JP2004148572A

JP2004148572A - 射出成形金型及び射出成形品の製造方法

Info

Publication number: JP2004148572A
Application number: JP2002314069A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takeishi; 篤武石; Kunio Yamamoto; 国雄山本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】複数種の射出成形品を形成するに際して、高効率、低コスト生産を実現できる射出成形金型及び射出成形品の製造方法を提供することにある。
【解決手段】両者間にキャビティ４、５が形成され接近離間可能に設けられた一対の金型２、３と、キャビティ４、５内に溶融樹脂を供給する供給部８０とを備え、キャビティ４、５は、一対の金型２、３の型開閉面内に各々独立して複数設けられ、供給部８０は、各キャビティ４、５に各別に連通するランナー３９、６３と、ランナー３９、６３と連通するスプルー３６が形成されたスプルーブッシュ３０とを備えた射出成形金型１であって、スプルーブッシュ３０は、各キャビティ４、５に対し選択的に溶融樹脂を供給できる開閉機構３７を備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接近離間可能に設けられた金型間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を供給し射出成形品を成形するための射出成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、形状等が異なる複数種の射出成形品を成形するには、主に次の二つの製造方法が採用されている。まず、形状等が異なるキャビティを各別に備えた複数の射出成形機を用いて、射出成形品を成形する方法であり、次に、一つの射出成形機を用い、一の形状等を有するキャビティ形成型を取付けて、一の射出成形品を成形した後、前記一のキャビティ形成型を取り外し、その後、他の形状等を有するキャビティ形成型を取付けて、他の射出成形品を成形する方法である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−０２４４６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の射出成形品の製造方法によれば、まず、前者の場合、複数の射出成形機を用いて複数種の射出成形品を各別に成形するため、射出成形機の運転費用及び製造工場における射出成形機の占有スペースの増大等が生じ、結果、射出成形品の製作コストの増加を招く問題があった。
後者の場合、一の射出成形品の成形が完了する度に、他のキャビティ形成型を交換取付けして、その後、この金型を加熱する必要があるため、生産工数の増大及び生産効率の低下を招く問題があった。
ここで、前述した二つの製造方法の他に、同一の射出成形機に複数種のキャビティ形成型を取付けて、複数種のキャビティ内に溶融樹脂を同時に射出する方法が考えられるが、この場合、各キャビティ内でその体積等が異なるため、溶融樹脂の充填不良が発生することがある。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数種の射出成形品を成形するに際して、高効率、低コスト生産を実現できる射出成形金型及び射出成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の射出成形金型は、両者間にキャビティが形成され接近離間可能に設けられた一対の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を供給する供給部とを備え、前記キャビティは、前記一対の金型の型開閉面内に各々独立して複数設けられ、前記供給部は、前記各キャビティに各別に連通するランナーと、該ランナーと連通するスプルーが形成されたスプルーブッシュとを備えた射出成形金型であって、前記スプルーブッシュは、前記各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を供給できる開閉機構を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この射出成形金型では、スプルーブッシュが、各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を供給できる開閉機構を備えているため、形状等が異なる複数種の射出成形品を同一の金型で、高効率、低コストで生産できる。すなわち、同一の金型内に、形状等が異なる複数種のキャビティが形成されている場合、前記開閉機構により、同一種のキャビティにのみ選択的に溶融樹脂を供給することができる。これにより、異種の射出成形品を成形する度に、キャビティを構成するキャビティ形成型を交換取付けし加熱する、または、各別に異なるキャビティを備える複数の射出成形機により、射出成形品を成形する必要がなくなるため、高効率、低コスト生産を実現することができる。
