JPH09239783A - 射出成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティ内に充填される熱可塑性樹脂の圧
力や量を正確に制御する。 【解決手段】 第１の型体34と第２の型体33との間にス
プリング61を設ける。まず弱い型締力で型閉して、キャ
ビティ35内に樹脂を充填する。樹脂の供給を続けると、
樹脂の圧力により両型体33，34が若干開く。これによ
り、成形機からの樹脂の量のばらつきを吸収し、キャビ
ティ35内の樹脂の圧力を一定にする。つぎに、強い型締
力で型閉して、両型体33，34を完全に閉じる。それに伴
い、キャビティ35内の樹脂は成形機側へ戻る。第１の型
体34にあるダイレクトゲート47に第２の型体33のゲート
閉塞部55が嵌合し、ゲート47が閉じた時点で、キャビテ
ィ35内に一定量の樹脂が残る。その後、キャビティ35内
の樹脂は圧縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば熱可塑性樹
脂などの成形材料の成形に利用される射出成形用金型装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、熱可塑性樹脂の射出成形におい
ては、金型内に形成した製品形状のキャビティ内に溶融
した樹脂を充填し、これを冷却して固化させることによ
り、製品を成形するようにしている。

【０００３】従来の射出成形では、成形機において、計
量工程、充填工程および保圧工程を行うようにしてい
る。インラインスクリュー式成形機を例に採ると、加熱
シリンダー装置において、回転するスクリューを後退さ
せながら溶融させた樹脂をシリンダー本体内の先端側に
所定量溜める（計量工程）。つぎに、スクリューを前進
させて、シリンダー本体の先端部のノズルから金型内へ
樹脂を射出させ、キャビティ内に樹脂を充填する（充填
工程）。その後、スクリューによりシリンダー本体内の
樹脂に適当な圧力をかけて、冷却による収縮分の樹脂を
キャビティ内に補充する（保圧工程）。

【０００４】一方、金型内のキャビティの容積は一定で
ある。したがって、キャビティ内に充填された樹脂の圧
力や量は、基本的に成形機側の制御によって決定される
ことになる。そのため、成形機側の制御に誤差があれ
ば、そのまま、キャビティ内に充填された樹脂の圧力や
量に誤差を生じることになる。この誤差を解消するに
は、成形機のスクリューなどの制御を精密にすることが
考えられるが、誤差の生じる要因は温度、樹脂自体の性
質のばらつきなど、さまざまである。例えば、スクリュ
ーからキャビティまでは長い樹脂通路があるが、この樹
脂通路において発生する誤差があれば、かりにスクリュ
ーの制御を精密にしても、キャビティ内に充填された樹
脂の圧力や量に誤差を生じることになる。すなわち、成
形機の制御のみによって、キャビティで生じる誤差を解
消することは困難である。

【０００５】また、従来より行われている射出圧縮成形
では、例えば特開平６−７１６９８号公報に記載されて
いるように、キャビティ内に樹脂を充填した後、金型の
一部の構成部品を動かしたり、型締力を切り換えるなど
して、キャビティ自体の容積を小さくすることにより、
キャビティ内の樹脂を圧縮するようにしている。しか
し、キャビティの容積を小さくして樹脂を圧縮すること
は、キャビティ内に充填された樹脂の圧力や量の誤差を
解消する作用を有するものではない。

【０００６】ところで、射出圧縮成形で、樹脂通路から
キャビティへのゲートを閉じてから圧縮を行う場合、従
来の金型装置では、ゲートを閉じるための手段と圧縮の
ための手段とを別にしていた。これに対して、前記特開
平６−７１６９８号公報に記載の金型装置では、ゲート
を閉じるための手段と圧縮のための手段とを共用してい
る。そのための構成として、固定金型板にスリーブを型
開閉方向に可動に組み込むとともに、このスリーブを緩
衝体により可動金型の方へ押し、キャビティは、固定金
型板の凹型と可動金型板の凸型とより形成するようにし
ている。そして、まず弱い型締力で型閉して、可動金型
板とスリーブとは突き当てるが、固定金型板と可動金型
板とは若干開いていて凹型と凸型とが嵌合していない状
態で、キャビティ内に樹脂を充填する。つぎに、型締力
を強めて、固定金型板と可動金型板とを閉じると、凹型
と凸型とが嵌合することによりゲートが閉じられるとと
もに、圧縮が行われることになる。

