JPH09262873A

JPH09262873A - 射出成形方法およびそれに用いる金型装置

Info

Publication number: JPH09262873A
Application number: JP7677996A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kayahara; 敏裕茅原; Katsutoshi Kanda; 勝利神田; Asahiko Murayama; 浅彦村山; Yoshihiro Horikawa; 義広堀川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】材料通路内の樹脂を常時溶融状態に保つ金型
装置において、ゲートの機械的な開閉機構を改良する。【解決手段】キャビティ３に樹脂を充填するときに
は、材料通路11内の樹脂圧によりゲート開閉ピン21が開
く。充填終了後には、可動型２にある油圧駆動式の駆動
ピン63が固定型１側にあるゲート開閉ピン21を押して閉
じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形方法およ
びそれに用いる金型装置に係わり、特に、成形材料が常
時溶融状態に保たれる材料通路とキャビティとの間のゲ
ートを開閉する構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂などの射出成形において
は、型閉した固定型と可動型との間に形成された製品形
状のキャビティに金型装置外の加熱シリンダー装置など
から樹脂を充填しなければならないため、キャビティか
ら金型装置外へ通じる材料通路が必要である。この材料
通路内の樹脂を型開前に固化させる方法があるが、この
方法では、樹脂の無駄が生じ、また、材料通路内の樹脂
の冷却のための時間を確保するために、成形サイクルが
制約を受けることがある。

【０００３】これに対して、ホットランナー式金型装置
のように、材料通路内の樹脂を加熱して常時溶融状態に
保つ方法も採られている。この場合、型開時に樹脂が漏
れたりしないよう、材料通路からキャビティへのゲート
を開閉する機構が必要である。このゲート開閉機構とし
てはバルブゲートなどがある。バルブゲートでは、例え
ば、固定型側に設けられ油圧駆動装置により駆動される
バルブピンによりゲートを機械的に開閉する構成が採ら
れている。しかし、金型装置に油圧駆動装置を組み込む
のでは、金型装置が大型になり、油漏れなどの問題も生
じる。特に固定型側には材料通路があるため、油漏れは
問題であるし、また、油圧駆動装置が材料通路の配置に
対して制約を与える。これに対して、例えばスプリング
式バルブゲートのように、ばねにより閉じる方向へ付勢
したバルブピンを充填時に樹脂圧により開くようにした
構成も採られている。しかし、この構成では、バルブの
動作が不安定になりやすく、バルブピンが早く閉じ過ぎ
て充填不足を招いたりするおそれがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
バルブゲート式の金型装置では、ゲートを開閉するバル
ブピンを固定型に設けた油圧駆動装置により駆動するよ
うにしていたため、油漏れなどが問題になり、また、材
料通路の配置に制約が生じる問題があった。また、バル
ブピンを樹脂圧により開くようにしたスプリング式バル
ブゲートもあったが、これは、バルブの動作が不安定で
ある問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ゲートを開閉するための機構の信頼性を
高くするとともに、その機構における油漏れなどの問題
も少なくし、また、材料通路の配置に対する制約も減ら
すことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
目的を達成するために、成形材料供給装置から型閉され
た型体間に形成されたキャビティに熱可塑性の成形材料
を充填する射出成形方法において、１つの型体の内部に
形成され前記成形材料供給装置からゲートに通じる材料
通路内の成形材料を加熱により常時溶融状態に保ち、前
記キャビティへの成形材料の充填時、前記材料通路のあ
る型体に設けられゲートを開閉するゲート開閉部材を前
記材料通路内の成形材料の圧力により開き、充填完了
後、他の型体に可動に設けられた駆動部材により前記ゲ
ート開閉部材を押して前記材料通路のある型体に嵌合さ
せることにより前記ゲートを閉じるものである。

