(57)【要約】【課題】合成樹脂材料からなる円環状部品、例えば、転がり軸受けの保持器を製造するための成形型及び成形方法であって、高速充填、かつ、低圧圧縮射出成形法を用いることにより、真円度、反り、倒れ等について高精度の成形を行うことができ、かつ、ウエルド接合部の強度不足が改善され、また、ハイサイクル成形を可能にした成形型及び成形方法を提供する。【解決手段】上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内を型締めするとともにこのキャビティ内を均一圧縮する円環形状のピストンを後退させた状態として、キャビティ内に、このキャビティの内側部よりスプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、ピストンを前進させてサブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、該ピストンを前進させ、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形する。【選択図】図１
2009143104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形型であって、
円環状のキャビティを形成する上型及び下型と、
前記キャビティ内を均一圧縮する円環形状のピストンと
を備え、
前記キャビティには、このキャビティの内側部よりキャビティ内に、スプール及びランナーを介して合成樹脂材料を流すためのサブマリンゲートが設けられており、
前記ピストンは、前記キャビティ側に前進されたときに、前記サブマリンゲートを塞ぎ、前記キャビティ内を隔離し、さらにキャビティ内を均一圧縮することを
ことを特徴とする成形型。
【請求項２】
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形型であって、
円環状のキャビティを形成する上型及び下型と、
前記キャビティ内を均一圧縮する型締め動作時に前記上型、または、下型に対して相対移動する円環形状部材と
を備え、
前記キャビティには、このキャビティの内側部よりキャビティ内に、スプール及びランナーを介して合成樹脂材料を流すためのサブマリンゲートが設けられており、
前記円環形状部材は、型締め動作がなされたときに、前記サブマリンゲートを塞ぎ、前記キャビティ内を隔離する
ことを特徴とする成形型。
【請求項３】
前記サブマリンゲートの反対付近には、ガス逃げ用の湯溜りが設けられている
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の成形型。
【請求項４】
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形方法であって、
上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内を型締めするとともに、このキャビティ内を均一圧縮する円環形状のピストンを後退させた状態として、
前記キャビティ内に、このキャビティの内側部より、スプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、
前記充填の後、または、前記充填と同時に、前記ピストンを前進させて前記サブマリンゲートを塞ぎ、前記キャビティ内を隔離し、さらに、該ピストンを前進させ、前記キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形する
ことを特徴とする成形方法。
【請求項５】
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形方法であって、
上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内に、このキャビティの内側部より、スプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、
前記充填の後、または、前記充填と同時に、前記キャビティ内を均一圧縮する型締め動作を行って前記サブマリンゲートを塞ぎ、前記キャビティ内を隔離し、さらに、型締め動作を行い、前記キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形する
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、合成樹脂製品の製造に使用される成形型及び成形方法に関し、特に、円環形状の合成樹脂製品の製造に使用される成形型及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製品（プラスチック製品）の製造方法として広く用いられている射出成形法（高圧射出成形法）においては、成形型（金型）を用いて、高い型締圧力による型締を行い、かつ、熱可塑性樹脂を高圧で成形型のキャビティ内に射出し、その後、高圧にて一定時間保圧をかけつつ、冷却することにより成形されていた。そのため、ゲート及びウエルド付近に残留応力が発生し、倒れ、歪み、ねじれ、ソリ等の変形が生じる欠点があった。
