JP5506422B2 - カセット式射出成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、ランナロックピンを固定させる型部材を交換式にしたカセット式射出成形用金型に関する。

従来、一般に、合成樹脂等で作られる成形品が成形される場合、固定型と可動型の一対の金型が射出成形機に装着され、可動型と固定型の両方に形成されている成形品の形状に対応するキャビティに、溶解した合成樹脂が注入され固化されて、成形品が成形される。

ところで、新製品が開発されると、その新製品に組み込まれる成形品の部品も形状が新しくなる、つまり変更される。したがって、新たに生産される部品の成形品ごとに、成形機に取り付ける金型全体を作り替えなければならないため、成形段取り替えに多大の時間を要して納期の短縮計画を阻害するという課題があった。

このような技術的な課題を踏まえ、成形段取り替えの時間を短縮する技術として、特許文献１が開示されている。特許文献１では、成形品を成形するためのコアとキャビティからなる一対の金型本体が射出成形機に装着される共通の外枠に対して着脱自在な中型のユニット式（カセット式）にする構成が提案されている。

同様な目的で、ピンゲート方式のカセット型の金型の技術として、特許文献２が開示されている。一般に、特許文献２に示されるようなピンゲート方式のカセット型では、母型に固定的に仕込まれたランナロックピンを使用して成形する。この場合、成形品のランナは母型のランナロック部を通過するように設計される。

ところで、一般にピンゲート方式のカセット型の金型においては、成形品のランナは、スプルーからゲートまで最短で形成することが出来ない場合が多い。そため特に成形品が多量の場合又は剛性を必要とする成形品の場合は熱履歴のため、樹脂に無駄が発生して成形品コストの上昇を招き、更には樹脂廃材のため環境に負荷が掛るとい問題が発生する。

また、コアやキャビティ部分を交換式のカセット型にして成形段取り替えの時間を短縮したとしても、カセット側固定型に形成されているランナをロックするためのランナロックピンは、特許文献２にも見られるように固定側取付板に位置決め固定されている。

そして、固定型板（又は固定側受板を用いる場合もある）も、ストリッパープレートも、固定側取付板に位置決め固定されているランナロックピンに合わせて挿通孔を形成されている。

特開平０１−３０６２１６号公報 特開平０８−０５２７６６号公報

ところで、新製品の部品が、いままでと形状が大きく異なる成形品であった場合、その成形品のためにランナロックピンの配設位置を変更しなければならない。この場合も、コア、キャビティ、ゲート、ランナ部分はカセット型の交換でよい。
しかし、ランナロックピンの配置位置の変更のためには、固定側取付板と固定型板とストリッパープレートを、成形機本体から取り外して、新しいものと交換しなければならない。

また、従来、ストリッパープレートの型開のときストリッパープレートを一定位置で停止させるストッパ付きのショルダーボルトは、固定側取付板の外側からストッパ部の挿通孔から差し込まれてストリッパープレートにネジ止めされている。
したがって、ランナロックピンの位置決め部と挿通部、及びストリッパープレートを一体的に構成し、固定側取付板に対して交換可能な型部材とすることは、固定側取付板を成形機本体の枠に取り付けたままでは不可能であり、これらを交換式の型部材とすることは着想されていなかった。

しかし、これは、成形段取り替えの時間のより一層の短縮のための阻害要因と、コスト面における不利な点とが、いつまでも解消されないという課題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するために、ランナロックピンを固定させる型部材を交換式にしたカセット式射出成形用金型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のカセット式射出成形用金型は、ピンゲート方式の３プレート型の金型構造で母型とカセット型を使用して成形を行うカセット式射出成形用金型において、母型の固定型板と固定型取付板を成形機本体に固定したまま交換可能な、ランナロックピンを固定する型部材、を備えることを特徴とする。

