JP2002086499A - ガスアシスト成形用金型 - Google Patents
ガスアシスト成形用金型Info
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- pressurized gas
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- pressure
- molding
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/1703—Introducing an auxiliary fluid into the mould
- B29C45/1704—Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加圧ガスの充填を、キャビティ空間容量を変
化させる金型構造により対処するだけでなく、加圧ガス
の伸展挙動を踏まえた加圧ガスゲートの位置を所定の範
囲内に特定することによって加圧ガスの効果的な充填を
促す手段をもたらすことができると共に、加圧ガスゲー
トの位置を特定する範囲の選定手段として成形予測ツー
ルを用い、圧力分布を参照することによって加圧ガスが
樹脂圧力の高い位置から低い位置にスムーズに伸展する
ことができる。 【解決手段】 固定側金型と可動側金型の間に形成され
たキャビティを有するガスアシスト成形用金型におい
て、成形予測ツールを用いて加圧ガス射出時における樹
脂の圧力分布によって、最大圧力のほぼ２／３以上の位
置に加圧ガスゲートを配置することを特徴とする。
化させる金型構造により対処するだけでなく、加圧ガス
の伸展挙動を踏まえた加圧ガスゲートの位置を所定の範
囲内に特定することによって加圧ガスの効果的な充填を
促す手段をもたらすことができると共に、加圧ガスゲー
トの位置を特定する範囲の選定手段として成形予測ツー
ルを用い、圧力分布を参照することによって加圧ガスが
樹脂圧力の高い位置から低い位置にスムーズに伸展する
ことができる。 【解決手段】 固定側金型と可動側金型の間に形成され
たキャビティを有するガスアシスト成形用金型におい
て、成形予測ツールを用いて加圧ガス射出時における樹
脂の圧力分布によって、最大圧力のほぼ２／３以上の位
置に加圧ガスゲートを配置することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックのガ
スアシスト成形用金型に関するもので、特に、ガスアシ
スト射出成形において、樹脂ゲートと加圧ゲートとの位
置を特定することによって、ガスアシスト射出成形の効
果を十分に得ることができるガスアシスト成形用金型に
関するものである。
スアシスト成形用金型に関するもので、特に、ガスアシ
スト射出成形において、樹脂ゲートと加圧ゲートとの位
置を特定することによって、ガスアシスト射出成形の効
果を十分に得ることができるガスアシスト成形用金型に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガスアシスト射出成形は、例え
ば、自動車、家電、ＯＡなどの広い分野において多岐に
亙って広く用いられている。特に、厚肉部を有する成形
品に対しては、その厚肉部に加圧流体を圧入して、樹脂
部の内側からキャビティ面に向って圧力を作用すること
で、肉厚を薄く均一にしている。これによって、樹脂の
収縮によるヒケを防止すると同時に、樹脂肉厚の中空部
の代替えによる材料の削減および製品の軽量化を図るこ
とができるために積極的に用いられている。また、薄肉
の製品にリブ（このようなリブは、一般にガスチャネル
と呼ばれている）を設けて、そこに積極的に加圧流体を
圧入することで、製品の剛性強化およびガスチャネルで
の圧力均一化によるヒケおよびソリの低減を図ることが
できる。
ば、自動車、家電、ＯＡなどの広い分野において多岐に
亙って広く用いられている。特に、厚肉部を有する成形
品に対しては、その厚肉部に加圧流体を圧入して、樹脂
部の内側からキャビティ面に向って圧力を作用すること
で、肉厚を薄く均一にしている。これによって、樹脂の
収縮によるヒケを防止すると同時に、樹脂肉厚の中空部
の代替えによる材料の削減および製品の軽量化を図るこ
とができるために積極的に用いられている。また、薄肉
の製品にリブ（このようなリブは、一般にガスチャネル
と呼ばれている）を設けて、そこに積極的に加圧流体を
圧入することで、製品の剛性強化およびガスチャネルで
の圧力均一化によるヒケおよびソリの低減を図ることが
できる。
【０００３】このようなガスアシスト射出成形がもたら
す効果としては、さらに製品のデザイン自由化／一体化
であり、さらにまた、厚肉形状の薄肉化による成形サイ
