JP2005297466A - プラスチック成形金型及びプラスチック成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック成形品の離型時に、変形、割れ、ひび、またはあおりによる傷などを生じることなく、要求性能を満足する成形品を成形する。
【解決手段】固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル５ａ、ランナ６、ゲート７、キャビティ３及びオーバーフロー８に対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピン９，１０，１１によって離型する。成形品を離型する離型方向と平行な離型用ガイド部材１４が、樹脂流路におけるキャビティ３の前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間を横切るように可動側金型に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂を射出することによりプラスチック成形品を成形するプラスチック成形金型及びプラスチック成形方法に関する。

プラスチック成形金型における成形品の離型方法としては、可動側金型にエジェクタピンを配置し、このエジェクタピンを突き出すことにより成形品を突き出すことが一般的に行われている。

このようなエジェクタピンを用いた成形品の離型の際には、成形品における製品となる製品部にエジェクタピンの跡が残る。特開２００２−１６６４２９公報には、このようなエジェクタピンの跡が外観上もしくは機能上許されない場合の離型方法が記載されている。この方法は、製品部を成形するキャビティの周辺に樹脂がオーバーフローする部位を設け、この部位をエジェクタピンによって突き出すものである。
特開２００２−１６６４２９公報

しかしながら、特開２００２−１６６４２９公報に記載されている離型方法においては、キャビティを形成する面とキャビティ内に充填した樹脂との間の貼付きによる離型抵抗が大きい場合、成形品を突き出したときにキャビティ内の製品部とオーバーフローした部位との間の橋渡し部位に変形、割れ、ひびなどを生じ、この変形、割れ、ひびが製品部まで発展して製品部に影響を及ぼす問題を有している。

また、成形品形状の制約により、突き出しバランスが悪い個所をやむを得ず突き出す場合には、成形品の離型のためにエジェクタピンを突き出した際に、あおりにより成形品の製品部表面が金型と接触して傷付く問題も発生する。

本発明は、このような技術の問題点を考慮してなされたものであり、プラスチック成形品の離型時に、変形、割れ、ひび、またはあおりによる傷などを生じることなく、要求性能を満足する成形品を成形することが可能なプラスチック成形金型及びプラスチック成形方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル、ランナ、ゲート、キャビティ及びオーバーフローに対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピンによって離型するプラスチック成形金型において、前記成形品を離型する離型方向と平行な離型用ガイド部材が、樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間を横切るように可動側金型に取り付けられていることを特徴とする。

請求項１記載の発明では、エジェクタピンによる成形品の離型の際に、離型方向と平行な離型用ガイド部材に沿って成形品が移動するため、離型の際のモーメント力が抑えられる。このため、成形品の製品部とオーバーフロー部との間の橋渡し部位に変形、割れ、ひび、白化などが生じることがない。従って、要求性能を満足した製品部を有する成形品を離型することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のプラスチック成形金型であって、前記エジェクタピンが樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくともどちらか一方の樹脂充填空間に配置されており、前記離型用ガイド部材がエジェクタピンの内部を通っていることを特徴とする。

請求項２記載の発明では、離型用ガイド部材がエジェクタピンの内部を通っているため、離型用ガイド部材のためのスペースを小さくすることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のプラスチック成形金型であって、前記エジェクタピンが樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくともどちらか一方の樹脂充填空間に配置されており、前記離型用ガイド部材がエジェクタピンの外周に設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明では、離型用ガイド部材がエジェクタピンの外周に設けられているため、離型用ガイド部材のためのスペースを小さくすることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のプラスチック成形金型であって、前記離型用ガイド部材が、キャビティの前及び後の少なくともどちらか一方の樹脂充填空間の一部を形成する部材であることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、離型用ガイド部材が樹脂充填空間の一部を形成するため、樹脂充填空間を共用することができ、離型用ガイド部材のためのスペースを小さくすることができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載のプラスチック成形金型であって、前記離型用ガイド部材がストレートピンであることを特徴とする。

請求項５記載の発明では、離型用ガイド部材がストレートピンとなっているため、離型の際に成形品が円滑に離型用ガイド部材に沿って移動することができ、離型を円滑に行うことができる。また、離型用ガイド部材を簡単な構造とすることができる。

請求項６記載の発明は、固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル、ランナ、ゲート、キャビティ及びオーバーフローに対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピンによって離型するプラスチック成形方法において、成形品の離型方向と平行な離型用ガイド部材を樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間を横切るように可動側金型に設け、成形品を離型用ガイド部材に沿って離型させることを特徴とする。

