JP2004188936A - Injection-compression molding equipment for annular molded article - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control accurately the inner pressure distribution of a resin in the inside of the cavity in the injection molding mold for an annular molded article so as for it to be uniform and to enable to stably produce homogeneous molded articles. <P>SOLUTION: The equipment is provided with: the mold 2 of the stationary side and the mold 3 of the movable side which constitute the cavity 1 for molding the annular molded article; the valve gate 1A for injecting the resin material into the cavity in the direction along the center axial line of the annular molded article; and the valve gate pin 7 which opens and closes the valve gate and at the same time, accompanied by the operation of closing the valve gate, applies a pressure on to the resin material inside the cavity in the direction along the center axial line of the annular molded article. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に中心孔を有する中空状の環状成形品を成形する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フランジ、コロ、ギア、ディスク等の精密環状成形品を射出成形によって得る際には、従来より射出圧縮成形が採用されている。この射出圧縮成形(インジェクション・コンプレッション成形)は、樹脂材料を金型キャビティ内に射出した後に、可動側金型に型締力を加えてキャビティ内の樹脂材料を圧縮して成形を行なうものである。このように樹脂材料を一旦キャビティ内に注入した後に金型を移動させて圧縮を行なう場合には、成形品に平均した圧縮力が作用し、内部応力の少ない緻密でやけや空洞のない精密な成形品を得ることができる。
【0003】
また、上記の環状成形品を射出成形する方法として、特開2000−176971号公報に記載されているように、固定型板と可動型板との間に形成された環状のキャビティ内に、ホットランナーのバルブゲートを介して樹脂を供給する射出成形法が知られている。環状のキャビティの外周は固定型板側の入子と可動型板側の入子で形成され、キャビティ内周は固定型板に設けられた支持ピンと、可動型板に設けられたコアピンにより形成される。支持ピンは固定型板側の入子に対して摺動可能であり、コアピンは、可動型板側の入子に対して摺動可能に配置された円筒状の可動ピンに対して、摺動可能である。成形は、まず支持ピンとコアピンとを突き合わせた状態で溶融樹脂がバルブゲートを介してキャビティに射出される。その後、支持ピンの外周に位置する円筒状の可動ピンが、その軸線に沿って摺動しバルブゲートを閉塞した後、冷却して固化することで環状成形品を成形していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な射出成形技術(射出圧縮成形ではない)ではキャビティ内へ樹脂を充填した後、樹脂に所定量の圧力をかけて保圧を行うが、キャビティの形状や温度差等により、圧力に少しでもバラツキがあると、この圧力によって、ショット間での環状成形品精度のバラツキが生じてしまうことがあった。特に初期圧力を全周にわたって均一にすることは困難であり、成形品を安定して成形できないという問題があった。
【0005】
また、上記従来の技術においては、可動側金型が成形時に位置移動するものであるから、成形サイクルの短縮化と金型キャビティへの樹脂材料のゲートシールをどのように閉じるかが問題となる。
【0006】
特許第3108229号では、ディスク成形用射出圧縮金型装置として、固定側金型に、ディスク成形品の中央開口と同径の内孔を有しかつ先端部が金型キャビティに臨むダイス部材を固定し、可動側金型に前記ダイス部材内孔と対向する先端部を有し、該先端部が金型キャビティに流入する樹脂材料のためのゲート部を開閉する油圧シリンダー装置によって作動される、ゲートカット方式の圧縮成形技術が開示される。
【0007】
可動側金型に型締力を加えて樹脂を圧縮させる方法は、可動側金型が位置移動するものであるから、成形品の厚みが変化する問題があった。また、可動側金型の油圧シリンダー装置により流量調整弁の速度を調整する方法が開示されているが、成形品の厚みに変動が生じてしまうことが多い。
【0008】
また、樹脂内圧が部分的に変動すると、樹脂内圧を正確に制御することが困難となり、成形品を安定して成形できないという問題があった。