【０００７】しかし、前記公報に記載の金型装置では、
固定金型板と可動金型板との間の間隙によりキャビティ
への樹脂通路を形成しているため、固定金型板と可動金
型板とを閉じるのに伴い、前記樹脂通路内の樹脂は、圧
縮されつつキャビティ内に入るか、成形機側へ戻るかし
なければならない。かりに樹脂通路内の樹脂が成形機側
へ戻れるにしても、キャビティの周りで樹脂通路内の樹
脂が固定金型板と可動金型板とにより圧縮作用を受ける
ため、キャビティ内の最終的な樹脂の量および圧力は不
安定なものとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
射出成形方法では、加熱シリンダー装置などの材料供給
装置側の制御によってキャビティに充填される樹脂など
の成形材料の圧力や量を制御していたため、この成形材
料の圧力や量を正確に制御しにくい問題があった。ま
た、特に射出圧縮成形用の金型装置として、前記特開平
６−７１６９８号公報には、ゲートを閉じるための手段
と圧縮のための手段とを共用することが記載されている
が、同公報に記載の金型装置では、圧縮の動作に伴って
材料通路である樹脂通路の容積も小さくなるようになっ
ていたため、キャビティ内の最終的な成形材料の量およ
び圧力が不安定になる問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、キャビティ内に充填される成形材料の圧
力や量を正確に制御できるようにすることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の射出成
形用金型装置は、前記目的を達成するために、材料通路
を内部に有する第１の型体と、この第１の型体に対して
開閉し型閉時にこの第１の型体との間にキャビティを形
成する第２の型体と、これら第１の型体および第２の型
体を型締力に抗して互いに開く方向へ付勢する付勢手段
とを備え、前記第１の型体は、前記材料通路を前記キャ
ビティに連通させるダイレクトゲートを有し、前記第２
の型体は、この第２の型体と前記第１の型体とが閉じる
のに伴い前記ダイレクトゲート内に嵌合するゲート閉塞
部を有するものである。

【００１１】そして、成形時には、まず弱い型締力で両
型体を型閉し、付勢手段の与える力により両型体がまだ
閉じ切っていない状態にする。この状態で、材料通路へ
成形材料を供給して、この成形材料を第１の型体のダイ
レクトゲートからキャビティ内に充填する充填工程を行
う。

【００１２】この充填工程に引き続いて、金型装置への
成形材料の供給を続け、両型体を互いに変位させて、金
型装置内の成形材料の圧力と型締力とを均衡させること
により、キャビティ内の成形材料の圧力を調整する調圧
工程を行う。すなわち、この調圧工程では、金型装置内
の成形材料の圧力により、型締力に抗して、両型体が互
いに開くが、その開き量は、金型装置内の成形材料の圧
力と型締力との均衡によって決まり、金型装置内により
多くの成形材料が供給されるほど大きくなる。換言すれ
ば、材料供給装置より供給される成形材料の量に誤差が
あっても、前記開き量の変化により誤差が吸収され、キ
ャビティ内の成形材料の圧力は一定になる。

【００１３】この調圧工程の後に型締力を強めて両型体
を閉じていき、キャビティ内の成形材料を材料供給装置
側へ戻し、第１の型体のダイレクトゲート内に第２の型
体のゲート閉塞部が嵌合し始めてゲートが閉じた時点で
キャビティ内に一定量の成形材料を残す計量工程を行
う。すなわち、調圧工程が終了した時点で、キャビティ
内の成形材料の量は一定していないが、その後の計量工
程により、キャビティ内の成形材料は一定量にされる。
こうして、調圧工程および計量工程により、キャビティ
内に充填される成形材料の圧力および量が正確に制御さ
れることになる。

【００１４】この計量工程の後、すなわち、ゲートが閉
じた後、両型体を完全に閉じ、キャビティ内の成形材料
を圧縮する圧縮工程を行う。これにより、成形材料の固
化に伴う収縮が補償され、この補償のために、材料供給
装置側で保圧工程を行うような必要はない。

【００１５】ところで、ダイレクトゲートには、キャビ
ティに至るまでの成形材料の硬化が少なくなる利点があ
り、これにより、金型装置から製品への転写性が向上す
るとともに、計量工程においては、キャビティ内の成形
材料が円滑に材料通路へ戻る。また、ゲートがダイレク
トゲートであるために、調圧に関わる成形材料の圧力
は、全てキャビティにおいて型体にかかり、キャビティ
を基準に調圧がなされることになり、キャビティ内の成
形材料の圧力が確実に一定に保たれる。

【００１６】請求項２の発明の射出成形用金型装置は、
前記目的を達成するために、材料通路を内部に有する固
定型と、この固定型に対して開閉し型閉時にこの固定型
との間にキャビティを形成する可動型と、この可動型に
前記固定型および可動型の開閉方向に開閉可能に支持さ
れ前記固定型に突き当たる移動体と、この移動体を前記
可動型に対して前記固定型の方へ付勢する付勢手段とを
有し、前記固定型は、前記材料通路を前記キャビティに
連通させるダイレクトゲートを有し、前記可動型は、こ
の可動型と前記固定型とが閉じた状態で前記可動型と移
動体とが閉じるのに伴い前記ダイレクトゲート内に嵌合
するゲート閉塞部を有するものである。

