JP3547718B2

JP3547718B2 - 金型装置

Info

Publication number: JP3547718B2
Application number: JP2001101359A
Authority: JP
Inventors: 信夫森北
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002292699A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機は射出装置及び金型装置を備え、前記射出装置の加熱シリンダ内において加熱されて溶融させられた成形材料としての樹脂を射出ノズルから射出するようになっている。また、前記金型装置は、固定金型及び可動金型から成り、該可動金型を進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。そして、金型装置の型締めが行われた状態で、射出ノズルから射出された樹脂は、金型装置内のキャビティ空間に充填（てん）され、冷却されて固化し、成形品になる。続いて、金型装置の型開きが行われ、成形品が取り出される。
【０００３】
図２は従来の金型装置の型開状態を示す断面図、図３は従来の可動金型の要部を示す断面図である。
【０００４】
図において、１１はボトムキャビティ、１２は該ボトムキャビティ１１を支持する支持ブロック、１３は前記ボトムキャビティ１１の前端（図２における左端）に隣接させて配設されたキャビティ、１４は該キャビティ１３の周囲に配設された型板であり、前記ボトムキャビティ１１、支持ブロック１２、キャビティ１３及び型板１４によって固定金型１５が構成される。該固定金型１５は図示されない固定プラテンに取り付けられる。そして、前記ボトムキャビティ１１の前端面（図２における左端面）及びキャビティ１３の内周面は、成形しようとする成形品１６の外周面に対応させて形成される。
【０００５】
また、前記固定金型１５に対して可動金型２１が接離自在に配設され、該可動金型２１は、図示されない可動プラテンに取り付けられたコアプレート２２及び該コアプレート２２に取り付けられたコア２３から成り、図示されない型締装置を作動させることによって進退（図２における左右方向に移動）させられる。そして、前記成形品１６をコア２３から分離させるために、前記コア２３に対して進退自在にセパレータ２４が配設され、該セパレータ２４を進退させるために図示されないエジェクタ装置が配設される。
【０００６】
なお、前記型締装置には、型締装置駆動部としての図示されない型締シリンダが配設され、該型締シリンダを駆動することによって型締装置を作動させ、可動金型２１を進退させて型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。また、前記エジェクタ装置は、クロスヘッド、該クロスヘッドに取り付けられ、前端に前記セパレータ２４が取り付けられたエジェクタロッド、及び該エジェクタロッドを介して前記セパレータ２４を進退させる駆動部としてのエジェクタシリンダを備える。
【０００７】
前記コア２３は、基部１８、及び該基部１８から前方（図２における右方）に突出させて形成された突部１７から成り、該突部１７の外周面は、前記成形品１６の内周面に対応させて形成される。
【０００８】
前記型締装置を作動させることによって、前記可動金型２１を前進（図２における右方に移動）させると、突部１７がキャビティ１３内に挿入されて型閉じ及び型締めが行われ、前記可動金型２１を後退（図２における左方に移動）させると、突部１７がキャビティ１３から出されて型開きが行われる。そして、型閉じが終了した時点で可動金型２１と固定金型１５との間、すなわち、前記ボトムキャビティ１１の前端面及びキャビティ１３の内周面と突部１７の外周面との間にキャビティ空間が形成される。
【０００９】
また、前記ボトムキャビティ１１の中央の領域ＡＲには、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂を高温に維持した状態で案内する図示されないホットランナシステムが配設される。なお、ホットランナシステムは、ランナ、チップランナ、コールドスプルー等から成り、該ホットランナシステムと前記キャビティ空間との間がゲート２７によって連結される。
【００１０】
そして、前記突部１７の前端面（図２における右端面）に開口させて円形の穴３１が形成され、該穴３１内に円柱状のセンタコア３２が前端面をボトムキャビティ１１と対向させて挿入され、前記穴３１の内周面とセンタコア３２の外周面との間に、軸方向に所定の長さを有する環状のエアスリット３３が形成され、該エアスリット３３の前端にエア吹出口３５が形成される。なお、前記エアスリット３３のクリアランスは０．０１〔ｍｍ〕程度にされる。また、コアプレート２２及びコア２３を貫通させてエア通路３４が形成され、該エア通路３４と前記エアスリット３３とが連通させられる。そして、前記エア通路３４は図示されない空気供給源に接続される。したがって、型開き時にエア吹出口３５から空気を吹き出すことによって、成形品１６を可動金型２１から離型させることができる。
