JP6152372B2 - 射出成形金型、エジェクタピン、及び射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形金型、エジェクタピン、及び射出成形方法に関する。

従来、射出成形では、金型のキャビティ（充填部）に溶融樹脂を充填させて成形品を成形した後に、エジェクタピンによって成形品を金型から離型させている。ところで、溶融樹脂を充填する際に充填部にガスや空気（以下、総称して気体と呼ぶ）が存在すると、成形品の成形に悪影響を及ぼすことが知られており、その対策として、充填部から気体を逃がす構成を採用している。

特許文献１には、エジェクタピンの先端部にガス抜き路の開口を開閉する弁体を有する射出成形金型が開示されている。弁体は、コイルバネに付勢されて開口を開放保持している。このように弁体が開口を開放することで、キャビティのガスが、エジェクタピンが嵌合するピン孔とのクリアランスを介して金型の外部に排出される。

特許第２５２８２５８号公報

ところで、特許文献１に記載のガス抜き構成の場合には、構成が複雑である。また、弁体は、キャビティ内に射出される溶融樹脂の成形圧が所定値以上となったときにコイルバネの付勢力に抗して開口を閉じる構成となっているため、開口を閉じるタイミングが不安定となり、ガス抜きの制御が精度良く行えない恐れがある。
また、特許文献１においては、エジェクタピンとピン孔とのクリアランスは微小であるため、キャビティの空気を十分に排出できない恐れがある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、充填部に溶融樹脂を充填する際に、充填部内の空気を簡易な構成で適切に排出することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、射出された溶融樹脂が充填される充填部と、前記充填部に連通し、前記充填部の気体を排出可能な通気孔と、前記通気孔に進退可能に取り付けられ、前記通気孔の開口を閉塞する閉塞位置から前進位置へ前進して前記充填部から前記溶融樹脂の成形品を押し出すエジェクタピンとを備える射出成形金型であって、前記エジェクタピンは、円柱状のピン本体と、前記ピン本体の軸方向一端側に設けられ、前記エジェクタピンが前記閉塞位置に位置する際に外周面にて前記開口を閉塞する一端部と、前記ピン本体の軸方向中央側の外周面に軸方向に沿って形成された溝を有し、前記前進位置の際に前記溝が前記開口から露出する溝部とを有し、前記充填部に前記溶融樹脂が充填される際に、前記エジェクタピンが前記前進位置から前記閉塞位置へ後退する射出成形金型を提供する。

上記の射出成形金型において、前記溝部の前記軸方向と直交する断面形状は、略十字状の形状であってもよい。また、上記の射出成形金型において、前記溝部は、前記一端部から繋がって設けられ、前記溝部と前記一端部の接続部分に、曲面部が形成されていてもよい。

上記の射出成形金型において、前記溝部の溝は、前記ピン本体の軸方向中央側の外周面において、前記充填部で前記溶融樹脂が充填される充填口に対向する部分に設けられていてもよい。

上記の射出成形金型において、前記通気孔は、前記充填部における前記溶融樹脂の充填方向の上流側に位置する第１通気孔と、前記充填方向の下流側に位置する第２通気孔とを含み、前記エジェクタピンは、前記第１通気孔に進退可能に取り付けられた第１エジェクタピンと、前記第２通気孔に進退可能に取り付けられた第２エジェクタピンとを含み、前記充填部に前記溶融樹脂が充填される際に、前記第１エジェクタピンが第１前進位置から前記閉塞位置へ後退し、前記第２エジェクタピンが前記第１前進位置よりも前進した第２前進位置から前記閉塞位置へ後退してもよい。

上記の射出成形金型において、前記第２エジェクタピンは、前記第１エジェクタピンの前記第１前進位置から前記閉塞位置への後退に連動して、前記第２前進位置から第３前進位置へ後退した後に、前記第１エジェクタピンが前記閉塞位置に位置した状態で、前記第３前進位置から前記閉塞位置へ後退してもよい。

本発明の第２の態様においては、射出成形される溶融樹脂が充填される充填部に連通し前記充填部の気体を排出可能な通気孔に進退可能に取り付けられ、前記通気孔の開口を閉塞する閉塞位置から前進して前記充填部から成形品を押し出すエジェクタピンであって、円柱状のピン本体と、前記ピン本体の軸方向一端側に設けられ、前記エジェクタピンが前記閉塞位置に位置する際に外周面にて前記開口を閉塞する一端部と、前記ピン本体の軸方向中央側の外周面に軸方向に沿って形成された溝を有する溝部とを備えるエジェクタピンを提供する。

上記のエジェクタピンにおいて、前記溝部の溝は、前記ピン本体の周方向において複数形成されていてもよい。また、上記のエジェクタピンにおいて、前記溝部の前記軸方向と直交する断面形状は、略十字状の形状であってもよい。

上記のエジェクタピンにおいて、前記溝部は、前記一端部から繋がって設けられ、前記溝部と前記一端部の接続部分に、曲面部が形成されていてもよい。また、上記のエジェクタピンにおいて、前記溝部の溝の深さは、前記ピン本体の半径よりも大きくてもよい。

本発明の第３の態様においては、充填部に溶融樹脂を充填して成形品を成形した後に、前記充填部に連通し前記充填部の気体を排出可能な通気孔に進退可能に取り付けられたエジェクタピンを前進させて前記成形品を押し出す射出成形方法であって、閉塞位置にて外周面が前記通気孔の開口を閉塞する前記エジェクタピンの軸方向中央側に軸方向に沿って形成された溝が、前記開口から露出するように、前記エジェクタピンを閉塞位置から前進位置へ前進させる前進ステップと、前記充填部に前記溶融樹脂が充填される際に、前記エジェクタピンを前記前進位置から前記閉塞位置へ後退させて、前記充填部の気体を前記開口と前記溝との間から前記通気孔を介して排出させる後退ステップとを有する射出成形方法を提供する。

