(57)【要約】【課題】柱状成形品の射出成形用金型に樹脂を充填する際に、キャビティ内の気体及び溶融樹脂から揮発する気体を効率良く外部に排出できるようにする。【解決手段】溶融樹脂材料を成形用金型のキャビティ９内に射出して成形品を成形加工する際のガス抜き方法であって、成形した成形品を成形用金型から取り出すための突き出し部材１２に、キャビティ内のガスを排出するためのガス抜き部１０を形成し、キャビティ内への溶融樹脂材料の射出時にキャビティ内のガスをガス抜き部から成形用金型外に排出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂材料を成形用金型のキャビティ内に射出して成形品を成形加工する際のガス抜き方法であって、
成形した成形品を前記成形用金型から取り出すための突き出し部材に、前記キャビティ内のガスを排出するためのガス抜き部を形成し、前記キャビティ内への前記溶融樹脂材料の射出時に前記キャビティ内のガスを前記ガス抜き部から前記成形用金型外に排出することを特徴とする射出成形加工におけるガス抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱状の成形品を成形する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形において、キャビティ内に溶融樹脂を充填する場合、キャビティ内の気体及び溶融樹脂から揮発する気体は金型の微小な間隙からキャビティの外部に排出される。しかしながら、間隙が少なく気体の排出が不十分であると、圧縮された空気によって樹脂の充填不足または焼けといった成形不良を生じることが知られている。
【０００３】
そこで、キャビティ内の気体を排出する方法として、金型の間隙に空気は通すが樹脂を通さない深さのガスベント溝を設け外部と連通させる方法、樹脂が最後に充填される場所にガス抜きピンを設置し、ピンとピン孔の間隙により外部と連通させる方法、あるいはキャビティの一部を多孔質合金として外部と連通させる方法などが知られている。
【０００４】
また、成形品の端部形状の延長方向を軸線方向とするようにキャビティ表面から型部材の内部に向かって穿孔したスライド孔を設け、該スライド孔に嵌合し軸線方向に摺動可能な移動部材でガス通路手段の連通を遮断し、該移動部材がエジェクターピンを兼用する構造が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５６６８号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的細長い成形品、例えば長さをＬ、成形品底面の内接円の直径をＤとしたときに、３００≧Ｌ／Ｄ≧３で定義される柱状成形品のように、金型における加工スペースが小さくて、キャビティ容量に対して、ガスベント溝、ガス抜きピン、多孔質合金を十分に配置することができない場合、気体の排出が不十分となり、圧縮された空気によって樹脂の充填不足または焼けといった成形不良を生じることがある。また、排出量を増やすために、ガス抜き溝、ガス抜きピン、多孔質合金の間隙を大きくすると、バリといった不良を発生させることがある。
【０００６】
また、上記のような細長い成形品を突き出すための突き出しピンは、必然的に細くならざるを得なくなり、突き出し時の安定性が問題となる。即ち、突き出し時にガタのある精度で突き出し部の構造が設計されている場合には、よりカジりやすくなりバリも発生しやすくなる。
【０００７】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、柱状成形品の射出成形用金型に樹脂を充填する際に、キャビティ内の気体及び溶融樹脂から揮発する気体を効率良く外部に排出できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる射出成形加工におけるガス抜き方法は、溶融樹脂材料を成形用金型のキャビティ内に射出して成形品を成形加工する際のガス抜き方法であって、成形した成形品を前記成形用金型から取り出すための突き出し部材に、前記キャビティ内のガスを排出するためのガス抜き部を形成し、前記キャビティ内への前記溶融樹脂材料の射出時に前記キャビティ内のガスを前記ガス抜き部から前記成形用金型外に排出することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について説明する。
【００１０】
まず、一実施形態の概要について説明する。
【００１１】
本実施形態の射出成形加工におけるガス抜き方法は、溶融樹脂材料を成形用金型のキャビティ内に射出して成形品を成形加工する際のガス抜き方法であって、成形した成形品を前記成形用金型から取り出すための突き出し部材に、前記キャビティ内のガスを排出するためのガス抜き部を形成し、前記キャビティ内への前記溶融樹脂材料の射出時に前記キャビティ内のガスを前記ガス抜き部から前記成形用金型外に排出することを特徴とする。
【００１２】
また、本実施形態の射出成形加工におけるガス抜き方法において、前記突き出し部材を前記溶融樹脂材料の射出操作に連動させて進退移動させることにより、前記キャビティ内に前記溶融樹脂材料を射出するときに前記キャビティ内のガスを排出させ、前記溶融樹脂材料の射出終了付近の時点で前記ガス抜き部を閉鎖させることを特徴とする。
