(57)【要約】【課題】キャビティ内に樹脂を十分に充填させ得る射出成形用金型を提供する。特に、筒状成形品の底部をしっかりと形成可能な射出成形用金型を提供する。【解決手段】底部（３５ａ）を有する筒状成形品（３５）を作る射出成形用金型（１）であって、該射出成型用金型（１）は、前記成形品の外周壁を形成するキャビティ（１７）と、前記成形品の内周壁および底部内壁を形成するコアピン（１６）と、前記成形品の底部外壁を形成する底部外壁形成部（１２，３７）とからなり、底部外壁形成部（１２，３７）をコアピン（１６）に当接させた場合に、底部外壁形成部（１２，３７）とコアピン（１６）との間に隙間（１２ａ）が設けられていることを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部を有する筒状成形品を作る射出成形用金型であって、
該射出成型用金型は、
前記成形品の外周壁を形成するキャビティと、
前記成形品の内周壁および底部内壁を形成するコアピンと、
前記成形品の底部外壁を形成する底部外壁形成部とからなり、
底部外壁形成部をコアピンに当接させた場合に、底部外壁形成部とコアピンとの間に隙間が設けられていることを特徴とする射出成型用金型。
【請求項２】
前記隙間は、キャビティの軸中心上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記隙間は、コアピン若しくは底部外壁形成部に凹部を設けることにより形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成型用金型。
【請求項４】
前記凹部に樹脂が流入する樹脂流入部は、樹脂射出時の樹脂流れの上流側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の射出成型用金型。
【請求項５】
前記凹部には、キャビティ内のガスを排出するガスベントを設けており、該ガスベントは樹脂射出時の樹脂流れの下流側に設けられていることを特徴とする請求項４記載の射出成型用金型。
【請求項６】
底部外壁形成部およびコアピンの先端部を、当接時に底部外壁形成部がコアピンをキャビティ内の中心位置に位置決めする形状と成すとともに、
樹脂射出開始時においては外壁形成部とコアピンとを当接させるとともに、成形材料の射出圧力より小さい力で外壁形成部を後退させる弾性部材を設け、
さらに、前記射出圧力により外壁形成部が可動する量を前記底部の肉厚分に制限する制限部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、底部を有する筒状成形品を作る射出成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
成形品を成形する射出成形は、金型内に設けられたキャビティに溶融した樹脂を射出することで行われる。また、キャビティ内への樹脂の流入と同時にキャビティ内の空気を外部へ排出し、キャビティ内に樹脂を充填させる。
キャビティが多数設けられた多数キャビティの場合、流動化された樹脂は、まず抵抗の少ないランナ−部分に充填し始める。その後、次に入りやすいキャビティに流入し始める。流入に従って、最初に樹脂が流入した部分の抵抗が大きくなり、これらの部分より抵抗の少ない更に他のキャビティに樹脂は流入する。つまり、全てのキャビティに樹脂が同時に流入するのではなく、樹脂は抵抗の少ないキャビティを選んで充填される。このように、多数キャビティを有している場合、充填が遅れるキャビティが発生し、最悪の場合流動が停止してしまう場合もある。充填が遅れたり、充填の停止があるキャビティは温度低下と流入速度の低下による粘度増加のために、樹脂を完全に充填できない場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような多数キャビティの場合や、樹脂の溶融温度が十分でない場合、また金型の温度が不適切な場合、さらにキャビティ内の空気が十分に排出されない場合など、溶融樹脂がキャビティ内に十分に充填されないという問題が発生する。
このように樹脂が十分に充填されない場合、所定の形状が得られず、また肉厚も不均一なものとなり他の部品を組み付ける場合に障害となったり、ヒケなどが生じ外観上好ましくない事態が生じる可能性がある。
本発明は、上記の問題を解決すること、即ちキャビティ内に樹脂を十分に充填させ得る射出成形用金型を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、下記の手段を完成するに至った。
【０００５】
