(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂が充填される金型の固定型に対して移動型を相対的に移動させるための成形用金型移動装置であって、
前記移動型の移動方向に沿って並んだ二つの圧力室が形成されるように、内部が二つに仕切られた油圧シリンダ内に、前記圧力室に各々に設けられるとともに、ロッドを介して一体化された受圧面の大きさが異なる二枚のピストンプレートを備え、さらに、油圧回路を有し、
前記油圧回路は、前記二つの圧力室の一方とポンプとを接続する第１配管と、前記二つの圧力室の他方とタンクとを接続する第２配管と、前記他方の圧力室に接続された第２配管をタンクから切り離し、かつ、一方の圧力室に連通させる第１の切換手段と、前記一方の圧力室に接続された第１配管を前記タンクに切り換えるとともに、前記他方の圧力室に接続された第２配管を前記ポンプに切り換える第２の切換手段とを備えたことを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成形用金型移動装置において、前記二枚のピストンプレートおよびロッドには、これらを貫通する開口が設けられていることを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の成形用金型移動装置において、前記金型で成形を行う成形機は、固定ダイプレートおよび移動可能に設けられた移動ダイプレートを備え、前記金型の固定型が前記固定ダイプレートに取付けられ、前記移動型が前記移動ダイプレートに取付けられ、前記成形用金型移動装置は、前記移動ダイプレートと前記移動型との間に介装されることを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の成形用金型移動装置において、前記金型で成形を行う成形機は、固定ダイプレートおよび移動可能に設けられた移動ダイプレートを備え、前記金型の固定型が前記移動ダイプレートに取付けられ、前記移動型が前記固定ダイプレートに取付けられ、前記成形用金型移動装置は、前記固定ダイプレートと前記移動型との間に介装されることを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項５】
請求項３に記載の成形用金型移動装置において、前記金型の固定型が樹脂通路を備えたものであることを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項６】
請求項４に記載の成形用金型移動装置において、前記金型の移動型が樹脂通路を備えたものであることを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の成形用金型移動装置において、前記成形用金型移動装置は、前記金型に組み込まれたものであることを特徴とする成形用金型移動装置。
【請求項８】
溶融樹脂が充填される金型の固定型に対して移動型を相対的に移動させるために、前記移動型の移動方向に沿って並んだ二つの圧力室が形成されるように、内部が二つに仕切られた油圧シリンダ内に、前記圧力室に各々に設けられるとともに、ロッドを介して一体化された受圧面の大きさが異なる二枚のピストンプレートを備え、さらに、油圧回路を有し、前記油圧回路は、前記二つの圧力室の一方とポンプとを接続する第１配管と、前記二つの圧力室の他方とタンクとを接続する第２配管と、前記他方の圧力室に接続された第２配管をタンクから切り離し、かつ、一方の圧力室に連通させる第１の切換手段と、前記一方の圧力室に接続された第１配管を前記タンクに切り換えるとともに、前記他方の圧力室に接続された第２配管を前記ポンプに切り換える第２の切換手段とを備えた成形用金型移動装置を用いた成形方法であって、
前記金型内への溶融樹脂の射出を開始した後、前記成形用金型移動装置を作動させて、前記移動型を前記固定型に対して相対的に移動することにより、前記金型内に設けられたキャビティの容積を変化させることを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形、射出圧縮成形、プレス成形、大中空ガスインジェクション成形、多層成形、発泡成形およびＧＦ膨張成形等を行う際に、金型内の樹脂を圧縮する、あるいは膨張（拡張）などをさせるために、金型の移動型を前進・後退させ、金型内に設けられたキャビティの容積を変化させる成形用金型移動装置、および、この成形用金型移動装置を用いた成形方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
射出圧縮成形は、僅かに開いた金型の内部に溶融樹脂を充填した後、金型を型締めする等により、金型内に充填された溶融樹脂に圧縮力を加えて成形を行うものである。
このような射出圧縮成形によれば、低い樹脂射出圧力により成形が行われるとともに、金型内圧力が均一となることから、成形品に反りや歪が発生せず、薄肉であっても形状の良好な成形品を製造することができるという利点、さらには、表皮材一体成形において、表皮材のダメージが少ない利点もある。
射出圧縮成形を行うための成形機としては、金型のうち成形機に移動可能に設けられた移動型を、当該成形機に固定された固定型に向かって前進させる型締装置と、金型内部に充填された溶融樹脂を圧縮するための圧縮装置とを備えたものが一般的である。
【０００３】
従来の圧縮装置としては、特開昭５７−９５４２９号および特開昭６０−１２２１２８号に示されるように、金型のキャビティの容積を増減する可動部を金型の内部に設け、この可動部に当接するピンを介して当該可動部を前進させ、キャビティの容積を減じることにより、金型内部に充填された溶融樹脂を圧縮するものが知られている。
