JP3101571B2 - 射出成形用金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、型開き時に成形品
を上型に残存保持させる射出成形用金型装置に関し、と
りわけ、材料充填前にキャビティ内を真空にする機能
と、型開き時に成形品を上型側に押し付けるようにして
下型側から取り出す機能とを備えた射出成形用金型装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形においては、キャビティ内に溶
融材料を充填する前にキャビティ内のエアを充分に排出
しないと、エアの巻き込み等によって不良品の発生を招
き易いことが知られている。このため、これに対処し得
る金型装置として、特開昭５８−１９４５２３号公報に
示されるようなものが案出されている。

【０００３】この金型装置は、図５，図６に示すよう
に、固定設置された上型１と昇降作動する下型２の間に
キャビティ３が形成され、上型１側に射出装置に接続さ
れるスプルー４が設けられると共に、下型２側に、型開
き時に成形品ｗを上方に突き上げるための複数個のエジ
ェクターピン５，６…が設けられ、中央部のエジェクタ
ーピン５を収容するピン孔７に、真空装置に接続された
吸引通路８が連通している。そして、中央部のエジェク
ターピン５は、キャビティ３内に臨むその先端部にピン
孔７を開閉する弁部９が形成されると共に、この弁部９
の背面に、ピン孔７との間で隙間通路１０を成す縮径部
１１が形成されており、エジェクターピン５が上昇して
弁部９がピン孔７を開くと、吸引通路８とキャビティ３
内が隙間通路１０を通して連通するようになっている。
また、中央部以外のエジェクターピン６はエジェクター
プレート１２に剛的に結合されているが、中央部のエジ
ェクターピン５は、エジェクタープレート１２の上面に
単に当接するようになっている。尚、エジェクタープレ
ート１２は下型２を昇降させるための装置とは別の図外
のアクチュエータによって昇降するようになっている。

【０００４】この金型装置の動作について簡単に説明す
ると、型閉め時には、図５に示すように、中央部のエジ
ェクターピン５だけがキャビティ３内に突出した状態、
つまり、弁部９がピン孔７を開いてキャビティ３内が吸
引通路８と連通した状態となっており、この状態におい
て真空装置によるキャビティ３内のエアの吸引を行う。
こうして、キャビティ３内のエアが充分に排出される
と、スプルー４から溶融材料をキャビティ３内に射出す
るが、このとき、エジェクターピン５はその射出圧を受
けて後退して、図６に示すように、弁部９がピン孔７を
閉じると共に、その基部がエジェクタープレート１２に
当接する。そして、この後材料が固化したところで、下
型２を下降させて型開きを行い、その後エジェクタープ
レート１２を上昇させてエジェクターピン５，６を下型
２から突き上げ、成形品ｗを下型２から取り出す。ま
た、この後次の成形に備えてエジェクタープレート１２
を後退させると、中央部のエジェクターピン５を残して
他のエジェクターピン６が後退し、この状態から再び型
閉めを行うと、図５に示すように中央部のエジェクター
ピン５がキャビティ３内に突出した状態で取り残され
る。

【０００５】ところで、ゴム成形品等を射出成形によっ
て成形する場合、型開き時に成形品を上型側にそのまま
残存保持させ、その状態において上型を所定の成形品取
り出し位置まで移動させた後に、そこで上型から成形品
を取り出す方法が採られることがある。そして、このよ
うに上型を別の場所に移動させて成形品を取り出す成形
及び離型方法においても、成形品のより一層の品質向上
のために、前述のように射出前にキャビティ内のエアを
抜くことが望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
成形及び離型方法において図５，図６に示すような金型
装置を採用する場合には、離型時における上型１からの
成形品ｗの脱落を防止するために、まずエジェクターピ
ン５，６で成形品ｗを上型１に適度な圧力でもって押し
付け、その状態で下型２を下降させて、最後にエジェク
ターピン５，６を下降させなければならない。このた
め、エジェクターピン５，６の押し付け圧力の調整や作
動タイミングの制御が難しく、エジェクタープレート１
２を作動させるアクチュエータの構造が複雑になって、
装置の製造コストの増大を招くという不具合を生じる。