第１の課題解決手段は、底部を有する筒状成形品を作る射出成形用金型であり、該射出成型用金型は、前記成形品の外周壁を形成するキャビティと、前記成形品の内周壁および底部内壁を形成するコアピンと、前記成形品の底部外壁を形成する底部外壁形成部とからなる。さらに、底部外壁形成部をコアピンに当接させた場合に、底部外壁形成部とコアピンとの間に隙間が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
ここで、「底部外壁形成部をコアピンに当接させた場合に、底部外壁形成部とコアピンとの間に隙間が設けられている」とは、射出成形時に、底部外壁形成部とコアピンとが当接していることを意味するものではない。
また、底部外壁形成部はキャビティの一部としてを形成することも含む。もちろんキャビティと別部品とすることもできる。
【０００７】
筒状成形品の底部は、コアピンと底部外壁形成部とにより形成される空間に溶融した樹脂が流れ込むことにより、形成される。この空間を適正に確保していない場合、樹脂の流入が困難となり底部の肉厚を十分に確保できない場合も生じる。第１の課題解決手段では、底部外壁形成部をコアピンに当接させた場合に、底部外壁形成部とコアピンとの間に隙間を設けた。底部が形成される場合、コアピンと底部外壁形成部とにより形成される空間に樹脂が流れ込むことになるが、該空間の中でも隙間が形成されている部分が最も広く（肉厚）なる。仮に樹脂が十分流入せず、ガスが存在する場合であっても、この隙間にガスを逃がすことができるため、底部の肉厚や形状を確保可能となる。
【０００８】
第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段に加えて、前記隙間をキャビティの軸中心上に設けたことを特徴とするものである。
キャビティの軸中心上に隙間を設けることで、ガスをキャビティ（底部）の中心に集めることができる。このため、底部の形状を中心対称として確保することが可能となる。
【０００９】
第３の課題解決手段は、第１又は第２の課題解決手段に加えて、前記隙間は、コアピン若しくは底部外壁形成部に凹部を設けることにより形成されることを特徴とするものである。
【００１０】
第４の課題解決手段は、第３の課題解決手段に加えて、前記凹部に樹脂が流入する樹脂流入部は、樹脂射出時の樹脂流れの上流側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
樹脂射出時は、キャビティ内のガスが、キャビティに流入する樹脂により押し出される。前記凹部に樹脂が流入する樹脂流入部を、樹脂射出時の樹脂流れの上流側に設けることで、流入する樹脂よりも先にガスを凹部へ導くことが可能となる。
【００１２】
第５の課題解決手段は、第４の課題解決手段に加えて、前記凹部には、キャビティ内のガスを排出するガスベントを設けており、該ガスベントは樹脂射出時の樹脂流れの下流側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本課題解決手段は、前記第４の課題解決手段と相まって以下の作用を有する。上述のように、樹脂射出時は、キャビティ内のガスが、キャビティに流入する樹脂により押し出される。押し出されたガスは、樹脂流入部から凹部に入り込み、順次凹部のガスベントから外部へ排出されていく。その後、樹脂が流入するようになるため、ショートなどを防止し底部を樹脂により充填をすることが可能となる。また、樹脂が完全に充填されない場合（ショート）であっても、その充填されない箇所は凹部となるため、底部に形状や肉厚を確保することが可能となる。
【００１４】
第６の課題解決手段は、第１乃至第５のいずれかの解決手段に加えて、底部外壁形成部およびコアピンの先端部を、当接時に底部外壁形成部がコアピンをキャビティ内の中心位置に位置決めする形状と成すとともに、樹脂射出開始時においては外壁形成部とコアピンとを当接させるとともに、成形材料の射出圧力より小さい力で外壁形成部を後退させる弾性部材を設け、さらに、前記射出圧力により外壁形成部が可動する量を前記底部の肉厚分に制限する制限部を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
外壁形成部とコアピンとが当接していない状態で、樹脂の射出を開始すると射出圧力により、外壁形成部やコアピンが振れたり、倒れてしまうため肉厚が偏ってしまったりし、所定の形状にすることが困難な場合がある。本解決手段では、樹脂射出開始時においては外壁形成部とコアピンとを当接させておくことで、コアピンなどの倒れなどを防止することが可能となる。また、成形材料の射出圧力より小さい力で外壁形成部を後退させるようにしたことで、筒状成型品の底部を形成することも可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の各実施の形態を説明する。尚、各実施形態において同様の部位には同一符合を付する。
