JP4261473B2 - 成形方法及び成形機 - Google Patents

Description

本発明は、成形方法及び成形機に関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品を取り出すようになっている。

前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記金型装置は固定金型及び可動金型から成る金型を供え、型締装置は、固定プラテン、可動プラテン、型締用の駆動部としての型締用モータ、トグル機構等を備える。そして、前記型締用モータを駆動し、ボールねじを作動させてクロスヘッドを進退させると、トグル機構が作動して、可動プラテンを進退させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う。一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる前記加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、計量用モータを駆動し、前記スクリューを回転させることによって、スクリューの前方に樹脂を溜め、射出用モータを駆動し、前記スクリューを前進させることによって、射出ノズルから樹脂を射出する。

ところで、キャビティ空間をあらかじめ圧縮代だけ開いた状態にして樹脂を充填し、続いて、可動プラテンを前進させてキャビティ空間内の樹脂を圧縮するようにした圧縮成形方法が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１１５０１０号公報

しかしながら、前記従来の圧縮成形方法においては、圧縮ストロークが３〔ｍｍ〕以上になると、樹脂を圧縮する際にトグル機構によって発生させられる圧縮力が小さくなり、前記ボールねじに加わる軸力がその分大きくなり、型締用モータに加わる負荷が過剰に大きくなってしまう。

本発明は、前記従来の圧縮成形方法の問題点を解決して、型締用の駆動部に加わる負荷を小さくすることができる成形方法及び成形機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の成形方法においては、複数回にわたりキャビティ空間に成形材料を充填し、該成形材料が充填されるたびに型締めを行い、最初の充填が終了した後の所定のタイミングで、トグル機構の圧縮ストロークを設定された値以下にするための型厚調整量だけベースプレートを後退させ、トグル機構の原点位置を調整する。

本発明によれば、成形方法においては、複数回にわたりキャビティ空間に成形材料を充填し、該成形材料が充填されるたびに型締めを行い、最初の充填が終了した後の所定のタイミングで、トグル機構の圧縮ストロークを設定された値以下にするための型厚調整量だけベースプレートを後退させ、トグル機構の原点位置を調整する。

この場合、複数回にわたりキャビティ空間に成形材料が充填され、成形材料が充填されるたびに型締めが行われ、前記タイミングで、ベースプレートが前記型厚調整量だけ後退させられ、トグル機構の原点位置が調整される。

したがって、圧縮力が大きくなるので、型締用の駆動部に加わる負荷を小さくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概略図である。

図において、５１は射出装置、５２は第１の金型としての固定金型１１及び第２の金型としての可動金型１２から成る金型装置、５３は射出装置５１と対向させて配設された型締装置、５４は前記射出装置５１を進退自在に支持する可塑化移動装置、５５はエジェクタ装置、６０はトグル調整装置として機能する型厚調整装置、ｆｒ１は前記射出装置５１、型締装置５３、可塑化移動装置５４等を支持する成形機フレームである。

前記射出装置５１は、シリンダ部材としての加熱シリンダ５６、該加熱シリンダ５６内において、回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスクリュー５７、前記加熱シリンダ５６の前端に取り付けられた射出ノズル５８、前記加熱シリンダ５６の後端の近傍に配設されたホッパ５９、前記スクリュー５７の後端に突出させて形成されたスクリュー軸６１、荷重検出部としてのロードセル７０を介して連結された前側支持部７１及び後側支持部７２を備えるとともに、進退自在に配設され、前記スクリュー軸６１を回転自在に支持するプレッシャプレート６２、前記前側支持部７１に取り付けられ、プーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）６５を介してスクリュー軸６１と連結された計量用の駆動部としての計量用モータ６６、前記成形機フレームｆｒ１に取り付けられ、プーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）６８を介して運動方向変換部としてのボールねじ７５と連結された、射出用の駆動部としての射出用モータ６９等を備える。前記ボールねじ７５は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能し、回転伝達系６８と連結された第１の変換要素としてのボールねじ軸７３、及び後側支持部７２に取り付けられ、前記ボールねじ軸７３と螺合させられる第２の変換要素としてのボールナット７４を備える。

