(57)【要約】【課題】  モールド射出成形型において、生産効率を改善するにあたり成形サイクルを速くした場合、ランナープレートに設けたランナーロック用に設けた樹脂溜まりが固化しない状態でゲート切断工程となる為ゲート切断不良を引き起こす可能性があり、解決すべき課題である。【解決手段】  速い成形サイクルにも対応した確実なゲート切断が出来るよう、ランナープレートに設けた樹脂溜まりに冷却効果を与え溶融樹脂の固化を促進させる為、ランナーロックピンに冷却機能を備えた構造とし、ランナーロックピンの冷却温度制御を行い、ピンゲート切断が出来る様にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機からの溶融樹脂が注入される一次スプルーとランナー溝と二次スプルーとゲート部、及び前記溶融樹脂が成形される成形部と、
前記一次スプルーが支持される固定側取付板と、
前記固定側取付板に隣接するランナープレートと、
前記ランナープレートに隣接して前記二次スプルーが間に位置する固定側型板と、
前記固定型に対し変位して前記成形部の可動側を支持する可動金型と、
前記ランナープレートにランナーロック部を形成して前記二次スプールを支持するランナーロックピンと
を有するモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンを外側部材と内側部材の２層構造とする
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項２】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記内側部材が前記外側部材よりも熱伝導率の高い部材である
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項３】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記内側部材が銅、銅合金、アルミニウムである
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項４】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記外側部材の内側に熱伝導率の高い棒状の内側部材を配置し、
前記外側部材の内側壁面と前記内側部材の外側壁面との隙間の大きさを０.０２ｍｍ以内とする
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項５】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記外側部材に熱伝導率の高い棒状の内側部材を筒中心軸方向に圧入で組込む
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項６】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記外側部材の円筒部外径から前記内側部材迄の距離を０．２ｍｍ〜９ｍｍとする
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項７】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記固定側取付板に設けた前記冷却回路によって、前記ランナーロックピンを冷却する
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項８】
請求項１記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記外側部材から前記内側部材が露出する凸部を設ける
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項９】
請求項８記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記内側部材の凸部に接しない前記外側部材には、前記ランナーロックピンの中心を通る２本以上の幅０．５ｍｍ以上の溝形状を設け開放されている
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項１０】
請求項８記載のモールド樹脂射出成形金型において、
前記ランナーロックピンの前記内側部材の凸部に幅０．１ｍｍ以上のお互い交差する複数の溝を設けた
ことを特徴とするモールド樹脂射出成形金型。
【請求項１１】
請求項１乃至１０に記載のモールド樹脂射出成形金型に組込まれることを特徴とするランナーロックピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド品の成形を行うモールド射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
