JP2004291329A

JP2004291329A - 金型装置

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Publication number: JP2004291329A
Application number: JP2003085262A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yoshida; 純一吉田; Yutaka Harada; 裕原田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP3974544B2

Abstract

【課題】成形品にばりが形成されるのを防止する。
【解決手段】キャビティ３３を備えた第１の金型と、コア２３を備え、型締装置によって第１の金型に対して進退させられる第２の金型と、前記コア２３に対して進退自在に配設され、前進させられるのに伴って成形品４０の突当部にエッジ部分４５を突き当てて、成形品４０の離型を行うセパレータ３４とを有する。そして、第１、第２の金型のパーティングラインは、前記突当部に隣接する部分が軸線に対して所定の角度で傾斜させられる。この場合、第１、第２の金型のパーティングラインは、前記突当部に隣接する部分が軸線に対して所定の角度で傾斜させられるので、パーティングラインに充填（てん）された成形材料が進入するのを防止することができる。したがって、成形品４０にばりが形成されるのを防止することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機は射出装置、金型装置及び型締装置を備え、前記射出装置の加熱シリンダ内において加熱されて溶融させられた樹脂を射出ノズルから射出するようになっている。また、前記金型装置は、固定金型及び可動金型から成り、前記型締装置を作動させ、可動金型を進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。そして、金型装置の型締めが行われた状態で、射出ノズルから射出された樹脂は、金型装置内のキャビティ空間に充填（てん）され、冷却されて固化し、成形品になる。続いて、金型装置の型開きが行われ、成形品が取り出される。
【０００３】
図２は従来の金型装置の型開き時の状態を示す断面図、図３は従来の金型装置の型締め時の状態を示す断面図、図４は従来の金型装置の充填時の状態を示す断面図である。
【０００４】
図において、１１はボトムキャビティ、１２は該ボトムキャビティ１１を支持する支持ブロック、１６は前記ボトムキャビティ１１の外周に配設された周縁ブロックである。また、１３は、前記ボトムキャビティ１１の外周縁部に配設され、前記周縁ブロック１６によって支持され、前方（図において上方）に延在させて配設されたキャビティであり、前記ボトムキャビティ１１の中央の領域には、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂を高温に維持した状態で案内するホットランナシステムが配設される。なお、ホットランナシステムは、図示されないランナ、ノズル１４等から成り、該ノズル１４の前端（図において上端）にゲート２７が形成される。
【０００５】
前記ボトムキャビティ１１、支持ブロック１２、周縁ブロック１６、キャビティ１３等によって固定金型１５が構成される。該固定金型１５は図示されない固定プラテンに取り付けられる。そして、前記ボトムキャビティ１１の前端面（図において上端面）及びキャビティ１３の内周面は、成形品４０の外周面の形状に対応させて形成される。
【０００６】
なお、この場合、成形品４０は、一端が開口させられた有底の容器であり、側壁、底壁、及び前記側壁の上縁に、前記底壁と平行に形成された環状のフランジ部を備える。
【０００７】
また、前記固定金型１５に対して可動金型２１が進退（図において上下方向に移動）自在に配設され、該可動金型２１は、図示されない可動プラテンに取り付けられたコアプレート２２、及び該コアプレート２２に取り付けられたコア２３から成り、図示されない型締装置を作動させることによって前記可動プラテンが図示されないタイバーに沿って進退させられる。前記型締装置には、型締シリンダが配設され、該型締シリンダを駆動することによって可動金型２１を進退させて型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。
【０００８】
前記コア２３は、基部１８、及び該基部１８の中央から前方（図において下方）に突出させて形成されたインナコア部１７、前記基部１８の外周縁部から前方に突出させて形成された環状のサイドコア部２６から成り、前記インナコア部１７の外周面は、前記成形品４０の内周面の形状に対応させて形成される。
【０００９】
