JPH0872107A - ボスを有する樹脂成形品を成形するための金型及び成形方法 - Google Patents

ボスを有する樹脂成形品を成形するための金型及び成形方法

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JPH0872107A
JPH0872107A JP21633194A JP21633194A JPH0872107A JP H0872107 A JPH0872107 A JP H0872107A JP 21633194 A JP21633194 A JP 21633194A JP 21633194 A JP21633194 A JP 21633194A JP H0872107 A JPH0872107 A JP H0872107A
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JP
Japan
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boss
molding
mold
resin
die
Prior art date
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Pending
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JP21633194A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Yoshida
博光 吉田
Seiji Masuda
誠司 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/56Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ボスを有する樹脂成形用成形金型
及び成形方法に関し、ウエルドが発生せず、かつヒケの
発生を抑制したボスを有する樹脂成形品を、ボスの長さ
の寸法ズレ無しに成形するための成形金型及び成形方法
を実現することを目的とする。 【構成】 ボス金型部(3)が基板を形成するキャビテ
ィ(2)に対して接離自在となるように金型内を摺動可
能に支持され、且つ2つ以上の弾性手段によりキャビテ
ィ(2)の方向に付勢されていることを特徴とする成形
金型を用い、溶融樹脂を注入する際、溶融樹脂圧により
ボス金型を徐々に後退させながら樹脂流動に伴うウエル
ドライン及びヒケを有しない樹脂成形品を得るように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボス付きプラスチック
成形品を作成するための成形金型及び成形方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】金型のキャビティに樹脂を注入すること
により凹凸を有する複雑な形状の製品を短いサイクルで
生産できることが樹脂賦形技術の特徴であり、なかでも
樹脂を比較的高い圧力でキャビティに注入する射出成形
方法は広範囲に応用されている。
【0003】上記の特徴を生かして樹脂製品にはインサ
ート、ねじ、孔、切欠部などの補強のために、その周囲
を突起状に肉厚にした部分が設けられることがあり、こ
れらを総称してボスと呼んでいる。このボスの肉厚は一
般に、表面のヒケを防止するために成形品の板厚の2/
3以内が適当とされている。このボス形状は予め成形金
型に彫り込まれているので次のような問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ボス部へのタッピング
トルクは、家電製品と自動車部品等で要求レベルは異な
るが、一般には3〜15 kgf/cm以上必要とされてい
る。トルクの大きさは、樹脂が同じであればねじ径とボ
ス孔径により決定され、ねじ径に比べてボス孔径が小さ
いほどトルクは大きくなる。このため、ボス肉厚を薄く
して必要なトルクが得られるようにボス孔径を設計する
とタッピングの際にボス部が割れるという問題が発生す
る。
【0005】これは単に応力集中の問題ではなく、ウエ
ルドに起因する強度低下が原因である。図5はボス部に
おけるウエルドラインの発生状況を示した概略図であ
り、矢印aは樹脂の流動方向を示しており、ボス9の樹
脂流動の下流側にウエルドライン10が発生している。
このウエルドラインの様子はボスの各寸法によって異な
るが、樹脂流動の上流側から樹脂が充填される射出成形
では孔部においてウエルドが発生することは本質的に避
けられない。このウエルドがボス部9の強度低下を招い
ているが、そのウエルドの定量的把握および予測が困難
なことが製品設計の大きな障害となっていた。
【0006】図6は流動途中の状態を樹脂の流動方向に
対して垂直方向から見た図であり、矢印は樹脂の流動方
向である。図に示すように、ボス部9で上流と下流側で
ボス部に注入される樹脂の量に時間差が生じることがウ
エルドを生成する要因である。
