(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と可動型とにより形成されるキャビティ内に成形機ノズルより樹脂を射出して成形品を成形する射出成形金型において、
キャビティと成形機ノズルとの間の樹脂流路を連通又は遮断する遮断部と、
キャビティを囲繞して設けた加熱・冷却手段と、
前記遮断部と成形機ノズルとの間の樹脂流路を温度制御して該樹脂流路内の樹脂を溶融状態に維持する手段と、
を具備し、
キャビティと成形機ノズルとの間の樹脂流路は、前記遮断部を挟んでキャビティ側とスプル側とに区分されるとともにスプル側がキャビティ側より太く形成され、
前記遮断部は、スプル側とキャビティ側との樹脂流路を形成した状態では、該スプル側から該キャビティ側に向かって樹脂流路を滑らかに連結し、樹脂流路を遮断した状態では、該キャビティ側を閉鎖するとともに該スプル側の樹脂流路に連結することを特徴とする射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、厚肉成形品を高精度に成形する射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
厚肉成形品を射出成形する場合、ヒケなどの成形不良が起こり易い。これを解決する手段として、従来、特公昭６１−５９２２０号公報所載の技術が開示されている。図９に示すように、この成形方法に用いる金型は、金型を構成する固定側型板１０１と可動側型板１０２との間に僅かな開き代δがある状態においても、充填された合成樹脂の液漏れが生じないように、可動側金型１０２には固定側型板１０１のキャビティ凹部１０１ａにスライド自在に嵌合するキャビティブロック１０３を装着している。成形方法は、キャビティブロック１０３とキャビティ凹部１０１ａとで形成されるキャビティ１０６を僅かに開いてキャビティ容積を拡大するとともに、キャビティ壁を製品取出し温度以上で合成樹脂の固化温度以下の温度にして合成樹脂を射出し、キャビティ１０６に充填された合成樹脂の温度が製品の肉厚部の中心においてその合成樹脂の固化温度以下になってから、金型のゲートを機械的にまたは冷却してシールしつつ、キャビティ１０６の合成樹脂の表面層が流動可能な状態までキャビティ壁の全体を急速加熱して合成樹脂を再加熱し、僅かに開いているキャビティ１０６を閉じて表面層の流動可能な合成樹脂をキャビティ壁に沿って流動させ、次いでキャビティ１０６を閉じた状態でキャビティ壁の全体を急速冷却して金型温度を製品取り出し温度以下に下げて所定製品形状に成形するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来技術においては、金型のキャビティブロックが前進、後退する機構を有する金型を用いるため、金型加工が複雑となり、また成形中の圧縮時に成形機プラテンを前進させるため、型締め機構がトグル式などの通常の成形機では実施が困難という問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明の目的は、簡単な構造の金型と通常の成形機とを用いて、金型の転写性が良好な成形品を得ることができる射出成形金型を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、固定型と可動型とにより形成されるキャビティ内に成形機ノズルより樹脂を射出して成形品を成形する射出成形金型において、キャビティと成形機ノズルとの間の樹脂流路を連通又は遮断する遮断部と、キャビティを囲繞して設けた加熱・冷却手段と、前記遮断部と成形機ノズルとの間の樹脂流路を温度制御して該樹脂流路内の樹脂を溶融状態に維持する手段と、を具備し、キャビティと成形機ノズルとの間の樹脂流路は、前記遮断部を挟んでキャビティ側とスプル側とに区分されるとともにスプル側がキャビティ側より太く形成され、前記遮断部は、スプル側とキャビティ側との樹脂流路を形成した状態では、該スプル側から該キャビティ側に向かって樹脂流路を滑らかに連結し、樹脂流路を遮断した状態では、該キャビティ側を閉鎖するとともに該スプル側の樹脂流路に連結することを特徴とする。
【０００６】
【作用】
請求項１に係る発明の作用では、キャビティと成形機ノズルとの間の樹脂流路を連通又は遮断する遮断部と、キャビティを囲繞して設けた加熱・冷却手段と、前記遮断部と成形機ノズルとの間の樹脂流路を温度制御して該樹脂流路内の樹脂を溶融状態に維持する手段と、を具備し、キャビティと成形機ノズルとの間の樹脂流路は、前記遮断部を挟んでキャビティ側とスプル側とに区分されるとともにスプル側がキャビティ側より太く形成され、前記遮断部は、スプル側とキャビティ側との樹脂流路を形成した状態では、該スプル側から該キャビティ側に向かって樹脂流路を滑らかに連結し、樹脂流路を遮断した状態では、該キャビティ側を閉鎖するとともに該スプル側の樹脂流路に連結するように構成しているので、遮断部の開閉動作、温度制御される加熱・冷却手段による樹脂の温度制御により、成形品の固化、再溶融および樹脂の補給を行って金型の転写性の良好な成形品を得ることができる射出成形金型を提供することができる。
