JP2004148639A - 射出成形方法および射出成形機 - Google Patents
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Abstract
【課題】外観や強度、形状精度のよい成形品を得る。
【解決手段】二つの金型41,51間に形成された材料充てん空間Aに、可塑状態の材料Mを充てんする充てん工程と、金型51との間に成形用空間Bを形成する成形用部材42を、材料Mが充てんされた材料充てん空間A内に進入させて、成形用空間Bを閉鎖し、成形用空間Bに沿う形状の成形品を成形する成形工程とにより成形品を製造する。
【選択図】 図1
【解決手段】二つの金型41,51間に形成された材料充てん空間Aに、可塑状態の材料Mを充てんする充てん工程と、金型51との間に成形用空間Bを形成する成形用部材42を、材料Mが充てんされた材料充てん空間A内に進入させて、成形用空間Bを閉鎖し、成形用空間Bに沿う形状の成形品を成形する成形工程とにより成形品を製造する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形方法および射出成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】
射出成形機は、金型によって形成された成形用空間内へ可塑状態の材料(溶融樹脂)を充てんして、成形用空間に沿った所望の製品形状の成形品を成形する装置である。溶融樹脂は、材料を供給する射出機から射出され、金型内に設けられた材料通路(ランナー)を経て成形用空間へ充てんされる。ランナーから成形用空間への注入口は一般にゲートと呼ばれ、金型の構成や成形用空間の形状に応じて種々の形状で設けられている。
【0003】
図4(a)および(b)に、一般に多く用いられているサイドゲート方式を示す。サイドゲート方式では、成形用空間100の側面に設けたサイドゲート101を介してランナー102から成形用空間100へと溶融樹脂を充てんすることができる。
【0004】
また、成形用空間内に充填された樹脂の圧力勾配を均一にするために、金型装置の構成部品を動かしたり型締め力を切り換えるなどして、樹脂が充填された成形用空間の容積を小さくして樹脂を圧縮する金型装置が提案されている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−244568号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば円筒状部品を成形する場合にサイドゲート方式を採用すると、図4(a)に示すように、充てんされた溶融樹脂の流れが一旦分かれた後にゲート101の反対側で合わさり、ここにウェルドラインWが形成されてしまうため、この部分の外観が悪く、強度が低くなるという問題がある。
【0007】
また、成形用空間100内に射出された溶融樹脂のゲート101からの流動距離が均一でないと、樹脂の流動方向の圧力勾配が均一にならず、成形用空間100内における樹脂の密度分布が不均一になるので、成形品が不均一に収縮し、真円度や円筒度等の形状精度が低下するという問題もある。
【0008】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明に係る射出成形方法は、二つの金型間に形成された材料充てん空間に、可塑状態の材料を充てんする充てん工程と、いずれか一方の金型との間に成形用空間を形成する成形用部材を、材料が充てんされた材料充てん空間内に進入させて、成形用空間を閉鎖し、成形用空間に沿う形状の成形品を成形する成形工程とを有することを特徴としている。
【0010】
この発明によれば、材料が充てんされた材料充てん空間内に成形用部材を押し込むことにより成形用部材と金型との間の成形用空間を閉鎖するので、成形用空間内全体に材料が均一に充てんされることとなる。したがって、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから材料が充てんされる方法とは異なり、成形用空間の外側全体から材料が流れ込み、成形用空間内の材料を均一な密度分布とすることができる。
【0011】
請求項2の発明に係る射出成形機は、互いに当接されることにより可塑状態の材料が充てんされる材料充てん空間を形成する第1および第2の金型と、第1の金型に、材料充てん空間の中心部を通じて第2の金型に向かい進退可能に設けられ、第2の金型との間に成形用空間を形成する成形用部材とを備えていることを特徴としている。
【0012】