そして、前記成形品４０を可動金型２１から分離させ、離型を行うために、前記インナコア部１７とサイドコア部２６との間に前記コア２３に対して進退自在にセパレータ２４が配設され、該セパレータ２４を進退させるためにエジェクタ装置が配設される。該エジェクタ装置は、図示されないエジェクタシリンダ、図示されないクロスヘッド、及び該クロスヘッドに取り付けられたエジェクタロッド２５を備え、該エジェクタロッド２５の前端（図において下端）にセパレータ２４が取り付けられる。したがって、前記エジェクタシリンダを駆動し、クロスヘッド及びエジェクタロッド２５を介してセパレータ２４を進退させることができる。なお、前記セパレータ２４のエッジ部分は、前記成形品４０のフランジ部の形状に対応させて形成される。
【００１０】
前記型締装置を作動させることによって、図２に示される状態から前記可動金型２１を前進（図において下方に移動）させると、図３に示されるように、インナコア部１７がキャビティ１３内に挿入されて型閉じ及び型締めが行われ、型閉じが終了した時点で可動金型２１と固定金型１５との間、すなわち、前記ボトムキャビティ１１の前端面及びキャビティ１３の内周面と、セパレータ２４のエッジ部分並びにインナコア部１７の外周面及び前端面との間にキャビティ空間Ｃが形成される。そして、前記キャビティ１３とセパレータ２４との接触面に、固定金型１５と可動金型２１とのパーティングラインＰＬが形成される。
【００１１】
続いて、前記射出装置を作動させると、図４に示されるように、溶融させられた樹脂がノズル１４内を矢印方向に流れ、ゲート２７を介してキャビティ空間Ｃに充填される。次に、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂を冷却すると、成形品４０が成形される。そして、前記可動金型２１を後退（図において上方に移動）させると、インナコア部１７がキャビティ１３から出されて型開きが行われる。このとき、成形品４０はコア２３に付着した状態で可動金型２１と共に後退させられる。
【００１２】
続いて、前記エジェクタシリンダを駆動してセパレータ２４を前進させ、前記フランジ部にエッジ部分を突き当てると、前記成形品４０を可動金型２１から分離させ、離型を行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−２９２６９９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の金型装置においては、成形品が薄くなり、肉厚が小さくなるほど、充填時のキャビティ空間Ｃ内の樹脂の圧力、すなわち、充填圧力が高くなり、前記タイバーが伸びたり、固定プラテン、可動プラテン等が撓（たわ）んだりすると、図４に示されるように、可動金型２１が型開き量δ１だけ後退し、前記パーティングラインＰＬがパーティングライン開き量δ２（型開き量δ１と等しい。）だけ開いてしまう。したがって、パーティングラインＰＬに充填された樹脂が進入し、成形品４０の所定の部分、この場合、フランジ部にばりが形成されてしまう。
【００１５】
そこで、充填時の樹脂圧を低くするために、高速で樹脂を充填するようにした射出成形法、充填後に型締めを行うようにした射出圧縮法等の成形法が提供されているが、射出成形機に特別な機能を持たせる必要があり、射出成形機のコストが高くなってしまう。
【００１６】
また、肉厚が小さい薄肉の成形品を成形するための流動性の高い樹脂が提供されているが、パーティングライン開き量δ２がその分多くなり、ばりが一層形成されやすくなってしまう。
【００１７】
本発明は、前記従来の金型装置の問題点を解決して、成形品にばりが形成されるのを防止することができる金型装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の金型装置においては、キャビティを備えた第１の金型と、コアを備え、型締装置によって第１の金型に対して進退させられる第２の金型と、前記コアに対して進退自在に配設され、前進させられるのに伴って成形品の突当部にエッジ部分を突き当てて、成形品の離型を行うセパレータとを有する。
【００１９】
そして、第１、第２の金型のパーティングラインは、前記突当部に隣接する部分が軸線に対して所定の角度で傾斜させられる。
【００２０】
本発明の他の金型装置においては、さらに、前記キャビティ及びセパレータは、前記突当部に隣接させて形成されたテーパ面を有する。
【００２１】
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記キャビティ及びコアは、前記第１、第２の金型を位置決めするために、軸線に対して所定の角度で傾斜させられるロッキング面を有する。そして、前記突当部に隣接する部分の角度は、前記ロッキング面の角度より大きくされる。
【００２２】