【０００７】そこで本発明は、キャビティへの材料射出
前にキャビティ内のエアを確実に抜くことができ、しか
も、型開き時には、特別なアクチュエータを用いること
なく成形品を上型に押し付けた状態で下型から押し出す
ことができるようにして、成形品の品質向上と装置の製
造コストの低減を両立することのできる射出成形用金型
装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１の発明は、キャビティを形
成する上型と下型とを備え、これらの型を型閉めしてキ
ャビティ内に材料を充填し、キャビティ内の材料が固化
したところで上型に成形品を残存保持させるように型開
きする射出成形用金型装置において、前記下型にキャビ
ティ内に開口するピン孔を形成して、このピン孔にエジ
ェクターピンを昇降自在に設け、このエジェクターピン
のキャビティ内に臨む先端部に前記ピン孔を開閉する弁
部を形成すると共に、この弁部の背面に、前記ピン孔と
の間で隙間通路を成す縮径部を形成し、さらに前記ピン
孔の隙間通路形成部に、真空装置に接続された吸引通路
を連通させる一方、前記下型に、第１スプリングによっ
て上方に付勢されたリターンピンを設け、このリターン
ピンと前記エジェクターピンとを、エジェクターピンを
上方に付勢する第２スプリングを介して連動させ、この
第２スプリングのばね力を、型閉め時にエジェクターピ
ンの弁部がピン孔を開き、材料の射出圧によって弁部が
ピン孔を閉じるように設定した。

【０００９】この発明の金型装置は以上のような構成と
したため、次のように作動する。

【００１０】型閉め時に上型と下型が閉じられると、リ
ターンピンが第１スプリングの力に抗して下降し、これ
に伴ってエジェクターピンが下降する。このとき、第２
スプリングは伸びているため、エジェクターピンは上方
に突出してその弁部がピン孔を開いている。この状態か
ら真空装置が作動すると、キャビティ内のエアは隙間通
路と吸引通路を介して排出される。この後、キャビティ
内への材料の射出が行われるが、このとき材料が射出さ
れると、エジェクターピンがその射出圧を受け第２スプ
リングの力に抗して下降し、その弁部がピン孔を閉じ
る。さらにこの後、キャビティ内の材料が固化したこと
ろで型開きが行われ、それに伴ってリターンピンが上昇
すると共に、エジェクターピンが成形品を下型側から押
し上げる。このとき、リターンピンが上昇するストロー
クの間、エジェクターピンは第１スプリングの力によっ
て成形品を上型に押し付けるため、成形品は上型側に確
実に残存保持される。

【００１１】また、請求項２の発明は、さらに前記リタ
ーンピンとエジェクターピンとの連動部に、エジェクタ
ーピンのキャビティ内への突出量を規制する規制手段を
設けた。この場合、型閉め時にエジェクターピンの先端
が上型側に衝突するのを防止することができる。

【００１２】請求項３の発明は、さらに前記吸引通路に
切換弁を介してエア供給装置を接続し、型開き時に切換
弁の操作によって前記隙間通路から成形品下面にエアを
供給するようにした。この場合、エジェクターピンによ
る押し出しに併せて、エアによる下型側からの成形品の
離型を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
〜図４に基づいて説明する。

【００１４】図面において、２０は、射出装置のノズル
２１が接続されるスプルー２２を備えた材料導入ベース
であり、２３は、下型２４と共に接合面間にキャビティ
２５を形成する上型である。材料導入ベース２０は固定
設置され、上型２３及び下型２４は、図示しない昇降装
置によって昇降できるようになっている。そして、上型
２３はさらに図示しないシリンダ装置に接続され、型開
き後にこのシリンダ装置によって所定の成形品取り出し
位置まで水平方向に移動できるようになっている。ま
た、下型２４はキャビティ２５を形成する下型本体２４
ａと、この下型本体２４ａの下面に接合される下型ベー
ス２４ｂとから成り、この下型ベース２４ｂ側に後述す
る主なエア配管や機構が組み込まれている。

