JP3097906U

JP3097906U - 複合成形に用いる射出成形用金型

Info

Publication number: JP3097906U
Application number: JP2003002844U
Authority: JP
Inventors: 山田　正雄; 佐藤　孝男; 齋藤　俊一
Original assignee: 東北ムネカタ株式会社
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2009-05-20

Abstract

【技術課題】型締めを行ったままスライドコアを移動できる複合成形に用いる射出成形用金型を提供する。
【解決手段】固定側金型２には、第一キャビティＡに続く第一ゲート１６を形成すると共にこのゲート１６に離れて二次成形用ゲート１３を形成し、可動側金型５には、その分割面５ａに対して斜め下向き方向へ移動自在であって、前進して前記第一キャビティＡの一部と第二スプルー４を閉塞し、後退してキャビティＡの一部と第二スプルー４を開く第一スライドコア６を設けると共に、上面に前記第一キャビティＡに続く第二キャビティＢを形成する第二スライドコア９を設ける。一次成形は、第一キャビティＡで行い、次いで、前記第一スライドコア６を後退させた後、第二スライドコア９を前進させて第一キャビティＡの一部に第二キャビティＢを連通させて第二ゲート１３から樹脂を第二キャビティＢ内に充填する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、射出成形用金型を用いて成形品の一部を成形した後、更にこの一次成形品に一体に続く二次成形品を成形することにより、複合的な形状の成形品を成形したり、あるいは樹脂の種類を変えた二色成形と称される成形品を成形するための金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複合成形品の射出成形用金型としては、特許第３０５１９０１号公報に掲載されたものが公知である。この公知例に係る金型は、図１５に示すように、固定側５０と可動側５１とからなる射出成形用金型であって、固定側５０には、第一ゲート５２を介して第一キャビティ５３の一端に連通する第一樹脂用の第一スプル５４と、第一キャビティ５３の他端から外れて可動側５１との境界面５５に開口する第二樹脂用の第二スプル５６とを設け、可動側５１と固定側５０との境界部５７には、型開き方向と直交方向に進退可能なスライド駒５８を設け、該スライド駒５８は、前進時に前記第一キャビティ５３の他端５３ａ及び第二スプル５６を封じて一次成形品（部）の成形を可能とし、後退時に該第一キャビティ５３の他端５３ａ及び第二スプル５６を開放し、ここに型締め方向と同一方向に進退可能な第二スライド駒５９を前進させて第二キャビティ６０と第二ゲート６１、ランナ６２、第二スプル５６を連通させ、二次成形品（部）を成形可能とした構成である。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
しかし、上記金型の場合、進退可能な第一スライド駒５８は、型開き方向と直交方向にスライドして進退する構造のため、次のような問題がある。
１．第一スライド駒５８がスライドするタイミングは、型締めの状態時であることから、この第一スライド駒５８に型締め圧がかかる。このため、第一スライド駒５８を駆動する時には、一旦型締めを弛め、第二スライド駒５９が上昇するときには再び型締めを行うことが必要であり、このために成形に時間がかかる。
２．第一スライド駒５８は、そのスライドストローク全部において第一キャビティ５３の他端５３ａ及び第二スプル５６を封じながら分割面を摺動するため、第一キャビティ５３の他端５３ａと第二スプル５６がその境界部において第一スライド駒５３に接触し、カジリが発生したりしてスムーズに移動ができなくなることがあり、このために金型のメンテナンスを多く必要としたり、駆動シリンダー６３を大型化するなどの必要がある。
