JP4214587B2 - 環状成形品の射出成形方法並びに射出成形金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、内部に中心孔を有する中空状の歯車のような環状成形品の射出成形方法並びに射出成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の環状成形品を射出成形する場合には、固定型板と可動型板との間に環状成形品用のキャビティを設け、環状成形品の一方の端面に対応する位置の固定型板にピンポイントゲートを設け、このピンポイントゲートを介して、キャビティ内に溶融樹脂を供給するか、あるいは固定型板と可動型板の合わせ面（パーティングライン）付近において、上記環状成形品の外周面に対応する位置に、トンネルゲート（サブマリンゲート）を設け、このトンネルゲートを介して、キャビティ内に溶融樹脂を供給することにより、上記環状成形品を成形するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の環状成形品を射出成形する場合には、上述したようにゲートとしてピンポイントゲートあるいはトンネルゲートを使用しているために、ゲート径を大きくとりにくく、キャビティ内に供給する樹脂の量を増加させようとする場合、または迅速にキャビティ内に樹脂を供給しようとする場合に、柔軟に対応することができないという不満があった。また、ゲート位置を製品である環状成形品の対称（線対称、あるいは点対称）位置に設置することが難しいために、ゲートから供給された樹脂がキャビティ内を円滑に流れにくくて、キャビティ内の各部に均一に行き渡らず、従って、製品の形状によっては、均質な製品が得にくいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ゲート断面積を大きくとることができて、キャビティ内に円滑にかつ迅速に樹脂を供給することができると共に、キャビティ内の樹脂の流れを滑らかにすることができて、キャビティの各部に均一に樹脂を行き渡らせることができ、従って、均質な製品を得ることができる環状成形品の射出成形方法並びに射出成形金型を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、固定型板とこの固定型板に接近、離間自在に設けられた可動型板との間に形成したキャビティ内にバルブゲートを介して樹脂を供給することにより環状成形品を成形する射出成形方法であって、上記固定型板に設けられた支持ピンと上記可動型板に設けられたコアピンとを突き合わせると共に、これら支持ピンとコアピンが突き合わされた状態において、上記固定型板に設けられたバネによって、常に上記支持ピンを上記コアピン側に付勢することにより、少なくとも環状体の中心孔をそれら支持ピン及びコアピンにより成形すると共に、上記支持ピンのまわりに配置されこの支持ピンに支持案内される筒状の可動ピンの先端面によって、上記バルブゲートを閉塞し、かつ上記環状体の一方の端面の少なくとも一部を成形するものである。この請求項１にあっては、型閉め時に支持ピンとコアピンとを突き合わせた状態で、支持ピンに沿って可動ピンを移動させることにより、バルブゲートを可動ピンによって開き、リング状のゲート面から樹脂をキャビティ内に供給した後、上記可動ピンによって上記バルブゲートを閉止して、キャビティ内に環状体を成形する。また、本発明の請求項２は、固定型板とこの固定型板に接近、離間自在に設けられた可動型板との間に形成したキャビティ内にバルブゲートを介して樹脂を供給することにより環状成形品を成形する射出成形金型であって、上記固定型板に支持ピンとこの支持ピンをその先端側に付勢するバネと上記支持ピンに支持案内される筒状の可動ピンとが設けられ、上記支持ピンに対向して上記可動型板にコアピンが設けられ、かつ上記支持ピンのまわりに、上記バルブゲートを開閉する上記可動ピンが、その軸線に沿って移動自在に設けられる一方、上記支持ピン及びコアピンが型閉め時に突き合わされて少なくとも環状体の中心孔をそれら支持ピン及びコアピンにより成形するように構成されると共に、上記可動ピンの先端面が上記環状体の一方の端面の少なくとも一部を成形するように構成され、上記支持ピンとコアピンが突き合わされた状態において、上記バネによって、常に上記支持ピンが上記コアピン側に付勢されているものである。