JP2004050444A - 金型とその金型による成形体の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品に偏肉が発生せず、コールドランナをなくすことで材料の節約や工程の簡素化が可能であり、パーティクルのようなものの発生もなく射出成形だけで最終製品の形成が可能な金型の開発をその解決課題とする。
【解決手段】内部に所定形状のキャビティ（６）と、ゲート（８）を介して前記キャビティ（６）に連通し、キャビティ（６）に流動状の計量された成形材料（９）を供給する成形材料注入路（１２）と、前記成形材料注入路（１２）内にてゲート（８）に挿脱可能に配設されているバルブピン（７）とを備えた金型において、
バルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）に開口し、成形材料注入路（１２）とキャビティ（６）とを連通する連通孔（１３）がバルブピン（７）の先端部に穿設されている事を特徴とする。
【選択図】　　　　図６

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】内部に所定形状のキャビティと、ゲートを介して前記キャビティに連通し、キャビティに流動状の計量された成形材料を供給する成形材料注入路と、前記成形材料注入路内にてゲートに挿脱可能に配設されているバルブピンとを備えた金型において、
バルブピンのゲート側端面に開口し、成形材料注入路とキャビティとを連通する連通孔がバルブピンの先端部に穿設されている事を特徴とする金型。
【請求項２】成形材料が、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物であることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】（ａ）　　ゲートを介して成形材料供給側から計量された成形材料をキャビティに射出充填し、
（ｂ） 充填後、所定の圧力をキャビティ内の充填材料に印加する保圧を行い、
（ｃ） 前記保圧工程終了後、ゲートカットした時に、ゲート部分に溜まった余剰成　　　形材料を成形材料供給側に戻し、
（ｃ）　　続いて冷却してキャビティ内の成形材料を固化して成形体とし、
（ｄ） 然る後、前記成形体を取り出す事を特徴とする成形体の成形方法。
【請求項４】成形材料が、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物であることを特徴とする請求項３に記載の成形体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂は勿論、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物のような成形材料の成形（特に、厚手の成形品の成形）も可能であり、加えて非常に高い清浄度と精密度とが要求される注射器のシリンダのようなものの成形に最適な省資源タイプの金型とその金型を用いた成形体の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシリンダ成形用の金型（１０１）は、図９に示すように雌型（１０２）の中心部分に配設されたホットランナ（１０７）から直角にコールドランナ（１０８）を形成し、シリンダ（１１０）の鍔部（１１０ｃ）から計量樹脂（１０９）をキャビティ（１０６）内に高圧充填するようにしていた。このような方式では、シリンダ（１１０）の鍔部（１１０ｃ）から計量樹脂（１０９）がキャビティ（１０６）内に高圧注入された時、図１０に示すように鍔部（１１０ｃ）のゲート（１１１）に近い部分から次第に計量樹脂（１０９）が充填されて行く。
【０００３】
この時、図９からわかるように、シリンダ （１１０） の鍔部 （１１０ｃ） から計量樹脂 （１０９） をキャビティ （１０６） 内に注入する方式では、コールドランナ （１０８） の発生が避け得ず、毎回コールドランナ （１０８） 部分の樹脂 （１０９） が廃棄されることになり、樹脂 （１０９） の無駄が大きいという問題がある。 （ この点は後述する、金属粉末の成形でも同じ事である。 ）
【０００４】
加えて、成形品であるシリンダ （１１０） はコールドランナ （１０８） と共に金型 （１０１） から取り出され、後工程でゲート （１１１） 部分からコールドランナ （１０８） が切除されることになるのであるが、対象製品がシリンダ （１１０） のように異物の混入を特に嫌うような場合、その切除工程において発生した成形材料パーティクルがシリンダ （１１０） 内に付着すると不良品として廃棄せざるを得ず、製品歩留まりも悪いという問題点がある。
【０００５】
