(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１型と第２型とで構成される金型にキャビティが１つ形成され、上記第２型に設けられた複数のバルブゲート口から射出された溶融樹脂を上記第１型の第２型との型合わせ面に設けられた複数の凹状のランナを介してキャビティに射出してプラスチック製品を成形する射出成形用金型であって、
上記第１型及び第２型の各々の型合わせ面の少なくともいずれか一方の型合わせ面には、上記各ランナに一端が連通し上記各ランナ内のガスを金型外に排出するガス逃がし溝が各ランナ毎に複数凹設され、上記各バルブゲート口から射出された溶融樹脂の射出タイミング差により射出タイミングの遅いバルブゲート口側のランナに移行したキャビティ内のガスを上記各ガス逃がし溝から金型外に排出するように構成されていることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形用金型であって、
ガス逃がし溝の他端は、第１型及び第２型の各々の型合わせ面の少なくともいずれか一方の型合わせ面にランナ周縁に沿って凹設された集合溝に連通していることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項３】
請求項１記載の射出成形用金型であって、
第１型及び第２型のいずれか一方には、ガス逃がし溝に通ずるガス吸引用加圧気体通路が設けられていることを特徴とする射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチック製品を射出成形する射出成形用金型の改良に関し、特にガス抜き対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラスチック製品を射出成形する場合、射出成形されたプラスチック製品にボイドが発生しないように金型の型合わせ面からキャビティ内のガスを逃がすようにしているが、より積極的にガス抜き対策を施した射出成形用金型として、例えば特開平１０−４４１９８号公報に開示されているように、ガス抜きピンをキャビティに達するように挿着し、キャビティ内のガスを上記ガス抜きピン周りの隙間から型外に逃がすようにした射出成形用金型が知られている。この射出成形用金型では、ガス抜きピンはキャビティに連通するゲートから離れた位置に挿着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１つのキャビティに対してランナ及びゲートが複数設けられている場合には、溶融樹脂のキャビティに射出されるタイミングが各ランナ及びゲートによって異なることがある。この場合には、あるランナ及びゲートからキャビティに溶融樹脂が他のランナ及びゲートよりも一足早く射出されると、キャビティ内のガスが他のランナ及びゲート側に移行するため、これに遅れて他のランナ及びゲートからキャビティに溶融樹脂が射出されると、上記他のランナ及びゲート側に移行したガスがキャビティに逆戻りし、射出成形されたプラスチック製品にボイドが発生してしまう。
【０００４】
また、上記の公報例の射出成形用金型では、ガス抜きピンを挿着するための挿着孔を形成しなければならず、また、別途にガス抜きピンを必要とするため、その分、型構造が複雑になるとともに経費が掛かる。
【０００５】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡素な型構造で経費をあまり掛けることなくボイドのない健全なプラスチック製品を射出成形することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、ランナ周りの型構造を工夫したことを特徴とする。
【０００７】
具体的には、この発明は、第１型と第２型とで構成される金型にキャビティが１つ形成され、上記第２型に設けられた複数のバルブゲート口から射出された溶融樹脂を上記第１型の第２型との型合わせ面に設けられた複数の凹状のランナを介してキャビティに射出してプラスチック製品を成形する射出成形用金型を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記第１型及び第２型の各々の型合わせ面の少なくともいずれか一方の型合わせ面には、上記各ランナに一端が連通し上記各ランナ内のガスを金型外に排出するガス逃がし溝が各ランナ毎に複数凹設され、上記各バルブゲート口から射出された溶融樹脂の射出タイミング差により射出タイミングの遅いバルブゲート口側のランナに移行したキャビティ内のガスを上記各ガス逃がし溝から金型外に排出するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、キャビティからランナに移行したガスは、複数のガス逃がし溝を経て型合わせ面から速やかに金型外に排出されてキャビティに逆戻りせず、ボイドのない健全なプラスチック製品が射出成形される。