本発明の更に他の金型装置においては、さらに、前記突当部は成形品のフランジ部である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、本発明を充填系としてのホットランナシステムに適用した場合について説明するが、本発明を充填系としてのコールドランナシステムに適用することもできる。
【００２４】
図５は本発明の実施の形態における成形品の断面図である。
【００２５】
図において４０は成形品であり、該成形品４０は、一端が開口させられた有底の容器であり、側壁４２、底壁４３、及び前記側壁４２の上縁に、前記底壁４３と平行に形成された環状のフランジ部４１を備える。なお、本実施の形態においては、前記側壁４２は、底壁４３より下方に所定の距離だけ突出させられ、環状の台座部４４を形成する。また、Ｓｄはフランジ部４１の下面、Ｓｉは成形品４０の内周面、Ｓｏは成形品４０の外周面、Ｓｕはフランジ部４１の上面である。
【００２６】
次に、前記成形品４０を成形するための金型装置について説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態における金型装置の充填時の状態を示す断面図、図６は本発明の実施の形態における金型装置の型開き時の状態を示す断面図、図７は本発明の実施の形態における金型装置の型閉じ時の状態を示す断面図である。
【００２８】
図において、１１はボトムキャビティ、１２は該ボトムキャビティ１１を支持する第１の支持部としての支持ブロック、１６は前記ボトムキャビティ１１の外周に配設された第２の支持部としての周縁ブロックである。また、３３は、前記ボトムキャビティ１１の外周縁部に配設され、前記周縁ブロック１６によって支持され、前方（図において上方）に延在させて配設されたキャビティであり、前記ボトムキャビティ１１の中央の領域には、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された成形材料としての樹脂を高温に維持した状態で案内するホットランナシステムが配設される。なお、該ホットランナシステムは、図示されないランナ、ノズル１４等から成り、該ノズル１４の前端（図において上端）にゲート２７が形成される。
【００２９】
前記ボトムキャビティ１１、支持ブロック１２、周縁ブロック１６、キャビティ３３等によって第１の金型としての固定金型１５が構成される。該固定金型１５は図示されない第１の支持部材としての固定プラテンに取り付けられる。そして、前記ボトムキャビティ１１の前端面（図において上端面）Ｓ１及びキャビティ３３の内周面Ｓ２は、成形品４０の外周面Ｓｏ（図５）の形状に対応させて形成される。また、前記キャビティ３３は、内周縁部の前端に、環状の凸部４８を備え、該凸部４８の前端面Ｓ３は、前記フランジ部４１の下面Ｓｄの形状に対応させて形成される。
【００３０】
そして、前記固定金型１５に対して第２の金型としての可動金型２１が進退（図において上下方向に移動）自在に配設され、該可動金型２１は、図示されない第２の支持部材としての可動プラテンに取り付けられたコアプレート２２、及び該コアプレート２２に取り付けられたコア２３から成り、図示されない型締装置を作動させることによって前記可動プラテンが図示されないタイバーに沿って進退させられる。前記型締装置には、型締用の駆動部としての型締シリンダが配設され、該型締シリンダを駆動することによって可動金型２１を進退させて型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。なお、前記固定金型１５及び可動金型２１によって金型装置が構成される。
【００３１】
前記コア２３は、基部１８、及び該基部１８の中央から前方（図において下方）に突出させて形成されたインナコア部１７、前記基部１８の外周縁部から前方に突出させて形成された環状のサイドコア部２６から成り、前記インナコア部１７の外周面Ｓ４（前端面部（図において下端面部）Ｓｆ及び側面部Ｓｓから成る。）は、前記成形品４０の内周面Ｓｉの形状に対応させて形成される。
【００３２】
そして、型開きが行われたときに、前記成形品４０を可動金型２１から分離させ、離型を行うために、前記インナコア部１７とサイドコア部２６との間に、コア２３に対して進退自在にセパレータ３４が配設され、該セパレータ３４を進退させるためにエジェクタ装置が配設される。前記セパレータ３４は、内周縁の前端の部分に、内方（インナコア部１７側）に向けて突出させて形成されたエッジ部分４５を備え、該エッジ部分４５の前端面（図において下端面）Ｓ５は、前記フランジ部４１の上面Ｓｕの形状に対応させて形成される。なお、前記フランジ部４１はエッジ部分４５が突き当てられる突当て部を構成する。
【００３３】
