JP5353076B2

JP5353076B2 - 成形方法および金型装置

Info

Publication number: JP5353076B2
Application number: JP2008152640A
Authority: JP
Inventors: 太士丸一; 力中西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP2009297939A

Description

本発明は、樹脂の射出成型において、ゲート切断傷跡により成形品の外観を損なわず、かつゲートの後加工が不要となる射出成形用の成形方法および金型装置に関するものである。

従来のゲート切断傷跡により成形品の外観を損なわず、かつゲートの後処理が不要となる射出成形金型装置としては、図７に示すように、第１金型１と第２金型２間において、スプール３，ランナー４を介して成形品５の裏側に、サイドジャンプ方式のゲート６を設けるようにした構成のものがあった。このサイドジャンプ方式では、図８，図９に示すように、成形品５の離型と同時に傾斜ピン７を水平移動可能な突出し機構として用いることにより、ゲート６を切断して除去し、後処理を不要とするものである（例えば、特許文献１参照）。

また、他の例として図１０に示すように、第１金型１の入れ子８にピンポイントゲート９を設け、バナナゲート１０を介して成形品５の裏側にゲート６を設けるようにし、樹脂の塑性変形を利用して離型するバナナゲート方式がある。なお、図中の１１は離型用の突出しピンである。

また、図１１に示すように、トンネルゲート１２を介してゲート６を成形品５の裏側に配置するため、成形品５にリブ形状１３を追加するトンネルゲート方式がある。

これらの方式では、成形品５の裏側にゲート６を配置することで、突出しピン１１による離型突出しと同時に、ゲート６が切断される。
特開平６−１４３３６５号公報

しかしながら、図７〜図９に示す従来の金型装置では、ゲート６の配置位置が成形品５の壁面裏側に制限されるため、溶融樹脂の流動における最適な位置にゲート６を配置することができず、壁面近くに開口形状がある場合、ゲート６からの溶融樹脂の流動を著しく妨げるため、溶融樹脂がスムーズに流れないという流動効率の悪さによって、成形不良が多発するという問題があった。

また、サイドジャンプ方式のゲート６を、成形品５の壁面裏側に潜り込まして設ける必要があるため、成形品５の形状の壁面の角形状がエッヂでなくＲ形状の場合、ゲート６を配置することにより成形品５の外観面にゲート形状が露出するため外観を損ない、かつ傾斜ピン７でゲート６を切断した後に、露出部の後仕上げが必要であった。

また、ゲート６の配置位置が成形品５の壁面裏側に制限されるため、傾斜ピン７の水平移動によるゲート６の切断時に、ゲート６と共に成形品５が割れ込むようなゲート切断不良が発生するという問題もあった。

また、図１０に示す成形品５の離型突出しと同時にゲート６の切断を可能にしたバナナゲート方式では、バナナゲート１０とゲート６の樹脂の塑性変形を利用した離型とゲート６の切断との関係上、成形品５におけるゲート６の配置面に対して、ゲート６の形状を垂直に配置することができず、斜めに配置しなくてはならない。そのため、ゲート６から成形品５の成形空間に流れ込む樹脂のタイミングが不均一となり、成形品５の樹脂未充填や射出圧・保圧の偏圧による局部偏収縮という成形不良が発生する問題があった。

また、ゲート６の切断時に、バナナゲート１０とゲート６を成形品５の突出し方向と反対側に引張りながら該ゲート６を切断するため、成形品５のゲート６の切断部における樹脂がえぐれて成形品３に凹形状が形成し、逆に、ゲート６の樹脂が成形品５に残り、凸形状が形成される成形不良が発生する問題があった。前記問題が発生しない場合でも、成形品５の外観面の裏側にゲート６を配置している部分だけが引張り応力を受け、前記外観面が湾曲して歪みが発生することや、局部的にヒケが発生するといった成形不良が発生する問題があった。

また、成形に用いる樹脂材料が高強度樹脂材料（ガラス含有など）の場合、塑性変形よりも先に樹脂が割れ込んでしまい、ゲート６とバナナゲート１０を離型突出しすることができないという問題があった。