【００１０】
また、型合わせ面にガス逃がし溝を凹設するだけであるため、型構造を大幅に改造することなく簡素な型構造で経費があまり掛からない。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ガス逃がし溝の他端は、第１型及び第２型の各々の型合わせ面の少なくともいずれか一方の型合わせ面にランナ周縁に沿って凹設された集合溝に連通していることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成により、請求項２に記載の発明では、ガス逃がし溝に流入したガスは集合溝に導入されるため、ガス抜き効果が増大する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１型及び第２型のいずれか一方には、ガス逃がし溝に通ずるガス吸引用加圧気体通路が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成により、請求項３に記載の発明では、加圧気体が加圧気体通路を流れることでガス逃がし溝が負圧になり、ランナ内のガスが強制的に吸引されてガス抜き効果がさらに増大する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１はこの発明の実施の形態に係る射出成形用金型１において射出前の型締め状態を示す断面図である。上記射出成形用金型１は、可動型である第１型３と固定型である第２型５とを備え、上記第１型３と第２型５との間には、型締め状態でプラスチック製品（図示せず）を成形するためのキャビティ７が形成されている。また、上記第１型３の第２型５との型合わせ面３ａには、型締め状態で上記キャビティ７にゲート８を介して連通する凹状のランナ９が複数（図では１つのみ現れる）形成されている。
【００１７】
上記第２型５の背面には、内部にホットランナ１１を有するマニホールドブロック１３が固定され、上記ホットランナ１１の一端は図外の射出成形機のノズルに接続されている。
【００１８】
上記第２型５の各ランナ９に対応する箇所には、バルブ装着孔１５がそれぞれ形成され、このバルブ装着孔１５にゲートバルブ１７が装着されている。このゲートバルブ１７は、一端が開放するとともに他端が上記ランナ９に開口するバルブゲート口２１ａを有し、かつ外周にヒータ１９が取り付けられた弁箱２１を備え、この弁箱２１の上記一端開放口は上記マニホールドブロック１３で覆われて封じられている。
【００１９】
また、上記弁箱２１内には上記ホットランナ１１の他端が接続され、溶融樹脂Ｒ（図３参照）を上記射出成形機からホットランナ１１を経て弁箱２１内に供給するようになっている。この弁箱２１内に供給された溶融樹脂Ｒは上記ヒータ１９の熱で溶融状態が確保されている。
【００２０】
さらに、上記弁箱２１内には、ゲートピン２３が先細先端部２３ａを上記バルブゲート口２１ａに対応させて配置されている。このゲートピン２３外周の軸方向中程には、円板状のスプリング座２５が取り付けられ、該スプリング座２５と上記マニホールドブロック１３の凹部１３ａ底面との間にはコイルスプリング２７が縮装されている。
【００２１】
そして、上記ゲートピン２３をコイルスプリング２７のバネ力によりランナ９側に付勢して上記先細先端部２３ａをバルブゲート口２１ａに進入させ、バルブゲート口２１ａをゲートピン２３により閉じる（図１参照）一方、上記ホットランナ１１を経て弁箱２１内に供給された溶融樹脂Ｒの樹脂圧が上記スプリング座２５に作用することで上記ゲートピン２３をコイルスプリング２７のバネ力に抗して第２型５の背面側に後退させ、上記先細先端部２３ａをバルブゲート口２１ａから外してバルブゲート口２１ａを開け（図３参照）、溶融樹脂Ｒをランナ９を介してキャビティ７に射出してプラスチック製品を成形するようになっている。なお、上記ゲートバルブ１７では、コイルスプリング２７のバネ力と樹脂圧によりゲートピン２３を進退させるようにしたが、これに限らず、この進退機構は油圧式や電磁式であってもよい。
【００２２】
一方、上記第１型３側には、エジェクタピン２９が上記各ランナ９に対応して複数配置されている。このエジェクタピン２９の基端は、図示しないが、上記第１型３の背面に固定された油圧シリンダの伸縮作動により第１型３に対して接離可能に配置されたエジェクタプレートに取り付けられ、エジェクタピン２９先端は上記ランナ９に対して出没可能なように上記第１型３の挿通孔３１に挿通されていて、図外の上記油圧シリンダの収縮作動によるエジェクタピン２９（エジェクタプレート）の進出動作により、溶融樹脂Ｒが各ランナ９内で固化したランナスクラップを各ランナ９から脱型するようになっている。
