(57)【要約】【課題】  筒状体、特に軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を高精度かつ高効率に製造する。【解決手段】  筒状体の射出成形品を形成する射出成形品の製造方法であって、製品キャビティ１１内における前記筒状体の内側に相当する部分に、該部分のうち、少なくともゲート１５から最も離間した位置を含む所定長さ部分を加熱する構成とされたコアピン２３を配置するとともに、コアピン２３を加熱した状態で、製品キャビティ１１内にゲート１５を介して溶融樹脂を射出した後に、コアピン２３を加熱した状態で、前記溶融樹脂を圧縮して保圧し、そしてコアピン２３の加熱状態を解除した後に、前記溶融樹脂を冷却、固化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締め状態で金型面間に形成される製品キャビティにゲートを介して溶融樹脂を射出する射出工程と、該射出工程後に前記溶融樹脂を圧縮して保圧する保圧工程と、該保圧工程後に前記溶融樹脂を冷却、固化する冷却工程とを有し、筒状体の射出成形品を製造する射出成形品の製造方法であって、
前記射出工程は、前記製品キャビティ内における前記筒状体の内側に相当する部分に、該部分のうち、少なくとも前記ゲートから最も離間した位置を含む所定長さ部分を加熱する構成とされたコアピンを配置するとともに、該コアピンを加熱した状態で、当該製品キャビティ内に溶融樹脂を射出し、
前記保圧工程は、前記コアピンを加熱した状態で、前記製品キャビティ内の前記溶融樹脂を圧縮し、
前記冷却工程は、前記コアピンの加熱状態を解除した後に、前記溶融樹脂を冷却、固化することを特徴とする射出成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状体の射出成形品を形成するのに好適な射出成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の射出成形品を製造する射出成形用金型装置としては、接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面間に製品キャビティが形成される一対の金型と、前記製品キャビティ内における前記筒状体の内側に相当する部分に配置されるコアピンと、前記製品キャビティ内にゲートを介して溶融樹脂を射出するバルブ装置とを備える構成が知られている。さらに、下記特許文献１には、前記コアピンとして、前記製品キャビティ内における前記ゲート側に配置される第１コアピンと、該第１コアピンと先端面同士が対向するように同軸的に配置された第２コアピンとを備え、第１コアピンの内部にこのピンを加熱するヒータが配設され、第２コアピンの内部にこのピンを冷却する冷却管が配設された構成が開示されている。なお、この文献１では、前記筒状体の内側は、第１、第２コアピンの双方により形成されるようになっている。
【０００３】
このように構成された金型装置では、前記製品キャビティに、前記ゲート側に加熱された第１コアピンを配置させるとともに、前記ゲートと反対側に冷却された第２コアピンを配置させた状態で、このキャビティ内に前記ゲートを介して溶融樹脂を射出した後に、該溶融樹脂を圧縮して保圧し、その後、前記溶融樹脂を冷却、固化することにより、筒状体の射出成形品が形成されるようになっている。ここで、この射出成形品を形成する全過程において、第１コアピンの加熱状態と第２コアピンの冷却状態との双方が維持されていた。このため、製品キャビティ内におけるゲート側では、溶融樹脂が第１コアピンにより加熱されるので、この部分における溶融樹脂の流動性を向上させることができるとともに、このキャビティ内における前記ゲートと反対側の部分（以下、「反ゲート側」という）が、第２コアピンにより冷却されているので、キャビティ内に射出された溶融樹脂が速やかに冷却、固化されるため、製造効率の向上を図ることが可能になる。
【特許文献１】特開２００３−０７１８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記従来では、第１コアピンにより溶融樹脂を加熱することにより、前記製品キャビティ内における前記ゲート側で溶融樹脂の流動性が向上され、そのキャビティ内への射出速度を高めることができたとしても、このキャビティを構成する金型の温度は溶融樹脂の温度と比べると非常に低いため、ゲートを通過してキャビティ内に流入するとその粘度が急激に増加し、溶融樹脂のキャビティ内への流入速度が急激に低下することになる。したがって、溶融樹脂に良好な流動性を具備させた状態で、この樹脂をキャビティ内の全域に行き渡らせることが困難であるという問題があった。
