JP3937932B2

JP3937932B2 - 射出成形用金型および射出成形方法

Info

Publication number: JP3937932B2
Application number: JP2002167098A
Authority: JP
Inventors: 克之山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP2004009586A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融樹脂を金型キャビティに射出したときのキャビティ内のガスを逃がす機構を備えた射出成形金型および射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャビティ内のガスを逃がす機構を備えた射出成形金型としては、特開２０００−１５６６８，特開２００１−３０３０９，特開平１１−１９９７８，特許第３１０１５７１号公報に記載されたものがある。
【０００３】
図５は、上記した特開２０００−１５６６８号公報に記載されたガス抜き構造の一例を示す。一対の金型１，３相互間のキャビティ５内には溶融樹脂７が流れている。一方、金型３側には、スプリング９に押されているピン１１が図中で上下動可能に設けられ、このピン１１にはガス（キャビティ内に存在する空気や溶融樹脂の先端部分から発生するガスなど）を逃がすための溝１１ａが形成されている。この溝１１ａは、ピン１１の先端部分には形成されていない。
【０００４】
この例では、図５の状態でキャビティ５内のガスを溝１１ａを通して逃がすとともに、溶融樹脂７がピン１１の移動方向（軸方向）に沿ってピン１１に向けて流れることで、樹脂圧によりピン１１がスプリング９に抗して金型３内に入り込み、溶融樹脂７の溝１１ａへの進入を防止している。
【０００５】
一方、図６は、ガス抜きを行いたい部分に対応する金型３に通気性の金属またはスリットを備えたプレートを重ね合わせたブロック１３を設置し、このブロック１３に一端を開口させた通路１５に、金型外部に設置してある真空発生装置１７を接続することで、ガス抜きを行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図５に示したものは、溶融樹脂７がピン１１の移動方向に流れる場合には、溝１１ａへのガスの流入を防止できるが、溶融樹脂７がピン１１の横方向から流れてくる場合には、ピン１１が樹指圧によって金型３内に入り込みにくく、溶融樹脂７が溝１１ａ内に入り込んでしまうこととなる。このため、図５の例では、ガス抜き構造を金型に設定する上で制約が生じてしまう。
【０００７】
上記した問題の解決法として、ピンに溝を設けずに、ピンと金型との間の摺動隙間をガスの通過性能が確保できる隙間に設定することが考えられる。ところが、この場合には、上記した摺動隙間を、溶融樹脂が入り込んでバリが発生しないような隙間に設定する必要がある。
【０００８】
バリが発生しない隙間は、成形樹脂材料、成形条件（成形温度、射出速度、射出圧力など）、ゲートからの距離などによって異なる。このため、ガスの通過と溶融樹脂の通過防止との双方を満足するような隙間を決定するためには、過去の実績などの多大な蓄積が必要で、これがない場合には、実成形での試行錯誤が必要であり、かなりの手間を要することになる。
【０００９】
また、上記図６の例では、真空発生装置を用いることから、設備コストの上昇を招くものとなる。
【００１０】
そこで、この発明は、過去の実績などの蓄積や、実成形での試行錯誤が不要で、設備コストの上昇を招くこともなく、またガス抜き構造を金型に設定する上で制約が生じることなく、キャビティ内のガスを確実に逃がすようにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、樹脂が充填されるキャビティを形成する一対の金型相互間に、型開き時には凸部が突出する一方、型閉じ時には前記一対の金型の一方に前記凸部が押されて後退することで、前記凸部が移動可能に保持されるケース内に負圧を発生させる負圧発生機構を設け、前記ケース内の負圧発生部と、前記キャビティ内のガス溜まり部とを連通する連通路を設けた構成としてある。