(57)【要約】    【課題】  比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品を成形することができる射出成形用金型装置を提供する。    【解決手段】  製品キャビティ３に対するゲート19の開口幅Ｃを調節可能に構成した。比較的厚みが大きい製品Ｂを成形する場合であっても、スプルー25から製品キャビティ３へ射出される樹脂の圧力が製品キャビティ３の一部に偏ることなく製品キャビティ３内に均一にかかるようにすることができるその結果、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品Ｂを成形することができる。【選択図】  図３
2005193629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する製品を成形する射出成形用金型装置において、互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する第１の型体および第２の型体を備え、前記第１の型体に、この第１の型体の内部に位置する材料通路と、この材料通路を前記製品キャビティに開口させるゲートと、前記材料通路内の熱可塑性の成形材料を常時溶融状態に保つ加熱手段と、前記ゲートを開閉する可動なゲート開閉部材と、このゲート開閉部材を駆動するゲート開閉部材駆動手段とを設け、前記第２の型体に、前記ゲート開閉部材を閉じる方向に押す可動な押圧部材と、この押圧部材を駆動する押圧部材駆動手段とを設け、前記ゲート開閉部材または前記押圧部材により前記製品の貫通孔を形成するとともに、前記製品キャビティに対する前記ゲートの開度を調節可能に構成したことを特徴とする射出成形用金型装置。
【請求項２】
貫通孔を有する製品を成形する成形方法において、互いに開閉可能な複数の型体を型閉して、これら型体間に製品キャビティを形成し、前記型体の内部に位置する材料通路内の熱可塑性の成形材料を加熱して常時溶融状態に保ち、前記材料通路から前記製品キャビティへのゲートを開閉するゲート開閉部材をゲート開閉部材駆動手段により駆動し、前記ゲート開閉部材を閉じる方向に押す可動な押圧部材を押圧部材駆動手段により駆動することによって、前記ゲート開閉部材または前記押圧部材により前記製品の貫通孔を形成するとともに、前記製品キャビティに対する前記ゲートの開度を調節することを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を有する製品の成形に用いられる射出成形用金型装置及びこの金型装置を用いた成形方法に係わり、特に、比較的厚みが大きく、高い寸法精度が要求される製品を成形するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
中央部に貫通孔を有する製品であるＤＶＤやＣＤ−Ｒなどの記録ディスクは、熱可塑性樹脂を成形材料として射出成形される。記録ディスクの射出成形用金型装置では、一般的に貫通孔となる位置に材料通路から製品キャビティへのゲートを設け、金型装置内でゲート部分の樹脂を切断するとともに、これにより貫通孔を形成するようにしている（特許文献１，特許文献２）。
【０００３】
ところで、上記の射出成形用金型装置を用いて記録ディスクのような薄い製品を成形する場合には、製品自体が薄いため、製品キャビティに対するゲートの開口位置は製品の寸法精度にほとんど影響を与えない。
【０００４】
一方、ポンプ用の歯車などの比較的厚みの大きい製品を成形する場合、従来の射出成形用金型装置では、図４に示すように材料通路101から製品キャビティ102へのゲート103の位置が製品キャビティ102の上部に位置するため、材料通路101から製品キャビティ102へ射出された樹脂の圧力が製品キャビティ102の下部よりも上部において大きくなる。その結果、できあがった製品の径方向の寸法が上部において下部よりも大きくなってしまうという問題があった。このように、従来の射出成形用金型装置では、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品を成形することができなかった。
【特許文献１】特開２００２−１１７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品を成形することができる射出成形用金型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、前記目的を達成するために、貫通孔を有する製品を成形する射出成形用金型装置において、互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する第１の型体および第２の型体を備え、前記第１の型体に、この第１の型体の内部に位置する材料通路と、この材料通路を前記製品キャビティに開口させるゲートと、前記材料通路内の熱可塑性の成形材料を常時溶融状態に保つ加熱手段と、前記ゲートを開閉する可動なゲート開閉部材と、このゲート開閉部材を駆動するゲート開閉部材駆動手段とを設け、前記第２の型体に、前記ゲート開閉部材を閉じる方向に押す可動な押圧部材と、この押圧部材を駆動する押圧部材駆動手段とを設け、前記ゲート開閉部材または前記押圧部材により前記製品の貫通孔を形成するとともに、前記製品キャビティに対する前記ゲートの開度を調節可能に構成したものである。
