JP4139351B2 - 射出成形金型装置および射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、貫通穴を有する樹脂成形体を成形する射出成形金型装置と、射出成形方法に関するものである。

貫通穴を有する樹脂成形体を射出成形するにあたり、図４に示す従来の金型装置による射出成形方法では、固定側金型１０’および可動側金型２０’を型締めして形成されるキャビティ内に、スプールからピンポイントゲート４Ｐを介して樹脂を充填することにより成形していた。この金型装置の可動側金型にはスリーブピン２３’およびコアピン２４Ｐが備えられており、スリーブピン２３’は、可動側金型２０’に対して摺動可能に配置され、図示しない外部エジェクタ部材を作動させるとその作動力により摺動する。なお、コアピン２４Ｐは可動側金型２０’に対して摺動することなく固定されており、キャビティのうち貫通穴５ａを形成する部位に配置されている。

該金型装置による射出成形の工程を以下に説明すると、はじめに、図４（ａ）に示す如く型締めされた両金型１０’，２０’のキャビティ内に樹脂を充填する。次に、図４（ｂ）に示す如く両金型を型開きし、その後、外部エジェクタ部材を固定側金型１０’に近づく向きに前進させて、図４（ｃ）に示す如くスリーブピン２３’を前進させる。すると、樹脂成形体５がスリーブピン２３’によって可動側金型２０’から押し出され、図４（ｄ）に示す如く自重により落下して離型する。次に、図４（ｅ）に示す如く型締めを行い、図４（ａ）〜（ｅ）を繰り返す。

ここで、ピンポイントゲート４Ｐを採用した図４の従来方法では、キャビティ内に充填される溶融樹脂が、樹脂成形体の端面に位置するピンポイントゲート４Ｐの位置から、貫通穴５ａを中心とした時計回りおよび反時計回りの両方向でキャビティ内を流動する。そのため、時計回りの溶融樹脂と反時計回りの溶融樹脂とが流れ合わさる箇所でウエルドラインが発生してしまい、樹脂成形体５の強度が低下してしまうといった問題があった。この問題に対し特許文献１および２等に記載の金型装置では、ディスクゲート４’（図５参照）を採用することで、キャビティ内に充填される溶融樹脂が貫通穴５ａ周りを両方向で流動することなく充填されることを可能とし、ウエルドラインによる強度低下を抑制できる。

図５は特許文献１の金型装置を示しており、図４に示すスリーブピン２３’およびコアピン２４’と同様のピンが可動側金型２０’に備えられている。そして、スリーブピン２３’を前進させることによりディスクゲート４’内の樹脂を押し潰すようにカットして貫通穴５ａを形成している。

特開平６−３９８８０号公報 特開平１１−８６３５８号公報

しかしながら、ピンポイントゲート４Ｐを採用した図４の金型装置ではスリーブピンスリーブピン２３’を樹脂成形体の離型に用いることができるのに対し、ディスクゲート４’を採用した特許文献１および２等に記載の金型装置では、スリーブピン２３’を貫通穴カットに用いなければならないため、樹脂成形体５を離型させるための図示しないエジェクターピンがスリーブピン２３’とは別に必要となり、さらに、このエジェクターピンを動かすための外部エジェクタ部材がスリーブピン２３’を動かすための外部エジェクタ部材とは別に必要となる。

従って、ディスクゲート４’を採用した従来の金型装置では、ウエルドラインによる強度低下を抑制できる反面、エジェクターピンおよび外部エジェクタ部材を新規に設ける必要が生じてしまい、コストアップとなってしまう。因みに、ディスクゲート４’を採用した金型装置において、樹脂成形体５を離型させた後に別装置で貫通穴５ａを形成しようとすると、工程数増となるばかりでなく別装置を必要とするためコストアップは避けられない。

また、特許文献１による金型装置では、貫通穴５ａより大径となるスリーブピンがカットを行う構造であるため、ディスクゲート４’内の樹脂を押し潰すようにカットする構造にせざるを得ず、そのため貫通穴５ａの寸法安定性が損なわれてしまう。

また、特許文献２による金型装置では、両金型を型開きした状態でスリーブピンによるカットを行う構造であり、樹脂成形体のうち固定側金型に対向する端面が支持されていない状態でカットが行われる。すると、カット時における樹脂成形体の固定が不十分となるため貫通穴の寸法安定性が損なわれてしまう。さらに、このように端面が支持されずに開放した状態でカットが行われると、その端面の貫通穴周囲にバリが発生してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、貫通穴を有する樹脂成形体を射出成形するにあたり、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつも、コストアップの抑制と、寸法安定性の向上と、バリ発生の抑制とを実現可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
固定側金型および可動側金型を型締めして形成されるキャビティ内に、スプールからディスクゲートを介して溶融樹脂を充填することにより、前記両金型の型締め方向に延びる貫通穴を有する樹脂成形体を成形する、射出成形金型装置であって、
前記可動側金型には、前記型締め方向に摺動可能に配置されたスリーブピンと、該スリーブピンの内部にて前記型締め方向に摺動可能に配置されたコアピンとが備えられ、
前記可動側金型に対して前記固定側金型と反対側に位置して前記型締め方向に往復動する外部エジェクタ部材の作動力により、前記スリーブピンおよび前記コアピンが摺動するように構成されており、
前記両金型を型締めして溶融樹脂を充填した状態で、前記外部エジェクタ部材を前記固定側金型に近づけるように第１位置から第２位置に作動させるカット作動の際には、前記コアピンは、前記スリーブピンに対して摺動して前記ディスクゲート内の樹脂をカットすることで前記貫通穴を形成し、
前記両金型を型開きした状態で、前記外部エジェクタ部材を前記第２位置よりもさらに前記固定側金型に近づける第３位置に作動させる離型作動の際には、前記スリーブピンは、前記可動側金型に対して摺動して前記樹脂成形体を前記可動側金型から離型させるようになっており、前記外部エジェクタ部材が前記第１位置から前記第２位置に作動することにより弾性変形する弾性部材を備え、前記弾性部材の弾性力により、前記スリーブピンは前記樹脂成形体に押し付けられるようになっていることを特徴とする。