【０００７】ゲート開閉部材は、型開時などに、材料通
路から成形材料が漏れるのを防ぐために必要なものであ
る。そのゲート開閉部材を駆動する駆動装置を材料通路
のある型体には設けず、ゲート開閉部材を充填時の成形
材料の圧力により開き、他の型体に設けた駆動部材によ
り押して閉じるようにする。これにより、材料通路のあ
る型体にゲート開閉部材の駆動装置を設けることによる
油漏れや材料通路の配置の制約などの問題を解消してい
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の射出
成形方法に用いる金型装置であって、互いに開閉して型
閉時に相互間にキャビティを形成する第１の型体および
第２の型体を備え、前記第１の型体に、この第１の型体
の内部に位置する材料通路と、この材料通路を前記キャ
ビティに開口させるゲートと、前記材料通路内の熱可塑
性の成形材料を常時溶融状態に保つ加熱手段と、前記ゲ
ートを開閉する可動なゲート開閉部材とを設け、このゲ
ート開閉部材に、前記ゲートに摺動自在に嵌合するゲー
ト嵌合部と、前記材料通路内の成形材料から前記ゲート
を開く方向の力を受ける受圧部とを設け、前記第２の型
体に、前記ゲート開閉部材を閉じる方向に押す駆動部材
を可動に設けたものである。

【０００９】成形に際しては、型閉して、第１の型体の
材料通路に成形材料を供給すると、ゲート開閉部材の受
圧部に成形材料の圧力が加わることにより、ゲート開閉
部材が移動してゲートが開き、材料通路からゲートを通
ってキャビティ内に成形材料が充填される。その後、第
２の型体に設けた駆動部材によりゲート開閉部材を押
し、このゲート開閉部材のゲート嵌合部を第１の型体の
ゲートに嵌合させてこのゲートを閉じる。型開を含めた
全工程を通じて、材料通路内の成形材料は、加熱手段に
より常時溶融状態に保たれる。

【００１０】

【発明の実施形態】以下、本発明の一実施例について、
図面を参照しながら説明する。まず、高圧射出成形用金
型装置の構成を説明する。なお、本実施例の金型装置
は、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）用のＳＤやＣＤ
などの中央部に開口孔を有する薄い円盤状の製品を成形
するものである。しかし、成形される製品は、記録ディ
スクに限るものではない。１は第１の型体である固定
型、２は第２の型体である可動型で、これら固定型１お
よび可動型２は、互いに図示上下方向（以下、型開閉方
向という）に移動して開閉し、型閉時に相互間に製品形
状のキャビティ３を形成するものである。

【００１１】前記固定型は、図示していない射出成形機
の型締装置の固定側プラテンに取り付けられる固定側取
り付け板６の図示下側に、固定側型板７が固定されてお
り、この固定側型板７の下面中央部には、キャビティ３
を形成する凸部８が形成されている。また、固定側取り
付け板６および固定側型板７を貫通してスプルーブッシ
ュ９が固定されている。このスプルーブッシュ９は、固
定側取り付け板６に固定されたローケートリング10によ
り押さえられている。そして、スプルーブッシュ９内に
は、これを上下に貫通する材料通路11が形成されてい
る。この材料通路11の上端部は、射出成形機の成形材料
供給装置である加熱シリンダー装置12の先端部のノズル
13が接続される入口部14になっている。また、材料通路
11は、入口部14の下側において、複数本に分岐して分岐
路15をなしており、さらに、これら分岐路12の下側にお
いて、再び合流して主スプルー部16をなしている。そし
て、この主スプルー部16の下端部において、スプルーブ
ッシュ９の内径は小さくされ、キャビティ３へ開口する
ゲート17が形成されている。このゲート17の側面は、型
開閉方向と平行になっている。

【００１２】また、スプルーブッシュ９には、ゲート17
を開閉するゲート開閉部材であるゲート開閉ピン21が型
開閉方向へ所定範囲移動自在に組み込まれている。この
ゲート開閉ピン21は、その上部に形成されたフランジ部
22が、スプルーブッシュ９において複数の分岐路15間の
位置に形成されたシリンダー部23内に摺動自在に嵌合さ
れているとともに、主スプルー部16内へ突出している。
そして、ゲート開閉ピン21の下端部にもフランジ部24が
形成されているが、このフランジ部24の上面が、材料通
路11内の成形材料である熱可塑性樹脂Ｒから下方への力
を受ける受圧部25になっている。また、フランジ部24の
側面が、前記ゲート17に摺動自在にかつ挿脱自在に嵌合
するゲート嵌合部26になっている。さらに、フランジ部
24の下面が、突き当て部27になっている。また、ゲート
開閉ピン21は、一例としてボールプランジャー31により
閉じた位置に保持されるようになっている。このボール
プランジャー31は、スプルーブッシュ９に組み込まれた
ボール32およびこのボール32をゲート開閉ピン21へ押し
付けるスプリング33と、ゲート開閉ピン21のフランジ部
22の側面に形成され、ボール32が係脱自在に係合する凹
部34とからなっている。

