JPH0752202A - 射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貫通孔を有する成形品を射出成形するに際し
て、不良現象となる歪み等の発生が大幅に低減化して、
しかも成形精度に優れ、かつ金型内において自動的にゲ
ートカットがなされて表面にゲート跡が残ることのない
成形品を得ることができる射出成形用金型を提供する。 【構成】 固定側金型１１と、この固定側金型１１に接
離自在に設けられた可動側金型１４との間に、貫通孔を
有する成形品の外周形状を画成するキャビティ３０を形
成し、かつ固定側金型１１に、成形品の貫通孔を形成す
べき位置からキャビティ３０内に樹脂を流入させるゲー
ト３１を形成するとともに、可動側金型１４に、キャビ
ティ３０の貫通孔を形成すべき部分を経てゲート３１内
に至るまで進退自在とされたピン３４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種樹脂材料の成形加
工に用いられる射出成形用金型に関し、特に中央部に貫
通孔を有する歯車成形品等の成形に用いて好適な射出成
形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に
よって成形品を射出成形する際には、図６に示すよう
に、射出成形機の加熱シリンダ１内で加熱溶融した樹脂
を、スクリュ２で射出ノズル３から射出成形用金型のス
プル５およびランナ６を介してゲート７からキャビティ
８内に充填することにより行なわれている。

【０００３】図７は、従来のこの種の射出成形に用いら
れる射出成形用金型（以下、金型と略称する。）のう
ち、円形の成形品を成形するための金型を示すものであ
る。同図中符号１１は、固定側取付板１２に固定された
固定側金型である。この固定側金型１１の対向面側に
は、図示されないスペーサブロックによって可動側取付
板１３に取付けられた可動側金型１４が、上記固定側金
型１１に対して接離自在に設けられている。上記固定側
金型１１と可動側金型１４との対向面間には、上記円形
の成形品の外形形状を画成するキャビティ１５が形成さ
れており、固定側金型１１には、図示されない射出成形
機の射出ノズルから射出される溶融樹脂を上記キャビテ
ィ１５内に導くためのスプル１６およびランナ１７…が
形成されている。そして、各ランナ１７の先端部とキャ
ビティ１５との間には、成形品におけるゲート跡を目立
たなくするための小径のピンポイントゲート１８が形成
されている。一般に、上記ピンポイントゲート１８は、
キャビティ１５への樹脂の流入を早めるために、各キャ
ビティ１５に対して２〜４の複数個所に設けられてい
る。

【０００４】また、可動側金型１４内には、キャビティ
１５内で冷却、固化された成形品をキャビティ１５から
突き出すためのエジェクターピン１９…が進退自在に設
けられており、各エジェクターピン１９の基端部は、エ
ジェクタープレート２０に固定されている。そして、エ
ジェクタープレート２０の背面には、このエジェクター
プレート２０を介して上記エジェクターピン１９を突き
出すためのエジェクターロッド２１が配設され、かつエ
ジェクタープレート２０と可動側金型１４との間には、
該エジェクタープレート２０を可動側取付板１３側に付
勢するスプリング２２が介装されている。なお、図中符
号２３は、基端部が上記エジェクタープレート２０に固
定されたリターンピンを示すものである。

【０００５】このような、従来の金型を用いて円形の成
形品を成形するには、射出成形機から加熱溶融した樹脂
を金型のスプル１６およびランナ１７を介してピンポイ
ントゲート１８…からキャビティ１５内に充填し、冷却
固化した後に可動側金型１４を固定側金型１１から離間
させて型開きを行ない、次いでエジェクターピン１９を
突出させることにより上記成形品を得ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の金型にあっては、小径なピンポイントゲート１８を
用いているために、いきおい高い射出圧力が必要となっ
てしまい、射出装置側の負担が大きくなってしまうとい
う欠点がある。また、各ピンポイントゲート１８からの
流量が少ないために、キャビティ１５内における樹脂の
流れを均一にすることが難しく、成形品において充分な
真円度が得られなくなったり、あるいは不良現象となる
歪みを発生し易いといった問題点がある。さらに、ピン
ポイントゲート１８を用いても、依然として成形品の表
面にゲート跡が残ることは避けがたく、当該表面を綺麗
に処理することが難しいという問題点もあった。