上記の射出成形方法は、前記溶融樹脂を収容されたシリンダー部から前記充填部へ前記溶融樹脂を射出する射出ステップを更に有し、前記後退ステップにおいて、前記シリンダー部内の前記溶融樹脂の位置を検出し、検出結果から射出中の前記溶融樹脂が所定位置に達したら、前記エジェクタピンを前記前進位置から前記閉塞位置へ後退させてもよい。

上記の射出成形方法の前記前進ステップにおいて、前記シリンダー部から前記充填部への前記溶融樹脂の射出を開始する直前に、前記エジェクタピンを前記閉塞位置から前記前進位置へ前進させてもよい。

本発明によれば、充填部に溶融樹脂を充填する際に、充填部内の空気を簡易な構成で適切に排出するができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る射出成形装置１の概略構成の一例を示す模式図である。 射出成形装置１の概略構成の一例を示すブロック図である 充填部に溶融樹脂が充填された際の金型１０の構成を示す図である。 成形品が充填部から押し出された際の金型１０の構成を示す図である。 キャビティ１２内の気体を排出する構成を説明するための図である。 エジェクタピン５０の正面図である。 エジェクタピン５０の側面図である。 図６のエジェクタピン５０のA−A断面図である。 図６のエジェクタピン５０のB−B断面図である。 溝部と通気孔との関係を説明するための図である。 エジェクタピン５０の断面形状を示す図である。 エジェクタピン５０の断面形状を示す図である。 エジェクタピン４０の溝部の第１変形例を示す図である。 エジェクタピン４０の溝部の第２変形例を示す図である。 一実施形態に係る射出成形時の射出成形装置１の動作の一例を示すフローチャートである。 射出成形中のエジェクタピン５０の状態を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係る金型１０の構成を説明するための模式図である。 気体を排出するためのエジェクタピン５０、３６０の移動の様子を説明するための模式図である。

＜第１の実施形態＞
（射出成形装置の概要）
図１及び図２を参照しながら、本発明の一実施形態に係る射出成形装置の概要について説明する。図１は、一実施形態に係る射出成形装置１の概略構成の一例を示す模式図である。図２は、射出成形装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。

射出成形装置１は、図２に示すように、金型１０と、型締めユニット６５と、射出ユニット７０と、検出部８０と、制御部９０と、記憶部９２とを有する。射出成形装置１は、金型１０のキャビティ１２に溶融樹脂を充填して成形品を成形した後に、キャビティ１２に連通した通気孔に進退可能に取り付けられたエジェクタピン４０、５０を前進させて成形品を押し出す装置である。

金型１０は、射出成形装置１に着脱可能に装着される。金型１０は、開閉可能な雌型２０と雄型３０とで構成されている。金型１０は、射出ユニット７０から流入した溶融樹脂により成形品を成形する。金型１０は、図１に示すように、充填部であるキャビティ１２と、スプルー１３と、ランナー１４と、を有する。

キャビティ１２には、溶融樹脂が充填される。キャビティ１２は、成形品の形状に合わせて形成された凹部である。スプルー１３は、射出ユニット７０のノズルから樹脂が流入する部分である。ランナー１４は、スプルー１３とキャビティ１２の間の通路である。射出ユニット７０から射出された溶融樹脂は、スプルー１３及びランナー１４を経て、キャビティ１２内に充填される。

型締めユニット６５は、金型１０を構成する雌型２０と雄型３０とを開閉する機構である。型締めユニット６５は、例えばトグル式の機構（不図示）により金型を開閉する。金型１０が閉じた状態でキャビティ１２において成形品が成形され、金型１０を開けた状態でエジェクタピン４０、５０によって成形品を金型１０から離型させる。

射出ユニット７０は、樹脂を加熱溶融して金型１０内に射出する。射出ユニット７０は、図１に示すように、ホッパー７１と、シリンダー７２と、ヒータ７３と、スクリュー７４と、ノズル７５と、モータ７６とを有する。

ホッパー７１は、樹脂を収容する。シリンダー７２は、円筒状の形状を成しており、ホッパー７１から樹脂が供給される。ヒータ７３は、シリンダー７２の外周に設けられ、シリンダー７２内の樹脂を加熱溶融する。スクリュー７４は、シリンダー７２内にモータ７６によって図１に示す矢印方向に移動可能に設けられている。ノズル７５は、シリンダー７２の先端に設けられた吐出口である。
スクリュー７４がノズル７５側へ前進することで、ヒータ７３により溶融された樹脂がノズル７５から射出される。スクリュー７４の移動量と樹脂の射出量とには相関関係があるため、スクリュー７４の移動量を制御することで、樹脂のノズル７５からの射出量を管理可能である。

検出部８０は、金型１０、型締めユニット６５、及び射出ユニット７０等の状態を検出する。例えば、検出部８０は、射出ユニット７０のスクリュー７４の位置を検出する位置検出センサを含む。これにより、位置検出センサによる検出結果に基づいて、スクリュー７４の移動量を検出可能となる。

制御部９０は、射出成形装置１の全体動作を制御する。例えば、制御部９０は、記憶部９２に記憶されたプログラムに基づいて型締めユニット６５及び射出ユニット７０を動作させることで、射出成形を行う。