成形品がシリンダ （１１０） という超清浄度が要求される製品の場合、前記切除工程に人手を介在させることができず、切除工程にも自動機を投入しなければならずコスト高をもたらすという問題もある。以上は、樹脂を成形材料 （１０９） とした場合を中心にその問題点を説明したが、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物のような成形材料 （１０９） を用いる場合には別の問題点がある。
【０００６】
すなわち、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物のような成形材料 （１０９） を前述のコードランナ方式で射出充填を行った場合、充填後、ゲート （１１１） を介してキ ャビティ （１０６） 内の成形材料 （１０９） に保圧「キャビティ （１０６） 内の成形材料 （１０９） は冷却に伴ってその体積を減じる。
【０００７】
ゲート （１１１） を介してこの減少した体積分を成形材料供給側から圧力を掛けて供給し、これによってキャビティ （１０６） 内の成形体のヒケを防止するのが保圧である。」をかけておかなければならないが、細いゲート （１１１） は冷たい金型 （１０１） 内に設けられているため、射出充填後の成形材料 （１０９） が移動しない状態ではこの部分は冷却固化しやすくてそれ以降キャビティ （１０６） 内の成形材料 （１０９） に対して保圧がかからなくなる。その結果、２ｍｍ程度の薄肉の場合は兎も角、それ以上の厚肉になると成形体にヒケを生じることになり、不良の原因になるという問題があった。換言すれば、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物のような成形材料 （１０９） を使用する場合、従来のコールドランナ方式では２ｍｍ程度以上の肉厚を有するものの成形は不可能であった。
【０００８】
そこでホットランナ方式の採用が考えられるがホットランナ方式の場合（図示せず）、成形品のゲート部分近傍が２ｍｍ以下という薄肉の場合、保圧工程終了後、ゲートカット時にキャビティ内の半固化状態の成形体ゲートカットピンとの間の余剰成形材料の逃げ場がなくなりゲートカットができないという問題が発生した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのようなコールドランナを用いる従来の金型の問題点に鑑みてなされたもので、まず第１にコールドランナをなくすことで材料の節約や工程の簡素化が可能であり、第２に成形材料パーティクルのような異物の発生もなく射出成形だけで最終製品の形成が可能であり、第３に成形材料が燒結用粉末と樹脂バインダの混練物のようなものであっても、薄肉のものにおけるゲートカットは勿論、２ｍｍ以上の厚肉の場合でも完全な成形品を得る事ができる金型および該金型を使用した成形体の成形方法の開発をその解決課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
「請求項１」に記載の金型（１）は、本発明の基本的思想で「内部に所定形状のキャビティ（６）と、ゲート（８）を介して前記キャビティ（６）に連通し、キャビティ（６）に流動状の計量された成形材料（９）を供給する成形材料注入路（１２）と、前記成形材料注入路（１２）内にてゲート（８）に挿脱可能に配設されているバルブピン（７）とを備えた金型（１）において、
バルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）に開口し、成形材料注入路（１２）とキャビティ（６）とを連通する連通孔（１３）がバルブピン（７）の先端部に穿設されている」事を特徴とする。
【００１１】
このようにすれば、保圧後、バルブピン（７）を作動させてゲートカットを行った時、ゲートカットの最終場面において、ゲート（８）内にバルブピン（７）の先端部が嵌入し、前記ゲート（８）部分においてバルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）とコア（５）の先端との間に挟まれ逃げ場のなくなった成形材料（９ａ）「図５の場合」、あるいはゲート（８）内にバルブピン（７）の先端部が嵌入した時、ゲート（８）部分に存在し、バルブピン（７）によってキャビティ（６）内に過剰に押し込まれる成形材料（９ａ）「図７の場合」が前記連通孔（１３）を通って成形材料注入路（１２）に逃げることができ、ゲート（８）部分における成形体（１０）の肉厚が２ｍｍというような薄肉部材でも確実にゲートカットができるようになる。その結果、ランナを設けることなく直接成形材料注入路（１２）とキャビティ（６）とを接続する事が出来るようになる。
【００１２】
「請求項３」は前記金型 （１） を使用した成形方法であって、
（ａ）　　 ゲート （８） を介して成形材料供給側 （１２） から計量された成形材料 （９） をキ