また、可動部を前進駆動させるための機構としては、可動部の前進方向に対して傾斜した傾斜面を互いに面接触させた一対の傾斜部材を、その前進方向に沿って配列するとともに、これらの傾斜部材の一方を、可動部の前進方向とは直交する方向へ移動することで、圧縮力を発生する機構が採用されている。
このような圧縮装置では、内部に可動部がない通常の金型については、射出圧縮成形を行うことができないので、汎用性に欠けるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、本願出願人は、図９に示されるように、移動型71を固定型72へ向かって押圧する機構をまとめてユニット化し、移動型71および固定型72で構成する金型73および型締装置74の間に着脱可能とした圧縮装置75を提案している（特開平７−１６４５００号）。
この圧縮装置75は、圧縮方向に対して傾斜した傾斜面76を有する一対の傾斜部材77, 78を圧縮方向に沿って配列するとともに、これらの傾斜部材のうち、シリンダ装置79により型締装置74側の傾斜部材78を傾斜部材77に向かって前進させることで、圧縮力を発生するようになっている。
このような圧縮装置75によれば、全体の厚さが薄くなり、金型とともに通常の射出成形機に装着でき、可動部が内蔵されていない通常の金型でも射出圧縮成形が可能となり、成形の汎用性を向上できるというメリットが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような圧縮装置75では、相対的に移動する傾斜部材77, 78の傾斜面76同士を摺り合わせることにより、シリンダ装置79の駆動力の方向を変換しているので、フリクションロスが大きく、装置の機械的効率が低い（５０〜７０％）という問題がある。
また、射出中もしくは射出後に、キャビティの容積を拡張して、発泡剤の発泡を促す必要のある発泡成形等、成形時に移動型の後退を伴う成形の場合、型内に射出された樹脂圧力によって、傾斜部材77, 78の摺動抵抗が増大しているうえ、傾斜部材77, 78の間の摩擦力が静止摩擦力であるため、傾斜部材78の後退開始時には、静止摩擦力に抗するために強力な力が必要となる。
一方、一旦動き出せば、傾斜部材77, 78の間の摩擦力が静止摩擦力から動摩擦力に取って代わり、その摺動抵抗が急激に小さくなる。
このため、移動速度が安定せず、傾斜部材77, 78の相対移動を円滑に行うことが難しく、移動型の移動速度や位置等を微妙に調節することができず、成形時に移動型の後退を伴う成形には必ずしも充分でないという問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、金型内に射出された溶融樹脂に対して圧縮および膨張のいずれもが行えるうえ、機械的効率に優れた成形用金型移動装置、および、この成形用金型移動装置を用いた成形方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明は、溶融樹脂が充填される金型の固定型に対して移動型を相対的に移動させるための成形用金型移動装置であって、前記移動型の移動方向に沿って並んだ二つの圧力室が形成されるように、内部が二つに仕切られた油圧シリンダ内に、前記圧力室に各々に設けられるとともに、ロッドを介して一体化された、受圧面の大きさが異なる二枚のピストンプレートを備え、さらに、油圧回路を有し、前記油圧回路は、前記二つの圧力室の一方とポンプとを接続する第１配管と、前記二つの圧力室の他方とタンクとを接続する第２配管と、前記他方の圧力室に接続された第２配管をタンクから切り離し、かつ、一方の圧力室に連通させる第１の切換手段と、前記一方の圧力室に接続された第１配管を前記タンクに切り換えるとともに、前記他方の圧力室に接続された第２配管を前記ポンプに切り換える第２の切換手段とを備えたことを特徴とするものである。
ここで、金型の移動型とは、金型の内部に溶融樹脂が充填され、溶融樹脂の成形を行う成形時に移動される金型の部分をいい、必ずしも、型締装置により駆動される移動ダイプレートに取付けられるとは限らず、射出装置に隣接した位置に固定された固定ダイプレートに取付けられる場合もある。
また、金型の固定型とは、前述の成形時には、所定位置に固定され移動されることのない金型の部分をいい、必ずしも、固定ダイプレートに取付けられるとは限らず、移動ダイプレートに取り付けられる場合もある。
このような本発明の第１発明では、ピストンプレートの大きさを、金型キャビティの投影面積と同程度に設定すれば、大きな機械的出力が得られるようになるうえ、キャビティ容積の圧縮や拡張に要する移動型の移動距離は短いので、ピストンプレートのストロークは、通常のシリンダ装置のように長く設定する必要がない。
このため、前述の油圧シリンダおよび二枚のピストンプレートで構成される複動式のシリンダ装置は、大きな機械的出力を有する薄型大口径シリンダ装置となり、金型とともに通常の射出成形機に装着可能となる。
従って、駆動力を金型の移動型に直接伝達できるようになり、機械的効率が優れたものとなるうえ、金型内に設けられたキャビティの容積に対して、圧縮および拡張のいずれもが行えるようになる。
【０００８】
しかも、大口径のピストンプレートが移動型全体を駆動することから、移動型は、固定型との平行状態を維持しつつ移動し、成形の開始から完了まで、金型の移動型および固定型の間の平行度が確保されるので、溶融樹脂全体に加えられる力の均一性が確保されるようになる。
