JP3849903B2

JP3849903B2 - 成形金型及び成形方法

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Publication number: JP3849903B2
Application number: JP25179998A
Authority: JP
Inventors: 昭夫桃井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JP2000061954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料等の射出成形に用いて好適な成形金型及び成形方法に関し、特にサイドゲート方式の成形金型から成形品を離型させる突き出し部の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂材料等を用いる成形金型の従来例を図６、図７により説明する。図６に示す成形金型１は、製品の側面側から樹脂を注入するサイドゲート方式を採用し、固定金型２及び可動金型３の中にスプール４，製品形状に対応したキャビティ１０、樹脂をスプルー４からキャビティ１０に送り込むランナ５、及びキャビティ１０とランナ５との境界に設けられるゲート６を形成している。この成形金型１による成形後、型開きしてから、エジェクタ部材７を駆動し、突出しピン８，９を図の上方に突き出すことにより、キャビティ１０の成形品とランナ５のランナ部を離型させ、取り出すことができる。このようにして得られた成形品を図７（ａ），（ｂ）に示す。図に示すように、薄板状の成形品１４には、成形金型１のスプール４に対応したスプール部４’及びランナ５に対応したランナ部５’がゲート６に対応したゲート部６’を介して結合している。
【０００３】
以上のように、図６に示すようなサイドゲート方式の成形金型では、成形品を成形金型から取り出すとき成形品とランナ部とが連結し一体となっているので、成形品とランナ部とを分離するための後加工の工程が必要となり、工程が増える結果、生産効率が低下してしまう問題がある。
【０００４】
また、薄肉の製品（板状体）を成形する場合、製品の側面側から樹脂を注入する上述のサイドゲート方式以外のゲート方式として、製品の平面側から樹脂を注入するピンポイントゲート方式がある。このピンポイントゲート方式では、成形品を金型から取り出すとき成形品とランナとが分離されるが、成形品の表面にゲート跡が残り、成形品の外観品位が低下してしまう問題がある。
【０００５】
ところで、記録媒体を収納したテープカートリッジやディスクカートリッジ等には、その内部を透視するために透光性材料からつくられる窓部材が配置される場合がある。かかる窓部材等をピンポイントゲート方式による成形金型で射出成形してつくると、その表面にゲート跡が残り目立ってしまうため、このゲート方式は窓部材等の成形には不向きである。この場合、ゲート跡を他の部品で隠したりデザインを工夫して目立たなくすることは、窓部材が透光性であるため、困難なことが多い。このため、成形品の外観品位を低下させないためにはサイドゲート方式が好ましいが、生産効率の低下の問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題を解決することであって、成形金型においてサイドゲート方式を採用しても、成形品の外観品位を低下させることなく成形の生産効率を向上させることのできる成形金型及び成形方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明の成形金型は、固定金型と、可動金型と、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティ及びランナと、前記キャビティで形成された成形品を離型時に突き出すための成形品突出し部材と、前記ランナで形成されたランナ部を離型時に突き出すためのランナ突出し部材と、前記成形品突出し部材と前記ランナ突出し部材とを一体的に駆動する突出し駆動部材とを含む成形金型であって、前記成形品突出し部材及びランナ突出し部材のいずれか一方を分離して第１の突出し部材と第２の突出し部材とに構成し、前記第２の突出し部材を前記突出し駆動部材に連結するとともに、前記第１の突出し部材と前記第２の突出し部材との間に成形時に圧縮され型開時に復元する付勢部材を介在させたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の成形金型によれば、前記第１の突出し部材と前記第２の突出し部材との間に成形時に圧縮され型開時に復元する付勢部材を介在させる構成とすることにより、成型時にその成形圧力のため第１の突出し部材が突き出し方向と逆方向に移動し付勢部材が圧縮され、この状態で型開きをすると、付勢部材の復元力により、自動的に第１の突出し部材が成形品またはランナ部を突き出し離型させるため、成形品とランナ部とを自動的に分離させることができる。