JP2007021828A - 射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒状のボスが突設された製品を成形する際に、簡易な構造によって、上記製品のボスの反対側の面にヒケが形成されることを確実に抑止することができる、射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型を提供する。
【解決手段】 筒状のボスＢが突設された製品Ｃを成形する際に、成形材が射出されて当該製品を画成する金型本体のキャビティ内に上記ボスの中空部を形成すべく挿入されたボスピンの端部に配置されるヒケ防止プラグであって、先端面１０ａがボスピンの端面に臨んで配置されるプラグ本体１０と、このプラグ本体１０に先端面１０ａに対して出没自在に設けられた押圧部材１４と、この押圧部材１４を成形材の射出時におけるキャビティ内の成形材圧力よりも低く、かつ成形材の固化時におけるキャビティ内の成形材圧力より高い圧力で先端面１０ａから突出する方向に付勢する付勢手段１５を備えてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、筒状のボスが突設された製品を成形する際に、上記製品のボスの反対側の面にヒケが形成されることを抑止するためのヒケ防止プラグ、およびこれを組み込んだ射出成型用金型に関するものである。

周知のように、プラスチックの射出成形によってケース等の製品を形成する場合に、最も多く発生する成形トラブルの一種として、ヒケ（Ｓｉｎｋ ｍａｒｋ）と呼ばれる凹部の発生が知られている。このヒケは、一般に他の部分より肉厚の箇所において発生するものであり、射出成型時に上記肉厚箇所におけるプラスチックの冷却・固化が遅れることにより、当該肉厚箇所の表面にその収縮の偏りを生じることが主たる原因とされている。

例えば、図３は、成型時に上記ヒケが発生しやすいケースの構造を示すものである。このケースは、全体として箱状をなす上ケース１と下ケース２とからなるものであり、上ケース１の下面３には、４角隅部に側面４と同じ高さ寸法だけ下方に突出する円筒状のボス５が一体に形成されている。他方、下ケース２の上面の４角隅部には、中空部が上記ボス５と連続する円筒状のボス６が一体に形成されている。そして、このケースは、上ケース１と下ケース２とが、下ケース２のボス６側から上ケース１のボス５内に螺合されたセルフタップねじ７によって連結されることにより、一体に組み立てられている。

そして、上記構造からなるケースにおいては、上ケース１や下ケース２を射出成形すると、上ケース１および下ケース２の表面であって、かつ肉厚となるボス５、６の基端部の反対側の位置に、上述した理由からヒケ８が発生し易すく、この結果、特に人目に曝される上ケース１の表面のヒケ８は、製品としてのケースの外観を大きく損なってしまうという問題点がある。

特に、上記ケースのような日用品容器の素材として汎用的に用いられているポリプロピレンやポリエチレン等のオレフィン系プラスチックは、結晶性のために収縮が大きく、よってヒケ８の発生が顕著の現れるという問題点がある。
このようなヒケの発生は、例えばボス５、６の長さ寸法を短くすることにより抑制し得ることが知られているが、もともと図３に示すような比較的厚さ寸法の大きいケースについては、これによって対応することができない。

また、平板状の裏面側に補強用の格子状リブを形成することによって、上記リブの交差部の反対側の製品表面に生じるヒケについては、上記格子状リブの交差部に、熱伝導率の高い金属からなる肉盗みピンを配置することにより、当該箇所における肉厚を減じるとともに、冷却固化を促進させることにより、上記ヒケの発生を抑止し得ることが知られている。