なお、本発明の樹脂成形体は、貫通穴を有するものであればその形状は限定されるものではないが、円筒形状である場合に本発明の効果が好適に発揮されるものである。

請求項１に記載の発明では、
前記可動側金型に対して前記固定側金型と反対側に配置されたスリーブ用プレートと、前記スリーブ用プレートに対して前記固定側金型と反対側に配置されたコア用プレートとを備え、
前記スリーブ用プレートには前記スリーブピンが固定され、前記コア用プレートには前記コアピンが固定され、
前記スリーブ用プレートは前記外部エジェクタ部材の作動力を前記スリーブピンに伝達し、前記コア用プレートは前記外部エジェクタ部材の作動力を前記コアピンに伝達し、
前記両金型を型締めした状態で前記外部エジェクタ部材を前記第１位置に位置させた状態では、前記コア用プレートと前記スリーブ用プレートとの間には第１所定間隔が空けられ、かつ、前記スリーブ用プレートと前記可動側金型との間には第２所定間隔が空けられるようになっており、
前記離型作動の際には、前記コア用プレートが前記スリーブ用プレートに当接することで、前記作動力が前記コア用プレートを介して前記スリーブ用プレートに伝達され、前記第２所定間隔が狭められるように構成されていることを特徴とすることが好ましい。

請求項１に記載の発明では、前記ディスクゲートの前記型締め方向における位置を、前記貫通穴の中央部分近傍としたことを特徴とすることが好ましい。

請求項１に記載の発明では、前記外部エジェクタ部材は、前記キャビティ内の樹脂が硬化した後に前記カット作動を行うように制御されていることを特徴とすることが好ましい。

請求項１に記載の発明では、前記固定側金型には、前記スプールを形成するスプールブッシュが前記型締め方向に移動可能に配置されており、前記カット作動の際には、前記スプールブッシュを前記コアピンから遠ざかる向きに移動させることを特徴とすることが好ましい。

請求項２に記載の発明では、
スリーブピンが型締め方向に摺動可能に配置されるとともにコアピンが該スリーブピンの内部にて前記型締め方向に摺動可能に配置された可動側金型と、固定側金型とを型締め状態にしてキャビティを形成する第１工程と、
前記キャビティ内に、スプールからディスクゲートを介して溶融樹脂を充填する第２工程と、
前記型締め状態を維持しつつ、前記可動側金型に対して前記固定側金型と反対側に位置して前記型締め方向に往復動する外部エジェクタ部材を、前記固定側金型に近づけるように第１位置から第２位置に作動させることで、前記コアピンが、前記外部エジェクタ部材の作動力により前記スリーブピンに対して摺動して前記ディスクゲート内の樹脂をカットし、これにより前記キャビティ内の樹脂成形体に前記型締め方向に延びる貫通穴を形成する第３工程と、
前記両金型を型開き状態にするとともに、前記外部エジェクタ部材を前記第２位置よりもさらに前記固定側金型に近づける第３位置に作動させることで、前記スリーブピンが、前記外部エジェクタ部材の作動力により前記可動側金型に対して摺動して前記樹脂成形体を前記可動側金型から離型させる第４工程と、
前記外部エジェクタ部材を前記第３位置から前記第１位置に向けて作動させる第５工程を備え、
前記第５工程では、前記第３工程における前記外部エジェクタ部材の作動により弾性変形する弾性部材の弾性力により、前記スリーブピンを前記コアピンに対して前記樹脂成形体に近づく向きに押し付けることを特徴とする。

なお、本発明の樹脂成形体は、貫通穴を有するものであればその形状は限定されるものではないが、円筒形状である場合に本発明の効果が好適に発揮されるものである。

請求項２に記載の発明では、前記第３工程は、前記キャビティ内の樹脂が硬化した後に行われることを特徴とすることが好ましい。

請求項２に記載の発明では、前記固定側金型には、前記スプールを形成するスプールブッシュが前記型締め方向に移動可能に配置されており、前記第３工程の際には、前記スプールブッシュを前記コアピンから遠ざかる向きに移動させた後に、前記コアピンによって前記ディスクゲート内の樹脂をカットすることを特徴とすることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、ディスクゲートを採用しているので、キャビティ内に充填される溶融樹脂が貫通穴周りを両方向で流動することなく充填されることを可能にでき、ウエルドラインによる強度低下を抑制できる。