本考案は、斯る点に鑑みて提案されるものであって、その目的は、スライドコア（駒）が受ける型締め圧の影響を軽減することによりいちいち型締め圧を緩めたりしないで済むように構成して成形時間を短縮し、且つカジリ等の発生を抑制することにより駆動シリンダーを小型化することができる複合成形に用いる射出成形用金型を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の考案においては、複合成形に用いる射出成形用金型において、固定側金型と可動側金型を型締めして複合成形用のキャビティを形成する射出成形用金型において、前記固定側金型には、前記第一キャビティに続く第一スプルーを形成すると共にこの第一スプルーに離れて第二スプルーを形成し、可動側金型には、その分割面に対して斜め下向き方向へ移動自在であって、前進して前記第一キャビティの一部と第二スプルーを閉塞し、後退して第一キャビティの一部と第二スプルーを開く第一スライドコアを設けると共に、型締め方向と同一方向へ移動自在であって、上面に前記第一キャビティに続く第二キャビティを形成すると共に前記二次スプルーに連通する第二ゲートを形成した第二スライドコアを設け、一次成形は、前記第一キャビティと第一スライドコアで行い、次いで、前記第一スライドコアを後退させた後、第二スライドコアを前進させて第一キャビティの一部に続いて第二キャビティを形成し、前記第二ゲートから樹脂を第二キャビティ内に充填することにより、第一キャビティ内の成形部の一部に二次成形部を複合させることを特徴としたことを特徴とするものである。
【０００５】
更に、請求項２に記載の考案においては、請求項１に記載の考案において、固定側金型と可動側金型の分割面であって、この固定側金型又は可動側金型又はその双方に、第一スライドコアが前進又は後退する移動範囲に逃げを設けることにより、型締め圧が第一スライドコアへ直接かからないように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
更に、請求項３に記載の考案においては、請求項１に記載の考案において、第一キャビティを形成する第一スライドコアの一部に、第一キャビティ内に突出する凸部を設けて一次成形品に凹部を形成した後、前記第一スライドコアが後退した後の空間に第二スライドコアを前進させて、第二キャビティを形成し、この第二キャビティ内に二次樹脂を充填して前記凹部へ二次樹脂を侵入させることにより、前記凹部周囲の成形部は外へ向かって広がり周囲の一次樹脂を第一キャビティ面に押し付ける。したがって、一次樹脂と第一キャビティ面は密着し二次樹脂が一次樹脂と第一キャビティ面の間に漏れることを防ぐ効果をもたらすことができる。更に、一次成形部と二次成形部の接着強度を高めるように構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
更に、請求項４に記載の考案においては、請求項１に記載の考案において、保圧は、二次樹脂充填後に第二スライドコアを前進させた状態で一次樹脂へかけることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】
請求項１に記載の複合成形に用いる射出成形用金型は、金型の分割面に対して斜め下方向へ移動する第一スライドコアと、型締め方向への移動及び型締め方向と反対方向へ移動して第二キャビティを形成する凹部を設けた第二スライドコアを備える。分割面に対する斜め下方向の角度（λ：摩擦角度）は次の式から導き出される。
ｔａｎλ＝Ｆ／Ｎ＝μ　　（１）式より
λ＝ｔａｎ^−１μ　　　　　　（２）式
Ｆ：金型型締めによる圧力　　（図１参照）
Ｎ：面直力　　　　　　　　　（図１参照）
μ：摩擦係数
λ：摩擦角度　　　　　　　　（図１参照）
【０００９】
例えば、一般的な射出成形用金型の様に、金属と金属との場合、μは０．１５〜０．２０（「ＪＩＳにもとづく機械設計製図便覧」より　理工学社編）から、λは８．５３°〜１１．３°である時が、高圧型締めがかかっていても第一スライドコアをぬくことができる。また、最小の力で成形圧による第一スライドコアの下がりを防止することができる。すなわち、第一スライドコアを移動させるシリンダー等を最小にすることが可能になる。
