(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型と、
前記固定側金型との間にキャビティを形成する可動側金型と、
前記可動側金型を貫通して、前端面が前記キャビティの面の一部を形成する部分圧縮ピンと、前記部分圧縮ピンの前端面が樹脂圧によって前記キャビティから後退するように前記部分圧縮ピンに配設された付勢部材と、
前記部分圧縮ピンの後退した前端面を再び前記キャビティに向けて前進させる駆動手段と、
前記キャビティによって成形される成形品を前記キャビティから取り出すためのエジェクタピンと、
エジェクタプレートと、
を備えることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記部分圧縮ピンはフランジ部を有し、前記フランジ部は、前記エジェクタプレートに設けられた大径孔部に移動可能に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記フランジ部を前記付勢部材によって付勢することにより、前記部分圧縮ピンの前端を前記キャビティに向けて押圧することを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記付勢部材は、バネ又は弾性部材であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の射出成形用金型。
【請求項５】
固定側金型と可動側金型と付勢部材が配設された部分圧縮ピンの前端面によってキャビティの面の一部を形成する工程と、
前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する工程と、
充填される樹脂の圧力によって、前記部分圧縮ピンの前端面が前記キャビティの面から後退することで圧縮ボスを形成する工程と、
樹脂の充填完了後に、駆動手段により前記部分圧縮ピンを前記キャビティに向けて前進させて前記圧縮ボスを圧縮し、前記圧縮ボス内の樹脂を前記キャビティ内に移動させて成形品を成形する工程と、
エジェクタピンおよび前記部分圧縮ピンを移動させて、前記成形された成形品を前記キャビティから取り出す工程と、
を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品を成形するために使用する射出成形用金型、及びその部分圧縮成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の部分圧縮成形用金型には、特許文献１に記載されているように、成形品の内面を形成する金型面から圧縮代だけ凹部を形成するようにエジェクタピンを後退させておき、この状態でその凹部及びキャビティ部に樹脂を充填し、その後エジェクタピンで圧縮する機構が施されているものある。また、特許文献２に記載されているようにボスの先端部をエジェクタピンで圧縮するものや、該ボスの周りをスリーブピンで圧縮するものもある。また、特許文献３に記載されているように孔を有するボス部の内孔部を圧縮することも知られている。
【０００３】
以下、従来の部分圧縮成形について、図７、８及び９を参照しながら説明する。
【０００４】
図７に示す射出圧縮成形用金型では、キャビ型６とコア型７によってキャビティ１を形成し、エジェクタピン１７の先端部が、キャビティ１の内面を形成する金型面から圧縮用のボスである圧縮ボス４分だけ凹部を形成するように後退させた状態で保持されている。（以下、圧縮用のボスを圧縮ボスと呼ぶ。）また可動側取付板１０内には複数の油圧室１８とそれらの中で油圧により駆動される油圧シリンダ１９とからなる圧縮機構が設けられており、これらの油圧シリンダ１９はエジェクタピン１７と連結したエジェクタプレート９の後面に配されている。このような構成の金型を用いて成形品を成形するには、エジェクタピン１７を圧縮ボス４分だけコア面から後退させた状態で溶融樹脂を充填開始し、キャビティ１及び圧縮ボス４の空間部を充填する。充填が完了すると圧縮機構を作動させて、複数の油圧シリンダ１９でエジェクタプレート９を、従ってエジェクタピン１７の先端部をキャビティ１の方向（図中右方向）に押圧し、圧縮用のボス４を圧縮する。この圧縮作用により、成形金型の隅々までほぼ均一に圧力伝達が行われ、リブ部におけるヒケを無くすことが出来る。またボスの圧縮には、図８のようにボス部２０の先端部を油圧シリンダ１９により摺動可能としたスリーブピン２１で圧縮するものや、図９のようにボス２０の凹部を形成する内径ピン２２を油圧シリンダ１９で圧縮することで、ボス裏のヒケを防止するものもある。
【０００５】