ここで、二枚のピストンプレートは、受圧面の大きさが異なっているので、大口径のピストンプレート側の圧力室に油圧を加えて、大口径のピストンプレートを駆動する際に、二つの圧力室を連通することにより、小口径のピストンプレートが大口径のピストンプレートに牽引され、小口径のピストンプレート側の圧力室から大口径のピストンプレート側の圧力室へ油が流れ、大口径のピストンプレートは、駆動力が減少するが、移動速度は増加する。
このため、大きな駆動力は不要でも、大口径のピストンプレートを高速で駆動しなければならないときに、二つの圧力室を連通し、大口径のピストンプレートの移動速度を加速すれば、成形におけるサイクルタイムを短縮することが可能となり、油の吐出量の小さい小型の油圧ユニットでも、移動型をポンプ吐出量以上の高速で駆動することが図れるようになる。
【０００９】
また、油圧回路は、二つの圧力室の一方とポンプとを接続する第１配管と、二つの圧力室の他方とタンクとを接続する第２配管と、他方の圧力室に接続された第２配管をタンクから切り離し、かつ、一方の圧力室に連通させる第１の切換手段と、一方の圧力室に接続された第１配管をタンクに切り換えるとともに、他方の圧力室に接続された第２配管をポンプに切り換える第２の切換手段とを備えたので、二つの圧力室への油圧切換操作や、これらの圧力室を連通する切換操作が自動的に行えるようになるので、移動型の前進・後退や、ピストンプレートの速度切換を所定の手順で自動的に行うシーケンス制御が可能となり、成形動作の全自動化が図れるようになる。
【００１０】
以上において、前記二枚のピストンプレートおよびロッドには、これらを貫通する開口が設けられていることが望ましい。
このようにすれば、成形用金型移動装置の開口に、射出装置のノズル、エジェクタ・ピンおよびエジェクタ・ロッドを挿通させることが可能となる。
このため、固定型および移動型を取付けるために、固定ダイプレートおよび移動ダイプレートを有する成形機に成形用金型移動装置を設置するにあたり、成形用金型移動装置は、移動ダイプレートと移動型との間に介装した場合でも、成形機の突き出し機構が使用可能となるばかりか、射出装置のノズルが挿通される固定ダイプレートと移動型との間に介装することが可能となる。
【００１１】
本発明の第２発明は、前記第２発明の成形用金型移動装置を用いる成形方法である。
すなわち、この第２発明は、溶融樹脂が充填される金型の固定型に対して移動型を相対的に移動させるために、前記移動型の移動方向に沿って並んだ二つの圧力室が形成されるように、内部が二つに仕切られた油圧シリンダ内に、前記圧力室に各々に設けられるとともに、ロッドを介して一体化された受圧面の大きさが異なる二枚のピストンプレートを備え、さらに、油圧回路を有し、前記油圧回路は、前記二つの圧力室の一方とポンプとを接続する第１配管と、前記二つの圧力室の他方とタンクとを接続する第２配管と、前記他方の圧力室に接続された第２配管をタンクから切り離し、かつ、一方の圧力室に連通させる第１の切換手段と、前記一方の圧力室に接続された第１配管を前記タンクに切り換えるとともに、前記他方の圧力室に接続された第２配管を前記ポンプに切り換える第２の切換手段とを備えた成形用金型移動装置を用いた成形方法であって、前記金型内への溶融樹脂の射出を開始した後、前記成形用金型移動装置を作動させて、前記移動型を前記固定型に対して相対的に移動することにより、前記金型内に設けられたキャビティの容積を変化させることを特徴とする。
このような本発明の第２発明では、大口径のピストンプレートにより、大きな駆動力で移動型を固定型に対して前進・後退させることが可能となることから、金型内に充填された溶融樹脂に対して充分な圧縮力を与える、あるいは前記樹脂を膨張させるために、金型のキャビティを拡張することが可能となる。
そのうえ、移動型は、固定型との平行状態を維持しつつ移動し、成形の開始から完了まで、金型の移動型および固定型の間の平行度が確保されるので、金型内に充填された溶融樹脂全体に加えられる力の均一性が確保され、さらに、キャビティを拡張して樹脂を膨張させる場合も含めて、形状や寸法精度に優れた成形品の製造が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の各形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部材と同じ部材には同一符号を付し、その説明を省略若しくは簡略にする。
図１には、本発明の第１実施形態に係る射出成形機１が示されている。この射出成形機１は、固定型10A および移動型10B に分割された金型10で成形を行うものである。金型10は、固定型10A に対して移動型10B の移動距離が寸法ａだけ残された状態で閉鎖され、その内部に、射出装置1Aから射出された溶融樹脂２が充填される。そして、移動型10B の後方に配置された金型移動装置20で移動型10B を押圧することにより、充填された溶融樹脂２を圧縮しながら成形を行うようになっている。
射出成形機１には、固定型10A が固定された固定ダイプレート３と、移動型10B が設けられた移動ダイプレート４と、この移動ダイプレート４を固定ダイプレート３へ向かって前進させるための型締装置５とが備えられている。
移動ダイプレート４は、型締め用の油圧シリンダ装置６が固定された固定プレート７および固定ダイプレート３の間に架け渡されたタイバー８に沿って摺動自在に設けられたものである。
【００１３】
型締装置５は、油圧シリンダ装置６のピストンロッド6Aが連結されたトグル機構９を有し、油圧シリンダ装置６の押圧力をトグル機構９で増力して移動ダイプレート４を前進させ、これにより、金型10の型締めを行うものである。
