JP7579831B2 - 射出成形方法及び射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出装置により可塑化した成形材料（溶融樹脂）を、型締装置により型締した金型に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。

従来、射出成形機を用いた成形方法は、金型に高圧の型締力を付加して型締を行う方法が一般的である。しかし、この一般的な方法は、高圧の型締力を付加することに伴うエネルギー消費が大きくなり、省エネルギ化の観点からは必ずしも望ましい方法とは言えない。このため、成形品の高品質及び均質性を確保しつつ、必要最小源の型締力を付加して型締を行う成形方法が要請されており、既に、本出願人もこの要請に応える新たな成形方法を特許文献１により提案した。

特許文献１に開示される射出成形機の成形方法は、金型に充填された樹脂に対して、常に一定の成形型締力と一定の成形射出圧力との相対的な力関係により所定の型隙間を生じさせるとともに、樹脂の充填終了後も成形型締力による自然圧縮を生じさせ、成形品の高度の品質を確保するとともに、成形条件のシンプル化及び設定容易化、成形サイクル時間の短縮化、さらには、量産性及び経済性を高めることを目的としたものであり、具体的には、型締装置により所定の型締力で型締された固定型と可動型からなる金型に対して、射出装置により所定の射出圧力で樹脂を射出充填して成形を行うに際し、型締装置として少なくとも金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の圧縮（自然圧縮）が可能となる型締装置を使用し、予め、射出充填時に可動型と固定型間に所定の隙間（型隙間）が生じ、かつ良品成形可能な射出圧力（成形射出圧力）と型締力（成形型締力）を求めて設定するとともに、生産時に、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、前記射出装置を駆動して金型に対する樹脂の射出充填を行った後、所定の冷却時間の経過後に成形品の取出しを行うようにしたものである。

国際公開ＷＯ２０１１／１６１８９９公報

しかし、上述した特許文献１における射出成形機の成形方法は、次のような解決すべき課題も存在した。

第一に、成形材料が低粘性（高流動性）の樹脂の場合には特に問題を生じないが、成形材料が低流動性（高粘性）の樹脂の場合、金型キャビティへの樹脂の充填が円滑に行われない事態も生じ、結果的に、樹脂不足による成形不良の発生，成形品におけるバラツキの発生（均質性の低下）を招く虞れがあるとともに、低流動性（高粘性）の樹脂及び金型キャビティ形状の組合わせによっては成形（生産）が困難になる虞れもあった。

第二に、同成形方法は、その成形原理から省エネルギ性の高い成形方法となるが、成形材料が低流動性の樹脂の場合には流動抵抗が大きくなるとともに、成形サイクルが長くなる傾向があるため、成形手法の改善による省エネルギ性の向上，及び部品点数の削減によるコストダウンを図る観点からは、必ずしも十分とはいえず、更なる改善の余地が残されていた。

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。

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、射出装置Ｍｉにより可塑化した低流動性成形材料を用いた溶融樹脂Ｒｍを、型締装置Ｍｃにより型締した金型Ｄに射出充填して成形を行うに際し、予め、型締装置Ｍｃにより、金型Ｄの可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間に所定の型隙間Ｌｇを設け、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５の前後の圧力差を０にして型締圧力Ｐｃを０の状態に設定するとともに、可動型Ｄｍの型締めを行う型締シリンダ６ｃにメータアウト回路９を接続することにより当該型締シリンダ６ｃに対して所定の背圧Ｐｂを設定し、この後、射出装置Ｍｉにより、型隙間Ｌｇ，型締圧力Ｐｃ及び背圧Ｐｂが設定された金型Ｄに対して、溶融樹脂Ｒｍの射出を開始し（Ｓ７）、射出充填処理（Ｓ８）の進行により、可動型Ｄｍが予め設定した圧縮開始位置Ｘｐに達すること，又は射出充填処理の開始（Ｓ７）から予め設定した充填未達時間Ｔｓが経過すること（Ｓ１５），の射出終了条件（Ｓ９）に達したなら、可動型Ｄｍにより金型Ｄ内の樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３）を行うことにより、当該射出充填処理（Ｓ８）を終了させる充填終了処理（Ｓ１０）を行うことを特徴とする。

