JP2610198B2 - 金型ゲートカット装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形機等の成形装置に用いて好適な金
型ゲートカット装置に関する。

〔従来の技術〕

成形された製品と不要のランナー部分とを接続するゲ
ートを自動的に切断するための手段として、サブマリン
ゲートによる自動切断方法が公知である。

この自動切断方法は、金型嵌合面に刻設されたランナ
ー溝と金型本体に形成された成形用樹脂チェンバの側壁
とをテーパ状のトンネルからなるゲートで連絡し、ラン
ナー溝と成形用樹脂チェンバの双方にエジェクターピン
を配設して、型開き開始後のエジェクター動作でエジェ
クターピンを突出させて不要のランナー部分と製品とを
金型本体から同時に離型させることにより、金型本体に
拘束されたゲート部分の樹脂を強制的に切断するもので
あるが、ゲート切断のために強い力が必要とされるの
で、ゲート近傍にエジェクターピンを配設してゲートの
切断や離型動作を確実にする等の配慮が必要であり、ま
た、製品がエジェクターピンによって強く押圧される結
果、製品に不用意な傷や欠損を生じさせる場合があり、
外装品や精密部品の成形が難しいという欠点を有する。

また、この方法では、切断時の抵抗を小さくして離型
動作を円滑に行わせるためにゲートを小径化する必要が
あるが、ゲートの小径化により、樹脂圧の伝達が疎外さ
れると等といった弊害が生じ、成形から切断および離型
に至る全ての工程を通じて適確な作業条件を満足するこ
とは難しくなる。

〔発明が解決すべき課題〕

本発明の目的は、これら従来技術の欠点を解消し、ゲ
ート径やゲート形状を自由に設定することができ、しか
も、製品に損傷を生じさせることなく、ゲートの自動切
断や製品の離型を確実に行わせることのできる金型ゲー
トカット装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

金型本体に形成された成形用樹脂チェンバと金型本体
に回転可能な枢支されたランナーブロックに刻設された
ランナーとを、ランナーブロックと金型本体との間の回
転摺動面を横切るゲート溝によって連絡し、型開き開始
後エジェクター動作が行われる前に前記ランナーブロッ
クを回転駆動し、ゲート溝の樹脂を剪断して切断する。

即ち、エジェクタ動作の前に予めゲートを切断してお
くことにより、製品およびランナーの離型抵抗を軽減し
て製品の損傷を防止し、ゲート径やゲート形状に関わり
なく確実な離型操作を可能とする。

〔作 用〕

プラテンに設けられた回転出力軸と金型本体の動力伝
達機構における回転入力軸とを接続してモータを駆動す
ると、スプルー軸に沿って回転可能に枢支されたランナ
ーブロックが回転し、ランナーブロックと金型本体との
間の回転摺動面でゲート溝の樹脂が剪断され、切断され
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の金型ゲートカット装置を採用した一
実施例の金型の要部を示す平面図、第２図は同縦断面図
であり、第１図および第２図においては金型本体を構成
する可動側金型（以下、単に金型本体という）１につい
てのみ示している。

この場合、金型本体１は射出成形機の可動プラテンに
装着される側の金型であって、該金型本１自体は、概略
において、可動側キャビティプレート2,スペーサ3,抱き
板4,エジェクタプレート５および６によって構成され
る。

可動側キャビティプレート２に形成された研削溝７の
略中央部には、第３図（ａ）および第３図（ｂ）に示さ
れるようなキャビティブロック８が合計四個配置される
ようになっている。

各キャビティブロック８の略中央部には、キャビティ
ブロック８と入れ子11によって形成される成形用樹脂チ
ェンバ12が設けられ、入れ子11には、製品用エジェクタ
ピン13を嵌入する貫通孔14が穿設される。キャビティブ
ロック８の各々には径の異なる1/4円弧状の欠切部15a,1
5bが同心上に形成され、四個のキャビティブロック８を
研削溝７に配置した状態で、前記欠切部15a,15bによ
り、第２図に示されるような段付きの貫通孔15が形成さ
れる。

