(57)【要約】    【課題】  スプル孔を大きくするに従って、多くの樹脂をキャビティー内に素早く流入させることができるものの、成形品、特に太く形成されたスプルを冷却・硬化させるには時間が長くなってしまい、その結果、生産性を悪いものとなしてしまっていた。そこで、冷却固化が十分なされた状態で前記ランナーロックピンによってスプルをスプル孔から離脱させようとすることがある、しかし、前記の密着抵抗と相まってスプルが柔らかい為、ランナーと破断・分離してしまい、その結果、スプルがスプル孔に残留してしまうばかりでなく、ランナーとも分離してしまう危険性があった。    【解決手段】  成形品を成形する金型成形品部内に樹脂を流入するためのスプル孔とランナー溝が連続して形成された金型装置であって、前記スプル孔の中間部に大径溝部を形成すると共に、それらスプル孔と大径溝部との連結部に縦溝を形成した金型装置。    【選択図】  図２
2008030418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品を成形する金型成形品部内に樹脂を流入するためのスプル孔とランナー溝が連続して形成された金型装置であって、前記スプル孔の中間部に大径溝部を形成すると共に、それらスプル孔と大径溝部との連結部に縦溝を形成したことを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記縦溝をスプル孔とランナー溝との連結部以外の部分に形成したことを特徴とする請求項１記載の金型装置。
【請求項３】
前記縦溝の幅をスプル孔、並びに、ランナー溝の幅よりも小さく形成したことを特徴とする請求項１、或いは、請求項２に記載の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品を成形する金型成形品部内に樹脂を流入するためのスプル孔とランナー溝が連続して形成された金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に金型装置には、成形機の射出ユニットのノズルから充填される熱可塑性樹脂を、金型内に配置され成形品を成形するキャビティー内に誘導する為の流路が形成される。その流路は、スプル孔とそのスプル孔と連続形成されたランナー溝、並びに、そのランナー溝から成形品が形成されているキャビティーに連続するゲート孔と、前記スプル孔の直下に形成された湯溜まり孔とから構成されている。そして、前記キャビティーに流入した熱可塑性樹脂に充填圧力を架け、次いで、その熱可塑性樹脂を冷却させることによって成形品を得ている。
その後、金型を拡開させると、成形品やスプル、ランナー、並びに、ゲートが金型内から抜け出て落下するが、取り出し機などで金型から強制的に排出されるものもある。具体的に説明すると、前記の充填圧力でスプル孔やランナー溝の内面にスプルやランナーが密着しているが、この密着された状態にあるスプルやランナーはランナーロックピンによって剥離・離脱させられる。実施的には、ランナーが連結形成されたスプルの下端がランナーロックピンに係合している。ここで、そのランナーロックピンとスプル下端との係合力は、スプル孔とランナー溝との密着力よりも大きな力で係合されていなければならない。その強固な係合は、ランナーロックピンとスプルとの連結形状によって得ているが、スプルやランナーなどが冷却・固化する際に生じる収縮量にも関係している。
尚、前記キャビティーにより多くの熱可塑性樹脂を素早く流入・充填させるために、また、流入抵抗極力少なくするために、前記スプル孔は大きく形成すのが好ましい。熱可塑性樹脂の流入時間を短縮することによって、生産性を向上させていると共に、流入抵抗を減少させることによって品質の良い成形品を得ているのである。
【特許文献１】特開平８−１１２８４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記スプル孔は、成形品を形成するための樹脂の流路であり、充填圧力を最も受ける場所に位置しており、また、スプル孔は前述したように大きく形成されている。
しかし、スプル孔を大きくするに従って、多くの樹脂をキャビティー内に素早く流入させることができるものの、成形品、特に太く形成されたスプルを冷却・硬化させるには時間が長くなってしまい、その結果、生産性を悪いものとなしてしまっていた。
