JPH10128814A - 部分圧縮による射出圧縮成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】合成樹脂の射出圧縮成形において、大型で、端
面が複雑な形状の製品の成形に対しても、金型成形が容
易で、安価にでき、成形中の金型の齧りなども起き難く
する。また、横穴加工やアンダーカットの成形も可能に
する。 【解決手段】金型間隙を天井部分において部分的に最終
製品の肉厚より圧縮代分広くしておき、この広くしてお
いた部分に樹脂を射出し、ゲートシール後の圧縮工程に
おいて外周部分をコア側、キャビティ側が型締めされた
状態を固定し、外周部分に囲まれた天井部分のみで圧縮
を行なって樹脂を加圧流動させ、金型の末端まで充填さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂の射出圧
縮成形方法、更に詳しくは、射出圧縮成形法により、例
えばスーツケースのような大型射出成形品を薄肉に成形
する方法及びそのための金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂の成形には種々の方法がある
が、代表的な成形方法の一つに射出成形法がある。射出
成形の場合、金型内に樹脂を射出する時、樹脂の流動す
る距離は金型の間隙と密接な関係がある。大型成形品の
場合は、多点のゲートより樹脂を注入すれば、薄肉の成
形品ができるが、この場合には、各ゲートより注入した
樹脂が出会うところにウェルドラインが目立ち、外観を
重視する製品には不都合が生じる。従って、一点のゲー
トより樹脂を注入することが望ましいが、樹脂の流動性
の関係で、薄肉にすると樹脂が端末まで到達できず、製
品にならない。従って、必要以上の肉厚となり、製品の
重量も重くなる。

【０００３】一方、上記問題を解決する成形方法とし
て、射出圧縮成形法がある。この射出圧縮成形法は、金
型間隙を最終成形品より圧縮代分大きく開いておいたと
ころへ、成形品に見合った定量の樹脂を射出注入し、射
出が終了して、ゲートシールが完了すると、直ちに型締
めを行なって樹脂に圧力をかけて流動させ、金型末端ま
で樹脂を充填するものである。この方法では、一般の射
出成形法に比べて金型を若干開いた状態で樹脂を注入す
るため、パーティング面よりの樹脂が漏れないようにす
る型構造が必要になる。上記パーティング面からの樹脂
の漏れ防止の機構として従来は、図８に示すようにキャ
ビティ側金型１とコア側金型２がインロウ式に完全に嵌
まり合ってパーティング面ａからの樹脂ｃの漏れを防止
するインロー方式、又は図９に示すように外周にスプリ
ング100 で付勢されたシールブロック101 を設けて、こ
のシールブロック101 が常にパーティング面ａをシール
するようにした外周シールブロック方式が採用されるこ
とが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記インロウ
方式や、外周シールブロック方式は、端面が単純な形状
の成形品の場合には、型成形も容易であるが、成形品が
大型で、しかも端面が曲面になったりして複雑化すると
型成形が複雑で高価になり、且つ成形中に型の齧りなど
が発生し、型寿命上の問題もある。また、成形品が図７
に示すような、側面にアンダーカットを有するようなも
のである場合には、成形できないという問題もある。

【０００５】本発明は従来技術が有する上記問題点に鑑
みて成されたもので、その目的とするところは大型で、
端面が複雑な形状の製品の成形に対しても、金型成形が
容易で、安価にでき、成形中の金型の齧りなども起き難
く、側面にアンダーカット等を有する成形品の成形も可
能な射出圧縮成形方法とその方法に使用するための金型
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】上記目
的を達成するために本発明の射出圧縮成形方法では、合
成樹脂の射出圧縮成形方法において、三次元成形品の内
面を成形するコア側の金型を天井内面成形型と側壁内面
成形型とに分割して、側壁内面成形型を天井内面成形型
の周面に上下摺動自在となすと共に側壁内面成形型の下
面に傾斜面を形成してこの傾斜面の下に圧入する楔部材
を設けることにより、楔部材を前進させて側壁内面成形
型を持ち上げ、当該型を天井内面成形型より圧縮代分上
方に位置せしめた状態で金型を締め、天井部分のみ最終
成形品の肉厚よりも金型間隙が大きくなるようにして、
当該部分に樹脂を射出し、樹脂の射出を終了してゲート
シールを完了した後の圧縮工程を、側壁内面成形型部分
ではキャビティ側金型と、コア側金型との関係を圧縮工
程前の型締め状態に維持しつつ、天井部分のみを部分的
に圧縮して樹脂を加圧流動させ、金型の末端にまで充填
させるようにする。

