JPH06238711A

JPH06238711A - プラスチックの射出成形方法および装置

Info

Publication number: JPH06238711A
Application number: JP4727993A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Hirose; 量哉広瀬
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス、カーボン等のファイバーまたは樹脂
結晶の配向を制御し、さらに成形品内に略均等に射出圧
力を与えて、射出成形により高精度プラスチック成形品
を得る。【構成】鏡筒１の端部に鍔２を設け、鍔２にピンゲー
ト３を６ケ所配置する。鍔２と鏡筒１は、厚さｔ_Gが
０．８mmである薄肉部４でつながっている。鍔２の基本
厚さｔ₀は１．６mmであり、ピンゲート３に近づくにつ
れて階段的に順次薄くする。ピンゲート３から溶融した
プラスチック材料５を射出すると、まず厚さｔ₀部分へ
材料が流れ、ｔ₀部分の途中まで流れて流動抵抗が大き
くなると、今度は厚さｔ₁部分にも流れる。同様にして
厚さｔ₂にも流れる。従ってピンゲート３からの距離に
関係なく、プラスチック材料５はほぼ同時に薄肉部４に
到達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高精度プラスチック成
形品の射出成形法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４〜図１７に示すものは従来の射出
成形法に関するものであり、高精度プラスチック成形品
を射出成形で成形する際に、次のような手段を用いてき
た。例えば、カメラや顕微鏡のプラスチック製鏡筒など
の成形では、ジェッティングを防止し、成形材をキャビ
ティに均等に充填されやすくするために鏡筒１０１の端
部付近に鍔１０２を設け、その鍔１０２部にピンケード
１０３を配置する（図１４、図１５参照）。この鍔１０
２が製品機能上許されない場合は、切削加工または専用
の切断器で鍔１０２を除去する。

【０００３】また、プラスチック製鏡筒１０１の成形材
は、ポリカーボネートにフィラーとしてガラスファィバ
ーまたはカーボンファイバーを１０〜３０重量％充填し
た物が一般に用いられている。しかし、射出成形時にガ
ラスまたはカーボンファイバー１０４が図１６の様に配
向するため、成形時の収縮率が場所によって異なり、成
形品の形状精度（真円度、円筒度）が悪くなる。そのた
め特開昭６１−４７２２２号公報では、フィラーとして
鱗片状のガラスをポリカーボネートに充填することで、
フィラーが配向しないようにしている。一方特公平２ー
４２３３３号公報では、図１７に示すように、複数のゲ
ート１０５を有する際に、ゲート１０５からの遠距離部
と近距離部における成形材の到達時間が略同一になるよ
うに、最終到達点までの距離が短い方のゲート１０５近
傍に堰１０６を設けるようにしている。１０７はランナ
ー、１０８はキャビティである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の鏡筒１０１に鍔１０２を設け、その鍔１０２部にピ
ンゲート１０３を配置する方法では、図１６のように、
ガラスまたはカーボンファイバー１０４が配向して成形
品の形状精度（真円度、円筒度）を悪くする。

【０００５】これに対し、特開昭６１ー４７２２２号公
報による方法で上記の問題点を解決できるが、鱗片状の
ガラスが成形品のウェルド付近で重なりあい、ウェルド
部の強度が著しく低下するという別の問題が生じる。ま
た成形材がポリカーボネートではなく結晶性樹脂（例え
ばポリアセタール）の場合は、樹脂の結晶がフィラーと
同様に配向するため成形時の収縮率が場所によって異な
り、成形品の形状精度（真円度、円筒度）が悪くなる
が、上記の方法では解決することができない。さらにゲ
ートに近い部分は射出圧力が伝わりやすいため、射出圧
力が成形品内に均等に加わらずに成形品が変形する原因
となる。

【０００６】一方、特公平２−４２３３３号公報による
方法では、ゲートからの遠距離部と近距離部における成
形材の到達時間が略同一になるだけであって、ガラスま
たはカーボンファイバーの配向や樹脂の結晶の配向を制
御することができない。

【０００７】本発明は、このような問題点に対して成さ
れたもので、ガラスまたはカーボン等のファイバーまた
は樹脂結晶の配向を制御して、さらに成形品内に略均等
に射出圧力を与えることができるようにして、射出成形
により高精度プラスチック成形品を得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、プラスチックの射出成形方法において、
成形材がキャビティ内のゲートから遠い部分へ流れやす
くすると同時に、成形材がキャビティ内のゲートから近
い部分へ流れにくくするために、成形材がキャビティ内
のゲートから近い部分へ流れる途中の流路の厚さを狭
め、成形材がキャビティ内のゲートから遠い部分へ流れ
る途中の流路の厚さを広げ、前記厚さの狭い部分から前
記厚さの広い部分へ段階的に厚さを変化させ、更に前記
厚さの狭い部分および前記厚さの広い部分から更にゲー
トから離れた部分の、流路の厚さを狭めるようにしたも
のである。

