特許 7588630 射出成形方法及び射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】射出成形方法及び射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20241115BHJP

   B29C 45/56 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

B29C45/56

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022203114

(22)【出願日】2022-12-20

(65)【公開番号】P2024088107

(43)【公開日】2024-07-02

【審査請求日】2023-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000227054

【氏名又は名称】日精樹脂工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088579

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 茂

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榊 里美

(72)【発明者】

【氏名】村田 博文

(72)【発明者】

【氏名】依田 穂積

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０４５９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－００１７４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

型締装置により、可動型と固定型間に所定の型隙間を設けた金型に対して、射出装置により、成形材料を射出充填して成形を行う射出成形方法において、前記型締装置により、型開位置にある前記可動型を、型閉鎖位置まで前進移動させることにより当該型閉鎖位置をゼロポイントとして設定し、このゼロポイントから前記可動型を、設定する前記型隙間に対応するストローク分を後退移動させることにより当該型隙間を設定し、この後、前記型隙間が設定された前記金型に対して成形材料を射出充填する射出充填処理を行うことを特徴とする射出成形方法。

【請求項2】

前記型隙間の設定は、成形サイクルのショット毎に行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。

【請求項3】

前記成形材料は、熱硬化性樹脂材料を適用することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。

【請求項4】

前記金型に対する成形材料の射出充填処理後は、前記可動型を加圧する圧縮処理を行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。

【請求項5】

型締装置により、可動型と固定型間に所定の型隙間を設けた金型に対して、射出装置により、成形材料を射出充填する制御を行う成形機コントローラを備える射出成形機において、前記型締装置により、型開位置にある前記可動型を、型閉鎖位置まで前進移動させることにより当該型閉鎖位置をゼロポイントとして設定するゼロポイント設定制御機能部と、このゼロポイントから前記可動型を、設定する前記型隙間に対応するストローク分を後退移動させることにより当該型隙間を設定する型隙間設定制御機能部と、前記型隙間が設定された前記金型に対して成形材料を射出充填する射出充填制御機能部と、を有する成形機コントローラを備えることを特徴とする射出成形機。

【請求項6】

前記型締装置は、タイバー機構部により進退自在に支持され、かつ前記可動型を支持する可動盤と、前記タイバー機構部により進退自在に支持され、かつ前記可動型の型締めを行う型締駆動機構部を内蔵した型締盤と、この型締盤に一体に設け、当該型締盤を前記タイバー機構部の所定位置に固定可能なチャック機構部とを備えることを特徴とする請求項５記載の射出成形機。

【請求項7】

前記型隙間設定制御機能部は、前記可動型を後退移動させる前記ストローク分の後退移動量を検出するエンコーダを備えることを特徴とする請求項５記載の射出成形機。

【請求項8】

前記成形機コントローラは、前記射出充填制御機能部による射出充填処理後に前記可動型を加圧して圧縮処理を行う圧縮制御機能部を備えることを特徴とする請求項５記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動型と固定型間に所定の型隙間を設けた金型に、成形材料を射出充填して成形を行う射出成形方法及び射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、型締装置により、可動型と固定型間に所定の型隙間を設けた金型に対して、射出装置により、成形材料を射出充填して成形を行う射出成形機（射出成形方法）は、既に本出願人が提案した特許文献１の射出成形機等で知られている。

【0003】

同文献１に記載の射出成形機は、射出充填時に金型における可動型と固定型間に所定の隙間（パーティング開量）が生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力と成形型締力を求めて設定するとともに、成形型締力により型締装置を型締し、かつ成形射出圧力をリミット圧力として設定した射出装置を駆動して金型に樹脂を射出充填する特定の成形方式により成形を行う機能を備えており、また、パーティング開量（型隙間）を検出する手段には、金型に付設することにより、可動型と固定型の相対位置を検出する位置検出器を用いて構成したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２２８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した特許文献１の射出成形機をはじめ、従来における射出成形機（射出成形方法）は、次のような解決すべき課題も存在した。

【0006】

第一に、この種の射出成形機では、成形材料、即ち、流動化した溶融樹脂を、僅かな型隙間を設けた状態の金型に射出充填するため、設定する型隙間の精度は成形品質に直接影響する。従来は、この型隙間を設定する場合、特許文献１のような、金型に付設する位置検出器或いは金型の近傍に設置したエンコーダ等の位置センサを利用して設定していたため、成形機や金型の温度の影響を受けやすく、特に、成形材料として熱硬化性樹脂材料を成形する場合、金型温度は、１６０－１８０℃程度に設定されることから、金型に金属膨張を生じやすく、型隙間を精度よく設定できない課題があり、結果的に、成形品の品質及び均質性の低下を招きやすい難点があった。

【0007】

第二に、金型自身或いはその近傍に、金型の付属部品（専用部品）となる位置検出器や位置センサを付設する必要があるため、コスト面やメンテナンス面で不利になる。加えて高い制御精度が要求される制御系が必要になるとともに、検出データの温度補正処理等が必要になるなど、制御系の構成が煩雑化し、制御面のコストアップを招きやすい。結局、部品点数を削減し、コストダウンを図る観点からも更なる改善の余地が残されていた。

