JP4088659B1 - 離型抵抗が大きい領域と小さい領域を持つ成形品を成形するための射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【技術課題】離型抵抗の大きい領域と小さい領域を持つ成形品を射出成形する際、離型抵抗の大きい部分に変形を生じさせない成形方法とその金型を提供する。
【解決手段】音孔部２などを有することにより、離型抵抗の大きい領域と小さい領域を持つ成形品１の離型持に、離型抵抗の大きい領域と小さい領域に別けて突出駒４、８を設け、この突出駒４、８は、離型開始直後は同時に上昇し、離型抵抗の大きい領域から音孔成形用のピン２ａの一部が離れたところで突出駒４の上昇を止め、突出駒８だけを上昇させて成形品１の離型を行う。このようにすると、離型抵抗の大きい領域に負荷が集中せず、この離型抵抗の大きい部分に変形が生じない。
【選択図】図１

Description

本発明は、離型抵抗が大きい領域と小さい領域を持つ成形品を成形するための射出成形用金型に関する。

薄型テレビやＰＣ等に代表される機器の前枠等には、スピーカからの音抜けを確保するために、多数の微細な孔形状、いわゆる音孔が枠成形と同時に一体成形されることが多い。このような微細な孔形状部を有する成形品を離型する場合、ピンの林立部においては他の部分よりも離型抵抗が大きいことから、特にこの部分の離型性が極めて悪い。
そこで、成形品を離型するために、離型抵抗の大きい部分をブロックやピン等で突き出す方法が採られているが、このような方法によると、離型抵抗の大きさ故に孔の領域において製品が容易に変形したり、割れ等が発生するという問題がある。
更には、キャビティ内において音孔成形用ピンの林立により、この林立した領域において樹脂の流動性が乏しくなり、ピンの林立部の中央部にガスがたまり易く、ショートショットが発生して成形不良が生じやすい。そこで、このショートショットを改善するために、ピンの林立部を部分的に入駒構造となし、この入駒部にガス抜き用の隙間を形成し、ここからガスを外へ排出するということも一般に行われる。
しかし、入駒の場合、ブロックの隙間においてガス成分中の液体もしくは固体が析出し、この隙間に付着することにより、目詰まりが発生してガスの抜けが悪くなったり、抜け出なくなるという問題がある。

このようなことから、離型性の悪い成形品を離型させる時に用いる金型として、特開昭６１−３５２１４号公報には、２段突き出し機構を用いた金型が紹介されている。
その内容は、突出し板上段は型開き機構に連動した引っ張りリンクに連結し、この突出し板上段には突出し連結棒が、突出し連結棒にはストリッパープレートがそれぞれ一体的に連結され、また突出しピンを一体的に連結した突出し板の下段には型開き後に前進する突出しロッドが連結された構造である。
しかし、この金型構造は、第一段階として成形品の外側を離型させ、第二段階として成形品の内側を離型させるため、部分的に微細な音孔が形成される成形品の成形には用いることができない。
特開昭６１−３５２１４号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、音孔や通気孔を有することにより離型抵抗が大きい領域と小さい領域を持つ成形品の成形において、離型に伴う成形品の変形や割れの発生を防止し、かつ、ショートショットの発生要因であるガスの排出を速やかに行うことにより、ガスの排出用の隙間に発生する目詰まりを防止する射出成形用金型を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ａ．離型抵抗が大きい領域となる音孔成形部を中央に形成し、前記音孔成形部より離型抵抗の小さい領域を前記離型抵抗の大きい領域の外側に形成した成形品１の射出成形用金型３において、
ｂ．前記成形品１を離型させるための突出駒は、前記離型抵抗が大きい領域を突き出すための内側突出駒４と離型抵抗の小さい領域を突き出すための外側突出駒８に分けて設けたこと、
ｃ．前記内側突出駒４を突き出すための連結ロッド１１の後端は、可動ブロック１０に連結されていると共に、この可動ブロック１０は、弾性体９の力によりその突出する作動量が一定ストロークだけ作動するようにストッパーブロック１２により規制されていること、
ｄ．前記外側突出駒８の後端は、突出板５に連結されていると共に、この突出板５の作動ストロークは、前記可動ブロック１０の作動ストロークより大きく設定され、更に突出板５には、作動方向とは逆方向に突出板５を押し戻すスプリングが７設けられていること、
ｅ．前記可動ブロック１０を突き出す弾性体９の弾発力は、前記作動板５を押し戻すスプリング７の弾発力より小さく設定されていること、
ｆ．前記内側突出駒４の正面の一部に、孫駒組込凹部４ｂを形成すると共に、この孫駒組込凹部４ｂ内に孫駒４ａを組み込んだこと、
ｇ．前記孫駒４ａ及び内側突出駒４間の周側面であって、金型表面から少し入った位置にそれぞれガス抜き溝１３を形成し、更にこのガス抜き溝１３から前記周側面に沿い、かつ金型３の奥行き方向に向けて金型３に形成したガス排出孔１４に通じるガス抜き溝１３を設けたこと、
ｈ．を特徴とするものである。