しかしながら、上記ケースのボス５、６を成形する場合には、このような対策を講じることができない。このため、この種のボスを有する成型品におけるヒケの発生については、効果的な対応策が未だ開発されていないのが現状である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、筒状のボスが突設された製品を成形する際に、簡易な構造によって、上記製品のボスの反対側の面にヒケが形成されることを確実に抑止することができる、射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、筒状のボスが突設された製品を成形する際に、成形材が射出されて当該製品を画成する金型本体のキャビティ内に上記ボスの中空部を形成すべく挿入されたボスピンの端部に配置されるヒケ防止プラグであって、先端面が上記ボスピンの端面に臨んで配置されるプラグ本体と、このプラグ本体の上記先端面から突出可能に設けられ、先端面が上記ボスピンの端面に当接する押圧部材と、この押圧部材を上記成形材の射出時における上記キャビティ内の成形材圧力よりも低く、かつ上記成形材の固化時における上記キャビティ内の成形材圧力より高い圧力で上記先端面から突出する方向に付勢する付勢手段とを備えてなることを特徴とするものである。

ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の押圧部材の上記プラグ本体に対する突出量が、０．１５〜０．３５ｍｍであることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の本発明に係る射出成型用金型は、対向面間に筒状のボスが突設された製品の外形を画成するキャビティが形成された一対の金型本体と、これら金型本体間の上記キャビティ内に軸線方向に移動自在に挿入されて上記ボスの中空部を形成するボスピンと、このボスピンの上記キャビティから外方へ延出する端部に、上記プラグ本体および／または押圧部材の先端面を上記ボスピンの端面に当接させて上記プラグ本体が固定された請求項１または２に記載の射出成形用ヒケ防止プラグとを備えてなることを特徴とするものである。

請求項１または２に記載の射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ請求項３に記載の射出成型用金型によれば、金型本体のキャビティ内にプラスチック等の成形材を射出すると、成形材は、製品の形状を画成するキャビティ内および当該キャビティとボスピンとの間に充填される。この際に、キャビティから外方に延出するボスピンの端部に配置されたヒケ防止プラグは、その押圧部材が付勢部材によって上記成形材の射出時におけるキャビティ内の成形材圧力よりも低い圧力でボスピン側に付勢されている。

このため、キャビティ内の成形材からボスピンへと作用する圧力の方が、上記押圧部材に対する付勢力よりも勝り、この結果ボスピンは、その端面をヒケ防止プラグのプラグ本体および／または押圧部材の先端面に当接させた状態が保持される。

次いで、上記成形材の射出が完了して、キャビティ内の成形材が冷却されて固化されると、その際の収縮によってキャビティ内の圧力が低下する。他方、ヒケ防止プラグの押圧部材は、上記付勢手段によって、上記成形材の固化時におけるキャビティ内の成形材圧力より高い圧力でプラグ本体の先端面から突出する方向に付勢されているために、当該付勢力が勝ってボスプラグをキャビティ内へと押圧する。

すると、ボスピンのキャビティ内端面が成型材を押圧して、ボスの反対側に位置する製品の表面側へと押し上げる結果、当該箇所にヒケが発生することが防止される。
このように、上記射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型によれば、筒状のボスが突設された製品を成形する際に、複雑な制御を必要としない簡易な構造によって、上記製品のボスの反対側の面にヒケが形成されることを確実に抑止することができる。

この際に、ボスピンの押し上げ量、すなわち押圧部材の突出量は、成型すべきボスの長さ寸法や使用する成型材の種類によって相違するが、概ね請求項２に記載の発明のように、０．１５〜０．３５ｍｍの範囲で十分である。

図１は、本発明のヒケ防止プラグの一実施形態を示すもので、図中符号１０がプラグ本体である。
このプラグ本体は、ＳＵＳ等の金属からなる略円柱状の部材で、先端面１０ａから後端面１０ｂ側に向けた全長の約１／３の長さ範囲に、小径の押圧部材の案内孔１１が穿設されている。そして、この案内孔１１の後端面１０ｂ側には、これよりも大径の収納孔１２が穿設されることにより、案内孔１１と収納孔１２との間には、係止段部１１ａが形成されている。また、この収納孔１２から後端面１０ｂに至る範囲には、収納孔１２よりも僅かに大径の封止孔１３が穿設されている。

