(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製パレットを桁の部分で水平に分割して上部成形部材と下部成形部材となし、前記上部成形部材及び下部成形部材は、略中央部に１点のゲート部を設け、前記成形部材の下面には前記ゲート部から四隅の先端部に向かって湯道リブを設け、前記湯道リブのうち中央部の桁と四隅の桁の間を補強リブよりも断面積を大きくするか、または肉厚を厚くし、中央部の桁と四隅の桁の部分ではそれぞれ桁の範囲内において天板の肉厚を厚くしてなり、前記上部成形部材と下部成形部材を成形するキャビティを有するホットランナ式金型を用い、まず、上部成形部材と下部成形部材のいずれか一方の質量又は樹脂の充填時間の大きい方に、バルブゲートを開けてその差の樹脂量をキャビティに充填し、その差の樹脂量の充填が完了すると同時に残りの樹脂を上部成形部材と下部成形部材のキャビティに充填し、樹脂の充填が完了した後、上部成形部材と下部成形部材のキャビティのバルブゲートを同時に閉じ、その後型開きして両成形部材を同時に取り出すことを特徴とする複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による合成樹脂製パレットの製造方法。
【請求項２】
湯道リブの交差部に円形リブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による合成樹脂製パレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による合成樹脂製パレットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、１つの金型で複数個の成型品を同時に射出成形するには、複数のバルブゲートを備えた射出成型用金型が用いられる。バルブゲートは、キャビティプレートと固定側取り付け板との間に配設されたマニホールドに取り付けられており、内部に設けたバルブピンの先端のバルブがゲートを開閉するように構成されている。そして、前記複数のバルブゲート内のバルブピンは油圧シリンダ内に配設されたピストンが同時に駆動されることによってゲートを同時に開閉するように構成されている。
【０００３】
一方、荷物の運搬・保管に使用される合成樹脂製パレットには、図３及び図４に示すように、予め分割成形した部品の分割面を突き合わせて溶着することによって一体に成形する突き合わせ溶着成形法が用いられている。即ち、パレット１を荷物の積載面に対して平行な分割線２によって桁３の部分で上部成形部材４と下部成形部材５に分割成形し、その後、上下部成形部材の分割面を突き合わせて一体に成形するものである。
【０００４】
これらの合成樹脂製パレットは、上下に分割したとしても大型の射出成型品であるから、製品の寸法精度、強度等には金型の分割面、ランナー、ゲート等の条件が影響する。特に、この種パレットは、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２００ｍｍのように大型製品であるから、通常４点ゲートにより射出成形される。このようにゲート数を多くした多点ゲート方式にするのは、射出成形時の樹脂の流動性を確保し、短時間で充填固化が完了して生産性を上げるためであり、また発泡樹脂成型品においてはゲート部より樹脂の流れる距離が長くなると各部の発泡密度の差が大きくなるからである。
【０００５】
ゲート数を多くすることはそれだけウェルド部の発生も多くなる。ウェルド部は、樹脂の流れが分かれて再び出会うときに流動樹脂の先端部が冷えて酸化しているため完全に合流ができなくなりすじがついたり、キャビティ内の空気や樹脂の揮発分が合流を防げるために生じるものであり、大部分の射出成型品に見られる。ウェルド部の不良対策としては、樹脂の流動性がよくなるようにすることであり、そのためにパレットのような大型成型品においてはゲート数を多点ゲート方式として充填速度を速くすることにより成形されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多点ゲート方式とすることは、流動性がよくなるような対策を採ったとしてもウェルド部の発生を防止できるものではない。ウェルド部は物理的強度、特に耐衝撃強度を弱めるとともに、シワ状のウェルドラインは外観を悪くするという問題がある。また、ゲート数が多いことはそれだけ切断に時間がかかり、金型代も嵩むことになる。さらに、多点ゲート方式では金型内のガス抜きが悪くなる。ガス抜きが悪いと樹脂の充填不足が生じ強度が低下したり、樹脂ヤケなどのために表面状態が悪化し、寸法精度が低下する等の問題がある。
