JP3713452B2

JP3713452B2 - 射出成形用金型

Info

Publication number: JP3713452B2
Application number: JP2001279850A
Authority: JP
Inventors: 伸吉高松; 章悦田中
Original assignee: 高雄機械株式会社
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2003080569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形用金型に係り、特に、射出成形性が向上し、歩留り率が高く、しかも射出成形後のゲートカット等の後処理を不要とすることができる射出成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
玩具、電化製品のハウジング、自動車の内装部品、外装部品等は、一般にプラスチックを射出成形して製造される。このような射出成形品は、固定型板と、該固定型板に嵌合する移動型板とを有する射出成形用金型に溶融プラスチックを流し込むことによって成形される。
【０００３】
図６は、従来のサイドゲート型またはアンダーゲート型の射出成形用金型を示す説明図である。この金型は、固定側取付板６１および可動側取付板６２と、該取付け板相互間に配置された固定側型板６３、可動側型板６４および受け板６５と、前記固定側取付板６１および固定側型板６３を貫通するスプルー６６と、前記受け板６５および可動側型板６４を貫通し、前記スプルー６６の開口端近傍まで延びるＺピン６７および前記固定側型板６３と可動側型板６４とで形成されるキャビィティ７１まで延びるエジェクタピン６９と、該エジェクタピン６９を突出し操作するエジェクタプレート７０とから主として構成されている。７２は、固定側型板に設けられたランナである。
【０００４】
図示省略したシリンダーノズルから噴射された溶融プラスチック（以下、単に樹脂ということがある）は、固定側取付板６１および固定側型板６３を貫通するスプルー６６のスプルーランナを経て固定側型板６３と可動側型板６４との接合面であるパーティングライン６８に到り、ランナ７２によって圧力が加えられたのち、該ランナ７２および該ランナとキャビィティ７１を連結する、図示省略したゲートを経て成形用の間隙である前記キャビィティ７１に送り込まれ、所定形状に成形される。樹脂の射出、注入操作が終了したのち、図示省略した、例えば冷却用水孔に冷却水が通水されて金型が所定温度まで冷却され、その温度が維持される。冷却工程終了後、可動側型板６４を図６中左方向に移動させてパーティングライン６８を開き、この状態でＺピン６７が図中左方向に所定間隔だけ引き抜かれ、スプルー６６のスプルーランナに溜まったプラスチック成形物（以下、単にスプルーランナともいう）が抜き出されるとともに、エジェクタプレート７０が、例えば油圧で操作されてエジェクタピン６９を図中右方向に突き出して製品が取り外される。
【０００５】
このようなサイドゲートまたはアンダーゲート型の成形金型は、ゲート径が、例えば２．５〜５．０φと比較的大きく射出圧力および保圧を大きく採ることができるので、樹脂がキャビィティの細部まで充填され易く、成形性が向上して良好な成形品が得られる。
【０００６】
しかしながら、上記サイドゲートまたはアンダーゲート型の成形用金型においては、成形品がゲートまたはランナにおける樹脂成形物（以下、それぞれ単にランナおよびゲートともいう）と一体として得られるので、成形品取り出し後、ゲート仕上げ、すなわちバリ取り作業が必要となり、作業効率が上がらず、原料プラスチックの歩留り率が低いという問題があった。
【０００７】
図７は、サイドゲート型金型の成形品を示す説明図である。図７において、成形品７５は、ランナ７６およびゲート７７と一体として得られる。なお、７８はパーティングライン（Ｐ／Ｌ）である。
【０００８】