【０００５】
また、キャビティ内に射出される当初の溶融樹脂は、ゲートから離間した位置にまで到達させられることになるので、キャビティを構成する金型に伝導される熱量も増加することになり、その粘度が大きく低下することになる一方、射出される最終の溶融樹脂はキャビティのゲートの近傍に射出されるのみであるので、キャビティへの溶融樹脂の射出が完了した時点で、この溶融樹脂の溶融若しくは固化状態がゲートの近傍とゲートから離間した位置とで大きく異なる、すなわちこの溶融樹脂が不均質になる場合があった。この場合、この不均質を解消して均質にするために、保圧に長時間を要する、あるいは保圧をしたとしても前記不均質を解消することが困難であり、高精度な射出成形品を製造することができない、特に前記コアピンと溶融樹脂との均質な接触状態を実現できず、前記筒状体の内周面を高精度に形成することが困難であるという問題があった。
【０００６】
ここで、前記従来では、第２コアピンにより、キャビティの反ゲート側を冷却していたので以上の問題が特に顕著であった。また、形成する射出成形品として、軸方向長さが外径以上とされた筒状体を製造する場合、キャビティ内に射出される当初の溶融樹脂が、キャビティ内におけるゲート側から反ゲート側へ移動される移動量が大きくなり、金型に伝導される溶融樹脂の熱量が多くなるので、以上の問題が特に顕著であった。
さらに、射出成形品を形成する全過程において、第１コアピンの加熱状態が維持されていたので、溶融樹脂の冷却、固化が完了した後に型開きして、この成形品が金型装置から取り外された後に、室温まで冷却される過程で収縮等の変形が生ずる場合があり、高精度な射出成形品を製造することができない、特に前記筒状体の内周面を高精度に形成することが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、筒状体、特に軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を高精度かつ高効率に製造することが可能な射出成形品の製造方法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】
【０００８】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の射出成形品の製造方法は、型締め状態で金型面間に形成される製品キャビティにゲートを介して溶融樹脂を射出する射出工程と、該射出工程後に前記溶融樹脂を圧縮して保圧する保圧工程と、該保圧工程後に前記溶融樹脂を冷却、固化する冷却工程とを有し、筒状体の射出成形品を製造する射出成形品の製造方法であって、前記射出工程は、前記製品キャビティ内における前記筒状体の内側に相当する部分に、該部分のうち、少なくとも前記ゲートから最も離間した位置を含む所定長さ部分を加熱する構成とされたコアピンを配置するとともに、該コアピンを加熱した状態で、当該製品キャビティ内に溶融樹脂を射出し、前記保圧工程は、前記コアピンを加熱した状態で、前記製品キャビティ内の前記溶融樹脂を圧縮し、前記冷却工程は、前記コアピンの加熱状態を解除した後に、前記溶融樹脂を冷却、固化することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記射出工程で、前記製品キャビティ内における前記筒状体の内側に相当する部分に、当該部分のうち、少なくとも前記ゲートから最も離間した位置を含む所定長さ部分を加熱する構成とされたコアピンを配置し、かつこのコアピンを加熱した状態で、当該製品キャビティ内に溶融樹脂を射出するので、キャビティ内に射出された溶融樹脂の温度が低下してその粘度が増加した場合においても、この溶融樹脂は、キャビティにおける前記ゲートと反対側の反ゲート側に向けて流動される過程で、前記コアピンにより再加熱されることになり、その粘度を再び低下させることが可能になる。従って、溶融樹脂に良好な流動性を具備させた状態で、この溶融樹脂をキャビティ内の全域に行き渡らせることが可能になり、前記保圧工程直前のこの射出工程完了時に、キャビティ内の溶融樹脂の均質化を図ることができ、高精度な射出成形品を製造することが可能になるとともに、保圧時間の短縮を図ることができる。