【００１７】そして、成形時には、請求項１の発明の射
出成形用金型装置と同様に充填工程と調圧工程と計量工
程と圧縮工程とを行う。まず弱い型締力で固定型と可動
型とを型閉し、移動体と固定型とを閉じる一方、移動体
と可動型とがまだ開いた状態にする。この状態で、材料
通路へ成形材料を供給して、この成形材料を固定型のダ
イレクトゲートからキャビティ内に充填する充填工程を
行う。この充填工程に引き続く調圧工程では、金型装置
への成形材料の供給に伴い、可動型に対し移動体および
固定型を開かせて、金型装置内の成形材料の圧力と型締
力とを均衡させることにより、キャビティ内の成形材料
の圧力を調整する。この調圧工程後の計量工程では、型
締力を強めて可動型と移動体とを閉じていき、キャビテ
ィ内の成形材料を材料供給装置側へ戻す。固定型のダイ
レクトゲート内に可動型のゲート閉塞部が嵌合し始めて
ゲートが閉じた時点でキャビティ内に一定量の成形材料
が残る。この計量工程の後、すなわち、ゲートが閉じた
後、可動型と移動体とを互いに突き当たるまで閉じ、キ
ャビティ内の成形材料を圧縮する圧縮工程を行う。ゲー
トがダイレクトゲートであることがもたらす作用も、請
求項１の発明の射出成形用金型装置と同様である。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１の発明の射出
成形用金型装置において、前記第１の型体は、前記ダイ
レクトゲートまでの材料通路内の熱可塑性樹脂を常時溶
融状態に保つホットランナー機構を有するとともに、前
記ダイレクトゲートを開閉するゲート開閉機構を有する
ものである。

【００１９】そして、成形材料である熱可塑性樹脂は、
ホットランナー機構により型閉時も型開時も材料通路内
で溶融状態に保たれるが、特に型開時には、ゲート開閉
機構がゲートを閉じ、熱可塑性樹脂が漏れることを防
ぐ。このようなホットランナー機構を備えた射出成形用
金型装置は、一般的にゲートがダイレクトゲートである
が、前述のように、このダイレクトゲート内にゲート閉
塞部を嵌合させる構成にすることにより、ホットランナ
ー機構を備えた射出成形用金型装置において、前記充填
工程、調圧工程、計量工程および圧縮工程からなる成形
が可能になる。

【００２０】

【発明の実施形態】以下、本発明の射出成形用金型装置
の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図
７および図８は、成形される製品Ｐの例を示している。
図７に示す製品Ｐは、１つの貫通孔P1を中央部に有して
おり、図８に示す製品Ｐは、複数の貫通孔P1を有してい
る。いずれの貫通孔P1も、軸方向が製品Ｐ全体の軸方向
と一致している。

【００２１】まず、第１実施例を図１から図５に基づい
て説明する。本実施例は、熱可塑性樹脂Ｒを成形材料と
する射出成形に応用したものであり、図５に示すような
インラインスクリュー式の射出成形機を用いるものであ
る。図５において、１は材料供給装置である加熱シリン
ダー装置である。この加熱シリンダー装置１は、ほぼ円
筒状のシリンダー本体２を有している。このシリンダー
本体２には、加熱用のヒーター３が外周に設けられてい
るとともに、ノズル４が先端部（図示左部）に設けられ
ている。また、シリンダー本体２の後部上側にはホッパ
ー５が設けられている。そして、シリンダー本体２内に
は、スクリュー６が回転自在にかつ軸方向（図示左右方
向）に移動自在に収容されている。このスクリュー６の
後側には、油圧シリンダー11のピストンロッド12が固定
して連結してある。すなわち、この油圧シリンダー11
は、スクリュー６を軸方向に駆動するものである。ま
た、スクリュー６は、電動サーボモーター13により回転
駆動されるようになっている。このサーボモーター13か
らスクリュー６に回転を伝達するために、ピストンロッ
ド12の外周に固定されたスプライン筒14に、回転伝達用
のギヤ15がスプライン嵌合してある。すなわち、ギヤ15
は、スクリュー６に対して回り止めされているが、軸方
向へは自在に動けるようになっている。

【００２２】また、21は直圧式の型締装置で、この型締
装置21は、固定側プラテン22および可動側プラテン23を
有している。この可動側プラテン23は、タイバー24に沿
って図示左右方向に移動自在になっており、油圧シリン
ダー25により型締用ラム26を介して駆動されるものであ
る。この油圧シリンダー25は、サーボ弁などからなる駆
動制御装置27により駆動が制御され、型締力を調整可能
になっている。そして、固定側プラテン22には、金型装
置31のうちの固定型32が取り付けられ、可動側プラテン
23には、同可動型33が取り付けられる。なお、前記型締
装置21および加熱シリンダー装置１は、コンピューター
などの制御装置により総合的に制御されるようになって
いる。

【００２３】つぎに、金型装置31の構成を図１から図４
に基づいて詳しく説明する。この金型装置31は、第１の
型体34を構成する前記固定型32と第２の型体である可動
型33とを有しており、これら固定型32および可動型33
は、可動側プラテン23の移動により互いに開閉し、型閉
時に相互間に製品形状のキャビティ35を形成するもので
ある。なお、製品Ｐの軸方向が固定型32および可動型33
の型開閉方向に一致させてある。この可動型33には、固
定型32に突き当たってキャビティ35を形成する移動体で
ある移動板36が前記型開閉方向に開閉可能に支持されて
いる。この移動板36は、可動型33に組み付けてあるが、
成形機能上は固定型32とともに第１の型体34を構成して
いる。図面には、固定型32と移動板36との間のパーティ
ングラインをPL1 、移動板36と可動型33との間のパーテ
ィングラインをPL2 で示してある。