【０００７】
【実施例１】
図１〜図４は実施例１を示し、図１は射出成形金型の一部を破載した正面図、図２は樹脂流路を遮断する機構の斜視図、図３は射出成形金型内での成形品を再溶融した説明図、図４は成形工程とヒータの温度との関係の説明図である。
【０００８】
図１において、１は固定側取付板、２は固定側型板、３は可動側型板である。固定側型板２に埋設された固定側入子４と、可動側型板３に埋設された可動側入子５とによって、キャビティ６が形成されている。固定側取付板１、可動側型板２および可動側型板３に連通したスプル７の周囲には、ヒータ８が配設されており、スプルを流通する樹脂を加熱・冷却することができる。また、固定側入子４と可動側入子５とのキャビティ６を形成する面の近傍には、ヒータ９がそれぞれ配設され、キャビティ内の樹脂を加熱・冷却することができる。スプル７とキャビティ６との間には、ランナ１０が可動側型板３、シャットプレート１１および可動側入子５を横断して一定の幅と深さで凹設されている。
【０００９】
図２に示すように、ランナ１０の一部を凹設したシャットプレート１１は、油圧シリンダ１２と連結されており、油圧シリンダ１２は可動側型板３に固定板３０によって固着されている。油圧シリンダ１２の往復直進運動によって、シャットプレート１１が駆動され、ランナ１０が開閉される。油圧シリンダ１２の配管１３は成形機のコアトラ１４に接続され、コアトラ１４はタイマを内蔵した制御盤１５に電気的に接続しており、その動作を制御されている。なお、図１の１６は成形機ノズルであり、溶融した樹脂をスプル７およびランナ１０を経て、キャビティ６に供給する。
【００１０】
つぎに、本実施例の作用を説明する。図１は成形時の型締め直後の状態を示している。このとき、ヒータ８、９の温度は成形品の取り出し温度になっている。この状態で、成形機ノズル１６より、溶融した樹脂をキャビティ６に射出する。樹脂が充填された段階で、シャットプレート１１がスライドしランナ１０を遮断する。この状態で、キャビティ６内の樹脂を冷却している間に、ヒータ８を加熱してスプル７およびシャットプレート１１の手前のランナ１０内の樹脂を溶融状態に維持する。なお、シャットプレート１１の動作は、制御盤１５のタイマからの信号によって、油圧シリンダ１２が駆動されることにより行われる。
【００１１】
図３において、キャビティ６内で樹脂が固化した成形品１７は、内部まで冷却された後、ヒータ９を急速加熱して、その表面が再溶融され、溶融部１８が形成される。ある程度再溶融が進行し、溶融部１８の樹脂が流動状態になったところで、シャットプレート１１をスライドさせ、ランナ１０が連通したところで、図示を省略した成形機の射出ユニットの保圧により、成形機ノズル１６から再び樹脂を注入する。この後、再びシャットプレート１１をスライドさせることによりランナ１０を遮断し、この状態で２次冷却を行う。
【００１２】
２次冷却においては、ヒータ８を取り出し温度まで急速冷却し、スプル７を固化させる。一方、ヒータ９はゆっくりと温度を下げ、成形品１７の徐冷を行う。ヒータ９が取り出し温度まで下がり、成形品１７が完全に固化したところで成形品１７の取り出しを行う。これにより成形工程の一連の動作が完了する。成形工程の一連の流れとヒータ８、９の温度との関係を図４に示している。
【００１３】
本実施例によれば、金型に２つのヒータとシャットプレートとを具備することにより、温度制御およびランナの開閉により、成形品の固化、再溶融および樹脂の補給を行い、金型の転写性が良好な成形品を得ることができる。
【００１４】
本実施例では、タイマからの信号により、シャットプレートの開閉を行っているが、これに替えて、金型内に温度センサを設け、そこからの信号によりシャットプレートの開閉を行うようにしてもよい。
【００１５】
【実施例２】
図５〜図７は実施例２を示し、図５は樹脂流路と遮断機構を示す斜視図、図６は連通状態の遮断機構付近の樹脂流路を示す平面図、図７は遮断状態を示す遮断機構付近の樹脂流路を示す平面図である。本実施例は、樹脂流路と遮断機構の一部のみが実施例１と異なるのみなので、同一の部材には同一の符号を付し、図と説明を省略する。
【００１６】
図５において、可動側入子５に凹設したランナ１０ａの流路幅より、可動側入子３ａの凹設したランナ１０ｂの流路幅が広く、シャットプレート１１上に凹設されたランナ１０ｃは、ランナ１０ａの流路幅とランナ１０ｂの流路幅を結ぶようにテーパ状に凹設されている。その他の構成は実施例１と同一である。
【００１７】