記憶部９２は、制御部９０が実行するプログラムや、制御部９０が制御を行う際に用いるデータを記憶する。例えば、記憶部９２は、射出成形を行う各種条件（例えば、スクリューの移動量や移動速度、ヒータの加熱温度、金型の冷却温度等）を記憶する。

（金型の構成）
図３及び図４を参照しながら、金型１０の内部構成の一例について説明する。図３は、キャビティ１２に溶融樹脂が充填された際の金型１０の構成を示す図である。図４は、成形品がキャビティ１２から押し出された際の金型１０の構成を示す図である。

金型１０は、図３と図４に示すように、雌型２０と、雄型３０と、エジェクタピン４０と、エジェクタピン５０と、可動プレート６０とを有する。

雌型２０は、射出ユニット７０（図１）から射出された溶融樹脂が流入する。雌型２０には、図１で説明したキャビティ１２、スプルー１３及びランナー１４のそれぞれの一部を構成するスプルー孔２１、ランナー凹部２２及びキャビティ凹部２３が形成されている。

雄型３０は、雌型２０に対向し、雌型２０との間で相対的に移動可能な構成となっている。雄型３０には、キャビティ１２、スプルー１３及びランナー１４のそれぞれの一部を構成するスプルー孔３１、ランナー凹部３２及びキャビティ凹部３３が形成されている。ランナー凹部３２及びキャビティ凹部３３には、それぞれ貫通孔である通気孔３５、３６が連通している。通気孔３５、３６は、キャビティ１２内の気体を外部へ排出させる機能を有する。

エジェクタピン４０は、ランナー１４（具体的には、ランナー凹部３２）に連通した通気孔３５に進退可能に取り付けられていてもよい。エジェクタピン４０は、通気孔３５の開口３５ａを閉塞する閉塞位置（図３に示す位置）と、成形品を押し出す押出し位置（図４に示す位置）と、の間で移動する。エジェクタピン４０は、ピン本体４１と、先端部４２と、連結部４３とを有する。エジェクタピン４０は、連結部４３と接合する後端部（不図示）をさらに有していてもよい。

ピン本体４１は、細長い円柱状の軸である。ピン本体４１の外径は、通気孔３５の内径より僅かに小さい。
先端部４２は、ピン本体４１の軸方向一端側の部分である。先端部４２は、ピン本体４１が閉塞位置に位置する際に通気孔３５の開口３５ａを閉塞し、押出し位置に位置する際に成形品を押し出す。
連結部４３は、ピン本体４１の軸方向他端側の部分であり、可動プレート６０と連結されている。連結部４３は、可動プレート６０の移動に伴い移動可能な構成となっている。このため、エジェクタピン４０は、可動プレート６０の移動に伴い、閉塞位置と押出し位置との間を移動する。

エジェクタピン５０は、キャビティ１２に連通した通気孔３６に進退可能に取り付けられている。エジェクタピン５０は、例えば、スプルー１３から見てエジェクタピン４０よりも離れた位置に位置する。エジェクタピン５０は、エジェクタピン４０と同様に、閉塞位置（図３に示す位置）と押出し位置（図４に示す位置）との間で移動する。なお、スプルー１３とエジェクタピン４０との距離、及びスプルー１３とエジェクタピン５０との距離の関係は任意であり、成形品の形状に基づいて設定してよい。

エジェクタピン５０は、閉塞位置に位置する際に先端部５２が通気孔３６の開口３６ａを閉塞し、押出し位置に位置する際に先端部５２がキャビティ１２から成形品を押し出す。また、エジェクタピン５０は、軸方向他端側で可動プレート６０と連結されている。
一方で、エジェクタピン５０には、エジェクタピン４０とは異なり、キャビティ１２の気体を排出するための溝部５４が形成されている。なお、溝部５４を含むエジェクタピン５０の詳細構成については、後述する。

可動プレート６０は、エジェクタピン４０及びエジェクタピン５０の軸方向他端側に移動可能に設けられている。可動プレート６０は、移動することで、当該可動プレート６０と連結されたエジェクタピン４０及びエジェクタピン５０を閉塞位置と押出し位置との間で移動させる。可動プレート６０は、可動プレート６０を移動させる駆動源（不図示）と連結された連結軸６２を有し、駆動源の動力を受けて移動する。

（キャビティ１２からの気体の排出について）
射出成形装置１においては、成形品の品質を確保するために、キャビティ１２のガスを排出しながら、キャビティ１２に樹脂を充填する。ガスの排出は、従来、雌型２０と雄型３０との境界であるパーティングラインでの隙間、金型１０の入れ子構造による部材間の隙間、エジェクタピンと通気孔の間の隙間等から排出されるようになっている。しかし、これらの隙間は微小であるため、ガスを十分に排出することができず、ガスが残留するキャビティ１２に樹脂が充填されることになる。キャビティ１２に残留するガスは通常高温であるため、ガスが残留したキャビティ１２に樹脂を充填して成形品を成形した場合には、前記ガスによって成形品に外観不良や形状不良等が発生しうる。

上記の問題を解決する方策として、例えば、エジェクタピンと通気孔の間の隙間（クリアランス）を大きくすることが提案されている。しかし、かかる方策の場合には、隙間が大きくなることで、当該隙間に樹脂が付着することにより、成形品にバリが発生する恐れがある。他方で、クリアランスを狭くし過ぎると、隙間が、モールドデポジットによって塞がれてしまい、金型１０内にガスが残留しやすくなるので、所謂ガス焼け、ガスショート、テカリなどの外観及び機能不良を誘発する恐れがある。

また、モールドデポジットを除去するためには、定期的に金型を分解して清掃を行う必要がある。さらに、超音波洗浄や有機溶剤による丁寧な脱脂作業を行わなければ、モールドデポジットを除去できない。このため、モールドデポジットを除去のために、手間とコストを要することになる。

