JP3828282B2 - 射出成形金型、その金型を用いた射出成形方法及び射出成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形金型、その金型を用いた射出成形方法、その方法を用いた射出成形方法及びその方法に用いる射出成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形金型として２プレート式金型がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２プレート式金型は射出成形時の樹脂の充填圧力が全て金型を開く力となって作用する。従って、この充填圧力以上の力で型締めする型締め装置が必要となる。また、ガイドピンやリターンピン等の上型と下型の位置決めをするための多数の部品により構成されるため、製品に比較して金型及び装置が大型化する。さらに、型開→インサート部品セット→コアピン前進→型締め→射出→冷却→型開→コアピン戻し→製品押し出しの工程を順番に行うため、成形サイクルが長くなる。多数個取りの金型を用いて成形サイクルを短くすることができるが、金型構造がより複雑かつ大型化するばかりでなく、ランナー部分が長くなる。ランナー部分が長くなると、樹脂の流動抵抗が増加して成形品の品質が不安定になりやすい。そして、ランナー部分はスクラップとなるため、原料費が増大して歩留まりが悪化する。また、キャビティとスプルーのつなぎ部分であるゲートが太くなり、該ゲートを切断することが困難となる等の問題点がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、成形サイクルが短く構成が簡易な射出成形金型、その金型を用いた射出成形方法、その方法を用いた射出成形方法及びその方法に用いる射出成形装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１〜請求項５に記載の発明が提供される。請求項１に記載の本発明の射出成形金型は、開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面を形成した金型本体と、その金型本体に装着され傾斜案内面に沿って移動して型開閉を行う左右二分割のスライドコアと、傾斜案内面間に進出してスライドコアを型開きするエジェクタロッドと、そのエジェクタロッドの進出及び後退を制御する制御手段とから構成し、左右対称の傾斜案内面間の中心を、スライドコアの移動に同期して移動し、そのスライドコアが型閉じしたとき構成されるキャビティ内に中子ピンを保持する中子ホルダを設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明の射出成形金型は、請求項１に記載の構成において、スライドコアのスプルーにキャビティに向かって縮径するテーパ形状部を設けるとともに、そのスプルーの途中に抜け止め拡径部を形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の本発明の射出成形方法は、金型の開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面に装着した左右二分割のスライドコアに、射出シリンダの先端に取り付けたノズルを当接させるとともに、射出シリンダを伸長してそのスライドコアを金型の傾斜案内面間に押し込んで型閉じし、さらにその射出シリンダの押圧力を作用させて型締めすることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の本発明の射出成形方法は、金型本体の左右対称の傾斜案内面に左右二分割のスライドコアを装着した射出成形金型の複数個を、金型搬送手段により搬送して、順次射出成形ステーションと成形品取り出しステーションとの間を循環させ、その射出成形ステーションで停止させた射出成形金型に対して、射出シリンダの先端に取り付けたノズルをスライドコアに当接させるとともに、射出シリンダを伸長してそのスライドコアを傾斜案内面に沿って押し込んで型閉じし、さらに射出シリンダの押圧力を作用させて型締めして射出成形するとともに、移動中に型開きしないようにスライドコアをロックし、成形品取り出しステーションで停止させた射出成形金型に対して、ロックを解除するとともに、エジェクタロッドを進出させてスライドコアを型開きし、成形品を取り出すことