JP2005343152A - スプル保温・加熱機能を備えた射出成型金型 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂注入後のスプルを金型中に保持して保温することにより射出成型効率と原料利用効率を向上した射出成型金型を提供する。
【解決手段】
射出成型金型は、受板１０、可動側型板２０、固定盤３０、固定側型板４０、スプルブシュ５０及び遮断部材６０を具える。
該可動側型板は、成型キャビティ２６を有し、図示しない射出ノズルによりスプルブシュを押圧することにより、スプルブシュを遮断部材及びキャビティに密接した状態で溶融樹脂を射出注入し、分岐スプル５４２を経てキャビティ２６に樹脂が注入される。樹脂注入後、射出ノズルが後退すると復帰スプリングにより遮断部材が上昇してキャビティと分岐ノズルの間を遮断し、キャビティ内の樹脂はスプルと分離されて速やかに取り出し温度まで冷却し、スプルはスプルブシュ内の加熱手段により次の射出温度に保持される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、液晶パネルなどのフラットディスプレイにおけるバックライト光源に用いられるバックライトモジュールのうちバックライト、モジュールフレーム、樹脂フレーム、拡散板及びその他樹脂物品の射出成型金型に関し、特に保温機能を備えた射出成型金型であって、スプルブシュと遮断部材が交互に動作するスプル遮断・分離構造によって、原料を射出後遮断部材がキャビティを閉じてキャビティ内の成型品が迅速に冷却するようにし、一方スプル内の原料を加熱して次に射出成型備えるよう温熱状態に保持されるようにして、成型品取り出し時間を短縮し、成型効率を向上させると共に、原料利用率をも向上させる保温機能を備えた射出成型金型に関する。

バックライトモジュールのバックライト、モジュールフレーム、樹脂フレーム、拡散板などといった部品の射出成型、一般に精密金型を使用して行うもので、公知技術では、射出成型に使用する金型構造は図１に示すように、主に可動盤１、可動型２、固定盤３及び固定型４を具え、該可動盤１と該固定盤３は向かい合い、該可動型２を該可動盤1と該固定盤３の間に設け、且つ該可動盤１に接続する。該可動型２は該固定盤３表面に隣接し、対称形状の２つのキャビティ２０２とランナ２０４を凹設し、該ランナ２０４は該各キャビティ２０２の間に位置し且つ該各キャビティと通じ、該固定盤３をくりぬいて収容部３０２を形成し、該固定型４を該収容部３０２内に嵌設して該可動型２と向かい合うよう配置する。更に該固定型４にスプル４０２を穿設し、該固定盤３に注入口３０４を穿設し、該スプル４０２の両端をそれぞれ該注入口３０４、該ランナ２０４に連通させ、樹脂原料を該注入口３０４、該スプル４０２、該ランナ２０４を経て該各キャビティ２０２内部に射出注入することにより平板状の成型品に成型する。

図１から図４に示すように、上述の公知の金型を使用して射出成型作業を行う場合、まず可動盤１に連動して該可動型２が移動して、該可動型２と該固定型４を密着させた後、射出機のノズル（図中未表示）を該注入口３０４に挿入し、溶融状態の樹脂原料を該注入口３０４から該スプル４０２に注入して該スプル４０２、該ランナ２０４及び該各キャビティ内部に充填する（図２参照）。続いて射出機のノズルを後退し、該可動型２と該固定型４を冷却し、該スプル４０２、該ランナ２０４及び該各キャビティ２０２内部に充填されている高温の樹脂原料は、冷却水路を通る水によって冷却される。このとき該スプル４０２、該ランナ２０４内の原料が冷却されてスプル部５を形成し、該キャビティ２０２内部の原料は冷却されて製品部６を形成し、該スプル部５は該各製品部６と一体につながっており、該スプル部５と該製品部６が冷却固化した後、図３に示すように該可動盤１と該可動型２を逆方向に移動して、該可動型２と該固定型４を分離して型を開く。該スプル４０２の形状構造により、該可動型２を移動して型を開くと、該スプル部５が該スプル４０２からはずれる。

図４に示すように、最後にエジェクタピン（図中未表示）などの部材により該製品部６を該キャビティ２０２から突き出して取り出し作業を完了する。公知の金型で成型して得られる該製品部６は該スプル部５と一体につながっているため、成型後に該スプル部５をカットしなければならず、成型品がバックライト、拡散板などの表面平坦度と精度が高度に要求される物品である場合、該スプル部５をカットした後に該製品部６側部に残留したバリを除去し、さらに該製品部６側部に精密な研磨や光沢出しなどの補修作業を施す必要がでてくる。
特表２００２−５２７２６５号公報

