(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型との型閉によりキャビティを形成する可動型に、油圧シリンダとピストンロッドとによる押圧手段を内設し、その押圧手段とキャビティとをピストンロッドが収まる貫通孔により接続し、そのピストンロッドを後退させて貫通孔のキャビティ側に形成したワークセット孔に、インサートワークを挿入してキャビティの外側に待機させ、
そのインサートワークの圧入によりキャビティ全体を満たす程度の量の樹脂をキャビティに注入してゲートを遮断し、その樹脂が流動性を有するうちにインサートワークを押圧手段により圧入して樹脂をキャビティ全体に密に充填し、
かつ押圧手段の油圧制御により樹脂の冷却固化に伴う収縮を補う保圧制御を行い、型開後にピストンロッドを前進移動してインサートワークを押圧し、インサート成形品をキャビティから突き出して離型を行うことを特徴とするインサート成形における圧入・保圧・離型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金型内において金属製品などのインサートワークと樹脂とを、インサートワークの圧入により一体成形するインサート成形における圧入・保圧・離型方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
通常のインサート成形は、予め金型のキャビティ内にインサートワークを挿入しておき、そのキャビティに樹脂を射出充填してインサートワークの一部を樹脂内に埋込むようにしている。この場合、インサートワークの支持が片持ちとなることから、樹脂の充填圧により曲がって先端部が成形品の表面に現れるような場合には、先端部両側をピンにより保持するようにしている。
【０００３】
このピンによる保持では、充填圧によりピンが金型内に後退して成形品にピン跡が残らないように工夫されているが、金型内に後退したピンの先端面は型面の一部をなすので、その先端面の跡まで成形品の表面から完全に除くことは難しく、またピンによるウエルドの発生により成形品の外観を損なうことすらある。
【０００４】
また樹脂の冷却固化に伴う収縮を補う保圧制御についても、通常の成形と同様に射出装置内のスクリュの前進力により行っているため、保圧工程が終了するまでは次の成形の計量が行えず、成形時間は長くなる傾向にある。成形時間の短縮のために射出装置に保圧手段を設けることも可能であるが、この場合には射出装置のコストアップを招くことになる。
【０００５】
上記インサート成形におけるウエルドやピン跡等の解決手段としては、キャビティに樹脂を射出充填したのち、その樹脂が流動状態を維持しているうちに、インサートワークを樹脂内に圧入してインサートを行うことが考えられるが、キャビティに充填された樹脂にインサートワークを圧入するには、インサート部分の体積に相当する樹脂を余剰分としてキャビティから押し出さなければ、所定の位置まで深くインサートを行うことがでず、また保圧についても余剰分の樹脂を押し出した後に、これまでに採用されている手段をもって制御を行うことは、技術的に困難なことである。
【０００６】
この発明は、上記事情から考えられたものであって、その目的は、予めキャビティ内にインサートワークを挿入したインサート成形の課題の解決として、キャビティ内の樹脂にインサートワークを圧入する場合であっても、キャビティから過剰の樹脂の押し出を要せず、また圧入及び保圧制御と離型とを単一の油圧作動の押圧手段により行い得る新たなインサート成形における圧入・保圧・離型方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明は、固定型との型閉によりキャビティを形成する可動型に、油圧シリンダとピストンロッドとによる押圧手段を内設し、その押圧手段とキャビティとをピストンロッドが収まる貫通孔により接続し、そのピストンロッドを後退させて貫通孔のキャビティ側に形成したワークセット孔に、インサートワークを挿入してキャビティの外側に待機させ、そのインサートワークの圧入によりキャビティ全体を満たす程度の量の樹脂をキャビティに注入してゲートを遮断し、その樹脂が流動性を有するうちにインサートワークを押圧手段により圧入して樹脂をキャビティ全体に密に充填し、かつ押圧手段の油圧制御により樹脂の冷却固化に伴う収縮を補う保圧制御を行い、型開後にピストンロッドを前進移動してインサートワークを押圧し、インサート成形品をキャビティから突き出して離型を行う、というものである。
【０００８】
このような圧入によるインサート成形では、樹脂を注入した後にインサートワークの圧入が行われるので、インサートワークによるウエルドの発生はなく、また注入される樹脂量が、射出後に圧入したインサートワークによりキャビティ一杯に満ちて成形品を完成する量に制限されているので、インサート部分の体積に相当する余剰分の樹脂の押し出は必要なく、また保圧制御は適正な樹脂量とインサートワーク側の押圧力とによって行われることから、保圧工程と次回の計量工程とを並行して実施でき、その結果、成形サイクルの時間短縮が図られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図はホットランナーを経て溶融樹脂を一対のキャビティに同時に射出することができる金型の半部を省略して示すもので、１は固定型、２は可動型でパーティング面にキャビテイ３が凹設してある。
【００１０】
上記固定型１の内部にはホットランナー４が配設してある。このホットランナー４のノズル５は先端面が平坦に形成されたフラットノズルで、その先端面がキャビテイ３の中央部に臨むようにパーティング面と同一面に配置して、先端面がキャビティ３の型面を部分的に形成すると共に、ノズル口６が上記キャビティ３のゲートを兼ねるように設けてある。
【００１１】