また、前記エジェクタ装置は、突出し用の駆動部としての図示されないエジェクタシリンダ、図示されない移動部材としてのクロスヘッド、及び該クロスヘッドに取り付けられたエジェクタロッド２５を備え、該エジェクタロッド２５の前端（図において下端）にセパレータ３４が取り付けられる。そして、前記エジェクタシリンダを駆動し、クロスヘッド及びエジェクタロッド２５を介してセパレータ３４を進退させることができる。したがって、セパレータ３４を前進させることによって、エッジ部分４５をフランジ部４１に突き当てると、成形品４０を可動金型２１から分離させ、離型を行うことができる。
【００３４】
ところで、前記キャビティ３３及びセパレータ３４の各前端には、型閉じが終了するのに伴って当接する当接面Ｓ６、Ｓ７が形成され、前記凸部４８は前記当接面Ｓ６より所定の量だけ突出させて形成され、前記エッジ部分４５は前記当接面Ｓ７より所定の量だけ後退（図において上方に移動）させて形成される。そして、前記当接面Ｓ６と凸部４８の前端面Ｓ３との間に当接面Ｓ６から前端面Ｓ３にかけて前方に、かつ、斜め内側に向けて延びるテーパ面Ｓ８が形成される。また、前記当接面Ｓ７とエッジ部分４５の前端面Ｓ５との間に、当接面Ｓ７から前端面Ｓ５にかけて後方（図において上方）に、かつ、斜め内側に向けて延びるテーパ面Ｓ９が形成される。なお、前記テーパ面Ｓ８、Ｓ９は、可動プラテンの移動方向に対して、すなわち、軸線に対して角度θ１だけ傾斜させて、かつ、成形品４０が成形されたときに、成形品４０のフランジ部４１に隣接させて形成される。なお、該角度θ１は５〜２０〔°〕にされる。
【００３５】
また、本実施の形態において、金型装置は、型閉じを行うに当たり、固定金型１５と可動金型２１とを互いに位置決めするためのロッキング機能を有する。そのために、キャビティ３３及びサイドコア部２６の各前端には、型閉じが終了するのに伴って当接する当接面Ｓ１１、Ｓ１２が形成され、前記当接面Ｓ６は前記当接面Ｓ１１より所定の量だけ前方に突出させて形成され、前記当接面Ｓ１２は、セパレータ３４の後退限位置における当接面Ｓ７より所定の量だけ前方に突出させて形成される。そして、前記当接面Ｓ１１と当接面Ｓ６との間に、当接面Ｓ１１から当接面Ｓ６にかけて前方に、かつ、斜め内側に向けて延びるロッキング面Ｓ１３が形成される。また、前記当接面Ｓ１２と当接面Ｓ７との間に、当接面Ｓ１２から当接面Ｓ７にかけて後方に、かつ、斜め内側に向けて延びるロッキング面Ｓ１４が形成される。なお、前記ロッキング面Ｓ１３、Ｓ１４は、軸線に対して前記角度θ１よりわずかに小さい角度θ２だけ傾斜させて形成される。なお、該角度θ２は３〜１５〔°〕にされる。
【００３６】
前記構成の金型装置及び型締装置の動作について説明する。
【００３７】
まず、型締装置を作動させることによって、図６に示される状態から前記可動金型２１を前進（図において下方に移動）させると、図７に示されるように、インナコア部１７がキャビティ３３内に挿入されて型閉じ及び型締めが行われ、型閉じが終了した時点で可動金型２１と固定金型１５との間、すなわち、前記ボトムキャビティ１１の前端面Ｓ１、キャビティ３３の内周面Ｓ２及び凸部４８の前端面Ｓ３と、前記インナコア部１７の外周面Ｓ４及びエッジ部分４５の前端面Ｓ５との間に、前記成形品４０の形状に対応する形状を有するキャビティ空間Ｃが形成される。該キャビティ空間Ｃは、成形品４０の側壁４２に対応する側壁部Ｃｓ、底壁４３に対応する底壁部Ｃｂ及びフランジ部４１に対応するフランジ部Ｃｆから成る。
【００３８】
また、それに伴って、前記キャビティ３３とセパレータ３４との接触面、すなわち、当接面Ｓ６、Ｓ７間及びテーパ面Ｓ８、Ｓ９間に、固定金型１５と可動金型２１とのパーティングラインＰＬが形成される。この場合、パーティングラインＰＬは、当接面Ｓ６、Ｓ７間に金型合せ方向に形成される第１のライン部、及びテーパ面Ｓ８、Ｓ９間に形成され、軸線に対して角度θ１だけ傾斜した第２のライン部から成る。なお、該第２のライン部は、成形品４０が成形されたときに、成形品４０のフランジ部４１に隣接する部分に形成される。
【００３９】
続いて、前記射出装置を作動させると、図１に示されるように、溶融させられた樹脂がノズル１４内を矢印方向に流れ、ゲート２７を介してキャビティ空間Ｃに充填される。次に、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂を冷却すると、成形品４０が成形される。そして、前記可動金型２１を後退（図において上方に移動）させると、インナコア部１７がキャビティ３３から出されて型開きが行われる。このとき、成形品４０はコア２３に付着した状態で可動金型２１と共に後退させられる。
【００４０】
続いて、前記エジェクタシリンダを駆動してセパレータ３４を前進させると、エッジ部分４５がフランジ部４１に突き当てられ、成形品４０を可動金型２１から分離させ、離型を行う。
【００４１】
