JP3740625B2 - インサート成形における圧入・保圧・離型方法 - Google Patents

インサート成形における圧入・保圧・離型方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金型内において金属製品などのインサートワークと樹脂とを、インサートワークの圧入により一体成形するインサート成形における圧入・保圧・離型方法に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
通常のインサート成形は、予め金型のキャビティ内にインサートワークを挿入しておき、そのキャビティに樹脂を射出充填してインサートワークの一部を樹脂内に埋込むようにしている。この場合、インサートワークの支持が片持ちとなることから、樹脂の充填圧により曲がって先端部が成形品の表面に現れるような場合には、先端部両側をピンにより保持するようにしている。
【0003】
このピンによる保持では、充填圧によりピンが金型内に後退して成形品にピン跡が残らないように工夫されているが、金型内に後退したピンの先端面は型面の一部をなすので、その先端面の跡まで成形品の表面から完全に除くことは難しく、またピンによるウエルドの発生により成形品の外観を損なうことすらある。
【0004】
また樹脂の冷却固化に伴う収縮を補う保圧制御についても、通常の成形と同様に射出装置内のスクリュの前進力により行っているため、保圧工程が終了するまでは次の成形の計量が行えず、成形時間は長くなる傾向にある。成形時間の短縮のために射出装置に保圧手段を設けることも可能であるが、この場合には射出装置のコストアップを招くことになる。
【0005】
上記インサート成形におけるウエルドやピン跡等の解決手段としては、キャビティに樹脂を射出充填したのち、その樹脂が流動状態を維持しているうちに、インサートワークを樹脂内に圧入してインサートを行うことが考えられるが、キャビティに充填された樹脂にインサートワークを圧入するには、インサート部分の体積に相当する樹脂を余剰分としてキャビティから押し出さなければ、所定の位置まで深くインサートを行うことがでず、また保圧についても余剰分の樹脂を押し出した後に、これまでに採用されている手段をもって制御を行うことは、技術的に困難なことである。
【0006】
この発明は、上記事情から考えられたものであって、その目的は、予めキャビティ内にインサートワークを挿入したインサート成形の課題の解決として、キャビティ内の樹脂にインサートワークを圧入する場合であっても、キャビティから過剰の樹脂の押し出を要せず、また圧入及び保圧制御と離型とを単一の油圧作動の押圧手段により行い得る新たなインサート成形における圧入・保圧・離型方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明は、固定型との型閉によりキャビティを形成する可動型に、油圧シリンダとピストンロッドとによる押圧手段を内設し、その押圧手段とキャビティとをピストンロッドが収まる貫通孔により接続し、そのピストンロッドを後退させて貫通孔のキャビティ側に形成したワークセット孔に、インサートワークを挿入してキャビティの外側に待機させ、そのインサートワークの圧入によりキャビティ全体を満たす程度の量の樹脂をキャビティに注入してゲートを遮断し、その樹脂が流動性を有するうちにインサートワークを押圧手段により圧入して樹脂をキャビティ全体に密に充填し、かつ押圧手段の油圧制御により樹脂の冷却固化に伴う収縮を補う保圧制御を行い、型開後にピストンロッドを前進移動してインサートワークを押圧し、インサート成形品をキャビティから突き出して離型を行う、というものである。
【0008】
このような圧入によるインサート成形では、樹脂を注入した後にインサートワークの圧入が行われるので、インサートワークによるウエルドの発生はなく、また注入される樹脂量が、射出後に圧入したインサートワークによりキャビティ一杯に満ちて成形品を完成する量に制限されているので、インサート部分の体積に相当する余剰分の樹脂の押し出は必要なく、また保圧制御は適正な樹脂量とインサートワーク側の押圧力とによって行われることから、保圧工程と次回の計量工程とを並行して実施でき、その結果、成形サイクルの時間短縮が図られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図はホットランナーを経て溶融樹脂を一対のキャビティに同時に射出することができる金型の半部を省略して示すもので、1は固定型、2は可動型でパーティング面にキャビテイ3が凹設してある。
【0010】
上記固定型1の内部にはホットランナー4が配設してある。このホットランナー4のノズル5は先端面が平坦に形成されたフラットノズルで、その先端面がキャビテイ3の中央部に臨むようにパーティング面と同一面に配置して、先端面がキャビティ3の型面を部分的に形成すると共に、ノズル口6が上記キャビティ3のゲートを兼ねるように設けてある。
【0011】
またノズル5の内部中央には、ノズル口6を開閉するピン7が軸方向に移動自在に挿入してあり、その後端は上記固定型5に内設した油圧シリンダ8のピスト9に連結してある。
【0012】
上記可動型2の内部には、油圧シリンダ10とピストンロッド11とによる押圧手段が内設してある。この押圧手段はキャビティ3の背部中央に位置し、かつキャビティ3とは上記ピストンロッド11が収まる貫通孔12により接続され、その貫通孔12のキャビティ側をワークセット孔として、該ピストンロッド11と同径で軸状のインサートワーク13を、型開時にキャビティ内から収容できるようにしてある。
【0013】
上記金型によるインサート成形では、まずピストンロッド11を後退させて貫通孔12のキャビティ側にワークセット孔を形成し、そこに上記インサートワーク13をキャビティ内から端面が型面と同一となるまで挿入して、キャビティ3の外側に待機させておく。
