JP2004345275A

JP2004345275A - 射出成形装置

Info

Publication number: JP2004345275A
Application number: JP2003146200A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Horikawa; 義広堀川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】射出成形において、樹脂圧による部材の撓みおよびキャビティの変形を防止し、精度のよい極薄肉品を成形する。
【解決手段】成形材料が充填されるキャビティを相互間に形成する固定側型板２１および可動側型板３１を有する金型１０を備えた射出成形装置において、キャビティの一部を形成するピン部材３１Ａ，３１Ｂが、可動側型板３１を貫通して、この可動側型板３１に対して進退方向に沿って進退可能に備えられ、エジェクタプレート３３に固定される。そして、ピン部材３１Ａ，３１Ｂと略同一径またはピン部材３１Ａ，３１Ｂよりも大径のエジェクタロッド３７が、ピン部材３１Ａ，３１Ｂの背面側に進退方向に沿って略同軸に設けられていて、このエジェクタロッド３７を介してエジェクタプレート３３を進退させる駆動機構５０が、エジェクタロッド３７の背面側を進退方向に沿って常時支持する構成とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂などの成形材料の射出成形に用いられる射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、相互間にキャビティを形成する固定型と可動型との間に成形材料を射出して成形品を成形する射出成形装置は、固定型に対して可動型を進退させる機構とともに、成形品をキャビティから取り外すための突き出し機構を備えている。
【０００３】
このような射出成形装置では、可動側のキャビティを形成する可動側型板と、この可動側型板が固定された可動側受板とが、成形機の可動側プラテンに固定されて一体に進退することにより、固定型に備えられて固定側のキャビティを形成する固定側型板に対して型開閉する構造となっている。そして、型閉時にキャビティ内に射出・充填された成形材料が固化した後、型開し、キャビティの形状に沿って固化した成形品を、突き出し機構によってキャビティから取り外すことにより得ることができる。
【０００４】
一般に突き出し機構は、可動側型板を貫通してキャビティ内に突出可能に設けられたエジェクタピンを、型開閉方向に進退可能に配置されたエジェクタプレートに固定し、このエジェクタプレートを可動側型板に対して相対的に進退させる構造となっている。エジェクタプレートは、背面側（キャビティとは反対側）から可動側受板を貫通する金型側のエジェクタロッドが成形機側のエジェクタロッド（突き出しロッド）により押され、エジェクタプレートをキャビティ側に向けて前進させることにより、キャビティ側に前進される。なお、エジェクタロッドの前進は可動側型板に対して相対的に行われるものであって、可動側型板および可動側受板が前進した状態においては、エジェクタロッドは突き出しロッドに接しておらず、エジェクタプレートおよびエジェクタピンは可動側型板に対して所定位置に保持されている。
【０００５】
しかしながらこのような突き出し機構では、エジェクタピンが成形品を直接突き出すときに成形品の表面に突き出し痕が形成されてしまう。そこで、たとえばレンズなど曲面を有する成形品を成形しようとする場合、可動側型板に曲面を形成するコアピン等の複数の入子型を設け、そのうちいずれか（この場合コアピン）をエジェクタピンと同様な機構により型開時に他の部分から突き出させることにより、突き出し痕をつけずに成形品を抜き出す突き出し機構が考えられる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１では、入子突き出しロッドと入子との間にクリアランスを設けることにより、入子の倒れが突き出しロッドの倒れの影響を受けないようにできる反面、このクリアランス分だけランナ部と製品部との突き出し量に差が生じてしまい、ゲート部近傍に歪みが生じてしまうので、このクリアランスを微小にして突き出し量の差を小さくし、歪みを低減させる機構が提案されている。
