JP2008307807A - 射出成形金型および射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】確実にランナーを保持できるとともに射出される樹脂の流れに悪影響を与えることがないランナーロックピンを有し、生産性を向上させることが可能な射出成形金型および射出成形方法を提供する。
【解決手段】金型１内に樹脂を射出した後、金型１を開く際に、ランナーロックピン７を温度制御手段８によって金型１の温度以下に冷却した状態にして、ランナー１４をランナーロックピン７によりランナーストッパプレート６に保持し、このランナー１４と分離させた成形品１３を金型１から取出した後に、ランナーロックピン７を温度制御手段８によって加熱する。
【選択図】 図２

Description

本発明は射出成形金型および射出成形方法に関し、さらに詳しくは、確実にランナーを保持できるとともに射出される樹脂の流れに悪影響を与えることがないランナーロックピンを有し、生産性を向上させることが可能な射出成形金型および射出成形方法に関するものである。

一般に、射出成形金型には、射出された樹脂により形成されたランナーをランナーストッパプレートに保持するランナーロックピンが備わっている。金型を開く際に、ランナーロックピンが確実にランナーを保持しなければ、ランナーが金型に残されることになり一連の工程が中断するなどの不具合が生じることになる。そこで、このような不具合を解消するために、ランナーロックピンの内部に冷却回路を設け、この冷却回路に冷却流体を流してランナーロックピン先端を冷却して軟化することを抑制し、また、ランナー自体を冷却することにより、ランナーロックピンのランナーに対する保持力を向上させる提案がなされている（特許文献１参照）。

しかしながら、この提案では、連続的に射出成形を行なう場合に、前回の射出工程で冷却されたランナーロックピンが、次回の射出工程において射出される樹脂の流路に突出することになる。ここで、射出工程のサイクルタイムが長ければ一度冷却されたランナーロックピンは、周囲の熱によってある程度の温度まで上昇するが、通常、サイクルタイムは数秒程度であるので、冷却されたランナーロックピンはサイクルタイム内では十分に加熱されない。そのため、このような状態で次回の射出工程を行なうと、射出される樹脂の流れに影響が生じ、成形品の品質を低下させる要因になるという問題があった。一方で、樹脂の流れに悪影響を及ぼさないようにランナーロックピンが十分に加熱されるまで次回の射出工程を行なわないようにすれば、サイクルタイムが長くなり生産性が低下するという問題があった。
実開平６−９９２２号公報

本発明の目的は、確実にランナーを保持できるとともに射出される樹脂の流れに悪影響を与えることがないランナーロックピンを有し、生産性を向上させることが可能な射出成形金型および射出成形方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の射出成形金型は、金型内に射出された樹脂により形成されたランナーを、金型を開いた際にランナーストッパプレートに保持するランナーロックピンを備えた射出成形金型において、前記ランナーロックピンを冷却および加熱する温度制御手段を設けたことを特徴とするものである。

ここで、前記ランナーロックピンを中実状に形成することもできる。また、前記温度制御手段を例えば、前記ランナーロックピンに接続する冷却流体用配管および加熱流体用配管と、温度制御装置とで構成する。

また、本発明の射出成形方法は、金型内に樹脂を射出した後、該金型を開く際に射出した樹脂により形成されたランナーをランナーロックピンによりランナーストッパプレートに保持して、前記樹脂で成形された成形品とランナーとを分離させる射出成形方法において、前記樹脂を射出した後に金型を開く際に、ランナーロックピンを温度制御手段によって金型の温度以下に冷却し、前記射出した樹脂により成形された成形品を金型から取出した後に、ランナーロックピンを温度制御手段によって加熱するようにしたことを特徴とするものである。

ここで、前記温度制御手段によるランナーロックピンの冷却温度を、例えば金型の温度より５℃〜１０℃低い範囲に設定する。また、前記温度制御手段によるランナーロックピンの加熱温度を、例えば、金型の温度の±２℃の範囲に設定する。

本発明によれば、金型を開いてランナーを保持する際には、ランナーロックピンを温度制御装置によって少なくとも金型温度以下に冷却するので、確実にランナーロックピンによりランナーをランナーストッパプレートに保持することができる。そのため、ランナーが金型に残されるという不具合を防止することができる。また、金型を閉じて新たに樹脂を射出する際には、ランナーロックピンを温度制御装置によって加熱するので、冷却されたままのランナーロックピンの先端部が樹脂の流路に突出することがなく、射出される樹脂の流れに悪影響を与えることがないので、成形品の品質を良好に保つことができる。このように、金型の開閉に合わせるようにランナーロックピンを温度制御して冷却および加熱をするので、射出工程のサイクルタイムを短縮することが可能になり生産性を向上させることもできる。