【０００７】
従来の成形方法には、上記のような問題があるものの、パレットの成形は多点ゲート方式によらなければならないというのが常識であった。また、パレットの成形において一点ゲート方式による成形方法が採られなかったのは、通常、図３及び図４に示すように、上部成形部材４と下部成形部材５とが異なる構造体であって質量が異なる場合が多く、上記のようなバルブゲートを備えた多数個取りの射出成型用金型を使用した場合には、上部成形部材４と下部成形部材５とで射出時間が異なり、バルブを同時に開閉することができないからである。
【０００８】
そこで、止むを得ず、従来は上部成形部材と下部成形部材とを１台の射出成型機で成形する場合には、上部成形部材を形成した後、下部成形部材を成形するために金型を取り替えていた。従って、金型の取り替えと調整に時間がかかり、射出成型機あたりのコストがアップし生産性も悪くなるという問題があった。
【０００９】
この発明はかかる現況に鑑みてなされたもので、質量や樹脂の充填時間が異なる２以上の成型品を１つの金型で成形して生産性を向上させ、成型品のコストダウンを図ることができる複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による合成樹脂製パレットの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明に係る複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による合成樹脂製パレットの製造方法は、合成樹脂製パレットを桁の部分で水平に分割して上部成形部材と下部成形部材となし、前記上部成形部材及び下部成形部材は、略中央部に１点のゲート部を設け、前記成形部材の下面には前記ゲート部から四隅の先端部に向かって湯道リブを設け、前記湯道リブのうち中央部の桁と四隅の桁の間を補強リブよりも断面積を大きくするか、または肉厚を厚くし、中央部の桁と四隅の桁の部分ではそれぞれ桁の範囲内において天板の肉厚を厚くしてなり、前記上部成形部材と下部成形部材を成形するキャビティを有するホットランナ式金型を用い、まず、上部成形部材と下部成形部材のいずれか一方の質量又は樹脂の充填時間の大きい方に、バルブゲートを開けてその差の樹脂量をキャビティに充填し、その差の樹脂量の充填が完了すると同時に残りの樹脂を上部成形部材と下部成形部材のキャビティに充填し、樹脂の充填が完了した後、上部成形部材と下部成形部材のキャビティのバルブゲートを同時に閉じ、その後型開きして両成形部材を同時に取り出すことを特徴とする。そして、湯道リブの交差部に円形リブを設けることが好ましい。
【００１１】
即ち、ホットランナ式金型で質量または樹脂の充填時間に差のある上部成形部材と下部成形部材を形成する際に、まず、質量または樹脂の充填時間の大きい方から順にバルブゲートを開けてその差の樹脂量をキャビティに充填し、その差の樹脂量の充填が完了すると同時に残りの樹脂をすべてのキャビティに充填し、すべてのキャビティへの充填が完了した後、すべてのキャビティのバルブゲートを同時に閉じるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。まず、この発明に用いられるホットランナ式金型装置の一例について説明する。図１に示すように、射出成型用金型１０は、固定金型１１と可動金型１３とから構成されており、固定金型１１を構成するキャビティプレート１５と可動金型１３を構成するコアプレート１７の突き合わせ面に２つのキャビティ１９、１９が形成されるようになっている。そして、これらの固定金型１１と可動金型１３は、図示しない型締め装置の固定盤及び可動盤にそれぞれ取り付けられて、固定金型１１に対して可動金型１３が離接する方向に相対移動せしめられることにより、型締め及び型開きされるようになっている。
【００１３】