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、環状成形品の射出成形用金型におけるキャビティ内での樹脂内圧の分布が均一になるように正確に制御し、均質な成形品を安定して製造することが出来るようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる環状成形品の射出圧縮成形装置は、環状成形品を成形するためのキャビティを構成する固定側の金型及び可動側の金型と、前記キャビティ内に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に樹脂材料を射出するためのバルブゲートと、該バルブゲートを開閉するとともに、該バルブゲートを閉じる動作に伴って、前記キャビティ内の樹脂材料に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に圧力を加えるためのバルブゲートピンとを具備することを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について説明する。
【0011】
まず、本実施形態の概要について説明する。
【0012】
本実施形態の環状成形品の射出圧縮成形装置は、環状成形品を成形するためのキャビティを構成する固定側の金型及び可動側の金型と、前記キャビティ内に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に樹脂材料を射出するためのバルブゲートと、該バルブゲートを開閉するとともに、該バルブゲートを閉じる動作に伴って、前記キャビティ内の樹脂材料に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に圧力を加えるためのバルブゲートピンとを具備する。
【0013】
また、本実施形態の環状成形品の射出圧縮成形装置において、前記バルブゲートピンは円筒形状に形成されており、該円筒形状の内側には、前記環状成形品の内周面を成形するための円柱状部材が前記バルブゲートピンに対して摺動自在に配置されていることが好ましい。
【0014】
また、本実施形態の環状成形品の射出圧縮成形方法は、固定側金型と可動側金型との間に形成されたキャビティ内にバルブゲートを介して樹脂材料を射出することにより、環状成形品を成形するための環状成形品の射出圧縮成形方法であって、前記キャビティ内に前記バルブゲートを介して前記樹脂材料を射出する射出工程と、前記バルブゲートを開閉するバルブゲートピンにより前記バルブゲートを閉じる動作に伴って、前記バルブゲートピンにより前記キャビティ内の樹脂材料に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に圧力を加える圧縮工程とを具備する。
【0015】
本実施形態では、固定型板と可動型板との間に形成したキャビティ内にバルブゲートを介して樹脂を供給することにより環状成形品を成形する射出成形金型において、金型キャビティ内に樹脂を射出した後、キャビティ内の樹脂材料を、油圧もしくは空圧シリンダー装置で駆動される固定側金型の筒状の可動バルブゲートピンによってキャビティにダイレクトに円滑かつ均一に圧力を加え成形するようにしている。市販の射出成形機は高速高圧仕様での成形機側の設定圧力は200Mpa程度である。筒状の可動バルブゲートピンによってキャビティにダイレクトに圧力を伝達できることで(算出例/バルブシリンダー径:φ60、表面積:28.27cm2、に油圧元圧:3Mpaをかけた場合、荷重F=85Mpa、バルブゲート径先:外径φ10、内径φ9の表面積:0.14cm2での荷重F=606Mpa)、キャビティのゲート近傍にかかる荷重:606Mpaと約3倍にできる。
【0016】
以下に本発明の一実施形態について、具体的に説明する。
【0017】
図1は本発明の一実施形態に係わる環状成形品の射出成形金型の構造を示す側断面図である。
【0018】
図1において、1は環状成形品の形状をなすキャビティである。1Aはキャビティ1への溶融樹脂の供給口であるバルブゲートである。キャビティ1の外周面は固定型板側に設けられたコア駒2と、可動型板側に設けられたキャビ駒3とを付き合わせることにより形成される。キャビティ1の内周面は、固定型板側に設けられた支持ピン4と可動型板側に設けられたコアピン5を付き合わせることにより形成される。支持ピン4はバルブゲート方式のホットランナー本体(不図示)に取り付けられている。6はバルブ本体で内部の樹脂を常に溶融状態に保つために加熱ヒータが組み込まれている。7は円筒状の可動ピンで、バルブ本体に対して摺動可能に取り付けられており、その内部には同芯の支持ピン4が摺動可能に取り付けられている。支持ピン4は下降することにより、バルブゲート1Aを閉塞し、溶融樹脂のキャビティ1への供給を停止する。
【0019】
8はバルブゲート本体と可動ピン7とで囲まれた溶融樹脂流路である。不図示の溶融樹脂供給源から溶融樹脂は供給され、溶融樹脂流路7を通ってキャビティ1に射出される。9はバルブ本体6の熱をコア駒2に伝えないようにするための断熱リングである。図中10は、バルブ本体6の下部に位置し、バルブ本体6とコア駒2とにより囲まれた樹脂断熱部である。樹脂断熱部10は、バルブ本体6の熱をコア駒2に伝えないようにするために形成されており、最初の成形開始時は空洞で、その後は固化した樹脂が充填される。
【0020】
