JP7201443B2 - ガスアシスト成形装置およびガスアシスト成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品の射出成形時に金型の空洞部に溶融樹脂を注入するとともに溶融樹脂と金型の間に加圧ガスを供給するガスアシスト成形装置、ガスアシスト成形方法に関し、更に、その成形方法により製造される樹脂成形品に関する。

射出成形により樹脂成形品を製造する場合、樹脂成形品の意匠面とは反対側の面（非意匠面）に補強用のリブを設けることにより、樹脂成形品を薄肉化することができる。しかし、薄肉化した樹脂成形品の意匠面にはヒケが発生する虞がある。樹脂成形品にヒケが発生することを防止するために、金型の空洞部に樹脂を注入するとともに溶融樹脂と金型の間に加圧ガスを供給し、溶融樹脂を意匠面側に押圧する技術がある。このように溶融樹脂の注入とともに加圧ガスの供給を行う成形方法を本明細書ではガスアシスト成形方法と称し、その方法で樹脂成形品を製造する装置をガスアシスト成形装置と称する。

特許文献１は、ガスアシスト成形方法およびガスアシスト成形装置を開示する。特許文献１は、突き出しピン（エジェクタピン）と金型との隙間から加圧ガスが漏洩することを防止するために、突き出しピンの先端に他の部分よりも径が大きい上端部を設け、上端部の下端面と金型との当接箇所にＯリングを設けてシールすることを開示する。

特許第３８３１０３１号公報

特許文献１では、従来の突き出しピンとは別に、上端部を備える突き出しピンが必要であり、更に、Ｏリングが必要である。このため、特許文献１の技術には、部品数が多くなるという問題がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、少ない部品数で、エジェクタピンと金型の隙間から加圧ガスが漏洩することを防止することができるガスアシスト成形装置、ガスアシスト成形方法、および、その成形方法により製造される樹脂成形品を提供することを目的とする。

本発明の第１態様は、
樹脂成形品の非意匠面を成形する金型と、
前記金型に穿孔されるガイド孔と、
前記ガイド孔から突出することにより前記樹脂成形品を前記金型から離型させるエジェクタピンと、
溶融樹脂と前記金型との間に加圧されたガスを供給するガス供給部と、を有するガスアシスト成形装置であって、
前記ガイド孔は、前記金型の表面から深さ方向に向かって座ぐり形状を呈するシール部と、前記シール部よりも深さ方向に位置しかつ前記シール部よりも細いガイド部と、を有し、
前記シール部の内周面と前記エジェクタピンのピン外周面との間に、前記溶融樹脂を流入させる空間が設けられる。

本発明の第２態様は、
樹脂成形品の非意匠面を成形する金型と、
前記金型に穿孔されるガイド孔と、
前記ガイド孔から突出することにより前記樹脂成形品を前記金型から離型させるエジェクタピンと、
溶融樹脂と前記金型との間に加圧されたガスを供給するガス供給部と、を有するガスアシスト成形装置を用いて行うガスアシスト成形方法であって、
前記ガイド孔には、前記金型の表面から深さ方向に向かって座ぐり形状を呈するシール部と、前記シール部よりも深さ方向に位置しかつ前記シール部よりも細いガイド部と、が設けられており、
射出成形時に、前記シール部の内周面と前記エジェクタピンのピン外周面との間の空間に前記溶融樹脂を流入させる。

本発明の第３態様は、
樹脂成形品であって、非意匠面から一定方向に真っすぐ延びる樹脂製の筒状突起部を有する。

本発明によれば、加圧ガスの漏洩を防止するために、金型の表層に座ぐり形状を呈するシール部を設けるのみでよく、他の部材を必要としない。このため、部品数の増加を抑制することができる。

図１は本実施形態に係るガスアシスト成形装置の簡略図である。 図２は非意匠面側からみた樹脂成形品の斜視図である。

以下、本発明に係るガスアシスト成形装置、ガスアシスト成形方法および樹脂成形品について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［１．ガスアシスト成形装置１０］
図１に示されるガスアシスト成形装置１０は、射出成形機の一部を構成する。ガスアシスト成形装置１０は、型となる空洞部１２を形成する一対の金型（第１金型２０、第２金型３０）と、エジェクタピン５０と、ガス供給部６０と、を有する。

