JP5381885B2

JP5381885B2 - 射出成形装置

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Publication number: JP5381885B2
Application number: JP2010097445A
Authority: JP
Inventors: 健史郎森代; 幸孝松田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: WO2011132081A1; CN102858513A; US20130032972A1; CN102858513B; US8790102B2; JP2011224888A

Description

本発明は、金型を型閉めして当該金型に溶融状態の樹脂材料等を注入し、当該樹脂材料等を固化させて金型を型開きした後で、エジェクタピンによって成形された樹脂を押し出す射出成形装置の技術に関する。

従来から、樹脂でワークをモールドする際には、射出成形装置を用いた射出成形が行われる。このような射出成形は、例えば、図１１に示すように、ワーク１７０としてのインサートコイルの放熱性を向上させるために、熱硬化性樹脂でインサートコイルをモールドする場合等において用いられる（図１１に示す符号１７１参照）。

このような射出成形を行う射出成形装置１１０は、図１２（ａ）に示すように、固定型１２０、可動型１３０、エジェクタプレート１３５、およびエジェクタピン１４０等を具備する。
可動型１３０は、固定型１２０に対して近接離間可能に構成される。エジェクタプレート１３５は、可動型１３０の内側に配置され、エジェクタロッド１３６の駆動により固定型１２０に近接する方向へ移動可能である。
エジェクタプレート１３５は、エジェクタピン１４０に取り付けられるバネ１４４によって、固定型１２０から離間する方向に付勢される。図１２（ｂ）に示すように、エジェクタピン１４０は、一端部が可動型１３０に形成されるピン孔１３２に挿通され、他端部がエジェクタプレート１３５に支持される。エジェクタピン１４０は、その一端面が可動型１３０の端面に沿うように（すなわち面一となるように）配置される。

このように構成される射出成形装置１１０は、ワーク１７０を支持した状態の可動型１３０を固定型１２０に近接させて型閉めし、固定型１２０より溶融状態の樹脂１６０を注入して固化させる。そして、図１３（ａ）に示すように、可動型１３０を固定型１２０から離間させて型開きする。型開きした後で、図１３（ｂ）に示すように、エジェクタロッド１３６を駆動させてエジェクタピン１４０をピン孔１３２より突出させることにより樹脂１６０のゲート部およびランナー部等に対応する部分を押し出した後で、図１４（ａ）に示すように、樹脂１６０のキャビティ部に対応する部分を押し出す。そして、エジェクタロッド１３６の駆動を停止することで、バネ１４４によってエジェクタピン１４０を樹脂１６０を押し出す前の位置に戻す。これにより、射出成形装置１１０は、射出成形を行う。

このような射出成形装置１１０では、樹脂１６０を注入するときに、エジェクタピン１４０とピン孔１３２との間に形成されるクリアランス１４５（図１２（ｂ）参照）に樹脂１６０が侵入することで、エジェクタピン１４０が樹脂１６０を押し出す前の位置まで戻りきらない場合がある。つまり、図１４（ｂ）に示すような、エジェクタピン１４０がピン孔１３２より突出したままの状態となる場合がある。また、エジェクタピン１４０をピン孔１３２より突出させるために要する力が増大し、ひいては、成形品１７１を押し出せなくなる可能性があった。
このように射出成形装置１１０では、クリアランス１４５に樹脂１６０が侵入することで、作動不良が発生する問題があった。このような場合には、射出成形装置１１０をメンテナンスして、クリアランス１４５に侵入した樹脂１６０を取り除く必要があった。

上記のような問題を解消する射出成形装置として、特許文献１のような射出成形装置が開示されている。

特許文献１に開示された射出成形装置は、前述したような射出成形を所定の回数だけ行った後で、エジェクタピンを成形定常位置よりも後退させた位置（成形品より離間する位置）に配置した状態で、射出成形を行うことでメンテナンス用成形を行う。これにより、クリアランスに侵入する樹脂を除去する。

しかし、特許文献１に開示された射出成形装置では、メンテナンス成形を行う分だけ樹脂を多く使うこととなり、射出成形の製造コストが増大してしまう。
このような製造コストの観点から、メンテナンス成形を行う頻度を下げる、つまり通常の射出成形を行う回数を多く行った後でメンテナンス成形を行うことが考えられるが、この場合、クリアランスに樹脂が侵入する可能性が増大する。つまり、前述したような射出成形装置の作動不良が発生する可能性が増大してしまう。

特開平７−２６６３６７号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、射出成形時に作動不良が発生することを防止できる射出成形装置を提供するものである。

請求項１においては、金型を型閉めして該金型に材料を注入し、該材料を固化させて前記金型を型開きした後で、少なくとも一つ以上のエジェクタピンの先端面を、前記金型の成形面に形成されるピン孔より突出させて前記材料を押し出す射出成形装置であって、前記金型に前記材料を注入するときに、前記エジェクタピンの先端面を、前記材料を押し出す方向の反対方向に所定の距離だけ前記成形面から低下させて、前記成形面における前記エジェクタピンの先端面に対応する部分に凹部を形成し、前記エジェクタピンの先端面を前記成形面から低下させる距離をＹ（ｍｍ）とし、前記材料を前記金型に注入して成形品を成形する回数をＮ（回）としたとき、前記エジェクタピンの先端面は、次式を満たす条件にて、前記成形面より低下させるものである。
Ｙ＝７．９８×１０ ^-5 Ｎ−０．０３９

請求項２においては、前記成形面から低下させる前記エジェクタピンに対応するピン孔の内周面には、前記材料の流動方向上流側であるとともに前記エジェクタピンの先端面よりも前記成形面側に、前記エジェクタピンの径方向内側に向かって突出する突起部が形成され、該突起部の突出寸法は、前記エジェクタピンの突出動作に干渉しない長さに設定されるものである。