この発明によれば、材料充てん空間に均一に充てんされた材料の中に、成形用部材を前進させることにより、材料で満たされた成形用空間が形成され、所望形状の成形品が成形される。すなわち、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから直接成形用空間に材料が充てんされると流動距離が均一でなく樹脂の流動方向の圧力勾配が不均一となるのに対して、成形用空間を含む大きな材料充てん空間に材料が充てんされる本発明によれば、充てんされる材料を均一な密度分布とすることができる。
【0013】
請求項3の発明に係る射出成形機は、成形用空間が、中心孔を有する略筒状の成形品を成形するように構成される請求項2に記載の射出成形機であって、成形用部材が、略円筒状のスリーブピンと、このスリーブピンの内側に進退可能に設けられた略円柱状のセンターピンとを有し、スリーブピンが、第2の金型に当接される当接面と、成形品の端面のうち少なくとも一部を形成する成形端面とを有し、センターピンが、成形品の中心孔の少なくとも一部を形成する円筒面を有することを特徴としている。
【0014】
この発明によれば、成形用空間よりも大きな材料充てん空間にセンターピンを配置して材料を充てんすることができるので、円筒状の成形品を成形する場合であっても、小さな成形用空間にセンターピンを配置して充てんするよりも均一な充てんが可能となる。また、第2の金型とスリーブピンの当接面との間がゲートとなるので、スリーブピンを前進させることによりゲートが閉鎖されるときに、スリーブピンに設けられた成形端面も前進し、成形用空間内の材料を圧縮成形することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
図3に、本発明の一実施形態による射出成形機10を示す。射出成形機10は、射出機20、型締機30、金型36を備え、型締機30で金型36を開閉することにより、射出機20から射出した溶融樹脂M(材料m)を所望の形状の成形品を成形するものである。
【0016】
射出機20は、ノズル27を介して金型36に溶融樹脂を供給する装置であって、粉末状態の材料mを貯蔵するホッパ21と、このホッパ21から供給される材料mをノズル27へ送り出すシリンダ22と、シリンダ22内の材料mを加熱する加熱ヒータ23とを備えている。シリンダ22は円筒状に形成され、その内部には、油圧モータ24および射出シリンダ25によって前後(図3の左右)方向に移動されるとともに軸線周りに回転されて材料mを先端のノズル27へ送り出すスクリュー26が備えられている。このシリンダ22内にホッパ21から供給された材料mは、加熱ヒータ23によって加熱されて可塑化されながらスクリュー26の駆動によって前方へ移動され、ノズル27から溶融樹脂Mとして射出される。
【0017】
型締機30はタイバー35に沿って前後に移動可能な可動側プラテン31と、固定側プラテン32とを有し、油圧シリンダ34によって型締用ラム33を駆動することにより、固定側プラテン32に対して可動側プラテン31を移動させる装置である。
【0018】
金型36は、型締機30の可動側プラテン31に取り付けられた可動側金型部(第1の金型)40と、固定側プラテン32に取り付けられた固定側金型部(第2の金型)50とを有している。そして、可動側金型部40が型締機30によって移動されて、可動側金型部40に備えられた可動側型板41が固定側金型部50に備えられた固定側型板51に当接されることにより、両型板間に材料充てん空間Aが形成される構成となっている。
なお材料充てん空間Aは、図では1カ所しか示していないが、1個の金型36内に複数箇所設けられており、ノズル27からスプルーSおよびランナーを介して、それぞれ溶融樹脂を供給されるように構成されている。
【0019】
可動側金型部40は、可動側型板41と、この可動側型板41を貫通して設けられたスリーブピン(成形用部材)42およびセンターピン(成形用部材)43とを有している。スリーブピン42およびセンターピン43は、可動側型板41の移動方向に一致させた軸方向に、それぞれ独立して進退可能に設けられている。可動側型板41の固定側型板51に対向する型閉面41aには、スリーブピン42を囲む凹部41Aが開口している。
【0020】
スリーブピン42は円筒状に形成され、先端面が固定側金型部50に当接される環状の当接面42aであって、内周側の先端部には円錐面(成形端面)42bが形成されている。
センターピン43は、スリーブピン42の内側に嵌合される第1円柱部43Aと、その先端である環状端面43bの中心に立設された小径の第2円柱部43Bとを有し、第1円柱部43Aをスリーブピン42の内側に嵌合させて配置されている。センターピン43は、第2円柱部43Bの先端面が固定側金型部50に当接される円形当接面43aとなっている。
【0021】
