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【発明の名称】 射出発泡成形機及び射出発泡成形方法
【発明者】 【氏名】藤田 三郎

【氏名】大関 泰明

【要約】 【課題】金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られる射出発泡成形機及び射出発泡成形方法を提供する。

【構成】可動ダイプレート4を固定ダイプレート2に対して移動し型締めする型締手段と、固定ダイプレート2に取付けられた固定側金型と、可動ダイプレート3に取付けられた可動側金型と、前記両ダイプレート2、3の間隔を広げる複数の駆動手段50と、該駆動手段50により可動ダイプレート3が移動する距離を調整するダイプレート間隔調整手段60とを備えたこと。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動ダイプレートを固定ダイプレートに対して移動し型締めする型締手段と、固定ダイプレートに取付けられた固定側金型と、可動ダイプレートに取付けられた可動側金型と、前記両ダイプレートの間隔を広げる複数の駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整するダイプレート間隔調整手段と、を備えてなることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項2】
請求項1に記載する射出発泡成形機において、前記駆動手段はラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、前記ダイプレート間隔調整手段は他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定設置され該間隔調整手段の調整端部が前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項3】
請求項1及び請求項2に記載する射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項4】
請求項1及び請求項2に記載する射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸とにより構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項5】
請求項3及び請求項4に記載する射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項6】
基盤に固定された固定ダイプレートと、基盤上を固定ダイプレートに対して移動可能な可動ダイプレートと、可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給して型締め後、両ダイプレートの間隔を広げることができる複数の請求項3に記載する駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整する複数の請求項3〜5のいずれか一つに記載するダイプレート間隔調整手段を備えてなることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか一つに記載するダイプレートの金型取付け面と複数の間隔調整手段の台形の雌ねじ先端面との距離を検出する複数の位置センサを設置し、その検出値を表示パネルに表示することを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項8】
請求項6に記載する射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項9】
請求項6に記載する射出発泡成形機を用い、型締め後の金型キャビティ内に溶融可塑化し圧縮した発泡性樹脂を射出充填した後、樹脂圧を減じ、金型キャビティ容積を増大して発泡成形品を成形する発泡成形方法において、発泡性樹脂を射出充填後、前記駆動手段の油圧シリンダを駆動して、前記間隔調整手段の請求項3に記載の台形ねじナット、又は、請求項4に記載の台形ねじ軸の当て面を押すとき、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように油圧シリンダの作動速度を制御し、可動ダイプレートが間隔調整手段の調整設定した距離を移動し、停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、降圧,離型を行うようにしたことを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項10】
請求項8に記載する射出発泡成形方法において、金型キャビティ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビティ内の樹脂の発泡成形工程中の型内圧が負圧にならぬように、前記駆動手段の油圧シリンダの作動油圧を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項11】