【０００７】
請求項２の発明は、貫通孔を有する製品を成形する成形方法において、互いに開閉可能な複数の型体を型閉して、これら型体間に製品キャビティを形成し、前記型体の内部に位置する材料通路内の熱可塑性の成形材料を加熱して常時溶融状態に保ち、前記材料通路から前記製品キャビティへのゲートを開閉するゲート開閉部材をゲート開閉部材駆動手段により駆動し、前記ゲート開閉部材を閉じる方向に押す可動な押圧部材を押圧部材駆動手段により駆動することによって、前記ゲート開閉部材または前記押圧部材により前記製品の貫通孔を形成するとともに、前記製品キャビティに対する前記ゲートの開度を調節するものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、製品キャビティに対するゲートの開度を調節可能に構成したことにより、比較的厚みが大きい製品を成形する場合であっても、材料通路から製品キャビティへ射出される樹脂の圧力が製品キャビティの一部に偏ることなく製品キャビティ内に均一にかかるようにすることができる。その結果、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品を成形することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、前記製品キャビティに対する前記ゲートの開度を調節することにより、比較的厚みが大きい製品を成形する場合であっても、材料通路から製品キャビティへ射出される樹脂の圧力が製品キャビティの一部に偏ることなく製品キャビティ内に均一にかかるようにすることができる。その結果、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の射出成形用金型装置の一実施例について、図１から図３を参照しながら説明する。なお、本実施例の金型装置は、ポンプ用の歯車などの中央部に貫通孔Ａを有し、比較的厚みが大きい製品Ｂを成形するためのものである。
【００１１】
１は第１の型体である固定型、２は第２の型体である可動型で、互いに対向するこれら固定型１および可動型２は、図示上下方向（以下、型開閉方向という）に移動して開閉し、型閉時に相互間に製品Ｂの形状をした製品キャビティ３を形成するものである。
【００１２】
前記固定型１は、射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる固定側取り付け板11と、この固定側取り付け板11の可動型２側の面に固定されたスペーサブロック12と、このスペーサブロック12の可動型２側の面に固定された固定側型板13と、この固定側型板13の内側に嵌合されたゲートブッシュ14とを有している。
【００１３】
また、前記固定側取り付け板11，固定側型板13およびキャビティブロック14には、相互に繋がった貫通孔15，16，17，18がそれぞれ形成されている。そして、ゲートブッシュ14の貫通孔18における可動型２側の先端部は、製品キャビティ３へ開口する円盤状のゲート19になっている。さらに、前記固定側取り付け板11における固定側型板13と反対側の面には、貫通孔15を囲んでローケートリング20が固定されている。
【００１４】
また、前記貫通孔15，16内にはスプルーブッシュ21が組み込まれている。このスプルーブッシュ21は、可動型２側の先端部外周に固定された固定リング22が前記貫通孔18の内周面に嵌合されて支持されている。また、スプルーブッシュ21は、その軸方向すなわち型開閉方向に互いに接合された第１のブッシュ部材23および第２のブッシュ部材24からなっている。さらに、筒状のスプルーブッシュ21内には材料通路であるスプルー25が形成されている。前記スプルー25は、前記ゲート19を介して製品キャビティ３に連通するものであるが、スプルー25におけるゲート19側の先端部26は、このゲート19と同軸的に位置している。
【００１５】
さらに、前記スプルーブッシュ21（23）の内部には中空部27が設けられており、この中空部27内からゲート19に向かって、摺動自在にゲート開閉部材としてのバルブピン28が組み込まれている。このバルブピン28は、前記型開閉方向に移動して前記ゲート19を開閉するものであり、第２のブッシュ部材24の上部に設けられた入子部材29を貫通し、この入子部材29によって支持されている。また、バルブピン28は、ゲート19側の端部にフランジ状の弁部30を有している。この弁部30は、前記ゲート19に挿脱自在に嵌合するものである。また、弁部30における可動型２と反対側の面は、前記型開閉方向に対して傾斜した滑らかな曲面テーパー状の案内面31になっている。その傾斜方向は、スプルー25側から製品キャビティ３側へ向かう方向である。また、バルブピン28の可動型２と反対側の端部には、バルブピン28を駆動するゲート開閉部材駆動手段としての駆動部32が接続している。なお、この駆動部32は図示しない空圧シリンダーに接続している。
【００１６】