そこで、冷却固化が十分なされた状態で前記ランナーロックピンによってスプルをスプル孔から離脱させようとすることがある、しかし、前記の密着抵抗と相まってスプルが柔らかい為、ランナーと破断・分離してしまい、その結果、スプルがスプル孔に残留してしまうばかりでなく、ランナーとも分離してしまう危険性があった。
尚、前記熱可塑性樹脂が溶融された状態においては、微量な空気を含んでおり、その微細な空気を含んだ樹脂がキャビティーに充填されてしまっている。しかし、キャビティー内に充填される際、その充填圧によって殆どの空気がキャビティー外に排出されるが、特に、スプルのような太い成形品にあっては、排出されず一部の空気が残留してしまっていた。その残留した空気がスプルの中心部に空洞部を形成してしまうのである。そして、その空洞部によって、前記スプルの破断・分離が顕著となってしまう危険性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、形品を成形する金型成形品部内に樹脂を流入するためのスプル孔とランナー溝が連続して形成された金型装置であって、前記スプル孔の中間部に大径溝部を形成すると共に、それらスプル孔と大径溝部との連結部に縦溝を形成したことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、形品を成形する金型成形品部内に樹脂を流入するためのスプル孔とランナー溝が連続して形成された金型装置であって、前記スプル孔の中間部に大径溝部を形成すると共に、それらスプル孔と大径溝部との連結部に縦溝を形成したので、生産性を向上させると共に、スプルの破断を極力防止した金型装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本実施例は筆記具の部品である成形品（キャップ）１を成形するための金型装置である。射出成形機に取り付けて成形する金型装置であり、この金型装置は、金型内にキャップ１を成形するための空間部が形成された金型成形品部（従来技術のキャビティーに相当）２を有している。概略説明すると、射出成形機の射出ユニット部で熱可塑性樹脂３であるポリエチレンテレフタレートが可塑化され、その可塑化された樹脂が前記金型成形品部２に流入・充填される。その後、射出成形機が型開することで前記金型成形品部２も拡開し、金型成形品部２内で成型されたキャップ１が排出される。
【０００７】
射出成形機の型締めユニット部は固定側ダイプレート５と可動側ダイプレート６からなり、前記金型成形品部２を有する金型は、この型締めユニット部に取り付けられる。また、前記型締めユニットは、可動側ダイプレート５側に取り付けられた固定側金型郡部７と可動側ダイプレート６に取り付けられた可動側金型郡部８に分割される。前記可動側ダイプレート６は、タイバー（図示せず）をガイドとして型締め型開きの往復動作を自在にしている。これによって、可動側ダイプレート６に取り付けられた可動側金型郡部８も、可動側ダイプレート６の動作に伴って、前記金型の型締めと型開きの往復動作を可能なものとしている。尚、その際、金型９は、金型内に配置されたガイドピン１０、１１をガイドにして前記の型締めと型開きの往復動作をなしている。
他方の固定側金型郡部７は、射出成形機の可動側ダイプレート６に取り付けるための固定側取り付け板１２を有し、その前記固定側取り付け板１２には、前記射出成形機の射出ユニットのノズルと合致する位置にスプルブッシュ１３が嵌入されている。そのスプルブッシュ１３には、前記射出ユニットのノズルから可塑化樹脂の充填流入口となるスプル孔１４が形成されている。また、そのスプル孔１４は、成形後の離間を良好にするため、ノズル側からランナー溝１５側に向けて拡開する抜き勾配が形成されている。即ち、ランナー溝１５側に向けて拡開する円錐状に形成されているのである。
また、前記スプルブッシュ１３のランナー溝１５側の端面近傍の外周面には、ランナー１６及びゲート１７を、ランナーストリッパ板１８に一時的に係止するアンダーカット溝１９が形成されている。
【０００８】