固定型板に設けられたコア駒2には、キャビティ1を取り囲むように円錐状の凸テーパ部2Aが設けられている。また、可動型板に設けられたキャビ駒3には、コア駒2の円錐状テーパ部2Aと突き合うように円錐状の凹テーパ部3Aが設けられている。凸テーパ部2Aと凹テーパ部3Aとにより、コア駒2とキャビ駒3の位置精度が是正され、機械的な精度のみではなく、常に同じ位置で突き合せることが可能となっている。これによりキャビティ1の外周部の突合せ時の位置精度は格段に向上する。また、成形時における型締め方向(図面上下方向)と垂直な平面における位置ずれを抑えることができる。更に、コア駒2とキャビ駒3の位置精度が向上することで、コア駒2に取り付けられた支持ピン4と、キャビ駒3に取り付けられたコアピン5の位置精度も大幅に向上させることができる。なお、本実施形態においては、コア駒2に凸テーパ部2Aを、キャビ駒3に凹テーパ部3Aを形成しているが、コア駒2に凹テーパ部を、キャビ駒3に凸テーパ部を形成しても良い。
【0021】
また、支持ピン4のコアピン5との突き合せ面には略円錐状の凹テーパ部4Aが設けられており、コアピン5の支持ピン4との突き合せ面には略円錐状の凸テーパ部5Aが設けられている。凹テーパ部4Aと凸テーパ部5Aとを突き合せることにより、支持ピン4とコアピン5の位置精度は、テーパによって是正され、設計上の中心線にそれぞれの軸芯を一致させることができ、キャビティ1の内周部の芯合せ精度は格段に向上する。また、成形時における型締め方向(図面上下方向)と垂直な平面における位置ずれを抑えることができる。なお、本実施形態においては、支持ピン4に凹テーパ部4Aを、コアピン5に凸テーパ部5Aを形成しているが、コアピン5に凹テーパ部を、支持ピン4に凸テーパ部を形成しても良い。
【0022】
凸テーパ部2Aと凹テーパ部3A、凸テーパ部4Aと凹テーパ部5Aの形状は、突き合せ時の噛みあいを防ぐための設計上の配慮をする必要がある。即ち、段差の合わせ面が、直角もしくはこれに近い角度であると、きわめて高い精度で上記の合わせ部を一致させる必要が生ずる。また、単純な曲面形状でなく複雑な曲面であれば、所望する位置精度、位置出しの迅速性は確保されるが、加工コストがアップする。
【0023】
本実施形態では、テーパ部の各頂点を適度にC面もしくは軽く丸めることにより、凸テーパ部2Aと凹テーパ部3A、凸テーパ部4Aと凹テーパ部5Aをスムーズに、かつ正確に突き合せることを可能にすることもできる。
【0024】
次に上記射出成形金型による環状成形品の製造プロセスを、図2、3を参照して説明する。
【0025】
図2は、溶融樹脂をキャビティ1へ射出する前の状態を示している。また、図3は溶融樹脂をキャビティ1へ射出した後、バルブゲート1Aを閉じた状態を示した図である。図2、3において図1と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【0026】
まず、可動型板およびそれに取り付けられているキャビ駒3を、固定型板およびそれに取り付けられているコア駒2に向かって移動させ(図中上下方向)、所定の圧力で突き合せる。この際、コア駒2の凸テーパ部2Aとキャビ駒3の凹テーパ部3Aとにより、コア駒2とキャビ駒3はスムーズにかつ正確に位置合せをされながら突き合される。
【0027】
次に、支持ピン4を可動ピン7に対して摺動移動させ、コアピン5に対して上下方向に突き合せる。この際、上記のコア駒2とキャビ駒3の位置合わせにより、支持ピン4とコアピン5の位置は所定の範囲内に収まっている。支持ピン4の凹テーパ部4Aとコアピン5の凸テーパ部5Aとにより、支持ピン4とコアピン5はスムーズにかつお互いの軸芯が一致するように突き合される。そのため、仮に軸芯が支持ピン4と可動ピン7とのクリアランスおよび、コアピン5とキャビ駒3とのクリアランスの分だけずれたとしても、キャビティ1の内周面に段差ができることはない。
【0028】
次に不図示の樹脂供給源から、溶融樹脂が溶融樹脂流路8に送り込まれ、図2の矢印の向きにそってキャビティ1へ流れ込む。この際溶融樹脂は、バルブ本体6に内蔵されたヒーターにより加熱され続けているので、安定した溶融状態を保つことができる。
【0029】
固定型板及び可動型板による型閉め後、最初の成形をする際は、樹脂断熱部10は空洞であるため、溶融樹脂はまず樹脂断熱部10を充填させ、その後キャビティ1へ流れ込む。最初の成形以降は樹脂断熱部10の樹脂は固化しているため、溶融樹脂は樹脂断熱部10を通ることなく直接キャビティ1へ流れ込む。
【0030】
次に、キャビティ1が樹脂で充填された後、可動ピン7をコア駒2とコアピン4に対して摺動させながら図中下方向に移動させる。これによりバルブゲート1Aはキャビティ1内の樹脂材料を、樹脂充填方向から環状成形品の端面にダイレクトに、円滑かつ均一に圧縮(保圧)を加える。それと同時にバルブゲート1Aは閉じられ、溶融樹脂琉路8の樹脂のキャビティ1への流れ込みが停止する。支持ピン4およびコアピン5には型締め方向と垂直な方向に力が加わるが、支持ピン4の凹テーパ部4Aとコアピン5の凸テーパ部5Aにより、支持ピン4およびコアピン5の位置がずれることはない。また、同様にコア駒2に設けられた凸テーパ部2Aとキャビ駒3に設けられた凹テーパ部3Aにより、コア駒2およびキャビ駒3の位置がずれることもない。
次に、キャビティ1に充填された樹脂は、不図示の冷却手段により冷却される。冷却中キャビティ1内には温度分布ができることも多く、そのため支持ピン4およびコアピン5には型締め方向と垂直方向に力が加わるが、本実施形態では支持ピン4およびコアピン5の位置がずれることはない。
【0031】