ャビティ （６） に射出充填し、
（ｂ） 充填後、所定の圧力をキャビティ内の充填材料に印加する保圧を行い、
（ｃ） 前記保圧工程終了後、ゲートカットした時に、ゲート （８） 部分に溜まった余
剰成形材料 （９ａ） を成形材料供給側 （１２） に戻し
（ｄ） 続いて冷却してキャビティ （６） 内の成形材料 （９） を固化して成形体 （１０） とし　、
　然る後、前記成形体 （１０） を取り出す」事を特徴とする。
【００１３】
このように「保圧後、前記ゲート （８） をゲートカットした時に、ゲート （８） 部分に溜まった余剰成形材料 （９ａ） を成形材料供給側 （１２） に戻す」ので、前述のように、そして特に、成形材料 （９） が、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物のような特殊なものの場合でもゲートカットを確実に行うことが出来るようになる。
【００１４】
なお、「請求項４」は前記金型 （１） と同様、「成形材料」の限定に関するものである。
【００１５】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。本発明は全てのランナレス成形『コアを使用する場合及びコアを使用しない場合』に適用することができるのであるが、まず第１実施例として柱状コア（５）と円筒状型窩（４）とを用いて円筒状成形品（１０）を製造する場合『この場合はコアを使用する場合で、例えば肉厚２ｍｍ以下の薄肉円筒状の成形体（１０）の代表例（図１〜６）としてシリンダ（１０’）を採用した。』を説明し、第２実施例として一般的な形状『この場合はコアなし場合で、ゲート（８）近傍の肉厚が２ｍｍ以下の薄肉リング状成形体（１０’’）「勿論、２ｍｍ以上でもよい」を採用した。』場合を説明する。また、上記説明は通常の樹脂を成形材料として使用する場合を中心に説明するが、その他の材料として燒結用粉末と樹脂バインダの混練物も使用することが出来るものであり、このような材料として以下のものが挙げられる。なお、第２実施例（図７、８）の説明に付いて、説明の煩雑さを回避するため同じ用途の部材は同じ番号で示し、原則としてその説明を省略し、相違点を中心に説明することにする。なお、前記のように成形体（１０）の下位概念であるシリンダを（１０’）、リング状成形体を（１０’’）で表す。
【００１６】
この成形材料（９）は、焼結用粉末と、溶剤可溶性樹脂と溶剤不溶性樹脂との均一混合物で構成される２種類の樹脂を主とするバインダ樹脂とで構成されているものである。焼結用粉末としては、焼結される主材となる金属材料、酸化物或いは窒化物又は石英、ガラスと、これらを結合するバインダとで構成される。
【００１７】
前記焼結が可能な焼結主材としては、金属材料（ステンレス粉末、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ）、炭化物（ＷＣ、ＴｉＣ、炭化クロム）、窒化物（窒化ボロン、窒化珪素、窒化アルミナ）、酸化物（石英、アルミナ、ガラス、ジルコニア）、などがその例として挙げられ、これら焼結主材を結合するバインダとしてＣｏ、Ｎｉが挙げられる。酸化物（石英、アルミナ、ガラス、ジルコニア）の場合はバインダなしで焼結してもよい。これらの焼結物として超硬部材、サーメット部材、セラミックス部材、石英ガラス部材、タングステン部材、ステンレス部材、ニッケル部材、モリブデン部材、ガラス部材或いはその複合材などが挙げられる。また、その用途によって焼結主材の平均粒度は最適のものがあるが、例えば、超硬部材の場合は０．２〜０．５μｍ程度の平均粒径を持つものがエッジ（刃）部分の耐久性を確保する上で好ましい。一般のグレードは２μｍ程度の平均粒径である。
【００１８】
これら焼結用粉末を担持するバインダ樹脂は、１の溶剤に溶ける溶剤可溶性樹脂と該溶剤に溶けない溶剤不溶性樹脂を主材とし、可塑剤及び離型材など必要添加物とで構成されている。前記溶剤可溶性樹脂と溶剤不溶性樹脂とは使用温度では完全に混ざり合って並存していることがより好ましく、本実施例では溶融温度（高温）では両者共１の溶剤に溶け、使用温度では均一に混ざり合った状態で分離しているような樹脂が使用される。
【００１９】
更には、単に溶剤可溶性樹脂と溶剤不溶性樹脂とが混ざり合っているだけの場合より脱脂後の保形性や焼結用粉末の均一分散性を高めるために溶剤不溶性樹脂に繊維状或いは羽毛状となる樹脂を使用する事が望ましい。即ち、溶剤不溶性樹脂が繊維状或いは羽毛状となる樹脂の場合、高温（＝両者の溶融温度）では溶剤可溶性樹脂中に完全に均一に溶け合っている。これを冷却すると次第に溶剤不溶性樹脂が繊維状にて析出し、その繊維間に溶剤可溶性樹脂と焼結用粉末が絡まった状態で存在するようになり、極めて微細且つ均一に溶剤可溶性樹脂と焼結用粉末が繊維状溶剤不溶性樹脂間に分散した状態となる。