第１金型２０はキャビティであり、樹脂成形品１００（図２）の意匠面１１０を成形する。第１金型２０には図示しない注入部から注入される溶融樹脂７０を空洞部１２に流入させる図示しない通路（スプルー、ランナー、ゲート）が設けられる。第２金型３０はコアであり、樹脂成形品１００の非意匠面１１２を成形する。第２金型３０にはガス注入ピン６８が設けられ、また、ガイド孔３６が穿孔される。

ガイド孔３６は、エジェクタピン５０の動作時に、エジェクタピン５０を第１金型２０に近づく方向および第１金型２０から遠ざかる方向に案内する。ガイド孔３６は、シール部３８とガイド部４０とを有する。シール部３８は、第２金型３０の表面３２から深さ方向（第１金型２０から遠ざかる方向）に向かって座ぐり形状を呈する。シール部３８は、内周面４２と底面４４とを有する。底面４４の中央には、ガイド部４０の開口部分が設けられる。内周面４２の面積は、底面４４の面積（ガイド部４０の開口部分を除く）よりも大きい。ガイド部４０は、シール部３８よりも深さ方向（第１金型２０から遠ざかる方向）に位置する。ガイド部４０の径は、シール部３８の径よりも細い。シール部３８の軸線Ａとガイド部４０の軸線Ａは同一である。

エジェクタピン５０は、ガイド孔３６に挿通される。エジェクタピン５０は、図示しない移動機構に接続されており、移動機構の動作に応じて第１金型２０に近づく方向または第１金型２０から遠ざかる方向に移動可能である。移動機構は、溶融樹脂７０が固化して成形された樹脂成形品１００を第２金型３０から離型する際にエジェクタピン５０を第２金型３０の表面３２の位置から突出させる。溶融樹脂７０が空洞部１２に注入される際に、エジェクタピン５０は、その先端がシール部３８内に位置するような状態で停止する。この状態で、エジェクタピン５０のピン外周面５２とシール部３８の内周面４２との間には空間４６が設けられる。この空間４６に溶融樹脂７０が流入できるように、シール部３８の径とガイド部４０の径が設計される。

ガス供給部６０は、ポンプ６２と、ガス流路６４と、バルブ６６と、ガス注入ピン６８と、を有する。ポンプ６２は、空洞部１２に供給するガス（例えば窒素ガス）を大気圧よりも高圧にしてガス流路６４に排出する。ガス流路６４にはバルブ６６が設けられており、バルブ６６の開閉によりガス流路６４の連通と遮断とが切り替えられる。ガス流路６４にはガス注入ピン６８が接続される。ガス注入ピン６８の排出口は第２金型３０のリブ成形部３４に設けられる。

［２．ガスアシスト成形方法］
ガスアシスト成形装置１０を用いたガスアシスト成形方法について説明する。第１金型２０と第２金型３０を閉じた後、図示しない注入部から空洞部１２に溶融樹脂７０を注入する。溶融樹脂７０は、空洞部１２を流動して空間４６に進入する。溶融樹脂７０の注入と同時にまたは注入後に、ポンプ６２を作動させ、更にバルブ６６を開放する。すると、ガス注入ピン６８から溶融樹脂７０と第２金型３０との間に加圧ガスが供給される。

図１において黒い第１矢印８２で示すように、加圧ガスは溶融樹脂７０を押圧する。このため、溶融樹脂７０は第１金型２０に押し付けられ、その結果、樹脂成形品１００の意匠面１１０にヒケが発生しなくなる。

シール部３８において、加圧ガスは溶融樹脂７０をエジェクタピン５０側に押圧する。エジェクタピン５０側に押圧される溶融樹脂７０は、シール部３８の底面４４側に延びようとする。このため、図１において白い第２矢印８４で示すように、溶融樹脂７０が底面４４を押圧する。このようにして、溶融樹脂７０は空洞部１２を封止する。