【００２３】
この発明の特徴として、図２にも示すように、上記第１型３の第２型５との型合わせ面３ａには、上記ランナ９に一端が連通し上記ランナ９内のガスを金型１外に排出するガス逃がし溝３３が複数凹設され、これらガス逃がし溝３３の外周りには、略Ｕ字状の集合溝３５が上記ランナ９周縁に沿って凹設され、上記ガス逃がし溝３３の他端が上記集合溝３５に連通している。上記ガス逃がし溝３３の深さ及び幅は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ未満ではガス抜けが悪くなる一方、０．２ｍｍを超えると溶融樹脂Ｒがガス逃がし溝３３に侵入し易くなるからである。上記集合溝３５の幅は２ｍｍ〜６ｍｍが好ましい。２ｍｍ未満ではガスの流通量が少なくなる一方、６ｍｍを超えるとシール性を確保するために型締めの際の面圧を高くしなければならないからである。また、上記集合溝３５の深さは３ｍｍ〜６ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満ではガスの流通量が少なくなる一方、６ｍｍを超えると型閉めの際の面圧により集合溝３５が潰れるおそれがあるからである。
【００２４】
また、上記第１型３には、上記ガス逃がし溝３３の１つに集合溝３５及び連通孔３７を介して連通するガス吸引用加圧気体通路３９が形成され、該加圧気体通路３９に加圧エア等の加圧気体を図２破線矢印のように高速で流通させることにより、上記集合溝３５及びガス逃がし溝３３を負圧にしてランナ９内のガスを吸引するようになっている。
【００２５】
次に、この実施の形態に係る射出成形用金型１によりプラスチック製品を射出成形する要領について説明する。
【００２６】
（１）  図１に示すように、第１型３を第２型５に対して接近させて射出成形用金型１を型締めする。この状態で、ゲートバルブ１７のゲートピン２３はコイルスプリング２７のバネ力で進出していて先細先端部２３ａがバルブゲート口２１ａに進入してバルブゲート口２１ａを閉じている。また、エジェクタピン２９は、第１型３の背面に固定された図外の油圧シリンダの伸長作動により後退していて先端がランナ９内に進出することなく挿通孔３１内に没入している。さらに、加圧気体通路３９には加圧気体が流通していてガス逃がし溝３３及び集合溝３５を負圧にしている。
【００２７】
（２）  図３に示すように、射出成形機から溶融樹脂Ｒを射出する。この射出された溶融樹脂Ｒはホットランナ１１を経てゲートバルブ１７の弁箱２１内に供給され、この溶融樹脂Ｒの樹脂圧がスプリング座２５に作用してゲートピン２３がコイルスプリング２７のバネ力に抗して後退し、先細先端部２３ａがバルブゲート口２１ａから抜けてバルブゲート口２１ａが開く。これにより、溶融樹脂Ｒが複数のランナ９及びゲート８を介してキャビティ７内に射出される。この際、上記複数のランナ９及びゲート８でキャビティ７に射出される溶融樹脂Ｒの射出タイミングが異なると、射出タイミングの遅いランナ９に溶融樹脂Ｒと共にガスが移行するが、このガスは、上記加圧気体通路３９を加圧気体が流通することでガス逃がし溝３３及び集合溝３５が負圧になっているため、該ガス逃がし溝３３及び集合溝３５に吸引されてランナ９に溜まらない。
【００２８】
（３）  射出成形機からの溶融樹脂Ｒの射出を停止するとともに、射出成形機のスクリュを前進させてキャビティ７内をしばらくの間保圧し、その後、保圧を解除する。これにより、弁箱２１内の樹脂圧が解除され、図示しないが、ゲートピン２３がコイルスプリング２７のバネ力で進出し、先細先端部２３ａがバルブゲート口２１ａに進入してバルブゲート口２１ａが閉じる。
【００２９】
（４）  キャビティ７内で溶融樹脂Ｒが固化してプラスチック製品が射出成形されると、第１型３を後退させて射出成形用金型１を型開きし、この状態から、エジェクタピン２９を図外の上記油圧シリンダの収縮作動により進出させ、溶融樹脂Ｒがランナ９内で固化したランナスクラップをランナ９から脱型する。なお、このエジェクタピン２９の進出動作は、プラスチック製品用のエジェクタピン（図示せず）の突出し動作と同時に行われるものである。
【００３０】
このように、上記の実施の形態では、第１型３の第２型５との型合わせ面３ａに複数のガス逃がし溝３３を凹設して該各ガス逃がし溝３３の一端をランナ９に連通させていることから、キャビティ７からランナ９に移行したガスを、複数のガス逃がし溝３３を経て第１型３の型合わせ面３ａと第２型５の型合わせ面５ａとの間から速やかに金型１外に排出させてキャビティ７に逆戻りしないようにすることができ、ボイドのない健全なプラスチック製品を射出成形することができる。
【００３１】
また、上記の実施の形態では、第１型３の第２型５との型合わせ面３ａにガス逃がし溝３３を凹設するだけでよいので、型構造を大幅に改造することなく簡素な型構造で経費をあまり掛けないようにすることができる。