また、前記可塑化移動装置５４は、ガイドユニットｆｒ２、該ガイドユニットｆｒ２に取り付けられ、可塑化移動用の駆動部としてのモータ７７、前記ガイドユニットｆｒ２の長手方向に沿って配設され、前側支持部７１及び後側支持部７２を案内するガイド７８、ガイドユニットｆｒ２に対して回転自在に配設され、モータ７７を駆動することによって回転させられる第１の変換要素としてのボールねじ軸８１、該ボールねじ軸８１と螺合させられる第２の変換要素としてのボールナット８２、前記加熱シリンダ５６の後端に取り付けられたブラケット８３、前記ボールナット８２とブラケット８３との間に配設される付勢部材としてのスプリング８４等を備える。なお、前記ボールねじ軸８１及びボールナット８２によってボールねじ８６が構成され、該ボールねじ８６は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能する。

また、前記型締装置５３は、成形機フレームｆｒ１に取り付けられた第１のプラテンとしての固定プラテン９１、ベースプレートとしてのトグルサポート９２、前記固定プラテン９１とトグルサポート９２との間に架設されたタイバー９３、固定プラテン９１と対向させて、かつ、タイバー９３に沿って進退自在に配設された第２のプラテンとしての可動プラテン９４、及び該可動プラテン９４とトグルサポート９２との間に配設されたトグル機構９５、型締用の駆動部としての型締用モータ９６，該型締用モータ９６を駆動することによって発生させられた回転をトグル機構９５に伝達するプーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）９７、該回転伝達系９７と連結された運動方向変換部としてのボールねじ９８、該ボールねじ９８と連結されたクロスヘッド９９等を備える。そして、前記固定プラテン９１及び可動プラテン９４に、互いに対向させて固定金型１１及び可動金型１２がそれぞれ取り付けられる。

前記ボールねじ９８は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能し、回転伝達系９７と連結された第１の変換要素としてのボールねじ軸１０１、及びクロスヘッド９９に取り付けられ、前記ボールねじ軸１０１と螺合させられる第２の変換要素としてのボールナット１０２を備える。

また、前記トグル機構９５は、クロスヘッド９９に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１０５、トグルサポート９２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１０６、及び可動プラテン９４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム１０７を備え、トグルレバー１０５、１０６間、及びトグルレバー１０６とトグルアーム１０７との間がそれぞれリンク結合される。

前記トグル機構９５は、図示されないサーボモータによってクロスヘッド９９をトグルサポート９２と可動プラテン９４との間で進退させることによって可動プラテン９４をタイバー９３に沿って進退させ、可動金型１２を固定金型１１に対して接離させて、型閉じ、型締め及び型開きを行う。

また、前記エジェクタ装置５５は、可動プラテン９４の後端面に配設され、可動プラテン９４に対して進退自在に配設されたクロスヘッド１１１、突出用の駆動部としての突出し用モータ１１２、前記クロスヘッド１１１に対して回転自在に配設された第１の変換要素としてのボールねじ軸１１３、前記クロスヘッド１１１に取り付けられ、前記ボールねじ軸１１３と螺合させられる、第２の変換要素としてのボールナット１１４、前記突出し用モータ１１２を駆動することによって発生させられた回転をボールねじ軸１１３に伝達するプーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）１１６、前記クロスヘッド１１１の進退に伴って進退させられる図示されないエジェクタロッド及びエジェクタピン等を備える。なお、前記ボールねじ軸１１３及びボールナット１１４によってボールねじ１１５が構成され、該ボールねじ１１５は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能する。

そして、前記型厚調整装置６０は、各タイバー９３の後端に形成されたねじ部と螺合させられ、トグル調整部材としての、かつ、型厚調整部材としての調整ナット１２１、トグル調整用の、かつ、型厚調整用の駆動部としての型厚モータ１２２、該型厚モータ１２２を駆動することによって発生させられた回転を各調整ナット１２１に伝達する伝動部材としてのタイミングベルト１２３等を備え、トグルサポート９２を固定プラテン９１に対して進退させて型厚調整を行う。

前記構成の射出装置５１において、モータ７７を駆動すると、該モータ７７の回転はボールねじ軸８１に伝達され、ボールナット８２が進退させられる。そして、ボールナット８２の推力がスプリング８４を介してブラケット８３に伝達され、射出装置５１が進退させられる。

