JP4552139B2 - スタックモールド成形型 - Google Patents

Description

本発明は、固定型と可動型との間に中間型が配置されたスタックモールド成形型に関する。

固定型および可動型との間に中間型を配置し、中間型と固定型および可動型との間に、一対のキャビティが形成されたスタックモールド成形型に関する従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。この従来技術は、スタックモールド成形型の開型時に、中間型を支えているガイドピンが、中間型の重量によって撓むことを防止して、その開型のためのストローク量を増やすことをできるようにするために、中間型を下方より支える支持構造を設けたものであった。この従来技術による支持構造によって、固定型から離れて開状態となった中間型が支えられるため、ガイドピンの撓みを低減でき、中間型の開型量を増大させて、成形品の払い出しを容易にすることができる。また、ガイドピンを太くする必要がないため、型全体を大きくすることなく、キャビティを大きくすることができ、コンパクトな成形型にすることができた。
特開２００４−１２２６８９公報（第１図）

しかしながら、上述した従来技術においては、中間型の支持構造を設けているために多大な出費を要し、また、支持構造自体が、成形工程ラインにおいて、大きなスペースを占有している。従って、このような課題を回避するためには、中間型自体を小型、軽量にする必要が生じていた。上述した従来技術においては、中間型の中央部にホットランナーブロックが形成され、固定型側から供給された成形材料が、ホットランナーブロックを介して、中間型と可動型との間に形成されたキャビティに到達する構造をしており、ホットランナーブロックを内包するため、中間型が大型化せざるを得なかった。本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、中間型を小型、軽量にすることのできるスタックモールド成形型を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、本発明は、固定型と、該固定型に対して相対移動可能な可動型と、前記固定型と前記可動型との間に配置された中間型とを備え、この中間型と前記固定型および前記可動型との間には、それぞれ成形品を形成する一対のキャビティが設けられたスタックモールド成形型において、前記固定型には、前記中間型に向けて突出されたガイドピンが設けられ、前記中間型には、前記ガイドピンが挿入可能なガイド孔が形成され、前記ガイド孔に、前記ガイドピンが挿入されることで、前記中間型は前記固定型に対して、前記固定型に対する前記可動型の相対移動方向と同方向に摺動可能とされ、前記固定型内には射出装置によって成形材料が供給されるホットランナーが形成され、該ホットランナーは前記中間型との間に形成された第１キャビティへ連通しており、前記中間型内には前記固定型との当接面まで延びて前記ホットランナーと連通したコールドランナーが形成され、該コールドランナーは前記第１キャビティを回避するとともに、前記中間型と前記可動型との間に形成された第２キャビティに接続されており、前記固定型には、前記第１キャビティを構成する前記中間型側の内面よりも前記可動型側に突出するように膨出部が形成され、前記膨出部の突出方向に前記ホットランナーが延びており、前記膨出部の頂部において前記ホットランナーと前記コールドランナーとの接続部位が設けられていることを特徴とするスタックモールド成形型とした。

また、本発明において、前記第１キャビティの内部には、前記固定型と前記中間型とが直接当接する連結部が形成され、この連結部に、前記ホットランナーと前記コールドランナーとの接続部位を設けたものとすることができる。

中間型内には固定型との当接面まで延びてホットランナーと連通したコールドランナーが形成され、コールドランナーは第１キャビティを回避するとともに、中間型と可動型との間に形成された第２キャビティに接続されていることにより、中間型にホットランナーを設ける必要がないため、中間型を小型（薄型）、軽量化することができ、従来技術のような支持構造を設けることなく、型製造費を低減できる。また、中間型を小型化できるため、それを支えるガイドピンを太くする必要がなく、成形品の成形面積を大きくできるとともに、中間型の開型量も増大させることができるため、成形作業性およびメンテナンス性のよい成形型にすることができる。また、中間型を小型にできるため、その中に形成されたコールドランナーをも短くすることができ、コールドランナー中において成形材料が滞ることがなく、第２キャビティによる成形を良好に行うことができる。

固定型には、第１キャビティを構成する中間型側の内面よりも可動型側に突出するように膨出部を形成し、この膨出部の頂部に、ホットランナーのコールドランナーとの接続部位を設けたことにより、中間型に形成したコールドランナーを更に短くすることができ、第２キャビティによる成形をより良好に行うことができる。また、コールドランナーを短くすることができるため、成形後、コールドランナー中に形成されるスプルーを小さくすることができ、廃棄する樹脂量を低減することができる。

