JP2009137149A - 射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】多数個成形の際に、ひけなどがない高精度な射出成形を実現する。
【解決手段】射出成形用金型１５であって、天面部１６ａに成形品を成形するための空洞部２６を有する下金型１６と、樹脂供給口から前記空洞部２６に樹脂を供給するための供給経路を有し、前記天面部１６ａを分離面として上下開閉自在に組合せた上金型１７と、この上金型１７より成形品の一部を離型させるための上下移動自在な複数のロックピン２２を備え、前記供給経路は、樹脂供給口から順にスプール１８ａ、ランナー２０、樹脂溜まり２１、二次スプール２３、ゲート２８と連接してなり、ロックピン２２の少なくとも一つを前記二次スプール２３へ挿入することでゲート２８へ注入する樹脂の量または圧力を調整した。
【選択図】図５

Description

本発明は高精度な成形品を製造するための射出成形用金型に関するものである。

射出成形は、複雑な形状の部品を安価に大量生産するのに適しており、様々な分野の部品生産に用いられている生産方法である。図７は従来の射出成形装置の要部拡大断面図であり、プランジャーポンプ１などを介して溶融した樹脂２をスプール３、ランナー４、ゲート５を介して空洞部６へ注入し、冷却後に離型することで成形品を成形するものである。

上記の射出成形に用いられる金型７は、スプール３を略中心として複数の空洞部６をそれぞれ放射状に配置し、同時に樹脂を注入することで一括して多数個を成形し、生産性を高めている。

このような多数個を一括して成形する場合は、スプール３から各空洞部６に分配される樹脂２の注入量や圧力、または注入時間のずれが成形品の精度に大きく影響する。そのため、ランナー４の断面積を空洞部６毎に異なるように形成したり、ゲート５に切替え弁８などを設けることで注入量や圧力、注入時間等を調整していた。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−０７１８７７号公報

上記の射出成形に用いる金型７は、個々のランナー４の形状（断面積など）が異なるため金型加工に時間がかかること、切替え弁８を設ける場合は、空洞部６へ樹脂２の注入が個別に行われるため、生産性が低下するという課題があった。

そこで本発明は、高精度な多数個同時成形における生産性を高めることを目的とする。

そしてこの目的を達成するために本発明は、射出成形用金型であって、天面部に成形品を形成するための空洞部を有する下金型と、樹脂供給口から前記空洞部に樹脂を供給するための供給経路を有し、前記天面部を分離面として上下開閉自在に組合せた上金型と、この上金型より前記成形品の一部を離型させるための上下移動自在な複数のロックピンを備えた金型であって、前記供給経路は、樹脂供給口から順にスプール、ランナー、樹脂溜まり、二次スプール、ゲートと連接してなり、ロックピンの少なくとも一つを前記二次スプールへ挿入することでゲートへ注入する樹脂の量または圧力を調整するものである。

本発明に係る射出成形用金型は、成形品の一部、すなわち製品を分離した後のスプール、ランナー、樹脂溜まり、二次スプールに相当する部位を上金型より離型させるためのロックピンの先端を、樹脂注入時に二次スプール内へ挿入することにより、流入経路の断面積を変えて各空隙部のゲートへ注入する樹脂量を制御するので、個別にランナー等注入経路の断面積を変える必要が無く、高精度の成形品を生産性良く製造することができる作用効果を奏する。

以下に本発明の一実施の形態を説明する。

図１は、本実施の形態における成形品の一例を説明する外観斜視図である。樹脂の流路に沿ってスプール部９、ランナー部１０、樹脂溜まり部１１、二次スプール部１２が連接して一体で成形されるとともに、この二次スプール部１２の先端に、製品１３が二個、スプール部９を略中心として対称な位置に成形されている。二次スプール部１２と各製品１３とは、二次スプール部１２より径小のゲート部１４を介してつながっており、このゲート部１４を分離面として金型を開放することにより、ゲート部１４を境に製品１３を切断分離するものである。

本実施の形態における製品１３は、一定の厚みを有する筒状体であって、用途の一例としては内部（内側面）にレンズを固定するための鏡筒などである。材料は液晶ポリマーやポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などであり、成形後の収縮率の異方性を改善するため、または強度を向上させるなどの目的でガラス繊維などのフィラーを適量混入、分散させている。

