(57)【要約】      （修正有）【課題】金型内に射出充填した樹脂の圧縮成形にあたり、成形サイクルの短縮，製品の内部応力の低減，金型にかかる負荷の低減，製品の外観の向上を図る。【解決手段】固定型５４に対向する可動型６６は、スライドコア７４を収容する成形穴６８を有しており、固定型５４との間にキャビティＣを形成する。可動側取付板６０に固定された脚部６２と、可動型６６の間にはスペーサ６４が配置され、該スペーサ６４の引き抜きにより、スライドコア７４によるキャビティ圧縮のためのストロークが形成される。キャビティＣへの溶融樹脂の充填が完了したら、型締め機構１１０によりスペーサ６４の引き抜き分に相当するストローク量の圧縮を行うが、その際、圧力センサ８０による型内圧力の検知結果に基づき、型内圧力が、射出圧ピーク時の圧力を超えないように、制御装置１４０により圧縮圧及び圧縮速度を制御する。【選択図】図１
2012086420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動型取付板に支持される可動型と、固定側取付板に支持される固定型の端面を当接させたときに、溶融樹脂が射出充填されるキャビティが形成される金型と、
前記キャビティに溶融樹脂を射出充填する射出機構と、
前記可動側取付板を固定側取付板に対してストロークさせて金型を開閉するとともに、前記射出機構による溶融樹脂の射出充填時に、金型のパーティングを高圧型締めする型締め機構と、
前記可動型に前記ストローク方向に延長形成され、前記固定型に対向する端面に開口するとともに、該端面に前記固定型を当接させたときに、前記キャビティの少なくとも一部を形成する一つ以上の成形穴と、
該成形穴に一部が収容されており、該成形穴に沿ってスライド可能なスライドコアと、
前記可動側取付板と可動型の間に配置されたスペーサの移動により、型締め後に、前記金型を閉じた状態のまま、前記スライドコアが前記成形穴内でキャビティ容積を圧縮する方向にスライドするための圧縮ストロークを確保する圧縮ストローク形成手段と、
該圧縮ストローク形成手段によって得たストローク量に応じて、前記金型を閉じた状態のまま、前記スライドコアを前記成形穴に沿ってスライドさせ、前記キャビティの容積を圧縮するキャビティ圧縮機構と、
前記キャビティの内圧を検知する圧力センサと、
該圧力センサの検知結果に基づいて、前記キャビティ圧縮機構による圧縮圧及び圧縮速度を調節し、キャビティ内圧の経時変化を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記金型の温度を調節する温度調節手段を設けるとともに、
前記制御手段は、
前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記キャビティ圧縮機構とともに前記温度調節手段を制御することによって、前記キャビティ内圧の経時変化を制御することを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記圧縮ストローク形成手段が、
前記可動側取付板と可動型の間に配置されており、一端が前記可動側取付板と可動型の対向面のいずれか一方の面に固定された脚部と、
該脚部の固定されていない他端と可動側取付板の間，あるいは、前記脚部の固定されていない他端と可動型の間に、前記ストローク方向と略直交する方向にスライド可能に配置されたスペーサと、
該スペーサをスライドさせるスライド機構と、
を備えており、
前記金型の型締め後に、前記スペーサを金型の外方へ向けて移動させることによって、前記圧縮ストロークを確保することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記スペーサの移動量に応じて、前記圧縮ストロークの量を調整可能としたことを特徴とする請求項３記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記スペーサと前記脚部との当接面が、前記固定側取付板に対して傾斜しており、該スペーサの移動量に応じて、前記圧縮ストローク量を連続的に変化可能としたことを特徴とする請求項４記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記圧縮ストローク形成手段が、
前記可動側取付板と可動型の間に配置されており、一端が前記可動型に固定され、他端が、前記可動側取付板と当接可能な脚部と、
前記ストローク方向と略直交する方向に、前記可動側取付板の主面に沿ってスライド可能となるように配置されており、前記可動型取付板と前記スライドコアの間で挿入及び抜き出しが可能なスペーサと、
該スペーサをスライドさせるスライド機構と、
を備えており、
前記金型の型締め後に、前記スペーサを可動側取付板とスライドコアの間に挿入することによって、前記可動側取付板と脚部の間に、前記圧縮ストロークを確保することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記型締め機構が、前記キャビティ圧縮機構を兼ねることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記スライドコアの一端が、直接又は間接的に前記可動側取付板に着座するように配置されており、
前記型締め機構によって、前記可動側取付板とともに前記スライドコアをスライドさせることによって、前記キャビティの容積を圧縮することを特徴とする請求項７記載の射出成形装置。
【請求項９】
前記型締め機構が、トグル機構の利用により、前記固定側取付板を支持する固定プレートに対して、可動側取付板を支持する移動プレートをストロークさせる機構であるときに、
前記キャビティ圧縮機構は、
前記移動プレートに対して、前記可動側取付板を前記ストローク方向にスライド可能に支持する支持手段と、
前記移動プレートと前記可動側取付板間の距離を調整する調整手段と、
を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の射出成形装置。
【請求項１０】
前記型締め機構が、トグル機構の利用により、前記固定側取付板を支持する固定プレートに対して、可動側取付板を支持する移動プレートをストロークさせる機構であるときに、
前記キャビティ圧縮機構は、
前記トグル機構と前記移動プレートの連結部分を、長さ調節可能又は切り離し可能に連結する連結手段と、
前記移動プレートを前記ストローク方向にスライドさせる移動プレートスライド機構と、
を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の射出成形装置。
【請求項１１】
前記型締め機構が、トグル機構の利用により、前記固定側取付板を支持する固定プレートに対して、可動側取付板を支持する移動プレートをストロークさせる機構であるときに、
前記キャビティ圧縮機構は、
型締め機構全体を、該型締め機構によるストロークの上限を超えてストロークさせることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の射出成形装置。
【請求項１２】
一つの成形穴に収容されるスライドコアが複数に分割形成されているとき，あるいは、複数の成形穴にそれぞれスライドコアが収容されているときに、
これらの複数のスライドコアによるキャビティ圧縮のタイミングが異なるように、圧縮開始のタイミングを調整する圧縮タイミング調整手段，
を設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
可動型と固定型に分割形成されており、その分割面に溶融樹脂が射出充填されるキャビティが形成される金型と、
前記キャビティに溶融樹脂を射出充填する射出機構と、
前記可動型を固定型に対してストロークさせ、金型を開閉する型締め機構と、
前記キャビティの内圧を検知する圧力センサと、
該圧力センサの検知結果に基づき、前記型締め機構による圧縮圧及び圧縮速度を調節して、前記キャビティ内圧の経時変化を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項１４】
前記金型の温度を調節する温度調節手段を設けるとともに、
前記制御手段は、
前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記型締め機構とともに前記温度調節手段を制御することによって、前記キャビティ内圧の経時変化を制御することを特徴とする請求項１３に記載の射出成形装置。
【請求項１５】
可動型と固定型の分割面に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出充填して圧縮し、冷却固化する射出成形方法であって、
前記キャビティの内圧を圧力センサによって検知し、その検知結果に基づいて、前記射出充填された樹脂の熱収縮に沿うように、圧縮制御を行うことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の射出成形装置を利用した射出成形方法であって、
前記射出機構による溶融樹脂の射出充填後、前記圧縮ストローク形成手段により圧縮ストロークを得て前記キャビティを圧縮するときに、
前記制御手段は、前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記射出充填された樹脂の収縮に合わせて前記キャビティ圧縮機構による圧縮を制御することを特徴とする射出成形方法。
【請求項１７】
請求項１３又は１４記載の射出成形装置を利用した射出成形方法であって、
前記射出機構による溶融樹脂の射出充填後、
前記制御手段は、前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記射出充填された樹脂の収縮に合わせて前記型締め機構による圧縮を制御することを特徴とする射出成形方法。
【請求項１８】
前記制御手段は、圧縮過程におけるキャビティの内圧が、射出圧ピーク時の圧力を超えないように、圧縮圧及び圧縮速度を制御することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製品を成形するための金型を利用した射出成形装置及び射出成形方法に関し、更に具体的には、金型内への樹脂の射出完了後の圧縮制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの樹脂製品が射出成形によって製作されている。一般的な射出成形は、射出装置で溶融した樹脂を、閉じた金型内に高圧で射出充填し、金型内で冷却・固化させた後に製品を取り出す工程を踏む。図２２(A)〜(D)には、一般的な射出成形装置の構造と成形工程の一例が示されている。図２２(A)に示すように、射出成形装置６００は、金型が固定型６０２と可動型６０８に分割可能な構造となっており、前記固定型６０２には、ノズル６０６から射出される樹脂の通路となるスプルブッシュ６０４が設けられている。また、可動型６０８の端面には、型内圧力を検知するための圧力センサ６１０が設けられている。当該射出成形装置６００においては、図２２(B)に示すように、固定型６０２と可動型６０８を閉じた状態で、図２２(C)に示すように金型内に溶融状態の樹脂６１２を射出し、冷却・固化させた後に、図２２(D)に示すように製品６２０を取り出す。
【０００３】
図２１(A)には、上述した一般的な射出成形における型内圧力の経時変化が示されている。同図に示すように、型内圧力は、樹脂の充填時にピークを迎え、その後、冷却固化することにより製品の収縮が起こり、徐々に型内圧力が下がる。図示の例では、射出開始から６秒後に圧力がゼロとなる。圧力がゼロとなるまでの時間は、樹脂の種類，製品形状により若干の違いがあるが、全ての射出成形において図２１(A)と同様の形状の曲線を描く。このような射出成形で製作される樹脂製品は、冷却固化の段階で収縮するため、複雑形状の場合には、厚肉部に引っ張られて表面にいわゆるヒケが発生する。あるいは、単純な塊形状でも内部のボイドが発生してしまうため、欠陥商品となる場合がある。そこで、従来より、ヒケやボイドの発生を防止するため、種々の成形方法が提案されている。
