(57)【要約】【課題】成形樹脂の性状及び充填速度に左右されることなく成形樹脂の充填時に１ｍｍ以下の径の細いコアピンに何等悪影響を与えることなく成形樹脂の充填を可能とし、精密な成形孔を確保する。【解決手段】多数の成形孔を作るコアピン３７をキャビティ２５内から後退させ、待機状態とした成形樹脂充填待機工程と、前記キャビティ２５内に成形樹脂をゲート１３から充填する成形樹脂充填工程と、成形樹脂２３の充填完了後、前記ゲートを閉めた後にキャビティ２５内へ前記コアピン３７を突出させるコアピン突出工程と、前記コアピン３７の突出完了後、一定時間経過した後に前記コアピン３７をキャビティ２５内から後退させるコアピン後退工程と、前記コアピン３７の後退完了後にキャビティ２５を開き成形部品を取出す成形部品取出し工程とからな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】
多数の成形孔を作る１ｍｍ以下の径の細いコアピンをキャビティ内から後退させ、待機状態とした成形樹脂充填待機工程と、前記キャビティ内に、超臨界状態の不活性ガスが溶解された成形樹脂をゲートから充填する成形樹脂充填工程と、成形樹脂の充填完了後、前記ゲートを閉めた後にキャビティ内へ前記コアピンを突出させるコアピン突出工程と、前記コアピンの突出完了後、一定時間経過した後に前記コアピンをキャビティ内から後退させるコアピン後退工程と、前記コアピンの後退完了後にキャビティを開き成形部品を取出す成形部品取出し工程とからなることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
超臨界状態の不活性ガスが溶解された成形樹脂を射出するゲートを備えた固定側キャビティと、その固定側キャビティと対向しキャビティ内へ前記成形樹脂の充填が可能となる成形位置とキャビティを開いて成形部品を取出す取出し位置とに移動可能な可動側キャビティと、その可動側キャビティに対して独立して作動し前記ゲートを開又は閉とするゲート開閉部材と、前記成形樹脂が充填されるキャビティ内へ突出し、多数の成形孔を作る１ｍｍ以下の径の細いコアピンとを備え、前記コアピンは、前記ゲート開閉部材と所定のタイムラグを有して独立して作動し、キャビティ内への突出位置とキャビティ内から後退した待機位置とに移動可能であることを特徴とする成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ミリ単位の微細な幅ながら深い成形孔を作るのに適する射出成形方法とその成型用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器の飛躍的な普及に伴い、小型化、高密度化さらに低コスト化が求められる環境において、ミリ単位の微細な幅（外径）ながら深い孔形状を有する部品の需要は高い。
【０００３】
微細な幅で深い孔を加工する手段は、一般的にはドリル等の機械加工、あるいは、レーザ照射によるレーザ加工があげられるが、その外に成形用金型を用いた射出成形方法がある。
【０００４】
前者の手段は、１箇所ごとに精密加工しなければならず、作業に時間がかかる等作業性の面で望ましくないことと、コスト低減が難しいことである。
【０００５】
後者の手段は、前者のような問題はないが、それでも射出成形に伴う特有の問題を有する。
【０００６】
具体的には、ミリ単位の外径で深い孔を多数成形する際、成形樹脂が充填されるキャビティ内に孔成形用のコアピンが突出するようになる。この時のコアピンは、先端が自由端となる片持ちで、成形孔と同一のミリ単位のピン径となるため、キャビティ内に成形樹脂が射出によって充填される時に、その成形樹脂の射出抵抗を直接受けることで大きく変形し、成形孔の位置がずれたり、場合によっては損傷等の不具合が発生する。
【０００７】
このために、射出抵抗が大きくなる高速充填が行えないことと、精密成形に適する粘性の高い、例えば、可塑性樹脂が使用できない等の問題を有する。
【０００８】
