(57)【要約】【課題】本発明は、キャビティへの樹脂の充填速度が変動しても、キャビティ内で成形品の凹部を形成する部分及びその周囲部分に十分に樹脂を充填することのできる射出成形機の制御方法を提供することを課題とする。【解決手段】金型装置５０のキャビティ７２内にコア圧縮部材７３を突出させて成形品に薄肉部を形成する。金型装置５０のキャビティ７２へ溶融樹脂の充填を開始し、溶融樹脂の充填中にコア圧縮部材７３の突出を開始する。溶融樹脂の充填とコア圧縮部材７３の突出を同時に進行させ、コア圧縮部材７３が所定の距離だけ突出した時点で、コア圧縮部材７３の突出を停止する。【選択図】図４
2007296780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内にコア圧縮部材を突出させて成形品に薄肉部を形成するための射出成形機の制御方法であって、
前記金型の前記キャビティへ溶融樹脂の充填を開始し、
該溶融樹脂の充填中に前記コア圧縮部材の突出を開始し、
該溶融樹脂の充填と前記コア圧縮部材の突出を同時に進行させ、
前記コア圧縮部材が所定の距離だけ突出した時点で、前記コア圧縮部材の突出を停止する
ことを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形機の制御方法であって、
前記コア圧縮部材の突出を停止した後も、前記コア圧縮部材への駆動力の印加を続けることを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項３】
請求項２記載の射出成形機の制御方法であって、
前記金型の前記キャビティに充填された該溶融樹脂を硬化させる冷却工程が終了する前に、前記コア圧縮部材への該駆動力の印加を停止することを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の射出成形機の制御方法であって、
前記コア圧縮部材の突出の停止を、前記金型を構成する部品を用いて行うことを特徴とする射出成形機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機の制御方法に係わり、特に一部の肉厚がその周囲より薄くなった薄肉部を有する成形品を成形するための射出成形機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカード、メモリーカード等のカード基板として、樹脂の射出成形により製造された薄肉成形品を用いることが多い。ＩＣカード、メモリーカード等のカード基板は、通常、ＩＣモジュールやフラッシュメモリ等を収納する凹部を有する。電子機器の小型化に伴い、そのようなカード基板の肉厚も薄くなっており、凹部の肉厚も非常に薄くなっている。
【０００３】
上述のような凹部をカード基板中に形成する方法として、図１（ａ）に示すようにカード基板を成形するためのキャビティ２の型面を部分的に突出させた凸面２ａを有する金型１を用いる方法がある。すなわち、キャビティ２の凸面２ａにより、板状のカード基板の一部に凹部を成形する。
【０００４】
ところが、この方法であると、カード基板が薄型化され、凹部の底部の肉厚が非常に薄くなった場合、キャビティの凸面部分（成形品の凹部に相当）やその付近における樹脂の流れが悪くなり、キャビティ内に樹脂が完全に行き渡らないで樹脂ショートが発生するおそれがある。
【０００５】
また、図１（ｂ）において点線で示すように、キャビティ２の凸面２ａの部分（成形品の凹部に相当）における樹脂の流れが一様ではなくなり、キャビティ２の凸面２ａの部分に周囲から流れ込むような樹脂の流れとなる。このような樹脂の流れが生じると、成形品の凹部の下流部分の中央付近で両側からの樹脂の流れが合流し、合流した部分にウェルドＷが生じることがある。ウェルドＷが生じるとその部分の強度が弱くなり、凹部の底部に容易に割れが生じてしまうという問題が発生する。
【０００６】
凹部を形成する別の方法として、キャビティ内に樹脂を充填した後に、凹部に相当する形状のコアをキャビティ内に突出させ、コアにより樹脂を部分的に圧縮して押しのけて凹部を形成する方法がある。
【０００７】