【０００３】
これに対し、例えば、特許文献１に示されているように、熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出する際に上下金型を開けておき、充填完了時に、または、充填完了直前に型締めを行い、所望の厚さにプレス成形する圧縮成形法（低圧圧縮成形法）が提案されている。このような圧縮成形法においては、変形及び形状精度、強度、転写性、薄肉化等が改善されることが知られている。
【０００４】
ところで、転がり軸受けにおいてボールや円柱を保持する保持器などの円環状部品には、近年、合成樹脂により製造されたものが提案されている。しかし、合成樹脂製の保持器については、形状が複雑なため、従来、射出成形法により製造されており、圧縮成形法によっては製造されていなかった。
【０００５】
また、近年、産業機械をはじめとして、高精度で高速回転仕様の工作機械が増えており、また、振動や騒音を抑えるため、保持器自体に対しても、真円度も含めてさらに厳しい形状精度が要求がされている。
【０００６】
また、特許文献２、特許文献３及び特許文献４には、導光板を製造するための圧縮成形法を行う成形型が記載されている。この成形型においては、トンネルゲートを介して溶融樹脂をキャビティ内に流し、型締め力により、キャビティを遮断し全体を圧縮するようになっている。ただし、この導光板は、円環形状ではないので、内側からはトンネルゲートを設けられない。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−０２２９１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２６５５７公報
【特許文献３】特願２００２−１３８８７７公報
【特許文献４】特許３９０８５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したような射出成形法においては、転がり軸受けの保持器を合成樹脂材料により成形するにあたり、溶融樹脂がゲートから流れ込みウエルド付近で合流するため、溶融樹脂の合流部は溶融が不完全となり、スキン層が形成され、ウエルド以外の場所と比べて剛性が低くなるという問題があった。また、合成樹脂材料を射出し充填した後、高圧で保圧を行なうため、ウエルド及びゲート付近には、バリが出易くなっていた。
【０００９】
また、保持器の製造に使用する合成樹脂材料は、ガラス繊維やカーボン繊維で強化されているものが多いため、合成樹脂材料の流れ方向と流れに直交する方向とでは、繊維の配向の影響により、収縮率が異なる。そして、ウエルド付近では、溶融した合成樹脂材料が高圧で衝突するため、繊維の方向が変化し、真円度が劣化して楕円形になる虞がある。
【００１０】
保持器の真円度が劣化すると、この保持器を用いて軸受けを構成した場合において、遠心力の影響で外側に振られるため、保持器の内側の案内面が拘束されたり、あるいは、外側の案内隙間が拡大してしまったりする。この結果、軸受けの回転が停止してしまったり、振動や騒音が発生し、軸受けの機能が低下する虞があった。特に、このような保持器は、高速回転及び高精度の保持器として使用することは困難であった。
【００１１】
さらに、樹脂材料中の繊維の配向や残留応力による反りや倒れの影響により、成形収縮率が一定にならないため、金型指示寸法が一定にならないという不都合があった。
【００１２】
ところで、前述したような導光板を製造するための成形型においては、導光板の形状が平面板状であるため、製品内側の位置にトンネルゲートを設けることは不可能である。一方、円環状部品を製造する場合においては、内側にサブマリンゲートを設けることにより、高精度、かつ、高速の充填が可能となり、スキン層を薄くして、高い強度の製品を製造することができると考えられる。
【００１３】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、合成樹脂材料からなる円環状部品、例えば、転がり軸受けの保持器を製造するための成形型及び成形方法であって、高速充填、かつ、低圧圧縮射出成形法を用いることにより、真円度、反り、倒れ等について高精度の成形を行うことができ、かつ、ウエルド接合部の強度不足が改善され、また、ハイサイクル成形を可能にした成形型及び成形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】
【００１４】
前述の課題を解決するため、本発明に係る成形型は、以下のいずれかの構成を有するものである。
【００１５】
〔構成１〕
