(57)【要約】【課題】簡単な構造で、寸開き状態での射出時及びプレス時におけるキャビティからの成形材料の漏れを防止し、かつ三面開き構造の金型の場合にはランナー板と固定型との間からの漏れも防止する。【解決手段】固定型２と、固定型と型締めされる可動型３と、可動型の型面の周囲に配置され型開閉方向に移動可能で固定型のパーティング面及び可動型と型締めされるシールブロック４と、シールブロックを可動型に近接する方向及び可動型から遠ざかる方向へ駆動するシリンダ装置５と、を有する。  シリンダ装置５は射出圧より大きな力でシールブロック４を押圧可能に構成すればよいので、型締め力より大きな力を出力する必要はなく、シリンダ装置の小型化が可能となる。またプレス力を型締め力で発生させる構造であるので、キャビティの投影面積が大きい場合でも適切なプレス力を容易に発生させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と、該固定型と型締めされる可動型と、該固定型と該可動型との間に形成されるキャビティと、該可動型の型面の周囲に配置され型開閉方向に移動可能で該固定型のパーティング面及び該可動型と型締めされるシールブロックと、該シールブロックを該可動型に近接する方向及び該可動型から遠ざかる方向へ駆動するシリンダ装置と、該可動型及び該シールブロックを該固定型と型締めする型締め装置と、からなることを特徴とする射出プレス成形用金型。
【請求項２】
前記固定型の前記可動型と反対側には、前記固定型と型締めされるランナー板をさらにもつ請求項１に記載の射出プレス成形用金型。
【請求項３】
請求項１に記載の射出プレス成形用金型を用い、前記可動型を後退させて前記キャビティを寸開き状態とするとともに前記シリンダ装置によって前記シールブロックを前記固定型のパーティング面に射出圧より大きな力で押圧した状態で前記キャビティに成形材料を射出することで前記シールブロックによって前記キャビティからの成形材料の漏れを規制する射出工程と、
前記型締め装置により前記可動型を前進させ前記可動型及び前記シールブロックを前記固定型と型締めすることで前記成形材料をプレス成形する成形工程と、を行うことを特徴とする射出プレス成形方法。
【請求項４】
請求項２に記載の射出プレス成形用金型を用い、前記可動型を後退させて前記キャビティを寸開き状態とするとともに前記シリンダ装置によって前記シールブロックを前記固定型のパーティング面に射出圧より大きな力で押圧し、かつ前記固定型を前記ランナー板に押圧した状態で前記キャビティに成形材料を射出することで、前記ランナー板と前記固定型との間からの成形材料の漏れを規制するとともに前記シールブロックによって前記キャビティからの成形材料の漏れを規制する射出工程と、
前記型締め装置により前記可動型を前進させ前記可動型及び前記シールブロックを前記固定型と型締めすることで前記成形材料をプレス成形する成形工程と、を行うことを特徴とする射出プレス成形方法。
【請求項５】
前記シリンダ装置は前記可動型に固定され、前記成形工程における前記可動型の前進と同時に前記シールブロックを押圧する力を低下させる請求項３又は請求項４に記載の射出プレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形材料の射出前に型を若干開き、キャビティを拡げた状態で型を停止（固定）して成形材料をキャビティに射出し、次いで型締め（プレス）を行って成形する射出プレス成形法に用いられる金型と、その金型を用いた射出プレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両の軽量化に伴い、燃料タンクにも樹脂化の検討が行われている。燃料タンクは容器状であるので、ブロー成形で製造するのが好ましいのであるが、エバポ回路あるいは流動制御板などを設けるために比較的複雑な形状である場合が多く、ブロー成形では製造困難な場合が多い。そこで射出成形の利用が考えられる。すなわち、燃料タンクの上下で分割された半割形状の一対の部材をそれぞれ成形し、それらを溶着すれば、複雑な形状でも容易に製造することができる。
【０００３】
しかしながら、軽量化を進めるためには肉厚を薄くする必要があり、キャビティの間隔を狭くする必要がある。しかも投影面積が大きな成形品を成形するものであるので、射出成形ではキャビティの全部を成形材料で充填することが困難となり欠肉が生じる場合があった。そこで、例えば特開2004−098886号公報などに見られるように、射出プレス成形の利用が考えられている。
【０００４】
射出プレス成形では、先ずキャビティの間隔を若干拡げた寸開き状態で成形材料を射出し、その後型締めによりプレス成形することで、プレス圧で成形材料をキャビティ全体に充填する。したがってキャビティの間隔が狭くとも、成形材料をキャビティ内に容易に充填することができる。また型面の形状の制約も小さいので、燃料タンクの製造に適している。
【０００５】