請求項３においては、前記エジェクタピンの先端面には、前記材料を押し出す方向に向かって突出する少なくとも一つ以上の突起部が形成されるものである。

請求項４においては、前記成形面から低下させる前記エジェクタピンの直径をＷ（ｍｍ）とし、該エジェクタピンの前記材料の流動方向上流側端部から、前記エジェクタピンに対応するピン孔の前記材料の流動方向上流側端部までのクリアランスの長さをｙ（ｍｍ）とし、前記エジェクタピンの先端面を前記成形面から低下させる距離をＹ（ｍｍ）とし、前記エジェクタピンの軸方向と前記材料が前記凹部に流入する方向とが成す角度をθ（°）としたとき、次式を満たす条件となるように、前記材料の流動を制御するものである。
ｃｏｔ（ｙ／Ｙ）≦θ≦ｃｏｔ｛（Ｗ＋ｙ）／Ｙ｝

本発明は、樹脂を金型に注入するときに、クリアランスに樹脂が侵入することを防止できるため、射出成形時に作動不良が発生することを防止できるという効果を奏する。

射出成形装置の全体的な構成を示す正面断面図。エジェクタピンを示す説明図。（ａ）第一エジェクタピンを示す図。（ｂ）第二エジェクタピンを示す図。（ｃ）第三エジェクタピンを示す図。射出成形の動作を示す正面断面図。（ａ）樹脂を充填する状態を示す図。（ｂ）型開きした状態を示す図。死水域を示す説明図。射出成形の動作を示す正面断面図。（ａ）ゲート部およびランナー部を押しちぎる状態を示す図。（ｂ）樹脂を押し出す状態を示す図。（ｃ）エジェクタピンを戻す状態を示す図。エジェクタピンを成形面から低下させる距離と成形回数との相関を示すグラフ図。第三ピン孔に形成する突起部を示す図。（ａ）部分左側面図。（ｂ）説明図。第三ピン孔に形成する突起部の別実施形態を示す説明図。（ａ）逆三角形状の突起部を示す図。（ｂ）四角形状の突起部を示す図。（ｃ）三角形状の突起部を示す図。エジェクタピンに形成する突起部を示す説明図。（ａ）突起部を示す図。（ｂ）エジェクタピンが下流側に移動する状態を示す図。樹脂の流入角度を示す説明図。樹脂でインサートコイルをモールドする状態を示す斜視図。従来の射出成形装置の全体的な構成を示す図。（ａ）正面断面図。（ｂ）エジェクタピンを示す説明図。従来の射出成形の動作を示す正面断面図。（ａ）型開きした状態を示す図。（ｂ）ゲート部およびランナー部を押しちぎる状態を示す図。射出成形の動作を示す正面断面図。（ａ）樹脂を押し出す状態を示す図。（ｂ）エジェクタピンがピン孔より突出したままの状態を示す図。

以下に、本発明に係る射出成形装置の実施の一形態である射出成形装置１０について、図面を参照して説明する。

射出成形装置１０は、樹脂等の材料を所定の形状に成形するものである。本実施形態の射出成形装置１０は、ワーク７０としてのインサートコイルを熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステル樹脂（樹脂６０）でモールドするものとする。

なお、以下では、説明の便宜上、図１における紙面の左右方向を基準として「右方向」および「左方向」を規定する。また、図１における紙面の上下方向を基準として「上方向」および「下方向」を規定する。

図１に示すように、射出成形装置１０は、金型としての固定型２０および可動型３０を具備する。

固定型２０は、左端部より外部に開口し、右方向に向かって徐々に拡径する開口部を有する。固定型２０は、左端部で図示せぬ射出部に連結され、当該射出部より射出される樹脂６０が前記開口部を通るように構成される。

可動型３０は、固定型２０に対して近接離間可能に構成され、左端部（固定型２０に近接する側の端部）でワーク７０を支持する。可動型３０は、エジェクタプレート３５、エジェクタロッド３６、およびエジェクタピン４０（第一エジェクタピン４１・４１、第二エジェクタピン４２、および第三エジェクタピン４３・４３）を備える。

エジェクタプレート３５は、可動型本体３１の内側に収容され、可動型本体３１内を摺動可能に構成される。エジェクタプレート３５には、第一収容部３５ａ・３５ａ、第二収容部３５ｂ、および第三収容部３５ｃ・３５ｃが形成される。

第一収容部３５ａ・３５ａは、後述する第一エジェクタピン４１・４１が左右方向に沿って所定の間隔だけ摺動可能となるような形状を有する空間であり、第一エジェクタピン４１・４１の右端部を収容する。

第二収容部３５ｂは、後述する第二エジェクタピン４２の右端部の形状に沿って形成され、第二エジェクタピン４２の右端部を収容する空間である。

第三収容部３５ｃ・３５ｃは、後述する第三エジェクタピン４３・４３の右端部の形状に沿って形成され、第三エジェクタピン４３・４３の右端部を収容する空間である。

エジェクタロッド３６は、左端部がエジェクタプレート３５に取り付けられ、右端面が可動型本体３１より外部に突出する。エジェクタロッド３６は、左右方向に移動可能に構成され、当該移動に伴って、エジェクタプレート３５が左右方向に移動する。

エジェクタピン４０は、本実施形態では第一エジェクタピン４１・４１、第二エジェクタピン４２、および第三エジェクタピン４３・４３であり、エジェクタプレート３５に取り付けられる。

本実施形態では、エジェクタピン４０は、第一エジェクタピン４１・４１、第二エジェクタピン４２、および第三エジェクタピン４３・４３とするが、これに限定されるものでない。すなわち、エジェクタピン４０は、成形品７１の形状に応じて適宜変更可能であり、例えば、第一エジェクタピン４１一つだけであっても構わない。