ここで、移動ダイプレート４と固定ダイプレート３との間には、型締め圧受けブロック3A, 3Bが設けられている。固定ダイプレート３側に設けられた型締め圧受けブロック3Aは、移動ダイプレート４を前進させた際、当該移動ダイプレート４側に設けられた圧受けブロック3Bと当接し、トグル機構９の高圧型締め力を受けるものとなっている。この型締め圧受けブロック3A, 3Bにより、ダイプレート３，４間の平行度が確保されるようになっている。
【００１４】
金型移動装置20は、移動ダイプレート４に取付けられた固定基板22と、この固定基板22に対して進退する移動基板21とを有するものであり、移動ダイプレート４および移動型10B の間に介装されている。
このうち、移動基板21は、前面に移動型10B が取付けられたものであり、固定基板22に植設されたガイドバー23に沿って摺動自在に設けられている。
これらの固定基板22および移動基板21の間には、移動型10B の移動方向の寸法が直径に比べて小さい薄型の油圧シリンダ装置30が設けられている。
この油圧シリンダ装置30は、図２に示されるように、図中の矢印で示される移動型10B の移動方向に沿って並んだ二つの圧力室31, 32が形成されるように、隔壁33で内部が二つに仕切られたシリンダ34を備えたものである。
シリンダ34の圧力室31, 32の各々には、二枚のピストンプレート35, 36がそれぞれ設けられている。ピストンプレート35の受圧面35A の直径D1は、ピストンプレート36の受圧面36A の直径D2よりも大きく設定されている。
これらのピストンプレート35, 36は、直径D3のロッド37を介して一体化され、全体としてＨ字状の断面を有している。
ピストンプレート35, 36およびロッド37には、これらの中心を貫通する開口38が設けられている。
シリンダ34には、ピストンプレート35, 36を駆動するための油圧を、圧力室31, 32内に導入する圧力導入路31A, 32Aが設けられている。
【００１５】
金型移動装置20に油圧を供給するために、油圧ユニット11が設けられ、さらに、金型移動装置20を制御するために、制御装置12が設けられている。
油圧シリンダ装置30と、油圧ユニット11との間には、油圧ユニット11との間で油を循環させるための配管41〜44と、配管41〜44の接続を切り換える二位置電磁弁45とが設けられている。このうち、二位置電磁弁45は、油圧シリンダ装置30の側面に取付けられている。
すなわち、油圧シリンダ装置30の圧力導入路31A, 32Aの各々には、配管41、42の一端が接続されている。
一方、油圧ユニット11の配管接続部13, 14の各々には、配管43, 44の一端が接続されている。
配管41の他端は、配管43の中間部分に接続され、配管42の他端は、二位置電磁弁45の第１ポート46に接続されている。
配管43の他端は、二位置電磁弁45の第２ポート47に接続され、配管44の他端は、二位置電磁弁45の第３ポート48に接続されている。
二位置電磁弁45は、ソレノイド45A が励磁されると、第１ポート46と第３ポート48とを接続し、ソレノイド45A が消磁されると、第１ポート46と第２ポート47とを接続するようになっている。
【００１６】
油圧ユニット11は、油圧を発生するポンプ15と、油圧シリンダ装置30から戻ってきた油を蓄えるタンク16とを備えている。油圧ユニット11のポンプ15およびタンク16は、三位置電磁弁17を介して配管接続部13, 14に接続されている。
三位置電磁弁17の第１ポート18には、ポンプ15が接続され、第２ポート19には、タンク16が接続され、第３ポート20には、配管接続部13が接続され、第４ポート21には、配管接続部14が接続されている。
三位置電磁弁17は、ソレノイド17A が励磁されると、第１ポート18からの油を第３ポート20へ導くとともに、第４ポート21からの油を第２ポート19に導き、ソレノイド17B が励磁されると、第１ポート18からの油を第４ポート21へ導くとともに、第３ポート20からの油を第２ポート19に導くようになっている。なお、ソレノイド17A およびソレノイド17B の両方が消磁されると、ポート18はポート19に接続され、アンロード回路を形成するように構成されている。
なお、油圧ユニット11には、他に油圧を制御する圧力制御弁、および、流量を制御する流量制御弁（共に図示せず。）が含まれている。
【００１７】
ここで、前述の二位置電磁弁45のソレノイド45A および三位置電磁弁17のソレノイド17A が励磁された場合には、配管41〜44により、圧力室31, 32がそれぞれポンプ15およびタンク16に接続され、圧力室31の内部に圧力を加える圧力供給路と、圧力室32の内部圧力を逃がす排圧路とが形成されるようになっている。
一方、二位置電磁弁45のソレノイド45B および三位置電磁弁17のソレノイド17B が励磁された場合には、配管41〜44により、圧力室31, 32がそれぞれタンク16およびポンプ15に接続され、圧力室32の内部に圧力を加える圧力供給路と、圧力室31の内部圧力を逃がす排圧路とが形成されるようになっている。
そして、二位置電磁弁45のソレノイド45A を消磁すると、圧力室31, 32が相互に連通路を形成し、ソレノイド45A を励磁すると、前述の連通路を閉鎖するようになっている。
ここにおいて、電磁弁45, 17は、圧力供給路、排圧路および連通路と圧力室31, 32との接続を切り換えるための切換手段となっている。
また、二位置電磁弁45は、圧力室31, 32を連通する連通路を開閉する開閉手段を兼ねたものとなっている。
【００１８】