この成形方法では、樹脂を充填する際にはキャビティ内に凸面がないので、樹脂の流れは一様であり、キャビティ内で樹脂が合流するような部分は形成されない。しかし、コアの突出量を大きく設定すると（すなわち、樹脂の圧縮代が大きいと）コアにより圧縮される部分の樹脂に過大な圧縮力が加わり、硬化後の樹脂に大きな残留応力が残るおそれがある。圧縮される樹脂は凹部の底部である薄肉部を形成する樹脂であり、ここに大きな残留応力が発生すると、薄肉部が変形したり割れが発生するといった問題が発生する。
【０００８】
上述のような問題を回避するために、コアを途中まで突出させたキャビティ内に樹脂を充填し、樹脂の流れの下流方向の一部に空間を残して樹脂の充填を停止し、その後コアを完全に突出させることで樹脂を凹部全体に行き渡らせ且つコアにより押しのけられた樹脂によりキャビティ内の空間を充填する成形方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２４０１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献１で提案されているように、キャビティへの樹脂の充填を停止してからコアを突出させて凹部を形成する方法では、樹脂の充填量を極めて精度よく制御する必要がある。樹脂の充填量が少なすぎると、コアにより押しのけた樹脂が周囲の空間に十分に充填されず、樹脂ショートが発生する。反対に、樹脂の充填量が多すぎると、樹脂に過度の圧縮力が加わり、硬化後の樹脂（すなわち、成形品）に大きな残留応力が発生することとなってしまう。
【００１０】
上述のカード基板は、薄い板状の成形品であり、成形品の容積は比較的小さい。したがって、キャビティへの樹脂の充填量を充填時間で制御して充填を停止した場合、温度変化による樹脂の流動性の変動による樹脂の充填速度の僅かな変動等により、樹脂充填を停止した際のキャビティ内での樹脂充填量が大きく変動してしまう。したがって、上述のように、充填樹脂が少ない場合は樹脂ショートが発生し、多い場合は残留応力が発生するといった問題が発生する。
【００１１】
また、凹部の底部である薄肉部に充填された溶融樹脂は、肉厚の周囲部分より早く硬化するために、コアの突出により押しのけられる前に硬化してしまうおそれがある。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、キャビティへの樹脂の充填速度が変動しても、キャビティ内で成形品の凹部を形成する部分及びその周囲部分に十分に樹脂を充填することのできる射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、金型のキャビティ内にコア圧縮部材を突出させて成形品に薄肉部を形成するための射出成形機の制御方法であって、前記金型の前記キャビティへ溶融樹脂の充填を開始し、該溶融樹脂の充填中に前記コア圧縮部材の突出を開始し、該溶融樹脂の充填と前記コア圧縮部材の突出を同時に進行させ、前記コア圧縮部材が所定の距離だけ突出した時点で、前記コア圧縮部材の突出を停止することを特徴とする射出成形機の制御方法が提供される。
【００１４】
上述の射出成形機の制御方法において、前記コア圧縮部材の突出を停止した後も、前記コア圧縮部材への駆動力の印加を続けることが好ましい。また、前記金型の前記キャビティに充填された該溶融樹脂を硬化させる冷却工程が終了する前に、前記コア圧縮部材への該駆動力の印加を停止することが好ましい。さらに、前記コア圧縮部材の突出の停止を、前記金型を構成する部品を用いて行うこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶融樹脂の充填とコア圧縮部材の突出を同時に進行させるので、凹部の底部における薄肉部において溶融樹脂の硬化が始まる前に溶融樹脂をコア圧縮部材の突出により確実に押しのけることができる。また、溶融樹脂の充填による流動とコア圧縮部材の突出による溶融樹脂の流動が組み合わされて、溶融樹脂をキャビティの全体に確実に充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明による制御方法を用いて射出成形を行う射出成形機の一例について図２を参照しながら簡単に説明する。図２は本発明による制御方法を用いて射出成形を行うことのできる射出成形機の全体構成図である。
【００１７】
図２に示す射出成形機は、射出装置1０及び型締装置２０から構成される。
【００１８】
