JP2014083818A - 射出圧縮成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】射出圧縮成形に特有の機構を効果的に利用しながら、溶融樹脂の流動性が阻害されること無くゲート跡樹脂を容易に除去できる、射出圧縮成形用金型を提供する。
【解決手段】固定型１０と可動型１１の半締め状態においてキャビティ１４へ溶融樹脂を射出した後に完締めして、溶融樹脂に圧縮力を作用させながら冷却固化させる射出圧縮成形用金型である。可動型１１のスライド移動に伴いスライド変位するフロート２０と、ゲート部１５に臨む位置に配され、フロート２０の変位に従動して固定型１０から出没可能なノッチピン２１と、フロート２０の変位に対してノッチピン２１を従動させるスライドコア２２とを有する。半締め状態では、ノッチピン２１の先端がゲート部１５の内面と面一となっており、完締め状態にまで型締めするまでの圧縮する工程でノッチピン２１が固定型１０から突出することで、ゲート部１５を容易に除去できる形状が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は射出圧縮成形用金型に関し、特に、樹脂成形品からゲート跡樹脂を容易に除去できる射出圧縮成形用金型に関する。

合成樹脂製の樹脂成形品は、最も代表的には射出成形により製造される。射出成形により樹脂成形品を製造する場合、固定型と可動型とによって形成されるキャビティへ溶融樹脂を射出し、当該溶融樹脂を冷却固化することで所定形状の樹脂成形品が得られる。このとき、金型から取り出した直後の樹脂成形品には、溶融樹脂の射出ゲート周辺のゲート部において固化したゲート跡樹脂も一体的に存在しており、当該ゲート跡樹脂を切断することで製品としての樹脂成形品を得ることができる。

樹脂成形品からゲート跡樹脂を切断するには、人の手や機械装置で折り取るか、切断機等の装置を使用して切断する必要がある。しかし、ゲート跡樹脂の厚みが大きいと、人の手では折り取りに手間がかり作業性が悪くコストアップの要因ともなり得る。また、カット形状のバラツキなど、製品の品質にも悪影響を及ぼす。機械装置であれば追加設備が必要となり、治具やカット刃の精度が要求されてコストアップにつながる。

そこで、ゲート跡樹脂にノッチ（切欠き）を形成してゲート跡樹脂と樹脂成形品とを容易に切断する技術として、特許文献１が開示されている。特許文献１では、ゲート部に臨む固定型の一部に突起を形成することで、ノッチを形成している。

特開２００３−３４０８８６号公報

しかしながら、特許文献１のようにゲート部の一部にノッチ用の突起を形成していると、溶融樹脂の流動性が阻害されて、樹脂成形品の品質低下の要因となるおそれがある。

ところで、射出成形の中でも、キャビティへ射出した溶融樹脂へ圧縮力を作用させながら冷却固化する射出圧縮成形方法がある。これは、固定型と可動型とを完全に型締めした完締め状態よりも僅かに型が開いている半締め状態において、固定型と可動型とによって形成されるキャビティへ溶融樹脂を射出した後、固定型と可動型とを完締めして溶融樹脂に圧縮力を作用させながら冷却固化させる方法である。これによれば、金型を型締めした際の圧縮力を受けながら樹脂成形品が成形されることによって、溶融樹脂の充填圧によって成形する一般的な射出成形よりも樹脂成形品の表面性状のムラが抑えられ、品質の高い成形品を得られるという利点を有する。このような射出圧縮成形用金型に特許文献１を適用したとしても、やはり溶融樹脂の流動性が阻害されることに変わりはない。

そこで、本発明はこのような課題を解決するものであって、射出圧縮成形に特有の機構を効果的に利用しながら、溶融樹脂の流動性が阻害されること無くゲート跡樹脂を容易に除去できる、射出圧縮成形用金型を提供することを目的とする。

そのための手段として、本発明は、固定型と可動型とを完全に型締めした完締め状態よりも僅かに型が開いている半締め状態において、前記固定型と可動型とによって形成されるキャビティへ溶融樹脂を射出した後、前記固定型と可動型とを完締めして溶融樹脂に圧縮力を作用させながら冷却固化させる射出圧縮成形用金型であって、前記可動型のスライド移動に伴い前記固定型に対して近接・離間する方向へスライド変位する押圧体と、前記キャビティに連通するゲート部に臨む位置に配され、前記押圧体の変位に従動して前記固定型から出没可能なピン部材と、前記押圧体の変位に対して前記ピン部材を従動させる中間子とを有する。そして、前記半締め状態では、前記ピン部材の先端が前記ゲート部の内面と面一となっており、前記完締め状態にまで型締めするまでの、前記キャビティへ射出された溶融樹脂を圧縮する工程で前記ピン部材が前記固定型から突出することで、前記ゲート部を容易に除去できる形状が形成されることを特徴とする。

