JPH0361013A

JPH0361013A - 成形金型

Info

Publication number: JPH0361013A
Application number: JP19738989A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kobayashi; 昌弘小林
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、サイドゲート構造を持つ成形金型に関し、射
出成形や移送成形に利用される。

（従来の技術）第６図はサイドゲート構造の射出成形金型を示している
。

第６図において、ａは射出シリンダであって、溶融した
樹脂を射出シリンダａの先端に形成された射出口すから
金型Ｃに射出する。金型Ｃは、固定側型板ｄと可動側型
板Ｃとからなり、これら固定側型板ｄと可動側型板ｅと
の合わせ面にはキャビティｆが形成されている。固定側
型板ｄには前記射出シリンダａの割出口すと当接嵌合す
る導入口ｇが形成され、この導入口ｇは、スプルｈ、ラ
ンナｉ、ゲートｋを介してキャビティｆに連通されてい
る。

ゲー）ｋの寸法（断面積）は、主に溶融樹脂の充填性や
ゲートシール時間等を考慮して一定の寸法に固定されて
いる。溶融樹脂の充填性を最良にするにはゲートの断面
積ば大きい方が良く、また、ゲートシール時間を短縮す
るにはゲートの断面積は小さい方が良くなることが知ら
れており、これら両者を同時に満足することはできない
ため、現状では両者がほぼ満足する妥協点を見出してゲ
ートの断面積を決定している。

（発明が解決しようとする課題）ここで、ゲートシール時間を短縮するためにゲ−１−の
断面積を小さ（すると、■充填性が悪（なり低圧高速度
成形ができない。■充填に時間がかかるため樹脂が冷却
されて流動性が更に悪くなり、これによって充填に高圧
が必要になるとともに、キャビティ内の圧力分布のバラ
ツキが大きくなり成形寸法のバラツキや反りを招く。■
ゲート部において剪断熱による樹脂の発熱が大きくなり
、熱安定性の良くない樹脂では分解（ヤケ）等が生しや
すくなる。■ゲートの摩耗が大きくなる。■流動性の悪
い樹脂や、充填材入りの樹脂は成形できない。と言う問
題が生しる。

また、溶融樹脂の充填性を良くするためにゲートの断面
積を大きくすると、■ゲートシール時間が長くなり、こ
れに伴って成形時間が長くなる。

■成形品のゲート部が大きくなりこのゲート部の切断加
工に時間がかかる。■樹脂がキャビティからゲートを介
してランナ、スプル側に逆流しやすい。■圧力過充填歪
による割れ、反り、変形などが生しやすい。と言う問題
が生しる。

よって、上記従来で述べたように、ゲートの断面積は、
これら両者が略満足する妥協点を見出して決定している
ため、上記の諸問題を完全に解消することはできず、な
んらかの形で弊害が生していた。

ここで注目すべきは、上述の問題において、ゲートの断
面積を小さくしたことで生しる上記問題は、主に樹脂を
キャビティへ割出充填する段階で起こるものであり、ま
た、ゲートの断面積を大きくしたことで生しる上記問題
は主に、キャビティに充填された後に生していることで
ある。

また、特開昭６２−３９１３号公報記載のように、テー
パービンでゲートの断面積を調整可能に構成したものも
提供されているが、これば、サイドゲート構造の金型に
提供することができないとともに、成形された成形品の
ゲート部に穴があくという問題があり、また、成形品を
取り出した後にゲートの切断やゲート仕−Ｌげ加工を行
わなければならず時間がかかると言う問題があった。

（課題を解決するための手段）本発明の第１の方式の成形金型は、金型に形成されたゲ
ートを開閉自在となすようにゲートシャットピンが設け
られるとともに、金型にはキャビティ内に充填された溶
融樹脂圧を検出する圧力検出手段が設けられ、この圧力
検出手段で検出された圧力が予め設定された高圧力値以
上になった時にゲートシャットピンでゲートを遮断する
とともに、予め設定された低圧力値以下になった時にゲ
ートからゲートシャットビンが没してこのゲートを開放
し、ゲートの断面積を最大にするように構成されたもの
である。

また、本発明の第２の方式の成形金型は、金型に形成さ
れたゲートを開閉自在にゲートシャットピンンに設けられたノズル部内の溶融樹脂圧を検出する圧力検
出手段が設けられ、この圧力検出手段で検出された圧力
が予め設定された高圧力値以上になった時にゲートシャ
ットピンでゲートを遮断するとともに、予め設定された
低圧力値以下になった時にゲートからゲートシャツＩ・
ビンが没してこのゲートを開放し、ゲートの断面積を最
大にするように構成されたものである。