また、図１１に示す成形品５の離型突出しと同時にゲート６の切断を可能にしたトンネルゲート方式では、ゲート６の配置のためリブ形状１３の追加形成が必要であり、成形品５にリブ形状１３を追加する場所がない場合にはゲート６を配置することができない。また、リブ形状１３が配置できたとしても、成形品５の離型後に後加工として追加したリブ形状１３を切断しなければならないという問題があった。

また、前記バナナゲート方式と前記サイドゲート方式では、成形品５にアンダーカット形状１４がある場合、金型構造上、その付近にゲート６を配置することができず、アンダーカット形状１４が厚肉形状となっている場合では、成形品５の外観側面にヒケの成形不良が発生するという課題を有していた。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、成形品裏側の任意の位置にゲートを配置することを可能にし、成形品の離型突出しと同時にゲートを切断して成形品の外観を損なうことなく、後加工を不要にした射出成形に適した成形方法および金型装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、第１金型と第２金型とを型締めして形成した成形空間に樹脂を注入することにより成形品を成形する成形方法において、第１金型と第２金型とを型締めして成形空間を形成した後、一端が前記第１金型内のピンポイントゲートと接触し、他端が成形品の裏側となる位置に配置したゲートである、Ｕ字形状のランナーから前記成形空間に樹脂を充填し、前記第１金型と前記第２金型とを型開きする際に、前記第２金型に組込まれ、内部に前記ランナーと端部に前記ゲートとを有し、前記端部が前記成形空間の表面一部を構成する傾斜ユニットを、前記型開き方向に対して角度を有して前記第２金型から移動し、かつ前記第２金型から成形品を離型突出するのと同時に前記傾斜ユニットの端部を前記成形品における前記ゲートの接触面に沿って水平方向にスライドさせて前記成形品から前記ゲートを切断することを特徴とし、この方法によって、第１金型２と第２金型３とを型締めした状態で、ピンポイントゲートより溶融樹脂を流し込み、Ｕ字形状のランナーとゲートを通って成形品の成形空間に対して裏側から垂直方向に樹脂が流れ込むことにより、流入される溶融樹脂が、一旦、成形空間の上面に当たりゲートを中心として円弧状に均一に樹脂が充填していくため、樹脂の充填タイミングの不均一による成形不良は発生しない。また、傾斜ユニットによって形成されるランナー・ゲート形状を傾斜ユニットで保持したまま、成形品の離型突出しと同時に、傾斜ユニットを成形品のゲートの接触面に沿って水平方向にスライドさせてゲートを切断することによって、ゲート切断時に該ゲートと共に成形品が割れ込む、ゲート切断不良の発生を防止することができ、さらに、ゲートの切断時に加わる切断応力が、成形品の薄肉方向に対して垂直方向でなく水平方向に加わるため、ゲート切断時に成形品が切断応力により変形することがなく、外観面が湾曲して歪みが発生することや、局部的にヒケが発生するといった成形不良を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形方法において、ゲートを切断すると同時に成形品のアンダーカット部から傾斜ユニットを離型することを特徴とし、この方法によって、ゲートを切断すると同時に成形品のアンダーカットから傾斜ユニットを離型することにより、成形品のアンダーカット付近にゲートの配置が可能となり、アンダーカットが厚肉形状になっている場合でもゲート付近のため、成形圧が加わりやすく樹脂密度が高くなるため、ヒケの成形不良が起こりにくくなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の成形方法において、傾斜ユニットに、ランナーとゲートを押し出して外部に排出する手段を設けたことを特徴とし、この方法によって、ランナーとゲートを傾斜ユニット外へ排出する手段を設けたことにより、ゲートを切断した後に傾斜ユニットで保持しているランナー・ゲートを、毎回、傾斜ユニット外へ排出する連続生産が可能となる。