このように、付勢部材を用いて成形品及びランナ部の一方を型開きしただけで自動的に突き出させることにより、簡単に成形品とランナ部との分離を行うことができる。従って、成形品とランナ部との分離のための後加工の工程が不要となり、成形の生産効率を向上させることができ、また成形品の側面側から樹脂等を注入するサイドゲート方式の成形金型に本発明を適用することにより、ゲート跡のない外観品位のよい成形品が得られる。また、突出し駆動部材を突き出すことにより、成形品及びランナ部の他方の離型を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の成形方法は、上述の付勢部材を備えた成形金型を用いて成形する方法であって、前記ランナを介して前記キャビティに成形材料を充填する工程と、前記成形金型を型開きする工程とを含み、前記充填工程において圧縮された前記付勢部材が前記型開き工程において復元することにより、前記第１の突き出し部材が前記成形品及び前記ランナ部のいずれか一方を突き出して離型させ、前記成形品と前記ランナ部とを分離することを特徴とする。この成形方法によれば、成型時にその成形圧力のため付勢部材が圧縮され、この状態で型開きをすると、成形圧力が解放され、付勢部材の復元力により、自動的に第１の突出し部材が成形品またはランナ部の一方を突き出し離型させ、成形品とランナ部とを自動的に分離させる。このように、付勢部材を用いて成形品及びランナ部の一方を型開きしただけで自動的に突き出し、簡単に成形品とランナ部との分離を行うことができる。従って、成形品とランナ部との分離のための後加工は不要となり、成形の生産効率を向上させることができる。また、成形金型をサイドゲート方式とすることにより、ゲート跡のない外観品位のよい成形品が得られる。
【００１３】
また、前記突出し駆動部材が前記第１の突出し部材を突き出してから突き出し方向と逆方向に移動したとき、この突き出された第１の突出し部材が元の位置に戻るように前記第１の突出し部材を付勢する付勢部材を配置する構成にできる。これによれば、突出し駆動部材が第１の突出し部材を突き出してから突き出す前の元の位置に戻ると、第１の突出し部材が付勢部材により元の位置に自動的に戻ることができるので、型締めをして次の成形に迅速に移行できるので、生産効率の向上に寄与できる。
【００１４】
また、前記成形品突出し部材及び前記ランナ突出し部材をそれぞれ複数設けることにより、成形品及びランナ部を確実に保持しながら突き出し離型させることができる。なお、各突き出し部材の数は、成形品及びランナ部の形状によってそれぞれ適宜決めることができる。
【００１５】
この場合、前記第２の突出し部材を単一とし、この単一の第２の突出し部材と連結する連結部材を設け、複数の前記第１の突出し部材が前記連結部材を介して前記突出し駆動部材により駆動されるように構成することができる。これにより、第１の突出し部材が複数となっても第２の突出し部材を単一に構成できるので、成形金型の部品点数を削減でき金型コストを低下でき、また、連結部材に上述の付勢部材を配置し、保持することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
〈参考例〉
図１は本実施の形態に関する参考例の成形金型の主要部を示す縦断面図であり、図２は図１の成形金型を成形後に型開きした状態の可動側金型を示す縦断面図である。図に示す成形金型１１は、コア部１８を含む固定金型１２，コア部１９を含む可動金型１３，コア部１８と１９との間に形成され成形品形状と対応した空洞形状を有するキャビティ１６、コア部１８とコア部１９との間に形成されゲート１６ａを介してキャビティ１６と連結したランナ１５，及びランナ１５と連結し樹脂注入口１４ａを有するスプール１４を備える。また、固定金型１２と可動金型１３とは合わせ面２３において合わされて成形可能に型締めされている。なお、図１は、キャビティ１６，ランナ１５及びスプール１４に成形用樹脂が充填された状態を示し、キャビティ１６は薄板部材を成形する空洞形状となっている。
【００１８】