このような油圧シリンダ装置30では、金型10の移動型10B を固定型10A に向かって前進するにあたり、駆動力よりも駆動速度を優先したい場合には、二位置電磁弁45のソレノイド45A を消磁し、三位置電磁弁17のソレノイド17A を励磁する。すると、図３(Ａ)に示されるように、圧力室31, 32が相互に連通した状態で、圧力室31, 32の両方に油圧が加わる。
この際、ピストンプレート35の受圧面35A がピストンプレート36の受圧面36A よりも大きいので、ピストンプレート36がピストンプレート35の駆動力に負けて圧力室32を狭める方向に移動させられ、圧力室32内の油は連通路を通じて圧力室31へと圧送される。
このため、圧力室31には、ポンプ15からの流量Q1に圧力室からの流量Q2を加えた量の油が流れ込むようになり、ポンプ15から流量Q1だけで駆動する場合よりもピストンプレート35が高速で前進する。
ただし、ピストンプレート35の駆動力は、ピストンプレート36の受圧面36A が受ける油圧により、一部が打ち消されるので、圧縮成形には充分な強さが確保できない場合がある。
【００１９】
一方、駆動速度よりも駆動力を優先したい場合には、二位置電磁弁45のソレノイド45A を励磁するとともに、三位置電磁弁17のソレノイド17A を励磁する。すると、図３(Ｂ)に示されるように、圧力室31がポンプ16に接続されるとともに、圧力室32がタンク16に接続され、ピストンプレート35がゆっくり前進する。
この際、ピストンプレート36の受圧面36A が大きいので、前進速度は遅くなるが、圧縮成形を行うのに充分な駆動力が確保される。
そして、金型10の移動型10B を固定型10A から後退するには、二位置電磁弁45のソレノイド45A を励磁するとともに、三位置電磁弁17のソレノイド17B を励磁する。すると、図３(Ｃ)に示されるように、圧力室32がポンプ16に接続されるとともに、圧力室31がタンク16に接続され、ピストンプレート35が後退する。
なお、圧力供給路、排圧路および連通路を切り換える切換手段としては、上記の電磁弁45, 17を含むものの他、パイロットチェック弁、シーケンス弁、プレフィル弁等を含んだものも採用可能であり、切換手段の具体的な構成は、特に上記の構成に限定されるものではない。
【００２０】
次に、本実施形態の成形動作（成形手順）について説明する。
まず、金型10および金型移動装置20を、図１の如く、一般的な射出成形機１に装着することにより、射出圧縮成形機とする。この際、金型移動装置20の油圧シリンダ装置30は、そのピストンプレート35を後退させておく。
ここで、射出成形機１を起動すると、最初に、型締装置５が作動し、移動ダイプレート４を固定ダイプレート３に向かって移動させ、移動型10B の移動距離を、寸法ａだけ残して金型10を閉鎖する。この際、寸法ａは、例えば、０．１mm〜１００mmの範囲で設定することができる。
この際、移動ダイプレート４と固定ダイプレート３との間には、型締め圧受けブロック3A, 3Bが設けられている。これにより、型締装置５のトグル機構９が延びきった状態において、ダイプレート３、４が平行となるうえ、このダイプレート３、４の平行状態が安定した状態で維持される。
この後、射出装置1Aの射出ノズルから溶融樹脂を金型10の内部に射出する。
射出される溶融樹脂は、熱可塑性のものであり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ等のような汎用樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール等のエンジニアプラスチック、さらには、これらの樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維および有機繊維等の補強剤、タルク等の充填剤、ならびに、各種の添加剤を含有させたもの等、その他全ての射出成形可能な高分子材料が採用できる。
【００２１】
射出装置1Aの射出開始から所定時間経過後、あるいは、射出装置1Aの内部に備えられた射出スクリュが所定位置に達した時点で、金型移動装置20が起動される。ここで、金型移動装置20の起動は、樹脂の射出後、あるいは、射出中に行ってもよく、また、金型10への樹脂の射出量は、任意に設定することができる。
金型移動装置20の作動開始時には、内部の溶融樹脂が金型10全体に充満しておらず、移動型10B の移動に大きな力を要しないので、駆動力よりも駆動速度を優先する。すなわち、圧力室31, 32が相互に連通した状態で、圧力室31, 32の両方に油圧を加え、ピストンプレート35を高速で前進させる。
移動型10B がある程度前進したら、圧力室32と圧力室31との連通を解消するとともに、圧力室31のみに油圧を加えるとともに、圧力室32をタンク16に接続して排圧し、ピストンプレート35を低速で前進させる。
この際、ポンプ15が発生する油圧が、ピストンプレート35の大きな受圧面35A で受け止められるので、金型10内の溶融樹脂を圧縮成形するのに必要な、強力な駆動力が得られる。
また、ピストンプレート35は、面積が大きく、図１の如く、金型10のキャビティの投影面積と同程度となっているので、移動型10B を前進するにあたり、移動型10B には、一箇所に偏よることのない、バランスのよい押圧力が加えられるようになり、移動型10B は、固定型10A に対して常に正確な平行精度を維持しながら前進することになる。
この結果、金型10内の溶融樹脂に加えられる圧縮力が偏ることなく均一となり、得られる成形品は、反りや歪みのない、形状および寸法精度が良好なものとなるうえ、固定型10A と移動型10B とが、摺動嵌合するインロー構造であっても、互いの摺動部分が摩耗損傷することはない。
