(57)【要約】【課題】  キャビティ内への溶融樹脂の充填完了に伴う金型内圧の急上昇を抑制する。【解決手段】  成形金型１０に、キャビティ１１ｂ、１２ｂと、キャビティ１１ｂ、１２ｂに溶融樹脂を射出するゲート１２ｅと、キャビティ１１ｂ、１２ｂの樹脂最終充填部に連通するオーバーフロー部１２ｈとを設け、ゲート１２ｅから溶融樹脂をキャビティ１１ｂ、１２ｂ内へ射出する射出工程において、キャビティ１１ｂ、１２ｂ内への溶融樹脂の充填が完了した後に、オーバーフロー部１２ｈの容積に対して所定割合の容積だけ溶融樹脂がオーバーフローした時点で射出工程を終了する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型（１０）に、キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）と、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）に溶融樹脂を射出するゲート（１２ｅ）と、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）の樹脂最終充填部に連通するオーバーフロー部（１２ｈ）とを設け、
前記ゲート（１２ｅ）から溶融樹脂を前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内へ射出する射出工程において、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内への溶融樹脂の充填が完了した後に、前記オーバーフロー部（１２ｈ）の容積に対して所定割合の容積だけ溶融樹脂がオーバーフローした時点で前記射出工程を終了することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記オーバーフロー部（１２ｈ）の所定割合の容積に溶融樹脂がオーバーフローするのに必要な射出量を予め設定しておき、
前記射出工程の射出量が前記設定射出量に到達すると、前記射出工程を終了することを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記オーバーフロー部（１２ｈ）の断面積よりも小さい断面積を有する小連通路（１２ｉ）により前記オーバーフロー部（１２ｈ）を前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）の樹脂最終充填部に連通することを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形方法。
【請求項４】
前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内にインサート部品（１３）を予めセットしておき、その後に、前記射出工程を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型のキャビティ内に溶融状態の樹脂を所定圧力にて射出することにより樹脂成形品を成形する射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形方法において、成形金型のキャビティ内に予めインサート部品をセットした後に、溶融状態の樹脂をキャビティ内に所定圧力にて射出することにより、金属製等のインサート部品を樹脂成形品と一体成形するインサート成形方法が広く採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、射出成形方法では溶融樹脂の射出工程において、キャビティ内への溶融樹脂の充填率が９０％程度に上昇するまでは、キャビティ内に空間部が存在することにより金型内圧は非常に低い状態に維持されている。
【０００４】
しかし、射出工程において、キャビティ内への溶融樹脂の充填がほぼ完了する状態に至ると、キャビティ内の空間部が消滅するに伴って金型内圧が急激に上昇する。これによって、インサート部品に過大な圧力が加わり、インサート部品を損傷させる原因となったり、あるいは、成形金型の耐久寿命にも悪影響を及ぼすという不具合があった。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、キャビティ内への溶融樹脂の充填完了に伴う金型内圧の急上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、成形金型（１０）に、キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）と、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）に溶融樹脂を射出するゲート（１２ｅ）と、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）の樹脂最終充填部に連通するオーバーフロー部（１２ｈ）とを設け、