この場合、例えば、キャビティ内へ予め成形樹脂を充填した後、そのキャビティ内へ入子を前進させることで凹部を成形する手段が公知となっているが、この手段は径の太い入子をキャビティ内へ前進させる時に、その成形樹脂を圧縮する所から、成形樹脂に圧縮性を備えたものを使用しなくてはならず、精密成形に適する熱可塑性樹脂等の成形樹脂が使用できない等の不具合いを有する。また、充填後の成形樹脂に動きがあるとその動きの影響を強く受けるミリ単位のコアピンは使用できず精密成形には向いていない。
【特許文献１】特開平６−１９８６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は精密成形に適すると共に径の細いコアピンに何等悪影響を与えることなく成形樹脂の高速充填を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の第１は、多数の成形孔を作る１ｍｍ以下の径の細いコアピンをキャビティ内から後退させ、待機状態とした成形樹脂充填待機工程と、前記キャビティ内に、超臨界状態の不活性ガスが溶解された成形樹脂をゲートから充填する成形樹脂充填工程と、成形樹脂の充填完了後、前記ゲートを閉めた後にキャビティ内へ前記コアピンを突出させるコアピン突出工程と、前記コアピンの突出完了後、一定時間経過した後に前記コアピンをキャビティ内から後退させるコアピン後退工程と、前記コアピンの後退完了後にキャビティを開き成形部品を取出す成形部品取出し工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２は、超臨界状態の不活性ガスが溶解された成形樹脂を射出するゲートを備えた固定側キャビティと、その固定側キャビティと対向しキャビティ内へ前記成形樹脂の充填が可能となる成形位置とキャビティを開いて成形部品を取出す取出し位置とに移動可能な可動側キャビティと、その可動側キャビティに対して独立して作動し前記ゲートを開又は閉とするゲート開閉部材と、前記成形樹脂が充填されるキャビティ内へ突出し、多数の成形孔を作る１ｍｍ以下の径の細いコアピンとを備え、前記コアピンは、前記ゲート開閉部材と所定のタイムラグを有して独立して作動し、キャビティ内への突出位置とキャビティ内から後退した待機位置とに移動可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、成形樹脂は超臨界状態の不活性ガスが溶解されることで、粘性の高い成形材料であっても低圧で低粘性の性状でキャビティ内へ充填される。加えて、充填時にコアピンをキャビティ内から後退させた待機状態にできるため、充填抵抗は回避されコアピンに何等悪影響を与えることがなくなる。
【００１３】
したがって、高速充填が可能になると共に精密成形に適する粘性の高い熱可塑性樹脂の使用が可能となる。
【００１４】
また、コアピンは、ゲートを閉めた後、成形樹脂の動きが止まった状態の時にキャビティ内へ突出することができるため、成形樹脂の流動抵抗を受けることがなくなり、ミリ単位の径の細いコアピンであっても何等支障は起きない。
【００１５】
また、キャビティを開とする型開きの時に、その成形部品取出し工程に先行してコアピンを成形樹脂から後退させることができるため、型開きの影響を受けることがなくなり微細な幅で深い多数の成形孔を精度よく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】
【００１６】
１ｍｍ以下の径の細いコアピンの変形又は損傷等の回避と精密成形する目的を、超臨界状態の不活性ガスが溶解した成形樹脂を用いることと、ゲートの閉鎖完了後にコアピンの独立した作動が行えるようにすることで実現した。
【実施例１】
【００１７】
以下、図１乃至図６を参照しながら本発明の実施例について具体的に説明する。
【００１８】
図１はこの発明にかかる成形用金型１の要部を示した概要切断面図、図２は射出成形装置全体の概要説明図をそれぞれ示している。
【００１９】
成形用金型１は、固定側キャビティ３とその固定側キャビティ３と対向し合う可動側キャビティ５を有している。固定側キャビティ３は固定ダイ７を介して装置本体９の固定側型盤１１に固定支持されると共に、その中央部位はゲート１３となっている。また、固定側キャビティ３の外周部内側にはストッパーとなる外周リング１５が、その外側には封止リング１７がそれぞれ設けられている。
【００２０】