そして、計量工程において、計量用モータ６６を駆動し、回転伝達系６５を介してスクリュー軸６１に回転を伝達し、スクリュー５７を回転させると、ホッパ５９から供給された成形材料としての樹脂は、加熱シリンダ５６内において加熱されて溶融させられ、前方に移動して、スクリュー５７の前方に溜められる。これに伴って、スクリュー５７は、所定の位置まで後退させられる。

また、射出工程において、射出ノズル５８を固定金型１１に押し付け、射出用モータ６９を駆動し、回転伝達系６８を介してボールねじ軸７３を回転させる。このとき、ロードセル７０はボールねじ軸７３の回転に伴って移動し、スクリュー５７を前進させるので、スクリュー５７の前方に溜っている樹脂は射出ノズル５８から射出され、固定金型１１と可動金型１２との間に形成されたキャビティ空間に充填される。そのときの反力を、ロードセル７０が受け、該ロードセル７０によって圧力検出される。

次に、前記構成の型締装置５３及びエジェクタ装置５５において、型締用モータ９６を駆動すると、該型締用モータ９６の回転は、回転伝達系９７を介してボールねじ軸１０１に伝達され、ボールナット１０２が進退させられ、クロスヘッド９９も進退させられる。そして、該クロスヘッド９９の前進に伴って、トグル機構９５が伸展させられ、可動プラテン９４が前進させられて型閉じが行われ、固定金型１１に可動金型１２が当接させられる。続いて、型締用モータ９６を更に駆動すると、トグル機構９５において型締力が発生させられ、該型締力で固定金型１１に可動金型１２が押し付けられ、固定金型１１と可動金型１２との間にキャビティ空間が形成される。また、クロスヘッド９９の後退に伴って、トグル機構９５が屈曲させられると、可動プラテン９４が後退させられ、型開きが行われる。

続いて、突出し用モータ１１２が駆動され、該突出し用モータ１１２を駆動することによって発生させられた回転は、回転伝達系１１６を介してボールねじ軸１１３に伝達され、クロスヘッド１１１が進退させられ、前記エジェクタロッドが進退させられる。そして、型開きが行われるのに伴って、突出し用モータ１１２を駆動してクロスヘッド１１１を前進させると、前記エジェクタピンが前進させられ、成形品が突き出される。

次に、前記構成の型厚調整装置６０において、型厚モータ１２２を駆動すると、型厚モータ１２２の回転は、タイミングベルト１２３を介して各調整ナット１２１に伝達され、該各調整ナット１２１は、回転させられるのに伴ってタイバー９３に対して進退させられ、トグルサポート９２を進退させる。その結果、型厚が調整されるとともに、トグル機構９５の基準位置が調整される。

ところで、本実施の形態においては、キャビティ空間をあらかじめ圧縮代だけ開いた状態にして樹脂を充填し、続いて、可動プラテン９４を前進させてキャビティ空間内の樹脂を圧縮するようにした圧縮成形方法で成形が行われるようになっている。

この場合、キャビティ空間に樹脂を充填した後、長時間にわたり大きい保圧力で保圧を行い、樹脂を冷却すると、樹脂は、金属と比較して、熱伝導率が低く収縮率が高いので、成形品の中心部まで冷却及び固化が進行しない。その結果、成形品の寸法が小さくなるだけでなく、均等に冷却されないので、成形品にひけ、空洞、変形、そり等が発生し、成形品の品質が低下してしまう。

そこで、樹脂の充填及び圧縮を複数回にわたり繰り返すことによって、複数の層から成り、積層構造を有する成形品を成形するようにしている。

次に、積層構造を有する成形品の成形方法について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における金型装置の要部を示す断面図、図３は本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図、図４は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャート、図５は本発明の第１の実施の形態におけるトグル機構の特性図である。なお、図５において、横軸に圧縮ストロークを、縦軸に圧縮力を採ってある。

図１において、１１は固定金型、１２は可動金型であり、固定金型１１と可動金型１２とを接離させることによって、金型装置５２の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、前記固定金型１１と可動金型１２との間にキャビティ空間が形成される。