基盤に固定された固定ダイプレートと、
基盤上を固定ダイプレート2に対して移動可能な可動ダイプレートと、
可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、
固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、
前記駆動手段は、ラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、
前記ダイプレート間隔調整手段は、他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定設置され、
該ダイプレート間隔調整手段の調整端部が、前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められと共に、
金型の寸開のときに、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給し、油圧シリンダの力よりも小さい力で引っ張ることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項12】
請求項11に記載する射出発泡成形機において、
前記ダイプレート間隔調整手段は、
前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、
該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、
前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記台形ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項13】
請求項12に記載する射出発泡成形機において、
前記ダイプレート間隔調整手段は、
前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、
前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸と
により構成されていることを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項14】
請求項12及び請求項13に記載する射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項15】
請求項12〜14のいずれか一つに記載する射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、
該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする射出発泡成形方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、金型キャビティ内に射出充填した発泡性溶融樹脂を、金型を寸開することにより発泡させ、高精度の発泡成形品が得られるようにする射出発泡成形機の構成と発泡成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成形機による射出発泡成形は、表面を硬化させた後、内部を発泡させて、外観の見栄えがよく、軽くて丈夫な成形品を得ることを狙いとし、そのために、加熱可塑化した発泡性樹脂を金型内に高速で射出充填し、射出充填が終わり金型に接している成形品の表面が冷却して硬化した後、金型の間隔を広げて金型キャビティの容積を拡大し、成形品の内圧を下げ成形品の内部を発泡膨張させる射出発泡成形方法が従来から知られている。
【0003】
発泡性樹脂成形装置について、特許文献1に示した従来例で説明すると、この成型装置は、金型の間隔を広げるために固定盤に型締め用とは別の油圧シリンダを設け、成形品の表面が冷却して硬化した後、金型が密着した状態から前記油圧シリンダを作動させて樹脂の発泡膨張量だけ金型の間隔を広げる成型装置で、油圧シリンダのストロークを調整する手段と、油圧シリンダの作動ロッド端に当接する可動盤に固定した突出ロッドの先端位置を精密に位置決めする手段とを備えた構成になっている。
【0004】
また、特許文献2に示す従来例の発泡性樹脂成形装置は、固定盤に設けられた固定金型と可動盤に設けられた可動金型との間に形成されるキャビティへ発泡剤混合樹脂を射出後、発泡剤混合樹脂の発泡に応じて可動金型を型開き方向へ所定距離移動させて成形を行う発泡成形用の射出成形機に、可動盤と固定盤の一方にサーボモータとねじを用いて他方の盤と当接および離間可能な可動金型移動機構を設けたもので、発泡剤混合樹脂の発泡に応じて、可動金型を型開き方向へ移動させる際の速度、および停止位置を高精度に制御することにより、高品質の発泡成形品を得ることを目的としている。
【0005】
また、特許文献3に示す従来例の発泡性樹脂成形装置は、金型キャビティに射出充填した溶融樹脂を、金型を寸開して発泡させる際に、型内圧センサの検出した型内圧がマイナスにならぬように寸開速度を制御し、また、発泡時の型寸開駆動は複数のボールねじ式のジャッキを使用し、同ジャッキを駆動するサーボモータを同調制御して成形品の厚さが均等になるようにしている。