本実施例では、ランナー溝１５と連通するスプル孔１４との連結部分には、大径溝部２０が形成されている。そして、その大径溝部２０とスプル孔１４の連結部には、縦溝２１がスプル孔１４の側面に沿って、且つ、前記ノズルの方向に向けて形成されているが、その形成位置は前記ランナー溝１５からは離れた位置に形成されている。その縦溝２１は、成形後において前記スプル孔１４からの離脱を良好となすために、ランナー溝１５の方向に向けて拡開する抜き勾配２２が形状されている。具体的に説明すると、縦溝２１の抜き勾配２２は、１度＜抜き勾配２２＜１０度の範囲となしている。また、縦溝２１の幅２３は、０．５ｍｍ＜幅２３＜３．０ｍｍとなしており、縦溝２１の表面積がその縦溝２１の基部２４における断面積の３倍になるよう設定されている。
尚、本実施例では、縦溝２１を１箇所に形成しているが、これに限定されることなく、例えば図６、７に示すように６箇所に形成しても良い。
前記固定側取り付け板１２の可動側面１２ａには、ランナーストリッパ板１８が当接した状態で設置されている。そのランナーストリッパ板１８の可動側面１８ａには、固定側型板２５が当接した状態で設置されている。そして、その固定側型板２５のランナーストリッパ板１８と当接する面には、前記スプル孔１４と合致する位置に、コールドスラグを溜める為の湯溜まり溝２６が形成されている。尚、この湯溜まり溝２６と前記大径溝部２０とは連結された状態にある。即ち、大径溝部２０は、スプル孔１４と湯溜まり溝部２６との間に、且つ、何れにも連結された状態で形成されている。
その湯溜まり溝２６が形成されている側の面には、湯溜まり溝２６と連通したランナー溝１５が形成されている。そのランナー溝１５と金型成形品部２の間にゲート孔２７が形成されている。その金型成形品部２の内面は、固定側型板２５の可動側面２５ａから固定側面２５ｂの方向にキャップ１の外形が形成されている。前記ゲート孔２７は、固定側型板２５の固定側面２５ｂに形成されたランナー溝１５と固定側型板２５の可動側面２５ａに形成された前記金型成形品部２とを連通させる円錐状の貫通孔となっている。
【０００９】
射出ユニットのノズルから射出充填された可塑化樹脂３は、前記ノズル孔から流入し前記湯溜まり溝２６と前記ランナー溝１５と前記ゲート孔２７を経て金型成形品部２に流入する。つまり、前記ノズル孔と湯溜まり溝２６とランナー溝１５とゲート孔２７、並びに、金型成形部２は連通した空間を形成している。
前記固定側取り付け板１２には、型開き、型閉めを自在に作動させる為のガイドピン１１が圧嵌されおり、前記ランナーストリッパ板１８と固定側型板２５は、ガイドピン１１をガイドとして摺動する。また、固定側取り付け板１２には、ランナーストリッパ板１８との型開量を制限するための制限ボルト２８が取り付けられている。また、ランナーストリッパ板１８には、固定側型板２５の型開量を制限するための制限ボルト２９が取り付けられている。
【００１０】
一方可動側金型郡部８は、前記射出成形機の可動側ダイプレート６に取り付けるための可動側取り付け板３０と、この可動側取り付け板３０の固定側面３０ａに当接する成形品ストリッパー板３１とで構成されている。前記可動側取り付け板３０には、コアピン３２が嵌入されており、そのコアピン３２は中空をなしているが、その中空部は後端部から長手方向の前方に向けて形成された有底の中空部となっている。その中空部は、金型成形品部２に充填された熱可塑性樹脂３を冷却するための冷却孔３３である。尚、前記コアピン３２は、コアピン止め板３４で押えられている。その止め板３４は、可動側取り付け板３０の可動側面３０ｂに係着しており、コアピン３２に冷却水を流入させるための冷却孔３５が形成されている。そのコアピン３２の先端部には、金型成形品部２であるキャップ１の内径形状３６が形成されている。
前記成形品ストリッパー板３１には、コアピン３２と合致した位置にストリッパブッシュ３７が挿嵌されており、そのストリッパブッシュ３７の内径部３７ａが前記コアピン３２の外径部３２ａに外嵌している。また、前記可動側取り付け板３０には、型開き、型閉めを自在に作動させる為の可動側ガイドピン１０が圧嵌されおり、前記固定側型板２５は可動側ガイドピン１０にガイドされた状態で摺動する。さらに、可動側取り付け板３０には、成形品ストリッパー板３１との型開量を制限する為の制限ボルト３８が係合している。
