JPH0732423A - 射出成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 外観が優れ、かつ、より大きな中空構造を有
する射出成形品を効率よく製造する技術を提供する。 【構成】 入子３がパーティングラインと直交する方向
に進退可能に設けられた金型において；入子３の背面に
固定されたピストン１１及び可動側取付板２ａに固定さ
れた油圧シリンダー１０からなる入子３の進退機構と；
ポンプ２３、圧力調整弁２０及び流量調整弁２２を備
え、油圧シリンダーの後室内に低圧を伝達する低圧油圧
供給手段、ポンプ２３及び圧力調節弁１９を備え、油圧
シリンダーの前室１０ｂ又は後室内に高圧を伝達する高
圧油圧供給手段並びに比例圧力調節弁２１を備えた油圧
排出手段からなる該ピストンの作動機構とを設けてなる
もの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂の射出成
形法により、成形品を製造する金型に関する。さらに詳
しくは、中空構造を有する射出成形品を製造する金型に
関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を原料とし、射出成形法に
よって中空構造を有する成形品を製造する場合、従来は
（１）押出パリソンを用いる中空成形法、（２）２個の
成形品を製造し、これらを接着して目的の中空構造を有
する成形品とする方法などが行われていた。しかし、こ
れらの方法には、成形品の形状、大きさ等に制約があ
り、しかも成形品製造コストが高価になり強度面で不安
があるという欠点があり、中空構造を有する成形品を製
造するためのより優れた射出成形技術の開発が希求され
ていた。この技術的課題に応えるための、特公昭５７−
１４９６８号公報記載の技術が提案された。この技術
は、射出成形金型のキャビティ内にキャビティを満たす
に不充分な量の溶融樹脂を注入したのち、引続き同じ入
口から加圧ガスを圧入してキャビティを満たす方法を採
る。

【０００３】前記技術により、厚肉製品を得ようとする
と、中空部が効果的に広がらず部分的に厚肉部が残り、
ヒケが発生し、外観的に劣る製品となる。一方、外観の
美麗な製品を得るために、加圧ガスを圧入したのち、キ
ャビティ容積を拡大させる方法も提案された。しかしな
がら、キャビティ容積を拡大する技術には、拡大させる
機構が複雑になることで金型の価格が高くなったり、生
産工程での金型トラブルが発生するという欠点がある。
また、拡大する速度が安定していないと、外観が損なわ
れた成形品が生じたり、満足な中空品が得られないこと
もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況にあって、
外観が優れ、かつ、より大きな中空構造を有する射出成
形品を効率よく製造する技術を提供すべく鋭意検討した
結果、使用する射出金型の内部に油圧機構を設け、さら
にその動作を特定の油圧供給手段により制御すること
で、目的が達成されることを見いだし、本発明を完成す
るに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして、本発明の要旨
とするところは、射出成形時のキャビティ容積の拡大と
加圧ガスの注入による中空構造を有する成形品の製造に
適した射出成形金型であって、固定側に樹脂注入口
（５）、加圧ガス圧入口（４）及び固定側型板（１）を
備え、また可動側に可動側型板（２）及び入子（３）を
備え、該入子はパーティングラインと直交する方向に進
退可能に設けられた金型において；入子（３）の背面に
固定されたピストン（１１）及び可動側取付板（２ａ）
に固定された油圧シリンダー（１０）からなる該入子の
進退機構と；ポンプ（２３）、圧力調整弁（２０）及び
流量調整弁（２２）を備え、油圧シリンダーの後室（１
０ａ）内に低圧を伝達する低圧油圧供給手段、ポンプ
（２３）及び圧力調節弁（１９）を備え、油圧シリンダ
ーの前室（１０ｂ）又は後室（１０ａ）内に高圧を伝達
する高圧油圧供給手段並びに比例圧力調節弁（２１）を
備えた油圧排出手段からなる該ピストンの作動機構とを
設けてなるものに存する。