本発明は、母型を成形機本体に固定したままランナロックピンを固定する型部材を交換可能とするカセット式射出成形用金型を提供することができる。

本発明の実施例１に係るカセット式射出成形用金型の主要部を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係るカセット式射出成形用金型の可動型と固定型をパーティング面で型開きしたときのパーティング面側から固定型を見た図である。 図２のＡ−Ａ断面矢視図である。 図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。 図２のＣ−Ｃ断面矢視図を斜視図で示す図である。 (a),(b) は実施例１に係るカセット式射出成形用金型の成形時の動作を模式的に示す図（その１）である。 (a),(b) は実施例１に係るカセット式射出成形用金型の成形時の動作を模式的に示す図（その２）である。 本発明の実施例２に係るカセット式射出成形用金型の主要部を示す斜視図である。 実施例２に係るカセット式射出成形用金型の落下板の別体形の周囲部とランナロック板と固定型取付板とをパーティング面側から見た図である。 実施例２に係るカセット式射出成形用金型の固定側母型をパーティング面側から見た図である。 (a) は図１０のＤ−Ｄ断面矢視図、(b) は図１０のＥ−Ｅ断面矢視図、(c) は図１０のＦ−Ｆ断面矢視図の斜視図、(d) は図１０のＧ−Ｇ断面矢視図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るカセット式射出成形用金型の主要部を示す斜視図である。尚、図１に示すカセット式射出成形用金型１は、図示を省略したカセット型に代えてカセット側の可動型が入る空間２とカセット側の固定型が入る空間３のみを示している。

カセット側の可動型が入る空間２を形成する可動型４は、受板と一体な形状の可動型取付板５と可動型板６からなる。他方のカセット側の固定型が入る空間３を形成する固定型７は、固定型取付板８と固定型板９とランナロックピンを固定する型部材１０から成る。

可動型取付板５及び可動型板６の上下面と、固定型板９の上下面との間には、型開き位置を規制する引張りリンク１１が差し渡されて取り付けられている。上記可動型４と固定型７とで母型１２が構成されている。

固定側の母型１２（つまり固定型７）の型部材の一つである、ランナロックピンを固定させる上記の型部材１０は、周囲部１３と中央凸部１４とが一体に形成されて成る落下板１５と、図では隠れて見えないが中央凸部１４の裏面に在って周囲部１３の凹部に嵌入している後述するランナロック板１６とから成る。

図２は、図１に示す可動型４と固定型７をパーティング面１７で型開きしたときの固定型７を、パーティング面１７側から、つまり空間２及び空間３方向から見た図である。

型部材１０は、中央凸部１４と周囲部１３が図２の矢印ａで示すように、固定型板９と固定型取付板８に対し型開方向（図面奥行き方向）とは直角方向（図面左右方向）から交換可能に装着される。

このとき、型部材１０は、図１に示すように、落下板１５の周囲部１３に形成された凸条１８が、母型の固定型板９の溝部１９にスライド式に係合し、中央凸部１４の上下側面が固定型板９の中央凸部収容部の上下案内面２１（２１ａ、２１ｂ）に案内されて、中央凸部収容部に嵌入する。

この中央凸部１４には、図２に示すように、中央にスプルー２２が形成され、スプルー２２の左右には、それぞれ格子状に並ぶ４×４＝１６のランナロックピン２３を保持するピン孔２４が形成されている。

そして、中央凸部１４の左右の端部には、それぞれ２個、合計４個のランナロック板止孔２５が形成されている。また、中央凸部収容部の上下案内面２１を形成すると共に、中央凸部１４とで空間３の固定側内壁を形成する固定型板９の面には、中央凸部１４の上方と下方に、それぞれ２個、合計４固のショルダーボルト孔２６が形成されている。

ショルダーボルト孔２６には、ショルダーボルト２７が挿通されている。固定型板９の、上方の２個のショルダーボルト孔２６の上部手前と下方の２個のショルダーボルト孔２６の下部手前に、それぞれカセット側の固定型が係合するレール２８（２８ａ、２８ｂ）が取り付けられている。

レール２８は、それぞれ６個のボルト孔２９に挿通されたレールボルト３１によって固定型板９にネジ止めされている。また、固定型板９の上下両端部には、それぞれ図面手前方向に突出する２本、合計４本の固定側ガイドピン３２が設けられている。

また、固定型取付板８の上下両端部には、それぞれ４個、合計８個の、固定型取付板８を成形本体の枠組みにボルトで固定するためのボルト孔３３が形成されている。

図３は、図２のＡ−Ａ断面矢視図である。図３には図１及び図２と同一構成部分には図１及び図２と同一の番号を付与して示している。

従来は固定型取付板８の外側面に形成されていたストッパ段差付きのショルダーボルト孔が、図３に示すように、段差無しのショルダーボルト孔２６となって固定型板９の空間３側面に形成されている。

このように、ショルダーボルト孔２６にはストッパ段差が無く、型開きのときは、ショルダーボルト２７のストッパ３４は、落下板１５の周囲部１３の空間３側面に直接当接して落下板１５つまり中央凸部１４を定位置で停止させる。

図４は、図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。図４には図２及び図３と同一構成部分には図２及び図３と同一の番号を付与して示している。