なお、ピストンプレート35の前進速度の切換制御方式としては、移動開始からの時間経過に基づく時間制御方式、移動型10B 等の位置に基づく位置制御方式、油圧ユニットの油圧値に基づく油圧制御方式、および、金型内の溶融樹脂の圧力値に基づく樹脂圧制御方式等が採用できる。
【００２２】
金型移動装置20で溶融樹脂に圧力を加えた状態で、当該溶融樹脂の冷却・固化を所定時間行う。所定時間が経過し、溶融樹脂が十分固化すると、型締装置５が作動して移動ダイプレート４を後退させ、金型10を開く。そして、金型10の内部から成形品を取出し、成形を完了する。以降、必要に応じて、以上のような射出圧縮成形作業を繰り返す。
ここで、移動ダイプレート４の後退を開始した時点から、次の射出成形を開始するまでの間に、圧力室32に油圧を加えるとともに、圧力室31をタンク16に接続して排圧し、ピストンプレート35を後退させておく。
【００２３】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ピストンプレート35を大きくし、シリンダ34を大口径化したので、大きな機械的出力が得られるようになり、油圧シリンダ装置30のみで圧縮成形に必要充分な駆動力を出力できるうえ、一個の油圧シリンダ装置30全体を薄型化したので、射出成形機１に装着した金型10の移動型10B に対して、駆動力を直接伝達できるようになり、機械的効率を優れたものにすることができる。
【００２４】
しかも、ピストンプレート35の大きさを、図１の如く、移動型10B よりも若干小さい程度に設定し、移動型10B を前進するにあたり、移動型10B には、一箇所に偏よることのない、バランスのよい押圧力が加えられるようにしたので、移動型10B は、固定型10A に対して常に正確な平行精度を維持しながら前進することになり、金型10内に充填された溶融樹脂全体に加えられる力の均一性が確保され、形状や寸法精度に優れた成形品を製造できる。
【００２５】
また、二枚のピストンプレート35, 36の受圧面35A, 36Aの大きさを異ならせるとともに、二つの圧力室31, 32を連通可能とし、必要に応じて、ピストンプレート35の前進速度を高速に切換えられるようにしたので、駆動力よりも前進速度を優先させたいときには、ピストンプレート35の前進速度を加速できるようになり、成形におけるサイクルタイムを短縮することができるうえ、油圧ユニットを小型化できる。
【００２６】
さらに、二枚のピストンプレート35, 36およびロッド37に、これらを貫通する開口38を設けたので、この開口38に、射出装置のノズル、エジェクタ・ピンおよびエジェクタ・ロッド等を挿通させることが可能となり、移動ダイプレート４、固定ダイプレート３、および、金型10の内部のいずれの位置についても、金型移動装置20を取付けることができる。
【００２７】
また、油圧ユニット11が発生する油圧を伝達する配管41〜44を設け、これらの配管41〜44の相互接続を切換えるために、二位置電磁弁45および三位置電磁弁17を設けたので、移動型10B の前進・後退等の動作切換や、ピストンプレート35の速度切換を所定の手順で自動的に行うシーケンス制御が可能となり、成形動作の全自動化を図ることができる。
【００２８】
さらに、圧力室31, 32を連通する連通路を開閉する開閉手段としての二位置電磁弁45を、油圧シリンダ装置30の側面に取付けたので、圧力室31, 32を連通する連通路となる配管41, 42の長さが短縮され、連通路の開閉操作に対して、ピストンプレート35の速度切換を迅速にできるうえ、高速に切換えると、ポンプ15からの流量Q1に圧力室からの流量Q2を加えた量の油が流れ込む配管41の圧力損失が最小限に抑えられ、高速移動時におけるピストンプレート35の速度を充分確保できるうえ、この点からも、優れた機械的効率が得られるようになる。
さらに、連通路と開閉手段とを移動装置20に組み込むことことが可能であり、これにより、移動装置20をコンパクトにすることや、その取り扱いを容易にすることができる。
【００２９】
図４には、本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態は、第１実施形態における移動ダイプレート４側に取付けられた金型移動装置20を、固定ダイプレート３側に取付けられた金型移動装置20A としたものである。
すなわち、図４において、移動型10B は、固定ダイプレート３側に設けられ、固定型10A は、移動ダイプレート４側に設けられ、金型移動装置20A は、固定ダイプレート３および移動型10B の間に介装されている。
金型移動装置20A の固定基板22は、固定ダイプレート３に固定されている。この固定基板22と、この固定基板22に対して進退する移動基板21とには、ピストンプレート35側の開口38と連通する開口21A, 22Aがそれぞれ設けられている。
これらの開口21A,38,22Aを通って射出装置1Aの射出ノズル1Bが移動型10B に設けられたスプル10C に到達可能となっている。
ここで、射出完了後に、移動型10B を固定型10A に向かって前進させると、図５の如く、射出ノズル1Bが移動型10B のスプル10C から外れてしまう。
このため、射出ノズル1Bには、ドローリングを防止するために、図示しないシャットオフバルブが設けられ、金型10のスプル10C のキャビティ側の端部10D には、金型10内の溶融樹脂が逆流しないように、バルブゲート（図示略）が設けられている。
このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様な作用、効果を奏することができる。
【００３０】