クルの向上などの利点が挙げられる。
す効果としては、さらに製品のデザイン自由化／一体化
であり、さらにまた、厚肉形状の薄肉化による成形サイ
クルの向上などの利点が挙げられる。
【０００４】しかしながら、ガスアシスト成形におい
て、金型設計や成形条件が不十分であった場合、加圧ガ
スが所望の箇所、例えば成形品の加圧ガス充填末端部ま
で行き渡らず、ガスアシスト成形の効果を十分に得るこ
とができないといった問題がある。
て、金型設計や成形条件が不十分であった場合、加圧ガ
スが所望の箇所、例えば成形品の加圧ガス充填末端部ま
で行き渡らず、ガスアシスト成形の効果を十分に得るこ
とができないといった問題がある。
【０００５】このような問題に対して、例えば特開平０
９−１６４５５９号公報記載の金型装置では、ガスチャ
ンネル部に圧力センサを取付けることで加圧ガスの通過
を検知し、そのタイミングをとってガスチャンネル部の
入れ子を後退させることでチャンネル部の空間容量を拡
大し、加圧ガスの注入を促すという提案がなされてい
る。
９−１６４５５９号公報記載の金型装置では、ガスチャ
ンネル部に圧力センサを取付けることで加圧ガスの通過
を検知し、そのタイミングをとってガスチャンネル部の
入れ子を後退させることでチャンネル部の空間容量を拡
大し、加圧ガスの注入を促すという提案がなされてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手段により加圧ガスを所望の箇所に充填させるため
には、その空間容量を拡大するための金型構造が必要と
なり、複雑なものとなってしまう。また、このような手
段を用いたとしても加圧ガスの伸展挙動を考えずに金型
設計を行っては十分な効果を得ることができない。
うな手段により加圧ガスを所望の箇所に充填させるため
には、その空間容量を拡大するための金型構造が必要と
なり、複雑なものとなってしまう。また、このような手
段を用いたとしても加圧ガスの伸展挙動を考えずに金型
設計を行っては十分な効果を得ることができない。
【０００７】従って、本発明の目的は、上記のような問
題点を解決するために、先のように加圧ガスの充填を、
キャビティ空間容量を変化させる金型構造により対処す
るだけでなく、加圧ガスの伸展挙動を踏まえた加圧ガス
ゲートの位置を或る範囲内に特定することによって加圧
ガスの効果的な充填を促す手段をもたらすことができる
ガスアシスト成形用金型を提供することにある。
題点を解決するために、先のように加圧ガスの充填を、
キャビティ空間容量を変化させる金型構造により対処す
るだけでなく、加圧ガスの伸展挙動を踏まえた加圧ガス
ゲートの位置を或る範囲内に特定することによって加圧
ガスの効果的な充填を促す手段をもたらすことができる
ガスアシスト成形用金型を提供することにある。
【０００８】さらにまた、本発明の別の目的は、加圧ガ
スゲートの位置を特定する範囲の選定手段として成形予
測ツールを用いて、圧力分布を参照することによって加
圧ガスが樹脂圧力の高い位置から低い位置にスムーズに
伸展することができるガスアシスト成形用金型を提供す
ることにある。
スゲートの位置を特定する範囲の選定手段として成形予
測ツールを用いて、圧力分布を参照することによって加
圧ガスが樹脂圧力の高い位置から低い位置にスムーズに
伸展することができるガスアシスト成形用金型を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のガスアシスト成形用金型は、固定側金型
と可動側金型の間に形成されたキャビティを有するガス
アシスト成形用金型において、成形予測ツールを用いて
予測した加圧ガス射出時における樹脂の圧力分布によっ
て、最大圧力のほぼ２／３以上の位置に加圧ガスゲート
を配置することを特徴とする。
めに、本発明のガスアシスト成形用金型は、固定側金型
と可動側金型の間に形成されたキャビティを有するガス
アシスト成形用金型において、成形予測ツールを用いて
予測した加圧ガス射出時における樹脂の圧力分布によっ
て、最大圧力のほぼ２／３以上の位置に加圧ガスゲート
を配置することを特徴とする。
【００１０】また、本発明のガスアシスト成形用金型
は、前記加圧ガスの伸展をより促進させるために加圧ガ
スが通過する箇所の金型キャビティの空間を拡大させる
ような金型構造とすることを特徴とする。
は、前記加圧ガスの伸展をより促進させるために加圧ガ
スが通過する箇所の金型キャビティの空間を拡大させる
ような金型構造とすることを特徴とする。
【００１１】本発明のその他の目的と特徴および利点等
は以下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかにな
ろう。