図４に示すように、ランナロック板止孔２５には、空間３側からロック板ボルト３５が挿通されている。このロック板ボルト３５により、落下板１５の中央凸部１４の裏面で周囲部１３の凹部に嵌入しているランナロック板１６が固定型取付板８に固定されている。

このロック板ボルト３５と前述したショルダーボルト２７のネジ止めを緩めて、ロック板ボルト３５とショルダーボルト２７を空間３側へ引き出しさえすれば、落下板１５とランナロック板１６から成る型部材１０を、図２の矢印ａの反対方向へ引き抜くことができる。

図５は、図２のＣ−Ｃ断面矢視図を斜視図で示す図である。図５には図１ないし図４と同一構成部分には図１ないし図４と同一の番号を付与して示している。

図５に示すように、ランナロック板１６には、落下板１５の中央凸部１４の図２に示した「（４×４）×２＝３２」個のピン孔２４に対応する本数のランナロックピン２３が、ピン保持孔３６に植え込まれている。

中央部近傍のランナロックピン２３の頭部はスプルーブッシュ３７の内側面により押さえ込まれ、周囲部のランナロックピン２３の頭部は、固定型取付板８の内側面によって押さえ込まれて、それぞれランナロック板１６に固定されている。

そして、ランナロック板１６から突出したランナロックピン２３の先端側は、落下板１５の中央凸部１４のピン孔２４に挿通されている。このピン孔２４が形成されている中央凸部１４の空間３側の面に、不図示のカセット側の固定型のランナ形成面が密着する。

スプルーブッシュ３７の湯口３８からは、スプルーブッシュ３７、ランナロック板１６及び落下板１５の中央凸部１４を、図２に示したスプルー２２（図５はスプルー２２よりも図面向こう側の断面であるのでスプルー２２は図外手前側にある）が貫通している。

ランナロックピン２３が挿通されているピン孔２４は、図２に示したように、略均等に３２個配置されている。本例では、如何なる配置のゲートに対しても、スプルー２２から直線の最短距離でランナを形成する。

直線状に形成されたランナは、ゲート直近のいずれかの位置でピン孔２４の位置を通過する。成形品の成形時にはランナが通過する位置のピン孔２４に溶融樹脂が進入する。

ランナロックピン２３の先端には、先端面よりも小さな凸部が形成されている。この凸部は、根元の径よりも先端の径がやや大きく形成されている。ピン孔２４に進入した溶融樹脂は、根元の径よりも先端の径が大きい凸部を包み込んで固化する。

これにより、固化後のゲート近傍のランナはランナロックピン２３の先端の凸部によって保持され、この保持部が型開きのときにゲート固形部をゲート型から引き出すためのランナ押さえ部を形成する。

尚、本例では、ランナロックピン２３の配置を「（４×４）×２＝３２」個の格子状に配置したが、例えば円筒形状の成形品を成形するときは、型部材１０を、ランナロックピン２３を複数の同心円状に配置した型部材と交換する。

そうすれば、大小異なる円筒形状の成形に対しても、カセット型を入替えるだけで、固定側母型のランナロックピンを固定させる型部材はそのまま使用できる。

図６(a),(b) 及び図７(a),(b) は、本例のカセット式射出成形用金型１の成形時の動作を模式的に示す図である。尚、図６(a),(b) 及び図７(a),(b) には、図１ないし図５と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１ないし図５と同一の番号を付与して示している。

図６(a) は型閉じ状態を示している。この状態でスプルーブッシュ３７の湯口３８（図５参照）から溶融樹脂がスプルー２２（図２参照）に送り込まれる。空間２及び３には図示を省略したカセット型が装着されている。

空間３に装着されたカセット側固定型では、溶融樹脂が落下板１５の中央凸部１４に接するランナ成形型のランナに送り込まれる。ランナの溶融樹脂はゲート成形型を通過してカセット型のキャビティに送り込まれて成形されて固化する。

キャビティ内で成形品が固化すると、図６(b) に示す型開きが行われる。可動型４が図の左方に移動し、リンク１１により、所定の位置で停止する。空間３のカセット側固定型と空間２のカセット側可動型とが分離され、キャビティ内の成形品が取り出される。

図７(a) に示すように、可動型４が更に図の左方に移動する。リンク１１を介して可動型４に係合している固定型板９が可動型４と共に左方に移動して、固定型板９と固定型取付板８とのパーティング面が開かれる。

固定型板９は、プラボルト３９の頭部ストッパ４１に制止されて所定の位置で停止する。この固定型板９と固定型取付板８との型開きで、ランナロックピン２３の先端面に形成されている凸部４２に保持されて、ランナ固化部とゲート固化部が、空間３のカセット側固定型から引き出される。