【０００７】また、このような問題点に加えて、特に中
央部に貫通孔を有する円形の成形品を成形する場合に
は、例えば可動側金型１４に、図７に点線で示すような
上記貫通孔を形成するための円柱状の凸部２５を形成す
ると、成形品の離型性が悪くなってしまい、他方成形品
の離型性を向上させるため、上記凸部２５を先細りのテ
ーパー状に形成して抜き勾配を付けると、貫通孔の円筒
度が悪化してしまうという問題点がある。

【０００８】このため、特開平４−３６９５１７号公報
に見られるように、ゲートをサイドゲートにし、このサ
イドゲートに加圧ピンを進退自在に設けることにより、
該加圧ピンでゲートを切断するようにしたり、あるいは
可動側金型の上記貫通孔に臨む位置に加圧ピンを進退自
在に設け、成形工程中に上記加圧ピンをキャビティ内に
突出させて成形品にピン穴を形成し、成形品を取り出し
た後に、上記ピン穴に沿って最終的な打抜き加工を施し
て貫通孔を形成するようにした金型も提案されている。
しかしながら、上記金型にあっても、ゲート跡は目立た
なくなるものの、サイドゲートであることから樹脂の均
一な流れを確保することが難しく、また成形工程後に、
さらに貫通孔を形成するために打抜き加工等の２次加工
工程を必要とするため、成形効率が低下してしまうとい
う問題点がある。

【０００９】本発明は、このような従来の金型が有する
各種の課題を解決すべくなされたもので、貫通孔を有す
る成形品を射出成形するに際して、不良現象となる歪み
等の発生が大幅に低減化して、しかも成形精度に優れ、
かつ表面にゲート跡が残ることのない成形品が得られる
金型を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金型は、固
定側金型とこの固定側金型に接離自在に設けられた可動
側金型との間に、貫通孔を有する成形品の外周形状を画
成するキャビティを形成し、かつ固定側金型に、成形品
の貫通孔を形成すべき位置からキャビティ内に樹脂を流
入させるゲートを形成するとともに、可動側金型に、キ
ャビティの貫通孔を形成すべき部分を経てゲート内に至
るまで進退自在とされたピンを設けたことを特徴とする
ものである。

【００１１】ここで、上記金型としては、中央部に貫通
孔を有する歯車成形品または円形成形品を成形するため
のものである場合に好適である。

【００１２】

【作用】上記構成からなる金型によれば、樹脂をキャビ
ティ内に充填した後にピンをキャビティからゲート内ま
で突出させることにより、貫通孔を形成するとともにキ
ャビティ内の樹脂圧力を高めることができ、さらに同時
に金型内において自動的にゲートカットを行なうことが
できる。このため、成形品の精度を高めることができ、
しかも成形品にゲート跡が残ることがない。

【００１３】さらに、ゲート径が大きいために大きな射
出圧力を必要とせず、射出装置の負荷が低減化されると
ともに、均一な樹脂の流れが得られるため、成形精度を
高めることが可能となる。加えて、構造上特に多数個取
りの金型にも対応することができるため、同一の精度の
成形品を同時に多数個成形することが可能となる。

【００１４】そして、上記作用効果は、金型が特に中央
部に貫通孔を有する歯車成形品や円形の成形品を成形す
るものである場合に、ゲートがキャビティの中央部に配
設されることになるために顕著であり、加えて成形品の
ゲート付近における残留応力を軽減することができると
いった作用効果も得られる。

【００１５】

【実施例】図１〜図３は、本発明の金型を、図４および
図５に示すような、中央部に貫通孔Ｈを有する成形品Ｐ
を成形するものに適用した一実施例を示すものである。
なお、図１および図２において、図７に示したものと同
一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略す
る。図１において、この金型においては、固定側金型１
１と可動側金型１４との間に、上記成形品Ｐの外形形状
を画成する円形状のキャビティ３０が複数（図では２個
所）形成されている。そして、固定側金型１１の各キャ
ビティ３０の中央部に臨む位置には、上記貫通孔Ｈの内
径よりも極く僅かに大径なゲート３１が形成されてい
る。このゲート３１は、薄いフィルムゲートであって、
樹脂の流路となるランナ３２およびスプル３３に連通さ
れている。