【0007】また、上記ボス部の強度低下を補うために
は、ボス部の肉厚を厚くすることが考えられるが、基板
になる部分の板厚の2/3を超える肉厚では図7に示す
ように製品外観にヒケ11が顕著に現れる。このヒケと
強度の両方の性能を満足するボスの設計には、通常の射
出成形では限界があった。さらに、ボスの肉厚を厚くす
るとウエルドは強く現れるため、単純に強度が向上する
ものでもない。
【0008】この問題を解決するため、本発明者らはボ
スを有する樹脂成形品を成形するため、ボス金型部3が
基板を形成するキャビティ2に対して接離自在となるよ
うに金型内を摺動可能に支持され、且つ弾性手段により
キャビティ2の方向に付勢されていることを特徴とする
金型を開発した。この金型は、上記ボス金型を付勢する
弾性手段が一本のコイルバネ8であることを特徴として
いる(特願平5−175749号、特願平5−2744
45号等)。
【0009】しかし、上記構成の成形金型ではバネ強さ
が弱すぎるとヒケを抑える効果が低く、ピンゲートなど
のように保圧があまりかからないような金型構造の場
合、バネ強さが強すぎるとボスの長さが設計値まで達し
ないため、ヒケの改良できるバネ強さの範囲は狭く限ら
れていた。
【0010】本発明は上記問題点に鑑み、上記成形法に
使用できるバネ強さの範囲が広い成形金型及び成形方法
を実現することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の成形金型におい
ては、ボスを有する樹脂成形品を成形するための金型で
あって、ボス金型部(3)が基板を形成するキャビティ
(2)に対して接離自在となるように金型内を摺動可能
に支持され、且つ2つ以上の弾性手段によりキャビティ
(2)の方向に付勢されていることを特徴とする成形金
型であることを特徴とする。
【0012】また、本発明の成形方法においては、ボス
を有する樹脂成形品の成形方法であって、成形金型に溶
融樹脂を注入する際、溶融樹脂圧により摺動自在なボス
金型部を押圧して徐々に後退させながらボス部を形成す
ることを特徴とする。
【0013】
【作用】図1は本発明の原理説明図である。同図におい
て、1,1′は成形金型、2はキャビティ、3はボス金
型、4はタッピングねじ用下孔を形成するためのピンで
ある。ボス金型3は円筒形であり、成形金型1内を摺動
自在であり、図示なき弾性手段でキャビティ2の方へ付
勢され、一端がキャビティ2の表面2aとほぼ同一面と
なっている。また、ピン4は一端が成形金型1に固定さ
れ、他端はキャビティ2の表面2aとほぼ一致してい
る。
【0014】そして、図1(b)の如くキャビティ2に
溶融樹脂5が注入されると、ボス金型3は溶融樹脂の圧
力により押圧されて後退し、図1(c)の状態を経て図
1(d)の状態となる。この間、溶融樹脂5は、ボス金
型3を押圧して該金型と共にボス部に注入されるためウ
エルドは生じない。またボス部内に注入された樹脂が冷
却固化するとき収縮しても、ボス金型3によりキャビテ
ィ2の方向に押圧されているため、成形品のボス裏側に
ヒケを生ずることはない。
【0015】
【実施例】図2は本発明の樹脂成形品を成形することが
できる成形金型の実施例を示す断面図である。同図にお
いて、1及び1′は成形金型であり、両金型1,1′の
間にキャビティ2が形成されている。また、一方の成形
金型1にはボス金型3が摺動自在に設けられている。該
ボス金型3は円筒形をなし、一端にストッパーとなる鍔
3aを有している。
【0016】また、成形金型1のボス金型3を摺動自在
に支持する孔6には段差6aが形成され、ボス金型3の
鍔3aと係合して該ボス金型3の端部がキャビティ2の
表面とほぼ一致するようにしている。
【0017】また、成形金型1のキャビティとは反対面
に、ボス金型3が後退したときのストッパーとなる盲栓
7が設けられている。また該盲栓7には成形品のボスに
ねじ下孔を形成するためのピン4が、その端面をキャビ
ティ2の表面とほぼ一致するように設けられている。な
お該ピン4はボス金型3の孔とは摺動可能となってい
る。
【0018】盲栓7とボス金型3との間には弾性手段と
してのコイルバネ8および8’が挿入されており、常時
ボス金型3をキャビティ2の方向へ付勢している。ここ
で、コイルバネ8は弾性係数が低くてバネ長さが長いバ
ネであり、コイルバネ8’は弾性係数が高くてバネ長さ
が短いバネである。
【0019】このように構成された本実施例の成形金型
による樹脂成形品の成形方法を図3により説明する。ま
ずキャビティ2に溶融樹脂5を注入する。キャビティ2
に注入された溶融樹脂5はその注入圧力でボス金型3を
コイルバネ8の付勢力に抗して押圧し、徐々に後退させ
ながら図3(a)の状態、即ちボス金型3の鍔3aがバ
ネ8’に当たるまで進入し、ここから盲栓7に当接する
までの間はコイルバネ8および8’の両方の付勢力に抗
しながら後退する。最終的にはボス金型3は盲栓7に当
接して溶融樹脂の注入は停止され、冷却固化される。
【0020】これを成形金型1,1′より取り出せば図