は以下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかにな
ろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】（実施例）図１乃至図５は本発明
のガスアシスト成形用金型の一実施例を示す図で、図１
は本発明のガスアシスト成形用金型の実施例における成
形品形状として、本発明が適用される一例としてのプリ
ンタ用トナーカートリッジを示す図で、（ａ）はトナー
カートリッジの平面図で、（ｂ）は正面図、図２は本発
明のガスアシスト成形用金型の構成を示す図、図３は成
形予測ツールによる加圧ガス射出開始時の成形品圧力分
布図で、図４は本発明のガスアシスト成形用金型におけ
る設計した加圧ガスゲート位置を示す図、図５は加圧ガ
スゲート位置による成形品の反り安定性を比較して示す
グラフである。
のガスアシスト成形用金型の一実施例を示す図で、図１
は本発明のガスアシスト成形用金型の実施例における成
形品形状として、本発明が適用される一例としてのプリ
ンタ用トナーカートリッジを示す図で、（ａ）はトナー
カートリッジの平面図で、（ｂ）は正面図、図２は本発
明のガスアシスト成形用金型の構成を示す図、図３は成
形予測ツールによる加圧ガス射出開始時の成形品圧力分
布図で、図４は本発明のガスアシスト成形用金型におけ
る設計した加圧ガスゲート位置を示す図、図５は加圧ガ
スゲート位置による成形品の反り安定性を比較して示す
グラフである。
【００１３】本発明は、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に
示されるプリンタ用トナーカートリッジのような成形品
に適用することができるもので、さらに、図２には、こ
のような成形品を得るための、本発明のガスアシスト成
形用金型の構成の一例が示されている。
示されるプリンタ用トナーカートリッジのような成形品
に適用することができるもので、さらに、図２には、こ
のような成形品を得るための、本発明のガスアシスト成
形用金型の構成の一例が示されている。
【００１４】図示されるように、本発明のガスアシスト
成形用金型１０は、固定側金型１１と可動側金型１２と
から成り、これら固定側金型１１と可動側金型１２との
間に成形品Ｓのためのキャビティ１４が形成されてい
て、溶融した樹脂は、図示しない射出成形機のノズルか
ら、固定側金型１１のスプルー１５を介して樹脂ゲート
１６を経てキャビティ１４に充填され、キャビティ１４
内において圧力分布を持つようになる。他方、加圧ガス
は、可動側金型１２の加圧ガスノズル１７から加圧ガス
ゲート１８を経て注入されて、キャビティ１４内に充填
された樹脂に対して注入されるが、この時に、加圧ガス
ゲート１８の位置１８ａは、成形予測ツールによって予
測された加圧ガス射出時における樹脂圧力分布からピー
ク値のほぼ２／３以上の範囲内に配置されるように設計
されており、従って、加圧ガスが加圧ガスノズル１７か
ら加圧ガスゲート１８を経て注入されて、加圧ガスが通
過する箇所のキャビティ１４の空間を拡大させるような
金型構造に形成されている。なお、位置Ｐは、成形品Ｓ
における反り測定位置である。
成形用金型１０は、固定側金型１１と可動側金型１２と
から成り、これら固定側金型１１と可動側金型１２との
間に成形品Ｓのためのキャビティ１４が形成されてい
て、溶融した樹脂は、図示しない射出成形機のノズルか
ら、固定側金型１１のスプルー１５を介して樹脂ゲート
１６を経てキャビティ１４に充填され、キャビティ１４
内において圧力分布を持つようになる。他方、加圧ガス
は、可動側金型１２の加圧ガスノズル１７から加圧ガス
ゲート１８を経て注入されて、キャビティ１４内に充填
された樹脂に対して注入されるが、この時に、加圧ガス
ゲート１８の位置１８ａは、成形予測ツールによって予
測された加圧ガス射出時における樹脂圧力分布からピー
ク値のほぼ２／３以上の範囲内に配置されるように設計
されており、従って、加圧ガスが加圧ガスノズル１７か
ら加圧ガスゲート１８を経て注入されて、加圧ガスが通
過する箇所のキャビティ１４の空間を拡大させるような
金型構造に形成されている。なお、位置Ｐは、成形品Ｓ
における反り測定位置である。
【００１５】この時に、成形品に対して成形予測ツール
（ＣＡＥ）を用いて圧力分布が予測される。成形予測ツ
ールは、必ずしもガスアシスト成形に対応したものでな
くても良い。表１に、この時のモデル形状および解析条
件を以下の通り示す。なお、解析条件としてガスアシス
ト成形であることから一般に樹脂による保圧は行わない
が、解析上で樹脂を充填し、圧力計算を行わせるために
保圧解析をごく微少時間に設定した。
（ＣＡＥ）を用いて圧力分布が予測される。成形予測ツ
ールは、必ずしもガスアシスト成形に対応したものでな