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、射出装置Ｍｉにより可塑化した低流動性成形材料を用いた溶融樹脂Ｒｍを、型締装置Ｍｃにより型締した金型Ｄに射出充填して成形を行う成形機コントローラ２を備える射出成形機を構成するに際して、型締装置Ｍｃを制御することにより、金型Ｄの可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間に所定の型隙間Ｌｇを設け、かつ可動型Ｄｍを支持する可動盤５の前後の圧力差を０にして型締圧力Ｐｃを０の状態に設定するとともに、可動型Ｄｍの型締めを行う型締シリンダ６ｃにメータアウト回路９を接続することにより当該型締シリンダ６ｃに対して所定の背圧Ｐｂを設定する型締制御手段Ｆｃと、射出装置Ｍｉを制御することにより、型隙間Ｌｇ，型締圧力Ｐｃ及び背圧Ｐｂが設定された金型Ｄに対して、溶融樹脂Ｒｍの射出充填処理を行うとともに、当該射出充填処理により、可動型Ｄｍが予め設定した圧縮開始位置Ｘｐに達すること，又は射出充填処理の開始（Ｓ７）から予め設定した充填未達時間Ｔｓが経過すること（Ｓ１５），の射出終了条件（Ｓ９）に達したなら、可動型Ｄｍにより金型Ｄ内の樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３）を行うことにより、射出充填処理（Ｓ８）を終了させる充填終了処理（Ｓ１０）を行う射出制御手段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。

一方、発明の好適な態様により、射出成形方法の実施に際し、射出終了条件（Ｓ９）は、可動型Ｄｍが予め設定した圧縮開始位置Ｘｐに達することを条件とし、かつ充填終了処理（Ｓ１０）には、可動型Ｄｍにより金型内Ｄの樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３）を含ませることができる。加えて、射出終了条件には、射出充填処理の開始（Ｓ７）から予め設定した充填未達時間Ｔｓが経過すること（Ｓ１５）を条件とし、かつ充填終了処理（Ｓ１０）には、可動型Ｄｍにより金型Ｄ内の樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３）を含ませることができる。さらに、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃは、共通の油圧ポンプ３ｐにより駆動することが望ましい。また、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。

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。

（１） 成形材料（溶融樹脂Ｒｍ）が低流動性（高粘性）であっても、金型Ｄのキャビティに対する樹脂の充填を円滑に行なうことができる。この結果、樹脂不足による成形不良の発生や成形品におけるバラツキの発生（均質性の低下）を低減して成形品の高品質化を図れるとともに、成形材料Ｒの種類により成形（生産）が困難になる不具合を回避し、射出成形可能な成形材料Ｒの種類の拡大により成形対象に対する汎用性及び発展性を高めることができる。しかも、背圧による急激な型開挙動を防止できるため、自然な流動（ナチュラルフロー）を実現することができる。

（２） 金型Ｄのキャビティへ溶融樹脂Ｒｍを射出充填する際の流動抵抗を小さくできるとともに、結果的に成形サイクルを短くできるため、より省エネルギ性を高めることができる。即ち、射出充填時の型締装置Ｍｃに対して、積極的な型締力（駆動力）の付与が不要となるため、エネルギ消費を大幅に低減できるとともに、型締機構の構成簡略化を図れるため、部品類の削減によるコストダウンにも寄与できる。

（３） 溶融樹脂Ｒｍには、低流動性成形材料を適用したため、低流動性成形材料を使用する成形品に対して、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。

（４） 射出成形方法の実施に際し、射出終了条件（Ｓ９）として、可動型Ｄｍが予め設定した圧縮開始位置Ｘｐに達することを条件とし、かつ充填終了処理（Ｓ１０）に、可動型Ｄｍにより金型内Ｄの樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３）を含ませたため、樹脂Ｒｄの充填後、樹脂Ｒｄに対する圧縮処理を行うことができ、低流動性成形材料等を使用する成形品に対して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することができる。

（５） 射出成形方法の実施に際し、射出終了条件（Ｓ９）として、射出充填処理の開始（Ｓ７）から予め設定した充填未達時間Ｔｓが経過すること（Ｓ１５）を条件とし、かつ充填終了処理（Ｓ１０）に、可動型Ｄｍにより金型Ｄ内の樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３を含ませたため、低流動性成形材料の種類や金型キャビティ形状の組合わせなどにより、設定した充填未達時間Ｔｓ内に圧縮開始位置Ｘｐに達しない場合であっても圧縮処理（Ｓ１２－Ｓ１３）を行うことによる圧縮成形が可能になる。これにより、樹脂不足による成形不良を低減し、成形品の歩留率を高めることができる。