【００１６】他方、可動側金型１４の上記ゲート３１と
対向する位置には、加圧ピン３４（ピン）がキャビティ
３０の貫通孔Ｈを形成すべき中央部分を経てゲート３１
内に至るまで進退自在に設けられている。この加圧ピン
３４の基端部は、加圧プレート３５に固定されており、
さらに加圧プレート３５の背面には、この加圧プレート
３５を介して上記加圧ピン３４をキャビティ３０内に突
出させるための加圧ロッド３６が配設されている。そし
て、この加圧ロッド３６は、上記加圧ピン３４を前進側
に駆動するための加圧シリンダ（図示せず）に取付けら
れている。なお、上記加圧ピン３４に振動を与える場合
には、この加圧シリンダに、該加圧シリンダ内にパルス
状に圧油を供給する比例減圧弁が接続される。なお、図
中符号３７は、上記加圧プレート３５を可動側取付板側
に付勢するスプリングを示すものであり、符号３８は、
リターンピンを示すものである。

【００１７】以上の構成からなる金型によって、図４お
よび図５に示すような成形品Ｐを成形するには、まず、
射出成形機の型締め装置により可動側金型１４を固定側
金型１１に押圧して型締めを行なう。次いで、射出装置
により加熱シリンダ内で溶融した樹脂を金型内に射出し
て、スプル３３およびランナ３２を介してゲート３１か
らキャビティ３０内に充填する。そして、さらにスクリ
ュを前進させて樹脂をキャビティ３０内に押込むことに
より、キャビティ３０内の樹脂圧力を上昇させる。

【００１８】次に、この状態で加圧ピン３４をキャビテ
ィ３０内に前進させる。あるいは、該加圧ピン３４を振
動させながら、キャビティ３０内に突出させる。この加
圧ピン３４を振動させる場合には、図３に示すように、
加振遅延時間Ｔd 経過後に、比例減圧弁によって加圧シ
リンダに初期加振力Ｐ₁から末期加振力Ｐ₂まで減圧力Δ
Ｐで加振サイクル時間Ｔb のパルス状の付勢力を加振時
間Ｔa の間与える。すると、加圧プレート３５を介して
上記加圧ピン３４は、付勢力が作用した時の微小前進
と、減圧時のスプリング３７の付勢力による微小後退と
を順次繰り返すことにより、振動しながら上記キャビテ
ィ３０内に漸次突出して行く。この加圧ピン３４の突出
に伴い、その上部に位置する部分の樹脂は、キャビティ
３０内に押出される。 ちなみに、図３に示す上記加圧
ピン３４の加振は、１回から数十回まで調整することが
可能である。

【００１９】そして、図２に示すように、加圧ピン３４
がさらに前進して、その先端部がキャビティ３０を通過
してゲート３１内に数十μｍ突出した時点で、上記加圧
ピン３４により、キャビティ３０内には成形品Ｐの貫通
孔Ｈが形成されるとともに、上記キャビティ３０内の成
形品樹脂は、ランナ３２内の樹脂から完全に切断分離さ
れる。

【００２０】そして次に、冷却時間が経過した後、可動
側金型１４を固定側金型１１から離間させて（型開
き）、エジェクターピン１９…により成形品Ｐをキャビ
ティ３０から突き出すことにより、図４および図５に示
すような成形品Ｐが金型から取り出される。

【００２１】このような金型によれば、樹脂をキャビテ
ィ３０内に充填した後に加圧ピン３４をキャビティ３０
からゲート３１内まで突出させることにより、成形品Ｐ
の貫通孔Ｈを形成することができるとともに、同時にキ
ャビティ３０内の樹脂圧力を高めることができるため、
より精度のよい成形品を成形することができる。加え
て、上記加圧ピン３４の突出により、金型内において自
動的にゲートカットを行なうことができるため、成形品
にゲート跡が残ることがなく、外観に優れた成形品を得
ることができる。