【０００４】
その一つの手法として、射出圧縮成形がある。一般的な射出圧縮成形は、金型をわずかに開いた状態で溶融樹脂を流し込んだ後、金型を閉じて溶融樹脂を圧縮し、金型形状の転写を促進する成形工程を踏む。図２３(A)〜(C)には、一般的な射出圧縮成形装置の構造と成形工程の一例が示されている。図２３(A)に示すように、射出圧縮成形装置６５０の構成は、前記図２２に示す射出成形装置６００とほぼ同様であるが、当該射出圧縮成形装置６５０においては、図２３(B)に示すように、固定型６０２と可動型６０８の端面に隙間Ｉが生じるように若干開いた状態で、溶融状態の樹脂６１２を型内に射出し、その直後に，あるいは、射出と同調して、金型が開いた分（隙間Ｉ）だけ、可動型６０８を矢印Ｆ２３方向に移動させ、射出された樹脂６１２を圧縮する（図２３(C)）。図２１(B)は、前記射出圧縮成形における型内圧力の経時変化を示している。同図に示すように、射出圧のピーク直後に圧縮工程に移り、圧縮圧ピークを迎え、その後、冷却固化により型内圧力が下がり、約３０秒後に最終的にゼロとなる。
【０００５】
また、本願出願人が、特願２００９−１１０１７３において提案した射出成形装置を用いた成形方法がある。該成形法を、ここではＩＭＰ（インモールドプレッシング）工法と称して以降の説明を行う。前記特願２００９−１１０１７３の射出成形装置は、金型のパーティングが開いた状態で樹脂を射出する従来の射出圧縮成形にかかる不都合（樹脂漏れや充填不足など）を改善するために開発されたものであって、図２４に、その装置構成及びＩＭＰ工法の概略が示されている。図２４(A)に示す射出成形装置７００は、固定側取付板７０２に固定された固定型７０４と、可動側取付板７１０に支持された可動型７１２と、該可動型７１２に形成された成形穴７１８内をスライド可能なスライドコア７２０と、前記可動側取付板７１０に固定された脚部７１４と、該脚部７１４と前記可動型７１２の間に配置されたスペーサ７１６などにより構成されている。前記可動側取付板７１０は、直圧式又はトグル式などの図示しない型締め機構より、固定側取付板７０２に向けてストローク可能となっている。
【０００６】
図２４(B)に示すように、ＩＭＰ工法では、固定型７０４と可動型７１２を高圧で閉じた状態で樹脂７３０を射出し、その後、スペーサ７１６を図示しない駆動機構により可動型７１２のストローク方向と直交する方向に引き抜き、該引き抜きによって生じたスペース分だけ、前記スライドコア７２０を成形穴７１８内でスライドさせ、キャビティＣの容積の圧縮（再型締め）を行う。図２１(C)には、ＩＭＰ工法における型内圧力の経時変化が示されている。同図に示すように、射出圧のピーク直後にスペーサ７１６を引き抜き、その後、金型内で樹脂７３０の表面がある程度固化して加圧に耐えられるだけの固化層が形成されるまで待ってからキャビティＣを圧縮する。図示の例では、射出開始から時間ａが経過したときに圧縮している。圧縮圧ピークを迎えた後は、冷却固化により型内圧力が下がり、図示の例では、約３５秒後に型内圧力がゼロとなっている。なお、圧縮圧ピーク以降の傾斜の角度は、冷却効率，比熱，材質などにより異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００９−１１０１７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、以上のような背景技術には、次のような不都合がある。まず、図２３に示す通常の射出圧縮成形では、図２３(C)の工程における圧縮が、一定圧若しくは一定速度で行われているため、製品に必要以上の応力が加えられることになり、それによる弊害を防止するために成形サイクルが長くなる等の不都合が生じる。例えば、図２１(B)の例では、圧力がゼロになるのは３０秒後であり、上述した通常の射出成形（図２１(A)の場合）よりも圧力がゼロになるまでの時間が長くなっている。基本的には、型内圧がゼロになった時点で製品を取り出すが、それ以前に製品を取り出すと、取り出した後に圧力開放が起き、製品が膨張する。言い換えれば、冷却時間を短縮すると、内圧が高い状態で取り出すことになるため、製品が膨張する。このとき、製品が均一に膨張するのであればよいが、若干の温度差が変形を招いてしまう。また、必要以上の圧力が製品や金型に加えられるため、金型の強度や構造にそれなりの工夫が必要となる。例えば、図２３(D)に示すように、可動型６０８´が、分割駒６０８Ａ〜６０８Ｃからなる構造の場合には、過剰な圧力により入り子駒（分割駒６０８Ａ）の周囲に樹脂６１２が入り込み、バリ６１４が生じてしまうおそれがある。
【０００９】
一方、図２４に示す射出成形装置７００を利用したＩＭＰ工法では、パーティングを型締め機構を利用した高圧で閉じた状態で射出できるために、成形圧縮できる製品形状に自由度があり、肉厚製品や偏肉部分がある製品を高精度・ボイドレスで加工できるなどの利点があるものの、射出後一定時間（図２１(C)の時間ａ）をおいてキャビティを圧縮するため、圧縮圧が高ければ高いほど金型内圧がゼロとなる時間が長くなる，すなわち、成形サイクルが長くなってしまう。また、製品や金型に必要以上の圧力が加えられることによる不都合は、上述した通常の射出圧縮成形の場合と同様である。例えば、再圧縮で必要以上に圧力がかかると、図２４(D)に示すように、スライドコア７２０と可動型７１２の間や、可動型７１２と固定型７０４のパーティング面にバリ７３２が発生してしまう。このため、スライドコア７２０と可動型７１２間のクリアランスを小さくするなど、精度の高い金型設計が要求される。このほか、過剰の圧力により、固定型７０４，可動型７１２，スライドコア７２０の変形，坐屈，破壊などのおそれも生じる。
【００１０】
本発明は、以上のような点に着目したもので、金型内に射出充填した樹脂を圧縮して成形するにあたり、成形サイクルの短縮，製品の内部応力の低減，金型にかかる負荷の低減が可能であって、製品の仕上がりや外観の向上にも適した射出成形装置及び射出成形方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の射出成形装置は、可動型取付板に支持される可動型と、固定側取付板に支持される固定型の端面を当接させたときに、溶融樹脂が射出充填されるキャビティが形成される金型と、前記キャビティに溶融樹脂を射出充填する射出機構と、前記可動側取付板を固定側取付板に対してストロークさせて金型を開閉するとともに、前記射出機構による溶融樹脂の射出充填時に、金型のパーティングを高圧型締めする型締め機構と、前記可動型に前記ストローク方向に延長形成され、前記固定型に対向する端面に開口するとともに、該端面に前記固定型を当接させたときに、前記キャビティの少なくとも一部を形成する一つ以上の成形穴と、該成形穴に一部が収容されており、該成形穴に沿ってスライド可能なスライドコアと、前記可動側取付板と可動型の間に配置されたスペーサの移動により、型締め後に、前記金型を閉じた状態のまま、前記スライドコアが前記成形穴内でキャビティ容積を圧縮する方向にスライドするための圧縮ストロークを確保する圧縮ストローク形成手段と、該圧縮ストローク形成手段によって得たストローク量に応じて、前記金型を閉じた状態のまま、前記スライドコアを前記成形穴に沿ってスライドさせ、前記キャビティの容積を圧縮するキャビティ圧縮機構と、前記キャビティの内圧を検知する圧力センサと、該圧力センサの検知結果に基づいて、前記キャビティ圧縮機構による圧縮圧及び圧縮速度を調節し、キャビティ内圧の経時変化を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
他の発明の射出成形装置は、可動型と固定型に分割形成されており、その分割面に溶融樹脂が射出充填されるキャビティが形成される金型と、前記可動型を固定型に対してストロークさせ、金型を開閉する型締め機構と、前記キャビティに溶融樹脂を射出充填する射出機構と、前記キャビティの内圧を検知する圧力センサと、該圧力センサの検知結果に基づき、前記型締め機構による圧縮圧及び圧縮速度を調節して、前記キャビティ内圧の経時変化を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の射出成形方法は、可動型と固定型の分割面に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出充填して圧縮し、冷却固化する射出成形方法であって、前記キャビティの内圧を圧力センサによって検知し、その検知結果に基づいて、前記射出充填された樹脂の熱収縮に沿うように、圧縮制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
他の発明の射出成形方法は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の射出成形装置を利用した射出成形方法であって、前記射出機構による溶融樹脂の射出充填後、前記圧縮ストローク形成手段により圧縮ストロークを得て前記キャビティを圧縮するときに、前記制御手段は、前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記射出充填された樹脂の収縮に合わせて前記キャビティ圧縮機構による圧縮を制御することを特徴とする。
【００１５】
更に他の発明の射出成形方法は、請求項１３又は１４記載の射出成形装置を利用した射出成形方法であって、前記射出機構による溶融樹脂の射出充填後、前記制御手段は、前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記射出充填された樹脂の収縮に合わせて前記型締め機構による圧縮を制御することを特徴とする。
【００１６】
主要な形態の一つは、前記いずれかに記載の射出成形方法において、圧縮過程におけるキャビティの内圧が、射出圧ピーク時の圧力を超えないように、圧縮圧及び圧縮速度を制御することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、固定型と可動型の間に形成されるキャビティに射出された樹脂を圧縮するにあたり、キャビティ内圧（ないし型内圧力）を圧力センサによって検知し、その検知結果に基づいて、前記射出された樹脂の熱収縮に沿うように圧縮制御（圧縮圧・圧縮速度の調節など）を行うこととしたので、成形サイクルの短縮，製品の内部応力の低減，金型にかかる負荷の低減，製品の仕上がりや変形の改善が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１を示す図であって、(A)は射出成形装置の全体構成を示す図，(B)はスペーサの変形例を示す図である。
【図２】図２(A)は前記実施例１のＩＭＰ工法による成形工程時の型内圧力の経時変化を示す図，図２(B)は圧縮圧の経時変化を示す図，図２(C)は圧縮速度の経時変化を示す図，図２(D)は型温度の経時変化を示す図である。
【図３】本発明の実施例２を示す図であり、(A)は射出圧縮成形装置の主要部を示す断面図であり、(B)は変形例の主要部を示す断面図である。
【図４】図４(A)は前記実施例２による成形工程時の型内圧力の経時変化を示す図，図４(B)〜(D)は、それぞれ成形工程時の圧縮圧及び圧縮速度の経時変化の異なるパターンを示す図である。
【図５】本発明の実施例３を示す図であって、(A)は実施例３の射出成形装置の全体構成を示す図，(B)及び(C)は実施例３の作用を示す図である。
【図６】図６(A)は前記実施例３による成形工程時の型内圧力の経時変化を示す図，図６(B)は圧縮圧の経時変化を示す図，図６(C)は圧縮速度の経時変化を示す図，図６(D)は型温度の経時変化を示す図である。
【図７】図７(A)は前記実施例３の射出成形装置で成形される製品形状を示す外観斜視図，図７(B-1)及び(B-2)は成形工程中の表面固化層の形成を示す断面図，図７(C)は前記(B-1)を一部拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の実施例４を示す図であり、(A)は実施例４により成形される製品形状を示す外観斜視図，(B-1)は実施例４の射出成形装置の全体構成を示す図，(B-2)は前記(B-1)を一部拡大して示す図，(C)及び(D)は実施例４の作用を示す図である。