また、本発明では、スリーブピンを型締め方向に摺動可能に配置するとともに、コアピンを、該スリーブピンの内部にて型締め方向に摺動可能に配置する構成としたことに加え、外部エジェクタ部材をカット作動させる際にはコアピンがスリーブピンに対して摺動してカットを行い、外部エジェクタ部材を離型作動させる際にはスリーブピンが可動側金型に対して摺動して離型を行うといった構成を採用している。このような構成により、スリーブピンとコアピンの両方を１つの外部エジェクタ部材の作動力で摺動させることを実現できるので、スリーブピンとは別のエジェクターピンを不要にでき、１つの外部エジェクタ部材でスリーブピンとコアピンを動かすことができる。よって、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつもコストアップの抑制を実現できる。

また、本発明では、コアピンがカットを行う構造であるため、スリーブピンがディスクゲート内の樹脂を打ち抜くようにカットすることができるので、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつも貫通穴の寸法安定性を向上できる。

しかも、本発明では、両金型を型締めした状態でカットを行う構造であるため、樹脂成形体の両端面が支持された状態、かつ、密閉された状態でカットが行われることとなる。よって、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつも貫通穴の寸法安定性を向上でき、かつ、端面の貫通穴周囲にバリが発生してしまうことを抑制できる。

ところで、上記請求項１に記載の発明を実施するにあたり、外部エジェクタ部材を離型作動させる際、或いは離型作動させた後、樹脂成形体がスリーブピンから離れて自重落下するようにすれば、樹脂成形体を吸引させる装置等を不要にでき、コストアップを抑制できる点で望ましい。そして、このような自重落下を実現させるためには、外部エジェクタ部材を離型作動させる際、或いはこの離型作動が終了した後に、コアピンが貫通穴から抜き出されているような構造にする必要がある。

請求項１に記載の発明によれば、弾性部材の弾性力によりスリーブピンは樹脂成形体に押し付けられるので、外部エジェクタ部材を離型作動させる際、或いはこの離型作動が終了した後において、スリーブピンを樹脂成形体の端面に押し付けた状態のままコアピンを貫通穴から抜き出させることを、シンプルな構造で容易に実現できるとともに、樹脂成形体が自重落下することを確実にできる。

請求項２に記載の発明によれば、ディスクゲートを採用した射出成形方法であるので、キャビティ内に充填される溶融樹脂が貫通穴周りを両方向で流動することなく充填されることを可能にでき、ウエルドラインによる強度低下を抑制できる。

また、本発明では、第３工程ではコアピンがスリーブピンに対して摺動してカットを行い、第４工程ではスリーブピンが可動側金型に対して摺動して離型を行うため、スリーブピンとコアピンの両方を１つの外部エジェクタ部材の作動力で摺動させることを実現できる。よって、スリーブピンとは別のエジェクターピンを不要にでき、１つの外部エジェクタ部材でスリーブピンとコアピンを動かすことができるので、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつもコストアップの抑制を実現できる。

また、本発明では、コアピンがカットを行う射出成形方法であるため、スリーブピンがディスクゲート内の樹脂を打ち抜くようにカットすることができるので、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつも貫通穴の寸法安定性を向上できる。

しかも、本発明では、両金型を型締めした状態でカットを行う射出成形方法であるため、樹脂成形体の両端面が支持された状態、かつ、密閉された状態でカットが行われることとなる。よって、ウエルドラインによる強度低下を抑制しつつも貫通穴の寸法安定性を向上でき、かつ、端面の貫通穴周囲にバリが発生してしまうことを抑制できる。

請求項２に記載の発明によれば、弾性部材の弾性力によりスリーブピンがコアピンに対して樹脂成形体に近づく向きに押し付けられるので、外部エジェクタ部材を離型作動させる際、或いはこの離型作動が終了した後において、スリーブピンを樹脂成形体の端面に押し付けた状態のままコアピンを貫通穴から抜き出させることを、シンプルな構造で容易に実現できるとともに、樹脂成形体が自重落下することを確実にできる。

以下に、本発明の好適な実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態に係る射出成形金型装置１を側方から臨む断面図、図２は図１の射出成形金型装置１を上方から臨む断面図であり、図３（ａ）〜（ｇ）は射出成形金型装置１による射出成形方法を説明する模式図である。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることは無論である。

はじめに、図１および図２を参照して射出成形金型装置１の構造を説明する。

射出成形金型装置１は、固定側金型１０および可動側金型２０を備えており、これらの金型１０，２０を型締めして形成されるキャビティ２内に、スプール３からディスクゲート４を介して溶融樹脂を充填することにより、樹脂成形体５が射出成形される。本実施形態に係る樹脂成形体５は円筒形状であり、両金型１０，２０の型締め方向（図中の矢印Ａに示す方向）に延びる貫通穴５ａを有する形状である。なお、型締め方向Ａは水平方向である。

また、固定側金型１０には入れ子部材１１が嵌め込まれ、可動側金型２０には入れ子部材２１が嵌め込まれている。そして、前述のキャビティ２は、これらの入れ子部材１１，２１により形成されている。図中の符号ＰＬに示されるラインは、両入れ子部材１１，２１の当接面であるパーティションラインを示すものである。なお、可動側金型２０と入れ子部材２１とはボルト２１ａにて締結されている。