【０００７】
より一般的には、入子と入子突き出しロッドとの間にクリアランスを設けず、入子突き出しロッドをエジェクタプレート（突き出し板）に固定して、エジェクタプレートを突き出す成形機側突き出しロッドと金型のエジェクタプレートとの間にクリアランスを設ける構成が採用される。この場合、成形機側突き出しロッドの先端位置とエジェクタプレートの背面とを厳密に一致させる必要がないので、金型交換後の位置合わせが容易となるといった利点が得られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１７８３７１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、各種部品の小型化に伴い、極薄肉の成形品を射出成形することが求められている。しかしながら、極薄肉品を射出成形する、すなわち粘度の高い成形材料を薄いキャビティの隅々まで充填するためには、成形材料を高圧かつ高速で射出しなければならないので、樹脂圧により金型の各部材に生じる撓み等の変形が従来よりも大きくなり、かつ変形の影響が大であるという問題が生じる。
【００１０】
特に、上述のように、キャビティの一部を形成するコアピンを直接あるいは間接にエジェクタプレートに支持させる構造とした場合、コアピンに大きな樹脂圧が加わることにより、コアピンを支持するエジェクタプレートが撓んでコアピンが背面側にずれ、成形品が所定の寸法より厚くなったり、型合わせ面が開いてバリが発生したりする虞がある。さらに、このキャビティに成形材料を充填するための開口部である固定型側のゲートがコアピンに対向して設けられている場合、コアピンの軸方向、つまりエジェクタプレートの撓みが大きくなる方向に、より大きな樹脂圧が加えられてしまうことになる。この問題に対し、一般的な撓みの計算式から、撓みの大きさは板厚の３乗に反比例するので、わずかでもエジェクタプレートの厚みを大きくすることが考えられる。しかし通常は、エジェクタプレートの可動範囲と突き出し量とが決まっていることから、装置構成上、エジェクタプレートの厚みを大きくすることは困難である場合が多い。
【００１１】
さらに、射出成形装置に設けられたキャビティが１つのみである場合、キャビティは型板の中央部分に設けられるため、コアピンとエジェクタロッドの軸線が一致する。これにより、エジェクタロッドのために可動側受板に貫通孔が設けられた背面に支えのないエジェクタプレートに対して、コアピンに加えられた軸線方向の負荷がかかり、エジェクタプレートがより一層大きく撓んでしまう虞がある。
【００１２】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、射出成形において、樹脂圧による部材の撓みおよびキャビティの変形を防止し、精度のよい極薄肉品を成形することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る射出成形装置は、成形材料が充填されるキャビティを相互間に形成する固定側型板および可動側型板を有する金型を備えた射出成形装置において、以下の構成を採用している。
すなわち、金型は、可動側型板が固定された可動側取付板と、この可動側取付板と可動側型板との間で、これらに対して可動側型板の進退方向に沿って進退可能に配置されたエジェクタプレートとを有している。そして、キャビティの一部を形成するピン部材が、エジェクタプレートに固定されるとともに、可動側型板を貫通して、この可動側型板に対して進退方向に沿って進退可能に備えられている。
このような構成に加えて、ピン部材と略同一径またはピン部材よりも大径のエジェクタロッドが、ピン部材の背面側に進退方向に沿って略同軸に設けられている。そして、このエジェクタロッドを介してエジェクタプレートを進退させる駆動機構が、エジェクタロッドの背面側を駆動機構により進退方向に沿って常時支持していることが本発明の射出成形装置の特徴とするところである。