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の本発明の射出成形装置は、開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面を形成した金型本体と、その金型本体に装着され傾斜案内面に沿って移動して型開閉を行う左右二分割のスライドコアと、傾斜案内面間に進出してスライドコアを型開きさせるエジェクタロッドと、そのエジェクタロッドの進出及び後退を制御する制御手段と、型閉じしたスライドコアをロックするロック手段とから構成した射出成形金型と、その射出成形金型を複数個載置して、順次射出成形ステーションと成形品取り出しステーションとの間を循環させる金型搬送手段と、射出成形ステーション及び成形品取り出しステーションでその金型搬送手段を所定時間停止させる搬送制御手段と、射出成形ステーションに停止した射出成形金型に対して、射出シリンダの先端に取り付けたノズルをスライドコアに当接させるとともに、その射出シリンダを伸長してそのスライドコアを前記傾斜案内面に沿って押し込んで型閉じし、さらに射出シリンダの押圧力を作用させて型締めしたスライドコアを移動中も型締め状態に保持するためにロックして射出成形する射出成形ユニットとから構成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
請求項１に記載の射出成形金型によれば、開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面を形成した金型本体に、左右二分割のスライドコアを装着して傾斜案内面に沿って移動させることにより、そのスライドコアを合着及び離間させて型開閉を行うことができる。従って、本発明の射出成形金型は、射出シリンダを伸長してスライドコアを金型本体の傾斜案内面に沿って押し込んで型閉じするとともに、射出シリンダの押圧力により型締めした後、射出成形する射出成形装置に適用できる。型締め機構を必要としないから構造が簡単となり小型で安価な射出成形金型を提供できる。
さらに、左右二分割のスライドコアが型閉じして構成されるキャビティ内に中子ピンが保持される。スライドコアが離間したとき、成形品は中子ピンに嵌まっているから、容易にキャビティから分離できる。従って、成形品を分離させるためのエジェクタ機構を必要としない射出成形金型を提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載の射出成形金型によれば、スライドコアのスプルーに設けたキャビティに向かって縮径するテーパ形状部により、ゲートの断面積が小さくなり冷却固化したスプルーから成形品を容易に切断分離できる。また、スプルーの途中に形成した抜け止め拡径部により、冷却固化したスプルーがノズルの後退とともに抜け出てしまうのを防止できる。従って、抜け出たスプルーがノズルの先端に残留して再び溶融するまで時間がかかって、成形サイクルが長くなる不具合を回避できる。
【００１３】
上記請求項３に記載の射出成形方法によれば、先端のノズルをスライドコアに当接して射出シリンダを伸長し、スライドコアを金型の傾斜案内面に沿って押し込んで型閉じするとともに、その射出シリンダの押圧力を作用させて型締めする。従って、本発明方法を実施する装置に特別な型締め機構を設ける必要がなく、製造コストの低減を図ることができる射出成形方法を提供できる。
【００１４】
請求項４に記載の射出成形方法によれば、順次射出成形ステーションと成形品取り出しステーションとの間を、金型搬送手段により複数個の射出成形金型を搬送して循環させ、射出成形ステーションで停止させた射出成形金型に対して射出成形を実施し、成形品取り出しステーションで停止させてスライドコアを型開きした射出成形金型から成形品を取り出すようにしたもので、各ステーションに射出成形金型を停止させて、該各ステーションにおける作業を同時に行うことができるから成形サイクルを短縮することができる。
【００１５】
