JP5686695B2 - 射出成形方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、型内に形成されたキャビティに成形材を充填することで成形品を得る射出成形方法及びその装置に関する。

本出願人は、型内に形成されたキャビティに溶融樹脂等の成形材を充填し、その後、該成形材を冷却硬化して成形品を得る射出成形を行うための射出成形装置及び射出成形方法を提案している（特許文献１参照）。

この射出成形では、射出機にて樹脂が溶融され、これにより得られた溶融樹脂を前記射出機から射出し、複数の型内に形成されたホットランナを流通させる。成形材は、さらに、型に形成されるゲート等を経由して製品部に導入される。これにより、キャビティに射出された溶融樹脂は該キャビティの形状に沿って流動し、さらに、熱が奪取されることに伴って降温して硬化することで成形品となる。

特開２００４−２２３８５８号公報

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、製造コストの削減を図ると共に生産性の向上を図ることが可能な射出成形方法及びその装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、型内に形成されたキャビティに成形材を充填することで成形品を得る射出成形方法において、
第１のキャビティで予め第１の成形部が形成された第１型と、第２のキャビティを有する第２型とを型締めし、射出機から前記第１型の通路、前記第２型のゲートを介して前記第２のキャビティへと前記成形材を射出して第２の成形部を成形する工程と、
前記第２のキャビティに前記成形材を射出するのと同時に、前記ゲートを介して前記第１型のサブキャビティに前記成形材を射出してロック部を成形する工程と、
前記第１型と第２型とを型開きし、前記第１型に係合されたロック部を介して前記ゲートで成形されたゲート部を前記第２型から離脱させると共に、前記第２の成形部に接合された前記ゲート部を切り離して前記ゲートから取り出す工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、成形品を構成する第２の成形部を、第２型の第２のキャビティで成形する際、成形材を前記第２型のゲートを通じて第１型のサブキャビティへと充填した後、前記第１型と第２型との型開きを行う際、前記サブキャビティで成形されたロック部の係合作用下にゲート部が前記第１型に対して保持され、一体的に第２型から離脱させることができる。また、ゲート部は、その端部が第２の成形部から切り離されてゲートから取り出される。

従って、型開きを行う際に、第２型のゲートにおいて成形材の硬化したゲート部が残存してしまうことがなく、第１型と第２型との型開きを行うことで簡便且つ確実に取り出すことができるため、型開きとは別工程で前記ゲート部等を取り除いていた従来技術に係る射出成形方法と比較し、前記ゲート部を前記第２型から取り除くための工数を削減することができる。

また、射出成形後にゲート部を第２型から取り除く目的で、予め前記第２型を複数に分割して形成しておく必要がないため、前記第２型を含む射出成形装置に要する設備投資を削減することが可能である。

さらに、第２の成形部は、第１の成形部に接合され成形品をなすとよい。

さらにまた、第１の成形部と、第２の成形部とが異なる材料及び/又は色で形成されるとよい。

またさらに、本発明は、型内に形成されたキャビティに成形材を充填することで成形品を得る射出成形装置において、
第１のキャビティを有する第１型と、
前記第１型に対して接近又は離間自在に設けられ、該第１型との型締め時に前記第１のキャビティに臨む第２のキャビティと、通路と前記第２のキャビティとを連通するゲートとを有した第２型と、
前記第１型に形成され、前記第２型との型締め時に前記ゲートに臨んで連通するサブキャビティと、
を備え、
前記ゲートは、前記通路に接続される一端部側から前記第２のキャビティに接続される他端部側に向かって通路径が小さくなる先細状に形成されることを特徴とする。

また、ゲートを、第１型から離間する方向に湾曲した断面円弧状に形成するとよい。

さらに、サブキャビティを、第２型から離間する方向に向かって徐々に拡径したテーパ状に形成するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、第１型と第２型との型開きを行う際に、前記第２型のゲートにおいて成形材の硬化したゲート部が残存してしまうことがなく、前記型開きを行うことで簡便且つ確実に取り出すことができるため、型開きとは別工程で前記ゲート部等を取り除いていた従来技術に係る射出成形方法と比較し、前記ゲート部を前記第２型から取り除くための工数を削減でき、生産性の向上を図ることが可能となる。また、射出成形後にゲート部を第２型から取り除く目的で、予め前記第２型を複数に分割して形成しておく必要がないため、前記第２型を含む射出成形装置に要する設備投資を削減でき、それに伴って、製造コストの削減を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る射出成形装置の要部概略縦断面図である。 図１における第２キャビティ及びゲート近傍を示す拡大断面図である。 図１の射出成形装置において第２キャビティの射出成形が行われる状態を示す説明断面図である。 図３の第２キャビティ及びゲート近傍を示す拡大断面図である。 図４において固定型と可動型とを型開きし始めた状態を示す拡大断面図である。 図５のゲート成形部がゲートから取り出された状態を示す拡大断面図である。 図３の射出成形装置において固定型と可動型とが完全に型開きされ成形品が取り出された状態を示す説明断面図である。