【００１４】
この発明によれば、型閉時にキャビティ内に射出された成形材料の圧力がピン部材に加えられても、ピン部材の基端部が支持されたエジェクタプレートの背面に設けられたエジェクタロッドが常時支持されているので、エジェクタプレートに撓みが生じず、キャビティの変形による成形品の変形やバリの発生を防止することができる。また、ピン部材を支持するエジェクタプレートをさらにエジェクタロッドによって支持させることにより、エジェクタプレートの厚みを大きくした場合と同様に、エジェクタプレートの撓みを小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る射出成形装置の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。図１および図２はそれぞれ型閉時、型開および成形品突き出し時の射出成形装置の要部を示す断面図である。
図１において、符号１０は射出成形装置の金型であり、符号２０および３０はこの金型を構成する固定型および可動型である。固定型２０は、成形材料を供給する射出機（図示せず）に取り付けられており、可動型３０がこの固定型２０に対して進退することにより型開閉が行われる。すなわち、固定型２０および可動型３０は、それぞれ図示しない固定側プラテンおよび可動側プラテンに固定されており、固定側プラテンに対して可動側プラテンが図の上下方向に進退駆動されることにより、可動型３０全体が固定型２０に対して進退され、相互間に成形用のキャビティＣを形成する。なお本実施形態では、キャビティＣは外周にフランジ部を有するドーム状に形成される。
【００１６】
固定型２０は、キャビティＣを形成する固定側型板２１と、この固定側型板２１の背面（キャビティＣとは反対側の面）に配置されたストリッパプレート２２と、このストリッパプレート２２の背面に配置され固定側プラテン（図示せず）に固定された固定側取付板２３と、これらストリッパプレート２２および固定側受板２３を貫通して設けられ成形材料（溶融樹脂）を供給する射出ノズル（図示せず）が当接するスプルーブッシュ２４と、このスプルーブッシュ２４を固定側取付板２３に固定するロケートリング２５とを備えている。
【００１７】
固定側型板２１の中央部には、キャビティＣを形成する入子型２１Ａと、成形後のランナを成形品およびスプルーブッシュ２４から取り外すための入子型２１Ｂとが、型開閉方向に並び、固定側型板２１を貫通して設けられている。
入子型２１Ａの一端面中央部にはキャビティＣの一部を形成するキャビティ形成面２１ａが設けられており、他端面からこのキャビティ形成面２１ａの中央に貫通する材料通路（ランナ）２１ｂの開口部であるゲート２１ｃが形成されている。
入子型２１Ｂは、この入子型２１Ａのランナ２１ｂに連通する材料通路（ランナ）２１ｄが設けられている。このランナ２１ｄの射出機側端部には、断面積が大きいフランジ部２１ｅが形成されており、このフランジ部２１ｅによって、成形後に生じる各スプルー２４ａ、ランナ２１ｂ，２１ｄ内で固化した成形材料（ランナ）Ｒの途中部分にフランジ形状を形成することができる。
【００１８】
ストリッパプレート２２および固定側取付板２３にはそれぞれ、スプルーブッシュ２４を貫通させる貫通孔２２ａ，２３ａが形成されている。この貫通孔２２ａ，２３ａ内に配置されたスプルーブッシュ２４は、中心を貫通する材料通路（スプルー）２４ａが形成され、固定側取付板２３に固定されたロケートリング２５と固定側取付板２３との間に挟持されている。スプルー２４ａは、一端側が入子型２１Ｂのランナ２１ｄに連通し、他端側には射出ノズルが接続される。
【００１９】
この固定型２０は、固定側取付板２３に対してストリッパプレート２２，固定側型板２１が進退可能となっている。つまり、ストリッパプレート２２と固定側型板２１との間、ストリッパプレート２２と固定側取付板２３との間が離間できることにより、キャビティＣ内で成形された成形品とランナＲとの切断および射出ノズルとランナＲとの切断が可能となる。
【００２０】