【0006】
【特許文献1】特公昭52−25429号公報(図1、図3)
【特許文献2】特開2002−321262号公報(図4)
【特許文献3】特開2004−98582号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1の従来例は、油圧シリンダのストローク調整手段のスラスト受けの位置調整手段に駆動源から傘歯車、ウォーム歯車を介してナットとねじロッドを回すようになっているが、歯車の噛み合いのバックラッシュが重なるので複数の油圧シリンダのストロークを受ける位置を正しく揃えることは困難であり、また、油圧シリンダを急速に駆動すると、発泡性樹脂の膨張速度が金型の後退速度に追いつかなくなって、金型と成形品との間に、隙間を生じ、スワールマークやシルバーを生じる原因となる。
【0008】
また、特許文献2と特許文献3で示す従来例は、金型の移動距離の精度は充分に高く、移動速度が適正に制御されるので、金型と成形品との間に隙間を生じることは無く、従って、スワールマークやシルバーを生じる心配は無いが、大重量のダイプレートを精度良く駆動するためには、大容量のボールねじ手段を必要とするので、設備として相当に高価なものになる。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
(1) 第1の手段の射出発泡成形機は、可動ダイプレートを固定ダイプレートに対して移動し型締めする型締手段と、固定ダイプレートに取付けられた固定側金型と、可動ダイプレートに取付けられた可動側金型と、前記両ダイプレートの間隔を広げる複数の駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整するダイプレート間隔調整手段とを備えてなることを特徴とする。
【0010】
(2) 第2の手段の射出発泡成形機は、上記第1の手段の射出発泡成形機において、前記駆動手段はラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、前記ダイプレート間隔調整手段は他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定され該間隔調整手段の調整端部が前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められることを特徴とする。
【0011】
(3) 第3の手段の射出発泡成形機は、上記第1の手段及び第2の手段の射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする。
(4) 第4の手段の射出発泡成形機は、上記第1の手段及び第2の手段の射出発泡成形機において、前記間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸とにより構成されていることを特徴とする。
【0012】
(5) 第5の手段の射出発泡成形機は、上記第3または第4の手段の射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする。
【0013】
(6) 第6の手段の射出発泡成形機は、基盤に固定された固定ダイプレートと、基盤上を固定ダイプレートに対して移動可能な可動ダイプレートと、可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給して型締め後、前記両ダイプレートの間隔を広げることができる複数の上記第3の手段の駆動手段と、該駆動手段により可動ダイプレートが移動する距離を調整する複数の上記第3〜5の手段のダイプレート間隔調整手段を備えてなることを特徴とする。
【0014】
(7) 第7の手段の射出発泡成形機は、上記第1〜第6の手段のダイプレートの金型取付け面と複数の間隔調整手段の台形の雌ねじ先端面との距離を検出する複数の位置センサを設置し、その検出値を表示パネルに表示することを特徴とする。
(8) 第8の手段の射出発泡成形方法は、上記第6の手段の射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする。
【0015】
(9) 第9の手段の射出発泡成形方法は、上記第6の手段の射出発泡成形機を用い、型締め後の金型キャビティ内に溶融可塑化し圧縮した発泡性樹脂を射出充填した後、樹脂圧を減じ、金型キャビティ容積を増大して発泡成形品を成形する発泡成形方法において、発泡性樹脂を射出充填後、前記駆動手段の油圧シリンダを駆動して、前記間隔調整手段の上記第3の手段の台形ねじナットまたは上記第4の手段の台形ねじ軸の当て面を押すとき、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように油圧シリンダの作動速度を制御し、可動ダイプレートが間隔調整手段の調整設定した距離を移動し、停止し、発泡終了後、発泡圧力保持、冷却、降圧,離型を行うようにしたことを特徴とする。
【0016】