以上のようにして、樹脂充填前にエジェクタピンを圧縮代分後退した位置にしておき、樹脂充填時に圧縮ボスを形成し、その後該圧縮ボスを圧縮することで、ボスやリブ裏のヒケを抑制することが可能である。
【特許文献１】特開平５−２２８９７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１９８１９８号公報
【特許文献３】特開２００２−２８３４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし従来の方法では、樹脂充填時に圧縮ボス側へ樹脂が流れ込むため、キャビティ表面部で流動する樹脂の先端部に波打ちが生じ、流動ムラが発生しやすい。また、圧縮ボスへの樹脂の流入により、圧縮ボスが形成されているキャビティの反対側表面部における樹脂圧力が低下し、圧縮ボスが形成されているキャビティの反対側表面部（裏面）及びその樹脂の流れの下流部に樹脂が充填されず転写ムラや光沢ムラのような外観不良が生じることがある。また、樹脂充填後のキャビティ内では圧力差があるため、該圧縮ボスをエジェクタピンで圧縮した場合、エジェクタピンの位置によって圧縮圧力に差が生じ、必要な箇所に十分な圧縮圧力をかけることが難しい。更に、圧縮動作は油圧シリンダを用いる必要があるため、金型構造が複雑になるうえ、コストも高くなる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、成形品のリブやボスの裏に生じるヒケを防止し、外観に優れた成形品を提供するための射出成形用金型及びその成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために本発明の射出成形用金型は、固定側金型と、前記固定側金型との間にキャビティを形成する可動側金型と、前記可動側金型を貫通して、前端面が前記キャビティの面の一部を形成する部分圧縮ピンと、前記部分圧縮ピンの前端面が樹脂圧によって前記キャビティから後退するように前記部分圧縮ピンに配設された付勢部材と、前記部分圧縮ピンの後退した前端面を再び前記キャビティに向けて前進させる駆動手段と、前記キャビティによって成形される成形品を前記キャビティから取り出すためのエジェクタピンと、エジェクタプレートと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の成形品の製造方法は、固定側金型と可動側金型と付勢部材が配設された部分圧縮ピンの前端面によってキャビティの面の一部を形成する工程と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する工程と、充填される樹脂の圧力によって、前記部分圧縮ピンの前端面が前記キャビティの面から後退することで圧縮ボスを形成する工程と、樹脂の充填完了後に、駆動手段により前記部分圧縮ピンを前記キャビティに向けて前進させて前記圧縮ボスを圧縮し、前記圧縮ボス内の樹脂を前記キャビティ内に移動させて成形品を成形する工程と、エジェクタピンおよび前記部分圧縮ピンを移動させて、前記成形された成形品を前記キャビティから取り出す工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、樹脂充填開始時には圧縮ボスは形成されず、樹脂はキャビティに沿って流動するので、流動ムラを抑制できる。また、圧縮ボスの形成が樹脂圧力によって自動的に行われるので、油圧シリンダやエアーシリンダ等の複雑な駆動源を必要とせず、金型構造を簡素化することができ、よって金型費用も低く抑えることが出来る。さらに、圧縮ボスを部分圧縮することによって、リブやボスの外観面側のヒケを防止すると共に、圧縮ボスを形成することによって生じる転写ムラや光沢ムラも防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の射出成形用金型の要部断面図である。図１において、固定側金型６は固定側取付板８に固定され、固定側金型６との間にキャビティを形成する可動側金型７は、スペーサブロック（不図示）を介して可動側取付板１０に取付け保持されている。また、上記可動側金型７と可動側取付板１０との間に、スペーサブロックにより形成されている空間部１１を有する。ここに、エジェクタシリンダ（不図示）で駆動されるエジェクタロッド１２により押動される一組のエジェクタプレート９がキャビティ方向へ移動可能に内装されている。上記エジェクタプレート９には、部分圧縮ピン３が貫通して取り付けられている。部分圧縮ピン３は、前端部３ａ、フランジ部３ｂ、後端部３ｃを有している。部分圧縮ピン３の後端部３ｃの外周に付勢部材１３を配設し、付勢部材１３がフランジ部３ｂをキャビティ方向に向けて押圧、加圧している。