JP2000167873A - 射出成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多層成形品を高精度に成形することができると
ともに、バリ除去作業等を不要として効率的に多層成形
品を得ることのできる射出成形方法および装置を提供す
る。 【解決手段】射出成形装置１００のコア１３６が上型１
１８に当接した状態で第１のキャビティ２００が形成さ
れ、第１の材料がホットランナ１７４を通ってゲート１
８４から第１のキャビティ２００に射出されて第１の樹
脂板２０および歯部１２が成形される。次に、コア１３
６が上型１１８から離間して第１の樹脂板２０と上型１
１８とで第２のキャビティ２０２が形成される。第２の
材料がホットランナ１７４を通ってゲート１８４から第
２のキャビティ２０２に射出されて第２の樹脂板２２が
第１の樹脂板２０に積層成形され、ヘリカルギア１０が
製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性材料を使
用して多層成形品を製造するための射出成形方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数の種類の樹脂等の材料を
使用して射出成形するための装置として、例えば、実公
平５−１８１１１号公報に開示されている射出成形用金
型装置が知られている。この射出成形用金型装置は、第
１キャビティを構成するキャビティ型とコア型とを有
し、コア型には第１キャビティ内に進退可能でかつ第２
キャビティが形成された移動コアが設けられる。

【０００３】この射出成形用金型装置で成形を行う場
合、先ず、移動コアが第１キャビティに進出した状態で
第１次射出用ゲートから第２キャビティに第１材料を射
出充填し、次に、移動コアを第１材料により成形された
成形品とともに後退させ、第２次射出用ゲートから第１
キャビティに第２材料を射出充填して成形品を得る。

【０００４】しかしながら、上記の従来の射出成形用金
型装置では、第１キャビティに第２材料を充填した際、
移動コアとコア型との間にバリが発生する懸念があり、
成形精度が低下するとともに、このバリを取り除くため
の工程が必要となるという問題がある。

【０００５】一方、特公平１−３９３２７号公報に開示
されている射出成形方法および装置では、固定金型と可
動金型との間に形成されたキャビティに多色成形用ゲー
トまたは多層成形用ゲートのいずれかが連通し、それぞ
れのゲートが切換弁を介して各可塑化射出装置に接続さ
れている。

【０００６】この射出成形装置によって多層射出成形を
する場合、切換弁により多層成形用ゲートと複数の可塑
化射出装置とを接続し、一方の可塑化射出装置により第
１の材料をキャビティ内に射出して成形品の外周部を成
形し、次いで、他方の可塑化射出装置により第２の材料
を射出して成形品の内部を成形する。

【０００７】しかしながら、この装置では、最初に射出
成形された第１の材料からなる不安定な状態の成形品の
内部に第２の材料が射出されるため、最終的に得られる
成形品の形状の精度が十分に確保されないおそれがあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決すべくなされたものであって、多層成形品を高精度
に成形することができるとともに、バリ除去作業等を不
要として効率的に多層成形品を得ることのできる射出成
形方法および装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、第１の金型と第２の金型とを当接さ
せ、前記第２の金型の凸部を構成する壁部と前記第１の
金型の凹部を構成する壁部との間に密閉された第１のキ
ャビティを形成する工程と、第１の材料を前記第２の金
型に設けられたランナに流通させ、前記第２の金型に設
けられたゲートから前記第１のキャビティに射出して成
形する工程と、前記第１の金型を前記第１のキャビティ
に成形された成形品とともに前記第２の金型から離間す
る方向に移動させ、前記第２の金型の凸部によって前記
成形品の一部を支持した状態で、前記第２の金型の凸部
を構成する壁部と前記成形品の凹部を構成する壁部との
間に密閉された第２のキャビティを形成する工程と、前
記第１の材料が流通した前記ランナに第２の材料を流通
させ、前記第１の材料が射出された前記ゲートから前記
第２の材料を前記第２のキャビティに射出して成形する
工程と、を有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、接近、離間可能に構成さ
れる凹部を有する第１の金型および凸部を有する第２の
金型と、前記第１の金型と前記第２の金型とを互いに当
接させることで第１のキャビティを形成する一方、前記
第１の金型を前記第１のキャビティに成形された成形品
とともに前記第２の金型から離間する方向に移動させ、
前記第２の金型の凸部によって前記成形品の一部を支持
した状態で、前記第２の金型の凸部を構成する壁部と前
記成形品の凹部を構成する壁部との間に密閉された第２
のキャビティを形成する金型変位機構と、前記第２の金
型に設けられ、前記第１の金型の凹部を構成する壁部と
前記第２の金型の凸部を構成する壁部との間に形成され
る前記第１のキャビティおよび前記第２のキャビティに
連通し、成形用の材料が流通するゲートおよびランナ
と、を備えることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、金型変位機構を用いて第
１の金型を第２の金型から離間する方向に変位させたと
き、第１の材料により成形された成形品の一部が第２の
金型の凸部によって支持されるため、該成形品が十分に
固化していない状態であっても成形品の変形が阻止され
る。また、第２の材料を第２のキャビティに射出する
際、第１の材料により成形された成形品の一部が冷却さ
れることで第２の金型の凸部側に変位し、該凸部と密着
する。このため、第２の材料と、第１の材料からなる成
形品の一部との密着力が増大し、バリの発生が阻止され
る。従って、成形品の成形精度を向上させることができ
るとともに、バリを除去する作業を不要とすることがで
きる。