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形型であって、円環状のキャビティを形成する上型及び下型と、キャビティ内を均一圧縮する円環形状のピストンとを備え、キャビティには、このキャビティの内側部よりキャビティ内にスプール及びランナーを介して合成樹脂材料を流すためのサブマリンゲートが設けられており、ピストンは、キャビティ側に前進されたときに、サブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらにキャビティ内を均一圧縮することを特徴とするものである。
【００１６】
〔構成２〕
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形型であって、円環状のキャビティを形成する上型及び下型と、キャビティ内を均一圧縮する型締め動作時に上型、または、下型に対して相対移動する円環形状部材とを備え、キャビティには、このキャビティの内側部よりキャビティ内にスプール及びランナーを介して合成樹脂材料を流すためのサブマリンゲートが設けられており、円環形状部材は、型締め動作がなされたときに、サブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離することを特徴とするものである。
【００１７】
前述の課題を解決するため、本発明に係る成形方法は、以下のいずれかの構成を有するものである。
【００１８】
〔構成３〕
構成１、または、構成２を有する成形型において、サブマリンゲートの反対付近には、ガス逃げ用の湯溜りが設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
〔構成４〕
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形方法であって、上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内を型締めするとともにこのキャビティ内を均一圧縮する円環形状のピストンを後退させた状態として、キャビティ内に、このキャビティの内側部よりスプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、ピストンを前進させてサブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、該ピストンを前進させ、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形することを特徴とするものである。
【００２０】
〔構成５〕
合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形方法であって、上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内に、このキャビティの内側部よりスプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、キャビティ内を均一圧縮する型締め動作を行ってサブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、型締め動作を行い、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る成形型においては、構成１を有することにより、キャビティには、このキャビティの内側部よりキャビティ内にスプール及びランナーを介して合成樹脂材料を流すためのサブマリンゲートが設けられており、ピストンは、キャビティ側に前進されたときに、サブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらにキャビティ内を均一圧縮するので、ピストンを前進させることにより、サブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、ピストンを前進させることによって、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形することができる。
【００２２】
本発明に係る成形型においては、構成２を有することにより、キャビティには、このキャビティの内側部よりキャビティ内にスプール及びランナーを介して合成樹脂材料を流すためのサブマリンゲートが設けられており、円環形状部材は、型締め動作がなされたときに、サブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離するので、型締め動作により、サブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、型締め動作を行うことによって、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形することができる。
【００２３】
本発明に係る成形型においては、構成３を有することにより、サブマリンゲートの反対付近には、ガス逃げ用の湯溜りが設けられているので、合成樹脂材料の高速充填が可能になる。
【００２４】