モールド射出成形金型に高温の溶融樹脂を注入し成形作業を行う。
その３枚構造の金型の多くは、一次スプルーから溶融樹脂を注入し、ランナー溝、二次スプルーを通り成形部に樹脂が充填される。その成形1サイクル内の型開き工程において、成形品と二次スプルーがゲート部で切断されるが、このゲート部切断で必要となるのがアンダーカット形状を備えたランナーロックピンである。
【０００３】
このモールド射出成形金型について、例えば、特許文献１に開示のあるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０７８０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モールド成形金型では、その生産性を向上させる為、従来から成形部のキャビティ、ランナー溝、二次スプルーの近傍へ、冷却回路が設けられ、また一次スプルーのブシュ部品へも標準で冷却回路が設けられ、金型の冷却性が向上され、この冷却時間短縮による成形ハイサイクル化が進められてきた。
【０００６】
しかし、サイクルを速く成形した場合、型開き動作でゲート切断される３枚型においては、ゲート切断の為のランナーロックピンとランナーロックピン先端付近に位置するランナープレートに設ける樹脂溜まり形状部は高い冷却効果が得られづらい事から樹脂溜まり部溶融樹脂の固化が遅れ、ランナーロックピンのアンダーカット効果が効かず、ピンゲート切断が出来なくなり成形トラブルを引き起こす。
【０００７】
またランナーロックピンのアンダーカットとなる角度を大きく（アンンダーカットを強く）する事でピンゲート切断はし易くなるものの、ランナーロックピンのアンダーカット部に樹脂が食い付き残りが発生し易くなり、次の成形サイクルに影響を与え、ハイサイクル成形への妨げとなり量産性が向上しない、時にはスプルー、ランナーの排出不良から金型で挟み込み金型潰れを引き起こすなどの問題が発生、これらを改善させる金型技術を必要としていた。
【０００８】
特許文献１では、射出成形金型での生産性の向上において、射出される樹脂の流れに悪影響を与えることのないランナーロックピンに関する工夫が開示されている。
【０００９】
特許文献１に、ランナーロックピンを冷却／加熱することの温度制御する点の開示があるが、ランナーロックピンを冷却する技術、若しくは、ランナーロックピンの構造については、詳細な開示のないものである。
【００１０】
本発明は前述の成形サイクルを速くする際に発生する問題を解決する技術を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決する為、本発明はランナーロックピンに容易に温度制御が可能な冷却機能を備えた構造を考案した。ランナーロックピンの冷却温度制御を可能とし金型へ組込み成形時、ランナーロックピン先端付近に位置するランナープレートに設けた樹脂溜まり部に冷却効果を与える事が出来る金型構造を提供する事にある。
【００１２】
また、上記課題を解決する為に、ランナーロックピン（材質：ＳＵＳ系材又はＳＫＨ５１、ＳＫＤ６１など）の内側部材として、熱伝導性に優れた棒状部材をギャップ０．０２ｍｍ以内で組込んだものとするか、または、ランナーロックピンの外側部材に対して、内側部材を圧入によって組込みむようにする。
【００１３】
前記内側部材を有するランナーロックピンを、金型に設けられる冷却回路を循環する冷却媒体を利用した冷却手段によって冷却し、ランナープレートに設けた樹脂溜まりに冷却効果を与え溶融樹脂の固化を促進させる事が出来るランナーロックピンとその金型構造を考案した。
【００１４】
更に、本発明の構成を、以下に他の表現にて説明する。
【００１５】
本発明について、射出成形機からの溶融樹脂が注入される一次スプルーとランナー溝と二次スプルーとゲート部、及び前記溶融樹脂が成形される成形部と、前記一次スプルーが支持される固定側取付板と、前記固定側取付板に隣接するランナープレートと、前記ランナープレートに隣接して前記二次スプルーが間に位置する固定側型板と、前記固定型に対し変位して前記成形部の可動側を支持する可動金型と、前記ランナープレートにランナーロック部を形成して前記二次スプールを支持するランナーロックピンとを有するモールド樹脂射出成形金型において、前記ランナーロックピンを外側部材と内側部材の２層構造とするようにする。
【００１６】
また、前記ランナーロックピンの前記内側部材が前記外側部材よりも熱伝導率の高い部材であるようにする。
【００１７】
また、前記ランナーロックピンの前記内側部材が銅、銅合金、アルミニウムであるようにする。
【００１８】