【図９】トグル方式の型締め機構の説明図であり、(A)はトグル方式の型締め機構を有する射出成形装置の高圧ポジションにおける構造を示す図，(B)は前記射出成形装置の寸開きポジションにおける構造を示す図，(C)は前記寸開きポジションから高圧ポジションまで高圧型締めをする場合における型締めストロークに対する圧縮圧の関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例５を示す図であり、(A)は射出成形装置の全体構成を示す図，(B)は作用を示す図である。
【図１１】前記実施例５の射出成形装置による成形工程を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例６を示す図であり、(A)は射出成形装置の全体構成を示す図，(B)は作用を示す図である。
【図１３】前記実施例６の射出成形装置による成形工程を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例７を示す図であり、(A)は射出成形装置の全体構成を示す図，(B)は作用を示す図である。
【図１５】前記実施例７の射出成形装置による成形工程を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例８を示す図であり、(A)は射出成形装置の全体構成を示す図，(B)は移動プレートを示す平面図，(C)は実施例８の作用を示す図である。
【図１７】前記実施例８の射出成形装置による成形工程を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施例９を示す図であり、(A)は射出成形装置の全体構成を示す図，(B)は可動側のプレートの平面図，(C)は実施例９の作用を示す図である。
【図１９】本発明の実施例１０を示す図であり、(A)は実施例１０の射出成形装置で成形される成形品形状を示す外観斜視図，(B-1)及び(B-2)は比較例と本実施例の圧縮部分を示す図，(C)〜(E)は実施例１０の射出成形装置の主要部と成形工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施例１１の射出成形装置の主要部と成形工程を示す断面図である。
【図２１】背景技術における型内圧力の経時変化を示す図であり、(A)は射出成形の場合，(B)は射出圧縮成形の場合，(C)はＩＭＰ工法における成形の場合を示す。
【図２２】図２２(A)〜(D)は、背景技術の一般的な射出成形の成形工程を示す図である。
【図２３】図２３(A)〜(C)は、背景技術の一般的な射出圧縮成形の成形工程を示す図，図２３(D)は入れ子駒を用いた場合のバリの発生箇所を示す図である。
【図２４】図２４(A)〜(C)は、背景技術のＩＭＰ工法の成形工程を示す図，図２４(D)は不具合発生箇所を示す図である。
【図２５】(A)は通常の射出成形における射出成形時の樹脂の体積の経時変化を示す図，(B)は射出圧力の経時変化を示す図，(C-1)は射出成形装置の全体構成を示す図，(C-2)は樹脂の収縮により金型内部に生じた空気層を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
最初に、本発明における多段圧縮制御の基本的な考え方について、上述した背景技術を交えながら説明する。通常の射出成形の場合、特に、肉厚成形の場合は、高い射出圧力で樹脂を充填して型内圧力を高め、ボイドやヒケを発生させないようにする。また、ゲートシールを遅らせる等の手法で冷却固化することによる体積収縮分、樹脂を充填させる。図２５(A)は、通常の射出成形における射出された樹脂の体積の経時変化を示す図，図２５(B)は射出圧力の経時変化を示す図，図２５(C-1)は射出成形装置の全体構成を示す図，図２５(C-2)は、樹脂の収縮より金型内部に生じた空気層を示す図である。図２５(A)に示すように、ボイドやヒケが発生しないと仮定すると、射出後、一定時間でキャビティ内の製品体積は１００％になり、その後、冷却固化が進む。例えば、材料収縮率が３％の場合は、固化終了時に３％収縮した９７％の体積となる。このように、樹脂が収縮すると金型内面との間に隙間が生じ、図２５(C-2)に示すように空気の断熱層６１６が形成されるため、樹脂の冷却効率が低下し、成形完了までの時間が長くなる。一方、図２５(B)に示すように、ボイドやヒケが発生しないと仮定すると、キャビティ内に樹脂を射出した後、樹脂の体積が収縮して固化が終了すると同時に射出圧力がゼロになる。実際には、ゲートシールが起こり、体積収縮分の樹脂を充填させることができないのだが、大きな射出圧力により肉厚成形に置いてボイドやヒケが発生しないことが仮定される。実際は大きな射出圧力によりバリが発生してしまう。
【００２１】
そこで、考案されたのが、上述した背景技術の射出圧縮成形である。射出圧縮成形では、射出圧力は製品にバリが発生しない条件で設定するが、実際には圧力不足によりヒケやボイドができてしまうため、その圧力不足を圧縮することにより補うのである。しかしながら、その圧縮を一定の圧力・スピードで行うと、やはり型内圧力が高くなり、バリが発生してしまう。本発明は、このキャビティ圧縮時の圧縮圧・圧縮速度を制御する，すなわち、樹脂の熱収縮に沿うように圧縮制御することにより、バリを発生させず、ヒケ・ボイドを制御しようとする考え方に基づくものである。
【００２２】
実施例１は、上述したＩＭＰ工法に本発明を適用することで、前記圧縮制御を実現する一実施形態である。図１(A)は、本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図１(B)はスペーサの変形例を示す図である。図２(A)は本実施例のＩＭＰ工法による成形工程時の型内圧力の経時変化を示す図，図２(B)は圧縮圧の経時変化を示す図，図２(C)は圧縮速度の経時変化を示す図，図２(D)は型温度の経時変化を示す図である。図１(A)に示すように、本実施例の射出成形装置５０は、固定型５４と可動型６６を含む金型５１と、射出装置１００と、型締め機構１１０を中心に構成されており、このほか、キャビティ容積圧縮のためのストロークを得るための圧縮ストローク形成手段を備えている。なお、本実施例では、前記圧縮ストローク形成手段により得た圧縮ストローク量に応じて圧縮を加えるためのキャビティ圧縮機構として、前記型締め機構１１０を利用している。
【００２３】
まず、金型５１から説明すると、金型５１の固定側は、固定側取付板５２に固定型５４が取り付けられ、固定側取付板５２及び固定型５４を貫通してスプルブッシュ５６が設けられている。スプルブッシュ５６には、溶融樹脂を供給するために、後述する射出装置１００のノズル１０８が接続される。固定側型板５２には、後述する可動側の成形穴６８に対応する面に沿って、冷却液を流通させる冷却孔５８が設けられている。一方、金型５１の可動側は、可動側取付板６０と、前端面が前記固定型５４と対向する可動型６６と、該可動型６６を支持する脚部６２及びスペーサ６４とを有している。前記脚部６２は、後端側（図１の左側の端部）が前記可動側取付板６０に固定されており、前端側と前記可動型６６の間に、前記スペーサ６４が配置されている。可動側取付板６０は、後述する型締め機構１１０の油圧シリンダ１１２のロッド１１６に連結され、固定側へ向かって矢印Ｆ１方向に進退（ストローク）可能となっている。前記可動型６６の略中央部には、成形されるべき製品の断面形状に対応する成形穴６８が貫通形成され、該成形穴６８には、スライドコア７４の一部がスライド可能に収容されている。前記可動型６６には、前記成形穴６８を囲んで冷却液を通流させる冷却孔７８が設けられ、必要に応じてスライドコア７４にも冷却孔７８が設けられる。更に、前記スライドコア７４の前端面には、キャビティＣの内圧（型内圧力）を検知するための圧力センサ８０が設けられている。該圧力センサ８０は、後述する制御装置１４０に接続されている。
【００２４】
前記スペーサ６４は、図示の例では、略直方体状であって、油圧シリンダ８２のロッド８４の端部に固定されており、前記油圧シリンダ８２の駆動によって、前記可動型６６のストローク方向と直交する方向，すなわち、可動型取付板６０の主面と平行にスライド可能となっている。本実施例では、前記脚部６２，スペーサ６４，油圧シリンダ８２によって、キャビティ容積圧縮用のストロークを得るための圧縮ストローク形成手段が構成されている。
【００２５】
前記脚部６２とスペーサ６４の内側の空間には、スライドベース７０が配置されている。該スライドベース７０は、第１プレート７２Ａと第２プレート７２Ｂとからなる。第２プレート７２Ｂには、前記成形穴６８に一部が収容されたスライドコア７４の後端が図示しないボルトにより取り付けられている。また、第１プレート７２Ａは、前記第２プレート７２Ｂの裏面に現れた図示しないボルト穴をカバーするとともに、前記可動側取付板６０に着座している。このようなスライドベース７０と前記可動型６６の間には、スプリング７６が設けられており、前記スライドベース７０を常に可動型取付板６０に向けて付勢している。型締め機構１１０の駆動により前記可動側取付板６０を矢印Ｆ１方向にストロークさせると、前記スライドベース７０を介してスライドコア７４が成形穴６８内で移動し、キャビティＣ内の樹脂９０を圧縮可能となる。また、前記可動側取付板６０には、油圧シリンダ９４から延びる突き出しロッド９２が通るロッド穴が設けられ、突き出しロッド９２により前記スライドベース７０を押すことにより、スライドコア７４をスライドさせることができるようになっている。このため、前記スライドコア７４は、圧縮工程においてはキャビティＣ内の樹脂９０を押し込む機能を発揮し、冷却後は、製品となった樹脂を成形穴６８から押し出す離型機能を有する。
【００２６】
油圧シリンダ８２を駆動してスペーサ６４を脚部６２と可動型６６の間に押し込んだ状態で、可動型６６と固定型５４を当接させると、成形穴６８内のスライドコア７４と固定型５４とに挟まれた空間が、樹脂９０を充填するキャビティＣとなる。この状態におけるキャビティＣの軸方向（ストローク方向）長さ，すなわち、スライドコア７４の前端面と固定型５４との間隔は、製品の軸方向長さよりも所定量だけ長くなるように設定されている。
【００２７】
次に、射出装置１００について説明する。図１に示すように、射出装置１００は、ホッパ１０４から投入された成形材料をシリンダ１０２により溶融させ、射出機構１０６によって前記シリンダ１０２の先端のノズル１０８から、前記金型５１のキャビティＣに溶融状態の樹脂９０を射出するもので、その構造は公知である。
【００２８】
次に、型締め機構１１０について説明する。該型締め機構１１０は、前記可動型６６を前記固定型５４に対してストロークさせることで前記金型５１を開閉するもので、成形材料の充填時に十分な圧力をかけられるものとなっている。このような型締め機構としては、直圧式やトグル式などがあるが、本実施例では、油圧シリンダ１１２を利用した直圧式の例が示されている。前記油圧シリンダ１１２内には、該油圧シリンダ１１２内を往復駆動可能なピストン１１４を境に油室１１８，１２０が形成されており、これら油室１１８，１２０には、圧油の出入口１２２，１２４が設けられている。また、前記ピストン１１４には、ロッド１１６の一端が接続されており、前記ロッド１１６の他端は前記可動側取付板６０に固定されている。油圧ポンプ１３０に接続された流路Ｔ１は２本に分岐し、バルブＶ１，Ｖ２を介してそれぞれ流路Ｔ２，Ｔ３に接続される。前記流路Ｔ２は、一方の出入口１２２に接続し、他方の流路Ｔ３は他方の出入口１２４に接続されている。
【００２９】