【０００６】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図面は、本発明の射出成形金型の実施態様を示す
概念的断面図であり、図１及び図２は、同じ金型につい
てそれぞれ溶融樹脂注入位置及びキャビティ容積拡大位
置における状態を、図３は、別の金型についてキャビテ
ィ容積拡大位置における状態を示す。また、図３に示し
た金型は、中空部に補強リブを有する成形品を製造する
際に用いられる。（１）は射出成形金型の固定側型板、
（２）は可動側型板、（２ａ）は可動側取付板、（２
ｂ）はシリンダーブッシュ、（３）は拡張用入子、
（４）は加圧ガス圧入口、（５）は樹脂注入口、（６）
は加圧ガス圧入ノズル、（７）は細孔、（８）は逆止
弁、（９）はキャビティ、（１０）は油圧シリンダー、
（１０ａ）は油圧シリンダー後室、（１０ｂ）は油圧シ
リンダー前室、（１１）は油圧ピストン、（１２）はシ
リンダー押さえ板、（１３）は固定ブロック、（１４）
は位置決め装置、（１５）は中空部、（１６）は補強リ
ブ、（１７）、（１８）、（３１）は方向切替弁、（１
９）、（２０）、（３２）は圧力調整弁、（２１）は比
例圧力調整弁、（２２）は流量調整弁、（２３）はポン
プ、（２４）は油槽、（２５）〜（３０）は導通管をそ
れぞれ示す。

【０００７】本発明は、射出成形時のキャビティ容積の
拡大と加圧ガスの注入により中空構造を有する成形品を
製造するのに適した射出成形金型であって、少なくとも
固定側に樹脂注入口（５）、加圧ガス圧入口（４）及び
固定側型板（１）を備え、また可動側に可動側型板
（２）及び入子（３）を備え、該入子はパーティングラ
インと直交する方向に進退可能に設けられていることが
必要である。本発明の射出成形金型において、上記の２
つの型板（１）及び（２）と入子（３）は、図１に示す
所定の位置において、溶融樹脂が注入されるべきキャビ
ティ（９）を画成する。更に、該金型の固定側には、溶
融樹脂を注入する樹脂注入口（５）と、これと同じ場所
又は異なる場所に、加圧ガス体を圧入する加圧ガス圧入
口（４）とが設けられる。図１の位置で画成されたキャ
ビティの容積を拡大するために、入子（３）は、本来可
動側型板（２）の一部をなす部分が切り離され、進退可
能に設けられる。キャビティの容積変化は、入子の移動
量によって決定される。すなわち、入子の表面が、拡大
する前に前進した位置と拡大のために後退した位置とが
隔たっているほど、また切り離された入子部分の射影面
積が大きいほど、その容積変化は大きい。図２に示す所
定の位置に、入子が後退すると、キャビティ（９）に注
入された溶融樹脂がなお流動状態にある間に、加圧ガス
圧入口（４）から圧入された加圧ガスによって、溶融樹
脂は拡大されたキャビティの表面に沿って膨張させら
れ、より大きな中空構造（１５）を有する成形品が形成
される。

【０００８】また、拡張用入子（３）の表面形状を工夫
することにより、中空部を有する成形品の強度を上げる
こともできる。すなわち、入子の表面に、図３に示すよ
うに、対向キャビティ面に向かって突き出た突条を設け
ると、キャビティ内に注入された溶融樹脂は、該突条部
位と、これに対向するキャビティ面との間にある部位に
おいて、他の部位よりも早めに冷却される。従って、そ
の後の加圧ガス体の圧入及びキャビティ容積の拡大の際
に、加圧ガス体は、まず高温状態にある部分に入り込ん
で中空部を形成し、早めに冷却された突条部位は膨らま
ず、成形品内部に柱状の補強リブ（１６）が形成され、
強度的に優れしかも外観の極めて美麗な成形品が得られ
る。