以下、本発明の射出成形金型および射出成形方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように本発明の射出成形金型１（以下、金型１という）は、一対の上型１ａと下型１ｂとで構成されている。上型１ａ、下型１ｂはそれぞれ、ベースプレート５、５に取り付けられ、上型１ａとベースプレート５との間にはランナーストッパプレート６が設けられている。この金型１では、上型１ａが移動して上型１ａ、下型１ｂが近接離反するようになっている。この一対の上型１ａ、下型１ｂが図１のように閉じて組み付けられると、それぞれの上型１ａ、下型１ｂの対向面によりキャビティ２が形成される。

キャビティ２に通じるように上型１ａに形成された樹脂流路３には、ベースプレート５およびランナーストッパプレート６を貫通する射出口４が接続されている。この樹脂流路３の中途には、ベースプレート５およびランナーストッパプレート６を貫通したランナーロックピン７の先端部が突出している。

さらに、本発明の金型１は、ランナーロックピン７を冷却および加熱する温度制御手段８を有している。この温度制御手段８は、冷却器９ａを備えた冷却流体用配管９と、加熱器１０ａを備えた加熱流体用配管１０と、冷却器９ａおよび加熱器１０ａの温度を制御する温度制御装置１１とにより構成されている。また、この温度制御装置１１には上型１ａの温度を検知する温度センサ１２が接続されている。

冷却流体用配管９および加熱流体用配管１０は、ランナーロックピン７のヘッド部７ａに接続されている。ランナーロックピン７の本体は熱伝導性の良い材質により中実状に形成され、その材質は、例えば銅合金、アルミニウムなどである。

この金型１を用いて射出成形する手順を以下に説明する。

まず、図１に例示するように上型１ａと下型１ｂを閉じた状態にして組み付ける。この際に、加熱器１０ａにより所定の温度に加熱された加熱用流体Ｈを加熱流体用配管１０に流通させて、ランナーロックピン７をヘッド部７ａを介して加熱する。尚、この時、冷却流体用配管９には冷却用流体Ｃを流通させない。

加熱用流体Ｈは、温度センサ１２の検知温度に基づいて温度制御装置１１により温度制御される。例えば、上型１ａの温度と同じ温度、或いは上型１ａの温度の±２℃の範囲になるように制御される。ランナーロックピン７の加熱温度を、上型１ａに近い温度にする程、射出された樹脂Ｒが樹脂流路３を流れる際に悪影響を受けることがなくなる。

温度センサ１２を下型１ｂに接続し、加熱用流体Ｈを下型１ｂの温度と同じ温度、或いは下型１ｂの温度の±２℃の範囲になるように制御してもよい。ランナーロックピン７の温度を検知する温度センサを追加して設けることもできる。

また、予め温度制御装置１１に加熱温度を入力、設定しておき、この設定した加熱温度に基づいて加熱用流体Ｈを温度制御することもできる。この場合には、温度センサ１２を省略することができる。

このようにランナーロックピン７を所定の温度に加熱した状態で、射出口４から樹脂Ｒを射出する。射出する樹脂Ｒは、ポリエチレン、ポリプロピレン等の一般的な熱可塑性樹脂である。射出された樹脂Ｒは、樹脂流路３を通じて上型１ａおよび下型１ｂの対向面に形成されたキャビティ２に流入して成形品１３が成形されることになる。また、樹脂流路３には射出された樹脂Ｒによりランナー１４が形成されることになる。

本発明では、ランナーロックピン７が加熱されているので、自然放置された場合に比べて、その温度が高くなる。そのため、射出された樹脂Ｒがランナーロックピン７の先端部に接触しても急激に冷却されることはなく、樹脂Ｒの流れに及ぼす悪影響を抑えることができる。これにより、成形品１３の品質を低下させることがなく、高品質の成形品１３を成形することができる。