そして、前記固定金型１１に、ノズルハウジング１５が形成され、ノズルハウジング１５内に、バルブゲートボディ１４が配設される。該バルブゲートボディ１４は、ノズルハウジング１５内に延在させて配設されたノズル２１、該ノズル２１内に延在させられ、かつ、進退自在に配設されたバルブピン２２、前記ノズル２１の外周面に配設された加熱部材としてのヒータ２３等を備える。前記ノズル２１は、前端部に配設された円錐（すい）形部分、及び該円錐形部分に隣接させて配設された円筒状部分を備える。前記バルブピン２２の後方には、バルブピン２２を進退させるために、ゲート開閉用の駆動部としての図示されないバルブシリンダが配設され、該バルブシリンダは、空気シリンダから成り、駆動に伴って前記バルブピン２２を進退させ、ノズル２１の前端（図１において左端）に形成されたバルブゲートｇを開閉する。したがって、前記射出ノズル５８（図２）から射出された樹脂は、図示されないランナを通ってノズル２１に供給され、バルブゲートｇが開放されるのに伴って、キャビティ空間内に進入する。

また、前記可動金型１２は、前記固定金型１１と対向させて配設された型板３１、受け板３２、前記型板３１と受け板３２との間に所定の間隔を形成するために配設されたスペーサブロック３３、型開きが行われるのに伴って、前記キャビティ空間内に形成された成形品ｍを突き出すエジェクタピン送り装置３４を備える。なお、該エジェクタピン送り装置３４、クロスヘッド１１１、突出し用モータ１１２、ボールねじ１１５、回転伝達系１１６等によってエジェクタ装置５５が構成される。

前記エジェクタピン送り装置３４は、前記受け板３２を貫通して延び、前記ボールねじ軸１１３の直進運動を受けて進退させられるエジェクタロッド３５、前記型板３１と受け板３２との間の空間に、前記エジェクタロッド３５の前端（図１において右端）に当接させて配設され、エジェクタロッド３５が前進（図１において右方向に移動）させられるのに伴って前進させられ、図示されないリターンスプリングの付勢力によって後退（図１において左方向に移動）させられるエジェクタプレート３６、該エジェクタプレート３６に取り付けられ、前端を前記キャビティ空間に臨ませて配設され、エジェクタプレート３６の進退に伴って進退させられるエジェクタピン３７等を備える。

そして、前記エジェクタプレート３６は、二つの板部材３８、３９を結合することによって形成され、前記エジェクタピン３７の後端（図１において左端）に形成されたヘッド部ｈが二つの板部材３８、３９によって挟まれる。

ところで、成形品ｍは積層構造を有し、二つの層Ｒｉ（ｉ＝１、２）から成り、前述されたように、充填が複数回、本実施の形態においては、２回行われる。

そのために、図４に示されるように、タイミングｔ０で、図示されない制御部の型閉処理手段は、型閉処理を行い、金型装置５２において型閉じを開始し、型締用モータ９６を駆動し、トグル機構９５を作動させて、可動プラテン９４を型開限位置ｑ１から前進させる。そして、固定金型１１と可動金型１２との間にキャビティ空間となる第１の充填空間Ｃ１が形成される。一方、射出装置５１においては、タイミングｔ０で計量が終了し、スクリュー５７は後退限位置ｒ１に置かれる。なお、第１の充填空間Ｃ１の外周縁を画成して密封するために、可動金型１２の前端部（図１において右端部）に密封部材としてのインサートブロック４１が埋設される。該インサートブロック４１は、前記第１の充填空間Ｃ１の外周縁に沿って延在させられ、成形品ｍの外周縁の形状に対応した形状を有する。また、前記固定金型１１には、インサートブロック４１と対応する位置に、該インサートブロック４１を収容するための溝４３が形成される。

続いて、タイミングｔ１で、可動プラテン９４が１ショット目の充填を開始するための第１の充填開始位置ｑ２に到達すると、前記制御部の射出処理手段は、射出処理を行い、射出装置５１において射出用モータ６９を駆動し、スクリュー５７を前進させ、１ショット目の射出を開始し、前記第１の充填空間Ｃ１に樹脂を充填する。これに伴って、前記制御部の型締処理手段は、型締処理を行い、型締用モータ９６を更に駆動し、可動プラテン９４を更に前進させ、型締めを行い、第１の充填空間Ｃ１内の樹脂を圧縮する。