【００１５】ここで、この金型装置によって造形する成
形品２６の概略について説明すると、この成形品２６
は、油圧機器のゴム製のピストン・カップを製造する際
の、図２に示すような中間段階の成形品であり、この成
形品２６は、同図中の鎖線ａで示す部分で最終的に切除
され、その鎖線ａの下側部分がピストン・カップとして
用いられる。この成形品２６は、円筒状のベース部２７
の下端に外側斜め上方に延出する環状リップ２８が設け
られる共に、ベース部２７の上端にキャップ部２９、さ
らにこのキャップ部２９の上面に支柱部３０が設けられ
た全体形状となっている。このうち支柱部３０、キャッ
プ部２９、ベース部２７の各外周面から環状リップ２８
の内周面にかけてが上型２３によって造形され、環状リ
ップ２８の外周面からベース部２７とキャップ部２９の
内側部分にかけてが下型２４によって造形されるように
なっている。尚、環状リップ２８の外周面とベース部２
７の内周面には径方向に膨出、または窪んだ部分があ
り、そのため下型２４側にはアンダーカット部分３１
ａ，３１ｂ（図１参照。）が存在する。

【００１６】前記下型２４には、キャビティ２５の中央
部下面（キャップ部２９の造形部）に開口するピン孔３
２が形成されており、このピン孔３２にエジェクターピ
ン３３が昇降自在に収容されている。このエジェクター
ピン３３は、キャビティ２５内に臨むその先端部に、ピ
ン孔３２の開口部を開閉する弁部３４が形成されると共
に、この弁部３４の背面に、ピン孔３２との間で隙間通
路３５を成す縮径部３６が形成されている。弁部３４は
ピン孔３２の径よりも大きく形成されていて、エジェク
ターピン３３の下降時に、ピン孔３２の開口部を上方か
ら閉塞し、その状態において上面部分がキャビティ２５
の一部を成すようになっている。また、ピン孔３２の途
中の隙間通路３５形成部には、真空装置３７に接続され
た吸引通路３８が連通しており、前記弁部３４がピン孔
３２の開口部を開いたときに、キャビティ２５内が隙間
通路３５を介して吸引通路３８と連通するようになって
いる。そして、エジェクターピン３３の基部はフローテ
イングピン４３を介して後述するエジェクタープレート
３９によって支持され、このエジェクタープレート３９
と共に昇降できるようになっている。

【００１７】エジェクタープレート３９は、下型２４
（下型ベース２４ｂ）内に昇降自在に収容され、その下
面を第１スプリング４０によって上方に付勢されると共
に、その一部にリターンピン４１が剛的に結合されてい
る。リターンピン４１は、下型２４に形成されたガイド
孔４２に摺動自在に収容されており、型開き時には、前
記第１スプリング４０のばね力によって下型２４の上面
から所定量上方に突出し、型閉め時には、上端を上型２
３の下面に押されることにより第１スプリング４０の力
に抗して後退するようになっている。

【００１８】また、エジェクタープレート３９には、前
記エジェクターピン３３の下側に介在されるフローテイ
ングピン４３の縮径部４４ｃが摺動自在に嵌合されてい
て、エジェクターピン３３とエジェクタープレート３９
の上下方向の相対移動は、縮径部４４ｃの上下に設けら
れた規制手段としての拡径部４４ａ，４４ｂによって規
制されるようになっている。そして、フローティングピ
ン４３とエジェクタープレート３９の間には第２スプリ
ング４５が介装されており、エジェクターピン３３がこ
の第２スプリング４５の力によりエジェクタープレート
３９から上方に向かって付勢されている。