バルブゲート２０、２０は、キャビティプレート１５と固定盤に取り付けられる取付板２１との間に配設されたマニホールド２３に配設されている。前記マニホールド２３は、キャビティプレート１５と取付板２１とを固定する中間プレート２４、２４によって形成される空隙内に配設される。前記バルブゲート２０、２０は、ノズルタッチされるスプルブッシュ２５に形成されたスプル２７、マニホールド２３に形成されたスプル側ランナ２９及びバルブゲート内のゲート側ランナ３０、３０を通ってゲートより射出されるようになっている。
【００１４】
バルブゲート２０、２０には、バルブピン３１、３１を挿通する貫通孔３３、３３を有するカートリッジヒータ３５が組み込まれている。前記バルブピン３１、３１は、マニホールド２３を貫通して配設されており、先端にバルブ３７、３７を有し基端のピストン３９、３９が取付板２１に形成されたシリンダ室４０、４０に配設されている。前記ピストン３９、３９は、油圧ポンプ４１、４１に連結する給排路４３、４５により作動油が給排されることによって駆動されるようになっている。
【００１５】
前記給排路４３、４５は切替弁４７、４７を介して油圧ポンプ４１、４１に連結されており、切替弁４７、４７には切替弁４７、４７の切り替えを制御する制御装置４９、４９が配設されている。この制御装置４９は、前記ピストン３９、３９が時間差をもって作動させるように予め設定しておくことができる。さらに、前記コアプレート１７は、中間プレート５０を介して可動側取付板５１に固定されているとともに、コア側に残った樹脂成型品を突き出すための突き出しピン５３が挿入される挿入孔５５設けられている。前記突き出しピン５３は突き出し板５７に突設され、突き出し板５７がコアプレート１７側に接近したときに樹脂成型品を突き出すように構成されている。
【００１６】
次に、この発明に係る複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による合成樹脂製パレットの製造方法について説明する。この発明は、複数個取りの金型において、それぞれの上部成形部材と下部成形部材の質量が異なるときにも、樹脂の充填開始時間を調節することによって、複数のバルブゲートを同時に閉じることができるようにするものである。複数のバルブゲートを同時に閉じることよって上部成形部材と下部成形部材の取り出しを同時に行うことができる。
【００１７】
例えば、図３及び図４に示す上部成形部材４と下部成形部材５とからなる溶着型合成樹脂製パレットにおいて、上部成形部材４が下部成形部材５よりも樹脂量が多い場合には、その差の樹脂量をまず上部成形部材４を成形する側のバルブゲートを開いてキャビティ１９に充填し、その後下部成形部材５を成形する側のゲートを開いてキャビティ１９にも上部成形部材４を成形するキャビティ１９とともに充填する。図２に基づいて説明すると、まず上部成形部材キャビティ用バルブを後退させて（Ｓ１）、予め計算で得られた質量の差の分だけキャビティ１９に樹脂を充填する（Ｓ２）。
【００１８】
次いで、上部成形部材用キャビティに樹脂を充填しながら他方の下部成形部材キャビティ用バルブを後退させて（Ｓ３）同時にキャビティ１９に樹脂を充填する（Ｓ４）。上下部成形部材用キャビティ１９、１９に完全に樹脂が充填された後にぞれぞれのバルブを前進させてバルブゲートを閉じる（Ｓ５）。その後、可動金型を作動させて型開きし（Ｓ６）、成型品を取り出せばよい。
【００１９】
上記の動作中、バルブピン３１、３１の駆動は、予めプログラムされた制御装置４９、４９がそれぞれの切替弁４７、４７を制御することによって行うことができる。このようなバルブゲートの制御方法によって、例えば質量が異なる上部成形部材と下部成形部材であってもバルブゲートを同時に閉じることができるから１つの金型による射出成形が可能となる。
【００２０】
また、複数の成形品間で質量が異なる場合だけでなく、成型品の形状から樹脂の充填が容易なものと容易でないものとがある場合には、まず予め樹脂の充填時間差を計算し、その時間差だけまず一方のキャビティに樹脂を充填し、所定時間経過後に他方のキャビティにも樹脂を充填すれば、バルブを閉じる時間に差がなくなり同時にバルブを閉じることができ、樹脂の充填完了後直ちに型開きすることができる。
【００２１】
次に、一点ゲート方式による合成樹脂製パレットの製造方法について説明する。まず、合成樹脂製パレットの構成について説明する。図５は、四方差しパレットを予め別途分割成形した上部成形部材の一部を示し、上部成形部材６１は上部デッキボード６３と、中空構造体の桁６５ａ〜６５ｃとからなる。パレットは、図示しない下部成形部材と上記上部成形部材６１の桁同士の端面を突き合わせ溶着することによって成形される。