これに対して、本実施形態では、エジェクタピン５０の外周面に軸方向に沿って形成された溝を有する溝部５４が設けられ、溝部５４の溝は、エジェクタピン５０が前進位置である排出位置に位置する際に通気孔３６から露出する。そして、キャビティ１２に樹脂が充填される際に、エジェクタピン５０が排出位置から閉塞位置へ後退する。

図５は、キャビティ１２内の気体を排出する構成を説明するための図である。図５に示すように、エジェクタピン５０は、キャビティ１２内への溶融樹脂（以下、単に樹脂と呼ぶ）の充填が開始された際に、排出位置に位置している。このため、樹脂のキャビティ１２内への流入に伴い、キャビティ１２内の気体が、溝部５４に流れ込んだ後、溝部５４と通気孔３６の内周壁の間の隙間から外部へ排出される。溝部５４を設けることにより、溝部５４の領域だけ気体を排出する隙間（空間）が広がるので、気体を排出しやすくなる。また、気体が金型外へ排出されるため、モールドデポジットの付着が大幅に低下する。

一方で、エジェクタピン５０は、樹脂がキャビティ１２で通気孔３６に至る直前に閉塞位置に位置する。これにより、エジェクタピン５０と通気孔３６の間の隙間に樹脂が付着することを抑制できるので、目詰まりの発生を防止できる。

なお、図５では、一つの通気孔３６及びエジェクタピン５０が示されているが、実際には、金型１０の奥行き方向に他の通気孔３６及びエジェクタピン５０が存在する。これにより、複数の通気孔３６から気体を外部へ排出できる。

（エジェクタピンの詳細構成）
キャビティ１２から気体を適切に排出できるエジェクタピン５０の詳細構成について、図６〜図９を参照しながら説明する。
図６は、エジェクタピン５０の正面図である。図７は、エジェクタピン５０の側面図である。図８は、図６のエジェクタピン５０のA−A断面図である。図９は、図６のエジェクタピン５０のB−B断面図である。

エジェクタピン５０は、図６に示すように、ピン本体５１と、先端部５２と、固定部５３と、溝部５４とを有する。
ピン本体５１は、細長い円柱状の軸である。ピン本体５１の外径は、通気孔３６の内径より僅かに小さい。

先端部５２は、ピン本体５１の軸方向一端側の一端部である。先端部５２は、ピン本体５１の外径と同じ大きさの外径を有し、エジェクタピン５０が閉塞位置に位置する際に外周面にて通気孔３６の開口３６ａを閉塞する。また、先端部５２の軸方向の幅は、開口３６ａを閉塞できる大きさであればよく、例えば２ｍｍ以下である。

固定部５３は、ピン本体５１の軸方向他端側の他端部である。固定部５３は、可動プレート６０に固定され、可動プレート６０の移動に連動して移動することで、エジェクタピン５０も移動する。固定部５３は、可動プレート６０に固定するために、ピン本体５１の外径よりも大きい外径を有する。なお、前述したエジェクタピン４０の連結部４３は、図４に示すように、可動プレート６０の座ぐり穴６３と嵌合しており、可動プレート６０に固定されていない。

溝部５４は、先端部５２と繋がっており、軸方向において先端部５２よりも軸方向中央側に形成されている。溝部５４の先端部５２側の一部は、排出位置の際に通気孔３６の開口３６ａから露出する。溝部５４は、ピン本体５１の外周面を削ることで形成されている。

溝部５４は、図９に示すように、支柱部５４ａと、支柱部５４ａの周囲に形成された溝５４ｂと、を有する。
支柱部５４ａは、ピン本体５１の中心に対して対称な形状となっている。具体的には、支柱部５４ａの断面形状は、十字状である。

溝５４ｂは、ピン本体５１の軸方向に沿って形成されている。また、溝５４ｂは、ピン本体５１の周方向において複数形成されている。ここでは、図９に示すように、周方向において所定間隔で４つの溝５４ｂが形成されている。溝５４ｂの形状は、扇形状である。このような溝５４ｂを設けることで、溝部５４の断面形状が略十字状の形状となっている。溝５４ｂの深さは、例えば図９に示すようにピン本体５１の半径の約半分の大きさである。

溝５４ｂの軸方向の長さＬ２は、通気孔３６の長さ（図４に示す長さＬ１）よりも大きい。これにより、エジェクタピン５０が排出位置に位置する際に、キャビティ１２内の気体を、溝５４ｂを介して排出させることができる。また、通気口３６の径が開口３６ａの反対方向の途中から大きくなる場合は、溝５４ｂの軸方向の長さＬ２は、開口３６ａから、当該通気口３６の径が大きくなる部分までの長さを越える程度でもよい。

溝５４ｂは、ピン本体５１の軸方向中央側の外周面において、キャビティ１２へ樹脂が充填される充填口であるランナー１４に対向する部分に設けられている。キャビティ１２内の気体は、樹脂の充填方向に沿って流れやすい。このため、溝５４ｂをランナー１４に対向する部分に設けることで、気体が溝５４ｂに入り込みやすくなり、気体を排出させやすい。

なお、図８では、支柱部５４ａの外径が軸方向において同じ大きさに示されているが、これに限定されず、例えば支柱部５４ａがテーパ形状となっていてもよい。すなわち、支柱部５４ａの外径が、軸方向において先端部５２から離れるに従って外径が小さくなってもよい。