さらに、本発明の第３の方式の成形金型は、金型に形成
されたゲー１へを開閉自在にゲートシャ・ノドビンが設
けられるとともに、射出シリンダ内に設けられた射出ス
クリューの移動位置を検出する位置検出手段が設けられ
、射出スクリューが射出シリンダの最先端に達した時に
ゲートシャットビンでゲートを遮断するように構成され
たものである。

（作用）キャビティ内に充填された溶融樹脂圧を検出する圧力検
出手段によって検出された圧力に基いてゲートシャット
ピンを開閉制御し、ゲートの断面積を可変にする。詳し
くは、溶融樹脂の射出充填時において、ゲートシャット
ピンはゲートを最大限に開放するようにこのゲートから
没しており、ゲートの断面積を最大にする。そして、キ
ャビティへの溶融樹脂の射出充填が完了するとキャビテ
ィの内圧が上昇し、この圧力が設定圧力以上になった時
にゲートシャットピンでゲートを遮断する。

このようにゲートシャットピンでゲートを遮断すること
で、成形された成形品にはゲートがなく成形工程の中で
自動的にカントされた形になる。

この後、キャビティ内の溶融樹脂が冷却、固化されると
キャビティの内圧が下がり、この圧力が設定圧力以下に
なった時に、ゲートシャットピンをゲートから没してゲ
ートを開放する。

また、キャビティ内に充填された溶融樹脂圧を検出する
圧力検出手段の代わりに、このキャビティの内圧と相対
関係にある射出シリンダ内の溶融樹脂圧を検出する圧力
検出手段を設け、射出シリンダの内圧変化をキャビティ
の内圧変化とみなしてゲートシャットピンを開閉制御す
る。

さらに、射出シリンダ内に設けられた射出スクリューの
移動位置を検出する位置検出手段を設け、射出スクリュ
ーが射出シリンダの最先端に達した時にこの位置を位置
検出手段で検出し、これによってゲートシャットピンで
ゲートを遮断する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る成形金型の概略構成を示してい
る。

図において、１は射出シリンダであって、溶融した樹脂
を射出シリンダ１の先端部に形成された射出口２から金
型３に射出する。金型３は、固定側型板１０と可動側型
板２０とからなり、これら固定側型板１０と可動側型板
２０との合わせ面にはキャビティ５が形成されている。

固定側型板１０には前記射出シリンダ１の射出口２と当
接嵌合する導入口１１が形成され、この導入口１１は、
スプル１２、ランナ１３、ゲート１５を介してキャビテ
ィ５に連通されている。

可動側型板２０にはゲート１５を遮蔽自在なゲートシャ
ットピン３０が設けられている。

ゲートシャットピン３０は、一端部３１がゲート１５へ
出没するよう摺動自在に嵌入され、この一端部３１がゲ
ート１５に出没することでゲート１５の断面積を調整す
ることができる。ゲートシャフトビン３０の他端部には
鍔部３２が形成されており、この鍔部３２の下端面は、
下方に位置するスライドブロック３３の傾斜面と摺接す
るように傾斜面が形成されている。また、ゲートシャッ
トピン３０はこの周面に介装されたスプリング３５によ
り鍔部３２の傾斜面がスライドブロック３３の傾斜面に
常に当接するよう付勢されている。スライドブロック３
３は連設された油圧シリンダ４１によってＰ、Ｑ方向に
摺動自在に設けられており、スライドブロック３３がＰ
、　　Ｑ方向に摺動することでゲートシャットピン３０
をＡ、Ｂ方向に移動させることができる。

油圧シリンダ４１は、ポンプ３７から供給される圧油を
電磁切換弁３８によってロンド側室４１ａとピストン側
室４１ｂとに供給制御することにより伸縮制御されてい
る。

つまり、電磁切換弁３８を第１図において左位置に切り
換えることでポンプ３７からの圧油を油圧シリンダ４１
のロンド側室４１ａに供給し、スライドブロック３３を
Ｑ方向に摺動させてゲートシャットピン３０をＢ方向に
移動させるとともに、右位置に切り換えることでポンプ
３７からの圧油を油圧シリンダ４１のピストン側室４１
ｂに供給し、スライドブロック３３をＰ方向に摺動させ
てゲートシャットビン３０をＡ方向に移動させる。

そして、この電磁切換弁３８の切り換えは可動側型板２
０に設げられた圧力検出手段５０の検出信号に基いて制
御される。圧力検出手段５０は、キャビティ５内に充填
された溶融樹脂の圧力を検出するもので、キャビティ５
に臨んで配設された圧力伝達ビン５１と、この圧力伝達
ピン５１に連設された圧力センサー５２とから構成され
ている。