ディスクゲート４は、型締め方向Ａにおいて、樹脂成形体５の貫通穴５ａの中央部分近傍となるように配置されている。具体的には、パーティションラインＰＬに対して可動側金型２０の側に隣接する位置に配置されている。

可動側金型２０は、射出成形金型装置１の外部装置である射出成形機６に備えられた図示しないアクチュエータにより、固定側金型１０に対して開閉移動する。図中の符号２２は可動側金型２０に固定されたガイドピンを示し、符号１２は、固定側金型１０に固定されてガイドピン２２が挿入配置されるガイドブシュを示している。そして、可動側金型２０が固定側金型１０に対して開閉移動する際に、ガイドピン２２がガイドブシュ１２内を摺動することで、精度良く開閉移動するようにガイドする。

固定側金型１０には、スプール３を形成するスプールブッシュ１３が型締め方向Ａに反復移動可能に配置されている。また、スプールブッシュ１３は、キャビティ２のうち樹脂成形体５の貫通穴５ａおよび端面に対応する部分を構成し、入れ子部材１１は、キャビティ２のうち樹脂成形体５の外周面に対応する部分を構成している。

図中の符号１４は固定側金型１０に固定されたガイドピンを示しており、スプールブッシュ１３が固定側金型１０に対して反復移動する際に、スプールブッシュ１３に形成された貫通穴１３ａ内をガイドピン１４が摺動することで、精度良く反復移動するようにガイドする。固定側金型１０のうち可動側金型２０と反対側の面は、取付プレート１５に取り付けられており、この取付プレート１５にはスプールブッシュ押えプレート１６がボルト１６ａにて取り付けられている。そして、スプールブッシュ押えプレート１６と入れ子部材１１とにより、スプールブッシュ１３の反復移動が規制されるようになっている。図中の符号ｓｔ１に示す範囲が、スプールブッシュ１３の反復移動可能範囲となる。

射出成形機６が有する外部ノズル６ａは溶融樹脂を射出するノズルであり、型締め方向Ａに移動する。外部ノズル６ａは、スプールブッシュ１３に向けて前進してスプールブッシュ１３の当接面１３ｂに当接し、さらに前進するとスプールブッシュ１３が入れ子部材１１に向けて突き動かされることとなる。このとき、スプールブッシュ１３と入れ子部材１１との間に配置された弾性部材としての第１ばね１７が弾性変形し、その弾性力は、スプールブッシュ１３を入れ子部材１１から離す向きに作用する。従って、外部ノズル６ａを後退させると第１ばね１７の弾性力によりスプールブッシュ１３はスプールブッシュ押えプレート１６に向けて移動することとなる。

可動側金型２０の入れ子部材２１には、型締め方向Ａに摺動可能に配置されたスリーブピン２３と、該スリーブピン２３の内部にて型締め方向Ａに摺動可能に配置されたコアピン２４とが備えられている。これらのスリーブピン２３およびコアピン２４は二重管構造となっており、コアピン２４は円柱形状、スリーブピン２３は円筒形状に形成されている。

スリーブピン２３は、キャビティ２のうち樹脂成形体５の端面に対応する部分を構成し、コアピン２４は、キャビティ２のうち樹脂成形体５の貫通穴５ａに対応する部分を構成している。また、入れ子部材２１は、キャビティ２のうち樹脂成形体５の外周面に対応する部分を構成している。なお、コアピン２４の先端およびスプールブッシュ１３の先端で挟まれた空間が前述のディスクゲート４を形成している。

射出成形機６が有する外部エジェクタ部材６ｂは、可動側金型２０に対して固定側金型１０と反対側に位置し、型締め方向Ａに往復動する。本実施形態の外部エジェクタ部材６ｂは、油圧を駆動源としたアクチュエータにより往復動するものであるが、本発明の実施にあたり、電動を駆動源としたアクチュエータにより往復動する外部エジェクタ部材６ｂを採用してもよい。そして、外部エジェクタ部材６ｂが往復動すると、その作動力によりスリーブピン２３およびコアピン２４が摺動するように構成されている。

スリーブピン２３には、可動側金型２０に対して固定側金型１０と反対側に配置されたスリーブ用プレート２５が固定されている。本実施形態のスリーブ用プレート２５は２枚のプレート２５ａ，２５ｂに分割されている。そして、スリーブピン２３の径拡大部２３ａをこれら２枚のプレート２５ａ，２５ｂに挟持させ、ボルト２５ｃによりこれらのプレート２５ａ，２５ｂを締結することで、スリーブ用プレート２５へのスリーブピン２３の固定を容易ならしめている。

コアピン２４には、スリーブ用プレート２５に対して固定側金型１０と反対側に配置されたコア用プレート２６が固定されている。本実施形態のコア用プレート２６は２枚のプレート２６ａ，２６ｂに分割されている。そして、コアピン２４の径拡大部２４ａをこれら２枚のプレート２６ａ，２６ｂに挟持させ、ボルト２６ｃによりこれらのプレート２６ａ，２６ｂを締結することで、コア用プレート２６へのコアピン２４の固定を容易ならしめている。

