JP2004082489A

JP2004082489A - 成形用金型

Info

Publication number: JP2004082489A
Application number: JP2002245942A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeuchi; 竹内　宏
Original assignee: SHINKO SELLBICK KK
Current assignee: SHINKO SELLBICK KK
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】高品質の薄肉製品を成形する。
【解決手段】一次スプル３からランナ６，二次スプル７，ゲート１３を介してキャビティ８に至る溶融樹脂Ｐの流路が形成され、二次スプル７にコアピン１１が挿入されて二次スプル７が筒形に形成されてなる。コアピン１１の端面はキャビティ８に直接に対面されている。
【選択図】　　　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピンポイントタイプ（ピンタイプ）のゲートを備えた成形用金型に係る技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ピンポイントタイプのゲートを備えた射出成形用金型を用いた薄肉製品（例えば、製品部の肉厚が０．５ｍｍ以下）の射出成形では、型開きの際のゲートカットを精密に行うために、ピン形ないし円形に形成されているゲートの径をかなり小さくすることが要求される。然しながら、ゲートの径が小さくなると、溶融樹脂の充填量が必要とされる量以下に制約されるうえに、充填が一点に応力が集中するために局部的なストレス発生が避けられない等の種々の不具合が生じてしまうことになる。このため、ゲートの数を多数増加させたり、ゲートの形状を変更したりすることが試みられている（例えば、実用新案登録第２６０６１４３号公報参照）ものの、市場での製品の薄性化の要請に充分に対応することができていないという状況がある。
【０００３】
従来、前述の状況の中でゲートを含む周囲を広範囲に改良した射出成形用金型としては、例えば、特開昭５８−１３１０４２号公報に記載のものが知られている。
【０００４】
上記公報に係る射出成形用金型は、その第３図及び第４図に示すように、一次スプルからランナ，二次スプル，ゲートを介してキャビティに至る溶融樹脂の通路が形成され、二次スプルにランナコアが挿入されて二次スプルが筒形に形成され、キャビティにインサートされたコアロッドに突当てられることによってゲートが筒形に形成されている。
【０００５】
この従来の射出成形用金型によると、ランナから筒形の二次スプルに流入した溶融樹脂が筒形の流動形態に規制されそのままリング形のゲートからキャビティの内部に流入するため、ゲートからキャビティの内部への溶融樹脂の流動が円滑になる。また、溶融樹脂がリング形のゲートからキャビティの内部へ放射状に流入するため、溶融樹脂がキャビティの内部へ均一に充填される。また、ゲートカットの際にリング形のゲートに切断応力が集中するため、ゲート痕が残らない精密なゲートカットが行われる。従って、高品質の薄肉製品を成形することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の射出成形用金型では、コアロッドとランナコアとが突合わされるために、全ての製品にコアロッドの穴があいてしまい、形状が制限されることとなる。
また、コアロッドとランナコアとの突合わせ端面間の精密性が重要となる。コアロッドとランナコアとの軸構造が相違している場合には、径年使用に伴ってコアピンとランナコアとの同軸構造に狂いを生じ、突合わせ端面間での微小間隙の発生が避けられなくなる。この微小間隙によって溶融樹脂の流動が影響を受けるうえに、流動に伴って微小間隙がさらに増幅されてゆくという問題点がある。
【０００７】
また、コアロッドに沿って円筒の流動形態に規制された溶融樹脂が、ゲートにおいてキャビテイとは異質部材であるコアロッドに接触するために、金型温度に変化が生じて溶融樹脂の流動に影響を与えるという問題点がある。この場合に、コアロッドの端面と他のキャビテイ部位との金型温度調整が難しいために、市場での製品の薄性化の要請に充分に対応することができる高品質の薄肉製品を成形できていない。