【００２４】前記固定型32は、固定側プラテン22に取り
付けられる固定側取り付け板41と、この固定側取り付け
板41における可動型33側に固定された固定型本体部42と
を備えている。この固定型本体部42における可動型33側
の面には、凹部43が形成されている。そして、これら固
定側取り付け板41にローケートリング44が固定されてい
るとともに、固定側取り付け板41および固定型本体部42
の内部にスプルーブッシュ45が固定されている。このス
プルーブッシュ45は、加熱シリンダー装置１のノズル４
が接続されるもので、内部が材料通路であるスプルー46
になっている。また、キャビティ35を形成する固定型本
体部42には、スプルー46をキャビティ35に連通させるダ
イレクトゲート47が形成されている。このダイレクトゲ
ート47は、前記型開閉方向と軸方向が一致するほぼ円柱
形状になっている。しかし、ダイレクトゲート47の形状
は、円柱形状に限るものではなく、側面の母線が型開閉
方向と平行な形状であればよい。

【００２５】前記可動型33は、可動側プラテン23に取り
付けられる可動側取り付け板51と、この可動側取り付け
板51における固定型32側にスペーサーブロック52を介し
て固定された可動型本体部53とを備えている。この可動
型本体部53における固定型32側の面には、キャビティ35
を形成する凸部54が形成されている。さらに、この凸部
54の中央部には、製品Ｐの貫通孔P1を形成するゲート閉
塞部55が突出形成されている。このゲート閉塞部55は、
固定型32と移動板36とが閉じ、さらに移動板36と可動型
33とが閉じるのに伴い固定型32のダイレクトゲート47内
に嵌合するものである。したがって、ゲート閉塞部55の
側面形状は、型開閉方向の長さ以外、ダイレクトゲート
47の側面形状と等しい。そして、可動側取り付け板51と
可動型本体部53との間には、突き出し板56が前記型開閉
方向へ移動可能に支持されている。この突き出し板56に
は、製品突き出しピン57とスプルー突き出しピン58とが
固定されている。これら突き出しピン57，58は、キャビ
ティ35を形成する可動型本体部53を摺動自在に貫通して
おり、先端がキャビティ35に臨んで位置する。なお、可
動型本体部53のゲート閉塞部55には、スプルー突き出し
ピン58の先端が臨む位置にスプルーロック59が形成され
ている。

【００２６】前記移動板36は、枠状になっていて、その
内部に可動型本体部53の凸部54が摺動自在に嵌合してい
る。すなわち、互いに嵌合する移動板36の内側の側面お
よび凸部54は、前記型開閉方向と平行になっている。ま
た、移動板36の内側の側面は、固定型本体部42の凹部43
の側面と連続している。そして、移動板36と可動型本体
部53との間には、付勢手段としてのスプリング61が圧縮
状態で挟まれている。このスプリング61は、移動板36を
可動型33に対して固定型32の方へ付勢するものであり、
移動板36と固定型32とが突き当たった状態では、固定型
32と可動型33とを型締力に抗して互いに離反させる方向
へ付勢する。なお、移動板36を付勢する付勢手段として
は、スプリングの他、エアシリンダーなどを用いること
もできる。また、固定型32に対して移動板36を案内する
ために、固定型32に固定されたガイドピン62が移動板36
に摺動自在に貫通してある。さらに、可動型本体部53の
固定型32側にストッパー63とともにボルト64により固定
されたスリーブ65が移動板36を摺動自在に貫通してい
る。ストッパー63は、固定型32側から移動板36に当たる
ことにより、この移動板36と可動型33との間の最大隙間
すなわち最大開き量を規制するものである。

【００２７】つぎに、射出成形の方法について説明す
る。加熱シリンダー装置１においては、可塑化工程と射
出工程とが繰り返し行われる。可塑化工程では、ホッパ
ー５からシリンダー本体１内に供給された熱可塑性樹脂
Ｒが、ヒーター３による加熱とスクリュー６の回転によ
る混練とにより溶融して可塑化される。この可塑化とと
もに、樹脂Ｒは、スクリュー６の回転によって前方へ送
られ、シリンダー本体１内の先端側に溜められていく。
それに伴って、スクリュー６は樹脂Ｒの圧力により後退
する。なお、可塑化工程中も、油圧シリンダー11によ
り、スクリュー６には前方への適当な背圧がかけられて
いる。スクリュー６が所定位置まで後退したことが検出
されると、油圧シリンダー11の駆動によりスクリュー６
が前進し、シリンダー本体１内の先端側の樹脂Ｒがノズ
ル４から射出され、金型装置31のスプルー46へ供給され
る。スクリュー６が所定位置まで前進したことが検出さ
れると、あるいは、スクリュー６が前進限まで前進する
と、再び可塑化工程となる。