更に、本実施例では、圧縮ストローク形成手段のスペーサ６４の駆動機構として油圧シリンダ８２を利用しており、該油圧シリンダ８２に、前記油圧ポンプ１３０によって圧油の給排出を行うこととしている。具体的には、前記油圧ポンプ１３０に接続された流路Ｔ４は２本に分岐し、バルブＶ３，Ｖ４を介してそれぞれ流路Ｔ５，Ｔ６に接続される。前記流路Ｔ５は、前記油圧シリンダ８２の図示しない２つの油室の一方に接続され、前記流路Ｔ６は、前記図示しない２つの油室の他方に接続される。そして、前記バルブＶ１〜Ｖ４の切り替えをタイマー１３２で管理することで、所望のタイミングでスペーサ６４のスライドと金型５１の可動側の進退を行うことができる。なお、前記タイマー１３２は、制御装置１４０に接続されており、前記圧力センサ８０の検知結果に応じて、前記制御装置１４０からタイマー１３２へ切り替え指示が出される。
【００３０】
次に、図２も参照しながら本実施例の作用を説明する。図２(A)は型内圧力（キャビティ内圧）の経時変化を示す図，図２(B)は圧縮圧の経時変化を示す図，図２(C)は圧縮速度（圧縮スピード）の経時変化を示す図，図２(D)は金型温度の経時変化を示す図である。本実施例による成形工程は、型締め機構１１０の油圧シリンダ１１２により可動型取付板６０を退避位置にして、可動側型板６０と固定側型板５４とが離間している状態であって、スペーサ６４が脚部６２と可動型６６の間に配置された状態から開始する。次に、油圧シリンダ１１２を作動させて、可動型６６を可動側取付板６０と一体に矢印Ｆ１方向にスライドさせて固定側へ移動させ、可動型６６を固定型５４に当接させて一定圧力で型締めする。このときの圧力は、制御装置１４０で管理される。この状態で、可動型６６と固定型５４の間には、樹脂９０が充填されるキャビティＣが形成される。なお、このときのキャビティＣの長さ、すなわち、スライドコア７４の前端面と固定型５４との間隔は、製品の軸方向長さの設計値よりも後述する圧縮ストローク量（ないし押込量）だけ長く設定される。
【００３１】
次に、固定側のスプルブッシュ５６に接続した射出装置１００から溶融状態の樹脂９０を供給する。溶融樹脂は、ノズル１０８から、スプルブッシュ５６を介して前記キャビティＣに充填される（図１(A)の状態）。なお、スライドベース７０と可動型６６の間にスプリング７６がない場合でも、充填される溶融樹脂に押されて、スライドコア７４は、前記スライドベース７０が可動側取付板６０に着座するまで後退する。このとき、図２(A)に示すように、射出圧がピークの時点で、型内圧力もピークを迎える。この溶融樹脂の充填完了後、所定時間ｔが経過したかをチェックする。この時間経過の中で、キャビティＣに充填された樹脂は冷却され、樹脂表面には圧縮に耐え得るだけの表面固化層が形成される。
【００３２】
予め設定した所定時間ｔが経過すると、一旦、型締め機構１１０による型締め圧力を解除し、油圧シリンダ８２を駆動してスペーサ６４を脚部６２と可動型６６の間から全て抜き出す（図２(A)のスペーサ引き抜き）。その後、再度、型締め機構１１０により圧力を加えると、前記スペーサ６４の引き抜きにより形成された圧縮ストローク分だけ、スライドコア７４がスライドベース７０を介して可動側取付板６０とともに矢印Ｆ１方向にスライドし、キャビティＣの容積が圧縮される。スペーサ６４の厚みは、該スペーサ６４の抜き出しによる形成される圧縮ストロークに応じて圧縮を行った後に、スライドコア７４の前端面と固定型５４との間隔が、成形されるべき製品の軸方向長さの設定値となるように設定される。
【００３３】
前記スペーサ６４の抜き出し後の圧縮工程において、制御装置１４０は、前記圧力センサ８０の検知結果に基づいて、型締め機構１１０による圧縮を制御する。すなわち、図２(A)に示すように、型内圧力が射出圧のピーク時の圧力を超えないように、型締め機構１１０の圧縮圧及び圧縮速度を制御する。具体的には、図２(B)に示すように圧縮圧を、図２(C)に示すように圧縮速度を制御する。このように過剰な圧力をかけず、樹脂９０の熱収縮に沿うように圧縮制御することにより、バリを発生させず、ヒケ・ボイドを制御可能となる。
【００３４】
以上のような圧縮制御による冷却工程が完了したら、型締め機構１１０の油圧シリンダ１１２により可動側取付板６０を退避位置に戻して型開きする。可動側取付板６０の退避位置では、固定側型板５４と可動側型板６６が、製品の軸方向長さよりも大きく離間する。その後、前記突き出しロッド９２でスライドベース７０を押し出すと、スライドベース７０に取り付けられたスライドコア７４が成形穴６８内をスライドして、冷却・成形された製品を成形穴６８から押し出す。これにより、樹脂製品が離型されて、１回の成形を完了する。なお、以上の工程における所定時間の経過の判断は、前記タイマー１３２により行われ、その判断に基づいて制御装置１４０が所定の制御信号を発する。
【００３５】
なお、本実施例の工法では、スライドコア７４をスライドさせる時に、製品側面に折り畳み現象が現れることがある。これは、樹脂９０の表面固化層がキャビティＣの内壁をずれていく時に起こる現象であり、これを抑えるためには金型５１の温度の変化に同調して圧縮をかける必要がある。金型温度を成形サイクルの中で変化させる考えは、「ウエルドレス成形」、「ヒートアンドクール成形」、「ヒートサイクル成形」として公知であるが、基本的にウエルドラインを消す目的で開発された工法である。これらの工法は、比較的肉の薄い製品に対して有効であるが、本実施例のような肉厚の製品に対しては十分な効果を発揮できない。
【００３６】
そこで、本実施例では、上述した圧縮制御において、図２(D)に示すように、射出時に型温度を高く設定し、冷却と同時に金型温度を下げていくというように、金型５１の温度の制御を行うことにより、製品の外観面における一層の品質向上を図っている。図示の例では、射出時に金型の温度を１２０℃に設定し、加圧時（キャビティ圧縮時）に徐々に温度を下げ、離型時に型温度を３０℃にするという具合に金型温度の制御がされている。前記温度制御のためには、前記冷却孔５８及び７８に冷却液を流通させるだけでなく、金型５１全体を図示しない加熱手段（ヒータ等）により加熱することが必要となり、これら冷却手段と加熱手段を前記制御手段１４０に接続することによって、前記型内圧力の変化に応じた所望の制御を行うことができる。このような型温度の制御を行うことにより、スペーサ６４を引き抜いた時の圧力低下を避け、図２(A)に示すような圧縮制御を容易に行うことができ、厚肉製品であっても表面に折り畳み現象が生じず、見栄えの良い製品を作ることができる。なお、ここで説明した金型温度の制御は、必要に応じて行うようにすればよい。
【００３７】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)キャビティＣの内圧（型内圧力）を検知する圧力センサ８０を設け、該圧力センサ８０の検知結果に基づき、型内圧力が射出圧のピーク時の圧力を超えないように、型締め機構１１０による圧縮圧及び圧縮速度を制御装置１４０によって制御することとしたので、バリを発生させず、ヒケ・ボイドを制御可能となる。
(2)必要以上の圧力をかけないため、冷却固化の時間が短くなり、成形サイクルが短縮する。
(3)必要以上の圧力が製品にかかるのを防止し、製品の内部応力を抑えることができる。
(4)圧縮圧を低めにコントロールすることにより、製品の出来栄えや後変形の防止に有効に作用する。
(5)過剰な圧縮力による固定型５４及び可動型６６の変形，スライドコア７４の坐屈，スライドコア７４の周辺の駒の変形やバリの発生を防止できる。
(6)型内圧力を低めにコントロールすることにより、スライドコア７４と可動型６６とのクリアランスを小さくしなくて済むため、高い金型の精度が要求されない。
(7)前記圧縮制御を、必要に応じて金型５１の温度変化に同調して行うことにより、製品表面の折り畳み現象を抑制し、より一層、外観面における製品品質の向上を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００３８】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施例２について説明する。前記実施例１では、ＩＭＰ工法に本発明を適用したが、本実施例では、上述した背景技術で説明した一般的な射出圧縮成形に本発明を適用した例について説明する。図３(A)は、本実施例の射出圧縮成形装置の主要部を示す断面図，図３(B)は変形例の主要部を示す断面図である。図４(A)は本実施例による成形工程時のキャビティ内圧（型内圧力）の経時変化を示す図，図４(B)〜(D)は、それぞれ成形工程時の圧縮圧及び圧縮速度の経時変化の異なるパターンを示す図である。本実施例の射出圧縮成形装置６５０Ａは、上述した背景技術の射出圧縮成形装置６５０と基本的に同様の構成であって、金型が固定型６０２と可動型６０８に分割可能となっており、前記固定型６０２には、ノズル６０６から射出される溶融状態の樹脂６１２の通路となるスプルブッシュ６０４が設けられている。また、可動型６０８の端面には、型内圧力（キャビティＣの内圧）を検知するための圧力センサ６１０が設けられている。前記可動型６０８は、例えば、直圧式やトグル式の型締め機構１４２によって、固定型６０２へ向けて矢印Ｆ３方向にストローク可能となっている。前記型締め機構１４２及び圧力センサ６１０は、前記実施例１と同様の制御装置１４０に接続されている。
【００３９】
前記射出圧縮成形装置６５０Ａにおいては、図３(A)に示すように、型締め機構１４２によって固定型６０２と可動型６０８の端面に所定の隙間Ｉが生じるように若干開いた状態まで矢印Ｆ３方向に型締めし、溶融状態の樹脂６１２をキャビティＣに射出する。その直後に、あるいは、射出しながら、金型が開いた分（隙間Ｉ）だけ、再度、型締め機構１４２によって可動型６０８を矢印Ｆ３方向に移動させ、射出された樹脂６１２を圧縮する。この圧縮工程において、前記制御装置１４０は、前記圧力センサ６１０の検知結果に応じて、型締め機構１４２による圧縮の圧縮及び速度を制御する。図４(A)には、前記圧縮工程における型内圧力の経時変化が示されている。射出圧縮成形では、射出圧のピーク直後に圧縮工程に移るが、このときに型内圧力が射出圧ピーク時の圧力を超えないように、制御装置１４０は、型締め機構１４２の圧縮圧及び圧縮速度を制御する。具体的には、樹脂６１２の冷却固化の過程において、例えば、圧縮圧及び圧縮速度が、図４(B)〜(D)のいずれかのパターンを示すように制御して、型内圧力が射出圧ピーク時の圧力を超えないようにコントロールすることで、過剰な圧力をかけず、樹脂６１２の熱収縮に沿った圧縮制御が可能となり、バリを発生させず、ヒケ・ボイドを制御できる。
【００４０】
このような圧縮制御は、図３(B)に示す射出圧縮成形装置６５０Ｂのように、可動型６０８´が、複数の分割駒６０８Ａ〜６０８Ｃからなる分割駒構造である場合に、特に有効である。上述した圧縮制御を行わないとすると、型内圧力が必要以上に上がることにより、分割駒（入り子駒）６０８Ａとその周囲の分割駒（固定駒）６０８Ｂの駒合わせから樹脂６１２が入り込みバリとなってしまうため、駒合わせのクリアランスを小さくする必要がある。これに対し、本実施例では、圧縮制御によりバリの発生が抑えられるため、分割駒６０８Ａと分割駒６０８Ｂの駒合わせのクリアランスを増大させる，すなわち、金型の設計精度をラフにすることができる。
【００４１】
このように、実施例２によれば、次のような効果がある。
(1)キャビティＣの内圧（型内圧力）を検知する圧力センサ６１０を設け、該圧力センサ６１０の検知結果に基づき、型内圧力が射出圧のピーク時の圧力を超えないように、型締め機構１４２による圧縮圧及び圧縮速度を、制御装置１４０によって制御することとしたので、バリを発生させず、ヒケ・ボイドを制御可能となる。
(2)必要以上の圧力をかけないため、冷却固化時間が短くなり、成形サイクルが短縮される。
(3)必要以上の圧力が製品にかかるのを防止し、製品の内部応力を抑えることができる。
(4)圧縮圧を低めにコントロールすることにより、製品の出来栄えや後変形の防止に有効に作用する。
(5)可動型が分割駒構造であってもバリの発生を抑えることができるため、駒合わせに高精度が要求されない。
【実施例３】
【００４２】