固定側金型部50は、可動側型板41が当接される型閉面51aを有する固定側型板51を備えている。固定側型板51には、スリーブピン42の当接面42aと内径が一致する円筒面52aと平面52bとからなる円筒状の凹部52が形成されている。
【0022】
以上のように構成された金型36では、固定側型板51と可動側型板41とを当接させるとともに、第2円柱部43Bの円形当接面43aを平面52bに当接させることにより、図1に示すように両型板41,51間に略円筒状の材料充てん空間Aが形成される。
そして図1の2点鎖線で示すように、さらにスリーブピン42の当接面42aを固定側型板51の型閉面51aに当接させることにより、スリーブピン42,センターピン43および固定側型板51間に成形用空間Bが形成される。
【0023】
つぎに、以上のように構成された射出成形機10を用いた射出成形方法について説明する。
(充てん工程)
まず、型締機30により可動側型板41を前進させて固定側型板51に当接させる。このとき、センターピン43を、平面52bに当接させる成形時の位置に配置する一方、スリーブピン42は固定側型板51の型閉面51aに当接させずに、当接面42aと型閉面51aとの間を、成形用空間Bの外側全周に設けられた環状のゲートとする。
この状態で射出機20から可塑状態の溶融樹脂Mを射出することにより、凹部41Aから、成形用空間B内に均一に溶融樹脂Mを流入させることができる。
【0024】
(成形工程)
溶融樹脂Mが材料充てん空間A内に充てんされた後、スリーブピン42を前進させて当接面42aを固定側型板51の型閉面51aに当接させる。これにより、スリーブピン42の円錐面42bが成形用空間B内の溶融樹脂Mを圧縮しながら、スリーブピン42と固定側型板51との間に形成されていたゲートが閉鎖され、成形用空間Bが閉じられる。これにより、成形用空間B内の溶融樹脂Mがスリーブピン42(当接面42a)と固定側型板51との間を通じて均一に押し出されて成形用空間Bが閉じられるので、成形用空間B内の溶融樹脂Mは圧縮されるとともに、より均一に充てんされた状態となる。
【0025】
成形用空間B内の溶融樹脂Mが冷却固化されたら、型締機30により可動側型板41を後退させて、可動側型板41と固定側型板51との間を開き、固化成形された略円筒状の成形品を金型36から取り出すことができる。
【0026】
図2に本発明の他の実施形態による射出成形機10の要部を示す。
この実施形態の射出成形機10は、上述した第1の実施形態と同様に、射出機、型締機、金型37を備え、型締機で金型37を開閉することにより、射出機から射出した溶融樹脂M(材料m)を所望の形状の成形品を成形する装置である。ここでは第1の実施形態と同一の構成については説明を省略し、要部構造が異なる金型37について以下に説明する。
【0027】
金型37は、可動側金型部(第1の金型)40に備えられた可動側型板44が、固定側金型部(第2の金型)50に備えられた固定側型板53に当接されることにより、両型板間に材料充てん空間Cが形成される構成となっている。
【0028】
可動側金型部40は、可動側型板44と、この可動側型板44を貫通して設けられたスリーブピン(成形用部材)45およびセンターピン(成形用部材)46とを有している。スリーブピン45およびセンターピン46は、可動側型板44の移動方向に一致させた軸方向に、それぞれ独立して進退可能に設けられている。可動側型板44の固定側型板53に対向する型閉面44aには、スリーブピン45を囲む凹部44Aが開口している。
【0029】
スリーブピン45は円筒状に形成され、先端面が固定側金型部50に当接される環状の当接面45aであって、内周側の先端部には円錐面(成形端面)45bが形成されている。
センターピン46は、スリーブピン45の内側に嵌合される第1円柱部46Aと、その先端である環状端面46bの中心に立設された小径の第2円柱部46Bとを有し、第1円柱部46Aをスリーブピン45の内側に嵌合させて配置されている。センターピン46は、第2円柱部46Bの先端面が固定側金型部50に当接される円形当接面46aとなっている。
【0030】
固定側金型部50は、固定側型板53と、この固定側型板53を貫通する貫通孔53aの内側に配置された円筒状のキャビスリーブ54と、このキャビスリーブ54の内側に配置され軸方向に進退可能に設けられた円柱状のキャビピン55とを備えている。
【0031】
以上のように構成された金型37では、固定側型板53と可動側型板44とを当接させるとともに、第2円柱部46Bの円形当接面46aをキャビピン55の先端面55aに当接させることにより、図2に示すように両型板44,53間に材料充てん空間Cが形成される。
【0032】