ところで近年は、ゲート仕上げを不要としたサブマリンゲート型の成形用金型が広く採用されている。図８は、サブマリンゲート型金型における成形品とゲート等との関係を示す説明図である。図８において、ランナ８２と成形品８１を形成するキャビィティとを連結するゲート８３はくさび型を呈しており、該くさび型のゲート８３の先端部は、例えば１〜１．５φの孔径でキャビィティと連通している。８４はパーティングライン、８５および８６はエジェクタピンである。
【０００９】
このようなサブマリンゲート型の成形用金型においては、成形工程、冷却工程終了後、製品用エジェクタピン８５とランナ用エジェクタピン８６が突き出されて成形品が金型から外されるが、このとき、成形品とゲートとの接続部は極めて細いので、この成形品取外し工程で成形品とゲートとが分離され、ゲートと分離した形成品が得られる。従って、サブマリンゲート型の成形用金型においては成形品に対するゲートカット作業が不要となる。
【００１０】
しかしながら、サブマリンゲート型の成形用金型は、ゲートとキャビィティとの接続部の径が極めて細いので、溶融プラスチックを射出する際の射出圧力および保圧を充分に高めることができず、樹脂がキャビィティの細部まで充填できず、成形不良が発生し易いので歩留り率が低いという欠点がある。また、成形品取外し工程において、成形品とゲートとが切り離される際にプラスチック粉が発生し、このプラスチック粉がパーティングラインを形成する固定側金型と可動側金型との接合面に付着して成形不良またはパーティングラインを破損させ易いという問題がある。このような問題は、原料として、例えばＡＢＳ樹脂を使用した場合に発生し易い。なお、サブマリンゲート型成形用金型において、射出圧力を無理して高めようとすると金型が破損し易くなる上、樹脂射出時の保圧が掛かり難くなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、充分なゲート径を確保して必要射出圧力により成形不良をなくして歩留り率を向上させるとともに、成形品取り出し後のアンダーゲート、サイドゲート等のゲート仕上げを不要として生産効率を高めることができる射出成形用金型を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。
（１）固定側取付板および可動側取付板と、該取付板相互間に挟持された、固定側型板、可動側型板および該可動側型板を支持する受け板と、前記固定側取付板および固定側型板を貫通するスプルーランナと、固定側型板と可動側型板とで形成されるキャビィティと、前記受け板および可動側型板を貫通して、前記スプルーランナの開口端近傍まで延びるＺピンおよび前記キャビィティまで延びるエジェクタピンとを有する射出成形用金型において、前記Ｚピンに、前記受け板および可動側型板を貫通して該可動側型板と前記固定側型板との接合面まで延び、前記Ｚピンが貫通する中心軸孔および該中心軸孔の端部開口部と前記スプルーランナの開口端との連結部を前記キャビィティに連結するように円形天面に設けられたゲートとを有する回転軸を設けるとともに、該回転軸の前記受け板貫通部分の外周面に沿って回転中心軸とは所定角度を有して傾斜するように所定長さの溝部を設け、該溝部に対向する前記受け板の回転軸貫通部分の内壁面に鋼球支持穴を設け、該鋼球支持穴と前記回転軸の溝部とで挟持された、摺動自在の鋼球を有することを特徴とする射出成形用金型。
【００１３】
（２）前記回転軸を、前記Ｚピンに代えてエジェクタピンに設け、前記回転軸の円形天面に、前記エジェクタピンが貫通する中心軸孔と前記スプルーランナに連結されたランナとの連結部を前記キャビィティに連結するゲートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１〜３は、本発明の一実施例である射出成形用金型を示す説明図であり、図１は、その垂直断面を示す説明図、図２は、図１のII−II線矢視方向断面の要部を示す図、図３は、その機能を説明するための模式図である。
【００１５】