【０００９】本発明の射出成形金型は、図１に示す態様
では、樹脂注入口（５）より溶融樹脂を注入しつつ、あ
るいは注入した後に、加圧ガス圧入口（４）に先端を嵌
入した加圧ガス圧入ノズル（６）より、加圧ガスを圧入
することができるように、設計される。また、加圧ガス
圧入に際し、キャビティに注入された溶融樹脂が逆流し
ないように、加圧ガス圧入ノズル（６）には、逆止弁
（８）が設けられる。更に、該ノズルの先端部は、これ
が加圧ガス圧入口（４）に嵌入され押しつけられている
間に、キャビティからの溶融樹脂が洩れることのないよ
うな気密状態を保ちうる形状とされる。もっとも、キャ
ビティ内の樹脂が十分冷却された後は、これを後退させ
て成形品中空部内の余剰ガスを抜くことができるよう、
該圧入口との間に遊動空間の残る大きさとされる。しか
して、加圧ガス圧入ノズル（６）には、その中央部に貫
通した細孔（７）を設け、加圧ガスの通路とする。細孔
（７）には、成形品製造の際に、図示されていない加圧
ガスボンベから、加圧ガスが供給される。本発明におい
て、加圧ガスとしては、例えば窒素ガス、空気、炭酸ガ
スが挙げられ、中でも空気及び窒素ガスが好ましい。

【００１０】本発明の射出成形金型は、図１に示すよう
に、油圧シリンダー（１０）及びピストン（１１）から
なる入子（３）の進退機構を、金型の内部に設けたもの
である。また、同図に示した具体的な態様では、ピスト
ンロッドの先端は、これにキーで固定された固定ブロッ
ク（１３）を介して、入子の背面に固定されている。シ
リンダーの頭部は、シリンダー押さえ板（１２）を介し
てピストンとのオイルシール機構を構成し、脚部はシリ
ンダーブッシュ（２ｂ）を介して可動側取付板（２ａ）
に固定されている。また、シリンダー（１０）とシリン
ダー押さえ板（１２）、シリンダーブッシュ（２ｂ）、
ピストン（１１）などとの接触部には、油もれを防止す
るためのＯ−リングが設置される。特に、シリンダー
（１０）とピストン（１１）のクリアランスは、油の逆
流がないよう注意深く調整される。この機構により、入
子（３）を前進させてその表面を溶融樹脂注入位置に到
達させ、また後退させてキャビティ容積拡大位置に戻
す、往復運動を行わせることができる。また、ピストン
の軸はパーティング・ラインと直交するように設置され
る。更に、可動取付板（２ａ）と入子（３）との間に、
ピストンの軸と平行に、図示してはいないが、複数のガ
イドピンを備えることにより、軸心が振れることなく、
所定方向への正確な前進後退の動作を確保することがで
きる。

【００１１】上記の入子の進退機構を実際に動作させる
ために、本発明においては、高圧及び低圧の二種の油圧
供給手段並びに油圧排出手段からなるピストン作動機構
を設ける。すなわち、ピストンロッドを介して入子に固
定されたピストンの作動は、これを収納するシリンダー
の前室（１０ｂ）及び後室（１０ａ）に交互に油圧を供
給することによって行う。入子の前進を行わせるため
の、シリンダー後室（１０ａ）への油圧の供給には、低
圧油圧供給手段を採用し、また後退を行わせるための、
シリンダー前室（１０ｂ）への油圧の供給には、高圧油
圧供給手段を採用する。一方、シリンダー室にいったん
供給された油圧は、交互に排出する必要があり、これは
油圧排出手段により、反対側のシリンダー室への油圧供
給と同時に行われるよう設計される。油圧供給手段は、
ポンプ、圧力調整弁及び流量調整弁を含み、油圧排出手
段は、比例圧力調整弁を含む。

【００１２】本発明におけるピストン作動機構の一態様
を、図２に従って説明する。低圧油圧供給手段では、ポ
ンプ（２３）で汲み上げ、昇圧した油を、導通管（２
８）を介し、低圧に設定された圧力調整弁（２０）を通
すことにより、所定の低圧油圧、例えば約１０ｋｇ／ｃ
ｍ２を準備する。その際、設定圧力以上に昇圧された油
は、導通管（３０）を経て油槽（２４）に戻される。こ
のようにして準備された低圧油圧は、流量調整弁（２
２）、方向切替弁（１７）、（１８）及び導通管（２
９）を経て、油圧シリンダー後室（１０ａ）に供給す
る。これらの作動により、ピストン（１１）は前進し、
入子の表面は溶融樹脂注入位置に到達する。流量調整弁
（２２）は、ピストンの前進速度を制御するために必要
であり、成形機からの信号を電磁ソレノイドで受けて、
弁の開閉又は開度を調節する機能を有する。ピストンの
前進速度が速すぎると、ピストンが押さえ板（１２）に
与える衝撃が大きくなり、また摩耗などの問題を起こす
ので、この弁を用いて速度を制御する必要がある。