【００１９】前記第１スプリング４０のばね力は、型閉
め時の支障にならない範囲の比較的大きな値に設定され
ており、第２スプリング４５のばね力は、型閉め時にエ
ジェクターピン３３の弁部３４がピン孔３２を開き、キ
ャビティ２５内に溶融材料が射出されたときにその射出
圧によって弁部３４がピン孔３２を閉じるような値に設
定されている。また、エジェクタープレート３９からの
エジェクターピン３３の上昇量ｃ（図１参照。）はフロ
ーティングピン４３の下側の拡径部４４ｂによって規制
されるが、この上昇量ｃは型閉め時に弁部３４がピン孔
３２を確実に開き、しかも、上型２３側のキャビティ内
壁と接触することのない範囲に設定されている。したが
って、エジェクターピン３３と上型２３の衝突によるエ
ジェクターピン３３の先端部（弁部３４）の損傷は生じ
ない。

【００２０】さらに、前記材料導入ベース２０と上型２
３、上型２３と下型本体２４ａ、下型本体２４ａと下型
ベース２４ｂの各接合部間には、キャビティ２５の周域
を囲繞するように環状のシール部材４６，４７，４８が
設けられ、これらの各部材接合部からのエアの出入りを
阻止するようになっている。そして、吸引通路３８は前
記ピン孔３２ばかりでなく、上型２３と下型本体２４ａ
との接合部間のキャビティ２５の周域部分にも連通し
（この部分の吸引通路を符号３８ａで示す。）、これら
の接合部間に隙間が生じた場合にはこの隙間からもキャ
ビティ２５内のエアを排出できるようになっている。

【００２１】また、下型２４の吸引通路３８は真空装置
３７に対して切換弁４９を介して接続されており、この
切換弁４９には真空装置３７とは別にエア供給装置５０
が接続され、必要に応じて吸引通路３８をエア供給装置
５０側に切換えられるようになっている。具体的には、
この切換弁４９は、型閉め直後には吸引通路３８を真空
装置３７側に連通させ、さらに型開き初期には吸引通路
３８をエア供給装置５０側に連通させるようになってい
る。尚、図１中５１は、キャビティ２５内の圧力を監視
するための真空センサである。

【００２２】以上のように構成されたこの金型装置によ
って成形品２６の製造を行う場合には、まず、固定設置
された材料導入ベース２０に対し、図外の昇降装置によ
り上型２３及び下型２４を上昇させて型閉めを行う。こ
うして型閉めが行われると、リターンピン４１の上端が
上型２３に押され、リターンピン４１とエジェクタープ
レート３９が第１スプリング４０のばね力に抗して下型
２４に対して相対的に下降し、このときエジェクタープ
レート３９にフローティングピン４３を介して支持され
ているエジェクターピン３３が同プレート３９と連動し
て下降する。そして、型閉めが完全に完了すると、エジ
ェクターピン３３は、図１の右半部（Ａ）で示すように
第２スプリング４５のばね力で上方に突出してその弁部
３４がピン孔３２を開いた状態となり、キャビティ２５
内は隙間通路３５を介して吸引通路３８と連通してい
る。

【００２３】つづいて、この状態から切換弁４９が真空
装置３７側に切換えられ、真空装置３７によってキャビ
ティ２５内のエアが外部に吸い出される。こうしてキャ
ビティ２５内のエアの排出が行われ、キャビティ２５内
が設定真空状態になったことが真空センサ５１によって
検出されると、射出装置のノズル２１から溶融ゴム材料
の射出が開始される。こうしてキャビティ２５内に材料
が射出されると、エジェクターピン３３がその射出圧に
よって第２スプリング４５を押し縮めて下降し、図１の
左半部（Ｂ）で示すように、その先端の弁部３４がピン
孔３２の開口を閉塞するようになる。尚、このとき真空
装置３７によるキャビティ２５内の吸引は続けられ、溶
融材料から発生するガスはピン孔３２が完全に閉じられ
る直前まで真空装置によって吸い出される。