上記射出圧縮成形用金型の一形態としては、例えば前記押圧体を前記固定型へバネを介して浮遊状に配されたフローティング部材とし、前記中間子をバネによって前記フローティング部材側へ常時付勢され、前記フローティング部材に押圧されることで前記ピン部材側へスライド移動するスライドコアとしたうえで、前記ピン部材はバネによって前記固定型へ没入する方向へ常時付勢され、前記スライドコアがスライド移動して押圧されることで前記固定型から突出させることができる。

また、上記射出圧縮成形用金型の他の形態としては、例えば前記押圧体を前記固定型へバネを介して浮遊状に配されたフローティング部材とし、前記中間子は、前記フローティング部材と前記ピン部材とに連結されたリンク部材とすることもできる。

本発明によれば、射出圧縮成形用金型に、押圧体及び中間子を介して可動型のスライド移動に連動して固定型から出没するピン部材を設けたうえで、半締め状態ではピン部材の先端がゲート部と面一となっているので、溶融樹脂を射出充填する際に溶融樹脂の流動性が阻害されることがない。これにより、品質の高い樹脂成形品を得ることができる。

一方、固定型と可動型を完締め状態とすると、ピン部材が固定型から突出する。これにより、例えばゲート部を遮断しない程度にピン部材を突出させれば、溶融樹脂の圧縮固化と同時に、溶融樹脂の流動性を阻害することなくゲート跡樹脂にノッチを形成することができ、樹脂成形品からゲート跡突起を容易に切断することができる。あるいは、ゲート部を遮断するようにピン部材を突出させることで、ゲート跡樹脂が予め切り離された状態で樹脂成形品を得ることも可能となる。

実施形態１の型開き状態を示す断面図である。 実施形態１の半締め状態を示す断面図である。 実施形態１の完締め状態を示す断面図である。 実施形態１において射出圧縮成形した後の状態を示す断面図である。 実施形態２の型開き状態を示す断面図である。 実施形態２の半締め状態を示す断面図である。 実施形態２の完締め状態を示す断面図である。 実施形態２において射出圧縮成形した後の状態を示す断面図である。 実施形態３の要部拡大断面図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について説明する。実施形態１の射出圧縮成形用金型は、図１〜４に示すように、固定型１０と、該固定型１０の対向位置においてスライド可能な可動型１１とを有する。可動型１１内には、溶融樹脂を供給する図外のノズルと連通するランナ１２と、ランナ１２先端の射出ゲート１３とが形成されている。固定型１０と可動型１１の対向面は、該固定型１０と可動型１１とを型締めすることで、樹脂成形品を成形するための所定形状のキャビティ１４と、射出ゲート１３からキャビティ１４に至る空間としてゲート部１５とが形成される形状となっている。

また、固定型１０には、可動型１１のスライド移動に伴い固定型１０に対して近接・離間する方向（図面基準では上下方向）へスライド変位するフロート２０と、フロート２０の変位に従動して固定型１０から出没可能なノッチピン２１と、フロート２０の変位に対してノッチピン２１を従動させるスライドコア２２とが配されている。

フロート２０はブロック状の部材であって、バネ２３を介して固定型１０から所定量離間した位置に浮遊状態で配されていることで、上下スライド自在となっている。フロート２０は、固定型１０における可動型１１との対向面よりも可動型１１側へ常時突出しており、固定型１０と可動型１１とを完締めしても、フロート２０は固定型１０から可動型１１側へ突出する厚みを有する。また、フロート２０におけるスライドコア２２との接触面は、テーパー面となっている。当該フロート２０が、本発明の押圧体及びフローティング部材に相当する。

スライドコア２２は、上方の両角部が切り落とされて両側面にテーパー面を備える略台形状のブロック体であって、固定型１０の内部において左右方向（図面基準）にスライド自在に配されている。スライドコア２２は、バネ２４によって常時フロート２０側へ付勢されている。当該スライドコア２２が、本発明の中間子に相当する。

ノッチピン２１は、スライドコア２２を挟んでフロート２０の反対側に配されており、ゲート部１５に臨む位置に配されている。詳しくは、溶融樹脂の流動方向基準でキャビティ１４の直上位置に臨むようにノッチピン２１が配されている。ノッチピン２１の上端は平坦面となっており、固定型１０と可動型１１とを完締めした状態以外は、ノッチピン２１の上端はゲート部１５の内面と面一となっている。なお、ノッチピン２１は、バネ２５によって固定型１０内へ没入する方向へ常時付勢されている。そのうえで、ノッチピン２１の下端はテーパー面となっており、ノッチピン２１はスライドコア２２のテーパー面と常時接している。当該ノッチピン２１が、本発明のピン部材に相当する。