前記ゲート（１２ｅ）から溶融樹脂を前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内へ射出する射出工程において、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内への溶融樹脂の充填が完了した後に、前記オーバーフロー部（１２ｈ）の容積に対して所定割合の容積だけ溶融樹脂がオーバーフローした時点で前記射出工程を終了することを特徴としている。
【０００７】
これによると、成形金型（１０）内への溶融樹脂の射出に際して、オーバーフロー部（１２ｈ）を充填不足（ショートショット）の状態にして、オーバーフロー部（１２ｈ）に必ず空間部が残存するから、キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内への樹脂充填が完了する状態になっても、成形金型（１０）の内圧を極めて低い状態に維持できる。
【０００８】
これにより、成形金型（１０）の耐久寿命が過大な金型内圧によって悪影響を受けることを回避できる。
【０００９】
また、オーバーフロー部（１２ｈ）をキャビティ（１１ｂ、１２ｂ）のうち樹脂最終充填部に連通させているから、キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内への樹脂充填が完了する前に溶融樹脂がオーバーフロー部（１２ｈ）側へオーバーフローすることはない。従って、オーバーフロー部（１２ｈ）を成形金型（１０）に追加しても、樹脂成形品（１４）の成形に支障をきたすことはない。
【００１０】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の射出成形方法において、前記オーバーフロー部（１２ｈ）の所定割合の容積に溶融樹脂がオーバーフローするのに必要な射出量を予め設定しておき、
前記射出工程の射出量が前記設定射出量に到達すると、前記射出工程を終了させればよい。
【００１１】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の射出成形方法において、前記オーバーフロー部（１２ｈ）の断面積よりも小さい断面積を有する小連通路（１２ｉ）により前記オーバーフロー部（１２ｈ）を前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）の樹脂最終充填部に連通させれば、小連通路（１２ｉ）が溶融樹脂の流れの流通抵抗となるので、キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内への樹脂充填をより一層確実に行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の射出成形方法において、前記キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内にインサート部品（１３）を予めセットしておき、その後に、前記射出工程を実行すれば、キャビティ（１１ｂ、１２ｂ）内で成形される樹脂成形品（１４）とインサート部品（１３）とを一体成形（インサート成形）できる。
【００１３】
このインサート成形に際して、オーバーフロー部（１２ｈ）に必ず空間部を残存させることにより、成形金型（１０）の内圧を極めて低い状態に維持できるから、インサート部品（１３）が過大な金型内圧によって損傷することを回避できる。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本実施形態の成形金型１０の断面図であり、図２は図１の可動型１１の平面図を示し、図３は図１の固定型１２の平面図を示す。図４は成形直後の成形品を示す斜視図である。
【００１６】
本実施形態の成形金型１０は、可動型１１と固定型１２とにより構成される。可動型１１と固定型１２にはそれぞれ型取付盤１１ａ、１２ａが設けてある。可動型１１は、その型取付盤１１ａを介して射出成形装置の図示しない型締め装置に連結され、型締め装置の駆動力によって図１の水平方向に移動できるようになっている。
【００１７】
固定型１２はその型取付盤１２ａを介して射出成形装置の図示しない固定部に固定保持される。
【００１８】
本実施形態では、図４に示すように、パイプ状のインサート部品１３を直方体状の樹脂ブロック体１４の中央部を貫通するようにインサート成形する。なお、インサート部品１３は具体的にはアルミニュウム等の金属で成形された金属パイプであり、樹脂ブロック体１４の樹脂材質は熱可塑性樹脂の６６ナイロンである。