更に、前記第一スライドコアが後退した後の空間に第二スライドコアを移動し、前記凹部が第一キャビティにつながることにより形成される第二キャビティにて二次成形を行う。
【００１０】
請求項２に記載の複合成形に用いる射出成形用金型は、請求項１記載の射出成形用金型において、固定側金型と可動側金型との分割面（押し切り面）において、第一スライドコアが位置する相当の場所へ隙間を形成した。隙間の形成方法としては、固定側金型或いは可動側金型又はこの双方に窪んだ段部を設ける方法や、両方に段部を設ける方法など選択することが出来る。前記隙間の作用により第一スライドコアに直接型締め圧がかかることを防ぐことができ、第一スライドコアの移動に対する負荷が軽減できる。
【００１１】
更に、請求項３に記載の複合成形に用いる射出成形用金型は、第一スライドコアにおける第一キャビティ形成構成部分へ第一キャビティ内に突出する凸部を設ける。凸部の形状としては任意だが、断面が三角形でかつ稜の角度が第一スライドコアの傾斜角度と一致することがスライドへの負荷を考えた場合望ましい。
一次成形部には前記突起による凹部が形成され、二次成形時に二次樹脂が凹部へ侵入することにより一次成形部を第二キャビティ面へ押し付ける。したがって、一次成形部が第一キャビティ面に密着するため一次成形部と第一キャビティ面の間に二次樹脂が漏れて入り込むことを防ぐことができる。
【００１２】
更に、請求項４に記載の射出成形方法は、一次樹脂に対する保持圧力を第一スライドコア及び第二スライドコアが移動した後にかける方法である。
保持圧力とは、ゲートが完全にシールされるまで適正量の樹脂を第一及び第二キャビティ内に圧縮したままの状態で保持し、ウエルドやヒケなどの不具合を防止するため重要な工程である。
【００１３】
従来、スライドコアを移動する場合、型締め圧を解除してからスライドコアを移動しその後再度型締めを行っている。したがって、二次樹脂の充填まで時間がかかるので事前に一次樹脂へ保持圧力をかけて固化させる必要がある。それを行わないとキャビティから樹脂が漏れたり、また、適正に樹脂がキャビティ内に行き渡らないので前記の様な不具合が生じる。
本考案では、型締め圧を解除する必要が無いので瞬時（１〜２秒）に第一スライドコアを移動することが出来る。それは、第一樹脂がキャビティに充填された時すでにスキン層が形成し始めるため、瞬時であれば、樹脂がキャビティから漏れ出すことはないからである。したがって、その後一次樹脂へ保持圧力を掛けても品質的に問題が生じない。
その結果、第一スライドコアへの負荷の一要素である保持圧力の影響を無くすることができると共に、一次樹脂への保持圧力を二次成形と同時に行えるので成形時間の短縮が図れる。
【００１４】
【実施例１】
実施例１では請求項１及び請求項２の実施例を説明する。図１は実施例１による一次成形時の射出成形用金型の断面図、図２は二次成形時の射出成形用金型の断面図、第３図は可動側金型から見た段部（隙間）部分の説明図、図４は実施例１の射出成形用金型で成形した複合成形品である。
図１に基づいて実施例１の複合成形に用いる射出成形用金型について説明すると、１は射出成形装置へ取り付ける固定側金型取付板であり、固定金側型取付板１の一方へは固定側金型２を取り付けている。固定側金型２には、一次成形用の第一スプルー３と二次成形用の第二スプルー４が設けられている。また、一次成形用の第一キャビティＡをなす凹部が形成されている。
【００１５】
一方、固定側金型２と相対する可動側金型５へは、分割面５ａに対し斜め下方向へ移動する第一スライドコア６が具備され、第一スライドコア６は第一スライドコア６を収納する第一スライドコア用ガイド７、第一スライドコア６とシリンダー８を連結するシャフト８ａにより第一スライドコア用ガイド７内を進退自由に移動することができる。なお、シリンダー８は引き力が２０００Ｎタイプのものを用いた。
さらに、分割面５ａ方向へ移動する第二スライドコア９が具備され、第二スライドコア９は、第二スライドコア９を収納する第二スライドコア用ガイド１０、第二スライドコア９とシリンダー１１を連結するシャフト１１ａにより第二スライドコア用ガイド１０内を進退自由に移動することができる。
【００１６】