【０００９】また、本発明は、第１のキャビティと、第
１のキャビティに連続して形成された第２のキャビティ
と、射出成形装置本体から供給される溶融樹脂を第１の
キャビティに射出して充填するよう、第１のキャビティ
面に臨んで設けられたゲートと、第１のキャビティと第
２のキャビティとの間に一定幅のスリット状に形成され
た凝似ゲートとからなり、第１のキャビティを形成する
金型部材のキャビティ面同士の距離が、第１のキャビテ
ィに臨んで設けられたゲートから第２のキャビティに達
するまでの距離が遠い部位ほど段階的に大きくなるよう
に、第１のキャビティを構成する金型部材のキャビティ
面に複数の段部を段階的に設けて、射出成形装置を構成
した。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、プラスチックの流動特性は
流れようとする部分の厚さに最も依存するため、ゲート
から射出された成形材は、まず流路の厚さの広い部分へ
流れ、次に流路の厚さの狭い部分を流れる。このように
して、キャビティ内のゲートから遠い部分と近い部分へ
の成形材の流れを制御することで、ガラスまたはカーボ
ン等のファイバーまたは樹脂結晶の配向を制御し、さら
に成形品内に略均等に射出圧力を与えることが出来るよ
うにして、射出成形により高精度精度プラスチック成形
品を得ることが出来る。

【００１１】

【実施例１】図１〜図４は本実施例の構成を示すもので
あり、１はカメラの鏡筒部品であり、プラスチック材料
５（ガラスファイバー６を充填したポリカーボネート）
を射出成形して得られる。鏡筒１の端部に鍔２を設け、
その鍔２にピンゲート３を６ケ所配置する。鍔２と鏡筒
１は、厚さｔ_Gが０．８mmである薄肉部４でつながって
いる。鍔２の基本厚さｔ₀は１．６mmであり、ピンゲー
ト３から遠い部分は厚さ１．６mmのままで、ピンゲート
３に近くなるにつれて厚さｔ₁を１．４mm、厚さｔ₂を
１．０mmと、肉が薄い部分を設ける。すなわち、ｔ₀＞
ｔ₁＞ｔ₂≧ｔ_Gの関係である（図１、図２参照）。な
お、ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂の厚さ変化と厚さｔ_Gの薄肉部４
は、型のキャビティ（図示省略）内の流路の厚さを広げ
たり狭めたりすることで成される。

【００１２】次に成形方法を説明する。ピンゲート３か
ら溶融したプラスチック材料５を射出する。プラスチッ
クの流動特性は、流れようとする部分の厚さに最も依存
する。そのため、まず肉の厚い厚さｔ₀部分へプラスチ
ック材料５が流れる。プラスチック材料５が厚さｔ₀部
分の途中まで流れて流動抵抗が大きくなると、今度は厚
さｔ₁部分にもプラスチック材料５が流れる。同様にし
て、厚さｔ₂にもプラスチック材料５が流れるようにな
る。このようにして、ピンゲート３からの距離に関係な
く、プラスチック材料５はほぼ同時に薄肉部４に到達す
る（図３参照）。

【００１３】しかし、場所によりプラスチック材料５の
薄肉部４に到達する時間が若干ずれる。ところが、
ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂と比べて薄肉部４の厚さｔ_Gが最も薄
いため、薄肉部４に早く到達したプラスチック材料５の
流れが一瞬停滞し、薄肉部４全周にプラスチック材料５
が到達した後、プラスチク材料５は薄肉部４を通過す
る。薄肉部４をプラスチック材料５が通過する際に、薄
肉部４の厚さｔ_Gが薄いためプラスチック材料５は剪断
発熱する。そのため、薄肉部４の手前で一瞬停滞して冷
えかかっていたプラスチック材料５も発熱する。薄肉部
４を通過したプラスチック材料５は、鏡筒１の鍔２部分
から鍔２の反対側へ均等に流れる。その結果図４に示す
ように、ガラスファイバー６は全て鏡筒１の軸方向に配
列する。

