(57)【要約】【課題】コンパクトなサイズで樹脂の流れを制御することができる射出成形用金型を提供すること。【解決手段】本発明の射出成形用金型１０は、内部にキャビティ１６を形成する形状を有し、樹脂をキャビティ１６に導入可能なホットランナー１５を備え、ホットランナー１５に接続する溝１８が設けられた固定金型１１と、溝１８に対応する形状を有する入れ子１３と、入れ子１３の位置を移動させるアクチュエータ１４を備え、アクチュエータ１４により、入れ子１３が溝１８を開閉する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にキャビティを形成する形状を有し、樹脂を前記キャビティに導入可能なホットランナーを備え、前記ホットランナーに接続する溝が設けられた金型と、
前記溝に対応する形状を有する入れ子と、
前記入れ子の位置を移動させるアクチュエータを備え、
前記アクチュエータにより、前記入れ子が前記溝を開閉する射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック等の熱可塑性樹脂の加工方法として、射出成形方法がある。射出成形方法は、熱可塑性樹脂を加熱して軟化させ、軟化した熱可塑性樹脂に圧を加えて金型に押込むことにより、金型に熱可塑性樹脂を充填して成形する方法である。
【０００３】
このような射出成形方法では、樹脂を金型に射出し、金型内に樹脂が十分充填された後は、樹脂の射出を止めることになる。
【０００４】
特許文献１には、先端に樹脂を吐出する吐出口を有するノズルと、ノズル内に挿入されて、ノズルの管軸方向に移動自在で前記吐出口を開閉するステムを有し、ステムの先端が段部によって縮径されているバルブゲートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１４１０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のバルブゲートを用いて樹脂の吐出を制御する装置では、バルブゲートを動かすためのスペースが必要になるので金型が大きくなってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態の射出成形用金型は、内部にキャビティを形成する形状を有し、樹脂を前記キャビティに導入可能なホットランナーを備え、前記ホットランナーに接続する溝が設けられた金型と、前記溝に対応する形状を有する入れ子と、前記入れ子の位置を移動させるアクチュエータを備え、前記アクチュエータにより、前記入れ子が前記溝を開閉するようにした。
【０００８】
一実施形態の射出成形用金型によれば、金型の溝に入れ子を出し入れ可能として、樹脂の流路を開閉することにより、コンパクトなサイズで樹脂の流れを制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンパクトなサイズで樹脂の流れを制御することができる射出成形用金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態にかかる射出成形用金型の概略構成を示す垂直断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる射出成形用金型の概略構成を示す水平断面図である。
【図３】本実施の形態にかかる射出成形用金型の概略構成を示す水平断面図である。
【図４】本実施の形態にかかる射出成形装置の概略構成を示す図である。
【図５】本実施の形態にかかる射出成形方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態にかかる射出成形方法において樹脂が射出された状態の概略を示す図である。
【図７】本実施の形態にかかる射出成形方法において可動金型を閉じ始めた状態の概略を示す図である。
【図８】本実施の形態にかかる射出成形方法において注入及び型閉じが完了した状態の概略を示す図である。
【図９】本実施の形態にかかる射出成形方法において型開き及び製品取り出しがなされる状態の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本願において、「下」とは、重力の作用方向であり、「上」とは、その反対側である。また、水平方向とは、水平面に平行する方向であり、すなわち重力が働く方向に直交する方向を意味している。
【００１２】
図１は、本実施の形態にかかる射出成形用金型の概略構成を示す垂直断面図である。図１において、射出成形用金型１０は、固定金型１１と、可動金型１２と、入れ子１３と、アクチュエータ１４とを備える。
【００１３】
図１において、固定金型１１は、可動金型１２と組み合わせることにより、成形品の形状に対応した空洞であるキャビティ１６を形成する金型である。固定金型１１は、内部にホットランナー１５を有する。このホットランナー１５は、第一端を射出ユニットの射出口に接続し、第二端をキャビティ１６の上部に接続する流路である。そして、固定金型１１は、キャビティ１６の上部に対応する面にホットランナー１５のゲート１７（開口）を有している。例えば、ゲート１７は、固定金型１１のキャビティ１６の最上面に設けられる。