請求項６記載の発明では、離型用ガイド部材に沿って成形品を離型するため、離型の際のモーメント力が抑えられる。これにより、成形品の製品部とオーバーフロー部との間の橋渡し部位に変形、割れ、ひび、白化などが生じることがないため、要求性能を満足した製品部を有する成形品を離型することができる。

請求項７記載の発明は、固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル、ランナ、ゲート、キャビティ及びオーバーフローに対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピンによって離型するプラスチック成形金型において、樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間の内面に、前記成形品を離型する方向と平行であって成形品離型の際のガイドとなるガイド面が両側面となるように形成されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明では、樹脂充填空間の内面にガイド面が形成されることにより、成形品がガイド面に沿って離型される。従って、離型バランス良く成形品を離型できるため、成形品があおられて金型と接触することがなく、要求性能を満足した製品部を有する成形品を離型することができる。

本発明のプラスチック成形金型によれば、成形品機能有効範囲外に離型方向と平行な部位を設け、この平行な部位に沿って成形品を離型させるため、離型時の不具合な変形、割れ、ひび、白化、あおりによる傷を発生させることなく、要求性能を満足した状態で成形品を離型することができる。

本発明のプラスチック成形方法によれば、離型方向と平行な部位に沿って成形品を離型させることができるため、離型時の不具合な変形、割れ、ひび、白化、あおりによる傷を発生させることなく、要求性能を満足した状態で成形品を離型することができる。

以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における成形金型の断面図、図２は成形品の離型状態を示す断面図、図３は成形品の斜視図である。この実施の形態では、成形品として、プラスチックプリズムを成形するものである。

図１に示す成形金型において、固定側取付板１及び固定側型板２によって固定側金型が構成されている。また、固定側型板２と可動側型板４とが対向することにより、成形用のキャビティ３が形成される。

固定側取付板１及び固定側型板２を連通して配置されたスプルブッシュ５のスプル５ａと、固定側型板２と可動側型板４とに設けたランナ６と、ゲート７とによって樹脂流路が形成され、キャビティ３の側方には、オーバーフロー８が形成される。これらのスプル５ａ、ランナ６、ゲート７、キャビティ３及びオーバーフロー８によって樹脂充填空間が構成される。

コールドスラグ用突き出しピン９、ゲート用突き出しピン１０、オーバーフロー用突き出しピン１１は、成形品１８の離型方向に平行に延びており、それぞれが成形品を突き出するエジェクタピンとして機能する。これらの各ピンの基端側は、上側突出板１２及び下側突出板１３によって把持され、且つ可動側型板４内を摺動可能となっている。

可動側型板４には、さらに離型用ガイドピン１４が圧入によって固定されている。離型用ガイドピン１４は、離型用ガイド部材となるものであり、可動側型板４に圧入された状態でゲート７及びオーバーフロー８の空間内に突き出ている。すなわち、この実施の形態では、離型用ガイドピン１４は樹脂流路におけるキャビティ３の前（ゲート７）及び後（オーバーフロー８）に配置されるものである。

離型用ガイドピン１４は、上述したエジェクタピン９，１０，１１と同様に、成形品２８の離型方向と平行となるように延びており、ストレートピンが使用されている。ストレートピンを使用することにより、離型用ガイドピン１４を簡単な構造とすることができると共に、離型の際に成形品が円滑に離型用ガイドピン１４に沿って移動することができ、離型を円滑に行うことができる。

また、離型用ガイドピン１４はゲート７及びオーバーフロー８に突き出ることにより、これらの樹脂充填空間を横切っていると共に、離型用ガイドピン１４が突き出た空間が樹脂充填空間となっている。従って、離型用ガイドピン１４は、樹脂充填空間の一部を形成する部材として機能している。

可動側型板４はスペーサブロック１５を介して可動側取付板１６に固定されている。可動側取付板１６には、図示略した成形機の突き出しロッドが通過するためのロッド通過穴１７が設けられており、上側突出板１２、下側突出板１３を突き出するようになっている。この実施の形態において、可動側型板４、スペーサブロック１５及び可動側取付板１６は、成形品の離型の際の型開き動作時に一体となって固定側金型に対し移動する可動側金型を構成する。