本発明の実施の形態に係る射出成形方法につき、それを実施する射出成形装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図１は、本実施の形態に係る射出成形装置１０の要部概略縦断面図である。

この射出成形装置１０は、図１〜図７に示されるように、固定型（第１型）１２と、図示しない変位機構の作用下に前記固定型１２に対して接近又は離間する可動型（第２型）１４とを含む。

固定型１２は、射出機１６の射出ノズル１８から成形材（例えば、溶融樹脂、溶融ゴム）が供給されるランナ（通路）２０と、成形品２２の第１成形部（第１の成形部）２４を成形するための第１キャビティ（第１のキャビティ）２６とを有する。

ランナ２０は、例えば、固定型１２の端面に開口した開口部２８から可動型１４と当接する第１当接面３０側（矢印Ａ方向）に向かって延在する第１通路３２と、前記第１通路３２に対して略直交して分岐した第２通路３４と、該第２通路３４の両端部からそれぞれ略直角に折れ、第１当接面３０側（矢印Ａ方向）に向かって延在する第３通路３６とからなる。そして、ランナ２０を構成する第３通路３６の端部が第１当接面３０に開口している。

第１キャビティ２６は、固定型１２の第１当接面３０に対して所定深さで窪み、断面略長方形状に形成され、前記固定型１２の幅方向に沿って所定間隔離間して一対設けられる。

また、ランナ２０の第３通路３６と第１キャビティ２６との間には、第１当接面３０に対して窪んだサブキャビティ３８がそれぞれ形成される。このサブキャビティ３８は、第１当接面３０から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に拡径したテーパ状に形成されると共に、第１キャビティ２６に対して小さな容積で形成される。

可動型１４は、固定型１２に当接する第２当接面４０に開口し、且つ、該固定型１２との型締め時において第１キャビティ２６に臨むように形成された一対の第２キャビティ（第２のキャビティ）４２と、前記第２キャビティ４２に連通する一対のゲート４４とを備える。

第２キャビティ４２は、固定型１２と可動型１４とを型締めした状態において、第１及び第２当接面３０、４０を境界として第１キャビティ２６と略対称形状となるように形成される。すなわち、第２キャビティ４２は、第１キャビティ２６と同様に断面略長方形状に形成される。

ゲート４４は、図２に示されるように、固定型１２と可動型１４とを型締めした状態で、ランナ２０の第３通路３６に臨み、該ランナ２０を通じて成形材が供給される導入部４６と、該導入部４６の端部と第２キャビティ４２とを接続する連通部４８とを備える。

導入部４６は、第２当接面４０に沿って設けられ、その一端部が固定型１２の第３通路３６に臨む位置となり、他端部が、前記固定型１２のサブキャビティ３８に臨む位置に形成される。換言すれば、導入部４６は、第２当接面４０において、第２キャビティ４２と略一直線上で所定間隔離間して形成される。

そして、固定型１２のランナ２０に供給された成形材が、導入部４６を通じて連通部４８へと供給されると同時にサブキャビティ３８へと供給され充填される。

連通部４８は、導入部４６の他端部において、前記第２当接面４０から離間するように接続され、前記導入部４６と第２キャビティ４２とを接続するように断面円弧状に湾曲して形成される。詳細には、連通部４８は、第２当接面４０から離間する方向に断面円弧状に湾曲して形成される。

また、連通部４８は、例えば、断面円形状に形成された通路であり、その通路径が導入部４６側から第２キャビティ４２側に向かって徐々に小さくなるように先細状に形成される。すなわち、連通部４８は、導入部４６に接続される一端部４８ａの通路径Ｄ１が最も大きく、反対に、第２キャビティ４２に接続される他端部４８ｂの通路径Ｄ２が最も小さくなるように形成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。

さらに、この連通部４８の他端部４８ｂは、第２当接面４０と略平行に形成された第２キャビティ４２の底面に接続される。

本発明の実施の形態に係る射出成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以下の説明では、図１及び図２に示されるように、射出成形装置１０において、固定型１２と別の可動型（図示せず）とによって第１キャビティ２６に成形材が射出され第１成形部２４が既に成形され、且つ、一対の第１成形部２４を跨ぐようにプレート５０が接合されている状態から二次成形を行う場合について説明する。