（６） 射出成形機Ｍ（射出成形方法）の実施に際し、型締駆動機構部６に、型締シリンダ６ｃを用いたため、型締シリンダ６ｃを含む油圧回路３を利用し、射出充填時における樹脂Ｒｄ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。

（７） 射出成形機Ｍ（射出成形方法）の実施に際し、型締シリンダ６ｃに接続するメータアウト回路９を設けたため、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。これにより、容易かつ低コストに実施できるとともに、本発明に係る射出成形方法における背圧制御を容易かつ確実に行うことができる。

（８） 好適な態様により、射出成形方法の実施に際し、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樹脂Ｒｄに対する衝撃を緩衝して成形品質の向上に寄与できる。

（９） 好適な態様により、射出成形方法の実施に際し、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃを、共通の油圧ポンプ３ｐにより駆動するようにすれば、油圧ポンプの削減により大幅なコスト低減に寄与できる。即ち、本発明に係る射出成形方法では、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となる。

（１０） 好適な態様により、射出成形機Ｍを構成するに際し、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することができる。

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、 同射出成形方法の実施に用いる射出成形機の構成図、 同射出成形機の要部を抽出して示す具体的回路図、 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、 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、 同射出成形機の状態を示す模式的構成図、 同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、 同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、 同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、 同射出成形機の他の状態を示す模式的構成図、

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。
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。

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。

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に取付けた計量モータ（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。

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。

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。

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樹脂Ｒｄ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。

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。なお、この凹溝部２５ｓ…を設ける範囲は、型締盤７の軸方向における少なくとも移動範囲の全てにおいてチャック部８ｍ…が有効に機能する範囲を選定する。

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を挟むことによりチャック可能に構成した。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する。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２５ｔ…を形成した。

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２５ｓ…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２５ｓ…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２５ｔ…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。

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することができる。

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樹脂Ｒｄに対する衝撃を緩衝して成形品質の向上に寄与できる。

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。

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，計量モータ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，計量モータ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３１の吐出流量及び吐出圧力を可変することができる。

さらに、図３に示すように、型締シリンダ６ｃの油室（後油室）６ｍｒ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。

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内における樹脂Ｒｄ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。

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、本発明に係る射出成形方法における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、本発明に係る射出成形方法では、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。

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。

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。制御プログラムには、本実施形態に係る射出成形方法の少なくとも一部を実現するための制御プログラムが含まれる。

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。

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１０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。

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。

今、型締装置Ｍｃ（可動型Ｄｍ）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を最後退位置（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、図６中、７１は型締盤位置検出用エンコーダ、７２は可動盤位置検出用エンコーダをそれぞれ示す。

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。

次いで、型締シリンダ６ｃを駆動制御して可動盤５を前進移動させ、可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間の隙間調整を行なうことにより、可動型Ｄｍを、図８に示す、設定された待機位置Ｘｗにセットする（ステップＳ５）。このときの可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間には、設定された型隙間Ｌｇが設けられる。なお、図８中、Ｌｃは調整時における型締ラム６ｃｒの移動ストロークを示す。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Ｓ６）。

他方、射出装置Ｍｉでは、計量モータ１６の駆動制御によりスクリュ１２が回転し、これにより、ホッパー１１ｈに供給された成形材料Ｒが可塑化されるとともに、可塑化された溶融樹脂Ｒｍはスクリュ１２の前方に蓄積される。また、射出装置Ｍｉは、射出装置移動シリンダ１７の駆動制御により、図８に示すノズルタッチ位置まで前進移動する。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。

なお、成形材料Ｒには、特に、低流動性成形材料を適用することができる。このように、成形材料Ｒとして低流動性成形材料を適用すれば、低流動性成形材料を使用す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。

以上の射出開始の準備が完了したなら、射出シリンダ１４を駆動制御して溶融樹脂Ｒｍの射出を開始する（ステップＳ７）。この場合、射出開始の直前は、前述したように、可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間には型隙間Ｌｇが存在し、また、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。