そして、このプラグ本体１０内に、押圧部材１４と割ワッシャ（付勢手段）１５とがプラグ本体１０に対して相対変位可能に設けられている。
この押圧部材１４は、外径が案内孔１１の内径とほぼ等しい円柱状の主軸部１６と、この主軸部１６の後端側に一体形成されて収納孔１２よりも僅かに小径の基端部１７とからなるもので、この基端部１７の後端側に上記割ワッシャ１５が配置されている。

そして、この割ワッシャ１５の後端側に位置する封止孔１３には、割ワッシャ１５を定位置に支持するための円柱状の封止部材１８が焼きばめにより嵌合されている。
ここで、押圧部材１４の主軸部１６と基端部１７との長さ寸法は、主軸部１６の先端面１６ａをプラグ本体１０の先端面１０ａと面一にした時に、基端部１７と係止段部１１ａとの間に０．１５〜０．３５ｍｍ（本実施形態においては０．２０ｍｍ）の隙間ｓが形成されるように設定されている。

また、この状態において、割ワッシャ１５は、圧縮されることによって成形材の射出時におけるキャビティ内の成形材圧力よりも低く、かつ上記成形材の固化時におけるキャビティ内の成形材圧力より高い圧力で押圧部材１４をプラグ本体１０の先端面１０ａから突出する方向に付勢する材質および厚さ寸法に設定されている。他方、プラグ本体１０の外周面には、これを金型に固定するための雄ねじ部１９が形成されている。

なお、図１は、構成説明上の便宜から、押圧部材１４の基端部１７と係止段部１１ａとの間に隙間ｓが形成されている状態を示しているが、上述したように、平常時においては、割ワッシャ１５の付勢力により押圧部材１４がプラグ本体１０から突出する方向に押圧されることにより、その基端部１７が係止段部１１ａに当接するとともに、主軸部１６の先端面１６ａがプラグ本体１０の先端面１０ａよりも０．２０ｍｍ突出した状態を保持している。

次いで、図２に基づいて、上記構成からなるヒケ防止用プラグを組み込んだ本発明に係る射出成型用金型の一実施形態について説明する。
図２において、図中符号２０は、対向配置された一対の金型本体である。これら金型本体２０は、一方が図示されない射出成型機の固定盤に取り付けられるとともに、他方が当該射出成形機の可動盤に取り付けられることにより、相対的に接離自在に設けられるものである。

そして、これら金型本体２０の対向面間には、筒状のボスＢが突設されたケース（製品）Ｃの外形を画成するキャビティ２１が形成されている。また、一方の金型本体２０には、キャビティ２１内に挿入されてボスＢの中空部を形成するボスピン２２が、その軸線方向に少なくとも上記押圧部材１４の突出量（０．２０ｍｍ）に相当する寸法だけ移動自在となるように設けられている。

さらに、上記一方の金型本体２０には、ボスピン２２のキャビティ２１から外方へ延出する端部２２ａ側に、取付板２３が固定されている。そして、取付板２３には、ボスピン２２の端部２２ａに臨む位置に雌ねじ孔２３ａが形成されており、この雌ねじ孔２３ａに、上記プラグ本体１０の外周に形成された雄ねじ部１９が螺合されることにより、図１に示したヒケ防止プラグが固定されている。ここで、上記ヒケ防止プラグは、割ワッシャ１５の付勢力によってプラグ本体１０の先端面１０ａから突出する押圧部材１４の先端面１６ａを、ボスピン２２の端面２２ａに当接させて取付板２３に固定されている。

以上の構成からなるヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型によれば、射出成形機によって両金型本体２０の型締めを行って、対向面間に形成されたキャビティ２１内にプラスチックを射出する。これにより、プラスチックは、キャビティ２１内およびキャビティ２１とボスピン２２との間に充填される。この際に、キャビティ２１内に圧入されたプラスチックにより、ボスピン２２にヒケ防止プラグ側への押圧力が作用する。

