JP2007001054A - Injection molding mold and injection molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形金型及び射出成形方法に関するものである。 The present invention relates to an injection mold and an injection molding method.
従来、移動して互いに開閉し、型閉時に相互間に製品形状のキャビティを形成する固定型と可動型を備え、前記固定型にはスプルーを設けると共に、閉じた固定型と可動型との間には、スプルーに通じる材料通路であるランナーが形成され、ランナーからキャビティへゲートを介して接続し、スプルーへ成形材料である溶融した樹脂を射出することで、この樹脂は、スプルーからランナー及びゲートを通ってキャビティ内に充填される充填工程を行うものが公知である(例えば特許文献1)。そして、この従来技術においては、前記両型体のいずれかまたは型体および移動体間に形成された材料通路から前記キャビティへのゲートを開閉する型開閉方向の凹凸状のゲート開閉手段を備えるものである。
前記従来技術においては、スプルーからランナー及びゲートを通ってキャビティ内に充填される充填工程を行うものであり、充填後にゲートを凹凸状のゲート開閉手段によって閉じるというものであるが、成形品が例えばレンズや鏡等の光学精密部品などにあっては高い精度を要求される。この点従来技術においてはゲートを開閉するゲート開閉手段は型開閉方向に作動するものであり、この作動による振動による精密成形の不良がやや懸念される。 In the prior art, a filling process is performed in which a cavity is filled from a sprue through a runner and a gate, and the gate is closed by an uneven gate opening / closing means after filling. High precision is required for optical precision parts such as lenses and mirrors. In this regard, in the prior art, the gate opening / closing means for opening and closing the gate operates in the mold opening / closing direction, and there is some concern about the precision molding failure due to the vibration caused by this operation.
解決しようとする問題点は、固定型の固定側分割面と可動型の可動側分割面との間に形成されたキャビティに、ゲートを介して材料通路を接続した射出成形において、ゲートカットさらにはカット後の保圧工程等をスムースに行えるようにする点である。 The problem to be solved is that in the injection molding in which the material passage is connected to the cavity formed between the fixed side dividing surface of the fixed mold and the movable side dividing surface of the movable mold through the gate, The point is that the pressure-holding step after cutting can be performed smoothly.
請求項1の発明は、固定型の固定側分割面と可動型の可動側分割面との間に形成されたキャビティに、ゲートを介して材料通路を接続した射出成形金型において、前記ゲートを前記材料通路側の外側に設けたゲート内側部と前記キャビティ側の内側に設けたゲート外側部とに分割すると共に、前記ゲート外側部に対して連続して配置される前記ゲート内側部と前記ゲートの成形部切断手段と封止手段を選択的に設けることを特徴とする射出成形金型である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an injection mold in which a material passage is connected to a cavity formed between a fixed side dividing surface of a fixed mold and a movable side dividing surface of a movable mold via a gate. The gate inner portion and the gate which are divided into a gate inner portion provided on the outer side of the material passage side and a gate outer portion provided on the inner side of the cavity side, and are arranged continuously with respect to the gate outer portion. An injection mold characterized by selectively providing the molding part cutting means and the sealing means.
請求項2の発明は、固定型の固定側分割面と可動型の可動側分割面との間に形成されたキャビティと、前記固定型に設けられたスプルーと、基端を前記スプルーに接続すると共に先端をゲートを介して前記キャビティに接続する材料通路とを備えた射出成形金型において、前記ゲートを前記材料通路側の外側に設けたゲート内側部と前記キャビティ側の内側に設けたゲート外側部とに分割し、前記ゲート外側部に対して連続して配置される前記ゲート内側部と前記ゲートの成形部カット手段と封止手段を選択的に設けると共に、これらゲート内側部と成形部カット手段と封止手段を前記スプルーの軸線を中心として回動自在に設けたことを特徴とする射出成形金型である。 According to a second aspect of the present invention, a cavity formed between the fixed-side split surface of the fixed mold and the movable-side split surface of the movable mold, a sprue provided in the fixed mold, and a base end are connected to the sprue. And an injection mold having a material passage connecting the tip to the cavity through a gate, and an inner gate portion provided on the outer side of the material passage side and an outer side of the gate provided on the inner side of the cavity side The gate inner portion, the gate molding portion cutting means and the sealing means for the gate, which are divided into two portions and arranged continuously with respect to the gate outer portion, are selectively provided. An injection mold characterized in that the means and the sealing means are provided so as to be rotatable about the axis of the sprue.
