JP2005111507A - 多数個取り射出成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属射出成形の多数個取り成形において、低型締力で高速充填することにより成形品質の優れた成形を可能とする。
【解決手段】 成形機より射出された材料はスプル２を通り、スプル回転部２ａにより各ランナ４に振り分けられ、このスプル回転部２ａが一回転することにより、すべてのキャビティに材料が充填され成形が完了する。これにより、各キャビティへの溶融材料の充填時間は短縮され、充填時の投影面積も小さく出来ることから、低型締力で高速充填が可能となり高品質の成形品を成形することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、マグネシウム合金等の溶融材料の金属射出成形における多数個取り成形金型に関するものである。

従来の樹脂成形における多数個取り成形金型として、射出ノズル列にバルブゲートを設け、バルブピンによりゲートをオープンするタイミングを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、金属射出成形においては、溶融材料が高温で、しかも凝固温度が高く、かつ金型内での凝固時間は０．１ｓeｃ以下と短く、バルブゲートによる制御方法では、ランナ内で溶融材料が凝固してしまうために、上記方法は実際には適用されていない。

次に、図４を参照して従来の金属射出成形における多数個取りの一例について説明する。図４は４個取りの成形金型におけるスプル、ランナ、製品部等の配置を示す模式図である。図において、成形機より射出された溶融材料は、スプル２より金型内に充填され、ランナ４、ゲート３を経由し製品部１に流れ込む。製品部１の先にはエア抜きとウェルド等の成形欠陥を防止するためにオーバーフロー５が設けられることもある。

図４（ａ）は、スプル２からランナ４が二方向に分岐され、更に、その先で二方向に分岐した場合であり、図４（ｂ）は、スプルから４方向に分岐した場合である。金属射出成形においては、溶融金属の凝固時間が短い為に、高速で溶融材料を充填する必要がある上に、多数個取り成形においては、各キャビティの充填バランスも考慮する必要があるため、ランナの配置や形状には十分工夫を必要とする。
特開２００２−１４４３７９号公報（第４頁〔０００９〕〜〔００１０〕、図１）

しかしながら、前記した従来の成形金型の構成では、溶融金属を短時間に充填のために高圧で金型内に射出する必要があり、成形時に溶融金属の内圧により、金型を開く方向に力が発生し、内圧が大きく、投影面積が大きくなると、成形機の型締力が不足し、金型が開きバリが発生するという品質的な課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低型締力で短時間の充填が可能になり、成形品質の優れたバリの発生しない成形金型を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、複数の製品部に個別に連通するランナにスプルを介して溶融材料を充填する多数個取り射出成形金型において、前記スプルは、溶融材料をランナに順次充填する回転振り分け手段を有することを特徴とするもので、スプルからランナに順次溶融材料を充填する回転振り分け手段を設け、その回転により成形機より射出された溶融材料を各製品部に連通するランナへ順次振り分け、各キャビティへの材料供給を行うため、キャビティ１つ当たりの充填時間を短縮することが可能となり、射出時の投影面積も縮小することができるので、低型締力で高速射出することができる。

請求項２に記載の発明は、前記回転振り分け手段は、スプルに回転可能に嵌装され、ランナ側に開口する開口部を備えたスプル回転部であり、前記開口部からランナに順次溶融材料を振り分け充填することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、前記開口部は、回転時に少なくとも１個のランナと連通していることを特徴とするもので、スプルは常にランナと連通しているため、スプル内での溶融材料の滞留による凝固は生じない。

請求項４に記載の発明は、前記製品部は、溶融材料の充填を感知し、回転振り分け手段の回転速度を制御するセンサーを有することを特徴とするもので、マグネシウム合金等の凝固時間の短かい溶融材料の射出成形における回転振り分け手段の回転制御を適切に行うことができる。

以上のように、本発明の多数個取り用金属射出成形金型によれば、射出成形時における投影面積は縮少され、各キャビティの充填時間も短縮されるため、低型締力で高速充填が可能となり、バリの発生を抑制し、高成形品質の成形品を得ることができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における多数個取り金属射出成形金型の一例として４個取り成形における金型のスプル、ランナ、製品部の配置を示す模式図である。図１において、成形機より射出された溶融材料は、スプル２から金型内に充填され、ランナ４、ゲート３を通過して製品部１に充填される。また、製品部１にはエア抜きとウェルド等の成形欠陥を防止する為にオーバーフロー５を設けることもある。