【００１３】さらに、材料通路11内の熱可塑性樹脂Ｒを
常時溶融状態に保つために、前記ゲート開閉ピン21の内
部には、加熱手段であるヒーター36が設けられていると
ともに、このヒーター36による加熱を制御するための温
度センサーである熱電対37が下端部に設けられている。
これとともに、図示していないが、スプルーブッシュ９
内の上部などにも、加熱手段であるヒーターが設けられ
ている。さらに、スプルーブッシュ９の外側の側面と固
定側型板７との間には、キャビティ３に臨む位置を除い
て、エア断熱層38が形成されている。

【００１４】また、前記固定側型板７の外側に位置して
固定側取り付け板６に、環状の位置決めブロック41がボ
ルト42により固定されている。この位置決めブロック41
の外側面下部にはテーパー面44が形成されている。ま
た、位置決めブロック41の内周側にはスライドベアリン
グ45が設けられている。

【００１５】前記可動型２は、射出成形機の型締装置の
可動側プラテンに取り付けられる可動側取り付け板51の
上側に、キャビティ３を形成する可動側型板52が固定さ
れている。この可動側型板52の上面にはスタンパー53が
取り付けられているが、このスタンパー53の内周部は、
可動側型板52を貫通して取り付けられた筒状の内周スタ
ンパー押さえ54により位置決めされている。一方、スタ
ンパー53の外周部は、環状の外周スタンパー押さえ55に
より保持されている。この外周スタンパー押さえ55は、
可動側型板52の上面周辺部に取り付けられており、前記
固定側型板７の凸部８が内側に嵌合するものである。な
お、外周スタンパー押さえ55の外側面と前記加圧体41と
の間に前記スライドベアリング45を介在させ、芯出しを
行わせてもよい。また、可動側取り付け板51には、可動
側型板52を囲んで、前記位置決めブロック41のテーパー
面44が当接する逆テーパー面56が形成されている。

【００１６】前記内周スタンパー押さえ54の内側には、
成形された製品Ｐを突き出すための突き出しスリーブ61
が型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合している。この
突き出しスリーブ61は、スプリング62により下方への力
が付与されている。また、突き出しスリーブ61内には、
駆動部材である駆動ピン63が型開閉方向へ摺動自在に嵌
合している。そして、この駆動ピン63の下部に形成され
たフランジ部64が、可動側取り付け板51にそれぞれ固定
されたリング65および押さえ板66間に位置しており、こ
れにより、駆動ピン63の移動範囲が規定されている。ま
た、駆動ピン63は、そのフランジ部64とリング65との間
に装着されたスプリング67により下方への力が付与され
ている。そして、突き出しスリーブ61は、駆動ピン63の
フランジ部64およびリング65を貫通した突き出しピン68
により押し上げられて作動するものであり、この突き出
しピン68は、図示していないが、射出成形機に設けられ
た油圧駆動の突き出しロッドにより押し上げられて作動
するものである。一方、駆動ピン63は、可動型２に設け
られた油圧駆動装置69の駆動ロッド70により押し上げら
れて作動するものである。

【００１７】なお、スプリング67をなくすとともに、油
圧駆動装置69の駆動ロッド70を駆動ピン63に直結して、
この駆動ピン63の上昇および下降をともに油圧駆動装置
69により駆動するようにしてもよい。

【００１８】つぎに、前記金型装置を用いた射出成形方
法について説明する。成形に際しては、型開時、型閉時
を通じて、材料通路11内の成形材料である熱可塑性樹脂
Ｒは、ヒーター36の加熱により常時溶融状態に保たれ
る。したがって、材料通路11内には、常にある程度の樹
脂圧がかかっているが、型開時には、ボールプランジャ
ー31においてスプルーブッシュ９側のボール32がゲート
開閉ピン21の凹部34に係合していることにより、固定型
１においてゲート開閉ピン21が上昇した位置に保持さ
れ、そのゲート嵌合部26がゲート17に嵌合して、このゲ
ート17を閉塞している。