この請求項２にあっては、固定型板に可動型板を当接させ、かつコアピンを支持ピンに突き合わせた状態で、可動ピンを支持ピンに沿って移動させることにより、リング状のバルブゲートを開き、キャビティ内に樹脂を供給した後、上記可動ピンを、支持ピンに支持案内された状態で移動してバルブゲートを閉止することにより、キャビティ内に環状体を成形する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１はホットランナタイプの射出成形金型の一例を示す主要部の断面図、図２は図１の固定取付板（射出成形機）側を示す断面図、図３はキャビティ部の断面図である。この射出成形金型は、図１と図３に示す大小一対の歯車部１Ａ、１Ｂを有する中空状のギヤ（環状成形品）１を樹脂成形するためのものである。図中符号１０は固定型板であり、この固定型板１０に対して可動型板１１が接近、離間自在に設けられている。そして、これらの型板１０、１１には、それぞれ入子１０Ａ、１１Ａが装着されており、これらの入子１０Ａ、１１Ａ間には、上記ギヤ１を成形するためのキャビティ１２が形成されている。また、上記固定型板１０には固定受板１３、スペーサブロック１４を介して固定取付板１５が取付けられており、固定受板１３と固定取付板１５との間にはマニホールド１６が設置されている。そして、上記固定型板１０、入子１０Ａ及び固定受板１３の内部には、バルブゲート装置２０のバルブ本体２１が装着されており、このバルブ本体２１の先端部の外周には温度センサ２２及びヒータ２３が設けられている。さらに、ヒータ２３の外周にはヒータカバー２４が装着されており、上記バルブ本体２１の先端にはシールリング２５が設けられている。さらにまた、上記バルブ本体２１の先端内部は、円形の貫通孔を構成する内周壁２１Ａに等間隔に４つの樹脂通路２１Ｂが形成されている。そして、上記固定取付板１５に装着されたスプルーブッシュ（不図示）、マニホールド１６、バルブ本体２１の各内部及び入子１０Ａに形成されたゲート１０Ｂを通って、溶融樹脂がキャビティ１２に供給されるようになっている。
【０００７】
上記バルブ本体２１の上部には閉塞部材２６が内装されており、この閉塞部材２６の内部及びバルブ本体２１の先端内部の内周壁２１Ａに支持案内されて、可動ピン２７が、その軸線に沿って摺動するようになっている。そして、上記可動ピン２７の基端側は、マニホールド１６及び固定取付板１５を挿通しており、この可動ピン２７の基端部は、固定取付板１５内に設けられた流体圧シリンダ２８のピストン２９に取付ボルト３０によって取付けられている。この流体圧シリンダ２８には、固定取付板１５に形成された２本の流体通路３１Ａ、３１Ｂを介して流体が供給されるようになっており、これにより、ピストン２９が可動ピン２７とともに移動するようになっている。また、上記固定取付板１５には、上記流体圧シリンダ２８を固定するために、第１、第２、第３取付部材３２、３３、３４が取付ボルト３５によって取付けられている。この第１取付部材３２には、上記ピストン２９の作動を検知する近接スイッチ３６が設けられている。さらに、上記可動ピン２７の内部には、支持ピン３７が、その軸線に沿って移動自在に設けられており、この支持ピン３７の基端部は上記第２、第３取付部材３３、３４に形成された空所３８に収納されている。この空所３８に収納された支持ピン３７の基端部のつば部３７Ａと、第３取付部材３４との間には、上記支持ピン３７を、その先端側に付勢するバネ３９が装着されている。そして、上記支持ピン３７の内部には、中心孔３７Ｂが形成されており、この中心孔３７Ｂを介して圧縮空気を支持ピン３７の先端側に供給することにより、支持ピン３７の先端部の冷却を行うようになっている。この支持ピン３７の冷却手段としては、エア冷却の他、ヒートパイプを用いてもよい。このヒートパイプの場合あるいは支持ピン３７の内部で二重通路構造として圧縮空気を循環させることができる場合には、上記支持ピン３７の中心孔３７Ｂは先端を閉塞しておく。
【０００８】
上記キャビティ１２内で成形されるギヤ１は、環状体１Ｅの外周部に上記大歯車部１Ａ及び小歯車部１Ｂが形成され、かつ上記大歯車部１Ａ側の端面にリング状の突起１Ｃが形成されており、この突起１Ｃの端面１Ｄが上記可動ピン２７の先端面により成形され、かつゲート面とされている。従って、上記ギヤ１の突起１Ｃの端面１Ｄには、バルブゲート跡が形成されている。また、上記ギヤ１の中心部に形成された中心孔１Ｆは、可動型板１１に設けられたコアピン４０と、上記支持ピン３７によって成形されるようになっている。そして、上記大小一対の歯車部１Ａ、１Ｂと突起１Ｃ及び中心孔１Ｆは、上記環状体１Ｅの軸線に対して同心状に形成されている。なお、図中符号４１は、入子１０Ａを冷却するための冷却通路である。
【０００９】