射出装置１０は、加熱シリンダ１１を備え、加熱シリンダ１１にはホッパ１２が設けられる。加熱シリンダ１１内には射出部材としてスクリュ１３が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュ１３の後端は支持部材１４によって回転自在に支持される。支持部材１４にはサーボモータ等の計量モータ１５が駆動部として取り付けられる。計量モータ１５の回転は出力軸に取り付けられたタイミングベルトを介して被駆動部のスクリュ１３に伝達される。
【００１９】
射出装置１０はスクリュ１３に平行なねじ軸１７を有する。ねじ軸１７の後端は、タイミングベルトを介して、射出モータ１９の出力軸に連結されている。したがって、射出モータ１９によってねじ軸１７を回転させることができる。ねじ軸１７の前端は支持部材１４に固定されたナットに係合している。射出モータ１９を駆動し、タイミングベルトを介してねじ軸１７を回転させると、支持部材１４は前後進可能となり、その結果、被駆動部のスクリュ１３を前後移動させることができる。
【００２０】
型締装置２０は、可動金型２１Aが取り付けられる可動プラテン２２と、固定金型２１Bが取り付けられる固定プラテン２４とを有する。可動金型２１Aと固定金型２１Bとで、金型装置２３が構成される。可動プラテン２２と固定プラテン２４とは、タイバー２５によって連結される。可動プラテン２２はタイバー２５に沿って摺動可能である。また、型締装置２０は、一端が可動プラテン２２と連結し、他端がトグルサポート２６と連結するトグル機構２７を有する。トグルサポート２６の中央部において、ボールねじ軸２９が回転自在に支持される。ボールねじ軸２９には、トグル機構２７に設けられたクロスヘッド３０に形成されたナット３１が係合している。また、ボールねじ軸２９の後端にはプーリー３２が設けられ、サーボモータ等の型締モータ２８の出力軸３３とプーリー３２との間には、タイミングベルト３４が設けられている。
【００２１】
型締装置２０において、駆動部である型締モータ２８を駆動すると、型締モータ２８の回転がタイミングベルト３４を介してボールねじ軸２９に伝達される。そして、ボールねじ軸２９及びナット３１によって、回転運動から直線運動に変換され、トグル機構２７が作動する。トグル機構２７の作動により、可動プラテン２２はタイバー２５に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。型締モータ２８の出力軸３３の後端には、位置検出器３５が接続されている。位置検出器３５は、型締モータ２８の回転数又は回転量を検出することにより、ボールねじ軸２９の回転に伴って移動するクロスヘッド３０又はトグル機構２７によってクロスヘッド３０に連結された可動プラテン２２の位置を検出する。
【００２２】
なお、射出成形機の各駆動部は制御部４０により制御され、制御部４０の制御の下で射出成形機は本発明による制御方法を用いて射出成形動作を行う。
【００２３】
次に、本発明の制御方法による成形動作を行うための金型装置について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の制御方法による成形動作を行うように構成された金型装置の断面図である。図３において、金型装置は図１に示す射出成形機の型締装置に取り付けられた状態で示されている。
【００２４】
図３において、金型装置５０は、固定プラテン２１Bと可動プラテン２１Aに取り付けられている。固定側の取付板５２が固定プラテン２１Bに取り付けられ、固定金型５３が取付板５２に取り付けられる。
【００２５】
一方、可動プラテン２１Aには、射出圧縮ブロック５５が取り付けられる。射出圧縮ブロック５５には、形成されたシリンダ室５６が形成されており、シリンダ室５６内において、射出圧縮ピストン５７が前後に摺動（図における左右方向に移動）自在に配設されている。射出圧縮ブロック５５の中央には、エジェクタロッドを挿通するための穴部５５ａが形成されている。射出圧縮ピストン５７は大径部５７ａ、中径部５７ｂ及び小径部５７ｃを有し、シリンダ室５６は射出圧縮ピストン５７に対応した形状に形成されている。
【００２６】
大径部５７ａの後方（図における左方）油室５９が設けられており、油室５９には図示されない油路が接続される。油路を介して油室５９に作動油を供給することによって、射出圧縮ピストン５７を前方（図における右方）に移動させることができる。
【００２７】
射出圧縮ブロック５５には、可動側の取付板６１を介してスペーサブロック６２が取り付けられ、さらにスペーサブロック６２に受板６３が取り付けられる。可動金型６４は、受板６３に取り付けられる。