第一エジェクタピン４１・４１は、可動型３０の上端部および下端部に配置される。図１および図２（ａ）に示すように、第一エジェクタピン４１・４１は、右端部が第一収容部３５ａ・３５ａに収容されるとともに、左端部が可動型３０に形成されるピン孔としての第一ピン孔３２・３２に挿通される。第一エジェクタピン４１・４１の左端面は、先端面４１ａとして形成される。先端面４１ａは図２（ａ）において扁平状に形成される。
第一エジェクタピン４１・４１は、その先端面４１ａが、成形面３１ａに沿うように配置される。つまり、第一エジェクタピン４１・４１の先端面４１ａと第一ピン孔３２・３２が形成される面である成形面３１ａとは、同一直線上に配置されており、面一となっている。

なお、複数の第一エジェクタピン４１のうち、可動型３０の下端部に配置される第一エジェクタピン４１は、配置位置が異なる点を除いて、可動型３０の上端部に配置される第一エジェクタピン４１と同様に構成される。このため、以下においては可動型３０の上端部に配置される第一エジェクタピン４１についてのみ説明を行い、可動型３０の下端部に配置される第一エジェクタピン４１の説明は省略する。

このような第一エジェクタピン４１と第一ピン孔３２との間には、クリアランスとしての第一クリアランス４５が形成される。第一クリアランス４５に樹脂６０が侵入できないように、第一ピン孔３２の内径および第一エジェクタピン４１の外径が設定される。
本実施形態では、第一ピン孔３２の内周面から第一エジェクタピン４１の外周面までの、第一エジェクタピン４１の径方向に沿った第一クリアランス４５の長さは５〜１０μｍとなるように設定される。つまり、第一ピン孔３２の内径と第一エジェクタピン４１の外径との差は、１０〜２０μｍとなるように設定される。

図１および図２（ｂ）に示すように、第二エジェクタピン４２は、右端部が第二収容部３５ｂに収容されるとともに、左端部が可動型３０に形成されるピン孔としての第二ピン孔３３に挿通される。第二エジェクタピン４２の左端面は、先端面４２ａとして形成される。先端面４２ａは図２（ｂ）において扁平状に形成される。第二エジェクタピン４２の中途部には、エジェクタプレート３５を右方向に付勢するバネ４４が取り付けられる。
第二エジェクタピン４２は、その先端面４２ａが成形面３１ａよりも所定の距離だけ右方に配置される（図２（ｂ）に二点鎖線で示す、成形面３１ａと面一に配置されるエジェクタピン１４０参照）。つまり、第二エジェクタピン４２の先端面４２ａは成形面３１ａよりも所定の距離だけ凹んだ位置に配置されており、成形面３１ａの第二エジェクタピン４２に対応する部分には、凹部５２が形成される。

このような第二エジェクタピン４２と第二ピン孔３３との間には、クリアランスとしての第二クリアランス４６が形成される。第二クリアランス４６に樹脂６０が侵入できないように、第二ピン孔３３の内径および第二エジェクタピン４２の外径が設定される。
本実施形態では、第二ピン孔３３の内周面から第二エジェクタピン４２の外周面までの、第二エジェクタピン４２の径方向に沿った第二クリアランス４６の長さは、第一クリアランス４５と同様に設定される。

図１および図２（ｃ）に示すように、第三エジェクタピン４３・４３は、可動型３０の上下中央部において、上下方向に並んで配置される。第三エジェクタピン４３・４３は、右端部が第三収容部３５ｃ・３５ｃに収容されるとともに、左端部が可動型３０に形成されるピン孔としての第三ピン孔３４・３４に挿通される。第三エジェクタピン４３・４３の左端面は、先端面４３ａとして形成される。先端面４３ａは図２（ｃ）において扁平状に形成される。
第三エジェクタピン４３・４３は、その先端面４３ａが成形面３１ａよりも所定の距離だけ右方に配置される（図２（ｃ）に二点鎖線で示す、成形面３１ａと面一に配置されるエジェクタピン１４０参照）。つまり、第三エジェクタピン４３・４３の先端面４３ａ・４３ａは成形面３１ａよりも所定の距離だけ凹んだ位置に配置されており、成形面３１ａの第三エジェクタピン４３・４３に対応する部分には、それぞれ凹部５３が形成される。

なお、複数の第三エジェクタピン４３のうち、下方に配置される第三エジェクタピン４３は、配置位置が異なる点を除いて、上方に配置される第三エジェクタピン４３と同様に構成される。このため、以下においては上方に配置される第三エジェクタピン４３についてのみ説明を行い、下方に配置される第三エジェクタピン４３の説明は省略する。

第三エジェクタピン４３と第三ピン孔３４との間には、クリアランスとしての第三クリアランス４７が形成される。第三クリアランス４７に樹脂６０が侵入できないように、第三ピン孔３４の内径および第三エジェクタピン４３の外径が設定される。
本実施形態では、第三ピン孔３４の内周面から第三エジェクタピン４３の外周面までの、第三エジェクタピン４３の径方向に沿った第三クリアランス４７の長さは、第一クリアランス４５と同様に設定される。
また、第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａは、同一の距離だけ成形面３１ａより右方に配置される（図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す矢印Ｙ参照）。

エジェクタロッド３６を駆動させてエジェクタプレート３５を左方向に向かって移動させることにより、エジェクタピン４０の各先端面４１ａ・４２ａ・４３ａは、成形面３１ａに形成される各ピン孔３２・３３・３４より突出する。