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記凸部は、前記ケース内に設けた弾性手段により前記突出方向に押し付けられ、前記一方の金型に押されることで前記弾性手段の弾性力に抗して後退する構成としてある。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記一対の金型の一方に、前記キャビティ内に先端が突出し、樹脂圧によって後退する可動ピンを設け、この可動ピンは、前記突出状態では前記連通路を遮断する一方、前記後退状態では、前記連通路を開放する構成としてある。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成において、前記可動ピンは、弾性手段により前記突出方向に押し付けられ、樹脂圧によって前記弾性手段の弾性力に抗して後退する構成としてある。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項３または４の発明の構成において、前記可動ピンは、前記ガス溜まり部に対し樹脂流れの上流側に設けた構成としてある。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明の構成において、前記ガス溜まり部に対応する金型の一部位に、ガスが通過可能なブロックを設置した構成としてある。
【００１７】
請求項７の発明は、樹脂が充填されるキャビティを形成する一対の金型相互間に、ケースに対して移動可能な凸部を設け、この凸部を、型閉じ時に前記一対の金型の一方が押圧して前記ケース内に負圧を発生させ、この負圧により前記キャビティ内のガス溜まり部のガスを逃がす射出成形方法としてある。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１または７の発明によれば、型閉じ動作に応じて負圧を発生させ、この負圧によりキャビティ内のガス溜まり部のガスを逃がすようにしたので、過去の実績などの蓄積や、実成形での試行錯誤が不要で、真空発生装置を使用する場合のような設備コストの上昇を招くこともなく、またガス抜き構造を金型に設定する上で制約が生じることなく、キャビティ内のガスを確実に逃がすことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、凸部は、型開き動作により、弾性手段に押されて突出状態に容易に復帰させることができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、樹指圧を利用することで、連通路を容易に開放することができる。また、樹指圧によって移動する可動ピンは、金型との摺動隙間が単に摺動のためのものであることから、スムーズに摺動できる範囲で最小とすることができ、摺動隙間に溶融樹脂が入り込むことによるバリ発生を防止することができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、可動ピンは、型開きにより樹指圧が解除されることで、弾性手段に押されて突出状態に容易に復帰させることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、溶融樹脂がガス溜まり部に到達するタイミングに合わせて、可動ピンを後退させてガス抜き動作を行わせることができるので、ガス抜き動作の高効率化を達成することができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、ガス溜まり部にガスが通過可能なブロックを設置しても、負圧を利用してガス抜きを行っているので、ガス抜き動作を確実に行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる射出成形金型の真空発生機構１９を示す断面図であり、図１（ａ）は型開き時でのもの、図１（ｂ）は型閉じ時でのものである。一対の金型２１，２３相互間には、図１（ｂ）に示すように、キャビティ２５が形成され、このキャビティ２５に、図示しないゲートから溶融樹脂２７が充填される。
【００２６】