そして図2に2点鎖線で示すように、さらにスリーブピン45の当接面45aを固定側型板53の型閉面53bに当接させるとともに、キャビピン55とセンターピン46とを突き合わせたままセンターピン46を前進(すなわちキャビピン55を後退)させることにより、スリーブピン45,センターピン46および固定側型板53,キャビスリーブ54,キャビピン55間に、中心孔を有する略筒状の成形用空間Dが形成される。
【0033】
つまり、この金型37を備えた射出成形機を用いた成形工程では、溶融樹脂Mが材料充てん空間C内に充てんされた後、スリーブピン45およびセンターピン46を前進させて当接面45aを固定側型板53の型閉面53bに当接させる。これにより、スリーブピン45の円錐面45bおよびセンターピン46の環状端面46bによって成形用空間D内の溶融樹脂Mが圧縮されながら、スリーブピン45と固定側型板53との間に形成されていたゲートが閉鎖され、成形用空間Dが閉じられる。これにより、成形用空間D内の溶融樹脂Mがスリーブピン45(当接面45a)と固定側型板53との間を通じて均一に押し出されて成形用空間Dが閉じられるので、成形用空間D内の溶融樹脂Mは第1の実施形態よりも強く圧縮され、均一に充てんされた状態となる。
【0034】
以上のように、成形用空間の外側全周を囲むゲートから溶融樹脂を充てんするとともに余分の溶融樹脂を成形用空間から押し出しながらゲートを閉鎖するので、全体に均一な密度分布を有し、ウェルドラインやゲート跡がなく、外観および形状精度に優れた成形品を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係る射出成形方法によれば、材料が充てんされた材料充てん空間内に成形用部材を押し込むことにより成形用部材と金型との間の成形用空間を閉鎖するので、成形用空間内全体に材料が均一に充てんされることとなる。したがって、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから材料が充てんされる方法とは異なり、成形用空間の外側全体から材料が流れ込むので、ウェルドラインが無く均一な密度分布を有する成形品を得ることが可能となる。
【0036】
請求項2の発明に係る射出成形機によれば、材料充てん空間に均一に充てんされた材料の中に、成形用部材を前進させることにより、材料で満たされた成形用空間が形成され、所望形状の成形品が成形される。すなわち、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから直接成形用空間に材料が充てんされると流動距離が均一でなく樹脂の流動方向の圧力勾配が不均一となるのに対して、成形用空間を含む大きな材料充てん空間に材料が充てんされる本発明によれば、充てんされる材料を均一な密度分布とすることができるので、外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることが可能となる。
【0037】
請求項3の発明に係る射出成形機によれば、成形用空間よりも大きな材料充てん空間にセンターピンを配置して材料を充てんすることができるので、略筒状の成形品を形成する場合であっても、小さな成形用空間にセンターピンを配置して充てんするよりも均一な充てんが可能となり、ウェルドラインが形成されにくく、外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることが可能となる。また、第2の金型とスリーブピンの当接面との間がゲートとなるので、スリーブピンを前進させることによりゲートが閉鎖されるときに、スリーブピンに設けられた成形端面も前進し、成形用空間内の材料を圧縮成形することができ、より外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による射出成形機に備えられた金型の要部を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態による射出成形機に備えられた金型の要部を示す断面図である。
【図3】射出成形機全体の構成を示す模式図である。
【図4】従来の射出成形の一例を示し、キャビティおよびランナーを上方から見た図(a)、(a)のb−b線に沿う断面図(b)である。
【符号の説明】
10 射出成形機
40 可動側金型部(第1の金型)
42,45 スリーブピン(成形用部材)
43,46 センターピン(成形用部材)
50 固定側金型部(第2の金型)
A,C 材料充てん空間
M,m 溶融樹脂(材料)
B,D 成形用空間
42a,45a 当接面
42b,45b 成形端面
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形方法および射出成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】