また、前記ランナーロックピンの前記外側部材の内側に熱伝導率の高い棒状の内側部材を配置し、前記外側部材の内側壁面と前記内側部材の外側壁面との隙間の大きさを０.０２ｍｍ以内とするようにする。
【００１９】
また、前記ランナーロックピンの前記外側部材に熱伝導率の高い棒状の内側部材を筒中心軸方向に圧入で組込むようにする。
【００２０】
また、前記ランナーロックピンの前記外側部材の円筒部外径から前記内側部材迄の距離を０．２ｍｍ〜９ｍｍとするようにする。
【００２１】
また、前記固定側取付板に設けた前記冷却回路によって、前記ランナーロックピンを冷却するようにする。
【００２２】
また、前記ランナーロックピンの前記外側部材から前記内側部材が露出する凸部を設けるようにする。
【００２３】
また、前記ランナーロックピンの前記内側部材の凸部に接しない前記外側部材には、前記ランナーロックピンの中心を通る２本以上の幅０．５ｍｍ以上の溝形状を設け開放されているようにする。
【００２４】
また、前記ランナーロックピンの前記内側部材の凸部に幅０．１ｍｍ以上のお互い交差する複数の溝を設けるようにする。
【発明の効果】
【００２５】
以上の様に本発明によれば、ランナープレートに設けた樹脂溜まり部に充填された溶融樹脂の冷却が可能となり、冷却固化が促進され金型の成形サイクルの短時間化、生産性アップ、生産効率向上が出来、二次スプルー取られやピンゲート未切断などのトラブルも防ぐ事が出来る。
【００２６】
以上により成形時の金型冷却時間短縮による成形ハイサイクル化で生産性が向上し、またスプルー、ランナーの排出が的確に行える事から金型潰しなどの不具合が軽減し、金型メンテナンスコストも低く抑える事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例である温度制御可能な冷却機能を備えたランナーロックピンを組込んだ３枚金型構造図
【図２】本発明の実施例である温度制御可能な冷却機能を備えたランナーロックピン
【図３】従来のランナーロックピンを組込んだ従来の３枚金型構造図
【図４】３枚構造金型におけるピンゲート切断状態図、スプルーランナー離型時の状態図
【図５】ランナーロック用樹脂溜まり部の冷却不足で生じるピンゲート未切断状態を説明する図
【図６】ランナーロック用樹脂溜まり部の冷却不足で生じるランナーロック部の樹脂溜まり部の食い付き残りを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２９】
図１は本発明の実施例であるモールド樹脂射出成形金型を説明する図であり、温度制御可能な冷却機能を備えたランナーロックピン(１５)を組み込んだモールド樹脂射出成形金型(１００)の構造を示す。
【００３０】
射出成形機より金型内へ注入された高温の溶融樹脂は、一次スプルー穴(９)、ランナー溝(１０)、二次スプルー(１１)、ゲート部(１２)を通り成形部(１３)に充填され冷却固化される。
【００３１】
図２は本実施例のランナーロックピン（１５）を例示するものである。
【００３２】
図２(ａ)において、ランナーロックピン（１５）は、２層構造としており、内側部材(１５d)の外側に外側部材（１５ａ）を有するものである。
【００３３】
前記内側部材(１５d)は、熱伝導率の高い棒状の形状の部材とし、ランナーロックピン（１５）の外側部材（１５ａ）の内側であって、中心軸方向に隙間(若しくは、ギャップ、クリアランス)の大きさを０．０２ｍｍ以内の大きさで組込むものとする。または、ランナーロックピン（１５）の内側部材(１５d)の外側壁面と外側部材（１５ａ）の内側壁面との隙間の大きさを０.０２ｍｍ以内とするように、内側部材を外側部材の中心軸方向に組込んだものとする。
【００３４】
若しくは、ランナーロックピン（１５）の内側部材(１５d)を外側部材（１５ａ）の中心軸方向に圧入によって組込んだものとする。
【００３５】
前記外側部材（１５ａ）の肉厚を０．２ｍｍ〜９ｍｍとし、ランナーロックピン（１５）の円筒部表面から、熱伝導率の高い棒状の内側部材(１５d)迄の距離を０．２ｍｍ〜９ｍｍとしている。
【００３６】
また、ランナーロックピン(１５)本体の円筒部外径の寸法をφ２〜φ２０ｍｍとする。
【００３７】
前記内側部材(１５d)は、高熱伝導性部材の材質として、例えば銅材が提案できるが、これに限定する事なく、銅合金、アルミニウムなど、熱伝導率の高い部材が適用出来る。
【００３８】
ここで、図２に例示するように、２層構造とすることについて、以下に説明する。
【００３９】
前述のように、モールド樹脂射出成形金型（１００）では、成形品を製造する成形サイクルが繰り返される。生産性を向上させる為に、成形時の金型冷却時間短縮などによる成形ハイサイクル化が行われると、この成形サイクルの繰り返しが、高速で行われることとなる。
【００４０】