成形金型１１は更に、可動金型１３のコア部１９に図の上下方向に設けられた孔を貫通して配置されランナ１５に成形時に形成されるランナ部を離型のために図の上方に突き出す複数のランナ突出しピン２０，同様に配置されキャビティ１６に形成される成形品を離型のために突き出す複数の成形品突出しピン２１，及びこれらのランナ突出しピン２０及び成形品突出しピン２１と連結し図の上方に突き出すように駆動するエジェクタ部材１７を備える。
【００１９】
各ランナ突出しピン２０は、コア部１９を貫通するコアピン２０ａと、エジェクタ部材１７と連結され固定された突出しピン２０ｂとに分離して構成されている。各コアピン２０ａは、その先端２０ｃがランナ部に当接し、その下端の台座部２０ｄが、コア部１９とエジェクタ部材１７との間に配置されたコアピン受け部材２４の上面に載るように構成されている。各突出しピン２０ｂは、その先端２０ｅがコアピン受け部材２４内に形成された貫通孔内にコアピン２０ａの台座部２０の下面と対抗するように位置している。コアピン受け部材１７の各孔内であって各突出しピン２０ｂの先端２０ｅと各コアピン２０ａの台座部２０ｄとの間には、図１の成形位置において、隙間２５が形成されている。
【００２０】
また、各コアピン２０ａの周囲にはコイルばね２２がコア部１９の下面とコアピン２０ａの台座部２０ｄの上面との間に配置されている。コアピン２０ａが上方に移動するとコイルばね２２が圧縮され、このためコアピン２０ａを下方に押す力が働く。なお、各コアピン２０ａの先端２０ｃは、図１の成形位置において、コア部１９の孔内に位置するようになっているため、ランナ１５で形成されるランナ部１５’（図２に示す）にはコア部１９の孔に対応した形状の脚部１５”が形成される。
【００２１】
以上の成形金型１１を用いた成形の工程について説明する。図１に示す固定金型のスプール１４の樹脂注入口１４ａから溶融した樹脂を高圧力で注入し、スプール１４，ランナ１５，ゲート１６ａを通してキャビティ１６内に充填する。この充填された樹脂が固化し冷却してから、可動金型１３を固定金型１２のガイドピン２６に沿って図１の下方に移動することにより、型開きをする。
【００２２】
次に、エジェクタ部材１７を駆動源（図示省略）により駆動し、図１の上方に移動させると、エジェクタ部材１７に連結し固定された複数の成形品突出しピン２１が図の上方に移動し突き出て、キャビティ１６に形成された成形品１６’（図２に示す）を押し上げることにより、成形品１６’が上方に持ち上げられて離型する。このような成形品突出しピン２１の動作と同時に、エジェクタ部材１７の駆動により、複数のランナ突出しピン２０の各突出しピン２０ｂが図の上方に移動するが、その先端２０ｅが各コアピン２０ａの台座部２０ｄの下面との間に存在する隙間のため、台座部２０ｄの下面と直ぐに当接せず、各コアピン２０ａは移動しない。このため、ランナ１５に形成されたランナ部１５’（図２に示す）が複数のランナ突出しピン２０のコアピン２０ａに突き出される前に、成形品突出しピン２１により、上述のように成形品１６’が突き出される際に、ゲート１６ａに対応する成形部分が折れ曲がり切断される。このようにして、図２のように成形品１６’とランナ部１５’とが分離する。
【００２３】
続いて、エジェクタ部材１７を更に図の上方に移動させることにより、各突出しピン２０ｂが隙間２５を移動し、図２のようにその先端２０ｅが各コアピン２０ａの台座部２０ｄの下面と当接する。そして、更にエジェクタ部材１７を移動させることにより、各コアピン２０ａがコイルばね２２を圧縮しながら上方に移動し、その先端２０ｃがランナ部１５’の脚部１５”を押し上げすることにより、ランナ部１５’を離型させる。このようにして分離したスプール部１４’の付いたランナ部１５’と成形品１６’とを金型１１から取り出すことができる。
【００２４】
以上のように成形品等が離型した後、上方に移動したエジェクタ部材１７は、リターンピン２７に配置されたコイルばねの復元力により、各突出しピン２０ｂとともに図１に示す位置に戻る。また、各コアピン２０ａは、圧縮されたコイルばね２２の復元力によりその台座部２０ｄが下方に押され、図１の位置に自動的に戻る。これにより、次の成形のための型締め等の工程に迅速に移行することができるため、成形サイクル時間を短縮することができ、成形の生産効率の向上に寄与でき、好ましい。
【００２５】
