(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．正面に四角形の開口部を形成し、この開口部をとり囲むように一定幅から成る四角形の正面枠を形成し、更にこの正面枠の外周端縁から直角に折れて後方に延長された一定幅から成る周面枠を一体に形成した枠型筐体を多点ゲートを用いて射出成形する金型において、第１番目にキャビティ内に樹脂を充填する第１ゲート１８ａの位置を、前記正面枠の上枠であって、その内周縁の中央に位置させ、第２ゲート１８ｂは、同じく正面枠の左右枠において、その内周縁の対称位置に位置させ、第３ゲート１８ｃは、同じく正面枠の下枠であって、その内周縁において、下枠の中央部を挟んで左右対象位置に位置させたこと、
ｂ．前記第１ゲート１８ａと第２ゲート１８ｂ間であって、前記正面枠の内周縁に沿って決定される距離１２ａは、前記第１ゲート１８ａ点における正面枠の幅と周面枠の幅の和１３ａより長く設定したこと、
ｃ．前記第２ゲート１８ｂと第３ゲート１８ｃ間であって、前記正面枠の内周縁に沿って決定される距離１２ｂは、前記第２ゲート１８ｂ点における正面枠の幅と周面枠の幅の和１３ｂよりも長く設定したこと、
ｄ．前記第１ゲート１８ａから注入された樹脂の流頭が第２ゲート１８ｂを通過すると同時に又は通過した直後に第２ゲート１８ｂからの樹脂の注入を開始し、この第２ゲート１８ｂからの樹脂の注入開始と同時に又は注入開始直後に第１ゲート１８ａからの樹脂の注入を停止し、第２ゲート１８ｂから注入された樹脂の流頭が第３ゲート１８ｃを通過すると同時に又は通過した直後に第３ゲート１８ｃからの樹脂の注入を開始し、この第３ゲート１８ｃからの樹脂の注入開始と同時に又は注入開始直後に第２ゲート１８ｂからの樹脂の注入を停止するプランジャー制御用のコントローラー２３を設けたこと、
ｅ．を特徴とする枠型筐体を多点ゲート方式で成形する射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂を用いて枠型製品の成形を行う多点ゲート方式の射出成形用金型に関する。更に詳しくは、特にＴＶ、ディスプレイ等のハウジングとして用いられる枠型筐体であって、比較的大型な製品を成形する際に有効な射出成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＴＶやパソコン等のディスプレイに用いられている枠型筐体等であって、比較的薄肉で大型な樹脂製品を射出成形する際に、樹脂をキャビティ全体に過不足なく行き渡らせるために複数のゲートから樹脂を注入する所謂多点ゲート方式が公知である。
【０００３】
図４は、この多点ゲート方式の説明図であるが、この方式の場合、多点ゲート３、４から同時に樹脂をキャビティに注入すると、１に示される流動先端形状（以下フローパターンと記す）のパターンで、キャビティ内に樹脂が侵入し、各ゲート３、４からの樹脂が合流する位置２において、溝状の外観不良であるウェルドラインが発生するという欠点がある。このウェルドラインは、成形品に形成されると強度がこの部分で小さくなり、破断し易くなったり、また、外観上からも溝状の跡が残るため、好ましくない。
【０００４】
このため、この様な欠点を解消する射出成形法として、キャビティに接続した多点ゲートの注入順位を予め定めておき、第１順位ゲート３からキャビティ内に射出注入された溶融樹脂が第２順位ゲート４の位置に達した後に、第２順位ゲート４から樹脂を注入する成形法（以下「多点ゲート制御法」という）が提案されている（例えば特開昭５７−４５０３９号公報・特公昭６３−２３７９２０号公報）。しかし、これら公知の射出成形方法の場合、第２順位のゲートから樹脂を注入する際に、第１順位のゲート近傍が樹脂の逆流の圧力を受けることになり、その結果過充填となって成形品にバリや反りが生じるという問題がある。
そこで、第２順位のゲート樹脂の注入を開始した直後に、第１順位のゲートを閉止して樹脂の注入を止めることにより、過充填の問題を解消するという提案がある（特開平７−１１２４４８号公報）。
【０００５】
しかし、この方式の場合、図５に示すように、充填における第１順位ゲート１４とそれに続く第２順位ゲート１５のゲート間距離１２が、キャビティ端面部までの距離１３より短い場合、第１順位ゲート１４から樹脂を注入後、第２順位ゲート１５を溶融樹脂が通過した後に第１順位ゲート１４からの注入を遮断すると、キャビティ端面部の流動パターンが１６に示すように一時的に遅くなり、結果として、その部分に光沢ムラ１７が生じ、良外観の成形品を得ることが出来ない。