【０００８】
また、本発明の射出成形金型は、前記スプルーと前記ランナーとの接続部における流路断面積は、前記ランナーの前記接続部を除く流路断面積より大となる関係を有し形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この射出成形金型では、スプルーとランナーとの接続部における流路断面積が、ランナーの前記接続部を除く流路断面積より大となる関係を有し形成されているため、溶融樹脂のスプルーからキャビティへの流入を滑らかにし、キャビティ内への溶融樹脂の充填不良を抑制するとともに、硬化状態が略均一な溶融樹脂をキャビティ内に安定して供給することができる。これにより、製造上の不具合を発生させることなく前述した射出成形金型により得られる効果を実現できる。
すなわち、前述した射出成形金型においては、スプルーブッシュと、ランナーが形成されている部品とは別部品となる構成になるため、スプルーからランナーに達した溶融樹脂は、その接続部において流れに乱れが生じる。さらに、前記接続部においては、その構造上、溶融樹脂の流れ方向が急激に変化することと相俟って、溶融樹脂の流速は急激に低下する。
また、溶融樹脂は、スプルー及びランナーより高温であるため、前記溶融樹脂の流速低下と相俟って、前記接続部における前記内周面に当接する溶融樹脂は硬化し易い。この状態において、前記接続部の流路断面積は、ランナーの前記接続部を除く流路断面積より大となる関係で形成されているため、前記溶融樹脂の硬化を、前記接続部における流路（スプルー及びランナー）の内壁面周縁部にのみ発生させ、この内部を流れる溶融樹脂を前記接続部を除く部分に供給し、更には、キャビティ内に供給することができる。これにより、キャビティ内には、硬化していない溶融状態が良好な溶融樹脂のみを供給することができる。
また、流路断面積の増加を前記接続部に限定的に施しているため、溶融樹脂の無駄な使用を最小限に抑制することもできる。
【００１０】
本発明の射出成形品の製造方法は、接近離間可能に設けられた金型間に、各々独立して複数形成されたキャビティ内に、溶融樹脂を射出し射出成形品を成形する射出成形品の製造方法であって、前記キャビティ内に溶融樹脂を供給するに際し、前記各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を射出することを特徴とする。
【００１１】
この射出成形品の製造方法では、溶融樹脂を前記キャビティ内に供給するに際し、前記各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を供給するため、同一の金型で、形状等が異なる複数種の射出成形品を高効率、低コストで生産できる。すなわち、同一の金型内に、形状等が異なる複数種のキャビティが形成されている場合、同一種のキャビティにのみ選択的に溶融樹脂を供給することができる。これにより、異種の射出成形品を成形する度に、キャビティを構成するキャビティ形成型を交換取付けし加熱する、または、各別に異なるキャビティを備える複数の射出成形機により、射出成形品を成形する必要がなくなるため、高効率、低コスト生産を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る射出成形金型の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１、図２に示す射出成形金型１は、両者間にキャビティ４、５が各々独立して異なる形状で形成され、接近離間可能に設けられた可動型３及び固定型２と、キャビティ４、５内に溶融樹脂を供給する供給部８０とを備え、可動型３は進退可能に支持された図示しない可動盤に取り付けられている。
【００１３】
固定型２と可動型３の型開閉面における固定型２の表面（以下、表面という）には、２個の凹部が設けられ、該各凹部に、キャビティ形成型４ａ、５ａがそれぞれ設けられている。この構成において、各キャビティ形成型４ａ、５ａの前記表面には、前述したキャビティ４、５を形成するキャビティ形成部が、それぞれで異なる形状で設けられている。
【００１４】
同様にして、前記型開閉面における可動型３の表面（以下、表面という）には、凹部が設けられ、該各凹部に、キャビティ形成型４ｂ、５ｂが設けられている。この構成において、各キャビティ形成型４ｂ、５ｂの前記表面には、固定型２に設けられたキャビティ形成部の、前記型開閉面に沿った方向に対する配設位置と対応して、キャビティ形成部が設けられている。以上の構成において、前記型閉じ状態になった際、形状が異なる２個のキャビティ４、５が各々独立に並列して形成される構成となっている。
【００１５】