請求項４に記載の発明は、第１金型と第２金型とを型締めして形成した成形空間に樹脂を注入することにより成形品を成形する金型装置において、前記第１金型に取り付けられてピンポイントゲートと前記成形空間の上側を形成する第１金型入れ子と、一端が前記ピンポイントゲートと接触し、他端が成形品の裏側となる位置に配置したゲートであるＵ字形状のランナーと、内部に前記ランナーと端部に前記ゲートとを有し、前記端部が前記成形空間の表面一部を構成するように前記第２金型に配置された傾斜ユニットとを備え、前記傾斜ユニットを、型開き方向に対し角度を有して前記第２金型に対して移動可能に設けたことを特徴とし、この装置によって、請求項１に記載の成形方法を実現することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の金型装置において、傾斜ユニットに、該傾斜ユニット外にランナーと前記ゲートを排出する押出機構を設けたことを特徴とし、この装置によって、請求項３に記載の成形方法を実現することができる。

本発明によれば、成形品裏側の任意の位置にゲートを配置することができるため、ゲート切断傷跡により外観を損なうことがなく、成形品の樹脂流動が良好となる位置にゲートを配置することができる。また、傾斜ユニットの離型突出しを利用して水平方向にスライドさせることでゲートを切断するため、ゲート切断時の切断応力の影響を受けにくくなる。したがって、樹脂流動不良による成形不良や、ゲート切断時の切断応力による外観不具合の発生を防止することができる。また、ゲートの後加工が不要となるなど、実際的な効果が大である。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図１は本発明の実施の形態を説明するための射出成形金型装置の金型が閉じた状態を示す金型入れ子部分の正面一部断面図、図２は図１の装置の側面一部断面図、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。

図１において、金型は、成形品５の成形空間を形成する第１金型１と第２金型２とからなり、成形品５の成形空間の上側を形成する第１金型入れ子８と、第１金型入れ子８に設けられるピンポイントゲート９と、ピンポイントゲート９と一端が接触したＵ字形状のランナー２０と、Ｕ字形状のランナー２０における前記ピンポイントゲート９と接触している部分と反対側に形成されたゲート６と、ゲート６およびＵ字形状のランナー２０を内部に有し、かつ前記第２金型２に組込まれた傾斜ユニット２１により構成される。

前記傾斜ユニット２１には、押出機構としての突出しプレート２２が組込まれ、かつ、ゲート６とアンダーカット形状部１４が傾斜ユニット２１に設けられ、それぞれ成形品５の裏側（図１における下側）と成形品５の側面（図１における裏側）に配されるようになっている。

前記突出しプレート２２は、図２に示すように、プレート部２２ａの内側に突出するピン部２２ｂを有し、このピン部２２ｂの先端が傾斜ユニット２１に設けられたゲート６とランナー２０との側面と同一面に配設されている。

さらに、突出しプレート２２は、図３に示すように、傾斜ユニット７に凹設されたプレート受部２３に組込まれ、かつ、ボルト２４により戻しブロック２５に対して傾斜ユニット２１の通孔２１ａを通って連結されており、傾斜ユニット２１の壁部と戻しブロック２５との間に弾性体２６が設けられ、傾斜ユニット２１が、型開き時に突出されたときに、突出しプレート２２が傾斜ユニット２１の内部で摺動し、傾斜ユニット２１に設けられたゲート６とランナー２０とを外部に突き出す構造になっている。

次に、本実施の形態における動作について説明する。

図１において、第１金型１と第２金型２とを型締めした状態で、第１金型入れ子８に設けられたピンポイントゲート９から溶融樹脂を流し込み、ゲート６とＵ字形状のランナー２０とを通して、成形品５の成形空間に対して裏側から垂直方向に樹脂を流れ込ますようにして充填する。

前記充填された樹脂が冷却固化してから金型を開く。図４は本実施の形態において金型が開き始めた状態を示す断面図である。この際、傾斜ユニット２１に設けられたゲート６とランナー２０を、傾斜ユニット２１に保持したまま成形品５の離型突出しと同時に、傾斜ユニット２１を成形品５のゲート６の接触面に沿って水平方向にスライドさせ、ゲート６を切断する。このとき、ゲート６を切断すると同時に、成形品５のアンダーカット形状部１４から傾斜ユニット２１を離型する。