【００１１】
次に、前記構成の金型装置の動作について説明する。
【００１２】
前記型締装置を作動させて、図２に示されるように、可動金型２１を後退させると、キャビティ１３から突部１７が出されて型開きが行われる。このとき、成形品１６はコア２３に付着した状態で、可動金型２１側に残される。
【００１３】
続いて、エア吹出口３５から空気が吹き出されるとともに、エジェクタ装置が作動させられてエジェクタロッドを介してセパレータ２４が前進させられ、該セパレータ２４によって、成形品１６の先端、すなわち、フランジ部３６が押される。そのために、該フランジ部３６とセパレータ２４とが当接させられる。
【００１４】
したがって、まず、成形品１６の底部３７がコア２３の表面から剥（は）がされ、続いて、セパレータ２４の前進に伴って、胴上部３９が、更に胴下部３８が剥がされる。このようにして、可動金型２１側に残った成形品１６がエジェクタ装置及び空気によって突き出され、成形品１６が可動金型２１から離型させられる。
【００１５】
そして、前記成形品１６が、可動金型２１から完全に離型させられ、取り出されると、セパレータ２４が後退させられる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の金型装置において、エア吹出口３５から吹き出された空気は、底部３７を図３における一点鎖線のように変形させながら矢印Ａ方向に押し出すが、これに伴って、胴下部３８が矢印Ｂ方向に変形させられる。その結果、胴下部３８がコア２３に押し付けられ、離型抵抗が大きくなり、離型を困難にしてしまう。特に、成形品１６が深い場合、及び薄い場合、離型抵抗が一層大きくなり、離型を一層困難にしてしまう。したがって、深物及び薄物の成形品１６を成形することができなくなってしまう。
【００１７】
そして、セパレータ２４によって成形品１６を押すときに発生する圧縮強度が前記離型抵抗より大きくなると、成形品１６は座屈し、離型させることができなくなってしまう。さらに、樹脂が機械的剛性の低い材料から成る場合、成形品１６は一層座屈し、離型させることができなくなってしまう。
【００１８】
そこで、キャビティ空間に充填された樹脂を十分に冷却した後に、離型を行うことが考えられるが、冷却時間を長くすると、成形サイクルが長くなってしまう。
【００１９】
本発明は、前記従来の金型装置の問題点を解決して、容易に離型を行うことができ、深物及び薄物の成形品を成形することができ、成形サイクルを短くすることができる金型装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の金型装置においては、キャビティと、本体部及びセンタコアを備え、進退自在に配設され、型締め時に前記キャビティとの間にキャビティ空間を形成するコアと、該コアに対して進退自在に配設され、型開き時に前進させられ、成形品をコアから分離させるセパレータとを有する。
【００２１】
そして、前記コアには、軸方向における中央より底部側の箇所において、本体部の前端面とセンタコアの後端面とを合わせることによってエアスリットが形成される。
また、該エアスリットは、環状の第１の空気流路、及び該第１の空気流路から放射状に延び、かつ、先端にコアの周方向の全体にわたってエア吹出口が形成された第２の空気流路から成る。
【００２４】
本発明の他の金型装置においては、さらに、前記本体部の前端面は、ランド部、該ランド部の外周縁に沿って形成された環状溝、及び該環状溝の径方向外方において、ランド部より後方に形成された肩部を備える。
そして、前記本体部の前端面とセンタコアの後端面とを合わせたときに、前記環状溝によって第１の空気流路が、肩部によって第２の空気流路が形成される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施の形態における金型装置の型開状態を示す断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における可動金型の要部を示す断面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるコアの要部を示す正面図、図６は図５のＸ−Ｘ断面図である。
【００２７】