【００１２】この場合、前記第２の金型に対して変位可
能な第１の金型を構成するコアを設け、前記第１のキャ
ビティを形成する工程では、前記コアを前記第２の金型
に当接させ、前記第２の金型の凸部を構成する壁部と前
記コアの凹部を構成する壁部との間に密閉された第１の
キャビティを形成し、前記第２のキャビティを形成する
工程では、前記コアを前記第２の金型から離間する方向
に移動させ、前記第２の金型の凸部を構成する壁部と前
記成形品の凹部を構成する壁部との間に密閉された第２
のキャビティを形成すると、前記第２のキャビティを形
成する際に前記コアだけを移動すればよいため、駆動系
を小さくすることができ、好適である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る射出成形方法につい
て、それを実施する装置との関係において、好適な実施
の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

【００１４】図１において、参照符号１０は、本実施の
形態に係る射出成形装置１００によって製造される成形
品であるヘリカルギアを示す。

【００１５】ヘリカルギア１０は、外周部に形成された
歯部１２と、歯部１２の内側に形成された円板部１６と
からなり、歯部１２の外壁に形成された山部１４はヘリ
カルギア１０の軸線に対して傾斜している。円板部１６
の中央には孔部１８が形成される。円板部１６は第１の
樹脂板２０と第２の樹脂板２２からなる二層構造に形成
される。第１の樹脂板２０と歯部１２とは、潤滑性に優
れ、強度の高い樹脂からなる第１の材料で一体的に形成
され、一方、第２の樹脂板２２は成形の際に収縮率の小
さい樹脂からなる第２の材料で形成される。なお、第１
の材料と第２の材料とが同一の材料であってもよい。

【００１６】次に、前記ヘリカルギア１０を製造する本
実施の形態に係る射出成形装置１００について、図２お
よび図３を参照して説明する。

【００１７】この射出成形装置１００は、板状の下型取
付部材１１２に固着された下型（第１の金型）１１４
と、上型取付部材１１６に固着された上型（第２の金
型）１１８とを備える。下型１１４には凹部１２０が形
成され、凹部１２０を構成する底部には進退機構（金型
変位機構）１２６が設けられる。進退機構１２６は、下
面が傾斜した変位部材１２８と、変位部材１２８に摺動
自在に係合し上面が傾斜したカム部材１３０とを有し、
カム部材１３０には下型１１４の側部に設けられたシリ
ンダ１３２のシリンダロッド１３４が固着される。

【００１８】変位部材１２８の上部には凹部１２０を構
成する壁部に摺動自在な支持板１３５が固着され、支持
板１３５の上部にはコア１３６が固着される。コア１３
６の下部には凹部１３８が形成され、凹部１３８には板
状部材１４０が変位可能に配設される。板状部材１４０
の下部には支持板１３５、進退機構１２６、下型１１４
および下型取付部材１１２を挿通してエジェクタピン１
４２が固着され、板状部材１４０の上部にはコア１３６
を挿通してリターンピン１４４が立設される。また、板
状部材１４０の上部には複数の押出ピン１４６が立設さ
れ、押出ピン１４６の上部はコア１３６の上部に形成さ
れた凹部１４８を構成する底部に突出可能である。凹部
１４８を構成する底部中央には凸部１５０が形成され
る。

【００１９】コア１３６には凹部１４８を構成する内壁
に沿って歯部成形部材１５２が設けられ、歯部成形部材
１５２の外周にはフランジ部１５４が形成される。フラ
ンジ部１５４の上部にはボールベアリング１５６が配設
され、このため、歯部成形部材１５２はコア１３６に挿
通されたリターンピン１４４を中心として回転自在に構
成される。コア１３６には該コア１３６を冷却するため
の冷却水を導入する冷却水通路１５８が形成される。