また、前記射出工程時に、前記コアピンを加熱しておくので、このコアピンの外周面に接する溶融樹脂の流動性が確実に向上されることになり、コアピンの外周面と溶融樹脂との均質な接触状態を実現することが可能になり、前記筒状体の内周面を高精度に製造することができる。特に、コアピンとして、前記製品キャビティ内における前記筒状体の内側に相当する部分をその全長に亙って加熱する構成を採用すると、溶融樹脂がキャビティにおけるゲート側から反ゲート側に向けて流動される過程において、その粘度を略一定に維持することが可能になり、前述した作用効果を確実に実現することができる。さらに、軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を製造する場合に、前述した作用効果が特に著しく奏されることになる。
【００１０】
また、前記保圧工程では、前記コアピンを加熱した状態で、前記製品キャビティ内の前記溶融樹脂を圧縮するので、この溶融樹脂自体の均質化、およびコアピンの外周面と溶融樹脂との均質な接触状態を確実に実現することが可能になるとともに、この保圧時間の短縮を図ることができる。
さらに、前記冷却工程は、前記コアピンの加熱状態を解除した後に、前記溶融樹脂を冷却、固化するので、この冷却時間を短縮できるとともに、この射出成形品を金型から取り外した際の射出成形品の温度と室温との温度差を最小限に抑制することが可能になり、この取り外し後に射出成形品が収縮する等、その変形発生を抑制することができる。
以上により、筒状体、特にキャビティ内におけるゲート側から反ゲート側までの距離を大きくする必要のある、軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を高精度かつ高効率に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る射出成形品の製造方法の一実施形態として、軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を製造する方法を、図１を参照しながら説明する。
まず、この方法を実施するための射出成形用金型装置１０について説明する。この射出成形用金型装置１０は、接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面１２ａ、１３ａ間に製品キャビティ１１が形成される一対の金型１２、１３と、製品キャビティ１１内における前記筒状体の内側に相当する部分に配置されるコアピン１４と、製品キャビティ１１にゲート１５を介して溶融樹脂を射出するバルブ装置１６と、一対の金型１２、１３の内部にそれぞれ形成され、その内部に冷媒が供給されることにより、製品キャビティ１１内の溶融樹脂を冷却、固化させる冷却流路１７とを備える概略構成とされている。
【００１２】
前記一対の金型１２、１３は、固定金型１２と可動金型１３とを備え、互いの金型面１２ａ、１３ａが対向した状態で、固定金型１２の金型面１２ａに対して可動金型１３の金型面１３ａが接近離間可能とされており、これらの両金型面１２ａ、１３ａが当接して型締めされたときに、図１に示すようにキャビティ１１が形成されるようになっている。
【００１３】
固定金型１２は、図示しない射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる固定金型本体（図示略）と、該固定金型本体に配設されるとともに、その下面が固定金型面１２ａとされたゲートブッシュ２１とを備え、このゲートブッシュ２１の、固定金型面１２ａに沿った方向における中央部に穿設された貫通孔に、バルブ装置１６が挿入配置されている。
【００１４】
バルブ装置１６は、円筒状とされたバルブ本体１６ａと、該バルブ本体１６ａの内部に配設されたガイドピン１６ｂと、円筒状とされ、その内側にガイドピン１６ｂが挿入配置されたバルブスリーブ１６ｃと、バルブ本体１６ａの先端部におけるゲートブッシュ２１との当接部に配設されたリング状の断熱シールリング１６ｄとを備え、これらの各部材１６ａ〜１６ｄは全て同軸的に配設された構成となっている。ここで、ガイドピン１６ｂは、バルブ本体１６ａの上面および下面の双方から突出され、その下端面は固定金型面１２ａと略面一とされている。すなわち、ガイドピン１６ｂの軸方向下端部は、バルブ本体１６ａの下面から突出しており、その外周面は、ゲートブッシュ２１の前記貫通孔における固定金型面１２ａ側の開口部内周面と対向しており、これらの外周面と内周面との間隙が、製品キャビティ１１に開口するゲート１５を構成している。