【００１９】
可動型１１と固定型１２の合わせ面のうち、上下方向の略中央部に樹脂ブロック体１４を成形するための型空間をなす可動側キャビティ１１ｂと固定側キャビティ１２ｂが形成されている。この両キャビティ１１ｂ、１２ｂを合わせることにより樹脂ブロック体１４の直方体形状を構成する。
【００２０】
また、両キャビティ１１ｂ、１２ｂの両側には図２、図３に示すようにインサート部品１３を収容するための半円筒状の可動側収容部１１ｃと固定側収容部１２ｃとが形成されている。この両収容部１１ｃ、１２ｃを合わせることにより、パイプ状インサート部品１３に対応した円筒形状を構成する。
【００２１】
可動側収容部１１ｃと固定側収容部１２ｃの径寸法ｄ１はパイプ状インサート部品１３の外径ｄ２よりも所定量大きくしてある。それに対し、可動側収容部１１ｃと可動側キャビティ１１ｂとの間、および固定側収容部１２ｃと固定側キャビティ１２ｂとの間には、それぞれパイプ状インサート部品１３の外周面に密着する可動側型押し切り部１１ｄおよび固定側型押し切り部１２ｄが形成されている。
【００２２】
固定型１２には、固定側キャビティ１２ｂの一端部（図１の下端部）に溶融樹脂をキャビティ１１ｂ、１２ｂ内に射出するためのゲート１２ｅが形成されている。
【００２３】
このゲート１２ｅにはスプルー（湯口）１２ｆの通路が連通しており、このスプルー１２ｆの上流側端部に球面状のノズルタッチ部１２ｇが形成され、このノズルタッチ部１２ｇに対して射出装置１３のノズル部１３ａの先端球面を接触させることにより、射出装置１３のノズル部１３ａから溶融樹脂がスプルー１２ｆの通路を通過してゲート１２ｅに供給される。
【００２４】
一方、固定側キャビティ１２ｂの他端部（図１の上端部）は、ゲート１２ｅの形成部位と反対側に位置しているので、キャビティにとって樹脂最終充填部となる。この固定側キャビティ１２ｂの他端部、すなわち、樹脂最終充填部に連通するオーバーフロー部１２ｈが固定型１２に形成されている。ここで、オーバーフロー部１２ｈはその断面積に比較して大幅に小さい断面積を有する小連通路１２ｉにより固定側キャビティ１２ｂの他端部（樹脂最終充填部）に連通する。
【００２５】
このオーバーフロー部１２ｈの形状は本例では直方体状になっているが、直方体状以外の他の形状でもかまわない。オーバーフロー部１２ｈの容積は後述するように成形金型１０内への溶融樹脂の射出量のバラツキを吸収できるだけの大きさを持つように設計する。
【００２６】
次に、本実施形態の射出成形方法を説明する。図１は成形金型１０の型締め状態を示しているので、先ず、可動型１１を図１の型締め状態から図示左側へ移動させ、可動型１１を型開きの状態に移行させる。
【００２７】
次に、パイプ状インサート部品１３を可動型１１の収容部１１ｃ、型押し切り部１１ｄおよびキャビティ１１ｂの内側にセットする。この際に、パイプ状インサート部品１３を型押し切り部１１ｄ、１２ｄの内側に挿入することにより、パイプ状インサート部品１３のセット状態を保持できる。
【００２８】
次に、可動型１１を型開きの状態から図１の右側方向に移動させて固定型１２と突き合わせ、可動型１１に所定の型締め力を加える。これにより、可動型１１を固定型１２に圧接させて図１に示す型締め状態とする。
【００２９】
この型締めが完了すると、次に、射出装置１３が固定型１２に向かって前進し、射出装置１３のノズル部１３ａの先端球面部を固定型１２のスプルー１２ｆのノズルタッチ部１２ｇに接触させる。これにより、ノズル部１３ａの内部通路がスプルー１２ｆの通路に連通する。そして、このノズルタッチの完了に伴って、射出装置１３内部のスクリュー（図示せず）が前進して射出装置１３内部の溶融樹脂をノズル部１３ａからスプルー１２ｆの通路に射出する。
【００３０】
更に、この溶融樹脂は、スプルー１２ｆの通路およびゲート１２ｅを通してキャビティ１１ｂ、１２ｂ内に射出される。
【００３１】
溶融樹脂は、このキャビティ１１ｂ、１２ｂの一端側（下端部）から他端側（上端部）へ向かって順次充填されていき、キャビティ１１ｂ、１２ｂの内側空間への樹脂の充填が完了した後に溶融樹脂がオーバーフロー部１２ｈ内にオーバーフローする。
【００３２】
ここで、オーバーフロー部１２ｈの容積および成形金型１０内への溶融樹脂の射出量は次の事項を満足するように設定してある。すなわち、射出量がそのバラツキ範囲のうち最大量になった際にも、オーバーフロー部１２ｈの全容積に対して所定割合の容積の空間部が必ず残存して溶融樹脂が充填不足（ショートショット）の状態となるようにオーバーフロー部１２ｈの容積を設定してある。