請求項3の発明は、前記スプルーの軸線を中心とした円弧面に前記ゲート内側部と成形部切断手段と封止手段を順次配置したことを特徴とする請求項2記載の射出成形金型である。 According to a third aspect of the present invention, in the injection mold according to the second aspect, the gate inner portion, the molding portion cutting means, and the sealing means are sequentially arranged on an arc surface centered on the axis of the sprue. is there.
請求項4の発明は、前記請求項1記載の射出成形金型を用い、型閉じ後に前記ゲート内側部を前記ゲート外側部に接続した状態で成形材料を、前記材料通路を通して前記ゲートより前記キャビティに充填し、この充填後にゲート外側部に前記成形部切断手段を設けてゲート成形部を切断し、この後にゲート外側部に封止手段を設けて前記キャビティを封止して成形を行い、この後型開きすることを特徴とする射出成形方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the injection mold according to the first aspect, wherein after the mold is closed, the molding material is transferred from the gate through the material passage with the gate inner portion connected to the gate outer portion. After the filling, the molding part cutting means is provided on the outer side of the gate to cut the gate molding part, and thereafter, the sealing means is provided on the outer side of the gate to seal the cavity to perform molding. An injection molding method characterized by opening the rear mold.
請求項5の発明は、前記請求項2又は3記載の射出成形金型を用い、型閉じ後に前記ゲート内側部を前記ゲート外側部に接続した状態で成形材料を前記スプルーから前記材料通路を通して前記ゲートより前記キャビティに充填し、この充填後にゲート内側部と成形部切断手段と封止手段を回動しゲート外側部に前記成形部切断手段を設けてゲート成形部を切断し、この後に再びゲート内側部と成形部切断手段と封止手段を回動しゲート外側部に封止手段を設けて前記キャビティを封止して成形を行い、この後型開きすることを特徴とする射出成形方法である。
The invention of
請求項1の発明によれば、ゲート内側部とゲート外側部とは接続している状態で成形材料はキャビティに充填される。そしてゲート内側部とゲート外側部とが非接続となってゲートに充填されたゲート成形部が成形部切断手段によって切断され、さらに封止手段によってキャビティは封止されて成形を行うことができるので、スムースな作動となって成形を行うことができる。。 According to the first aspect of the present invention, the molding material is filled in the cavity while the gate inner portion and the gate outer portion are connected. Since the gate inner portion and the gate outer portion are disconnected and the gate molding portion filled in the gate is cut by the molding portion cutting means, and the cavity is sealed by the sealing means so that molding can be performed. The molding can be performed smoothly. .
請求項2の発明によれば、ゲート内側部とゲート外側部との接続、成形部切断、封止を回動作用によって可及的にスムースに行うことができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、ゲート内側部から成形部切断手段、さらに成形部切断手段から封止手段へと一方向に回動すればよく、ムダな作動を少なくすることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is sufficient to rotate in one direction from the gate inner portion to the molded portion cutting means, and further from the molded portion cutting means to the sealing means, and wasteful operation can be reduced.
請求項4の発明によれば、連続して設けられるゲート内側部とゲート外側部との接続、成形部切断、封止をスムースに行うことができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、回動作用によって前記作動を可及的にスムースに行うことができる。
According to invention of
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below do not limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, all the configurations described below are not necessarily essential requirements of the present invention.
以下、本発明の一実施例について、図1〜図5を参照しながら説明する。まず、射出成形用金型装置の構成を説明する。1は第1の型体である固定型、2は第2の型体である可動型で、これら固定型1および可動型2は、移動して互いに開閉し、型閉時に固定型1の固定側分割面と可動側分割面との相互間に製品形状のキャビティ3を形成するものである。尚、成形される製品は比較的薄い円板状の成形品であり、その成形品の中心線方向は固定型1および可動型2の型開閉方向に一致させてある。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the configuration of the injection mold apparatus will be described.