【００２０】
このような溶剤可溶性樹脂の例として、ポリスチレン、アクリル樹脂、塩化ビニル、環状ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート、遷移素プラスチックがある。また、溶剤不溶性樹脂の例として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタールなどがあり、これらを高温で溶かす（但し、室温では溶剤不溶性樹脂は析出する）溶剤としては例えば、キシレン、トルエン、ベンゼン等の芳香族溶剤や、ジクロルメタンやジクロルエタンなどの塩素化溶剤などがある。　その他、可塑剤としてはジオクチルフタレートやジブチルフタレートなどが、離型材としてはステアリン酸亜鉛やステアリン酸アマイドが挙げられる。これら溶剤不溶性樹脂と溶剤可溶性樹脂の混合比は、体積比で１：０．５〜４．０である。また、バインダ樹脂と焼結用粉末の体積比が４０：６０〜６５：３５である。これらは通常のペレット状に成形されて従来の樹脂と同様に使用される。
【００２１】
まず、（図１〜６）に付いて説明する。金型（１）は、雌型（２）と、雄型（３）とで構成され、雌型（２）及び雄型（３）は固定ダイプレート（１５）及び移動ダイプレート（１６）にそれぞれ取り付けられており、雌型（２）に対して雄型（３）が型開・型締可能となっている。（勿論、図示してないがその逆でもよいことはいうまでもない。）
【００２２】
雌型（２）は、パーティング面（Ｐ２）を有する第１雌型部材（２ａ）、前記第１雌型部材（２ａ）に取り付けられ、型窩（４）が凹設されているキャビティ部材（３０）、第１雌型部材（２ａ）の背部に設けられた第２雌型部材（２ｂ）、前記第２雌型部材（２ｂ）に取り付けられたホットランナブッシュ（２０）及びバルブピン作動桿（２５ａ）を介して前記バルブピン（７）を前進・後退させる油圧又は空圧駆動のピン駆動部（２５）、第２雌型部材（２ｂ）の背部に取り付けられたスプルー取付ブロック（２７）、雌型（２）の背部を構成し、雌型（２）を固定ダイプレート（１５）に取着する第３雌型部材（２ｄ）、第２雌型部材（２ｂ）と第３雌型部材（２ｄ）との間に配設されて当該部材（２ｂ）（２ｄ）間にスプルー取付ブロック（２７）の収納空間（２８）を構成するためのスペーサ部材（２ｃ）、第３雌型部材（２ｄ）とバルブ作動棹（２５ａ）との間に配設され、ゲートカット方向にバルブピン（７）を押圧し、ピン駆動部（２５）のゲートカット動作を助勢する補助バネ（２５ｄ）及びバルブピン（７）とで構成されている。
【００２３】
第１雌型部材（２ａ）には、１乃至複数の凹所（１８）がそのパーティング面（Ｐ２）から背面にかけて形成されており、パーティング面（Ｐ２）側に開口する型窩（４）が形成されているキャビティ部材（３０）が前記凹所（１８）内に収納されている。ここでは前記型窩（４）はシリンダ（１０’）の外径形状に合わせて凹設されている。
【００２４】
前記キャビティ部材（３０）の型窩（４）の詳細を図５、６に従って説明する。キャビティ部材（３０）のホットランナブッシュ（２０）との対向部分にホットランナブッシュ（２０）の成形材料注入路（１２）と連通する細いゲート（８）が穿設されており、このゲート（８）に続いてゲート（８）より若干径の大きい、注射針が取り付けられるシリンダ（１０’）の細径先端部（１０ａ）の外形部分が形成され、更にこれに続いてシリンダ本体（１０ｂ）の外形部分が形成され、そのパーティング面側において最も径の大きい鍔部（１０ｃ）の外形部分が形成されている。
【００２５】
前記ゲート（８）は図５のゲート部分拡大図からわかるように、細径先端部（１０ａ）から後方［成形材料供給側（１）］に向かう部分（８ａ）がストレートな円筒状に形成され、この円筒部分（８ａ）から後方に向かってラッパ状に開いたラッパ状部分（８ｂ）とで構成されており、このゲート（８）部分に後述するバルブピン（７）の先端部分が精密に嵌り込むようになっている。そしてこのゲート（８）には後述するバルブピン（７）の先端部分が挿脱され、ゲート（８）の開閉がなされるようになっている。
【００２６】
ホットランナブッシュ（２０）には、バルブピン（７）が挿入され且つ成形材料連通路（２４）に接続される成形材料注入路（１２）が穿設されており、その先端部分は前記ゲート（８）と接続していて、ゲート（８）のラッパ状部分（８ｂ）と同じテーパーにて形成されている。このホットランナブッシュ（２０）には例えばヒータ（２９）が配設されており、ホットランナブッシュ（２０）の成形材料注入路（１２）内の成形材料（９）をゲート（８）に至るまで加熱してこれを溶融状態に保っている。なお、（１９）はホットランナブッシュ（２０）の収納孔である。
【００２７】