第１キャビティの内部には、固定型と中間型とが直接当接する連結部が形成され、この連結部に、ホットランナーとコールドランナーとの接続部位を設けたことにより、コールドランナーを第１キャビティの外側に設ける必要がないため、中間型をより小型にすることができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図７によって説明する。本実施形態によるスタックモールド成形型１は、固定型２、固定型２に対して相対移動可能な可動型３、および固定型２と可動型３との間に配置された中間型であるミドルプレート４とを備えている。ミドルプレート４と固定型２および可動型３との間には、それぞれ第１キャビティＣＶ１、第２キャビティＣＶ２が形成されており、各々の閉型状態において、成形材料が供給されることにより、これらの中に成形品が形成される。固定型２は、成形装置５の型保持部６に固定されており、一方、可動型３は、同じく成形装置５の移動体７に固定されている。移動体７は、型保持部６から突出した複数のタイバー６１に摺動可能に嵌合されており、移動体７は成形装置５の図示しないアクチュエータにより、型保持部６に対し、図１において左右方向に往復動可能とされている。また、型保持部６には、射出装置６２が固定型２に向けて成形材料である樹脂材料を射出可能なように取り付けられている。

固定型２内にはホットランナーブロック２１が形成され、これには樹脂材料が供給可能なように、射出装置６２のノズル６２ａが接続されている。ホットランナーブロック２１は、射出装置６２から供給した樹脂材料が通路内で固化しないように、樹脂通路の周囲に電熱線等を巻回して、常時、樹脂通路の加熱を行っている。ホットランナーブロック２１には、図１において上下方向に延びたデリバリ通路２１ａと、デリバリ通路２１ａから図上左方へと延びた第１ホットランナーノズル２１ｂ、および複数の第２ホットランナーノズル２１ｃが形成されている。第１ホットランナーノズル２１ｂおよび複数の第２ホットランナーノズル２１ｃは、一般にバルブゲートと呼ばれているもので、それぞれデリバリ通路２１ａとの間に図示しないバルブを有しており、射出装置６２からの樹脂材料の供給を各ノズル毎に断続することが可能である。また、第２ホットランナーノズル２１ｃはダイレクトゲートとも呼ばれており、第１キャビティＣＶ１に直接連通している。尚、第２ホットランナーノズル２１ｃは、第１キャビティＣＶ１のうち、成形品の裏面となる側に連通されているため、成形品の表面（意匠面）に対し、外観不良になるなどの支障はない。

ミドルプレート４内には、固定型２との当接面に開口することにより、第１ホットランナーノズル２１ｂと連通したコールドランナー４１が形成されている。コールドランナー４１には、電熱線等の加熱装置は備えられていないため、ミドルプレート４中にコンパクトに設けることができる。コールドランナー４１は第１キャビティＣＶ１を回避するように、その外側に形成され、第２キャビティＣＶ２と接続されている。コールドランナー４１の第２キャビティＣＶ２との接続部は、サイドゲートとも呼ばれており、第２キャビティＣＶ２の外側から接続されている。

固定型２に圧入固定された複数のガイドピン２２は、ミドルプレート４に向けて突出しており、これが可動型３の係合孔３１、およびミドルプレート４のガイド孔４２に挿入される。可動型３およびミドルプレート４は、ガイドピン２２に対して摺動可能とされており、ミドルプレート４は、ガイドピン２２によって固定型２と係合可能に保持されている。図６に示すように、固定型２および可動型３には、ミドルプレート４に向けて突出したラック２３、３２が固定されている。ラック２３、３２は互いに対向方向に突出しており、ラック２３の上面およびラック３２の下面には、ともに同形状のラック歯２３ａ、３２ａが形成されている。ピニオン４３は、ミドルプレート４上に枢支軸４３ａにより回転可能に取り付けられており、その外周面には、ラック歯２３ａ、３２ａと噛合可能なギヤ４３ｂが形成されている。ラック２３、３２およびピニオン４３は、スタックモールド成形型１を開閉させる作動装置を構成している。

閉型状態にある可動型３が、ラック３２とともに開型方向（図６において左方）に所定速度で移動すると、ラック歯３２ａと噛合しているピニオン４３がミドルプレート４上において反時計回りに回転し、固定型２のラック２３上を転動する。これにより、可動型３の開型方向への移動にともない、ミドルプレート４も固定型２に対して開型方向へ、可動型３よりも低速度で移動することができる（図７示）。