上記のように構成された射出成形金型にあっては、流体圧シリンダ２８を作動させて、可動ピン２７をその軸線に沿って移動させて、可動ピン２７の先端によって、入子１０Ａのゲート１０Ｂの開閉操作を行う。すなわち、可動型板１１を固定型板１０に対して当接し、かつ支持ピン３７に対してコアピン４０を突き合わせて、両型板１０、１１の入子１０Ａ、１１Ａ間にキャビティ１２を形成した型閉め時において、上記流体圧シリンダ２８によって、可動ピン２７を支持ピン３７に沿って移動して、ゲート１０Ｂを開放する。これにより、射出成形機からスプルーブッシュ（不図示）、マニホールド１６、バルブ本体２１の各内部及びゲート１０Ｂを通って、溶融樹脂がキャビティ１２に供給される。この場合、上記ゲート１０Ｂが、上記ギヤ１のリング状の端面１Ｄに対応して形成されているから、溶融樹脂がキャビティ１２内を上記ギヤ１の端面１Ｄから小歯車部１Ｂ側の端面に向かって流れて行き、溶融樹脂の流れが円滑で、溶融樹脂の流れに乱れを生じることがなく、従って、溶融樹脂がキャビティ１２内の各部に均一にかつ万遍なく供給されて確実に充填される。次いで、上記流体圧シリンダ２８によって可動ピン２７を駆動して、この可動ピン２７によって、リング状のゲート１０Ｂを閉塞する。そして、キャビティ１２内の樹脂が冷却固化した後、型開き工程に移行し、固定型板１０から可動型板１１を引き離し、かつコアピン４０を支持ピン３７から引き離すことにより、上記キャビティ１２内で冷却固化したギヤ１を、可動型板１１側に付着させて固定型板１０から離型させる。続いて、上記可動型板１１側に付着しているギヤ１を不図示の突き出しピンによって突き出して可動型板１１側から離型させる。
【００１０】
このようにしてギヤ（環状成形品）１が円滑に射出成形される。ここで、上記可動ピン２７によるゲート１０Ｂの開閉操作においては、可動ピン２７が、支持ピン３７によって支持案内されながら移動するから、可動ピン２７は円滑にかつ確実に作動すると共に、この可動ピン２７がリング状のゲート１０Ｂを閉塞するから、キャビティ１２内に収容しきれない樹脂が上記可動ピン２７の先端外縁部からバルブ本体２１内の樹脂溜まりに円滑に戻ることにより、可動ピン２７に大きな樹脂抵抗がかかることなく、容易にゲート１０Ｂを閉塞することができる。従って、キャビティ１２内に得られるギヤ１の突起１Ｃの端面１Ｄに現れるゲート跡が目立つことがなくて、キャビティ１２内において品質の良好な成形品を成形することができる。また、型閉め時において、上記支持ピン３７とコアピン４０とが突き合わされるが、この場合、上記支持ピン３７がバネ３９によって付勢されているから、たとえ、上記両ピン３７、４０が強く突き合わされたとしても、その衝撃を上記バネ３９が円滑に吸収して、両ピン３７、４０が損傷するようなことがない。その上、両ピン３７、４０が突き合わされた状態において、上記バネ３９によって、常に支持ピン３７がコアピン４０側に付勢されて（押し付けられて）いるから、両ピン３７、４０は互いにしっかりと接触させられ、両者の間に隙間が形成されるようなことがなく、従って、両ピン３７、４０間に樹脂が侵入することがなく、成形品にバリ等が発生することがない。さらに、型開き時において、コアピン４０が支持ピン３７から離れると、支持ピン３７に形成された中心孔３７Ｂを介して、圧縮空気が支持ピン３７の先端から噴出することにより、支持ピン３７を効率的に冷却することができる。
【００１１】
このようにして射出成形されたギヤ１にあっては、上述したように、成形時に内部を流れる樹脂がゲート面である突起１Ｃの端面１Ｄから小歯車部１Ｂ側の端面に向かって流れるから、ギヤ１の各部に十分な樹脂が充填され、特に、ギヤ１の環状体１Ｅの軸心に対して点対称に配置されたリング状のゲート１０Ｂから樹脂が供給されたことによって、環状体１Ｅの軸線に直交する面内において、環状体１Ｅの円周まわりの性状が均質に保持され、従って、大歯車部１Ａ及び小歯車部１Ｂの各歯部の形状、強度等が均一に成形できて、品質の良好な製品を容易に得ることができる。また、上述したように、筒状の可動ピン２７によってバルブゲートにおけるゲートカットが円滑に行われ、しかも、ギヤ１の突起１Ｃの端面１Ｄをリング状のゲート面とするため、端面１Ｄに現れるゲート跡が同心状となり、目立つことがなく、外観上問題になることがないと共に、ギヤとしての性能上もゲート跡が問題となることがない。なお、本実施の形態においては、中空状のギヤ１の射出成形について説明したが、これに限らず、環状部品の成形において幅広く適用できる。