【００１９】そして、型締装置により固定型１と可動型
２とが型閉されると、テーパー面44および逆テーパー面
56を含めて、位置決めブロック41が可動側取り付け板51
に突き当たるとともに、固定側型板７の凸部８が外周ス
タンパー押さえ55内に嵌合して、固定型１と可動型２と
の間にキャビティ３が形成される。この状態で、加熱シ
リンダー装置12のノズル13から材料通路11へ加熱により
溶融した熱可塑性樹脂Ｒが射出される。そうすると、材
料通路11内の樹脂Ｒの圧力がゲート開閉ピン21の受圧部
25に加える力がボーリリテーナー31の保持力を上回るこ
とにより、そのボール32がゲート開閉ピン21の凹部34か
ら外れ、図２に示すように、固定型１においてゲート開
閉ピン21が下降し、ゲート17が開放される。なお、下降
したゲート開閉ピン21のゲート嵌合部26は、突き出しス
リーブ61内に嵌合し、ゲート開閉ピン21の突き当て部27
が可動型２の駆動ピン63に突き当たる。こうしてゲート
17が開放されると、図２に矢印で示すように、材料通路
11内の樹脂Ｒがゲート17を通ってキャビティ２内に充填
される（充填工程）。

【００２０】保圧工程を含めて充填工程が終了した後、
油圧駆動装置69の駆動ロッド70が上昇し、図３に示すよ
うに、駆動ピン63を押し上げる。そして、この駆動ピン
63は、固定型１側のゲート開閉ピン21を押し上げ、その
ゲート嵌合部26がゲート17内に嵌合してこのゲート17を
閉じる。最終的に、ゲート開閉ピン21は固定型１におい
て上昇限に達し、ボールプランジャー31のボール32がゲ
ート開閉ピン21の凹部34に再び係合する。その後、油圧
駆動装置69の駆動ロッド70が下降し、スプリング67の力
により、図４に示すように、駆動ピン63が下降する。保
圧工程後には、加熱シリンダー装置12は計量工程にな
り、樹脂通路11内の圧力は低くなるので、駆動ピン63に
より押さえられていなくても、ボールプランジャー31に
よりゲート開閉ピン21は閉じた位置に保持される。ま
た、この状態で、ゲート開閉ピン21は、ゲート17のみな
らず、キャビティ３における製品Ｐの開口孔となる部分
を塞いでいる。

【００２１】そして、キャビティ３内の樹脂Ｒが十分に
冷却して固化した後、型開が行われる。この型開に伴
い、キャビティ３内の樹脂Ｒすなわち製品Ｐは、まず固
定型１から離れる。ついで、射出成形機に設けられた油
圧駆動装置により駆動されて突き出しピン68が突き出し
スリーブ61を押し上げることにより、製品Ｐが突き出さ
れて可動型２から離型する。これとともに、図示してい
ない取り出し装置が製品Ｐを金型装置内から取り出す。
その後、再び型閉が行われ、以上の工程が繰り返され
る。

【００２２】以上のように、前記実施例の構成によれ
ば、固定型１に設けられゲート17を開閉するゲート開閉
ピン21を、キャビティ３への樹脂Ｒの充填時には樹脂圧
により開くようにし、また、充填完了後には可動型２に
設けられた駆動ピン63により押して閉じるようにしたの
で、樹脂通路11のある固定型１にゲート開閉ピン21を駆
動するための油圧式などの駆動装置を設けていないこと
により、油漏れなどが材料通路11に及ぼす問題が少なく
なるとともに、設計上材料通路11の配置に対する制約も
減らすことができる。しかも、スプリング式バルブゲー
トなどとは異なり、キャビティ３への樹脂Ｒの充填時に
は、材料通路11内の樹脂圧によりゲート開閉ピン21が確
実に開いた状態に保持される。その上、キャビティ３へ
の樹脂Ｒの流れの方向と、開くときのゲート開閉ピン21
の移動方向とが一致しているので、このゲート開閉ピン
21はいっそう確実に開く。一方、充填後には、ゲート開
閉ピン21が可動型３に設けられた駆動ピン63により押さ
れて確実に閉じる。こうして、ゲート17の開閉機構の開
閉動作の信頼性が向上する。