請求項５に記載の射出成形装置によれば、順次射出成形ステーションと成形品取り出しステーションとの間を、金型搬送手段により複数個の射出成形金型を搬送して循環させ、射出成形ステーションで停止した射出成形金型に対して、射出成形を実施し、成形品取り出しステーションで停止させるとともに、スライドコアを型開きして成形品を取り出すことができる。従って、各ステーションに射出成形金型を停止させて、該各ステーションにおける作業を同時に行って成形サイクルを短縮できる射出成形方法を実施するための最適な装置を提供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は回転式インサート射出成形装置１の概略の正面図で一部を切断して示してある。基盤２の前面に突出する回転中心軸３にインデックステーブル４が回転自在に支持されている。インデックステーブル４は、ゼネバ歯車機構若しくはパルスモータ駆動機構（何れも図示しない）等により回転角９０度置きの間欠回転を行う。回転中心軸３には、カム５が固嵌されている。インデックステーブル４には、９０度の等角度間隔で４個の射出成形金型（以下単に金型という）６が設置されている。各金型６には、エジェクタロッド７が設けられている。該エジェクタロッド７は、スプリング８によって付勢されて、端部に設けたカムフォロア９を前記カム５に弾接している。上記基盤２には、インデックステーブル４の周囲に９０度角間隔で時計回りに、インサート部品セットステーションＡ、型締・射出成形ステーションＢ、冷却ステーションＣ及び成形品取り出しステーションＤの４個所の作業ステーションが設定されている。
【００１７】
インデックステーブル４に設置される金型６は図２〜図５に示すように、金型本体１１と左右二つ割のスライドコア１６とから構成される。金型本体１１は、開放端から内方に向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面１２が形成されている。金型本体１１の前後には、フロントプレート１３とバックプレート１４を固定して、傾斜案内面１２の前後を塞いでいる。フロントプレート１３には、上面中央部から切り込んだ凹溝１３ａが形成されている。そして、傾斜案内面１２間には、該傾斜案内面１２と平行なアンギュラピン１５が左右に２本づつ設けられている。また、開放端にはストッパプレート１１ａが設けられ、スライドコア１６が傾斜案内面１２から脱落するのを防止するとともに、型開量を制御している。
【００１８】
左右対称のスライドコア１６は、外側面を傾斜案内面１２と合致する傾斜面１７とするとともに、アンギュラピン１５を挿通する挿通孔１８が形成されている。そして、スライドコア１６の合着面１９には、成形品形状部２０と、スプルー部２１と、インサート部品挿入部２２と、インサートピン挿通部２３が彫り込まれている。スプルー部２１には、途中に抜け止め段部２４が設けられるとともに、成形品形状部２０に向かって断面積を狭めるテーパ形状部２５が形成されている（図４及び図８参照）。
【００１９】
スライドコア１６の前面から形成されるインサート部品挿入部２２と、後方から形成されるインサートピン挿通部２３は、それぞれ成形品形状部２０に連通している。インサートピン２６は、スライドコア１６の後面に嵌着したホルダ２７に保持されている。該ホルダ２７には、両端部に後側に突出するガイド２８が形成されている。そして、該ガイド２８は金型本体１１のバックプレート１４に形成した縦方向のガイド溝２９に嵌まって案内される。これにより、スライドコア１６が傾斜案内面１２に沿って移動する際、ホルダ２７は傾斜案内面１２間の中心線上を移動する。また、スライドコア１６の側面には、ロックピン３０が係入する係入溝３１が形成されている。ロックピン３０は、金型本体１１の両側面に固定したロックシリンダ３２により進出及び後退を制御される。
【００２０】
上記スライドコア１６は、傾斜面１７を傾斜案内面１２に載せるとともに、アンギュラピン１５を挿通孔１８に挿通して金型本体１１に装着される。そして、金型本体１１に挿通したエジェクタロッド７を、傾斜案内面１２間に進出させてスライドコア１６の底面に当接させる。型締・射出成形ステーションＢに設置される射出成形ユニット４１は、先端にノズル４２を固定した射出シリンダ４３を備え、該射出シリンダ４３を油圧により進出させて型閉じ及び型締めを行う。
【００２１】
上記構成のインサート射出成形装置１の作動を、チューブの先端をインサートしたケーシングキャップを射出成形する態様で説明する。インデックステーブル４は回転角９０度の間欠回転により各金型１１を順次各作業ステーションＡ〜Ｄに循環させる。図６（ａ），（ｂ）に示すように、インサート部品セットステーシヨンＡに停止した金型６では、カム５により金型本体１１の傾斜案内面１２間に進出するエジェクタロッド７に押されてスライダコア１６が開き、離間した合着面１９間にインサートピン（本発明の中子ピン）２６が現れている。このインサートピン２６にインサート部品であるチューブ５１を挿通してセットする。