尚、本実施の形態は製品１３を二個同時に成形するものであるが、生産性を高めるために、製品１３はスプール部９を中心として対称な位置に配置されるように金型を構成するものである。二個以上の製品１３を同時に成形する場合は、スプール部９を中心とし、各々の製品１３は放射状にかつ均等に配置されるように金型を構成するものである。

次に本発明の射出成形用金型の一実施の形態について説明する。

図２は、本実施の形態における射出成形用金型１５を説明する外観斜視図である。

本実施の形態の射出成形用金型１５は、下金型１６の天面部を分離面として上金型１７を組合せたものである。上金型１７は三つの小金型を組合せた三層構造となっており、上方の二層を貫通してスプール用金型１８が挿入、固定されている。このスプール用金型１８には貫通孔が設けられており、この貫通孔を介して下金型１６へ樹脂を注入、供給するための経路が上金型１７の内部に設けられている。

図３は、図２の上金型１７から上方の二層を除いた外観斜視図である。上金型１７の最下層は、略中央部に矩形の小金型１９を組合せた組金型となっており、この小金型１９の天面部に、スプール用金型１８の貫通孔、すなわちスプール１８ａに連接したランナー２０と、このランナー２０の先端部に円形の樹脂溜まり２１を設けている。これらランナー２０および樹脂溜まり２１は、スプール１８ａを略中心として放射状に、かつ対称となるように配置されている。また、上金型１７の上方の二層には、ロックピン２２が貫通して固定されている。このロックピン２２は、その下端が小金型１９の天面部より低くなるように固定されており、成形時に下端は樹脂溜まり２１に注入、充填された樹脂に埋没することとなる。冷却後に上金型１７の上方の二層を分離、移動させた後、ロックピン２２を上方へ移動させることで、樹脂溜まり２１を含むスプール１８ａ、ランナー２０などの経路に注入され、固化した樹脂を離型して取り除くものである。

また樹脂溜まり２１の底部には、二次スプール２３の開口部が設けられており下方の下金型１６（図２）へつながっている。本実施の形態では、それぞれの樹脂溜まり２１に三個、略中心から均等に配置している。上述したロックピン２２は、この二次スプール２３の開口部上方に同数固定されており、その下端の形状はそれぞれ異なっている。すなわち、三本のロックピン２２のうち二本のロックピン２２ａの下端部は、図４（ａ）に示すように正面から見たとき下方に拡径する台形形状であり、残りのロックピン２２ｂは図４（ｂ）に示すように最下端のみを鋭角としている。この最下端を鋭角としたロックピン２２ｂは、樹脂溜まり２１の入り口（ランナー２０から樹脂溜まり２１への樹脂の注入口）から最も遠い位置に配置された二次スプール２３の開口部上に設けるようにする。本発明のポイントは、このロックピン２２の配置であり、以下に断面図を用いてさらに詳細を説明する。

図５は、図３のＡ−ＡＡ断面図である。

下金型１６は、分離面である天面部１６ａに通じる貫通孔２４が設けられており、この貫通孔２４に入子型２５が挿通されている。この入子型２５の上端２５ａ（天面部１６ａ側）の一部は、前記貫通孔２４の外形より小さく、この貫通孔２４の外形と入子型２５の外形とに差を設けることで製品１３（図１）を成形するための空洞部２６を形成している。さらに、入子型２５の外側面には数箇所の切欠き部を設けてあり、この切欠き部を挿通してイジェクトピン２７を上下動させることで冷却後の製品１３を押し上げ、下金型１６から離型して取り出すものである。

下金型１６の天面部（分離面）１６ａ上には上金型１７が載置されており、上金型１７（下層の一層）内に連接するように形成した樹脂の注入経路（上方よりスプール１８ａ（図３）、ランナー２０（図３）、樹脂溜まり２１、二次スプール２３）の出口であるゲート２８が、下金型１６の空洞部２６と合致するように位置合わせされている。

小型で複雑な形状の製品１３を成形する場合、空洞部２６内での樹脂の充填の不均一に起因するひけなどを低減するため、空洞部２６に対して複数のゲート２８を設ける。本実施の形態では、三箇所にゲート２８を設けて円筒形状の空洞部２６へ樹脂を注入、充填させる。