この圧力センサー５２は制御部６０に電気的に接続され
ており、制御部６０では圧力センサー５２で検出された
圧力検出信号に基いて操作信号を電磁切換弁３８に出力
する。

制御部６０は、コンピュータ６１、圧力設定器６２、型
内圧変換器６３、パワー増幅器６５とから構成されてい
る。

圧力設定器６２ば、キャビティ５の内圧について予め高
圧力値と低圧力値の２つの圧力値を設定している。この
高圧力値と低圧力値に関しては次のようなことを考慮し
て設定される。まず、高圧力値については、成形品にパ
リ、ショートショット、ヒケが生しない内圧値に低い値
から徐々に高い値に設定していく。また、低圧力値につ
いては、シビアに考える必要はない。低圧力値が余り高
すぎると、ゲートが固化しない内にゲートが拡大し、樹
脂が逆流するが、低い設定値にしておけば問題はない。

ただ、離型的にはゲーＩ・ば開いていないといけない。

なお、これら高圧力値及び低圧力値は底形する成形品の
外観やゲートの固化状態をみながら設定する必要がある
。

コンピュータ６１は、高圧力値及び低圧力値と圧力検出
手段５０で検出された圧力信号とを比較し、この比較結
果に基づき操作信号をパワー増幅器６５を介して電磁切
換弁３８に出力する。

次に、このように構成された成形金型の動作及び制御に
ついて説明する。

１射出シリンダ１から射出された溶融樹脂は、スプル１２
、ランナ１３、ゲート１５を経てキャビティ５に充填さ
れる。この充填により、キャビティ５内の圧力は上昇す
ることになり、この時の圧力が圧力センサー５２によっ
て検出され、圧力信号として型内圧変換器６３を介して
コンピュータ６１に人力される。コンピュータ６１では
この計測された圧力値が圧力設定器に設定された高圧力
値よりも大きくなった時にパワー増幅器６５を介して電
磁切換弁３８に切り換え信号を出力し、電磁切換弁３８
を右位置に切り換える。これによりポンプ３７からの圧
油は油圧シリンダ４１のピストン側室４１ｂに供給され
、スライドブロック３３をＰ方向に移動させる。この結
果、ゲートシャットピン３０がスプリング３５の付勢力
に抗してＡ方向に移動し、ゲートシャットピン３０の一
端部３１がゲート１５に突出してこのゲート１５を遮断
する。

この後、キャビティ５内の溶融樹脂は、冷却されること
により、樹脂の持つ収縮作用で体積が収２縮する。この結果、キャビティ５内の圧力が低下するこ
とになり、この時の圧力が圧力センナ−５２で検出され
、圧力信号として型内圧変換器６３を介してコンピュー
タ６１に人力される。コンピュータ６１ではこの計測さ
れた圧力値が圧力設定器に設定された低圧力値よりも小
さくなった時にパワー増幅器６５を介して電磁切換弁３
８に切り換え信号を出力し、電磁切換弁３８を左位置に
切り換える。これによりポンプ３７からの圧油は油圧シ
リンダ４１のロンド側室４１ａに供給され、スライドブ
ロック３３をＱ方向に移動させる。この結果、ゲートシ
ャットビン３０がスプリング３５の付勢力によりＢ方向
に移動し、ゲートシャットビン３０の一端部３１がゲー
ト１５から没してこのゲート１５を開放する。

このように、キャビティ５に溶融樹脂を充填している間
はゲート１５の断面積を最大に保ち、溶融樹脂を円滑に
充填させることができる。また、樹脂が充填を完了して
キャビティ５内の圧力が設定圧以上に上昇した段階でゲ
ート１５を遮断することで、キャビティ５内に充填され
た溶融樹脂がランナ１５側へ逆流するのを防止するとと
もに、この遮断でゲート１５を自動的に切断することが
できる。また、これによりキャビティ５内のピーク圧力
値が制御可能となり、ハリ発生の防止や寸法精度の向上
を図ることができる。

なお、本例では、スライドブロック３３の移動に油圧シ
リンダ４１を用いたが、これに限らず空圧シリンダでも
よい。

第２図は本発明に係る成形金型の他の実施例を示してい
る。なお、前記実施例と同一の部材には同し符号を付し
、ここではその部材についての説明は省略する。

本例は、射出シリンダ１の先端のノズル部に、このノズ
ル部内の溶融樹脂圧を検出する圧力センサ（圧力検出手
段）７０を設け、この圧力センサ７０で検出された圧力
に基いて油圧シリンダ４Ｉを伸縮作動させ、これによっ
てゲートシャットピン３０でゲート１５を遮断するよう
に構成したものである。つまり、キャビティ５内の樹脂
圧が変化すればノズル部内の溶融樹脂圧も同様に変化す
るため、圧力センサ７０によりノズル部内の溶融樹脂圧
を検出することで、ゲートシャットピン３０を制御する
。ここで、第４図は射出シリンダのノズル部の内圧と時
間との関係を示すとともに、第５図はキャビティの内圧
と時間との関係を示したもので、両者の内圧変化を比較
すると、射出完了点Ｘやピーク圧点Ｙが略一致すること
がわかる。