またノズル５の内部中央には、ノズル口６を開閉するピン７が軸方向に移動自在に挿入してあり、その後端は上記固定型５に内設した油圧シリンダ８のピスト９に連結してある。
【００１２】
上記可動型２の内部には、油圧シリンダ１０とピストンロッド１１とによる押圧手段が内設してある。この押圧手段はキャビティ３の背部中央に位置し、かつキャビティ３とは上記ピストンロッド１１が収まる貫通孔１２により接続され、その貫通孔１２のキャビティ側をワークセット孔として、該ピストンロッド１１と同径で軸状のインサートワーク１３を、型開時にキャビティ内から収容できるようにしてある。
【００１３】
上記金型によるインサート成形では、まずピストンロッド１１を後退させて貫通孔１２のキャビティ側にワークセット孔を形成し、そこに上記インサートワーク１３をキャビティ内から端面が型面と同一となるまで挿入して、キャビティ３の外側に待機させておく。
【００１４】
次に固定型１に向け可動型２を前進移動して型閉及び型締を行ったのち、図では省略したが、固定型１にノズルタッチした射出装置からホットランナー４に溶融樹脂を射出する。この際、ノズル内部の上記開閉ピン７は後退位置にあって、ノズル口６によるキャビティゲートは開放状態にあるので、樹脂１４はホットランナー４からキャビティ３に注入される。
【００１５】
このキャビティ３への樹脂１４の注入は、通常の射出成形のようにキャビティ３を完全に満たすまで行わず、射出後のインサートワーク１３の圧入により樹脂１４がキャビティ３を満たすに必要な所要の空間１５が生ずる程度の量に止める。基準としてはキャビティ容積から図２に示すインサート部分１３ａの体積相当分を除いた量であるが、実際には容積や体積あるいは樹脂によって、ある程度の差を持たせている。
【００１６】
キャビティ３への樹脂の注入が完了したら、固定型内の油圧シリンダ８を油圧作動してピストン９により開閉ピン７を前進移動し、該開閉ピン７によりノズル口６を閉じてキャビティゲートを閉鎖する（図２参照）。そして直ちに上記押圧手段のピストンロッド１１を油圧により押圧伸長してインサートワーク１３をキャビティ側へ突出する。また射出装置側では次回の樹脂の計量が開始される。
【００１７】
キャビティ３に注入された樹脂１４は、冷却されている型面との接触により直ちにスキン層を形成し、このスキン層が厚みを増して固化層を形成するのであるが、樹脂１４は熱に対して不良導体であるから、全体が固化するまでに時間があり、中央部は高温状態にあって流動性を有する。
【００１８】
しかし、インサートワーク１３の所定位置までの挿入には、ある程度の押圧力が必要となる。これは挿入量の増加と時間の経過による固化層の増加とにより、樹脂１４における流動領域が狭まって、挿入開始時よりも圧入に力を要するようになるからである。
【００１９】
また最終的には、射出後に圧入したインサートワーク１３が樹脂１４をキャビティ一杯に満たし、図２に示すように、キャビティ全体に密に充満させることになるが、その完了に至る間の樹脂１４に対する圧迫とその反力は、インサートワーク１３と流動部分との相対的な移動により軽減されるので、キャビティ内の樹脂１４に対する圧入の影響は少なく、インサートワーク１３の位置ずれは勿論のこと、樹脂の内部歪みも生じ難く、インサート成形に生じがちなウエルドやフローマークの発生も防止される。
【００２０】
この圧入によるインサート成形においても樹脂１４の冷却固化に伴う収縮は生ずる。キャビティゲートを閉鎖した状態での圧入では、これまでのように射出装置側による保圧制御を行うことは出来ないので、この保圧制御を上記押圧手段によるインサートワーク１３の押圧力を制御して行う。
【００２１】
この押圧力の制御は上記油圧シリンダ１０への油圧制御を以て行い、インサート完了後も樹脂１４が完全に冷却固化するまでインサートワーク１３に所要の押圧力を付与しておく、この圧力の付与は樹脂の収縮状態に応じて多段に制御でき、押圧力によりインサートワーク１３は樹脂１４の収縮分だけ圧入位置の変動を来すことになるが、その変動量は僅かなものであり、また変動位置を最終的な圧入位置として予め設定して、上記押圧手段によるのインサートワーク１３の圧入を行い得るで、成形精度の点で問題が生ずるというようなこともない。
【００２２】
保圧を終了したら上記油圧シリンダ１０への圧油の供給を停止し、インサートワーク１３に対する押圧力を除いて型開する。型開終了後に再度油圧シリンダ１０に圧油を供給してピストンロッド１１を前進移動すると、ピストンロッド１１がインサートワーク１３を押圧し、成形品をキャビティ３から突き出して離型する。したがって、ピストンロッド１１は押し出しピンをも兼ねることになる。
【００２３】
以上のようにこの発明によれば、インサート成形において保圧工程と計量工程とを並行して実施できるので成形時間の短縮を図ることがき、また押圧手段がそのまま成形品の離型に要する突出装置となるので金型のコストアップも来さず、ウエルドの発生も防止されることから製品強度も向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るインサート成形における圧入・保圧・離型方法の実施に用いられる金型の半部を省略した図で、キャビティに樹脂を注入した状態の説明図てある。
【図２】  同じくインサート後の保圧状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    固定型
２    可動型
３    キャビティ
４    ホットランナー
５    ノズル
６    ノズル口
７    開閉ピン
１０    油圧シリンダ
１１    ピストンロッド
１２    貫通孔
１３    インサートワーク
１３ａ  インサート部分
１４    樹脂
【図１】
0003740625.tif 000002
【図２】
0003740625.tif 000003