さらに、第二スライドコア９には、図２に示す様に第二スライドコア９が前進した時第二スプルー４と繋がる第二ランナー１２及び第二ゲート１３そして第二キャビティ（Ｂ）が形成されている。
実施例１において第一スライドコア６と可動側金型５の分割面５ａの角度（λ）は、作用で説明した（２）式により、９度としている。
また、可動側金型５へは、型締め時に固定側金型２の凹部により形成される第一キャビティＡと第一スプルー３とを連結する第一ランナー１５、第一ゲート１６が形成されている。
【００１７】
さらに、可動側金型５における分割面５ａとしての押し切り面（固定側金型と当接する面）には、可動側金型５内部の第一スライドコア用ガイド７の位置に相当する部分へ段部を形成し、型締め時に固定側金型２との間に隙間１７が出来るようにした。実施例１ではこの隙間１７を１ｍｍとした。この隙間１７より、型締め圧が直接第一スライドコア６にかからない効果を生むことができる。図３は隙間１７を押し切り面からみた図である。この図から分かるように、少なくても第一スライドコア用ガイド７の面より隙間１７の面積は大きい事が望ましい。
以上説明した可動側金型５は、スペーサーブロック１８を介して可動側取付板１９に取り付けられる。
【００１８】
次に、実施例１による複合成形用の射出成形用金型を用いた射出成形方法について説明する。成形する製品の形状を図４に示す。本成形品１００は、一次成形部（一次樹脂）１０１にポリプロピレン樹脂（ＰＰ　Ｊ−５０６６　出光石油化学株式会社）を用い、二次成形部（二次樹脂）１０２にエラストマー材（８２０１−６０　ＡＥＳ　ＪＡＰＡＮ株式会社）を用いた複合成形品である。
先ず、固定側金型２と第一スライドコア６が前進している可動側金型５を型締めする。この時の型締め力は２．２ＭＮである。
【００１９】
その結果、図５に示す様に固定側金型２の凹部と可動側金型５と第一スライドコア６にて第一キャビティＡが形成される。また、第二スプルー４は第一スライドコア６で封じている。
以上の状態で一次樹脂を外部の射出装置より、第一スプルー３、第一ランナー１５、第一ゲート１６を通って第一キャビティＡへ充填させる（図５）。第一キャビティＡが一次樹脂で充満された後樹脂の充填を止め、保圧を適宜な時間かけた後、型締め力を維持したまま、第一スライドコア６をシリンダー８により後退させる。
【００２０】
次に図６に示すように、後退したことにより生じた空間へ第二スライドコア９をシリンダー１１により上昇させると、固定側金型の第二スプルー４と第二ランナー１２が接続されると共に第二キャビティＢは一次樹脂と通じることになる。以上の状態で二次樹脂を外部の射出成形機より第二スプルー４、第二ランナー１２、第二ゲート１３を通って第二キャビティＢへ充填する（図７）。一次樹脂と二次樹脂との接合面は二次樹脂の熱により一次成形部が溶融し、二次樹脂と融合する。二次樹脂の充填後保圧をかけ、次に冷却後金型の型締め圧を解いて射出成形用金型を開くと図４に示す一次成形部１０１と二次成形部１０２が一体となった成形品１００を得ることができる。
本実施例では、第一スライドコア６を型締め圧を掛けたままで移動できたため、従来の様にスライドコアを移動する時、一時型締め圧を低下させ、移動後再度型締め圧を上昇させる時間を必要とせず、成形時間の短縮が図れた。
表１に実施例１の工程時間を示す。
【００２１】
【比較例１】
比較例として従来の複合成形方法について説明する。
図１５は従来の複合成形に用いる射出成形用金型の断面図である。第一スライドコア５８は金型の型締め方向と直交方向へ進退可能に設置されている。
この場合、第一スライドコア５８が移動する時、型締め圧が継続しているため金型が撓み、その影響により第一スライドコア５８へ周囲から圧力が負荷されることになる。
その結果、第一スライドコア５８が動かなくなったり、連続的に成形を繰り返しているうちに、カジリ等にて第一スライドコア５８の表面が損傷しはじめついには進退出来なくなったりする現象が発生する場合がある。
【００２２】
以上の理由により、第一スライドコア５８への型締め圧の影響を無くするため第一スライドコア５８が移動する時、一旦型締め圧を解除するかまたは軽減するなどを行う必要がある。そのため、型締め圧解除、第一スライドコア５８移動、再型締め昇圧工程の時間が余分にかかった。