図３（ａ）に示すように、可動型３０を固定型２０に近接させて型閉めしたとき、当該固定型２０と可動型３０との間にスプルー部６１、ランナー部６２、ゲート部６３、およびキャビティ部６４が形成される。

以下では、樹脂６０の流動方向を基準として「射出成形装置１０の上流側」および「射出成形装置１０の下流側」を規定する。

スプルー部６１は、固定型２０の開口部に形成され、前記射出部より射出される樹脂６０が注入される。当該樹脂６０は、ランナー部６２に向かって流動する。

ランナー部６２は、スプルー部６１の下流側端部と連通する。第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３は、ランナー部６２の右側に配置される。つまり、凹部５２および凹部５３は、それぞれランナー部６２と連通する。ランナー部６２まで流動した樹脂６０は、ゲート部６３に向かってさらに流動する。

ゲート部６３は、樹脂６０の流動方向に対して垂直な方向における断面積がランナー部６２の断面積よりも小さくなるように形成され、ランナー部６２の下流側端部と連通する。ゲート部６３まで流動した樹脂６０は、キャビティ部６４に向かってさらに流動する。

キャビティ部６４は、ゲート部６３の下流側端部と連通する。第一エジェクタピン４１は、キャビティ部６４の右側に配置される。

このように、スプルー部６１より注入される樹脂６０は、スプルー部６１→ランナー部６２→ゲート部６３→キャビティ部６４の順に流動する、つまり固定型２０および可動型３０により形成されるキャビティ部６４内に充填される。また、ランナー部６２の形状（樹脂６０の流動方向に対して垂直な方向における断面積）は、キャビティ部６４の形状（樹脂６０の流動方向に対して垂直な方向における断面積）よりも小さくなるように形成されている。このため、ランナー部６２を流れる樹脂６０の流速は、キャビティ部６４を流れる樹脂６０の流速よりも速くなる。

次に、射出成形装置１０の動作態様について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、可動型３０を固定型２０に接近させて型閉めし、前記射出部より固定型２０および可動型３０に樹脂６０を注入する。樹脂６０は、射出部にて所定の温度に加熱され流動性を有した溶融状態で、シリンダ等によって押し出されることで、所定の射出圧で固定型２０に向かって射出される。

図４に示すように、ランナー部６２を流動する樹脂６０は、凹部５３に向かって流入する（図４に示す矢印Ｒ１参照）。ランナー部６２を流動する樹脂６０の流速は、ある程度速いため、凹部５３に死水域８０が形成される。死水域８０は、第三クリアランス４７の左方に形成され、第三エジェクタピン４３の軸心に向かうにつれて左右方向の長さが徐々に短くなるようなテーパ状に形成される。

ここで、「死水域８０」とは、一般的には、水面等において流れのない領域等を指し、本実施形態では流動する樹脂６０が流入しない領域を指す。
つまり、第三クリアランス４７の左方に死水域８０が形成されることにより、樹脂６０を注入するときには、第三エジェクタピン４３の左方だけに樹脂６０が流入することとなり、当該樹脂６０が第三クリアランス４７の左方に流入することを防止できる。このように、第三エジェクタピン４３の先端側に形成される凹部５３においては、先端面４３ａに対応する部分にのみ樹脂６０が流入し、第三クリアランス４７に対応する部分は死水域８０となって樹脂６０が流入しない。

凹部５３と同様に、凹部５２においても、死水域８０が第二クリアランス４６の左方に形成される。従って、当該樹脂６０が第二クリアランス４６に流入することを防止できる。

ここで、図２（ａ）に示すように、第一エジェクタピン４１は、その先端面４１ａを成形面３１ａに沿うように配置している、換言すれば、成形面３１ａの第一エジェクタピン４１に対応する部分に凹部を形成していない。

これは、キャビティ部６４を流れる樹脂６０の流速が、前述のようにランナー部６２よりも遅くなることに起因する。

例えば、成形面３１ａに凹部を形成しない状態で、エジェクタピン４０が挿通されるピン孔上を流れる樹脂６０の流速がある程度速い場合には、樹脂６０が侵入できないようにクリアランスの長さ（ピン孔の内周面からエジェクタピン４０の外周面までの、エジェクタピン４０の径方向に沿った長さ）を設定していても、当該流速の影響で樹脂６０が侵入してしまう。
一方、成形面３１ａに凹部を形成しない状態で、エジェクタピン４０が挿通されるピン孔上を流れる樹脂６０の流速がある程度遅い場合には、樹脂６０が侵入できないようにクリアランスの長さ（ピン孔の内周面からエジェクタピン４０の外周面までの、エジェクタピン４０の径方向に沿った長さ）を設定するだけで、樹脂６０の侵入を防止できる。

つまり、注入される樹脂６０の流速がある程度遅い部分に配置されるエジェクタピン４０である第一エジェクタピン４１は、その先端面４１ａを成形面３１ａよりも所定の距離だけ右方（後退させた位置）に配置しなくても、樹脂６０が第一クリアランス４５に侵入しない。このため、第二エジェクタピン４２のように凹部５２を形成する必要はない。

樹脂６０をキャビティ部６４まで充填した後で、樹脂６０を保圧する。このとき、死水域８０の影響で樹脂６０が流れなかった第二クリアランス４６および第三クリアランス４７の左方（凹部５２および凹部５３における第二クリアランス４６および第三クリアランス４７に対応する部分）にも遅い流速で樹脂６０が流入する。このような遅い流速では、第二クリアランス４６および第三クリアランス４７に樹脂６０は侵入しない。
また、樹脂６０が射出される金型は加熱されており、キャビティ部６４に充填された樹脂６０は金型により加熱され硬化する。