次に、図２乃至図５に基づいて、本実施形態の成形型１による成形方法について説明する。図２に示すように、ミドルプレート４が固定型２および可動型３と係合して、閉型状態にある時に、射出装置６２からホットランナーブロック２１に、溶融した樹脂材料を供給する。ホットランナーブロック２１に射出された樹脂材料は、複数の第２ホットランナーノズル２１ｃを介して第１キャビティＣＶ１内に充填されるとともに、第１ホットランナーノズル２１ｂおよびコールドランナー４１を介して第２キャビティＣＶ２へも充填される。

第１キャビティＣＶ１および第２キャビティＣＶ２内の樹脂材料が冷却して固化した後（図３示）、成形装置５のアクチュエータを作動させることにより、可動型３を図３において左方に移動させると、上述したように、ミドルプレート４も固定型２に対して左方へ移動することができる。これにより、ミドルプレート４と可動型３および固定型２との間には、それぞれ所定間隔が形成され、ともに開型状態となる（図４示）。その後、第１キャビティＣＶ１および第２キャビティＣＶ２内に、それぞれ形成された成形品ＭＤ１、ＭＤ２を払い出して、成形工程が終了する（図５示）。以後、可動型３を図において右方に移動させ、再び閉型状態にして、上述した成形工程を繰り返す。

本実施形態によれば、固定型２内には射出装置によって成形材料が供給されるホットランナーブロック２１が形成され、ホットランナーブロック２１はミドルプレート４との間に形成された第１キャビティＣＶ１へ連通しており、ミドルプレート４内には固定型２との当接面まで延びてホットランナーブロック２１と連通したコールドランナー４１が形成され、コールドランナー４１は第１キャビティＣＶ１を回避するとともに、ミドルプレート４と可動型３との間に形成された第２キャビティＣＶ２に接続されていることにより、ミドルプレート４にホットランナーブロック２１を設ける必要がないため、ミドルプレート４を小型（薄型）、軽量化することができ、型製造費も低減できる。また、ミドルプレート４を小型化できるため、それを支えるガイドピン２２を太くする必要がなく、成形品の成形面積を大きくできるとともに、ミドルプレート４の開型量も増大させることができるため、成形作業性およびメンテナンス性のよい成形型にすることができる。

また、ミドルプレート４を小型にできるため、その中に形成されたコールドランナー４１をも短くすることができ、コールドランナー４１中において成形材料が滞ることがなく、第２キャビティＣＶ２による成形を良好に行うことができる。また、従来に比べ、ホットランナーブロック２１の長さも短くできるため、途中で色の異なる樹脂材料によって成形を行う場合に、通路内に残存する樹脂残りを低減でき、色替え性も向上させることができる。また、ホットランナーブロック２１は固定型２のみにあるため、開型時にエアが通路内に侵入することを防止できる。また、デリバリ通路２１ａと第１ホットランナーノズル２１ｂ、あるいは第２ホットランナーノズル２１ｃとの間に配置されたバルブを、適当に閉じることにより、第１キャビティＣＶ１あるいは第２キャビティＣＶ２のみで成形することもできる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８によって説明する。本実施形態においては、固定型２Ａのミドルプレート４Ａとの当接面に、ミドルプレート４Ａに向けて突出した膨出部２４が形成されており、ホットランナーブロック２１Ａの第１ホットランナーノズル２１Ａｂとコールドランナー４１Ａとの接続部位が、この膨出部２４に設けられている。これにより、実施形態１に比べて、ホットランナーブロック２１Ａの第１ホットランナーノズル２１Ａｂが長く形成されるとともに、コールドランナー４１Ａが短く形成されている。

本実施形態によれば、固定型２Ａのミドルプレート４Ａとの当接面には、ミドルプレート４Ａに向けて突出した膨出部２４を形成し、この膨出部２４に、ホットランナーブロック２１Ａとコールドランナー４１Ａとの接続部位を設けたことにより、ミドルプレート４Ａに形成したコールドランナー４１Ａを更に短くすることができ、コールドランナー４１Ａ中において樹脂材料が滞ることなく、第２キャビティＣＶ２による成形をより良好に行うことができる。また、コールドランナー４１Ａを短くすることができるため、成形後、コールドランナー４１Ａ中に形成されるスプルーを小さくすることができ、廃棄する樹脂量を低減することができる。