さらに、型締め圧を開放するため、溶融した樹脂が漏れ出さないように有る程度固化がすすむことが必要であり、その保持シール時間も一次成形時間として加味されていた。
表１に比較例１の工程時間を示す。
【表１】

【００２３】
【実施例２】
実施例２では、請求項３に対応する実施例を説明する。図８は一次成形時の第一キャビティＡ部拡大図、図９は第一キャビティＡへ一次樹脂を充填した第一キャビティＡ部の拡大図、図１０は２次成形時の第二キャビティ部Ｂの拡大図である。図１１は第二キャビティＢへ二次樹脂を充填した第二キャビティＢ部の拡大図である。
実施例２の第一スライドコア６は、図８に示す様に第一キャビティＡを形成する部分に断面が三角形の凸部２０を形成している。凸部２０は三角形のため、この稜の角度を第一スライドコア６の傾斜角度に合わせると、逃げ角となり、第一スライドコア６を容易に引き抜くことができる。
その結果、一次樹脂を充填すると図１０の様に一次成形部１０１の一部に凸部２０に相当する凹部２１が形成される。
【００２４】
次に、第一スライドコア６を後退させ、第二スライドコア９を上昇させると前記凹部２１を含む第二キャビティＢが形成される（図１０）。
前記第二キャビティＢに実施例１同様、二次樹脂を充填する（図１１）。二次樹脂は凹部２１へも入り込み一次樹脂と二次樹脂との接合面は二次樹脂の熱により一次樹脂が溶融し、二次樹脂と融合する。また、凹部２１へ入り込んだ二次樹脂により凹部２１付近の一次樹脂は第二キャビティＢ面に押し付けられるので、一次樹脂が第一キャビティＡ面に密着し二次樹脂がはみ出すことを防ぐことができる（図１２）。
二次樹脂の充填後保圧し冷却後金型の型締め圧を解いて射出成形用金型を開いて一体になった成形品を取り出すことができた。
図１３へ一次成形部１０１と二次成形部１０２との溶着部の拡大を示す。
さらに実施例２では、１次樹脂へ第一スライドコア６の凸部２０により生じる凹部２１を形成したため、接合面の面積が広くなりその結果、一次成形部１０１と二次成形部１０２の接着力がより高くなる効果が得られる。
【００２５】
【比較例２】
比較例１と同様の従来の射出成形用金型を用いて複合成形を行った。
その時、図１４に示すように一次成形部１０１と第一キャビティＡ面に二次樹脂が入り込む樹脂漏れ３０が発生した。これは、一次樹脂へ二次樹脂の樹脂圧がかかり一次樹脂と第一キャビティＡ面との接触部へ二次樹脂が入り込んだことによるものである。
【００２６】
【実施例３】
実施例３では、請求項４に対応する実施例を説明する。実施例３の射出成形工程としては、
型締め→一次成形（保持圧力はせず）→第一スライドコア６移動→二次成形（一次樹脂へ保持圧力）→二次樹脂へ保持圧力→型開き
とした。
つまり、一次樹脂への保持圧力をかける時は、第一スライドコア６が移動した後としている。第一キャビティＡへ射出された一次樹脂はキャビティ面に接触するとともにスキン層が形成されていく。したがって、第一キャビティ内の一次樹脂は表面に膜ができ、１〜２秒程度の時間で有ればキャビティの一部が開放されても膜が破れて樹脂が流れ出すことはない。この点、従来の成形方法では、スライドコアが入れ替わる時、型締め圧を開放した後再度昇圧しなければならないため５秒程度かかる。したがって、一次成形品がある程度硬化していないと変形したり樹脂が漏れ出たりする不具合が発生するため、一次樹脂充填後保圧をかけて固化する時間を必要としていた。
その結果、一次樹脂への保持圧力を二次成形と同時に行えるので、成形時間の短縮を図れた。
【００２７】
【考案の効果】
本考案は以上のように第一スライドコアを分割面から斜め下方、すなわち逃げる方向に移動自在としたことにより、次の効果を奏する。
１．請求項１によると、型締め圧開放及び再昇圧の時間がいらないと共にスライドコアを移動させる駆動力を低減できる。
さらに、一次樹脂充填後まだ未硬化の内に二次樹脂を直ぐ充填できるため、一次成形部と二次成形部との融合が高まり、従来より高い接着強度が得られる。