この付勢部材１３により、キャビティ内に充填される樹脂が予め定められた圧力以上の樹脂圧になるまでは、部分圧縮ピン３前端面３ｄがキャビティ１の可動側金型７のキャビティの連続した面の一部を形成する。そして、キャビティ内に充填される樹脂の樹脂圧が予め定められた圧力以上になると、部分圧縮ピン３の前端面３ｄがキャビティ面から後退するように構成されている。予め定められた圧力とは、小さな力で十分であり、例えば、１ニュートン以上あれば実施可能である。また、あまり強い圧力に耐えるように設定してしまうと圧縮ボス４（図２）が形成しづらくなってしまうため、７ニュートン以下程度に設定する。しかし、樹脂充填中に圧縮ボス４が形成される圧力であればこの限りではない。キャビティ１には、成形品にリブ等の突起部を形成するための窪みである凹部２が形成されている。部分圧縮ピン３の前端面３ｄは、凹部２の周辺部に位置するように配置されている。この凹部２の反対側表面部（裏面）には、樹脂の冷却に伴う収縮によってヒケ等が生じ易い。部分圧縮ピン３の前端面は、このヒケが生じ易い部分の近傍に配置することが効果的である。本実施形態においては、付勢部材としてバネ１３を用いているが、これに限らず、ウレタンゴムなどの弾性部材を用いてもよい。また、エジェクタプレート９内には、部分圧縮ピン３のフランジ部３ｂに対応した大径孔部１４ａが形成され、この大径孔部１４ａに部分圧縮ピン３のフランジ部３ｂが収容される。また大径孔部１４ａの孔を、可動ストロークａだけフランジ部３ｂが後退できるように、遊びをもって作製する。これによってこのこの大径孔部の孔内で部分圧縮ピン３は可動ストロークａだけ後退でき、この可動ストロークａの範囲で移動可能な構造となっている。さらに、エジェクタプレート９内には、大径孔部より小径であって付勢部材１３を収容可能な中径孔部１４ｂが形成され、ここにバネ１３が収容される。
【００１２】
また、エジェクタプレート９には、エジェクタピン１７が貫通して取り付けられている。エジェクタピン１７は、前端部１７ａ、フランジ部１７ｂ、後端部１７ｃを有している。エジェクタピン１７の前端面１７ｄがキャビティ１の可動側金型７のキャビティの連続した面の一部を形成するよう配置されている。また、エジェクタプレート９内には、エジェクタピン１７のフランジ部１７ｂに対応した大径孔部１４ｃが形成され、この大径孔部１４ｃにエジェクタピン１７のフランジ部１７ｂが収容される。また大径孔部１４ｃの孔を可動ストロークａだけフランジ部１７ｂが後退できるように、遊びをもって作製する。これによってこの大径孔部１４ｃの孔内でエジェクタピン１７は可動ストロークａだけ後退でき、この可動ストロークａの範囲で移動可能な構造となっている。
【００１３】
次に、以上のように構成された射出成形用金型を用いた、成型品の部分圧縮成形方法について図１から図６を用いて説明する。
【００１４】
まず最初に、固定側金型６と可動側金型７とを型締し、キャビティを形成する。次に、そのキャビティ内へ射出ノズル（不図示）から溶融樹脂を射出充填する。その際、部分圧縮ピン３は付勢部材１３により押圧、加圧され、キャビティ１の可動側金型のキャビティ面の一部を形成しているため、充填初期においては、圧縮ボスは形成されない。そのため、部分圧縮ピン３の領域においても樹脂はキャビティ形状に沿って流動するため、流動ムラが発生しない。この状態を図１に示す。
【００１５】
その後、充填が進むとキャビティ１の樹脂圧力が上昇し、樹脂圧力が付勢部材１３の加圧力を超えたところで部分圧縮ピン３が自動的に押し返され、圧縮ストロークａだけ部分圧縮ピン３が後退し、圧縮ボス４が形成される。この状態を図２に示す。なお、圧縮ボス４が形成される以前に、すでに固定側金型のキャビティ面１５では冷却固化に伴いスキン層が形成されているため、圧縮ボス４の形成による影響は受けず、キャビ面全体の均一な転写性が確保される。
【００１６】
溶融樹脂の充填完了後であって型開前であり、樹脂がまだ完全に冷却固化する前に、エジェクタシリンダ（不図示）を駆動させてエジェクタロッド１２を予め決められた距離前進（図中右方向）させる。部分圧縮ピン３はエジェクタプレート９に連動して前進（図中右方向）し、圧縮ボス４を圧縮する。この状態を図３に示す。本実施の形態においては、予め決められた距離は、圧縮ストロークａに設定されており、部分圧縮ピン３が後退した距離をキャビティに向けて前進させ、圧縮ボス４を成形品には残さず、圧縮ボス４の樹脂をキャビティに移動させる。しかしこれに限らず、予め決められた距離を可動ストロークａより短く設定し、圧縮ボス４を成形品に残すことも可能である。圧縮ボス４内の樹脂の移動により、凹部が形成されているキャビティの反対側表面部（裏面）のヒケを防止する。エジェクタピンのフランジ部が収容されている大径孔部１４ｃの孔は、フランジ部１７ｂが可動ストロークａだけ後退できるように、遊びをもって形成されている。エジェクタプレート９が可動ストロークａの距離前進しても、エジェクタピン１７はキャビティに向かって前進することはないので、成形品形状には影響を与えない。