＜実施形態３＞
図９は本発明の実施形態３を示す。本実施形態においては、第１キャビティＣＶ１の内部に固定型２Ｂとミドルプレート４Ｂとが直接に当接する連結部ＣＰが形成され、ホットランナーブロック２１Ｂの第１ホットランナーノズル２１Ｂｂとコールドランナー４１Ｂとの接続部位が、この連結部ＣＰに設けられている。これにより、コールドランナー４１Ｂをダイレクトゲートにすることができ、サイドゲートに比べて樹脂材料の回りをよくすることができる。本実施形態によれば、第１キャビティＣＶ１の内部には、固定型２Ｂとミドルプレート４Ｂとが直接当接する連結部ＣＰが形成され、この連結部ＣＰに、ホットランナーブロック２１Ｂとコールドランナー４１Ｂとの接続部位を設けたことにより、コールドランナー４１Ｂを第１キャビティＣＶ１の外側に設ける必要がないため、ミドルプレート４Ｂをより小型にすることができる。本実施形態は、第１キャビティＣＶ１による成形品が、その内部に貫通孔を有している場合等に適用可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）ホットランナーノズルは必ずしもバルブを有さなくともよい。
（２）コールドランナーを、第２キャビティのうち、成形品の非意匠面を形成する壁面にダイレクトゲートによって連通させれば、第２キャビティへの成形材料の回りをいっそうよくすることができる。

実施形態１によるスタックモールド成形型を、成形装置に取り付けたところを示す断面図である。 図１に示したスタックモールド成形型に、樹脂材料を充填したところを表した断面図である。 図１に示したスタックモールド成形型中において、樹脂材料が固化したところを表した断面図である。 図１に示したスタックモールド成形型を、開型状態にしたところを表した断面図である。 図１に示したスタックモールド成形型から、成形品を払い出したところを表した断面図である。 スタックモールド成形型を開閉させるための作動装置を表した断面図である。 図６に示した作動装置によってスタックモールド成形型を開型状態にしたところを表した断面図である。 実施形態２によるスタックモールド成形型に、樹脂材料を充填したところを表した断面図である。 実施形態３によるスタックモールド成形型に、樹脂材料を充填したところを表した断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ…スタックモールド成形型
２、２Ａ、２Ｂ…固定型
３、３Ａ、３Ｂ…可動型
４、４Ａ、４Ｂ…ミドルプレート
５…成形装置
２１、２１Ａ，２１Ｂ…ホットランナーブロック
２４…膨出部
４１、４１Ａ、４１Ｂ…コールドランナー
ＣＰ…連結部
ＣＶ１…第１キャビティ
ＣＶ２…第２キャビティ
ＭＤ１、ＭＤ２…成形品

Claims (2)

1. 固定型と、
   該固定型に対して相対移動可能な可動型と、
   前記固定型と前記可動型との間に配置された中間型とを備え、
   この中間型と前記固定型および前記可動型との間には、それぞれ成形品を形成する一対のキャビティが設けられたスタックモールド成形型において、
   前記固定型には、前記中間型に向けて突出されたガイドピンが設けられ、
   前記中間型には、前記ガイドピンが挿入可能なガイド孔が形成され、
   前記ガイド孔に、前記ガイドピンが挿入されることで、前記中間型は前記固定型に対して、前記固定型に対する前記可動型の相対移動方向と同方向に摺動可能とされ、
   前記固定型内には射出装置によって成形材料が供給されるホットランナーが形成され、該ホットランナーは前記中間型との間に形成された第１キャビティへ連通しており、前記中間型内には前記固定型との当接面まで延びて前記ホットランナーと連通したコールドランナーが形成され、該コールドランナーは前記第１キャビティを回避するとともに、前記中間型と前記可動型との間に形成された第２キャビティに接続されており、
   前記固定型には、前記第１キャビティを構成する前記中間型側の内面よりも前記可動型側に突出するように膨出部が形成され、前記膨出部の突出方向に前記ホットランナーが延びており、前記膨出部の頂部において前記ホットランナーと前記コールドランナーとの接続部位が設けられていることを特徴とするスタックモールド成形型。
2. 前記第１キャビティの内部には、前記固定型と前記中間型とが直接当接する連結部が形成され、この連結部に、前記ホットランナーと前記コールドランナーとの接続部位を設けたことを特徴とする請求項１記載のスタックモールド成形型。

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