JP2002248660A

JP2002248660A - 射出成形用金型装置およびこれを用いた射出成形方法

Info

Publication number: JP2002248660A
Application number: JP2001048610A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Takeda; 与志信武田; Yoshihiro Horikawa; 義広堀川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ゲート部分の後処理を不要にするとともに、
成形品にゲート跡が生じないようにする。充填不足など
の成形不良を防止し、品質の優れた成形品を成形できる
ようにする。【解決手段】固定型21および可動型22間に射出成形用
キャビティ23およびランナー24を形成するコールドラン
ナー式の金型装置において、ゲートを可動型22に形成さ
れたトンネルゲート28とする。このトンネルゲート28に
おける射出成形用キャビティ23への開口面28aを細長い
形状とする。可動型22にゲート開閉体31を設け、射出成
形用キャビティ23内に樹脂を充填した後、ゲート開閉体
31を射出成形用キャビティ23内に進入させる。これによ
り、トンネルゲート28を閉塞するとともに、射出成形用
キャビティ23内の樹脂を圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂など
の成形に用いられる射出成形用金型装置およびこれを用
いた射出成形方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図５は、成形材料、例
えば熱可塑性樹脂により射出成形される成形品（製品）
１の一例を示している。この成形品１は、薄肉の箱状に
なっており、四方に側壁２を有している。この種の成形
品１を成形する複数個取りのコールドランナー方式の金
型装置としては、サイドゲート方式の金型装置が一般的
である。図６には、サイドゲート方式の金型装置の一例
を示してある。同図において、６は固定型、７は可動型
で、これら固定型６および可動型７は、互いに図示上下
方向に移動して開閉するものであり、型閉時に固定型６
および可動型７間に製品形状のキャビティ８が複数形成
されるようになっている（図示は、１つのみ）。箱状の
成形品１の場合、一般的に、固定型６および可動型７の
開閉方向は側壁２に沿う方向に設定され、かつ、固定型
６により成形品１の外面を形成し、可動型７により成形
品１の内面を形成する。また、型閉した固定型６および
可動型７間には、固定型６に設けられた図示していない
スプルーから前記各キャビティ８への分流用の材料通路
であるランナー９と、このランナー９をキャビティ８に
連通させるサイドゲート10も形成されるようになってい
る。このサイドゲート10は、成形品１の側壁２の外面に
相当する位置に開口するものである。

【０００３】そして、成形時には、固定型６と可動型７
とを型閉し、射出成形機からスプルーへ溶融した熱可塑
性樹脂を射出する（射出工程）。この樹脂は、スプルー
からランナー９に流入し、さらに、ゲート10からキャビ
ティ８内に流入する。なお、射出成形機側では、射出工
程後、金型装置内の樹脂に所定の圧力を加える保圧工程
が行われる。この保圧工程は、キャビティ８からの樹脂
の逆流を防止するとともに、キャビティ８内に充填され
た樹脂の冷却に伴う収縮分の樹脂を補うためのものであ
る。そして、キャビティ８内の樹脂が十分に冷却して固
化した後、固定型６と可動型７とを型開し、キャビティ
８内の樹脂すなわち成形品１を取り出す。このとき、ス
プルーおよびランナー９内で固化した樹脂も取り出され
るが、スプルーおよびランナー９内で固化した樹脂は、
成形品１と一体に繋がっている。そこで、成形後の後処
理として、人手あるいはロボットによりゲート10におい
てスプルーおよびランナー９内で固化した樹脂と成形品
１とを切断する。

【０００４】このようにゲート10部分の樹脂の切断を後
処理で行うと、工数が増え、コストがかさむ問題があ
る。また、ゲート10の切断跡が成形品１に生じるが、こ
れは製品としての成形品１の外観性を損なう。

【０００５】これに対して、スプルーおよびランナー９
内で固化した樹脂と成形品１とが型開に伴って自動的に
切断されるゲート方式として、図７に示すようなトンネ
ルゲート11がある。トンネルゲート11は、固定型６と可
動型７との間ではなく、固定型６あるいは可動型７に孔
状に形成されたものであり、型開時、トンネルゲート11
内の樹脂はトンネルゲート11から無理抜きされるが、そ
の際、トンネルゲート11内の樹脂に成形品１から離れる
方向の力が加わることにより、トンネルゲート11内の樹
脂が成形品１から切断される。