以上のように、図１，図２の成形金型によれば、ランナ突出しピン２０を分離しその間に隙間２５を設けることにより、成形後の型開き時に行われる成形品突出しピン２０の突き出し動作をランナ突出しピン２１よりも早く行うことができる。このように両者の動作タイミングをずらすことにより、突き出しによる離型の工程においてランナ部１５’と成形品１６’とを簡単に分離することができるので、従来のように、離型後に成形品からランナ部等を取り除くための後加工工程が不要となる。このため、成形工程を簡略化でき、その実行がより容易となり成形工程に要する時間を短縮することができるので、成形の生産効率を向上させることができる。また、成形金型２１は、サイドゲート方式を利用しているので、成形品１６’にゲート跡は殆ど生じなく目立つことがないため、例えば記録媒体を収納したテープカートリッジやディスクカートリッジ等における透光性材料からなる窓部材等を成形してもその外観品位が低下することがない。なお、各突出しピン２０，２１の動作タイミングの差は、隙間２５の間隔を変化させることにより調整できる。
【００２６】
〈実施の形態〉
図３は本発明による実施の形態の成形金型の主要部を示す縦断面図であり、図４は図３の成形金型に樹脂材料を充填した状態を示す縦断面図であり、図５は図４の成形金型を成形後に型開きした状態の可動側金型を示す縦断面図である。図３に示す成形金型は、基本的な構成は図１と同様であるので、同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２７】
図３に示すように、本実施の形態の成形金型３１では、ランナ突出しピン２０は、複数のコアピン２０ａと単一の突出しピン２０ｂとに分離して設けられている。単一の突出しピン２０ｂの下端はエジェクタ部材１７に連結し固定され、その上端２０ｅはコアピン受け板３２に連結し固定されている。コアピン受け板３２は単一の突出しピン２０ｂを介してエジェクタ部材１７により駆動される。なお、突出しピン２０ｂは、複数のコアピン２０ａに対応して複数設けてもよい。
【００２８】
コアピン受け板３２の上面には複数の小径ピン２０ｆが固定されて設けられている。各小径ピン２０ｆと各コアピン２０ａの台座部２０ｄの下面との間に隙間３５が形成されている。コイルばね３３が各小径ピン２０ｆにより位置決めされてコアピン受け板３２の上面と台座部２０ｄの下面との間に配置されている。図３に示す成形位置で各コアピン２０ａはコイルばね３３により押されその上端２０ｃがコア部１９の孔内に僅かに凹むように位置している。
【００２９】
以上の成形金型３１を用いた成形の工程について説明する。図３に示す固定金型のスプール１４の樹脂注入口１４ａから溶融した樹脂を高圧力で注入し、スプール１４，ランナ１５，ゲート１６ａを通してキャビティ１６内に充填する。このとき、樹脂がコア部１９の各孔内にも充填され、この充填時の圧力により各コアピン２０ａがその先端２０ｃから図の下方に押し下げられ、その台座部２０ｄの下面が隙間３５内で各コイルばね３３を圧縮し、図４に示すように、コアピン受け板３２の上面の各小径ピン２０ｆの上端近傍まで押し下げられる。この状態で充填された樹脂が固化し冷却してから、可動金型１３を固定金型１２のガイドピン２６に沿って図１の下方に移動することにより、型開きをする。
【００３０】
以上のように成形金型３１を型開きすると、ランナ１５等に加わっていた成形圧力が解放される。すると、各コイルばね３３が圧縮状態から復元しようとして、各コアピン２０ａを上方に押し戻す。これにより、各コアピン２０ａの先端２０ｃがランナ部１５’の脚部１５”を押し上げることにより、ランナ部１５’が図５のように上方に持ち上げられて離型する。この時、エジェクタ部材１７はまだ駆動されていないので、各成形品突出しピン２１は移動しない。このため、キャビティ１６に形成された成形品１６’が成形品突出しピン２１により突き出される前に、ランナ突出しピン２０のコアピン２０ａにより、上述のようにランナ部１５’が突き出される際に、ゲート１６ａに対応する成形部分が折れ曲がり切断される。このようにして、図５のように成形品１６’とランナ部１５’とが分離する。なお、以上のようにランナ部１５’を突き出す際に、図５のようにその脚部１５”が僅かにコア部１９の各孔内に残るようにコアピン２０ａの全長やコイルばね３３の長さ等を決めることにより、ランナ部１５’が成形品１６’の離型前に成形金型２１から不測に落下しないようにできる。
【００３１】