【0008】

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形方法及び射出成形機の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る射出成形方法は、上述した課題を解決するため、型締装置Ｍｃにより、可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間に所定の型隙間Ｌｇを設けた金型Ｄに対して、射出装置Ｍｉにより、成形材料Ｒを射出充填して成形を行うに際し、型締装置Ｍｃにより、型開位置Ｘｏにある可動型Ｄｍを、型閉鎖位置Ｘｚまで前進移動させることにより当該型閉鎖位置ＸｚをゼロポイントＰｏとして設定し（Ｓ２－Ｓ８）、このゼロポイントＰｏから可動型Ｄｍを、設定する型隙間Ｌｇに対応するストローク分Ｌｇｓを後退移動させることにより当該型隙間Ｌｇを設定し（Ｓ９－Ｓ１１）、この後、型隙間Ｌｇが設定された金型Ｄに対して成形材料Ｒを射出充填する射出充填処理（Ｓ１２－Ｓ１４）を行うことを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る射出成形機Ｍは、上述した課題を解決するため、型締装置Ｍｃにより、可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間に所定の型隙間Ｌｇを設けた金型Ｄに対して、射出装置Ｍｉにより、成形材料Ｒを射出充填する制御を行う成形機コントローラ２を備える射出成形機Ｍを構成するに際して、型締装置Ｍｃにより、型開位置Ｘｏにある可動型Ｄｍを、型閉鎖位置Ｘｚまで前進移動させることにより当該型閉鎖位置ＸｚをゼロポイントＰｏとして設定するゼロポイント設定制御機能部Ｆｓと、このゼロポイントＰｏから可動型Ｄｍを、設定する型隙間Ｌｇに対応するストローク分Ｌｇｓを後退移動させることにより当該型隙間Ｌｇを設定する型隙間設定制御機能部Ｆｇと、型隙間Ｌｇが設定された金型Ｄに対して成形材料Ｒを射出充填する射出充填制御機能部Ｆｉと、を有する成形機コントローラ２を備えることを特徴とする。

【0011】

一方、発明の好適な態様により、型隙間Ｌｇの設定は、成形サイクルのショット毎に行うことが望ましいとともに、成形材料Ｒには、熱硬化性樹脂材料を適用することが望ましい。また、金型Ｄに対する成形材料Ｒの射出充填処理後は、可動型Ｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１５－Ｓ１７）を行うことができる。他方、型締装置Ｍｃは、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５と、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍの型締めを行う型締駆動機構部６を内蔵した型締盤７と、この型締盤７に一体に設け、当該型締盤７をタイバー機構部４の所定位置に固定可能なチャック機構部８とを備えて構成できる。また、型隙間設定制御機能部Ｆｇには、可動型Ｄｍを後退移動させるストローク分Ｌｇｓを検出するエンコーダＥ２を用いることができる。さらに、成形機コントローラ２には、射出充填制御機能部Ｆｉによる射出充填処理後に可動型Ｄｍを加圧して圧縮処理を行う圧縮制御機能部Ｆｐを設けることができる。

【発明の効果】

【0012】

このような本発明に係る射出成形方法及び射出成形機Ｍによれば、次のような顕著な効果を奏する。

【0013】

（１） 型締装置Ｍｃにより、型開位置Ｘｏにある可動型Ｄｍを、型閉鎖位置Ｘｚまで前進移動させることにより当該型閉鎖位置ＸｚをゼロポイントＰｏとして設定し、このゼロポイントＰｏから可動型Ｄｍを、設定する型隙間Ｌｇに対応するストローク分Ｌｇｓを後退移動させることにより当該型隙間Ｌｇを設定し、この後、型隙間Ｌｇが設定された金型Ｄに対して成形材料Ｒを射出充填する射出充填処理（Ｓ１３）を行うようにしたため、僅かな型隙間Ｌｇを設けた状態の金型Ｄに射出充填する場合であっても、型隙間Ｌｇを高い精度により正確に設定することが可能となり、成形品の品質及び均質性を飛躍的に高めることができる。

【0014】

（２） 金型Ｄ自身或いはその近傍に、金型Ｄの付属部品（専用部品）となる位置検出器や位置センサを付設する必要がないため、低コスト性及びメンテナンス性を高めることができる。しかも、高い制御精度が要求される制御系が不要になるとともに、検出データを温度補正処理するなどの処理機能が不要になるため、制御系の簡略化を含む金型制御のためのコストダウンを図ることができる。

【0015】

（３） 好適な態様により、型隙間Ｌｇの設定を、成形サイクルのショット毎に行うようにすれば、ショット間で生じる型隙間Ｌｇのバラツキを回避できるため、成形品質及び均質性を確保する観点から最も望ましい態様として実施できる。