なお、シール部３８の底面４４と対向する溶融樹脂７０の樹脂端面７４に加圧ガスが作用しても、溶融樹脂７０の樹脂外周面７２の面積が大きいため、シール部３８内の溶融樹脂７０はシール部３８の底面４４側に流動する。このため、第２矢印８４で示すように、溶融樹脂７０は底面４４を押圧する。

［３．樹脂成形品１００］
ガスアシスト成形装置１０を用いたガスアシスト成形方法により成形される樹脂成形品１００について説明する。

図２に示されるように、樹脂成形品１００は、意匠面１１０と非意匠面１１２とを有する本体１０２と、本体１０２の非意匠面１１２側に設けられるリブ１０４および筒状突起部１０６と、を有する。当然ながら、本体１０２とリブ１０４と筒状突起部１０６は樹脂により一体成形される。

筒状突起部１０６は、非意匠面１１２のうち第２金型３０のエジェクタピン５０に対応する位置から一定方向に真っすぐ延びる。筒状突起部１０６の内周形状は、エジェクタピン５０の外周形状と一致する。筒状突起部１０６の突起外周面１１４の面積は、筒状突起部１０６の突起端面１１６の面積よりも大きい。

［４．実施形態から得られる技術的思想］
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

本発明の第１態様は、
樹脂成形品１００の非意匠面１１２を成形する金型（第２金型３０）と、
前記金型（第２金型３０）に穿孔されるガイド孔３６と、
前記ガイド孔３６から突出することにより前記樹脂成形品１００を前記金型（第２金型３０）から離型させるエジェクタピン５０と、
溶融樹脂７０と前記金型（第２金型３０）との間に加圧されたガスを供給するガス供給部６０と、を有するガスアシスト成形装置１０であって、
前記ガイド孔３６は、前記金型（第２金型３０）の表面３２から深さ方向に向かって座ぐり形状を呈するシール部３８と、前記シール部３８よりも深さ方向に位置しかつ前記シール部３８よりも細いガイド部４０と、を有し、
前記シール部３８の内周面４２と前記エジェクタピン５０のピン外周面５２との間に、前記溶融樹脂７０を流入させる空間４６が設けられる。

上記構成によれば、溶融樹脂７０をシール部３８に流入させることにより、空洞部１２とガイド孔３６との空間的なつながりを遮断することができるため、エジェクタピン５０と第２金型３０の隙間から加圧ガスが漏洩することを防止することができる。また、上記構成によれば、加圧ガスの漏洩を防止するために、第２金型３０の表面３２から深さ方向に座ぐり形状を呈するシール部３８を設けるのみでよく、他の部材を必要としない。このため、部品数の増加を抑制することができる。

第１態様において、
前記エジェクタピン５０が前記金型（第２金型３０）から突出しない状態で、前記シール部３８に位置する前記エジェクタピン５０の径と前記ガイド部４０に位置する前記エジェクタピン５０の径は同じであってもよい。

第１態様において、
前記シール部３８の内周面４２の面積は、前記シール部３８の底面４４の面積よりも大きくてもよい。

上記構成のように、シール部３８の内周面４２の面積が、シール部３８の底面４４の面積よりも大きいと、シール部３８内の溶融樹脂７０の樹脂外周面７２の面積が、シール部３８内の溶融樹脂７０の樹脂端面７４の面積よりも大きくなる。すると、シール部３８内の溶融樹脂７０は樹脂外周面７２を加圧ガスにより押されて流動し、シール部３８の底面４４に押し付けられる。結果として、シール部３８の底面４４と溶融樹脂７０の樹脂端面７４とが密着するため、加圧ガスがエジェクタピン５０と第２金型３０の隙間から漏洩することがなくなる。

本発明の第２態様は、
樹脂成形品１００の非意匠面１１２を成形する金型（第２金型３０）と、
前記金型（第２金型３０）に穿孔されるガイド孔３６と、
前記ガイド孔３６から突出することにより前記樹脂成形品１００を前記金型（第２金型３０）から離型させるエジェクタピン５０と、
溶融樹脂７０と前記金型（第２金型３０）との間に加圧されたガスを供給するガス供給部６０と、を有するガスアシスト成形装置１０を用いて行うガスアシスト成形方法であって、
前記ガイド孔３６には、前記金型（第２金型３０）の表面３２から深さ方向に向かって座ぐり形状を呈するシール部３８と、前記シール部３８よりも深さ方向に位置しかつ前記シール部３８よりも細いガイド部４０と、が設けられており、
射出成形時に、前記シール部３８の内周面４２と前記エジェクタピン５０のピン外周面５２との間の空間４６に前記溶融樹脂７０を流入させる。

