(57)【要約】【課題】細長い柱状成形品であっても連続成形中に固定側金型へ成形品が、付着して持っていかれることのない生産効率の高い射出成形用金型及びその射出成形品の製造方法を提供することである。【解決手段】固定側金型と可動側金型との間に形成したキャビティ内に、ホットランナーバルブゲート方式により成形材料を充填する射出成形用金型において、  ホットランナー内の成形材料をキャビティ内に充填するためにバルブピンを後退させる動作と充填が完了した後にキャビティを封止するためにバルブピンを前進させる動作を行う１次駆動部と、  該バルブピンが成形完了後に成形品を突き出す前進動作と突き出し後に戻る後退動作を行う２次駆動部と、  該２次駆動部の該前進動作及び該後退動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする射出成形用金型及びその射出成形品の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型と可動側金型との間に形成したキャビティ内に、ホットランナーバルブゲート方式により成形材料を充填する射出成形用金型において、
ホットランナー内の成形材料をキャビティ内に充填するためにバルブピンを後退させる動作と充填が完了した後にキャビティを封止するためにバルブピンを前進させる動作を行う１次駆動部と、
該バルブピンが成形完了後に成形品を突き出す前進動作と突き出し後に戻す後退動作を行う２次駆動部と、
該２次駆動部の該前進動作及び該後退動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記１次駆動部と前記２次駆動部とが、前記バルブピンと同一駆動軸上に配置されている請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記キャビティはその長手方向が、前記１次駆動部と前記２次駆動部と同一駆動軸上に配置されている請求項１又は２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
固定側金型と可動側金型との間に形成したキャビティ内に、ホットランナーバルブゲート方式により成形材料を充填させる射出成形品の製造方法において、
ホットランナー内の成形材料をキャビティ内に充填するために１次駆動部がバルブピンを後退させる工程と、
該１次駆動部が、該キャビティを封止するためにバルブピンを前進させる工程と、
制御手段により２次駆動部が、前記バルブピンを形成完了後に成形品を突き出す前進工程と、
該２次駆動部が、突き出された前記バルブピンを戻す後退工程と、
を有することを特徴とする射出成形品の製造方法。
【請求項５】
前記射出成形品が電子写真装置用のローラ部材である請求項４に記載の射出成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットランナーシステムを有する射出成形用金型及びその射出成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホットランナーシステムを有する射出成形用金型を用いて、
成形品長さ＝Ｌ、成形品底面の内接円の直径＝Ｄ
としたときに
６０≧Ｌ／Ｄ≧６
で定義される比較的細長い柱状成形品を製作する場合、ゲート側の高い内圧とホットランナーのヒーターからの蓄熱により、成形後に金型を開いたときに固定側金型に成形品が付着して、とられるために、成形を中断する問題が発生する。
【０００３】
一般的に固定側に成形品が付着してとられる場合は、移動側金型のキャビティに勾配を付けたり、表面を粗面化する等して、アンダーカットを設ける方法がある。しかしながら、成形品に製品機能上の理由からアンダーカットを設けられない場合は、冷却時間を長くとり、十分に冷却して収縮させてから、金型を開く必要があり、生産効率が低下する要因となる。
【０００４】
また、一般的に固定側に油圧やばねにより駆動するエジェクタピンを設け、型開時に突出す方法もあるが、細長い柱状成形品の場合、ホットランナーシステムが成形品の上方に位置するため、エジェクタピンを設置するスペースの余裕が殆どない。
【０００５】
そこで、前記課題を解決するために、キャビティ内に溶融樹脂を射出するためにバルブを後退してゲート開口を行う行程と、キャビティの樹脂を冷却するためにバルブを前進してゲートシールを行う行程と、成形品を突き出すために型開きと同時にバルブをゲート前方まで前進させる行程と、ゲートを後退して復帰させる行程とから構成されることを特徴とする射出成形用金型のバルブゲート制御方法が開示されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、前記のバルブゲート制御方法を本発明者が実施したこと細長い柱状成形品を対象とする技術では無いために、前記の６０≧Ｌ／Ｄ≧６の比較的細い柱状の成形品を製作する場合には、型開きと同時にバルブピンを突き出すと、型開速度が遅い場合に成形品がバルブピンにより可動側キャビティ底部に押し付けられ、ゲート部が陥没することがあった。また、硬度の高い成形材料の成形品をバルブピンにより突き出す場合は、突出速度が速過ぎると、ゲート部が欠けることがある。