【０００７】斯る射出圧縮成形方法によれば、天井部分
で圧縮が行なわれるため、キャビティ側とコア側の型締
めを行うパーティング面は従来の射出成形型と同様の構
造で、射出圧縮成形用の複雑な構造は必要ない。従っ
て、例え成形する製品が大型で、端面が複雑な形状のの
ものであっても、金型成形が容易で安価にできる。ま
た、成形中の金型の齧りなども起き難く、側面にアンダ
ーカット部を有する成形品の成形や、ピン貫通方式の横
穴加工も可能となる。

【０００８】また、この射出圧縮成形方法に使用する金
型は、三次元成形品の外面を成形するキャビティ側の金
型と、上記成形品の内面内面を成形するコア側の金型と
からなり、コア側金型が、（ａ）天井内面成形型と側壁
内面成形型とに分割されている、（ｂ）側壁内面成形型
が天井内面成形型の周面に上下摺動自在であり、その下
部にはキャビティ側金型の下端面と掌合してパーテイン
グ面を構成する部分を有する、（ｃ）下面の一部が傾斜
している、（ｄ）力付与手段に作動されて上記傾斜面に
スライドして進退し、側壁内面成形型の下に圧入可能な
楔部材を有することを特徴とする。

【０００９】斯る構成の金型を用いて射出圧縮成形方法
を行なえば、楔部材を前進させることにより、側壁内面
成形型を持ち上げて天井内面との間に側壁内面成形型が
高くなるように段差を設けることができるので、型締め
してパーティング面をシールした状態において天井部分
に最終製品の肉厚より圧縮代に相当する分拡大した金型
間隙を設けることができる。従ってこの状態で上記天井
部分に樹脂を注入すれば、無理な圧力をかけなくても容
易にこの部分に樹脂を注入滞留させることができる。そ
して、型締め圧を増強し楔部材を後退させつつ、型締め
を進行すれば、キャビティ側金型は下降し、天井部の間
隙は減少し、天井部分の金型間隙に滞留した樹脂は圧縮
されて側壁部分の金型間隙へ流動し、型の末端まで均等
な圧力で充填される。その結果、成形品の内部応力の歪
みを減少させ、反り、変形のない製品を作ることができ
る。金型のコア側とキャビティ側の外周パーティング面
は樹脂注入時の必要型締め圧から最終充填時に必要とす
る最大型締め圧まで増加するので樹脂の漏れは生じな
い。

【００１０】小形の成形品の場合は楔機構を用いず側壁
内面成形型を直接スプリングまたは油圧シリンダーで支
える方法が考えられるが、スプリングの場合は支持力か
ら極めて小形の成形品の場合にのみ可能で、また油圧シ
リンダーの場合は大型成形品になると大口径の油圧シリ
ンダーが必要となり、取付場所の問題、ストローク調節
機構、更に油圧ポンプの要領で別途にポンプが必要とな
る等が問題となる。本発明によれば、後述するごとく楔
を支える油圧シリンダーは小口径でよく、油量も少なく
通常の射出成形機が内蔵する油圧ポンプで作動させるこ
とができ、金型も薄型にコンパクトにできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の実施
の形態について説明する。図１乃至図５は本発明の射出
圧縮成形方法を工程に従って説明するもので、図では大
略平らで四角形の天井部若しくは底部（以下の説明では
天井部として説明する）と、この天井部の四周縁に適当
な曲面状の肩部を介して連続する側壁部を有する、例え
ばスーツケースのシェルのような成形品を成形する場合
について示している。

【００１２】先ず、本発明の射出圧縮成形方法の実施に
用いる金型について説明すると、金型Ａは成形品（製
品）Ｂの外表面を成形するキャビティ側金型１と、成形
品Ｂの内表面を成形するコア側金型２とで構成され、キ
ャビティ側金型１が上側型盤11に、またコア側金型２が
下側型盤21に夫々取り付けられている。尚、この実施形
態においては上側型盤11は可動型盤であり、下側型盤21
は固定型盤となっている。尚、通常の射出成形機は横型
で型盤は左右に開閉するが、便宜上図面には上下に開閉
するように示し、説明も図に従って上下に開閉するもの
として説明している。