【００２８】
スペーサ６３の内部には、コア圧縮プレート６６が配置されている。コア圧縮プレート６６は、射出圧縮ピストン５７の前方の端面と接触自在に配設され、油室５９に作動油が供給されると、射出圧縮ピストン５７を介して前方に移動させられる。コア圧縮プレート６６の中央の貫通孔６６ａには、エジェクタプレート６７に一端が固定されたロッド６８が挿通されている。ロッド６８の他端は、射出圧縮ピストン５７を貫通して延在するエジェクタロッド７０に対向しており、エジェクタ駆動装置６９が作動されてエジェクタロッド７０が前進すると、ロッド６８が押され、エジェクタプレート６７も前進する。
【００２９】
エジェクタプレート６７の前面側には、その一端面がキャビティ面７１ａを形成するキャビティ部材７１が取り付けられる。本実施例では、キャビティ部材７１は上下に２つ設けられており、２個取りの金型となっている。キャビティ面７０ａと固定金型５３との間にキャビティ７２が形成される。キャビティ部材７１はエジェクタプレート６７に固定されており、エジェクタプレート６７が前進すると、キャビティ部材７１も前進する。金型装置５０が開いた状態で、キャビティ部材７１を前進させることにより、キャビティ７１内の成形品は突き出され、可動金型６４から取り出される。
【００３０】
キャビティ部材７１を貫通して、コア圧縮部材７３が摺動自在に設けられる。コア圧縮部材７３の一端はキャビティ７１に面して配置され、他端は上述のコア圧縮プレート６６に固定されている。したがって、射出圧縮ピストン５７が駆動されて前進すると、コア圧縮プレート６６を介してコア圧縮部材７３が前進し、コア圧縮部材７３の前端部がキャビティ７１内に突出する。
【００３１】
コア圧縮部材７３の前進は、前進限規制部材としてのリターンピン７４により停止される。リターンピン７４は、コア圧縮部材７３と同様にコア圧縮プレート６６に固定され、受板６３と可動金型６４を貫通して固定金型５３に向かって延在している。コア圧縮プレート６６が後退してコア圧縮部材７３の前端面がキャビティ部材７１のキャビティ形成面７１ａに一致している状態（図３に示す状態）では、リターンピン７４の前端は、可動金型６４の型合わせ面（すなわち、固定金型の型合わせ面）から所定の距離だけ後退した位置となるように設定されている。この所定の距離が、コア圧縮部材７３のキャビティ７２内への突出距離となる。
【００３２】
より具体的には、射出圧縮ピストン５７が駆動されてコア圧縮プレート６６を介してコア圧縮部材７３が前進し、コア圧縮部材７３の前端部がキャビティ７１内に突出すると、リターンピン７４も固定金型５３に向かって前進する。そして、リターンピン７４が固定金型５３に当接すると、リターンピン７４はそれ以上前進できなくなる。したがって、コア圧縮プレート６６の前進も停止され、コア圧縮部材７３の前進（キャビティ７２内への突出）も停止される。このように、本実施例によれば、コア圧縮部材７３の停止位置（突出距離）を、金型装置５０を構成する部品であるリターンピン７４を用いて、精度よく設定することができる。
【００３３】
なお、固定プラテン２１Ｂに固定された取付板５２及び固定金型５３を貫通してスプルーブッシュ７７が設けられており、射出装置２０の加熱シリンダ１１の先端ノズルがスプルーブッシュ７７に押圧される。加熱シリンダ１１内で溶融された樹脂は、射出部材であるスクリュ１３を前進させる（図３では右から左への方向となる）ことにより、スプルーブッシュ７７及び固定金型５３と可動金型６４の型合わせ面に形成されたゲートを通じてキャビティ７１に充填される。
【００３４】
次に、上述の金型装置５０が図２に示す射出成形機の型締装置２０に取り付けられ、成形工程が本発明による制御方法により制御されたときの、キャビティ７２内の樹脂の流れについて、図４を参照しながら説明する。図４において、（ａ）〜（ｄ）で左側はキャビティの断面を示し、右側はキャビティの正面を示す。図４において、また樹脂の流れが点線で示されている。
【００３５】
溶融樹脂の充填が開始されると、溶融樹脂はゲートを通じてキャビティ７２内に充填される。ゲートから溶融樹脂が流れ込むと、ゲート近辺から樹脂が充填され次第にゲートの反対側に向かって流れていく。このとき、キャビティ７２内に突出物はないので溶融樹脂の流れはほぼ一様である。
【００３６】