【００１４】以上説明した本実施例においては、ガラス
ファイバー６が全て同方向に配列するため、真円度や円
筒度等の形状精度が高精度である成形品を得ることがで
きる。また、厚さｔ₂の薄肉部のためピンゲート３に近
い部分には必要以上の射出圧力が伝わらず、厚さｔ₀の
厚肉部のためゲートから遠い部分には射出圧力が十分伝
わりやすいため、ピンゲート３付近にのみ過大な射出圧
力が加わることがなく、成形品内に略均等に射出圧力が
加わり真円度や円筒度等の形状精度が高精度である成形
品を得ることができる。

【００１５】本実施例の射出成形装置は、鍔部を有する
成形品を成形する射出成形金型についてのものであり、
図５にその構成を示す。図５にて示す通り、本実施例の
射出成形金型９は、固定側の金型部材を構成する固定側
型板１７および固定側入子１９と、上記固定側型板１７
とともに不図示の射出成形装置本体の取り付け板に対し
て摺動自在に備えられた落下板１６と、落下板１６に備
えられスプルーブッシュ１５と、可動側の金型部材を構
成する可動側入子２３とスライド入子２４とより構成さ
れている。

【００１６】上記射出成形金型９では、固定側入子１９
と可動側入子２３とによって成形品の鍔部２を成形する
ための第１のキャビティ２５が形成され、固定側入子１
９には、溶融樹脂５（プラスチック材料５）をこの第１
のキャビティ２５に射出するためのピンゲート２６（以
下、単にゲート２６と称する。）が、キャビティ面に臨
んで設けられている。

【００１７】一方、固定側入子１９と可動側入子２３と
スライド入子２４とによって成形品の本体部である鏡筒
１を成形するための第２のキャビティ２０が形成されて
おり、第１のキャビティ２５とは、固定側入子１９と可
動側入子２３とによって一定幅のスリット状に形成さ
れ、第１のキャビティ２５に充填された溶融樹脂５を第
２のキャビティ２０に充填する際に、溶融樹脂５を通過
させる働きを有する凝似ゲート４（薄肉部４）によって
連続している。

【００１８】上記構成からなる射出成形金型９によって
溶融樹脂５をキャビティ２０，２５に充填するには、図
示しない射出成形装置本体より溶融樹脂５を射出し、こ
の溶融樹脂５を上記スプルーブッシュ１５に設けたスプ
ルー１２、固定側型板１７に設けたランナー１３、固定
側型板１７および固定側入子１９に設けた２次スプルー
１４、固定側入子１９に設けたゲート２６の順に通過さ
せ、まず、第１のキャビティ２５に溶融樹脂５を充填す
る。

【００１９】第１のキャビティ２５に溶融樹脂５が充填
された後に、さらに溶融樹脂５を射出して凝似ゲート４
を通過させ、第２のキャビティ２０に溶融樹脂５を充填
する。以上が、本実施例における射出成形金型９の概略
構成および作用である。

【００２０】次に、本発明の特徴部分とするところの具
体的な実施例をさらに詳しく説明する。第１のキャビテ
ィ２５を形成する固定側入子１９のキャビティ面と可動
側入子２３のキャビティ面との距離が、第１のキャビテ
ィ２５に臨んで設けられたゲート２６から第２のキャビ
ティ２０に達するまでの距離が遠い部位ほど段階的に大
きくなるように、第１のキャビティ２５を構成する固定
側入子１９のキャビティ面に複数の段部１９ａを段階的
に設けた。

【００２１】尚、本実施例では、段部を固定側入子に設
けたが、可動側入子に設けてもよい。

【００２２】次に図６に示すものは、実施例１の変形例
であり、鏡筒１の端部に鍔２が設けられている。鍔２に
ピンゲート３が配置され、実施例１と同様にピンゲート
３からの距離によって鍔２の厚さが、ｔ₀、ｔ₁、
ｔ₂、ｔ_Gとなっているが、それぞれの厚さは図６に示
すような形状で変化している。厚さｔ₀部分のピンゲー
ト３および薄肉部４から遠い部分には、凹部７が設けら
れている。凹部７の厚さはｔ₃であり、ｔ₃＜ｔ₂であ
る。

【００２３】本変形例においては、実施例１と同様にし
て、ピンゲート３から溶融したプラスチック材料５を射
出する。この時凹部７へはプラスチック材料５が流れ込
みにくい。そして、実施例１と同様にして、ガラスファ
イバー６は全て同方向に配列する。

【００２４】本変形例によると、実施例１と同様の効果
を得ることができる。さらに、凹部７の大きさを変える
ことで、厚さｔ₀部分へ流れ込むプラスチック材料５の
量を調節することが出来るため、プラスチック材料５が
薄肉部４に到達する時間を調節できる。