【００１３】上記キャビティ側金型１は通常の射出成形
のキャビティ側金型と実質的に同一の構造であり、成形
品Ｂの外表面部の全体形状に相当する形状の成形凹部12
を有し、この成形凹部12が下向きに開口するように上側
型盤11に取り付けられる。

【００１４】一方、コア側金型２は成形品Ｂの天井部分
内面を成形するための天井内面成形型３を備える基体４
と、上記の基体４とは別体に形成されて基体４に組み付
けられ、成形品Ｂの肩部分から側壁部分の下端にかけて
の内面を成形する側壁内面成形型５とからなっており、
上記基体４は中央部を起立状に突出させて、この突出部
41の上端部分に前記天井内面成形型３を形成してあり、
基部部分の四周には段部42を有している。

【００１５】側壁内面成形型５は上記基体４に形成され
た天井内面成形型３の周囲に上下摺動できるように突出
部41を囲んで枠状に設けられており、その下端が前記突
出部41の段部42に載乗係止した状態で当該側壁内面成形
型５と天井内面成形型３の双方の成形面が最終成形品の
内面の形状になっている。また、側壁内面成形型５の下
端には外方へ鍔状に突出している水平部分51が有り、金
型Ａの型締め時には上記水平部分51上面とキャビティ側
金型１の下端面13とが掌合してパーティング面ａを構成
するようなっているが、この水平部分51の下面は基体の
突出部41基部部分の前記段部42に対応するような平面に
形成された内周側の適宜幅を残して、この平面部52側に
向かって下向き傾斜する傾斜面53となっており、この傾
斜面53と前記段部42周囲の基体ベース部分43上面との間
には上面を先端側に向かって下向き傾斜させた楔部材６
が挿入され、側壁内面成形型５の下端は上記楔部材６上
に乗っている。

【００１６】上記楔部材６は側壁内面成形型５の各辺に
対応するように基体４上面の四方に夫々設けられて、各
々基体４の周縁部に設けた油圧シリンダー61に連絡して
おり、当該シリンダー61の作動により側壁内面成形型５
に対して水平に進退して、側壁内面成形型５の傾斜面53
と基体４のベース部分43との間に前進圧入させることが
できるようになっている。尚、上記楔部材６は成形品の
大きさ、形状によっては対抗する二辺に設ける場合もあ
る。この楔部材６の圧入により側壁内面成形型５を持ち
上げてその上面を天井内面成形型３上面より上方に位置
させることができるが、楔部材６の後部には、側壁内面
成形型５の水平部分51の外周に突き当たって、楔部材６
の前進を規制するストッパ62が設けられており、このス
トッパ62が側壁内面成形型５の鍔状水平部分51に突き当
たって前進が止まった状態で側壁内面成形型５の高さが
天井内面成形型３上面より圧縮代相当分高くなるように
なっている。尚、７はコア側金型には樹脂を注入するシ
ャットオフバルブ71付きのゲートであり、天井内面成形
型３の中央に開口せしめて設けてある。

【００１７】次に上記金型Ａを用いて実施される本発明
射出圧縮成形方法について説明する。先ず、コア側金型
２に設けた油圧シリンダー61を作動させ、楔部材６をそ
のストパ62が側壁内面成形型５の水平部分51外周に突き
当たるまで前進させて、側壁内面成形型５を上方へ突き
上げ（図３参照）、その上面を天井内面成形型３上面よ
り圧縮代相当分だけ上方に位置させる。

【００１８】続いて図４に示すように可動型盤11を作動
させて、キャビティ側金型１下端面13とコア側金型２の
側壁内面成形型５の水平部分51上面とにより構成される
パーティング面ａが接触するまでキャビティ側金型１を
下降させ、初期型締め圧で保持する。