その間に、前記スクリュー５７が前進限位置ｒ２に到達すると、前記制御部の保圧処理手段は、保圧処理を行い、射出装置５１において射出用モータ６９を駆動し続け、第１の充填空間Ｃ１内の樹脂の圧力を保持する。続いて、第１の充填空間Ｃ１に充填された樹脂の冷却及び収縮に伴い、タイミングｔ２で可動プラテン９４が第１の圧縮限位置ｑ３に到達し、停止させられた後も、前記型締処理手段は、型締用モータ９６を更に駆動し続け、第１の充填空間Ｃ１内の樹脂を圧縮し続ける。また、この間、前記樹脂が冷却され、層Ｒ１が形成される。

次に、タイミングｔ３で制御部の型開処理手段は、型開処理を行い、金型装置５２において型開きを開始し、型締用モータ９６を逆方向に駆動し、トグル機構９５を作動させて、可動プラテン９４を型閉限位置ｑ３から後退させる。また、タイミングｔ３で、制御部の計量処理手段は、計量処理を行い、計量を開始し、スクリュー５７を回転させると、スクリュー５７の前方に溜められた樹脂によってスクリュー５７が後退させられる。そして、タイミングｔ４で、可動プラテン９４が前記第１の充填開始位置ｑ２より後方の、２ショット目の充填を開始するための第２の充填開始位置ｑ４に到達すると、前記型締処理手段は型締用モータ９６の駆動を停止させる。このとき、固定金型１１及び可動金型１２によって、固化した樹脂の層Ｒ１の後方にキャビティ空間となる第２の充填空間Ｃ２が形成される。

続いて、タイミングｔ５で、前記射出処理手段は、射出装置５１において射出用モータ６９を駆動し、スクリュー５７を前進させ、２ショット目の射出を開始し、前記第２の充填空間Ｃ２に樹脂を充填する。これに伴って、前記型締処理手段は、型締用モータ９６を正方向に駆動し、可動プラテン９４を前進させ、第２の充填空間Ｃ２内の樹脂を圧縮する。続いて、タイミングｔ６で可動プラテン９４が第１の圧縮限位置ｑ３より後方の第２の圧縮限位置ｑ５に到達し、該第２の圧縮限位置ｑ５で停止させられた後も、前記型締処理手段は、型締用モータ９６を更に駆動し続け、第２の充填空間Ｃ２内の樹脂を圧縮し続ける。また、この間、前記樹脂が冷却され、層Ｒ１に重ねて層Ｒ２が形成される。

次に、タイミングｔ７で、前記型開処理手段は、金型装置５２において型開きを開始し、型締用モータ９６を逆方向に駆動し、トグル機構９５を作動させて、可動プラテン９４を前記第２の圧縮限位置ｑ５から型開限位置ｑ１まで後退させる。そして、図示されない取出機は、金型装置５２から成形品ｍを取り出す。また、タイミングｔ７で、前記計量処理手段は、計量を開始し、スクリュー５７を回転させると、スクリュー５７の前方に溜められた樹脂によってスクリュー５７が後退させられる。

ところで、図５の線Ｌ１で示されるように、トグル機構９５においては、伸展させられて圧縮ストロークが短くなるほど型閉力、すなわち、成形品を圧縮する圧縮力が大きくなり、圧縮ストロークが零になると、圧縮力は最大値ｆ１になるが、屈曲させられて圧縮ストロークが長くなるほど圧縮力が小さくなる。したがって、トグル機構９５が屈曲させられて可動プラテン９４が第２の充填開始位置ｑ４に置かれた状態で圧縮ストロークが値σ、例えば、３〔ｍｍ〕以上になると、２回目のショットで樹脂を圧縮する際に、トグル機構９５を伸展させて可動プラテン９４を第２の充填開始位置ｑ４から第２の圧縮限位置ｑ５まで移動させても、圧縮力が、例えば、値ｆ２のように小さくなり、前記ボールねじ９８に加わる軸力がその分大きくなり、型締用モータ９６に加わる負荷が過剰に大きくなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、所定のタイミングで型厚調整を行うようにしている。すなわち、タイミングｔ４で可動プラテン９４が第２の充填開始位置ｑ４に置かれると、可動プラテン９４の位置を検出する第１の位置検出器としての図示されない可動プラテン位置検出器の検出値に従って、前記制御部の型厚調整処理手段は、型厚調整処理を行い、型厚調整装置６０において型厚モータ１２２を駆動し、トグルサポート９２の位置を検出する第２の位置検出器としての図示されない型厚調整部位置検出器の検出値に従って、トグルサポート９２を前記値σと等しい、トグルサポート９２の後退量、すなわち、型厚調整量δだけ後退させる。その結果、トグル機構９５の原点位置が前記型厚調整量δだけ調整され、後退させられるので、圧縮ストロークと圧縮力との関係は図５の線Ｌ２で示されるようになる。この際、型厚モータ１２２と型締用モータ９６とは、同時又は交互に互いに連動させて駆動される。なお、可動プラテン９４が第２の充填開始位置ｑ４に維持されるように型厚モータ１２２及び型締用モータ９６を駆動すると、トグルサポート９２の位置を最も容易に再設定することができる。