射出成形機は、金型によって形成された成形用空間内へ可塑状態の材料(溶融樹脂)を充てんして、成形用空間に沿った所望の製品形状の成形品を成形する装置である。溶融樹脂は、材料を供給する射出機から射出され、金型内に設けられた材料通路(ランナー)を経て成形用空間へ充てんされる。ランナーから成形用空間への注入口は一般にゲートと呼ばれ、金型の構成や成形用空間の形状に応じて種々の形状で設けられている。
【0003】
図4(a)および(b)に、一般に多く用いられているサイドゲート方式を示す。サイドゲート方式では、成形用空間100の側面に設けたサイドゲート101を介してランナー102から成形用空間100へと溶融樹脂を充てんすることができる。
【0004】
また、成形用空間内に充填された樹脂の圧力勾配を均一にするために、金型装置の構成部品を動かしたり型締め力を切り換えるなどして、樹脂が充填された成形用空間の容積を小さくして樹脂を圧縮する金型装置が提案されている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−244568号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば円筒状部品を成形する場合にサイドゲート方式を採用すると、図4(a)に示すように、充てんされた溶融樹脂の流れが一旦分かれた後にゲート101の反対側で合わさり、ここにウェルドラインWが形成されてしまうため、この部分の外観が悪く、強度が低くなるという問題がある。
【0007】
また、成形用空間100内に射出された溶融樹脂のゲート101からの流動距離が均一でないと、樹脂の流動方向の圧力勾配が均一にならず、成形用空間100内における樹脂の密度分布が不均一になるので、成形品が不均一に収縮し、真円度や円筒度等の形状精度が低下するという問題もある。
【0008】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明に係る射出成形方法は、二つの金型間に形成された材料充てん空間に、可塑状態の材料を充てんする充てん工程と、いずれか一方の金型との間に成形用空間を形成する成形用部材を、材料が充てんされた材料充てん空間内に進入させて、成形用空間を閉鎖し、成形用空間に沿う形状の成形品を成形する成形工程とを有することを特徴としている。
【0010】
この発明によれば、材料が充てんされた材料充てん空間内に成形用部材を押し込むことにより成形用部材と金型との間の成形用空間を閉鎖するので、成形用空間内全体に材料が均一に充てんされることとなる。したがって、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから材料が充てんされる方法とは異なり、成形用空間の外側全体から材料が流れ込み、成形用空間内の材料を均一な密度分布とすることができる。
【0011】
請求項2の発明に係る射出成形機は、互いに当接されることにより可塑状態の材料が充てんされる材料充てん空間を形成する第1および第2の金型と、第1の金型に、材料充てん空間の中心部を通じて第2の金型に向かい進退可能に設けられ、第2の金型との間に成形用空間を形成する成形用部材とを備えていることを特徴としている。
【0012】
この発明によれば、材料充てん空間に均一に充てんされた材料の中に、成形用部材を前進させることにより、材料で満たされた成形用空間が形成され、所望形状の成形品が成形される。すなわち、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから直接成形用空間に材料が充てんされると流動距離が均一でなく樹脂の流動方向の圧力勾配が不均一となるのに対して、成形用空間を含む大きな材料充てん空間に材料が充てんされる本発明によれば、充てんされる材料を均一な密度分布とすることができる。
【0013】
請求項3の発明に係る射出成形機は、成形用空間が、中心孔を有する略筒状の成形品を成形するように構成される請求項2に記載の射出成形機であって、成形用部材が、略円筒状のスリーブピンと、このスリーブピンの内側に進退可能に設けられた略円柱状のセンターピンとを有し、スリーブピンが、第2の金型に当接される当接面と、成形品の端面のうち少なくとも一部を形成する成形端面とを有し、センターピンが、成形品の中心孔の少なくとも一部を形成する円筒面を有することを特徴としている。
【0014】