さらに、前記スプルーブッシュ21の外周面には、加熱手段としてのバンドヒーター33，34が設けられているとともに、このバンドヒーター33，34を外周側から覆う筒状のヒーターカバー35が設けられている。そして、バンドヒーター33，34の加熱により、スプルー25内の熱可塑性の成形材料である熱可塑性樹脂が常時溶融状態に保たれるようになっている。
【００１７】
前記可動型２は、射出成形機の可動側プラテンに取り付けられる枠状の可動側取り付け板51と、この可動型取り付け板51における固定型１側の面に固定された枠状の第1の可動側受け板52と、この第1の可動側受け板52における固定型１側の面に固定された第２の可動側受け板53とを有している。この第２の可動側型板53は、型閉時に前記固定側型板13に突き当たるものである。
【００１８】
また、前記第２の可動側受け板53の内側には枠状のコアブロック54が固定されている。さらに、前記コアブロック54の内側には可動コアブロック55が前記型開閉方向へ所定範囲移動自在に設けられている。可動コアブロック55は、前記コアブロック54の内側を摺動自在に貫通し、先端部が製品キャビティ３の壁面の一部を形成する。なお、可動コアブロック55の外周面と第２の可動側受け板53との間にはスライドベアリング57が設けられている。また、前記可動コアブロック55の固定型１と反対側の面には中継板58が前記型開閉方向へ移動自在に設けられている。そして、連結ピン59が可動側取り付け板51を摺動自在に貫通して、中継板58に固定されている。
【００１９】
また、前記可動コアブロック55には、押圧部材としての円柱形状の押圧ピン60がスライドベアリング61，62により前記型開閉方向に移動自在に支持されている。この押圧ピン60は、前記製品キャビティ３内に突出し、前記固定型１側のバルブピン28に同軸的に当接するものである。また、円柱形状の押圧ピン60は、前記バルブピン28の円盤状の弁部30と同径になっている。一方、前記押圧ピン60における固定型１と反対側の端部には、中継板58を貫通して設けられた連結ピン63が固定されており、この連結ピン63は押圧部材駆動手段としての油圧シリンダーの一部を構成している。
【００２０】
また、連結ピン63の固定型１と反対側の端部側には、連結ピン63の可動範囲を規制する可動範囲規制手段（図示せず）が設けられている。この可動範囲規制手段は、可動側取り付け板51と一体に固定されており、可動範囲規制手段が連結ピン63の端部に当接することによって、連結ピン63が一定の範囲を超えて固定型１の反対側へ移動しないようになっている。そして、可動範囲規制手段は、連結ピン63の可動範囲を規制することで、連結ピン63と一体に移動する押圧ピン60とバルブピン28の可動範囲をも規制し、押圧ピン60とバルブピン28が一定の範囲を超えて固定型１の反対側へ移動しないように構成されている。
【００２１】
さらに、この可動範囲規制手段の位置は調整可能となっており、可動範囲規制手段の位置を調整することによって、押圧ピン60とバルブピン28の可動範囲を調整できるように構成されている。そして、バルブピン28の可動範囲を調整することによって、前記製品キャビティ３に対するゲート19の開度、すなわち図３における開口幅Ｃが調節可能となっている。なお、好ましくは、前記開口幅Ｃは、製品キャビティ３の厚さＤとほぼ同じになっている。
【００２２】
つぎに、前記射出成形用金型装置を用いた成形方法について説明する。固定型１と可動型２とを型開した状態では、図２に示すように、駆動部32により、バルブピン28は可動型２と反対側に移動した状態にあり、ゲート19に嵌合してこのゲート19を閉じている。したがって、スプルー25から成形材料である溶融した熱可塑性樹脂が漏出することはない。
【００２３】
そして、固定型１と可動型２とを型閉する。この型閉に伴い、固定型１側のバルブピン28の先端面が可動型２側の押圧ピン60の先端面に突き当たる。このように型閉した状態で、図３に示すように、バルブピン28を可動型２側すなわち押圧ピン60側へ移動させてゲート19を開放するとともに、図示していない射出成形機のノズルからスプルー25内に溶融した樹脂を射出する。そして、樹脂がスプルー25からゲート19を通って製品キャビティ３内に注入される。
【００２４】
このとき、前記製品キャビティ３に対するゲート19の開度、すなわち開口幅Ｃを製品キャビティ３の厚さＤとほぼ同じになるように調整することによって、スプルー25から製品キャビティ３へ射出される樹脂の圧力が製品キャビティ３の一部に偏ることなく製品キャビティ３内に均一にかかるようにすることができる。なお、ゲート19の開度を調整するには、前述の図示しない可動範囲規制手段の位置を調整して押圧ピン60とバルブピン28の可動範囲を調整すればよい。このように、樹脂の圧力が製品キャビティ３の一部に偏ることなく製品キャビティ３内に均一にかかるようにすることで、厚みが比較的大きい製品Ｂであっても、高い寸法精度で成形することができる。
【００２５】
また、射出される樹脂の圧力によってバルブピン28が可動範囲を超えて可動型２側に移動しようとしても、可動側取り付け板51と一体に固定された可動範囲規制手段に連結ピン63の端部が当接することで、バルブピン28の移動は規制される。
【００２６】