続いて、図７(b) に示すように、可動型４が更に図の左方に移動する。リンク１１、固定型板９、及びプラボルト３９を介して可動型４に係合する落下板１５が、可動型４の移動に従って左方に移動する。

移動した落下板１５は、ショルダーボルト２７のストッパ３４により移動を抑止され所定の位置で停止する。落下板１５が左方に移動してランナロック板１６から離れる。ランナロック板１６に固定されているランナロックピン２３がピン孔２４内を相対的に右方に移動する。

これにより、ランナロックピン２３の先端の凸部４２に保持されていたランナ押さえ部の固形部が、強制的に凸部４２から引き離されると共に、スプルー２２の固形部がスプルーブッシュ３７の湯口３８（図５参照）との境界で、スプルーブッシュ３７から切り離される。

ランナ押さえ部の保持を失い、スプルーブッシュとの連絡を絶たれた固形部は、スプルー固形部、ランナ固形部、及びゲート固形部が一体となって、パーティング面の開かれた固定型板９と固定型取付板８との間を図の下方に落下して、不図示の廃棄樹脂容器に収容される。

剛性を必要とする成形品の場合、廃棄樹脂容器に収容された固化樹脂は、１〜３割は再生品として使用されるが、熱履歴の関係で全部は再使用できず７〜９割が廃棄される。

スプルーからゲートまで、ランナが最短の直線距離で形成されるか、屈曲して形成されるかで、ランナ固形部による廃棄樹脂の割合は大幅に増減する。また、剛性を必要とする成形用樹脂原料は極めて高価である。

如何なる形状の成形品に対してもランナを最短の直線距離で形成すべく格子状又は同心円に配置された多数のランナロックピンを落下板に配設した汎用式の型部材の作成には、カセット型に合わせたランナロックピンしか持たない従来の型部材に比べて費用が掛る。

しかし本例の汎用式の型部材によれば、一方で段取替え作業を能率化しながら他方で廃棄樹脂の割合を減らすことができる。廃棄樹脂の割合を減らすことができれば、上記の汎用形の型部材を作成する費用に比べると、費用、環境の面から見て利点の方が大きい。

また、本例のランナロックピン押さえの型部材は、成形品の形状が角形であればランナロックピンが格子状に配置された型部材を、成形品の大小に関わらず使用できる。

また、成形品の形状が円形であればランナロックピンが同心円に配置された型部材に交換して、これまた成形品の大小に関わらず使用できる。したがって、段取替え作業の能率化に大きく貢献できる。

図８は、本発明の実施例２に係るカセット式射出成形用金型の主要部を示す斜視図である。尚、図８には、図１〜図７と同一の構成又は機能部分には、図１〜図７と同一の番号を付与して示している。

また、図８に示すカセット式射出成形用金型４５も、図示を省略したカセット型に代えて、カセット側の可動型が入る空間２とカセット側の固定型が入る空間３のみを示している。

この実施例２におけるカセット式射出成形用金型４５は、図１〜図７に示したカセット式射出成形用金型１に対して、落下板１５の構成が大きく異なり、それに対応して固定型板９の構成もやや異なる。

図８では、固定型板９のカセット側固定型に接する面には、図１に示した上下案内面２１（２１ａ、２１ｂ）が形成されていない。その面には、落下板の中央凸部１４の面が露出しているだけである。この中央凸部１４は、図１に示した周囲部１３とは別体に構成されている。

図９は、上記の中央凸部１４と固定型板９を取り除いて、固定型取付板９、落下板１５の周囲部１３、及びランナロック板１６の、パーティング面１７（図８参照）から見た図である。以下、パーティング面１７から見た面をパーティング方向面という。

なお、図９には、図面を見やすく示すため、ランナロック板１６に固定型取付板９側から植設されてパーティング方向面に突出するランナロックピンの図示は省略している。

図９に示すように、落下板１５の中央凸部１４と別体に形成されている周囲部１３の中央部には、ランナロック板１６が固定型取付板９側から嵌入している空間部があり、この空間部の周囲には段差部４６が形成されている。

この段差部４６は中央凸部１４が周囲部１３に係合するための凹部４７を形成している。凹部４７の両側から、中央部に張り出してランナロック板１６の両側面に食い込むように中央凸部受け面４８が形成されている。

中央凸部受け面４８には、中央凸部１４を周囲部１３に固定するためのネジ孔４９が形成されている。また、中央凸部受け面４８の上下には、ロック板ボルト３５が頭を見せている。