図１において、この成形用金型は、固定側取付板１および可動側取付板２と、該取付板１、２相互間に挟持された、固定側型板３、可動側型板４および該可動側型板４を支持する受け板５と、前記固定側取付板１および固定側型板３を貫通するように設けられたスプルーランナ１０を有するスプルー６と、固定側型板３と可動側型板４とで形成されるキャビィティ７と、前記受け板５および可動側型板４を貫通して、前記スプルーランナ１０の開口端近傍まで延びるＺピン８および前記キャビィティ７まで延びるエジェクタピン２５とを有する射出成形用金型の、前記Ｚピン８に、前記受け板５および可動側型板４を貫通して該可動側型板４と前記固定側型板３との接合面であるパーティングライン１８まで延び、前記Ｚピン８が貫通する中心軸孔９および該中心軸孔９の端部開口部と前記スプルーランナ１０の開口端との連結部を前記キャビィティ７に連結するように円形天面２７に設けられたゲート（アンダーゲート）１１とを有する回転軸１２を設けるとともに、該回転軸１２の回動手段を設けたものである。
【００１６】
回転軸１２の回動手段は、図１および図２に示したように、回転軸１２の前記受け板５貫通部分の外周面に沿って回転中心軸１７とは所定角度、例えば２５度を有して傾斜するように設けられた所定長さの断面半円形の溝１３と、該溝１３に対向する前記受け板５の回転軸貫通部分、すなわち図２における固定スリーブ２９の内壁面に設けられた鋼球支持穴１５と、該鋼球支持穴１５と前記回転軸１２の溝１３とで挟持された鋼球１６とを有している。図１中２０はコイルばね、２１は止めボルト、２２は遊び幅、図２中２８はキャップボルトである。なお、本実施例における回転軸１２の円形天面２７に設けられたゲートをロータリーゲートということができる。
【００１７】
このような構成において、図示省略したシリンダーノズルから噴射された溶融プラスチックはスプルー６のスプルーランナ１０を経てその開口端、すなわち固定側型板３と可動側型板４との接合部である第１パーティングライン１８に到り、回転軸１２の円形天面２７に設けられたアンダーゲート１１を経てキャビィティ７に流入し、所定形状に成形される（図１参照）。樹脂の射出、注入、成形作業が終了したのち、図示省略した冷却手段、例えば冷却用水孔に冷却水が通水され、例えば樹脂としてポリプロピレンを用いた場合は、金型が例えば約４０℃まで冷却され、この温度が所定時間維持される。冷却工程が終了した成型用金型は、パーティングライン１８が開く前に、受け板５の図中右方向への付勢力が解除され、コイルばね２０の圧縮反発力によって前記受け板５が止めボルト２１の遊び幅２２、例えば１０ｍｍだけ図１中左方向に移動して第２パーティングライン１９が開かれる。このとき、前記受け板５の移動に伴い、鋼球支持穴１５が前記止めボルト２１の遊び幅分だけ図中左方向に移動し、鋼球１６も同様に回転軸１２の溝１３に摺接して移動し、この移動に伴って、図３に示したように、回転軸１２はその回転中心軸１７を中心として、例えば矢印２３方向に約１５度回動し、該回転軸１２の回動に伴いその円形天面２７に設けられたアンダーゲート１１が回動し、これによってアンダーゲート１１と成形品２４とが切断、離脱する。なおこのとき、第１パーティングライン１８は閉じており、固定側型板３と可動側型板４の間には隙間がないので、成形品２４に対してゲート１１の回転による切断応力が効果的にはたらく。従って、成形品２４とゲート１１とが確実に切断される。
【００１８】
このようにしてゲート切り工程が終了したのち、図示省略した油圧装置により可動側型板４が図１中左方向に移動して第１のパーティングライン１８が開かれ、Ｚピン８がスプルーランナ１０内の樹脂を伴って左方向に抜かれるとともに、エジェクタプレート２６が操作されてエジェクタピン２５が図１中右方向に突き出され、スプルーランナ１０およびアンダーゲート１１と切り離された成形品２４が製品として回収される。
【００１９】