上述した構成のエジェクタピン５０は、キャビティ１２に樹脂が充填される際に、溝５４ｂが開口３６ａから露出する排出位置から閉塞位置へ後退する。例えば、エジェクタピン５０は、射出ユニット７０のスクリュー７４がノズル７５から所定距離（図１に示す距離Ｌ３）まで近づいたと検出部８０により検出されると、排出位置から閉塞位置へ後退する。所定距離は、予め実験等により、通気孔３６の近傍まで樹脂が至るまで樹脂を射出するスクリュー７４の位置に対応するように設定されている。このため、上記のタイミングでエジェクタピン５０を後退させることで、通気孔３６に樹脂が到達する直前まで気体を排出することができる。
なお、上記では、スクリュー７４がノズル７５から所定距離まで近づいたことを検出部８０が検出すると、エジェクタピン５０が排出位置から閉塞位置へ後退することとしたが、これに限定されない。例えば、樹脂の射出のためにスクリュー７４がノズル７５側へ前進する時間が所定時間に達したら、エジェクタピン５０が排出位置から閉塞位置へ後退してもよい。すなわち、樹脂の射出が開始されてからの時間に応じて、エジェクタピン５０が排出位置から閉塞位置へ後退してもよい。

ところで、上記では、溝部５４の４つの溝５４ｂが、円周方向において離隔して４つ設けられていることとした。かかる場合には、エジェクタピン５０が後退した際に、先端部５２が通気孔の縁と干渉することを防止できる。以下では、図１０を参照しながら、比較例と対比しつつ説明する。

図１０は、溝部と通気孔との関係を説明するための図である。図１０（ａ）は比較例に係るエジェクタピン９５０の溝部９５４を示し、図１０（ｂ）は本実施形態に係るエジェクタピン５０の溝部５４を示している。

比較例のエジェクタピン９５０の溝部９５４では、図１０（ａ）に示すように円周方向の全領域に亘って溝が形成され、支柱部９５４ａの断面形状が径の小さい円形状となっている。エジェクタピン９５０は、細長い軸であるので移動の際に振れることあり、かかる場合には、図１０（ａ）に示すように、エジェクタピン９５０の中心Ｃ２が通気孔３６の中心Ｃ１とずれる。そして、排出位置に位置するエジェクタピン９５０が後退する際に、エジェクタピン９５０の中心Ｃ２が通気孔３６の中心Ｃ１とずれていると、エジェクタピン９５０の先端部９５２が通気孔３６の縁と干渉してしまう（乗り上がってしまう）ので、エジェクタピン９５０が閉塞位置まで移動できず、先端部９５２が通気孔３６を適切に閉塞できない。また、通気孔３６の縁に先端部９５２が乗り上がることで、通気孔３６が損傷する恐れがある。また、支柱部９５４ａの部分で、座屈が発生する恐れがある。

これに対して、本実施形態に係るエジェクタピン５０は、図９に示すように支柱部５４ａの断面形状が十字状である。このため、仮にエジェクタピン５０の振れが発生しようとても、支柱部５４ａの外周縁が通気孔３６の内周壁と接触して、触れが抑制される。この結果、図１０（ｂ）に示すように、エジェクタピン５０の中心Ｃ２が通気孔３６の中心Ｃ１と一致しやすいので、エジェクタピン５０が後退した際に通気孔３６の縁と干渉する（縁に乗り上がる）ことを防止できる。また、支柱部５４ａの断面形状を十字状にすることで、溝部５４の剛性の低下を抑制でき、溝部５４での座屈の発生を抑制できる。

（変形例）
上述した支柱部５４ａの円周縁には、図１１に示すような面取り５６が形成されてもよい。
図１１は、エジェクタピン５０の断面形状を示す図である。図１１に示すように面取り５６を形成することで、支柱部５４ａの縁に気体が当たって発生する乱流を抑制できる。これにより、乱流によって気体が溝５４ｂに流入しないことを防止でき、この結果気体を溝５４ｂから適切に排出できる。

また、支柱部５４ａと先端部５２の接続部分である角に、図１２に示すような曲面部５８が形成されてもよい。
図１２は、エジェクタピン５０の断面形状を示す図である。図１２に示すように曲面部５８を形成することで、支柱部５４ａと先端部５２の角のエッジが無くなり、キャビティ１２から気体が曲面部５８に沿って溝５４ｂに呼び込まれやすくなる。すなわち、曲面部５８が、気体の呼び込み部となっている。これにより、支柱部５４ａと先端部５２の角で気体がキャビティ１２へ跳ね返ることを抑制でき、この結果気体を溝５４ｂから適切に排出できる。

上記では、支柱部５４ａの断面形状が、図９に示すような略十字状の形状であることとしたが、これに限定されない。例えば、支柱部５４ａの断面形状は、図１３や図１４に示す形状であってもよい。

図１３は、エジェクタピン５０の溝部の第１変形例を示す図である。第１変形例に係る溝部１５４には、周方向において所定間隔で３つの溝１５４ｂが形成されている。このため、支柱部１５４ａの断面形状は、略Ｙ字状の形状（三叉の形状）である。溝１５４ｂの深さは、図９の溝５４ｂの深さと同じであるが、溝１５４ｂの幅は、溝５４ｂの幅よりも大きい。かかる場合には、気体を排出する空間が広くなり、気体を排出しやすくなる。
なお、第１変形例の支柱部１５４ａの外周縁にも、図１０に示すような面取り５６がされてもよい。