【００１３】
また、本実施形態金型装置は、溶融樹脂材料を成形用金型のキャビティ内に射出して成形品を成形加工する金型装置であって、成形した成形品を前記成形用金型から取り出すための突き出し部材に、前記キャビティ内への前記溶融樹脂材料の射出時に前記キャビティ内のガスを排出するための形状部を形成したことを特徴とする。
【００１４】
また、本実施形態の金型装置において、前記ガスを排出するための形状部は、前記突き出し部材に形成された溝形状部であることを特徴とする。
【００１５】
また、本実施形態の金型装置において、前記溝形状部は、前記突き出し部材の自由端へ向かうにつれて断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本実施形態の射出成形方法は、溶融樹脂材料を成形用金型のキャビティ内に射出して成形品を成形加工する射出成形方法であって、前記キャビティ内に、前記成形品を突き出すための突き出し部材を配置し、前記キャビティ内への前記溶融樹脂材料の射出動作に連動して前記突き出し部材を移動させることにより、前記キャビティ内のガスをキャビティ外に排出することを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における比較的細長い成形品、具体的には成形品長さをＬ、成形品底面の内接円の直径をＤとしたときに、３００≧Ｌ／Ｄ≧３で定義される柱状成形品を成形するために特に好適な射出成形用金型の構造を示す断面図である。
【００１９】
上記の３００≧Ｌ／Ｄ≧３という条件に関して、Ｌ／Ｄが３００より大きい場合は、突き出しピンの断面に比べ、突き出し方向の距離が長くなるので、成形品を突き出す際の離型抵抗が大きくなり、取りだし不具合が起こりやすくなる。また、突き出しピン自体の強度もその抵抗に対して十分に補償しにくくなる。逆にＬ／Ｄが３より小さい場合は、従来の手法でも対応可能である。例えば、成形品底面の内接円の直径をＤとした時に、Ｄ＝φ１〜５０ｍｍとなる成形品が、本発明の手法を適用する場合に効果が大きい。いずれにしても、３００≧Ｌ／Ｄ≧３という範囲は、本発明を実施した場合の効果が大きい範囲であり、本発明はこの範囲以外の成形品にも適用可能である。
【００２０】
また、本実施形態の成形品の縦方向寸法Ｌは、電子写真装置に適用するならば、５００ｍｍ程度であるが、これに限定されるわけでは無い。
【００２１】
図１に示されるように、本実施形態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１２により形成される。固定側取り付け板１と固定側型板２にスプルーブッシュ８が取り付けられ、スプルーブッシュ８に形成されたスプルー８ａを通して、溶融樹脂がキャビティ９に注入される。突き出しピン１２は、キャビティ９と外部とを連通するための貫通孔２０に挿通され、さらにその貫通孔２０を開閉するために進退可能になっている。突き出しピン１２には、溝又は穴からなるガス抜き路１０が形成されており、貫通孔２０と共にガスの流通通路を形成する。突き出しピン１２は、突き出しピン１２をキャビティ方向に前進させてガス抜き路１０を開放するためのばね１３に支持されており、突き出しピン１２の前進位置を規制するためのつば１２ａを備えている。さらに突き出しピン１２の先端部１２ｃによりガス抜き路１０を閉じるときに、突き出しピン１２の底面１２ｂがエジェクタプレート７の上面に当り後退位置が規制される。また、突き出しピン１２を保持するエジェクタプレート６，７が図中上方に移動し成形品を突き出すようになっている。また、突き出しピン１２が円滑に摺動するように、可動側型板３には、突き出しピン１２をスライド可能に支持するベアリング１１が配置されている。
【００２２】
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。
【００２３】
図２は突き出しピン１２が前進し、ガス抜き路１０を開放している状態を示し、図３は突き出しピン１２が後退し、ガス抜き路１０が閉じている状態を示す。
【００２４】
ガス抜き路１０の形状が溝である場合、突き出しピン１２の先端部の形状は、図６に示すように、ガス抜き路１０（１０ｃ）がキャビティ側より徐々に広がりつつ、突き出しピンの根元側に至る形状であることは、更に望ましい。
【００２５】
即ち、キャビティ形状や成形材料によって異なる気体の量に合わせて、突き出しピン１２の前進位置を適宜変更することによりガス抜き路１０の断面積を調節することができる。その大きさは、突き出しピンの断面積に応じて、形成可能な寸法に設計する。
【００２６】
貫通孔２０の大きさは、突き出しピン１２と貫通孔２０の間の隙間に溶融樹脂が流れ込むことを防止できる大きさまでとすることができる。従って、突き出しピン１２と貫通孔２０の間の隙間は、突き出しピン１２が貫通孔２０に対して摺動可能な程度に大きく、且つ溶融樹脂が流れ込まない程度に小さい隙間に設定される必要がある。
【００２７】