このように本例では圧力センサ７０で射出ノズル１内の
溶融樹脂圧を計測するため、前記実施例のように金型３
内に圧力を検出する検出手段を設ける必要がなく構造が
簡単になる。

しかしこの場合、射出シリンダ１からキャビティ５に射
出される溶融樹脂の樹脂温度や射出速度等によって溶融
樹脂の圧力損失が変化するため、この圧力変化に伴うキ
ャビティ５内の圧力変化を考慮する必要がある。

第３図は、本発明に係る成形金型のさらに他の実施例を
示している。なお、前記実施例と同一の部材には同し符
号を付しここではその部材につい５ての説明は省略する。

本例は、射出シリンダ１内に設けられた射出スクリュー
１ａの移動位置を検出する位置検出手段８０を設け、こ
の位置検出手段８０で検出した射出スクリュー１ａの位
置に基いて油圧シリンダ４１を伸縮作動させ、これによ
ってゲートシャットピン３０でゲート１５を遮断するよ
うに構成したものである。この位置検出手段８０は、射
出スクリュー１ａが射出シリンダ１の最先端に達した時
にその位置（ストロークエンド）を検出し、この検出信
号を制御部６０に出力する。つまり、位置検出手段８０
で射出スクリュー１ａのストロークエンドを検出するこ
とで、溶融樹脂がキャビティ５内へ射出完了したものと
みなす。後退と共にゲートシャットピン３０は下がる。

この方式では前述した２つの実施例のように新たに検出
手段を設ける必要がなく、既存の成形機の制御回路によ
るストロークエンドの信号を利用するだけでよく構造が
簡単になる。

（発明の効果）６以上述べたように、本発明によれば、ゲートシャットピ
ンを開閉制御してゲートの断面積を可変にすることで、
溶融樹脂の充填工程においてゲートの断面積を大きくと
ることができ、低圧高速成形が可能になり、成形性及び
生産性に優れた成形金型を提供することができる。特に
、流動性の悪い樹脂や熱安定性の劣る樹脂の成形に効果
を奏する。また、ゲートシャットピンがゲート部を遮蔽
することで、ゲートが成形工程の中で自動的に切断され
るため、ゲートの切断や仕上げ加工が不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る成形金型を示す断面図、第２図は
本発明に係る成形金型の他の実施例を示す断面図、第３
図は本発明に係る成形金型のさらに他の実施例を示す断
面図、第４図は射出ノズルの内圧と時間との関係を示す
特性図、第５図はキャビティの内圧と時間との関係を示
す特性図、第６図は従来の成形金型を示す断面図である
。１・・・射出ノズル１ａ・・・射出スクリュ３・・・金型５・・・キャビティ１５・・・ゲート３０・・・ゲートシャットピン７０・・・圧力検出手段８０・・・位置検出手段

Claims

【特許請求の範囲】１）金型に形成されたゲートを開閉自在となすようにゲ
ートシャットピンが設けられるとともに、金型にはキャ
ビティ内に充填された溶融樹脂圧を検出する圧力検出手
段が設けられ、この圧力検出手段で検出された圧力が予
め設定された高圧力値以上になった時にゲートシャット
ピンでゲートを遮断するとともに、予め設定された低圧
力値以下になった時にゲートからゲートシャットピンが
没してこのゲートを開放し、ゲートの断面積を最大にす
るように構成されたことを特徴とする成形金型。２）金型に形成されたゲートを開閉自在にゲートシャッ
トピンが設けられるとともに、射出シリンダの先端に設
けられたノズル部内の溶融樹脂圧を検出する圧力検出手
段が設けられ、この圧力検出手段で検出された圧力が予
め設定された高圧力値以上になった時にゲートシャット
ピンでゲートを遮断するとともに、予め設定された低圧
力値以下になった時にゲートからゲートシャットピンが
没してこのゲートを開放し、ゲートの断面積を最大にす
るように構成されたことを特徴とする成形金型。３）金型に形成されたゲートを開閉自在にゲートシャッ
トピンが設けられるとともに、射出シリンダ内に設けら
れた射出スクリューの移動位置を検出する位置検出手段
が設けられ、射出スクリューが射出シリンダの最先端に
達した時にゲートシャットピンでゲートを遮断するよう
に構成されたことを特徴とする成形金型。