3(b)の如きボス9を有する樹脂成形品が得られる。
この樹脂成形品のボス部9はボス金型の徐々な後退によ
り樹脂が進入して形成されるのでウエルドの発生はな
く、また冷却固化時はボス金型3を介してコイルばね8
および8’により押圧されるのでヒケの発生も抑制され
る。
【0021】ここで、弾性係数の異なるバネを2種類用
いる事により、ボス金型がバネ8’に当たるまでは付勢
力は弱く、バネ8’に当たってから盲栓に当たるまでは
付勢力は強く設定する事ができる。したがって、射出開
始直後からボス部分へ溶融樹脂が容易に流入するため、
十分なボス長さが得られる。さらに、保圧工程ではバネ
8および8’による強い付勢力によってボス裏面に保圧
のような効果が十分働くため、ヒケが発生しにくい結果
となっている。
【0022】次に本発明の実施例に示されている2種類
のバネを使用した成形金型により成形された樹脂成形品
と、1種類のバネを使用した成形金型により成形された
樹脂成形品との特性を比較評価した結果を説明する。試
料の寸法は、基板の厚さを2.0mm、ボス肉厚を1.8
mmとし、ボス孔径を2.8mm、ボス高さを10mmとし
た。
【0023】成形材料としては、ABS樹脂3001、
PC/ABSアロイFC−30、ABS/PBT/(G
F20%)アロイ樹脂TB−904GE、(何れも三菱
レイヨン(株)製熱可塑性樹脂)の3種類とし、成形に
は射出成型機(東芝機械(株)IS−50EP)を用い
た。
【0024】ヒケ量の評価は表面粗さ計(東京精密製S
urfcom)を用いて測定し、n=5の平均をとっ
た。また、ボス長さはマイクロメーターを用いて測定
し、n=10の平均をとった。
【0025】評価結果を表1に示す。表1により、ヒケ
量、ボス長さ精度の両方とも比較例よりも本発明の実施
例の方が優れていることがわかる。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ボスを有する樹脂成形
品をヒケ、ウエルド及びボス長さの寸法ズレ無しに成形
することが可能となった。さらにバネ8および8’によ
って金型から成形品を剥離させる力が働くため、従来よ
りも長いボスの離型が容易となり、製品や金型を設計す
る上での自由度が大となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明のボスを有する樹脂成形品を成形する成
形金型の実施例を示す断面図である。
【図3】本発明のボスを有する樹脂成形品の成形方法を
説明するための図である。
【図4】弾性手段が1つの、ボスを有する樹脂成形品を
成形する成形金型を示す図である。
【図5】ボス部におけるウエルドライン発生状況を示す
図である。
【図6】従来の成形金型における溶融樹脂流動途中の状
態を示す図である。
【図7】樹脂成形品のヒケを示す図である。
【符号の説明】
1,1′…成形金型 2…キャビティ 3…ボス金型 4…ピン 5…溶融樹脂 6…孔 7…盲栓 8、8’…コイルばね 9…ボス 10…ウエルドライン 11…ヒケ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボスを有する樹脂成形品を成形するため
    の金型であって、ボス金型部(3)が基板を形成するキ
    ャビティ(2)に対して接離自在となるように金型内を
    摺動可能に支持され、且つ2つ以上の弾性手段によりキ
    ャビティ(2)の方向に付勢されていることを特徴とす
    る成形金型。
  2. 【請求項2】 上記ボス金型を付勢する弾性手段がコイ
    ルバネ(8)、(8’)であることを特徴とする請求項
    2の成形金型。
  3. 【請求項3】 ボスを有する樹脂成形品を、請求項1の
    成形金型を用いて成形する事を特徴とする成形方法。
JP21633194A 1994-09-09 1994-09-09 ボスを有する樹脂成形品を成形するための金型及び成形方法 Pending JPH0872107A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021828A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Nanbu Seimitsu Kanagata Kogyo:Kk 射出成形用ヒケ防止プラグおよびこれを組み込んだ射出成型用金型
EP2942176A4 (en) * 2012-12-25 2016-10-19 Nisshin Ind Ltd INJECTION MOLDING METHOD AND INJECTION MOLDED ARTICLE
JP6995415B1 (ja) * 2021-05-31 2022-01-14 アサヒ・エンジニアリング株式会社 樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法

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