【００２２】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、型締・射出成形ステーションＢで停止した金型６では、スプリング８に付勢されてカム５に弾接するエジェクタロッド７が金型本体１１の傾斜案内面１２間から後退している。そして、射出シリンダ４３が進出し、先端のノズル４２に当接するスライダコア１６を傾斜案内面１２間に押し込む。押し込まれたスライダコア１６は、傾斜案内面１２に案内されて対向間隔を狭め合着して型閉じする。そして、射出シリンダ４３の押圧力が作用して型締めされている段階でロックシリンダ３２が作動し、ロツクピン３０をスライドコア１６の係入溝３１に係入させてロックする。スライダコア１６が合着すると、スプルー５２及びキャビティ５３が構成される。ノズル４２から射出された溶融樹脂材料がスプルー５２を通ってキャビティ５３内に充填される。図８に示すようにキャビティ５３内には、インサートピン２６にチューブ５１が挿通されてセットされているから、そのチューブ５１がインサートされる。射出終了後射出シリンダ４３は後退する。
【００２３】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、冷却ステーシヨンＣに停止した金型６では、金型６に設けた冷却水路（図示しない）に冷却水を循環させてキャビティ内の溶融樹脂材料を冷却固化させる。十分冷却固化したタイミングで、ロックシリンダ３２を作動させ、ロックピン３０をスライダコア１６の係入溝３１から後退させてロックを解除する。
【００２４】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、成形品取り出しステーシヨンＤに停止した金型６では、カム５により金型本体１１の傾斜案内面１２間に進出するエジェクタロッド７に押されて、スライダコア１６が開く。このとき成形品５４は、インサートピン２６に固着された状態であるので、キャビティ５３から容易に分離する。そして、インサートピン２６から成形品５４を抜き出して金型６から取り出す。
【００２５】
上記した射出成形装置１は、４個の金型６をインデックステーブル４の間欠回転により４個所の作業ステーションＡ〜Ｄを順次循環させて成形するから、各ステーションでの作業を同時に行うことができ、成形サイクルを速めることができる。また、スライダコア１６を傾斜案内面１２間に押し込んで型締めを行うことにより、従来構造に比較して２０〜３０％程度の型締力でよいから、ノズルタッチ力を利用して型締めすることが可能となり、特別な型締め装置を付設する必要がない。従って、金型６をコンパクトな構造として小型化でき、型替え時間を大幅に短縮できるとともに、装置の全体構成も小型化できる。
【００２６】
さらに、スプルー５２を短くできるから、原料歩留まりを改善できる。そして、該スプルー５２に抜け止め段部２４を形成したから、冷却固化したスプルー５２の部分の樹脂材料がノズル４２の後退とともに抜け出ることを防止できる。これにより、ノズル４２の先端に残留した樹脂材料が、再び溶融するまで待機する必要がなく成形サイクルが長くなるのを回避できる。また、テーパ形状部２５を形成したことにより、ゲートの断面積が小さくなり冷却固化したスプルー５２から成形品５４を容易に切断分離できる。成形品取り出しステーションＤでは、成形品５４はインサートピン２６に嵌まったままあるので、スライドコア１６が離間するときキャビティ５３から容易に分離できる。従って、製品をキャビティから取り出すためのエジェクタ機構を必要としない等の利点を有する。
【００２７】
尚、本発明の方法及び装置は、上記実施形態で説明したインサート射出成形のみならず、インサート部品を用いない射出成形にも適用できる。また、金型搬送手段として、間欠回転するインデックステーブルの他に、間欠駆動のコンベア装置を用いることもできる。さらに、エジェクタロッドの進退をシリンダにより直接制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転式インサート射出成形装置１の概略の正面図で一部を切断して示してある。
【図２】型締・射出成形ステーションで停止した金型の一部切欠正面図である。
【図３】同、一部切欠平面図である。
【図４】図２におけるI−I線断面図である。