【００３２】
さらに、上記の実施の形態では、ガス逃がし溝３３の他端を第１型３の第２型５との型合わせ面３ａにランナ９周縁に沿って凹設された集合溝３５に連通させていることから、ガス逃がし溝３３に流入したガスを集合溝３５に導入してガス抜き効果を増大させることができる。
【００３３】
加えて、上記の実施の形態では、第１型３にガス逃がし溝３３に通ずる加圧気体通路３９を形成していることから、加圧気体が加圧気体通路３９を流れることでガス逃がし溝３３を負圧にし、ランナ９内のガスを吸引してガス抜き効果をさらに増大させることができる。
【００３４】
なお、上記の実施の形態では、ガス逃がし溝３３を第１型３の第２型５との型合わせ面３ａに凹設したが、第２型５の第１型３との型合わせ面５ａに凹設してもよく、また、第１型３及び第２型５の両型合わせ面３ａ，５ａにガス逃がし溝３３を凹設してもよい。ただし、第２型５には別部材であるゲートバルブ１７を装着しているので、寸法公差等によりガス逃がし溝３３をランナ９に確実に連通させることができない事態が生じ得ることを考慮して第１型３側にガス逃がし溝３３を凹設する方が望ましい。
【００３５】
また、上記の実施の形態では、集合溝３５を第１型３に凹設したが、ガス逃がし溝３３の場合と同様に、第２型５側に凹設してもよく、また第１型３及び第２型５の両者に凹設してもよい。さらに、全てのガス逃がし溝３３の他端を集合溝３５に連通させる必要はないが、実施の形態のように全てのガス逃がし溝３３を集合溝３５に連通させた方がガス抜き効果が良くなるので望ましい。
【００３６】
さらに、上記の実施の形態では、加圧気体通路３９を集合溝３５を介して間接的にガス逃がし溝３３に連通させたが、加圧気体通路３９をガス逃がし溝３３に直接に連通させてもよい。
【００３７】
加えて、上記の実施の形態では、射出成形機側でキャビティ７内を保圧するようにしたが、射出工程後にバルブゲート口２１ａがゲートピン２３により閉じられた状態で、エジェクタピン２９が図外の油圧シリンダの収縮作動によりランナ９に進出して該ランナ９を介してキャビティ７内を保圧するようにしてもよい。そして、バルブゲート口２１ａをゲートピン２３で閉じているので、脱型時にバルブゲート口２１ａに溶融樹脂Ｒが固化して残存することがない。また、エジェクタピン２９でキャビティ７内を保圧している間、射出成形機側では次工程である冷却・計量工程に移行することができるので、成形サイクルタイムを短縮することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、各ランナに一端が連通するガス逃がし溝を型合わせ面に各ランナ毎に複数凹設したので、各ランナ内のガスを上記ガス逃がし溝を経て型合わせ面から速やかに型外に排出することができ、ガスがキャビティに逆戻りするのを防止してボイドのない健全なプラスチック製品を射出成形することができる。また、ガス逃がし溝を型合わせ面に凹設するだけなので、簡素な型構造で経費をあまり掛けないようにすることができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、型合わせ面のランナ周縁に沿って凹設された集合溝にガス逃がし溝の他端を連通させたので、ガス逃がし溝に流入したガスを集合溝に導入してガス抜き効果を増大させることができる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、ガス逃がし溝に通ずる加圧気体通路を第１型又は第２型に設けたので、ランナ内のガスを吸引してガス抜き効果をさらに増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る射出成形用金型において射出前の型締め状態を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る射出成形用金型において射出工程の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１              射出成形用金型
３              第１型
３ａ，５ａ      型合わせ面
５              第２型
７              キャビティ
９              ランナ
２１ａ            バルブゲート口
３３              ガス逃がし溝
３５              集合溝
３９              加圧気体通路
Ｒ              溶融樹脂
【図１】
0003712965.tif 000002
【図２】
0003712965.tif 000003
【図３】
0003712965.tif 000004