冷却が完了すると、可動型板を移動させ型が開かれる。これによりキャビ駒3とコア駒2及び、支持ピン4とコアピン5との突き合せは開放される。更に不図示のエジェクタピンにより、成形品はキャビティ1から突き出すことにより取り出される。その後、再度型を閉じ、上記プロセスを繰り返す。
【0032】
本実施形態によれば、支持ピン4に設けられた凹テーパ部4Aとコアピン5に設けられた凸テーパ面5Aの突き合せにより、支持ピン4とコアピン5の突き合せ時の位置精度を高めることができる。また、成形時における保圧や冷却に起因して発生する外力に対して、型締め方向と垂直な方向にずれることを抑制している。
【0033】
また、コア駒2に設けられた凸テーパ部2Aとキャビ駒3に設けられた凹テーパ部3Aの型締めにより、コア駒2とキャビ駒3の型締め精度を高めることができる。また、成形時における保圧や冷却に起因して発生する外力に対して、型締め方向と垂直な方向にずれることを抑制している。また、コア駒2とキャビ駒3の位置精度が向上することで、コア駒2に取り付けられた支持ピン4とキャビ駒3に取り付けられたコアピン5の位置精度を所定の範囲内にあらかじめ収めることができる。
【0034】
次に、本実施形態においては、バルブ本体6がコア駒2に配設されたときの受け面が断熱リング9で受けられるので、バルブ本体6に埋設されているヒータの熱がコア駒2に伝わりにくくなっている。加熱されたバルブ本体6は金属体であるため、直接コア駒2に接していると、バルブ本体6の熱が金型外部に繋がるコア駒2を通して放熱してしまい、溶融樹脂の温度制御が十分に出来なくなってしまう。また断熱リング9は、射出成形の初期において樹脂が充填される樹脂断熱部10からの余剰樹脂の流出を止める役割も果たしている。断熱リング9は、有機・無機を問わないが、耐熱性があり、熱伝導率の低い材料が良い。
また、前述したように、支持ピン4とコアピン5は凹テーパ部4Aと凸テーパ部5Aで接するが、支持ピン4は加熱された溶融樹脂と近接するものであるから、金属体であるコアピン5を経由して熱が逃げてしまう。そこで、両者の接する面に断熱性の材料層を設けることにより放熱を防止した。
【0035】
この断熱層は、支持ピン4とコアピン5の両方に設けても良いし、一方のみに設けても良い。また、断熱性の材料であり、適度な耐久性の得られるならば、有機・無機のいずれの材料であっても良い。断熱材としては、空気層を含有する形態のもの、例えば、粉体、繊維状体、多孔体、層状体、蜂の巣構造体等があり、材質としては、セラミックス、或いは、高融点の樹脂、たとえば、シリコーン、エンジニアリングプラスチックが挙げられる。また、材料、構造を適当に複合化したものであってもよい。上記断熱層の設置の手段としては、コーティング、接着等がある。
【0036】
次に図4は、樹脂充填完了後、バルブゲート1Aを閉じた状態でのバルブゲート1Aの周辺を拡大した図である。
【0037】
図4において、7Aは可動ピン7とコア駒2とのクリアランスである。可動ピン7によりバルブゲート1Aが封鎖され、キャビティ1への溶融樹脂の射出が終了した直後は、クリアランス7Aを溶融樹脂が流れる。その後はクリアランス7A内の樹脂は固化状態になり、クリアランス7A内に停滞する。これによりクリアランス7Aは断熱層としての機能を発揮し、バルブ本体6からのコア駒2への放熱を抑制する。
【0038】
なお、キャビティ1内の樹脂材料を圧縮する圧力は、樹脂材料を圧縮する体積Vによって決定されるが、この圧縮体積Vは、可動ピン7の摺動距離寸法Lにより調整されるされるものである。
【0039】
また、可動ピン7の加圧時間は、不図示のタイマーにより設定される。また、このタイマーの設定により、可動ピン7により樹脂材料を圧縮するタイミングを調整する。
【0040】
本実施形態によれば、内蔵されたヒータにより加熱されるバルブ本体6の熱を、コア駒2及びコアピン5に伝えることが抑制できる。そのため、環状の成形品における周方向の温度制御が容易となり、品質精度の良好な製品を得る製造方法を提供できる。
【0041】
また、固定型板に設けられた支持ピン4と、バルブゲートを開閉する筒状の可動ピン7との間に嵌合クリアランスを設けることで、摺動抵抗を低減させることが可能となり、支持ピン及び可動ピンとの可動動作を円滑にすることで耐久性が向上され、支持ピン4及び可動ピン7の磨耗を抑制することができる。
【0042】
更に、可動ピン7とコア駒2との嵌合クリアランスの樹脂層は、断熱効果を有するので、キャビティ1を囲む型構造からの放熱を抑制することが出来る。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環状成形品の射出成形用金型におけるキャビティ内での樹脂内圧の分布が均一になるように正確に制御することが出来る。そのため充填バランスを向上させることができ、均質な成形品を安定して製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる環状成形品の射出成形金型の構造を示す側断面図である。
【図2】バルブゲートが開いた時の金型の断面図である。
【図3】バルブゲートが閉じた時の金型の断面図である。
【図4】バルブゲート部の拡大図である。
【符号の説明】
1 キャビティ
2 コア駒
2A 凸テーパ部
3 キャビ駒
3A 凹テーパ部
4 支持ピン
4A 凹テーパ部
5 コアピン
5A 凸テーパ部
6 バルブ本体
7 可動ピン
7A クリアランス
8 溶融樹脂流路
9 断熱リング
10 樹脂断熱部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for forming a hollow annular molded product having a center hole therein.