図において、１１はボトムキャビティ、１２は該ボトムキャビティ１１を支持する支持ブロック、１３は前記ボトムキャビティ１１の前端に隣接させて配設されたキャビティ、１４は該キャビティ１３の周囲に配設された型板であり、前記ボトムキャビティ１１、支持ブロック１２、キャビティ１３及び型板１４によって固定金型１５が構成される。該固定金型１５は図示されない固定プラテンに取り付けられる。そして、前記ボトムキャビティ１１の前端面（図１における左端面）及びキャビティ１３の内周面は、成形しようとする成形品１６の外周面に対応させて形成される。
【００２８】
また、前記固定金型１５に対して可動金型２１が接離自在に配設され、該可動金型２１は、図示されない可動プラテンに取り付けられたコアプレート２２及び該コアプレート２２に取り付けられたコア２３から成り、図示されない型締装置を作動させることによって固定金型１５に対して進退（図１における左右方向に移動）させられる。そして、前記成形品１６をコア２３から分離させるために、前記コア２３に対して進退自在にセパレータ２４が配設され、該セパレータ２４を進退させるために図示されないエジェクタ装置が配設される。
【００２９】
なお、前記型締装置には、図示されない型締装置駆動部としての型締シリンダが配設され、該型締シリンダを駆動することによって型締装置を作動させ、可動金型２１を進退させて型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。また、前記エジェクタ装置は、クロスヘッド、該クロスヘッドに取り付けられ、前端に前記セパレータ２４が取り付けられたエジェクタロッド、及び該エジェクタロッドを介して前記セパレータ２４を進退させる駆動部としてのエジェクタシリンダを備える。
【００３０】
前記コア２３は、基部１８、及び該基部１８から前方（図１における右方）に突出させて形成された突部１７から成り、該突部１７の外周面は、前記成形品１６の内周面に対応させて形成される。
【００３１】
前記型締装置を作動させることによって、前記可動金型２１を前進（図１における右方に移動）させると、突部１７がキャビティ１３内に挿入されて型閉じ及び型締めが行われ、前記可動金型２１を後退（図１における左方に移動）させると、突部１７がキャビティ１３から出されて型開きが行われる。そして、型閉じが終了した時点で可動金型２１と固定金型１５との間、すなわち、前記ボトムキャビティ１１の前端面及びキャビティ１３の内周面と突部１７の外周面との間にキャビティ空間が形成される。
【００３２】
また、前記ボトムキャビティ１１の中央の領域ＡＲには、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂を高温に維持した状態で案内する図示されないホットランナシステムが配設される。なお、ホットランナシステムは、ランナ、チップランナ、コールドスプルー等から成り、前記ホットランナシステムと前記キャビティ空間との間がゲート２７によって連結される。
【００３３】
そして、前記突部１７は、本体部５０及びセンタコア５２から成り、本体部５０の前端部（図１における右端部）に、切頭円錐（すい）形のセンタコア５２を取り付けることによって形成され、本体部５０の前端面（図１における右端面）とセンタコア５２の後端面（図１における左端面）との間に、径方向に所定の幅を有する環状のエアスリット５３が形成される。そのために、前記本体部５０の前端面は、所定の径を有する円形のランド部５７、該ランド部５７の外周縁に沿って所定の深さで形成された環状溝５８、及び該環状溝５８の径方向外方に形成され、前記ランド部５７よりわずかに後方（図６における左方）に形成された肩部５９から成り、前記環状溝５８と後述されるエア通路３４とが連通させられる。したがって、本体部５０に前記センタコア５２を取り付けると、前記環状溝５８及び肩部５９とセンタコア５２との間にエアスリット５３が形成される。また、該エアスリット５３における前記環状溝５８に対応する部分に環状の第１の空気流路８１が、肩部５９に対応する部分に、コア２３の周方向の全体にわたって、前記第１の空気流路８１から放射状に延びる環状の第２の空気流路８２が形成される。そして、該第２の空気流路８２の先端に、コア２３の周方向の全体にわたってエア吹出口５５が形成される。
【００３４】
また、コアプレート２２及びコア２３を貫通させてエア通路３４が形成され、該エア通路３４と前記エアスリット５３とが連通させられる。そして、前記エア通路３４は図示されない空気供給源に接続される。したがって、型開き時に、空気は、エアスリット５３内を放射状に流れ、エア吹出口５５から放射状に吹き出される。その結果、成形品１６を可動金型２１から容易に離型させることができる。
【００３５】
次に、前記構成の金型装置の動作について説明する。
【００３６】