ここで、固定型２において、キャビティ形成型４ａ、５ａ同士の間の中央部には、固定型２の上端面に開口する空間８が設けられている。空間８は、固定型２の上端面に開口するとともに、下方に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成された開口部９と、開口部９の下端に連設された孔１０と、孔１０の下端に連設されるとともに、孔１０より小径に形成された貫通孔１１とを備え、これら開口部９、孔１０、貫通孔１１は、各々同軸に設けられた構成となっている。ここで、空間８には、貫通孔１１に嵌合されるとともに、孔１０の下端面に当接するスプルーブッシュ３０が設けられている。
【００１６】
スプルーブッシュ３０は、図３、図４に示すように、円盤状のフランジ部３１と、フランジ部３１の中心軸Ｏと同軸に設けられフランジ部３１より小径のシャフト部３２とから構成されている。フランジ部３１表面には、厚さ方向に対して、ザグリ孔３３と、ザグリ孔３３より小径の貫通孔３４とが、中心軸Ｏを中心に等間隔で２個設けられ、ザグリ孔３３の内周面は、フランジ部３１の外周面に開口している。
【００１７】
また、フランジ部３１の表面には、厚さ方向に対して、中心軸Ｏを中心に、円弧状に凹となるノズル受け部３５が設けられ、スプルーブッシュ３０の内部には、中心軸Ｏを中心に、ノズル受け部３５の底面から軸線Ｏ方向下方に向かうに従い漸次拡径するスプルー３６が、シャフト部３２の下端面に開口して設けられている。また、シャフト部３２の下端部外周面において、各別に２個設けられたザグリ孔３３及び貫通孔３４のフランジ部３１表面における配設中心Ｏ１同士の間の中央には、スプルー３６と略垂直に連通する断面Ｕ字状の導入通路３７が設けられている。
【００１８】
以上の構成により、スプルーブッシュ３０は、図１に示すように、固定型２に、フランジ部３１表面が孔１０の下端面と当接するとともに、シャフト部３２が貫通孔１１に嵌合され、フランジ部３１表面に設けられたザグリ孔３３及び貫通孔３４にボルト３８が嵌挿されるとともに、孔１０の底面に設けられた雌ネジにねじ込まれることで保持された構成となっている。なお、本実施の形態においては、図１、図２に示すように、導入通路３７は、キャビティ５に連通する後述する接続部ランナー６１と連通した構成となっている。また、固定型２上端部に形成された空間８に成形機ノズル（図示しない）が配設されるとともに、この成形機ノズルの先端部が、スプルーブッシュ３０に設けられたノズル受け部３５と密接し、射出成形金型１に溶融樹脂を射出する構成となっている。
【００１９】
ここで、図１に示すように、固定型２の下端面には、キャビティ形成型４ａ、５ａ同士の間に、固定側ランナー入れ子４０が設けられている。また、可動型３の上端面には、キャビティ形成型４ｂ、５ｂ同士の間に、可動側ランナー入れ子５０が設けられている。これらランナー入れ子４０、５０同士の間には、導入通路３７と連通する第１のランナー３９が設けられている。
【００２０】
固定側ランナー入れ子４０は、図５に示すように、直方体状に形成され、その表面の中央部には厚さ方向に対して貫通孔４２が形成されている。また、固定側ランナー入れ子４０の一方の表面には、図５に示すように、その略中央部に幅方向に渡って凸部４３が設けられている。また、前記一方の表面において、幅方向中央部には、長手方向に延在して溝形状のランナー形成部４１が設けられている。ランナー形成部４１は、凸部４３に配設され断面Ｕ字状に形成された固定側接続部ランナー形成部４４と、凸部４３非形成部に配設され断面略半円状に形成された固定側非接続部ランナー形成部４５とから構成されている。この固定側ランナー入れ子４０は、図１に示すように、貫通孔４２に、スプルーブッシュ３０のシャフト部３２が嵌合されるとともに、前記一方の表面が前記型開閉面上に配設されるように固定型２に取付けられている。
【００２１】
また、可動側ランナー入れ子５０は、図６に示すように、直方体状に形成され、その表面の中央部には厚さ方向に対して貫通孔５２が形成されている。可動側ランナー入れ子５０の一方の表面には、長手方向両端部に幅方向に渡って凸部５３が設けられている。この凸部５３の表面において、幅方向中央部には、長手方向に延在して、断面略半円状の溝形状に形成された可動側非接続部ランナー形成部５１が設けられている。この可動側ランナー入れ子５０は、図１に示すように、貫通孔５２が、スプルーブッシュ３０に形成されたスプルー３６と連通するとともに、前記一方の表面が、前記型開閉面上に配設されるように可動型３に取付けられ、固定型２と可動型３とが型閉じした際、スプルーブッシュ３０の下端面と当接する構成となっている。
【００２２】
以上の構成において、固定型２と可動型３とが型閉じした際、固定側ランナー入れ子４０に設けられた凸部４４が、可動側ランナー入れ子５０の前記一方の表面において、凸部５３非形成部と当接することにより、断面Ｕ字状の接続部ランナー６１が形成される。すなわち、固定側ランナー入れ子４０に断面Ｕ字状の溝形状に形成された固定側接続部ランナー形成部４４を、可動側ランナー入れ子５０の平坦に形成された凸部５３非形成部により閉じることで、断面Ｕ字状の接続部ランナー６１が形成される。