樹脂６０を加熱硬化して固化させた後、金型（固定型２０および可動型３０）を冷却する。そして、図３（ｂ）に示すように、可動型３０を固定型２０より離間させて型開きする。このとき、ワーク７０および固化した樹脂６０は、可動型３０に支持されて、固定型２０より離間する。

図５（ａ）に示すように、可動型３０を固定型２０より離間させた後で、エジェクタロッド３６を駆動させて、エジェクタプレート３５を左方向に移動させる。これにより、第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３は、第二ピン孔３３および第三ピン孔３４より突出する。そして、固化した樹脂６０のスプルー部６１とランナー部６２とゲート部６３とに対応する部分を押し出して、キャビティ部６４より押しちぎる。また、凹部５２および凹部５３に充填された樹脂６０も押し出される。

そして、図５（ｂ）に示すように、エジェクタロッド３６を駆動させて、エジェクタプレート３５をさらに左方向へ移動させる。これにより、第一エジェクタピン４１が第一ピン孔３２より突出し、成形品７１（固化した樹脂６０のキャビティ部６４に対応する部分およびワーク７０）を押し出す。

このように、本実施形態ではエジェクタピン４０が樹脂６０を押し出す方向は左方向となる。従って、第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａは、成形面３１ａから所定の距離だけ樹脂６０を押し出す方向の反対方向に所定の距離だけ、成形面３１ａから低下している（窪んでいる）。

成形品７１を押し出した後で、エジェクタロッド３６の駆動を停止する。これにより、図５（ｃ）に示すように、第二エジェクタピン４２に取り付けられるバネ４４がエジェクタプレート３５を右方向に付勢する。つまり、エジェクタプレート３５は、右方向に移動する。このとき、第二エジェクタピン４２に対応する部分には凹部５２が形成される。また、第三エジェクタピン４３に対応する部分には凹部５３が形成される。

このように、射出成形装置１０は、金型である固定型２０および可動型３０に樹脂６０を注入するときに、エジェクタピン４０である第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａを、樹脂６０を押し出す方向の反対方向である右方向に所定の距離だけ成形面３１ａから低下させて、成形面３１ａにおける前記第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａに対応する部分に凹部５２および凹部５３を形成する。

これによれば、樹脂６０を固定型２０および可動型３０に注入するときに、第二クリアランス４６および第三クリアランス４７に樹脂６０が侵入することを防止できるため、射出成形時に射出成形装置１０の作動不良が発生することを防止できる。
このような作動不良としては、例えば、エジェクタピン４０をピン孔より突出させるために要する力が増大し、ひいては、成形品７１を押し出せなくなる場合等がある。これは、バネ４４によってエジェクタピン４０をピン孔に戻すときにエジェクタピン４０が戻りきらず、エジェクタピン４０がピン孔より突出した状態となることに起因する。
また、従来技術にあるようなメンテナンス成形を行うことなく、連続して成形品７１を成形できるため、作業効率を向上できる。

なお、本実施形態のキャビティ部６４のように樹脂６０の流速がある程度遅い部分に配置されるエジェクタピン４０（本実施形態では第一エジェクタピン４１）は、その先端面４１ａを成形面３１ａに沿って配置することが好ましい。
この場合、成形面３１ａに凹部を形成しない状態で樹脂６０を注入した場合でも、樹脂６０がクリアランスに侵入しない。これによれば、成形時に用いる樹脂量を低減できるため、射出成形の製造コストを低減できる。

また、キャビティ部６４を押し出すエジェクタピン４０（本実施形態では第一エジェクタピン４１）に凹部を形成する場合、先端面４１ａを低下させる距離は、成形品７１に設定された公差の範囲内に設定することが好ましい。これにより、成形品７１の品質が低下することなく、樹脂６０を注入するときに、樹脂６０が第一クリアランス４５に侵入することを防止できる。

次に、射出成形装置１０を用いた、エジェクタピン４０を成形面３１ａから低下させる（窪ませる）距離と樹脂６０を射出して成形品７１を成形可能な回数との実験結果について説明する。

実験では、クリアランスの長さ（ピン孔の内周面からエジェクタピン４０の外周面までの、エジェクタピン４０の径方向に沿った長さ）を５〜１０μｍに設定し、樹脂６０として不飽和ポリエステル樹脂を用い、樹脂６０の射出圧を１０ＭＰａに設定し、樹脂６０の射出速度を約１００ｃｃ／ｓｅｃに設定し、樹脂温度を５０℃に設定し、型温度を１５０℃に設定した。

実験では、成形面３１ａに凹部を形成しない状態に配置すると樹脂６０がクリアランスに侵入するエジェクタピン４０（例えば、第二エジェクタピン４２）を、成形面３１ａより所定距離だけ低下させた位置に配置して凹部を形成した状態で繰り返し射出成形を行い、射出成形において不具合（例えば作動不良等）が発生した時点までに成形品７１を成形した回数（ショット数）を計測した。
また、成形面３１ａからエジェクタピン４０の先端面までの左右方向の長さ（図２（ｂ）に示す符号Ｙ参照）、つまり、エジェクタピン４０の先端面を成形面３１ａから低下させる距離（エジェクタピン４０の低下距離）Ｙを所定の長さに設定した。

図６に実験結果を示す。なお、グラフのショット数Ｎ１〜Ｎ８は、Ｎ１から順に回数が多くなる。つまり、Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３＜Ｎ４＜Ｎ５＜Ｎ６＜Ｎ７＜Ｎ８となる。また、エジェクタピン４０の低下距離Ｙ１〜Ｙ５は、Ｙ１から順に距離が長くなる。つまり、Ｙ１＜Ｙ２＜Ｙ３＜Ｙ４＜Ｙ５となる。