２．請求項２によると、固定側金型と可動側金型との分割面（押し切り面）において、第一スライドコアが位置する相当の場所へ隙間を形成したことにより、第一スライドコアに直接型締め圧がかかることを防ぐことができ、第一スライドコアの移動に対する負荷が軽減できる。
３．請求項３によると、一次成形部と二次成形部との接合面に凹部を形成したため一次樹脂がキャビティ面に密着でき、二次樹脂のはみ出しを防ぐことが出来ると共に、一次成形部と二次成形部との接着力向上を得ることができる。
４．請求項４によると、高品質な複合成形品を得ることができると共に、更に成形時間の短縮を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係る金型の説明図。
【図２】第一スライドコアが後退し、第二スライドコアが前進して第二キャビティを形成した状態の説明図。
【図３】可動側金型から見た段部（隙間）部分の説明図。
【図４】本考案に係る金型で成形された成形品の説明図。
【図５】第一キャビティで一次成形している状態の説明図。
【図６】第一スライドコアが後退し、第二スライドコアが前進して第二キャビティを形成した状態の説明図。
【図７】第二キャビティ内に二次樹脂を充填した状態の説明図。
【図８】第一スライドコアに凸部を形成した例の説明図。
【図９】一次成形品に凹部を形成した例の説明図。
【図１０】二次成形時の説明図。
【図１１】二次樹脂充填時の説明図。
【図１２】樹脂漏れの説明図。
【図１３】一次成形部と二次成形部の接合部の説明図。
【図１４】樹脂漏れが発生した状態の説明図。
【図１５】公知例の説明図。
【符号の説明】
１　固定側取付板
２　固定側金型
３　第一スプルー
４　第二スプルー
５　可動側金型
５ａ　分割面
６　第一スライドコア
７　第一スライド用ガイド
８　シリンダー９　第二スライドコア
１０　第二スライド用ガイド
１１　シリンダー
１１ａ　シャフト
１２　第二ランナー
１３　第二ゲート
１５　第一ランナー
１６　第一ゲート
１７　隙間（段部）
１８　スペーサブロック
１９　可動側取付板
２０　凸部
２１　凹部
Ａ　第一キャビティ
Ｂ　第二キャビティ

Claims

固定側金型と可動側金型を型締めして複合成形用のキャビティを形成する射出成形用金型において、前記固定側金型には、前記第一キャビティに続く第一スプルーを形成すると共にこの第一スプルーに離れて第二スプルーを形成し、可動側金型には、その分割面に対して斜め下向き方向へ移動自在であって、前進して前記第一キャビティの一部と第二スプルーを閉塞し、後退して第一キャビティの一部と第二スプルーを開く第一スライドコアを設けると共に、型締め方向と同一方向へ移動自在であって、上面に前記第一キャビティに続く第二キャビティを形成すると共に前記二次スプルーに連通する第二ゲートを形成した第二スライドコアを設け、一次成形は、前記第一キャビティと第一スライドコアで行い、次いで、前記第一スライドコアを後退させた後、第二スライドコアを前進させて第一キャビティの一部に続いて第二キャビティを形成し、前記第二ゲートから樹脂を第二キャビティ内に充填することにより、第一キャビティ内の成形部の一部に二次成形部を複合させることを特徴とした複合成形に用いる射出成形用金型。
固定側金型と可動側金型の分割面であって、この固定側金型又は可動側金型又はその双方に、第一スライドコアが前進又は後退する移動範囲に逃げを設けることにより、型締め圧が第一スライドコアへ直接かからないように構成したことを特徴とする請求項１記載の複合成形に用いる射出成形用金型。
第一キャビティを形成する第一スライドコアの一部に、第一キャビティ内に突出する凸部を設けて一次成形品に凹部を形成した後、前記第一スライドコアが後退した後の空間に第二スライドコアを前進させて、第二キャビティを形成し、この第二キャビティ内に二次樹脂を充填して前記凹部へ二次樹脂を侵入させることにより、一次樹脂の樹脂漏れを防ぐと共に一次成形部と二次成形部の接着強度を高めるように構成したことを特徴とする請求項１記載の複合成形に用いる射出成形用金型。
保圧は、二次樹脂充填後に第二スライドコアを前進させた状態で一次樹脂へかけることを特徴とする請求項１記載の複合成形に用いる射出成形用金型。