【０００６】
このように、ゲートを複数設けて同時に樹脂を充填する方式においては、特に大型の枠型製形品を成形する場合にウエルドラインや光沢ムラが発生し、又、樹脂の充填タイミングをズラす多点ゲート方式においては、上位順位ゲート近傍に過充填によるバリや、光沢ムラ等の問題が発生する。また、各々のゲートからの流動の制御については、一般的にランナー形状部、ゲート部をヒータで外部より加熱し、中にゲート開閉用の可働ピンを設けて成る所謂ホットランナーが用いられているが、このホットランナーを用いると、金型の製作コストが高くなるという欠点もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、多点ゲート方式により、特に大型の製品を射出成形する際に、成形品の端面に近い部分に光沢ムラを発生させない多点ゲート方式の射出成形用金型を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わる射出成形用金型の構成は次のとおりである。
１．ａ．正面に四角形の開口部を形成し、この開口部をとり囲むように一定幅から成る四角形の正面枠を形成し、更にこの正面枠の外周端縁から直角に折れて後方に延長された一定幅から成る周面枠を一体に形成した枠型筐体を多点ゲートを用いて射出成形する金型において、第１番目にキャビティ内に樹脂を充填する第１ゲート１８ａの位置を、前記正面枠の上枠であって、その内周縁の中央に位置させ、第２ゲート１８ｂは、同じく正面枠の左右枠において、その内周縁の対称位置に位置させ、第３ゲート１８ｃは、同じく正面枠の下枠であって、その内周縁において、下枠の中央部を挟んで左右対象位置に位置させたこと、
ｂ．前記第１ゲート１８ａと第２ゲート１８ｂ間であって、前記正面枠の内周縁に沿って決定される距離１２ａは、前記第１ゲート１８ａ点における正面枠の幅と周面枠の幅の和１３ａより長く設定したこと、
ｃ．前記第２ゲート１８ｂと第３ゲート１８ｃ間であって、前記正面枠の内周縁に沿って決定される距離１２ｂは、前記第２ゲート１８ｂ点における正面枠の幅と周面枠の幅の和１３ｂよりも長く設定したこと、
ｄ．前記第１ゲート１８ａから注入された樹脂の流頭が第２ゲート１８ｂを通過すると同時に又は通過した直後に第２ゲート１８ｂからの樹脂の注入を開始し、この第２ゲート１８ｂからの樹脂の注入開始と同時に又は注入開始直後に第１ゲート１８ａからの樹脂の注入を停止し、第２ゲート１８ｂから注入された樹脂の流頭が第３ゲート１８ｃを通過すると同時に又は通過した直後に第３ゲート１８ｃからの樹脂の注入を開始し、この第３ゲート１８ｃからの樹脂の注入開始と同時に又は注入開始直後に第２ゲート１８ｂからの樹脂の注入を停止するプランジャー制御用のコントローラー２３を設けたこと、
ｅ．を特徴とする枠型筐体を多点ゲート方式で成形する射出成形用金型。
【００１０】
【作用】
多点ゲートの制御法は、まず、第１順位ゲート（上位ゲート）より溶融樹脂をキャビティ内に注入する。その際、制御手段により第２順位ゲート（下位ゲート）は閉鎖されていて、このゲートからの樹脂の注入は遮断されており、第１順位ゲートから注入された樹脂の流頭が第２順位ゲートを通過すると同時に、又は通過した直後に、制御手段により閉鎖されていた第２順位ゲートに続くランナー部の樹脂流路を開放し、第２順位ゲートを経て、樹脂をキャビティへ注入する。また、それと同時か、若しくは、若干の遅延を経て、制御手段により第１順位ゲートに続くランナー部の樹脂流路を閉鎖し、第１ゲート部より、キャビティ内への樹脂の流動を遮断する。また、第２順位ゲートに続く下位順位のゲートにおいても、第１順位ゲート及び第２順位ゲートと同様のタイミングでランナー部の遮断、開放を順次行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートは、多点方式を採用し、そして、これらのゲートに至るランナー部には、予め定められた順位でランナー部の空隙を開放又は閉鎖するための制御手段を組み込む。この制御手段は特に限定されないが、制御性、耐久性等を考慮すると、油圧シリンダーにより開閉する方式が最良である。但し、電動又は電磁バルブ方式でもよい。
ゲートは、順位上位のものと、この直近下位順位のものとの距離を、上位のものからキャビティ端面までの距離よりも長く設定する。
【００１２】