前記固定型1は、射出成形機の固定側プラテン(図示していない)に取り付けられる固定側取り付け板4と、この固定側取り付け板4の可動型2側の面に固定された固定側型板5とを有している。また、固定側取り付け板4にはロケートリング6およびスプルーブッシュ7が固定されている。このスプルーブッシュ7は、射出成形機に設けられた材料供給装置である加熱シリンダ装置のノズル(図示せず)が接続されるもので、内部がスプルー8になっており、固定側型板5を貫通して可動型2側へ突出している。
The fixed
そして、固定側型板5の可動型2側には、固定側移動体である固定側回転円板9がスプルー8の軸線10を回動中心として所定範囲移動可能に支持されている。この固定側回転円板9の可動型2側は固定側分割面の軸線10側、すなわち固定側の内側分割面11を形成している。この固定側回転円板9は直径方向を軸線10と直交するように設けたものであって、軸線10上にはスプルーブッシュ7の外周に摺動自在に嵌合する固定側筒部12が一体に設けられると共に、この固定側筒部12の外周と固定側型板5に一体に設けた固定側入れ子13との間には固定側ラジアル軸受14と固定側スラスト軸受15が介在しており、この固定側ラジアル軸受14と固定側スラスト軸受15によって固定側回転円板9は固定側型板5に対して遊転できるようになっている。固定側入れ子13は軸線10を中心として固定側筒部12を備えた固定側回転円板9を回動自在に外嵌合するように設けられるものであって、その可動型2側を固定側の内側分割面11の外側に配置して固定側の中間側分割面16を形成している。さらに固定側入れ子13を、軸線10を中心として外嵌合する固定側型板本体5Aの可動型2側には、固定側の中間側分割面16の外側に配置して固定側の外側分割面17を形成している。また、前記可動型2には、可動側取り付け板18と該可動側取り付け板18の固定型1側に固定される可動側型板19が設けられる。さらに、可動側取り付け板18の固定型1側にはスペーサ20が設けられ、さらにこのスペーサ20と可動側型板19との間には、中間板21が介在している。
On the
そして、可動側型板19の固定型1側には、可動側移動体である可動側回転円板22がスプルー8の軸線10を回動中心として所定範囲移動可能に支持されている。この可動側回転円板22の固定型1側は可動側分割面の軸線10側、すなわち可動側の内側分割面23を形成している。この可動側回転円板22は直径方向を軸線10と直交するように設けたものであって、軸線10上の固定型1と反対側には軸部である可動側筒部24が一体に設けられると共に、この可動側筒部24の外周と可動側型板19に一体に設けた可動側入れ子25との間には可動側ラジアル軸受26と可動側スラスト軸受27が介在しており、この可動側ラジアル軸受26と可動側スラスト軸受27によって可動側回転円板22は可動側型板19に対して遊転できるようになっている。可動側入れ子25は軸線10を中心として可動側型板19に対して複数放射位置に設けられたものであり、実施例では軸線10を中心として四方に配置されている。そして可動側筒部24を備えた可動側回転円板22は可動側型板本体19Aに回動自在に外嵌合するように設けられるものであって、その固定型1側を可動側の内側分割面23の外側に配置して可動側の外側分割面28を形成している。また、可動側回転円板22と可動側型板本体19Aとの間に介在する可動側入れ子25の固定型1側には、可動側の内側分割面23と可動側の外側分割面28に挟まれて可動側の中間側分割面29を形成している。この可動側の中間側分割面29における軸線10側の周面、すなわち可動側入れ子25の軸線10側の周面25Aは、可動側の内側分割面23の外周、すなわち可動側回転円板22の封止手段を形成する外周面22Aと対向して面接触するように切り欠き状円弧部30が形成されている。すなわち円弧部30の曲率半径は軸線10を中心として可動側回転円板22の半径と同じ長さに形成されている。
On the fixed
尚、固定側の中間側分割面16と可動側の中間側分割面29とは、それぞれの縁が凹凸嵌合するように固定側の中間側分割面16の外縁に突起31を形成すると共に、可動側の中間側分割面29の外縁に凹部32を形成している。
The fixed-side intermediate-side divided
さらに、前記固定側の中間側分割面16と可動側の中間側分割面29との間に前記キャビティ3が形成される。実施例では可動側の中間側分割面29に凹部を形成することでキャビティ3が形成されている。キャビティ3における固定側の中間側分割面16にはピン状入れ子33が臨んでおり、一方キャビティ3における可動側の中間側分割面29には後述する第1の突き出しピン34が臨んで設けられる。