図１においては、離型用ガイドピン１４が固定側型板２に接触して、可動側型板４と同一な面となっているが、固定側型板２との間に隙間があっても良い。

このようなプラスチック成形金型に樹脂を充填することにより成形された成形品１８は、図２に示すように、樹脂充填空間に対応したゲート部１９、オーバーフロー部２０、製品部２１及びスプルランナ部２２によって構成される。オーバーフロー部２０及びゲート部１９には、離型用ガイドピン１４のピン跡２０ａ、１９ａが形成されるが、製品部２１とは無関係となっている。

以上のような構造のプラスチック成形金型に対して成形工程を開始する。図１のように金型を閉じた状態で、図示を省略した成形機の可塑化装置から溶融樹脂が射出される。射出された樹脂は、スプルブッシュ５のスプル５ａ、ランナ６を通り、ゲート７、キャビティ３、オーバーフロー８の順で樹脂充填空間に充填される。その後、保圧、冷却工程を経た後、成形機の型開き動作により固定側型板２と可動側型板４との間が開く。

次に、図示を省略した成形機の突き出しロッドが、可動側取付板１６のロッド通過穴１７を通り、下側突出板１３に接触し更に前進する。これによりコールドスラグ用突き出しピン９、ゲート用突き出しピン１０、オーバーフロー用突き出しピン１１が成形品１８のスプルランナ部２２、ゲート部１９、オーバーフロー部２０を突き出して可動側型板４から成形品１８を離型させる。

この離型の際には、成形品１８のゲート部１９及びオーバーフロー部２０は、離型用ガイドピン１４に沿って摺動する。従って、ゲート部１９及びオーバーフロー部２０のモーメント力が抑えられた状態で成形品１８が可動側型板４から離型される。これによりゲート部１９と製品部２１の繋ぎ目及びオーバーフロー部２０と製品部２１の繋ぎ目には、変形、割れ、ひび、白化等が発生することがない。また、離型用ガイドピン１４に沿って離型されるため、離型バランスが良い状態で離型することができる。これらにより、要求性能を満足した製品部２１を有する成形品１８を離型することができる。

離型の後には、ゲート部１９、オーバーフロー部２０を製品部２１から切り離して製品とする。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２におけるプラスチック成形金型の断面図、図５は成形品の離型状態を示す断面図である。

この実施の形態では、図４に示すように、離型用ガイドピン３１が可動側取付板１６に圧入されることにより固定されている。離型用ガイドピン３１は離型用ガイド部材となるものであり、離型方向と平行となるように延びている。この離型用ガイドピン３１は下側突出板１３、上側突出板１２、可動側型板４を貫通し、樹脂充填空間の一部であるゲート７並びにオーバーフロー８に突き出ている。

この離型用ガイドピン３１の外周には、突き出しスリーブ３２が設けられている。突き出しスリーブ３２は、軸方向に貫通穴が形成されており、離型用ガイドピン３１がこの貫通穴内に挿入されている。突き出しスリーブ３２は、成形品を突き出すエジェクタピンとして機能するものであり、その先端はゲート７、オーバーフロー８の一部を構成している。この突き出しスリーブ３２の基端側の鍔部３２ａは上側突出板１２及び下側突出板１３の間に把持されており、可動側型板４に対して摺動可能となっている。

このようなプラスチック成形金型に樹脂を充填することにより成形された成形品３３は、図５に示すように、樹脂充填空間に対応したゲート部３４、オーバーフロー部３５、製品部３６及びスプルランナ部３７によって構成されている。

この実施の形態では、成形金型の内部に充填された樹脂の冷却が終了し、成形機の型開き動作により固定側型板２と可動側型板４の間が開く。その後、図示を省略した成形機の突き出しロッドが、可動側型板１６に設けたロッド通過穴１７を通り、下側突出板１３に接触し更に前進する。これによりコールドスラグ用突き出しピン９、突き出しスリーブ３２が成形品３３を可動側型板４から離型させる。

この離型の際には、成形品３３のゲート部３４及びオーバーフロー部３５は、離型用ガイドピン３１に沿って摺動するため、ゲート部３４及びオーバーフロー部３５のモーメント力が抑えられた状態で成形品３３が可動側型板４から離型される。これによりゲート部３４と製品部３６の繋ぎ目及びオーバーフロー部３５と製品部３６の繋ぎ目には、変形、割れ、ひび、白化等が発生することがないと共に、バランス良く離型することができる。従って、要求性能を満足した製品部３６を有する成形品３３を離型することができる。