本発明に係る成形方法においては、構成４を有することにより、上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内を型締めするとともにこのキャビティ内を均一圧縮する円環形状のピストンを後退させた状態として、キャビティ内に、このキャビティの内側部よりスプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、ピストンを前進させてサブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、該ピストンを前進させ、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形するので、高速充填、かつ、低圧圧縮射出成形法を用いることができ、真円度、反り、倒れ等について高精度の円環状部品の成形を行うことができ、かつ、ウエルド接合部の強度不足を改善し、また、ハイサイクル成形が可能になる。
【００２５】
本発明に係る成形方法においては、構成５を有することにより、上型及び下型により形成された円環状のキャビティ内に、このキャビティの内側部よりスプール、ランナー及びサブマリンゲートを介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、キャビティ内を均一圧縮する型締め動作を行ってサブマリンゲートを塞ぎキャビティ内を隔離し、さらに、型締め動作を行い、キャビティ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形するので、高速充填、かつ、低圧圧縮射出成形法を用いることができ、真円度、反り、倒れ等について高精度の円環状部品の成形を行うことができ、かつ、ウエルド接合部の強度不足を改善し、また、ハイサイクル成形が可能になる。
【００２６】
すなわち、本発明は、合成樹脂材料からなる円環状部品、例えば、転がり軸受けの保持器を製造するための成形型及び成形方法であって、高速充填、かつ、低圧圧縮射出成形法を用いることにより、真円度、反り、倒れ等について高精度の成形を行うことができ、かつ、ウエルド接合部の強度不足が改善され、また、ハイサイクル成形を可能にした成形型及び成形方法を提供することができるものである。また、本発明に係る成形型及び成形方法においては、ゲート痕が残らず、外観的にも優れた成形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】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係る成形型の第１の実施の形態における構成を示す断面図である。
【００２９】
この成形型は、合成樹脂材料製の円環状部品を製造するための成形型であって、円環状のキャビティＣを形成する上型Ａ及び下型Ｂを有している。上型Ａは、固定型であって、固定側取付け板１、固定側中間板４、固定側サポート板５、固定側受け板６が積層され、さらに、固定側外輪７及び固定側内輪８が取付けられて構成されている。
【００３０】
この上型Ａの中心部には、溶融樹脂材料の流入口となるスプール部２が形成され、ランナー部１１を経て、サブマリンゲート９を介して、成形品１２を形成するキャビティＣまで通じている。サブマリンゲート９は、スプール部２及びランナー部１１を介して流入した合成樹脂材料を、キャビティＣの内側部より、このキャビティＣ内に流すようになっている。なお、このサブマリンゲート９は、１箇所であってもよく、また、キャビティＣの内側部に沿って複数が設けられていてもよい。
【００３１】
また、サブマリンゲート９の反対側のウエルド側には、高速充填を改善するためのガス逃げ用の湯溜り２０が設けられている。この湯溜り２０の位置は、キャビティＣの外側及び内側のいずれに設けてもよい。
【００３２】
また、この上型Ａ内には、円環形状のピストン３−１、このピストン３−１により下型Ｂ側に押圧される圧縮板３−２及び複数の連結ポール３−３が設けられている。複数の連結ポール３−３の下端部は、円環状圧縮リング３−４に当接している。この円環状圧縮リング３−４の下端部は、キャビティＣの上面部をなしている。すなわち、ピストン３−１は、キャビティＣ側に前進されたときに、圧縮板３−２、複数の連結ポール３−３及び円環状圧縮リング３−４を介して、サブマリンゲート９を塞いでキャビティＣ内を隔離し、さらにキャビティＣ内を圧縮するようになっている。
【００３３】
下型Ｂは、可動型であって、可動側取り付け板１８、下突き出し板１７、上突き出し板１６が積層され、さらに、可動側サポート板１５、可動側受け板１３及び可動側内輪１０が取付けられて構成されている。この下型Ｂ内には、突き出しピン１４が設けられている。この突き出しピン１４は、キャビティＣ内において成形された成形品１２を、キャビティＣから上方に押し出すためのものである。
【００３４】
この成形型を用いることによって、以下の述べる本発明に係る成形方法を実行することができる。
【００３５】
図２は、図１に示した成形型の型開き状態の金型全体断面図である。
【００３６】