くても良い。表１に、この時のモデル形状および解析条
件を以下の通り示す。なお、解析条件としてガスアシス
ト成形であることから一般に樹脂による保圧は行わない
が、解析上で樹脂を充填し、圧力計算を行わせるために
保圧解析をごく微少時間に設定した。
【００１６】
【表１】 表１ 解析条件 樹脂データ 樹脂名 ＨＩＰＳ 樹脂温度 ２１５℃ 流動解析データ 充填時間 １．５ｓｅｃ 保圧解析データ 保持圧力 ４００ｋｇ／ｃｍ2 保持時間 ０．０５ｓｅｃ 冷却解析データ 冷却時間 １０．０ｓｅｃ 境界条件データ 境界温度 １５℃
【００１７】また、加圧ガスの射出時間を樹脂射出開始
より、３．５ｓｅｃ後とし、表１の条件から冷却開始時
間より、３．５ｓｅｃ−１．５ｓｅｃ＝２．０ｓｅｃ後
の圧力分布を参照した。図３にその圧力分布を示す。
より、３．５ｓｅｃ後とし、表１の条件から冷却開始時
間より、３．５ｓｅｃ−１．５ｓｅｃ＝２．０ｓｅｃ後
の圧力分布を参照した。図３にその圧力分布を示す。
【００１８】図３のこの圧力分布を元に、成形品Ｓ内の
最大圧力を１とした時に、その圧力の、ほぼ２／３以上
となる範囲を選択する。そうして、この範囲内に加圧ガ
スゲート１８が位置するように設計する。図４にその設
計例が示される。図４中の、加圧ガスゲート１８の位置
１８ａは、成形品Ｓ内の最大圧力のほぼ２／３以上の位
置であり、位置１８ｂは、樹脂ゲート１６部分の圧力の
ほぼ２／３以下の位置であり、これらの位置１８ａ、１
８ｂに加圧ガスゲート１８が位置するように、それぞれ
設計した例である。
最大圧力を１とした時に、その圧力の、ほぼ２／３以上
となる範囲を選択する。そうして、この範囲内に加圧ガ
スゲート１８が位置するように設計する。図４にその設
計例が示される。図４中の、加圧ガスゲート１８の位置
１８ａは、成形品Ｓ内の最大圧力のほぼ２／３以上の位
置であり、位置１８ｂは、樹脂ゲート１６部分の圧力の
ほぼ２／３以下の位置であり、これらの位置１８ａ、１
８ｂに加圧ガスゲート１８が位置するように、それぞれ
設計した例である。
【００１９】（実験例）図４の位置１８ａおよび位置１
８ｂの加圧ガスゲート１８の設計によってガスアシスト
成形をそれぞれ３０ショットずつ繰り返して行った。こ
のときの成形条件を表２に示す。
８ｂの加圧ガスゲート１８の設計によってガスアシスト
成形をそれぞれ３０ショットずつ繰り返して行った。こ
のときの成形条件を表２に示す。
【００２０】
【表２】 表２ 実成形条件 樹脂名 ＨＩＰＳ 冷却水温度 １５℃ シリンダ温度 ２１５℃ 冷却時間 １０．０ｓｅｃ 充填時間 １．５ｓｅｃ 加圧ガス遅延時間 ３．５ｓｅｃ 樹脂保持時間 ０ｓｅｃ 加圧ガス圧縮量 ７０ｍｍ
【００２１】その結果、図５に示すように、本発明の手
法に基づく加圧ガスゲート１８の位置１８ａの設計にお
ける成形では、加圧ガスは成形品Ｓ全域に対し良好に伸
展でき、それに伴う安定した成形品Ｓを得ることができ
ることを確認した。
法に基づく加圧ガスゲート１８の位置１８ａの設計にお
ける成形では、加圧ガスは成形品Ｓ全域に対し良好に伸
展でき、それに伴う安定した成形品Ｓを得ることができ
ることを確認した。
【００２２】このように、本発明のガスアシスト成形用
金型によれば、ガスアシスト成形において加圧ガスゲー
トの位置を、ある範囲内に特定することで、成形品への
加圧ガスの充填不良を解消し、安定したガスアシスト成
形品を得ることができる。
金型によれば、ガスアシスト成形において加圧ガスゲー
トの位置を、ある範囲内に特定することで、成形品への
加圧ガスの充填不良を解消し、安定したガスアシスト成
形品を得ることができる。
【００２３】また、加圧ガスゲートの位置を特定する範
囲の選定法として成形予測ツールを用い圧力分布を参照
することで、加圧ガスが樹脂圧力の高い位置から低い位
置へスムーズに伸展できるような設計を行うことができ
る。
囲の選定法として成形予測ツールを用い圧力分布を参照
することで、加圧ガスが樹脂圧力の高い位置から低い位
置へスムーズに伸展できるような設計を行うことができ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明の請求項１記載のガスアシスト成
形用金型は、固定側金型と可動側金型の間に形成された
キャビティを有するガスアシスト成形用金型において、
成形予測ツールを用いて予測した加圧ガス射出時におけ
る樹脂の圧力分布によって、最大圧力のほぼ２／３以上
の位置に加圧ガスゲートを配置するので、成形品への加
圧ガスの充填不良を解消し、安定したガスアシスト成形
品を得ることができる。
形用金型は、固定側金型と可動側金型の間に形成された
キャビティを有するガスアシスト成形用金型において、