【００２８】型締装置21は、まず弱い一定の型締力F1で
固定型32と可動型32とを型閉する。このとき、図１に示
すように、固定型32と移動板36とが突き当たって閉じ
る。一方、移動板36と可動型33とは初期開き量A1をもっ
て開いているが、ストッパー63は移動板36には当たって
いない。すなわち、型締力F1とスプリング61の力Ｇとが
釣り合っている。また、可動型33のゲート閉塞部55は固
定型32のダイレクトゲート47に嵌合しておらず、この開
いたゲート47によりスプルー46とキャビティ35とが連通
している。この状態で、加熱シリンダー装置１からスプ
ルー46へ樹脂Ｒを射出する。この樹脂Ｒは、スプルー46
からゲート47を通ってキャビティ35内に充填される（充
填工程）。

【００２９】この充填工程に引き続いて、型締力はF1の
まま、加熱シリンダー装置１においては、スクリュー６
が所定位置まで前進したことが検出されるまで、あるい
は、スクリュー６が前進限まで前進するまで射出工程が
続けられる。すなわち、加熱シリンダー装置１から金型
装置31への樹脂Ｒの供給がなお続くが、それに伴い、金
型装置31内の樹脂Ｒの圧力により、図２に示すように、
油圧がクローズされていない型締装置21が与えている型
締力F1に抗して、固定型32および移動板36に対し可動型
33が開く方向に変位する。これにより、発生した内圧が
解除される。そして、移動板36と可動型33との間の拡大
した開き量A2は、金型装置31内の樹脂Ｒの圧力と型締力
との均衡により決まる。より詳しくは、型締力F1と、ス
プリング61の力Ｇおよび金型装置31内の樹脂Ｒが可動型
33を後退させる力Ｈとの釣り合いによって開き量A2が決
まる。この開き量A2は、金型装置31内により多くの樹脂
Ｒが供給されるほど大きくなる。換言すれば、加熱シリ
ンダー装置１より供給される樹脂Ｒの量に誤差があって
も、前記開き量の変化により誤差が吸収され、キャビテ
ィ35内の樹脂Ｒの圧力が調整されて一定になる（調圧工
程）。こうして、キャビティ35内の樹脂Ｒの圧力を正確
に制御できることになる。

【００３０】なお、開き量がA1からA2に大きくなること
によりスプリング61の力Ｇは若干弱くなり、また、可動
型33とともに型締用ラム26が押し戻されることにより油
圧シリンダー25が与える型締力も若干変化し得るが、こ
れらスプリング61の力Ｇや型締力の変化は、無視できる
ほどに小さなものである。すなわち、可動型33の変位に
応じて変化するスプリング51の力Ｇや型締力と釣り合う
樹脂Ｒの圧力のばらつきは、一定の容積のキャビティに
異なる量の樹脂Ｒを充填したときに生じる圧力のばらつ
きに比べれば、ずっと小さい。

【００３１】調圧工程の終了後、型締装置21は、型締力
をF2に強める。これにより、移動板36と可動型33とが閉
じていく。それに伴い、キャビティ35内の余分な樹脂Ｒ
は、まだ開いているゲート47からスプルー46へ戻り、こ
のスプルー46内の樹脂Ｒは、加熱シリンダー装置１のシ
リンダー本体２内に戻る。その分、スクリュー６は後退
する。そして、図３に示すように、可動型33のゲート閉
塞部55が固定型32のダイレクトゲート47内に嵌合し始め
るとこのゲート47が閉じ、この時点で、キャビティ35内
に一定量の樹脂Ｒが残ることになる（計量工程）。

【００３２】この計量工程の後、図４に示すように、移
動板36と可動型33とが互いに突き当たるまで閉じ、それ
に伴い、キャビティ35内の樹脂Ｒが加圧されて圧縮され
る（圧縮工程）。その圧縮量は、計量工程の終了時点で
の移動板36と可動型33との開き量A3に等しい。この開き
量A3は、ダイレクトゲート47へのゲート閉塞部55の嵌合
長とも等しい。そして、圧縮により、樹脂Ｒの冷却によ
る固化に伴う収縮が補償される。したがって、この補償
のために、加熱シリンダー装置１側で保圧工程を行う必
要はない。

【００３３】前記調圧工程が終了した時点では、キャビ
ティ35の容積すなわちキャビティ35内の樹脂Ｒの量は一
定していない。しかし、その後の計量工程において、前
述のようにキャビティ35内の樹脂Ｒがスプルー46へ戻
り、ゲート47が閉じた瞬間には、キャビティ35内に一定
量の樹脂Ｒが残る。こうして、調圧工程および計量工程
により、キャビティ35内に充填される樹脂Ｒの圧力およ
び量が正確に制御されることになる。そして、その後の
圧縮工程においては、それに先立つ計量工程において、
キャビティ35内に一定の圧力で一定量の樹脂Ｒが残され
ることにより、圧縮が円滑に行われる。

【００３４】そして、キャビティ35内の樹脂Ｒが十分に
冷却して固化した後、型締装置21により固定型32と可動
型33および移動板36とが型開される。このとき、移動板
36と固定型33とが開くのに伴い、キャビティ35内の樹脂
Ｒすなわち製品Ｐとスプルー46内で固化した樹脂Ｒは、
固定型32および可動型33の離型抵抗の相違により、まず
固定型32から離れる。ついで、型締装置21側に設けられ
た図示していない突き出しロッドが突き出し板56を固定
型32の方へ押すことにより、スプルー突き出しピン58が
スプルー46内で固化した樹脂Ｒを突き出して可動型33か
ら離型させるとともに、製品突き出しピン57が製品Ｐを
突き出して可動型33から離型させる。さらに、スプルー
46内で固化した樹脂Ｒおよび製品Ｐが取り出された後、
再び型閉が行われ、以上の工程が繰り返される。