【００１４】
そして、固定金型１１は、入れ子１３を嵌合可能な溝１８を有する。この溝１８は、固定金型１１と入れ子１３により、管状の空間を形成することで、ホットランナー１５の一部を構成する。例えば、溝１８の断面は、中空の正方形または長方形の形状であってもよい。また、溝１８の断面は、中空の正方形または長方形と半円を組み合わせたものであってもよい。そして、溝１８は、一方を開放している形状とすることにより、入れ子１３を摺動させることができる。
【００１５】
可動金型１２は、移動可能な金型である。具体的には、可動金型１２を水平方向に移動させることにより、可動金型１２が固定金型１１と組み合わさりキャビティ１６を形成する状態から、可動金型１２が固定金型１１から離間してキャビティ１６が開放された状態に変化することができる。また逆の状態に変化させることもできる。可動金型１２を移動させる動力は、人力、電動等いずれも適用可能である。
【００１６】
入れ子１３は、固定金型１１の溝１８に対応する形状を有する。すなわち、入れ子１３は、固定金型１１の溝１８に嵌合した状態で、ホットランナー１５の空間を閉じる形状を有する。
【００１７】
アクチュエータ１４は、入れ子１３を水平方向に移動させる動力を有する構成である。アクチュエータ１４は、固定金型１１に配置されている。例えば、アクチュエータ１４は、電動シリンダーまたは油圧シリンダーである。アクチュエータ１４を駆動させる力は、電磁力、油圧、人力等いずれでもよい。
【００１８】
以上の構成により、射出成形用金型１０は、熱可塑性樹脂の射出及びゲートの閉止を可能とする。次に固定金型１１と入れ子１３の詳細について説明する。図２は、本実施の形態にかかる射出成形用金型の概略構成を示す水平断面図である。図２は、図１のＩＩでの断面図である。
【００１９】
図２に示すように、固定金型１１はホットランナー１５と等幅の溝を有している。また、入れ子１３は固定金型１１の溝１８に略同じ幅の厚さを有している。
【００２０】
なお、入れ子１３は、固定金型１１の溝１８に挿入した状態で、隙間（クリアランス）を有することが望ましい。具体的には、入れ子１３が固定金型１１の溝１８に嵌合した状態で固定金型１１の溝１８内で摺動可能且つ熱可塑性樹脂が漏れない程度に、入れ子１３の幅が固定金型１１の溝より小さいことが望ましい。
【００２１】
また、例えば、溝１８の断面が中空の正方形または長方形の形状である場合、入れ子１３も溝１８の断面に対応する正方形または長方形の形状を有する。同様に溝１８の断面が中空の正方形または長方形と半円を組み合わせた形状である場合、入れ子１３も溝１８の断面に対応する中空の正方形または長方形と半円を組み合わせた形状を有する。
【００２２】
図２の状態から、アクチュエータ１４により入れ子１３が固定金型１１に近づき、溝１８を完全に塞ぐ。この結果、ホットランナー１５のゲート１７は閉じられた状態になる。ゲート１７が閉じられた状態を図３に示す。図３は、本実施の形態にかかる射出成形用金型の概略構成を示す水平断面図である。図３は、図１のＩＩでの断面図である。
【００２３】
図３に示すように、入れ子１３は溝１８に嵌合しており、ホットランナー１５の空間が塞がれている。この結果、ゲート１７は閉じられ、キャビティ１６への熱可塑性樹脂の供給は、止められる。
【００２４】
以上の動作により、射出成形用金型１０はキャビティ１６への熱可塑性樹脂の供給及び停止を制御することができる。次に射出成形用金型１０を用いた射出成形装置について説明する。
【００２５】
図４は、本実施の形態にかかる射出成形装置の概略構成を示す図である。図４において、射出成形装置２０は、射出成形用金型１０と、ホッパー２１と、射出ユニット２２とを備える。図４において、図１と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。
【００２６】
ホッパー２１は、投入される樹脂のペレットを受け入れて射出ユニット２２に導く投入口である。
【００２７】
射出ユニット２２は、樹脂を加熱するヒータと、樹脂を押し出す機構（例えばシリンダー及びスクリュー）を備える（不図示）。そして、射出ユニット２２は、加熱により軟化した樹脂を押し出して、固定金型１１内のホットランナー１５に送出する。
【００２８】
図４の射出成形装置２０は、可動金型１２が水平方向に移動し、キャビティ１６の上部に対応する面にあるゲート１７から下方向に樹脂を射出する形態で用いられる。
【００２９】
以上の構成により、射出成形が行われる。次に本実施の形態の射出成形方法の手順について説明する。図５は、本実施の形態にかかる射出成形方法の手順を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、ステップＳ３１において、固定金型１１と可動金型１２が、閉じた空間を形成できる程度に離間され、入れ子１３と固定金型１１が図２の位置関係となり、軟化した樹脂がゲート１７からキャビティ１６内に射出される。そして所定量の樹脂が射出された後にステップＳ３２に進む。図６は、本実施の形態にかかる射出成形方法において樹脂が射出された状態の概略を示す図である。図６に示すように、入れ子１３と固定金型１１とが離間して形成されたホットランナー１５を通して、樹脂がキャビティ１６内に射出される。樹脂はキャビティ１６の上部に面するゲート１７から下方向に射出されるので、キャビティ１６の側面の固定金型１１と可動金型１２に触れることなく、キャビティ１６の下部に面する固定金型１１に到達する。