上記した負圧発生機構１９は、図中で下部側の一方の金型２３が固定される取付板２９の周縁における他方の金型２１に対応する部位に設置されている。この負圧発生機構１９は、中空のケース３１内の空間３３に、ピストン３５が図中で上下方向に移動可能に収容されている。
【００２７】
ピストン３５には、図中で上方に突出する凸部としてのロッド３７が一体に設けられ、このロッド３７は、ケース３１の上端に形成してある貫通孔３９内を摺動する。この貫通孔３９の内周壁および、前記ピストン３５の外周壁には、気密性を確保するためのパッキン４１および４３がそれぞれ設けられている。
【００２８】
また、ピストン３５と空間３３内の底壁との間には、ピストン３５を上方に向けて押し付ける弾性手段としてのスプリング４５が介装されている。
【００２９】
上記したケース３１における空間３３の底壁付近には、空間３３におけるピストン３５の下部側部分のスプリング室３３ａと、ケース３１の外部とを連通する大気開放連通路４７が形成されている。
【００３０】
一方、空間３３におけるピストン３５の上部側部分の負圧発生部としての負圧空間３３ｂは、ケース３１の上部に形成してある負圧連通路４９に連通している。この負圧連通路４９は、金型２１，２３の周縁の他の部位の断面図である図２に示すように、連結パイプ５１を経て、金型２３内に形成してある負圧通路５３の一端５３ａに連通している。負圧通路５３の他端５３ｂは、吸気開閉弁ユニットＢに接続されている。
【００３１】
下部側の金型２３は、凹状の受け部５５と、受け部５５の凹部５５ａに嵌合する型本体５７とを有している。受け部５５の凹部５５ａの外周側と型本体５７の外周側との間には、前記した吸気開閉弁ユニットＢを有するユニット形成用ブロック５９が収容され、さらにユニット形成用ブロック５９と凹部５５ａとの間には、ガスが通過可能なブロック６１が収容されている。
【００３２】
このブロック６１は、通気性の金属ブロック、またはスリットを備えたプレートを重ね合わせたもので構成され、キャビティ２５におけるガス溜まり部６３に対応する位置に設置されている。このブロック６１に対し、樹脂流れの上流側に前記した吸気開閉弁ユニットＢが設置されることになる。
【００３３】
図３は、上記した吸気開閉弁ユニットＢを拡大した断面図であり、ユニット形成用ブロック５９には、左右方向に貫通する貫通孔６３が形成され、この貫通孔６３は、可動ピン６５が摺動する摺動孔６３ａと、摺動孔６３ａより大径となる拡大部６３ｂとを備えている。
【００３４】
可動ピン６５は、図中で左側の先端が、樹指圧が作用していない図３（ａ）の状態では、キャビティ２５内に突出する一方、樹指圧が作用している図３（ｂ）の状態では、摺動孔６３ａ内に入り込んだ状態となる。
【００３５】
可動ピン６５の先端側周囲に対応して摺動孔６３ａの内周面には、パッキン６７が設けられている。また、可動ピン６５の基端部には、拡大部６３ｂ内に収容される膨大部６５ａを有してこの膨大部６５ａの凹部６５ｂと型本体５７との間に、可動ピン６５をキャビティ２５側に押し付ける弾性手段としてのスプリング６９が介装されている。膨大部６５ａの図中右側の端面と型本体５７との間には、可動ピン６５の先端が図３（ａ）のようにキャビティ２５に突出した状態では、隙間Ｓが形成されている。
【００３６】
また、拡大部６３ｂの摺動孔６３ａ側の端面６３ｃには、平ワッシャ状のパッキン７１が固定されている。このパッキン７１に対し、図３（ａ）の状態では膨大部６５ａの段部６５ｃが密着した状態となる。
【００３７】
可動ピン６５の外周側には、上記した段部６５ｃに対応する位置から、図３中で左方向への所定長さにわたり、溝６５ｄが形成されている。この溝６５ｄの図３中で左側の端部付近には、前記した負圧通路５３の他端５３ｂが開口している。
【００３８】
また、拡大部６３ｂには、ユニット形成用ブロック５９に設けてある貫通孔７３の一端７３ａが開口し、貫通孔７３の他端７３ｂ（図２参照）は、前記した通気性のブロック６１に対向して開口している。
【００３９】
前記図１に示した負圧連通路４９，連結パイプ５１，図２に示した負圧通路５３，吸気開閉弁ユニットＢにおける溝６５ｄおよび拡大部６３ｂ，貫通孔７３により、ケース３１内の負圧空間３３ｂと、キャビティ２５内のガス溜まり部６３とを連通する連通路７４を構成している。
【００４０】