一方、射出開始により、スクリュ１２が前進し、溶融樹脂Ｒｍ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（ステップＳ８）。この場合、成形材料Ｒとして低流動性成形材料を使用するが、初期の型締力は０の状態にあるため、溶融樹脂Ｒｍ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内の樹脂Ｒｄ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。

そして、図９に示すように、可動盤５が、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（ステップＳ９，Ｓ１０）。この際、スクリュ１２は最前進位置の近傍まで前進する。図９中、Ｌｓは射出充填時におけるスクリュ１２の移動ストロークを示し、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。

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の樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理を開始する（ステップＳ１１）。この場合、圧縮開始時間は「０」も含まれる。圧縮処理は、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１０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１０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。

このように、射出終了条件として、可動型Ｄｍが予め設定した圧縮開始位置Ｘｐに達することを条件とするとともに、充填終了処理に、可動型Ｄｍにより金型内Ｄの樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理を含ませれば、樹脂Ｒｄの充填後、樹脂Ｒｄに対する圧縮処理を行うことができるため、例えば、低流動性成形材料等を使用する成形品に対して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することができる。

また、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Ｓ１２）。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Ｓ１３）。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Ｓ１４）。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Ｓ１５，Ｓ２…）。

一方、成形材料Ｒとして低流動性成形材料を使用するため、射出充填処理（ステップＳ８）において、圧縮開始位置Ｘｐに達するまでに時間がかかる場合が想定される。この場合、圧縮開始位置Ｘｐに達するまでに、設定した充填未達時間Ｔｓ〔秒〕が経過したときは、圧縮開始位置Ｘｐに達しない場合であっても射出充填処理を終了させるようにした（ステップＳ９，Ｓ１６，Ｓ１０）。したがって、充填未達時間Ｔｓが経過したなら可動型Ｄｍにより金型内Ｄの樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理を開始する（ステップＳ１１）。この場合、射出充填処理の開始から予め設定した充填未達時間（充填時間）Ｔｓが経過することが射出終了条件となる。なお、圧縮処理以降の処理は、上述した圧縮開始位置Ｘｐに達した場合と同様に、１次型締圧力による１次圧縮処理，２次型締圧力による２次圧縮処理，成形品のエジェクタ処理が行われる（ステップＳ１２－Ｓ１４）

このように、射出終了条件として、射出充填処理の開始から予め設定した充填未達時間Ｔｓが経過することを条件とするとともに、充填終了処理に、可動型Ｄｍにより金型Ｄ内の樹脂Ｒｄを加圧する圧縮処理を含ませれば、低流動性成形材料の種類や金型キャビティ形状の組合わせなどにより、設定した充填未達時間Ｔｓ内に圧縮開始位置Ｘｐに達しない場合であっても圧縮処理を行うことによる圧縮成形が可能になるため、樹脂不足による成形不良を低減し、成形品の歩留率を高めることができる。

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）は、予め、型締装置Ｍｃにより、金型Ｄの可動型Ｄｍと固定型Ｄｃ間に所定の型隙間Ｌｇを設け、かつ型締圧力Ｐｃを０の状態に設定するとともに、可動型Ｄｍに対して所定の背圧Ｐｂを設定し、この後、射出装置Ｍｉにより、型隙間Ｌｇ，型締圧力Ｐｃ及び背圧Ｐｂが設定された金型Ｄに対して、溶融樹脂Ｒｍの射出を開始し、射出充填処理の進行により、予め設定した所定の射出終了条件に達したなら当該射出充填処理を終了させる充填終了処理を行うようにしたため、成形材料（溶融樹脂Ｒｍ）が低流動性（高粘性）であっても、金型Ｄのキャビティに対する樹脂の充填を円滑に行なうことができる。

この結果、樹脂不足による成形不良の発生や成形品におけるバラツキの発生（均質性の低下）を低減して成形品の高品質化を図れるとともに、成形材料Ｒの種類により成形（生産）が困難になる不具合を回避し、射出成形可能な成形材料Ｒの種類の拡大により成形対象に対する汎用性及び発展性を高めることができる。しかも、背圧による急激な型開挙動を防止できるため、自然な流動（ナチュラルフロー）を実現することができる。