キャビティ２に樹脂Ｒを射出した後は、図２に例示するように、閉じている上型１ａと下型１ｂを開いて、成形品１３をランナー１４と分離させて取出す。本発明では、上型１ａと下型１ｂを開く際に、冷却器９ａにより所定の温度に冷却された冷却用流体Ｃを冷却流体用配管９に流通させて、ランナーロックピン７をヘッド部７ａを介して金型１の温度以下に冷却する。尚、この時、加熱流体用配管１０には加熱用流体Ｈを流通させない。

冷却用流体Ｃは、温度センサ１２の検知温度に基づいて温度制御することもできる。例えば、上型１ａの温度を基準にして、この基準温度より所定の温度だけ低温にするように制御される。例えば、上型１ａの温度より５℃〜１０℃低い範囲になるように制御される。この温度範囲にランナーロックピン７を冷却することにより、ランナー１４を早期に収縮、固化させて一段と強くランナーロックピン７の先端部に食い付くようにすることができる。冷却用流体Ｃは、予め温度制御装置１１に入力、設定した冷却温度に基づいて温度制御することもできる。

このようにランナーロックピン７を所定の温度に冷却した状態で、上型１ａと下型１ｂを開くと、ランナー１４は確実にランナーロックピン７によりランナーストッパプレート６に保持されるので、ランナー１４が上型１ａに残る不具合を回避することができる。これにより、安定して連続的に射出工程を行なうことができ、生産性を向上させることが可能になる。

連続して射出工程を行なう際には、図１、図２で説明した手順を繰り返し行なうことになる。ここで、金型１を開く際に冷却したランナーロックピン７は、次回の射出工程で新たに樹脂Ｒを射出する際には、加熱用流体Ｈによって短時間で所定の温度に加熱される。このように、金型１の開閉に合わせるようにランナーロックピン７を温度制御して冷却および加熱するので、射出工程のサイクルタイムが短縮され、これに伴い生産性を向上させることができる。高温で成形が行なわれるナイロン１１やナイロン１２等のポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等の特殊なエンジニアリングプラスチック等であっても、冷却短時間で固化させて、ランナーロックピン７に食い付かせることができるので、このような高温で射出成形する場合には、射出工程のサイクルタイムの短縮に特に大きく寄与することになる。

また、本発明では、ランナーロックピン７の内部に冷却流体用配管９や加熱流体用配管１０を形成した構成にすることもできるが、上記の実施形態のようにランナーロックピン７を中実状に形成し、ランナーロックピン７の外部にこれら配管９、１０を設けることにより、構造が簡素になりメンテナンスも容易に行なうことができる。

本発明の射出成形金型が閉じている状態を例示する説明図である。 図１の射出成形金型が開いている状態を例示する説明図である。

符号の説明

１ 金型
１ａ 上型
１ｂ 下型
２ キャビティ
３ 樹脂流路
４ 射出口
５ ベースプレート
６ ランナーストッパプレート
７ ランナーロックピン
７ａ ヘッド部
８ 温度制御手段
９ 冷却流体用配管
１０ 加熱流体用配管
１１ 温度制御装置
１２ 温度センサ
１３ 成形品
１４ ランナー
Ｃ 冷却用流体
Ｈ 加熱用流体
Ｒ 樹脂

Claims (6)

1. 金型内に射出された樹脂により形成されたランナーを、金型を開いた際にランナーストッパプレートに保持するランナーロックピンを備えた射出成形金型において、前記ランナーロックピンを冷却および加熱する温度制御手段を設けた射出成形金型。
2. 前記ランナーロックピンを中実状に形成した請求項１に記載の射出成形金型。
3. 前記温度制御手段が、前記ランナーロックピンに接続する冷却流体用配管および加熱流体用配管と、温度制御装置とからなる請求項１または２に記載の射出成形金型。
4. 金型内に樹脂を射出した後、該金型を開く際に射出した樹脂により形成されたランナーをランナーロックピンによりランナーストッパプレートに保持して、前記樹脂で成形された成形品とランナーとを分離させる射出成形方法において、前記樹脂を射出した後に金型を開く際に、ランナーロックピンを温度制御手段によって金型の温度以下に冷却し、前記射出した樹脂により成形された成形品を金型から取出した後に、ランナーロックピンを温度制御手段によって加熱するようにした射出成形方法。
5. 前記温度制御手段によるランナーロックピンの冷却温度を、金型の温度より５℃〜１０℃低い範囲にした請求項４に記載の射出成形方法。
6. 前記温度制御手段によるランナーロックピンの加熱温度を金型の温度の±２℃の範囲にした請求項４または５に記載の射出成形方法。

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