上記構成によれば、第１態様と同じ効果を得ることができる。

本発明の第３態様は、
樹脂成形品１００であって、
非意匠面１１２から一定方向に真っすぐ延びる樹脂製の筒状突起部１０６を有する。

第３態様において、
前記筒状突起部１０６は、前記非意匠面１１２を成形する金型（第２金型３０）のエジェクタピン５０に対応する位置に設けられ、
前記筒状突起部１０６の内周形状は、前記エジェクタピン５０の外周形状に相当する。

第３態様において、
前記筒状突起部１０６の突起外周面１１４の面積は、前記筒状突起部１０６の突起端面１１６の面積よりも大きくてもよい。

なお、本発明に係るガスアシスト成形装置、ガスアシスト成形方法および樹脂成形品は、上述の実施形態に限らず、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…ガスアシスト成形装置 ３０…第２金型（金型）
３２…表面 ３６…ガイド孔
３８…シール部 ４０…ガイド部
４２…内周面 ４４…底面
４６…空間 ５０…エジェクタピン
５２…ピン外周面 ６０…ガス供給部
７０…溶融樹脂 １００…樹脂成形品
１０６…筒状突起部 １１２…非意匠面
１１４…突起外周面 １１６…突起端面

Claims (4)

1. 樹脂成形品の非意匠面を成形する金型と、
   前記金型に穿孔されるガイド孔と、
   前記非意匠面にリブを成形するために前記金型に形成されるリブ成形部と、
   前記ガイド孔から突出することにより前記樹脂成形品を前記金型から離型させるエジェクタピンと、
   ガス注入ピンを介して溶融樹脂と前記金型との間に加圧されたガスを供給するガス供給部と、を有するガスアシスト成形装置であって、
   前記ガイド孔は、前記金型の表面から深さ方向に向かって座ぐり形状を呈するシール部と、前記シール部よりも深さ方向に位置しかつ前記シール部よりも細いガイド部と、を有し、
   前記シール部の内周面と前記エジェクタピンの樹脂外周面との間に、前記溶融樹脂を流入させる空間が設けられ、
   前記ガス注入ピンの排出口は、前記リブ成形部に設けられる、
   ガスアシスト成形装置。
2. 請求項１に記載のガスアシスト成形装置であって、
   前記エジェクタピンが前記金型から突出しない状態で、前記シール部に位置する前記エジェクタピンの径と前記ガイド部に位置する前記エジェクタピンの径は同じである、
   ガスアシスト成形装置。
3. 請求項１に記載のガスアシスト成形装置であって、
   前記シール部の内周面の面積は、前記シール部の底面の面積よりも大きい、
   ガスアシスト成形装置。
4. 樹脂成形品の非意匠面を成形する金型と、
   前記金型に穿孔されるガイド孔と、
   前記非意匠面にリブを成形するために前記金型に形成されるリブ成形部と、
   前記ガイド孔から突出することにより前記樹脂成形品を前記金型から離型させるエジェクタピンと、
   ガス注入ピンを介して溶融樹脂と前記金型との間に加圧されたガスを供給するガス供給部と、を有するガスアシスト成形装置を用いて行うガスアシスト成形方法であって、
   前記ガイド孔には、前記金型の表面から深さ方向に向かって座ぐり形状を呈するシール部と、前記シール部よりも深さ方向に位置しかつ前記シール部よりも細いガイド部と、が設けられ、
   前記ガス注入ピンの排出口は、前記リブ成形部に設けられており、
   射出成形時に、前記シール部の内周面と前記エジェクタピンのピン外周面との間の空間に前記溶融樹脂を流入させる、
   ガスアシスト成形方法。

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