本発明を用いることにより、成形後の成形品を金型から離型させるときに、離型初期段階においては、離型抵抗の大きい領域と小さい領域を同時に突き出し、次に離型抵抗の小さい領域を突き出すという二段階方式としたことにより、離型抵抗の大きい領域に負荷が集中せず、よって変形や割れのない成形品を得ることができる。
また、内側突出駒及び、孫駒を設置し、孫駒の側面にガス抜き溝を形成することで、離型抵抗の大きい領域のガスを効果的に排除するようにした。この結果、ショートショットの発生による成形不良の問題が生じるのを防止することができる。さらに、内側突出駒と内側突出駒を収納する凹部との隙間において、内側突出駒が凹部側面を摺動するため、隙間に付着したガスや液体からの析出物が外部へ掻き出されることで、セルフクリーニング的な作用を持つ様になり、その結果、隙間に目詰まりが発生して成形不良が発生したりするのを防止することができる。よって、歩留まり良く量産することが可能となる。

図１は、本発明で用いられる金型構造であって、この金型３は、成形品１の一部に微細な孔が集合している形状いわゆる音孔部（離型抵抗が大きい領域）２を有している成形品１を作成するための金型であり、この金型３のキャビティ面には、音孔部２を形成するための微細なピン２ａが多数林立した構造となっているため、樹脂の流動性に乏しく、かつ、離型が悪い形状となっている。

金型３において、前記音孔部２を形成する金型３の正面中央部には、凹部３ｂが形成されていて、この凹部３ｂには内側突出駒４が組み付けられている。そして、前記音孔部２の外側には、外側突出駒８が配置されている。内側突出駒４は、連結ロッド１１を介して可動ブロック１０に連結されており、この可動ブロック１０は、内側突出駒４を突き出す前の状態において、突出板５に接触するように調整されている。また、可動ブロック１０の下面には、スプリングのような弾性体９が設置してあり、可動ブロック１０には、常時突き出し方向に力がかけられている。
６は、リターンピンであって、このリターンピン６は、下端が突出板５に連結され、上端側は金型３に設けたスライド孔３ａにスライド自在に挿入され、そして突出板５と金型３間には、前記弾性体９の弾性力よりも大きい弾性力のスプリング７が組み付けられていることにより、型開き時に可動ブロック１０は突出板５により前進が押さえられていて動かない構造となっている。

図４は、内側突出駒４の詳細を示したものである。但し、音孔を形成するための多数のピン２ａが林立している形状は便宜上省略してある。図５は図４を更に分解した構造を示しており、内側突出駒４は、更に小さな入駒構造となっていて、内側突出駒４の凹部４ｂには、更に小さな孫駒４ａが設置されている。更には、各々の入れ駒の周囲であって、間隔Ｌ（３ｍｍ）を入ったところには、ガスの排出を速やかにすることを目的としてガス抜き溝１３が形成されており、この溝１３の位置は、成形品１と接する金型表面１６から間隔Ｌ間はガスの透過を許容し、樹脂の透過を阻止する隙間４ｃの位置に形成され、この隙間４ｃは前記ガス抜き溝１３に連続している。このため、ガスは、隙間４ｃから溝１３に入り、この溝１３が連続しているガス排出孔１４を通じて金型３の外側へ速やかに排出されるようになっている。なお、内側突出駒４は、１箇所でも複数個所でもかまわないが、突き出す範囲が大きい場合は、複数個所の設置が好ましい。

［作用］
図１の状態は、金型３（キャビティ）が開いて、成形品１を取り出す直前の状態である。この状態では、可動ブロック１０は、弾性体９により押されているが、突出板５に当って動かないため、内側突出駒４は外側突出駒８と共に未だ動かない。図２は、突き出し初期の状態である。図示しない突き出し動作により突出板５が前進を始めると、これに連結してある外側突出駒８が前進し、併せて突出板５が前進することで可動ブロック１０が弾性体９により一緒に前進し、成形品１を金型３から少し離型させる。これが第一段階の離型作用である。このまま突出板５が突き出し動作を続けると、可動ブロック１０はストッパブロック１２に当接して、これに連結されている内側突出駒４の前進が停止する。