[0002]
[Prior art]
When a precision annular molded product such as a flange, a roller, a gear, and a disk is obtained by injection molding, injection compression molding has conventionally been employed. In the injection compression molding (injection compression molding), after a resin material is injected into a mold cavity, molding is performed by applying a mold clamping force to a movable mold to compress the resin material in the cavity. . When the resin material is once injected into the cavity and then compressed by moving the mold, an average compressive force acts on the molded product, and the precision is low, the internal stress is small, and there is no burnout or void. A molded article can be obtained.
[0003]
As a method for injection molding the above-mentioned annular molded product, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-167971, hot annular is formed in an annular cavity formed between a fixed mold plate and a movable mold plate. An injection molding method for supplying a resin through a valve gate of a runner is known. The outer periphery of the annular cavity is formed by nests on the fixed mold plate side and the nests on the movable mold plate side, and the inner periphery of the cavity is formed by support pins provided on the fixed mold plate and core pins provided on the movable mold plate. You. The support pin is slidable with respect to the nest on the fixed mold plate side, and the core pin is slid with respect to the cylindrical movable pin slidably arranged with respect to the nest on the movable mold plate side. It is possible. In molding, first, a molten resin is injected into a cavity through a valve gate in a state where a support pin and a core pin abut against each other. Thereafter, the cylindrical movable pin located on the outer periphery of the support pin slides along its axis to close the valve gate, and then cools and solidifies to form an annular molded product.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional general injection molding technology (not injection compression molding), after filling the cavity with resin, a predetermined amount of pressure is applied to the resin to hold the pressure. If there is any variation, the pressure may cause variation in the accuracy of the annular molded product between shots. In particular, it is difficult to make the initial pressure uniform over the entire circumference, and there has been a problem that a molded product cannot be formed stably.
[0005]
Further, in the above-mentioned conventional technique, since the movable mold moves at the time of molding, there is a problem in shortening the molding cycle and how to close the gate seal of the resin material to the mold cavity. .
[0006]
In Japanese Patent No. 3108229, as a compression molding apparatus for disk molding, a die member having an inner hole having the same diameter as the central opening of the disk molded product and having a front end portion facing a mold cavity is fixed to a stationary mold. A movable side mold having a tip facing the die member inner hole, the tip being actuated by a hydraulic cylinder device for opening and closing a gate for the resin material flowing into the mold cavity; A compression molding technique of a cutting method is disclosed.
[0007]
The method of compressing the resin by applying a mold clamping force to the movable mold has a problem that the thickness of the molded product changes because the movable mold moves. Further, a method of adjusting the speed of the flow control valve using a hydraulic cylinder device of a movable mold is disclosed, but the thickness of a molded product often fluctuates.
[0008]
Further, when the internal resin pressure fluctuates partially, it is difficult to accurately control the internal resin pressure, and there is a problem that a molded product cannot be molded stably.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to accurately control a distribution of a resin internal pressure in a cavity in an injection molding die of an annular molded product to be uniform, The purpose is to be able to stably produce a homogeneous molded article.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an injection-compression molding apparatus for an annular molded product according to the present invention comprises a fixed-side mold and a movable-side mold that form a cavity for molding the annular molded product. A mold, a valve gate for injecting a resin material into the cavity in a direction along a central axis of the annular molded product, and opening and closing the valve gate, and closing the valve gate with the operation of closing the valve gate. And a valve gate pin for applying pressure to the resin material in a direction along the center axis of the annular molded product.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described.
[0011]
First, an outline of the present embodiment will be described.
[0012]
The annular molded product injection compression molding apparatus according to the present embodiment includes a fixed mold and a movable mold that constitute a cavity for molding the annular molded product, and a center axis of the annular molded product in the cavity. A valve gate for injecting the resin material in a direction along the direction along the center axis of the annular molded product in the resin material in the cavity with the operation of opening and closing the valve gate and closing the valve gate. And a valve gate pin for applying pressure to the valve.
[0013]
Also, in the injection compression molding apparatus for an annular molded product of the present embodiment, the valve gate pin is formed in a cylindrical shape, and inside the cylindrical shape, an inner peripheral surface of the annular molded product is formed. Preferably, a columnar member is slidably disposed with respect to the valve gate pin.
[0014]
In addition, the injection compression molding method for an annular molded product according to the present embodiment is characterized in that the resin material is injected through a valve gate into a cavity formed between the fixed mold and the movable mold, thereby forming the annular mold. An injection compression molding method of an annular molded article for molding an article, comprising: an injection step of injecting the resin material into the cavity through the valve gate; and a valve gate pin for opening and closing the valve gate. A compression step of applying pressure to the resin material in the cavity in a direction along a central axis of the annular molded product by the valve gate pin in accordance with the operation of closing the gate.