この発明によれば、成形用空間よりも大きな材料充てん空間にセンターピンを配置して材料を充てんすることができるので、円筒状の成形品を成形する場合であっても、小さな成形用空間にセンターピンを配置して充てんするよりも均一な充てんが可能となる。また、第2の金型とスリーブピンの当接面との間がゲートとなるので、スリーブピンを前進させることによりゲートが閉鎖されるときに、スリーブピンに設けられた成形端面も前進し、成形用空間内の材料を圧縮成形することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
図3に、本発明の一実施形態による射出成形機10を示す。射出成形機10は、射出機20、型締機30、金型36を備え、型締機30で金型36を開閉することにより、射出機20から射出した溶融樹脂M(材料m)を所望の形状の成形品を成形するものである。
【0016】
射出機20は、ノズル27を介して金型36に溶融樹脂を供給する装置であって、粉末状態の材料mを貯蔵するホッパ21と、このホッパ21から供給される材料mをノズル27へ送り出すシリンダ22と、シリンダ22内の材料mを加熱する加熱ヒータ23とを備えている。シリンダ22は円筒状に形成され、その内部には、油圧モータ24および射出シリンダ25によって前後(図3の左右)方向に移動されるとともに軸線周りに回転されて材料mを先端のノズル27へ送り出すスクリュー26が備えられている。このシリンダ22内にホッパ21から供給された材料mは、加熱ヒータ23によって加熱されて可塑化されながらスクリュー26の駆動によって前方へ移動され、ノズル27から溶融樹脂Mとして射出される。
【0017】
型締機30はタイバー35に沿って前後に移動可能な可動側プラテン31と、固定側プラテン32とを有し、油圧シリンダ34によって型締用ラム33を駆動することにより、固定側プラテン32に対して可動側プラテン31を移動させる装置である。
【0018】
金型36は、型締機30の可動側プラテン31に取り付けられた可動側金型部(第1の金型)40と、固定側プラテン32に取り付けられた固定側金型部(第2の金型)50とを有している。そして、可動側金型部40が型締機30によって移動されて、可動側金型部40に備えられた可動側型板41が固定側金型部50に備えられた固定側型板51に当接されることにより、両型板間に材料充てん空間Aが形成される構成となっている。
なお材料充てん空間Aは、図では1カ所しか示していないが、1個の金型36内に複数箇所設けられており、ノズル27からスプルーSおよびランナーを介して、それぞれ溶融樹脂を供給されるように構成されている。
【0019】
可動側金型部40は、可動側型板41と、この可動側型板41を貫通して設けられたスリーブピン(成形用部材)42およびセンターピン(成形用部材)43とを有している。スリーブピン42およびセンターピン43は、可動側型板41の移動方向に一致させた軸方向に、それぞれ独立して進退可能に設けられている。可動側型板41の固定側型板51に対向する型閉面41aには、スリーブピン42を囲む凹部41Aが開口している。
【0020】
スリーブピン42は円筒状に形成され、先端面が固定側金型部50に当接される環状の当接面42aであって、内周側の先端部には円錐面(成形端面)42bが形成されている。
センターピン43は、スリーブピン42の内側に嵌合される第1円柱部43Aと、その先端である環状端面43bの中心に立設された小径の第2円柱部43Bとを有し、第1円柱部43Aをスリーブピン42の内側に嵌合させて配置されている。センターピン43は、第2円柱部43Bの先端面が固定側金型部50に当接される円形当接面43aとなっている。
【0021】
固定側金型部50は、可動側型板41が当接される型閉面51aを有する固定側型板51を備えている。固定側型板51には、スリーブピン42の当接面42aと内径が一致する円筒面52aと平面52bとからなる円筒状の凹部52が形成されている。
【0022】
以上のように構成された金型36では、固定側型板51と可動側型板41とを当接させるとともに、第2円柱部43Bの円形当接面43aを平面52bに当接させることにより、図1に示すように両型板41,51間に略円筒状の材料充てん空間Aが形成される。
そして図1の2点鎖線で示すように、さらにスリーブピン42の当接面42aを固定側型板51の型閉面51aに当接させることにより、スリーブピン42,センターピン43および固定側型板51間に成形用空間Bが形成される。
【0023】
つぎに、以上のように構成された射出成形機10を用いた射出成形方法について説明する。
(充てん工程)
まず、型締機30により可動側型板41を前進させて固定側型板51に当接させる。このとき、センターピン43を、平面52bに当接させる成形時の位置に配置する一方、スリーブピン42は固定側型板51の型閉面51aに当接させずに、当接面42aと型閉面51aとの間を、成形用空間Bの外側全周に設けられた環状のゲートとする。