まず、図２に示されるように、成形する前は、突き出しピン１２は、ばね１３の付勢力により、つば１２ａがエジェクタープレート６の天井壁６ａに当る位置まで前進し、ガス抜き路１０がキャビティ９と外部とを連通させている。キャビティ９内に溶融樹脂１４が流動してくると、その流動先端１４ａの前方にあるキャビティ内の気体及び溶融樹脂１４から揮発する気体は、溶融樹脂１４に押されてガス抜き路１０を通して外部に排出される。続いて、溶融樹脂１４の流動先端１４ａが貫通孔２０と同軸上に配置された突き出しピン１２の先端部１２ｃの中央を押し、突き出しピン１２は、ばね１３の付勢力に抗して底部１２ｂがエジェクタープレート７の上面に当たる位置まで後退し、突き出しピン１２の先端部１２ｃがガス抜き路１０を閉じる。
【００２８】
ところで、ばね１３の付勢力は、溶融樹脂１４の押圧力よりも低く設定され、さらに溶融樹脂１４の流動先端１４ａは同軸上に配置された突き出しピン１２の先端部１２ｃの中央を押すため、ガス抜き路１０への樹脂の流入を防ぐことができる。このとき、突き出しピン１２の先端部１２ｃは、貫通孔２０を閉鎖できる寸法を持つことは言うまでもない。
【００２９】
ここで、溶融樹脂の充填時は、ガス抜き路１０からバキュームによりガスを吸引し、突き出しピン１２の突き出しの際は、ガス抜き路１０からエアーをキャビティ側に送り込めば、キャビティ内壁に沿って空気円滑層ができ、離型抵抗を緩和するので、成形品の取り出しが容易になる。空気の吸引、供給のタイミングは、例えば、突き出しピン１２の移動範囲における終点と始点にタイミングを合わせる等の制御を行なえばよい。
【００３０】
また、突き出しピン１２は、可動側型板３に取り付けられたベアリング１１によって支持されているため、極めて円滑に進退し、連続成形においても作動不良を起こすことが少ない。ベアリングは、例えば、株式会社ミスミ製、名称；フランジ付リニアブッシュ、型番；ＬＨＩＦｃＦ１０、材質；ＳＵＪ２又はＳＵＳ４４０を用いることができるが、これに限定されることなく同様の性能であれば他のベアリングでも良い。
【００３１】
なお、本実施形態では、ベアリング摺動機構の内径の範囲は、φ３〜５０ｍｍである。
【００３２】
また、本実施形態では、ガス抜き路１０の形状は、図４に示したような溝１０ａ、又は図５に示したような孔１０ｂであり、キャビティ形状や成形材料によって数、深さ、孔径は適宜変更し対応が可能である。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の射出成形用金型では、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成形材料を注入することにより柱状成形品を成形する射出成形用金型において、効率良くキャビティ内の気体及び溶融樹脂から揮発する気体を外部に排出することができる。また、ガス抜き路の数、深さ、孔径は、加工の容易な箇所に突き出しピンが配置されているため、キャビティ形状や成形材料によって自由に変更することができる。
【００３４】
また、突き出しピンの先端は適切な大きさ形状を持っており、成形前においてはばねの付勢力により前進しガス抜き路を開放し、成形材料が充填されると樹脂の流動先端が記突き出しピンの中央を押し、ばねの付勢力に抗しつつ後退してガス抜き路を適正に閉じるため、ガス抜き路への溶融樹脂の流入を防ぐことができ、従って、装置不具合や成形品の不良の発生を抑制できる。
【００３５】
さらに、突き出しピンがベアリングにより保持されることにより、クリアランスを厳しくしつつ円滑に摺動するため、成形時のバリの発生を抑制し連続成形での作動不良を起こすことが少ない。
【００３６】
また、成形品の溶融樹脂注入、成形品の突き出しに際しての、エアー吸引、供給により、更に、円滑な成形工程とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、柱状成形品の射出成形用金型に樹脂を充填する際に、キャビティ内の気体及び溶融樹脂から揮発する気体を効率良く外部に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【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断面図である。
【図２】図１の射出成形用金型において、ガス抜き路が開放され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、ガス抜き路が閉じた状態を示す断面図である。
【図４】突き出しピンのガス抜き路が溝である場合の例を示す側面図である。
【図５】突き出しピンのガス抜き路が孔である場合の例を示す側面図である。
【図６】突き出しピンのガス抜き路が徐々に広くなる場合の例を示す側面図である。
【符号の説明】
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
６ａ  天井壁
７  エジェクタプレート
８  スプルーブッシュ
８ａ  スプルー
９  キャビティ
１０  ガス抜き路
１０ａ  溝
１０ｂ  孔
１０ｃ  テーパ−溝
１１  ベアリング
１２  突き出しピン
１２ａ  つば
１２ｂ  底部
１２ｃ  先端部
１３  ばね
１４  溶融樹脂
１４ａ  流動先端
２０  貫通孔
【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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