【００２４】この後、キャビティ２５内の材料の固化を
待って型開きが行われるが、この型開きの初期には下型
２４だけが下降して上型２３と下型２４が離反する。こ
のとき、最初は下型２４の下降に伴ってリターンピン４
１が第１スプリング４０のばね力によって先端部を上型
２３に当接させたまま（下型２４に対して相対的に）上
昇し、それに伴ってエジェクタープレート３９とエジェ
クターピン３３がこれに同期して上昇する。つまり、エ
ジェクターピン３３は、図３の左半部（Ｃ）で示すよう
に、その先端部を成形品２６の下面中央に押し付けたま
ま上昇して下型２４から成形品２６を上方に押し出す。
このとき、成形品２６は少なくとも、第１スプリング４
０の荷重で上型２３に押し付けられるため、下型２４か
ら確実に離型して上型２３側に残存保持される。

【００２５】また、この型開きの初期には、このエジェ
クターピン３３による荷重の付与に加えて、高圧エアに
よる下型２４からの成形品２６の剥離が同時に行われ
る。つまり、型開きが開始される直前には切換弁４９が
エア供給装置５０側に切り換えられ、型開きの開始によ
ってエジェクターピン３３の弁部３４がピン孔３２を僅
かに開くと、高圧エアがこの開いた隙間を通して下型２
４と成形品２６の間に導入される。したがって、このと
き下型２４からの成形品２６の剥離はこの高圧エアによ
って促進され、成形品２６はより確実に下型２４から離
型される。

【００２６】こうして、下型２４の下降がさらに進む
と、リターンピン４１の（下型２４に対する相対的な）
上昇が停止して上型２３がリターンピン４１から離間す
るが、この後、僅かのストロークの間、図３の右半部
（Ｄ）で示すように、エジェクターピン３３は第２スプ
リング４５のばね力によって上昇する。このように、成
形品２６は充分なストロークの間、エジェクターピン３
３によって上型２３に押し付けられるため、離型時にお
ける上型２３からの成形品２６の脱落はより確実に防止
される。

【００２７】この後、上型２３が、図４に示すように下
型２４と共に下降し、スプルー２２で造形された材料残
存部が材料導入ベース２０から離型して、成形品２６が
完全に上型２３に残存保持される。そして、こうして成
形品２６が完全に上型２３に保持されると、上型２３が
所定の成形品取り出し位置まで水平方向に移動し、そこ
で図外の押出ピンによって成形品２６が取り出される。

【００２８】この金型装置においては、材料充填前にキ
ャビティ２５内のエアを確実に排出して成形品２６の品
質を高めることができるうえ、特別なアクチュエータを
用いない簡単な構造でありながら、下型２４にアンダー
カット部分３１ａ，３１ｂがある場合であっても成形品
２６を下型２４から離型して上型２３側に確実に残存保
持させることができる。特に、この金型装置にあって
は、リターンピン４１の上昇ストロークの間、第１スプ
リング４０のばね力によって成形品２６を上型２３に確
実に押し付けることができるため、成形品２６のゴム弾
性のために成形品２６と下型２４との係合が外れにくい
場合であっても、充分なストロークの間上型２３と成形
品２６の係合部分に負荷がかかることがなくなり、この
ため、上型２３からの成形品２６の脱落をより一層確実
に防止することができる。