【００２３】
また、この際、固定側ランナー入れ子４０に設けられた固定側非接続部ランナー形成部４５が、可動側ランナー入れ子５０に設けられた凸部５３と当接することにより、断面円形状の非接続部ランナー６２が形成される。すなわち、固定側ランナー入れ子４０に形成された固定側非接続部ランナー形成部４５と、可動側ランナー入れ子５０に形成された可動側非接続部ランナー形成部５１とが、互いに閉じて断面円形状の非接続部ランナー６２が形成される構成となっている。これにより、接続部ランナー６１と、該ランナー６１より小さい流路断面積の非接続部ランナー６２とが互いに連通して形成され第１のランナー３９が形成される構成となっている。
【００２４】
ここで、キャビティ形成型４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂの、前記各表面には、図１に示すように、型閉じした際、非接続部ランナー６２と連通しこの流路断面形状と同形状の第２のランナー６３と、該ランナー６３及びキャビティ４、５と連通し第２のランナー６３より小となる流路断面積を有するゲート６４とが形成されるように溝部が形成されている。
以上の構成において、キャビティ４、５に溶融樹脂を供給する供給部８０は、ノズル受け部３５、スプルー３６及び導入通路３７を備えたスプルーブッシュ３０と、ランナー３９、６３と、ゲート６４とを備えた構成となっている。
【００２５】
また、図１において、可動型３表面に設けられたキャビティ形成型４ｂ、５ｂには、第２のランナー６３の型開閉面に沿った配設位置に対して進退可能に設けられた第１のエジェクタピン７０ａが設けられている。さらに、可動側入れ子５０に設けられた貫通孔５２には、第２のエジェクタピン７０ｂが型開閉面に対して進退可能に設けられている。すなわち、射出成形品成形後、可動型３が後退し型開きした際、第１のエジェクタピン７０ａが第２のランナー６３に充填、成形された部分を、第２のエジェクタピン７０ｂがスプルー３６に充填、成形された部分を、各々型開閉面に対して前進し押圧することにより、射出成形品を脱型する構成となっている。
【００２６】
以上のように構成された射出成形金型１により、射出成形品を成形する方法について説明する。
まず、可動盤２が前進し、キャビティ形成型４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂが各々型閉じされると、形状、寸法等が各々で異なるキャビティ４、５が形成される。そして、スプルーブッシュ３５上端面に設けられたノズル受け部３５と密接して設けられた図示しない成形機ノズルから溶融樹脂を射出し、スプルー３６、導入通路３７、第１のランナー３９、第２のランナー６３、ゲート６４を順次通過し、キャビティ５に溶融樹脂が射出される。
【００２７】
そして、キャビティ５に充填された溶融樹脂が硬化し、射出成形品が成形された後、可動型２を後退させ、キャビティ４、５を型開きした後、エジェクタピン７０ａ、７０ｂを型開閉面に対して前進させる。この際、射出成形品のうち、第２のランナー６３及びスプルー３６に配設された部分をエジェクタピン７０ａ及び７０ｂで各々押圧することにより、射出成形品を脱型する。そして、前述した動作を、所定の回数繰返して、キャビティ５により一の射出成形品を所定の個数成形する。
【００２８】
その後、ノズル受け部３５から図示しない成形機ノズルを引き離した後、スプルーブッシュ３０を固定型２に保持しているボルト３８を取り外し、スプルーブッシュ３０を１８０°軸線Ｏ回りに回転させ、導入通路３７をキャビティ４に至る第１のランナー３９と連通させる。そして、前述と同様にして、キャビティ４、５を各々形成した後、溶融樹脂をキャビティ４内に射出し、他の射出成形品を成形した後、これをエジェクタピン７０ａ、７０ｂにより脱型する。そして、この動作を、所定の回数繰返し、キャビティ５により他の射出成形品を所定の個数成形する。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態による射出成形金型によれば、スプルーブッシュ３０が、各キャビティ４、５に対し選択的に溶融樹脂を供給できる導入通路３７を備えているため、同一の射出成形金型１で、形状等が異なる複数種の射出成形品を高効率、低コストで生産できる。すなわち、導入通路３７により、異種の射出成形品を成形する度に、キャビティ形成型４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを交換取付けし加熱する、または、各別に異なるキャビティ４、５を備える複数の射出成形機により、射出成形品を成形する必要がなく、スプルーブッシュ３７を軸線Ｏ回りに回転させるだけでよいため、高効率、低コスト生産を実現することができる。
【００３０】