次に、上記射出圧縮成形用金型によって樹脂成形品を製造する手順について説明する。先ず、図１に示す型開き状態から可動型１１を固定型１０側へスライド移動させていくと、可動型１１が固定型１０に先立ってフロート２０に当接する。すると、フロート２０は可動型１１と共に固定型１０に近接する方向（図面基準では下方）へ、バネ２３の付勢力に抗してスライド変位する。そして、図２に示すように、固定型１０と可動型１１との半締め状態となったところで、ランナ１２を通して供給されてきた溶融樹脂を射出ゲート１３から射出する。当該射出ゲート１３から射出された溶融樹脂は、ゲート部１５を通してキャビティ１４内へ充填されていく。このとき、ノッチピン２１の上面とゲート部１５の内面とは面一となっているので、溶融樹脂の流動性は阻害されない。なお、キャビティ１４と反対側のゲート部１５の端部は、フロート２０によって画成されている。また、固定型１０と可動型１１との半締め状態では、フロート２０によってスライドコア２２は押圧されていない。

固定型１０と可動型１１との半締め状態においてキャビティ１４内へ溶融樹脂を十分量充填できたら、図３に示すように、さらに可動型１１を固定型１０側へ移動させて完締めする。これにより、キャビティ１４内に充填されている溶融樹脂に圧縮力が作用する。また、可動型１１と固定型１０とを完締めすると、フロート２０はさらに固定型１０側へ変位する。すると、フロート２０によってスライドコア２２が押圧されることで、スライドコア２２はバネ２４の付勢力に抗してノッチピン２１側へスライド変位する。これに伴い、ノッチピン２１がバネ２５の付勢力に抗してスライドコア２２によって押し上げられ、ノッチピン２１の上端部が固定型１０からゲート部１５内へ所定量突出する。但し、ノッチピン２１はゲート部１５の上面には当接していない。この状態において溶融樹脂を冷却固化させることで、ゲート部１５にノッチ（切欠き）を形成しながら、品質の高い樹脂成形品を得ることができる。

溶融樹脂が完全に固化したら、図４に示すように、固定型１０と可動型１１とを再度型開きして、樹脂成形品Ｗを取り出す。しかし、金型から取り出した直後の樹脂成形品Ｗには、ゲート部１５において固化したゲート跡樹脂Ｇも一体的に連続しているため、当該ゲート跡樹脂Ｇを切断する必要がある。このとき、ゲート跡樹脂Ｇと樹脂成形品Ｗとの境界部にはノッチ３０が形成されていることで、ゲート跡樹脂Ｇを人の力で容易に折り取ることができる。あとは、図１からの繰り返しである。

（実施形態２）
図５〜８に、本発明の実施形態２を示す。本実施形態２は、上記実施形態１の変形例であって、フロート２０とノッチピン２１とがリンク２６を介して連結されている以外は、射出圧縮成形用金型の基本的構成は実施形態１と同様である。したがって、実施形態１と同じ基本的構成については概説し、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

本実施形態２の射出圧縮成形用金型も、固定型１０と、該固定型１０の対向位置においてスライド可能な可動型１１とを有し、該固定型１０と可動型１１とによって、所定形状のキャビティ１４と、射出ゲート１３からキャビティ１４に至る空間としてのゲート部１５とが形成される。また、固定型１０には、可動型１１のスライド移動に伴い固定型１０に対して近接・離間する方向へスライド変位するフロート２０と、フロート２０の変位に従動して固定型１０から出没可能なノッチピン２１と、フロート２０の変位に対してノッチピン２１を従動させるリンク２６とが配されている。当該リンク２６が、本発明の中間子及びリンク部材に相当する。

フロート２０は、バネ２３によって浮遊状態で配されている。リンク２６は、これの両端がフロート２０とノッチピン２１とに連結されており、軸方向中央部の支点を回転中心として両端部が揺動自在となっている。なお、固定型１０と可動型１１との型開き状態では、ノッチピン２１は固定型１０内に没入している。

実施形態２の射出圧縮成形用金型によって樹脂成形品を製造する場合は、先ず、図５に示す型開き状態から可動型１１を固定型１０側へスライド移動させていくと、可動型１１が固定型１０に先立ってフロート２０に当接する。すると、フロート２０は可動型１１と共に固定型１０に近接する方向へ、バネ２３の付勢力に抗してスライド変位する。これに伴い、ノッチピン２１は、リンク２６を介して固定型１０から突出する方向へ従動する。そして、図６に示すように、固定型１０と可動型１１との半締め状態となったところで、ランナ１２を通して供給されてきた溶融樹脂を射出ゲート１３から射出する。当該射出ゲート１３から射出された溶融樹脂は、ゲート部１５を通してキャビティ１４内へ充填されていく。このとき、ノッチピン２１の上面とゲート部１５の内面とは面一となっている。したがって、溶融樹脂の流動性は阻害されない。