一方、突出板５は前進を続けることにより、外側突出駒８のみが更に前進を続け、内側突出駒４は、接触していた成形品１から離れ、同時にピン２ａが成形品１から離脱する。これが第二段階の離型作用である。

図７は、本発明を実施した金型における樹脂の流れを模式的に示したものである。音孔部２は、流動性が悪いため、フローフロントを巻き込むようになり、中央部付近に空気や樹脂から発生したガスが巻き込まれる流動状態を呈する。しかし、この巻き込みによりガスがたまる付近に設置してある凹部３ｂと内側突出駒４との隙間４ｃ、及び、内側突出駒４と孫駒４ａとの隙間４ｃからガスが排出され、更には、そのガスは、図６に示すガス抜き溝１３及び、ガス排出孔１４から速やかに金型３の外側へ排出されることにより、充填された溶融樹脂は、溜まったガスに押し戻されることなく、金型３の隅々までスムーズに流れ込む。更には、内側突出駒４が突き出しする毎に隙間４ｃに付着したガス成分が金型３の外に掻き出されるため、セルフクリーニング的な作用も併せ持つようになる。

実施例に用いた金型３は、スピーカ部のカバーに用いられる成形品の成形用であって、スピーカ部には、音を外に出すための微細な孔が多数あけられている所謂音孔部２の範囲が存在している。この金型３に図１で示される金型構造を用い、内側突出駒４の作動するストロークを７ｍｍとなるように、ストッパーブロック１２の厚さを調整した。
更には、音孔部２の中心部には、図４に示されるような孫駒４ａと図６に示されるような隙間４ｃとこれに続くガスを排出するためのガス抜き溝１３を設けた。樹脂は、ＨＩＰＳを用い射出成形にて成形を行い、溶融樹脂を注入した後、保圧、冷却を経て離型する前の状態が図９である。充填時に音孔部２の外周囲から巻き込まれたガスは、内側突出駒４の周囲及び、孫駒４ａの周囲に形成されている隙間４ｃを経由してガス抜き溝１３及びガス排出孔１４から金型３の外側へ速やかに排出され、ショートショットによる不良を生じることなく、キャビティ内の隅々まで樹脂は充填された。

この製品を離型する段階において、まず、図１０に示すように、内側突出駒４及び外側突出駒８で成形品１を同時に突き出した。その結果、成形品１は、内側突出駒４と外側突出駒８との距離が短いため、突き出しストローク５ｍｍの位置において、金型３から離型した。その後内側突出駒４は、ストッパーブロック１２に当接して上昇を止め、図１１に示すように、外側突出駒８のみで、成形品全体を突き出した。内側突出駒４についている成形品１の面積は小さいため、この内側突出駒４から容易に成形品１は離型することができ、図１１のように、音孔部２に変形の無い良品を得ることができた。
なお、内側突出駒４の突き出しストロークは、少なくともこの内側突出駒４部分以外のピン２ａから成形品１に成形された音孔の内面が離れればそれで良く、それ以上可動ブロック１０は前進しなくても良い。

実施例１では内側突出駒４を用いて音孔部２の中心部を突き出していたが、実施例２では、内側突出駒４の代わりに円柱状である内側突出ピン１７ａ、１７ｂを用いて音孔部２を突き出す実施例を説明する。本実施例２の方法は、意匠の都合で内側突出駒４の面積を広く取れない場合に適用する。
図１２は離型工程における最終状態を示し、実施例１の図１１（又は図３）に相当するものである。可動ブロック１０へは２本の内側突出ピン１７ａ、１７ｂの後端が連結されており、その内側突出ピン１７ａ、１７ｂの先端には微細な音孔を形成するためのピン２ａが複数設けられている。
離型方法は、実施例１の場合と同一である。

［比較例１］
実施例１の成形品１を用いて、内側突出駒４が作動しないようにした、離型せしめる音孔部２の範囲は、図１３で示されるように、外側突出駒８の間の長い距離となる。この成形品１を金型３から離型するために外側突出駒８を動作させていくと、突き出す位置が離れているため、音孔部２の中心が金型３から離型するのに大きな変形を伴った。その結果、音孔部２の中心部が離型する段階において、図１４に示されるように変形が残留してしまい、良品を得ることができなかった。