図６には、本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態は、第１実施形態における金型10の外部に設けられた金型移動装置20を、金型10E に内蔵された金型移動装置20B としたものである。
すなわち、図６において、移動ダイプレート４側に設けられて移動可能となった金型10B には、固定型10A に対して進退可能となった移動型としての可動コア10F が設けられている。
移動する金型10B には、可動コア10F の後方に所定容量の中空部が設けられ、この中空部の内部に、金型移動装置20B が設けられている。
この金型移動装置20B は、前記第１実施形態における金型移動装置20から固定基板22および移動基板21を省略したもので、ピストンプレート35に可動コア10Fが直接固定されている。
なお、本実施形態においては、金型10E の内部には、通常の溶融樹脂だけでなく、発泡剤が添加された樹脂や、ガラス繊維等を含有した樹脂等、膨張性を有する溶融樹脂の射出も可能となっている。
膨張性を有する溶融樹脂を採用する場合には、図６の如く、可動コア10F を固定型10A に向かって前進させた状態で、金型10E の内部に溶融樹脂を射出し、溶融樹脂が金型10E内のキャビティを満たした後、図７に示されるように、可動コア10F を固定型10A から後退させ、キャビティを拡張して、前記発泡剤の発泡等を促すとともに、その膨張により、軽量の成形品を製造することができる。
このような本実施形態においても、前記第１および第２実施形態と同様な作用、効果を奏することができる他、金型10C 内に射出された溶融樹脂に対して、部分的に圧縮力を加えたり、キャビティを拡張することができる、という効果を付加できる。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。
［実施例］
本実施例は、前記第１実施形態に基づいた射出成形機および金型移動装置20ならびに成形手順を用いて成形を行う実験である。
なお、本実施例で採用される金型は、矩形板状の成形品を成形するものであり、キャビティの一長辺中央にサイドゲートが一点設けられている。成形品の各寸法は、それぞれ縦1000mm×横 500mm×厚さ２mmとなっている。
また、射出成形機として、型締力８５０ｔの汎用横型射出成形機を用いる。
さらに、油圧シリンダ装置30は、受圧面35A の直径D1、受圧面36A の直径D2およびロッド37の直径D3（図２参照）が、それぞれ８００mm、６６０mm、３５０mmに設定されている。
【００３２】
［比較例１］
本比較例１は、従来からあるマルチシリンダ型締方式の射出圧縮成形機で、前記実施例と同じ金型および同様の手順で、同一の成形品を得ようとする実験である。
本比較例１のマルチシリンダ型方式の射出圧縮成形機は、図８の如く、固定ダイプレート60の四隅に一体的に設けられた油圧シリンダ装置61を備えたものである。油圧シリンダ装置61のピストン62は、タイバー63の一端に連結されている。このピストン62を油圧駆動することで、移動ダイプレート64を引き寄せ、金型10内に射出される溶融樹脂に圧縮力を加えることが可能となっている。
［比較例２］
本比較例２は、図９で示した射出成形機および圧縮装置75で、前記実施例と同じ金型および同様の手順で、同一の成形品を得ようとする実験である。
なお、本比較例で採用される圧縮装置は、４本の油圧シリンダ装置を有している。各油圧シリンダ装置は、JISB8354に規定される一般的な複動シリンダであり、ピストンの受圧面の直径が１２５mmに設定されている。
また、圧縮装置の傾斜部材の傾斜面の角度θは、７度に設定されている。
【００３３】
［共通成形条件］
前述の実施例および比較例１、２では、以下の共通した材料および成形条件で成形を行う。
(1)材料：ポリプロピレン（MI=24g／10分； 230℃,2.16kgf、出光石油化学株式会社製  商品名：IDEMITSU PP J-950HP）
(2)成形条件
▲１▼成形温度              ：２２０℃（射出シリンダ温度）
▲２▼金型温度              ：  ４０℃
▲３▼樹脂射出時間          ：    ３．０秒
▲４▼樹脂の射出圧力        ：  ９０kg／cm2 （ゲ−ジ油圧）
▲５▼冷却時間              ：  ３０秒
▲６▼圧縮代（図１の寸法ａ）：    ５mm
▲７▼圧縮開始タイミング    ：    ２．８秒後（射出開始から）
▲８▼圧縮速度              ：  １０mm/sec
▲９▼圧縮力                ：４００ｔ（冷却完了まで一定に保持）
【００３４】
〔実験結果〕
実施例では、金型がサイドゲートを一点しか持たず、移動型を前進させるにあたり、金型の中心から外れた位置に荷重が偏ったにもかかわらず、大口径の油圧シリンダ装置で移動型を駆動したので、金型を平行に閉じることができた。
このため、反りや変形が少なく、略均一な肉厚を有する成形品が得られた。
この際、油圧ユニットの油の吐出圧力は、１１０kg/cm2であり、吐出流量は、０．１m3／分であった。
これらの数値から、金型移動装置の機械的効率および高速時の移動型10B の前進速度を求めてみる。
機械的効率ηは、η=出力F1／入力F2で表現される。
ここで、出力F1は、圧縮力として測定され、F1＝４００ｔである。
一方、入力F2は、次式に適宜数値を代入して求められる。
F2＝Ａ×ｐ＝４０６４×１１０(kgw) ＝４４７ｔ
ただし、Ａは、ピストンプレート35の受圧面35A の面積、ｐは、油圧ユニットの油の吐出圧力である。