また、本実施の形態にあっては、環状体１Ｅの中心孔１Ｆの成形のうち、突起１Ｃの内周面を支持ピン３７が担い、その他の大小一対の歯車部１Ａ、１Ｂの内周面をコアピン４０が受け持って、成形するように説明したが、これに限らず、環状成形品の形状によってはコアピン４０によって環状体の中心孔（内周面）を全面にわたって成形するようにし、支持ピン３７はこのコアピン４０に突き合わせて支持するだけの構成であってもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、型閉め時に支持ピンとコアピンとを突き合わせた状態で、支持ピンをコアピン側に付勢し、支持ピンに沿って可動ピンを移動させることにより、バルブゲートを可動ピンによって開閉する。従って、可動ピンが支持ピンに支持案内される状態で往復移動するから、円滑にかつ確実に可動ピンを作動させることができる。しかも、筒状の可動ピンによってゲートを閉止することにより、上記可動ピンの先端外縁部を介して余分な樹脂が樹脂通路側に滑らかに戻るから、大口径のゲートであっても、大きな樹脂抵抗を受けることなく、容易に可動ピンを作動させることができて、確実にゲートを可動ピンによって閉止することができる。従って、キャビティ内への樹脂供給量を大幅に増やすことができ、かつ速やかに樹脂をキャビティ内に供給することができると共に、ゲートを容易にかつ円滑に閉じることができて、高品質の成形品を確実に得ることができる。また、本発明の請求項２によれば、固定型板に可動型板を当接させ、かつコアピンを支持ピンに突き合わせた状態で、支持ピンをコアピン側に付勢し、可動ピンを支持ピンに沿って移動させることにより、リング状のバルブゲートを開き、キャビティ内に樹脂を供給した後、上記可動ピンを、支持ピンに支持案内された状態で移動してバルブゲートを閉止することにより、キャビティ内に環状体を円滑に成形することができる。従って、ゲートの開閉操作を支持ピンに支持案内された状態の可動ピンによって行うことにより、可動ピンの作動をより安定したものにできると共に、可動ピンにかかる樹指抵抗を軽減することができて、可動ピンを円滑に移動させることができる。この結果、ゲートの開閉操作を円滑にかつ確実に行うことができて、キャビティ内において品質の良好な環状体を容易に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 射出成形金型の一つの実施の形態を示す主要部の断面図である。
【図２】 図１の固定取付板（射出成形機）側を示す断面図である。
【図３】 キャビティ部の断面図である。
【符号の説明】
１ ギヤ（環状成形品）
１Ａ 大歯車部
１Ｂ 小歯車部
１Ｃ 突起
１Ｄ 端面（ゲート面）
１Ｅ 環状体
１Ｆ 中心孔
１０ 固定型板
１０Ａ、１１Ａ 入子
１０Ｂ ゲート
１１ 可動型板
１２ キャビティ
２７ 可動ピン
３７ 支持ピン
３９ バネ
４０ コアピン

Claims (2)

1. 固定型板とこの固定型板に接近、離間自在に設けられた可動型板との間に形成したキャビティ内にバルブゲートを介して樹脂を供給することにより環状成形品を成形する射出成形方法であって、上記固定型板に設けられた支持ピンと上記可動型板に設けられたコアピンとを突き合わせると共に、これら支持ピンとコアピンが突き合わされた状態において、上記固定型板に設けられたバネによって、常に上記支持ピンを上記コアピン側に付勢することにより、少なくとも環状体の中心孔をそれら支持ピン及びコアピンにより成形すると共に、上記支持ピンのまわりに配置されこの支持ピンに支持案内される筒状の可動ピンの先端面によって、上記バルブゲートを閉塞し、かつ上記環状体の一方の端面の少なくとも一部を成形することを特徴とする環状成形品の射出成形方法。
2. 固定型板とこの固定型板に接近、離間自在に設けられた可動型板との間に形成したキャビティ内にバルブゲートを介して樹脂を供給することにより環状成形品を成形する射出成形金型であって、上記固定型板に支持ピンとこの支持ピンをその先端側に付勢するバネと上記支持ピンに支持案内される筒状の可動ピンとが設けられ、上記支持ピンに対向して上記可動型板にコアピンが設けられ、かつ上記支持ピンのまわりに、上記バルブゲートを開閉する上記可動ピンが、その軸線に沿って移動自在に設けられる一方、上記支持ピン及びコアピンが型閉め時に突き合わされて少なくとも環状体の中心孔をそれら支持ピン及びコアピンにより成形するように構成されると共に、上記可動ピンの先端面が上記環状体の一方の端面の少なくとも一部を成形するように構成され、上記支持ピンとコアピンが突き合わされた状態において、上記バネによって、常に上記支持ピンが上記コアピン側に付勢されていることを特徴とする環状成形品の射出成形金型。

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