【００２３】なお、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、
前記実施例では、ボールプランジャー31により、ゲート
開閉ピン21を、ゲート17を閉じた位置に保持するように
したが、ゲート開閉ピン21を閉じた位置に位置決めする
ための構成はそれに限るものではない。例えば図６に示
すように、油圧シリンダーやエアシリンダー71により駆
動されるピン72を、ゲート開閉ピン21に形成された孔部
73に挿脱自在に嵌合することにより、ゲート開閉ピン21
を閉じた位置に保持するようにしてもよい。

【００２４】また、前記実施例では、ＤＶＤなどの記録
ディスクの成形を例に採って説明したが、本発明は、も
ちろん記録ディスク以外にも、適宜の製品に適用でき
る。また、本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形のみなら
ず、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など、熱可塑性の成
形材料の射出成形一般に適用可能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、成形材料が常
時溶融状態に保たれる材料通路のある型体に設けられゲ
ートを開閉するゲート開閉部材を、成形材料の充填時に
は材料通路内の成形材料の圧力により開き、充填完了後
には他の型体に設けられた駆動部材により押して閉じる
ので、ゲートを開閉するための機構における油漏れなど
が材料通路に及ぼす問題が少なくなるとともに、設計上
材料通路の配置に対する制約も減らすことができ、しか
も、ゲートを開閉するための機構の信頼性は維持でき
る。

【００２６】請求項２の発明によれば、成形材料が常時
溶融状態に保たれる材料通路のある第１の型体に組み込
まれたゲート開閉部材にゲート嵌合部と受圧部とを設け
て、成形材料の充填時にはゲート開閉部材が成形材料の
圧力により開くようにし、一方、第２の型体には、ゲー
ト開閉部材を閉じる方向に押す駆動部材を設けたので、
ゲートを開閉するための機構における油漏れなどが材料
通路に及ぼす問題が少なくなるとともに、設計上材料通
路の配置に対する制約も減らすことができ、しかも、ゲ
ートを開閉するための機構の信頼性は維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す金型装置の断面図であ
る。

【図２】同上キャビティに樹脂が充填されるときの状態
の断面図である。

【図３】同上充填後にゲートを閉じた状態の断面図であ
る。

【図４】同上ゲートを閉じた後に駆動ピンを戻した状態
の断面図である。

【図５】同上ボールプランジャー付近の拡大断面図であ
る。

【図６】ゲート開閉ピンを閉じ位置に保持する手段の変
形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１固定型（１つの型体、第１の型体）２可動型（他の型体、第２の型体）３キャビティ 11 材料通路 12 加熱シリンダー装置（成形材料供給装置） 17 ゲート 21 ゲート開閉ピン（ゲート開閉部材） 25 受圧部 26 ゲート嵌合部 36 ヒーター（加熱手段） 63 駆動ピン（駆動部材）Ｒ熱可塑性樹脂（成形材料）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀川義広新潟県新潟市小金町３番地１三菱マテリアル株式会社新潟製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形材料供給装置から型閉された型体間
に形成されたキャビティに熱可塑性の成形材料を充填す
る射出成形方法において、１つの型体の内部に形成され前記成形材料供給装置から
ゲートに通じる材料通路内の成形材料を加熱により常時
溶融状態に保ち、前記キャビティへの成形材料の充填
時、前記材料通路のある型体に設けられゲートを開閉す
るゲート開閉部材を前記材料通路内の成形材料の圧力に
より開き、充填完了後、他の型体に可動に設けられた駆
動部材により前記ゲート開閉部材を押して前記材料通路
のある型体に嵌合させることにより前記ゲートを閉じる
ことを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】請求項１に記載の射出成形方法に用いる
金型装置であって、互いに開閉して型閉時に相互間にキ
ャビティを形成する第１の型体および第２の型体を備
え、前記第１の型体に、この第１の型体の内部に位置す
る材料通路と、この材料通路を前記キャビティに開口さ
せるゲートと、前記材料通路内の熱可塑性の成形材料を
常時溶融状態に保つ加熱手段と、前記ゲートを開閉する
可動なゲート開閉部材とを設け、このゲート開閉部材
に、前記ゲートに摺動自在に嵌合するゲート嵌合部と、
前記材料通路内の成形材料から前記ゲートを開く方向の
力を受ける受圧部とを設け、前記第２の型体に、前記ゲ
ート開閉部材を閉じる方向に押す駆動部材を可動に設け
たことを特徴とする金型装置。