成形予測ツールを用いて予測した加圧ガス射出時におけ
る樹脂の圧力分布によって、最大圧力のほぼ２／３以上
の位置に加圧ガスゲートを配置するので、成形品への加
圧ガスの充填不良を解消し、安定したガスアシスト成形
品を得ることができる。
【００２５】本発明の請求項２記載のガスアシスト成形
用金型は、前記加圧ガスの伸展をより促進させるために
加圧ガスが通過する箇所の金型キャビティの空間を拡大
させるような金型構造とするので、加圧ガスが樹脂圧力
の高い位置から低い位置へスムーズに伸展できるような
設計を行うことができる。
用金型は、前記加圧ガスの伸展をより促進させるために
加圧ガスが通過する箇所の金型キャビティの空間を拡大
させるような金型構造とするので、加圧ガスが樹脂圧力
の高い位置から低い位置へスムーズに伸展できるような
設計を行うことができる。
【図１】本発明のガスアシスト成形用金型が適用される
成形品の一例を示す図で、（ａ）は正面図で、（ｂ）は
平面図である。
成形品の一例を示す図で、（ａ）は正面図で、（ｂ）は
平面図である。
【図２】本発明のガスアシスト成形用金型の構成を示す
概要図である。
概要図である。
【図３】成形予測ツールによる加圧ガス射出開始時の成
形品圧力分布図である。
形品圧力分布図である。
【図４】本発明において設計した加圧ガスゲート位置を
示す概要図である。
示す概要図である。
【図５】加圧ガスゲート位置による成形品の反り安定性
を比較して示すグラフである。
を比較して示すグラフである。
１０ ガスアシスト成形用金型 １１ 固定側金型 １２ 可動側金型 １４ キャビティ １５ スプルー １６ 樹脂ゲート １７ 加圧ガスノズル １８ 加圧ガスゲート １８ａ 位置 １８ｂ 位置 Ｓ 成形品
Claims (2)
- 【請求項１】 固定側金型と可動側金型の間に形成され
たキャビティを有するガスアシスト成形用金型におい
て、 成形予測ツールを用いて予測した加圧ガス射出時におけ
る樹脂の圧力分布によって、最大圧力のほぼ２／３以上
の位置に加圧ガスゲートを配置することを特徴とするガ
スアシスト成形用金型。 - 【請求項２】 前記加圧ガスの伸展をより促進させるた
めに加圧ガスが通過する箇所のキャビティの空間を拡大
させるような金型構造とすることを特徴とする請求項１
記載のガスアシスト成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000283891A JP2002086499A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | ガスアシスト成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000283891A JP2002086499A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | ガスアシスト成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002086499A true JP2002086499A (ja) | 2002-03-26 |
Family
ID=18768188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000283891A Pending JP2002086499A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | ガスアシスト成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002086499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115071050A (zh) * | 2022-06-18 | 2022-09-20 | 南通金冠液压设备有限公司 | 一种便于更换模具的汽车内饰件液压成型机 |
-
2000
- 2000-09-19 JP JP2000283891A patent/JP2002086499A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115071050A (zh) * | 2022-06-18 | 2022-09-20 | 南通金冠液压设备有限公司 | 一种便于更换模具的汽车内饰件液压成型机 |
| CN115071050B (zh) * | 2022-06-18 | 2023-11-03 | 南通金冠液压设备有限公司 | 一种便于更换模具的汽车内饰件液压成型机 |
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