スプルー取付ブロック（２７）には前述のようにスプルーブッシュ（２２）が取り付けられており、このスプルーブッシュ（２２）に連通し、且つ、１乃至途中で複数に分岐し、前述の成形材料注入路（１２）に接続される成形材料連通路（２４）がスプルーブッシュ（２２）からスプルー取付ブロック（２７）にかけて穿設されている。加えて、後述するバルブピン（７）をガイドするガイド孔（２１）がスプルー取付ブロック（２７）に穿設されている。
【００２８】
バルブピン（７）は、先端の一部がテーパー状に形成された棒状のもので、その後端はバルブピン作動桿（２５ａ）に固定されており、前記ガイド孔（２１）に摺動可能に挿通され、スプルー取付ブロック（２７）から突出している部分は、ホットランナブッシュ（２０）の成形材料注入路（１２）内に挿入されている。バルブピン（７）の先端部分は前記ゲート（８）に精密に嵌り込むように形成されている。即ち、バルブピン（７）の先端部分は図６の拡大断面図に示すように、ゲート（８）の円筒部分（８ａ）に合わせてキャビティ側端面（１１）から後方に向けてストレートに伸びた部分（７ａ）と、前記ストレートに伸びた部分（７ａ）から後方に次第にその径を後方に向けて拡径するテーパ部分（７ｂ）とで構成されている。前記テーパ部分（７ｂ）のテーパー角度は前記ラッパ状部分（８ｂ）より若干緩角度で小さい。これによりゲート（８）にその先端部分を挿入する際、前記ラッパ状部分（８ｂ）にて先端部がガイドされ、先端部のストレートに伸びた部分（７ａ）がゲート（８）の円筒部分（８ａ）にぴったりと嵌り込み、確実なゲートカットが行われる。換言すれば、ストレートに伸びた部分（７ａ）の直径とゲート（８）の円筒部分（８ａ）の内径とが誤差ゼロに近い嵌め合いに成形されている。
【００２９】
更に前記キャビティ側端面（１１）は後述するコア（５）の先端の円錐部分（５ｅ）が精密に嵌り込む円錐凹所（７ｃ）が形成されている。キャビティ側端面（１１）のこの円錐凹所（７ｃ）の直径（ｄ）と前記コア（５）の先端の円錐部分（５ｅ）の最大径（ｄ）とは等しく形成されているが円筒部分（８ａ）の内径（Ｄ）より小さく、図５に示すように円筒部分（８ａ）と円錐部分（５ｅ）との間に間隙（Ｋ）が形成される。バルブピン（７）の先端部分がゲート（８）から離脱している場合、図５に示すように前記間隙（Ｋ）から成形材料（９）がキャビティ（６）内に流入し、逆にバルブピン（７）の先端部分がゲート（８）には嵌り込んでいる時、前記間隙（Ｋ）はキャビティ側端面（１１）の先端リング部分（１１ａ）にて閉塞されるようになっている。勿論、この時、前記ゲート（８）の円筒部分（８ａ）にはストレートに伸びた部分（７ａ）が隙間なく嵌まり込んでいるので、成形材料（９）がこの円筒部分（８ａ）内に入り込むことはない。なお、前記先端リング部分（１１ａ）はキャビティ側端面（１１）の外周と円錐凹所（７ｃ）の最大内周との間の平坦リング面をいう。
【００３０】
更に、バルブピン（７）の先端部分には、円錐凹所（７ｃ）の天井部分から軸方向に穿設された先端細孔（１３ａ）とこれに直角で先端細孔（１３ａ）とバルブピン（７）の外面とを繋ぐ直角細孔（１３ｂ）とが形成されており、この先端細孔（１３ａ）と直角細孔（１３ｂ）とで連通孔（１３）が形成される。
【００３１】
ピン駆動部（２５）は第２雌型部材（２ｂ）に形成されたシリンダ孔（２５ｂ）とピストン部材（２５ｃ）とで構成されており、ピストン部材（２５ｃ）にバルブピン作動桿（２５ａ）が架設され、ピストン部材（２５ｃ）を作動することによりバルブピン作動桿（２５ａ）を介してバルブピン（７）を摺動させるようにしている。（Ｍ）（Ｎ）はピストン部材（２５ｃ）を作動させるための圧油又は圧縮空気の出入り口である。なお、前記補助バネ（２５ｄ）の作用によりピストン駆動部（２５）の寸法を小さくでき、これによって金型（１）全体の形状小さくすることができる。
【００３２】
雄型（３）は、移動ダイプレート（１６）に取り付けられる雄型本体（３ａ）、雄型本体（３ａ）の内側にて型窩（４）に一致して取り付けられている１乃至複数個のコア（５）、雄型本体（３ａ）の内側に当接・離間可能に配設され、前記コア（５）が挿脱する中間型（３ｂ）および型開した後、中間型（３ｂ）を離間方向に押し出して成形されたシリンダ（１０’）を離型させる押出部材（２６）とで構成されている。
【００３３】
コア（５）の埋設端部（５ｄ）は雄型本体（３ａ）内に埋設されており、コア（５）は雄型本体（３ａ）の内側から突出している基部（５ｃ）、前記基部（５ｃ）より先端側で型窩（４）の円筒状部分の内周形状と相似形であり、シリンダ（１０’）の鍔部（１０ｃ）及びシリンダ部分（１０ｂ）の内周形状を構成する円柱状部（５ｂ）、円柱状部（５ｂ）の先端中央に突設され、シリンダ（１０’）の注射針取付部（１０ａ）の内周面を形成する突起部（５ａ）とを有する。突起部（５ａ）の先端部分は前述のように円錐形となっており、前記円錐部分（５ｅ）の直径は（ｄ）である。
【００３４】