【００３３】
そして、成形金型１０内への溶融樹脂の射出量がそのバラツキ範囲のうち最小量になった際にも、キャビティ１１ｂ、１２ｂ内へ射出された溶融樹脂の一部が必ずオーバーフロー部１２ｈ内にオーバーフローするように、射出量を設定する。これにより、射出量がバラツキ範囲の最小量になってもキャビティ１１ｂ、１２ｂ内への溶融樹脂の充填を確実に完了できる。
【００３４】
成形金型１０内へ溶融樹脂を予め設定した射出量だけ射出して射出工程が終了した後も、所定時間の間、射出装置１３内部のスクリューの前進状態を保持して樹脂射出圧力を保持する。この工程を一般には保圧工程と称する。
【００３５】
この保圧工程の時間が所定時間に達すると、射出装置１３内部のスクリューを後退させて樹脂射出圧力を低下させ、保圧工程を終了する。
【００３６】
次に、成形金型１０を所定時間の間、冷却した後に、可動型１１を図１の型締め状態から図示左側へ移動させ、成形金型１０の型開きを行って、成形品を成形金型１０内から取り出す。
【００３７】
図４は、このように成形金型１０内から取り出した直後の成形品を示す。図４の成形品のうち、１２ｅ’、１２ｆ’の部分はゲート１２ｅからスプルー１２ｆの通路部に充填された樹脂の成形体である。また、１２ｈ’の部分はオーバーフロー部１２ｈ内の所定割合の容積に充填された樹脂の成形体である。また、１２ｉ’の部分は小連通路１２ｉに充填された樹脂の成形体である。
【００３８】
これらの成形体１２ｅ’、１２ｆ’、１２ｈ’、１２ｉ’は、製品形状としては不要部分であるから、樹脂ブロック体１４から切除される。
【００３９】
ところで、本実施形態によると、成形金型１０内への溶融樹脂の射出に際して、キャビティ１１ｂ、１２ｂの樹脂最終充填部に連通するオーバーフロー部１２ｈを充填不足（ショートショット）の状態にして、オーバーフロー部１２ｈに必ず空間部が残存するようにしているから、キャビティ１１ｂ、１２ｂ内への樹脂充填が完了する状態になっても、成形金型１０の内圧を極めて低い状態に維持できる。
【００４０】
これにより、インサート部品１３が過大な金型内圧によって損傷することを回避できる。また、成形金型１０自体の耐久寿命が過大な金型内圧によって悪影響を受けることも回避できる。
【００４１】
なお、オーバーフロー部１２ｈをキャビティ１１ｂ、１２ｂのうち樹脂最終充填部に連通させているから、キャビティ１１ｂ、１２ｂ内への樹脂充填が完了する前に溶融樹脂がオーバーフロー部１２ｈ側へオーバーフローすることはない。
【００４２】
しかも、オーバーフロー部１２ｈを小連通路１２ｉによりキャビティ１１ｂ、１２ｂのうち樹脂最終充填部に連通しているから、溶融樹脂がオーバーフロー部１２ｈ側へオーバーフローする際に、小連通路１２ｉが溶融樹脂の流れの流通抵抗となる。これにより、キャビティ１１ｂ、１２ｂ内への樹脂充填をより一層確実に行うことができる。
【００４３】
従って、オーバーフロー部１２ｈを成形金型１０に追加しても、樹脂ブロック体１４の成形に支障をきたすことはない。
【００４４】
（他の実施形態）
なお、本発明は上述の一実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上述の一実施形態では、オーバーフロー部１２ｈを固定型１２側に形成しているが、オーバーフロー部１２ｈを可動型１１側に形成してもよい。また、オーバーフロー部１２ｈを可動型１１と固定型１２の両方にわたって形成してもよい。
【００４５】
また、上述の一実施形態では、インサート部品１３を可動型１１側にセットする例について説明したが、インサート部品１３を固定型１２側にセットするようにしてもよい。
【００４６】
また、上述の一実施形態では、インサート部品１３を樹脂ブロック体１４と一体にインサート成形しているが、インサート部品１３を樹脂ブロック体１４と一体にインサート成形しない、樹脂部材のみの射出成形に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による成形金型を示す断面図である。
【図２】図１の可動型の平面図である。
【図３】図１の固定型の平面図である。
【図４】成形金型内から取り出した直後の成形品を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…成形金型、１１…可動型、１２…固定型、１１ｂ、１２ｂ…キャビティ、
１２ｅ…ゲート、１２ｈ…オーバーフロー部、１３…インサート部品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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