次に、図５〜図７を参照しながら本発明の実施例３を説明する。本実施例は、上述した実施例２と同じく、ＩＭＰ工法に本発明を適用したものであって、偏肉の製品の成形に適した構成となっている。図５(A)は、本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図５(B)及び(C)は本実施例の作用を示す図である。図６(A)は本実施例による成形工程時の型内圧力の経時変化を示す図，図６(B)は圧縮圧の経時変化を示す図，図６(C)は圧縮速度の経時変化を示す図，図６(D)は型温度の経時変化を示す図である。図７(A)は本実施例の射出成形装置で成形される製品形状を示す外観斜視図，図７(B-1)及び(B-2)は成形工程中の表面固化層の形成を示す断面図，図７(C)は前記(B-1)を一部拡大して示す断面図である。なお、上述した実施例１と同一又は対応する構成要素には同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。図７(A)に示すように、本実施例で形成する製品１８０は、厚肉の凸状部１８４と薄肉部１８６からなる断面略Ｔ字状となっている。
【００４３】
図５(A)に示すように、本実施例の射出成形装置１５０は、固定側の構造は前記実施例１と同様である。一方、可動側は、可動型６６の後端側に、断面略Ｌ字上の脚部１５２の先端部１５２Ａが固定されており、脚部後端部１５２Ｂと可動側取付板６０の間に、前記スペーサ６４が配置されている。該スペーサ６４には、図示しないネジ穴が形成されており、該ネジ穴に、油圧モータ１７２により回転するネジ軸１７４を螺合させることにより、スペーサ６４が、可動側取付板６０と脚部１５２の間から引き抜かれ、後述するスライドコア１６０によるキャビティＣの圧縮のためのストロークが確保される。すなわち、本実施例では、油圧モータ１７２，ネジ軸１７４，スペーサ６４により、圧縮ストローク形成手段が構成されている。前記油圧モータ１７２は、制御装置１４０に接続される。
【００４４】
前記可動型６６の成形穴６８に収容されるスライドコア１６０は、内側スライドコア１６２とその外側に配置された外側スライドコア１６４からなる分割構造となっており、それぞれが異なるタイミングでキャビティＣを圧縮可能となっている。前記内側スライドコア１６２の端部１６２Ａと外側スライドコア１６４の端部１６４Ａは、前記固定型５４の端面と向き合ってキャビティＣを形成する。また、前記内側スライドコア１６２の他方の端部１６２Ｂは、前記脚部１５２及びスペーサ６４の内側に配置された第１スライドベース１６６に固定されており、外側スライドコア１６４の他方の端部１６４Ｂは、第２スライドベース１７０に固定されている。前記第１スライドベース１６６には、前記第２のスライドベース１７０に向けて先端が突出する圧縮ストローク量調整ネジ１６８が設けられている。圧縮ストローク量調整ネジ１６８の先端と第２スライドベース１７０の間隔Ｓ１は、内側スライドコア１６２による圧縮量と外側スライドコア１６４による圧縮量の差を規定するもので、圧縮ストローク量調整ネジ１６８の締め具合によって調整可能となっている。
【００４５】
また、前記外側スライドコア１６４の端部１６４Ａ側には、キャビティＣの内圧を検知するための圧力センサ８０が設けられており、該圧力センサ８０は、前記制御装置１４０に接続されている。更に、前記可動側型板６０は、直圧式の型締め機構１７６に接続されており、該型締め機構１７６により、矢印Ｆ５方向へストローク可能となっている。前記型締め機構１７６も、前記制御装置１４０に接続されている。
【００４６】
次に本実施例の作用を説明する。本実施例による圧縮制御の考え方は、内側スライドコア１６２と外側スライドコア１６４による圧縮のタイミングのずれ以外は、基本的には、上述した実施例１と同様である。成形工程は、型締め機構１７６により可動側取付板６０を退避位置にし、可動側取付板６０と脚部１５２の間にスペーサ６４が配置された状態から開始し、前記型締め機構１７６により可動型６６を固定型５４へ向けて矢印Ｆ５方向にストロークさせ、可動型６６を固定型５４に当接させて一定圧力で型締めする。このときの圧力は、制御装置１４０で管理される。
【００４７】
次に、固定側のスプルブッシュ５６を介して射出装置１００から溶融樹脂をキャビティＣに射出充填する。このとき、図６(A)に示すように、射出圧がピークの時点で、型内圧力もピークを迎える。この溶融樹脂の充填完了後、キャビティＣに充填された樹脂の表面に、圧縮に耐え得るだけの表面固化層が形成されるまで、所定時間ｔの経過を待つ。予め設定した所定時間が経過したら、一旦、型締め機構１７６による型締め圧力を解除し、油圧モータ１７２を駆動してスペーサ６４を脚部１５２と可動側取付板６０の間から引き抜く。すると、図５(A)に示すスペーサ６４の厚みＳ２に相当する分、可動側取付板６０が矢印Ｆ５方向へスライドするための圧縮ストロークが得られる。
【００４８】
ここで、前記型締め機構１７６による圧力を再度加えると、前記スペーサ６４の引き抜きにより形成された圧縮ストローク（厚みＳ２）のうち、まず、前記圧縮ストローク量調整ネジ１６８の先端と第２スライドベース１７０の間隔Ｓ１に相当する距離だけ、可動側取付板６０及び第１スライドベース１６６を介して内側スライドコア１６２が矢印Ｆ５方向にスライドし、キャビティＣ内の樹脂９０の中央部分を圧縮する。この状態が、図５(B)に示されている。前記圧縮ストローク量調整ネジ１６８の先端が可動型６６と接触した後も、型締め機構１７６による圧縮を続けると、前記内側スライドコア１６２による圧縮と平行して、前記圧縮ストローク量調整ネジ１６８及び第２スライドベース１７０を介した外側スライドコア１６４によるキャビティＣの圧縮も行われる。該外側スライドコア１６４による圧縮は、可動側取付板６０が脚部後端部１５２Ｂに接触するまで継続し、スペーサ６４の厚みＳ２に相当する距離を可動側取付板６０がストロークすると完了する（図５(C)）。
【００４９】
前記スペーサ６４の抜き出し後の圧縮工程においては、前記圧力センサ８０の検知結果に応じて、制御装置１４０は、型締め機構１７６による圧縮を制御する。すなわち、図６(A)に示すように、内側スライドコア１６２による圧縮のときに、型内圧力が射出圧のピーク時の圧力を超えないように、型締め機構１７６の圧縮圧及び圧縮速度を制御するとともに、外側スライドコア１６４による圧縮が加わったとき（図６(A)の縦の一点鎖線のタイミング）以降に、型内圧力が図６(A)の実線の通り下がるように型締め機構１７６の圧縮圧及び圧縮速度を制御する。具体的には、図６(B)に実線で示すように圧縮圧を、図６(C)に実線で示すように圧縮速度を制御する。このように過剰な圧力をかけず、樹脂９０の熱収縮に沿うように圧縮制御することにより、バリを発生させず、ヒケ・ボイドを制御可能となる。圧縮制御された冷却工程の完了後の型開き・離型動作については、前記実施例１と同様である。なお、上述した説明では、型内圧力が射出圧のピーク時の圧力を超えないように制御を行うこととしたが、例えば、図６(A)に点線で示すように、一定の時間経過後は、一時的に型内圧力がピーク時の圧力を超えるようにしてもよい。この時の圧縮圧及び圧縮速度の制御は、例えば、図６(B)及び(C)にそれぞれ点線で示すように行う。
【００５０】
なお、本実施例では、製品１８０の肉厚の凸状部１８４に相当する部分を先に圧縮開始し、薄肉部１８６を後から圧縮することで、最終的には製品１８０の表面の全体を圧縮することとしているが、仮に、図７(B-1)に矢印Ｆ７ａで示すように、内側スライドコア１６２による凸状部１８４の圧縮のみを行う構成であったとしたならば、同図に矢印Ｆ７ｂで示すように表面固化層１８２が流動し、図７(C)に示すように、圧縮されない薄肉部１８６との間に、表面固化層１８２の食い込み部１８８が生じる。これは、圧縮のタイミングと表面固化層１８２の形成スピードに不一致が生じていることを意味するが、本実施例では、スライドコア１６０を内側スライドコア１６２と外側スライドコア１６４に分割して圧縮タイミングを調整しているので、このような不都合を軽減できる。また、図７(B-2)に示す例のように、薄肉部１８６を先に矢印Ｆ７ａ方向に外側スライドコア１６４で圧縮してから、厚肉部（凸状部１８４）を内側スライドコア１６２で圧縮した場合も、双方の圧縮ストロークの関係によるが、前記図７(C)に示した表面固化層１８２の食い込み部１８８を解消することができる。
【００５１】
また、スライドコア１６０の構成に加えて、前記実施例１と同様に、金型の温度制御により表面固化層１８２の食い込み現象を最小限に抑えるようにしてもよい。具体的には、図６(D)に示すように金型温度を調整すると、前記食い込み現象を抑制し、製品１８０の強度不足等の不具合の発生を防止することができる。なお、本実施例では、製品１８０の凸状部１８４と薄肉部１８６の双方全体を最終的には圧縮することとしたが、薄肉部１８６が極薄であって、外側スライドコア１６４による圧縮を行うと強度不足などの不都合が生じる場合には、内側スライドコア１６２のみによる圧縮の制御と、上述した金型温度の制御を組み合わせるようにしても、同様の食い込み現象抑制効果が得られる。
【００５２】
本実施例によれば、上述した実施例１の効果に加え、スライドコア１６０を内側スライドコア１６２と外側スライドコア１６４の分割駒構造とし、圧縮ストローク量調整ネジ１６８によって、これらがキャビティＣを圧縮するタイミングをずらすこととしたので、偏肉製品であっても、製品１８０の形状に応じた適切な圧縮が可能になるという効果が得られる。また、偏肉製品においては、冷却固化するタイミングが部位の厚みにより異なり、それに合わせた圧縮条件が必要となるが、金型の構造上それが困難な場合であっても、本実施例のように冷却固化を金型温度である程度コントロールすることにより、圧縮条件の幅を広げ、対応できる製品形状を広げることができる。また、金型温度の制御を組み合わせることにより、金型転写性を向上させた製品の製造が可能となる。
【実施例４】
【００５３】
次に、図８を参照しながら本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例３とは異なる形状の偏肉製品を成形する場合に適した例である。図８(A)は本実施例により成形される製品形状を示す外観斜視図，図８(B-1)は本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図８(B-2)は前記(B-1)を一部拡大して示す図，図８(C)及び(D)は本実施例の作用を示す図である。図８(A)に示すように、本実施例により成形される製品１９０は、肉厚の本体部１９２の側面に、薄肉の突出部１９４が連結部１９６により接続された形状となっている。
【００５４】
本実施例の射出成形装置２００は、固定側の構造は、前記実施例３と同様である。一方、可動型６６Ａには、第１スライドコア２０６が収容される成形穴６８と、第２スライドコア２２０が収容される成形穴２１２が形成されている。これら成形穴６８及び２１２は、前記製品１９０の連結部１９６に相当する枝凹部２０２によって、固定型５４側で連結されている。前記第１スライドコア２０６は、前記製品本体部１９２に相当する部分を圧縮するものであり、前記第２スライドコア２２０は、前記製品１９０の突出部１９４を圧縮するものである。また、前記第１スライドコア２０６の一方の端部２０６Ａ側には、圧力センサ８０が設けられており、該圧力センサ８０は、制御装置１４０に接続されている。一方、第１スライドコア２０６の他方の端部２０６Ｂ側は、スライドベース２０８に支持されている。該スライドベース２０８には、前記第２スライドコア２２０に対応する位置に、圧縮ストローク量調整ネジ２１０が設けられている。
【００５５】
前記成形穴２１２は、図８(B-2)に示すように、小径部２１４Ａ，大径部２１６，小径部２１４Ｂが順に形成された形状となっている。また、前記第２スライドコア２２０は、鍔部２２２を有しており、端部２２０Ａ側が前記小径部２１４Ａに収容され、他方の端部２２０Ｂ側が前記小径部２１４Ｂに収容されている。前記大径部２１６には、前記鍔部２２２と、該鍔部２２２を小径部２１４Ｂと大径部２１６の縁部２１８に向けて付勢するスプリング２２４が収納されている。このような第２スライドコア２２０の端部２２０Ｂには、スペーサ６４の引き抜きにより、前記圧縮ストローク量調整ネジ２１０の端部が当接可能となっている。前記可動型６６Ａの後端側には脚部２０４が固定され、該脚部２０４と前記可動側取付板６０の間には、油圧シリンダ１７２によって引き抜き可能なスペーサ６４が設けられている。