【００２５】なお、本実施例１および変形例において、
射出成形品は鏡筒１のような円筒形状に限定するのでは
なく、ゲート付近の厚さ変化の法則を満たしていれば、
例えば立方体形状や平板であっても良い。さらに、ピン
ゲート３は６ケ所に限定するものではなく適宜に設定し
ても良い。また、サイドゲートやサブマリンゲート等で
あっても良い。

【００２６】

【実施例２】図７および図８は、本実施例の構成であ
り、鏡筒１の端部外周側に鍔２は設けられている。鍔２
にピンゲート３が配置され、実施例１と同様にピンゲー
ト３からの距離によって鍔２の厚さが、ｔ₀、ｔ₁、ｔ
₂、ｔ_Gとなっている。

【００２７】本実施例においては、実施例１と同様にし
てピンゲート３からプラスチック材料５を射出すると、
厚さｔ₀、ｔ₁、ｔ₂と変化があるため、プラスチック
材料５はほぼ同時に薄肉部４に到達し、鏡筒１の鍔２部
分から鍔２の反対側へ均等に流れる。その結果ガラスフ
ァイバー６は全て同方向に配列する。

【００２８】以上説明した本実施例においては、鍔２が
鏡筒１の外周側に延びている場合でも、実施例１と同様
の効果を得ることができる。

【００２９】次に図９に示すものは、実施例２の変形例
であり、実施例２と同様に、鏡筒１の端部外周側に鍔２
は設けられている。しかし、鍔２の一部が切り欠いた形
状（切り欠き８）になっている。鍔２にピンゲート３が
配置され、実施例２と同様にピンゲート３からの距離に
よって鍔２の厚さが、ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂、ｔ_Gとなって
いる。ただし、切り欠き８付近の薄肉部４の厚さは
ｔ_G′となっており、ｔ_G′＞ｔ_Gの関係がある。また
この付近では厚さｔ₁は省略されている。

【００３０】本変形例においては、切り欠き８付近には
プラスチック材料５が流れにくいが、薄肉部４の厚さが
ｔ_G′で、厚さｔ₁が省略されているため、プラスチッ
ク材料５が回り込みやすく、ガラスファイバー６は全て
略同方向に配列する。

【００３１】本変形例においては、鍔２に切り欠き７が
あっても実施例２と同様の効果を得ることができる。

【００３２】なお、本実施例２および変形例において、
射出成形品は鏡筒１のような円筒形状に限定するのでは
なく、ゲート付近の厚さ変化の法則を満たしていれば、
例えば立方体形状や平板であっても良い。さらに、ピン
ゲート３は６ケ所に限定するものではなく適宜に設定し
ても良い。また、サイドゲートやサブマリンゲート等で
あっても良い。

【００３３】

【実施例３】図１０および図１１は、本実施例の構成で
ある。なお、図１１で説明する成形型９は、射出成形で
用いられる通常の３プレートの成形型と同様の構成であ
るため、詳細な説明を省略する。

【００３４】鏡筒１の端部１の端部内周側に鍔２が設け
られ、鍔２にピンゲート３が配置されている。鏡筒１を
成形する成形型９において、ピンゲート３部分はゲート
入子１０になっている。ゲート入子１０の先端に突起１
０ａが設けられている。この突起１０ａによってキャビ
ティ２０の流路の厚さを変化させ、ピンゲート３付近の
鍔２の厚さを、ｔ₀またはｔ₁またはｔ₂にしている。
鍔２には溝１１が設けられ、溝１１はピンゲート付近の
厚さの変化に対応している。

【００３５】本実施例においては、実施例１と同様にし
てピンゲート３からプラスチック材料５を射出すると、
厚さが厚いｔ₀からｔ₁、ｔ₂の順でプラスチック材料
５が流れる。溝１１でそれぞれのプラスチック材料５の
流れが薄肉部４まで導かれ、プラスチック材料５はほぼ
同時に薄肉部４に到達し、鏡筒１の鍔２部分から鍔２の
反対側へ均等に流れる。その結果ガラスファイバー６は
全て同方向に配列する。

【００３６】以上説明した本実施例においては、実施例
１と同様の効果を得ることができる。さらに、ゲート入
子１０を交換することで、プラスチック材料５の流れを
制御する厚さのｔ₀、ｔ₁、ｔ₂を容易に変化させるこ
とができる。

【００３７】なお、本実施例において、射出成形品は鏡
筒１のような円筒形状に限定するものではなく、ゲート
付近の厚さ変化の法則を満たしていれば、例えば立方体
形状や平板であっても良い。さらに、ピンゲート３は６
ケ所に限定するものではなく適宜に設定して良い。