【００３５】以上のように、前記実施例の構成によれ
ば、金型装置31内で行われる調圧工程および計量工程に
より、キャビティ35内に充填される樹脂Ｒの圧力および
量を容易に正確に制御でき、したがって、品質の安定し
た高精度の製品Ｐを得られる。また、圧縮工程により、
金型装置31から製品Ｐへの転写性が向上し、いっそう精
度を高められる。

【００３６】しかも、ゲートをダイレクトゲート47とし
たので、次のような効果が得られる。ダイレクトゲート
47は、加熱シリンダー装置１のノズル４が接続されるス
プルー46が直接キャビティ35に通じているものなので、
サイドゲートなどに比べて、キャビティ35に至るまでの
材料通路が短くなり、キャビティ35に至るまでの樹脂Ｒ
の冷却による硬化が少なくなる利点がある。これによ
り、金型装置31から製品Ｐへの転写性が向上するととも
に、計量工程に際して、キャビティ35内の樹脂Ｒが円滑
にスプルー46へ戻れる。その上、前記実施例の金型装置
41では、ダイレクトゲート47が製品Ｐの中央部に対応す
る位置にあるので、スプルー46からキャビティ35内に樹
脂Ｒが流入するときも、キャビティ35内からスプルー46
へ樹脂Ｒが戻るときも、樹脂Ｒがよりいっそう円滑に流
動する。また、ゲートがダイレクトゲート47なので、調
圧に関わる樹脂Ｒの圧力、すなわち、金型装置31内の樹
脂Ｒが金型装置31に型開閉方向に加える力は、ほとんど
全てキャビティ35において固定型32および可動型33にか
かる。したがって、キャビティ35を基準に調圧が行われ
ることになる。これと計量工程に際し樹脂Ｒが円滑に流
動できることとがあいまって、キャビティ35内に充填さ
れる樹脂Ｒの圧力および量をより正確に制御できる。こ
れにより、キャビティ34内の樹脂Ｒの圧力を確実に一定
に保てる。

【００３７】なお、前記第１実施例では、固定型32およ
び可動型33の他に移動板36を設けたが、この移動板36は
必須のものではない。例えば前記第１実施例の金型装置
31において、固定型32と移動板36とを一体にしてもよ
い。この場合、固定型と移動板とを互いに開く方向へ付
勢するスプリング61などの付勢手段は、固定型および可
動型のうちの一方に組み付け、型開時には他方から離れ
るようにする。移動板36が不要であるのは、ゲートがダ
イレクトゲート47であるためである。これに対して、ゲ
ートがサイドゲートであると、キャビティと分離可能な
ランナーなどの材料通路を形成するために、固定型およ
び可動型とは別の移動板が必須となる。ただし、前記第
１実施例の金型装置31において固定型32と移動板36とを
一体にすると、型閉時には相互に嵌合する固定型32の凹
部43と可動型33の凸部54とが型開時には離れるため、両
者の芯合わせはより厳しくなる。これに対して、前記第
１実施例では、可動型33の凸部54に移動板36が常時嵌合
しているため、問題はない。なお、固定型および可動型
とは別の移動板を設けるにしても、前記第１実施例のよ
うに、可動型33に移動板36を組み付ける他、固定型に移
動板を組み付けることも可能である。

【００３８】つぎに、第２実施例を図６に基づいて説明
する。なお、前記第１実施例と対応する部分には同一符
号を付して、その説明を省略する。本第２実施例の金型
装置31は、固定型32に、ダイレクトゲート47までの材料
通路内の熱可塑性樹脂Ｒを常時溶融状態に保つホットラ
ンナー機構71と、ダイレクトゲート47を開閉するゲート
開閉機構72とを組み込んだものである。

【００３９】前記ホットランナー機構71を構成するため
に、複数のキャビティ35を形成する固定型本体部42の固
定側取り付け板41側にスペーサーブロック73および受け
板74を設け、これら固定側取り付け板41、スペーサーブ
ロック73および受け板74間にマニホールド75を設けてい
る。このマニホールド75には、スプルー46を各キャビテ
ィ35に連通させる分岐用の材料通路であるランナー76が
内部に形成されているとともに、このランナー76を加熱
するヒーター（図示していない）が設けられている。ま
た、マニホールド75に固定された複数のバルブケーシン
グ77が受け板74および固定型本体部42に埋設してある。
各バルブケーシング77は、内部が材料通路78をなしてい
る。この材料通路78は、マニホールド75のランナー76の
最終分岐路がそれぞれ連通しているとともに、バルブケ
ーシング77の先端開口を介して対応するダイレクトゲー
ト47にそれぞれ同軸的に通じている。また、各バルブケ
ーシング77には、その内部の材料通路78を加熱するヒー
ター（図示していない）が設けられている。さらに、ス
プルーブッシュ45にも、スプルー46を加熱するヒーター
（図示していない）が設けられている。