Further, the
そして、固定側の内側分割面11と可動側の内側分割面23との間にランナー等と称する材料通路35を形成する。この材料通路35は軸線10を中心にキャビティ3に向けて放射状に配置されるものであり、その基端35Aをスプルー8先端に接続している。一方、材料通路35の先端35Bはゲート36を介してキャビティ3に接続している。材料通路35は可動側の内側分割面23に形成された凹部によって形成されている。そして、材料通過面積が材料通路35より小さいゲート36は、可動側の内側分割面23と可動側の中間側分割面29における円弧部30の境界、ひいては固定側の内側分割面11と固定側の中間側分割面16の境界を挟んで境界の内側に、ゲート内側部36Aが形成されると共に、境界の外側にゲート外側部36Bが形成される。ゲート内側部36Aは軸線10側に固定側の内側分割面11と可動側の内側分割面23との間に形成され、一方ゲート外側部36Bは固定側の中間側分割面16と可動側の中間側分割面29との間に形成される。実施例のゲート内側部36Aとゲート外側部36Bは、可動側の内側分割面23と可動側の中間側分割面29とにそれぞれ凹部を形成してなる。そして、境界における前記ゲート内側部36Aの開口縁36Cによってゲート36の成形部切断手段が形成されるようになっている。
Then, a
尚、可動側の内側分割面23にはキャビティ3に接続するようにガス抜き用入れ子37が、ゲート外側部36Bと反対方向に設けられている。
Note that a
前記可動側筒部24に延長軸38を介してピニオン歯部39Aを形成したピニオン歯車39が軸線10を回転中心として一体に設けられている。このピニオン歯車39は歯車用可動側ラジアル軸受40と歯車用スラスト軸受41を介して中間板21内に回動自在に設けられたものであり、このピニオン歯部39Aにラック歯部42Aが噛合するようにラック42の長手方向が軸線10よりやや偏位し、かつその長手方向を軸線10に直交するように設ける。そしてラック42の基端には駆動装置としての油圧シリンダ43の作動部(図示せず)が接続している。さらに、可動側回転円板22の外周の一部と可動側型板19本体との間には軸線10を回動中心とした回動規制手段44が設けられる。この回動規制手段44は、可動側回転円板22の内側分割面の縁に外側に突起44Aを形成すると共に、可動側型板19本体に突起44Aが遊嵌する凹部44Bを形成して、軸線10を回転中心として突起44Aが軸線10を中心に、ゲート内側部36Aとゲート外側部36Bとが接続になるか、或いはゲート内側部36Aとゲート外側部36Bとが非接続になるか選択的に設けられるように所定回動範囲回動できるようになっている。そして前記所定回動範囲は少なくともゲート内側部36Aとゲート外側部36Bとが接続及び非接続に選択的に設けられる角度になっている。すなわち、この所定回動範囲は材料通路35とキャビティ3とが接続及び非接続に選択的に設けられる角度になっている。
A pinion gear 39 in which a pinion tooth portion 39A is formed on the movable
さらに、前記スペーサ20の内側に突き出し用板45が型開閉方向に進退自在に設けられ、この突き出し用板45に製品突き出し用の第1の突き出しピン34と、ランナー突き出し用の第2の突き出しピン46とが接続される。基端を突き出し用板45に接続した第1の突き出しピン34は第2の突き出しピン46と平行となって、その先端は中間板21、可動側入れ子25を貫通して可動側の内側分割面23におけるキャビティ3の部位に臨んでいる。基端を突き出し用板45に接続した第2の突き出しピン46は軸線10上に位置し、その先端はピニオン歯車39、可動側回転円板22を貫通してスプルー8の先端に臨んで対向している。
Further, a
次に、前記金型装置を用いた射出成形方法について説明する。射出成形機の型締装置は、一定の型締力で固定型1と可動型2とを型閉する。このとき、図1に示すように、可動側の内側分割面23、中間分割面29、外側分割面28は、それぞれ固定側の内側分割面11、中間分割面16、外側分割面17に当接すると共に、突起31と凹部32とは凹凸嵌合している。そしてこの型閉の最初の段階では、ゲート内側部36Aとゲート外側部36Bとは連通接続している。この状態で、加熱シリンダ装置のノズル(図示せず)からスプルー8へ溶融した熱可塑性樹脂である成形材料を射出する。この成形材料は、スプルー8から材料通路35及びゲート内側部36A並びにゲート外側部36Bを通ってキャビティ3内に充填される(充填工程)。この充填工程時、空気および成形材料のガスはガス抜き用入れ子37の隙間を通って排気される。