実験結果では、エジェクタピン４０の低下距離Ｙが短い場合、少ないショット数で不具合が発生した。例えば、エジェクタピン４０の低下距離がＹ１（ｍｍ）である場合、ショット数が約Ｎ１（回）で不具合が発生した。
一方、エジェクタピン４０の低下距離Ｙが長い場合、多いショット数で不具合が発生した。例えば、エジェクタピン４０の低下距離ＹがＹ４である場合、ショット数が約Ｎ５（回）で不具合が発生した。

以上の実験結果より、エジェクタピン４０の低下距離Ｙとショット数との間には、相関関係があることがわかる。また、実験結果を示すグラフＧより、次式が導かれた。
Ｙ＝７．９８×１０^-5Ｎ−０．０３９
ここで、Ｙはエジェクタピン４０の先端面を成形面３１ａから低下させる距離（ｍｍ）、Ｎは樹脂６０を固定型２０および可動型３０に注入して成形品７１を成形する回数（回）である。

実験結果によれば、エジェクタピン４０の低下距離Ｙを長くすればするほど、より多い回数だけ射出成形を連続して行えることがわかる。つまり、クリアランスに樹脂６０が侵入することを確実に防止できることがわかる。
これは、エジェクタピン４０の低下距離Ｙが長くなることに伴って死水域８０の形状が、エジェクタピン４０の径方向内側に向かって大きくなることに起因する。しかし、これに伴って、射出成形に用いる樹脂量が増大してしまう（エジェクタピン４０先端部の凹部に充填される樹脂量が増大する）、つまり、射出成形の製造コストが増大してしまう。

そこで、射出成形装置１０をメンテナンスするまでのショット数、あるいは固定型２０および可動型３０の寿命に対応するショット数に基づいて、上記式を用いてエジェクタピン４０の低下距離Ｙを算出し、当該算出した低下距離Ｙだけエジェクタピン４０の先端面を成形面３１ａより低下させる。
これによれば、凹部を形成することによる樹脂量の増大を必要最低限に抑制することができるため、射出成形の製造コストの増大を抑制できる。つまり、上記式は、死水域８０を形成することにより低減されたクリアランスへ侵入する樹脂量と、累積射出量（不具合が発生しない上限値）との間の間接的な相関関係を示す式である。

このように、樹脂６０を注入するときに、エジェクタピン４０である第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａは、上記式を満たす条件にて、成形面３１ａより低下させる。

なお、エジェクタピン４０の低下距離Ｙは、上記式に基づいて算出される低下距離よりも少しだけ（例えば、０．０３ｍｍ程度）長い距離に設定することが好ましい。これによれば、より確実に樹脂６０がクリアランスに侵入することを防止できる。

また、射出成形装置１０は、エジェクタピン４０の低下距離Ｙを制御可能に構成し、ショット数に応じて、適宜エジェクタピン４０を成形面３１ａから低下させる構成であっても構わない。

射出成形装置１０は、図７に示すように、成形面３１ａから低下させるエジェクタピン４０に対応するピン孔である第二ピン孔３３および第三ピン孔３４に突起部３４ａを形成することで、樹脂６０が第二クリアランス４６および第三クリアランス４７に侵入することを防止しても構わない。以下では、第三ピン孔３４に突起部３４ａを形成するものとして説明を行う。

突起部３４ａは、第三ピン孔３４（ピン孔）の内周面より第三エジェクタピン４３の径方向内側に向かって突出する。突起部３４ａは、樹脂６０の流動方向上流側であるとともに、第三エジェクタピン４３（エジェクタピン４０）の先端面４３ａよりも成形面３１ａ側（左側）に形成される。本実施形態の突起部３４ａは、左側面視略半円状に形成されるとともに、断面視略半円状に形成される。

突起部３４ａは、左側面視において、第三エジェクタピン４３と重ならないように形成される。具体的には、突起部３４ａが形成される部分に対応する第三ピン孔３４の内周面から第三エジェクタピン４３の外周面までの、第三エジェクタピン４３の径方向に沿った第三クリアランス４７の長さのうち、最も短い第三クリアランス４７の長さよりも、突起部３４ａの突出寸法が短くなるように設定される。従って、突起部３４ａの先端と第三エジェクタピン４３の外周面との間には、左側面視において隙間Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３が形成されることとなる（図７（ａ）に示す矢印Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３参照）。

また、第三ピン孔３４に突起部３４ａを形成した場合、樹脂６０を保圧した際に、突起部３４ａと第三クリアランス４７との間に樹脂６０が充填される。このため、突起部３４ａの突出寸法は、第三エジェクタピン４３で樹脂６０を押し出す際に、突起部３４ａが干渉しない程度の長さに設定される。

つまり、突起部３４ａの突出寸法は、第三エジェクタピン４３の突出動作に干渉しないような長さに設定される。

このような突起部３４ａを形成した場合、図４および図７（ｂ）に示すように、樹脂６０を注入するときに、樹脂６０の流動方向Ｒと樹脂６０が凹部５３に向かって流入する方向Ｒ２とが成す角度を、樹脂６０の流動方向Ｒと突起部３４ａを形成しない場合における樹脂６０が凹部５３に向かって流入する方向Ｒ１とが成す角度よりも小さくできる。

これによれば、凹部５３の上流側に形成される死水域８０を、ピン孔（第三ピン孔３４）全体に形成できる。従って、樹脂６０を注入するときに、クリアランス（第三クリアランス４７）に樹脂６０が侵入することを防止できる。このため、射出成形装置１０の作動不良の発生を防止できるため、生産効率を向上できる。
また、樹脂６０の粘度および流動圧等に変化やバラツキがあった場合でも、安定してピン孔全体に死水域８０を形成できる。