[0015]
In the present embodiment, in an injection molding die for forming an annular molded product by supplying a resin through a valve gate into a cavity formed between a fixed mold plate and a movable mold plate, a resin is formed in a mold cavity. After the injection, the resin material in the cavity is molded by applying pressure directly and smoothly to the cavity by the cylindrical movable valve gate pin of the fixed mold driven by the hydraulic or pneumatic cylinder device. ing. In a commercially available injection molding machine, the set pressure on the molding machine side in a high-speed and high-pressure specification is about 200 MPa. The pressure can be directly transmitted to the cavity by the cylindrical movable valve gate pin (calculation example / valve cylinder diameter: φ60, surface area: 28.27 cm 2) , and when hydraulic pressure source pressure: 3 Mpa is applied, load F = 85 Mpa, Valve gate diameter tip: outer diameter φ10, inner diameter φ9 surface area: load at 0.14 cm 2 F = 606 Mpa), load applied near the gate of the cavity: 606 Mpa, which can be approximately tripled.
[0016]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described.
[0017]
FIG. 1 is a side sectional view showing the structure of an injection mold for an annular molded product according to one embodiment of the present invention.
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cavity in the shape of an annular molded product. 1A is a valve gate which is a supply port of the molten resin to the cavity 1. The outer peripheral surface of the cavity 1 is formed by abutting a core piece 2 provided on the fixed mold plate side with a mold piece 3 provided on the movable mold plate side. The inner peripheral surface of the cavity 1 is formed by mating a support pin 4 provided on the fixed mold plate side with a core pin 5 provided on the movable mold plate side. The support pin 4 is attached to a valve gate type hot runner body (not shown). Reference numeral 6 denotes a valve body, in which a heater is incorporated to keep the internal resin in a molten state at all times. Reference numeral 7 denotes a cylindrical movable pin which is slidably mounted on the valve body, and a concentric support pin 4 is slidably mounted therein. When the support pin 4 moves down, the valve gate 1A is closed, and the supply of the molten resin to the cavity 1 is stopped.
[0019]
Reference numeral 8 denotes a molten resin flow path surrounded by the valve gate body and the movable pin 7. The molten resin is supplied from a molten resin supply source (not shown), and is injected into the cavity 1 through the molten resin flow path 7. Reference numeral 9 denotes a heat insulating ring for preventing heat of the valve body 6 from being transmitted to the core piece 2. In the figure, reference numeral 10 denotes a resin heat insulating portion located at a lower portion of the valve body 6 and surrounded by the valve body 6 and the core piece 2. The resin heat insulating portion 10 is formed in order to prevent the heat of the valve body 6 from being transmitted to the core piece 2. The resin heat insulating portion 10 is hollow at the start of the first molding, and thereafter is filled with the solidified resin.
[0020]
The core piece 2 provided on the fixed mold plate is provided with a conical convex tapered portion 2A surrounding the cavity 1. Further, the mold piece 3 provided on the movable mold plate is provided with a conical concave tapered portion 3A so as to abut the conical tapered portion 2A of the core piece 2. The convex tapered portion 2A and the concave tapered portion 3A correct the positional accuracy of the core piece 2 and the mold piece 3, so that they can always be abutted at the same position as well as the mechanical accuracy. Thereby, the positional accuracy at the time of abutment of the outer peripheral portion of the cavity 1 is remarkably improved. In addition, it is possible to suppress displacement in a plane perpendicular to the mold clamping direction (vertical direction in the drawing) during molding. Further, since the position accuracy of the core piece 2 and the mold piece 3 is improved, the position accuracy of the support pin 4 attached to the core piece 2 and the core pin 5 attached to the mold piece 3 can be greatly improved. . In this embodiment, the core piece 2 has the convex taper 2A and the mold piece 3 has the concave taper 3A. However, the core piece 2 has a concave taper, and the mold piece 3 has a convex taper. It may be formed.
[0021]
A substantially conical concave tapered portion 4A is provided on a surface of the support pin 4 that abuts with the core pin 5, and a substantially conical convex taper portion 5A is provided on a surface of the core pin 5 that abuts with the support pin 4. Is provided. By abutting the concave taper portion 4A and the convex taper portion 5A, the positional accuracy of the support pin 4 and the core pin 5 is corrected by the taper, and the respective axes can be aligned with the center line in design, and The centering accuracy of the inner peripheral portion of (1) is significantly improved. In addition, it is possible to suppress displacement in a plane perpendicular to the mold clamping direction (vertical direction in the drawing) during molding. In this embodiment, the support pin 4 has the concave taper 4A and the core pin 5 has the convex taper 5A. However, the core pin 5 has the concave taper and the support pin 4 has the convex taper. May be.
[0022]
The shapes of the convex tapered portion 2A and the concave tapered portion 3A, and the shapes of the convex tapered portion 4A and the concave tapered portion 5A require design considerations to prevent meshing at the time of butting. That is, if the mating surface of the step is a right angle or an angle close thereto, it is necessary to match the above-mentioned mating portions with extremely high accuracy. In addition, if the curved surface is not a simple curved shape but a complicated curved surface, desired position accuracy and quick positioning can be ensured, but the processing cost is increased.