図１４は、エジェクタピン５０の溝部の第２変形例を示す図である。第２変形例に係る溝部２５４には、一つの溝２５４ｂが形成されている。溝２５４ｂは、キャビティ１２において充填される樹脂が接近してくる接近方向に面している。そして、溝２５４ｂの深さは、ピン本体５１の半径よりも大きくなっている。また、溝２５４ｂの幅は、ピン本体５１の半径とほぼ同じ大きさである。これにより、溝２５４ｂが一つであっても、気体を排出する空間を十分に確保することができる。特に、第２変形例の構成は、外周面に複数の溝を形成することが困難な、外径が小さいエジェクタピン５０において、有効である。
なお、第２変形例のエジェクタピン５０には、周方向への回転を抑制するための周り止めが設けられてもよい。かかる場合には、溝２５４ｂが樹脂の接近方向に面した状態を維持できるので、気体を適切に排出できる。

（射出成形方法）
上述した射出成形装置１を用いた射出成形方法の一例について、図１５及び図１６を参照しながら説明する。
図１５は、一実施形態に係る射出成形時の射出成形装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図１６は、射出成形中のエジェクタピン５０の状態を説明するための模式図である。本処理は、制御部９０（図２）が記憶部９２に記憶されたプログラムを実行することで、実現される。

図１５のフローチャートは、開いた状態の金型１０の雌型２０と雄型３０とを型締めするところから開始される（ステップＳ１０２）。金型１０を型締めした際に、エジェクタピン４０及びエジェクタピン５０は、図１６（ａ）に示すように、それぞれ閉塞位置に位置する。

次に、制御部９０は、可動プレート６０を移動させることで、閉塞位置に位置するエジェクタピン５０を図１６（ｂ）に示すように排出位置へ前進させる（ステップＳ１０４）。この際、エジェクタピン４０は、座ぐり穴６３（図５）によって、図１６（ｂ）に示すように移動せず閉塞位置に位置した状態が維持される。

次に、制御部９０は、射出ユニット７０から金型１０へ樹脂を射出させる（ステップＳ１０６）。すなわち、射出ユニット７０のスクリュー７４が前進することで、樹脂が金型１０内へ射出される。なお、上記では、エジェクタピン５０を排出位置へ前進させた後に、樹脂を射出することとしたが、これに限定されない。例えば、樹脂の射出と、エジェクタピン５０の排出位置への移動とを、同時に行ってもよい。また、樹脂の射出を開始した後に、エジェクタピン５０を排出位置へ前進させてもよい。

金型１０内へ射出された樹脂は、スプルー１３、ランナー１４を経由してキャビティ１２内へ流入する。この際、エジェクタピン５０が排出位置に位置するので、樹脂がキャビティ１２内に流入する際に、キャビティ１２内の気体が、図１６（ｃ）に示すようにエジェクタピン５０の溝部５４へ流れ込む。そして、気体は、溝部５４と通気孔３６を介して外部へ排出される。

次に、制御部９０は、検出部８０により、前進したスクリュー７４がノズル７５から所定距離まで近づいたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、制御部９０は、ステップＳ１０８でスクリュー７４が所定距離（図１に示す距離Ｌ３）まで近づいたと判定した場合には、可動プレート６０を移動させることで、排出位置に位置するエジェクタピン５０を図１６（ｄ）に示すように閉塞位置へ後退させる（ステップＳ１１０）。これにより、樹脂が通気孔３６に到達する前に、エジェクタピン５０が通気孔３６の開口３６ａを閉塞するので、樹脂が通気孔３６内に付着することを防止できる。なお、ステップＳ１１０の際も、エジェクタピン４０は、図１６（ｄ）に示すように、移動せず閉塞位置に位置した状態が維持させる。

その後、制御部９０は、スクリュー７４を所定位置まで前進させることで、キャビティ１２内への樹脂の充填が完了する。前述したようにエジェクタピン５０の溝部５４と通気孔３６を介して気体が排出されるので、キャビティ１２内に気体が存在しない、又は極めて微量の気体が存在した状態で、キャビティ１２内に樹脂が充填されることになる。

制御部９０は、金型１０の保圧・冷却して、成形品を成形する（ステップＳ１１２）。次に、制御部９０は、金型１０を開くと共に可動プレート６０を移動させて、閉塞位置に位置するエジェクタピン４０及びエジェクタピン５０を、図１６（ｅ）に示すように、それぞれ押出し位置へ前進させる（ステップＳ１１４）。これにより、キャビティ１２内の成形品が金型１０から離型される。

（第１の実施形態における効果）
第１の実施形態においては、キャビティ１２に連通した通気孔３６に進退可能に取り付けられたエジェクタピン５０の外周面に軸方向に沿って形成された溝５４ｂは、エジェクタピン５０が排出位置に位置する際に通気孔３６から露出する。そして、キャビティ１２に樹脂が充填される際に、エジェクタピン５０が排出位置から閉塞位置へ後退する。具体的には、エジェクタピン５０が、樹脂の充填開始直前に閉塞位置から排出位置へ前進し、樹脂の充填中に排出位置から閉塞位置へ後退する。