突起部３４ａの形状は、断面視略半円状に限定されるものでない。すなわち、図８（ａ）に示すような断面視逆三角形状であってもよく、図８（ｂ）に示すような断面視四角形状であってもよく、図８（ｃ）に示すような断面視三角形状であっても構わない。

本実施形態では、第三ピン孔３４に突起部３４ａを形成したが、第二ピン孔３３に突起部３４ａを形成する場合にも、突起部３４ａは、第三ピン孔３４の場合と同様に形成される。この場合、第二ピン孔３３において、凹部５２の上流側に形成される死水域８０を第二ピン孔３３全体に形成できる。つまり、第三ピン孔３４に突起部３４ａを形成した場合と同様の効果が得られる。

凹部５２および凹部５３を形成するエジェクタピン４０である第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａの形状は、図２（ｂ）および図２（ｃ）において扁平状に形成したが、これに限定されるものでない。すなわち、第二エジェクタピン４２および第三エジェクタピン４３の各先端面４２ａ・４３ａに図９に示すような複数の突起部４３ｂ・４３ｂ・・・を形成しても構わない。以下では第三エジェクタピン４３の先端面４３ａに突起部４３ｂ・４３ｂ・・・を形成するものとして説明を行う。

突起部４３ｂ・４３ｂ・・・は、第三エジェクタピン４３（エジェクタピン４０）の先端面４３ａに形成され、左方向に、つまり、樹脂６０を押し出す方向に向かって突出する。

このような第三エジェクタピン４３では、凹部５３に向かって流入する樹脂６０が突起部４３ｂ・４３ｂ・・・に接触し、第三エジェクタピン４３を下流側に向かって押し込む。つまり、第三エジェクタピン４３が下流側に移動して、第三クリアランス４７上流側における、第三ピン孔３４の内周面から第三エジェクタピン４３の外周面までの、第三エジェクタピン４３の径方向に沿った第三クリアランス４７の長さが長くなる。
また、下流側における、第三ピン孔３４の内周面から第三エジェクタピン４３の外周面までの、第三エジェクタピン４３の径方向に沿った第三クリアランス４７の長さが短くなる（図９（ｂ）に二点鎖線で示す第三エジェクタピン４３参照）。

ここで、死水域８０は、上流側の方が、下流側よりもその形状が大きくなる。つまり、突起部４３ｂ・４３ｂ・・・によって、第三エジェクタピン４３を下流側に向かって移動させることにより、死水域８０の形状がやや小さくなるが、死水域８０の形状が大きい上流側において、第三クリアランス４７の長さを長くできる。一方、死水域８０の形状が小さい下流側において、第三クリアランス４７の上下方向の長さを短くできる。

これにより、第三ピン孔３４の内周面から第三エジェクタピン４３の外周面までの、第三エジェクタピン４３の径方向に沿った第三クリアランス４７の長さを、死水域８０の形状に対応できる。このため、第三クリアランス４７に樹脂６０が侵入することをより確実に防止できる。

なお、突起部４３ｂ・４３ｂ・・・は、第三エジェクタピン４３を下流側に向かって移動できれば、その形状および個数は限定されるものでない。すなわち、突起部４３ｂは、例えば、第三エジェクタピン４３の先端面４３ａに一つだけ形成する構成であっても構わない。

第二エジェクタピン４２の先端面４２ａに突起部４３ｂ・４３ｂ・・・を形成する場合にも、第三エジェクタピン４３の場合と同様に構成される。この場合、第二エジェクタピン４２においても、第三エジェクタピン４３の場合と同様の効果が得られる。

射出成形装置１０は、図１０に示すように、樹脂６０の流動を制御することで、成形面３１ａから低下させるエジェクタピン４０に対応するクリアランスに樹脂６０が侵入することを防止しても構わない。以下では、凹部５３に流入する樹脂６０の流動を制御するものとして説明を行う。

樹脂６０の流動は、例えば、温度（金型に注入される樹脂６０の温度、金型である固定型２０および可動型３０の温度）、樹脂６０を射出する際の速度および間隔（例えば間欠的に押し出す）、および樹脂６０の流路の寸法を変更することで制御可能である。

なお、以下において、第三エジェクタピン４３の軸方向（左右方向）と、第三ピン孔３４の上流側端部から第三エジェクタピン４３の先端面４３ａの上流側端部までの方向Ｒ３とが成す角度を「角度θ１」とする。
また、第三エジェクタピン４３の軸方向と、第三ピン孔３４の上流側端部から第三エジェクタピン４３の先端面４３ａの下流側端部までの方向Ｒ４とが成す角度を「角度θ２」とする。
そして、第三エジェクタピン４３の軸方向と、樹脂６０が凹部５３に向かって流入する方向Ｒ５とが成す角度を「流入角度θ」とする。
本実施形態においては、死水域８０（図４参照）は、樹脂６０の粘度等の成形条件の影響で形成されないものとする。

流入角度θが、角度θ１よりも小さい場合（つまり、角度θ１＞流入角度θである場合）、樹脂６０は、第三エジェクタピン４３の上流側と第三ピン孔３４の上流側との間の第三クリアランス４７に向かって流入する。この場合、第三クリアランス４７の上流側において樹脂６０が侵入する可能性がある。
また、流入角度θが、角度θ２よりも大きい場合（つまり、角度θ２＜流入角度θである場合）、樹脂６０は、第三エジェクタピン４３の下流側と第三ピン孔３４との間の第三クリアランス４７に向かって流入する。この場合、第三クリアランス４７の下流側において樹脂６０が侵入する可能性がある。