この成形型においては、図２に示すように、成形の開始前には、上型Ａと下型Ｂとを離間させた型開き状態とする。
【００３７】
図３は、図１に示した成形型の型閉め射出完了時の金型全体断面図である。
【００３８】
次に、図３に示すように、上型Ａと下型Ｂとを合わせて型閉めを行い、ピストン３−１及び円環状圧縮リング３−４を後退させた状態で、スプール部２、ランナー部１１及び、１点、または、複数のサブマリンゲート９を介して、キャビティＣ内に、溶融合成樹脂を高速充填させる。
【００３９】
図４は、図１に示した成形型の圧縮成形時の金型全体断面図である。
【００４０】
キャビティＣ内に一定量の溶融合成樹脂が充填された後、または、同時に、図４に示すように、ピストン３−１を前進させる。すると、圧縮板３−２、複数の連結ポール３−３及び円環状圧縮リング３−４が、多段、または、一定の速度で前進することにより、サブマリンゲート９が塞がれる。さらに、ピストン３−１を前進させることにより、キャビティＣ内の合成樹脂材料は、均一な圧力で圧縮成形される。
【００４１】
図５は、図１に示した成形型のサブマリンゲート付近の構成を示す要部断面図である。
【００４２】
ピストン３−１を前進させる前には、図５に示すように、サブマリンゲート９は、キャビティＣ内に対して開いている。
【００４３】
図６は、図１に示した成形型においてサブマリンゲートが塞がれた状態を示す要部断面図である。
【００４４】
ピストン３−１を前進させたときには、図６に示すように、サブマリンゲート９は、円環状圧縮リング３−４により塞がれる。
【００４５】
図７は、図１に示した成形型の型開き後、成形品突き出し時の金型全体断面図である。
【００４６】
成形品１２が形成された後、図７に示すように、上型Ａと下型Ｂとを離間させた型開き状態とし、突き出しピン１４により、キャビティＣ内において成形された成形品１２を、キャビティＣから上方に押し出す。
【００４７】
このように、本発明においては、上型Ａ及び下型Ｂにより形成された円環状のキャビティＣ内を型締めするとともに、このキャビティＣ内を圧縮する円環形状のピストン３−１を後退させた状態として、キャビティＣ内に、このキャビティＣの内側部よりスプール部２、ランナー部１１及びサブマリンゲート９を介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、ピストン３−１を前進させてサブマリンゲート９を塞ぎ、キャビティＣ内を隔離し、さらに、ピストン３−１を前進させ、キャビティＣ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形する。
【００４８】
なお、本発明に係る成形方法において、油圧シリンダーによる圧縮成形は、初めは低圧で、一定短時間後に合成樹脂材料をキャビティＣの隅々まで充填した後に、最後は高圧で圧縮する多段圧縮を行うことにより、バリの発生を防ぎ、残留応力を軽減することができる。
【００４９】
従来の成形型においては、溶融合成樹脂を高圧で射出するため、ゲートやウエルドの付近には残留応力が生じ、変形やソリの原因になっていたが、本発明においては、溶融合成樹脂は、高速で充填され低圧で圧縮成形されるため、ゲートやウエルドの付近に残留応力が生じにくく、反りや変形が大幅に減少する。
【００５０】
また、一般的な保持器の材料は、強度や耐熱性を考慮して、「ナイロン」（登録商標）にガラス、または、カーボン等の繊維を含ませている。そのため、ウェルド部において流動樹脂が衝突し、繊維の配向が変わるため、樹脂の流れ方向と、流れ方向に直交する方向とでは収縮率が異なり、ゲートやウエルドの付近に括れが生じ、円環形状全体が楕円形状になり、真円度が劣化していた。
【００５１】
真円度が劣化すると、軸受けのコロや球体を保持するために最も重要なＰ．Ｃ．Ｄ精度が悪化し、高速回転時のブレの原因になり、騒音や振動が生ずることとなる。本発明においては、溶融合成樹脂を高速充填した後、低圧で型全体で均一に圧縮するため、溶融合成樹脂の合流部の衝突も抑えられ、溶融合成樹脂中の繊維の配向の影響も受けづらく、真円度を大幅に改善することができる。
【００５２】
また、本発明においては、サブマリンゲート９を介して高速充填された溶融合成樹脂は、ウエルド付近で合流するため、せん断発熱が生じ、粘度が低くなって流れが改善され、そのため、スキン層は薄くなり、ウエルドラインが出にくくなる。サブマリンゲート９を円環形状の内側に設けていることにより、高速充填が可能となり、スキン層を薄くすることができる。また、通常成形と比較して溶融合成樹脂の充填量を変えることにより、高密度、かつ、高強度の保持器を成形することが可能になる。さらに、溶融合成樹脂を高速充填するため、成形のサイクルタイムの短縮を図ることができる。
【００５３】