第１図から第５図は本発明の第１の実施形態を示している。図１から図５まで順に説明する。
【００１７】
図１は金型が閉じた状態を示す縦断面図および要部縦断面図である。一方に底部３５ａ（図４参照）を有する細長い筒状成形品３５を作る射出成形用金型１には、射出成形機（図示せず）にクランプボルトなどにより締結固定された固定側取付板２および可動側取付板１０が設けられている。
【００１８】
固定側取付板２の内側には固定側型板３が、可動側取付板１０の内側には第２の可動側型板８がボルト（図示せず）によってそれぞれ締結固定されている。可動側取付板１０と第１の可動側型板４との間にはスペーサーブロック１１が設けられている。
【００１９】
固定側取付板２の外側中央部には、ロケートリング１９がボルト（図示せず）により固定されており、かつ固定側取付板２及び固定側型板３の内部には、スプルー２１を有するスプルーブシュ２０が圧入固定されている。スプルー２１に連通してランナ−３３およびゲート３４が形成されている。エジェクターピン５が第１の可動側型板４を摺動可能に貫通し、第１の可動側型板４に設けられたスプルー２１まで達し、またその根本がエジェクタープレート７に固定されている。第１の可動側型板４には、筒状成形品３５の外周壁を形成するキャビティ１７が形成されている。
【００２０】
筒状成形品３５の内周壁を外周面により、底部内壁を先端部によりそれぞれ形成する固定側コアピン１６が固定側型板３に固定されているとともに、第１の可動側型板４に対して移動可能となっている。筒状成形品３５の底部３５ａの外壁を、先端により形成する先端に底部外壁形成部を形成した可動側コアピン１２は、第１の可動側型板４に形成されたキャビティ１７に移動可能に嵌入している。
この可動側コアピン１２には、キャビティ１７に摺動可能に嵌入した軸部１２ｃと、その一部が拡開して第２の可動側型板８に形成された制限部である制限溝３８に遊嵌したフランジ部１２ｄとが形成されている。
【００２１】
前記制限部である制限溝３８は、可動側コアピン１２の変位量（後退量）、即ち底部３５ａの肉厚分を規定している。固定側コアピン１６の先端部及び可動側コアピン１２の先端部は、該両先端部の係合時に、可動側コアピン１２が固定側コアピン１６をキャビティ１７内の中心位置に位置決めする形状に構成されている。
【００２２】
即ち固定側コアピン１６の先端部は、中心軸に関して対称な円錐形に形成されているとともに、可動側コアピン１２の先端部は、中心軸に関して対称で、前記円錐形に合致する逆円錐形に形成されている。更に、可動側コアピン１２の先端部が固定側コアピン１６の先端部に係合する方向に、可動側コアピン１２のフランジ部１２ｄを付勢する弾性部材であるコイルスプリング９が、第２の可動側型板８内に設けられている。
【００２３】
エジュクタープレート７には、リターンピン５の端部が固定されている。また、このリターンピン５は第１の可動側型板４を摺動可能である。可動側コアピン１２の周囲には、エジェクタースリーブピン１３設けられており、一方の端部はエジェクタープレート７に固定されており、他方の端部は第１の可動側型板４の底面上に達している。
【００２４】
可動側コアピン１２の先端の軸心上には、更に隙間である凹部１２ａが設けられている。詳細には、逆円錐形に形成されたすり鉢状の底に凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａは軸心方向に延設されている。凹部１２ａには開口されている樹脂流入部１２ｂが形成されており、その位置は樹脂が流れてくる上流側（ゲート３４側）にある。樹脂流れの下流側には、ガスベント３９が形成されており、キャビティ１７内のガスがガスベント３９から可動側コアピン１２内を経由して排出される。
【００２５】
図２は、成形材料である樹脂が充填された状態を示す縦断面図である。樹脂はランナー３３、ゲート３４を経由してキャビティ１７内に流入する。流入後、キャビティ１７内を下方に向かって順次移動していく。そして樹脂圧により可動側コアピン１２が押され、可動側コアピン１２は下方（可動側取付板１０方向）へ移動する。移動した結果、固定側コアピン１６と可動側コアピン１２との間に空間が形成され該空間の周囲から樹脂が侵入していく。樹脂は該空間の中央部まで達し、可動側コアピン１２の軸中心に形成された樹脂流入部１２ｂから凹部１２ａに侵入していく。