(10) 第10の手段の射出発泡成形方法は、上記第8の手段の射出発泡成形方法において、金型キャビティ内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサを設置し、金型キャビティ内の樹脂の発泡成形工程中の型内圧が負圧にならぬように。前記駆動手段の油圧シリンダへの作動油圧を制御することを特徴とする。
【0017】
(11) 第11の手段の射出発泡成形機は、基盤に固定された固定ダイプレートと、基盤上を固定ダイプレート2に対して移動可能な可動ダイプレートと、可動ダイプレートを往復移動させる可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダとからなる射出成形機において、前記駆動手段は、ラムが作動端まで駆動される油圧シリンダであって前記固定ダイプレート又は可動ダイプレートに固定され、前記ダイプレート間隔調整手段は、他方のダイプレートに前記駆動手段に対向した位置に固定設置され、該ダイプレート間隔調整手段の調整端部が、前記駆動手段の油圧シリンダの作動ロッド先端に当接することで両ダイプレートの間隔が決められと共に、金型の寸開のときに、両ダイプレートを型締めするタイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすため型締シリンダに設けられた小型のサブシリンダに低油圧を供給し、油圧シリンダの力よりも小さい力で引っ張ることを特徴とする。
(12) 第12の手段の射出発泡成形機は、第11に記載する射出発泡成形機において、前記ダイプレート間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじ軸支持フレームと、該ねじ軸支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸と、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記台形ねじ軸の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備え回り止めが設けてある台形ねじナットとにより構成されていることを特徴とする。
(13) 第13の手段の射出発泡成形機は、第12に記載する射出発泡成形機において、前記ダイプレート間隔調整手段は、前記駆動手段が取付けてない側のダイプレートに固定してあるねじナット支持フレームと、該ねじナット支持フレームに回転自在に支えられ中心線方向を拘束され台形ねじを備えた台形ねじナットと、前記油圧シリンダの作動ロッド先端と当接する面を有し前記ねじナットの台形ねじに螺合する台形の雄ねじを備え、回り止めが設けてある台形ねじ軸とにより構成されていることを特徴とする。
(14) 第14の射出発泡成形機は、第12及び第13に記載する射出発泡成形機において、両ダイプレートの間隔を調整する間隔調整手段に台形ねじ軸を回転駆動するサーボモータを設置したことを特徴とする。
(15) 第15の射出発泡成形方法は、第12〜14のいずれか一つに記載する射出発泡成形機を用い、固定側金型と可動側金型間に形成される金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填する工程と、該射出充填工程の後に、可動側金型を固定側金型から離れる方向に移動させる工程を有してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
請求項1〜請求項6に係わる発明は上記第1〜第6の手段の射出発泡成形装置であり、この射出発泡成形装置を用い、請求項8及び請求項9に係わる発明の上記第8及び第9の手段の射出発泡成形方法により、金型キャビティに射出充填した溶融発泡性樹脂を、金型に寸開(コアバック)して発泡させる際に、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように両ダイプレートの間隔を広げる駆動手段である油圧シリンダの作動速度を制御し作動端まで駆動して、予め位置を設定してある間隔調整手段の上記第3の手段の台形ねじナットまたは上記第4の手段の台形ねじ軸に当てることで、可動ダイプレートが間隔調整手段の調整設定した距離を移動するので、金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られる。
【0019】
また、上記の第6および第11の手段のように、金型の寸開時に、両ダイプレートを型締め用タイバーの引張力を支えるハーフナットの遊隙を無くすために、型締シリンダに設けられた小径のサブシリンダに低油圧を供給して、コアバックシリンダの力より小さい力で引張っている。これによりダイプレート間の設定距離の再現性が高く、精度が高い成形品が得られる効果がある。
【0020】
請求項7に係わる発明は上記第7の手段の射出発泡成形装置であり、金型取付け面から間隔調整手段の台形の雌ねじ先端面との距離を検出する位置センサを設置し、その検出値を表示パネルに表示することにより、何時でもキャビティ内側間隔をチェックし、経時変化が生じても容易に間隔調整手段の再調整することができる。