ゲート１３は、混練シリンダ１９の先端ノズル２１が接続し合うことでその先端ノズル２１から成形樹脂２３がキャビティ２５内に射出されるようになっている。
【００２１】
外周リング１５は、前記可動側キャビティ５が前進した時に、その可動側キャビティ５のフランジ部２７が当接し合うことでキャビティ２５内の寸法、即ち成形部品の厚さが設定されるようになっている。したがって、外周リング１５を選択することでキャビティ２５によって成形される成形寸法の変更が可能となる。
【００２２】
封止リング１７は、前記固定側キャビティ３の外周に対して矢印イ方向へスライド自在に嵌挿支持され、その先端縁は第１の付勢ばね２９により前記可動側キャビティ５が固定支持された可動ダイ３１に対して常時接触し合うよう突合せ接触している。封止リング１７のスライド面には第１シール部材３３が、突合せ接触面には第２シール部材３５がそれぞれ設けられ、キャビティ２５内が常に密封シール状態におかれるようになっている。
【００２３】
キャビティ２５内へ充填される成形樹脂２３は、精密成形が可能でありながら低圧充填が行なえるよう粘性が低いことと、後述するコアピン３７が成形樹脂２３へ無理なく挿入することが可能な性状を備えている。
【００２４】
具体的には、図２に示すように前記攪拌シリンダ１９内に、１つは注入装置３９を介して超臨界状態の不活性ガスが、他の１つはホッパ４１を介して成形材料がそれぞれ送り込まれるようになっている。
【００２５】
不活性ガスとしては窒素ガス又は炭酸ガスがあり、例えば、ボンベ４３からの不活性ガスが窒素ガスである時、超臨界発生装置４５によって臨界温度−１４７℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上に、炭酸ガスであれば臨界温度３１．１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上の臨界状態となって送り込まれる。
【００２６】
また、他方の成形材料としては熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂等で、加熱、冷却によって流動・固化状態を可逆的に変化する性質を備えた熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂となっている。
【００２７】
例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミド、ポリメチルペンテン、非晶質ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミドなどを使用することが望ましい。また、単体あるいは主成分として構成されるポリマーブレンド、ポリマーアロイさらに物性改質等のための添加剤・充填剤の含有についても限定されない。
【００２８】
それらが攪拌シリンダ１９内で前記超臨界状態の不活性ガスと共に攪拌混合されることで、圧縮性と低圧で低粘性を備えた成形樹脂が得られるようになっている。
【００２９】
一方、可動側キャビティ５は、前記した可動ダイ３１を介して可動側型盤１７に固定支持され、装置本体９に設けられた駆動手段（図示していない）により可動側型盤４７が矢印１３方向に駆動されることで、固定側キャビティ３に対して前進した成形位置（図１実線）と成形部品を取出す後退した取出し位置（図示していない）とに移動可能となっている。
【００３０】
可動側キャビティ５には前記ゲート１３を開又は閉とするロッド状のゲート開閉部材４９と、前記した複数のコアピン３７と前記キャビティ２５と連通し合うガス通路５１を有している。
【００３１】
ゲート開閉部材４９は、押圧手段５３により押圧が解除された時、第２の付勢ばね５５によってゲート１３が開く方向へ常時付勢され、一定のゲート幅Ｄが確保されるようになっている。
【００３２】
押圧手段５３は、前記ゲート開閉部材４９と接触し合うゲートシールプレート５７とそのゲートシールプレート５７と接触し合う突出ロッド５９とから成り、その突出ロッド５９が例えば、エアー、モータ、油圧等の駆動装置（図示していない）によって、駆動（矢印ハ）されることで、第２の付勢ばね５５に抗してゲート開閉部材４９の独立した動き（図１矢印ハ）が可能となっている。