前記射出成形機の可動側ダイプレート６が閉まることで、固定側型板２５と成形品ストリッパー板３１が互いに当接する。また、前記射出成形機により高圧型締めされることで、固定側金型郡部７と可動側金型郡部８とが完全に高圧の状態で密着される。これによって、強固な可塑化樹脂の充填圧に耐えられる流入空間が形成される。つまり、その流入空間は、射出ユニットから射出した可塑化樹脂が高圧充填をされても耐えうる構造になっているのである。
ここで、金型９が拡開する際には、前記固定側金型郡部７と可動側金型郡部８が互いに引っ張り合う構成をなしている。そのため、前記固定側金型郡部７の固定側型板２５と可動側金型郡部８の成形品ストリッパー板３１には、金型引張りリング３９が装着されており、この金型引張りリング３９によって、固定側金型郡部７と可動側金型郡部８が互いに引っ張り合うように構成されている。
【００１１】
次に、作動について説明する。本金型９は、前記固定側金型郡部７と可動側金型郡部８とから構成されており、前記成形機の型締めユニット部で型締されている。ここで、その成形機の型締めユニット部で型締された金型９に、射出ユニット部で可塑化された熱可塑化樹脂３をノズルから前記金型成形品部２に向けて射出充填する。尚、本実施例においては、成形品であるキャップ１を成形する熱可塑性樹脂３をポリエチレンテレフタレートとしてあるが、ポリプロピレンやポリエチレン、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリロニトリル  ブタジエン  スチレン樹脂、ポリスチレン等としても良い。
前記熱可塑化樹脂３は、前記射出ユニット部で可塑化され前記ノズルから、スプル孔１４と、そのスプル孔１４を形成しているスプルブッシュ１３のランナー側端面部近傍の外周にランナーロック用に形成したアンダーカット溝１９と、大径溝部２０、縦溝２１、湯溜まり孔２６と、ランナー溝１５と、ゲート孔２７を経て金型成形品部２に流入・充填される。その後、金型成形品部２に充填された熱可塑化樹脂３に充填圧力を架け、これによって、熱可塑性樹脂３が金型成形品部２に正確に転写される。尚、前記スプル孔１４の内径、並びに、ランナー溝１５の内径は、充填圧力を損失のないような大きさに設定することが好ましい。
【００１２】
次いで、熱可塑化樹脂は、金型９内で冷却固化された後、前記成形機の金型開閉ユニットにより金型が拡開し、成形品１となった熱可塑化樹脂が金型９の外部に排出される。前記熱可塑性樹脂３の冷却過程で、冷却固化された成形品１、並びにランナー１６は、収縮しその体積を若干減少させる。この収縮は肉厚の有るスプル４０が著しく、また、金型９（スプル孔１４）に接触している表面部の固化が早く、次いで、最も金型９の熱が伝わり難い中心部が固化する。その結果、固化が最も遅い中心部が最後に収縮するため、スプル４０の中心部に空洞が発生する。この現象は、前記従来技術と同様であるが、本発明においてはスプル孔１４に側部に縦溝２１を設けているため、前記の空洞部はその縦溝２１によって成形された縦リブ４１の中心部に向かっても連続して形成されるようになる。即ち、空洞部の体積が縦溝２１の方向にも分散した状態で形成されるのである。この空洞部が分散されることによって、スプル４０と大径部４２との連結力が強化され、また、スプル４０と大径部４２が縦リブ４１によって補強されるため、これによってもスプルと大径部４２との連結力が強化される。
尚、前記成形機の金型開閉ユニットにより金型を拡開する際、前記固定側金型郡部７と可動側金型郡部８は、金型引張りリング３９によりで連結されているため、すべて連動して可動側方向に移動する。ここで、固定側金型郡部７には、スプル４０やその外周にランナーロック用アンダーカット４３、湯溜まり４４、ランナー１６、並びに、ゲート２７が一体的に成型され固着している。また、前記可動側金型郡部８には、成形品１が固着されている。この状態から金型を拡開させると、その拡開動作により、前記ゲート２７と成形品１が切断される。
【００１３】
しかし、ゲート２７と成形品１が切断・分離されるものの、スプル４０と湯溜まり４４、ランナー１６、並びに、ゲート２７は、前記固定側型板２５の固定側面２５ｂに形成された、スプル孔１４や湯溜まり孔２６、ランナー溝１５、並びに、ゲート孔２７に密着している。前記射出の充填圧力によるものである。そこで、スプル４０と湯溜まり４４、ランナー１６、並びに、ゲート２７を、ランナーロック用に形成したアンダーカット溝１９で形成されたアンダーカット４３との係合により、ランナーストリッパ板１８側に離間させる。このとき、スプル４０とランナーロック用アンダーカット４３は、前記スプル孔１４とランナーロック用アンダーカット溝１９とランナーストリッパ板１８の可動側面１８ａに強固に密着している。
