JPH09290445A - 射出成形金型装置及び成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート断面積を増大して低圧成形を可能に
し、しかもゲートの跡が残らなくして、生産性並びに製
品の品質を向上できる射出成形金型装置及び成形方法を
提供する。 【解決手段】 加熱溶融された原料Ｒをノズル５の先端
部より金型内のキャビティ４に注入して製品を成形する
射出成形金型装置１において、ノズル５の先端部を製品
に予定される孔５４または切欠部と対応した位置に設け
るとともに、キャビティ４を横切ってノズル５の先端側
に前進可能なゲートカットパンチ１０をノズル５に対向
して設け、ゲートカットパンチ１０をノズル５の先端側
に前進させることにより、前記製品の孔５４または切欠
部を形成するとともに、ゲートカットを行えるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にランナーレス
に好適な射出成形金型装置及びその成形方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来のランナーレス射出成形金
型装置では、加熱溶融された樹脂材を射出するノズルの
先端部と金型内のキャビティとの間に湯口であるゲート
部が設けられる。このゲート構造には、ゲートの切断が
必要なダイレクトゲートやサイドゲート以外にも、例え
ば、ピンポイントゲートやサブマリンゲートなどがあ
り、これらのゲートを適用すると成形される製品がスプ
ルーやランナーから切離されるため後加工を省略できる
ことが多い。また、ゲート仕上げが不要なバルブゲート
やこのバルブゲートを応用したディスクゲートも知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピンポイントゲートやサブマリンゲート等のゲート構造
においては、ゲートの跡が残って見栄えを悪くしている
問題点や、ゲートの跡を目立たなくするための仕上げ作
業等も必要となることが多い。また、ゲート断面積を増
大しにくく、射出成形条件の自由度が狭いと言う問題が
ある。また、バルブゲート等についても、ゲート部の樹
脂が製品側へ押し込まれ易いことから、製品部の歪みや
残留応力が問題になったり、ゲートの跡が製品表面に発
生することは避けて通れない。更にバルブゲートにおい
て、ゲート直下に湯溜り等を設け、キャビティ内への樹
脂の流動性をあげる工夫が必要とされる。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的はゲート断面積を増大して低圧成形
を可能にし、しかもゲートの跡が残らなくして、生産性
並びに製品の品質を向上できる射出成形金型装置及びそ
の方法を提供することにある。さらに、他の目的は、以
下に説明する内容の中で順次明らかにして行く。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、加熱溶融された原料をノズルの先端部より金
型内のキャビティに注入して製品を成形する射出成形金
型装置において、前記ノズルの先端部を前記製品に予定
される孔または切欠部と対応した位置に設けるととも
に、前記キャビティを横切って前記ノズルの先端側に前
進可能なゲートカットパンチを前記ノズルに対向して設
け、前記ゲートカットパンチを前記ノズルの先端側に前
進させることにより、前記製品の孔または切欠部を形成
するとともに、ゲートカットを行えるようにしたことを
要部としている。

【０００６】また、上記目的を達成するため本発明は、
加熱溶融された原料をノズルの先端部より金型内のキャ
ビティに注入して製品を成形する射出成形方法におい
て、前記製品に予定される孔または切欠部と対応した位
置に前記ノズルの先端部を設けるとともに、前記金型内
のキャビティを横切って前記ノズルの先端側に前進する
ゲートカットパンチを前記ノズルに対向して設け、前記
キャビティに前記加熱溶融された原料を注入する工程
と、前記原料の注入後、前記ゲートカットパンチを前記
キャビティを横切って前記ノズルの先端側に前進させ
て、前記製品の孔または切欠部を形成すると同時に、前
記ノズルの先端側に射出されている前記加熱溶融されて
いる原料を前記ノズル内に押し戻しつつ成形を行う工
程、とを経るものである。