公知の金型で射出成型する場合、原料を金型に注入後、製品部とスプル部が冷却固化しなければ金型を開くことができないが、製品部は肉薄の板材である一方スプル部は柱状体で、製品部の冷却スピードはスプル部より明らかに速いため、冷却固化の所要時間はスプル部に左右されることになり、型を開くまでの時間の短縮が難しく、成型作業効率が向上できない。
更に、公知金型で高い透明度が要求される物品（バックライトなど）を成型する場合、カット後のスプル部は、回収して成型材料として再利用しても成型品の透明度の劣化があるため高度の透明度の要求される同種原料には適さず、これらスプル部はカットした後は廃材とするか、透明度が要求されない他の製品の製造にまわすほかない。しかしバックライトなどといった高い透明度が要求される物品の成型ではこういった廃材の発生率が高く、成型原料の利用効率が向上できない。
またスプル部をカットした後の製品部には精密な補修作業が必要であるため加工プロセスが繁雑となる上、補修加工には精密さが要求され、補修の不具合は直ちに製品の透明度や表面平坦度・精密度に影響して、二級品や不良品に発生となる。これらは全て製造成型効率に影響し、バックライト、モジュールフレーム、拡散板などの表面平坦度・精密度の要求が高い平面板類の物品の生産コストの削減を難しくしている。
本発明は上述の欠点を解決することを課題とする。

ランナーからキャビティにいたるスプル部の温度を射出温度に保つ射出成型金型を提供し、スプルブシュの射出操作と遮断部材の遮断操作が交互に作動する構成により、該遮断部材でキャビティを閉じて成型品が迅速に冷却されるようにし、一方スプル内の原料を温熱状態を保って次の射出成型に備えることにより、離型時間を短縮して成型効率を向上するとともに、原料利用率を向上する。

離型時間を短縮して成型効率を向上するとともに原料利用率を向上し、補修工程が不要になって歩留まりが改善し、生産コストを削減できる。

図５、図７に示すように、本発明のランナーからキャビティにいたるスプル部の温度を射出温度に保つ射出成型金型の第一実施例は、受板１０、可動側型板２０、固定盤３０、固定側型板４０、スプルブシュ５０及び遮断部材６０を具える。該受板１０と該固定盤３０は向かい合い、該受板１０に二つの位置決め孔１２を凹設し、該位置決め孔１２は一端が閉じた盲孔とし、該各位置決め孔１２内に突き出しスプリング１４を軸方向に配置し、該可動側型板２０を該受板１０と該固定盤３０との間に設け、且つ該受板１０と接するようにし、該可動側型板２０の中央に軸方向に貫通する開口２２を設けて該位置決め孔１２と通じるようにし、該開口２２の内壁に向かい合うように二つの凸縁２４を突出して設け、該開口２２の該凸縁２４と該受板１０の間に収容部２２２を形成する。
該可動側型板２０の該固定盤３０に面した表面に複数個のキャビティ２６を凹設し、該各キャビティ２６は該開口２２の両側にそれぞれ配置されて該開口２２に通じるようにされる。

該固定盤３０の中央に軸方向にノズル受口３２を穿設し、射出機のノズル（図中未表示）がノズル受口３２から該固定盤３０に進入できるようにする。該固定側型板４０を該可動側型板２０と該固定盤３０の間に配置し、且つ該固定盤３０に接続する。該固定側型板４０の中央に軸向きに容室４２を穿設し、該容室４２の室壁に向かい合うように突出して二つの肩受部４４を設け、該容室４２の室壁の該各肩受部４４には、該固定側型板４０の端部に内向きに微小に突出して複数個の位置決め部４６をそれぞれ設ける（図６と図８に示す）。

該スプルブシュ５０を軸方向に可動に該容室４２内に設け、且つ該各肩受部４４の間に延伸し、該固定盤３０が該スプルブシュ５０に対して移動制限するようにし、該スプルブシュ５０の一端と該位置決め部４６の端面が接するようにして、該各位置決め部４６によって該スプルブシュ５０の軸方向を位置決めする。該スプルブシュ５０の周面と該容室４２の室壁及び該各肩受部４４縁との間に複数個の隙溝５１を形成し、該スプルブシュ５０の両端にそれぞれ該各肩受部４４に対応するようにして対称に二つの突出した肩部５２を設けて、更に該各肩部５２と該各肩受部４４との間にリタンスプリング５３を設ける。