他方、ヒケ防止プラグの押圧部材１４に作用する割ワッシャ１５からの押圧力は、キャビティ２１内における上記プラスチックの成形材圧力よりも低いために、ボスピン２２は、押圧部材１４をプラグ本体１０内に押し込んで、その端面２２ａを面一となったプラグ本体１０および押圧部材１４の先端面１０ａ、１６ａに当接させた状態で保持される。

次いで、上記プラスチックの射出が完了し、キャビティ２１内のプラスチックが冷却されて固化されると、その際の収縮によってキャビティ２１内の圧力が低下する。すると、ヒケ防止プラグの押圧部材１４は、割ワッシャ１５によって、上記プラスチックの固化時におけるキャビティ２１内の成形材圧力より高い圧力でプラグ本体１０の先端面１０ａから突出する方向に付勢されているために、当該付勢力が勝ってボスプラグ２２をキャビティ２１側へと０．２０ｍｍ移動させる。

この結果、ボスピン２２のキャビティ２１内端面２２ｂがプラスチックを押圧して、ボスＢの反対側に位置するケースＣの表面Ｐへと押し上げるために、この表面Ｐにヒケが発生することが防止される。
以上のように、上記射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型によれば、筒状のボスＢが突設されたケースＣを成形する際に、簡易な構造によって、上記ケースＣのボスＢの反対側の面Ｐにヒケが形成されることを確実に抑止することができる。

なお、上記実施形態においては、本発明に係る射出成形用ヒケ防止プラグおよび射出成形用金型を、成型材としてプラスチックを用いた射出成形用のものに適用した場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば金属粉末に溶融樹脂を添加して成形を行う粉末射出成形用のものにも同様に適用することができる。

また、成形する製品としても、上述したケースＣに限るものではなく、筒状のボスが突設されることにより当該部分に肉厚部が形成される各種の製品の成形に使用することができる。さらに、ヒケ防止プラグにおける押圧部材の付勢手段としても、上述した割ワッシャ１５に限らず、皿ワッシャ、スプリング、油圧または空気圧シリンダ等の様々な付勢手段を用いることが可能である。

本発明のヒケ防止プラグの一実施形態を示す縦断面図である。 図１のヒケ防止プラグを組み込んだ射出成型用金型を示す要部の縦断面図である。 ヒケが発生しやすい成型品であるケースを示す一部断面視した斜視図である。

符号の説明

１０ プラグ本体
１０ａ 先端面
１４ 押圧部材
１５ 割ワッシャ（付勢手段）
１６ 主軸部
１６ａ 先端面
２０ 金型本体
２１ キャビティ
２２ ボスピン
２２ａ 端面
Ｂ ボス
Ｃ ケース（製品）

Claims (3)

1. 筒状のボスが突設された製品を成形する際に、成形材が射出されて当該製品を画成する金型本体のキャビティ内に上記ボスの中空部を形成すべく挿入されたボスピンの端部に配置されるヒケ防止プラグであって、
   先端面が上記ボスピンの端面に臨んで配置されるプラグ本体と、
   このプラグ本体の上記先端面から突出可能に設けられ、先端面が上記ボスピンの端面に当接する押圧部材と、
   この押圧部材を上記成形材の射出時における上記キャビティ内の成形材圧力よりも低く、かつ上記成形材の固化時における上記キャビティ内の成形材圧力より高い圧力で上記先端面から突出する方向に付勢する付勢手段と、
   を備えてなることを特徴とする射出成形用ヒケ防止プラグ。
2. 上記押圧部材の上記プラグ本体に対する突出量は、０．１５〜０．３５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用ヒケ防止プラグ。
3. 対向面間に筒状のボスが突設された製品の外形を画成するキャビティが形成された一対の金型本体と、これら金型本体間の上記キャビティ内に軸線方向に移動自在に挿入されて上記ボスの中空部を形成するボスピンと、このボスピンの上記キャビティから外方へ延出する端部に、上記プラグ本体および／または押圧部材の先端面を上記ボスピンの端面に当接させて上記プラグ本体が固定された請求項１または２に記載の射出成形用ヒケ防止プラグとを備えてなることを特徴とする射出成型用金型。

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