【００１９】ここで型締め圧について説明する。上記パ
ーティング面ａが接触するまでキャビティ側金型１を下
降させた状態では、側壁内面成形型５の上面が天井内面
成形型３上面より圧縮代相当分だけ上方に位置している
ため、樹脂を注入する間隙（金型間隙）ｂが天井部分で
成形品寸法より大きくなっている。仮に、上記樹脂を注
入する間隙ｂが天井部分で製品寸法より数mm大きくなっ
ているとする。また、使用樹脂の射出圧縮の成形圧が20
0Kg ／cm² とすると、成形品サイズから必要とする最終
の型締め圧は800 トンとなる。成形に必要な樹脂を射出
注入しても金型内容積が成形品より大きいので、樹脂は
金型間隙ｂの端末まで充填されることはなく、射出圧力
がフルにかかることはなく、射出の樹脂の内圧は100Kg
／cm² 程度である。従って、初期の型締め必要力は400
トンである。仮に製品の投影面積の天井部分が２／３と
すると、側壁内面成形型５にかかる押し下げ力は130 ト
ンである。この力は楔部材６で受けているので楔部材６
のテーパー面の傾斜を利用して１／３に減少すると、４
箇所にある楔部材６を５．５トンの出力の油圧シリンダ
ー８本で保持できる。従って、型盤11が400 トンで型締
めされれば、型全体が400 トンの型締めが行なわれるこ
とになる。

【００２０】而して、初期型締めが終了した金型Ａの金
型間隙ｂ内にゲート７より製品重量に相当する溶融樹脂
ｃを射出注入する。樹脂ｃは先ず、金型間隙ｂの容積を
拡大してある天井部b1に充填され、逐次側壁部b2に流動
する。樹脂ｃの定量射出が終了したら、図５に示すよう
に樹脂ｃが逆流しないようにゲート７のシャットオフバ
ルブ71を締め、ゲートシールが完了したら、直ちに型締
め圧を上昇させて、圧縮工程に入るが、この際、シリン
ダーのリリーフバルブ（図示せず）を開き、型締め圧の
上昇に同調させてシリンダー内の油を排出する。この
際、油の排出量を調節することにより、パーティング面
ａの締め付け圧が上昇しながら、楔部材６が後退し、側
壁内面成形型５が下降し、その下端内周側の平面部52が
基体４の段部42に接触する。この時型締め力は最高の80
0 トンに到達する。

【００２１】側壁内面成形型５の下降により天井部の金
型間隙b1が減少するにつれて、型Ａ内の樹脂ｃは加圧流
動して、金型端末まで充填される。パーティング面ａの
締付け圧は400 トンから逐次増加して最終成形時には80
0トンになっているので樹脂漏れは起こらない。また、
通常の射出成形における樹脂の無理な注入による成形品
の反り、歪みもなく射出圧縮成形の利点を実現できる。

【００２２】以上説明した実施の形態では、成形品の外
観が重視される場合について説明したが、成形品の内面
が重視される場合には型構造を上記説明とは逆にしてキ
ャビティの天井面を圧縮することもある。また、上記説
明では天井内面の一点ゲートより樹脂を注入している
が、必要に応じてサイドゲートより天井面に樹脂を注入
する方法を採用することも任意である。

【００２３】次に図６に示す実施の形態は、図７に示す
ような側壁８にアンダーカット９を有する成形品Ｂを成
形する場合の金型の実施形態を示すもので、図で分かる
ようにキャビティ側金型１及びコア側金型２には夫々ア
ンダーカット形成部15，25が別部材で設けられている。

【００２４】コア側のアンダーカット成形部25はその表
面所要個所にアンダーカット用凹部26を有し、側壁内面
成形型５の所要個所にその上端からパーティング面ａ構
成用の水平部分51に亘って切欠き形成した取付部55に嵌
め込まれて、上下摺動自在且つ着脱自在に取り付けられ
ており、通常状態ではその下端が上記水平部分51に係止
して上端が側壁内面成形型５の上端と揃えられている。
尚、側壁内面成形型５の上記取付部55の前面と、この面
に接するアンダーカット成形部25の背面は夫々下向き外
方に傾斜するテーパー面となっている。

【００２５】一方、キャビティ側のアンダーカット成形
部15はコア側のアンダーカット成形部25の凹部26に相互
の中心部を整合させて嵌め込んだ状態で凹部26内面との
間に製品Ｂの肉厚に相当する間隙を形成することができ
るようなブロック状に形成されており、キャビティ側金
型１に開けられた取付穴16に着脱可能に嵌め込まれて金
型１内面に突出するようになっている。上記取付穴16は
金型Ａの型締め状態においてコア側のアンダーカット成
形部26の凹部26と対応する位置に設けられている。