[0023]
In the present embodiment, the convex taper 2A and the concave taper 3A, and the convex taper 4A and the concave taper 5A are smoothly and accurately abutted by appropriately rounding each vertex of the taper to the C-plane or lightly. Can be made possible.
[0024]
Next, a process of manufacturing an annular molded product using the above-described injection mold will be described with reference to FIGS.
[0025]
FIG. 2 shows a state before the molten resin is injected into the cavity 1. FIG. 3 is a view showing a state where the valve gate 1A is closed after the molten resin is injected into the cavity 1. 2 and 3, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0026]
First, the movable mold plate and the mold piece 3 attached thereto are moved toward the fixed mold plate and the core piece 2 attached thereto (up and down directions in the figure), and butted at a predetermined pressure. At this time, the core piece 2 and the mold piece 3 are butted while being aligned smoothly and accurately by the convex tapered part 2A of the core piece 2 and the concave tapered part 3A of the mold piece 3.
[0027]
Next, the support pin 4 is slid with respect to the movable pin 7 so as to abut against the core pin 5 in the vertical direction. At this time, the positions of the support pins 4 and the core pins 5 are within a predetermined range due to the alignment of the core pieces 2 and the mold pieces 3 described above. By the concave tapered portion 4A of the support pin 4 and the convex tapered portion 5A of the core pin 5, the support pin 4 and the core pin 5 are smoothly butted so that their axes coincide with each other. Therefore, even if the axis is shifted by the clearance between the support pin 4 and the movable pin 7 and the clearance between the core pin 5 and the mold piece 3, no step is formed on the inner peripheral surface of the cavity 1.
[0028]
Next, from a resin supply source (not shown), the molten resin is fed into the molten resin flow path 8 and flows into the cavity 1 along the direction of the arrow in FIG. At this time, since the molten resin is continuously heated by the heater built in the valve body 6, a stable molten state can be maintained.
[0029]
During the first molding after the mold is closed by the fixed mold plate and the movable mold plate, the molten resin first fills the resin heat insulating portion 10 and then flows into the cavity 1 because the resin heat insulating portion 10 is hollow. After the first molding, the resin in the resin heat insulating portion 10 is solidified, so that the molten resin flows directly into the cavity 1 without passing through the resin heat insulating portion 10.
[0030]
Next, after the cavity 1 is filled with the resin, the movable pin 7 is moved downward in the drawing while sliding with respect to the core piece 2 and the core pin 4. Thus, the valve gate 1A applies the resin material in the cavity 1 directly (smoothly and uniformly) to the end face of the annular molded product from the resin filling direction. At the same time, the valve gate 1A is closed, and the flow of the molten resin Ryu 8 into the cavity 1 is stopped. Although a force is applied to the support pin 4 and the core pin 5 in a direction perpendicular to the mold clamping direction, the positions of the support pin 4 and the core pin 5 shift due to the concave tapered portion 4A of the support pin 4 and the convex tapered portion 5A of the core pin 5. There is no. Similarly, the positions of the core piece 2 and the mold piece 3 do not shift due to the convex taper portion 2A provided on the core piece 2 and the concave taper portion 3A provided on the mold piece 3.
Next, the resin filled in the cavity 1 is cooled by cooling means (not shown). During cooling, a temperature distribution is often formed in the cavity 1, so that a force is applied to the support pins 4 and the core pins 5 in a direction perpendicular to the mold clamping direction. In the present embodiment, the positions of the support pins 4 and the core pins 5 are shifted. There is no.
[0031]
When the cooling is completed, the movable mold plate is moved to open the mold. As a result, the butt between the mold piece 3 and the core piece 2 and between the support pin 4 and the core pin 5 are released. Further, the molded product is ejected from the cavity 1 by an ejector pin (not shown) to be taken out. Thereafter, the mold is closed again and the above process is repeated.
[0032]
According to the present embodiment, the position accuracy at the time of butting of the support pin 4 and the core pin 5 is improved by the butting of the concave tapered portion 4A provided at the support pin 4 and the convex tapered surface 5A provided at the core pin 5. Can be. In addition, it is possible to suppress a shift in a direction perpendicular to the mold clamping direction with respect to an external force generated due to holding pressure and cooling during molding.
[0033]
In addition, by clamping the convex tapered portion 2A provided on the core piece 2 and the concave tapered portion 3A provided on the mold piece 3, the mold clamping accuracy of the core piece 2 and the mold piece 3 can be improved. In addition, it is possible to suppress a shift in a direction perpendicular to the mold clamping direction with respect to an external force generated due to holding pressure and cooling during molding. Further, by improving the positional accuracy of the core piece 2 and the mold piece 3, the position accuracy of the support pin 4 attached to the core piece 2 and the core pin 5 attached to the mold piece 3 can be set within a predetermined range in advance. Can be.