【００４０】前記ゲート開閉機構72は、固定側取り付け
板41に設けられた油圧シリンダー81の駆動により型開閉
方向へ移動するバルブピン82からなり、複数あるダイレ
クトゲート47のそれぞれに対して設けられている。バル
ブピン82は、マニホールド75およびバルブケーシング77
内を貫通しており、ダイレクトゲート77に挿脱自在に嵌
合して、このダイレクトゲート77を開閉するものであ
る。

【００４１】なお、本第２実施例の金型装置31において
は、前記第１実施例の金型装置31にあったスプルー突き
出しピン58は不要である。

【００４２】そして、成形に際しては、スプルーブッシ
ュ45のスプルー46、マニホールド75のランナー76および
バルブケーシング77の材料通路78内の熱可塑性樹脂Ｒが
ヒーターの加熱により型閉時も型開時も溶融状態に保た
れる。したがって、成形材料である熱可塑性樹脂Ｒの無
駄がなくなるとともに、成形サイクルを高速化できる。
なお、型開時には、図６に実線で示すように、バルブピ
ン82がダイレクトゲート47に嵌合してこのダイレクトゲ
ート47を閉じ、このダイレクトゲート47から溶融状態の
熱可塑性樹脂Ｒが漏れるのを防ぐ。

【００４３】また、本第２実施例の金型装置31では、前
記第１実施例の金型装置31と同様にして充填工程、調圧
工程、計量工程および圧縮工程を行え、これにより、前
記第１実施例と同様の作用効果が得られる。もちろん、
充填工程の開始から圧縮工程の終了までは、図６に鎖線
で示すように、バルブピン82は、ダイレクトゲート47か
ら抜けて、このダイレクトゲート47を開く。

【００４４】ところで、本第２実施例の金型装置31で
は、型開に伴って、ダイレクトゲート47を閉塞するもの
が、可動型33のゲート閉塞部55から固定型32のバルブピ
ン82に切り替わる。その際、ゲート47から熱可塑性樹脂
Ｒが漏れないようにするためには、例えば、次のように
すればよい。ゲート閉塞部55とダイレクトゲート47との
軸方向の寸法関係は、ゲート閉塞部55がダイレクトゲー
ト47をその全長に渡って閉じるものとする。そして、圧
縮工程が終了した後、型開前にバルブピン82をゲート閉
塞部55に突き当て、型開に際しては、少なくともゲート
47にバルブピン82が嵌合するまで、バルブピン82とゲー
ト閉塞部55とが突き当たった状態が保持されるようにす
る。

【００４５】ホットランナー機構71を備えた射出成形用
金型装置31は、一般的にゲートがダイレクトゲート47で
あるが、このダイレクトゲート47内にゲート閉塞部55を
嵌合させる構成にすることにより、ホットランナー機構
71を備えた射出成形用金型装置31において、前記充填工
程、調圧工程、計量工程および圧縮工程からなる成形が
可能になる。

【００４６】なお、前記第２実施例の金型装置31では、
型開時にダイレクトゲート47を閉じるために、このダイ
レクトゲート47にバルブピン82を嵌合するようにしてい
るが、型開時にダイレクトゲートを閉じるための構成
は、それに限るものではない。例えば、ホットチップの
加熱または冷却によりゲート部分の熱可塑性樹脂Ｒを溶
融または固化させることによってゲートを開閉するオー
プンゲート方式も用いられる。

【００４７】さらに、本発明は、前記実施例に限定され
るものではなく、種々の変形実施が可能である。例え
ば、成形される製品Ｐは、図７に示すものに限らず、各
種の形状のものが可能である。例えば図８に示すよう
に、製品Ｐは複数の貫通孔P1を有するものであってもよ
い。これらの貫通孔P1は、固定型および可動型のうちの
一方に設けた突部を、他方に設けた孔部に嵌合させるこ
とにより形成されるが、この孔部は適宜ダイレクトゲー
トに設定でき、１つのキャビティに対して複数のダイレ
クトゲートを設けることも可能である。また、製品Ｐの
外側の側面に臨ませてダイレクトゲートを位置させるこ
とにより、貫通孔のない製品に対しても、本発明の構成
を適用できる。

【００４８】また、前記実施例では、インラインスクリ
ュー式の射出成形機を用いた場合を例に採って説明した
が、成形機には、プランジャー式のものなど、各種のも
のを用いられる。また、型締装置も、前記実施例のよう
な直圧式のものの他、トグル式のものなど、各種のもの
を用いられる。型締装置の駆動源も、油圧シリンダーに
限らず、電動モーターなどであってもよい。