次に、本発明にかかる金型（１）の作用について説明する。まず、移動ダイプレート（１６）を作動させて雄型（３）を雌型（２）に押圧・型締する。この時、ゲート（８）がバルブピン（７）の先端部分で閉塞され且つバルブピン（７）の円錐凹所（７ｃ）にコア（５）の先端の円錐部分（５ｅ）が密嵌した図１の状態となる。
【００３５】
続いて、図２のようにピン駆動部（２５）が作動してバルブピン（７）を引き戻し、ゲート（８）を開く。この状態で射出成形機を作動させ、ノズル（２３）から計量された成形材料（９）を射出する。射出された計量成形材料（９）はスプルーブッシュ（２２）、成形材料通流路（２４）、成形材料注入路（１２）を通り、前記ゲート（８）からキャビティ（６）内に高圧（例えば、１，０００〜２，０００ｋｇ／ｃｍ^２）で圧入される。図５の拡大詳細図にその状態を示す。
【００３６】
図から分かるように、コア（５）の中心軸（ＣＬ）上にゲート（８）が形成されているので、ゲート（８）の円筒部分（８ａ）とコア（５）の突起部（５ａ）とで構成される間隙（Ｋ）は全周にわたって同幅［（Ｄ−ｄ）／２］となり、ゲート（８）からキャビティ（６）内に高圧流入する計量成形材料（９）はキャビティ（６）内の全周にわたって均等に流入し、コア（５）の外周面ににかかる力は全周にわたって均等になり、コア（５）を従来例のように撓ませて一方向に傾斜させることがない。それ故、キャビティ（６）は射出成形の最初から最後まで偏肉を発生させることがなく、成形されたシリンダ（１０’）の肉厚に偏肉が生じない。
【００３７】
このようにしてキャビティ（６）に計量成形材料（９）の充填が完了すると保圧工程に移り、射出成形機のノズル（２３）からの圧力をキャビティ（６）内の充填成形材料（９）に掛け続ける。充填成形材料（９）は冷却と共に次第に固化して行くと同時に収縮するが、前記の圧力によりゲート（８）から成形材料（９）が補給され、シリンダ（１０’）のヒケ発生を防止する。シリンダ（１０’）がある程度冷却し、殆ど収縮しなくなった状態で保圧工程が終了し、ピン駆動部（２５）を逆作動させてバルブピン（７）を前進させ、図６の拡大詳細図に示すようにバルブピン（７）の先端部分にてゲート（８）を閉塞する。
【００３８】
このときゲート（８）部分において、バルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）とコア（５）の先端（１４）との間に挟まれ、逃げ場のなくなった余剰成形材料（９ａ）が前記連通孔（１３）を通って成形材料注入路（１２）に逃げることができ、バルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）の円錐凹所（７ｃ）にバルブピン（７）の先端の円錐部分（５ｅ）が密嵌して先端細孔（１３ａ）を閉塞し、且つゲート（８）の円筒部分（８ａ）にバルブピン（７）のストレートに伸びた部分（７ａ）がほぼゼロ嵌合にて嵌まり込んでゲート（８）を閉塞すると同時に前記間隙（Ｋ）をバルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）の外周部分の先端リング部分（１１ａ）が閉塞しゲートカットを小さい力で確実に行う。これによりキャビティ（６）は成形材料注入路（１２）から確実に遮断されることになる。
【００３９】
続いて、冷却工程を経てキャビティ（６）内の充填成形材料（９）は次第に冷却固化する。成形材料（９）が固化したところで、図３に示すように移動ダイプレート（１６）を作動させ雄型（３）を雌型（２）から離間させ型開を行う。成形品（１０）はコア（５）に装着され、雌型（２）の型窩（４）から引き抜かれる。
【００４０】
この時、図６の拡大詳細図からわかるようにシリンダ（１０’）の注射針取付部（１０ａ）の先端は成形材料注入路（１２）から確実に遮断されているが、この成形材料注入路（１２）内のは成形材料（９）はホットランナブッシュ（２０）によって溶融状態に保持されているので、成形品であるシリンダ（１０’）は、従来のようなコールドランナが付着していない無駄のない完全に成形された状態で型窩（４）から取り出される。それ故、従来無駄となっていたコールドランナが発生しなくなる。
【００４１】
最後に、押出部材（２６）を作動させて中間型（３ｂ）を雄型本体（３ａ）から離間させ、シリンダ（１０’）の鍔部（１０ｃ）を係合させて押し出し、コア（５）からシリンダ（１０’）を離脱させる。シリンダ（１０’）の取り出しが完了するとパーティング面を清掃した後、再度型締工程に入り、前述の作業繰り返す。
【００４２】