コア用プレート２６ｂにはエジェクターロッド２７がボルト２７ａにて締結されており、外部エジェクタ部材６ｂを固定側金型１０に近づけるように作動（この作動を以下前進作動と呼ぶ）させると、外部エジェクタ部材６ｂの先端がエジェクターロッド２７に当接するように構成されている。外部エジェクタ部材６ｂの型締め方向Ａにおける位置のうち、前進作動させてエジェクターロッド２７に当接する位置を第１位置とし、この第１位置から外部エジェクタ部材６ｂをさらに前進させると、エジェクターロッド２７は外部エジェクタ部材６ｂに突き押されて、コア用プレート２６およびコアピン２４とともに前進作動する。すなわち、外部エジェクタ部材６ｂの作動力は、エジェクターロッド２７およびコア用プレート２６を介してコアピン２４に伝達される。

コア用プレート２６を前進作動させると、コア用プレート２６ａの面がスリーブ用プレート２５ｂの面に当接するように構成されている。外部エジェクタ部材６ｂの型締め方向Ａにおける位置のうち、前進作動させてコア用プレート２６ａがスリーブ用プレート２５ｂに当接する位置を第２位置とし、この第２位置から外部エジェクタ部材６ｂをさらに前進させると、スリーブ用プレート２５はコア用プレート２６に突き押されて、スリーブピン２３とともに前進作動する。すなわち、外部エジェクタ部材６ｂの作動力は、エジェクターロッド２７、コア用プレート２６およびスリーブ用プレート２５を介してスリーブピン２３に伝達される。

コア用プレート２６に対してスリーブ用プレート２５と反対側にはコア取付プレート２８が配置されており、コア取付プレート２８は可動側金型２０とともに移動する部材である。そして、コア取付プレート２８と可動側金型２０とは連結部材２８ａによって連結されて、コア取付プレート２８と可動側金型２０との間隔は固定されている。この間隔の範囲内において、スリーブ用プレート２５およびコア用プレート２６は、コア取付プレート２８および可動側金型２０に対して反復移動するように構成されている。図中の符号ｓｔ２に示す範囲がスリーブ用プレート２５の反復移動可能範囲となり、図中の符号ｓｔ３に示す範囲がコア用プレート２６の反復移動可能範囲となる。

図中の符号２９ａはスリーブ用プレート２５に固定された第１リターンピンを示しており、スリーブ用プレート２５が可動側金型２０に対して反復移動する際に、可動側金型２０に形成された貫通穴２０ａ内を第１リターンピン２９ａが摺動することで、精度良く反復移動するようにガイドする。また、第１リターンピン２９ａの先端が固定側金型１０によって移動規制されることで、両金型１０，２０を型締めした状態（図１および図２に示す状態）においてはスリーブ用プレート２５が前進できないようになっており、ｓｔ２が最大ストロークとなるように位置規制される。

図中の符号２９ｂはコア用プレート２６に固定された第２リターンピンを示しており、コア用プレート２６が可動側金型２０に対して反復移動する際に、可動側金型２０に形成された貫通穴２０ｂ内を第２リターンピン２９ｂが摺動することで、精度良く反復移動するようにガイドする。また、第２リターンピン２９ｂの先端が固定側金型１０によって移動規制されることで、両金型１０，２０を型締めした状態においてはコア用プレート２６がスリーブ用プレート２５と当接した状態では前進できないようになっており、スリーブ用プレート２５と可動側金型２０との間には、ｓｔ２が最大ストロークとなる第２所定間隔が空けられるようになっている。

図中の符号２９ｃはスリーブ用プレート２５に固定された第３リターンピンを示しており、スリーブ用プレート２５が反復移動する際に、コア用プレート２６ｂに形成された貫通穴２６ｄ内を第３リターンピン２９ｃが摺動することで、精度良く反復移動するようにガイドする。また、第３リターンピン２９ｃの先端がコア取付プレート２８によって移動規制されることで、両金型１０，２０を型締めした状態で外部エジェクタ部材６ｂを第１位置に位置させた状態では、コア用プレート２６とスリーブ用プレート２５との間には、ｓｔ３が最大ストロークとなる第１所定間隔が空けられるようになっている。

なお、第１リターンピン２９ａの径拡大部と第３リターンピン２９ｃの径拡大部とを２枚のプレート２５ａ，２５ｂに挟持させてボルト２５ｃで締結することで、スリーブ用プレート２５への第１および第３リターンピン２９ａ，２９ｃの固定を容易ならしめている。また、第２リターンピン２９ｂの径拡大部を２枚のプレート２６ａ，２６ｂに挟持させてボルト２６ｃで締結することで、コア用プレート２６への第２リターンピン２９ｂの固定を容易ならしめている。

第２リターンピン２９ｂには弾性部材としての第２ばね２９ｄが取り付けられている。この第２ばね２９ｄは、可動側金型２０とコア用プレート２６ａとの間に挟み込まれるように配置されており、コア用プレート２６が第１位置からさらに前進作動することにより弾性変形し、この弾性力により、コア用プレート２６は可動側金型２０から遠ざかる向きに摺動する。

また、第３リターンピン２９ｃには弾性部材としての第３ばね２９ｅが取り付けられている。この第３ばね２９ｅは、スリーブ用プレート２５ｂとコア用プレート２６ａとの間に挟み込まれるように配置されており、コア用プレート２６が第１位置からさらに前進作動することにより弾性変形し、この弾性力により、スリーブ用プレート２５はコア用プレート２６に対して樹脂成形体５の端面に近づく向きに押し付けられる。