離型の後には、ゲート部３４、オーバーフロー部３５を製品部３６から切り離して製品とする。
このような実施の形態では、突き出しスリーブ３２の内部を離型用ガイドピン３１が通るように配置しているため、離型用ガイドピン３１を設けるためのスペースが必要なく、これにより、成形品の機能有効範囲外のスペースを小さくすることができる。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３におけるプラスチック成形金型の断面図、図７は成形品の離型状態を示す断面図である。

この実施の形態では、図６に示すように、離型用ガイドスリーブ４１が可動側型板４に圧入されることにより固定されている。離型用ガイドスリーブ４１は離型用ガイド部材となるものであり、離型方向と平行となるように延びている。

離型用ガイドスリーブ４１の先端は、ゲート７並びにオーバーフロー８の空間に突き出し、且つ固定側型板２との間に隙間を設け、この隙間に樹脂が流入するようになっている。従って、離型用ガイドスリーブ４１の先端及び先端の外周面はゲート７とオーバーフロー８の樹脂充填空間の一部を形成する部材として機能する。

離型用ガイドスリーブ４１は中空状となっており、その内部には、エジェクタピンとしての突き出しピン４２が軸方向に挿入されている。突き出しピン４２は、その先端が離型用ガイドスリーブ４１の先端よりも低くなっていて（すなわち、突き出しピン４２が離型用ガイドスリーブ４１の先端よりも引っ込んでいて）、離型用ガイドスリーブ４１には、先端に対して樹脂が流入するようになっている。従って、離型用ガイドスリーブ４１は、その先端がゲート７及びオーバーフロー８の一部を構成し、金型壁面の一部となっている。突き出しピン４２の基端側の鍔部４２ａは上側突出板１２及び下側突出板１３の間に把持されており、可動側型板４に対して摺動可能となっている。

このようなプラスチック成形金型に樹脂を充填することにより成形された成形品４３は、図７に示すように、樹脂充填空間に対応したゲート部４４、オーバーフロー部４５、製品部４６及びスプルランナ部４７によって構成されている。

この実施の形態においても、成形金型の内部に充填された樹脂の冷却が終了し、成形機の型開き動作により固定側型板２と可動側型板４の間が開く。その後、図示を省略した成形機の突き出しロッドが、可動側取付板１６に設けたロッド通過穴１７を通り、下側突出板１３に接触し更に前進する。これによりコールドスラグ用突き出しピン９、突き出しピン４２が成形品４３を可動側型板４から離型させる。

この離型の際には、成形品４３のゲート部４４及びオーバーフロー部４５は、離型用ガイドスリーブ４１に沿って摺動するため、ゲート部４４及びオーバーフロー部４５のモーメント力が抑えられた状態で成形品４３が可動側型板４から離型される。これによりゲート部４４と製品部４６の繋ぎ目及びオーバーフロー部４５と製品部４６の繋ぎ目には、変形、割れ、ひび、白化等が発生することがないと共に、離型バランスが良好となる。従って、要求性能を満足した製品部４６を有する成形品４３を離型することができる。

離型の後には、ゲート部４４、オーバーフロー部４５を製品部４６から切り離して製品とする。

このような実施の形態においても、離型用ガイドスリーブ４１が突き出しピン４２の外周側に設けられているため、離型用ガイドスリーブ４１を設けるためのスペースが必要なく、成形品の機能有効範囲外のスペースを小さくすることができる。特に、この実施の形態では、実施の形態２に比べて、成形品の離型をガイドする離型用ガイドスリーブ４１を太く短くすることができると共に可動側型板４に圧入して固定するために剛性を増大することができる。このため、より小さなモーメント力により離型変形が発生する成形品に対しても有効な効果を有するものとなっている。

（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４におけるキャビティの断面図であり、オーバーフロー８をキャビティ３の内部から見た断面を示し、図９はキャビティ３の形状を示す斜視図である。

この実施の形態では、キャビティ３は固定側型板２の第１キャビティ面５１と、可動側型板４の第２キャビティ面５２及び第３キャビティ面５３によって形成されている。また、オーバーフロー５５はキャビティ３の中心位置（一点鎖線で示した位置）５４より著しく下側にずれて形成されおり、エジェクタピンとして機能するオーバーフロー突き出しピン５６が対向するように配置されている。このオーバーフロー５５の図８紙面奥行き方向に延びる両側面のガイド面５７は可動側型板４からの離型方向に対して平行となっている。