【0014】
次に固定型1に向け可動型2を前進移動して型閉及び型締を行ったのち、図では省略したが、固定型1にノズルタッチした射出装置からホットランナー4に溶融樹脂を射出する。この際、ノズル内部の上記開閉ピン7は後退位置にあって、ノズル口6によるキャビティゲートは開放状態にあるので、樹脂14はホットランナー4からキャビティ3に注入される。
【0015】
このキャビティ3への樹脂14の注入は、通常の射出成形のようにキャビティ3を完全に満たすまで行わず、射出後のインサートワーク13の圧入により樹脂14がキャビティ3を満たすに必要な所要の空間15が生ずる程度の量に止める。基準としてはキャビティ容積から図2に示すインサート部分13aの体積相当分を除いた量であるが、実際には容積や体積あるいは樹脂によって、ある程度の差を持たせている。
【0016】
キャビティ3への樹脂の注入が完了したら、固定型内の油圧シリンダ8を油圧作動してピストン9により開閉ピン7を前進移動し、該開閉ピン7によりノズル口6を閉じてキャビティゲートを閉鎖する(図2参照)。そして直ちに上記押圧手段のピストンロッド11を油圧により押圧伸長してインサートワーク13をキャビティ側へ突出する。また射出装置側では次回の樹脂の計量が開始される。
【0017】
キャビティ3に注入された樹脂14は、冷却されている型面との接触により直ちにスキン層を形成し、このスキン層が厚みを増して固化層を形成するのであるが、樹脂14は熱に対して不良導体であるから、全体が固化するまでに時間があり、中央部は高温状態にあって流動性を有する。
【0018】
しかし、インサートワーク13の所定位置までの挿入には、ある程度の押圧力が必要となる。これは挿入量の増加と時間の経過による固化層の増加とにより、樹脂14における流動領域が狭まって、挿入開始時よりも圧入に力を要するようになるからである。
【0019】
また最終的には、射出後に圧入したインサートワーク13が樹脂14をキャビティ一杯に満たし、図2に示すように、キャビティ全体に密に充満させることになるが、その完了に至る間の樹脂14に対する圧迫とその反力は、インサートワーク13と流動部分との相対的な移動により軽減されるので、キャビティ内の樹脂14に対する圧入の影響は少なく、インサートワーク13の位置ずれは勿論のこと、樹脂の内部歪みも生じ難く、インサート成形に生じがちなウエルドやフローマークの発生も防止される。
【0020】
この圧入によるインサート成形においても樹脂14の冷却固化に伴う収縮は生ずる。キャビティゲートを閉鎖した状態での圧入では、これまでのように射出装置側による保圧制御を行うことは出来ないので、この保圧制御を上記押圧手段によるインサートワーク13の押圧力を制御して行う。
【0021】
この押圧力の制御は上記油圧シリンダ10への油圧制御を以て行い、インサート完了後も樹脂14が完全に冷却固化するまでインサートワーク13に所要の押圧力を付与しておく、この圧力の付与は樹脂の収縮状態に応じて多段に制御でき、押圧力によりインサートワーク13は樹脂14の収縮分だけ圧入位置の変動を来すことになるが、その変動量は僅かなものであり、また変動位置を最終的な圧入位置として予め設定して、上記押圧手段によるのインサートワーク13の圧入を行い得るで、成形精度の点で問題が生ずるというようなこともない。
【0022】
保圧を終了したら上記油圧シリンダ10への圧油の供給を停止し、インサートワーク13に対する押圧力を除いて型開する。型開終了後に再度油圧シリンダ10に圧油を供給してピストンロッド11を前進移動すると、ピストンロッド11がインサートワーク13を押圧し、成形品をキャビティ3から突き出して離型する。したがって、ピストンロッド11は押し出しピンをも兼ねることになる。
【0023】
以上のようにこの発明によれば、インサート成形において保圧工程と計量工程とを並行して実施できるので成形時間の短縮を図ることがき、また押圧手段がそのまま成形品の離型に要する突出装置となるので金型のコストアップも来さず、ウエルドの発生も防止されることから製品強度も向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係るインサート成形における圧入・保圧・離型方法の実施に用いられる金型の半部を省略した図で、キャビティに樹脂を注入した状態の説明図てある。
【図2】 同じくインサート後の保圧状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 固定型
2 可動型
3 キャビティ
4 ホットランナー
5 ノズル
6 ノズル口
7 開閉ピン
10 油圧シリンダ
11 ピストンロッド
12 貫通孔
13 インサートワーク
13a インサート部分
14 樹脂

Claims (1)

  1. 固定型との型閉によりキャビティを形成する可動型に、油圧シリンダとピストンロッドとによる押圧手段を内設し、その押圧手段とキャビティとをピストンロッドが収まる貫通孔により接続し、そのピストンロッドを後退させて貫通孔のキャビティ側に形成したワークセット孔に、インサートワークを挿入してキャビティの外側に待機させ、
    のインサートワークの圧入によりキャビティ全体を満たす程度の量の樹脂をキャビティに注入してゲートを遮断し、その樹脂が流動性を有するうちにインサートワークを押圧手段により圧入して樹脂をキャビティ全体に密に充填し、
    かつ押圧手段の油圧制御により樹脂の冷却固化に伴う収縮を補う保圧制御を行い、型開後にピストンロッドを前進移動してインサートワークを押圧し、インサート成形品をキャビティから突き出して離型を行うことを特徴とするインサート成形における圧入・保圧・離型方法。
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