この状態で射出機20から可塑状態の溶融樹脂Mを射出することにより、凹部41Aから、成形用空間B内に均一に溶融樹脂Mを流入させることができる。
【0024】
(成形工程)
溶融樹脂Mが材料充てん空間A内に充てんされた後、スリーブピン42を前進させて当接面42aを固定側型板51の型閉面51aに当接させる。これにより、スリーブピン42の円錐面42bが成形用空間B内の溶融樹脂Mを圧縮しながら、スリーブピン42と固定側型板51との間に形成されていたゲートが閉鎖され、成形用空間Bが閉じられる。これにより、成形用空間B内の溶融樹脂Mがスリーブピン42(当接面42a)と固定側型板51との間を通じて均一に押し出されて成形用空間Bが閉じられるので、成形用空間B内の溶融樹脂Mは圧縮されるとともに、より均一に充てんされた状態となる。
【0025】
成形用空間B内の溶融樹脂Mが冷却固化されたら、型締機30により可動側型板41を後退させて、可動側型板41と固定側型板51との間を開き、固化成形された略円筒状の成形品を金型36から取り出すことができる。
【0026】
図2に本発明の他の実施形態による射出成形機10の要部を示す。
この実施形態の射出成形機10は、上述した第1の実施形態と同様に、射出機、型締機、金型37を備え、型締機で金型37を開閉することにより、射出機から射出した溶融樹脂M(材料m)を所望の形状の成形品を成形する装置である。ここでは第1の実施形態と同一の構成については説明を省略し、要部構造が異なる金型37について以下に説明する。
【0027】
金型37は、可動側金型部(第1の金型)40に備えられた可動側型板44が、固定側金型部(第2の金型)50に備えられた固定側型板53に当接されることにより、両型板間に材料充てん空間Cが形成される構成となっている。
【0028】
可動側金型部40は、可動側型板44と、この可動側型板44を貫通して設けられたスリーブピン(成形用部材)45およびセンターピン(成形用部材)46とを有している。スリーブピン45およびセンターピン46は、可動側型板44の移動方向に一致させた軸方向に、それぞれ独立して進退可能に設けられている。可動側型板44の固定側型板53に対向する型閉面44aには、スリーブピン45を囲む凹部44Aが開口している。
【0029】
スリーブピン45は円筒状に形成され、先端面が固定側金型部50に当接される環状の当接面45aであって、内周側の先端部には円錐面(成形端面)45bが形成されている。
センターピン46は、スリーブピン45の内側に嵌合される第1円柱部46Aと、その先端である環状端面46bの中心に立設された小径の第2円柱部46Bとを有し、第1円柱部46Aをスリーブピン45の内側に嵌合させて配置されている。センターピン46は、第2円柱部46Bの先端面が固定側金型部50に当接される円形当接面46aとなっている。
【0030】
固定側金型部50は、固定側型板53と、この固定側型板53を貫通する貫通孔53aの内側に配置された円筒状のキャビスリーブ54と、このキャビスリーブ54の内側に配置され軸方向に進退可能に設けられた円柱状のキャビピン55とを備えている。
【0031】
以上のように構成された金型37では、固定側型板53と可動側型板44とを当接させるとともに、第2円柱部46Bの円形当接面46aをキャビピン55の先端面55aに当接させることにより、図2に示すように両型板44,53間に材料充てん空間Cが形成される。
【0032】
そして図2に2点鎖線で示すように、さらにスリーブピン45の当接面45aを固定側型板53の型閉面53bに当接させるとともに、キャビピン55とセンターピン46とを突き合わせたままセンターピン46を前進(すなわちキャビピン55を後退)させることにより、スリーブピン45,センターピン46および固定側型板53,キャビスリーブ54,キャビピン55間に、中心孔を有する略筒状の成形用空間Dが形成される。
【0033】
つまり、この金型37を備えた射出成形機を用いた成形工程では、溶融樹脂Mが材料充てん空間C内に充てんされた後、スリーブピン45およびセンターピン46を前進させて当接面45aを固定側型板53の型閉面53bに当接させる。これにより、スリーブピン45の円錐面45bおよびセンターピン46の環状端面46bによって成形用空間D内の溶融樹脂Mが圧縮されながら、スリーブピン45と固定側型板53との間に形成されていたゲートが閉鎖され、成形用空間Dが閉じられる。これにより、成形用空間D内の溶融樹脂Mがスリーブピン45(当接面45a)と固定側型板53との間を通じて均一に押し出されて成形用空間Dが閉じられるので、成形用空間D内の溶融樹脂Mは第1の実施形態よりも強く圧縮され、均一に充てんされた状態となる。