【０００６】しかしながら、トンネルゲート11の場合で
も、ゲート11の切断跡が成形品１に生じる問題がある。
また、トンネルゲート11内の樹脂が成形品１から確実に
切断されるように、図８に示すように、トンネルゲート
11の先端は、一般的に小さい円形状に設定される。その
ため、キャビティ８内への樹脂の充填不足が生じやすい
問題もある。特に薄肉の成形品１の場合は、充填不足が
生じやすい。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ゲート部分の後処理が不要であるととも
に、成形品にゲート跡が生ぜず、また、充填不足などの
成形不良を防止でき、品質の優れた成形品を成形できる
射出成形用金型装置およびこれを用いた射出成形方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の射出成
形用金型装置は、前記目的を達成するために、互いに開
閉して型閉時に相互間に材料通路および射出成形用キャ
ビティを形成する一対の型体を備え、一方の型体に、前
記材料通路を射出成形用キャビティに連通させるトンネ
ルゲートを形成するとともに、前記射出成形用キャビテ
ィ内に進入および後退して前記トンネルゲートを開閉す
るゲート開閉体を摺動自在に設けたものである。

【０００９】したがって、射出成形用キャビティ内に成
形材料を充填した後、ゲート開閉体を射出成形用キャビ
ティ内に進入させてトンネルゲートを閉じれば、材料通
路およびトンネルゲート内の成形材料が射出成形用キャ
ビティ内の成形材料すなわち成形品から切断され、この
成形品にゲート跡が生じることもない。また、ゲートが
一方の型体に設けられたトンネルゲートであることによ
り、同じ一方の型体に設けられたゲート開閉体を他方の
型体内に嵌合するような必要がなく、位置決めの問題も
生じないとともに、ゲート開閉体の大きさや形状の自由
度も増す。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明の射出
成形用金型装置において、前記トンネルゲートにおける
射出成形用キャビティへの開口面は、細長い形状を有す
るものである。

【００１１】トンネルゲートがゲート開閉体によって開
閉されるものであることにより、トンネルゲートにおけ
る射出成形用キャビティへの開口面を細長い形状にして
大きなものにすることが可能になる。したがって、成形
品が薄肉のものであるような場合でも、射出成形用キャ
ビティ内への成形材料の充填不足を防止できる。

【００１２】請求項３の発明の射出成形方法は、前記目
的を達成するために、請求項１または２記載の射出成形
用金型装置を用い、一対の型体を型閉してこれら型体間
に材料通路および射出成形用キャビティを形成し、前記
材料通路から一方の型体に形成されたトンネルゲートを
通して射出成形用キャビティ内に成形材料を充填し、こ
の射出成形用キャビティ内に充填された成形材料が固化
する前に、前記一方の型体に摺動自在に設けられたゲー
ト開閉体を前記射出成形用キャビティ内に進入させて、
前記トンネルゲートを閉塞するとともに、前記射出成形
用キャビティ内の成形材料を圧縮するものである。

【００１３】これにより、材料通路およびトンネルゲー
ト内の成形材料が射出成形用キャビティ内の成形材料す
なわち成形品から切断される。したがって、この成形品
にゲート跡が生じることもない。また、射出成形用キャ
ビティ内の成形材料を圧縮することにより、射出成形用
キャビティ内の成形材料の密度が高められ、成形品が薄
肉のものであるような場合でも、その固化に伴う変形を
抑制できるとともに、キャビティの形状の成形品への転
写性も向上し、成形品の品質が向上する。さらに、ゲー
トが一方の型体に設けられたトンネルゲートであること
により、同じ一方の型体に設けられたゲート開閉体を他
方の型体内に嵌合するような必要がなく、位置決めの問
題も生じないとともに、ゲート開閉体の大きさや形状の
自由度も増す。