【0021】
請求項10に係わる発明は上記第10の手段の射出発泡成形方法であり、上記第8の手段の射出発泡成形方法において、樹脂の発泡成形工程中に、型内圧センサにより金型キャビティ内の溶融樹脂圧を検出し、型内圧が負圧にならぬように、駆動手段の油圧シリンダの作動油圧を制御することにより、成形品の表面にスワールマーク(発泡ガス跡)やシルバー(銀条痕)の発生を抑える効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
この実施の形態は油圧型締式射出成形機に機能部品を追加し、発泡成形に適応するようにしたものである。
【0023】
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明に係わる射出発泡成形装置の側面図及び油圧制御系統図、図2は図1のコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す拡大図、図3は図1の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。
【0024】
図において、1は基盤で、基盤1の一端には固定側金型4を取付けた固定ダイプレート2が固定されている。基盤1の上には固定ダイプレート2に対向して可動側金型を取付けた可動ダイプレート3が移動可能に戴置される。22は基盤1に固定されたガイドレールであり、可動ダイプレート3に固定されたリニアベアリング21がこのガイドレール22にガイドされ、可動ダイプレート3を支えている。固定ダイプレート2にはストロークが短く断面積の大きな複数(本例では4基)の型締シリンダ9が固定ダイプレート2の中心線に対して対称に設けられている。
【0025】
この型締シリンダ9の中を摺動するラム6はその1側面のそれぞれタイバー7が直結され、固定ダイプレート2に対向する可動ダイプレート3が型閉のため近づいてきたとき、タイバー7は可動ダイプレート3に明けられた複数の挿通孔を貫通する。型締めシリンダの型締め側に内径を1段小さくしたサブシリンダ9aが設けられ、ラム6にこのサブシリンダ9aに挿通するサブラム6aが設けられる。
【0026】
タイバー7の先端部は、それぞれ等ピッチの複数の溝部7aを形成し、一方、可動ダイプレート3の反金型側面には、各タイバー7のリング溝部7aと噛合するようになっていて、対向して対になった複数のハーフナット11が、複数のタイバー7の軸直角方向に油圧シリンダ等で移動してタイバー7を挟んで固定するように設けられている。8は射出シリンダである。
【0027】
発泡成形時に固定ダイプレート2と可動ダイプレート3の間隔を寸開する駆動手段50とダイプレート間隔調整手段60について説明する。図2に示すように、駆動手段50の主体であるコアバック用油圧シリンダ51は、本実施の形態では可動ダイプレート3の固定ダイプレート2に対向する面に対称の位置に複数(4組)固定されている。このコアバック用油圧シリンダ51のラム53は同油圧シリンダ51の作動端まで決まった距離(s)だけ駆動される。ダイプレート間隔調整手段60は固定ダイプレート2の面に駆動手段50に対向した位置に固定されている。ダイプレート間隔調整手段60の先端のナットエンドピース64がコアバック用油圧シリンダ51の作動ロッド54の先端のロッドエンドピース55に当接し、さらに押して、同油圧シリンダ51のラム53が同油圧シリンダ51の作動端で停止することで両ダイプレートの間隔が決められる。
【0028】
ダイプレート間隔調整手段60は、台形ねじナット63、隔台75を介して固定してあるねじ軸支持フレーム61と、ねじ軸支持フレーム61に軸受66を介して回転自在に支えられ、中心線方向に拘束され台形ねじを備えた台形ねじ軸62と、コアバック用油圧シリンダ51の作動ロッド54の先端のロッドエンドピース55に当接する面を有し台形ねじ軸62の台形ねじに螺合する台形の雌ねじを備えた台形ねじナット63と、台形ねじナット63の先端に嵌め込んだナットエンドピース64と、台形ねじナット63の中心線に対して対称に固定ダイプレート2に取付けられた台形ねじナット63の複数の回り止め69と、台形ねじ軸62を歯付きベルト67を介して回転駆動するサーボモータ68とにより構成されている。図2に示すcはダイプレート間隔調整手段60の間隔調整範囲を示し、台形ねじナット63の位置は、台形ねじナット63に備えられた検知片72と、固定ダイプレート2に固設した支持部材74に取付けられた位置センサ73により精密に検出され、図示しない表示パネルに表示される。
【0029】
可動ダイプレート3を型開の方向に大距離移動させる型開閉手段は、可動ダイプレート3の走行方向に平行に設置され、基盤1に取付けられた軸受箱17と軸受箱18によって回転可能に、軸方向を拘束して支えられ、サーボモータ15により動力伝動ベルト16を介して駆動されるボールねじ軸13と、可動ダイプレート3の下方に固定されたブラケット3aに支持され、ボールねじ軸13に螺合し、ボールねじ軸13の回転により直線移動するボールねじナット14とで構成されている。ボールねじ軸13は制御装置37によりサーボモータ14を介して、回転数、回転速度が制御される。