ところが射出プレス成形においては、成形材料の射出時あるいはプレス時に、寸開き状態のキャビティから射出圧あるいはプレス圧によって成形材料が漏れる場合がある。この問題を解決するために種々の工夫がなされ、特開平07−032424号公報には、固定型のパーティング面に圧接されるシールブロックを可動型の型面の周囲に配置し、寸開き時にはスプリングの付勢力によってシールブロックを固定型のパーティング面に圧接させることで、射出圧による樹脂漏れを防止する技術が開示されている。しかしこの技術では、寸開き時にシールブロックを固定型のパーティング面に圧接した状態で固定するための係止ロッドが必要となり、部品点数が多いという難点がある。また、係止ロッド解除の動作が必要であり、成形サイクルが長くなる。
【０００６】
また特開平06−106590号公報には、可動型の接離方向に進退可能なＰＬブロックを固定型に設け、寸開き時にはＰＬブロックが可動型のテーパ面に圧接することで成形材料の漏れを防止する技術が開示されている。しかしこの技術では、コイルスプリングの付勢力を利用してＰＬブロックを可動型のテーパ面に圧接するものであるので、射出圧によってＰＬブロックが移動しないようにする必要があり、大きな付勢力を発生するスプリングが必要となる。さらに、型締め時にはそのスプリングの付勢力が抵抗となるため、型締め力をさらに大きくする必要もあり、装置が大型になりやすいという不具合があった。
【０００７】
さらに多点ゲートをもつ三面開き構造の金型の場合には、寸開き時状態での射出時にランナー板と固定型とを圧接した状態で保持する必要があり、上記技術のみでは対応することができない。
【０００８】
そこで図７に示すような金型構造が採用されている。この金型構造は、ランナー板 100と、固定型 200と、可動型 300とからなる三面開き構造であり、ランナー板 100と固定型 200とはクランプ機構 101によって圧接固定可能となっている。したがって固定型 200と可動型 300とが寸開き状態でも、ランナー板 100と固定型 200とは圧接状態を維持できるため、射出圧によって成形材料がランナー板 100と固定型 200との間から漏れることがない。また型開き時には、クランプ機構 101によるクランプを解除することで、ランナー部の離型が可能となる。
【０００９】
また、図８に示すようなコアバック構造も採用されている。この金型構造では、シリンダ装置 400が可動型 300のコア 301のみを下降させて寸開き状態とするため、コア 301の周囲の部位は型締め力によって固定型 200に押圧され、固定型 200はランナー板 100を押圧している。したがって寸開き状態では、ランナー板 100と固定型 200とは圧接状態を維持することができ、射出圧によって成形材料がランナー板 100と固定型 200との間から漏れることがない。またプレス時には、シリンダ装置 400がコア 301を押圧して上昇させることで、成形材料をキャビティ内に充填する。
【００１０】
しかし前者の金型構造では、クランプ機構 101が必要となり、コスト面、成形サイクル面で難点がある。また後者の金型構造では、プレス時にシリンダ装置 400に成形機に必要な型締め力程度のプレス力を発生させる必要があり、シリンダ装置 400が大型となってスペース面及びコスト面での制約が大きい。
【特許文献１】特開平07−032424号
【特許文献２】特開平06−106590号
【特許文献３】特開2004−098886号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、寸開き状態での射出時及びプレス時におけるキャビティからの成形材料の漏れを防止し、かつ三面開き構造の金型の場合にはランナー板と固定型との間からの漏れも防止することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の射出プレス成形用金型の特徴は、固定型と、固定型と型締めされる可動型と、固定型と可動型との間に形成されるキャビティと、可動型の型面の周囲に配置され型開閉方向に移動可能で固定型のパーティング面及び可動型と型締めされるシールブロックと、シールブロックを可動型に近接する方向及び可動型から遠ざかる方向へ駆動するシリンダ装置と、可動型及びシールブロックを固定型と型締めする型締め装置と、からなることにある。
【００１３】
また本発明の射出プレス成形方法の特徴は、本発明の射出プレス成形用金型を用い、可動型を後退させてキャビティを寸開き状態とするとともにシリンダ装置によってシールブロックを固定型のパーティング面に射出圧より大きな力で押圧した状態でキャビティに成形材料を射出することでシールブロックによってキャビティからの成形材料の漏れを規制する射出工程と、可動型を前進させ可動型及びシールブロックを固定型と型締めすることで成形材料をプレス成形する成形工程と、を行うことにある。
【００１４】