図３（ａ）の状態では、膨大部６５ａの段部６５ｃがパッキン７１に密着しているので、溝６５ｄと拡大部６３ｂとが遮断されて上記した連通路７４は遮断されたものとなる。つまり、負圧発生機構１９とガスたまり部６３とが遮断された状態である。
【００４１】
一方、図３（ｂ）の状態では、膨大部６５ａの段部６５ｃがパッキン７１から離れているので、溝６５ｄと拡大部６３ｂとが連通状態となって上記した連通路７４は遮断されることはない。つまり、負圧発生機構１９とガスたまり部６３とが連通した状態である。
【００４２】
次に、作用を説明する。図１（ａ）の型開き状態から、一対の金型２１，２３相互が接近すると、金型２１によって負圧発生機構１９のロッド３７が押し下げられる。これにより、図１（ｂ）に示すように、ピストン３５がスプリング４５の弾性力に抗して下降するので、ケース３１内の負圧空間３３ｂ内に負圧が発生し、ほぼ真空状態となる。このとき、スプリング室３３ａ内の空気は、大気開放連通路４７を通して外部へ排出される。
【００４３】
このとき、溶融樹脂２７は、まだキャビティ２５に射出されておらず、したがって、可動ピン６５は、図３（ａ）に示すように、キャビティ２５内に先端が突出した状態であり、段部６５ｃがパッキン７１に密着している。このため、溝６５ｄと拡大部６３ｂとは遮断され、連通路７４は遮断された状態となっており、負圧発生機構１９で発生している負圧はガス溜まり部６３には作用していない。
【００４４】
この状態で、溶融樹脂２７をキャビティ２５に図示しないゲートから射出供給すると、この溶融樹脂２７は図３（ａ）に示すように、可動ピン６５を設けてある部位に向けて流れる。そして、この溶融樹脂２７が可動ピン６５に到達すると、可動ピン６５は、樹脂圧により、図３（ｂ）に示すように、スプリング６９の弾性力に抗して図３中で右方向に移動し、溝６５ｄと拡大部６３ｂとが連通状態となって上記した連通路７４は連通され、負圧発生機構１９とガスたまり部６３とが連通した状態となる。
【００４５】
上記図３（ｂ）の状態での可動ピン６５は、膨大部６５ａの先端が型本体５７に当接するとともに、キャビティ２５側の先端面がキャビティ２５における成形品表面と同一面となる。
【００４６】
可動ピン６５の後退により、負圧発生機構１９とガスたまり部６３とが連通することで、負圧発生機構１９で発生した負圧が、連通路７４およびブロック６１を通してガス溜まり部６３に作用する。これにより、ガス溜まり部６３に溜まっているガス（キャビティ内に存在する空気や溶融樹脂の先端部分から発生するガスなど）が、ブロック６１の通気孔、連通路７４、連結パイプ５１を通して負圧発生機構１９側に吸引され、溶融樹脂２７はキャビティ２５内に確実に充填される。
【００４７】
溶融樹脂２７が充填されて成形品が固化し、その後金型２１，２３相互を、図１（ｂ）の状態から離反させると、図１（ａ）に示すように、ロッド３７がスプリング４５に押されて突出し、負圧空間３３ｂ内のガスは、ピストン３５に押されて連結パイプ５１、連通路７４およびブロック６１を通してガス溜まり部６３付近の金型表面に排出される。
【００４８】
その後、離型により成形品を金型から外すことで、可動ピン６５はスプリング６９に押されて図３（ｂ）の状態から図３（ａ）の状態へと移動してキャビティ２５内に先端が突出し、連通路７４が遮断された元の状態に戻る。
【００４９】
上記した実施形態によれば、型閉じ動作に応じて負圧発生機構１９にて負圧を発生させ、この負圧によりキャビティ２５内のガス溜まり部６３のガスを逃がすようにしている。このため、過去の実績などの蓄積や、実成形での試行錯誤が不要で、真空発生装置を使用する場合のような設備コストの上昇を招くこともなく、またガス抜き構造を金型に設定する上で制約が生じることなく、キャビティ２５内のガスを確実に逃がすことができる。
【００５０】
また、樹指圧を利用することで、負圧を導入する連通路７４を容易に開閉することができ、この樹指圧によって移動する可動ピン６５は、金型側の摺動孔６３ａとの摺動隙間が単に摺動のためのものでよいことから、スムーズに摺動できる範囲で最小とすることができ、この摺動隙間に溶融樹脂が入り込んでバリが発生することを防止できる。
【００５１】