【0016】

（４） 好適な態様により、成形材料Ｒに、熱硬化性樹脂材料を適用すれば、金型温度が１６０－１８０℃程度に設定される場合であっても、金型Ｄにおける金属膨張に左右されることなく、型隙間Ｌｇを精度よく設定できるため、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂材料を用いる成形品に対して最適な射出成形方法（射出成形機Ｍ）として提供することができる。

【0017】

（５） 好適な態様により、射出成形方法の実施に際し、金型Ｄに対する成形材料Ｒの射出充填処理（Ｓ１３）後に、圧縮制御機能部Ｆｐにより、可動型Ｄｍを加圧して圧縮処理（Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）を行うようにすれば、成形材料Ｒの正確な射出充填量に対して圧縮処理を行うことができるため、品質及び均質の高い圧縮成形を行う観点からも最適な射出成形方法として提供できる。

【0018】

（６） 好適な態様により、型締装置Ｍｃを、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５と、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍの型締めを行う型締駆動機構部６を内蔵した型締盤７と、この型締盤７に一体に設け、当該型締盤７をタイバー機構部４の所定位置に固定可能なチャック機構部８とを備えて構成すれば、本発明に係る射出成形方法を容易かつ確実に実施できるなど、実施の容易性及び実施の確実性を確保できる。

【0019】

（７） 好適な態様により、型隙間設定制御機能部Ｆｇに、可動型Ｄｍを後退移動させるストローク分Ｌｇｓを検出するエンコーダＥ２を用いれば、常に正確なゼロポイントＰｏから型隙間Ｌｇを設定できるため、エンコーダＥ２であっても精度の高い型隙間Ｌｇを容易かつ低コストに設定できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の好適実施形態に係る射出成形方法の処理手順を説明するためのフローチャート、

【図2】同射出成形方法の実施に用いる射出成形機の構成図、

【図3】同射出成形機の要部を抽出して示す具体的回路図、

【図4】同射出成形機の型締装置の図３中一点鎖線円Ａ部におけるチャック機構部の拡大断面図、

【図5】同射出成形機の成形機コントローラにおけるディスプレイの一部を示す設定画面図、

【図6】同射出成形機の状態を示す模式的構成図、

【図7】同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、

【図8】同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、

【図9】同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、

【図10】同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、

【図11】同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

【0022】

まず、本実施形態に係る射出成形方法を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図２－図４を参照して説明する。

【0023】

図２において、Ｍは射出成形機であり、機台Ｍｂの上面に設置した射出装置Ｍｉと型締装置Ｍｃを備える。

【0024】

射出装置Ｍｉは、機台Ｍｂ上に進退移動可能に設置し、前端に射出ノズル１１ｎを、後部にホッパー１１ｈをそれぞれ有する加熱筒１１を備える。加熱筒１１の内部にはスクリュ１２を挿入するとともに、加熱筒１１の後端にはスクリュ駆動部１３を配設する。スクリュ駆動部１３は、片ロッドタイプの射出ラム１５を内蔵する射出シリンダ１４を備え、射出ラム１５の前方に突出するラムロッド１５ｒはスクリュ１２の後端に結合する。また、射出ラム１５の後端には、射出シリンダ１４に取付けたスクリュ回転モータ（オイルモータ）１６のシャフトがスプライン結合する。１７は、射出装置Ｍｉを進退移動させて金型Ｄに対するノズルタッチ又はその解除を行う射出装置移動シリンダを示す。

【0025】

型締装置Ｍｃは、基本構造として、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５と、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍの型締めを行う型締駆動機構部６を内蔵した型締盤７と、この型締盤７に一体に設け、当該型締盤７をタイバー機構部４の所定位置に固定可能なチャック機構部８とを備える。

【0026】

より具体的には、図２及び図３に示すように、機台Ｍｂの上面に離間して固定した第一固定盤２１と第二固定盤２２を備える。この第一固定盤２１と第二固定盤２２間の四隅には四本の平行に配したタイバー４ｍ…をそれぞれ架設する。そして、各タイバー４ｍ…により、可動盤５と型締盤７がスライド変位可能に支持される。これにより、前固定盤２１に固定型Ｄｃが支持されるとともに、可動盤５に可動型Ｄｍが支持され、この固定型Ｄｃと可動型Ｄｍにより金型Ｄが構成される。

【0027】

また、図３に示すように、型締盤７には、型締駆動機構部６を内蔵する。型締駆動機構部６は、片ロッドタイプの型締シリンダ６ｃにより構成し、前方に突出した型締ラム６ｃｒの先端を可動盤５の裏面に固定する。このように、型締駆動機構部６に、型締シリンダ６ｃを用いれば、型締シリンダ６ｃを含む後述する油圧回路３を利用できるため、射出充填時における成形材料Ｒに対する油圧回路３の衝撃緩衝性により、成形品質を高めることができる。なお、２３，２３は、後固定盤２２と可動盤５間に架設した左右一対の片ロッドタイプの型開閉シリンダを示す。