なお、固定型の可動型と反対側には、固定型と型締めされるランナー板をさらにもつ、三面開き構造の金型とすることもできる。この金型を用いた場合は、可動型を後退させてキャビティを寸開き状態とするとともにシリンダ装置によってシールブロックを固定型のパーティング面に射出圧より大きな力で押圧し、かつ固定型をランナー板に押圧した状態でキャビティに成形材料を射出することで、ランナー板と固定型との間からの成形材料の漏れを規制するとともにシールブロックによってキャビティからの成形材料の漏れを規制する射出工程と、可動型を前進させ可動型及びシールブロックを固定型と型締めすることで成形材料をプレス成形する成形工程と、を行うことになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の射出プレス成形用金型によれば、シリンダ装置は射出圧より大きな力でシールブロックを押圧可能に構成すればよいので、型締め力より大きな力を出力する必要はなく、シリンダ装置の小型化又は少数化が可能となる。また係止ロッドやクランプ機構なども不要となるので、スペース面及びコスト面で有利となる。さらにプレス力を型締め力で発生させる構造であるので、キャビティの投影面積が大きい場合でも適切なプレス力を容易に発生させることができる。
【００１６】
そして本発明の射出プレス成形方法によれば、バリの発生が防止されるため後処理工程が不要となり、工数を大きく低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の射出プレス成形用金型を用いた射出プレス成形方法では、射出工程において、可動型を後退させてキャビティを寸開き状態とするとともに、シリンダ装置によってシールブロックを固定型のパーティング面に射出圧より大きな力で押圧し、その状態で寸開き状態のキャビティに成形材料が射出される。したがって可動型の型面の周囲は、シールブロックが固定型のパーティング面に圧接されることによってシールされているので、キャビティからの成形材料の漏れが確実に規制されている。
【００１８】
そして成形工程では、可動型を前進させて可動型及びシールブロックと固定型とが型締めされ、寸開き状態のキャビティは正規の寸法となるとともに、型締め力によって成形材料はキャビティの隅々に充填されプレス成形が行われる。
【００１９】
シリンダ装置は、可動型の外部に設けることもできるが、スペース面からは可動型と一体に設けることが好ましい。しかし可動型と一体に設けた場合には、成形工程においてシールブロックを押圧しているシリンダ装置に可動型から逆方向の大きな力が作用し、シリンダ装置が破損する恐れがある。したがって、可動型の前進と同期してシールブロックを押圧する力を低下させることが望ましい。例えば油圧シリンダ装置であれば、押圧とは逆方向に駆動する、油圧の圧力を一時的に低下させる、若しくは一時的に油を抜けばよい。これによりシリンダ装置の破損を防止することができる。なおシリンダ装置の押圧力を低下させるタイミングは、可動型がシールブロックと当接した直後に行うことが望ましい。これによりシールブロックと固定型との圧接状態を維持することができるので、成形工程におけるキャビティからの成形材料の漏れを確実に防止することができる。
【００２０】
三面開き構造の金型の場合には、ランナー板と固定型との間からの成形材料の漏れも規制する必要がある。本発明の射出プレス成形用金型は、その場合にも有用である。すなわち本発明の金型によれば、ランナー板、固定型、シールブロック、可動型がこの順に積層され、しかも可動型の移動方向とシリンダ装置の駆動方向とを平行とすることが容易である。したがって、可動型を後退させてキャビティを寸開き状態とするとともにシリンダ装置によってシールブロックを固定型のパーティング面に射出圧より大きな力で押圧する際に、シリンダ装置の押圧力がシールブロックを及び固定型を介してランナー板に伝わるようにすれば、固定型をランナー板に押圧することが容易に可能となる。これにより射出工程において、キャビティからの成形材料の漏れを防止するとともに、ランナー板と固定型との間から成形材料が漏れるのも確実に防止することができる。
【００２１】
シリンダ装置は、液圧あるいはガス圧で駆動されるものを用いることができる。またスプリングなどバネの付勢力を併用してもよい。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１に、本実施例の射出プレス成形用金型の型締め状態における断面図を示す。この金型は樹脂製燃料タンクの半割形状の成形品を成形するものであり、固定ダイプレート10に圧接されたランナー板１と、ランナー板１と圧接される固定型２と、固定型２と圧接される可動型３と、可動型３の周囲に形成され固定型２のパーティング面と圧接されるリング状のシールブロック４とから主として構成されている。
【００２４】