まず、前記型締装置を作動させて、可動金型２１を前進させ、型閉じを行い、型締めを行った後、射出装置の射出ノズルから樹脂を射出し、前記キャビティ空間に充填する。続いて、金型装置を冷却し、前記キャビティ空間内の樹脂を固化させると、成形品１６が成形される。そして、図１に示されるように、可動金型２１を後退させると、キャビティ１３から突部１７が出されて型開きが行われる。このとき、成形品１６はコア２３に付着した状態で、可動金型２１側に残される。
【００３７】
続いて、エア吹出口５５から空気が吹き出されるとともに、エジェクタ装置が作動させられてエジェクタロッドを介してセパレータ２４が前進させられ、セパレータ２４によって、成形品１６のフランジ部３６が押される。そのために、該フランジ部３６とセパレータ２４とが当接させられる。
【００３８】
したがって、まず、成形品１６における前記エア吹出口５５に対応する部分、本実施の形態においては、胴下部３８が、エア吹出口５５から吹き出された空気によってコア２３の側面から剥がされ、続いて、空気が底部３７とセンタコア５２との間に入り込み、底部３７がセンタコア５２の前面から剥がされる。また、セパレータ２４の前進に伴って、前記成形品１６における他の部分、本実施の形態においては、胴上部３９がコア２３の側面から剥がされる。このようにして、可動金型２１側に残った成形品１６が突き出され、成形品１６が可動金型２１から離型させられる。この場合、エア吹出口５５から吹き出される空気の量が少なく、圧力が低いと、成形品１６を直接吹き飛ばすことはできない。なお、前記胴下部３８は成形品１６の軸方向における中央より底部３７側の部分であり、胴上部３９は中央よりフランジ部３６側の部分である。
【００３９】
そして、前記成形品１６が、可動金型２１から完全に離型させられ、取り出されると、セパレータ２４が後退させられる。
【００４０】
この場合、エアスリット５３はコア２３の軸方向における所定の箇所に形成されるが、理想的に離型を行うには、エアスリット５３を胴下部３８に対応させて形成するのが好ましい。胴上部３９に対応させて形成すると、先に胴上部３９がコア２３から剥がされるので、底部３７をセンタコア５２から剥がすことが困難になる。
【００４１】
ところで、本実施の形態において、エア吹出口５５から吹き出された空気は、胴下部３８を図４における一点鎖線のように変形させながら矢印Ｃ方向に押し出し、続いて、矢印Ｄ方向に移動して底部３７とセンタコア５２との間に入り込み、底部３７を一点鎖線のように変形させながら矢印Ｅ方向に押し出す。この場合、胴下部３８及び底部３７が押し出されるのに伴って、胴上部３９がコア２３に押し付けられることはない。したがって、離型抵抗を小さくすることができるので、容易に離型を行うことができる。特に、成形品１６が深い場合、及び薄い場合でも、離型抵抗が大きくならないので、離型を容易に行うことができる。したがって、深物及び薄物の成形品１６を成形することができる。
【００４２】
そして、セパレータ２４によって成形品１６を押すときに発生する圧縮強度が前記離型抵抗より大きくなることがないので、成形品１６は座屈することなく、離型させられる。さらに、樹脂が機械的剛性の低い材料から成る場合でも、成形品１６は座屈することなく、離型させられる。
【００４３】
また、成形品１６が座屈することがないので、キャビティ空間に充填された樹脂が十分に冷却される前に離型を行うことができる。したがって、冷却時間を短くすることができるので、成形サイクルを短くすることができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００４５】
図７は本発明の第２の実施の形態におけるコアの要部を示す正面図、図８は図７のＹ−Ｙ断面図である。
【００４６】
この場合、コアは、矩（く）形の成形品を成形するために断面が矩形であり、本体部５０は、前端面（図８における右端面）において、矩形のランド部６７、該ランド部６７の外周縁に沿って所定の深さで形成された矩形溝６８、該矩形溝６８より外方に形成され、コアの四辺に沿って形成された壁部６９、及びコアの周方向の複数箇所、すなわち、各コーナ部に、対角線の方向に形成されたスリット部７１を備え、前記矩形溝６８とエア通路３４とが連通させられる。そして、前記本体部５０にセンタコアを取り付けると、前記矩形溝６８及びスリット部７１とセンタコアとの間に、径方向に所定の幅を有するエアスリット５３が形成される。また、該エアスリット５３における、前記矩形溝６８に対応する部分に環状の第１の空気流路８１（図４）が、前記スリット部７１に対応する部分に、第１の空気流路８１から放射状に延びる環状の第２の空気流路８２が形成される。そして、スリット部７１の先端にエア吹出口５５が形成される。
【００４７】
したがって、エア吹出口５５から空気が吹き出されるとともに、エジェクタ装置が作動させられてエジェクタロッドを介してセパレータ２４が前進させられ、セパレータ２４によって、フランジ部３６が押される。そのために、該フランジ部３６とセパレータ２４とが当接させられる。この場合、矩形の成形品のコーナ部分を選択的に浮き上がらせて離型を行うことができる。