ランナーブロック16は貫通孔15によって枢支される段
付き円柱体であり、ランナーブロック16の金型嵌合面16
aには、固定側キャビティプレートに装着されたスプル
ーに連通するランナー溝17が、スプルー軸上に位置する
コールドスラグウェル18を中心に放射状に刻設され、各
ランナー溝17の端部と成形用樹脂チェンバ12とが、キャ
ビティブロック８とランナーブロック16との間の回転摺
動面15cを横切るゲート溝19で連絡されている。ゲート
溝19は、キャビティブロック８側のゲート溝19aとラン
ナーブロック16側のゲート溝19bにより構成される。ラ
ンナーブロック16のコールドスラグウェル18には逆テー
パ状のアンダーカットが形成され、射出保圧工程で成形
されたランナーおよび製品は、型開き開始後エジェクタ
動作前の段階で、金型本体１側に残留する。コールドス
ラグウェル18とランナー用のエジェクターピンを嵌入す
る貫通孔20は共にランナーブロック16の回転中心である
スプルー軸上に位置し、段付き円柱体であるランナーブ
ロック16の小径側端部外周の一部には、平歯車22が一体
的に形成されている。

可動側キャビティプレート２の底部には、ランナーブ
ロック16を挿通する貫通孔24と、キャビティブロック８
の貫通孔14に対応する貫通孔23とが穿設されている。

可動側キャビティプレート２の貫通孔24に該プレート
２の下面からランナーブロック16の大径側端部を挿入し
た後、キャビティプレート２の研削溝７上に四個のキャ
ビティブロック８を配置し、位置決めブロック９および
コッターブロック10で各キャビティブロック８を厳密に
位置決めし、更に、可動側キャビティプレート２の裏面
からボルトを挿通し、キャビティブロック8,位置決めブ
ロック9,コッターブロック10の各々をキャビティプレー
ト２に強固に固着する。

ランナーブロック16は、キャビティブロック８の欠切
部15a,15bによって形成された段付きの貫通孔15に嵌合
して金型本体１に回転自在に枢支されるが、ランナーブ
ロック16の大径部下面およびランナーブロック16の小径
側端部外周の一部に形成された平歯車22の上面が、各
々、貫通孔15の段部および可動側キャビティプレート２
の下面で規制され、軸方向の移動が禁止される。また、
キャビティプレート２の下面には、ランナーブロック16
のゲート溝19bとキャビティブロック８のゲート溝19aと
が係合するランナーブロック16の回転位置で平歯車22の
一側に当接する位置決めピン25と、ランナーブロック16
が所定角度に回転した状態で平歯車22の他側に当接する
ストッパーピン26を固設する。

第２図に示す符号27は動力伝達機構の一部を構成する
歯車軸であり、該歯車軸27の一端にはランナーブロック
16の平歯車22に噛合するピニオンギァ28が一体的に固着
され、また、歯車軸27の他端には、回転入力軸を形成す
る六角沈め穴29が穿設されている。歯車軸27は、キャビ
ティプレート２の下面に穿設された盲穴30と抱き板４に
穿設された貫通口31とによって回動自在摺動不能に軸支
され、六角沈め穴29は、射出成形機の可動プラテン32に
突出して設けられた断面六角形状の回転出力軸33と接離
可能に接続される。即ち、金型本体１を図示しないクラ
ンプ機構を介して可動プラテン32に装着した状態では、
回転入力軸を形成する六角沈め穴29が射出成形機の可動
プラテン32に突出して設けられた断面六角形状の回転出
力軸33と係合して一体的に回転し、金型本１を可動プラ
テン32から取外せば、六角沈め穴29と回転出力軸33との
係合が完全に断たれる。なお、回転出力軸33の突出部分
を退避して突出部がない状態にできる構成とすれば金型
本体１の装着や取外しを容易に行うことができる。

また、キャビティプレート２と抱き板４との間には、
製品用エジェクターピン13とランナー用エジェクターピ
ン21の鍔部を挟持して一体的に締結したエジェクタープ
レート5,6が介装される。エジェクタープレート5,6の各
々には歯車軸27との干渉を避ける欠切部37と、キャビテ
ィプレート２と抱き板４に両端を固定した略円柱形状の
サポータ34に摺動自在に嵌合する貫通孔36とが設けら
れ、サポータ34はエジェクタープレート5,6のガイド部
材ともなる。サポータ34に嵌装されたリターンスプリン
グ35は、エジェクタープレート5,6をキャビティプレー
ト２から離間させる方向に常時付勢しており、抱き板４
の略中央部には、可動プラテン32に配設されたエジェク
タロッドの突出動作をエジェクタプレート６に伝えるた
めの貫通孔38が穿設されている。