該スプルブシュ５０の中央部分に軸向きにスプル５４を穿設し、該スプル５４の一端は該ノズル受口３２に対応し、他端は対称に斜め向きの複数の分岐スプル５４２を形成して、その末端はそれぞれ該スプルブシュの周縁部で各キャビティ２６に連通し、原料が該スプル５４、該各分岐スプル５４２を通過して該各キャビティ２６内に注入され、板状物品を射出成型する。

該スプルブシュ５０に二つの加熱機構５５を嵌設し、該加熱機構５５は電熱棒とする。ここで該加熱機構５５は、電熱片やその他の熱を発生する同等効果の部材で代替することができる。該各加熱機構５５は該スプル５４に対称に配置して該スプル５４内の原料を加熱し、温熱状態に保つ。また、該スプルブシュ５０の該固定盤３０に面した端面に複数個のくぼみ５７を凹設して接触面積を低減して該スプルブシュ５０から該固定盤３０への熱伝導を減少させる。

該遮断部材６０を該開口２２内に摺動可動に設け、各位置決め孔１２内の前記突き出しスプリング１４の付勢作用により、該遮断部材６０が開口２４に沿って摺動してキャビティ２６と分岐スプル５４２の間を遮断し、該各キャビティ２６を閉じる。これにより射出後該スプル５４と該キャビティ２６の連結を遮断し、該スプル５４と該キャビティ２６の間の熱伝導も遮断するため、該キャビティ２６内部の成型品の冷却スピードを加速でき、またスプル部の原料は保温されて次の射出工程に備えるため、成型効率と原料利用率を共に向上できる。
該遮断部材６０両端の二つの突起部６２は、収容部２２２内に突出させ、遮断部材の摺動に際して突縁２４を当接させてその摺動範囲に対するリミッターとする。

図５から図１３に示すように、本発明の第一実施例で射出成型する場合、まず該受板１０に連動して該可動側型板２０が移動し、該可動側型板２０と該固定側型板４０との向かい合う表面を密着させて型を閉じた状態を形成する（図９、図１０参照）。このとき該スプルブシュ５０と該固定盤３０は接しており、該突き出しスプリング１４の該遮断部材６０に対する突き出し作用力により、該各突起部６２と該各凸縁２４が接して該遮断部材６０と該固定側型板４０で該各キャビティ２６を閉じる。

図１１に示すように、続いて射出機のノズル（図中未表示）が該スプルブシュ５０を圧迫して移動させ、該スプルブシュ５０が該遮断部材６０を押し動かし、該遮断部材６０は該キャビティ２６端部を離れて該受板１０に接して、これに伴って該スプルブシュ５０が位置決めされて、該分岐スプル５４２が該各キャビティ２６にそれぞれ通じて原料が該スプル５４、該分岐スプル５４２を経て該キャビティ２６に注入される。このとき該突き出しスプリング１４は該遮断部材６０と該受板１０の移動によって軸方向に圧縮され、該リタンスプリング５３は該肩部５２と該肩受部４４の移動によって軸方向に圧縮されている。

原料が注入され十分に該キャビティ２６に充填された後、射出機のノズルが逆方向に移動すると、該リタンスプリング５３の弾性回復力によって該スプルブシュ５０が逆方向に移動して該固定盤３０に当たり、該突き出しスプリング１４の弾性回復力によって該遮断部材６０が移動して該分岐スプル５４２と該キャビティ２６との連結を遮断して、該キャビティ２６を密封状態に保持する（図１２に示す）。このとき該スプル５４と該分岐スプル５４２内の原料は該加熱機構５５が供給する熱によって温熱状態に保たれ、冷却固化されずにいつでも次の射出作業に入れる状態にある。該キャビティ２６内に注入された原料は相対して低温な該遮断部材６０により遮断密封され、スプル部の形成によって冷却効率に影響がでるのを効果的に防止して、該キャビティ２６内の原料が迅速に冷却されて板状成型品９となる。成型品９が固化した後、図１３に示すように該受板１０に連動して該可動側型板２０が逆方向に移動して該固定側型板４０から離れ、成型品９と該キャビティ２６が露出し、離型作業を行って成型品９を取り出せるようになり、次の射出成型工程の準備状態となる。