【０００８】
さらに、従来の射出成形用金型では、所定の充填量を確保するために、ゲート径を所定径とするが、あるいは小径としてこれを多数設けるか等をしていた。ゲートを所定径とする場合には、充填完了時にキャビテイ内に発生する戻り圧力がゲートから逃げようとし、この戻り圧力が凸状に発生するゲート痕の一因となっていた。なお、小径ゲートを複数設ける場合には、上記ゲート痕は発生しないものの、金型構造が複雑化することとなって好ましいものではなかった。
【０００９】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、高品質の薄肉製品を成形することのできる成形用金型を提供することを主な課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するため、本発明に係る成形用金型は、次のような手段を採用する。
【００１１】
即ち、請求項１では、一次スプルからランナ，二次スプル，ゲートを介してキャビティに至る溶融材料の通路が形成され、二次スプルが環状に形成されてなる成形用金型において、二次スプルにコアピンが挿入されて二次スプルが環状に形成され、コアピンの端面はキャビティに直接に対面されていることを特徴とする。ここで、環状とは、筒形や楕円形などを含む概念である。
【００１２】
この手段では、環状のゲートと環状の二次スプルがコアピンの挿入により形成される。
特に、環状のゲートにより溶融材料の必要に応じた充填量が確保され、ゲートの肉厚断面間隙を薄くすることが可能となる。しかも、キャビテイ面はムラのない温調であるから、対面しているコアピンの端面から溶融材料が環状にわたって影響を受けることなく充填することができ、高品質の薄肉製品が繰り返し成形される。
【００１３】
また、請求項２では、一次スプルからランナ，二次スプル，ゲートを介してキャビティに至る溶融材料の通路が形成され、二次スプルが環状に形成されてなる成形用金型において、二次スプルにコアピンが挿入されて二次スプルとゲートが環状に形成され、コアピンの端面は二次スプルが設けられている型板に開口された非円形のスリットを介してキャビティに間接に対面されていることを特徴とする。
【００１４】
この手段では、環状の二次スプルから環状のゲートまでコアピンが連続して溶融材料の流動形態を環状に規制してキャビティの内部に流入させ、ゲートの最終端で溶融材料をコアピンの外側に位置する型板に設けられた非円形のスリットに通過させる。非円形のスリットによって溶融材料の必要に応じた充填量が確保され、ゲートの肉厚断面間隙を薄くすることが可能となる。しかも、キャビテイ面はムラのない温調であるから、対面しているコアピンの端面から溶融材料がスリットにわたって影響を受けることなく充填され、高品質の薄肉製品が繰り返し成形される。
【００１５】
また、請求項３では、請求項１または２記載の成形用金型において、コアピンの外周には溶融材料の通路のロック部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この手段では、コアピンの外周に加工するだけで通路成形品のロック部が形成され、通路成形品はロック部で確実に保持されて型開される。
【００１７】
また、請求項４では、請求項１〜４のいずれか記載の成形用金型において、ゲート部の肉厚断面間隙と長手断面間隙と製品部の肉厚間隙とが、ゲート部の肉厚断面間隙と長手断面間隙とが１：１０から１：２５００の関係とし、製品部の肉厚間隙に対してゲート部の肉厚断面間隙が１：０．８から１：０．０１の関係にあることを特徴とする。ここで、肉厚断面間隙とは短手方向の間隙をいい、交差方向を長手断面間隙という。
【００１８】
この手段では、ゲート部の肉厚断面間隙に対して長手断面間隙が大きくなって溶融材料の充填量が必要に応じて確保されるうえに、製品部の肉厚間隙に対してゲート部の肉厚断面間隙を薄くしてゲート痕（例えば凸状や凹状など）を目立さずにゲートカットされる。
【００１９】
さらにまた、請求項５では、請求項１〜５のいずれか記載の成形用金型において、コアピンが形状調整して取付板に着脱可能に取付けられていることを特徴とする。
【００２０】