以上の構成において、本実施例の金型ゲートカット装
置は、金型本体１に枢支されたランナーブロック16とキ
ャビティブロック８に刻設されたゲート溝19a,19bおよ
び、ランナーブロック16に形成された平歯車22や歯車軸
27等で構成される動力伝達機構、ならびに、可動プラテ
ン32に設けられた回転出力軸33やその駆動源となるモー
タ等によって構成される。

以下、本実施例の金型ゲートカット装置によるゲート
切断の動作について説明する。

なお、金型本体１およびこれに嵌合する固定側金型は
既に射出成形機の可動プラテン32および固定プラテンに
装着され、歯車軸27の回転入力軸となる六角沈め穴29と
可動プラテン32の回転出力軸33とが係合し、キャビティ
ブロック８のゲート溝19aとランナーブロック16のゲー
ト溝19bが第１図に示される状態で係合しているものと
する。

第５図は射出保圧工程が完了した時点での樹脂の充填
状態を第１図の矢視Ａ−Ａに沿ってみる断面図であり、
エジェクターピン13,21等の描写は省略している。射出
保圧工程で固定側金型のスプルーから流入した樹脂はコ
ールドスラグウェル18,ランナー溝17,ランナーブロック
16のゲート溝19b,コアブロック８のゲート溝19aを介し
て成形用樹脂チェンバ12に流入し、所定の冷却時間を経
て固化する。金型が閉じた状態では金型本体１の金型嵌
合面に固定側金型が強力な型締力で圧接されているの
で、ランナーブロック16が不用意に回転することはな
い。

冷却完了後、射出成形機に型開き動作を実行させて可
動プラテン32を交替させると、固定側金型から金型本体
１が離型するが、固化した樹脂で形成されたランナーの
中央部がコールドスラグウェル18のアンダーカットに食
付いているため、ランナーおよび成形用樹脂チェンバ12
内の製品は金型本体１の側に残留する。

金型本体１が所定の設定位置まで後退すると、可動プ
ラテン32の回転出力軸33の駆動源となるモータが正転さ
れ、回転出力軸33が第１図中時計方向に回転する。回転
出力軸33に係合された歯車軸27も同方向に回転し、歯車
27に固着されたピニオンギァ28が平歯車22を介してラン
ナーブロック16をスプルー軸を中心に第１図中反時計方
向に正転させる。

ランナーブロック16の回転により、ランナーブロック
16のゲート溝19bとコアブロック８のゲート溝19aとの間
で相対的な位置ずれが生じ、ゲート溝19に充填されてい
る樹脂は各ゲート溝19b,19aの側壁で剪断され、ランナ
ーブロック16とコアブロック８との間の回転摺動面15c
の位置で切断される。

ゲートの切断が完了してランナーブロック16が所定の
角度まで回転すると平歯車22がストッパーピン26に当接
し、ランナーブロック16の回転が停止される。

次いで、回転出力軸33の駆動源となるモータを逆転さ
せ、平歯車22が位置決めピン25に当接するまでランナー
ブロック16を時計方向に逆転させると、ランナーブロッ
ク16のゲート溝19bがキャビティブロック８のゲート溝1
9aに係合し、各ゲート溝19b,19aの位置関係は第１図に
示されるような初期状態に復帰する。

そして、射出成形機のエジェクタ機構を駆動して可動
ラテン32からエジェクターロッドを突出させると、エジ
ェクタープレート5,6が可動側キャビティプレート２の
方向に移動し、ランナー用エジェクターピン21および製
品用エジェクターピン13の先端がランナー溝17内で固化
したランナーと成形用樹脂チェンバ12内の製品を押圧し
て金型本体１から離型させる。

次いで、射出成形機がエジェクターロッドを退避させ
るとエジェクタープレート5,6がリターンスプリング35
の付勢力によって抱き板４の方向に移動し、エジェクタ
ーピン13,21が初期位置に復帰する。

このようにして製品の離型操作が完了すると、射出成
形機は可動プラテン32を前進させ、型締めを行って次の
成形サイクルに移行する。

なお、ランナーブロック16を時計方向に逆転させてゲ
ート溝19bとゲート溝19aの係合関係を初期状態に復帰さ
せるための動作は、必ずしも製品の離型操作の前に行う
必要はない。製品の離型操作の前にランナーブロック16
を回転させてゲートを切断する必要はあるが、ゲート溝
19bとゲート溝19aの係合関係を初期状態に復帰させるた
めの逆転動作は、ゲート切断完了から型締め完了までの
間で任意の時期に実施することができる。