したがって、トグル機構９５を伸展させて可動プラテン９４を第２の充填開始位置ｑ４から第２の圧縮限位置ｑ５まで移動させると、圧縮力は矢印で示されるように大きくなり、最大値ｆ１になる。その結果、前記ボールねじ９８に加わる軸力がその分小さくなり、型締用モータ９６に加わる負荷を小さくすることができる。

そして、次の成形サイクルで型閉じが終了する前の所定のタイミング、本実施の形態においては、型閉じが開始される前のタイミングｔ８で、前記型厚調整処理手段は、型厚モータ１２２を駆動し、トグルサポート９２を前記型厚調整量δだけ前進させて元の位置、すなわち、初期位置に戻す。なお、前記型厚調整量δは、各層Ｒｉの厚さに対応させて、すなわち、各層Ｒｉの厚さに圧縮代を加えて設定される。また、前記型厚調整量δを型締力に対応させて設定することができる。

このように、本実施の形態においては、前記タイミングｔ３で型開きが行われた後、タイミングｔ４で型厚調整処理が行われるようになっているので、型厚モータ１２２を駆動する際に、各タイバー９３と調整ナット１２１との間に大きな応力が発生しておらず、型締用モータ９６に加わる負荷を小さくすることができる。さらに、１層目と２層目との間にインサート品を挿入することもできる。この場合、前記型厚調整量δは、２層目の圧縮代にインサート品の厚さを加えた量にされる。

また、樹脂の充填及び圧縮が複数回にわたり繰り返されることによって、複数の層Ｒｉから成り、積層構造を有する成形品ｍが形成されるので、該成形品ｍにひけ、空洞、変形、そり等が発生するのを防止することができ、成形品ｍの品質を向上させることができる。

次に、二つの異なる樹脂を利用して積層構造を有する成形品を成形するようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図６は本発明の第２の実施の形態における金型装置の要部を示す断面図、図７は本発明の第２の実施の形態における成形品の斜視図、図８は本発明の第２の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャートである。

この場合、一つの金型装置５２に対して複数の、本実施の形態においては、第１、第２の射出装置が配設され、該各第１、第２の射出装置の射出ノズルから二つの異なる成形材料としての第１、第２の樹脂が射出される。また、前記固定金型１１に、二つのノズルハウジング１５が形成され、各ノズルハウジング１５内に、二つのバルブゲートボディ１４が配設される。なお、第１の樹脂としてリサイクル材を、第２の樹脂としてバージン材を使用することができる。そして、第１、第２の樹脂が射出されることによって、二つの層Ｒｊ（ｊ＝１１、１２）から成り、積層構造を有する成形品ｍ１が形成される。

そのために、タイミングｔ１０で、前記制御部の型閉処理手段は、型閉処理を行い、金型装置５２において型閉じを開始し、型締用モータ９６を駆動し、トグル機構９５を作動させて、可動プラテン９４を型開限位置ｑ１１から前進させる。そして、固定金型１１と可動金型１２との間にキャビティ空間となる第１の充填空間Ｃ１が形成される。一方、第１、第２の射出装置においては、タイミングｔ１０で計量が終了し、各スクリュー５７は後退限位置ｒ１１に置かれる。

