(57)【要約】【課題】  小型の射出成形機に適用可能なシャットオフ機構を備える射出成形用金型を提供すること。【解決手段】  樹脂材料を射出充填する金型キャビティ１１の内壁面の一部を形成すると共に前記キャビティ１１の内壁面に沿って進退動可能なゲート部材５１ａ、５１ｂが配設され、射出成形用金型１に形成されるノズルタッチ部２１に樹脂材料を射出する射出ノズル４によりゲート部材５１ａ、５１ｂを押圧すると、このゲート部材５１ａ、５１ｂが後退して樹脂材料を金型キャビティ１１に導く樹脂材料の経路５５が形成され、射出ノズル４をノズルタッチ部２１から取り外すと、押さえバネ５３によりゲート部材５１ａ、５１ｂが前進して金型キャビティ１１が密閉される。【選択図】  図１
2005329666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能な一対の型板の嵌合面に樹脂材料を射出充填するキャビティが形成される樹脂材料の射出成形用金型であって、前記型板の少なくともいずれか一方には前記キャビティの内壁面の一部を形成すると共に該内壁面に沿って開閉可能なゲート部材が配設され、該ゲート部材は、樹脂材料を射出する射出ノズルの先端に押圧されて開口し、樹脂材料を前記キャビティに導く樹脂材料の経路が形成されるように構成したことを特徴とする樹脂材料の射出成形用金型。
【請求項２】
前記ゲート部材を付勢して閉じ、常態においては前記キャビティを密閉状態に維持する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の樹脂材料の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂材料の射出成形用金型に関し、更に詳しくは、樹脂材料を金型キャビティに射出充填して樹脂成形品を得るに際し、作業者が手作業で取り扱うハンディタイプの射出成形機や、作業卓上で使用する小型の射出成形機に好適に用いられる小型の射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料の射出成形において、射出ノズルから樹脂材料を射出成形用金型に充填した後に、射出ノズルと射出成形用金型との間で樹脂材料を遮断するための構成としては、シャットオフタイプの射出ノズルが用いられている。
【０００３】
しかしながら、射出ノズルにシャットオフ機構を組み込むと、射出ノズルの構造が複雑となり、射出ノズルの先端部分が大型化する。このため作業者が手で取り扱うハンディタイプの射出成形機や、市販の作業卓上で使用する小型の射出成形機に適用しようとすると、目的とする樹脂成形品のサイズや射出成形機本体の大きさに比較して射出ノズルのサイズが過大となる。従って、射出ノズルに対して追加の温度制御が必要となったり、設備の取り回し性が悪化するという問題点がある。
【０００４】
反対に、射出ノズルではなく射出成形用金型にシャットオフ機構を設ける構成として、ホットランナー金型が用いられている。
【０００５】
ホットランナー金型のシャットオフ機構としては、例えば、１本のホットランナーから複数のゲートを分岐させ、それぞれのゲートに数値制御により樹脂材料の通過量を制御可能なバルブが設けられる構成が提案されている。この構成によれば、大きな面積で所定の厚さを有する樹脂成形品を形成するに際し、成形不良の発生を防止することができる（特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながらこの文献に記載の構成は、射出成形用金型の内部に複数のバルブを配設して樹脂材料の流量を調節するものであり、シャットオフノズルの使用に代えて樹脂材料を遮断するというものではない。
【０００７】
また、板状のゲート閉止ピンに貫通孔状の樹脂材料の通過経路を形成し、このゲート閉止ピンを射出成形用金型のゲートに往復動可能に配設する構成が提案されている。この構成は、ゲート閉止ピンを往復動させることにより、樹脂材料の通過経路とゲートとの位置を一致あるいは不一致を交互に切り替えてゲートの開閉を行うものである（特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながらこの特許文献２に記載の構成によれば、ゲート閉止ピンの通過経路の内部に樹脂が残留して劣化し、この劣化した樹脂材料が次の射出操作において金型キャビティに射出充填されるおそれがある。