【００５６】
本実施例では、図８(B-1)に示すキャビティＣへの樹脂９０の射出充填後、一旦、型締め機構１７６による型締め圧力を解除し、油圧モータ１７２を駆動してスペーサ６４を脚部２０４と可動側取付板６０の間から全て抜き出すと、スペーサ６４の厚みＳ４に相当する分、可動側取付板６０が矢印Ｆ８方向へストロークするためのスペースが得られる。ここで、前記型締め機構１７６により再度圧力を加えると、前記スペーサ６４の引き抜きにより形成された圧縮ストローク（厚みＳ４）のうち、まず、前記圧縮ストローク量調整ネジ２１０の先端と第２スライドコア２２０の間隔Ｓ３に相当する距離だけ、可動側取付板６０及びスライドベース２０８を介して、第１スライドコア２０６が矢印Ｆ８方向にスライドし、キャビティＣ内の樹脂の９０の肉厚部分（製品１９０の本体部１９２に相当する部分）を圧縮する。この状態が、図８(C)に示されている。
【００５７】
前記圧縮ストローク量調整ネジ２１０の先端が第２スライドコア２２０と接触した後も、型締め機構１７６による圧縮を続けると、前記第１スライドコア２０６による圧縮と平行して、前記圧縮ストローク量調整ネジ２１０を介した第２スライドコア２２０によるキャビティＣの薄肉部分（製品１９０の突出部１９４に相当する部分）の圧縮も行われる。該第２スライドコア２２０による圧縮は、可動側取付板６０が、脚部２０４の後端に接触すると、すなわち、スペーサ６４の厚みＳ４に相当する距離を可動側取付板６０がストロークすると完了する（図８(D)）。本実施例の作用・効果は、前記第１スライドコア２０６及び第２スライドコア２２０による圧縮のタイミングのずれ以外は、基本的に前記実施例３と同様である。
【実施例５】
【００５８】
次に、図９〜図１１を参照しながら、本発明の実施例５を説明する。上述した実施例１〜４では、型締め機構として油圧を利用した直圧式の機構を利用したが、このほか、射出成形装置の型締め機構としては、トグル式の電動式型締め機構が広く利用されている。前記直圧式では、本発明の特徴である圧縮制御を比較的容易に行うことができるため、型締め機構をキャビティ圧縮機構として利用することが可能であるが、トグル式の型締め機構の場合は、その構造上の問題により圧力制御が困難なこともあり、トグル式型締め機構とは独立してキャビティ圧縮機構が必要となる。
【００５９】
図９は、一般的なトグル式型締め機構の説明図であり、(A)はトグル式の型締め機構を有する射出成形装置の高圧ポジションにおける構造を示す図，(B)は前記射出成形装置の寸開きポジションにおける構造を示す図，(C)は１００ｔの射出成形装置で前記寸開きポジションから高圧ポジションまで高圧型締めをする場合の型締めストロークに対する圧縮圧の関係を示す図である。図９(A)及び(B)に示すように、トグル式の型締め機構３１０を用いた射出成形装置３００においては、一対の固定プレート３０２，３０４の間に移動プレート３０８が配置されており、該移動プレート３０８は、前記一対の固定プレート３０２，３０４間に設けられた複数のガイドロッド３０６に沿って、矢印Ｆ９方向にストローク可能となっている。前記移動プレート３０８には、複数のリンク３１４Ａ〜３１４Ｆからなるカム機構を介して、油圧モータ３２０のロッド３１２が接続されている。該ロッド３１２は、前記固定プレート３０４を貫通している。固定型５４が支持された固定側取付板５２は、前記固定プレート３０２に固定され、可動型６６を支持した可動側取付板６０は、前記移動プレート３０８に支持されている。
【００６０】
このようなトグル式の射出成形装置３００では、次のような不都合があり、そのままの型締め構造を利用して高精度な圧縮制御を行うことができない。第１に、図９(B)に示すように、金型を開いた状態（寸開きポジション）で射出すると、カムでの型締め力が弱く、型保持力が出せずに射出圧に負けて金型が開いてしまう。第２に、開いた状態から圧縮するのに、トグル式の有する型締め力が不足し、圧縮ストロークに制限がある。また、圧縮位置により圧縮圧が変化し、任意に圧力を設定することができない。例えば、図９(B)に示す寸開きポジションから圧縮を加え、図９(A)に示す高圧型締めポジションまで圧縮する場合、図９(C)に示すような圧力分布を示し、圧縮スタート位置における圧力は、駆動系（油圧モータ３２０など）に依存し、高い圧縮力が得られない。第３に、上述したＩＭＰ工法にトグル式型締め機構を利用するためには、図９(A)に示す高圧型締めポジションから、更にキャビティの厚みを狭くする方向に圧縮をかける必要があるが、トグル式では、図９(A)に示す移動プレート３０８の位置を、更に固定プレート３０２側へ移動させることは不可能である。
【００６１】
そこで、本実施例では、トグル式でも安定的な圧縮制御を行うために、型締め機構と独立したキャビティ圧縮機構を設けることとした。図１０(A)には、実施例５の射出成形装置の全体構成が示されており、図１０(B)には本実施例の作用が示されている。また、図１１には、本実施例の射出成形装置を利用したＩＭＰ方向による成形工程のフローチャートが示されている。図１０(A)及び(B)に示す射出成形装置３５０は、金型部分の構造は、図５に示した実施例３と同様であるが、スペーサ６４の引き抜きにより生じた圧縮ストローク分だけスライドコア１６０をストロークさせる機構として、圧縮ユニット３５２が設けられている。該圧縮ユニット３５２は、移動プレート３０８の一方の主面に立設された複数のガイドピン３５６に沿ってストローク方向にスライド可能なプレート３５４と、該プレート３５４を移動プレート３０８側へ付勢するスプリング３５８と、可動ユニット３６０と、固定ユニット３６２と、油圧モータ３６６とによって構成されている。前記可動ユニット３６０には、前記油圧モータ３６６のロッド３６４が接続されており、移動プレート３０８の主面に対して平行にスライド可能となっている。また、固定ユニット３６２は、前記プレート３５４の裏面に固定されている。これら可動ユニット３６０及び固定ユニット３６２の当接面には、それぞれテーパ３６０Ａ，３６２Ａが形成されている。
【００６２】
従って、前記可動ユニット３６０の一部を引き抜いた状態（図１０(A)の状態）から、スペーサ６４を引き抜き、油圧モータ３６６の駆動により可動ユニット３６０を押し込むと、図１０(B)に示す状態となり、プレート３５４が前記移動プレート３０８に対して矢印Ｆ１０方向にスライドする。すると、前記プレート３５４に支持された可動側取付板６０及び可動型６６も、スペーサ６４の引き抜きにより得られた圧縮ストローク分だけ、矢印Ｆ１０方向に移動するため、キャビティＣ内の樹脂９０が圧縮される。なお、前記圧縮ユニット３５２の油圧モータ３６６は、型締め機構３１０の油圧モータ３２０，スペーサ６４の油圧モータ１７２とともに制御装置１４０に接続されており、圧力センサ８０の検知結果に応じて、型内圧力が所望の特性を示すように制御される。
【００６３】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、前記可動ユニット３６０の一部を引き抜いた状態で油圧モータ３２０を駆動し、型締め機構３１０によって高圧型締めし（図１１のステップＳ１０）、ノズル１０８からキャビティＣに溶融状態の樹脂９０を射出する（ステップＳ１２）（図１０(A)の状態）。そして、油圧モータ３２０を駆動して金型を寸開きし（ステップＳ１４）、次いで、油圧モータ１７２を駆動してスペーサ６４を引き抜き（ステップＳ１６）、圧縮ストロークを得る。続いて、油圧モータ３２０を作動させて、再度高圧型締めを行った後（ステップＳ１８）、圧縮ユニット３５２の油圧モータ３６６を作動させて可動ユニット３６０を押し込み、前記ステップＳ１６で得た圧縮ストローク分だけ、可動側取付板６０及びスライドコア１６０を移動させ、キャビティＣを圧縮する（ステップＳ２０）（図１０(B)の状態）。このときの圧縮工程では、制御装置１４０によって、上述した実施例１と同様の制御が行われる。そして、冷却が終了したら、油圧モータ３２０を作動させて型開きし（ステップＳ２２）、製品をキャビティＣから離型して成形を終了する。このように、本実施例によれば、キャビティＣを圧縮するための圧縮ユニット３５２を独立して設けることとしたので、トグル式の型締め機構３１０を利用した場合であっても、適切な圧力制御を安定して行うことが可能となる。
【実施例６】
【００６４】
次に、図１２及び図１３を参照しながら、本発明の実施例６を説明する。本実施例も、前記実施例５と同様に、トグル式の型締め機構と独立したキャビティ圧縮機構を備えた例である（以下の実施例７〜９についても同様）。図１２(A)は、本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図１２(B)は作用を示す図であり、図１３は、本実施例の射出成形装置を利用したＩＭＰ工法による成形工程を示すフローチャートである。図１２に示す射出成形装置３８０では、移動プレート３０８の一方の主面に固定されたプレート３８２に、複数のガイドピン３５６が立設されており、該ガイドピン３５６に沿って前記プレート３５４がスライド可能に支持されている。前記プレート３８２には、薄型油圧シリンダ３８４が設けられ、そのロッド３８６が前記プレート３５４に接続されている。また、前記薄型油圧シリンダ３８４は、前記制御装置１４０に接続されており、該薄型油圧シリンダ３８４によるキャビティ圧縮時の圧縮制御が行われる。
【００６５】
本実施例では、薄型油圧シリンダ３８４のロッド３８６を後退させた状態で、前記実施例５と同様に、高圧型締め（ステップＳ１０）及び樹脂９０の射出（ステップＳ１２）（図１２(A)の状態）、金型寸開き（ステップＳ１４）、スペーサ引き抜き（ステップＳ１６）、高圧型締め（ステップＳ１８）を行う。その後、薄型油圧シリンダ３８４のロッド３８６を介してプレート３５４を前進させて（ステップＳ３０）キャビティの圧縮を行い（図１２(B)の状態）、冷却後型開きを行い（ステップＳ２２）、成形を終了する。本実施例の効果は、上述した実施例５と同様である。
【実施例７】
【００６６】
次に、図１４及び図１５を参照しながら、本発明の実施例７を説明する。図１４(A)は本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図１４(B)は本実施例の作用を示す図であり、図１５は、本実施例の射出成形装置を利用したＩＭＰ工法による成形工程を示すフローチャートである。図１４に示すように、本実施例の射出成形装置４００は、型締め機構３１０とは独立したキャビティ圧縮機構として、トグルアーム延長機構４１０を備えている。トグルアーム延長機構４１０は、リンク３１４Ｃと移動プレート３０８の間、及び、リンク３１４Ｅと移動プレート３０８の間にそれぞれ設けられている。リンク３１４Ｃ側について説明すると、リンク３１４Ｃの端部３１６には、爪４１８が形成されており、移動プレート３０８の裏面の固定部４１２に取り付けられた連結部材４１４の側面の溝４１６に沿って、前記爪４１８がガイドされる。また、前記リンク端部３１６近傍には、屈曲形状の連結部材４２０を介して油圧シリンダ４２２が設けられており、該油圧シリンダ４２２のロッド４２４の先端は、前記固定部４１２に当接している。前記油圧シリンダ４２２は、前記制御装置１４０に接続されている。
【００６７】
本実施例では、トグルアーム延長機構４１０の油圧シリンダ４２２のロッド４２４を後退させ、連結部材４１４がリンク端部３１６に接触している状態で、前記実施例５と同様に、高圧型締め（ステップＳ１０）及び樹脂９０の射出（ステップＳ１２）（図１４(A)の状態）、金型寸開き（ステップＳ１４）、スペーサ引き抜き（ステップＳ１６）、高圧型締め（ステップＳ１８）を行う。その後、トグルアーム延長機構４１０の油圧シリンダ４２２を駆動してロッド４２４を前進させると（ステップＳ４０）、該ロッド４２４の前進に応じてリンク端部３１６が連結部材４１４から切り離され、移動プレート３０８がスペーサ６４の引き抜きにより得られたストローク分だけ矢印Ｆ１４方向にストロークし、キャビティＣを圧縮する（図１４(B)の状態）。そして、冷却後型開きして（ステップＳ２２）、成形を終了する。本実施例の効果は、上述した実施例５と同様である。