次に、図７、８を参照しながらコア（５）を使用しない場合について説明する。金型（１）の構造は基本的には前述通りであり、相違点は成形体（１０）がシリンダ（１０’）にような中空円筒体でなく、リング状成形体（１０’’）であることに伴う点である。すなわち、この場合はコア（５）の突起部（５ａ）が存在せず、これとバルブピン（７）の先端とが当接しないため、バルブピン（７）の先端は平坦に成形されており、バルブピン（７）の先端部に形成された連通孔（１３）は、バルブピン（７）によってゲート（８）が閉塞された時、型窩（４）側に開口していることになる（図８参照）。
【００４３】
前記ゲート（８）も実施例１と同じで、図７、８のゲート部分拡大図からわかるように、型窩（４）に開口している部分（８ａ）がストレートな円筒状に形成され、この円筒部分（８ａ）から後方に向かってラッパ状に開いたラッパ状部分（８ｂ）とで構成されており、このゲート（８）部分に後述するバルブピン（７）の先端部分が精密に嵌り込むようになっている。そしてこのゲート（８）には後述するバルブピン（７）の先端部分が挿脱され、ゲート（８）の開閉がなされるようになっている。
【００４４】
バルブピン（７）の先端部分は、平坦なキャビティ側端面（１１）の中心軸方向に穿設された先端細孔（１３ａ）とこれに直角で先端細孔（１３ａ）とバルブピン（７）の外面とを繋ぐ直角細孔（１３ｂ）とが形成されており、この先端細孔（１３ａ）と直角細孔（１３ｂ）とで連通孔（１３）が形成される。
【００４５】
第１実施例と異なる点は、第２実施例ではコア（５）が存在せず、コア（５）の先端の円錐部分（５ｅ）とバルブピン（７）の先端側端面（１１）とが当接しないので、前記先端側端面（１１）は平坦面に形成されており、ゲート閉塞時、ゲート（８）の出口とバルブピン（７）の先端側端面（１１）とが一致するようになっている。従って、ゲートカット時、バルブピン（７）の先端部分がゲート（８）に嵌入した時でも、先端部の連通孔（１３）を介して型窩（４）と成形材料注入路（１２）とは僅かに繋がっている。
【００４６】
次に、第２実施例の作用について相違点だけを説明すると、前述のように射出成形機を作動させ、ノズル（２３）から計量された成形材料（９）を射出して計量成形材料（９）をキャビティ（６）内に前述同様高圧で圧入する。キャビティ（６）への計量成形材料（９）の充填が完了すると保圧工程に移り、射出成形機のノズル（２３）からの圧力をキャビティ（６）内の充填成形材料（９）に掛け続ける。充填成形材料（９）は冷却と共に次第に固化して行くと同時に収縮するが、前記の圧力によりゲート（８）から成形材料（９）が補給され、リング状成形体（１０’’）のヒケ発生を防止する。
【００４７】
リング状成形体（１０’’）がある程度冷却し、殆ど収縮しなくなった状態で保圧工程が終了し、ピン駆動部（２５）を逆作動させてバルブピン（７）を前進させ、図８の拡大詳細図に示すようにバルブピン（７）の先端部分にてゲート（８）を閉塞する。このときゲート（８）内のバルブピン（７）のキャビティ側端面（１１）とリング状成形体（１０’’）との間に挟まれ、逃げ場のなくなった余剰成形材料（９ａ）が前記連通孔（１３）を通って成形材料注入路（１２）に逃げることができ、ゲートカットを小さい力で円滑に行うことが出来る。（特に、ゲート（８）まわりの成形体（１０’’）の肉厚が２ｍｍ以下と薄い場合、ゲートカットが不可能である。）
【００４８】
なお、この時、ゲート（８）の円筒部分（８ａ）にバルブピン（７）のストレートに伸びた部分（７ａ）がほぼゼロ嵌合にて嵌まり込んで前記ゲート（８）を閉塞する。ただ、実施例１と相違するのは、連通孔（１３）の先端細孔（１３ａ）がコア（５）の突起部（５ａ）にて閉塞されず、キャビティ（６）と成形材料注入路（１２）とが連通孔（１３）にて連通状態となっていることであるが、バルブピン（７）の先端部分にてゲート（８）を閉塞すると、バルブピン（７）の先端部分は温度の低いゲート（８）に接触して熱を奪われ、温度が低下して連通孔（１３）内の極く僅かな成形材料（９）が固化して連通孔（１３）を閉塞してしまい、ゲートカットを完了させることになる。なお、前記固化した連通孔（１３）内の成形材料（９）は、バルブピン（７）が引き戻され、高温の成形材料注入路（１２）の中に入ったとき再加熱され、元の流動体に戻る。
【００４９】
続いて、冷却工程を経てキャビティ（６）内の充填成形材料（９）は次第に冷却固化する。成形材料（９）が固化したところで、図３に示すように移動ダイプレート（１６）を作動させ雄型（３）を雌型（２）から離間させ型開を行う。リング状成形体（１０’’）はコア（５）に装着され、雌型（２）の型窩（４）から引き抜かれ、最後に、押出部材（２６）を作動させて取り出される。
【００５０】
この時、図８の拡大詳細図からわかるように前述同様、リング状成形体（１０’’）は従来のようなコールドランナが付着していない無駄のない完全に成形された状態で型窩（４）から取り出される。それ故、従来無駄となっていたコールドランナが発生しなくなる。
【００５１】