【００２２】
前記桁６５ａ〜６５ｃは、それぞれデッキボードの四隅部の桁６５ａとその中間部の桁６５ｂ及び対角線上交差点に位置する中央部の桁６５ｃからなる。前記桁６５ａ、６５ｂと上部デッキボード６３及び下部デッキボードで囲まれた空間をフォーク挿入孔６７としている。上記合成樹脂として用いる発泡樹脂には、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂等を用いることができ、発泡剤、充填剤等を添加してもよい。
【００２３】
前記デッキボード６３は、天板７０と前記天板７０の下面に縦横に設けた補強リブ７１とからなり、全体の高さは補強リブ７１の高さ寸法で決まる。前記補強リブ７１で囲まれた部分の天板７０の適所には、透孔７３が穿設されている。さらに、フォーク挿入孔６７の上方に位置する上部デッキボード６３の端縁部下面には、フォーク挿入方向とほぼ同一方向であり、前記補強リブ７１よりも間隔を狭めた補強リブ７５が設けられている。前記補強リブ７５は、フォークを挿入する際の案内となるように外方先端部に向かって傾斜している。
【００２４】
上記成形部材は、一点ゲート方式としたにも拘わらず射出成形時の樹脂の流動性を確保するために次のように構成されている。即ち、ゲート部７７は天板７０の略中央部にあり、天板７０の下面には前記ゲート部７７から四隅の桁６５ａのコーナーに向かって湯道リブ７９を設けている。前記湯道リブ７９の断面積は、ゲートを通過した樹脂が射出された速度によって四隅の先端まで送られ、その後に樹脂自体の膨張力によってキャビティを満たすように、補強リブ７１、７５等の断面積よりは大きく形成されている。
【００２５】
前記湯道リブ７９の高さは、補強リブ７１と同じかそれよりも低く形成されており、従って断面積を大きくするには厚さ寸法を大きくすることによって行われる。前記湯道リブ７９は必ずしも直線的であることを要しないが、連続していることを要する。前記湯道リブ７９は、樹脂を流れやすくしゲード部７７から一番遠い四隅部においてもほぼ同じ時間で到達させるためであるが、成形後は補強リブとしても機能するものである。
【００２６】
また、樹脂の流動性確保のために、天板７０のうち中央部の桁６５ｃの範囲における天板７０ａと、デッキボードの四隅部の桁６５ａの範囲における天板７０ｂの肉厚は、天板の他の部分の肉厚よりも厚肉に形成してなる。中央部の桁６５ｃの範囲における天板７０ａを厚肉とすることによって樹脂の流れがよくなる。また、デッキボードの四隅部の桁６５ａの範囲における天板７０ｂを厚肉とすることによって、先端部となる四隅部においても樹脂の流れ抵抗を小さくすることができる。
【００２７】
さらに、ゲート部７７の下面における湯道リブ７９の交差部には円形リブ８０が設けられており、前記円形リブ８０に前記湯道リブ７９が連結している。円形リブ８０の形成は、湯道リブ７９同士が直接交差すると交差部分が肉厚部となり、冷却に時間がかかったり収縮が不均等になるのでこれらを防止するためである。前記円形リブ８０は、湯道リブ７９の高さとほぼ同一にすることが好ましいが、適宜省略することも可能である。
【００２８】
前記四隅の桁６５ａ内においては、樹脂の流れをよくするために、前記湯道リブ７９から桁６５ａに連結するリブ８１，８３を設けている。前記リブ８１，８３は、桁６５ａのコーナー側寄りに設けられており、補強リブとしても機能するものである。実施形態では桁６５ａと同じ高さに形成したが、桁６５ａよりも高さを低く形成してもよい。
【００２９】
尚、天板７０の下面に設ける補強リブは、パレットの端面に平行な格子状リブに限らず、パレットの端面に斜め方向に設けたリブであってもよく、またこれらを組合せたリブであってもよい。また、中央部のゲート部７７から四隅に走る湯道リブ７９に加えて補助的な湯道リブを設けるようにしてもよい。また、上記実施形態では、下部成形部材の構成については図示するのを省略したが、一点ゲート方式であって、略中央部にゲート部を設け、四隅先端部に向かって湯道リブを設け、中央部の桁と四隅の桁部分では天板の肉厚を厚く形成する点においては同様である。他の構成についてはデッキボード６３とほぼ同一構成としてもよいが、桁の外周面の内側先端部で囲まれたデッキボード部分を開口させる構成としてもよい。
【００３０】