そして、以上の構成による射出成形金型装置１の特徴的作動を以下に説明すると、両金型１０，２０を型締めした状態で、外部エジェクタ部材６ｂを固定側金型２０に近づけるように第１位置から第２位置に前進作動させるカット作動の際には、コアピン２４は、スリーブピン２３に対して摺動して前進し、ディスクゲート４内の樹脂をカットすることで樹脂成形体５の貫通穴５ａを形成する。そして、両金型１０，２０を型開きした状態で、外部エジェクタ部材６ｂを第２位置よりもさらに固定側金型１０に近づける第３位置に作動させる離型作動の際には、スリーブピン２３は、可動側金型２０に対して摺動して樹脂成形体５を可動側金型２０から離型させるようになっている。

次に、図３を参照して射出成形金型装置１による射出成形方法を説明する。

はじめに、射出成形機６のアクチュエータにより可動側金型２０および固定側金型１０を、図３（ａ）に示す型締め状態にする（型締め工程）。次に、外部ノズル６ａを、スプールブッシュ１３に向けて前進させてスプールブッシュ１３の当接面１３ｂに当接させる。なお、図３（ａ）では両入れ子部材１１，２１およびスプールブッシュ１３を示す断面ハッチングを省略している。また、図１および図２に示す状態は図３（ａ）の状態と同じである。

次に、外部ノズル６ａをさらに前進させてスプールブッシュ１３を突き動かすことで、外部ノズル６ａを入れ子部材１１に密着させてキャビティ２を形成するとともに、第１ばね１７を弾性変形させる（ノズル前進工程）。

次に、外部ノズル６ａから溶融樹脂を射出して、スプール３からディスクゲート４を介してキャビティ２内に溶融樹脂を充填する（射出工程）。その後、キャビティ２内に充填された溶融樹脂を所定時間冷却して固化させる（冷却工程）。冷却工程期間中には、射出成形機６で次の樹脂成形体５を射出成形する準備として、充填する樹脂の分量を計量する。

次に、前記冷却工程の期間中において、型締め状態を維持しつつ外部ノズル６ａを後退させて、第１ばね１７の弾性力によりスプールブッシュ１３をコアピン２４から遠ざかる向きに移動させる（ノズル後退工程）。

次に、前記冷却工程の期間中において、型締め状態を維持しつつ、外部エジェクタ部材６ｂを、固定側金型１０に近づけるように第１位置から第２位置に前進してカット作動させる（ゲートカット工程）。すると、外部エジェクタ部材６ｂの作動力がエジェクターロッド２７およびコア用プレート２６を介してコアピン２４に伝達され、コアピン２４がスリーブピン２３に対して摺動してディスクゲート４内の樹脂を打ち抜くようにカットすることで、キャビティ２内の樹脂成形体５に貫通穴５ａが形成される。打ち抜かれたディスクゲート４およびスプール３内の樹脂は、突き抜けた勢いでスプールブッシュ１３に向けて飛ばされ、後述する型開き状態にした後、外部の取り出しロボットで吸着されて、両金型１０，２０内から取り除かれる。なお、打ち抜かれて飛ばされた樹脂は自重で落下するようにしてもよい。

図３（ａ）は前記第１位置におけるコアピン２４の位置を示しており、このとき、符号ｓｔ２,ｓｔ３に示す間隔はともに最大となっている。図３（ｂ）は前記第２位置におけるコアピン２４の位置を示しており、このとき、コア用プレート２６はスリーブ用プレート２５に当接し、符号ｓｔ３に示す間隔は最大となっている。

なお、ゲートカット工程時において、スリーブピン２３は、ガイドピン２２が固定側金型１０に押さえられている為、作動しない。また、ゲートカット工程における外部エジェクタ部材６ｂのカット作動により、第２ばね２９ｄおよび第３ばね２９ｅは弾性変形する。また、冷却工程の期間中にてゲートカット工程を行うタイミングは、キャビティ２内の樹脂が硬化した後となるように設定されており、例えば、冷却工程開始から所定時間が経過したタイミングでゲートカット工程を行うようにして好適である。

また、外部エジェクタ部材６ｂはカット作動した後すぐに第１位置に戻るようにピストン作動する。すると、第２ばね２９ｄの弾性力により、コア用プレート２６は後退し、これにより、コアピン２４が図３（ｃ）に示す位置に戻ることとなる。そして、冷却工程終了の後、射出成形機６のアクチュエータにより、可動側金型２０および固定側金型１０を型開き状態にする（型開き工程）。

次に、型開き状態において、外部エジェクタ部材６ｂを、固定側金型１０に近づけるように第１位置から第２位置を通過して第３位置に再度前進させて離型作動させる（ノックアウト工程）。すると、外部エジェクタ部材６ｂの作動力がエジェクターロッド２７およびコア用プレート２６を介してコアピン２４に伝達されるとともに、コア用プレート２６がスリーブ用プレート２５に当接することで、外部エジェクタ部材６ｂの作動力がスリーブ用プレート２５を介してスリーブピン２３にも伝達される。そして、スリーブピンが可動側金型２０の入れ子部材２１に対して摺動して図３（ｄ）に示す状態となり、樹脂成形体５が入れ子部材２１から離型される。