スプール１８ａから供給、注入された樹脂は、ランナー２０を経由して樹脂溜まり２１へ注入、充填される。そして充填された後、樹脂溜まり２１から三本の二次スプール２２へとさらに分流し、各二次スプール２３からゲート２８を介して空洞部２６へ注入されることとなる。成形条件としては、これら三箇所のゲート２８より注入、充填される樹脂の量または圧力や時間などをできるだけ均一に制御すべきであるが、樹脂溜まり２１の入り口（ランナー２０から樹脂溜まり２１への入り口）から二次スプール２３へは均等な距離で配置されておらず、さらに、入り口が一箇所ということもあり、注入された樹脂はそれぞれの二次スプール２３へ到達する量や圧力、速度などが異なることになる。

ここで注目すべきはゲート２８へ連接した二次スプール２３である。ゲート２８へ到達する樹脂の量または圧力は、二次スプール２３の開口径（断面積）に比例するため、この二次スプール２３の開口径をロックピン２２の下端を挿入することで変化させ、樹脂の量または圧力を他の二本のゲート２８と同じになるように調整するものである。

最も樹脂が早く到達し圧力が高くなる傾向にあるのがランナー２０から入り口への直線上に配置された二次スプール２３であり、本実施の形態では、樹脂溜まり２１を、スプール１８ａを中心として放射状に配置した場合、スプール１８ａより最も遠くに位置するものである。このランナー２０から最も遠い二次スプール２３に、図６に示す図５のＢ部拡大図のように、ロックピン２２ｂ（図４）の下端を挿入することにより樹脂の注入量や圧力、時間などを調整するものである。この挿入するロックピン２２ｂの下端は、鋭角となっているため上下の位置を調整することで容易に二次スプール２３の開口径（断面積）を変化させることができる。また、このロックピン２２ｂの最下端より上部は下方に拡径しているため、二次スプール２３の開口径（断面積）を変化させるとともに、他の二本のロックピン２２ａ（図４）と同様に冷却後の製品１３を取り出す際に利用可能である。

上述したように、通常スプール１８ａやランナー２０などの成形品の一部を離型、取り出す際に用いるロックピン２２を、ゲート２８へ注入される樹脂の量あるいは圧力などの調整に用いることにより、多数個成形する場合であってもひけなどがない高精度な製品１３を成形することができるとともに、金型を個別に調整、加工する必要の無い生産性の高い射出成形を実現することができる。

尚、本実施の形態は円筒形状の成形品の一例であるが、複数の二次スプールやゲートを有する成形品に適用可能である。

本発明に係る射出成形用金型は、成形品の一部、すなわち製品を分離した後のスプール、ランナー、樹脂溜まり、二次スプールに相当する部位を上金型より離型させるためのロックピンの先端を、樹脂注入時に二次スプール内へ挿入することにより、流入経路の断面積を変えて各空隙部のゲートへ注入する樹脂量を制御するので、個別にランナー等注入経路の断面積を変える必要が無く、高精度の成形品を生産性良く製造することができる作用効果を奏するので、高精度な成形品を製造するための射出成形用金型に有用である。

本発明の一実施の形態における射出成形用金型を用いた成形品の一例を説明する外観斜視図 本発明の一実施の形態における射出成形用金型の外観斜視図 同射出成形用金型の内部構造を説明する外観斜視図 同射出成形用金型を構成するロックピンを説明する正面図 図３のＡ−ＡＡ断面図であり、同射出成形用金型の内部構造を説明する図 図５のＢ部拡大図 従来の射出成形用金型を説明する要部断面図

符号の説明

１５ 射出成形用金型
１６ 下金型
１６ａ 天面部（分離面）
１７ 上金型
１８ａ スプール
２０ ランナー
２１ 樹脂溜まり
２２ ロックピン
２３ 二次スプール
２６ 空洞部
２８ ゲート

Claims (3)

1. 天面部に成形品を成形するための空洞部を有する下金型と、樹脂供給口から前記空洞部に樹脂を供給するための供給経路を有し、前記天面部を分離面として上下開閉自在に組合せた上金型と、この上金型より前記成形品の一部を離型させるための上下移動自在な複数のロックピンを備えた金型であって、前記供給経路は、樹脂供給口から順にスプール、ランナー、樹脂溜まり、二次スプール、ゲートと連接してなり、ロックピンの少なくとも一つを前記二次スプールへ挿入することでゲートへ注入する樹脂の量または圧力を調整する射出成形用金型。
2. 二次スプールへ挿入するロックピンの下端を鋭角とした請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 少なくともランナーから最も遠いロックピンを二次スプールへ挿入させる請求項２に記載の射出成形用金型。

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