【００１３】高圧油圧供給手段では、まずポンプ（２
３）で汲み上げ、昇圧した油を導通管（２５）を介し、
高圧に設定された圧力調整弁（１９）を通すことによ
り、所定の高圧油圧、例えば約１５０ｋｇ／ｃｍ２を準
備する。この場合も、設定圧力以上に昇圧された油は、
油槽（２４）に戻される。このようにして準備された高
圧油圧は、方向切替弁（１７）、（１８）及び導通管
（２７）を経て、油圧シリンダー前室（１０ｂ）に供給
する。これらの作動により、ピストン（１１）は後退
し、入子の表面はキャビティ容積拡大位置に到達する。
もちろん、方向切替弁（１８）の設定を変更すれば、高
圧油圧を、導通管（２９）を経て、油圧シリンダー後室
（１０ａ）に供給することもできる。

【００１４】高圧油圧供給手段と低圧油圧供給手段の切
替は、方向切替弁（１７）を、図２に示した実線矢印方
向（低圧の場合）と破線矢印方向（高圧の場合）の間で
切替えることによって行われる。また、シリンダー前室
及び後室に適用する油圧供給手段と油圧排出手段の組み
合わせは、方向切替弁（１８）を、同図に示した実線矢
印方向（前室（１０ｂ）に油圧供給し、後室（１０ａ）
から油圧排出する場合）と破線矢印方向（後室（１０
ａ）に油圧供給し、前室（１０ｂ）から油圧排出する場
合）の間で切替えることによって行われる。

【００１５】シリンダー前室（１０ｂ）からの油圧排出
の際には、油圧シリンダー前室（１０ｂ）の油を導通管
（２７）、方向切替弁（１８）、（３１）及び圧力調整
弁（３２）を介して、油槽（２４）に排出する。圧力調
整弁（３２）は、シリンダー前室（１０ｂ）の高圧油圧
を排出し、シリンダー後室（１０ａ）への低圧油圧の供
給を行うために、例えば０ｋｇ／ｃｍ２に設定される。
一方、シリンダー後室（１０ａ）からの油圧排出の際に
は、油圧シリンダー後室（１０ａ）の油を、導通管（２
９）、方向切替弁（１８）、（３１）及び比例圧力調整
弁（２１）を介し、油槽（２４）に排出する。比例圧力
調整弁（２１）は、ピストンの後退の際に、シリンダー
前室（１０ｂ）に高圧油圧を送ると同時に、シリンダー
後室（１０ａ）の圧力を徐々に落とし、ピストンの動き
を円滑に行うために必要である。

【００１６】本発明の金型を使用した射出成形は、例え
ば次のような手順で行われる。射出成形金型の型締めが
完了した後、適時に低圧油圧供給手段を起動し、ピスト
ンを前進させる。入子の表面が図１に示す所定の位置
（溶融樹脂注入位置）に到達すると、高圧油圧供給手段
に切替え作動した後、溶融樹脂の注入を開始する。加圧
ガスの圧入は、溶融樹脂の注入が終わった後適時に、ま
たは注入とほぼ同時に開始する。溶融樹脂の注入が終わ
った後、適時に高圧油圧供給手段を起動し、ピストンを
後退させる。入子の表面が図２に示す所定の位置（キャ
ビティ容積拡大位置）に到達すると、油圧供給手段の作
動を停止し、冷却を完了する。その間、適時に成形品内
の加圧ガスを排出する。冷却が完了すると、型開きを行
い成形品を取出す。これらの手順に関連する、油圧供給
及び油圧排出の油の流れは、次のようになる。

