JP4236776B2

JP4236776B2 - スプルブッシュ及び射出成形用金型

Info

Publication number: JP4236776B2
Application number: JP29796799A
Authority: JP
Inventors: 智美石川; 耕一佐藤
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP2001113569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形用金型におけるスプルブッシュに関する。さらに詳しくは、スプル孔を有し、複数に分割したスライド部を内設し、型開き時にスプル孔の径が拡大可能なスプルブッシュに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形用金型としては、例えば実開昭６３−１１２０１５号公報に開示されるように、溶融樹脂通過用のスプル孔と冷却水通路を有したスプルブッシュが固定型に固定されており、そのスプル孔の内径は、スプル孔内で固化したスプル部樹脂（以下、スプル部という）を離型し易いように、スプル部を引き抜く方向に大径としたテーパ状に形成されている。そして、このテーパ角は、一般的に１〜３度程度に形成されている。
【０００３】
上記射出成形用金型にあっては、スプル孔の開口端に当接した射出成形機ノズルより射出され、スプル孔及びランナ等を通過してキャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却固化した後、型開きされると、可動型に形成されたランナ若しくはキャビティ内の樹脂の収縮力による可動型への抱き付き力で、スプル部がスプル孔から引き抜かれて離型される。
【０００４】
また、スプル部をスプル孔から引き抜くための構造としては、図１に示すように、スプル部１に可動型２への引張力を作用させるため、押出ピン３の先端にＺ形状のアンダーカット４を形成した構造、図２に示すように、溶融樹脂溜りをテーパ状にしてアンダーカット５を形成した構造、図３に示すように、溶融樹脂溜りの内径部に凹状部を設けてアンダーカット６を形成した構造が一般的に用いられている。
【０００５】
しかしながら、近年、世間一般に製品の低価格化が進む中で、射出成形品の単価も重要な位置を占めおり、射出成形品単価を決める要素としては、１）製品の開発費、２）金型製作費、３）設備費、４）提供される樹脂の価格、５）成形される樹脂量、６）時間あたりの成形品生産数等があるが、上記の中で１）〜４）はある程度変動範囲が限られている。
【０００６】
しかし、５）については、１回の成形でスプル部、ランナ部等の不要となる部分も成形され、中でもスプル部の長さは金型の大きさに比例する傾向にあり、大きな金型ではスプル部の体積が無駄に大きくなる。
【０００７】
また、６）は１回の成形に要する時間（以下、成形サイクルと呼ぶ。）に依存するため、従来のような大径としたテーパ状に形成されるスプル部においては、キャビティ部が充分固化されてもスプル部根元の肉厚が厚いために固化時間が遅くなって、結果的に成形サイクルが長くなるという問題があった。
【０００８】
さらに、一般の射出成形にあっては、成形される樹脂材料においても、樹脂ばかりでなく、金属粉末含有樹脂等があり、上記従来のスプルブッシュ構造では、離型の際にスプル部がスプル孔に残存してしまうという問題があり、特に、金属粉末含有樹脂を用いたときに大きな問題となっていた。
【０００９】
その対策として、スプル部の周りに冷却孔を設けて水等の媒体で固化を促進させる方法も用いられているが、樹脂そのものは熱伝導性が悪いのでスプル部内部までを充分に固化させるには大きな効果がなかった。成形される樹脂材料においても、インサート成形時に金属インサートと樹脂との密着性を向上させる添加剤を有したものや、靱性を向上させるためにウレタン系の添加剤を入れて柔らかくした材料等があり、そういった樹脂で成形すると上記のスプル部テーパ角では離型時にスプル部がスプルブッシュ側にとられたり、折損してスプル孔に残存することがあった。テーパ角を大きくするとスプル部の体積が大きくなって、射出成形材料である樹脂を無駄に使用する量が増え、さらにスプル部根元の固化時間も増大して成形サイクルが伸びる不具合が生じていた。
【００１０】
さらに、上記問題を解決させるための手段として、これまでにもいくつかの技術が提案されてきたが、これらの問題を解決するには至らなかった。
【００１１】