続いて、エジェクタ部材１７を図の上方に移動させることにより、成形品突出しピン２１が成形品を突き上げて持ち上げることにより成形品１６’を離型させる。同時に、突出しピン２０ｂ、コアピン受け板３２，コイルばね３３を介して各コアピン２０ａも上方に移動しランナ部１５’の脚部１５”を押し出すことにより、成形品１６’とランナ部１５’を完全に取り出すことができる。なお、上述のように各コアピン２０ａが上方に移動し、その先端２０ｃが合わせ面２３よりも突出していると、次の成形のための型締め時に固定金型１２側に当たってしまうので、各先端２０ｃは合わせ面２３から突出しないように構成することが望ましい。
【００３２】
以上のように、本実施の形態による成形金型によれば、ランナ突出しピン２０を分離しその間にコイルばね３３を設けることにより、成形後の型開き時において成型時の圧力により圧縮されたコイルばね３３の復元力を利用して、ランナ突出しピン２１の突き出し動作を成形品突出しピン２０よりも早く行うことができる。このように両者の動作タイミングをずらすことにより、突き出しによる離型の工程においてランナ部１５’と成形品１６’とを簡単にしかも成形後に型開きしただけで自動的に分離することができるので、従来のように、離型後に成形品からランナ部等を取り除くための後加工工程が不要となる。このため、成形工程を簡略化でき、その実行がより容易となり成形工程に要する時間を短縮することができるので、成形の生産効率を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では各種の樹脂材料が使用できるが、ＰＳ（ポリスチレン），ＡＳ，ＡＢＳ，ＰＭＭＡ等の比較的脆性的に破壊する樹脂材料が好ましい。また、成形金型１１，３１のゲート１６ａは円形、半円形、長方形等の各種の形状とすることができるが、成形品とランナ部との分離性能を確保する上でその幅及び長さは比較的短めが好ましい。
【００３４】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、成形品突出しピン側を分離し、図と同様の構成にしてもよく、またサイドゲート方式以外のゲート方式に適用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、成形品を分離するための工程が不要となり成形の生産効率を向上させることのできる成形金型及び成形方法を提供できる。しかも、成形金型においてサイドゲート方式を採用できるので、成形品の外観品位が低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に関する参考例の成形金型の主要部を示す縦断面図である。
【図２】図１の成形金型を成形後に型開きした状態の可動側金型を示す縦断面図である。
【図３】本発明による実施の形態の成形金型の主要部を示す縦断面図である。
【図４】図３の成形金型に樹脂材料を充填した状態を示す縦断面図である。
【図５】図４の成形金型を成形後に型開きした状態の可動側金型を示す縦断面図である。
【図６】従来の成形金型の主要部を示す縦断面図である。
【図７】図６の成形金型により成形された成形品及びランナ部を示す縦断面図（ａ）、及び平面図（ｂ）である。

Claims

固定金型と、可動金型と、前記固定金型と前記可動金型との間に形成されるキャビティ及びランナと、前記キャビティで形成された成形品を離型時に突き出すための成形品突出し部材と、前記ランナで形成されたランナ部を離型時に突き出すためのランナ突出し部材と、前記成形品突出し部材と前記ランナ突出し部材とを一体的に駆動する突出し駆動部材と、を含む成形金型であって、
前記成形品突出し部材及びランナ突出し部材のいずれか一方を分離して第１の突出し部材と第２の突出し部材とに構成し、前記第２の突出し部材を前記突出し駆動部材に連結するとともに、前記第１の突出し部材と前記第２の突出し部材との間に成形時に圧縮され型開時に復元する付勢部材を介在させたことを特徴とする成形金型。
前記成形品突出し部材及び前記ランナ突出し部材をそれぞれ複数設けた請求項１に記載の成形金型。
前記第２の突出し部材を単一とし、この単一の第２の突出し部材と連結する連結部材を設け、複数の前記第１の突出し部材が前記連結部材を介して前記突出し駆動部材により駆動されるように構成された請求項２に記載の成形金型。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成形金型を用いて成形する方法であって、前記ランナを介して前記キャビティに成形材料を充填する工程と、前記成形金型を型開きする工程と、を含み、前記充填工程において圧縮された前記付勢部材が前記型開き工程において復元することにより、前記第１の突き出し部材が前記成形品及び前記ランナ部のいずれか一方を突き出して離型させ、前記成形品と前記ランナ部とを分離することを特徴とする成形方法。