図３（ｄ）は前記第３位置におけるコアピン２４の位置を示しており、このとき、コア用プレート２６はスリーブ用プレート２５に当接し、スリーブ用プレート２５は可動側金型２０に当接する。また、ノックアウト工程における外部エジェクタ部材６ｂの離型作動により、第２ばね２９ｄおよび第３ばね２９ｅは弾性変形する。

ノックアウト工程ではコアピン２４はスリーブピン２３とともに前進するため、ノックアウト工程終了時点では図３（ｄ）に示すようにコアピン２４は樹脂成形体５の貫通穴５ａ内に位置する。そして、外部エジェクタ部材６ｂは、ノックアウト工程終了後すぐに第１位置に戻るようにピストン作動する（コアピン後退工程）。すると、第２ばね２９ｄの弾性力により、コア用プレート２６は後退し、これにより、コアピン２４が図３（ｅ）に示す位置に戻ることとなる。図３（ｅ）は、コアピン後退工程が終了した時点での第１位置におけるコアピン２４の位置を示しており、このとき、スリーブ用プレート２５は可動側金型２０に当接し、符号ｓｔ３に示す間隔は最大となっている。

コアピン後退工程のとき、第３ばね２９ｅの弾性力により、スリーブ用プレート２５は、コア用プレート２６に対して樹脂成形体５に近づく向きに押し付けられて可動側金型２０に当接した状態が維持される。よって、スリーブピン２３は、コアピン２４に対して樹脂成形体５に近づく向きに押し付けられ、ノックアウト工程終了時における位置（図３（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す位置）に維持される。このようなコアピン後退工程時の作動により、コアピン２４は貫通穴５ａ内から抜き出されるので、図３（ｆ）に示すように樹脂成形体５はスリーブピン２３から離れて自重落下することとなる。

そして、上述した各工程を繰り返す。すなわち、型締め工程、ノズル前進工程、射出工程、冷却工程、ノズル後退工程、ゲートカット工程、型開き工程、ノックアウト工程、コアピン後退工程、型締め工程、ノズル前進工程、射出工程、冷却工程、ノズル後退工程、ゲートカット工程、型開き工程、ノックアウト工程、コアピン後退工程を順に繰り返す。なお、コアピン後退工程終了時点では、スリーブピン２３の先端はパーティションラインＰＬよりも前進した位置に突き出ているが、型締め工程において第１リターンピン２９ａが取付プレート１５に押されることにより、スリーブピン２３は図３（ｇ）に示す位置に戻り、図３（ａ）に示すように溶融樹脂の射出が可能な状態となる。

なお、上記型締め工程は特許請求の範囲に記載の第１工程に相当し、上記射出工程は特許請求の範囲に記載の第２工程に相当し、上記ゲートカット工程は特許請求の範囲に記載の第３工程に相当し、上記ノックアウト工程は特許請求の範囲に記載の第４工程に相当し、上記コアピン後退工程は特許請求の範囲に記載の第５工程に相当する。

以上により、本実施形態によれば、ディスクゲート４を採用しているので、キャビティ２内に充填される溶融樹脂が貫通穴５ａ周りを両方向で流動することなく充填されることを可能にでき、ウエルドラインによる強度低下を抑制できる。また、スリーブピン２３とコアピン２４の両方を１つの外部エジェクタ部材６ｂの作動力で摺動させることを実現できるので、スリーブピン２３とは別のエジェクターピンを不要にでき、コストアップの抑制を実現できる。

また、本実施形態によれば、コアピン２４がディスクゲート４内の樹脂を打ち抜くようにカットすることができるので、貫通穴５ａの寸法安定性を向上できる。また、型締め状態でカットを行う構造であるため、樹脂成形体５の両端面が支持された状態、かつ、密閉された状態でカットが行われることとなる。よって、貫通穴５ａの寸法安定性を向上でき、かつ、端面の貫通穴５ａ周囲にバリが発生してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態によれば、第３ばね２９ｅの弾性力によりスリーブピン２３はコアピン２４に対して樹脂成形体５に近づく向きに押し付けられるので、外部エジェクタ部材６ｂを離型作動させる際、或いはこの離型作動が終了した後において、スリーブピン２３を樹脂成形体５の端面に押し付けた状態のままコアピン２４を貫通穴５ａから抜き出させることを、シンプルな構造で容易に実現できるとともに、樹脂成形体５が自重落下することを確実にできる。

また、本実施形態によれば、ディスクゲート４の型締め方向Ａにおける位置を貫通穴５ａの中央部分近傍としているので、ガス発生によるウエルドラインを抑制できる。また、キャビティ２内に充填された樹脂成形体５は、硬化した後にカットされるので、充填された樹脂の密度ばらつきを抑制でき、これにより、熱収縮変形による寸法精度低下を抑制できる。

また、本実施形態によれば、ノズル後退工程にて、カット作動を行う前にスプールブッシュ１３をコアピン２４から遠ざかる向きに移動させるので、カット時にスプールブッシュ１３とコアピン２４先端とが接触することを防止でき、スプールブッシュ１３とコアピン２４の磨耗防止を図ることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では第１ばね１７、第２ばね２９ｄおよび第３ばね２９ｅにコイルばねを採用しているが、本発明の実施にあたり、コイルばね以外の弾性部材を採用してもよいことは勿論である。