【００１４】

【発明の実施形態】以下、本発明の射出成形用金型装置
およびこれを用いた射出成形方法の一実施例について、
図１から図４を参照しながら説明する。なお、成形され
る成形品１は、先に説明した図５に示すような薄肉の箱
状のものである。本実施例の金型装置は、複数個取りの
コールドランナー方式のものであり、図１および図２に
示すように、互いに図示上下方向（型開閉方向）に移動
して開閉する固定型21および可動型22を備えている。一
対の型体であるこれら固定型21および可動型22は、型閉
時に相互間に製品形状の射出成形用キャビティ23を複数
形成するものである（図示は、１つのみ）。そして、固
定型21および可動型22の開閉方向は成形品１の側壁２に
沿う方向に設定され、かつ、固定型21により成形品１の
外面を形成し、可動型22により成形品１の内面を形成す
るようにしてある。また、型閉した固定型21および可動
型22間には、固定型21に設けられた図示していないスプ
ルーから前記各射出成形用キャビティ23への分流用の材
料通路であるランナー24も形成されるようになってい
る。

【００１５】前述のように、固定型21により成形品１の
外面を形成し、可動型22により成形品１の内面を形成す
るため、射出成形用キャビティ23は、固定型21に形成さ
れた凹部23aと可動型22に形成された凸部23bとの間に形
成されるようになっており、固定型21と可動型22との分
割面PLは、成形品１の側壁２の先端縁に相当する位置に
ある。また、可動型22には、射出成形用キャビティ23に
あって成形品１の一側壁２を形成する部分に連通する通
孔26が形成されている。そして、この通孔26における射
出成形用キャビティ23側の部分は、通孔26の他の部分よ
りも小幅に形成されており、前記成形品１の一側壁２の
一部を前記型開閉方向において延長する形状をなす延出
部27になっている。さらに、前記可動型22内には、前記
ランナー24を射出成形用キャビティ23に連通させるトン
ネルゲート28が形成されている。このトンネルゲート28
は、前記型開閉方向に対して傾斜する方向に延び、前記
延出部27において射出成形用キャビティ23へ開口してい
る。また、トンネルゲート28における射出成形用キャビ
ティ23への開口面28aは、図４に示すように、型開閉方
向と直行する方向に延びる細長い形状になっている。

【００１６】また、前記可動型22の通孔26内には、図３
にも示すようなほぼ板状のゲート開閉体31が前記型開閉
方向へ所定範囲摺動自在に組み込まれている。このゲー
ト開閉体31における射出成形用キャビティ23側の部分
は、他の部分よりも小幅に形成されており、前記延出部
27内に摺動自在に嵌合した弁部32になっている。すなわ
ち、この弁部32は、ゲート開閉体31の摺動に伴い前記射
出成形用キャビティ23内に進入および後退して前記トン
ネルゲート28を開閉するものである。さらに、可動型22
には、ゲート開閉体31を駆動する油圧シリンダー装置な
どの流体圧シリンダー装置33が設けられている。

【００１７】つぎに、前記射出成形用金型装置を用いた
射出成形方法について説明する。成形時には、固定型21
と可動型22とを型閉し、これら固定型21および可動型22
間にランナー24および射出成形用キャビティ23を形成す
る。そして、図１に示すように、ゲート開閉体31を固定
型21から離れる方向へ後退させてトンネルゲート28を開
放した状態で、射出成形機から固定型21のスプルーへ成
形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する（射出工
程）。この樹脂は、スプルーからランナー24に流入し、
さらに、トンネルゲート28から射出成形用キャビティ23
内に流入する。

【００１８】このようにして射出成形用キャビティ23内
に樹脂が充填された後、この樹脂が固化する前に、図２
に示すように、流体圧シリンダー装置33の駆動によりゲ
ート開閉体31を固定型21の方へ前進させて、射出成形用
キャビティ23内へ進入させる。ゲート開閉体31は、その
弁部32の固定型21側の先端が固定型21および可動型22の
分割面PLに達するまで前進し、最終的に弁部32が射出成
形用キャビティ23の延出部27全体を閉塞した状態にな
る。この状態で、射出成形用キャビティ23は、最終的な
製品形状になる。また、弁部32によりトンネルゲート28
が閉塞され、これにより、射出成形用キャビティ23内の
樹脂とトンネルゲート28およびランナー24内の樹脂とが
互いに切断される。このようにゲート開閉体31が固定型
21の方へ前進するとき、トンネルゲート28が閉塞される
までは、延出部27ないし射出成形用キャビティ23内の樹
脂の一部は、ランナー24さらには射出成形機側へ戻る
（計量工程）。トンネルゲート28が閉塞された後は、延
出部27内に残留した樹脂の分、射出成形用キャビティ23
内の樹脂が圧縮される（圧縮工程）。