本実施例によれば、Ｚピン８に、該Ｚピンが嵌合する中心軸孔９およびその円形天面２７に設けられたゲート１１を有する回転軸１２を設け、成形後、成形品２４の取り出し前に前記回転軸１２を所定角度だけ回転させて前記ゲート１１と成形品２４とを切り離す、前記回転軸の回動手段を設けたことにより、製品取り出し後のゲート処理が不要となり、生産効率が向上し、コストダウンを図ることができる。
【００２０】
本実施例によれば、回転軸１２の円形天面２７に設けられたゲート１１をアンダーゲートとしたことにより、例えばその断面形状を、例えば深さ約２ｍｍ、幅約４ｍｍの四角形、例えば台形とすることができるので、ゲート断面が、例えば１〜１．５φのサブマリンゲート型金型に比べて大きくすることができる。従って、樹脂の射出圧力範囲および保圧範囲が広がるので、充填性、成形性が向上し、歩留り率も高くなる。
【００２１】
本実施例においては、回転軸１２の円形天面２７に設けられたゲート１１がアンダーゲートとして機能する成形用金型について説明したが、サイドゲートとして機能させることもできる。
【００２２】
本実施例において、受け板５の回転軸１２の貫通部分である固定スリーブ２９に設けられた鋼球１６の支持穴１５は、例えば前記固定スリーブ２９の支持穴１５に対向する方向からボールエンドミールを装入して形成される。図２における固定スリーブ２９の断面形状は特に限定されるものではなく、受け板５にキャップボルト２８で固定できるものであればよい。
【００２３】
図４は、本発明の他の実施例を示す要部断面図である。図４において、この成形用金型は、ゲート４２をサイドゲートとした以外は、図１の実施例と同様の構成である。本実施例において、回転軸４１の円形天面４４に設けられたゲート４２はキャビィティ４３の側面に連通しており、サイドゲートとして機能する。なお、本実施例においては、回転軸４１の円形天面４４は、サイドゲート４２の高さ分だけパーティングライン１８よりも図中右方向に凸状となるように突出している。
【００２４】
本実施例においても、上記実施例と同様の作用効果が得られ、成形後のゲート処理が不要となる。なお、本実施例は、成形品の側面にゲート４２の断面形状に相当する大きさの凹部が形成されるので、このような跡が残っても差し支えない製品の成形に適している。
本発明において、回転軸をエジェクタピンに設けることもできる。
【００２５】
図５は、本発明の別の実施例を示す要部断面図である。図５において、受け板５および可動側型板４を貫通してキャビィティ５３まで延びるエジェクタピン５５に回転軸５１を設けた以外は、上記図１の成形用金型と同様に構成されている。本実施例において、ゲート５２はスプルーランナ１０と連通するランナ５４をキャビィティ５３の下側に連通させるものであり、アンダーゲートとして機能する。
【００２６】
このような成形用金型において、回転軸５１は上記実施例と同様に作用し、製品取り出し後のゲート処理が不要となり、作業効率の向上およびコストダウンを図ることができる。なお本実施例は、スプルーランナ１０とキャビィティ５３との間隔が広く、これらを連結するランナ５４が比較的長い金型に好適に採用される。
【００２７】
本発明において、回転軸は、Ｚピンまたはエジェクタピンの何れか一方または両方に設けてもよく、何れのピンに設けるかは、成形品の種類、スプルーランナとキャビィティとの間隔、エジェクタピンの位置等を考慮して決定される。回転軸の円形天面に設けられるゲートの断面形状は特に限定されないが、断面台形または半円形のものが好適に適用される。またゲート数も特に限定されるものではないが、例えば左右対象に偶数個設けられる。
【００２８】
本発明において、回転軸回動手段の一部をなす回転軸の外周面に設けられた溝は、前記回転軸の受け板貫通部分の外表面に、その回転中心軸に対して所定角度で設けられる。溝と回転軸の回転中心軸との角度は、例えば２５度であり、２０〜３０度であることが好ましい。角度が大きすぎると溝および鋼球が破損するおそれがあり、小さすぎると鋼球の移動幅および回転軸の回転角度が不十分となりゲートを完全に切り離すことが困難となる。溝幅は、例えば３〜６ｍｍ、鋼球の径は、例えば３〜８φである。