[0034]
Next, in the present embodiment, since the receiving surface when the valve body 6 is disposed on the core piece 2 is received by the heat insulating ring 9, the heat of the heater embedded in the valve body 6 is applied to the core piece 2. It is hard to get through. Since the heated valve body 6 is a metal body, if it is in direct contact with the core piece 2, the heat of the valve body 6 is radiated through the core piece 2 connected to the outside of the mold, and the temperature control of the molten resin is sufficient. Will not be able to. Further, the heat insulating ring 9 also plays a role of stopping the excess resin from flowing out of the resin heat insulating portion 10 in which the resin is filled at the beginning of the injection molding. The heat insulating ring 9 may be organic or inorganic, but is preferably made of a material having heat resistance and low thermal conductivity.
As described above, the support pin 4 and the core pin 5 are in contact with each other at the concave tapered portion 4A and the convex tapered portion 5A. However, since the support pin 4 is close to the heated molten resin, the core pin 5 which is a metal body is used. Heat escapes via the. Therefore, heat radiation was prevented by providing a heat insulating material layer on the surface in contact with both.
[0035]
This heat insulating layer may be provided on both the support pins 4 and the core pins 5 or may be provided on only one of them. Further, it is a heat insulating material, and any organic or inorganic material may be used as long as appropriate durability can be obtained. Examples of the heat insulating material include those having an air layer, for example, powder, fibrous body, porous body, layered body, honeycomb structure, and the like, and the material is ceramics or high melting point resin, for example. , Silicone and engineering plastics. Further, the material and the structure may be appropriately compounded. Means for installing the heat insulating layer include coating and bonding.
[0036]
Next, FIG. 4 is an enlarged view of the periphery of the valve gate 1A in a state where the valve gate 1A is closed after the resin filling is completed.
[0037]
In FIG. 4, reference numeral 7A denotes a clearance between the movable pin 7 and the core piece 2. The movable pin 7 closes the valve gate 1A, and immediately after the injection of the molten resin into the cavity 1 is completed, the molten resin flows through the clearance 7A. Thereafter, the resin in the clearance 7A is in a solidified state and stays in the clearance 7A. Thereby, the clearance 7 </ b> A functions as a heat insulating layer, and suppresses heat radiation from the valve body 6 to the core piece 2.
[0038]
The pressure for compressing the resin material in the cavity 1 is determined by the volume V for compressing the resin material. The compression volume V is adjusted by the sliding distance dimension L of the movable pin 7. is there.
[0039]
The pressurizing time of the movable pin 7 is set by a timer (not shown). The timing of compressing the resin material by the movable pin 7 is adjusted by setting the timer.
[0040]
According to this embodiment, the heat of the valve body 6 heated by the built-in heater can be suppressed from being transmitted to the core piece 2 and the core pin 5. Therefore, it is easy to control the temperature in the circumferential direction of the annular molded product, and it is possible to provide a manufacturing method for obtaining a product with good quality accuracy.
[0041]
Further, by providing a fitting clearance between the support pin 4 provided on the fixed die plate and the cylindrical movable pin 7 for opening and closing the valve gate, it is possible to reduce sliding resistance, and the support pin In addition, durability can be improved by smoothing the movable operation with the movable pin, and wear of the support pin 4 and the movable pin 7 can be suppressed.
[0042]
Furthermore, since the resin layer of the clearance between the movable pin 7 and the core piece 2 has a heat insulating effect, heat radiation from the mold structure surrounding the cavity 1 can be suppressed.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately control the distribution of the internal resin pressure in the cavity in the mold for injection molding of an annular molded product to be uniform. Therefore, the filling balance can be improved, and a homogeneous molded article can be stably manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a structure of an injection mold for an annular molded product according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a mold when a valve gate is opened.
FIG. 3 is a sectional view of a mold when a valve gate is closed.
FIG. 4 is an enlarged view of a valve gate portion.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 cavity 2 core piece 2A convex taper part 3 mold piece 3A concave taper part 4 support pin 4A concave taper part 5 core pin 5A convex taper part 6 valve body 7 movable pin 7A clearance 8 molten resin flow path 9 heat insulating ring 10 resin heat insulating part

Claims (1)

環状成形品を成形するためのキャビティを構成する固定側の金型及び可動側の金型と、
前記キャビティ内に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に樹脂材料を射出するためのバルブゲートと、
該バルブゲートを開閉するとともに、該バルブゲートを閉じる動作に伴って、前記キャビティ内の樹脂材料に前記環状成形品の中心軸線に沿う方向に圧力を加えるためのバルブゲートピンとを具備することを特徴とする環状成形品の射出圧縮成形装置。
A fixed-side mold and a movable-side mold that constitute a cavity for molding an annular molded product,
A valve gate for injecting a resin material into the cavity in a direction along a central axis of the annular molded product,
A valve gate pin for opening and closing the valve gate and applying pressure to the resin material in the cavity in a direction along a central axis of the annular molded product in accordance with an operation of closing the valve gate. Injection compression molding equipment for annular molded products.
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