【００１９】さらに、射出成形用キャビティ８内の樹脂
が十分に冷却して固化した後、固定型21と可動型22とを
型開する。このとき、固定型21側と可動型22側とでの離
型抵抗の相違により、射出成形用キャビティ23内の樹脂
すなわち成形された成形品１とスプルーおよびランナー
24内で固化した樹脂とは、まず固定型21から離れる。つ
いで、可動型22側に設けられた図示していない突き出し
ピンなどの突き出し機構により突き出されて成形品１と
スプルーおよびランナー24内の樹脂とは、可動型22から
離れ、金型装置内から取り出される。なお、可動型22か
らの離型に際して、トンネルゲート28内の樹脂は、トン
ネルゲート28から無理抜きされる。

【００２０】その後、再び型閉が行われるとともに、ゲ
ート開閉体31の後退によりトンネルゲート28が開放され
て、以上の成形サイクルが繰り返される。

【００２１】前記実施例の構成によれば、金型装置内で
射出成形用キャビティ23内に樹脂を充填した後に、ゲー
ト開閉体31により射出成形用キャビティ23内の樹脂とト
ンネルゲート28およびランナー24内の樹脂とを互いに自
動的に切断するようにしたので、ゲート28部分の後処理
が不要になり、工数が減り、コストを低減でき、安価に
できる。また、製品としての成形品１にゲート跡が生じ
ないので、この成形品１の外観性を損なわない。しか
も、ゲート開閉体31は、箱状の成形品１の側壁２の端縁
を形成するものなので、ゲート開閉体31の跡が成形品１
に生じたとしても、成形品１の外観性に対する影響が少
ない。

【００２２】また、トンネルゲート28がゲート開閉体31
によって開閉されるものであることにより、トンネルゲ
ート28における射出成形用キャビティ23への開口面23a
を細長い形状にして大きなものにすることができる。し
たがって、本実施例のように成形品１が薄肉のものであ
っても、射出成形用キャビティ23内への成形材料の充填
不足を防止でき、成形品１の品質を向上できる。

【００２３】また、ゲート28が可動型22に形成されたト
ンネルゲート28からなるので、同じ可動型22に設けられ
たゲート開閉体31を固定型21内に嵌合するような必要が
なく、位置決めの問題も生じないとともに、ゲート開閉
体31の大きさや形状の自由度も増す。より詳しく説明す
ると、例えばゲートが固定型および可動型間に形成され
るサイドゲートであったとすると、このサイドゲートを
可動型側のゲート開閉体で閉じるには、このゲート開閉
体を固定型側の凹部内に嵌合する必要があり、固定型側
と可動型側との正確な位置合わせが必要になるが、その
ような問題を回避できる。また、ゲート開閉体は、成形
品１の一部を形成するものなので、サイドゲートの場
合、ゲート開閉体を環状にして、射出成形用キャビティ
における成形品１の側壁２に相当する部分の全周に嵌合
する必要が生じるのに対して、トンネルゲート28であれ
ば、前記実施例のように、ゲート開閉体31は側壁２の一
部にのみ相当するものであればよい。したがって、金型
構造も簡単にでき、ひいては金型装置を小型化できる。

【００２４】さらに、ゲート開閉体31の閉じ動作に伴
い、このゲート開閉体31により射出成形用キャビティ23
内の樹脂が圧縮されるので、この射出成形用キャビティ
23内の樹脂の密度が高められ、本実施例のように成形品
１が薄肉のものであっても、その冷却固化に伴う変形を
抑制できるとともに、キャビティの形状の成形品１への
転写性も向上し、成形品１の寸法などの精度も向上し、
成形品１の品質がより向上する。これとともに、前記キ
ャビティ23内の樹脂の圧縮が保圧の代用となるので、射
出成形機側では保圧工程が不要になり、したがって、成
形サイクルを短縮できる。

【００２５】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、流体圧シリンダー装置33によりゲート
開閉体31を駆動するようにしたが、成形された成形品を
可動型22から離型させる突き出し機構を利用してゲート
開閉体を駆動するようにしてもよい。この場合、突き出
し機構として、例えば２段突き出し機構を用いればよ
く、ゲート開閉体を成形品の突き出しと兼用することも
可能である。