このように第１成形部２４が固定型１２で成形された図１に示される状態から射出成形を行うに際して、図示しない変位機構の作用下に可動型１４を前記固定型１２に向けて接近させ、その第１当接面３０と第２当接面４０とを当接させた状態で型締めを行う（図２参照）。

次に、図３及び図４に示されるように、固定型１２の開口部２８に挿入された射出機１６の射出ノズル１８から成形材を射出する。射出された成形材は、開口部２８からランナ２０へと流通し、二股に分岐した第２及び第３通路３４、３６を経て可動型１４のゲート４４へとそれぞれ供給される。そして、成形材は、ゲート４４の導入部４６において一端部から他端部へと流通し、その一部が固定型１２のサブキャビティ３８に充填されると同時に、残りの成形材が連通部４８へと流通した後、第２キャビティ４２へと充填される。

そして、成形材が完全に第２キャビティ４２に充填された状態で、該成形材を冷却硬化させることで、前記第２キャビティ４２において第２成形部（第２の成形部）５２が成形される。この第２成形部５２は、固定型１２で予め成形された第１成形部２４と接合されると共に、該第１成形部２４との境界近傍でプレート５０を一体的に覆う。これにより、プレート５０を中心として第１成形部２４と第２成形部５２とが接合された成形品２２が得られる。

一方、成形材は、ランナ２０内で硬化してランナ成形部５４となると共に、ゲート４４内で硬化してゲート成形部５６となる。このゲート成形部５６は、導入部４６で硬化した断面長方形状のベース部５８と、サブキャビティ３８で硬化したロック部６０と、連通部４８で硬化したゲート部６２とからなる（図４参照）。ロック部６０及びゲート部６２は、ベース部５８の他端部に対して接合されている。

次に、図示しない変位機構の作用下に可動型１４を固定型１２から離間させ型開きを行う。この際、第１及び第２成形部２４、５２からなる成形品２２は第２キャビティ４２内に残存すると共に、可動型１４が固定型１２から離間するのに伴って、ゲート成形部５６は、そのロック部６０が該サブキャビティ３８に係合された状態で保持されるため、前記ゲート成形部５６のベース部５８及びゲート部６２が可動型１４から離間する方向（矢印Ｂ方向）へ引張される。

これにより、図５に示されるように、ゲート成形部５６を構成するベース部５８が導入部４６から離脱すると共に、ゲート部６２は、ベース部５８と共に固定型１２側（矢印Ｂ方向）へと引張されることで、先細状に形成され第２成形部５２に接合されたゲート部６２の先端部６２ａが、その引張力によって切断された後、連通部４８に沿って導入部４６側へと移動する。この際、ゲート部６２は、弾性を有する樹脂やゴム等から形成されているため、連通部４８の内部で弾性変形しながら導入部４６側へと移動することとなる。

そして、さらに固定型１２と可動型１４とを離間させることにより、図６に示されるように、第２成形部５２に対して切り離されたゲート部６２が連通部４８から完全に離脱し、ゲート成形部５６が固定型１２と共に可動型１４から離脱した状態となる。

最後に、図７に示されるように、成形品２２を、例えば、ノックアウトピン（図示せず）によって押し出して可動型１４から取り出すことで、プレート５０の両端部が一対の第１及び第２成形部２４、５２でそれぞれ覆われた成形品２２が得られる。

以上のように、本実施の形態では、射出成形装置１０を構成する固定型１２にサブキャビティ３８を設け、可動型１４のゲート部６２及び第２キャビティ４２に供給される成形材を、同時に前記サブキャビティ３８へ供給すると共に、前記ゲート部６２を構成し前記第２キャビティ４２に接続される連通部４８を、該第２キャビティ４２側に向かって徐々に先細状となるように形成している。

これにより、成形品２２を構成する第２成形部５２が第２キャビティ４２で成形された後に、固定型１２と可動型１４との型開きを行う際、サブキャビティ３８で成形されたロック部６０の係合作用下にゲート成形部５６が前記固定型１２に対して保持され、一体的に可動型１４から離脱すると同時に、連通部４８に形成されたゲート部６２は、先細状に形成された先端部６２ａが引張力によって第２成形部５２から切り離され前記可動型１４から取り出される。