以上のように、該スプルブシュ５０と該遮断部材６０の交互作動により、原料が該キャビティ２６に注入された後、該遮断部材６０の原料に対する切断及び隔離作用で、成型品の側部にスプル部が形成されるのを防止し、また相対して低温の該遮断部材６０は成型品９の冷却固化に悪影響を及ぼさずに、原料注入後の冷却固化の効率を効果的に向上して離型に要する時間を短縮する。更に、該加熱機構５５により供給する熱が該スプル５４と該分岐スプル５４２内の原料を相対して高温状態に保持し、原料注入後冷却固化し、型を開いて成型品を取り出すとき、該スプル５４と該分岐スプル５４２内の原料は冷却固化されないでいつでも該キャビティ２６に次の原料注入が行える状況にあるため、射出成型工程の所要時間が効果的に短縮され、成型効率が向上する。

また、該遮断部材６０の切断隔離作用によりスプル部の形成を確実に避けられ、原料は十分に板状成型品の成型に利用され、廃材の発生を減少し、原料利用率を向上させるだけでなく、成型品にスプル部が形成されないために、成型品は優れた表面平坦度と表面精度を具え、離型後もスプル部カットと繁雑な精密研磨、光沢出しなどの補修作業を行う必要がなく、成型効率を向上でき、生産コストを大幅に削減できる。

更に、該スプルブシュ５０周面に該隙溝５１を形成したことにより、該スプルブシュ５０は該位置決め部４６でその軸方向を位置決めして、該スプルブシュ５０が射出機のノズルに圧迫されて移動したときに該分岐スプル５４２は該キャビティ２６と通じるように確保しているが、該スプルブシュ５０と該位置決め部４６は接触状態にあっても、熱伝導現象から分かるように、該加熱機構５５が発生する熱は一部分内部へ伝達され該スプル５４と該分岐スプル５４２内部の原料を温熱状態に保ち、また一部分は該スプルブシュ５０に吸収されて外部へ伝達されるが、この外向きに伝達される熱で該位置決め部４６を経て該固定側型板４０に伝達されるのは極一部で、大部分は該隙溝５１から放熱される。よって該スプルブシュ５０の相対高温が該固定側型板４０に引き起こす加熱作用は非常に微小であると言ってよく、該キャビティ２６内の原料冷却固化のスピードには影響せず、冷却固化効率を確保できる。

前述の第一実施例を更に変化させて第二実施例としてもよい。図１４に示すように、本発明の第二実施例の第一実施例との主な違いは、遮断部材６０の底部に複数個の突き出しピン６４を設けて第一実施例の突き出しスプリングを代替し、更に受板１０に凹設する位置決め孔１２を該受板１０に貫通させ、該各突き出しピン６４を該各位置決め孔１２内に挿設し、該突き出しピン６４末端を該受板１０の外部に延伸して伝動構造（図中未表示）と連結することができる。これによりモータを利用して該伝動構造で該各突き出しピン６４を駆動して同時に軸方向に移動するようにして、該遮断部材６０を移動させてキャビティを閉じるようにできる。ここで、該突き出しピン６４はエアシリンダ或いは油圧シリンダなどの作動設備の作動軸ピンを選択してもよく、同等の効果が得られる態様に置換できる。

前述の第一実施例を更に変化させて第三実施例としてもよい。図１５に示すように、本発明の第三実施例の第一実施例との主な違いは、スプルブシュ５０に駆動ピン５６を二つ設け、第一実施例で肩部と肩受部の間に設けたリタンスプリングを除き、固定盤３０に複数個の軸孔３４を貫通して形成し、該各駆動ピン５６を該各軸孔３４内に挿設し、該駆動ピン５６は該軸孔３４を通過して該固定盤３０外部へ延伸して別の伝動構造（図中未表示）に接続することができる。これによって該各駆動ピン５６を同時に軸方向に移動させて、該スプルブシュ５０を移動させる。同様に、該駆動ピン５６も第二実施例のようにエアシリンダや油圧シリンダなどの作動設備の軸ピンを選択してもよい。
また、第二、第三実施例を組み合わせて、本発明のもう一つの実施例を構成してもよい。

公知の射出成型金型の軸方向断面図である。 公知の射出成型金型の型締射出状態の略図である。 公知の射出成型金型の型開状態の略図である。 公知の射出成型金型の離型状態の略図である。 本発明の第一実施例の軸方向断面図である。 図５の局部拡大図である。 図５の６−６断面図である。 図７の局部拡大図である。 本発明の第一実施例の型締状態の略図（１）である。 本発明の第一実施例の型締状態の略図（２）である。 本発明の第一実施例の射出状態の略図である。 本発明の第一実施例の原料遮断冷却状態の略図である。 本発明の第一実施例の型開状態の略図である。 本発明の第二実施例の軸方向断面図である。 本発明の第三実施例の軸方向断面図である。