一方、バルブスリーブ１６ｃは、その内周面がガイドピン１６ｂの外周面に摺接した状態で、金型面１２ａ、１３ａに向けて進退可能に支持されており、その後退位置では、バルブスリーブ１６ｃの先端部がバルブ本体１６ａの内部に位置し、その前進位置では、バルブスリーブ１６ｃの先端部がゲート１５に挿入され、このゲート１５を塞ぐとともに、その先端面が固定金型面１２ａと略面一になるようにされている。また、バルブ本体１６ａの内周面とバルブスリーブ１６ｃの外周面との間には、樹脂供給路１６ｅとしての間隙が形成されており、この供給路１６ｅは、固定金型１２の上方に配設された図示しないマニホールドのランナーを介して図示しない射出成形機のノズルと連通されている。なお、バルブ本体１６ａは、その外周面に配設された図示しないヒータと、このヒータの外周面を覆うように配設された図示しないヒータカバーとを備え、樹脂供給路１６ｅを加熱できるようになっている。また、ガイドピン１６ｂの先端面における径方向中央部は、軸方向内側へ凹む凹部１６ｆとされている。
【００１５】
可動金型１３は、上面が可動金型面１３ａとされたコアブロック２２と、このコアブロック２２がその下面および側面に接して配設される図示しない受け部と、この受け部がその下面および側面に接して配設される図示しない取り付け部とを備える概略構成とされ、この取り付け部が図示しない射出成形機の可動側プラテンに取り付けられるようになっている。コアブロック２２と前記受け部とにはそれぞれ、形成される製品キャビティ１１の、金型面１３ａに沿った方向における中央部に型開閉方向に貫通する孔が形成されており、コアブロック２２と前記受け部とが組立てられた状態で、これらを全体で貫通する貫通孔を構成するようになっている。そして、この貫通孔に、製品キャビティ１１内における製造する前記筒状体の内側に相当する部分に、当該部分のうち、少なくともゲート１５から最も離間した位置（以下、「反ゲート側」という）を含む所定長さ部分、より好ましくは図１に示すように、前記内側に相当する部分を略全長に亙って加熱する構成とされたコアピン２３が挿入配置されている。
【００１６】
コアピン２３は有底筒状とされており、固定金型１２のバルブ装置１６と同軸になるように、可動金型１３の前記貫通孔に挿入配置されており、型締め状態で、その底部外表面とバルブ装置１６のガイドピン１６ｂの先端面とが当接するようになっている。コアピン２３の前記底部外表面における径方向中央部には、軸方向外方へ凸とされた凸部２３ａが形成されており、前記型締め状態で、ガイドピン１６ｂの先端面に形成された凹部１６ｆに、この凸部２３ａが挿入されることにより、射出前に、コアピン２３とバルブ装置１６との同軸度が確保されるようになっている。このコアピン２３の内部には、その内周面に当接した状態でヒータ２４が挿入配置されており、本実施形態では、コアピン２３の外表面のうち、少なくとも製品キャビティ１１内に位置する部分を全域に亙って加熱できるようになっている。図示の例では、ヒータ２４は、コアピン２３の内部に、製品キャビティ１１の反ゲート側より下方から可動金型面１３ａにかけて延在して配設されている。なお、このヒータ２４は図示しない制御装置に接続されており、時間に対して設定温度を変化させることができるようになっている。
【００１７】
以上のように構成された射出成形金型装置１０により、軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を製造する方法について説明する。
まず、可動金型１３を固定金型１２に向けて前進移動させて型締めし、金型面１２ａ、１３ａ間に製品キャビティ１１を形成する。この際、バルブ装置１６のガイドピン１６ｂの先端面に可動金型１３のコアピン２３の先端面が当接するとともに、ガイドピン１６ｂ先端面の凹部１６ｆにコアピン２３先端面の凸部２３ａが挿入され、コアピン２３とガイドピン１６ｂとの同軸度が確保される。そして、ヒータ２４によりコアピン２３を適正温度まで加熱した後に、前記射出成形機のノズルから前記スプルー、樹脂供給路１６ｅおよびその先端に位置するゲート１５を順次介して溶融状態にある熱可塑性樹脂を製品キャビティ１１内に射出する（射出工程）。その後、ヒータ２４によりコアピン２３を適正温度に加熱した状態で、製品キャビティ１１内の溶融樹脂を圧縮する（保圧工程）。次に、バルブ装置１６のバルブスリーブ１６ｃを前進移動させて、その先端部をゲート１５に挿入させてゲート１５を閉塞し、製品キャビティ１１内の溶融樹脂と、樹脂供給路１６ｅ内の溶融樹脂とを遮断するとともに、ヒータ２４の加熱状態を解除する。その後、冷却流路１７内に適正な温度に設定された冷媒を供給することにより、製品キャビティ１１内の溶融樹脂を冷却、固化させて前記射出成形品を形成した後に、型開きし、この成形品を製品キャビティ１１から取り外す。