【００２９】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載の発明によれば、受け板５を所定幅だけ移動させるという簡単な操作で、ゲート切りを行うことができるので、ゲート仕上げが不要となり、生産効率が向上し、コストダウンを図ることができる。また、本発明をサイドゲートまたはアンダーゲート型の金型に適用することにより、サブマリンゲート型の金型に比べてゲート断面積を大きく採れるので、成形条件が広がり、成形性および歩留り率が向上する。
【００３０】
本願の請求項２に記載の発明によれば、上記発明と同様、ゲート仕上げが不要となり、作業の効率化およびコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す射出成形用金型の垂直断面を示す説明図。
【図２】図１のII−II線矢視方向断面の要部を示す図。
【図３】図１の装置の機能を説明する模式図。
【図４】本発明の他の実施例の要部を示す断面図。
【図５】本発明の別の実施例の要部を示す断面図。
【図６】従来技術の説明図。
【図７】従来技術の説明図。
【図８】従来技術の説明図。
【符号の説明】
１…固定側取付板、２…可動側取付板、３…固定側型板、４…可動側型板、５…受け板、６…スプルー、７…キャビィティ、８…Ｚピン、９…中心軸孔、１０…スプルーランナ、１１…ゲート（アンダーゲート）、１２…回転軸、１３…溝、１４…受け板の貫通孔、１５…鋼球の支持穴、１６…鋼球、１７…回転軸の回転中心軸、１８…第１パーティングライン、１９…第２パーティングライン、２０…コイルばね、２１…止めボルト、２２…遊び幅、２３…回転軸の回転方向を示す矢印、２４…成形品、２５…エジェクタピン、２６…エジェクタプレート、２７…円形天面、２８…キャップボルト、２９…固定スリーブ、４１…回転軸、４２…ゲート（サイドゲート）、４３…キャビィティ、４４…円形天面、５１…回転軸、５２…ゲート（アンダーゲート）、５３…キャビィティ、５４…ランナ、５５…エジェクタピン、６１…固定側取付板、６２…可動側取付板、６３…固定側型板、６４…可動側型板、６５…受け板、６６…スプルー、６７…Ｚピン、６８…パーティングライン、６９…エジェクタピン、７０…エジェクタプレート、７１…キャビィティ、７２…ランナ、７５…成形品、７６…ランナ、７７…ゲート、７８…パーティングライン、８１…成形品、８２…ランナ、８３…ゲート、８４…パーティングライン、８５、８６…エジェクタピン。

Claims

固定側取付板および可動側取付板と、該取付板相互間に挟持された、固定側型板、可動側型板および該可動側型板を支持する受け板と、前記固定側取付板および固定側型板を貫通するスプルーランナと、固定側型板と可動側型板とで形成されるキャビィティと、前記受け板および可動側型板を貫通して、前記スプルーランナの開口端近傍まで延びるＺピンおよび前記キャビィティまで延びるエジェクタピンとを有する射出成形用金型において、前記Ｚピンに、前記受け板および可動側型板を貫通して該可動側型板と前記固定側型板との接合面まで延び、前記Ｚピンが貫通する中心軸孔および該中心軸孔の端部開口部と前記スプルーランナの開口端との連結部を前記キャビィティに連結するように円形天面に設けられたゲートとを有する回転軸を設けるとともに、該回転軸の前記受け板貫通部分の外周面に沿って回転中心軸とは所定角度を有して傾斜するように所定長さの溝部を設け、該溝部に対向する前記受け板の回転軸貫通部分の内壁面に鋼球支持穴を設け、該鋼球支持穴と前記回転軸の溝部とで挟持された、摺動自在の鋼球を有することを特徴とする射出成形用金型。
前記回転軸を、前記Ｚピンに代えてエジェクタピンに設け、前記回転軸の円形天面に、前記エジェクタピンが貫通する中心軸孔と前記スプルーランナに連結されたランナとの連結部を前記キャビィティに連結するゲートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。