可動型３０は、キャビティＣを形成する可動側型板３１と、この可動側型板３１の背面（キャビティＣとは反対側の面）に固定された可動側受板３２と、可動側受板３２の背面側に間隔を空けて配置された２枚のプレート３３Ａ，３３Ｂからなるエジェクタプレート３３と、エジェクタプレート３３の背面側に配置された可動側取付板３４とを備えている。
【００２１】
可動側型板３１および可動側受板３２の中央部には、キャビティＣの中央部（ドーム部分）を形成するコアピン（ピン部材）３１Ａと、その外周部（フランジ部）のキャビティＣを形成するスリーブ状の入子型（ピン部材）３１Ｂと、キャビティＣの外周面を形成する入子型３１Ｃとが挿通されている。このうち、入子型３１Ｃは、その基端部に形成されたフランジ部が可動側型板３１および可動側受板３２間に挟持されることにより、可動側型板３１および可動側受板３２に固定されている。一方、コアピン３１Ａおよび入子型３１Ｂは、その基端側に形成されたフランジ部がプレート３３Ａ，３３Ｂ間に挟持されることにより、エジェクタプレート３３に固定されているとともに、可動側型板３１および可動側受板３２に対して摺動可能となっている。
【００２２】
可動側型板３１は、エジェクタガイドピン３５によって可動側取付板３４に対して所定の間隔を有するように固定されており、可動側プラテン（図示せず）と一体に進退駆動される。この可動側型板３１と可動側取付板３４との間に配置されたエジェクタプレート３３は、エジェクタガイドピン３５の外周に嵌合するエジェクタガイドブッシュ３６を有しており、エジェクタガイドピン３５とエジェクタガイドブシュ３６との相対摺動によって、可動側型板３１と可動側取付板３４との間を進退することができる。
【００２３】
エジェクタプレート３３の可動側型板３１に対する進退は、可動側型板３１の背面に固定された金型側エジェクタロッド３７に連結固定された成形機側エジェクタロッド（突き出しロッド）４０の進退により行われる。したがってエジェクタロッド３７は、突き出しロッド４０によって常に進退方向に沿って支持されている。
【００２４】
エジェクタロッド３７はコアピン３１Ａと軸線を一致させて設けられており、その直径はコアピン３１Ａよりも大きい。このエジェクタロッド３７に突き出しロッド４０を接続させるために、可動側取付板３４には貫通孔３４ａが形成されている。なお、突き出しロッド４０は、可動型３０を進退させる駆動機構とは独立して進退する駆動機構（たとえば油圧シリンダ）５０によって駆動される。
【００２５】
なお、コアピン３１Ａと入子型３１Ｂとの型合わせ面には、入子型３１Ｂの外周に連通するガス抜き孔３０ａが形成されている。また、入子型３１Ｂの外側に嵌合された入子型３１Ｃおよび可動側型板３１には、コアピン３１Ａおよび入子型３１Ｂの進退位置に応じてこのガス抜き孔３０ａに連通する通気孔３０ｂが形成されている。この通気孔３０ｂには、金型装置の外部からエアを送り込む送気装置（図示せず）が接続されている。これにより、ガス抜き孔３０ａと通気孔３０ｂとが連通するコアピン３１Ａおよび入子型３１Ｂの前進時、すなわち型開後にエジェクタプレート３３が前進したときに、キャビティＣで成形された成形品を、成形品とキャビティＣ面との間にエアを吹き込んで型から取り外すことができる。
【００２６】
成形品を製造するには、まず、以上のように構成された射出成形装置の金型１０を図１に示すように型閉し、スプルーブッシュ２４および入子型２１Ｂ，入子型２１Ａに形成されたスプルー２４ａおよびランナ２１ｄ，２１ｂを通じ、ゲート２１ｃからキャビティＣ内に成形材料（溶融樹脂）を射出する。このとき、キャビティＣの厚さは０．１ｍｍ程度であるため、溶融樹脂は高速・高圧で射出される。ゲート２１ｃに対向して設けられたコアピン３１Ａは、この樹脂圧を受けて背面側に押されるが、コアピン（ピン部材）３１Ａの背面でエジェクタプレート３３とエジェクタロッド３７とが一体に固定されていることにより、コアピン３１Ａを支持する板厚がエジェクタプレート３３の厚さとエジェクタロッド３７の長さとを足したものとなるので、コアピン３１Ａを受ける部分のエジェクタプレート３３の撓みはごく小さい。さらに、コアピン３１Ａの背面にはエジェクタプレート３３（プレート３３Ｂ）を介してエジェクタロッド３７および突き出しロッド４０が軸線を同じくして配置されており、これらエジェクタロッド３７および突き出しロッド４０によって支持されているため、エジェクタプレート３３の撓みによる変位は生じない。