また、ランナーブロック16が初期位置に復帰してから
型締めの完了によりランナーブロック16の回転が拘束さ
れるまでの間には、射出成形機のエジェクター動作等に
よる衝撃でランナーブロック16に位置ずれが生じる場合
もあるので、駆動源となるモータにブレーキをかけたり
逆転駆動のための通電を継続する等してランナーブロッ
ク16の復帰状態を確保しておくことが望ましい。可動側
キャビティプレート２の裏面に突起を立設し、この突起
とランナーブロック16の平歯車22とをコイルスプリング
等で接続してランナーブロック16を常時時計方向に回転
付勢するようにしてもよい。

回転出力軸33の駆動源となるモータとしてサーボモー
タを採用した場合、ランナーブロック16の回転位置を規
制するための位置決めピン25やストッパーピン26は必ず
しも必要でなく、ランナーブロック16の回転位置をサー
ボモータ自体の位置決め精度に依存することができる。
更に、ゲート切断に必要とされるランナーブロック16の
回転動作を制御装置で制御すれば、第１図に示されるよ
うな基準位置に対し、第（2n−１）回目の成形工程にお
けるゲート切断をランナーブロック16の時計方向回転に
よる切断と反時計方向回転による復帰動作で構成し、か
つ、第2n回目の成形工程におけるゲート切断をランナー
ブロック16の反時計方向回転による切断と時計方向回転
による復帰動作で構成することも可能であり、各ゲート
溝19a,19bの両側の側壁を用いて剪断作業を行うことに
より、ゲート溝19a,19b端部の磨耗を抑制して長期間に
亘り安定した切断作業が実施され得る（n:自然数）。

動力伝達機構としては実施例の平歯車22やピニオンギ
ァ28に代替して各種の公知手段を採用することができる
が、ゲート溝19a,19bの位置決めを適確に行うために
は、タイミングベルトや歯付プーリ等のようにバックラ
ッシュの少ない伝達機構を用いるべきである。

また、ゲート切断によって製品側に発生するバリを小
さくするためには、キャビティブロック８側のゲート溝
19aを可能な限り短く設計する必要がある。

〔発明の効果〕

本発明の金型ゲートカット装置によれば、ランナー部
分と製品とを接続するゲートの切断を製品の離型操作と
独立して行わせることができるので、エジェクターピン
の突出操作によって強制的にゲートを切断する従来の自
動切断方法のように離型操作時に製品に強力な力が作用
することがなく、離型操作によって生じる傷や変形を防
止することができ、しかも、ゲート径やゲート形状と離
型操作によって製品に作用する力とは全く無関係である
から、ゲートの設計には何等の禁止事項もなく、射出成
形作業に適したゲート径やゲート形状を自由に設定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金型ゲートカット装置を採用した金型
本体の要部を示す平面図、第２図は同実施例の金型本体
の縦断面図、第３図（ａ）は同実施例の金型本体のキャ
ビティブロックを示す平面図、第３図（ｂ）は同実施例
の金型本体のキャビティブロックを示す立面図、第４図
は同実施例の金型本体のエジェクタープレートを示す平
面図、第５図は同実施例の金型本体に樹脂が充填された
状態を第１図の矢視Ａ−Ａに沿って示す断面図である。 １……金型本体、11……入れ子、12……成形用樹脂チェ
ンバ、16……ランナーブロック、17……ランナー溝、19
……ゲート溝、22……平歯車、26……ストッパーピン、
28……ピニオンギァ、32……可動プラテン、33……回転
出力軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 進 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 平 尊之 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 渡辺 菊夫 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 纐纈 晃 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 松倉 利夫 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 前田 薫 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 米久保 広志 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 芳賀 健二 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 徳田 一成 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スプルーに連通するランナー溝を金型嵌合
   面に刻設した円柱形状のランナーブロックをスプルー軸
   に沿って回転可能に金型本体に枢支し、前記ランナーブ
   ロックと金型本体との間の回転摺動面を横切るゲート溝
   によって、前記金型本体に形成された成形用樹脂チェン
   バと前記ランナーブロックに刻設されたランナーとを連
   絡すると共に、前記ランナーブロックを回転駆動する動
   力伝達機構を前記金型本体に固設し、該金型本体を装着
   するプラテンにモータを駆動源とする回転出力軸を設
   け、該回転出力軸と前記金型本体の動力伝達機構におけ
   る回転入力軸とを接離可能に接続したことを特徴とする
   金型ゲートカット装置。