【0028】

さらに、型締盤７の裏面（第二固定盤２２側）にはチャック機構部８を配設する。チャック機構部８は、各タイバー４ｍ…に対応した四つのチャック部８ｍ…により構成する。この場合、一つのタイバー４ｍ（他のタイバー４ｍ…も同じ）は、図４に示すように、外周面上に、リング状の凹溝部２５ｓを形成するとともに、この凹溝部２５ｓ…を軸方向に沿って一定間隔置きに設けて構成する。

【0029】

一つのチャック部８ｍ（他のチャック部８ｍ…も同じ）は、上下に二分割したチャック半体部（ハーフナット）８ｍｕと８ｍｄを備え、このチャック半体部８ｍｕと８ｍｄによりタイバー４ｍを挟むことにより固定可能に構成した。例示の場合、図４に示すように、型締盤７の裏面にガイドレール機構を有する係合部７ｒを設け、この係合部７ｒに、各チャック半体部８ｍｕと８ｍｄを昇降可能に係合させるとともに、リンク機構により相互に反対方向へ変位可能に構成した。また、一方のチャック半体部８ｍｕに対してチャックシリンダ２４を結合してチャック半体部８ｍｕと８ｍｄを昇降変位可能に構成するとともに、各チャック半体部８ｍｕと８ｍｄの内周面には、タイバー４ｍの外周面に設けた凹溝部２５ｓ…に嵌合するリング状の凸条部２５ｐ…を形成するとともに、タイバー４ｍの外周面に設けた凸条部２５ｔ…に嵌合するリング状の凹溝部２５ｑ…を形成した。

【0030】

これにより、図４中、チャックシリンダ２４のピストンラムを突出させれば、実線断面で示すチャック半体部８ｍｕ，８ｍｄの位置、即ち、チャックポジションＸｓに変位するため、凸条部２５ｔ…と凹溝部２５ｑ…が係止して型締盤７を固定するとともに、チャックシリンダ２４のピストンラムを引込めれば、仮想線で示すチャック半体部８ｍｕ，８ｍｄの位置、即ち、チャック解除ポジションＸｒに変位するため、凸条部２５ｔ…と凹溝部２５ｑ…が離間することにより型締盤７の軸方向への移動を許容する。なお、例示したチャック部８ｍの構成は一例であり、例えば、四つのチャック部８ｍ…を備えるため、チャック半体部８ｍｄ…の内周面を平坦にし、チャック半体部８ｍｕ…の内周面のみに凸条部２５ｐ…を設けてもよく、基本的には、同一機能を有する公知の各種機構により置換可能である。

【0031】

このように、型締装置Ｍｃとして、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５と、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍの型締めを行う型締駆動機構部６（型締シリンダ６ｃ）を内蔵した型締盤７と、この型締盤７に一体に設け、当該型締盤７をタイバー機構部４の所定位置に固定可能なチャック機構部８とを備えて構成すれば、本発明に係る射出成形方法を容易かつ確実に実施できるなど、実施の容易性及び実施の確実性を確保できる。

【0032】

他方、３は油圧回路であり、主要部として、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ３ｐ及び各種切換及び制御を行うバルブ回路３２を備えるとともに、本発明に従って、型締シリンダ６ｃに接続するメータアウト回路９を備える。このように、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃを、油圧ポンプ３ｐを含む油圧回路３により駆動すれば、油圧に基づく衝撃吸収性を利用できるため、本発明に係る射出成形方法を最適な形態により実施することができるとともに、特に、射出充填時における成形材料Ｒに対する衝撃を緩衝して成形品質の向上に寄与できる。

【0033】

油圧ポンプ３ｐは、図３に示すように、ポンプ部３５とこのポンプ部３５を回転駆動するサーボモータ３６を備える。なお、３７はサーボモータ３６の回転数を検出するロータリエンコーダを示す。ポンプ部３５は、斜板型ピストンポンプにより構成するポンプ機体３８を内蔵する。したがって、ポンプ部３５は、斜板４２を備え、斜板４２の傾斜角（斜板角）を大きくすれば、ポンプ機体３８におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角を小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。この結果、斜板角を所定の角度に設定すれば、吐出流量（最大容量）が所定の大きさに固定される固定吐出流量を設定することが可能になる。斜板４２には、コントロールシリンダ４３及び戻しスプリング４４を付設するとともに、コントロールシリンダ４３は、切換バルブ（電磁バルブ）４５を介してポンプ部３５（ポンプ機体３８）の吐出口に接続する。これにより、コントロールシリンダ４３を制御することにより斜板４２の角度（斜板角）を変更することができる。