固定ダイプレート10にはノズルタッチ11が形成され、ランナー板１の固定型２に対向する表面には、ノズルタッチ11に連通するスプルー部12が開口している。スプルー部12が開口するランナー板１の表面と、対向する固定型２との間にはランナキャビティ13が形成されている。固定型２はランナー板１と接離可能に構成され、両者の間にはスプリング14が介在している。このスプリング14は、ランナー板１と固定型２とが圧接された状態で両者を互いに離間する方向への付勢力が蓄えられるように配置されている。また固定型２には、ランナキャビティ13に連通し、反対側表面で開口する複数のゲート20が形成され、ゲート20が開口する表面側に固定型面21とパーティング面22とが形成されている。
【００２５】
可動型３は、背板31を介して可動ダイプレート30に固定されている。可動型３の表面には可動型面32が形成され、固定型面21と可動型面32との間に薄板状のキャビティ23が形成されている。キャビティ23は可動型３の周縁部でほぼ直角に曲折し、全体として容器状の成形品を成形可能となっている。
【００２６】
可動型３の周囲には、コア３と型締め・型開き方向に摺接するリング状のシールブロック４が設けられている。このシールブロック４は固定型２のパーティング面22と圧接可能に形成され、一部表面が固定型２の固定型面21に連続する型面を構成している。そして取付板30には、油圧シリンダ５が内蔵固定され、油圧シリンダ５のピストンロッド50の先端がシールブロック４と係合して、シールブロック４は油圧シリンダ５によって型締め・型開き方向に移動可能となっている。また取付板30とシールブロック４との間にはスプリング40が介在し、シールブロック４を取付板30から離間する方向へ付勢している。
【００２７】
上記のように構成された本実施例の射出プレス成形用金型は、ノズルタッチ11に射出ノズルが当接した状態で、固定ダイプレート10が成形機の射出プランジャ側に固定される。一方、可動ダイプレート30は、成形機の駆動側に固定される。そして図２に示すように、先ず型締め状態から可動型３が僅かに後退した寸開き状態で、油圧シリンダ５が前進駆動され、スプリング40の付勢力とともにシールブロック４を固定型２のパーティング面22に圧接する。
【００２８】
その状態で射出プランジャから溶融樹脂が供給される。溶融樹脂はスプルー部12を通過してランナキャビティ13を充填し、次いで複数のゲート20から寸開き状態のキャビティ23に射出される。このとき油圧シリンダ５及びスプリング40の押圧によって、シールブロック４が固定型２のパーティング面22に圧接され、その力は溶融樹脂の射出圧より大きいので、溶融樹脂がキャビティ23から漏れるのが確実に防止される。また油圧シリンダ５及びスプリング40の押圧力によって、ランナー板１と固定型２も射出圧より大きい力で圧接されているので、溶融樹脂がランナー13から漏れるのも確実に防止されている。
【００２９】
所定量の溶融樹脂を射出後、図示しない成形機の型締め力が可動ダイプレート30に伝わり、図３に示すように、背板31がシールブロック４に当接するまで前進し、可動型３が前進して型締めが行われる。このとき、同時に油圧シリンダ５を引き込み駆動する、あるいは同時に推力を解除することで、型締め力が加わることによる油圧シリンダ５の負荷を軽減するとともに成形品の脱型に備える。またシールブロック４には、油圧シリンダ５の押圧力に代わって取付板31からの型締め力が伝わるので、キャビティ23内の溶融樹脂にはプレス圧が均等かつ確実に作用する。
【００３０】
成形品の冷却終了まで型締めを継続した後、型締め力を解除して型開きが行われる。このとき図４に示すように、スプリング14の付勢力によって、固定型２はランナー板１から離間するので、ゲート60がランナー61と分離され、ランナ61及びスプルー62はランナー板１に残る。また油圧シリンダ５はシールブロック４を取付板31に圧接する方向に駆動され、固定型２と可動型３が分離される。したがって成形品６とともにゲート60が固定型２から離型され、ゲート60が付着した成形品６が可動型３に残るので、それを可動型３から脱型し、ゲート60を切除して成形品６が得られる。
【００３１】
したがって本実施例の射出プレス成形方法で得られた成形品６は、バリが存在しないので、トリミングなどの後加工が不要となる。また油圧シリンダ５は射出圧より大きな力でシールブロック４を押圧可能に構成すればよいので、型締め力より大きな力を出力する必要はなく、小型もしくは少数の油圧シリンダ５を用いることができる。また係止ロッドやクランプ機構なども不要であるので、本実施例の金型はスペース面及びコスト面で有利となる。さらにプレス力を型締め力で発生させる構造であるので、キャビティの投影面積が大きい場合でも適切なプレス力を容易に発生させることができる。
【００３２】
なお、可動型３と背板31は一体化された構造でもよい。
【００３３】
（実施例２）
図５及び図６に示す本実施例の金型は、一点ゲートの二面開き構造のものであり、ランナー板をもたないこと以外は実施例１と同様のものである。