【0030】
この型締装置は、図1の金型が開いた状態、即ち、可動ダイプレート3が、2点鎖線で示すような、充分に固定ダイプレート2から離れた状態から、実線で示したように金型4と金型5が閉となるまで、可動ダイプレート3はサーボモータ15で駆動されるボールねじ軸13の回転によって移動する。制御装置37に内蔵する型盤移動速度制御回路は可動ダイプレート3をゆっくり加速し、一定速度で移動した後、減速して金型5が金型4に接触する寸前に停止する。
【0031】
この実施の形態においては、駆動手段50は可動ダイプレート3に、ダイプレート間隔調整手段60は固定ダイプレート2に固設してあるが、駆動手段50を固定ダイプレート2に、ダイプレート間隔調整手段60を可動ダイプレート3に取付けても良い。
【0032】
型締め、発泡膨張のための可動ダイプレート3の移動等を行う油圧系統について説明する。図1において、型締シリンダ9の油圧制御回路は、制御装置37、油圧ポンプ駆動用モータ32、油圧ポンプ31、油圧ポンプ31から送り出される作動油の油圧を高圧、低圧の2段階に切換え可能な電磁比例制御リリーフ弁36、4方切換弁34と、型締め側の油圧シリンダとサブシリンダ9aへ同時に作動油を送る通路配管26とサブシリンダ9a単独への通路配管27とを切換えることができる3方向切換弁33、開閉弁38と、型締め側配管81と離型側配管82とを結んだ差動回路配管83に設置された開閉弁35とで構成される。
【0033】
駆動手段50を制御する油圧系統について説明する。油圧ポンプ31から送り出された作動油は、電磁比例制御リリーフ弁36において低圧に切換えられて、低圧側配管84を介して、4方切換弁44へ送られる。4方切換弁44で切換えられる作動油はコアバック用油圧シリンダ51へ送られ、ラム53を押し引き作動する。ラム53により作動ロッド54を押出す側の作動油通路に、作動油圧を調整する油圧調整弁45が設置されている。
【0034】
キャビティ25に樹脂を射出充填後のキャビティ25内の成形品の発泡膨張工程図(図3)により、コアバック動作を説明する。
(I)割ナット閉,型締、射出:
図1に示すボールねじ軸13により可動ダイプレート3を型閉し、タイバー7をその複数のリング溝部7aにおいてハーフナット11で係合して固定し、3方向切換弁33を介して高圧油を型締シリンダ9の型締め側と、開閉弁38を開いて小径のサブシリンダ9aへ送り、型締めし、溶融樹脂を金型キャビティ25内に射出する。
【0035】
(II)型締シリンダ降圧、コアバック油圧シリンダ前進、調整ナットに当接:
電磁比例制御リリーフ弁36を操作して型締油圧回路の油圧を低圧に下げ、3方向切換弁33を切換え、開閉弁38を閉じて、タイバー7とハーフナット11の係合部の遊隙を無くすため、低圧油をサブシリンダ9aへ送り、金型に弱い背圧であるバックアップ力Fbをかける。同時に、4方向切換弁44を切換えてコアバック用油圧シリンダ51へ作動油を送り、ラム53を前進させてロッドエンドピース55をダイプレート間隔調整手段60のナットエンドピース64に当接させる。
【0036】
(III)発泡膨張と同時にコアバック油圧シリンダ前進、位置保持、冷却:
樹脂の発泡膨張により金型に発泡力Fpがかかる。このとき、コアバック力をFcとしたとき、Fb>Fpとすればキャビティ25内において樹脂と金型との間に空隙を生じることは無い。樹脂の発泡膨張と同時に、ロッドエンドピース55をダイプレート間隔調整ナット60のナットエンドピース64に当接したまま、コアバック用油圧シリンダ51の作動ロッド54を前進させる。このとき、Fb<FcまたはFb<Fp+Fcとすればコアバック用油圧シリンダ51はサブラム6aの背圧に勝って金型を開くことができる。相対力の条件をこのようにするためには、樹脂の発泡力に応じてサブシリンダ9aへ供給する油圧を調整し、コアバック用油圧シリンダ51への油圧を油圧調整弁45で調整する。作動ロッド54が前進してラム53が同シリンダ51のストロークエンドに到達して停止する。樹脂の膨張力が残った状態で金型の間隔を保持し冷却し、樹脂が固化する。
【0037】
(IV)コアバック用油圧シリンダ後退、離型、型開:
4方向切換弁44を切換えてコアバック用油圧シリンダ51のラム53を反対側のストロークエンドまで後退させ、次いで、4方向切換弁34を切換え、開閉弁35を開いて型締シリンダ9を離型側へ作動する差動油圧回路に切換え、離型し、次いで、ボールねじ軸13を駆動して型開、成形品取り出しに移行する。
【0038】
薄肉の成形品の場合、コアバック移動量は小さいが、金型の移動速度は樹脂の発泡膨張速度を超えないように制御されなければならない。金型キャビティ25内の樹脂圧を型内圧力センサ28で計測して、この樹脂圧がマイナスにならぬように、金型の移動速度を樹脂圧が一定値になるようにフィードバック制御しても良いし、樹脂の発泡膨張速度を予め計算、又は、実測して求めておき、その速度より低い速度になるように、コアバック用油圧シリンダ51に送る作動油の流速を決めても良い。
【0039】