【特許文献１】特許第２６９２３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、細長い柱状成形品であっても連続成形中に固定側金型へ成形品が、付着して持っていかれることのない生産効率の高い射出成形用金型及びその射出成形品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従って、固定側金型と可動側金型との間に形成したキャビティ内に、ホットランナーバルブゲート方式により成形材料を充填する射出成形用金型において、
ホットランナー内の成形材料をキャビティ内に充填するためにバルブピンを後退させる動作と充填が完了した後にキャビティを封止するためにバルブピンを前進させる動作を行う１次駆動部と、
該バルブピンが成形完了後に成形品を突き出す前進動作と突き出し後に戻す後退動作を行う２次駆動部と、
該２次駆動部の該前進動作及び該後退動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする射出成形用金型が提供される。
【０００８】
また、本発明に従って、固定側金型と可動側金型との間に形成したキャビティ内に、ホットランナーバルブゲート方式により成形材料を充填させる射出成形品の製造方法において、
ホットランナー内の成形材料をキャビティ内に充填するために１次駆動部がバルブピンを後退させる工程と、
該１次駆動部が、該キャビティを封止するためにバルブピンを前進させる工程と、
制御手段により２次駆動部が、前記バルブピンを形成完了後に成形品を突き出す前進工程と、
該２次駆動部が、突き出された前記バルブピンを戻す後退工程と、
を有することを特徴とする射出成形品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、細長い柱状成形品であっても連続成形中に固定側金型へ成形品が、付着して持っていかれることのない効率の良い生産を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示されるように、本発明の射出成形用金型では、キャビティ９が固定側型板２と可動側型板３と突き出しピン８により形成される。固定側取り付け板１と固定側型板２に取り付けられたスプルーブッシュ１５、マニホールド１２、ノズル１０、ゲート１６を通して、溶融樹脂がキャビティ９内に注入充填される。ノズル１０とキャビティ９の連通を開閉するために進退可能なバルブピン１１がノズル内に設置されている。そのバルブピン１１は、固定側型板２に取り付けられた１次駆動部１３により前記開閉動作を行い、固定側取り付け板１に取り付けられた２次駆動部１４により、成形品の突き出し動作を行う。また、１次駆動部１３と２次駆動部１４は、制御手段１９からの信号により、駆動手段１８により、駆動する。
【００１２】
前記制御手段にはタイマーと流量調整弁が設置され、２次駆動部１４の突出すタイミングとスピードを任意に設定することができる。前記駆動手段１８は、油圧シリンダー又は空圧シリンダーを用いることができる。
【００１３】
エジェクタピン８は、エジェクタプレート６、７に取り付けられ、成形機の突き出し機構により図中上方に移動して、成形品を突出すようになっている。
【００１４】
図２は、バルブピン１１が１次駆動部１３により後退し、スプルーブッシュ１５、マニホールド１２、ノズル１０、ゲート１６を介して、キャビティ９内に溶融樹脂を充填できる状態を示す。
【００１５】
図３は、溶融樹脂の充填が完了し、バルブピン１１が１次駆動部１３により前進し、ノズル１０とキャビティ９の連通をゲート１６部で閉じている状態を示す。
【００１６】
図４は、成形後に金型が開き、バルブピン１１を２次駆動部１４により前進し、冷却が完了した成形品１７を突出している状態を示す。
【００１７】
次に上記のように構成される射出成形用金型の動作について説明する。
【００１８】
まず、図２に示されるように、成形前は、制御手段１９からの信号で駆動手段１８により１次駆動部１３が、バルブピン１１を図中上方に移動させ、ゲート１６が開き、ノズル１０とキャビティ９は連通する。溶融樹脂は、射出成形機よりスプルーブッシュ１５、マニホールド１２、ノズル１０、ゲート１６を介して、キャビティ９内に充填される。
【００１９】