図１０は、図８に示す可動型４と固定型７をパーティング面１７で型開きしたときの固定型７のパーティング方向面を見た図である。図１０に示すＤ−Ｄ、Ｅ−Ｅ及びＦ−Ｆの断面位置は、それぞれ図２に示したＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃの断面位置と同一である。図１０には更にネジ孔４９に対応するＧ−Ｇ断面が追加されている。

図１１(a),(b),(c),(d) は、それぞれ図１０のＤ−Ｄ断面矢視図、Ｅ−Ｅ断面矢視図、Ｆ−Ｆ断面矢視斜視図、及びＧ−Ｇ断面矢視図である。尚、図１１(c) には可動型板６とリンク１１も共に示している。

図１１(a) 及び同図(c) は、周囲部１３と中央凸部１４が別体であることを別にすれば、それぞれ図３及び図５の場合と同一の断面を形成しているので説明は省略し、図１１(b) 及び同図(d) について説明する。

先に、図１１(d) から説明する。同図に示すように、中央凸部１４は、パーティング方向面からネジ孔４９に挿通された中央凸部ボルト５１によって、周囲部１３の中央凸部受け面４８に固定されている。

そして、図１１(b) に示すように、中央凸部１４のランナロック板止孔２５にパーティング方向面から挿通されたロック板ボルト３５により、ランナロック板１６が、中央凸部受け面４８の上下合計４箇所で固定型取付板８に固定されている。

図１１(a) 〜(d) に示すように、パーティング方向面から中央凸部ボルト５１のネジを緩めて引き抜くと、周囲部１３に対し中央凸部１４を、パーティング方向に平行に着脱することができる。

これにより、ランナロックピン２３の先端の凸部４２（図７(a) 参照）に保持されていたランナ押さえ部の固形部が、強制的に凸部４２から引き離された際に（図７(b) 参照）、図１１(c) に示すランナロックピン２３の先端や、ピン孔２４のパーティング方向面近傍に付着したランナ押さえ部の固形部の残渣等の清掃が容易となる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。

本発明は、ランナロックピンを固定させる型部材を交換式にしたカセット式射出成形用金型に利用することができる。

１ カセット式射出成形用金型
２ カセット側の可動型が入る空間
３ カセット側の固定型が入る空間
４ 可動型
５ 可動型取付板
６ 可動型板
７ 固定型
８ 固定型取付板
９ 固定型板
１０ 型部材
１１ 引張りリンク
１２ 母型
１３ 周囲部
１４ 中央凸部
１５ 落下板
１６ ランナロック板
１７ パーティング面
１８ 凸条
１９ 溝部
２１（２１ａ、２１ｂ） 上下案内面
２２ スプルー
２３ ランナロックピン
２４ ピン孔
２５ ランナロック板止孔
２６ ショルダーボルト孔
２７ ショルダーボルト
２８（２８ａ、２８ｂ） レール
２９ ボルト孔
３１ レールボルト
３２ 固定側ガイドピン
３３ ボルト孔
３４ ストッパ
３５ ロック板ボルト
３６ ピン保持孔
３７ スプルーブッシュ
３８ 湯口
３９ プラボルト
４１ 頭部ストッパ
４２ 凸部
４５ カセット式射出成形用金型
４６ 段差部
４７ 凹部
４８ 中央凸部受け面
４９ ネジ孔
５１ 中央凸部ボルト

Claims (2)

1. ピンゲート方式の３プレート型の金型構造で母型とカセット型を使用して成形を行うカセット式射出成形用金型において、
   母型を成形機本体に固定したまま交換可能な、ランナロックピンを固定する型部材、
   を備え、
   前記型部材は、周囲部と中央凸部からなる形状の落下板と、ランナロック板とから成り、型開状態において交換可能に構成され、
   前記落下板の前記周囲部は、前記型開状態において、ショルダーボルトをパーティング面側から固定型取付板に対しネジ止め又はネジ抜き可能に構成され、
   前記落下板は前記周囲部と前記中央凸部とが別体に形成され、前記型開状態において、前記中央凸部のみをパーティング面側から着脱される、
   ことを特徴とするカセット式射出成形用金型。
2. 前記型部材の前記落下板は、前記周囲部と、固定型取付板及びスプルブシュとの間に前記ランナロック板を介装し、前記中央凸部に格子または同心円に沿って等間隔に配置される複数のランナロックピンを位置決めして収容する、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット式射出成形用金型。