また、第１のランナー３９において、スプルー３６との接続部における接続部ランナー６１の流路断面積は、第１のランナー３９を構成する非接続部ランナー６２の流路断面積より大となる関係を有し形成されているため、溶融樹脂のスプルー３６からキャビティ４、５への流入を滑らかにし、キャビティ４、５内への溶融樹脂の充填不良を抑制するとともに、溶融状態が略均一な溶融樹脂をキャビティ４、５内に供給することができる。これにより、製造上の不具合を発生させることなく前述した効果を実現できる。
【００３１】
すなわち、前述した実施の形態においては、スプルーブッシュ３０と、ランナー入れ子４０、５０とは別部品となる構成であるため、スプルー３６から第１のランナー３９に達した溶融樹脂は、その接続部において流れに乱れが生じる。さらに、この接続部においては、溶融樹脂の流れ方向が急激に変化することと相俟って、溶融樹脂の流速は急激に低下する。
【００３２】
また、溶融樹脂は、スプルーブッシュ３０及びランナー入れ子４０、５０より高温であるため、前述した溶融樹脂の流速低下と相俟って、スプルー３６と第１のランナー３９との接続部における内周面に当接する溶融樹脂は硬化し易い。しかし、接続部ランナー６１の流路断面積を、非接続部ランナー６２の流路断面積より大となる関係で形成しているため、前記硬化を、接続部ランナー６２の内壁面周縁部にのみ発生させ、この内部を流れる溶融樹脂を前記接続部を除く部分に供給し、更には、キャビティ内に供給することができる。これにより、キャビティ４、５内には、未硬化の溶融状態が良好な溶融樹脂のみを供給することができる。
また、流路断面積の増加を接続部ランナー６１にのみ限定的に施しているため、溶融樹脂の無駄な使用を最小限に抑制することもできる。
【００３３】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本実施の形態においては、形状等が異なる２個のキャビティ４、５を設け、スプルーブッシュ３０の先端部外周面に１個の導入通路３７を設けた構成のものを示したが、金型に各別に４個のキャビティを形成し、２個毎で形状等が異なる構成とするとともに、スプルーブッシュ３０の中心軸Ｏ回りに、同一の形状等のキャビティを１８０°毎に配設し、スプルーブッシュ３０のシャフト部３２の先端部外周面に、中心軸Ｏを境に互いに対向する位置に２箇所導入通路３７を設けた構成としてもよい。この場合、スプルーブッシュ３０を９０°回転する毎に、同一の形状等で形成された２つのキャビティにのみ限定して溶融樹脂を供給することができ、前述と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る射出成形金型によれば、スプルーブッシュが、各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を供給できる開閉機構を備えているため、同一の金型で、形状等が異なる複数種の射出成形品を高効率、低コストで生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態において、射出成形金型を示す断面図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】スプルーブッシュを示す側面図である。
【図４】図３の上端面における平面図及び下端面における平面図である。
【図５】固定側ランナー入れ子を示す長手方向の断面図、該断面図のＸ２−Ｘ２線矢視断面図及びＸ３−Ｘ３線矢視断面図である。
【図６】可動側ランナー入れ子を示す長手方向の断面図及び該断面図のＸ４−Ｘ４線矢視断面図である。
【符号の説明】
１射出成形金型
２固定型
３可動型
４、５キャビティ
３０スプルーブッシュ
３６スプルー
３７導入通路（開閉機構）
３９、６３ランナー
８０供給部

Claims

両者間にキャビティが形成され接近離間可能に設けられた一対の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を供給する供給部とを備え、
前記キャビティは、前記一対の金型の型開閉面内に各々独立して複数設けられ、
前記供給部は、前記各キャビティに各別に連通するランナーと、該ランナーと連通するスプルーが形成されたスプルーブッシュとを備えた射出成形金型であって、
前記スプルーブッシュは、前記各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を供給できる開閉機構を備えていることを特徴とする射出成形金型。
請求項１記載の射出成形金型において、
前記スプルーと前記ランナーとの接続部における流路断面積は、前記ランナーの前記接続部を除く流路断面積より大となる関係を有し形成されていることを特徴とする射出成形金型。
接近離間可能に設けられた金型間に、各々独立して複数形成されたキャビティ内に、溶融樹脂を供給し射出成形品を成形する射出成形品の製造方法であって、
前記キャビティ内に溶融樹脂を供給するに際し、前記各キャビティに対し選択的に溶融樹脂を供給することを特徴とする射出成形品の製造方法。