【００３１】
次にステップＳ３２において、樹脂がゲート１７からキャビティ１６内に射出されると共に、可動金型１２が、固定金型１１に近づくように移動する。この結果、固定金型１１と可動金型１２が形成するキャビティ１６は狭くなり、成形品の形状に対応するキャビティ１６となる。そして、キャビティ１６内の樹脂も可動金型１２により押されて、成形品の形状に成型される。図７は、本実施の形態にかかる射出成形方法において可動金型を閉じ始めた状態の概略を示す図である。そして、ステップＳ３３に進む。
【００３２】
ステップＳ３３において、固定金型１１と可動金型１２が完全に閉じた状態で、固定金型１１と可動金型１２を冷却することにより、キャビティ１６内の樹脂が成形品の形状で冷却される。図８は、本実施の形態にかかる射出成形方法において注入及び型閉じが完了した状態の概略を示す図である。図８に示すように、キャビティ１６以外の部分で、固定金型１１と可動金型１２が接することにより、成形品の形状のキャビティ１６に樹脂が充填された状態となる。この状態で、樹脂が冷却されることにより、樹脂は固化する。冷却後、ステップＳ３４に進む。
【００３３】
ステップＳ３４において、入れ子１３と固定金型１１が図３の位置関係となり、入れ子１３と固定金型１１が接して溝１８の空間を閉じることにより、ゲート１７が閉じられる。そして、可動金型１２が固定金型１１から離間するように移動させる。そして、可動金型１２（または固定金型１１）から成形品２３の形状で固化した樹脂を取り外す。図９は、本実施の形態にかかる射出成形方法において金型開き及び製品取り出しがなされる状態の概略を示す図である。図９に示すように、可動金型１２が固定金型１１から離間した状態で、可動金型１２に当該樹脂が付着している。この樹脂を可動金型１２から取り外すことにより、成形品２３が得られる。
【００３４】
このように、本実施の形態の射出成形用金型によれば、金型の溝に入れ子を出し入れ可能として、樹脂の流路を開閉することにより、コンパクトなサイズで樹脂の流れを制御することができる。
【００３５】
すなわち、バルブゲートでは、ホットランナーの管軸方向にゲートを移動させる必要があるのに対し、本実施の形態の射出成形用金型では、入れ子をホットランナーの幅方向に移動させるので、コンパクトなサイズの金型で樹脂の流れを制御することができる。
【００３６】
また、本実施の形態の射出成形用金型では、水平方向に開く金型を用い、少なくとも一方の金型の上部にゲートを有し、少なくとも射出圧及び重力の一方で樹脂を下向きに流すことにより、樹脂が側面の金型に触れずに下部の金型に到達するようにしているが、本実施の形態の射出成形用金型では、水入れ子が金型の溝に嵌合して閉じることにより、ホットランナーに残った樹脂がキャビティ内に漏れることを防ぐことができる。
【００３７】
例えば、キャビティ１６内に樹脂を流している間、固定金型１１と可動金型１２により形成されるキャビティ１６の水平方向での厚さは、流動中の樹脂の水平方向での厚さよりも大きなものとするのが望ましい。キャビティ１６が一定の厚みではない場合、流動中の樹脂の厚さの最大値がキャビティ１６の厚さの最小値より大きくすることにより、流動の途中で樹脂が金型に触れずに下部の金型に到達することができる。
【００３８】
また、キャビティ１６の形状が凹凸等を有する複雑な形状である場合、キャビティ１６を上から下に見て、樹脂の流れる領域が金型の側面に重ならない位置にゲート１７を配置することにより、流動の途中で樹脂が金型に触れずに下部の金型に到達することができる。
【００３９】
一般に空気の熱伝導率及び熱容量は、金属の熱伝導率及び熱容量よりも小さい。したがって、金型に触れず、キャビティ１６内の空気に触れながら流れる樹脂は、温度が低下しにくい。
【００４０】
また、キャビティ１６の上から下に樹脂を流すので、重力により樹脂を流すことができる。したがって、成形品が上下方向に大きい場合でも、低い圧力で樹脂をゲートから射出して、下部の金型に到達させることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、入れ子及び溝は複数設けられてもよい。また、可動金型に入れ子及び溝が設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０  射出成形用金型
１１  固定金型
１２  可動金型
１３  入れ子
１４  アクチュエータ
１５  ホットランナー
１６  キャビティ
１７  ゲート
１８  溝
２０  射出成形装置
２１  ホッパー
２２  射出ユニット
２３  成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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