Next, an injection molding method using the mold apparatus will be described. The mold clamping device of the injection molding machine closes the fixed
前記充填工程の完了すると、キャビティ3内に一定量充填されて冷却固化が始まる。
When the filling step is completed, the
この後、型閉じ状態のままで油圧シリンダ43を作動してラック42を押し出すと、ラック歯部42Aに噛合したピニオン歯部39Aによってピニオン歯車39が図4において時計方向回りに回動し、この回動と一体となって可動側回転円板22も時計方向回りに回動することで、ゲート内側部36Aとゲート外側部36Bとが非接続となってゲート36に充填されたゲート成形部(図示せず)が成形部切断手段となる開口縁36Cによって途中で切断され、この結果キャビティ3と材料通路35とが非接続になる。この後さらに可動側回転円板22が回動すると、ゲート外側部36Bの内側(軸線10側)は開口縁36C脇に位置し封止手段を形成する外周面22Aによって封止される。この際、可動側の内側分割面23に固定側の内側分割面11が当接しているので、可動側回転円板22にしたがって固定側回転円板9も一緒に回動する。尚、可動側回転円板22が過度に回動した場合には、回動規制手段44によって過度の回動を阻止するようになっている。
Thereafter, when the
そして、キャビティ3内の成形材料が十分に冷却して固化した後、型締装置により固定型1と可動型2とが型開される。それに伴い、キャビティ3内の成形材料すなわち製品とスプルー8、材料通路35内で固化した成形材料は、まず固定型1から離れる。ついで、可動型2側に設けられた第1の突き出しピン34、第2の突き出しピン46が可動側の中間側分割面29、内側分割面23より突き出て製品を突き出して可動型2から離型させる。さらに、材料通路35内で固化した成形材料も取り出される。
Then, after the molding material in the
このように1回の成形が終了すると、再び型閉が行われる共に、油圧シリンダ43を作動してラック42を引き込むと、ラック歯部42Aに噛合したピニオン歯部39Aによってピニオン歯車39が図2において反時計方向回りに回動し、この回動と一体となって可動側回転円板22も反時計方向回りに回動することで、ゲート内側部36Aとゲート外側部36Bとが接続となる。この際、可動側の内側分割面23に固定側の内側分割面11が当接しているので、可動側回転円板22にしたがって固定側回転円板9も一緒に回動する。そして、再び成形材料が射出されるて以上の工程が繰り返されるものである。
When one molding is completed in this manner, the mold is closed again, and when the
以上のように、前記実施例においては固定型1の固定側分割面と可動型2の可動側分割面との間に形成されたキャビティ3に、ゲート36を介して材料通路35を接続した射出成形金型において、前記ゲート36を材料通路35側の外側に設けたゲート内側部36Aと前記キャビティ3側の内側に設けたゲート外側部36Bとに分割すると共に、前記ゲート外側部36Bに対して外周面22Aに連続して配置されるゲート内側部36Aとゲート36の成形部切断手段を形成する開口縁36Cと封止手段を形成する開口縁36C脇の外周面22Aを選択的に設けることにより、ゲート内側部36Aとゲート外側部36Bを接続して成形材料のキャビティ3への充填を行い、次にゲート外側部36Bに連続する前記成形部切断手段によってゲート36の成形部を切断し、さらにこの後に成形部切断手段に連続する前記封止手段によってゲート外側部36B及びキャビティ3を封止して保圧して成形する際、充填、切断、封止して保圧が、連続したゲート内側部36Aと前記成形部切断手段と前記封止手段により行うのでスムースな作動となって成形を行うことができる。
As described above, in the embodiment, the injection in which the