パレットを構成する成形部材を上記構成とすることによって、一点ゲート方式による成形が可能になる。従って、複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型により上部成形部材と下部成形部材とを１つの金型で同時に成形することができる。
【００３１】
以下に、上記合成樹脂製パレットの製造方法を具体的に説明すると、予め上下成形部材用の金型を射出成形装置に取り付け、上部成形部材の方が質量が多い場合には、まず、下部成形部材との質量の差の分だけ上部成形部材のバルブゲートを開いてキャビティに樹脂を充填する。次いで、前記質量の差だけ上部成形部材のキャビティに充填した後に、さらに上部成形部材のキャビティに樹脂を充填しながら同時に下部成形部材のキャビティにも樹脂を充填する。上下成形部材のキャビティに完全に樹脂が充填された後に、それぞれのバルブを前進させてバルブゲートを同時に閉じる。その後、所定時間経過した後に型開きして両成型部材を同時に取り出せばよい。このようにして、質量の異なる上下成型部材を１つの金型で同時に成形することができる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明による合成樹脂製パレットの製造方法によれば、上述のように一方のキャビティに予め得られた質量の差、あるいは充填時間の差の分だけ樹脂を充填した後に、他方のキャビティにも同時に樹脂を充填するようにしたから、バルブゲートを備えた多数個取りの射出成型用金型を使用することができる。従って、上部成形部材と下部成形部材ごとに金型を取り替える必要がないから、射出成型機あたりのコストダウンとなり、生産性が向上する。
【００３３】
また、合成樹脂製パレットを構成する上部成形部材と下部成形部材は、略中央部にゲート部を設け、四隅先端部に向かって湯道リブを設け、中央部の桁と四隅の桁に位置する天板の肉厚を厚くしたから、キャビティに樹脂を充填する際に全体をほぼ同じ速度の流れとすることができる。従って、一点ゲート方式においても成形することができることから、複数のバルブゲートを備えたホットランナ式金型による上部成形材と下部成形部材とを同時に成形することが可能である。また、前記構成とすることによって、金型内のガスは金型全体から均一に抜けるために、金型全周にエアーベントを設けた場合にはウェルドの発生を防止することが可能である。また、一点ゲートであるから、ウェルド部の発生を防止することができ高品質のパレットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブゲートを備えた射出成型用金型の断面図である。
【図２】バルブの制御方法を示すフローチャートである。
【図３】上部成形部材と下部成形部材とからなる合成樹脂製パレットの説明用分解斜視図である。
【図４】溶着型合成樹脂製パレットの正面図である。
【図５】この発明に係るパレットの上部成形部材の一部を示し、右半分は平面図、左半分は底面図である。
【図６】同じく中央部桁の断面図である。
【図７】同じく円形リブと湯道リブとの連結部分を示す拡大平面図である。
【図８】同じく四隅部桁の断面図である。
【符号の説明】
１０  射出成型用金型
１１  固定金型
１３  可動金型
１５  キャビティプレート
１７  コアプレート
１９  キャビティ
２０  バルブゲート
２１  取付板
２３  マニホールド
２４  中間プレート
２５  スプルブッシュ
２７  スプル
２９  スプル側ランナ
３０  ゲート側ランナ
３１  バルブピン
３３  貫通孔
３５  カートリッジヒータ
３７  バルブ
３９  ピストン
４０  シリンダ室
４１  油圧ポンプ
４３  給排路
４５  給排路
４７  切替弁
４９  制御装置
５０  中間プレート
５１  可動側取付板
５３  突き出しピン
５５  挿入孔
５７  突き出し板
６１  上部成形部材
６３  デッキボード
６５ａ〜６５ｃ  桁
６７  フォーク挿入孔
７０  天板
７１  補強リブ
７３  透孔
７５  補強リブ
７７  ゲート部
７９  湯道リブ
８０  円形リブ
８１，８３  リブ
【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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