かかる場合には、樹脂のキャビティ１２内への流入に伴い、キャビティ１２内の気体が、溝５４ｂに流れ込んだ後、溝５４ｂと通気孔３６の内周壁の間の隙間から外部へ排出される。溝５４ｂを設けることにより、溝５４ｂの領域だけ気体を排出する隙間（空間）が広がるので、気体を排出しやすくなる。この結果、成形品の外観が良くなり、歩留まり向上につながる。
また、エジェクタピン５０は、樹脂がキャビティ１２で通気孔３６に至る直前に閉塞位置に位置する。これにより、エジェクタピン５０と通気孔３６の間の隙間に樹脂が付着することを抑制できるので、目詰まりの発生を防止できる。これにより、金型１０の清掃等の補修の周期が長くなり、補修コストが低下する。
さらに、エジェクタピン５０は、溝５４ｂが無い既存のエジェクタピンの外周面を削ることで形成可能である。このため、既存のエジェクタピンが取りけられた金型において、既存のエジェクタピンをエジェクタピン５０に交換することで、キャビティ１２内の気体を排出することができる。このように、既存の射出形成装置にエジェクタピン５０を低コストで搭載できる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、溝部５４を有するエジェクタピン５０が通気孔３６に進退可能に取り付けられていることとした。これに対して、第２の実施形態では、エジェクタピン５０に加えて、溝部を有するがエジェクタピン５０に比べて前進量が小さいエジェクタピン３６０が通気孔３３７に進退可能に取り付けられている点で、第１の実施形態と相違する。また、エジェクタピン５０が、排出位置から閉塞位置へ後退する際に、排出位置と閉塞位置との間の停止位置で一時停止した後に閉塞位置へ移動する（２段階後退）点が、第１の実施形態と相違する。

図１７は、第２の実施形態に係る金型１０の構成を説明するための模式図である。
第２の実施形態に係る金型１０は、図１７に示すように、第１の実施形態で説明したエジェクタピン４０及びエジェクタピン５０と、エジェクタピン３６０とを有する。エジェクタピン４０、５０の構成は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

エジェクタピン３６０は、キャビティ１２に連通した通気孔３３７に進退可能に取り付けられている。通気孔３３７は、キャビティ１２における樹脂の充填方向の上流側に位置する。なお、エジェクタピン５０が進退可能に取り付けられている通気孔３６は、充填方向の下流側に位置する。

エジェクタピン３６０は、エジェクタピン５０と同様に、閉塞位置と、押出し位置と、排出位置との間で移動する。図１７は、３つのエジェクタピン４０、５０、３６０が閉塞位置に位置する状態を示している。なお、図１７には図示されていないが、エジェクタピン３６０も可動プレート６０（図１）に連結されており、可動プレート６０の移動に連動して移動する。なお、エジェクタピン３６０は、可動プレート６０の座ぐり穴（不図示）の部分と連結されており、前進量がエジェクタピン５０よりも小さくなっている。

エジェクタピン３６０は、エジェクタピン５０と同様な形状であり、先端部３６２と、溝部３６４とを有する。先端部３６２は、エジェクタピン３６０が閉塞位置に位置する際に通気孔３３７の開口３３７ａを閉塞し、押出し位置に位置する際にキャビティ１２内の成形品を押し出す。溝部３６４は、エジェクタピン３６０が排出位置に位置する際に開口３３７ａから露出し、キャビティ１２内の気体を排出させる。

続いて、図１７及び図１８を参照しながら、キャビティ１２に樹脂を充填する際に気体を排出するエジェクタピン５０及びエジェクタピン３６０の移動について説明する。図１８は、気体を排出するためのエジェクタピン５０、３６０の移動の様子を説明するための模式図である。

エジェクタピン５０及びエジェクタピン３６０が、可動プレート６０の移動に伴い、図１７に示す閉塞位置から図１８（ａ）に示す排出位置へ前進する。ここで、エジェクタピン３６０の排出位置（第１前進位置に該当）は、図１８（ａ）に示すようにエジェクタピン５０の排出位置よりも前進量（第２前進位置に該当）が少ない位置である。

エジェクタピン５０及びエジェクタピン３６０が排出位置に位置した状態で、樹脂がキャビティ１２に流入するが、この際にエジェクタピン５０の溝部５４及びエジェクタピン３６０の溝部３６４を介してキャビティ１２の気体が排出される。

その後、キャビティ１２内に流入した樹脂が通気孔３３７に至る直前に、可動プレート６０の移動に伴い、排出位置に位置するエジェクタピン５０及びエジェクタピン３６０が後退する（以下、第１後退と呼ぶ）。具体的には、図１８（ｂ）に示すように、エジェクタピン３６０が閉塞位置に後退し、エジェクタピン５０が停止位置（第３前進位置に該当）へ後退する。エジェクタピン５０が停止位置に位置する際には、エジェクタピン５０の溝部５４が通気孔３６の開口３６ａから露出しているので、気体を排出できる。

その後、第１後退から所定時間（樹脂が通気孔３６に至る直前に対応する時間）経過した後に、可動プレート６０の移動に伴い、停止位置に位置するエジェクタピン５０が図１７に示す閉塞位置へ後退する（以下、第２後退と呼ぶ）。第２後退の際には、エジェクタピン３６０は、閉塞位置に位置した状態である。
なお、エジェクタピン４０は、上述したエジェクタピン５０及びエジェクタピン３６０の前進、第１後退、第２後退の際に、移動せず閉塞位置に位置する。

第２の実施形態の場合には、キャビティ１２内の樹脂の充填方向の下流側及び上流側に溝部を有するエジェクタピン５０、３６０を設けたので、樹脂の充填に合わせて複数の通気孔３６、３３７から気体を適切に排出できる。
なお、第２の実施形態では、通気孔３３７が第１通気孔に該当し、通気孔３６が第２通気孔に該当する。また、エジェクタピン３６０が第１エジェクタピンに該当し、エジェクタピン５０が第２エジェクタピンに該当する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 射出成形装置
１０ 金型
１２ キャビティ
３６ 通気孔
３６ａ 開口
５０ エジェクタピン
５１ ピン本体
５２ 先端部
５４ 溝部
５４ａ 支柱部
５４ｂ 溝
５８ 曲面部
６０ 可動プレート
７０ 射出ユニット
８０ 検出部
３３７ 通気孔
３６０ エジェクタピン
３６４ 溝部

Claims (10)