【００２６】
キャビティ１７内のガスは樹脂侵入開始と同時にガスベント３９から排出され、樹脂がガスベント３９まで達すると、ガスベント３９からの空気の排出は終了し、凹部１２ａ内への樹脂の充填が完了する。一方、樹脂は可動側コアピン１２とキャビティ１７との間に形成された空間にも流入する。図示は省略してあるが、エジェクタースリーブピン１３の端部付近にもガスベントが設けられており、該ガスベントからもガスが排出され、樹脂が充填される。
【００２７】
図３は、金型が開いた状態を示す縦断面図をしめしている。固定側型板３と第１の可動側型板４が接していた面から開くことで、固定側コアピン１６が成形品３５から離れ、成形品３５の内周壁および底部内壁が形成される。
【００２８】
図４は成型品が突き出された状態を示す縦断面図を示している。エジェクタープレート７が上方移動することで、リターンピン６、エジェクターピン５及びエジェクタースリーブピン１３が移動する。これにより、スプルー２１内の樹脂、筒状成形品３５の端部が押され、第１の可動側型板４内から成形品が取り出される。この状態では、ランナー３３内の樹脂なども筒状成形品３５と一緒に形成されているため、その後、筒状成形品３５とランナー部とが分離され、筒状成形品３５が完成する。
【００２９】
図５は、成形材料である樹脂がキャビティ１７の途中まで充填された状態を示す縦断面図である。この図では、樹脂が完全に充填されずにショート部４０が形成された状態を示している。このようなショート部４０が発生する主な原因は、底部３５ａを形成する空間が軸方向（樹脂が流れる方向３６）に対し略直角方向に形成されているため、該空間へ樹脂が流入しにくいことによる。ショート部４０が形成されているものの、このショート部４０は凹部１２ａ内に形成されているため、筒状成形品３５の底部はしっかりとした肉厚を有していることが分かる。
【００３０】
隙間である凹部１２ａを設けたことで、仮に樹脂が十分流入せず、ガスが存在する場合であっても、この凹部１２ａにガスを逃がすことができ、底部の肉厚や形状を確保可能となる。
【００３１】
また、キャビティ１７の軸中心上に凹部１２ａを設けたため、ガスをキャビティ１７の中心に集めることができる。このため、成形品３５の底部３５ａの形状を中心対称として確保することが可能となる。
【００３２】
また、樹脂射出時は、キャビティ１７内のガスが、キャビティ１７に流入する樹脂により押し出される。前記凹部１２ａに樹脂が流入する樹脂流入部１２ｂを、樹脂射出時の樹脂流れ３６の上流側に設けることで、流入する樹脂よりも先にガスを凹部１２ａへ導くことが可能となる。
【００３３】
また、樹脂射出時は、キャビティ１７内のガスが、キャビティ１７に流入する樹脂により押し出される。押し出されたガスは、樹脂流入部１２ｂから凹部１２ａに入り込み、順次凹部１２ａのガスベント３９から外部へ排出されていく。その後、樹脂が流入するようになるため、ショートなどを防止し底部３５ａを樹脂により充填をすることが可能となる。また、樹脂が完全に充填されない場合（ショート）であっても、その充填されない箇所が凹部１２ａとなるため、底部３５ａにしっかりと形状や肉厚を確保することが可能となる。
【００３４】
更に、先端に外壁形成部を形成した可動側コアピン１２の先端と固定側コアピン１６とが当接していない状態で、樹脂の射出を開始すると射出圧力により、先端に外壁形成部を形成した可動側コアピン１２や固定側コアピン１６が振れたり、倒れてしまうため肉厚が偏ってしまったりし、所定の形状にすることが困難な場合がある。樹脂射出開始時においては可動側コアピン１２の先端部と固定側コアピン１６とを当接させておくことで、コアピンなどの倒れなどを防止することが可能となる。また、成形材料の射出圧力より小さい力で先端に外壁形成部を形成した可動側コアピン１２を後退させるようにしたことで、筒状成型品の底部３５ａを形成することも可能となる。
【００３５】
次に第２の実施形態を図６に基づいて説明する。図６は金型が閉じた状態を示す縦断面図である。基本的な態様は図１と同じであるため、異なる部分のみ説明する。
【００３６】
第２実施形態では、弾性部材であるコイルスプリング９などを設けずに、可動側コアピン１２を第２の可動側型板８に固定したものである。このため、樹脂圧により可動側コアピン１２は可動（後退）しない。固定側コアピン１６と可動側コアピン１２との間には、樹脂射出当初から、底部３５ａを形成する空間が形成されている。固定側コアピン１６と可動側コアピン１２が倒れやすいという問題は有しているが、隙間である凹部１２ａ、ガスベント３９、樹脂流入部１２ｂなどがキャビティ１７の軸中心上に設けられており、上述の実施形態１とほぼ同様の作用を有する。