【００４９】さらに、前記実施例では、熱可塑性樹脂の
射出成形を例に採って説明したが、本発明は、熱可塑性
樹脂をバインダーとして用いるセラミックスの射出成形
や射出成形粉末冶金法、あるいは、熱硬化性樹脂の射出
成形など、各種成形材料の射出成形に適用可能である。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、第１の型体お
よび第２の型体を型締力に抗して互いに開く方向へ付勢
する付勢手段を設けるとともに、両型体が閉じるのに伴
いゲートが閉じるようにしたので、金型装置内で調圧工
程および計量工程を行うことにより、キャビティ内に充
填される成形材料の圧力および量を容易に正確に制御で
き、したがって、品質の安定した高精度の製品を得られ
る。また、ゲートは第１の型体にあるダイレクトゲート
とし、第２の型体に、両型体が閉じるのに伴いダイレク
トゲート内に嵌合するゲート閉塞部を設けたので、キャ
ビティに至るまでの成形材料の硬化が少なくなることに
より、金型装置から製品への転写性が向上するととも
に、計量工程ではキャビティ内の成形材料が円滑に材料
通路へ戻る。これとともに、キャビティを基準に調圧が
行われることになるので、キャビティ内に充填される成
形材料の圧力および量をより正確に制御できる。

【００５１】請求項２の発明によれば、可動型に開閉可
能に支持され固定型に突き当たる移動体と、この移動体
を固定型の方へ付勢する付勢手段とを設け、移動体と可
動型とが閉じるのに伴いゲートが閉じるようにしたの
で、金型装置内で調圧工程および計量工程を行うことに
より、キャビティ内に充填される成形材料の圧力および
量を容易に正確に制御でき、したがって、品質の安定し
た高精度の製品を得られる。また、ゲートは固定型にあ
るダイレクトゲートとし、可動型に、移動体と可動型と
が閉じるのに伴いダイレクトゲート内に嵌合するゲート
閉塞部を設けたので、キャビティを基準に調圧が行わ
れ、また、計量工程ではキャビティ内の成形材料が円滑
に材料通路へ戻ることにより、キャビティ内に充填され
る成形材料の圧力および量をより正確に制御できる。さ
らに、ゲートがダイレクトゲートであることにより、キ
ャビティに至るまでの成形材料の硬化が少なくなり、金
型装置から製品への転写性が向上する。

【００５２】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、ホットランナー機構により、成形材料
である熱可塑性樹脂の無駄をなくせるとともに、成形サ
イクルも高速化できる。ホットランナー機構を備えた射
出成形用金型装置において調圧工程、計量工程および圧
縮工程を行うことは、ゲートをダイレクトゲートとし、
このゲートをその内部に嵌合するゲート閉塞部によって
閉じる構成とすることにより可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形用金型装置の第１実施例を示
す断面図で、充填工程前を示している。

【図２】同上一部を閉じた断面図で、調圧工程時を示し
ている。

【図３】同上一部を閉じた断面図で、計量工程時を示し
ている。

【図４】同上一部を閉じた断面図で、圧縮工程時を示し
ている。

【図５】同上射出成形に用いる装置の全体を示す一部を
断面にした側面図である。

【図６】本発明の射出成形用金型装置の第２実施例を示
す断面図である。

【図７】前記両実施例の射出成形用金型装置により成形
される製品を示す斜視図である。

【図８】成形される製品の他の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

31 金型装置 32 固定型 33 可動型（第２の型体） 34 第１の型体 35 キャビティ 36 移動板（移動体） 46 スプルー（材料通路） 47 ダイレクトゲート 55 ゲート閉塞部 61 スプリング（付勢手段） 71 ホットランナー機構 72 ゲート開閉機構 76 ランナー（材料通路） 78 材料通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料通路を内部に有する第１の型体と、
   この第１の型体に対して開閉し型閉時にこの第１の型体
   との間にキャビティを形成する第２の型体と、これら第
   １の型体および第２の型体を型締力に抗して互いに開く
   方向へ付勢する付勢手段とを備え、前記第１の型体は、
   前記材料通路を前記キャビティに連通させるダイレクト
   ゲートを有し、前記第２の型体は、この第２の型体と前
   記第１の型体とが閉じるのに伴い前記ダイレクトゲート
   内に嵌合するゲート閉塞部を有することを特徴とする射
   出成形用金型装置。
2. 【請求項２】 材料通路を内部に有する固定型と、この
   固定型に対して開閉し型閉時にこの固定型との間にキャ
   ビティを形成する可動型と、この可動型に前記固定型お
   よび可動型の開閉方向に開閉可能に支持され前記固定型
   に突き当たる移動体と、この移動体を前記可動型に対し
   て前記固定型の方へ付勢する付勢手段とを有し、前記固
   定型は、前記材料通路を前記キャビティに連通させるダ
   イレクトゲートを有し、前記可動型は、この可動型と前
   記固定型とが閉じた状態で前記可動型と移動体とが閉じ
   るのに伴い前記ダイレクトゲート内に嵌合するゲート閉
   塞部を有することを特徴とする射出成形用金型装置。
3. 【請求項３】 前記第１の型体は、前記ダイレクトゲー
   トまでの材料通路内の熱可塑性樹脂を常時溶融状態に保
   つホットランナー機構を有するとともに、前記ダイレク
   トゲートを開閉するゲート開閉機構を有することを特徴
   とする請求項１記載の射出成形用金型装置。