前記成形サイクルの繰り返しの内で、ランナーロックピン(１５)のアンダーカット部（１５c）による、ランナーロック樹脂溜まり部（１４）のロックによる二次スプルー(１１)の保持、及び、アンロックによる二次スプルー(１１)の解放も高速で行われることとなる。
【００４１】
従って、この高速で繰り返される成形サイクルに対して、ランナーロックピン(１５)のアンダーカット部（１５c）も繰り返しに耐え得る耐久性、機械的強度を有するように配慮される必要がある。
【００４２】
また、アンダーカット部（１５c）による、ランナーロック樹脂溜まり部（１４）の二次スプルー(１１)のロック、保持においては、成形品から、ゲート(１２)が切断、分離される。このゲート(１２)の切断、分離の際には、ランナーロック樹脂溜まり部（１４）をロック、保持するアンダーカット部（１５c）に、負荷がかかる為、機械的強度を有するように配慮される必要がある。
【００４３】
加えて、前記成形サイクルにおいては、ランナープレートの貫通孔をランナーロックピン(１５)が摺動する為、ランナーロックピン(１５)の外側部材(１５ａ)の外側表面は、ランナープレートの貫通孔の内壁との摩擦で磨耗することなる。従って、ランナーロックピン(１５)の外側部材(１５ａ)の外側表面も、前記摩擦によって、磨耗することを低減するように、表面硬度が大きな値となるように配慮される必要がある。
【００４４】
この点で、本実施例では、図２の２層構造として、外側部材(１５ａ)には、前記成形サイクルにおいて、耐え得るような強度を有する素材としている。
【００４５】
この部材としては、例えば、ＳＵＳ系材又はＳＫＨ５１、ＳＫＤ６１などが提案出来るが、所定の強度、硬度などを有し、前記成形サイクルの繰り返しに耐えられるものであれば、これらに限定されない。
【００４６】
一方、内側部材(１５ｄ)は、冷却回路を循環する冷却媒体を利用して冷却が良好に行われるようにする必要があり、熱伝導性に優れる、熱伝導度の大きなものが好ましい。例えば、銅、銅合金、アルミニウムなどである。
【００４７】
銅を始め、これらの素材は、強度、硬度が、前記外側部材(１５ａ)の部材として説明したＳＵＳ系材又はＳＫＨ５１、ＳＫＤ６１などよりは、小さいものが多い。従って、これらの部材でランナーロックピン(１５)を構成すると、前述の成形サイクルの繰り返しに、耐え得ることが困難であることも予想される。また、これらの部材は、高価なものもあり、ランナーロックピン(１５)の価格も安価とすることに配慮すると、図２に例示する２層構造とすることが好ましいと言える。
【００４８】
なお、図２に例示するように、冷却回路を循環する冷却媒体を利用して、内側部材(１５ｄ)の冷却が良好に行われるようにすることを狙い、内側部材(１５ｄ)の端面が外側部材(１５ａ)の一部端面から長く飛び出す凸部(１５ｅ)を有するように工夫している。
【００４９】
前記凸部(１５ｅ)に冷却回路を循環する冷却媒体が直接接するようにすることで、前記凸部(１５ｅ)を介して、内側部材(１５ｄ)を冷却し、外側部材(１５ａ)、そして、アンダーカット部（１５ｃ）を冷却出来るようにする。
【００５０】
その結果、ランナーロック樹脂溜まり部（１４）の冷却も良好に行われ、ロックによる二次スプルー(１１)の保持も良好に行われる為、成形サイクルの高速化が促進され、生産性の向上も期待出来るようになる。
【００５１】
図４に３枚金型構造の型開き動作によるピンゲート切断状態と一次スプルー(９)、ランナー溝(１０)、二次スプルー(１１)の型外排出前の離型状態を示す。
【００５２】
ランナーロックピン（１５）のアンダーカット形状（１５c）、（２０）により二次スプルー（１１）はロックされ、ゲート（１２）が切断され成形品と分離される。
【００５３】
本実施例の熱伝導率の高い棒状部材の内側部材（１５ｄ）を外側部材（１５ａ）の中心軸方向にギャップ０．０２ｍｍ以内で組込んだものとするか、または、ランナーロックピンの外側部材に対して、内側部材を圧入によって組込みむようにし、前記ランナーロックピン（１５）を、冷却媒体を循環させる冷却回路（１６）が設けられた固定側取付板（１）に組込む。
【００５４】
前記固定側取付板（１）への組込み方について、ランナロックピン(１５)と前記冷却回路（１６）との関係が、例えば、図１の構成に例示されている。但し、図１の例示に限定されるものではなく、前記冷却回路（１６）を循環する冷却媒体が前記ランナロックピン(１５)を冷却出来るものであれば、適宜実現される構成であっても良い。
【００５５】
ランナーロックピン（１５）のツバ部には幅０．５ｍｍ以上の溝形状（１５ｂ）を設けており、ランナーロックピンに組み込んだ高熱伝導性部材と直接冷却媒体が接触し、ランナーロックピン先端のアンダーカット形状（１５ｃ）まで冷却され、ランナープレート（２）に設けられたランナーロック部樹脂溜まり（１４）に溜まり込んだ溶融樹脂が冷却固化される。
【００５６】