特開平４−１８５４１２号公報では、可動側型板に、固定側型板から分離するスプルブッシュを有し、アクチュエータ等の作動によってスプル溝の軸方向に沿って分割させる方法が考案されている。この方法ではピンゲート（孔径が小さいゲート）成形への応用が困難であり、４方向へのスライドが必要なキャビティヘの適用ができない等、キャビティ形状にも制約が生じる。
【００１２】
また、特開平６−２２６７９５号公報では、まず、ばね弾性を備えたスプルブッシュを使用した方法が提案されている。その方法では、量産時、繰り返し成形を行っていくうちにばね弾性が最初の状態を維持することができなくなるので、定期的に部品交換等のメンテナンスが必要である。さらにスプルブッシュを分割しスライドさせる方法が示されているが、スプル部の長手方向に直交する方向にも部材の接合面があるので、高圧で射出成形を行うと、その接合面へ樹脂がバリのような状態で入ってしまい、スプル部の作動に支障をきたしてしまう。
【００１３】
さらに、特開平７−３２９１２５号公報では光ディスク成形用金型としてスプルブッシュ外径が、ノズルタッチ側からキャビティ側へ向かうに従って次第に小径となるテーパ形状で、かつ長手方向にいくつかに分割されている事を特徴とする光ディスク成形用金型が提案されている。しかし、その方法では、スプルブッシュが離型時にスプル部の抜ける方向とは逆方向に作動しているため、射出成形用樹脂が金属との密着性が高い場合には、やはりスプル部がスプルブッシュ側にとられてしまうという問題が発生する。
【００１４】
以上、上記３件の技術は、一般に２プレートと呼ばれている金型には使用可能であるが、ピンゲート方式等を採用した３プレート金型への応用が難しく、また、金型機構も従来の金型に比べて複雑となり金型製作費が高くなる。さらに、金型に一体的に組み込む必要があるため既存の金型への転用が容易にできないという問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、離型時にスプル孔へのスプル部固着による離型不良がなく、スプル部の体積が少なく、射出成形樹脂材料の種類を問わず、既存の金型への転用が可能なスプルブッシュ、及びそれを使用した射出成形用金型を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、スプルブッシュ内に射出成形機ノズルに直接当接するスライド部を設け、該スライド部を長手方向に分割し、その分割された該スライド部が型開時に型開方向へ移動することにより、スプル孔径が拡大する方向に作用する機構とした。その際にスプル孔を有する部材には、型開時に型開方向へ均等な力がかかるように押しばね等を設けた。
この結果、スプル部の離型が容易になり、かつ連続して安定成形が可能になった。また、該スプルブッシュにおいては、スプル孔に従来のような大きなテーパを設ける必要がないため、スプル部の占める樹脂量を減らし、成形サイクルの短縮も可能にした。さらに、該スプルブッシュは一体品とすることが可能であるために既存の金型への転用も容易なものと成り得た。
【００１７】
すなわち、本発明は、
射出成形用金型において、スプルブッシュ本体（１１）内に、射出成形機ノズルに直接当接し、溶融した射出成形材料が通過するスプル孔（１２ａ）を有するスライド部（１２）を摺動可能に嵌合して設け、かつ該スライド部（１２）が長手方向に複数に分割され、該分割されたスライド部（１２）が、型開時に型開方向へ移動することにより、スプル孔（１２ａ）の径が拡大可能な状態を生じる射出成形金型用スプルブッシュであって、
分割されたスライド部（１２）の少なくとも一つに、その長手方向にガイド（１２ｄ）を突設させ、該分割されたスライド部（１２）の少なくとも一つに向かい合ったスプルブッシュ本体（１１）の部分にガイド（１２ｄ）が摺動可能に嵌合する溝（１２ｅ）を有し、ガイド（１２ｄ）の根元部分の幅（Ｗｌ）を外端部分の幅（Ｗｈ）よりも狭くすることにより、該分割されたスライド部（１２）が型開時に型開方向へ移動しながら、スプル孔（１２ａ）の径を拡大させることを特徴とする射出成形金型用スプルブッシュ、並びに
上記スプルブッシュを構成要素とする射出成形用金型である。
【００１８】
【実施例】
以下、添付図面に基づき本発明のスプルブッシュを詳細に説明する。
【００１９】
（実施例１）
図４は本発明の実施例の要部を示す断面図、図５は本発明で提供されるスプルブッシュの作動図、図６はスプルブッシュの斜視図である。
【００２０】