【0034】

また、ポンプ部３５の吸入口は、オイルタンク３９に接続するとともに、吐出口は、バルブ回路３２の一次側に接続する。バルブ回路３２の二次側は、前述した射出シリンダ１４，スクリュ回転モータ１６，射出装置移動シリンダ１７，型締シリンダ６ｃ，型開閉シリンダ２３…，チャックシリンダ２４…をはじめ、不図示のエジェクタシリンダ等の他の各種アクチュエータに接続する。したがって、バルブ回路３２には、これらの各アクチュエータにそれぞれ接続する切換バルブ（電磁バルブ）を備える。なお、各切換バルブは、それぞれ一又は二以上のバルブ部品をはじめ、必要な付属油圧部品等により構成され、少なくとも、上述した射出シリンダ１４，スクリュ回転モータ１６，射出装置移動シリンダ１７，型締シリンダ６ｃ，型開閉シリンダ２３…，チャックシリンダ２４…をはじめ、不図示のエジェクタシリンダ等の他の各種アクチュエータに対する作動油の供給，停止，排出に係わる切換機能を有している。これにより、サーボモータ３６の回転数を可変制御すれば、可変吐出型油圧ポンプ３ｐの吐出流量及び吐出圧力を可変することができる。

【0035】

さらに、図３に示すように、型締シリンダ６ｃの油室（後油室）６ｍに接続した作動油ライン４８には、メータアウト回路９の流入側を接続し、このメータアウト回路９の流出側は、オイルタンク３９に接続する。メータアウト回路９は、逆止弁５１，５２、方向制御弁（電磁バルブ）５３、リリーフ弁（背圧制御弁）５４を備え、図３に示すように接続して構成する。

【0036】

これにより、本実施形態の場合、射出充填工程では、メータアウト回路９を用いた背圧制御のみで型締装置Ｍｃに対する制御が可能となる。即ち、メータアウト回路９の機能により、金型Ｄ内における成形材料Ｒの圧力は、設定された背圧Ｐｂ〔ｋＮ〕以下のときはその圧力に維持されるとともに、背圧Ｐｂ〔ｋＮ〕を越えたときはリリーフ弁５４の機能により背圧Ｐｂ〔ｋＮ〕に維持される。

【0037】

このように、型締シリンダ６ｃに接続したメータアウト回路９を設けて構成すれば、比較的簡易な油圧回路３を追加するのみでメータアウト回路９を実現できるため、容易かつ低コストに実施できるとともに、背圧制御を容易かつ確実に行える利点がある。また、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃに対して、共通の油圧ポンプ３ｐにより駆動することができる。即ち、射出充填時の型締装置Ｍｃに対し背圧制御のみで実施可能になり、油圧ポンプによる駆動力が不要になるため、本来、射出充填時に必要となる射出装置Ｍｉ側と型締装置Ｍｃ側に必要な二台の油圧ポンプの型締装置Ｍｃ側の油圧ポンプが不要になり、大幅なコスト削減に寄与できる。

【0038】

他方、２は成形機コントローラを示す。この成形機コントローラ２には、コントローラ本体６１及びディスプレイ６２が含まれる。前述したサーボモータ３６は、コントローラ本体６１のサーボアンプ出力ポートに接続するとともに、バルブ回路３２はコントローラ本体６１の制御信号出力ポートに接続する。一方、ロータリエンコーダ３７から得るエンコーダパルスは、コントローラ本体６１のサーボアンプに接続する。なお、５５はバルブ回路３２の一次側に接続した油圧を検出する圧力センサであり、この圧力センサ５５の検出結果は、成形機コントローラ２のコントローラ本体６１に付与される。

【0039】

コントローラ本体６１は、ＣＰＵ及び内部メモリ等のハードウェアを内蔵するコンピュータ機能を備える。したがって、内部メモリには、各種制御処理（シーケンス制御）を実行するため制御プログラム（ソフトウェア）を格納するとともに、各種データ（データベース）類を記憶するデータメモリが含まれる。

【0040】

したがって、コントローラ本体６１は制御プログラムの実行により、少なくとも本実施形態に係る射出成形方法を実現するための、少なくとも、ゼロポイント設定制御機能部Ｆｓ，型隙間設定制御機能部Ｆｇ，射出充填制御機能部Ｆｉを有する基本的な制御機能部を備えるとともに、より望ましい具体的な制御機能部として、圧縮制御機能部Ｆｐを備えている。この場合、ゼロポイント設定制御機能部Ｆｓは、型締装置Ｍｃにより、型開位置Ｘｏにある可動型Ｄｍを、型閉鎖位置Ｘｚまで前進移動させることにより当該型閉鎖位置ＸｚをゼロポイントＰｏとして設定する機能を備えるとともに、型隙間設定制御機能部Ｆｇは、ゼロポイント設定制御機能部Ｆｓにより検出されたゼロポイントＰｏから、設定する型隙間Ｌｇに対応するストローク分Ｌｇｓだけ、可動型Ｄｍを後退移動させることにより当該型隙間Ｌｇを設定する機能を備える。さらに、射出充填制御機能部Ｆｉは、型隙間Ｌｇが設定された金型Ｄに対して成形材料Ｒを射出充填する機能を備えるとともに、圧縮制御機能部Ｆｐは、射出充填制御機能部Ｆｉによる射出充填処理後に可動型Ｄｍを加圧して圧縮処理を行う機能を備える。