【0034】
以上のように、成形用空間の外側全周を囲むゲートから溶融樹脂を充てんするとともに余分の溶融樹脂を成形用空間から押し出しながらゲートを閉鎖するので、全体に均一な密度分布を有し、ウェルドラインやゲート跡がなく、外観および形状精度に優れた成形品を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係る射出成形方法によれば、材料が充てんされた材料充てん空間内に成形用部材を押し込むことにより成形用部材と金型との間の成形用空間を閉鎖するので、成形用空間内全体に材料が均一に充てんされることとなる。したがって、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから材料が充てんされる方法とは異なり、成形用空間の外側全体から材料が流れ込むので、ウェルドラインが無く均一な密度分布を有する成形品を得ることが可能となる。
【0036】
請求項2の発明に係る射出成形機によれば、材料充てん空間に均一に充てんされた材料の中に、成形用部材を前進させることにより、材料で満たされた成形用空間が形成され、所望形状の成形品が成形される。すなわち、1カ所あるいは数カ所の狭いゲートから直接成形用空間に材料が充てんされると流動距離が均一でなく樹脂の流動方向の圧力勾配が不均一となるのに対して、成形用空間を含む大きな材料充てん空間に材料が充てんされる本発明によれば、充てんされる材料を均一な密度分布とすることができるので、外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることが可能となる。
【0037】
請求項3の発明に係る射出成形機によれば、成形用空間よりも大きな材料充てん空間にセンターピンを配置して材料を充てんすることができるので、略筒状の成形品を形成する場合であっても、小さな成形用空間にセンターピンを配置して充てんするよりも均一な充てんが可能となり、ウェルドラインが形成されにくく、外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることが可能となる。また、第2の金型とスリーブピンの当接面との間がゲートとなるので、スリーブピンを前進させることによりゲートが閉鎖されるときに、スリーブピンに設けられた成形端面も前進し、成形用空間内の材料を圧縮成形することができ、より外観や強度、形状精度のよい成形品を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による射出成形機に備えられた金型の要部を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態による射出成形機に備えられた金型の要部を示す断面図である。
【図3】射出成形機全体の構成を示す模式図である。
【図4】従来の射出成形の一例を示し、キャビティおよびランナーを上方から見た図(a)、(a)のb−b線に沿う断面図(b)である。
【符号の説明】
10 射出成形機
40 可動側金型部(第1の金型)
42,45 スリーブピン(成形用部材)
43,46 センターピン(成形用部材)
50 固定側金型部(第2の金型)
A,C 材料充てん空間
M,m 溶融樹脂(材料)
B,D 成形用空間
42a,45a 当接面
42b,45b 成形端面
Claims (3)
- 二つの金型間に形成された材料充てん空間に、可塑状態の材料を充てんする充てん工程と、
いずれか一方の金型との間に成形用空間を形成する成形用部材を、前記材料が充てんされた材料充てん空間内に進入させて、前記成形用空間を閉鎖し、該成形用空間に沿う形状の成形品を成形する成形工程とを有することを特徴とする射出成形方法。 - 互いに当接されることにより可塑状態の材料が充てんされる材料充てん空間を形成する第1および第2の金型と、
該第1の金型に、前記材料充てん空間の中心部を通じて第2の金型に向かい進退可能に設けられ、前記第2の金型との間に成形用空間を形成する成形用部材とを備えていることを特徴とする射出成形機。 - 前記成形用空間が、中心孔を有する略筒状の成形品を成形するように構成される請求項2に記載の射出成形機であって、
前記成形用部材が、略円筒状のスリーブピンと該スリーブピンの内側に進退可能に設けられた略円柱状のセンターピンとを有し、
前記スリーブピンが、前記第2の金型に当接される当接面と、前記成形品の端面のうち少なくとも一部を形成する成形端面とを有し、
前記センターピンが、前記成形品の中心孔の少なくとも一部を形成する円筒面を有することを特徴とする射出成形機。
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