【００３７】
このように、固定側コアピン１６と可動側コアピン１２との間には、樹脂射出当初から、底部３５ａを形成する空間が形成されている。このように射出成形時に、底部外壁形成部とコアピンとが当接していない場合であっても、底部外壁形成部（可動側コアピン１２の先端）を固定側コアピン１６に当接させた場合を想定すると、第２の実施形態においても隙間である凹部１２ａが形成される。請求項１の「底部外壁形成部をコアピンに当接させた場合に、底部外壁形成部とコアピンとの間に隙間が設けられている」とは、このような態様も含むことを意味する。
【００３８】
次に、第３の実施形態を説明する。図７は本発明の第３の実施形態であり、金型が閉じた状態を示す縦断面図である。ゲート３４をスプルー２１から第１の可動側型板内へ貫通する状態で設けている。スプルー２１から下方斜め（キャビティ１７に対し斜め）にゲート３４を設けてある。ゲート３４はキャビティ１７の端部ではなく、中段ほどに形成されている。
【００３９】
また、エジェクタースリーブピン１３を省いてある。エジェクタースリーブピン１３の代わりにエジェクターピン３７を設けてある。エジェクターピン３７は、エジェクタープレート７に固定されており、その先端は第１の可動側型板４に摺動可能に嵌入している。エジェクターピン３７の先端は第１実施形態と同様である。樹脂の充填が完了すると、エジェクタープレート７を上方（キャビティ方向）可動させ、キャビティ１７内に形成された樹脂成形品３５をエジェクターピン３７により押し出す。同時に、スプルー２１内の樹脂を押し出すエジェクターピン５により、スプルー２１内に樹脂も押し出され、スプルー２１に引きずられてゲート３４内の樹脂も第１の可動側型板４外に押し出される。このため、金型を開くと同時に筒状成形品３５とゲート３４との樹脂を分離することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、キャビティ内に樹脂を十分に充填させ得る射出成形用金型を提供することができる。特に、筒状成形品の底部をしっかりと形成可能な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】
【図１】本発明の第１の実施形態であり、金型が閉じた状態を示す縦断面図および要部縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態であり、成形材料である樹脂が充填された状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態であり、金型が開いた状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態であり、成型品が突き出された状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態であり、成形材料である樹脂がキャビティの途中まで充填された状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態であり、金型が閉じた状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態であり、金型が閉じた状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　射出成形用金型
２　　　固定側取付板
３　　　固定側型板
４　　　第１の可動側型板
５　　　エジェクターピン
６　　　リターンピン
７　　　エジェクタープレート
８　　　第２の可動側型板
９　　　弾性部材であるコイルスプリング
１０　　可動側取付板
１１　　スペーサーブロック
１２　　先端に底部外壁形成部を形成した可動側コアピン
１２ａ　隙間である凹部
１２ｂ　樹脂流入部
１２ｃ　軸部
１２ｄ　フランジ部
１３　　エジェクタースリーブピン
１６　　固定側コアピン
１７　　キャビティ
１９　　ロケートリング
２０　　スプルーブッシュ
２１　　スプルー
３３　　ランナー
３４　　ゲート
３５　　成形品
３５ａ　成型品底部
３６　　樹脂流れ方向
３７　　エジェクターピン
３８　　制限部である制限溝
３９　　ガスベント
４０　　ショート部
【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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