次いで、金型を更に拡開させることで、前記ランナーストリッパ板１８は、固定側型板２５と連結した固定側制限ボルト２９により可動側へと引っ張られ移動する。その結果、前記スプル４０とランナーロック用アンダーカット４３は、前記スプル孔１４とランナーロック用アンダーカット溝１９から離間する。その離間により、スプル４０とランナーロック用アンダーカット４３、湯溜まり４４、ランナー１６、並びに、ゲート２７は、金型９から自動落下するが、取り出し機４５によって金型９の外部に排出しても良い。
一方、前記可動側金型郡部８は、コアピン３２の外周面３６に成形品部１を固着した状態で可動側へと移動する。そのとき、可動側金型郡部８は、前記固定側型板２５の可動側面２５ａに当接していた状態から可動側へと移動する。その後、前記金型引張りリング３９により金型９の拡開が制限され、その金型引張りリング３９が係合している成形品ストリッパー板３１が連動し拡開する。その結果、成形品ストリッパー板３１に嵌入している成形品ストリッパブッシュ３７も拡開し、前記コアピン３２の外周面３６に固着した状態で成形品１が離型する。この離型動作によって、成形品１は、自動落下するが、取り出し機によって金型９の外部に排出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案を実施した金型と成形機のダイプレートを示す側面図。
【図２】図１の要部拡大側図面。
【図３】図１要部とスプル孔と縦溝部の拡大側面図。
【図４】図３Ａ−Ａ断面拡大図。
【図５】スプルとランナー及び縦リブの模式図。
【図６】縦リブを６箇所に形成した実施例図。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面拡大図面。
【図８】金型開き動作中の側面図。
【図９】型開開き動作中の側面図。
【図１０】図９の要部拡大側面図。
【図１１】金型開き動作中の側面図。
【図１２】金型開き完了時の側面図。
【符号の説明】
【００１５】
１      成形品（キャップ）
２      金型成形品部
３      熱可塑性樹脂
５      固定側ダイプレート
６      可動側ダイプレート
７      固定側金型郡部
８      可動側金型郡部
９      金型
１０    ガイドピン
１１    ガイドピン
１２    固定側取り付け板
１２ａ  可動側面
１３    スプルブッシュ
１４    スプル孔
１５    ランナー溝
１６    ランナー
１７    ゲート
１８    ランナーストリッパ板
１８ａ  可動側面
１９    アンダーカット溝
２０    大径溝部
２１    縦溝
２２    勾配
２３    幅
２４    基部
２５    固定側型板
２５ａ  可動側面
２５ｂ  固定側面
２６    湯溜まり溝
２７    ゲート孔
２８    制限ボルト
２９    制限ボルト
３０    可動側取り付け板
３０ａ  固定側面
３０ｂ  可動側面
３１    成形品ストリッパー板
３２    コアピン
３２ａ  外径部
３３    冷却孔
３４    コアピン止め板
３５    冷却孔
３６    内径形状
３７    ストリッパブッシュ
３７ａ  内径部
３８    制限ボルト
３９    金型引張りリング
４０    スプル
４１    縦リブ
４２    大径部
４３    湯溜まり
４５    取り出し機
【図１】
2008030418.tif 000003
【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】
2008030418.tif 000011
【図１０】
2008030418.tif 000012
【図１１】
2008030418.tif 000013
【図１２】
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