【０００９】
【特許文献１】特許公報  特許第３０７３２１４号
【特許文献２】特開平１１−２２７００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記実情に鑑み、本発明の解決しようとする課題は、ハンディタイプの射出成形機あるいは作業卓上で使用する小型の射出成形機に適用可能で、大型化や構造の複雑化を招くことなく、樹脂材料を確実に遮断できる樹脂材料の射出成形用金型を提供すること、あるいは、内部で樹脂材料の劣化の問題が生じない樹脂材料の射出成形用金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、開閉可能な一対の型板の嵌合面に樹脂材料を射出充填するキャビティが形成される樹脂材料の射出成形用金型であって、前記型板の少なくともいずれか一方には前記キャビティの内壁面の一部を形成すると共に該内壁面に沿って開閉可能なゲート部材が配設され、該ゲート部材は、樹脂材料を射出する射出ノズルの先端に押圧されて開口し、樹脂材料を前記キャビティに導く樹脂材料の経路が形成されることを要旨とするものである。
【００１２】
ここで、請求項２に記載の発明のように、前記ゲート部材を付勢して閉じ、常態においては前記キャビティを密閉状態に維持する付勢手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、前記ゲート部材に射出ノズルの先端を当接すると、ゲート部材はこの射出ノズルの先端に押圧されてスライド式に後退する。このため、ゲート部材の先端前方に隙間状の開口部が形成され、この開口部が樹脂材料の経路となって樹脂材料がキャビティ内に射出充填される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記ゲート部材は付勢手段により樹脂材料の経路が閉鎖される状態に維持される。このため、射出ノズルからの樹脂材料の射出が完了し、射出ノズルをゲート部材から離すと、付勢手段により自動的にゲート部材がスライドして樹脂材料の経路が閉鎖される。更に、前記ゲートの先端で樹脂材料を遮断することができる。
【００１５】
このように、樹脂材料を射出する射出ノズルの動作により、樹脂材料の経路の形成あるいは閉鎖が自動的に切り替えられるから、シャットオフ機構の構造を単純化できる。このため、ハンディタイプの射出成形機や卓上で使用する小型の射出成形機に適用される射出成形用金型に適用することにより、取り廻し性の良い射出ノズルを用いることができる。また、射出成形用金型自体も大型化あるいは構造の複雑化を招くことがなく、射出充填操作における制御も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る樹脂材料の射出成形用金型は、例えば８０気圧以下の圧力で樹脂材料を射出充填する射出成形に適用されるものである。また、１回の射出充填操作により１個の樹脂成形品を得る、いわゆる１個取りの射出成形に適用される。従って、３０ｃｍ３以下、特に５ｃｍ３以下の射出充填量の射出成形用金型に適用される。
【００１７】
以下に、本発明に係る樹脂材料の射出成形用金型の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る樹脂材料の射出成形用金型の構造を模式的に示した断面図である。詳しくは、図１（ａ）は樹脂材料の射出充填を行う前の状態を、図１（ｂ）は樹脂材料の射出充填を行っている最中の状態を示す。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る樹脂材料の射出成形用金型１は、開閉可能な一組の固定型２と可動型３とを有し、これら固定型２と可動型３の嵌合面には樹脂材料を射出充填する金型キャビティ１１が形成される。
【００１９】
固定型２にはノズルタッチ部２１が形成され、樹脂材料を射出する射出ノズル４の先端部分が収納可能に構成される。そしてノズルタッチ部２１と金型キャビティ１１との間には一組のゲート部材５１ａ、５１ｂが配設され、このゲート部材５１ａ、５１ｂにより、樹脂材料を金型キャビティ１１へ導く経路の開閉が切り替えられる。