ところで、成形品が薄くなり、肉厚が小さくなるほど、充填時のキャビティ空間Ｃ内の充填圧力が高くなり、前記タイバーが伸びたり、固定プラテン、可動プラテン等が撓んだりすると、図１に示されるように、可動金型２１が型開き量δ１だけ後退し、前記パーティングラインＰＬの第１のライン部がパーティングライン開き量δ２（型開き量δ１と等しい。）だけ開くのに対して、第２のライン部は、軸線に対して角度θ１だけ傾斜させて形成されるので、パーティングライン開き量δ２より小さいパーティングライン開き量δ３

だけ開く。
【００４２】
したがって、パーティングラインＰＬに充填された樹脂が進入するのを防止することができるので、成形品の所定の部分、この場合、フランジ部４１にばりが形成されるのを防止することができる。そして、同じ型締力であっても投影面積の大きい成形品を成形することができる。
その結果、充填時の樹脂圧を高くすることができるので、高速で樹脂を充填するようにした射出成形法、充填後に型締めを行うようにした射出圧縮法等の成形法を使用する必要がない。また、射出成形機に特別の機能を持たせる必要がないので、射出成形機のコストを低くすることができる。
【００４３】
また、肉厚が小さい薄肉の成形品を成形するための流動性の高い樹脂を使用しても、パーティングライン開き量δ３が大きくならない。
【００４４】
なお、前述されたように、第２のライン部が軸線に対して傾斜する角度θ１は、ロッキング面Ｓ１３、Ｓ１４が軸線に対して傾斜する角度θ２よりわずかに大きくされるので、型閉じが行われる間に、ロッキング面Ｓ１３、Ｓ１４によって固定金型１５と可動金型２１とが位置決めされるのに伴って、キャビティ３３におけるテーパ面８と前端面Ｓ３との間の角部と、セパレータ３４における前端面Ｓ７とテーパ面Ｓ９との間の角部とが当たることがなくなる。したがって、型閉じ及び型締めを行うのに伴ってキャビティ３３及びセパレータ３４を損傷させるのを防止することができる。
【００４５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、金型装置においては、キャビティを備えた第１の金型と、コアを備え、型締装置によって第１の金型に対して進退させられる第２の金型と、前記コアに対して進退自在に配設され、前進させられるのに伴って成形品の突当部にエッジ部分を突き当てて、成形品の離型を行うセパレータとを有する。
【００４７】
そして、第１、第２の金型のパーティングラインは、前記突当部に隣接する部分が軸線に対して所定の角度で傾斜させられる。
【００４８】
この場合、第１、第２の金型のパーティングラインは、前記突当部に隣接する部分が軸線に対して所定の角度で傾斜させられるので、パーティングラインに充填された成形材料が進入するのを防止することができる。したがって、成形品にばりが形成されるのを防止することができる。そして、同じ型締力であっても投影面積の大きい成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における金型装置の充填時の状態を示す断面図である。
【図２】従来の金型装置の型開き時の状態を示す断面図である。
【図３】従来の金型装置の型締め時の状態を示す断面図である。
【図４】従来の金型装置の充填時の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における成形品の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における金型装置の型開き時の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態における金型装置の型閉じ時の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１５固定金型
２１可動金型
２３コア
３３キャビティ
３４セパレータ
４０成形品
４１フランジ部
４５エッジ部分
ＰＬパーティングライン
Ｓ８、Ｓ９テーパ面
Ｓ１３、Ｓ１４ロッキング面

Claims

（ａ）キャビティを備えた第１の金型と、
（ｂ）コアを備え、型締装置によって第１の金型に対して進退させられる第２の金型と、
（ｃ）前記コアに対して進退自在に配設され、前進させられるのに伴って成形品の突当部にエッジ部分を突き当てて、成形品の離型を行うセパレータとを有するとともに、
（ｄ）第１、第２の金型のパーティングラインは、前記突当部に隣接する部分が軸線に対して所定の角度で傾斜させられることを特徴とする金型装置。
前記キャビティ及びセパレータは、前記突当部に隣接させて形成されたテーパ面を有する請求項１に記載の金型装置。
（ａ）前記キャビティ及びコアは、前記第１、第２の金型を位置決めするために、軸線に対して所定の角度で傾斜させられるロッキング面を有し、
（ｂ）前記突出部に隣接する部分の角度は、前記ロッキング面の角度より大きくされる請求項１に記載の金型装置。
前記突当部は成形品のフランジ部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型装置。