また、上記実施形態では、ゲートカット工程が完了して図３（ｂ）の状態になった後に外部エジェクタ部材６ｂを後退させてコアピン２４を図３（ｃ）に示す位置に戻し、その後で、外部エジェクタ部材６ｂを再度前進させるノックアウト工程を行っている。すなわち、図３（ａ）から図３（ｇ）までによる射出成形１サイクル中に、外部エジェクタ部材６ｂを二往復させている。これに対し、本発明の他の実施形態として、射出成形１サイクル中に外部エジェクタ部材６ｂを一往復させるようにしてもよい。

なお、一般的に汎用機とされている射出成形機６の仕様では、外部エジェクタ部材６ｂを所定の前進位置（第２位置）で停止させた後、そのまま第３位置に前進させることができず、第２位置から一端後退させた後に再度前進させて第３位置に作動させるようになっている。従って、ゲートカット工程およびノックアウト工程の工程毎に外部エジェクタ部材６ｂを往復作動させる図３の実施形態によれば、上述した汎用機としての射出成形機６をそのまま利用して本発明を実現できるので、好適である。

尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。

貫通穴を有する樹脂成形体が、径方向に荷重を受けるローラーとして使用されるものである場合には、特に強度低下抑制、寸法安定性の向上およびバリ発生の抑制が要求されるので、このような使用形態となる樹脂成形体を成形する射出成形金型装置、射出成形方法に本発明を利用することは、産業上の利用における好適な例として挙げられる。

本発明の一実施形態に係る射出成形金型装置１を側方から臨む断面図である。 図１の射出成形金型装置１を上方から臨む断面図である。 図１および図２に記載の射出成形金型装置１による射出成形方法を説明する模式図である。 ピンポイントゲートを採用した従来の射出成形金型装置を示す模式図である。 特許文献１に係る射出成形金型装置を示す模式図である。

符号の説明

１…射出成形金型装置 ２…キャビティ ３…スプール ４…ディスクゲート
５…樹脂成形体 ５ａ…貫通穴 ６…射出成形機 ６ａ…外部ノズル
６ｂ…外部エジェクタ部材 １０…固定側金型 ２０…可動側金型 Ａ…型締め方向

Claims (2)

1. 固定側金型および可動側金型を型締めして形成されるキャビティ内に、スプールからディスクゲートを介して溶融樹脂を充填することにより、前記両金型の型締め方向に延びる貫通穴を有する樹脂成形体を成形する、射出成形金型装置であって、
   前記可動側金型には、前記型締め方向に摺動可能に配置されたスリーブピンと、該スリーブピンの内部にて前記型締め方向に摺動可能に配置されたコアピンとが備えられ、
   前記可動側金型に対して前記固定側金型と反対側に位置して前記型締め方向に往復動する外部エジェクタ部材の作動力により、前記スリーブピンおよび前記コアピンが摺動するように構成されており、
   前記両金型を型締めして溶融樹脂を充填した状態で、前記外部エジェクタ部材を前記固定側金型に近づけるように第１位置から第２位置に作動させるカット作動の際には、前記コアピンは、前記スリーブピンに対して摺動して前記ディスクゲート内の樹脂をカットすることで前記貫通穴を形成し、
   前記両金型を型開きした状態で、前記外部エジェクタ部材を前記第２位置よりもさらに前記固定側金型に近づける第３位置に作動させる離型作動の際には、前記スリーブピンは、前記可動側金型に対して摺動して前記樹脂成形体を前記可動側金型から離型させるようになっており、
   前記外部エジェクタ部材が前記第１位置から前記第２位置に作動することにより弾性変形する弾性部材を備え、
   前記弾性部材の弾性力により、前記スリーブピンは前記樹脂成形体に押し付けられるようになっていることを特徴とする射出成形金型装置。
2. スリーブピンが型締め方向に摺動可能に配置されるとともにコアピンが該スリーブピンの内部にて前記型締め方向に摺動可能に配置された可動側金型と、固定側金型とを型締め状態にしてキャビティを形成する第１工程と、
   前記キャビティ内に、スプールからディスクゲートを介して溶融樹脂を充填する第２工程と、
   前記型締め状態を維持しつつ、前記可動側金型に対して前記固定側金型と反対側に位置して前記型締め方向に往復動する外部エジェクタ部材を、前記固定側金型に近づけるように第１位置から第２位置に作動させることで、前記コアピンが、前記外部エジェクタ部材の作動力により前記スリーブピンに対して摺動して前記ディスクゲート内の樹脂をカットし、これにより前記キャビティ内の樹脂成形体に前記型締め方向に延びる貫通穴を形成する第３工程と、
   前記両金型を型開き状態にするとともに、前記外部エジェクタ部材を前記第２位置よりもさらに前記固定側金型に近づける第３位置に作動させることで、前記スリーブピンが、前記外部エジェクタ部材の作動力により前記可動側金型に対して摺動して前記樹脂成形体を前記可動側金型から離型させる第４工程と、
   前記外部エジェクタ部材を前記第３位置から前記第１位置に向けて作動させる第５工程を備え、
   前記第５工程では、前記第３工程における前記外部エジェクタ部材の作動により弾性変形する弾性部材の弾性力により、前記スリーブピンを前記コアピンに対して前記樹脂成形体に近づく向きに押し付けることを特徴とする射出成形方法。

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