さらに、溶融樹脂２７がガス溜まり部６３に到達するタイミングに合わせて、可動ピン６５を後退させてガス抜き動作を行わせることができるので、ガス抜き動作が効率よくなされる。また、ガス溜まり部６３にガスが通過可能なブロック６１を設置しても、負圧を利用してガス抜きを行っているので、ガス抜き動作が確実になされる。
【００５２】
図４は、この発明の第２の実施形態に係わる射出成形金型の要部の断面図である。この実施形態は、負圧発生機構７５を、一対の金型７７，７９のうち一方の金型７９に、内蔵する構成としている。すなわち、金型７９の一部が、内部に負圧発生部を備えたケースを有していることになる。この負圧発生機構７５は、前記した第１の実施形態における負圧発生機構１９と同様な構成であり、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。
【００５３】
そして、この負圧発生機構７５の負圧発生部となる負圧空間３３ｂは、連通路８０の一部を構成する負圧通路８１通して吸気開閉弁ユニットＢに接続されている。この吸気開閉弁ユニットＢは、前記図２および図３に示したものと同様であり、吸気開閉弁ユニットＢと、ガス溜まり部６３に対応して設けたブロック６１とを、貫通孔７３を介して接続する点などは、前記第１の実施形態と同様である。
【００５４】
この実施形態においても、型閉じ動作に応じて負圧発生機構７５にて負圧を発生させ、この負圧によりキャビティ２５内のガス溜まり部６３のガスを逃がすようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる射出成形金型の負圧発生機構を示す断面図であり、（ａ）は負圧を発生させていない状態、（ｂ）は負圧を発生させた状態である。
【図２】第１の実施形態における吸気開閉弁ユニット周辺の断面図である。
【図３】吸気開閉弁ユニットの動作説明図で，（ａ）は閉弁状態を、（ｂ）は開弁状態をそれぞれ示す。
【図４】この発明の第２の実施形態に係わる射出成形金型の要部の断面図である。
【図５】従来例に係わる射出成形金型の要部の断面図である。
【図６】他の従来例に係わる射出成形金型の要部の断面図である。
【符号の説明】
１９，７５負圧発生機構
２５キャビティ
２１，２３金型
３１ケース
３３ｂ負圧空間（負圧発生部）
３７ロッド（凸部）
４５スプリング（弾性手段）
６１通気性のブロック
６３ガス溜まり部
６５可動ピン
６９スプリング（弾性手段）
７４，８０連通路
７７，７９金型

Claims

樹脂が充填されるキャビティを形成する一対の金型相互間に、型開き時には凸部が突出する一方、型閉じ時には前記一対の金型の一方に前記凸部が押されて後退することで、前記凸部が移動可能に保持されるケース内に負圧を発生させる負圧発生機構を設け、前記ケース内の負圧発生部と、前記キャビティ内のガス溜まり部とを連通する連通路を設けたことを特徴とする射出成形用金型。
前記凸部は、前記ケース内に設けた弾性手段により前記突出方向に押し付けられ、前記一方の金型に押されることで前記弾性手段の弾性力に抗して後退することを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。
前記一対の金型の一方に、前記キャビティ内に先端が突出し、樹脂圧によって後退する可動ピンを設け、この可動ピンは、前記突出状態では前記連通路を遮断する一方、前記後退状態では、前記連通路を開放することを特徴とする請求項１または２記載の射出成形用金型。
前記可動ピンは、弾性手段により前記突出方向に押し付けられ、樹脂圧によって前記弾性手段の弾性力に抗して後退することを特徴とする請求項３記載の射出成形用金型。
前記可動ピンは、前記ガス溜まり部に対し樹脂流れの上流側に設けたことを特徴とする請求項３または４記載の射出成形用金型。
前記ガス溜まり部に対応する金型の一部位に、ガスが通過可能なブロックを設置したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の射出成形用金型。
樹脂が充填されるキャビティを形成する一対の金型相互間に、ケースに対して移動可能な凸部を設け、この凸部を、型閉じ時に前記一対の金型の一方が押圧して前記ケース内に負圧を発生させ、この負圧により前記キャビティ内のガス溜まり部のガスを逃がすことを特徴とする射出成形方法。