続いて、タイミングｔ１１で、可動プラテン９４が第１の充填開始位置ｑ１２に到達すると、前記制御部の射出処理手段は、射出処理を行い、第１の射出装置において射出用モータ６９を駆動し、スクリュー５７を前進させ、第１の樹脂の射出を開始し、前記第１の充填空間Ｃ１に樹脂を充填する。これに伴って、前記制御部の型締処理手段は、型締処理を行い、型締用モータ９６を更に駆動し、可動プラテン９４を更に前進させ、第１の充填空間Ｃ１内の樹脂を圧縮する。

その間に、第１の射出装置において前記スクリュー５７が前進限位置ｒ１２に到達すると、前記制御部の保圧処理手段は、保圧処理を行い、射出用モータ６９を駆動し続け、第１の充填空間Ｃ１内の樹脂の圧力を保持する。続いて、タイミングｔ１２で可動プラテン９４が第１の圧縮限位置ｑ１３に到達し、停止させられた後も、前記型締処理手段は、型締用モータ９６を更に駆動し続け、第１の充填空間Ｃ１内の樹脂を圧縮し続ける。また、この間、前記樹脂が冷却され、層Ｒ１１が形成される。

次に、タイミングｔ１３で制御部の型開処理手段は、型開処理を行い、金型装置５２において型開きを開始し、型締用モータ９６を逆方向に駆動し、トグル機構９５を作動させて、可動プラテン９４を型閉限位置ｑ１３から後退させる。また、タイミングｔ１３で、制御部の計量処理手段は、計量処理を行い、第１の射出装置において計量を開始し、スクリュー５７を回転させると、スクリュー５７の前方に溜められた樹脂によってスクリュー５７が後退させられる。そして、タイミングｔ１４で、可動プラテン９４が前記第１の充填開始位置ｑ１２より後方の第２の充填開始位置ｑ１４に到達すると、前記型締処理手段は型締用モータ９６の駆動を停止させる。このとき、固定金型１１及び可動金型１２によって、固化した樹脂の層Ｒ１１の後方に第２の充填空間Ｃ２が形成される。また、タイミングｔ１４で、前記射出処理手段は、第２の射出装置において射出用モータ６９を駆動し、スクリュー５７を前進させ、第２の樹脂の射出を開始し、前記第２の充填空間Ｃ２に樹脂を充填する。そして、第２の射出装置において前記スクリュー５７が前進限位置ｒ１２に到達すると、前記制御部の保圧処理手段は、保圧処理を行い、射出用モータ６９を駆動し続け、第２の充填空間Ｃ２内の樹脂の圧力を保持する。

続いて、タイミングｔ１５で、前記型締処理手段は、型締用モータ９６を正方向に駆動し、可動プラテン９４を前進させ、第２の充填空間Ｃ２内の樹脂を圧縮する。また、タイミングｔ１５で、前記計量処理手段は、計量を開始し、第２の射出装置においてスクリュー５７を回転させると、スクリュー５７の前方に溜められた樹脂によってスクリュー５７が後退させられる。続いて、タイミングｔ１６で可動プラテン９４が第１の圧縮限位置ｑ１３より後方の第２の圧縮限位置ｑ１５に到達し、該第２の圧縮限位置ｑ１５で停止させられた後も、前記型締処理手段は、型締用モータ９６を更に駆動し続け、第２の充填空間Ｃ２内の樹脂を圧縮し続ける。また、この間、前記樹脂が冷却され、層Ｒ１１に重ねて層Ｒ１２が形成される。

次に、タイミングｔ１７で、前記型開処理手段は、金型装置５２において型開きを開始し、型締用モータ９６を逆方向に駆動し、トグル機構９５を作動させて、可動プラテン９４を第２の圧縮限位置ｑ１５から型開限位置ｑ１１まで後退させる。そして、図示されない取出機は、金型装置５２から成形品ｍ１を取り出す。

そして、次の成形サイクルで型閉じが終了する前の所定のタイミング、本実施の形態においては、型閉じが開始される前のタイミングｔ１８で、前記型厚調整処理手段は、型厚モータ１２２を駆動し、トグルサポート９２を前記型厚調整量δだけ前進させて初期位置に戻す。