【００２０】上型１１８の下部にはコア１３６の凹部１
４８に臨入する凸部１６８が形成される。凸部１６８の
中央には凹部１７２が形成され、凹部１７２にはコア１
３６の凸部１５０が臨入する。凸部１６８の外周部には
コア１３６の変位方向と平行する平行面１７０が形成さ
れる。

【００２１】なお、下型１１４と上型１１８とが型締め
されると、コア１３６の凹部１４８を構成する底部、凸
部１５０を構成する壁部、歯部成形部材１５２の内周、
上型１１８の凸部１６８を構成する壁部および平行面１
７０によってキャビティが形成される。

【００２２】上型１１８にはホットランナ１７４が設け
られる。ホットランナ１７４は、鉛直方向に延在する複
数の筒状部１７６と、それぞれの筒状部１７６に連結さ
れた連結部１７８と、連結部１７８に設けられ、上型１
１８の上部に配設された供給機構１８０に連通する供給
部１８２とを有する。筒状部１７６の下端部は凸部１６
８と同一平面に形成され、筒状部１７６の内壁には下方
に向かって縮径したゲート１８４が形成される。筒状部
１７６の内部には筒状のヒータ１８８が設けられる。ま
た、連結部１７８にもヒータ１８９が設けられる。上型
１１８の上部に形成された凹部１９０には蓋部材１９２
が嵌合し、このため、ホットランナ１７４が蓋部材１９
２によって押さえられる。上型１１８には該上型１１８
を冷却するための冷却水を導入する冷却水通路１９４が
形成される。

【００２３】本実施の形態に係る射出成形装置１００
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
に、この射出成形装置１００の使用方法について、本実
施の形態に係る射出成形方法との関連で、図４に示すフ
ローチャートを参照して説明する。

【００２４】先ず、供給機構１８０を制御する図示しな
いコントローラにより第１の材料を計量し、該第１の材
料を所定量だけ供給機構１８０から導出する準備をして
おく（ステップＳ１）。次いで、図２に示すように、下
型１１４が上型１１８に向かって変位することで型締め
される（ステップＳ２）。さらに、シリンダ１３２の駆
動作用下にカム部材１３０が矢印Ａ方向に変位し、変位
部材１２８の傾斜した下面とカム部材１３０の傾斜した
上面との係合作用下にコア１３６が上型１１８に向かっ
て移動し、コア１３６の上面が上型１１８の下面に当接
する（ステップＳ３）。このため、コア１３６の凹部１
４８を構成する壁部、凸部１５０を構成する壁部、歯部
成形部材１５２の内周、上型１１８の凸部１６８を構成
する壁部および平行面１７０により第１のキャビティ２
００が形成される。

【００２５】次に、前記ステップＳ１で所定量に計量さ
れた第１の材料が供給機構１８０からホットランナ１７
４に供給され、ヒータ１８８、１８９により溶融した状
態を維持しながらゲート１８４から射出され、第１のキ
ャビティ２００に充填される（ステップＳ４）。これに
より、ヘリカルギア１０の歯部１２および第１の樹脂板
２０が成形される。この歯部１２の内周には凸部１６８
に形成された平行面１７０に対応した面２４が成形され
る。

【００２６】次いで、第２の材料を計量し、該第２の材
料を所定量だけ供給機構１８０から導出する準備をして
おく（ステップＳ５）。

【００２７】次に、第１の材料が固化し、しかしなが
ら、十分に冷えないうちに、シリンダ１３２を駆動して
変位部材１２８を矢印Ｂ方向に変位させ、図３に示すよ
うに、コア１３６を上型１１８から離間させる（ステッ
プＳ６）。このとき、上型１１８の凸部１６８、ステッ
プＳ４で成形されたヘリカルギア１０の歯部１２の内周
の面２４、第１の樹脂板２０の上面および凸部１５０の
外壁部により第２のキャビティ２０２が形成される。こ
の第２のキャビティ２０２は、コア１３６の上面と上型
１１８の下面とが離間しているにも拘わらず、平行面１
７０により成形された面２４によりコア１３６の上面と
上型１１８の下面との空間から隔離され、密封状態が維
持される。この時点では、第１の材料がまだ十分に固化
していないが、歯部１２の面２４が平行面１７０により
支持されるため、歯部１２の変形が阻止される。従っ
て、歯部１２の成形精度が向上する。