符号の説明

１ 可動盤
２ 可動型
２０２ キャビティ
２０４ ランナ
３ 固定盤
３０２ 収容部
３０４ 注入口
４ 固定型
４０２ スプル
５ スプル部
６ 製品部
１０ 受板
１２ 位置決め孔
１４ 突き出しスプリング
２０ 可動側型板
２２ 開口
２２２ 収容部
２４ 凸縁
２６ キャビティ
３０ 固定盤
３２ ノズル受口
４０ 固定側型板
４２ 容室
４４ 肩受部
４６ 位置決め部
５０ スプルブシュ
５１ 隙溝
５２ 肩部
５３ リタンスプリング
５４ スプル
５４２ 分岐スプル
５５ 加熱機構
５７ くぼみ
６０ 遮断部材
６２ 突起部
６４ 突き出しピン
３４ 軸孔
５６ 駆動ピン
９ 成型品

Claims (3)

1. 射出成型金型において、受板、可動側型板、固定盤、固定側型板、スプルブシュ及び遮断部材を具え、
   該受板と該固定盤とを対向配置して、該可動側型板を該受板と該固定盤との間に該受板に隣接して配置し、また、該可動側型板を貫通する開口を設け、該可動側型板に複数個のキャビティを凹設すると共に、該各キャビティは該開口の両側に対称に設けて且つ該開口に連通し、
   射出機の射出ノズルを受け入れるノズル受口を該固定盤に設けると共に、該固定側型板を該可動側型板と該固定盤との間に該固定盤に接して配置し、該固定側型板を貫通してスプルブシュを収容する容室を設け、更に該容室の室内壁には該固定側型板の端部に内向きに微小に突出した複数個の位置決め部を設け、
   該スプルブシュを該容室内部に軸方向に摺動可能に設け、更に該スプルブシュの一端と該位置決め部端面が接するように該スプルブシュの軸方向を位置決めし、且つ該スプルブシュと該容室室壁との間に複数個の隙溝を設け、該スプルブシュに複数個の駆動部材を設けて該スプルブシュを軸方向に駆動可能とすると共に該スプルブシュに上記ノズル受け口に相対して軸方向にスプルを穿設して該スプル末端から斜め方向に複数個の分岐スプルを互いに対称になるように設け、該各分岐スプルは該スプルブシュの周縁箇所においてそれぞれ外部、すなわち上記開口部のキャビティに開通せしめて原料が該スプルを通過してそれぞれ該各キャビティ内に注入されるようにし、
   該スプルブシュに加熱機構を設けて該スプル内部の原料を次の射出成型に備えて温熱状態に保つようにし、
   該遮断部材を該開口内部に軸方向に摺動可能に設け、更に該遮断部材底部に突き出し部材を設けて樹脂射出後、該突き出し部材により遮断部材を軸方向に摺動して上記開口を遮断して各キャビティを閉じるようにしてなる、
   ことを特徴とするスプル保温・加熱機能を備えた射出成型金型。
2. 該突き出し部材は、突き出しスプリングとし、該突き出しスプリングの両端はそれぞれ該遮断部材、該受板を押圧して、該遮断部材を軸方向に移動させることにより、該キャビティを閉じ、
   該受板に位置決め孔を凹設し、該位置決め孔は一端が閉じた盲孔であって、突き出し用スプリングを上記軸方向に設置し、
   該開口の内壁内に相対して二つの凸縁を設け、該開口の該凸縁と該受板との間に収容部を形成し、該遮断部材の二つの突起部を該収容部内にそれぞれ突出せしめて該遮断部材の移動動作範囲の終点を位置決めするようにして成ることを特徴とする請求項１記載のスプル保温・加熱機能を備えた射出成型金型。
3. 該駆動部材はリタンスプリングとして、該スプルブシュが射出後にもとの位置に復帰するよう駆動し、
   該容室室壁に向かい合うように突出して二つの肩受部を設け、該スプルブシュから突出した二つの肩部と該各肩受部が対応するようにし、該各リタンスプリングをそれぞれ対応する該各肩部と該各肩受部との間に設けて該スプルブシュの移動を駆動できるようにし、
   該スプルブシュの周縁と該各肩受部の間に複数個の隙溝を形成して該スプルブシュが放熱できるようにして、該可動側型板を相対して低温状態に保持するようにして成ることを特徴とする請求項１記載のスプル保温・加熱機能を備えた射出成型金型。
   
   

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