図４において、９は固定型、１０は可動型で、可動型１０は固定型９に対して当接、離反自在に対向配置されている。固定型９には、スプルブッシュ本体１１が埋設固定され、スプルブッシュ本体１１内には射出成形機ノズル（図示省略）とのタッチ面３０を有するスライド部１２が設けられている。１３は型開時にスライド部１２を型開方向へ押し出すための押しばね、１４はストッパーであり、押しばね１３によって押し出されたスライド部１２が一定のストローク以上移動しないように働く。スプルブッシュ本体１１にはストッパー１４を固定するための孔１１ｂがあり、スプルブッシュ本体１１とストッパー１４の固定方法は孔１１ｂへのピンの圧入やねじ止め等により、ストッパー１４が使用中に動かない状態であればよい。スライド部１２は図７に示すように長手方向に３分割または４分割されており径方向に拡大可能な状態を生じさせ、ストッパー１４を働かせるための溝１２ｂを有している。分割数は２以上であれば問題はないが、好ましくは２〜４分割、さらに好ましくは３分割または４分割が妥当である。
【００２１】
スプルブッシュ本体１１とスライド部１２が接する面１１ａは、型開方向に向かうにしたがって径が大きくなるテーパを有しており、このため型開と共に、例えば、押しばね１３により、スライド部１２が型開き方向（図４で左方）に移動し、移動するにつれて複数に分割されたスライド部１２の左端がスプルブッシュ本体１１から抜け出て、径方向に拡大可能な状態になり、スプル部１５をスプル孔１２aから離型しやすくなる。その時のテーパ角は特に規定はなく、テーパ角度も一定でなくてもよい。
【００２２】
本発明ではスライド部１２に形成された、溶融した射出成形樹脂が通るスプル孔１２ａにテーパを設ける必要はなく、また設けても従来のテーパー角よりも小さくすることができる。さらにスプルブッシュ本体１１とスライド部１２が接する面１１ａのテーパ角よりも小さな角度であれば、アンダーカットなる方向にテーパをとることも可能である。分割されたスライド部１２が型開き方向に移動し、径方向に拡大可能な状態になることによってスプル部１５が離型し易くなるので、スプル部１５に可動型１０への引張力を作用させるための押出ピン１７の先端部１８にアンダーカットを必ずしも設ける必要がなく、先端部１８はランナ部１６に対して同一面であっても問題はない。
【００２３】
本発明ではスプルブッシュ本体１１にスライド部１２、押しばね１３、ストッパー１４が組み込まれた一体品としても提供可能である。
【００２４】
図５は図４で示されるスプルブッシュの作動図を示し、左図が型閉時で右図が型開時である。型閉時、スライド部１２は可動型によってノズル側に押され、スライド部１２の右端のタッチ面３０が射出成形ノズルに当接し、スプル部１５が閉じた状態になる。型開時にはスライド部１２が押しばね１３によって型開方向に押し出される。押しばね１３はスライド部１２に設けられた切欠き部２２においてスライド部１２を取り巻くように設けられ、押しばね１３の他端はスプルブッシュ本体１１のフランジ内面２３に当接するため、スライド部１２が傾くことなく均一な力で押し出されることが可能である。なお、スライド部１２が押し出される量は溝１２bの長さＬによって決まるため、スライド部１２に設けられる切欠き部２２は、押しばね取り巻き用のものがあればよい。また、押しばね１３および開きばね１９のばね定数は、型開時にスライド部１２を移動させるに充分な強さを有していればよい。
【００２５】
スライド部１２を径が拡大する方向へ強制的に広げる必要がある場合は、図６に示すように分割されたスライド部１２の相互の隣接面に孔１２ｃを設けて、その中に開きばね１９を組み込むことで複数の分割されたスライド部の径を拡大させることが可能となる。この結果、スプル部１５はスプル孔１２ａから、さらに容易に離型させることができる。
【００２６】
（実施例２）
図８はスライド部１２の溝１２ｂをランナ部１６側に設けた場合の断面図である。２０はスライド部１２が一定のストローク以上移動しないための平ストッパーである。平ストッパー２０は止めねじ２１によってスプルブッシュ本体１１へ固定される。この方法によれば、成形時に何らかのトラブルによって、本スプルブッシュに作動不良が生じた場合、止めねじ２１を外すことによって、メンテナンスが容易に行えるようになる。
【００２７】
（実施例３）
図９は、押出しピンの先端部にアンダーカットを設けた場合の断面図である。実施例１ではスプル部１５に可動型１０への引張力を作用させるための押出ピン１７の先端部１８にアンダーカットを必ずしも設ける必要がないと記述したが、一方、成形される射出成形材料に十分な強度がある場合には、押出ピン１７の先端部１８にアンダーカットを設けることで押しばね１３が不要になる。アンダーカットの形状は特に制限はなく、スプル部１５が型開時に問題なく離型できればよい。本実施例の場合も、スプル部１５に可動型１０への引張力をスプル孔１２ａの径が拡大可能な状態で作用させるため、スライド部１２が傾くことなく均一な力で型開き向へ引き出され、スプル部１５が容易に離型されることが可能である。