固定型１０と可動型１１との半締め状態においてキャビティ１４内へ溶融樹脂を十分量充填できたら、図７に示すように、さらに可動型１１を固定型１０側へ移動させて完締めする。これにより、キャビティ１４内に充填されている溶融樹脂に圧縮力が作用する。また、可動型１１と固定型１０とを完締めすると、フロート２０はさらに固定型１０側へ変位する。これに伴い、ノッチピン２１もリンク２６を介して固定型１０からさらに離間する方向へ従動し、ノッチピン２１の上端部がゲート部１５内へ所定量突出する。この状態において溶融樹脂を冷却固化させることで、ゲート部１５にノッチ（切欠き）を形成しながら、品質の高い樹脂成形品を得ることができる。

溶融樹脂が完全に固化したら、図８に示すように、固定型１０と可動型１１とを再度型開きして、樹脂成形品Ｗを取り出し、樹脂成形品Ｗからゲート跡樹脂Ｇを切断する。このとき、ゲート跡樹脂Ｇと樹脂成形品Ｗとの境界部にはノッチ３０が形成されていることで、ゲート跡樹脂Ｇを人の力で容易に折り取ることができる。

（実施形態３）
図９に、本発明の実施形態３を示す。本実施形態３は、実施形態１，２の変形例であって、基本的構成は実施形態１または実施形態２と同様であるが、ノッチピン（本実施形態３ではゲートカットピンと称す）２１の突出量が異なる。具体的には、図９（Ａ）に示す型開き状態から、完締め状態にまで型締めするまでのキャビティ１４へ射出された溶融樹脂を圧縮する工程で、ゲートカットピン２１が固定型１０から突出し、最終的に図９（Ｂ）に示す完締め状態とすると、ゲートカットピン２１が可動型１１に当接してゲート部１５を遮断する。この状態において溶融樹脂を冷却固化させることで、予めゲート跡樹脂Ｇが切り離された状態で樹脂成形品Ｗを得ることができる。このゲートカットピン２１も、本発明のピン部材に相当する。その他は実施形態１または実施形態２と同様なので、同じ部材に同じ符号を付して説明を省略する。

（その他の変形例）
以上、本発明に係る射出圧縮成形用金型の代表的な実施形態について説明したが、これに限られることは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、押圧体は、固定型１０へバネ２３を介して浮遊状に配すのみならず、可動型１１へ固定ないし形成しておくこともできる。

また、本発明は、スタックモールド成形にも適用可能である。スタックモールド成形とは、１つの金型内に複数のキャビティが形成され、１つの金型で複数の成形品を成形できる成形金型をいう。

１０ 固定型
１１ 可動型
１２ ランナ
１３ 射出ゲート
１４ キャビティ
１５ ゲート部
２０ フロート
２１ ノッチピン（ゲートカットピン）
２２ スライドコア
２６ リンク
３０ ノッチ
Ｇ ゲート跡樹脂
Ｗ 樹脂成形品

Claims (3)

1. 固定型と可動型とを完全に型締めした完締め状態よりも僅かに型が開いている半締め状態において、前記固定型と可動型とによって形成されるキャビティへ溶融樹脂を射出した後、前記固定型と可動型とを完締めして溶融樹脂に圧縮力を作用させながら冷却固化させる射出圧縮成形用金型であって、
   前記可動型のスライド移動に伴い前記固定型に対して近接・離間する方向へスライド変位する押圧体と、
   前記キャビティに連通するゲート部に臨む位置に配され、前記押圧体の変位に従動して前記固定型から出没可能なピン部材と、
   前記押圧体の変位に対して前記ピン部材を従動させる中間子とを有し、
   前記半締め状態では、前記ピン部材の先端が前記ゲート部の内面と面一となっており、
   前記完締め状態にまで型締めするまでの、前記キャビティへ射出された溶融樹脂を圧縮する工程で前記ピン部材が前記固定型から突出することで、前記ゲート部を容易に除去できる形状が形成されることを特徴とする、射出圧縮成形用金型。
2. 前記押圧体は、前記固定型へバネを介して浮遊状に配されたフローティング部材であり、
   前記中間子は、バネによって前記フローティング部材側へ常時付勢され、前記フローティング部材に押圧されることで前記ピン部材側へスライド移動するスライドコアであり、
   前記ピン部材は、バネによって前記固定型へ没入する方向へ常時付勢され、前記スライドコアがスライド移動して押圧されることで前記固定型から突出する、請求項１に記載の射出圧縮成形用金型。
3. 前記押圧体は、前記固定型へバネを介して浮遊状に配されたフローティング部材であり、
   前記中間子は、前記フローティング部材と前記ピン部材とに連結されたリンク部材である、請求項１に記載の射出圧縮成形用金型。
   
   

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