この手段では、コアピンを形状調整して交換するにより、溶融材料の流量やゲート痕の発生が調整される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る成形用金型の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図５は、本発明に係る成形用金型の実施の形態（１）を示す。成形用金型としては射出成形用金型を示し、溶融材料としては溶融樹脂を示す。
【００２３】
この実施の形態では、図１に示すように、固定側取付板１に固定されたスプルブシュ２の内部に一次スプル３が設けられ、ランナストリッパプレート４，固定側型板５の接合面にランナ６が設けられ、固定側型板５の接合面と固定側型板５の内部とに二次スプル７が設けられている。これ等の一次スプル３，ランナ６，二次スプル７は、キャビティ８に至る溶融樹脂Ｐの通路を構成する。なお、キャビティ８は、固定側型板５，可動側型板９の接合面に設けられており、製品部の成形空間となる。また、キャビティ８には、可動側型板９に貫通された突出しピン１０が出没するようになっている。
【００２４】
二次スプル７は、図３に詳細に示されるように、ランナ６寄りに溶融樹脂Ｐの通路の容積を拡張したフランジ部７ａが設けられ、キャビティ８寄りに錐筒形の筒部７ｂが設けられている。
【００２５】
この二次スプル７の内部には、コアピン１１が挿入されて二次スプル７を筒形に構成している。
【００２６】
コアピン１１は、取付ボルト１２で固定側取付板１に着脱可能に取付けられてなるもので、ランナストリッパプレート４の内部に径の大きな寸胴の大径部１１ａが位置し、固定側型板５の内部に径の小さなテーパ胴の小径部１１ｂが位置している。大径部１１ａ，小径部１１ｂの境目は、段部１１ｃを形成して二次スプル７のフランジ部７ａの内部に位置している。また、二次スプル７のフランジ部７ａの内部に位置する大径部１１ａには、環状の溝部１１ｄが刻設されている。なお、小径部１１ｂの端面１１ｅは、キャビティ８に直接に対面されている。
【００２７】
この実施の形態によると、前述の従来例と同様に、ゲート１３が筒形ないしリング形に形成される（図２参照）。
【００２８】
ここで、図２と図３に詳細に示されるように、ｗ１はゲート１３の環状の直径、ｗ２はゲート１３の肉厚（端面）断面間隙で、環状の場合には円周にわたって長手断面間隙ｗ３が構成され、ｗ４はキャビテイ８の製品部の肉厚間隙である。ゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２と長手断面間隙ｗ３と製品部の肉厚間隙ｗ４は、ゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２と長手断面間隙ｗ４とが１：１０から１：２５００、好ましくは１：５０から１：２０００の関係とされ、製品部の肉厚間隙ｗ４に対してゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２が１：０．８から１：０．０１の関係に設定される。
【００２９】
従って、ランナ６から筒形の二次スプル７に流入した溶融樹脂Ｐがリング形の流動形態に規制され、そのままリング形のゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２から長手断面間隙ｗ４にわたってキャビティ８の内部に流入するため、ゲート１３からキャビティ８の内部への溶融樹脂Ｐが十分な量でかつ流動が非常に良くなる。また、溶融樹脂Ｐがリング形のゲート１３からキャビティ８の内部へ放射状に流入するため、溶融樹脂Ｐがキャビティ８の内部へ均一に充填される。その際に、ゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２の薄さに応じて、溶融樹脂Ｐが剪断発熱するので、上記均一充填と合わせてウエルドを発生させる余地がなくなる。また、ゲートカットの際にリング形のゲート１３に切断応力が集中するため、ゲート痕が目立たなくして精密なゲートカットが行われる。
【００３０】
特に、コアピン１１と別部材とが二次スプル７の内部で突合わされることがないため、隙間等が生じて溶融樹脂の流動が影響を受けることはない。また、コアピン１１に沿ってリング形の流動形態に規制された溶融樹脂Ｐがゲート１３で異質部材に接触することがないため、温度変化によって溶融樹脂の流動が影響を受けることはない。従って、かなり高品質の薄肉製品を成形することができ、市場での製品の薄性化の要請に充分に対応することができる。