すなわち、型締め時には、環状形状のピストン３−１が後退しており、溶融合成樹脂がランナー部１１及びサブマリンゲート９から、キャビティＣの容積以上の溶融合成樹脂がキャビティＣ内に高速充填されるので、樹脂材料のせん断熱が発生し、粘度も低下する。そのため、流動性が改善され、スキン層が薄くなり、合流部のウエルドラインが発生しにくい。そして、一定量の溶融合成樹脂を充填した直後、または、同時に、円環状圧縮リング３−４が前進することにより、低圧で圧縮成形を行い、キャビティＣ全体において均一な圧力で成形するので、高剛性、高強度、高密度の保持器を成形することができる。
【００５４】
また、溶融合成樹脂の高速充填後に、円環状圧縮リング３−４が前進することにより低圧で圧縮成形されるので、ウエルド付近の配向の乱れも少なく、ガス焼けやバリの発生が抑えられる。そのため、真円度も改善され、高精度の保持器の製造が可能になる。
【００５５】
さらに、溶融合成樹脂の高速充填後後の保圧が無く、低圧圧縮を行い、その後冷却されるため、全体のサイクルタイムの短縮が可能であり、生産性の向上が図られる。また、低圧で成形を行うので、金型寿命が長く、トータルコストの大幅な削減につながる。
【００５６】
なお、近年、保持器においては、金属保持器の樹脂化及び省スペース化のための薄肉成形品が増えている。薄肉部においては充填不良が生じ易かったが、本発明においては、カンムリタイプの保持器の底厚は、充填時に円環状圧縮リング３−４が後退しているため、その分だけ肉厚も厚くなり樹脂の流動は良好になり、一位定量の溶融合成樹脂を高速充填後に、円環状圧縮リング３−４を前進させることにより圧縮成形するため、ウエルド部のスキン層も薄くなり、高密度、かつ、高強度の保持器を提供することができる。
【００５７】
なお、低圧圧縮成形により成形することにより、寸法精度や強度を向上させ、反りを少なくできることは公知技術であるが、従来、低圧圧縮成形による成形は、シート、レンズや光ディスク等、簡単な単純形状の成形にのみ適用されており、複雑な形状の成形には適用されていなかった。本発明においては、ベアリングの保持器などの複雑な形状の円環状製品を成形することができ、また、角部には、面取り、または、Ｒ形状を成形することができるので、バリ取りなどの後加工が不要となる。また、本発明によれば、複雑なスライド形状の成形金型においても、圧縮成形が可能である。
【００５８】
そして、この成形型においては、サブマリンゲート９の反対側のウエルド側に、ガス逃げ用の湯溜り２０が設けられていることにより、合成樹脂材料の高速充填が可能になる。
【００５９】
〔第２の実施の形態〕
図８は、本発明に係るホットランナー成形型の第２の実施の形態における構成を示す断面図である。
【００６０】
この実施の形態においても、成形型は、円環状のキャビティＣを形成する上型Ａ及び下型Ｂを有している。上型Ａは、固定型であって、固定側取付け板１、圧縮板４−１が積層され、さらに、固定側受板５−２、固定側型板５−３、固定側外輪７及び固定側内輪８が固定されて構成されている。
【００６１】
この上型Ａのホットランナー３には、溶融樹脂材料の流入口となるスプール部２が形成され、ランナー部１１を経て、サブマリンゲート９を介して、成形品１２を形成するキャビティＣまで通じている。サブマリンゲート９は、スプール部２及びランナー部１１を介して流入した合成樹脂材料を、キャビティＣの内側部より、このキャビティＣ内に流すようになっている。なお、このサブマリンゲート９は、１箇所であってもよく、また、キャビティＣの内側部に沿って複数が設けられていてもよい。
【００６２】
また、サブマリンゲート９の反対側のウエルド側には、高速充填を改善するためのガス逃げ用の湯溜り２０が設けられている。この湯溜り２０の位置は、キャビティＣの外側及び内側のいずれに設けてもよい。
【００６３】
また、この上型Ａ内には、円環形状のピストン５−１、このピストン５−１により下型Ｂ側に押圧される圧縮板４−１が設けられている。複数の連結ポール４−２は、圧縮板４−１に固定されている。これら複数の連結ポール４−２の下端部は、円環状圧縮リング４−３に当接している。この円環状圧縮リング３−４の下端部は、キャビティＣの上面部をなしている。
【００６４】
この上型Ａにおいては、型締め時に、固定側外輪７がピストン５−１により前進され、固定側内輪８が固定されていることにより、サブマリンゲート９が塞がれる。型締めは、図示しない制御装置により、下型Ｂが上型Ａ側に移動されることによって行われる。
【００６５】
下型Ｂは、可動型であって、可動側取り付け板１８、下突き出し板１７、上突き出し板１６が積層され、さらに、可動側サポート板１５、可動側型板１３及び可動側内輪１０が取付けられて構成されている。この下型Ｂ内には、突き出しピン１４が設けられている。この突き出しピン１４は、キャビティＣ内において成形された成形品１２を、キャビティＣから上方に押し出すためのものである。
【００６６】
この成形型を用いることによって、以下の述べる本発明に係る成形方法を実行することができる。
【００６７】
図９は、図８に示した成形型の型開き状態の断面図である。
【００６８】
この成形型においては、図９に示すように、成形の開始前には、上型Ａと下型Ｂとを離間させた型開き状態とする。
【００６９】
図１０は、図８に示した成形型の型閉め射出完了時の金型全体断面図である。