【００３８】

【実施例４】図１２および図１３は、本実施例の構成で
あり、２１は立方体形状のカメラの鏡筒である。鏡筒２
１の端部付近にサブマリンゲート２２が配置され、サブ
マリンゲート２２からの距離によって厚さが、ｔ₀、ｔ
₁、ｔ₂、ｔ_Gとなっている。

【００３９】本実施例においては、実施例１と同様にし
てサブマリンゲート２２からプラスチック材料５を射出
すると、厚さｔ₀、ｔ₁、ｔ₂と変化があるため、プラ
スチック材料５はほぼ同時に薄肉部４に到達し、鏡筒２
１のサブマリンゲート２２の反対側へ均等に流れる。そ
の結果ガラスファイバー６は全て同方向に配列する。

【００４０】以上説明した本実施例においては、成形品
の形状が鏡筒２１のような立方体形状であっても、また
ゲートがサブマリンゲートであっても、実施例１と同様
の効果を得ることができる。

【００４１】なお、上述した各実施例および各変形例に
おいて、鍔２の厚さｔ₀、ｔ₁、ｔ₂、ｔ_Gはそれぞれ
１．６mm、１．４mm、１．０mm、０．８mmに限定するも
のではなく、ｔ₀＞ｔ₁＞ｔ₂≧ｔ_Gの関係を満たして
いれば適宜に設定して良い。また、各厚さｔ₀、ｔ₁、
ｔ₂、ｔ_Gの３段階に限定するものではなく、２、４、
５段など何段でも適宜に設定して良く、さらに階段状で
はなく斜面であっても良い。成形材は、ガラスファイバ
ーを充填したポリカーボネートに限定するものではな
く、例えばカーボンファイバーを充填したポリカーボネ
ート、ポリアセタール、ＰＰＳなどであっても良い。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、ガラスまたはカーボン
等のファイバーまたは結晶の配向が制御でき、さらに成
形品内に略均等に射出圧力を与えることが出来るように
なるため、射出成形により高精度プラスチック成形品を
得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における鏡筒の斜視図であ
る。

【図２】同実施例１における鏡筒の平面図である。

【図３】同実施例１におけるプラスチック充填時の工程
説明図である。

【図４】同実施例１におけるプラスチック製鏡筒の斜視
図である。

【図５】同実施例１で用いた射出成形装置を示す縦断面
図である。

【図６】同実施例１の変形例における鏡筒の平面図であ
る。

【図７】本発明の実施例２における鏡筒の斜視図であ
る。

【図８】同実施例２における鏡筒の平面図である。

【図９】同実施例２の変形例における鏡筒の平面図であ
る。

【図１０】本発明の実施例３における鏡筒の平面図であ
る。

【図１１】同実施例３における鏡筒の要部断面図であ
る。

【図１２】本発明の実施例４における鏡筒の斜視図であ
る。

【図１３】同実施例４における鏡筒の断面図である。

【図１４】従来の鏡筒の斜視図である。

【図１５】従来の鏡筒の断面図である。

【図１６】従来のプラスチック製鏡筒の斜視図である。

【図１７】従来のキャビティの平面図である。

【符号の説明】

１鏡筒２鍔３ピンゲート４薄肉部５プラスチック材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックの射出成形方法において、
成形材がキャビティ内のゲートから近い部分へ流れる途
中の、流路の厚さを狭め、成形材キャビティ内のゲート
から遠い部分へ流れる途中の、流路の厚さを広げ、前記
厚さの狭い部分から前記厚さの広い部分へ、段階的に厚
さを変化さ、前記厚さの狭い部分および前記厚さ広い部
分から更にゲートから離れた部分の、流路の厚さを狭め
たことを特徴とするプラスチックの射出成形方法。
【請求項２】第１のキャビティと、第１のキャビティ
に連続して形成された第２のキャビティと、射出成形装
置本体から供給される溶融樹脂を第１のキャビティに射
出して充填するよう、第１のキャビティ面に臨んで設け
られたゲートと、第１のキャビティと第２のキャビティ
との間に一定幅のスリット状に形成された凝似ゲートと
からなり、第１のキャビティを形成する金型部材のキャ
ビティ面同士の距離が、第１のキャビティに臨んで設け
られたゲートから第２のキャビティに達するまでの距離
が遠い部位ほど段階的に大きくなるように、第１のキャ
ビティを構成する金型部材のキャビティ面に複数の段部
を段階的に設けたことを特徴とする射出成形装置。