次に溶融樹脂の充填が完了すると、図３に示されるように、制御手段１９からの信号で駆動手段１８により１次駆動部１３が、バルブピン１１を図中下方に移動させて、ゲート１６が閉じ、ノズル１０とキャビティ９が閉鎖される。
【００２０】
次に、充填された溶融樹脂が冷却され固化した後は図４に示されるように、金型が開き、制御手段１９からの信号で駆動手段１８により、２次駆動部１４がバルブピン１１を図中下方に移動し、成形品１７を突出す。この動作を可能にするために１次駆動部１３と２次駆動部１４とは、バルブピン１１と同一駆動軸上に配置されていることが好ましい。
【００２１】
ここで、バルブピン１１を突出すタイミングは、成形機の型開速度が遅い場合等に、金型が開くと同時ではなく、任意に遅延させることができる。
【００２２】
また、硬度の高い成形材料の成形品をバルブピンにより突出す場合等は、ゲート部が欠けないように、制御手段１９の流量調整弁により突出す速度を任意に変更することができる。
【００２３】
型開後は、図１に示されるエジェクタピン８により射出成形品１７は金型外に突出され、オートハンド乃至は作業者が取り出す。
【００２４】
キャビティ９はその長手方向が、１次駆動部と２次駆動部の駆動部と同一駆動軸上に配置されていることが前記動作を可能にするために好ましい。また、キャビティ９の形状は、キャビティの長さＬ、キャビティ底面の内接円の直径Ｄとしたときに、下記数式
６０≧Ｌ／Ｄ≧６
を満たすような軸方向に長い形状を有する柱状の射出成形品であることが好ましい。Ｌ／Ｄが６０を超えると可動側に長くなり離型抵抗が大きくなることがある。
【００２５】
なお、長い形状を有する柱状の射出成形品の製品の用途として、電子写真装置用のローラ形状を得るためのキャビティを配置することも出来る。
【実施例】
【００２６】
以下、より具体的な事例の説明をする。
【００２７】
（実施例）
図１に示される本発明に係る射出成形用金型を用いて、キャビティの外径Ｄφ１１．５ｍｍ、全長Ｌ３００ｍｍのＬ／Ｄ比２６．１の電子写真装置用のローラを成形した。１次駆動部及び２次駆動部の駆動手段は、空圧シリンダーを使用した。
【００２８】
成形材料は、フィラーとしてフェライト９０質量％、バインダーとしてポリアミド６  １０質量％を主成分とするものを用いた。
【００２９】
主要な成形条件としては、金型温度を１００℃、樹脂温度３００℃、射出時間４秒、保圧５０ＭＰａで、１００サイクルの連続成形を行った。
【００３０】
本発明の射出成形用金型を使用すると、連続成形中に成固定側金型へ成形品が、付着して持っていかれることが無いため、成形サイクルは２０秒であった。
【００３１】
（比較例）
金型が、２次駆動部を持たない以外は、実施例と同様の射出成形用金型、成形材料、を用いて、同仕様のローラを成形した。
【００３２】
この方法によって、実施例と同じ成形条件では、成形品は連続成形中に固定側金型へ付着してとられるため、冷却時間の延長を必要とした。これにより、成形サイクルは３０秒であった。
【００３３】
以上で得られた結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2008238555.tif 000003
【００３５】
表１より明らかなとおり、本発明に係る射出成形用金型を用いれば、細長い柱状成形品であっても連続成形中に成固定側金型へ成形品が、付着して持っていかれることが無いため、冷却時間を短縮し、生産効率の高いローラを生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の射出成形用金型の構造を示す側面図である。
【図２】図１の射出成形用金型において、１次駆動部によりバルブピンが後退し、ゲートが開いた状態を示す断面図である。
【図３】図１の射出成形用金型において、１次駆動部によりバルブピンが前進し、ゲートを閉じた状態を示す断面図である。
【図４】図１の射出成形用金型において、２次駆動部によりバルブピンが前進し、成形品を突出した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  固定側取り付け板
２  固定側型板
３  可動側型板
４  スペーサブロック
５  可動側取り付け板
６  エジェクタプレート
７  エジェクタプレート
８  エジェクタピン
９  キャビティ
１０  ノズル
１１  バルブピン
１２  マニホールド
１３  １次駆動部
１４  ２次駆動部
１５  スプルーブッシュ
１６  ゲート
１７  成形品
１８  駆動手段
１９  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008238555.tif 000006
【図４】
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