【００２８】
（実施例４）
図１０はスライド部にガイドを設けた場合を示した斜視図であり、図１１は該ガイド部分において長手方向に直角なスプルブッシュの断面図である。スライド部１２を径が拡大する方向へ強制的に拡げる方法として、スライド部１２にガイド１２ｄを設けている。スプルブッシュ本体１１はガイド１２ｄがスライドできる溝１２eを有しており、ガイド１２ｄは断面が扇形になっており、ガイド１２ｄの根元部分の幅Ｗｌが、ガイド１２ｄの外端部分の幅Ｗｈより狭くなっている。また、溝１２ｅはガイド１２ｄにスライド自在に嵌合できる断面を有する。その効果としてスライド部１２をスプルブッシュ本体１１へ組み込んだ後は、型開き時にスライド部１２のガイド１２ｄはスプルブッシュ１１の溝１２ｄに嵌合して移動するため、分割されたスライド部１２のスプル孔１２ａの径が拡大する力が加わり、開きばね１９が不要となる。なお、ガイド１２ｄの断面は扇形でなくても、逆凸字形Ｌ字型であってもよい。また上記とは逆に、スプルブッシュ本体１１にガイドを設け、スライド部１２にガイドが嵌号する溝を設けてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、使用する射出成形樹脂材料の種類を問わず、離型時にスプル孔へのスプル部固着による離型不良がなくなる。また押出しピン先端部にアンダーカットを設ける場合にはスプル部をスプル孔から確実に抜くことができるので、押しばねが不要になる。また、スプル孔の抜きテーパをとる必要がないため、スプル部の体積を必要以上に設けることがなくなることで固化が促進され、スプル部の固化時間が問題となっている場合には、成形サイクルの短縮が可能となり、使用樹脂量の低減効果もある。またスライド部等をスプルブッシュ本体内に組み込んで一体品とした場合に、既存の金型への転用が容易であることにより、様々な金型での使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｚ形状のアンダーカット構造をもつ従来型射出成型用金型断面図
【図２】テーパ状のアンダーカット構造をもつ従来型射出成型用金型断面図
【図３】凹状部を設けたアンダーカット構造をもつ従来型射出成型用金型断面図
【図４】本発明の実施例の要部を示す断面図
【図５】本発明におけるスプルブッシュ作動図
【図６】本発明におけるスプルブッシュの斜視図
【図７】本発明におけるスライド部の断面図
【図８】本発明の実施例２を示す断面図
【図９】本発明の実施例３を示す断面図
【図１０】本発明の実施例４を示す斜視図
【図１１】本発明の実施例４のスプルブッシュの長手方向に直角の断面図
【符号の説明】
１：スプル部、２：可動型、３：押出ピン、４、５、６：アンダーカット、７：固定型、８：スプルブッシュ、９：固定型、１０：稼動型、１１：スプルブッシュ本体、１２：スライド部、１２ａ：スプル孔、１２ｄ：ガイド、１２ｅ：溝、１３：押しばね、１４：ストッパー、１５：スプル部、１６：ランナ部、１７：押出ピン、１８：押出ピン先端部、１９：開きばね、２０：平ストッパー、２１：止めねじ、２２：切欠き部、３０：タッチ面

Claims

射出成形用金型において、スプルブッシュ本体（１１）内に、射出成形機ノズルに直接当接し、溶融した射出成形材料が通過するスプル孔（１２ａ）を有するスライド部（１２）を摺動可能に嵌合して設け、かつ該スライド部（１２）が長手方向に複数に分割され、該分割されたスライド部（１２）が、型開時に型開方向へ移動することにより、スプル孔（１２ａ）の径が拡大可能な状態を生じる射出成形金型用スプルブッシュであって、
分割されたスライド部（１２）の少なくとも一つに、その長手方向にガイド（１２ｄ）を突設させ、該分割されたスライド部（１２）の少なくとも一つに向かい合ったスプルブッシュ本体（１１）の部分にガイド（１２ｄ）が摺動可能に嵌合する溝（１２ｅ）を有し、ガイド（１２ｄ）の根元部分の幅（Ｗｌ）を外端部分の幅（Ｗｈ）よりも狭くすることにより、該分割されたスライド部（１２）が型開時に型開方向へ移動しながら、スプル孔（１２ａ）の径を拡大させることを特徴とする射出成形金型用スプルブッシュ。
請求項１に記載のスプルブッシュを構成要素とする射出成形用金型。