【００２２】しかも、ゲート３１がキャビティ３０の中
央部に形成されており、かつゲート３１の径が従来のも
のと比して大きいために、大きな射出圧力を必要とせ
ず、射出装置の負荷が低減化されるとともに、キャビテ
ィ３０内において均一な樹脂の流れが得られるため、成
形精度を高めることができる。加えて、成形品Ｐのゲー
ト３１付近に局部的に大きな応力が作用しないため、残
留応力の少ない成形品Ｐを得ることが可能となる。ちな
みに、上記金型構造は、特に多数個取りの金型にも対応
することができるため、同一の精度の成形品を同時に多
数個成形することができて好適である。

【００２３】なお、上記実施例においては、中央部に貫
通孔Ｈを有する成形品Ｐを成形するための金型について
説明したが、これに限るものではなく、上述したように
中央部に貫通孔を有する歯車成形品や、これら円形や歯
車形状以外の形状を有する成形品を成形するものに適用
しても同様の作用効果を得ることができる。また、貫通
孔を形成するとともにゲート３１位置でゲートカットを
行なうピンとして、加圧ピン３４を用いた例について説
明したが、上記加圧ピン３４に代えてエジェクターピン
等の他のピンを用いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る金型
は、固定側金型に成形品の貫通孔を形成すべき位置から
キャビティ内に樹脂を流入させるゲートを形成し、かつ
可動側金型にキャビティの貫通孔を形成すべき部分を経
てゲート内に至るまで進退自在とされたピンを設けたの
で、樹脂の充填後にピンをキャビティからゲート内まで
突出させることにより、成形品の貫通孔を形成するとと
もに、自動的にゲートカットを行なうことができるた
め、成形品にゲート跡が残ることがなく、外観に優れた
成形品を得ることができる。加えて、ゲートの径が大き
いために、射出装置の負荷が低減化されるとともに、均
一な樹脂の流れが得られるため、成形精度を高めること
ができる。

【００２５】加えて、金型が、中央部に貫通孔を有する
歯車成形品または円形成形品を成形するためのものであ
る場合には、ゲートがキャビティの中央部に位置するこ
とになるため、上記効果が一層顕著に得られるととも
に、成形品のゲート付近に局部的に大きな応力が作用し
ないため、残留応力の少ない成形品を得ることができて
好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形用金型の一実施例を示す側断
面図である。

【図２】図１の金型において加圧ピンを突出させた状態
を示す側断面図である。

【図３】図１の金型を用いた射出成形において加圧ピン
を作動させるためのプログラム制御を示す図である。

【図４】図１の金型で成形される成形品を示す側面図で
ある。

【図５】図４の成形品の正面図である。

【図６】一般的な金型が組込まれた成形装置を示す概略
構成図である。

【図７】従来の金型を示す側断面図である。

【符号の説明】

１１ 固定側金型 １４ 可動側金型 ３０ キャビティ ３１ ゲート ３４ 加圧ピン（ピン） ３５ 加圧プレート ３６ 加圧ロッド Ｈ 貫通孔 Ｐ 成形品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通孔を有する成形品を成形する射出成
   形用金型であって、固定側金型とこの固定側金型に接離
   自在に設けられた可動側金型との間に、上記成形品の外
   周形状を画成するキャビティを形成し、かつ上記固定側
   金型に、上記成形品の貫通孔を形成すべき位置から上記
   キャビティ内に樹脂を流入させるゲートを形成するとと
   もに、上記可動側金型に、上記キャビティの上記貫通孔
   を形成すべき部分を経て上記ゲート内に至るまで進退自
   在とされたピンを設けたことを特徴とする射出成形用金
   型。
2. 【請求項２】 上記成形品は、中央部に貫通孔を有する
   歯車成形品または円形成形品であることを特徴とする請
   求項１に記載の射出成形用金型。