溶融樹脂が、図４（ａ）に示すようにコア圧縮部材７３の位置まで流れ込んだ時点で、コア圧縮部材７３の前進（すなわち、キャビティ７２内への突出）を開始する。コア圧縮部材７３が、図４（ｂ）に示すようにキャビティ７２内に突出すると、コア圧縮部材７３の周囲のほうが溶融樹脂の流れの抵抗が少ないため、コア圧縮部材７３の周囲のほうが溶融樹脂が先行して流れようとする。ところが、本実施例ではコア圧縮部材７３が連続して前進しており、コア圧縮部材７３の前面で押された溶融樹脂が周囲に広がろうとする。これにより、図４（ｂ）及（ｃ）に示すように、コア圧縮部材７３の前面における溶融樹脂と、コア圧縮部材７３の周囲の溶融樹脂とは、ほぼ同じ速さでキャビティ７２内を進行することとなる。したがって、従来のようにコア圧縮部材７３の両側から溶融樹脂が回りこんで、溶融樹脂が合流する部分が発生せず、ウェルドが発生しない。
【００３７】
溶融樹脂の充填とコア圧縮部材７３の突出は同時に進行し、図４（ｄ）に示すように、溶融樹脂がキャビティ７２のほぼ全体に充填された時点でコア圧縮部材７３の突出は停止される。このときのコア圧縮部材７３の停止は、上述のように、リターンピン７４の前端が固定金型５３に当接することで行われる。このため、リターンピン７４の先端と固定金型の型合わせ位置との間の距離は、コア圧縮部材７３の突出距離に等しくなり、コア圧縮部材７３の停止位置を精度よく制御することができる。
【００３８】
キャビティ７２内への溶融樹脂の充填が終了すると、溶融樹脂を冷却して固化させる冷却工程が行われる。冷却工程が進んで樹脂が固化するまでは、キャビティ７２内の溶融樹脂に圧力が加えられているため（保圧）、コア圧縮部材７３を押し戻そうとする力が作用する。そこで、本実施例では、コア圧縮部材７３の突出が停止された後もコア圧縮部材７３に前進力が引き続き加えられており、コア圧縮部材７３を停止位置に止めておく。
【００３９】
冷却工程が進んで樹脂がほぼ固化すると、樹脂圧力は減少するので、射出圧縮ピストン５７の駆動を停止してコア圧縮部材７３への前進力の印加を停止する。冷却工程が終了したら、金型装置５０を開く。このとき、コア圧縮部材７３への前進力の印加を停止しておかないと、リターンピン７４とコア圧縮部材７３とがさらに前進してしまう。
【００４０】
金型装置５０が開いたら、エジェクタ駆動装置６９を駆動してエジェクタプレート６７を前進させる。これにより、キャビティ部材７１が前進し、キャビティ７２内で樹脂が固化して形成された成形品は突き出され、可動金型６４から取り出される。
【００４１】
以上の溶融樹脂の充填、コア圧縮部材の前進、キャビティ部材７１の前進等は、射出成形機の制御部４０により制御される。
【００４２】
以上のように、本実施例によれば、溶融樹脂の充填とコア圧縮部材の突出を同時に進行させるので、凹部の底部における薄肉部において溶融樹脂の硬化が始まる前に溶融樹脂をコア圧縮部材の突出により確実に押しのけることができる。また、溶融樹脂の充填による流動とコア圧縮部材の突出による溶融樹脂の流動が組み合わされて、溶融樹脂を薄肉部を含むキャビティの全体にほぼ一様に、確実に充填することができ、成形品の薄肉部にウェルドや割れが発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】薄肉部を有する樹脂成形品の従来の成形方法を示す図である。
【図２】本発明による制御方法により射出成形を行う射出成形機の全体構成図である。
【図３】本発明の制御方法による成形動作を行うように構成された金型装置の断面図である。
【図４】キャビティ内の溶融樹脂の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  射出装置
１１  加熱シリンダ
１３  スクリュ
２０  型締装置
２１Ａ  可動プラテン
２１Ｂ  固定プラテン
４０  制御部
５０  金型装置
５３  固定金型
５５  射出圧縮ブロック
５６  シリンダ室
５７  射出圧縮ピストン
５９  油室
６２  スペーサブロック
６３  受板
６４  可動金型
６６  コア圧縮プレート
６７  エジェクタプレート
７０  エジェクタロッド
７１  キャビティ部材
７３  コア圧縮部材
７４  リターンピン
【図１】
2007296780.tif 000003
【図２】
2007296780.tif 000004
【図３】
2007296780.tif 000005
【図４】
2007296780.tif 000006