【００２０】
各ゲート部材５１ａ、５１ｂは棒状あるいは板状の部材であり、固定型２のノズルタッチ部２１と金型キャビティ１１との間に配設される。換言すれば、ノズルタッチ部２１と金型キャビティ１１とが、これらゲート部材５１ａ、５１ｂにより仕切られる構成を有する。
【００２１】
これらゲート部材５１ａ、５１ｂは、固定型２の本体よりも熱伝導性の低い材料により形成される。このため、金型キャビティ１１に射出充填した樹脂材料を冷却する際に、射出ノズル４の側にある樹脂材料の温度が低下しすぎないようにすることができる。このゲート部材５１ａ、５１ｂの具体的な材質としては、例えば耐熱性の樹脂材料やセラミックス材料などが挙げられる。
【００２２】
ゲート部材５１ａ、５１ｂは、先端同士が突き合わせて配設され、それぞれスライド式に進退動可能に配設される。具体的には、固定型２の内部には、ノズルタッチ部２１と金型キャビティ１１との間から外部にかけて連通する摺動溝２２が形成されており、各ゲート部材５１ａ、５１ｂはこの摺動溝２２に収納される。そしてゲート部材５１ａ、５１ｂは摺動溝２２に沿って進退動可能に構成される。従って、各ゲート部材５１ａ、５１ｂの摺動溝２２と接触する面には、低摩擦か処理を施されることが好ましい。例えばＤＬＣコーティングなどが挙げられる。
【００２３】
そして図１（ａ）に示すように、各ゲート部材５１ａ、５１ｂが矢印ａの向きに移動して先端同士が接触していると金型キャビティ１１が密閉される。そしてノズルタッチ部２１と金型キャビティ１１との間は、樹脂材料が流通不可能に閉鎖される。一方、図１（ｂ）に示すようにそれぞれゲート部材５１ａ、５１ｂが矢印ｂの向きに後退すると、先端同士が離れて先端同士の間に隙間が形成される。この隙間が樹脂材料を金型キャビティ１１へ導く樹脂材料経路５５となる。
【００２４】
各ゲート部材５１ａ、５１ｂの先端のノズルタッチ部２１側の表面には、それぞれ傾斜面状のノズル受け面５１１ａ、５１１ｂが形成される。そして各ゲート部材５１ａ、５１ｂの先端の接触線を挟んで各ノズル受け面５１１ａ、５１１ｂが対向し、先開き形状の溝、あるいは凹部が形成される構成となる。
【００２５】
一方、ゲート部材５１ａ、５１ｂの金型キャビティ１１の内側に露出する部分は、金型キャビティ１１の内壁面の一部を構成する。得られる樹脂成形品の表面性状を所定の品質に維持するため、ゲート部材５１ａ、５１ｂの表面のうち、少なくとも金型キャビティ１１の内壁面の一部を構成する部分については、低摩擦化などの処理を施しておくことが好ましい。この表面処理の例としては、例えば金属メッキなどが挙げられる。
【００２６】
このように、本実施形態に係る樹脂材料の射出成形用金型１は、金型キャビティ１１の内壁面を構成するゲート部材５１ａ、５１ｂが進退動することによって樹脂材料を金型キャビティ１１に導く経路５５が形成あるいは閉鎖されるものである。そして、スプルーレスのダイレクトインジェクション方式の金型を構成することになる。
【００２７】
このゲート部材５１ａ、５１ｂの後方には、押さえ部材５４が配設される。そしてゲート部材５１ａ、５１ｂと押さえ部材５４との間には、押さえバネ５３が支持部材５６に収容される状態で架設される。この押さえバネ５３は圧縮コイルバネが適用される。このため通常は図１（ａ）に示すように、押さえバネ５３の付勢力によって、ゲート部材５１ａ、５１ｂの先端同士が係合して、樹脂材料の経路５５が閉鎖される状態に維持される。なお、図においてはコイルバネを押さえバネ５３として用いる構成を示しているが、要はゲート部材５１ａ、５１ｂを弾性的に付勢できる部材が配設される構成であれば良く、その他のバネあるいはバネに限らずゴムなどの弾性体を適用するものであっても良い。
【００２８】
押さえ部材５４の後方には、エアシリンダ（図示せず）が配設される。そして、押さえ部材５４の基端部にはネジ穴５４１が形成され、エアシリンダのピストン５７の先端に形成される雄ネジ部５７１に螺合される。このため、エアシリンダを駆動させると、押さえ部材５４を矢印ａの向きに前進させることができる。ここで、射出ノズル４がエアで駆動するプランジャー式であれば、エアの供給源を共用できるから、射出成形装置の構造の複雑化や大型化を招くことがない。