【0041】

一方、図２に示すように、機台Ｍｂの上面には、型締盤位置検出エンコーダ（位置センサ）Ｅ１を設置する。このエンコーダＥ１により、型締盤７の前後方向の位置（移動位置）が検出され、検出された型締盤７の位置データはコントローラ本体６１に付与される。また、型締盤７の外面には、可動盤位置検出エンコーダ（位置センサ）Ｅ２を設置する。このエンコーダＥ２により、可動盤５の前後方向の位置（移動位置）が検出され、検出された可動盤５の位置データはコントローラ本体６１に付与される。したがって、可動型Ｄｍを後退移動させるストローク分Ｌｇｓを検出する型隙間設定制御機能部Ｆｇには、このエンコーダＥ２（Ｅ１）が用いられる。

【0042】

また、ディスプレイ６２は、各種表示を行うことができるとともに、タッチパネルが付設され、このタッチパネルにより各種設定操作及び選択操作等を行うことができる。図５に、本実施形態に係る射出成形方法の実施に使用する設定画面、特に、型開閉画面Ｖｍを表示した状態を示す。この型開閉画面Ｖｍには、「圧縮」スイッチ６３が設けられているため、この「圧縮」スイッチ６３をＯＮにすることにより、本実施形態に係る射出成形方法に使用する設定画面Ｖｓをウィンドウ表示することができる。この設定画面Ｖｓには、圧縮のＯＮ／ＯＦＦ選択キー６４，射出前の可動盤５の待機位置〔ｍｍ〕を設定する待機位置設定部６５ａ，圧縮の開始位置〔ｍｍ〕を設定する圧縮位置設定部６５ｂ，射出中の型締保持圧力（背圧）〔ｋＮ〕を設定する型締背圧設定部６５ｃ，待機位置に移行しなかった場合の充填未達時間Ｔｓ〔秒〕を設定する充填未達時間設定部６５ｄ，圧縮開始時間Ｔｉ〔秒〕を設定する圧縮開始時間設定部６５ｅ，１次型締の圧縮圧力〔ｋＮ〕を設定する１次型締圧力設定部６５ｆ，２次型締の圧縮圧力〔ｋＮ〕を設定する２次型締圧力設定部６５ｇ，２次型締への切換時間〔ｓ〕を設定する切換時間設定部６５ｈを備える。なお、６６は設定画面Ｖｓの「閉じる」キーを示す。

【0043】

次に、射出成形機Ｍを用いた本実施形態に係る射出成形方法について、主に、図６－図１１を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って順次説明する。

【0044】

本実施形態に係る射出成形方法の実施に際しては、最初に、設定処理を行う（ステップＳ１）。この設定処理では、通常の各種成形条件の設定を行うとともに、図５に示した設定画面Ｖｓを用いて、本実施形態に係る射出成形方法に関連する上述した各種項目の設定を行う。

【0045】

今、型締装置Ｍｃの可動型Ｄｍ（型締盤７）は、図６に示す型開位置Ｘｏにあるものとする（ステップＳ２）。この型開位置Ｘｏは、チャックシリンダ２４…を駆動制御してチャック部８ｍ…をチャック解除ポジションＸｒに切換えるとともに、型締シリンダ６ｃを駆動制御して可動盤５を後退位置（第二固定盤２２側）に移動させ、かつ型開閉シリンダ２３…を駆動制御して可動盤５及び型締盤７を後退移動させた位置となる。なお、型締盤７及び可動盤５の位置は、型締盤位置検出用エンコーダＥ１及び可動盤位置検出用エンコーダＥ２により検出される。

【0046】

生産時には、型開閉シリンダ２３…を駆動制御し、可動盤５及び型締盤７を、型開位置Ｘｏから図７に示すチャック位置Ｘｃまで高速で前進移動させる（ステップＳ３）。そして、チャック位置Ｘｃに達したならチャックシリンダ２４…を駆動制御してチャック部８ｍ…をチャックポジションＸｓに切換えて型締盤７をタイバー４ｍ…に固定する（ステップＳ４）。なお、図７中、Ｌａは、型開位置Ｘｏからチャック位置Ｘｃまでの型締盤７の移動ストロークを示す。

【0047】

次いで、図２に示すゼロポイント設定制御機能部Ｆｓにより型締シリンダ６ｃを駆動制御し、図８に示すように、可動盤５を前進移動させる。この前進移動は、可動型Ｄｍが型閉鎖位置Ｘｚまで行う（ステップＳ５）。即ち、可動型Ｄｍが固定型Ｄｃに当接する位置まで前進移動させる。そして、可動型Ｄｍが型閉鎖位置Ｘｚに達したなら可動型Ｄｍの移動を停止させる（ステップＳ６，Ｓ７）。これにより、この型閉鎖位置ＸｚがゼロポイントＰｏとして設定される（ステップＳ８）。なお、図８中、Ｌｚは上述したチャック位置Ｘｃから型閉鎖位置Ｘｚまでの可動型Ｄｍの移動ストロークを示す。