【００４８】
前記各実施の形態において、離型性を高くするために、コアの表面のミガキ摩擦係数を小さくすることもできる。
【００４９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、金型装置においては、キャビティと、本体部及びセンタコアを備え、進退自在に配設され、型締め時に前記キャビティとの間にキャビティ空間を形成するコアと、該コアに対して進退自在に配設され、型開き時に前進させられ、成形品をコアから分離させるセパレータとを有する。
【００５１】
そして、前記コアには、軸方向における中央より底部側の箇所において、本体部の前端面とセンタコアの後端面とを合わせることによってエアスリットが形成される。
また、該エアスリットは、環状の第１の空気流路、及び該第１の空気流路から放射状に延び、かつ、先端にコアの周方向の全体にわたってエア吹出口が形成された第２の空気流路から成る。
【００５２】
この場合、前記コアには、軸方向における中央より底部側の箇所において、本体部の前端面とセンタコアの後端面とを合わせることによって、環状の第１の空気流路、及び該第１の空気流路から放射状に延び、かつ、先端にコアの周方向の全体にわたってエア吹出口が形成された第２の空気流路から成るエアスリットが形成される。
【００５３】
したがって、型開き時に、まず、成形品におけるエア吹出口に対応する部分がエア吹出口から吹き出された空気によってコアの表面から剥がされ、続いて、空気が成形品の底部とコアとの間に入り込み、底部がコアの表面から剥がされる。また、セパレータの前進に伴って、成形品の他の部分がコアの表面から剥がされる。
【００５４】
この場合、前記成形品におけるエア吹出口に対応する部分及び底部が押し出されるのに伴って、成形品の他の部分がコアに押し付けられることがない。したがって、離型抵抗を小さくすることができるので、容易に離型を行うことができる。特に、成形品が深い場合、及び薄い場合でも、離型抵抗が大きくならないので、離型を容易に行うことができる。したがって、深物及び薄物の成形品を成形することができる。
【００５５】
そして、セパレータによって成形品を押すときに発生する圧縮強度が前記離型抵抗より大きくなることがないので、成形品は座屈することなく、離型させられる。さらに、樹脂が機械的剛性の低い材料から成る場合でも、成形品は座屈することなく、離型させられる。
【００５６】
また、キャビティ空間に充填された樹脂が十分に冷却される前に離型を行うことができ、冷却時間を短くすることができるので、成形サイクルを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における金型装置の型開状態を示す断面図である。
【図２】従来の金型装置の型開状態を示す断面図である。
【図３】従来の可動金型の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における可動金型の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるコアの要部を示す正面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるコアの要部を示す正面図である。
【図８】図７のＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
１３キャビティ
１６成形品
２３コア
２４セパレータ
５３エアスリット
５５エア吹出口
８１、８２第１、第２の空気流路

Claims

（ａ）キャビティと、
（ｂ）本体部及びセンタコアを備え、進退自在に配設され、型締め時に前記キャビティとの間にキャビティ空間を形成するコアと、
（ｃ）該コアに対して進退自在に配設され、型開き時に前進させられ、成形品をコアから分離させるセパレータとを有するとともに、
（ｄ）前記コアには、軸方向における中央より底部側の箇所において、本体部の前端面とセンタコアの後端面とを合わせることによってエアスリットが形成され、
（ｅ）該エアスリットは、環状の第１の空気流路、及び該第１の空気流路から放射状に延び、かつ、先端にコアの周方向の全体にわたってエア吹出口が形成された第２の空気流路から成ることを特徴とする金型装置。
（ａ）前記本体部の前端面は、ランド部、該ランド部の外周縁に沿って形成された環状溝、及び該環状溝の径方向外方において、ランド部より後方に形成された肩部を備え、
（ｂ）前記本体部の前端面とセンタコアの後端面とを合わせたときに、前記環状溝によって第１の空気流路が、肩部によって第２の空気流路が形成される請求項１に記載の金型装置。