【００２７】
次いで、キャビティＣ内に射出された溶融樹脂が固化した後、射出成形装置の金型１０を図２に示すように型開し、成形品を金型１０から取り出す。成形品は、離間された固定型２０（固定側型板２１）と可動型３０（可動側型板３１）との間にコアピン（ピン部材）３１Ａおよび入子型（ピン部材）３１Ｂが前進して突出するとともに、ガス抜き孔３０ａおよび通気孔３０ｂを通じて外部から吹き込まれたエアによって成形面から取り外される。コアピン３１Ａおよび入子型３１Ｂの前進は、エジェクタロッド３７に接続された突き出しロッド４０が駆動機構５０によって前進されることにより行われる。
【００２８】
なお、このとき、固定型２０と可動型３０との間およびストリッパプレート２２と固定側取付板２３との間が離間されることにより、ランナＲのフランジ部が固定側型板２１およびストリッパプレート２２に引っかかり、射出ノズルおよび成形品からランナＲが取り外されるので、ランナのない成形品が得られる。
【００２９】
以上説明したように、コアピン３１Ａの背面側を、エジェクタプレート３３、エジェクタロッド３７および突き出しロッド４０を介して駆動機構５０が常時支持する構成としたことにより、成形材料の射出圧によってコアピン３１Ａが変位することなく、所望の形状の成形品を製造することができる。
【００３０】
なお、以上の実施形態において示した各構成部材、その諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求に基づき種々変更可能である。
たとえば、上記実施形態ではコアピン３１Ａ（エジェクタプレート３３）の背面にエジェクタロッド３７および突き出しロッド４０の２部材を配置することにより、駆動機構５０が直接支持する構造としたが、突き出しロッド４０をエジェクタプレート３３の背面まで延ばして当接させることができれば、上記エジェクタロッド３７は不要となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の射出成形装置によれば、型閉時にキャビティ内に射出された成形材料の圧力がピン部材に加えられても、ピン部材の基端部が支持されたエジェクタプレートの背面に設けられたエジェクタロッドが常時支持されているので、エジェクタプレートに撓みが生じず、キャビティの変形による成形品の変形やバリの発生を防止することができる。したがって、高圧での射出が可能となり、精密な極薄肉成形品の製造が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形装置における型閉時の要部を示す断面図である。
【図２】図１に示す射出成形装置における型開・成形品突き出し時の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０金型
２１固定側型板
３１可動側型板
３１Ａコアピン（ピン部材）
３１Ｂ入子型（ピン部材）
３３エジェクタプレート
３４可動側取付板
３７エジェクタロッド
５０駆動機構
Ｃキャビティ

Claims

成形材料が充填されるキャビティを相互間に形成する固定側型板および可動側型板を有する金型を備えた射出成形装置であって、
前記金型は、前記可動側型板が固定された可動側取付板と、該可動側取付板と前記可動側型板との間でこれらに対して前記可動側型板の進退方向に沿って進退可能に配置されたエジェクタプレートと、該エジェクタプレートに固定されるとともに、前記可動側型板を貫通して該可動側型板に対して前記進退方向に沿って進退可能に備えられ、前記キャビティの一部を形成するピン部材を有し、
該ピン部材と略同一径または該ピン部材よりも大径のエジェクタロッドが、前記ピン部材の背面側に前記進退方向に沿って略同軸に設けられ、
前記エジェクタロッドを介して前記エジェクタプレートを進退させる駆動機構が、前記エジェクタロッドの背面側を前記進退方向に沿って常時支持していることを特徴とする射出成形装置。