【0048】

この後、図２に示す型隙間設定制御機能部Ｆｇにより型締シリンダ６ｃを駆動制御し、図９に示すように、可動盤５を後退移動させる。この後退移動は、可動型ＤｍがゼロポイントＰｏ（型閉鎖位置Ｘｚ）から、設定する型隙間Ｌｇに対応するストローク分Ｌｇｓを後退移動させる。即ち、型閉鎖位置Ｘｚから、予め設定した待機位置Ｘｗまで後退移動させる（ステップＳ９）。そして、可動型Ｄｍが待機位置Ｘｗに達したなら可動型Ｄｍの後退移動を停止させる（ステップＳ１０，Ｓ１１）。これにより、正確な型隙間Ｌｇが設定される。なお、この後退移動させるストローク分Ｌｇｓの後退移動量は、可動盤位置検出エンコーダ（位置センサ）Ｅ２により検出される。このように、型隙間設定制御機能部Ｆｇに、可動型Ｄｍを後退移動させるストローク分Ｌｓを検出するエンコーダＥ２を用いれば、常に正確なゼロポイントＰｏから型隙間Ｌｇを設定できるため、エンコーダＥ２であっても精度の高い型隙間Ｌｇを容易かつ低コストに設定することができる。

【0049】

これにより、型締装置Ｍｃ側における射出開始の準備が完了するため、メータアウト回路９の方向制御弁５３をメータアウトＯＮ側に切換える（ステップＳ１２）。

【0050】

他方、射出装置Ｍｉでは、スクリュ回転モータ１６の駆動制御によりスクリュ１２が回転し、ホッパー１１ｈに供給された成形材料Ｒがスクリュ１２の前方に蓄積されているため、成形機コントローラ２は、射出装置移動シリンダ１７の駆動制御により、射出装置Ｍｉを図９に示すノズルタッチ位置まで前進移動させる。これにより、射出装置Ｍｉ側における射出開始の準備が完了するため、図２に示す射出充填制御機能部Ｆｉにより、スクリュ１２を、図１０に示すストロークＬｒだけ前進移動させることにより、型隙間Ｌｇが設定された金型Ｄに対して成形材料Ｒを射出充填する射出充填処理を行う（ステップＳ１３）。

【0051】

この場合、射出開始により、スクリュ１２が前進し、成形材料Ｒは射出ノズル１１ｎを通して金型Ｄのキャビティ内、即ち、可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間の型隙間Ｌｇに充填される。なお、射出開始の直前は、可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間には型隙間Ｌｇが存在し、射出圧力は０の状態にあるとともに、型締力も０の状態となる。したがって、可動盤５の前後の圧力差が０となる平衡状態にあり、可動盤５は停止した状態にある。

【0052】

なお、実施形態の成形材料Ｒには、熱硬化性樹脂材料を適用した。熱硬化性樹脂材料の成形には、通常、金型Ｄの加熱温度が１６０－１８０℃程度に設定されるが、このような金型温度の設定であっても、型隙間Ｌｇに対する上記の設定方法により、金型Ｄにおける金属膨張に左右されることなく、型隙間Ｌｇを精度よく設定できるため、本発明は、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂材料を用いる成形品に対して最適な射出成形方法（射出成形機Ｍ）として提供することができる。

【0053】

熱硬化性樹脂材料の場合、成形材料Ｒとしては比較的低流動性成形材料となるが、初期の型締力は０の状態にあるため、成形材料Ｒは、比較的スムースに金型Ｄのキャビティ内に射出充填される。射出充填処理の進行により、金型Ｄ内の成形材料Ｒの圧力が上昇するとともに、型締盤７はチャック部８ｍ…のチャックポジションＸｓにより位置が固定されているため、可動盤５が徐々に後退する。この際、メータアウト回路９の機能により、設定された背圧Ｐｂ〔ｋＮ〕に維持される。

【0054】

そして、可動盤５が、図１０に示す設定された圧縮開始位置Ｘｐに達したなら射出充填処理を終了させる終了処理を行う。この際、スクリュ１２は最前進位置の近傍まで前進する。図１０中、Ｐｂは型締ラム６ｃｒに付加された背圧〔ｋＮ〕を示す。したがって、この場合、可動盤５が圧縮開始位置Ｘｐに達することが射出終了条件となる。

【0055】

この後、圧縮開始時間設定部６５ｅにより設定した圧縮開始時間Ｔｉ〔秒〕になったなら可動型Ｄｍにより金型内Ｄの成形材料Ｒを加圧する圧縮処理を開始する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。この場合、圧縮開始時間は「０」も含まれる。圧縮処理は、図２に示す圧縮制御機能部Ｆｐにより、メータアウト回路９をＯＦＦに切換え、型締シリンダ６ｃを駆動制御することにより、図１１に示すように、所定の加圧力Ｐｐにより可動盤５を前方（第一固定盤２１側）へ加圧する。図１１中、Ｌｐは加圧力Ｐｐにより型締ラム６ｃｒが変位した圧縮量を示す。