【００３１】
さらに、この実施の形態によると、図４に示すゲートカットの際に、二次スプル７のフランジ部７ａの内部で固化した樹脂にコアピン１１の段部１１ｃ，溝部１１ｄが食込むため、固化した二次スプル部がコアピン１１から抜けてゲートカットが不良になることはない。また、図５に示すランナストリップの際に、固化した二次スプル部に大部分接触しているコアピン１１の小径部１１ｂテーパ胴であるため、固化した二次スプル部のストリップが円滑に行われる。さらに、コアピン１１の外周に段部１１ｃ，溝部１１ｄを切削加工するだけでよく、簡単なロック部を提供される。
【００３２】
図６，図７は、本発明に係る射出成形用金型の実施の形態（２）を示すものである。
【００３３】
この実施の形態では、図６に示すように、二次スプル７が設けられている固定側型板５のキャビティ８に臨む面に非円形のスリット１４が開口されている。コアピン１１の小径部１１ｂの端面は、スリット１４と少しの隙間を介してキャビティ８に間接に対面されている。即ち、スリット１４が実質的にゲート１３になる。
【００３４】
この実施の形態によると、前述の実施の形態（１）とほぼ同様の作用，効果が奏される。なお、非円形のスリット１４は、ゲートカットの際にリング形よりもはるかにゲート１３に切断応力を集中させる。
【００３５】
なお、スリット１４としては、単一線状（図７（Ａ）参照），複数線状（図７（Ｂ）参照），放射線状（図７（Ｃ）参照）等が考えられる。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）の場合にあっても、スリット１４（ゲート１３）の肉厚断面間隙ｗ５と長手断面間隙ｗ６と図示しない製品部の肉厚間隙は、スリット１４の肉厚断面間隙ｗ５に対して長手断面間隙ｗ６が１：１０から１：２５００、好ましくは１：５０から１：２０００の関係で、且つ、製品部の肉厚間隙に対してスリット１４の肉厚断面間隙ｗ５が１：０．８から１：０．０１の関係にある．
【００３６】
以上、図示した実施の形態の外に、スリット１４を他の形状にすることも可能である。
【００３７】
【実施例】図１〜図５に示す射出成形用金型において、次のとおり実施した。
【００３８】
実施例１
キャビテイ８の製品部の直径が３０ｍｍで、製品部の肉厚ｗ４が３ｍｍの場合に、ゲート１３の環状直径ｗ１が２９ｍｍで、ゲート１３の端面（肉厚）断面間隙ｗ２が０．０５ｍｍとし、溶融材料として熱可塑性合成樹脂（ＰＯＭ）を用い、充填して固化後にゲートカットした。この場合には、製品部の肉厚ｗ４には影響を与えることなく、ゲート痕も目視できないほど美麗であった。
特に、製品部の外径のぎりぎりにわたって溶融樹脂を充填するために、外周の全周にわたって材料密度が均一に高められ、外周にわたっての転写性が向上し、小型ギア等に有効であることが確認された。
【００３９】
実施例２
キャビテイ８の製品部の直径が１０ｍｍで、製品部の肉厚ｗ４が０．１５ｍｍの場合に、ゲート１３の環状直径ｗ１が２ｍｍで、ゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２が０．０３ｍｍとし、溶融材料として熱可塑性合成樹脂（ＰＯＭ）を用い、充填して固化後にゲートカットした。
この場合には、製品部の肉厚の０．１５ｍｍには影響を与えることなく、ゲート痕も目視できないほど美麗であった。
【００４０】
実施例３
キャビテイ８の製品部が１００ｍｍ×２００ｍｍで、製品部の肉厚ｗ４が０．５ｍｍの場合に、ゲート１３の環状直径ｗ１が４０ｍｍで、ゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２が０．３ｍｍとし、溶融材料としてマグネシュウムを用い、充填して固化後にゲートカットした。
この場合には、製品部の肉厚ｗ３に影響を与えることなく、ゲート痕も目視できないほど美麗であった。特に、マグネシウムの転写性と材料密度が向上することが確認された。
【００４１】
実施例４
キャビテイ８の製品部が５０ｍｍ×１００ｍｍで、製品部の肉厚ｗ４が１．５ｍｍの場合に、ゲート１３の環状直径ｗ１が４０ｍｍで、ゲート１３の肉厚断面間隙ｗ２が０．８ｍｍとし、溶融材料としてダイキャストを用い、充填して固化後にゲートカットした。この場合には、製品部の肉厚ｗ４に影響を与えることなく、ゲート痕も目視できないほど美麗であった。