さらに、これらゲート内側部36Aと前記成形部カット手段と前記封止手段を前記スプルー8の軸線10を中心として回動自在に設けたことにより、連続したゲート内側部36Aとゲート36の成形部切断手段と封止手段を回動することでゲート外側部36Bに対して選択的に設けることで、前記回動作用によってそれらの作動を可及的にスムースに行うことができる。
Further, the gate
しかも、前記スプルー8の軸線10を中心とした円弧面にゲート内側部36Aと成形部切断手段と封止手段を順次配置したことで、ゲート内側部36Aから成形部切断手段、さらに成形部切断手段から封止手段へと一方向に回動すればよいので、ムダな作動を少なくすることができる。
In addition, the gate
また、射出成形方法においては、型閉じ後にゲート内側部36Aをゲート外側部36Bに接続した状態で成形材料を材料通路35を通してゲート36よりキャビティ3に充填し、この充填後にゲート外側部36Bに成形部切断手段を設けてゲート成形部を切断し、この後にゲート外側部36Bに前記封止手段を設けて前記キャビティ3を封止して成形を行い、この後型開きすることにより、ゲート外側部36Bに対してゲート内側部36A、成形部切断手段、さらに封止手段を連続して配置でき、振動等を少なくして成形を行うことができる。
In the injection molding method, after the mold is closed, the molding material is filled into the
さらに、型閉じ後にゲート内側部36Aをゲート外側部36Bに接続した状態で成形材料をスプルー8から材料通路35を通してゲート36よりキャビティ3に充填し、この充填後にゲート内側部36Aと成形部切断手段と封止手段を回動しゲート外側部36Bに成形部切断手段を設けてゲート36成形部を切断し、この後に再びゲート内側部36Aと成形部切断手段と封止手段を回動しゲート外側部36Bに封止手段を設けて前記キャビティ3を封止して成形を行い、この後型開きすることで、ゲート内側部36A、成形部切断手段、さらに封止手段を回動によって切り替えするので、いっそう振動等の弊害を少なくして、良好に成形を行うことができる。
Further, after the mold is closed, the molding material is filled into the
図6は実施例2を示しており、前記実施例1と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施例2においては、ゲート内側部36Aをゲート外側部36Bに向けて先細に形成したものを示しており、このように先細に形成することで、ゲート36カットにおける切断面積を小さくすることができる。
FIG. 6 shows a second embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the second embodiment, the gate
図7は実施例3を示しており、前記実施例1と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施例3においては、ゲート外側部36Bをキャビティ3に臨んで形成したものを示しており、このようにすることで、製品にゲート跡が残ることなく成形を行うことができる。
FIG. 7 shows the third embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the third embodiment, the gate
以上のように本発明にかかる、種々の射出成形金型及び射出成形方法に適用できる。 As described above, the present invention can be applied to various injection molds and injection molding methods.
1 固定型
3 キャビティ
8 スプルー
10 軸線
22A 外周面(封止手段)
35 材料通路
36 ゲート
36A ゲート内側部
36B ゲート外側部
36C 開口縁(成形部切断手段)
1
10 axis
22A Outer peripheral surface (sealing means)
35 Material passage
36 gate
36A Gate inside
36B outside gate
36C Opening edge (Molding part cutting means)
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