【実施例８】
【００６８】
次に、図１６及び図１７を参照して、本発明の実施例８を説明する。図１６(A)は、本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図１６(B)は移動プレートを示す平面図，図１６(C)は本実施例の作用を示す図である。図１７は、本実施例の射出成形装置を利用したＩＭＰ工法による成形工程を示すフローチャートである。本実施例の射出成形装置４５０は、一対の固定プレート３０２及び３０４の間に、一対の移動プレート３０８Ａ及び３０８Ｂを設けた構造となっており、これら移動プレート３０８Ａ及び３０８Ｂは、固定プレート３０２及び３０４間に設けられたガイドロッド３０６に沿ってスライド可能となっている。移動プレート３０８Ａと３０８Ｂ間の距離は、型締め機構３１０により調整可能となっている。
【００６９】
前記ガイドロッド３０６は、固定プレート３０４側の外周面にネジ部３０６Ａが形成されている。一方、移動プレート３０８Ｂの裏面の４隅には、前記ガイドロッド３０６のネジ部３０６Ａに螺合するナット４６２が、該移動プレート３０８Ｂの裏面に対して回転可能に支持されている。前記ナット４６２の外周面には歯車部４６４が形成されており、４つのナット４６２の歯車部４６４に、ベルト４６８が掛けられている。また、前記移動プレート３０８Ｂの裏面には、前記ベルト４６８と噛み合う歯車４７０が、前記移動プレート３０８Ｂを貫通する軸４７２によって回転可能に支持されている。前記軸４７２は、移動プレート３０８Ｂの表面側に設けられたモータ４７４によって回転される。
【００７０】
前記モータ４７４を駆動することにより、軸４７２，歯車４７０，ベルト４６８，歯車部４６４を介してナット４６２が回転する。ここで、ナット４６２は、移動プレート３０８Ｂに対して回転可能に支持されているから、ナット４６２の回転に従って、移動プレート３０８Ｂがガイドロッド３０６のネジ部３０６Ａに沿って、矢印Ｆ１６方向にスライド可能となる。移動プレート３０８Ｂともう一つの移動プレート３０８Ａの間隔は、この時点においては、型締め機構３１０により一定に保たれているから、移動プレート３０８Ｂを矢印Ｆ１６方向へ移動させると同時に、移動プレート３０８Ａ及びそれに支持された可動型取付板６０も同方向へ移動する。すなわち、本実施例では、型締め機構３１０全体を固定プレート３０２側へ向けてストロークさせてキャビティＣを圧縮するクランプユニット移動機構４６０が構成されていることになる。なお、本実施例では、型締め機構３１０の油圧モータ３２０は、移動プレート３０８Ｂと固定プレート３０４の間に配置されており、前記モータ４７４とともに制御装置１４０に接続され、その駆動が制御されている。
【００７１】
本実施例では、移動プレート３０８Ａを移動プレート３０８Ｂ側へ後退させた状態から、前記実施例５と同様に、高圧型締め（ステップＳ１０）及び樹脂９０の射出（ステップＳ１２）（図１６(A)の状態）、金型寸開き（ステップＳ１４）、スペーサ引き抜き（ステップＳ１６）、高圧型締め（ステップＳ１８）を行う。その後、クランプユニット移動機構４６０のモータ４７４を駆動してクランプユニット全体（移動プレート３０８Ａ及び３０８Ｂと型締め機構３１０）を矢印Ｆ１６方向へ移動させ（ステップＳ５０）、スペーサ６４の引き抜きにより得られたストローク分だけキャビティＣを圧縮する（図１６(B)の状態）。そして、冷却後型開きして（ステップＳ２２）、成形を終了する。本実施例の効果は、上述した実施例５と同様である。
【実施例９】
【００７２】
次に、図１８を参照しながら、本発明の実施例９を説明する。図１８(A)は本実施例の射出成形装置の全体構成を示す図，図１８(B)は、可動側のプレートの平面図，図１８(C)は実施例９の作用を示す図である。本実施例の射出成形装置５００は、上述した実施例６と同様に、移動プレート３０８上に固定されたプレート３８２に立設するガイドピン３５６に沿って、前記可動側のプレート３５４がスライド可能に支持されている。前記固定側のプレート３８２には、大口径のネジ部材５０２が、該プレート３８２に対して回転可能に支持されている。一方、可動側のプレート３５４の裏面には、大口径のナット５０４が回転可能に取り付けられている。該ナット５０４の外周面には歯車部５０６が形成されている。また、前記プレート３５４には、モータ５１０が設けられており、該モータ５１０の出力軸の先端に設けられた歯車５１２と前記歯車部５０６には、ベルト５０８が掛けられている。従って、前記モータ５１０の駆動により、歯車５１２，ベルト５０８，歯車部５０６を介してナット５０４を回転させると、該ナット５０４に噛み合うネジ部材５０２がプレート３８２に固定されているため、プレート３５４側がガイドピン３５６に沿ってスライドすることとなる。なお、前記モータ５１０は、油圧モータ３２０とともに制御装置１４０に接続されている。
【００７３】
本実施例では、可動側のプレート３５４を移動プレート３０８側に後退させた状態で、前記実施例６と同様に、高圧型締め（前記図１３のステップＳ１０）及び樹脂９０の射出（ステップＳ１２）（図１８(A)の状態）、金型寸開き（ステップＳ１４）、スペーサ引き抜き（ステップＳ１６）、高圧型締め（ステップＳ１８）を行う。その後、モータ５１０の駆動によりプレート３５４を前進させてキャビティの圧縮を行い（前記実施例６のステップＳ３０に相当）（図１８(C)の状態）、冷却後型開きして（ステップＳ２２）、成形を終了する。本実施例の効果は、上述した実施例５と同様である。
【実施例１０】
【００７４】
次に、図１９を参照しながら本発明の実施例１０を説明する。本実施例は、上述した実施例１〜４と同様に、油圧を利用した直圧式の型締め機構をキャビティ圧縮機構として利用した例であって、円柱状の製品を成形する場合に適した構造となっている。図１９(A)は、本実施例の射出成形装置で成形される成形品形状を示す外観斜視図，図１９(B-1)は比較例による圧縮部分を示す図，図１９(B-2)は本実施例による圧縮部分を示す図，図１９(C)〜(E)は、本実施例の射出成形装置の主要部と成形工程を示す断面図である。図１９(A)に示すように、本実施例により成形される成形品５４０は、略円柱状の本体部５４０Ａの一方の端面側に連結部５４０Ｄを介してスプル・ランナー５４０Ｂが接続し、他方の端面側に連結部５４０Ｅを介して樹脂溜まり５４０Ｃが接続されている。これらスプル・ランナー５４０Ｂ及び樹脂溜まり５４０Ｃは、射出成形装置５２０の金型から離型された後に、連結部５４０Ｄ，５４０Ｅで切り離され、本体部５４０Ａのみが製品として使用される。
【００７５】
前記本体部５４０Ａのような略円柱状体を圧縮する場合、従来は、図１９(B-1)に矢印Ｆ１９ａで示すように、可動型のストローク方向と円柱形状の軸方向を一致させて、該円柱形状の一方の端面側から圧縮する以外に方法がなかった。これに対し本実施例は、図１９(B-2)に示すように、円柱形状の軸方向を可動型のストローク方向と略直交する方向に設定した場合であっても、円柱形状の一端面側に設けた樹脂溜まりを介して圧縮を行うことにより、ヒケ・ボイドを抑えるＩＭＰ工法の目的を達成するものである。
【００７６】
本実施例の射出成形装置５２０は、固定側の構造は、基本的には前記実施例１と同様であるが、固定側取付板５２及び固定型５４を貫通するスプルブッシュ５６が、中央よりも端寄りの位置に設けられている。一方、可動型５２２は、前記成形品５４０の本体部５４０Ａに相当する略円柱状の成形穴５２２Ａと、スプル・ランナー５４０Ｂの一部に相当する成形穴５２２Ｂと、樹脂溜まり５４０Ｃに相当する部分を含む成形穴５２２Ｃを有しており、前記成形穴５２２Ａと５２２Ｂは枝凹部５２２Ｄによって接続され、前記成形穴５２２Ａと５２２Ｃは枝凹部５２２Ｅによって接続されている。前記スプルブッシュ５６は、前記成形穴５２２Ｂに接続している。また、前記成形穴５２２Ｃは、可動型５２２のストローク方向に沿って、該可動型５２２を貫通するように形成されるとともに、スライドコア５３６の一部が収納されている。前記スライドコア５３６の一端側は、前記成形穴５２２Ｃ内の樹脂を圧縮し、他端側は後述するプレート５２８及び５３０を貫通して、鍔部５３８を介して可動側型板６０に着座している。前記可動側型板６０には、図１９(E)に示すように、前記実施例１と同様の突き出しロッド９２が貫通している（図１９(C)及び(D)では図示省略）。また、前記スライドコア５３６の先端側には圧力センサ８０が設けられており、該圧力センサ８０は、制御装置１４０に接続されている。
【００７７】
前記可動型５２２の後端面には、断面略Ｌ字状の脚部５２４の一端が固定されており、該脚部５２４の他端と前記可動側取付板６０の間には、油圧モータ７１２によって引き抜き可能なスペーサ６４が設けられている。また、断面略Ｌ字状の脚部１７４に囲まれた内側部分には、前記脚部１７４の内側底面５２６と前記可動型５２２との間で進退可能なプレート５２８及び５３０が設けられている。一方のプレート５２８には、前記スライドコア５３６の鍔部５３８が収納可能な開口５２８Ａが形成され、他方のプレート５３０には、前記スライドコア５３６が挿通可能であって、鍔部５３８が貫通不能な寸法の開口５３０Ａが形成されている。また、前記プレート５３０には、複数（図示の例では２つ）の突き出しピン５３２の一端が固定されている。該突き出しピン５３２は、前記可動型５２２をストローク方向に貫通して前記成形穴５２２Ａまで達している。更に、前記プレート５３０と可動型５２２の間には、複数のスプリング５３４が設けられている。該スプリング５３４は、プレート５２８及び５３０を、可動側取付板６０側へ向けて付勢するものである。
【００７８】
本実施例では、図１９(C)に示す成形穴５２２Ａ，５２２Ｂ，５２２Ｃへの樹脂９０の充填後、一旦、型締め機構１７６による型締め圧力を解除し、油圧モータ１７２を駆動してスペーサ６４を脚部５２４と可動側取付板６０の間から全て抜き出すことで、該スペーサ６４の厚みに相当する分、可動側取付板６０が矢印Ｆ１９方向へストロークするためのスペースが得られる。ここで、前記型締め機構１７６により再度圧力を加えると、前記スペーサ６４の引き抜きにより形成された圧縮ストロークの分だけ、可動側取付板６０及び鍔部５３８を介してスライドコア５３６が、成形穴５２２Ｃ内を矢印Ｆ１９ａ方向にスライドし、図１９(D)に示すように、成形穴５２２Ｃ内の樹脂９０を圧縮する。すると、枝凹部５２２Ｅを介して連結している略円柱状の成形穴５２２Ａ内の樹脂９０を、可動型５２２のストローク方向と直交する方向（矢印Ｆ１９ｂ方向）に圧縮することが可能となり、ヒケやボイドを抑えた略円柱状の成形品５４０が得られる。
【００７９】
樹脂が冷却固化したら、図１９(E)に示すように金型を開き、突き出しロッド９２によって、前記スライドコア５３６の鍔部５３８ごと、プレート５２８を矢印Ｆ１９方向に押し出すことにより、成形品５４０が離型される。本実施例においても、型締め機構１７６によるキャビティ容積の圧縮（樹脂溜まりの圧縮）時における型内圧力の制御は、上述した実施例１と同様である。なお、本実施例では、キャビティ圧縮機構として直圧式の型締め機構１７６を利用したが、上述した実施例５〜９に示すトグル機構に付加して利用される他のキャビティ圧縮機構を利用してもよい。
【実施例１１】
【００８０】
次に、図２０を参照しながら、本発明の実施例１１を説明する。上述した実施例１〜１０は、いずれもスペーサを金型の外方に引き抜くことによってキャビティ容積を圧縮するための圧縮ストロークを確保する構成としたが、本実施例は、スペーサの差込みより圧縮ストロークを得る構成とした例である。図２０(A)〜(C)は、本実施例の射出成形装置の主要部と成形工程を示す断面図である。本実施例の射出成形装置５５０は、固定側の構造は、基本的には前記実施例１と同様であるが、スプルブッシュ５６が中央からずれた位置に設けられている。一方、可動型５５２には、該可動型５５２のストローク方向に貫通した成形穴５５４が設けられ、該成形穴５５４には、スライドコア５６０の一部が収容されており、該スライドコア５６０の端面と固定型５４の間にキャビティＣが形成されている。前記成形穴５５４には、枝凹部５５５を介してスプル・ランナーに相当する他の成形穴５５６が接続しており、該成形穴５５６に前記スプルブッシュ５６が接続している。