なお、成形材料（９）として粉末焼結材料とバインダ樹脂との混練物を使用した場合はこのリング状成形体（１０’’）は粉末焼結用のグリーン体［溶剤可溶性樹脂成分と溶剤不溶性樹脂成分を主とするバインダ樹脂内に焼結用粉末（＝焼結対象粉末＋バインダ）が分子分散されたもの］であり、見かけ上は通常の熱可塑性樹脂成形部材と同様のものであり、その後の脱脂および焼結工程を経て焼結部材となる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、本発明によればバルブピンの先端部分にゲート側端面に開口し、キャビティと成形材料注入路とを連通する連通孔を穿設しておくことで、バルブピンを作動させてゲートカットを行った時、バルブピンのゲート側端面とコアの先端との間に挟まれ、逃げ場のなくなった成形材料が前記連通孔を通って成形材料注入路に逃げることができ、バルブピンの作動力を大幅に低減出来且つ確実にゲートカットができる。
【００５３】
またこのようにゲートカットが成形品の先端部分で行われるので、従来のようなコールドランナが発生する材料費を大幅に節約することができる。しかもコールドランナが発生しないということは、コールドランナを成形品から切除する工程がなくなり、その分だけ設備費はじめとするコストダウンが可能となる点や、成形完了と共に完成品が成形されて取り出されので、ラインの全自動化が可能となるだけでなく、切除時に発生する成形材料パーティクルパーティクルが成形品、特にシリンダのような医療用部材内に付着するというがことなく、この部分でも不良品が発生をなくすことができるなどきわめて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の金型の型締状態を示す断面図
【図２】図１において、バルブピンによるゲートカットが行われた状態の断面図
【図３】本発明の第１実施例の金型の型開状態を示す断面図
【図４】本発明の第１実施例の金型の製品エジェクト状態を示す断面図
【図５】本発明の第１実施例の金型のゲートカット状態の拡大断面図
【図６】本発明の第１実施例の金型のゲートオープン状態の拡大断面図
【図７】本発明の第２実施例の金型のゲートカット状態の拡大断面図
【図８】本発明の第２実施例の金型のゲートオープン状態の拡大断面図
【図９】従来例の断面図
【図１０】従来例の計量成形材料充填状態の拡大断面図
【符号の説明】
（１）金型
（２）雌型
（３）雄型
（４）型窩
（５）コア
（６）円筒状キャビティ
（７）バルブピン
（８）ゲート
（ＣＬ）　コアの中心軸

Claims (8)

1. 内部に所定形状のキャビティと、ゲートを介して前記キャビティに連通し、キャビティに流動状の計量された成形材料を供給する成形材料注入路と、前記成形材料注入路内にてゲートに挿脱可能に配設されているバルブピンとを備えた金型において、
   バルブピンのゲート側端面に開口し、成形材料注入路とキャビティとを連通する連通孔がバルブピンの先端部に穿設されている事を特徴とする金型。
2. キャビティが、筒状の型窩と、前記型窩内に同軸にて挿脱される柱状のコアとで構成され、前記型窩の中心軸に一致して成形材料注入用のゲートが形成されている事を特徴とする請求項１に記載の金型。
3. 型窩がシリンダの外面を構成し、コアがシリンダ内面形成用である事を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の金型。
4. 成形材料が、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金型。
5. （ａ）　　ゲートを介して成形材料供給側から計量された成形材料をキャビティに射出充填し、
   （ｂ）　　充填後、所定の圧力をキャビティ内の充填材料に印加する保圧を行い、
   （ｃ）　　前記保圧工程終了後、ゲートカットした時に、ゲート部分に溜まった余剰成形材料を成形材料供給側に戻し、
   （ｄ）　　続いて冷却してキャビティ内の成形材料を固化して成形体とし、
   （ｅ）　　然る後、前記成形体を取り出す事を特徴とする成形体の成形方法。
6. キャビティが、筒状の型窩と、前記型窩内に同軸にて挿脱される柱状のコアとで構成され、前記型窩の中心軸に一致して成形材料注入用のゲートが形成されている事を特徴とする請求項５に記載の成形体の成形方法。
7. 型窩がシリンダの外面を構成し、コアがシリンダ内面形成用である事を特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の成形体の成形方法。
8. 成形材料が、燒結用粉末と樹脂バインダの混練物であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の成形体の成形方法。

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