前記制御手段は、コントローラーにより制御する。この制御は、順位上位のゲートのものを開放して樹脂をキャビティ内に注入し、この注入された樹脂の流頭が次順位のゲートを通過した直後、又は通過と同時に、次順位のゲートからの樹脂の注入を開始し、これに併せて先順位からの樹脂の注入を停止する、という制御である。
【００１３】
【実施例１】
図１は、ＴＶに用いられる正面に四角形の開口部を形成し、この開口部をとり囲むように一定幅から成る正面枠を形成し、更にこの正面枠の外周端縁から直角に折れて後方に延長された一定幅から成る周面枠を一体に形成した枠型筐体成形用の金型（キャビティ）を示し、この金型に設けた樹脂を注入するためのゲートは、第１順位ゲート１８ａを前記正面枠の上枠の内周縁の中央に設け、第２順位ゲート１８ｂは、前記正面枠の左及び右枠の内周縁にそれぞれ設け、第３順位ゲート１８ｃは、前記正面枠の下枠の内周縁において、この中央部を挟んで対称位置に設ける。各々のゲートに連続するランナー部には、ランナー部を流れる樹脂の流れを遮断、開放するプランジャ（制御手段）２０ａ、２０ｂ、２０ｃが組み込まれている。また、第１順位ゲート１８ａと第２順位ゲート１８ｂの距離１２ａは、第１順位ゲート１８ａから正面枠を経由して周面枠の後端縁に至るまでの距離１３ａより長く設定してあり、第２順位ゲート１８ｂと第３順位ゲート１８ｃまでの距離１２ｂは、第２順位ゲート１８ｂから同じように正面枠を経由して周面枠の後端縁に至るまでの距離１３ｂより長く設定してある。
【００１４】
図２は、ランナー部よりゲートを経てキャビティへ流れる樹脂を遮断又は開放する前記プランジャ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの構造であって、ランナー部のゲート１８の近くに設けられたプランジャ２０を、油圧シリンダ２１により稼働させ、ランナー部を形成する空隙２２に押し込むことにより、ランナー部を形成する空隙２２の一部を閉鎖し、溶融樹脂流動の遮断を行う。また、押し込まれたプランジャ２０をランナー部を形成する空隙２２より引き抜くことにより、該空隙２２を開放し、樹脂が流動することを可能とする。
【００１５】
油圧シリンダ２１の動作は、油圧切り替えコントローラ２３を介して油圧発生ユニット２４と油圧シリンダ２１との間に設けてなる油圧切り替えバルブ２５を作動させて制御する。
【００１６】
この金型を用い、使用樹脂にはＰＳ樹脂（出光石油化学株式会社  ＨＴ−５６０）を使用し、射出成形機（東芝機械株式会社製  ＩＳＬ−４５０／１６００）を使用して枠型筐体の成形を行った例を次に説明する。
【００１７】
まず、第１順位ゲート１８ａに連続するランナー部に設けてなるプランジャ２０ａを引き抜き、ランナー部における溶融樹脂の流動を可能とせしめ、第２順位、第３順位のゲート１８ｂ、１８ｃに連続するランナー部に設置してなるプランジャ２０ｂ、２０ｃを押し込み、樹脂の流れを遮断した。第１順位ゲート１８ａから注入された溶融樹脂が第２順位ゲート部１８ｂを通過した０．１秒後には図１において２９の位置まで樹脂が充填されており、この時点で第２順位ゲート１８ｂに連続してなるランナー部に設けてあるプランジャ２０ｂを引き抜き、当該ランナー部の樹脂の流動を可能とせしめることにより、第２順位ゲート１８ｂから樹脂をキャビティに注入し、更に、当該ゲート１８ｂからの注入開始から０．１秒後に第１順位ゲート１８ａに連続するランナー部に設置してなるプランジャ（制御手段）２０ａを押し込み、ランナー部を流れる樹脂の流れを遮断し、第１順位ゲート１８ａからキャビティに溶融樹脂が流入するのを阻止した。
【００１８】
次に、第２順位ゲート１８ｂから注入された溶融樹脂が第３順位ゲート部１８ｃを通過した０．１秒後に第３順位ゲート１８ｃに連続してなるランナー部に設けてあるプランジャ（制御手段）２０ｃを引き抜き、当該ランナー部の樹脂の流動を可能とせしめることにより、第３順位ゲート１８ｃから樹脂をキャビティに注入し、更に、当該ゲート１８ｃからの注入開始から０．１秒後に第２順位ゲート１８ｂに連続するランナー部に設置してなるプランジャ２０ｂを押し込み、ランナー部を流れる樹脂の流れを遮断し、第２順位ゲート１８ｂからキャビティに溶融樹脂が流入するのを防止した。その結果、過充填を阻止し、併せて充填される樹脂の流速の均衡を保つことにより、流動パターンの一時的な停滞を改善して枠型筐体の端面部に光沢ムラのない良外観を有する成形品を得ることができた。
【００１９】
【比較例】