また、成形品の厚さ寸度を高精度にするためには、発泡膨張後のコアバック停止位置を厳密にしなくてはならぬが、コアバック用油圧シリンダ51のラム53はストロークエンドで停止するのでロッドエンドピース55の当接面の位置は常に一定であり、ダイプレート間隔調整手段60の台形ねじナット63の調整位置精度が重要になる。また、同間隔調整手段60に負荷されるダイプレートや金型は大重量であり、台形ねじナット63と台形ねじ軸62に対する負荷も重負荷である。即ち、台形ねじは精度と同時に重負荷に耐えるものとして選択されている。
【0040】
台形ねじ軸62は回転時は軸受66で支えられるが、ナットエンドピース64の当り面に重負荷が加えられたときは、この負荷を台形ねじ軸62のフランジ62aとねじ軸支持フレーム61に取付けられたスラストワッシャ65とで受け、軸受66はボールとレースのクリアランスと変形で過負荷を避けるように構成される。
【0041】
また、台形ねじナット63と一体のアーム63aに取付けられた検知片72を高精度の位置センサ73により検出してダイプレートの停止位置を確かめることができる。位置センサ73の検出値が経時変化したときは、サーボモータ58で台形ねじ軸62を駆動して修正することができる。
【0042】
このように、本実施形態では、金型キャビティに射出充填した溶融発泡性樹脂を、金型に寸開(コアバック)して発泡させる際に、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように両ダイプレートの間隔を広げる駆動手段である油圧シリンダ51の作動速度を制御し作動端まで駆動して、予め位置を設定してあるダイプレート間隔調整手段60の台形ねじナット63のナットエンドピース64に作動ロッド51のエンドピース55を当てることで、可動ダイプレート3がダイピース間隔調整手段60の予め調整設定した距離を移動するので、金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られることができる。
【0043】
また、金型の寸開(コアバック)して発砲させるときに、両ダイプレート3、2を型締めするタイバー7の引張力を支えるハーフナット11の遊隙を無くすために、型締シリンダ9に設けられた小径のサブシリンダ9aに低油圧を供給して、コアバック用油圧シリンダ51の力より小さい力で引張っているので、ダイプレート間の設定距離の再現性が高く、精度が高い成形品が得られる効果がある。
【0044】
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態は、上述の請求項4に係わる第4の手段の射出発泡成形機における間隔調整手段を備えたものであり、この間隔調整手段が第1の実施の形態のものと異なるところは、台形ねじ軸は回転せず、台形ねじナットを回転駆動して、回転方向を拘束されている台形ねじ軸を移動してダイプレートの間隔を調整することである。
【0045】
第2の実施の形態を図に基づいて説明する。
図4は第2の実施の形態に係わるコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す図、図5は図4のA―A断面を示す図である。
【0046】
発泡成形時に固定ダイプレート2と可動ダイプレート3の間隔を寸開するためには、駆動手段50とダイプレート間隔調整手段80を使用する。図4に示すように、駆動手段50は第1の実施の形態のものと同じ駆動手段50であり、第1の実施の形態と同様に、可動ダイプレート3の固定ダイプレート2に対向する面に対称の位置に複数(4組)固定され、コアバック用油圧シリンダ51のラム53は同油圧シリンダ51の作動端まで決まった距離(s)だけ駆動される。ダイプレート間隔調整手段80以外の構成と作用は全て第1の実施の形態と同様であるので、この実施の形態では、ダイプレート間隔調整手段80及びその関連部分の説明に留め、それ以外の説明は省略する。
【0047】
ダイプレート間隔調整手段80は、台形の雌ねじを備えた台形ねじナット85と、台形ねじナット85を2組の軸受86を介して回転可能に支持するねじナット支持フレーム101と、ねじナット支持フレーム101に複数のボルト93により固定し固定ダイプレート2に複数のボルト94で固定される隔台102と、台形ねじナット85に螺合する台形ねじを備えた台形ねじ軸103と、台形ねじ軸103の先端に固定されコアバック用油圧シリンダ51の作動ロッド54の先端のロッドエンドピース55に当接する面を有するねじ軸エンドピース104と、台形ねじナット85とねじナット支持フレーム101の間に挟設されたスラストワッシャ87と、隔台102の円筒段穴に嵌合し隔台102とピン92によって回り止めし台形ねじ軸103に植え込まれたキー89と摺動可能に係合するキー溝を有する回り止め板91と、台形ねじナット85を台形ねじナット85に固定されたベルトプーリー88と歯付きベルト67を介して回転駆動するサーボモータ68とにより構成されている。
【0048】
図4に示すcはダイプレート間隔調整手段80の間隔調整範囲を示し、台形ねじ軸103の位置は、ねじ軸エンドピース104に固定されたアーム96に備えられた検知片72と、ねじナット支持フレーム101に固設した支持部材97に取付けられた位置センサ73により精密に検出され、図示しない表示パネルに表示される。