製品キャビティ３内に樹脂が充填された後、図２に示すように、油圧シリンダーにより駆動される連結ピン63の駆動により押圧ピン60を固定型１側へ移動させる。同時に、空圧シリンダーにより駆動される駆動部32の駆動によりバルブピン28を固定型１側へ移動させる。そして、前述のようにバルブピン28の弁部30がゲート19内に嵌合してこのゲート19を閉じる。
【００２７】
さらに、製品キャビティ３内の樹脂すなわち製品が冷却して固化した後、固定型１と可動型２とを型開する。この型開に伴い、成形された製品はまず固定型１から離れる。ついで、射出成形機に設けられた図示していない押圧ロッドが連結ピン59を押すことにより可動コアブロック55が固定型１側へ移動し、製品を可動型２から離型させる。さらに、製品が取り出された後、再び固定型１と可動型２とが型閉して以上の成形サイクルが繰り返される。そして、全成形サイクルを通じて、スプルー25内の樹脂はヒーター33，34の加熱により常時溶融状態に保たれる。
【００２８】
前記実施例の構成によれば、貫通孔Ａを有する製品Ｂを成形する射出成形用金型装置において、互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティ３を形成する第１の型体たる固定型１および第２の型体たる可動型２を備え、前記固定型１に、この固定型１の型体の内部に位置する材料通路たるスプルー25と、このスプルー25を前記製品キャビティ３に開口させるゲート19と、前記スプルー25内の熱可塑性の成形材料を常時溶融状態に保つ加熱手段たるバンドヒーター33，34と、前記ゲート19を開閉する可動なゲート開閉部材たるバルブピン28と、このバルブピン28を駆動するゲート開閉部材駆動手段たる駆動部32とを設け、前記可動型２に、前記バルブピン28を閉じる方向に押す可動な押圧部材たる押圧ピン60と、この押圧ピン60を駆動する押圧部材駆動手段たる連結ピン63とを設け、前記バルブピン28または前記押圧ピン60により前記製品Ｂの貫通孔Ａを形成するとともに、前記製品キャビティ３に対する前記ゲート19の開度たる開口幅Ｃを調節可能に構成したものであり、製品キャビティ３に対するゲート19の開度を調節可能に構成したことにより、比較的厚みが大きい製品Ｂを成形する場合であっても、スプルー25から製品キャビティ３へ射出される樹脂の圧力が製品キャビティ３の一部に偏ることなく製品キャビティ３内に均一にかかるようにすることができる。その結果、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品Ｂを成形することができる。
【００２９】
また、貫通孔Ａを有する製品Ｂを成形する成形方法において、互いに開閉可能な複数の型体たる第１の型体たる固定型１および第２の型体たる可動型２を型閉して、これら固定型１と可動型２の間に製品キャビティ３を形成し、前記固定型１の内部に位置する材料通路たるスプルー25内の熱可塑性の成形材料を加熱して常時溶融状態に保ち、前記スプルー25から前記製品キャビティ３へのゲート19を開閉するゲート開閉部材たるバルブピン28をゲート開閉部材駆動手段たる駆動部32により駆動し、前記バルブピン28を閉じる方向に押す可動な押圧部材たる押圧ピン60を押圧部材駆動手段たる連結ピン63により駆動することによって、前記バルブピン28または前記押圧ピン60により製品Ｂの貫通孔Ａを形成するとともに、前記製品キャビティ３に対する前記ゲート19の開度を調節するものであり、製品キャビティ３に対するゲート19の開度を調節することにより、比較的厚みが大きい製品Ｂを成形する場合であっても、スプルー25から製品キャビティ３へ射出される樹脂の圧力が製品キャビティ３の一部に偏ることなく製品キャビティ３内に均一にかかるようにすることができる。その結果、比較的厚みが大きく、高い寸法精度の要求される製品Ｂを成形することができる。
【００３０】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形のみならず、熱可塑性の成形材料の射出成形一般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の射出成形用金型装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】同上ゲート付近の断面図であり、ゲートが閉じた状態を示している。
【図３】同上ゲート付近の断面図であり、ゲートが開いた状態を示している。
【図４】従来の射出成形用金型装置を示すゲート付近の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  固定型（第１の型体）
２  可動型（第２の型体）
３  製品キャビティ
19  ゲート
25  スプルー（材料通路）
28  バルブピン（ゲート開閉部材）
32  駆動部（ゲート開閉部材駆動手段）
33，34  バンドヒーター（加熱手段）
60  押圧ピン（押圧部材）
63  連結ピン（押圧部材駆動手段）
Ａ  貫通孔
Ｂ  製品
Ｃ  開口幅
【図１】
2005193629.tif 000003
【図２】
2005193629.tif 000004
【図３】
2005193629.tif 000005
【図４】
2005193629.tif 000006