【００７０】
次に、図１０に示すように、上型Ａと下型Ｂとを合わせて型閉めを行い、ピストン５−１及び固定側外輪７を後退させた状態で、スプール部２、ランナー部１１及び、１点、または、複数のサブマリンゲート９を介して、キャビティＣ内に、溶融合成樹脂を高速充填させる。
【００７１】
図１１は、図８に示した成形型の圧縮成形時の金型全体断面図である。
【００７２】
キャビティＣ内に一定量の溶融合成樹脂が充填された後、または、同時に、図１１に示すように、ピストン５−１を前進させ、さらに型締めを行う。すると、固定側内輪８が固定された状態で型締めが行われることにより、サブマリンゲート９が塞がれ、さらに、キャビティＣ内の合成樹脂材料は、均一な圧力で圧縮成形される。
【００７３】
すなわち、この成形型においては、キャビティＣ内を圧縮する型締め動作時に上型Ａ、または、下型Ｂに対して相対移動する円環形状部材である固定側内輪８を備えていることにより、この固定側内輪８は、型締め動作がなされたときに、サブマリンゲート９を塞ぎ、キャビティＣ内を隔離する。
【００７４】
この成形型においては、サブマリンゲート９溶融合成樹脂をキャビティＣ内に高速充填させ、さらに、型締めを行ってサブマリンゲート９を塞ぎ、キャビティＣ内において均一に圧縮成形を行う。この成形型においては、成形機の制御により型締め速度の制御を行うことができ、成形機側での制御が可能になる。そのため、ピストン５−１は、速度制御を行わずに、単に押圧操作をするだけで良く、システム全体が簡単になり、設備費を低減させることができる。
【００７５】
図１２は、図８に示した成形型の型開き後、成形品突き出し時の金型全体断面図である。
【００７６】
成形品１２が形成された後、図１２に示すように、上型Ａと下型Ｂとを離間させた型開き状態とし、突き出しピン１４により、キャビティＣ内において成形された成形品１２を、キャビティＣから上方に押し出す。
【００７７】
このように、本発明においては、上型Ａ及び下型Ｂにより形成された円環状のキャビティＣ内に、このキャビティＣの内側部よりスプール部２、ランナー部１１及びサブマリンゲート９を介して溶融させた合成樹脂材料を一定量充填させ、充填の後、または、充填と同時に、キャビティＣ内を圧縮する型締め動作を行ってサブマリンゲート９を塞ぎ、キャビティＣ内を隔離し、さらに、型締め動作を行い、キャビティＣ内全体において高密度の溶融樹脂材料を均一圧縮成形する。
【００７８】
そして、この成形型においては、サブマリンゲート９の反対側のウエルド側に、ガス逃げ用の湯溜り２０が設けられていることにより、合成樹脂材料の高速充填が可能になる。
【００７９】
なお、本発明に係る成形方法において、油圧シリンダーによる圧縮成形は、初めは低圧で、一定短時間後に合成樹脂材料をキャビティＣの隅々まで充填した後に、最後は高圧で圧縮する多段圧縮を行うことにより、バリの発生を防ぎ、残留応力を軽減することができる。
【００８０】
〔第３の実施の形態〕
図１３は、本発明に係る成形型の第３の実施の形態における成形型の型開き状態の金型全体断面図である。
【００８１】
また、本発明に係る成形型は、図１３に示すように、下型（可動型）側からもキャビティＣ内を圧縮できるように構成してもよい。
【００８２】
この成形型は、円環状のキャビティＣを形成する上型Ａ及び下型Ｂを有している。上型Ａは、固定型であり、この上型Ａの中心部には、溶融樹脂材料の流入口となるスプール部２が形成されている。
【００８３】
下型Ｂは、可動型であって、成形品を形成するキャビティＣまで通じるランナー部１１及びサブマリンゲート９を有している。サブマリンゲート９は、スプール部２及びランナー部１１を介して流入した合成樹脂材料を、キャビティＣの内側部より、このキャビティＣ内に流すようになっている。なお、このサブマリンゲート９は、１箇所であってもよく、また、キャビティＣの内側部に沿って複数が設けられていてもよい。
【００８４】
また、サブマリンゲート９の反対側のウエルド側には、高速充填を改善するためのガス逃げ用の湯溜り２０が設けられている。この湯溜り２０の位置は、キャビティＣの外側及び内側のいずれに設けてもよい。
【００８５】
また、この下型Ｂ内には、円環形状のピストン３−１、このピストン３−１により上型Ａ側に押圧される圧縮板３−２及び複数の連結ポール３−３が設けられている。複数の連結ポール３−３の下端部は、円環状圧縮リング３−４に当接している。この円環状圧縮リング３−４の上端部は、キャビティＣの下面部をなしている。すなわち、ピストン３−１は、キャビティＣ側に前進されたときに、圧縮板３−２、複数の連結ポール３−３及び円環状圧縮リング３−４を介して、サブマリンゲート９を塞いでキャビティＣ内を隔離し、さらにキャビティＣ内を圧縮するようになっている。
【００８６】
この下型Ｂ内には、突き出しピン１４が設けられている。この突き出しピン１４は、キャビティＣ内において成形された成形品１２を、キャビティＣから上方に押し出すためのものである。
【００８７】