【００２８】供給機構１８０が切り替えられ、前記ステ
ップＳ５で所定量に計量された第２の材料がホットラン
ナ１７４に供給され、ヒータ１８８、１８９により溶融
した状態を維持しながらゲート１８４から射出され、第
２のキャビティ２０２に充填される（ステップＳ７）。
これにより、ヘリカルギア１０の第２の樹脂板２２が成
形される。このとき、第１の樹脂板２０はまだ十分に固
化した状態になっていない。そこへ、ホットランナ１７
４内に溶融した状態で残留していた第１の材料が第２の
材料に押し出されて第１の樹脂板２０上に射出されて該
第１の樹脂板２０の表面が溶融し、第２の材料からなる
第２の樹脂板２２が成形される。このため、第１の樹脂
板２０と第２の樹脂板２２とが強固に固着される。ま
た、第２の材料が、凸部１６８の平行面１７０と、歯部
１２の内周の面２４との間隙に導入されることが懸念さ
れるが、第１の材料が冷却される際、面２４が平行面１
７０側に変位するため、面２４と平行面１７０とが密着
することになる。このため、第２の材料の面２４に対す
る密着力が増大し、バリの発生が回避される。従って、
成形されたヘリカルギア１０に発生するバリを減少させ
ることができ、成形品質を向上させることができる。

【００２９】また、第１のキャビティ２００によって第
１の樹脂板２０および歯部１２が正確に成形されて固化
した後、該第１の樹脂板２０および該歯部１２と凸部１
６８とによって第２のキャビティ２０２が形成されるた
め、第２の材料が射出される際に第２のキャビティ２０
２の形状が安定しており、第２の樹脂板２２が正確な形
状に成形され、最終的に成形されるヘリカルギア１０の
形状の精度が十分に確保される。

【００３０】このようにしてヘリカルギア１０が成形さ
れ、ヘリカルギア１０が固化するまで冷却した後（ステ
ップＳ８）、下型１１４を上型１１８から離間させて型
開きする（ステップＳ９）。次に、エジェクタピン１４
２が上昇すると、押出ピン１４６が上昇してヘリカルギ
ア１０を押圧する。従って、ヘリカルギア１０は上昇
し、成形品であるヘリカルギア１０がコア１３６から取
り出される（ステップＳ１０）。このとき、歯部１２に
係合している歯部成形部材１５２は山部１４の傾斜に従
って回転し、歯部１２と歯部成形部材１５２との係合が
解除される。

【００３１】なお、ステップＳ８でヘリカルギア１０を
冷却させるのと並行して、第１の材料を計量して供給機
構１８０から導出する準備をしておくと、射出成形処理
に必要なサイクルタイムを短縮することができ、製造効
率が向上する。

【００３２】以上のようにして成形されたヘリカルギア
１０は、射出成形装置１００から次の工程に搬送され
る。

【００３３】本実施の形態に係る射出成形装置１００を
用いた射出成形方法では、第１の材料により第１の樹脂
板２０および歯部１２を成形した後、コア１３６を上型
１１８から離間させたとき、歯部１２の面２４が平行面
１７０により支持されるため、第１の材料が十分に固化
していない状態であっても歯部１２の変形が阻止され
る。また、第２のキャビティ２０２を構成する面２４
と、該面２４を成形する平行面１７０との間に第２の材
料が導入されることが懸念されるが、第１の材料の一部
が冷却されることで面２４が平行面１７０側に変位し、
面２４と平行面１７０とがより密着することになるた
め、第２の材料の面２４に対する密着力が増大し、バリ
の発生が回避される。従って、成形品からバリを除去す
る作業をなくし、効率的にヘリカルギア１０を製造する
ことができる。

【００３４】本実施の形態では、下型１１４にコア１３
６が変位可能に設けられ、下型１１４と上型１１８とが
当接した状態でコア１３６を移動させて第２のキャビテ
ィ２０２を形成しているが、下型１１４、上型１１８を
移動させる駆動力を十分に確保できる場合には、下型１
１４をコア１３６と一体的に形成し、下型取付部材１１
２と下型１１４との間に図示しない進退機構を設けて下
型１１４と上型１１８とを離間する方向に変位させて第
２のキャビティ２０２を形成してもよい。

【００３５】この場合、下型１１４の上面と上型１１８
の下面との間に隙間が形成されたときに、下型１１４と
上型１１８とが離間して不安定になり、位置誤差が生じ
る懸念がある。そこで、この隙間にスペーシングプレー
トを水平方向に挿入して下型１１４に対して上型１１８
を支持したり、上型１１８に油圧シリンダを設け、下型
１１４と上型１１８とが離間したときに油圧シリンダの
ピストンロッドを突出させて下型１１４の上面に当接さ
せ、上型１１８に対して下型１１４を支持したり、ある
いは、下型１１４と上型１１８とに挿通するタイバーを
設けると、位置誤差の発生を防止することができ、成形
されるヘリカルギア１０の成形精度が向上する。