図１において、２ａはスプル２に回転可能に嵌装され、ランナ４と連通する開口２ｂを有するスプル回転部で、スプル回転部２ａを回転することにより、スプル２から充填された溶融材料を各ランナ４に順次振り分け供給することが出来る構造になっている。マグネシウム合金の射出成形においては、凝固時間は通常数十ミリ秒であるので、スプル回転部２ａの回転速度も１０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍで回転することが求められる。

図２に成形時におけるスプル回転部２ａの挙動を拡大図で示す。図２（ａ）は成形開始時で、成形機より射出された溶融材料は、スプル２から開口２ｂを介して上方のキャビティに充填される。スプル回転部２ａが回転することにより、図２（ｂ）に示すように、溶融材料は上方のキャビティと右側のキャビティに充填される。更に、スプル回転部２ａが回転すると、図２（ｃ）に示すように、溶融材料は右側のキャビティのみに充填される。さらに、スプル回転部２ａが回転すると、順次残りのキャビティへの充填が行われ、スプル回転部２ａが一回転することにより、すべてのキャビティへの充填が完了する。このとき、スプル部２での溶融材料の滞留による凝固が発生しないように、スプル回転部２ａの開口部２ｂは、回転時に少なくとも１個のランナ４と連通している必要がある。そのため、図２に示すように、スプル回転部２ａが一回転している間に、スプル回転部２ａの開口部２ｂはいずれかのランナ４と連通するように構成されている。

本実施の形態によれば、スプル回転部２ａが一回転することにより、すべてのキャビティへの充填が終了するが、図４に示す従来の多数個取り成形において４個取りの場合と比較すると、本実施の形態では射出成形時における投影面積は約１／４に縮小され、各キャビティの充填時間も約１／４に短縮される。これにより低型締力で高速充填が可能となる。

なお、本実施の形態において、スプル２にスプル回転部２ａを設けて、該スプル回転部２ａにより各ランナ４への溶融材料の振り分けを行ったが、スプル２以外の金型全体もしくはランナ４部がスプル２のセンターに対して回転するように構成することにより、溶融材料を振り分ける構成としてもよい。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の多数個取り金属射出成形金型のセンサー設置時の模式図である。図３において、図１と同一構成要素については同一符号を用い、説明を省略する。ここで６は圧力センサーもしくは温度センサーなどのセンサーで、キャビティ内に溶融材料が充填してきたことを感知できる機能を有するものである。

図３において、センサー６の測定結果により各キャビティの充填タイミングを把握することが可能となる。この測定結果により、図１におけるスプル回転部２ａの回転速度を調節することが可能となる。

また、スプル回転部２ａの回転運動は、定速での回転だけではなく、センサーによる充填の有無を確認してからのステップ送りによる回転でもよい。

ただし、上記の実施の形態１において記載したように、スプル２での滞留による凝固を避ける為にも、スプル２内で滞留しないように、スプル回転部２ａの回転数が設定され、またスプル回転部２ａの開口部２ｂの形状が設定される。

本発明の実施の形態１における多数個取り金属射出成形金型のスプル、ランナ、製品の簡略配置図である。 本発明の実施の形態１におけるスプル回転部の拡大図である。 本発明の実施の形態２における圧力センサー等の簡略配置図である。 従来の多数個取り金属射出成形金型におけるスプル、ランナ製品の簡略配置図である。

符号の説明

１ 製品部
２ スプル
２ａ スプル回転部
２ｂ 開口
３ ゲート
４ ランナ
５ オーバーフロー
６ センサー

Claims (4)

1. 複数の製品部に個別に連通するランナにスプルを介して溶融材料を充填する多数個取り射出成形金型において、前記スプルは、溶融材料をランナに順次充填する回転振り分け手段を有することを特徴とする多数個取り射出成形金型。
2. 前記回転振り分け手段は、スプルに回転可能に嵌装され、ランナ側に開口する開口部を備えたスプル回転部であり、前記開口部からランナに順次溶融材料を振り分け充填することを特徴とする請求項１記載の多数個取り射出成形金型。
3. 前記開口部は、回転時に少なくとも１個のランナと連通していることを特徴とする請求項２記載の多数個取り射出成形金型。
4. 前記製品部は、溶融材料の充填を感知し、前記回転振り分け手段の回転速度を制御するセンサーを有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の多数個取り射出成形金型。