【００３３】
コアピン３７は、１ｍｍ以下の細い径に作られていてコアロッドホルダ６１内に複数収納配置されている。コアピン３７の先端は可動側キャビティ５を貫通しキャビティ２５内に突出可能となっていて、前記キャビティ２５内への突出によりミリ単位の成形孔を作るようになっている。成形孔はコアピン３７の突出量によって貫通した孔、あるいは盲孔がそれぞれ得られるようになっている。
【００３４】
コアロッドホルダ６１はガイドピン６３によって前記可動ダイ３１に対して図１矢印ニの如く前進、後退可能に支持され、常時は第３の付勢バネ６５により後退した位置（図１実線）に付勢されている。この時、コアピン３７の先端はキャビティ２５内から後退した待機状態におかれると共に、前記第３の付勢バネ６５に抗してゲートシールプレート５７の押圧により待機状態からキャビティ２５内へ突出することが可能となっている。ゲートシールプレート５７の先端と前記コアロッドホルダ６１のホルダ上部面までの間ｄは、前記したゲート幅Ｄに対してＤ≦ｄの関係に設定されている。
【００３５】
これにより、ゲート１３の口が閉まってからコアピン３７がキャビティ２５内へ突出するタイムラグを備えた動きが確保されるようになっている。
【００３６】
ガス通路５１は、図２に示すように金型内を昇圧又は減圧する導入バルブ６７と排気バルブ６９とを有し、前記導入バルブ６７を開とすることで、金型導入用昇圧ブースタ７１により所定の圧力に高められた例えば、ボンベ４３からの炭酸ガスがキャビティ２５内へ送り込まれるようになっている。また、排気バルブ６９を開とすることで、キャビティ２５内のガスが外へ逃げるようになっている。
【００３７】
次に、成形方法について説明する。
【００３８】
始めに、多数の成形孔を作るコアピン３７をキャビティ２５内から後退させた待機状態とし、その待機状態としたキャビティ２５内へ混練シリンダ１９から射出によって成形樹脂２３を充填する（図３）。この時、成形樹脂２３は超臨界状態の不活性ガスが溶解されることで圧縮性と定圧で低粘性を備えた状態でキャビティ２５内に充填される。成形樹脂２３の充填完了後、ゲート開閉部材４９によってゲート１３を閉める（図４）。と同時に所定のタイムラグを有して待機状態にあるコアピン３７はキャビティ２５内へ突出する（図５）。この時、コアピン３７は、過大な圧縮抵抗を受けることなく円滑に突出すると共に、キャビティ２５内の成形樹脂２３がゲート１３の閉により確実に動きの止まった状態の時に突出するようになるため、流動抵抗を受けることがなくなる。この結果、ミリ単位の径の細いコアピン３７であっても曲げ等の悪影響が回避され、正しい位置に確実に突出するようになる。
【００３９】
次に、コアピン３７の突出完了後、一定時間経過した後、コアピン３７の押圧を解除するとコアピン３７は第３の付勢バネ６５によって再び待機状態に後退する。この時、コアピン３７は独立して後退することと、突出時の曲げ作用の影響を受けないことと相俟って精密で精確な成形孔２３ａが得られるようになる。次に、可動側キャビティ５を後退させ金型を開くことで、ミリ単位の成形孔２３ａを備えた成形部品の取出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明にかかる成形用金型の概要切断面図。
【図２】この発明にかかる射出成形装置全体の概要説明図。
【図３】コアピンが待機状態にあるキャビティ内に成形樹脂が充填された状態の動作説明図。
【図４】成形樹脂の充填完了後、ゲートが閉まった状態で、コアピンが待機状態にある動作説明図。
【図５】ゲートが閉り充填完了後の成形樹脂内へコアピンが突出した状態の動作説明図。
【図６】金型が開く前にコアピンが先行して待機状態に戻った状態の動作説明図。
【符号の説明】
【００４１】
３…可動側キャビティ
５…固定側キャビティ
９…装置本体
１３…ゲート
２３…成形樹脂
２５…キャビティ
３７…コアピン
４９…ゲート開閉部材
【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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