さらに、キャビティ３に樹脂を注入するための樹脂流路であるゲート５８（図９参照）も、オーバーフロー５５と同様に、図８の紙面奥行き方向に延び、且つ離型方向に対して平行な両側面のがイド面５９を有している。このゲート５８には、成形品を突き出するためのエジェクタピン６１が対向するように配置されている。図８において、符号５８は、固定側型板２と可動側型板４によって構成されるパーティング面である。

この実施の形態において、成形金型内部に注入された樹脂の冷却が終了し、成形機の型開き動作により固定側型板２と可動側型板４の間が開く。その後、図示を省略した成形機の突き出しロッドが作動して離型が開始される。このとき、オーバーフロー５５に配置したオーバーフロー突き出しピン５６が成形品を突き出すことにより、キャビティ３内で成形された成形品には、図８の紙面に垂直に立てた軸に対して反時計回りのモーメント力、すなわちあおりが発生する。しかしながら、オーバーフロー５５に設けた両側面のガイド面５７により成形品が回転することなく離型が行われるため、第３キャビティ面５３が転写して成形された成形品の端部が、離型後のあおりによって可動側型板２のパーティング面５８に接触することがなく、接触に起因した傷が発生することがない。

従って、この実施の形態においても、要求性能を満足した製品部を有する成形品を離型することができる。

以上の実施の形態１〜３では、離型用ガイド部材１４，３１，４１をゲート７及びオーバーフロー８の双方に配置しているが、本発明では、これらの内のいずれか一方に配置することにより同様な効果を得ることができる。また、このことは、実施の形態４においても同様であり、ガイド面５７，５９のいずれか一方を設けることにより同様な効果を得ることが可能となる。

実施の形態１のプラスチック成形金型の断面図である。 実施の形態１における成形品の離型状態を示す断面図である。 実施の形態１によって成形される成形品の斜視図である。 実施の形態２のプラスチック成形金型の断面図である。 実施の形態２における成形品の離型状態を示す断面図である。 実施の形態３のプラスチック成形金型の断面図である。 実施の形態３における成形品の離型状態を示す断面図である。 実施の形態４のプラスチック成形金型におけるキャビティ内部の断面図である。 実施の形態４のキャビティの形状を示す斜視図である。

符号の説明

１ 固定側取付板
２ 固定側型板
３ キャビティ
５ スプルブッシュ
５ａ スプル
６ ランナ
７，５８ ゲート
８，５５ オーバーフロー
１４，３１ 離型用ガイドピン
４１ 離型用ガイドスリーブ
５７，５９ ガイド面

Claims (7)

1. 固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル、ランナ、ゲート、キャビティ及びオーバーフローに対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピンによって離型するプラスチック成形金型において、
   前記成形品を離型する離型方向と平行な離型用ガイド部材が、樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間を横切るように可動側金型に取り付けられていることを特徴とするプラスチック成形金型。
2. 前記エジェクタピンが樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくともどちらか一方の樹脂充填空間に配置されており、前記離型用ガイド部材がエジェクタピンの内部を通っていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック成形金型。
3. 前記エジェクタピンが樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくともどちらか一方の樹脂充填空間に配置されており、前記離型用ガイド部材がエジェクタピンの外周に設けられていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック成形金型。
4. 前記離型用ガイド部材が、キャビティの前及び後の少なくともどちらか一方の樹脂充填空間の一部を形成する部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のプラスチック成形金型。
5. 前記離型用ガイド部材がストレートピンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のプラスチック成形金型。
6. 固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル、ランナ、ゲート、キャビティ及びオーバーフローに対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピンによって離型するプラスチック成形方法において、
   成形品の離型方向と平行な離型用ガイド部材を樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間を横切るように可動側金型に設け、成形品を離型用ガイド部材に沿って離型させることを特徴とするプラスチック成形方法。
7. 固定側金型と可動側金型とによって形成された樹脂充填空間のスプル、ランナ、ゲート、キャビティ及びオーバーフローに対し、樹脂を注入して成形した成形品をエジェクタピンによって離型するプラスチック成形金型において、
   樹脂流路におけるキャビティの前及び後の少なくとも一方の樹脂充填空間の内面に、前記成形品を離型する方向と平行であって成形品離型の際のガイドとなるガイド面が両側面となるように形成されていることを特徴とするプラスチック成型金型。

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