【０００７】以上の構成によれば、ノズル先端部を製品
の孔または切欠部に対応して設け、そのノズル先端から
加熱溶融されている原料を注入することに加え、ゲート
カットパンチをキャビティを横切ってノズル先端に前進
させ、金型内でゲートカットを行なうことから、ゲート
断面積が多くとれるので低圧成形が可能になるとともに
注入に要する時間を短縮することも容易となる。換言す
ると、原料の注入後は、ゲートカットパンチがノズル先
端側に向かって前進し、この前進時に製品の孔または切
欠部を形成するとともに、このノズル先端側いわゆるゲ
ート部付近を埋めていた原料をノズル内に押し戻すこと
から、不要なゲートやランナー等が形成されず、かつゲ
ート部の跡も残らない。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１から図３は本発明の一形態例
として示す射出成形金型装置における要部縦断側面図で
ある。なお、この形態例では、テープカセットを成形す
る場合を一例としており、図７にそのテープカセットの
平面図を、図８にそのテープカセットの正面図をそれぞ
れ示している。図７及び図８において、このテープカセ
ット５１は、一般に市販されているコンパクトテープレ
コーダ用のものであり、内部に一対のテープ巻取リール
（不図示）及びこのテープ巻取リールに巻回された磁気
テープ５２を配して、互いに突き合わされてカセットハ
ウジングを構成している一対のカセットハーフ（Ａ，
Ｂ）５３を有している。また、カセットハーフ５３に
は、テープ巻取リールと連結されるテープレコーダ側の
駆動軸が挿入係合される孔５５の他に、位置決めピンや
キャプスタンローラ等が挿入される複数の貫通された孔
５４が形成されている。そして、本形態例では、図７中
に符号Ｈを付して示す孔５４（直径が約４．６ｍｍの孔
５４）をゲート部として利用する場合を一例として以下
説明する。

【０００９】射出成形金型装置１は、図３に概略の要部
を示す如く、固定側型板２と可動側型板３の互いに対向
している面にキャビティ４を形成している他に、固定側
型板２にはノズル５のゲート部６が図７に示した符号Ｈ
の孔５４に対応して設けられており、図１，２に示す如
く原料、すなわち加熱溶融された樹脂材Ｒがランナーブ
ッシュ７及びノズルチップ８の樹脂流路を通じて、ゲー
ト部６からキャビティ４内へ射出して注入される。ま
た、可動側型板２にはゲート部６に対応して、油圧シリ
ンダー９などを介して上下動されるゲートカットパンチ
１０が設けられている。

【００１０】なお、型板２側には、不図示の固定側取付
板の下に配置されたホットマニホールド１１と、固定側
取付板と型板２との間に配置されたブロック１２，１３
と、ランナーブッシュ７の外周に配置されたセンサー１
４やヒーター１５などを備えている。また、型板３側に
は不図示の可動側取付板及び受板と、エジエクターピン
１６などを備えているとともに、型板３が型板２に対し
当接された位置（型締め位置）と、離れた位置（型開き
位置）とに移動可能になっている。これらは従来と同様
である。

【００１１】さらに要部を詳述する。前記ノズル５は、
型板２にあって、前記孔５４に対応した部分に略漏斗状
の開口２ａを形成し、そこにノズルチップ８の先端細筒
部分８ａを配置した構造であり、その先端部に位置する
ゲート部６を前記孔５４と略同心、かつ略同大に形成し
ている。ノズルチップ８の先端側周囲部には開口２ａに
通じる貫通孔８ａが形成されており、ノズルチップ８内
の溶融した樹脂材Ｒの一部がノズルチップ８の外側へ導
入されるようになっている。また、ゲート部６は、図２
のＡ−Ａ線方向から見ると、図４に示す如くノズルチッ
プ８の先端細筒部分８ａで形成される中心孔である円筒
状射出口５ａと、この射出口５ａの外側に形成されるリ
ング状射出口５ｂとを有しており、各射出口５ａ，５ｂ
から加熱溶融された樹脂材Ｒ（図１及び図２中で梨地模
様で示す部分）が射出される。

【００１２】ゲートカットパンチ１０はピン状をなし、
型板３にあって、前記孔５４に対向して設けられた孔３
ａに上下動可能に配置されており、油圧シリンダー９を
介してゲート部６の射出口５ａ，５ｂに接近するまで前
進可能になっている。このゲートカットパンチ１０の平
面形状は、図５にも示す如く前記孔５４の形状よりも僅
かに小さく、ゲートカットパンチ２３の先端がキャビテ
ィ４内を横切ってゲート部６内まで前進することによっ
て、直径が約４．６ｍｍの孔５４が形成される構造にな
っている。加えて、ゲートカットパンチ１０の先端側に
は、熱伝導性の良い材質、例えばベリリューム銅等でな
る高熱伝導性部材１７が中心部にインサートにより一体
に設けられている。