一方、流入角度θが、角度θ１以上であるとともに角度θ２以下である場合（つまり、角度θ１≦流入角度θ≦角度θ２である場合）、樹脂６０は、第三エジェクタピン４３の先端面４３ａに向かって流入する。つまり、第三クリアランス４７に向かって流入しないため、樹脂６０が第三クリアランス４７に侵入しない。
仮に、第三エジェクタピン４３の先端面４３ａに接触した樹脂６０が、第三ピン孔３４の下流側端部に接触し、第三クリアランス４７に向かって流入した場合、当該樹脂６０の流速は遅いため、樹脂６０が第三クリアランス４７に侵入しない。

つまり、成形面３１ａから低下させる第三エジェクタピン４３（エジェクタピン４０）の直径をＷ（ｍｍ）、第三エジェクタピン４３の上流側端部から第三ピン孔３４（ピン孔）の上流側端部までの第三クリアランス４７（クリアランス）の長さをｙ（ｍｍ）、第三エジェクタピン４３の先端面４３ａを成形面３１ａから低下させる距離をＹ（ｍｍ）としたとき、流入角度θが次式を満たす条件となるように、樹脂６０の流動を制御すれば、第三クリアランス４７に樹脂６０が流入しない。
ｃｏｔ（ｙ／Ｙ）≦θ≦ｃｏｔ｛（Ｗ＋ｙ）／Ｙ｝

上記式を満たすように樹脂６０の流動を制御することで、エジェクタピン４０（第三エジェクタピン４３）の軸心より図１０における紙面手前側に向かう方向および紙面奥側に向かう方向にずれた位置においても、クリアランス（第三クリアランス４７）に樹脂６０が流入することを防止できる。つまり、クリアランス全体に樹脂６０が流入することを防止できる。

これによれば、樹脂６０の粘度等の成形条件の影響で死水域８０が形成されなかった場合でも、クリアランス（第三クリアランス４７）に樹脂６０が侵入することを防止できる。このため、射出成形装置１０の作動不良の発生を防止できるため、生産効率を向上できる。

なお、凹部５２に流入する樹脂６０の流動を制御する場合にも、凹部５３の場合と同様である。この場合、凹部５２においても、凹部５３の場合と同様の効果が得られる。

本実施形態の射出成形装置１０は、ワーク７０に樹脂６０でモールドする構成としたが、これに限定されるものでなく、射出成形に際して用いられる射出成形装置１０において広く適用可能である。

また、本実施形態では、射出成形に用いる材料として熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステル樹脂を用いたが、これに限定されるものでない。すなわち、材料として熱可塑性樹脂を用いることもできる。この場合、ピン孔の内周面からエジェクタピン４０の外周面までの、エジェクタピン４０の径方向に沿ったクリアランスの長さは、保圧時に熱可塑性樹脂等が侵入できないような長さに設定される。
さらに、射出成形に用いる材料としてアルミ等の金属を用いても構わない。この場合、ピン孔の内周面からエジェクタピン４０の外周面までの、エジェクタピン４０の径方向に沿ったクリアランスの長さは、保圧時にアルミ等が侵入できないような長さに設定される。

１０射出成形装置
２０固定型（金型）
３０可動型（金型）
３１ａ成形面
３３第二ピン孔
３４第三ピン孔
４０エジェクタピン
４２第二エジェクタピン（成形面から低下させるエジェクタピン）
４３第三エジェクタピン（成形面から低下させるエジェクタピン）
４６第二クリアランス（クリアランス）
４７第三クリアランス（クリアランス）
５２凹部
５３凹部
６０樹脂（材料）
７１成形品
８０死水域

Claims

金型を型閉めして該金型に材料を注入し、該材料を固化させて前記金型を型開きした後で、少なくとも一つ以上のエジェクタピンの先端面を、前記金型の成形面に形成されるピン孔より突出させて前記材料を押し出す射出成形装置であって、
前記金型に前記材料を注入するときに、
前記エジェクタピンの先端面を、前記材料を押し出す方向の反対方向に所定の距離だけ前記成形面から低下させて、
前記成形面における前記エジェクタピンの先端面に対応する部分に凹部を形成し、
前記エジェクタピンの先端面を前記成形面から低下させる距離をＹ（ｍｍ）とし、
前記材料を前記金型に注入して成形品を成形する回数をＮ（回）としたとき、
前記エジェクタピンの先端面は、次式を満たす条件にて、前記成形面より低下させる、
射出成形装置。
Ｙ＝７．９８×１０ ^-5 Ｎ−０．０３９
前記成形面から低下させる前記エジェクタピンに対応するピン孔の内周面には、前記材料の流動方向上流側であるとともに前記エジェクタピンの先端面よりも前記成形面側に、前記エジェクタピンの径方向内側に向かって突出する突起部が形成され、
該突起部の突出寸法は、前記エジェクタピンの突出動作に干渉しない長さに設定される、
請求項１に記載の射出成形装置。
前記エジェクタピンの先端面には、
前記材料を押し出す方向に向かって突出する少なくとも一つ以上の突起部が形成される、
請求項１または請求項２に記載の射出成形装置。
前記成形面から低下させる前記エジェクタピンの直径をＷ（ｍｍ）とし、
該エジェクタピンの前記材料の流動方向上流側端部から、前記エジェクタピンに対応するピン孔の前記材料の流動方向上流側端部までのクリアランスの長さをｙ（ｍｍ）とし、
前記エジェクタピンの先端面を前記成形面から低下させる距離をＹ（ｍｍ）とし、
前記エジェクタピンの軸方向と前記材料が前記凹部に流入する方向とが成す角度をθ（°）としたとき、
次式を満たす条件となるように、前記材料の流動を制御する、
請求項１に記載の射出成形装置。
ｃｏｔ（ｙ／Ｙ）≦θ≦ｃｏｔ｛（Ｗ＋ｙ）／Ｙ｝