ランナーロックピン（１５）に設けられた前記溝形状（１５ｂ）によって、前記冷却媒体が接触する面積が大きくなり、前記溝形状（１５ｂ）が設けられない場合と比較すると、冷却効率が大きくなることが期待出来るものである。
【００５７】
このように、熱伝導率の高い棒状部材と冷却媒体と接触する部分は、その接触面積を大きさ的に可能であれば、出来るだけ大きくすることで、冷却効果を高めることを期待出来るものである。
【００５８】
なお、図２(ｂ)に例示する実施例は、前記凸部（１５ｅ）に、幅０．１ｍｍ以上のお互い交差する複数の溝（１５ｆ）を設けて冷却媒体との接触面積を大きくさせる事で、更に大きな冷却効果を得る事を狙う実施例である。
【００５９】
このランナーロックピンの冷却温度は固定側取付板（１）に設けた冷却回路（１６）に循環させる冷却媒体の温度を制御する事でランナーロックピン自体の温度制御が可能となる。
【００６０】
ランナーロック樹脂溜まり部（１４）の冷却固化が促進するとランナーロックピン先端のアンダーカット（１５ｃ）のロック効果が向上し、金型冷却時間を短縮（ハイサイクル成形）した場合でも容易にピンゲート切断が出来る。
【００６１】
従って成形サイクルが短縮出来る事で生産性が向上し、またスプルー、ランナー排出トラブルも軽減出来る事で金型メンテナンス回数およびその費用を抑える事が可能である。
【００６２】
図３は、従来の冷却機能を備えないランナーロックピン（１９）を組み込んだ金型構造を示すものである。
【００６３】
図３の構造では、ランナープレートに設けられたランナーロック部樹脂溜まりに充填された溶融樹脂の冷却固化に時間が必要となり、成形時の冷却時間を短縮した場合は、図５に示すようにランナーロックピン先端のアンダーカット形状の効果が発揮されず、「二次スプルー取られ」や、ピンゲート切断不良を引き起こす可能性があり、連続成形の妨げとなる。
【００６４】
この場合に、本発明の前述の実施例のようなランナーロックピンに冷却機能を与えることなく、単にランナーロックピン先端のアンダーカットを強くし、冷却時間を短縮することが考えられる。
【００６５】
しかしながら、このランナーロックピン先端のアンダーカットを強くすることによって、「二次スプルー取られ」やゲート切断不良を防ぐ事が出来たとしても、図６に示すようにアンダーカット部の樹脂溜まり部に充填された樹脂がちぎれて、残り易い状態となる可能性が予想される。
【００６６】
このアンダーカット部の樹脂溜まり部に充填された樹脂が残った場合には次の成形サイクルでゲート切断不具合やスプルー、ランナー排出不具合などの支障をきたす事が予想される。この点で、前記アンダーカットを強くすることが必ずしも最良の方法であるとは、言い難いものとなる。
【００６７】
以上、本発明の実施例を説明したが、前述の実施例によれば、金型の成形サイクルの短時間化、生産性アップ、生産効率向上の図れるモールド樹脂射出成形金型を提供可能となる。
【００６８】
また、前記モールド樹脂射出成形金型で使用されるランナーロックピンも従来よりも改善されたものが提供可能となる。
【００６９】
特に、本発明に基づく前記実施例のランナーロックピンでは、従来よりも、ランナーロックピン自体の冷却性能が改善されており、また、２層構造とすることでランナープレートの貫通孔との摺動に対する耐磨耗性も改善されたものとなる。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・固定側取付板、 ２・・・ランナープレート、３・・・固定側型板、
４・・・可動側型板、５・・・スペーサブロック、６・・・エジェクタープレート１、７・・・エジェクタープレート２、８・・・可動側取付板、９・・・一次スプルー（部）、１０・・・ランナー溝（ランナー部）、１１・・・二次スプルー（部）
１２・・・ピンゲート（部）、１３・・・成形部（成形品）、
１４・・・ランナーロック用樹脂溜まり（部）、
１５・・・ランナーロックピン、
１５a・・・ランナーロックピン本体（材質：ＳＵＳ系鋼材又はＳＫＨ５１、ＳＫＤ６１、など）
１５ｂ・・・ランナーロックピンツバ部の溝、
１５ｃ・・・ランナーロックピンのアンダーカット形状
１５ｄ・・・熱伝導率の高い棒状種部材（内側部材）
１５ｅ・・・内側部材(１５ｄ)の端面がランナーロックピンの外側部材の一部端面から長く飛び出た凸部
１５ｆ・・・熱伝導率の高い棒状種部材に設けた切欠溝
１６・・・冷却回路（冷却媒体）、１７・・・Ｏリング、１８・・・食い付いた樹脂
１９・・・従来のランナーロックピン、
２０・・・ランナーロックピンのアンンダーカット形状
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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