本実施例の作用について説明する。図６はシャットプレート１１が前進して、ランナ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが連通した状態を示している。この状態で、樹脂はランナ１０ｂからランナ１０ｃ，１０ａを通過してキャヒティ６に充填される。充填が完了すると、シャットプレート１１が後退し、図７に示すように、ランナ１０ａとランナ１０ｃとは完全に遮断され、ランナ１０ｃとランナ１０ｂとは繋がった状態となる。この後、キャビティ６の樹脂が固化し、可熱により成形品１７の表面に溶融部１８が形成され（図３参照）、再び樹脂を補給するときは、シャットプレート１１が前進して図６の状態に戻り、ランナ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが連通する。樹脂の補給が完了すると、シャットプレート１１が後退し、再び図７の状態となる。この状態で冷却が進行し、成形品１７の取り出し時に、シャットプレート１１上のランナ１０ｃの樹脂は、ランナ１０ｂおよびスプル７の樹脂と一体化されて排出される。
【００１８】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、シャットプレート上の樹脂は、ランナおよびスプルの樹脂と一体化されて排出されるので、実施例１で発生する樹脂の除去のための工数が節減され、成形作業を効率アップするとともに、無人成形作業が可能となる。
【００１９】
本実施例では、ランナの流路幅に差を設けて、シャットプレート上の樹脂をランナおよびスプルの樹脂と一体化して排出しているが、ランナの流路の深さに差を設けて、シャットアウトプレートを流路の深さ方向に作動させる構成にしても同様の効果が得られる。
【００２０】
【実施例３】
図８は実施例３を示し、射出成形金型の一部を破載した正面図である。図８において、１は固定側取付板、２は固定側型板、３は可動側型板である。固定側型板２に埋設された固定側入子４と、可動側型板３に埋設された可動側入子５とによって、キャビティ６が形成されている。固定側入子４と可動側入子５とのキャビティ６を形成する面の近傍には、ヒータ９がそれぞれ配設され、キャビティ内の樹脂を加熱・冷却することができる。固定側取付板１、固定側型板２および固定側入子４を貫通して、ホットランナ２０が埋設されている。ホットランナ２０の内部には、成形機ノズル１６から注入された樹脂が、常に溶融した状態で滞留している。また、ホットランナ２０は、ゲート２１の開閉制御が自在のバルブゲート式のものを採用している。ホットランナ２０に接続した制御盤２２は、ホットランナ２０のゲート２１の開閉を制御する。
【００２１】
本実施例の作用を説明する。図８は、成形時の型締め直後の状態を示す。この状態で、成形機ノズル１６より溶融した樹脂をキャビティ６に射出する。キャビティ６に樹脂が充填された段階で、ホットランナ２０のゲート２１を閉じる。この状態で、キャビティ６内の樹脂が固化し成形品１７が形成され、さらに成形品１７の内部が固化するまで冷却を行う。
【００２２】
成形品１７の内部まで冷却が進んだところで、ヒータ９を急速加熱して、成形品１７の表面を再溶融し、溶融部１８を形成する。ある程度再溶融が進行し、溶融部１８の樹脂が流動状態になったところで、ホットランナ２０のゲート２１を開いて図示を省略した成形機の射出ユニットの保圧により、樹脂を補給する。この状態で、再びホットランナ２０のゲート２１を閉じ、２次冷却を行う。この際、ヒータ９はゆっくりと温度を下げ、成形品１７の徐冷を行う。ヒータ９が取り出し温度になり、成形品１７が完全に固化したところで成形品１７を取り出す。これにより成形工程の一連の動作が完了する。
【００２３】
本実施例によれば、ヒータおよびホットランナの操作により、成形品の固化、再溶融および樹脂の補給を行って、金型の転写性が良好な成形品を得ることができる。また、ホットランナを用いることにより、スプルおよびランナが不要となり、樹脂の使用量を節減することができる。さらに、市販のホットランナを埋設できるので、スプルのヒータおよびシャットプレートが不要となり、金型の構造を簡易にし、製作を容易にすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、簡単な構造の金型と通常の成形機とを用いて、金型の転写性が良好な成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の射出成形金型の一部を破載した正面図である。
【図２】実施例１の樹脂流路を遮断する機構の斜視図である。
【図３】実施例１の射出成形金型内での成形品を再溶融した説明図である。
【図４】実施例１の成形工程とヒータの温度との関係の説明図である。
【図５】実施例２の樹脂流路と遮断機構を示す斜視図である。
【図６】実施例２の連通状態の遮断機構付近の樹脂流路を示す平面図である。
【図７】実施例２の遮断状態を示す遮断機構付近の樹脂流路を示す平面図である。
【図８】実施例３の射出成形金型の一部を破載した正面図である。
【図９】従来技術の成形方法に用いる金型の縦断面図である。
【符号の説明】
１  固定側取付板
２  固定側型板
３  可動側型板
４  固定側入子
５  可動側入子
６  キャビティ
７  スプル
８  ヒータ
９  ヒータ
１０  ランナ
１１  シャットプレート
１６  成形機ノズル
【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９】
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