図３は、ＴＶに用いられる枠型筐体であって、これを成形するための金型に設けてある樹脂を注入するためのゲートとして、第１順位ゲート２７ａ、第２順位ゲート２７ｂ、第３順位ゲート２７ｃの合計５点を設置し、各々のゲートに連続するランナー部には、実施例１と同じように、ランナー部を流れる樹脂の流れを遮断、開放する制御手段を設けた。また、第１順位ゲート２７ａと第２順位ゲート２７ｂの間の距離１２ａは、第１順位ゲート２７ａからキャビティ端面までの距離１３ａより短く設定してあり、第２順位及び、第３順位のゲート２７ｂ、２７ｃは、各々上位順位のゲートからの樹脂流動がコーナー部１９に到達する前であり、かつ、コーナー部１９に近接した位置に設置してある。
【００２０】
この金型を用い、使用樹脂にはＰＳ樹脂（出光石油化学株式会社  ＨＴ−５６０）を使用し、射出成形機（東芝機械株式会社製  ＩＳＬ−４５０／１６００）を使用して枠型筐体の成形を行った。まず、第１順位ゲート２７ａに連続するランナー部に設けてなるプランジャ２８ａを引き抜き、ランナー部における溶融樹脂の流動を可能とせしめ、第２順位、第３順位のゲートに連続するランナー部に設置してなるプランジャ２８ｂ、２８ｃを押し込み、樹脂の流れを遮断した。
【００２１】
第１順位ゲート２７ａから注入された溶融樹脂が第２順位ゲート２７ｂを通過した０．１秒後には２９の位置まで樹脂が充填されており、この時点で第２順位ゲート２７ｂに連続してなるランナー部に設けてあるプランジャ２８ｂを引き抜き、当該ランナー部の樹脂の流動を可能とせしめることにより、第２順位ゲート２７ｂから樹脂をキャビティに注入し、更に、当該ゲート２７ｂからの注入開始から０．１秒後に第１順位ゲート２７ａに連続するランナー部に設置してなるプランジャ２８ａを押し込み、ランナー部を流れる樹脂の流れを遮断し、第１順位ゲート２７ａからキャビティに溶融樹脂が流入するのを防止した。
【００２２】
次に、第２順位ゲート２７ｂから注入された溶融樹脂が第３順位ゲート２７ｃを通過した０．１秒後に第３順位ゲート２７ｃに連続してなるランナー部に設けてあるプランジャ２８ｃを引き抜き、当該ランナー部の樹脂の流動を可能とせしめることにより、第３順位ゲート２７ｃから樹脂をキャビティに注入し、更に、当該ゲート２７ｃからの注入開始から０．１秒後に第２順位ゲート２７ｂに連続するランナー部に設置してなるプランジャ２８ｂを押し込み、ランナー部を流れる樹脂の流れを遮断し、第２順位ゲート２７ｂからキャビティに溶融樹脂が流入するのを阻止した。
【００２３】
その結果、ゲート間の距離が、ゲートから端面までの距離より短いことにより、端面近傍において、図５で説明したような流動パターンの一時的な停滞により端面部近傍に光沢ムラ３０が発生して、良外観を有する成形品を得ることは出来なかった。
【００２４】
なお、上記実施例と比較例は、枠型筐体の成形例であるが、平板状の製品に本発明を適用しても、端面に光沢ムラのない、良外観の成形品を得ることができた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、以上のように枠型筐体を含む比較的大型の製品を射出成形する金型において、多点ゲート方式を採用し、更に予め定められた順位で溶融樹脂を射出成形すると共に、下位順位ゲートから樹脂を注入後に上位順位ゲートからの樹脂の注入を遮断し、かつ、各ゲート間隔を上位のゲートからキャビティ端面までの距離よりも長く設定した。この結果、光沢ムラのない高品位外観の成形品を成形することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の説明図。
【図２】樹脂流動の制御手段の説明図。
【図３】比較例の説明図。
【図４】多点充填時に発生するウェルドラインの説明図。
【図５】ゲート間隔がキャビティ端面部までの距離よりも小さい場合に発生する光沢ムラの説明図。
【符号の説明】
１２ａ、１２ｂ  ゲート間距離
１３ａ、１３ｂ  ゲートからキャビティ端面までの距離
１８ａ  第１順位ゲート
１８ｂ  第２順位ゲート
１８ｃ  第３順位ゲート
１９  コーナー部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  プランジャ
２１  油圧シリンダ
２２  ランナー部を形成する空隙
２３  油圧切り替えコントローラ
２４  油圧発生ユニット
２５  油圧切り替えバルブ
２６  成形品
２９  樹脂の先端位置
【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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