この成形型を用いることによって、以下の述べる本発明に係る成形方法を実行することができる。この成形型においては、図１３に示すように、成形の開始前には、上型Ａと下型Ｂとを離間させた型開き状態とする。
【００８８】
図１４は、図１３に示した成形型の型閉め射出完了時の金型全体断面図である。
【００８９】
次に、図１４に示すように、上型Ａと下型Ｂとを合わせて型閉めを行い、ピストン３−１及び円環状圧縮リング３−４を後退させた状態で、スプール部２、ランナー部１１及び、１点、または、複数のサブマリンゲート９を介して、キャビティＣ内に、溶融合成樹脂を高速充填させる。
【００９０】
図１５は、図１３に示した成形型の圧縮成形時の金型全体断面図である。
【００９１】
キャビティＣ内に一定量の溶融合成樹脂が充填された後、または、同時に、図１５に示すように、ピストン３−１を前進させる。すると、圧縮板３−２、複数の連結ポール３−３及び円環状圧縮リング３−４が、多段、または、一定の速度で前進することにより、サブマリンゲート９が塞がれる。さらに、ピストン３−１を前進させることにより、キャビティＣ内の合成樹脂材料は、均一な圧力で圧縮成形される。
【００９２】
図１６は、図１３に示した成形型の型開き後、成形品突き出し時の金型全体断面図である。
【００９３】
成形品１２が形成された後、図１６に示すように、上型Ａと下型Ｂとを離間させた型開き状態とし、突き出しピン１４により、キャビティＣ内において成形された成形品１２を、キャビティＣから上方に押し出す。
【００９４】
そして、この成形型においては、サブマリンゲート９の反対側のウエルド側に、ガス逃げ用の湯溜り２０が設けられていることにより、合成樹脂材料の高速充填が可能になる。
【００９５】
なお、本発明に係る成形方法において、油圧シリンダーによる圧縮成形は、初めは低圧で、一定短時間後に合成樹脂材料をキャビティＣの隅々まで充填した後に、最後は高圧で圧縮する多段圧縮を行うことにより、バリの発生を防ぎ、残留応力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る成形型の第１の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した成形型の型開き状態の金型全体断面図である。
【図３】図１に示した成形型の型閉め射出完了時の金型全体断面図である。
【図４】図１に示した成形型の圧縮成形時の金型全体断面図である。
【図５】図１に示した成形型のサブマリンゲート付近の構成を示す要部断面図である。
【図６】図１に示した成形型においてサブマリンゲートが塞がれた状態を示す要部断面図である。
【図７】図１に示した成形型の型開き後、成形品突き出し時の金型全体断面図である。
【図８】本発明に係るホットランナー成形型の第２の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図９】図８に示した成形型の型開き状態の断面図である。
【図１０】図８に示した成形型の型閉め射出完了時の金型全体断面図である。
【図１１】図８に示した成形型の圧縮成形時の金型全体断面図である。
【図１２】図８に示した成形型の型開き後、成形品突き出し時の金型全体断面図である。
【図１３】本発明に係る成形型の第３の実施の形態における成形型の型開き状態の金型全体断面図である。
【図１４】図１３に示した成形型の型閉め射出完了時の金型全体断面図である。
【図１５】図１３に示した成形型の圧縮成形時の金型全体断面図である。
【図１６】図１３に示した成形型の型開き後、成形品突き出し時の金型全体断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１      固定側取り付け板
２      スプール
３−１  ピストン
５−１  ピストン
３−２  圧縮板
３−３  連結ポール
４−２  連結ポール
３−４  円環状圧縮リング
４−３  円環状圧縮リング
４      固定側中間板
５      固定側サポート板
６      固定側受け板
７      固定側外輪
８      固定側内輪
９      サブマリンゲート
１０      可動側内輪
１１      ランナー
１２      成形品
１３      可動側受け板
１４      突き出しピン
１５      可動側サポート板
１６      上突き出し板
１７      下突き出し板
１８      可動側取り付け板
【図９】
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【図１０】
2009143104.tif 000004
【図１１】
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【図１２】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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