【００１８】
以上説明したように本実施形態による射出成形品の製造方法によれば、前記射出工程で、製品キャビティ１１内における前記筒状体の内側に相当する部分に、当該部分のうち、少なくとも反ゲート側を含む所定長さ部分を加熱する構成とされたコアピン２３を配置し、かつこのコアピン２３を加熱した状態で、当該製品キャビティ１１内に溶融樹脂を射出するので、キャビティ１１に射出された溶融樹脂の温度が低下してその粘度が増加した場合においても、この溶融樹脂は、キャビティ１１における反ゲート側に向けて流動される過程で、コアピン２３により再加熱されることになり、その粘度を再び低下させることが可能になる。従って、溶融樹脂に良好な流動性を具備させた状態で、この溶融樹脂をキャビティ１１内の全域に行き渡らせることができ、前記保圧工程直前のこの射出工程完了時に、キャビティ１１内の溶融樹脂の均質化を図ることができ、高精度な射出成形品を製造することが可能になるとともに、保圧時間の短縮を図ることができる。また、コアピン２３を加熱して前記射出工程を経るので、このコアピン２３の外周面に接する溶融樹脂の流動性が確実に向上されることになり、コアピン２３の外周面と溶融樹脂との均質な接触状態を実現することが可能になり、前記筒状体の内周面を高精度に製造することができる。特に、コアピン２３として、製品キャビティ１１内における前記筒状体の内側に相当する部分をその全長に亙って加熱する構成を採用すると、溶融樹脂がキャビティ１１におけるゲート１５側から反ゲート側に向けて流動される過程において、その粘度を略一定に維持することが可能になり、前述した作用効果を確実に実現することができる。
【００１９】
また、前記保圧工程では、コアピン２３を加熱した状態で、製品キャビティ１１内の溶融樹脂を圧縮するので、この溶融樹脂の均質化、およびコアピン２３の外周面と溶融樹脂との均質な接触状態を確実に実現することが可能になるとともに、この保圧時間の短縮を図ることができる。
さらに、前記冷却工程は、コアピン２３の加熱状態を解除した後に、製品キャビティ１１内の溶融樹脂を冷却、固化するので、この冷却時間の短縮を図ることができるとともに、この射出成形品を金型１２、１３から取り外した際の射出成形品の温度と室温との温度差を最小限に抑制することが可能になり、この取り外し後に射出成形品が収縮する等、その変形発生を抑制することができる。
以上により、キャビティ１１内におけるゲート１５側から反ゲート側までの距離を大きくする必要のある、軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品であっても、これを高精度かつ高効率に製造することができる。
【００２０】
なお、本発明の技術的範囲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変更を加えることが可能である。例えば、前記射出工程と前記保圧工程とで、ヒータ２４によるコアピン２３の加熱温度を同一としても、異ならせてもよい。また、前記実施形態では、軸方向長さが外径以上とされた筒状体を製造する方法を示したが、これに限られるものではなく、製造する射出成形品が筒状体であれば、本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
筒状体、特に軸方向長さが外径以上とされた筒状体の射出成形品を高精度かつ高効率に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る射出成形品の製造方法の一実施形態を実施するための射出成形用金型装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１  製品キャビティ
１２ａ  固定金型面
１３ａ  可動金型面
１５  ゲート
２３  コアピン
【図１】
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