【００２６】斯る構造の金型を用いるアンダーカット９
を有する製品Ｂの射出圧縮成形は、先に説明した実施形
態の場合と基本的には同様であるので、説明の重複を避
けるために省略するが、キャビティ側金型１を下降させ
て、キャビティ側金型１下端面13とコア側金型２の側壁
内面成形型水平部分51上面とにより構成されるパーティ
ング面ａを掌合させて初期型締め圧で保持するまでは、
キャビティ側金型１からアンダーカット成形部15を外し
ておき、型締めが終了した後、樹脂の射出前にアンダー
カット成形部15を装着して、これをコア側金型２のアン
ダーカット成形部25の凹部26に嵌まり込むように対応さ
せるようにする。そして、このアンダーカット成形部15
は成形後型開きして製品Ｂを脱型する際、型開きの前に
キャビティ側金型１から取り外す。

【００２７】一方、コア側のアンダーカット成形部25は
製品Ｂの内面側においてアンダーカット９部分に係合し
ているため、製品Ｂと一緒にコア側金型２の側壁内面成
形型５から取り外され、然る後製品Ｂから外される。

【００２８】このような金型を用いることにより、型締
め、型開き及び製品の脱型が何等支承なく行なわれ、成
形に際しては、外周部のアンダーカットが形成される側
壁部分においてはコア側、キャビティ側が強固に型締め
された状態が維持され、相対的な動きが無いため、アン
ダーカットの成形が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明部分圧縮による射出圧縮成形方法に使用
する金型の断面図で、型締め直前の状態を示している。

【図２】図１の（２）−（２）線断面図。

【図３】金型の一半部を拡大して示す断面図で、コア側
金型の側壁内面成形型を圧縮代分持ち上げる状態を示し
ている。

【図４】同拡大断面図で型締めが終了して、樹脂を射出
する状態を示している。

【図５】同拡大断面図で圧縮工程を実施している状態を
示している。

【図６】アンダーカットを有する製品を成形する場合の
金型を示す断面図。

【図７】上記金型を用いて成形されたアンダーカットを
有する製品を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図８】従来の射出圧縮成形方法の金型によるインロウ
方式の樹脂漏れ防止機構を示す要部の断面図で、（ａ）
は樹脂射出時の状態を、（ｂ）は圧縮工程時の状態をそ
れぞれ示している。

【図９】従来の射出圧縮成形方法の金型による外周シー
ルブロック方式の樹脂漏れ防止機構を示す要部の断面図
で、（ａ）は樹脂射出時の状態を、（ｂ）は圧縮工程時
の状態をそれぞれ示している。

【符号の説明】

Ａ：金型 Ｂ：成形品（製
品） １：キャビティ側金型 ２：コア側金型 ３：天井内面成形型 ５：側壁内面成形
型 ６：楔部材 51: パーティング
面を構成する部分 （水平部分） 53：傾斜面 61：力付与手段
（油圧シリンダ） ａ：パーティング面 ｂ：金型間隙 ｃ：樹脂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂の射出圧縮成形方法において、三
   次元成形品の内面を成形するコア側の金型を天井内面成
   形型と側壁内面成形型とに分割して、側壁内面成形型を
   天井内面成形型の周面に上下摺動自在となすと共に側壁
   内面成形型の下面に傾斜面を形成してこの傾斜面の下に
   圧入する楔部材を設けることにより、楔部材を前進させ
   て側壁内面成形型を持ち上げ、当該型を天井内面成形型
   より圧縮代分上方に位置せしめた状態で金型を締め、天
   井部分のみ最終成形品の肉厚よりも金型間隙が大きくな
   るようにして、当該部分に樹脂を射出し、樹脂の射出を
   終了してゲートシールを完了した後の圧縮工程を、側壁
   内面成形型部分ではキャビティ側金型と、コア側金型と
   の関係を圧縮工程前の型締め状態に維持しつつ、天井部
   分のみを部分的に圧縮して樹脂を加圧流動させ、金型の
   末端にまで充填させることを特徴とする射出圧縮成形方
   法。
2. 【請求項２】三次元成形品の外面を成形するキャビティ
   側の金型と、上記成形品の内面を成形するコア側の金型
   とからなり、コア側金型が、 ａ．天井内面成形型と側壁内面成形型とに分割されてい
   る。 ｂ．側壁内面成形型が天井内面成形型の周面に上下摺動
   自在であり、その側面にキャビティ側金型の下端面と掌
   合してパーティング面を構成する部分を有する。 ｃ．下面の一部が傾斜している。 ｄ．力付与手段に作動されて上記傾斜面にスライドして
   進退し、側壁内面成形型の下に圧入される楔部材を有す
   る。 ことを特徴とする射出圧縮成形用金型。