【００８１】
前記スライドコア５６０の一端は、前記成形穴５５４内に収容されてキャビティＣ内の樹脂９０を圧縮し、他端は、前記可動側取付板６０に対して直に着座可能となっている。また、前記スライドコア５６０の適宜位置には溝５６４が設けられており、該溝５６４内において、前記可動型５５２の適宜位置に設けられたピン５６６がスライド可能となっている。これら溝５６４及びピン５６６は、型締め機構１７６による型締めを解除したときに、スライドコア５６０が可動側型板６０側に後退しないようにするための後退防止機構５６２を構成している。また、前記スライドコア５６０の先端側には、圧力センサ８０が設けられており、該圧力センサ８０は、制御装置１４０に接続されている。
【００８２】
更に、前記可動型５５２の後端面には、脚部５５３の一端が固定されている。該脚部５５３の他端は、前記可動型取付板６０には固定されておらず、図２０(A)に示す型締め状態において、前記他端が可動型取付板６０に当接する長さに設定されている。前記可動型５５２と可動側取付板６０の間には、型締め後に可動側取付板６０を後退させたときに固定型５４と可動型５５２のパーティングが開くのを防止するための複数のスプリング５５８が設けられている。
【００８３】
また、前記可動型５５２と可動側取付板６０の間には、前記可動型５５２のストローク方向（矢印Ｆ２０ａ，Ｆ２０ｂ方向）と略直交する方向に、前記可動型取付板６０の主面に沿ってスライド可能な段付きのスペーサ５７０が配置されている。該スペーサ５７０は、油圧モータ１７２の駆動によって、前記可動側取付板６０と前記スライドコア５６０の後端との間に挿入可能かつ抜き出し可能となっている。更に、本実施例では、前記可動型５５２及び脚部５５３を、可動型５５２のストローク方向に貫通するガイドピン５８０が設けられている。該ガイドピン５８０は外筒５８０Ａと内筒５８０Ｂの２重構造となっており、外筒５８０Ａの一端が可動側取付板６０に固定され、内筒５８０Ｂの一端が可動型５５２に設けられた凹部５８２に固定されている。そして、外筒５８０Ａと内筒５８０Ｂの重なり合う部分がストローク方向にスライドすることにより、全体として伸縮可能となっており、脚部５５３に対する可動型取付板６０の進退をガイドする構成となっている。
【００８４】
本実施例では、図２０(A)に示すキャビティＣへの樹脂９０の充填の際には、前記スペーサ５７０は、可動側取付板６０とスライドコア５６０の間から引き抜いておく。そして、充填完了後、一旦、型締め機構１７６による型締めを解除して可動側取付板６０を矢印Ｆ２０ａ方向に後退させる。このとき、前記スプリング５５８の付勢力により、可動型５５２と固定型５４のパーティング面を開かせることなく、また、後退防止機構５６２により、スライドコア５６０が可動側取付板６０に追随して後退することがない。この状態において、図２０(B)に示すように、油圧モータ１７２の駆動によりスペーサ５７０を金型の内方に移動させ、その平面部を可動側取付板６０とスライドコア５６０の間に挿入すると、可動側取付板６０と脚部５５４の間には、図２０(B)に示すように、キャビティ容積を圧縮するための圧縮ストロークＳ５が形成される。
【００８５】
従って、前記スペーサ５７０を可動側取付板６０とスライドコア５６０の間に挿入したまま、図２０(C)に示すように、型締め機構１７６によって可動側取付板６０を矢印Ｆ２０ｂ方向に移動させると、前記圧縮ストロークＳ５に相当する距離の分だけ、キャビティＣ内の樹脂９０がスライドコア５６０によって圧縮される。本実施例においても、型締め機構１７６によるキャビティ容積の圧縮時における型内圧力の制御は、上述した実施例１と同様である。なお、本実施例では、キャビティ圧縮機構として直圧式の型締め機構１７６を利用したが、上述した実施例５〜９に示すトグル機構に付加して利用される他のキャビティ圧縮機構を利用してもよい。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、前記実施例１では、固定型５４における可動型６６の成形穴６８に対向する部分は平坦となっているが、製品の形状に応じて対応する成形凹凸部を形成することができる。同様に、スライドコア７４のキャビティＣに臨む面も製品の必要な形状に合わせて凹凸部を形成することができる。他の実施例についても同様である。また、前記実施例で示したスペーサ６４の形状は一例であり、図１(B)に示す変形例のように、脚部６２Ａとスペーサ６４Ａの当接面を傾斜させ、スペーサ６４Ａの形状を、外方よりも内方側が細いくさび状としてもよい。断面長方形のスペーサ６４を用いる場合は、上述した実施例のように、一気にスペーサ６４を引き抜いてから圧をかけるが、変形例のスペーサ６４Ａのように傾斜を設けた場合には、最初は少しずつ抜いて圧をかけ、その後、素早く残りを引き抜いて速く圧をかけるようにすると、上述した実施例１と同様の効果が得られる。なお、前記傾斜を有するスペーサ６４Ａを利用すると、スペーサ６４Ａの引き抜き量に応じて圧縮ストローク量を連続的に変化させることも可能となる。このほか、スペーサに２段以上の段を設けることにより、該スペーサの引き抜き量（実施例１〜１０の場合）又は差し込み量（実施例１１の場合）に応じて、圧縮ストローク量を段階的に調節するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、固定型と可動型の間に形成されるキャビティに射出された樹脂を圧縮するにあたり、キャビティ内圧（ないし型内圧力）を圧力センサによって検知し、その検知結果に基づいて、前記射出された樹脂の熱収縮に沿うように圧縮制御（圧縮圧・圧縮速度などの制御）を行うことで、成形サイクルの短縮，製品の内部応力の低減，金型にかかる負荷の低減，製品の仕上がりや変形の改善が可能になるという効果があるため、射出成形の用途の適用できる。特に、樹脂の射出後に圧縮をかける射出圧縮成形に好適である。
【符号の説明】
【００８８】
５０：射出成形装置
５１：金型
５２：固定側取付板
５４：固定型
５６：スプルブッシュ
５８：冷却孔
６０：可動側取付板
６２，６２Ａ：脚部
６４，６４Ａ：スペーサ
６６，６６Ａ：可動型
６８：成形穴
７０：スライドベース
７２Ａ：第１プレート
７２Ｂ：第２プレート
７４：スライドコア
７６：スプリング
７８：冷却孔
８０：圧力センサ
８２：油圧シリンダ
８４：ロッド
９０：樹脂
９２：突き出しロッド
９４：油圧シリンダ
１００：射出装置
１０２：シリンダ
１０４：ホッパ
１０６：射出機構
１０８：ノズル
１１０：型締め機構
１１２：油圧シリンダ
１１４：ピストン
１１６：ロッド
１１８，１２０：油室
１２２，１２４：出入口
１３０：油圧ポンプ
１３２：タイマー
１４０：制御装置
１４２：型締め機構
１５０：射出成形装置
１５２：脚部
１５２Ａ：先端部
１５２Ｂ：後端部
１６０：スライドコア
１６２：内側コア
１６２Ａ，１６２Ｂ，１６４Ａ，１６４Ｂ：端部
１６４：外側コア
１６６：第１スライドベース
１６８：圧縮ストローク量調整ネジ
１７０：第２スライドベース
１７２：油圧モータ
１７４：ネジ軸
１７６：型締め機構
１８０：製品
１８２：表面固化層
１８４：凸状部
１８６：薄肉部
１８８：食い込み部
１９０：製品
１９２：本体部
１９４：突出部
１９６：連結部
２００：射出成形装置
２０２：枝凹部
２０４：脚部
２０６：第１スライドコア
２０６Ａ，２０６Ｂ：端部
２０８：スライドベース
２１０：圧縮ストローク量調整ネジ
２１２：成形穴
２１４Ａ，２１４Ｂ：小径部
２１６：大径部
２１８：縁部
２２０：第２スライドコア
２２０Ａ，２２０Ｂ：端部
２２２：鍔部
２２４：スプリング
３００：射出成形装置
３０２，３０４：固定プレート
３０６：ガイドロッド
３０６Ａ：ネジ部
３０８，３０８Ａ，３０８Ｂ：移動プレート
３１０：型締め機構
３１２：ロッド
３１４Ａ〜３１４Ｆ：リンク
３１６：端部
３２０：油圧モータ
３５０：射出成形装置
３５２：圧縮ユニット
３５４：プレート
３５６：ガイドピン
３５８：スプリング
３６０：可動ユニット
３６２：固定ユニット
３６０Ａ，３６２Ａ：テーパ
３６４：ロッド
３６６：油圧モータ
３８０：射出成形装置
３８２：プレート
３８４：薄型油圧シリンダ
３８６：ロッド
４００：射出成形装置
４１０：トグルアーム延長機構
４１２：固定部
４１４：連結部材
４１６：溝
４１８：爪
４２０：連結部材
４２２：油圧シリンダ
４２４：ロッド
４５０：射出成形装置
４６０：クランプユニット移動機構
４６２：ナット
４６４：歯車部
４６８：ベルト
４７０：歯車
４７２：軸
４７４：モータ
４８０：ナット
５００：射出成形装置
５０２：ネジ部材
５０４：ナット
５０６：歯車部
５０８：ベルト
５１０：モータ
５１２：歯車
５２０：射出成形装置
５２２：可動型
５２２Ａ〜５２２Ｃ：成形穴
５２２Ｄ，５２２Ｅ：枝凹部
５２４：脚部
５２６：内側底面
５２８，５３０：プレート
５２８Ａ，５３０Ａ：開口
５３２：突き出しピン
５３４：スプリング
５３６：スライドコア
５３８：鍔部
５４０：成形品
５４０Ａ：本体部
５４０Ｂ：スプル・ランナー
５４０Ｃ：樹脂溜まり
５４０Ｄ，５４０Ｅ：連結部
５５０：射出成形装置
５５２：可動型
５５３：脚部
５５４，５５６：成形穴
５５５：枝凹部
５５８：スプリング
５６０：スライドコア
５６２：後退防止機構
５６４：溝
５６６：ピン
５７０：スペーサ
５８０：ガイドピン
５８０Ａ：外筒
５８０Ｂ：内筒
５８２：凹部
６００：射出成形装置
６０２：固定型
６０４：スプルブッシュ
６０６：ノズル
６０８，６０８´：可動型
６０８Ａ〜６０８Ｃ：分割駒
６１０：圧力センサ
６１２：樹脂
６１４：バリ
６１６：断熱層
６２０：製品
６５０，６５０Ａ，６５０Ｂ：射出圧縮成形装置
７００：射出成形装置
７０２：固定側取付板
７０４：固定型
７０６：スプルブッシュ
７０８：ノズル
７１０：可動側取付板
７１２：可動型
７１４：脚部
７１６：スペーサ
７１８：成形穴
７２０：スライドコア
７２２：スライドベース
７２４：圧力センサ
７３０：樹脂
７３２：バリ
Ｃ：キャビティ
Ｉ：隙間
Ｓ１，Ｓ３：間隔
Ｓ２，Ｓ４：厚み
Ｔ１〜Ｔ６：流路
Ｖ１〜Ｖ４：バルブ
【図１】
2012086420.tif 000003
【図２】
2012086420.tif 000004
【図３】
2012086420.tif 000005
【図４】
2012086420.tif 000006
【図５】
2012086420.tif 000007
【図６】
2012086420.tif 000008
【図７】
2012086420.tif 000009
【図８】
2012086420.tif 000010
【図９】
2012086420.tif 000011
【図１０】
2012086420.tif 000012
【図１１】
2012086420.tif 000013
【図１２】
2012086420.tif 000014
【図１３】
2012086420.tif 000015
【図１４】
2012086420.tif 000016
【図１５】
2012086420.tif 000017
【図１６】
2012086420.tif 000018
【図１７】
2012086420.tif 000019
【図１８】
2012086420.tif 000020
【図１９】
2012086420.tif 000021
【図２０】
2012086420.tif 000022
【図２１】
2012086420.tif 000023
【図２２】
2012086420.tif 000024
【図２３】
2012086420.tif 000025
【図２４】
2012086420.tif 000026
【図２５】
2012086420.tif 000027