【００２６】また、成形される成形品の形状は、前記実
施例のような箱状のものには限らない。また、前記実施
例では、熱可塑性樹脂の成形を例に採ったが、本発明
は、熱可塑性樹脂以外の成形材料の成形にも適用でき
る。さらに、トンネルゲートの特に先端面の形状やゲー
ト開閉体の形状も前記実施例のものには限らない。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明の射出成形用金型装置に
よれば、相互間に材料通路および射出成形用キャビティ
を形成する一対の型体を備え、一方の型体に、材料通路
を射出成形用キャビティに連通させるトンネルゲートを
形成するとともに、射出成形用キャビティ内に進入およ
び後退してトンネルゲートを開閉するゲート開閉体を設
けたので、ゲート部分の後処理が不要であるとともに、
成形品にゲート跡が生じない。また、ゲートが一方の型
体に設けられたトンネルゲートであることにより、同じ
一方の型体に設けられたゲート開閉体を他方の型体内に
嵌合するような必要がなく、位置決めの問題も生じない
とともに、ゲート開閉体の大きさや形状の自由度も増
す。

【００２８】また、トンネルゲートがゲート開閉体によ
って開閉されるものであることにより、請求項２の発明
の射出成形用金型装置のように、トンネルゲートにおけ
る射出成形用キャビティへの開口面を細長い形状にする
ことができ、大きくできるので、成形品が薄肉のもので
あるような場合でも、射出成形用キャビティ内への成形
材料の充填不足を防止でき、成形品の品質を向上でき
る。

【００２９】請求項３の発明の射出成形方法によれば、
一対の型体を型閉してこれら型体間に材料通路および射
出成形用キャビティを形成し、材料通路から一方の型体
に形成されたトンネルゲートを通して射出成形用キャビ
ティ内に成形材料を充填し、この射出成形用キャビティ
内に充填された成形材料が固化する前に、前記一方の型
体に設けられたゲート開閉体を射出成形用キャビティ内
に進入させて、トンネルゲートを閉塞するとともに、射
出成形用キャビティ内の成形材料を圧縮するので、ゲー
ト部分の後処理が不要であるとともに、成形品にゲート
跡が生じない。また、射出成形用キャビティ内の成形材
料を圧縮することにより、成形品の品質をより向上でき
る。さらに、ゲートが一方の型体に設けられたトンネル
ゲートであることにより、同じ一方の型体に設けられた
ゲート開閉体を他方の型体内に嵌合するような必要がな
く、位置決めの問題も生じないとともに、ゲート開閉体
の大きさや形状の自由度も増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形用金型装置の一実施例を示す
断面図であり、ゲートが開いた状態を示している。

【図２】同上ゲートが閉じた状態の断面図である。

【図３】同上ゲート開閉体の斜視図である。

【図４】同上成形された成形品の斜視図である。

【図５】成形品の斜視図である。

【図６】従来の射出成形用金型装置の一例を示す断面図
である。

【図７】従来の射出成形用金型装置の他の例を示す断面
図である。

【図８】同上成形された成形品の側面図である。

【符号の説明】

１成形品 21 固定型（型体） 22 可動型（一方の型体） 23 射出成形用キャビティ 24 ランナー（材料通路） 28 トンネルゲート 28a 開口面 31 ゲート開閉体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに開閉して型閉時に相互間に材料通
路および射出成形用キャビティを形成する一対の型体を
備え、一方の型体に、前記材料通路を射出成形用キャビ
ティに連通させるトンネルゲートを形成するとともに、
前記射出成形用キャビティ内に進入および後退して前記
トンネルゲートを開閉するゲート開閉体を摺動自在に設
けたことを特徴とする射出成形用金型装置。
【請求項２】前記トンネルゲートにおける射出成形用
キャビティへの開口面は、細長い形状を有することを特
徴とする請求項１記載の射出成形用金型装置。
【請求項３】請求項１または２記載の射出成形用金型
装置を用い、一対の型体を型閉してこれら型体間に材料
通路および射出成形用キャビティを形成し、前記材料通
路から一方の型体に形成されたトンネルゲートを通して
射出成形用キャビティ内に成形材料を充填し、この射出
成形用キャビティ内に充填された成形材料が固化する前
に、前記一方の型体に摺動自在に設けられたゲート開閉
体を前記射出成形用キャビティ内に進入させて、前記ト
ンネルゲートを閉塞するとともに、前記射出成形用キャ
ビティ内の成形材料を圧縮することを特徴とする射出成
形方法。