1. 射出された溶融樹脂が充填される充填部と、
   前記充填部に連通し、前記充填部の気体を排出可能な通気孔と、
   前記通気孔に進退可能に取り付けられ、前記通気孔の開口を閉塞する閉塞位置から前進位置へ前進して前記充填部から前記溶融樹脂の成形品を押し出すエジェクタピンと、
   を備える、射出成形金型であって、
   前記エジェクタピンは、
   円柱状のピン本体と、
   前記ピン本体の軸方向一端側に設けられ、前記エジェクタピンが前記閉塞位置に位置する際に外周面にて前記開口を閉塞する一端部と、
   前記ピン本体の軸方向中央側の外周面に軸方向に沿って形成された溝を有し、前記前進位置の際に前記溝が前記開口から露出する溝部と、
   を有し、
   前記充填部に前記溶融樹脂が充填される際に、前記エジェクタピンが前記前進位置から前記閉塞位置へ後退し、
   前記溝部の前記軸方向と直交する断面形状は、直交十字形であり、
   前記直交十字形の前記溝部の円周縁には、所定の曲率で面取りされた面取り部が形成されている、射出成形金型。
2. 前記溝部は、前記一端部から繋がって設けられ、
   前記溝部と前記一端部の接続部分に、曲面部が形成されている、
   請求項１に記載の射出成形金型。
3. 前記溝部の溝は、前記ピン本体の軸方向中央側の外周面において、前記充填部で前記溶融樹脂が充填される充填口に対向する部分に設けられている、
   請求項１又は２に記載の射出成形金型。
4. 前記通気孔は、前記充填部における前記溶融樹脂の充填方向の上流側に位置する第１通気孔と、前記充填方向の下流側に位置する第２通気孔とを含み、
   前記エジェクタピンは、前記第１通気孔に進退可能に取り付けられた第１エジェクタピンと、前記第２通気孔に進退可能に取り付けられた第２エジェクタピンとを含み、
   前記充填部に前記溶融樹脂が充填される際に、前記第１エジェクタピンが第１前進位置から前記閉塞位置へ後退し、前記第２エジェクタピンが前記第１前進位置よりも前進した第２前進位置から前記閉塞位置へ後退する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の射出成形金型。
5. 前記第２エジェクタピンは、
   前記第１エジェクタピンの前記第１前進位置から前記閉塞位置への後退に連動して、前記第２前進位置から第３前進位置へ後退した後に、
   前記第１エジェクタピンが前記閉塞位置に位置した状態で、前記第３前進位置から前記閉塞位置へ後退する、
   請求項４に記載の射出成形金型。
6. 射出成形される溶融樹脂が充填される充填部に連通し、前記充填部の気体を排出可能な通気孔に進退可能に取り付けられ、前記通気孔の開口を閉塞する閉塞位置から前進して前記充填部から成形品を押し出すエジェクタピンであって、
   円柱状のピン本体と、
   前記ピン本体の軸方向一端側に設けられ、前記エジェクタピンが前記閉塞位置に位置する際に外周面にて前記開口を閉塞する一端部と、
   前記ピン本体の軸方向中央側の外周面に軸方向に沿って形成された溝を有する溝部と、
   を備え、
   前記溝部の前記軸方向と直交する断面形状は、直交十字形であり、
   前記直交十字形の前記溝部の円周縁には、所定の曲率で面取りされた面取り部が形成されている、エジェクタピン。
7. 前記溝部は、前記一端部から繋がって設けられ、
   前記溝部と前記一端部の接続部分に、面取りがされている、
   請求項６に記載のエジェクタピン。
8. 射出成形される溶融樹脂が充填される充填部に連通し、前記充填部の気体を排出可能な通気孔に進退可能に取り付けられ、前記通気孔の開口を閉塞する閉塞位置から前進して前記充填部から成形品を押し出すエジェクタピンであって、
   円柱状のピン本体と、
   前記ピン本体の軸方向一端側に設けられ、前記エジェクタピンが前記閉塞位置に位置する際に外周面にて前記開口を閉塞する一端部と、
   前記ピン本体の軸方向中央側の外周面に軸方向に沿って形成された溝を有する溝部と、
   を備え、
   前記溝部の溝の深さは、前記ピン本体の半径よりも大きい、エジェクタピン。
9. 充填部に溶融樹脂を充填して成形品を成形した後に、前記充填部に連通し、前記充填部の気体を排出可能な通気孔に進退可能に取り付けられたエジェクタピンを前進させて前記成形品を押し出す射出成形方法であって、
   閉塞位置にて外周面が前記通気孔の開口を閉塞する前記エジェクタピンの軸方向中央側に軸方向に沿って形成された溝が、前記開口から露出するように、前記エジェクタピンを閉塞位置から前進位置へ前進させる前進ステップと、
   前記充填部に前記溶融樹脂が充填される際に、前記エジェクタピンを前記前進位置から前記閉塞位置へ後退させて、前記充填部の気体を前記開口と前記溝との間から前記通気孔を介して排出させる後退ステップと、
   前記溶融樹脂を収容されたシリンダー部から前記充填部へ前記溶融樹脂を射出する射出ステップと、
   を有し、
   前記後退ステップにおいて、前記シリンダー部内の前記溶融樹脂の位置を検出し、検出結果から射出中の前記溶融樹脂が所定位置に達したら、前記エジェクタピンを前記前進位置から前記閉塞位置へ後退させる、射出成形方法。
10. 前記前進ステップにおいて、前記シリンダー部から前記充填部への前記溶融樹脂の射出を開始する直前に、前記エジェクタピンを前記閉塞位置から前記前進位置へ前進させる、
    請求項９に記載の射出成形方法。

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