ところで、第１の実施の形態と同様に、トグル機構９５が屈曲させられて可動プラテン９４が第２の充填開始位置ｑ４に置かれた状態で圧縮ストロークが３〔ｍｍ〕以上になると、第２の樹脂を圧縮する際に、トグル機構９５を伸展させて可動プラテン９４を第２の充填開始位置ｑ４から第２の圧縮限位置ｑ５まで移動させても、圧縮力が小さくなり、前記ボールねじ９８に加わる軸力がその分大きくなり、型締用モータ９６に加わる負荷が過剰に大きくなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、タイミングｔ１４で可動プラテン９４が第２の充填開始位置ｑ４に置かれると、制御部の型厚調整処理手段は、型厚調整処理を行い、型厚調整装置６０において型厚モータ１２２を駆動し、トグルサポート９２を型厚調整量δだけ後退させる。その結果、トグル機構９５の原点位置が前記型厚調整量δだけ後退させられる。この際、型厚モータ１２２と型締用モータ９６とは、同時又は交互に互いに連動させて駆動される。なお、可動プラテン９４が第２の充填開始位置ｑ４に維持されるように型厚モータ１２２及び型締用モータ９６を駆動すると、トグルサポート９２の位置を最も容易に再設定することができる。

したがって、トグル機構９５を伸展させて可動プラテン９４を第２の充填開始位置ｑ４から第２の圧縮限位置ｑ５まで移動させると、圧縮力は大きくなり、その結果、前記ボールねじ９８に加わる軸力がその分小さくなり、型締用モータ９６に加わる負荷を小さくすることができる。

また、樹脂の充填及び圧縮が複数回にわたり繰り返されることによって、複数の層Ｒｊから成り、積層構造を有する成形品ｍ１が形成されるので、異なる樹脂の割合が３０〔％〕を超えても、層Ｒ１２によって構成される外側表面が破損するのを防止することができる。したがって、成形品ｍ１の外観を良好にすることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における金型装置の要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概略図である。 本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるトグル機構の特性図である。 本発明の第２の実施の形態における金型装置の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態における成形品の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における射出成形機の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１ 固定金型
１２ 可動金型
９１ 固定プラテン
９２ トグルサポート
９４ 可動プラテン
９５ トグル機構
９６ 型締用モータ
１２２ 型厚モータ

Claims (6)

1. （ａ）複数回にわたりキャビティ空間に成形材料を充填し、
   （ｂ）該成形材料が充填されるたびに型締めを行い、
   （ｃ）最初の充填が終了した後の所定のタイミングで、トグル機構の圧縮ストロークを設定された値以下にするための型厚調整量だけベースプレートを後退させ、トグル機構の原点位置を調整することを特徴とする成形方法。
2. 前記型厚調整量は、複数の層から成る積層構造を有する成形品を成形する際に、各層の厚さに対応させて設定される請求項１に記載の成形方法。
3. 前記型厚調整量は、各層の厚さに圧縮代を加えて設定される請求項１に記載の成形方法。
4. 前記型厚調整量は、型締力に対応させて設定される請求項１に記載の成形方法。
5. 前記ベースプレートは、遅くとも次の成形サイクルの型閉じが終了する前に初期位置に戻される請求項１に記載の成形方法。
6. （ａ）固定プラテンと、
   （ｂ）該固定プラテンに取り付けられた固定金型と、
   （ｃ）ベースプレートと、
   （ｄ）前記固定プラテンとベースプレートとの間において進退自在に配設された可動プラテンと、
   （ｅ）該可動プラテンに取り付けられた可動金型と、
   （ｆ）前記ベースプレートと可動プラテンとの間に配設されたトグル機構と、
   （ｇ）該トグル機構を作動させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う型締用の駆動部と、
   （ｈ）前記ベースプレートを固定プラテンに対して進退させて、型厚調整を行うための型厚調整用の駆動部と、
   （ｉ）複数回にわたりキャビティ空間に成形材料を充填する射出処理手段と、
   （ｊ）前記成形材料が充填されるたびに型締めを行う型締処理手段と、
   （ｋ）最初の充填が終了した後の所定のタイミングで、トグル機構の圧縮ストロークを設定された値以下にするための型厚調整量だけ前記ベースプレートを後退させ、トグル機構の原点位置を調整する型厚調整処理手段とを有することを特徴とする成形機。

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