【0049】
ダイプレート間隔調整手段80は固定ダイプレート2の面に駆動手段50に対向した位置に固定されている。ダイプレート間隔調整手段80の台形ねじ軸103の先端のねじ軸エンドピース104がコアバック用油圧シリンダ51の作動ロッド54の先端のロッドエンドピース55に当接し、さらに押して、ラム53が同油圧シリンダ51の作動端で停止することで両ダイプレートの間隔が決められる。図4では駆動手段50は可動ダイプレート3の面に、ダイプレート間隔調整手段80は固定ダイプレート2の面に取付けられているが、これと逆に、駆動手段50を固定ダイプレート2の面に、ダイプレート間隔調整手段80を可動ダイプレート3の面に取付けても良い。
【0050】
また、成形品の厚さ寸度を高精度にするためには、発泡膨張後のコアバック停止位置を厳密にしなくてはならぬが、コアバック用油圧シリンダ51のラム53はストロークエンドで停止するのでロッドエンドピース55の当接面の位置は常に一定であり、ダイプレート間隔調整手段80の台形ねじ軸103の調整位置精度が重要になる。また、同間隔調整手段80に負荷されるダイプレートや金型は大重量であり、台形ねじナット85と台形ねじ軸103に対する負荷も重負荷である。即ち、台形ねじは精度と同時に重負荷に耐えるものとして選択されている。
【0051】
台形ねじナット85は、回転時には軸受86で支えられるが、ねじ軸エンドピース104の当り面に重負荷が加えられたときは、この負荷を台形ねじナット85の端面とねじナット支持フレーム101の間に取付けられたスラストワッシャ87で受け、軸受86はボールとレースのクリアランスと変形で過負荷を避けるように構成される。
【0052】
このように、本実施形態では、金型キャビティに射出充填した溶融発泡性樹脂を、金型に寸開(コアバック)して発泡させる際に、樹脂の発泡成形の膨張速度を超えないように両ダイプレートの間隔を広げる駆動手段である油圧シリンダ51の作動速度を制御し作動端まで駆動して、予め位置を設定してあるダイプレート間隔調整手段80の台形ねじ軸103のねじ軸エンドピース104に作動ロッド51のエンドピース55を当てることで、可動ダイプレート3がダイピース間隔調整手段60の予め調整設定した距離を移動するので、金型キャビティの内側間隔が決まり、正確な成形品が得られることができる。
【産業上の利用可能性】
【0053】
以上のように、本発明に係る射出発泡成形機及び射出発泡成形方法は、金型キャビティ内に射出充填した発泡性溶融樹脂を、金型を寸開することにより発泡させ、高精度の発泡成形品が得られるようにすることができ、射出成形に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる射出発泡成形装置の側面図及び油圧制御系統図である。
【図2】図1のコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す拡大図である。
【図3−1】図1の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。
【図3−2】図1の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。
【図3−3】図1の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。
【図3−4】図1の射出発泡成形装置の発泡膨張行程におけるコアバック動作を示す図である。
【図4】第2の実施の形態に係わるコアバック用油圧シリンダからなる駆動手段及びダイプレート間隔調整手段を示す図である。
【図5】図4のA―A断面を示す図である。
【符号の説明】
【0055】
2 固定ダイプレート
3 可動ダイプレート
4 固定側金型
5 可動側金型
6 ラム
7 タイバー
9 型締シリンダ
11 ハーフナット
25 キャビティ
33 3方向切換弁
34,44 4方向切換弁
35,38 開閉弁
36 電磁比例制御リリーフ弁
37 制御装置
45 油圧調整弁
50 駆動手段
51 コアバック用油圧シリンダ
54 作動ロッド
55 ロッドエンドピース
60,80 ダイプレート間隔調整手段
62,103 台形ねじ軸
63,85 台形ねじナット
64 ナットエンドピース
68 サーボモータ
73 位置センサ
85 台形ねじナット
101 ねじナット支持フレーム
102 隔台
103 台形ねじ軸
104 ねじ軸エンドピース
【出願人】 【識別番号】505139458
【氏名又は名称】三菱重工プラスチックテクノロジー株式会社
【出願日】 平成19年5月11日(2007.5.11)
【代理人】 【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明


【公開番号】 特開2008−1092(P2008−1092A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2007−127407(P2007−127407)