【００３４】
ノズルタッチ11に射出ノズルが当接した状態で、固定ダイプレート10が成形機の射出プランジャ側に固定される。一方、可動ダイプレート30は、成形機の駆動側に固定される。そして図５に示すように、先ず型締め状態から可動型３が僅かに後退した寸開き状態で、油圧シリンダ５が駆動され、スプリング40の付勢力とともにシールブロック４を固定型２のパーティング面22に圧接する。
【００３５】
その状態で射出プランジャから溶融樹脂が供給される。溶融樹脂はゲートから寸開き状態のキャビティ23に射出される。このとき油圧シリンダ５及びスプリング40の押圧によって、シールブロック４が固定型２のパーティング面22に圧接され、その力は溶融樹脂の射出圧より大きいので、溶融樹脂がキャビティ23から漏れるのが確実に防止されている。
【００３６】
所定量の溶融樹脂を射出後、図示しない成形機の型締め力が可動ダイプレート30に伝わり、図６に示すように、取付板31がシールブロック４に当接するまで前進し、可動型３が前進して型締めが行われる。このとき、同時に油圧シリンダ５を引き込み駆動する、あるいは同時に推力を解除することで、型締め力が加わることによる油圧シリンダ５の負荷を軽減するとともに成形品の脱型に備える。またシールブロック４には、油圧シリンダ５の押圧力に代わって取付板31からの型締め力が伝わるので、キャビティ23内の溶融樹脂にはプレス圧が均等かつ確実に作用する。
【００３７】
成形品の冷却終了まで型締めを継続した後、型締め力を解除して型開きが行われる。このとき、油圧シリンダ５はシールブロック４を取付板31に圧接する方向に駆動され、固定型２と可動型３が分離される。したがって成形品とともにスプルーが固定型２から離型され、スプルーが付着した成形品が可動型３に残るので、それを可動型３から脱型し、スプルーを切除して成形品が得られる。
【００３８】
したがって本実施例の射出プレス成形方法で得られた成形品は、バリが存在しないので、トリミングなどの後加工が不要となる。また油圧シリンダ５は射出圧より大きな力でシールブロック４を押圧可能に構成すればよいので、型締め力より大きな力を出力する必要はなく、小型若しくは少数の油圧シリンダ５を用いることができる。また係止ロッドやクランプ機構なども不要であるので、本実施例の金型はスペース面及びコスト面で有利となる。さらにプレス力を型締め力で発生させる構造であるので、キャビティの投影面積が大きい場合でも適切なプレス力を容易に発生させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の射出プレス成形用金型は、自動車の燃料タンクのような投影面積の大きな成形品を製造するのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例の射出プレス成形用金型の型締め状態における断面図である。
【図２】本発明の一実施例の射出プレス成形用金型を、寸開きして射出工程を行っている状態で示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例の射出プレス成形用金型を用い、成形工程を行っている状態で示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例の射出プレス成形用金型を用い、脱型工程を行っている状態で示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例の射出プレス成形用金型を、寸開きして射出工程を行っている状態で示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施例の射出プレス成形用金型を用い、成形工程を行っている状態で示す断面図である。
【図７】従来の射出プレス成形用金型を、射出工程及び成形工程を行っている状態で示す断面図である。
【図８】従来の射出プレス成形用金型を、射出工程及び成形工程を行っている状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：ランナー板          ２：固定型            ３：可動型
４：シールブロック      ５：油圧シリンダ      ６：成形品
13：ランナキャビティ    22：パーティング面    23：キャビティ
31：背板                40：スプリング
【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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【図７】
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【図８】
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