【００２９】
また、押さえ部材５４とピストン５７とは、ネジ穴５４１と雄ネジ部５７１を介して螺合されるから、押さえ部材５４を回転させると、押さえ部材５４を矢印ｃの方向に進退動させることができる。そして押さえ部材５４を回転させて矢印ａの向きに移動させ、ゲート部材５１ａ、５１ｂの後端を支承すると、ゲート部材５１ａ、５１ｂは往復動不可能に固定され、樹脂材料経路５５は閉鎖状態に維持される。なお、この押さえ部材５４は、ドライバなどの工具を用いなくとも、作業者が直接手で操作できるものであることが好ましい。例えば基端部にハンドルなどが設けられる構成などが挙げられる。
【００３０】
このような構成を有する射出成形用金型１の動作は次のとおりである。図１（ａ）に示すように、射出ノズル４のシリンダ４１の先端をノズルタッチ部２１に挿入すると、射出ノズル４の先端部４３の側面が、各ゲート部材５１ａ、５１ｂのノズル受け面５１１ａ、５１１ｂに当接する。ここから更に矢印ｄの向きに挿入すると、図１（ｂ）に示すように、射出ノズル４の先端部４３によりノズル受け面５１１ａ、５１１ｂが押圧され、各ゲート部材５１ａ、５１ｂはそれぞれ矢印ｂの向きに移動する。このため、各ゲート部材５１ａ、５１ｂの先端同士の間に隙間が形成され、樹脂材料を金型キャビティ１１に導く樹脂材料経路５５が形成される。
【００３１】
そして、プランジャー４２を矢印ｅの向きに押圧して、射出ノズル４のシリンダ４１に供給された樹脂材料９を、金型キャビティ１１に射出充填する。なお、図中の符号「９’」は可塑化した樹脂材料を示す。
【００３２】
樹脂材料を射出充填した後、射出ノズル４の先端を矢印ｄの反対向きに移動させると、図１（ａ）に示すように、押さえバネ５３の付勢力によりゲート部材５１ａ、５１ｂとが矢印ａの向きに移動し、金型キャビティ１１が密閉される状態に戻る。ここで、ゲート部材５１ａ、５１ｂの少なくともいずれか一方の先端を先鋭形状に形成されるものであれば、ゲート部材５１ａ、５１ｂの先端で樹脂材料を切断することができる。
【００３３】
ここで、押さえバネ５３の付勢力のみでは樹脂材料を切断できない場合には、エアシリンダを駆動して更に付勢力を加え、強制的に樹脂材料を切断する。
【００３４】
そして射出充填した樹脂材料が固化した後、可動型３を開いて樹脂成形品を取り出し、これにより１回の射出成形操作が完了する。なお、樹脂成形品を取り出す過程においてゲート部材５１ａ、５１ｂが後退して樹脂材料経路５５が開放しないように、押さえ部材５４を操作してゲート部材５１ａ、５１ｂを予め固定しておくことが好ましい。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
例えば前記実施形態においては、突き合わせて配設される１組のゲート部材を用いる構成を示したが、ゲート部材の数は限定されるものではない。また、射出ノズル４を進退動させる構成を示したが、射出ノズルを固定して射出成形用金型を進退動させる構成であっても良い。
【００３７】
なお、各ゲート部材５１ａ、５１ｂについて、樹脂材料経路５５が形成される側を先端、押さえバネが配設される側を後端と記したが、前後の定義は説明のための便宜上のもに過ぎない。同様に、樹脂材料経路が形成される側への移動を「後退」、金型キャビティが密閉される側への移動の「前進」と記したことについても、ゲート部材の移動の向きを説明するための便宜上のものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る樹脂材料の射出成形用金型の構造及び動作を模式的に示した断面図であり、（ａ）は樹脂材料を射出充填する前の状態を、（ｂ）は射出充填操作中の状態を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１  射出成形用金型
２  固定型
３  可動型
４  射出ノズル
９  樹脂材料
９’  可塑化した樹脂材料
１１  金型キャビティ
２１  ノズルタッチ部
２２  摺動溝
４１  シリンダ
４２  プランジャ
５１ａ、５１ｂ  ゲート部材
５３  押さえバネ
５４  押さえ部材
５５  樹脂材料経路
５６  支持部材
５７  エアシリンダのピストン
【図１】
2005329666.tif 000003