【００１７】
図５は、圧縮ボス４の形成後であって、部分圧縮ピン３を前進させる前の凹部２近傍の状態を示したものである。樹脂の冷却に伴う収縮によって、凹部２が形成されている可動側金型のキャビティ表面部１６とは反対側の固定側金型のキャビティ表面部１５には、ヒケ５が生じている。部分圧縮ピン３を前進させることによって圧縮ボス内の樹脂は、ヒケ５に移動し、ヒケ５の不足した樹脂分を補うことが可能となる。部分圧縮ピン３の前端面を、凹部２の近傍に配置しておくことにより、ヒケ５に圧縮ボス内の樹脂が移動しやすいため効果が顕著に現れる。
【００１８】
図６は、凹部２がボスである実施形態を示す図であって、キャビティによって成形される成形品にボスを形成するためにキャビティ１に形成されているボス２０の周辺部を示した図である。樹脂の冷却に伴う収縮によって、ボス２０が形成されている側のキャビティ表面部とは反対側のキャビティ表面部には、ヒケ５が生じている。部分圧縮ピン３を前進させることによって圧縮ボス４内の樹脂は、ヒケ５に移動し、ヒケ５の不足した樹脂分を補うことが可能となる。部分圧縮ピン３の前端面を、ボス部の近傍に配置しておくことにより、ヒケ５に圧縮ボス内の樹脂が移動しやすいため効果が顕著に現れる。
【００１９】
樹脂を完全に冷却固化させた後、型開後、図４に示すように、更にエジェクタロッド１２を前進（図中右方向）させ、エジェクタプレート９に連動したエジェクタピン１７と共に部分圧縮ピン３にてキャビティ１をコア型７から離型させる。
【００２０】
以上説明したように、本発明は、樹脂充填開始時には圧縮ボスは形成されず、樹脂はキャビティに沿って流動するので、流動ムラを抑制できる。また、圧縮ボスの形成が樹脂圧力によって自動的に行われるので、油圧シリンダやエアーシリンダ等の複雑な駆動源を必要とせず、金型構造を簡素化することができ、よって金型費用も低く抑えることが出来る。さらに、圧縮ボスを部分圧縮することによって、リブやボスの外観面側のヒケを防止すると共に、圧縮ボスを形成することによって生じる転写ムラや光沢ムラも防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例における射出成形用金型の射出前の要部断面図である。
【図２】同射出成形用金型の射出過程における圧縮ボス形成後の要部断面図である。
【図３】同射出成形用金型の部分圧縮ピン加圧圧縮後の要部断面図である。
【図４】同射出成形用金型の成形品取出時の要部断面図である。
【図５】同射出成形用金型のリブ形状付キャビティのリブ近傍要部断面図である。
【図６】同射出成形用金型のボス形状付キャビティのボス近傍断要部面図である。
【図７】従来の射出圧縮成形用金型の圧縮成形前の要部断面図である。
【図８】従来の筒状ボス先端部圧縮成形用金型の要部断面図である。
【図９】従来の筒状ボス凹部圧縮成形用金型の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  キャビティ
２  凹部
３  部分圧縮ピン
３ａ  部分圧縮ピン  前端部
３ｂ  部分圧縮ピン  フランジ部
３ｃ  部分圧縮ピン  後端部
３ｄ  部分圧縮ピン  前端面
４  圧縮ボス
５  ヒケ
６  固定側金型
７  可動側金型
８  固定側取付板
９  エジェクタプレート
１０  可動側取付板
１１  空間部
１２  エジェクタロッド
１３  付勢部材
１４ａ  大径孔部
１４ｂ  中径孔部
１４ｃ  大径孔部
１５  固定側金型のキャビティ表面部
１６  可動側金型のキャビティ表面部
１７  エジェクタピン
１７ａ  エジェクタピン  前端部
１７ｂ  エジェクタピン  フランジ部
１７ｃ  エジェクタピン  後端部
１７ｄ  エジェクタピン  前端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005398147.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005398147.tif 000007
【図７】
0005398147.tif 000008
【図８】
0005398147.tif 000009
【図９】
0005398147.tif 000010