［比較例２］
実施例１の成形品１を用いて、突き出しタイミングとして、外側突出駒８を最初に作動させ、次いで内側突出駒４を作動させて突き出しを行った（図１５）。所謂、時間差突き出しといわれる手法である。突き出し動作初期は、比較例１のように外側突出駒８間の長い距離を突き出すため、音孔部２の中心部が離型せずに残る。その後、外側突出駒８を動作させたまま、内側突出駒４を外側と同じ移動速度で動作させた。その結果、音孔部２は、図１６に示されるように突き出し開始の時間差分の変形を保持したまま突き出され、その間に音孔部２は変形したまま固化が進むため、変形が残留し、良品を得ることができなかった。

［比較例３］
実施例１の成形品１を用いて、突き出しタイミングとして、図１７のように内側突出駒４を最初に作動させたところ、内側突出駒４が小さいため、その周囲に応力が集中し、成形品１の変形と角部に割れが生じ、良品を得ることができなかった。

［比較例４］
実施例１の成形品１を用いて、図１８に示したように内側突出駒４と外側突出駒８を全て同時に動作させ、突き出しを行ったところ、突き出し完了の時点においても、内側突出駒４の形状が金型３から離型しておらず、成形品１を取り出すのが困難であった。

［比較例５］
実施例１の成形品１及び金型構造を用い、孫駒４ａを設置せず、内側突出駒４の周囲にガス逃げ溝１３を設置しない駒形状として射出成形を行ったところ、連続成形の途中で、入駒の隙間に樹脂から発生したガスが付着し、隙間が詰まることでガスの排出が疎外され、音孔部２の中心にガス溜まりが原因となるショートショットが生じ、連続して良品を得ることができなかった。

本発明に係る射出成形用金型を示す断面図 離型直後の説明図 離型終了状態の説明図 内側突出駒の斜視図 孫駒の説明図 孫駒組込部の断面図 音孔成形部の樹脂の流動パターンの説明図 音孔付成形品の説明図 成形品を離型させる直前の説明図 離型直後の説明図 成形品が内側突出駒から離型した状態の説明図 内側突出駒を２本とした金型の説明図 比較例１の説明図 比較例１による成形品の変形状態の説明図 比較例２の説明図 比較例２による成形品の離型状態の説明図 比較例３の説明図 比較例４の説明図

符号の説明

１ 成形品
２ 音孔部
３ 金型
４ 内側突出駒
５ 突出板
６ リターンピン
７ スプリング
８ 外側突出駒
９ 弾性体
１０ 可動ブロック
１１ 連結ロッド
１２ ストッパーブロック

Claims (1)

1. ａ．離型抵抗が大きい領域となる音孔成形部を中央に形成し、前記音孔成形部より離型抵抗の小さい領域を前記離型抵抗の大きい領域の外側に形成した成形品１の射出成形用金型３において、
   ｂ．前記成形品１を離型させるための突出駒は、前記離型抵抗が大きい領域を突き出すための内側突出駒４と離型抵抗の小さい領域を突き出すための外側突出駒８に分けて設けたこと、
   ｃ．前記内側突出駒４を突き出すための連結ロッド１１の後端は、可動ブロック１０に連結されていると共に、この可動ブロック１０は、弾性体９の力によりその突出する作動量が一定ストロークだけ作動するようにストッパーブロック１２により規制されていること、
   ｄ．前記外側突出駒８の後端は、突出板５に連結されていると共に、この突出板５の作動ストロークは、前記可動ブロック１０の作動ストロークより大きく設定され、更に突出板５には、作動方向とは逆方向に突出板５を押し戻すスプリングが７設けられていること、
   ｅ．前記可動ブロック１０を突き出す弾性体９の弾発力は、前記作動板５を押し戻すスプリング７の弾発力より小さく設定されていること、
   ｆ．前記内側突出駒４の正面の一部に、孫駒組込凹部４ｂを形成すると共に、この孫駒組込凹部４ｂ内に孫駒４ａを組み込んだこと、
   ｇ．前記孫駒４ａ及び内側突出駒４間の周側面であって、金型表面から少し入った位置にそれぞれガス抜き溝１３を形成し、更にこのガス抜き溝１３から前記周側面に沿い、かつ金型３の奥行き方向に向けて金型３に形成したガス排出孔１４に通じるガス抜き溝１３を設けたこと、
   ｈ．を特徴とする離型抵抗が大きい領域と小さい領域を持つ成形品を成形するための射出成形用金型。

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