加えて、金型Ｄのキャビティへ溶融樹脂Ｒｍを射出充填する際の流動抵抗を小さくできるとともに、結果的に成形サイクルを短くできるため、より省エネルギ性を高めることができる。即ち、射出充填時の型締装置Ｍｃに対して、積極的な型締力（駆動力）の付与が不要となるため、エネルギ消費を大幅に低減できるとともに、型締機構の構成簡略化を図れるため、部品類の削減によるコストダウンにも寄与できる。

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。

例えば、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃは、油圧ポンプ３ｐを含む油圧回路３により駆動することが最適であるが、他の駆動源や駆動回路を排除するものではない。したがって、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃは、共通の油圧ポンプ３ｐにより駆動することが望ましいが、この駆動方式に限定されるものではない。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とを備えて構成した場合を例示したが同一機能を有する各種型締装置を利用可能である。このため、型締駆動機構部６は、型締シリンダ６ｃを用いるとともに、この型締シリンダ６ｃにはメータアウト回路９を接続することが望ましいが、同様の機能を発揮する他の回路により置換可能である。

本発明に係る射出成形方法及び射出成形機は、各種成形材料を可塑化し、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。

２：成形機コントローラ，３：油圧回路，３ｐ：油圧ポンプ，４：タイバー機構部，５：可動盤，６：型締駆動機構部，６ｃ：型締シリンダ，７：型締盤，８：チャック機構部，９：メータアウト回路，Ｍ：射出成形機，Ｍｉ：射出装置，Ｍｃ：型締装置，Ｒｍ：溶融樹脂，Ｄ：金型，Ｄｍ：可動型，Ｄｃ：固定型，Ｌｇ：型隙間，Ｐｂ：背圧，Ｆｃ：型締制御手段，Ｆｉ：射出制御手段，Ｘｐ：圧縮開始位置

Claims (5)

1. 射出装置により可塑化した低流動性成形材料を用いた溶融樹脂を、型締装置により型締した金型に射出充填して成形を行う射出成形方法において、予め、前記型締装置により、前記金型の可動型と固定型間に所定の型隙間を設け、かつ前記可動型を支持する可動盤の前後の圧力差を０にして型締圧力を０の状態に設定するとともに、前記可動型の型締めを行う型締シリンダにメータアウト回路を接続することにより当該型締シリンダに対して所定の背圧を設定し、この後、前記射出装置により、前記型隙間，前記型締圧力及び前記背圧が設定された前記金型に対して、前記溶融樹脂の射出を開始し、射出充填処理の進行により、前記可動型が予め設定した圧縮開始位置に達すること，又は前記射出充填処理の開始から予め設定した充填未達時間が経過すること，の射出終了条件に達したなら、前記可動型により前記金型内の樹脂を加圧する圧縮処理を行うことにより、当該射出充填処理を終了させる充填終了処理を行うことを特徴とする射出成形方法。
2. 前記射出装置及び前記型締装置は、油圧ポンプを含む油圧回路により駆動することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
3. 前記射出装置及び前記型締装置は、共通の油圧ポンプにより駆動することを特徴とする請求項２記載の射出成形方法。
4. 射出装置により可塑化した低流動性成形材料を用いた溶融樹脂を、型締装置により型締した金型に射出充填して成形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、前記型締装置を制御し、前記金型の可動型と固定型間に所定の型隙間を設け、かつ前記可動型を支持する可動盤の前後の圧力差を０にして型締圧力を０の状態に設定するとともに、前記可動型の型締めを行う型締シリンダにメータアウト回路を接続することにより当該型締シリンダに対して所定の背圧を設定する型締制御手段と、前記射出装置を制御することにより、前記型隙間，前記型締圧力及び前記背圧が設定された前記金型に対して、前記溶融樹脂の射出充填処理を行うとともに、当該射出充填処理により、前記可動型が予め設定した圧縮開始位置に達すること，又は前記射出充填処理の開始から予め設定した充填未達時間が経過すること，の射出終了条件に達したなら、前記可動型により前記金型内の樹脂を加圧する圧縮処理を行うことにより、当該射出充填処理を終了させる充填終了処理を行う射出制御手段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。
5. 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４記載の射出成形機。

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