その結果、可動型１４のゲート部６２において、成形材の硬化したゲート成形部５６が残存してしまうことがなく、固定型１２と可動型１４との型開きを行うことで簡便且つ確実に取り出すことができるため、型開きとは別工程でゲート成形部等を取り除いていた従来技術に係る射出成形方法と比較し、前記ゲート成形部５６を可動型１４から取り除くための工数を削減することができる。詳細には、ゲート成形部５６を、可動型１４の連通部４８内から取り出す工程や、該ゲート成形部５６の端部と第２成形部５２とを切り離す後処理を不要とすることができる。すなわち、射出成形装置１０において成形品２２を成形する際の生産性向上を図ることが可能となる。

また、射出成形後にゲート成形部５６を可動型１４から取り除く目的で、予め可動型を複数に分割して形成しておく必要がないため、前記可動型を含む射出成形装置１０に要する設備投資を削減することが可能である。その結果として、射出成形装置１０における製造コストの削減を図ることが可能となる。

さらに、連通部４８を断面円弧状に形成しているため、該連通部４８で成形されたゲート部６２が引張される際、該連通部４８に沿って好適に移動させることが可能となり、前記ゲート部６２が前記連通部４８内で引っ掛かることがなく円滑に取り出すことができる。

さらにまた、ロック部６０は、固定型１２の第１当接面３０から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって拡径したテーパ状に形成されサブキャビティ３８に係合されているため、前記固定型１２を可動型１４から離間させる際にゲート成形部５６に対して該可動型１４側（矢印Ａ方向）への引張力が付与された場合でも、該ゲート成形部５６が前記固定型１２から脱抜してしまうことがなく確実に固定型１２に対して保持され、可動型１４から確実に離脱させることができる。

また、例えば、第１成形部２４と第２成形部５２とを異なる材料や色等で成形を行い、成形品２２を得ることも可能である。

なお、本発明に係る射出成形方法及びその装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…射出成形装置 １２…固定型
１４…可動型 １６…射出機
１８…射出ノズル ２０…ランナ
２２…成形品 ２４…第１成形部
２６…第１キャビティ ３８…サブキャビティ
４２…第２キャビティ ４４…ゲート
４６…導入部 ４８…連通部
５２…第２成形部 ５６…ゲート成形部
５８…ベース部 ６０…ロック部
６２…ゲート部

Claims (6)

1. 型内に形成されたキャビティに成形材を充填することで成形品を得る射出成形方法において、
   第１のキャビティで予め第１の成形部が形成された第１型と、第２のキャビティを有する第２型とを型締めし、射出機から前記第１型の通路、前記第２型のゲートを介して前記第２のキャビティへと前記成形材を射出して第２の成形部を成形する工程と、
   前記第２のキャビティに前記成形材を射出するのと同時に、前記ゲートを介して前記第１型のサブキャビティに前記成形材を射出してロック部を成形する工程と、
   前記第１型と第２型とを型開きし、前記第１型に係合されたロック部を介して前記ゲートで成形されたゲート部を前記第２型から離脱させると共に、前記第２の成形部に接合された前記ゲート部を切り離して前記ゲートから取り出す工程と、
   を有することを特徴とする射出成形方法。
2. 請求項１記載の射出成形方法において、
   前記第２の成形部は、前記第１の成形部に接合され成形品をなすことを特徴とする射出成形方法。
3. 請求項１又は２記載の射出成形方法において、
   前記第１の成形部と、前記第２の成形部とが異なる材料及び/又は色で形成されることを特徴とする射出成形方法。
4. 型内に形成されたキャビティに成形材を充填することで成形品を得る射出成形装置において、
   第１のキャビティを有する第１型と、
   前記第１型に対して接近又は離間自在に設けられ、該第１型との型締め時に前記第１のキャビティに臨む第２のキャビティと、通路と前記第２のキャビティとを連通するゲートとを有した第２型と、
   前記第１型に形成され、前記第２型との型締め時に前記ゲートに臨んで連通するサブキャビティと、
   を備え、
   前記ゲートは、前記通路に接続される一端部側から前記第２のキャビティに接続される他端部側に向かって通路径が小さくなる先細状に形成されることを特徴とする射出成形装置。
5. 請求項４記載の射出成形装置において、
   前記ゲートは、前記第１型から離間する方向に湾曲した断面円弧状に形成されることを特徴とする射出成形装置。
6. 請求項４又は５記載の射出成形装置において、
   前記サブキャビティは、前記第２型から離間する方向に向かって徐々に拡径したテーパ状に形成されることを特徴とする射出成形装置。

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