従って、効率ηは、
η＝４００／４４７＝８９％
となる。
また、高速時の移動型10B の前進速度ｖは、次式に適宜数値を代入して求められる。
0003759550.tif 000002
ただし、Ｂは、ピストンプレート36の受圧面36A の面積、Ｑは、一秒間当たりの油圧ユニットの油の吐出流量である。
【００３５】
比較例１では、金型がサイドゲートを一点しか持たず、移動型を前進させるにあたり、金型の中心から外れた位置に荷重が偏ったため、移動型の固定型に対する平行精度が維持されず、金型内の溶融樹脂に加える圧縮力に偏りが生じた。
これにより、成形品の肉厚は、サイドゲート側で２．２mmとなり、反対側の流動末端では、肉厚が１．９mmとなり、均一な肉厚の成形品を得ることはできなかった。
比較例２では、前記実施例と同様に、移動型の固定型に対する平行精度が維持され、金型内の溶融樹脂に加える圧縮力に偏りが生じず、反りや変形が少なく、略均一な肉厚を有する成形品が得られた。
この際、油圧ユニットの油の吐出圧力は、１６５kg/cm2であり、吐出流量は、０．２４m3／分であった。
これらの数値から、金型移動装置の機械的効率および移動型の前進速度を求めてみる。
機械的効率ηは、η=出力F1／入力F2で表現され、このうち、入力F2は、
0003759550.tif 000003
となる。ただし、Ｃは、油圧シリンダ装置の受圧面の面積であり、nは、油圧シリンダ装置の本数である。
ここで、出力F1が４００ｔであるので、効率ηは、
η＝４００／６６０＝６１％
となる。
また、移動型の前進速度ｖは、
0003759550.tif 000004
このような結果によれば、比較例２よりも実施例のほうが機械的効率に優れていることが判る。また、移動型について、同程度の速度を達成するには、比較例２は、実施例の２倍以上の吐出流量を要することが判る。
以上のことから、本発明によれば、機械的効率を大幅に向上できるうえ、サイクルタイムの短縮や油圧ユニットの小型化を図れるということが判る。
【００３６】
以上、本発明について好適な実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態および実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、成形方法としては、次の▲１▼〜▲５▼の何れもが採用できる。
▲１▼通常の射出圧縮成形方法。
▲２▼予め内部に表皮材を配置しておいた金型に、溶融樹脂を射出して積層成形  品を得る成形方法。
▲３▼射出充填する溶融樹脂に発泡剤を添加しておくことにより、発泡した成形  品を得る成形方法。
▲４▼混入した繊維のからみ合いにより膨張性が確保されている溶融樹脂を射出  した後、キャビティを拡張して金型内の溶融樹脂を膨張させ、これにより      軽量成形品を得る成形方法。
▲５▼金型に充填した溶融樹脂にガスを注入するとともに、キャビティを拡張して大容量の中空部が形成された成形品を得る成形方法。
要するに、成形方法としては、溶融樹脂を成形する際に、移動型を相対的に移動して、成形時の金型間隔を自由に縮小したり拡大することを行うものであればよい。
従って、射出時に間隙を狭めたり、拡大したりしながら射出を行う工程、圧縮力を溶融樹脂に加える工程、あるいは、射出開始後に間隙を拡大したり縮小する工程を有する成形方法であれば、本発明を適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、溶融樹脂の射出が開始されたキャビティに対し、圧縮および拡張の両方を行うことができるうえ、優れた機械的効率を得ることができ、しかも、成形のサイクルタイムの短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る射出圧縮成形機の全体を示した側面図である。
【図２】前記実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図３】前記実施形態の作用を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】前記第２実施形態の異なる状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す図５と同様の図である。
【図７】前記第３実施形態の異なる状態を示す断面図である。
【図８】比較例１で使用される型締装置を示す断面図である。
【図９】従来例を示す図１と同様の図である。
【符号の説明】
１  射出成形機
２  溶融樹脂
３  固定ダイプレート
４  移動ダイプレート
10,10E  金型
10A   固定型
10B   移動型
10F   移動型の移動部分である可動コア
17  切換手段としての三位置電磁弁
20,20A,20B  成形用金型移動装置
31, 32  圧力室
34  シリンダ
35, 36  ピストンプレート
35A, 36A  受圧面
37  ロッド
38  開口
41〜44  圧力供給路、排圧路および連通路を形成する配管
45  切換手段および開閉手段としての二位置電磁弁
【図１】
0003759550.tif 000005
【図２】
0003759550.tif 000006
【図３】
0003759550.tif 000007
【図４】
0003759550.tif 000008
【図５】
0003759550.tif 000009
【図６】
0003759550.tif 000010
【図７】
0003759550.tif 000011
【図８】
0003759550.tif 000012
【図９】
0003759550.tif 000013