【００３６】また、第１の材料と第２の材料とが同一の
材料である場合には、供給機構１８０の切り替えが不要
となることは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る射出成形方法および装置に
よれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。

【００３８】第１の材料を第１のキャビティに射出して
成形した後、第１の金型と第２の金型とを離間させたと
き、成形された成形品の一部が第２の金型の凸部によっ
て支持されるため、第１の材料が十分に固化していない
状態であっても成形品の変形が阻止される。また、第２
の材料を第２のキャビティに射出する際、第１の材料に
より成形された成形品の一部が冷却されることで第２の
金型の凸部側に変位し、該凸部と密着する。このため、
第２の材料と、第１の材料からなる成形品の一部との密
着力が増大し、バリの発生が阻止される。従って、成形
品の成形精度を向上させることができ、さらに、バリを
除去する作業が不要となり、効率的に成形品を製造する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る射出成形方法によっ
て成形されるヘリカルギアを示す一部破断斜視図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態に係る射出成形装置におい
て、第１の材料を充填した状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る射出成形装置におい
て、第２の材料を充填した状態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る射出成形方法を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０…ヘリカルギア ２０…第１の樹脂
板 ２２…第２の樹脂板 ２４…面 １００…射出成形装置 １１４…下型 １１８…上型 １３６…コア １５２…歯部成形部材 １７０…平行面 １７４…ホットランナ １８４…ゲート ２００…第１のキャビティ ２０２…第２のキ
ャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AG19 AG22 AH12 AM33 CA11 CB01 CB27 CC01 CK06 CK17 CK25 CK52 CK54 CK59 CL42 4F206 AG19 AG22 AH12 AM33 JA07 JB25 JC01 JL02 JM05 JM16 JN12 JN13 JN22 JN25 JN33 JQ81 JT05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の金型と第２の金型とを当接させ、前
   記第２の金型の凸部を構成する壁部と前記第１の金型の
   凹部を構成する壁部との間に密閉された第１のキャビテ
   ィを形成する工程と、 第１の材料を前記第２の金型に設けられたランナに流通
   させ、前記第２の金型に設けられたゲートから前記第１
   のキャビティに射出して成形する工程と、 前記第１の金型を前記第１のキャビティに成形された成
   形品とともに前記第２の金型から離間する方向に移動さ
   せ、前記第２の金型の凸部によって前記成形品の一部を
   支持した状態で、前記第２の金型の凸部を構成する壁部
   と前記成形品の凹部を構成する壁部との間に密閉された
   第２のキャビティを形成する工程と、 前記第１の材料が流通した前記ランナに第２の材料を流
   通させ、前記第１の材料が射出された前記ゲートから前
   記第２の材料を前記第２のキャビティに射出して成形す
   る工程と、 を有することを特徴とする射出成形方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記第１のキャビティを形成する工程では、前記第１の
   金型を構成し、前記第２の金型に対して変位自在に設け
   られたコアを前記第２の金型に当接させ、前記第２の金
   型の凸部を構成する壁部と前記コアの凹部を構成する壁
   部との間に密閉された第１のキャビティを形成し、前記
   第２のキャビティを形成する工程では、前記コアを前記
   第２の金型から離間する方向に移動させ、前記第２の金
   型の凸部を構成する壁部と前記成形品の凹部を構成する
   壁部との間に密閉された第２のキャビティを形成するこ
   とを特徴とする射出成形方法。
3. 【請求項３】接近、離間可能に構成される凹部を有する
   第１の金型および凸部を有する第２の金型と、 前記第１の金型と前記第２の金型とを互いに当接させる
   ことで第１のキャビティを形成する一方、前記第１の金
   型を前記第１のキャビティに成形された成形品とともに
   前記第２の金型から離間する方向に移動させ、前記第２
   の金型の凸部によって前記成形品の一部を支持した状態
   で、前記第２の金型の凸部を構成する壁部と前記成形品
   の凹部を構成する壁部との間に密閉された第２のキャビ
   ティを形成する金型変位機構と、 前記第２の金型に設けられ、前記第１の金型の凹部を構
   成する壁部と前記第２の金型の凸部を構成する壁部との
   間に形成される前記第１のキャビティおよび前記第２の
   キャビティに連通し、成形用の材料が流通するゲートお
   よびランナと、を備えることを特徴とする射出成形装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、 前記第１の金型を構成し、前記第２の金型に対して変位
   可能なコアを有し、前記コアに形成された凹部を構成す
   る壁部と前記第２の金型の凸部を構成する壁部との間に
   前記キャビティが形成されることを特徴とする射出成形
   装置。