【００１７】１） ピストン前進時：油圧供給は、（２
４）、（２０）、（２２）、（１７）、（１８）、（１
０ａ）の順 油圧排出は、（１０ｂ）、（１８）、（３１）、（３
２）、（２４）の順 ２） 溶融樹脂注入前の準備：油圧供給は、（２４）、
（１９）、（１７）、（１８）、（１０ａ）の順 ３） ピストン後退時：油圧供給は、（２４）、（１
９）、（１７）、（１８）、（１０ｂ）の順 油圧排出は、（１０ａ）、（１８）、（３１）、（２
１）、（２４）の順 これら一連の手順のタイミングの制御は、あらかじめ時
間ごとに行うべき動作を設定して自動的に行うこともで
きるが、一部手動で行うこともできる。また、時間ごと
の設定によらず、他の検知手段を用いることもでき、図
２に示した例では、位置決め装置（１４）の検出した信
号に従って、高圧油圧供給手段の作動が停止される。ま
た、弁の開閉又は切替は、成形機からの信号を電磁ソレ
ノイドで受けて行う。

【００１８】本発明は、入子を後退させてキャビティ容
積を拡大する動作を、射出成形金型内に設置した、コン
パクトな油圧機構で行うことを可能にし、また高圧及び
低圧の両油圧供給手段により拡大動作を確実に、かつ、
スムーズに行うことを可能にするので、比較的安価でト
ラブルの少ない金型が提供される。また、本発明の射出
成形金型を使用することによって、より大きな中空構造
を有する、外観の極めて美麗な成形品が得られる。例え
ば、テレビジョン載置板、オーディオラック等電気製
品、複写機部品、パーソナルコンピュータ用台等ＯＡ機
器製品、机、棚等、日用雑貨品、スポイラーモール等自
動車部品の各種中空構造の成形品を製造することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、次のような特別に顕著な効果
を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。 す
なわち、外観が極めて美麗で、重量感がありながら、実
際は軽量な射出成形品を、極めて能率的に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の射出成形金型の一実施態様を
示す概念的縦断面図であり、溶融樹脂注入位置における
状態を示す。

【図２】図２は、本発明の射出成形金型の一実施態様を
示す概念的縦断面図であり、キャビティ容積拡大位置に
おける状態を示す。

【図３】図３は、本発明の射出成形金型の別の一実施態
様を示す概念的縦断面図であり、キャビティ容積拡大位
置における状態を示す。中空部に補強リブを有する成形
品を製造する金型の例を示す。

【符号の説明】

１：固定側型板 ２：可動側型板 ２ａ：可動側取付板 ２ｂ：シリンダーブッシュ ３：拡張用入子 ４：加圧ガス圧入口 ５：スプルー ６：加圧ガス圧入ノズル ７：細孔 ８：逆止弁 ９：キャビティ １０：油圧シリンダー １０ａ：油圧シリンダー後室 １０ｂ：油圧シリンダー前室 １１：油圧ピストン １２：シリンダー押さえ板 １３：固定ブロック １４：位置決め装置 １５：中空部 １６：補強リブ １７：方向切替弁 １８：方向切替弁 １９：圧力調整弁 ２０：圧力調整弁 ２１：比例圧力調整弁 ２２：流量調整弁 ２３：ポンプ ２４：油槽 ２５：導通管 ２６：導通管 ２７：導通管 ２８：導通管 ２９：導通管 ３０：導通管 ３１：方向切替弁 ３２：圧力調整弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形時のキャビティ容積の拡大と加
   圧ガスの圧入による中空構造を有する成形品の製造に適
   した射出成形金型であって、固定側に樹脂注入口
   （５）、加圧ガス圧入口（４）及び固定側型板（１）を
   備え、また可動側に可動側型板（２）及び入子（３）を
   備え、該入子はパーティングラインと直交する方向に進
   退可能に設けられた金型において；入子（３）の背面に
   固定されたピストン（１１）及び可動側取付板（２ａ）
   に固定された油圧シリンダー（１０）からなる該入子の
   進退機構と；ポンプ（２３）、圧力調整弁（２０）及び
   流量調整弁（２２）を備え、油圧シリンダーの後室（１
   ０ａ）内に低圧を伝達する低圧油圧供給手段、ポンプ
   （２３）及び圧力調節弁（１９）を備え、油圧シリンダ
   ーの前室（１０ｂ）又は後室（１０ａ）内に高圧を伝達
   する高圧油圧供給手段並びに比例圧力調節弁（２１）を
   備えた油圧排出手段からなる該ピストンの作動機構とを
   設けてなるもの。