【図５】インサート部品セットステーションで停止した金型の一部切欠正面図である。
【図６】金型へのインサート部品のセット状態を示した断面図である。
【図７】型締・射出成形ステーションでの作動を示した断面図である。
【図８】溶融樹脂材料が充填されたキャビティ部分の拡大断面図である。
【図９】冷却ステーションで停止した金型の断面図である。
【図１０】成形品取り出しステーションでの作動を示した断面図である。
【符号の説明】
１ インサート射出成形装置
２ インデックステーブル
６ 金型
１１ 金型本体
１２ 傾斜案内面
１５ 傾斜ピン
１６ スライドコア
１７ 傾斜面
１９ 合着面
２４ 抜け止め段部
２５ テーパ形状部
２６ インサートピン（中子ピン）
３０ ロックピン
３１ 係入溝
３２ ロックシリンダ
４１ 射出成形ユニット
４２ ノズル
４３ 射出シリンダ
５１ チューブ
５２ スプルー
５３ キャビティ
５４ 成形品

Claims (5)

1. 開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面を形成した金型本体と、該金型本体に装着され前記傾斜案内面に沿って移動して型開閉を行う左右二分割のスライドコアと、前記傾斜案内面間に進出して前記スライドコアを型開きするエジェクタロッドと、該エジェクタロッドの進出及び後退を制御する制御手段とから構成し、前記左右対称の傾斜案内面間の中心を、前記スライドコアの移動に同期して移動し、該スライドコアが型閉じしたとき構成されるキャビティ内に中子ピンを保持する中子ホルダを設けたことを特徴とする射出成形金型。
2. 前記スライドコアのスプルーにキャビティに向かって縮径するテーパ形状部を設けるとともに、該スプルーの途中に抜け止め拡径部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。
3. 金型の開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面に装着した左右二分割のスライドコアに、射出シリンダの先端に取り付けたノズルを当接させるとともに、前記射出シリンダを伸長して該スライドコアを前記金型の傾斜案内面間に押し込んで型閉じし、さらに該射出シリンダの押圧力を作用させて型締めすることを特徴とする射出成形方法。
4. 金型本体の左右対称の傾斜案内面に左右二分割のスライドコアを装着した射出成形金型の複数個を、金型搬送手段により搬送して、順次射出成形ステーションと成形品取り出しステーションとの間を循環させ、該射出成形ステーションで停止させた射出成形金型に対して、射出シリンダの先端に取り付けたノズルを前記スライドコアに当接させるとともに、射出シリンダを伸長して該スライドコアを前記傾斜案内面に沿って押し込んで型閉じし、さらに前記射出シリンダの押圧力を作用させて型締めして射出成形するとともに、移動中に型開きしないように前記スライドコアをロックし、前記成形品取り出しステーションで停止させた射出成形金型に対して、ロックを解除するとともに、エジェクタロッドを進出させてスライドコアを型開きし、成形品を取り出すことを特徴とする射出成形方法。
5. 開放端から内方へ向かって対向間隔を狭める左右対称の傾斜案内面を形成した金型本体と、該金型本体に装着され前記傾斜案内面に沿って移動して型開閉を行う左右二分割のスライドコアと、前記傾斜案内面間に進出して前記スライドコアを型開きさせるエジェクタロッドと、該エジェクタロッドの進出及び後退を制御する制御手段と、型閉じしたスライドコアをロックするロック手段とから構成した射出成形金型と、該射出成形金型を複数個載置して、順次射出成形ステーションと成形品取り出しステーションとの間を循環させる金型搬送手段と、前記射出成形ステーション及び成形品取り出しステーションで該金型搬送手段を所定時間停止させる搬送制御手段と、前記射出成形ステーションに停止した射出成形金型に対して、射出シリンダの先端に取り付けたノズルを前記スライドコアに当接させるとともに、該射出シリンダを伸長して該スライドコアを前記傾斜案内面に沿って押し込んで型閉じし、さらに前記射出シリンダの押圧力を作用させて型締めしたスライドコアを移動中も型締め状態に保持するためにロックして射出成形する射出成形ユニットと、から構成したことを特徴とする射出成形装置。

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