【００２９】尚、以上では、上型２３と下型２４で一度
に一つ成形品２６を造形する場合について説明したが、
キャビティ２５やエジェクターピン３３、吸引通路３８
等を同様に複数個設け、一度に多数個の成形品２６を成
形するようにしても良い。この場合、射出時における各
キャビティ２５内でのエジェクターピン３３の後退タイ
ミング、つまり、ピン孔３２の閉じタイミングが溶融材
料の各キャビティ２５への導入状況（射出圧）に応じて
独立して決まるため、すべてのキャビティ２５において
エアや発生ガスを確実に排出することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、型閉め
時には、エジェクターピンが第２スプリングのばね力に
よって上方に突出してピン孔を開き、キャビティと吸引
通路を連通させることができるため、キャビティへの材
料射出前にキャビティ内のエアを確実に抜くことがで
き、また、型開き時には、第１スプリングによって上方
に付勢されたリターンピンと、このリターンピンに連動
するエジェクターピンの作用によって成形品を上型に押
し付けた状態で下型から押し出すことができるため、特
別なアクチュエータを用いることなく、簡単な構造によ
って上型側からの成形品の脱落を確実に防止することが
できる。したがって、この発明によれば、成形品の品質
向上と装置の製造コストの低減とを両立することができ
る。

【００３１】また、請求項２の発明は、リターンピンと
エジェクターピンとの連動部に、エジェクターピンのキ
ャビティ内への突出量を規制する規制手段を設けたた
め、型閉め時にエジェクターピンの先端が上型側に衝突
するのを防止し、エジェクターピンの先端部の損傷を無
くすことができる。

【００３２】さらに、請求項３の発明は、吸引通路に切
換弁を介してエア供給装置を接続し、型開き時に切換弁
の操作によって前記隙間通路から成形品下面にエアを供
給するようにしたため、エジェクターピンによる押し出
しに併せて、エアによる下型側からの成形品の離型を行
うことができ、下型側からの成形品の離型をより確実な
ものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例を示す断面図。

【図３】同実施例を示す断面図。

【図４】同実施例を示す断面図。

【図５】従来の技術を示す断面図。

【図６】同技術を示す断面図。

【符号の説明】

２３…上型、 ２４…下型、 ２５…キャビティ、 ２６…成形品、 ３２…ピン孔、 ３３…エジェクターピン、 ３４…弁部、 ３５…隙間通路、 ３６…縮径部、 ３７…真空装置、 ３８…吸引通路、 ４０…第１スプリング、 ４１…リターンピン、 ４４ａ，４４ｂ…拡径部（規制手段）、 ４５…第２スプリング、 ４９…切換弁、 ５０…エア供給装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 寿雄 千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼 怒川ゴム工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−202333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−283516（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−112459（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−171325（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/26 - 45/44

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティを形成する上型と下型とを備
   え、これらの型を型閉めしてキャビティ内に材料を充填
   し、キャビティ内の材料が固化したところで上型に成形
   品を残存保持させるように型開きする射出成形用金型装
   置において、 前記下型にキャビティ内に開口するピン孔を形成して、
   このピン孔にエジェクターピンを昇降自在に設け、この
   エジェクターピンのキャビティ内に臨む先端部に前記ピ
   ン孔を開閉する弁部を形成すると共に、この弁部の背面
   に、前記ピン孔との間で隙間通路を成す縮径部を形成
   し、さらに前記ピン孔の隙間通路形成部に、真空装置に
   接続された吸引通路を連通させる一方、 前記下型に、第１スプリングによって上方に付勢された
   リターンピンを設け、このリターンピンと前記エジェク
   ターピンとを、エジェクターピンを上方に付勢する第２
   スプリングを介して連動させし、この第２スプリングの
   ばね力を、型閉め時にエジェクターピンの弁部がピン孔
   を開き、材料の射出圧によって弁部がピン孔を閉じるよ
   うに設定したことを特徴とする射出成形用金型装置。
2. 【請求項２】 前記リターンピンとエジェクターピンと
   の連動部に、エジェクターピンのキャビティ内への突出
   量を規制する規制手段を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の射出成形用金型装置。
3. 【請求項３】 前記吸引通路に切換弁を介してエア供給
   装置を接続し、型開き時に切換弁の操作によって前記隙
   間通路から成形品下面にエアを供給することを特徴とす
   る請求項１または２に記載の射出成形用金型装置。