図５および図６は本実施の形態において突出し完了した状態を示す断面図であって、図６は図４におけるＡ−Ａ断面を示す。

図５において、傾斜ユニット２１と第２金型２によって押し込まれていた戻しブロック２５と圧縮状態の弾性体２６が、傾斜ユニット２１が突出されたことによって開放され、突出しプレート２２を引っ張るように移動させ、傾斜ユニット２１に保持されているゲート６とランナー２０を突出して傾斜ユニット２１外へ排出する。図６は突出しプレート２２により排出されたゲート６とランナー２０とが傾斜ユニット２１外に落下する状態を示している。

本発明は、成形品の外観をゲート切断傷跡により損なうことなく成形品裏側の任意の位置にゲートの配置が可能で、かつゲートの後加工が不要となり、傾斜ユニットを備えた射出成形金型装置に実施して有用である。

本発明の実施の形態を説明するための射出成形金型装置の金型が閉じた状態を示す金型入れ子部分の正面一部断面図図１の本実施の形態における側面一部断面図図１の本実施の形態におけるＡ−Ａ断面図本実施の形態において金型が開き始めた状態を示す断面図本実施の形態において突出し完了した状態を示す断面図図４の本実施の形態におけるＡ−Ａ断面図従来の傾斜突出しピン式射出成形用金型の断面図従来の傾斜突出しピン式射出成形用金型の突出し開始した状態を示す断面図従来の傾斜突出しピン式射出成形用金型の突出し完了した状態を示す断面図従来のゲート方式のバナナゲート配置構造を示す断面図従来のゲート方式のトンネルゲート配置構造を示す断面図

符号の説明

１第１金型
２第２金型
５成形品
６ゲート
８第１金型入れ子
９ピンポイントゲート
２０ランナー
２１傾斜ユニット
２２突出しプレート
２３プレート受部
２４ボルト
２５戻しブロック
２６弾性体

Claims

第１金型と第２金型とを型締めして形成した成形空間に樹脂を注入することにより成形品を成形する成形方法において、
第１金型と第２金型とを型締めして成形空間を形成した後、
一端が前記第１金型内のピンポイントゲートと接触し、他端が成形品の裏側となる位置に配置したゲートである、Ｕ字形状のランナーから前記成形空間に樹脂を充填し、
前記第１金型と前記第２金型とを型開きする際に、
前記第２金型に組込まれ、内部に前記ランナーと端部に前記ゲートとを有し、前記端部が前記成形空間の表面一部を構成する傾斜ユニットを、前記型開き方向に対して角度を有して前記第２金型から移動し、かつ前記第２金型から成形品を離型突出するのと同時に前記傾斜ユニットの端部を前記成形品における前記ゲートの接触面に沿って水平方向にスライドさせて前記成形品から前記ゲートを切断することを特徴とする成形方法。
前記ゲートを切断すると同時に前記成形品のアンダーカット部から前記傾斜ユニットを離型することを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
前記傾斜ユニットに、前記ランナーと前記ゲートを押し出して外部に排出する手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の成形方法。
第１金型と第２金型とを型締めして形成した成形空間に樹脂を注入することにより成形品を成形する金型装置において、
前記第１金型に取り付けられてピンポイントゲートと前記成形空間の上側を形成する第１金型入れ子と、
一端が前記ピンポイントゲートと接触し、他端が成形品の裏側となる位置に配置したゲートであるＵ字形状のランナーと、
内部に前記ランナーと端部に前記ゲートとを有し、前記端部が前記成形空間の表面一部を構成するように前記第２金型に配置された傾斜ユニットとを備え、
前記傾斜ユニットを、型開き方向に対し角度を有して前記第２金型に対して移動可能に設けたことを特徴とする金型装置。
前記傾斜ユニットに、前記傾斜ユニット外に前記ランナーと前記ゲートを排出する押出機構を設けたことを特徴とする請求項４に記載の金型装置。