【0056】

例示の圧縮処理は、図５に示すように、１次型締圧力〔ｋＮ〕と２次型締圧力〔ｋＮ〕により設定される。したがって、圧縮処理時には、最初に、１次型締圧力による１次圧縮処理が行われる（ステッＳ１６）。そして、切換時間〔秒〕に達したなら２次型締圧力に切換えられる（ステップＳ１７）。実施形態として、このような圧縮処理を行うようにすれば、成形材料Ｒの正確な射出充填量に対して圧縮処理を行うことができるため、品質及び均質の高い圧縮成形を行うことができる最適な射出成形方法として提供することができる。

【0057】

この後、圧縮処理が終了すれば、型開きを行い、成形品のエジェクタ処理を行う（ステップＳ１８）。さらに、次の生産が継続する場合には、同様の成形処理を行う（ステップＳ１９，Ｓ２…）。

【0058】

このように、本実施形態に係る射出成形方法において、上述した型隙間Ｌｇの設定は、成形サイクルのショット毎に行うようにした。これにより、ショット間で生じる型隙間Ｌｇのバラツキを回避できるため、成形品質及び均質性を確保する観点から最も望ましい態様として実施することができる。

【0059】

よって、このような本実施形態に係る射出成形方法（射出成形機Ｍ）によれば、基本的な手法として、型締装置Ｍｃにより、型開位置Ｘｏにある可動型Ｄｍを、型閉鎖位置Ｘｚまで前進移動させることにより当該型閉鎖位置ＸｚをゼロポイントＰｏとして設定し、このゼロポイントＰｏから可動型Ｄｍを、設定する型隙間Ｌｇに対応するストローク分Ｌｇｓを後退移動させることにより当該型隙間Ｌｇを設定し、この後、型隙間Ｌｇが設定された金型Ｄに対して成形材料Ｒを射出充填する射出充填処理を行うようにしたため、僅かな型隙間Ｌｇを設けた状態の金型Ｄに射出充填する場合であっても、型隙間Ｌｇを高い精度により正確に設定することが可能となり、成形品の品質及び均質性を飛躍的に高めることができる。また、金型Ｄ自身或いはその近傍に、金型Ｄの付属部品（専用部品）となる位置検出器や位置センサを付設する必要がないため、コスト面やメンテナンス面で有利となる。しかも、高い制御精度が要求される制御系が不要になるとともに、検出データを温度補正処理するなどの処理機能が不要になるため、制御系の簡略化を含む金型Ｄ制御のためのコストダウンを図ることができる。

【0060】

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

【0061】

例えば、型隙間Ｌｇの設定は、成形サイクルのショット毎に行うことが望ましいが、例えば、例示の実施形態では、ゼロポイントＰｏを検出し、検出したゼロポイントＰｏを直接使用して型隙間Ｌｇを設定した場合を示したが、検出したゼロポイントＰｏを登録し、次のショット又は以降の複数のショットに使用する場合を排除するものではない。また、成形材料Ｒには、熱硬化性樹脂材料を適用することが最適であり、熱硬化性樹脂材料の種類は問わないとともに、熱可塑性樹脂材料などの他の成形材料の適用を排除するものではない。なお、射出成形機の駆動方式として油圧駆動方式を用いた場合を例示したが、電動駆動方式など、他の駆動方式であっても同様に実施することができる。一方、金型Ｄに対する成形材料Ｒの射出充填処理後に、可動型Ｄを加圧する圧縮処理を行う例を示したが、強制的な圧縮処理を行うことなく、自然圧縮を行うことにより冷却する場合など、他の成形方式による射出成形を排除するものではない。他方、型締装置Ｍｃとして、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５と、タイバー機構部４により進退自在に支持され、かつ可動型Ｄｍの型締めを行う型締駆動機構部６を内蔵した型締盤７と、この型締盤７に一体に設け、当該型締盤７をタイバー機構部４の所定位置に固定可能なチャック機構部８とを備えて構成した型締装置を示したが、同様に実施できる他の型締装置Ｍｃの使用を排除するものではない。また、型隙間設定制御機能部Ｆｇに、エンコーダＥ２を用いた場合を示したが、位置を検出できる他の各種位置センサを利用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明に係る射出成形方法及び射出成形機は、各種成形材料を流動化し、金型に射出充填して成形を行う各種の射出成形機及び射出成形機に用いる射出成形方法として利用することができる。

【符号の説明】

【0063】

２：成形機コントローラ，４：タイバー機構部，５：可動盤，６：型締駆動機構部，７：型締盤，８：チャック機構部，（Ｓ１２－Ｓ１４）射出充填処理，（Ｓ１５－Ｓ１７）圧縮処理，Ｍ射出成形機，Ｍｃ型締装置，Ｍｉ射出装置，Ｄ金型，Ｄｍ可動型，Ｄｃ固定型，Ｌｇ型隙間，Ｌｇｓストローク分，Ｘｏ型開位置，Ｘｚ型閉鎖位置，Ｒ成形材料，Ｐｏゼロポイント，Ｅ２エンコーダ，Ｆｓゼロポイント設定制御機能部，Ｆｇ型隙間設定制御機能部，Ｆｉ射出充填制御機能部，Ｆｐ圧縮制御機能部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】