【００４２】
実施例５
キャビテイ８の製品部が３０ｍｍ×３０ｍｍで、製品部の肉厚ｗ４が３ｍｍの場合に、ゲート１３の環状直径ｗ１が５ｍｍで、ゲート１３の端面（肉厚）断面間隙ｗ２が０．０５ｍｍとし、溶融材料として熱硬化性樹脂（フェノール）を用い、充填して固化後にゲートカットした。この場合には、製品部の肉厚ｗ４に影響を与えることなく、ゲート痕も目視できないほど美麗であった。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る成形用金型は、請求項１として、環状のゲートと環状の二次スプルとをコアピンを挿入するだけで簡単に形成することができた。
特に、環状の二次スプルから環状のゲートまでコアピンが連続して溶融材料の流動形態を環状に規制してキャビティの内部に流入させるうえに、平均した温調のキャビテイ面にコアピンの端面が隙間なく対面しているので、溶融材料は環状のゲートで影響されずに必要量を繰り返し充填でき、高品質の薄肉製品を繰り返し再現できる効果がある。
【００４４】
また、請求項２として、環状の二次スプルから環状のゲートまでコアピンが連続して溶融材料の流動形態を環状に規制してキャビティの内部に流入させ、ゲートの最終端で溶融樹脂をコアピンの外側に位置する型板に設けられた非円形のスリットに通過させるため高品質の薄肉製品を繰り返し成形することができる効果がある。
【００４５】
さらに、請求項１，２共通として、環状ないしスリット長さに応じて溶融材料をゲートから必要に応じて充填することができ、これに対応して環状ないしスリットのゲートの肉厚断面間隙を可及的に薄くすることができ、戻り圧力を薄いゲートで防ぐことができる。その結果、ゲート痕を目立たなくした美麗な成形を実現することができるうえに、ゲートの肉厚断面間隙によってゲートカットを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る成形用金型の実施の形態（１）を示す断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図３】図１の要部の拡大図である。
【図４】図１のゲートカット状態図である。
【図５】図１のランナストリップ状態図である。
【図６】本発明に係る成形用金型の実施の形態（１）を示す要部の断面図である。
【図７】図６の要部の平面図であり、（Ａ）〜（Ｃ）に変形例が示されている。
【符号の説明】
３　　　　　　一次スプル
６　　　　　　ランナ
７　　　　　　二次スプル
７ａ　　　　　フランジ部
８　　　　　　キャビティ
１１　　　　　コアピン
１１ｃ　　　　段部
１１ｄ　　　　溝部
１３　　　　　ゲート
Ｐ　　　　　　溶融樹脂
ｗ１　　　　　環状ゲート直径
ｗ２，ｗ５　　ゲート肉厚断面間隙
ｗ３，ｗ６　　ゲート長手断面間隙
ｗ４　　　　　製品部の肉厚間隙

Claims

一次スプルからランナ，二次スプル，ゲートを介してキャビティに至る溶融材料の通路が形成され、二次スプルが環状に形成されてなる成形用金型において、二次スプルにコアピンが挿入されて二次スプルとゲートが環状に形成され、コアピンの端面はキャビティに直接に対面されていることを特徴とする成形用金型。
一次スプルからランナ，二次スプル，ゲートを介してキャビティに至る溶融材料の通路が形成され、二次スプルが環状に形成されてなる成形用金型において、二次スプルにコアピンが挿入されて二次スプルとゲートが環状に形成され、コアピンの端面は二次スプルが設けられている型板に開口された非円形のスリットを介してキャビティに間接に対面されていることを特徴とする成形用金型。
請求項１または２記載の成形用金型において、コアピンの外周には溶融材料の通路のロック部が設けられていることを特徴とする成形用金型。
請求項１〜３のいずれか記載の成形用金型において、ゲート部の肉厚断面間隙と長手断面間隙と製品部の肉厚間隙とが以下の関係にあることを特徴とする成形用金型。
ゲート部の肉厚断面間隙に対して長手断面間隙が１：１０から１：２５００の関係にあること。
製品部の肉厚間隙に対してゲート部の肉厚断面間隙が１：０．８から１：０．０１の関係にあること。
請求項１〜５のいずれか記載の成形用金型において、コアピンが形状調整して取付板に着脱可能に取付けられていることを特徴とする成形用金型。