【００１３】次に、以上の射出成形金型装置の動作を説
明する。まず、不図示の型締めシリンダーにて型板３が
型板２に当接される直後では、ゲートカットパンチ１０
の先端が図２に示す如くキャビティ４の成形面、つまり
製品であるカセットハーフ５３の孔５４に対応して少し
だけキャビティ４内に張り出した位置に制御されてい
る。

【００１４】次いで、型板２側のノズル５より、加熱溶
融（例えば、ＡＢＳ樹脂の場合に約２１０℃に加熱）さ
れている樹脂材Ｒが所定の圧力がかけられて射出口５
ａ，５ｂから射出され、この樹脂材Ｒがゲート部６を通
ってキャビティ４内へ注入される。この射出流路は中心
射出口５ａと外側射出口５ｂとで二重に形状されている
ことから、実質的に流路が拡大されている。これによ
り、低圧でも溶融された樹脂材Ｒをキャビティ４内に効
率的に注入することができ、また単位時間の注入量を増
やして注入に要する時間を短縮することが可能になる。
図２は、この状態を示している。

【００１５】樹脂材Ｒの射出が終了し、また初期の保圧
を行なった後、油圧シリンダー９が駆動され、ゲートカ
ットパンチ１０をキャビティ４内からゲート部６に向か
って前進させて、ゲートカットパンチ１０の先端がゲー
ト部６内を若干前進した時点で停止される。この過程で
は、ゲートカットパンチ１０がゲート部６に近づくにし
たがって、このゲート部６付近に存在していた樹脂材Ｒ
をゲートカットパンチ１０の先端で射出口５ａ，５ｂか
らノズル５内に押し戻し、またゲート部６内に前進する
と製品の孔５４を形成するとともにゲート部６を閉じ
る。つまりゲートカットパンチ１０によってゲートカッ
トが行なわれる。図１は、この状態を示している。

【００１６】なお、樹脂材Ｒが射出されたキャビティ４
内は、冷却機構によって所定の温度まで（例えば、約４
０℃）冷やされるので短時間に固化する。そして、その
後、不図示の型締めシリンダーが駆動されて、型板３が
型板２より離されるとともに、ゲートカットパンチ１０
もゲート部６から同時に離れて行く。この離れるまでの
過程では、ゲートカットパンチ１０の先端がゲート部６
に近接し、パンチ側先端と射出口５ａ，５ｂとの間に樹
脂材Ｒの薄膜を形成し易い状態になっており、ゲートカ
ットパンチ１０がゲート部６から離れるとき、ゲートカ
ットパンチ１０の先端側があまり冷えていると、前記薄
膜がゲートカットパンチ１０に貼り付いて糸引きが生じ
易い。この糸引きが生じた場合には製品不良となった
り、後から糸引きを取り除いたりする必要があり問題と
なる。この対策としては、ゲートカットパンチ１０の先
端側に高熱伝導性部材１７を一体に設けて、射出口５
ａ，５ｂ側の熱を高熱伝導性部材１７に伝え易くし、こ
の熱でゲートカットパンチ１０の先端部分を射出口５
ａ，５ｂ側の温度に近い状態に暖めるようにしている。
これによって、前述のような薄膜が形成しにくく、ゲー
トカットパンチ１０の先端部分に貼り付いて糸引きが生
じるのを防ぐことができる。このような構造は、熱伝導
性の良好な銅材などをゲートカットパンチ１０の先端側
に設けるだけなので、構成簡易であり、また各種の樹脂
材で試験した結果、前記糸引き防止策として極めて有効
であることが確認された。

【００１７】また、ゲートカットパンチ１０が図２の位
置まで戻り、キャビティ４内の成形品が取り出される
と、孔５４を有したが製品（カセットハーフ５３）が得
られる。図６は、こうしてゲートカットパンチ１０によ
り孔５４が形成されたカセットハーフ５３の一部を示す
もので、図７のＢ−Ｂ線に相当する部分である。このカ
セットハーフ５３には完全な孔５４が形成されるととも
にゲート部６の跡が残らず、従来品に比し外観的に優れ
ている。

【００１８】したがって、本形態例の射出成形金型装置
によれば、金型構造として、製品の孔５４に対応してノ
ズル５の先端部つまりゲート部６を設定することから、
ゲート断面積が大きくとれる。したがってまた射出口５
ａ，５ｂも比例して大きくでき、同時にゲート部６の厚
さ方向（図２のゲート部６の開口面とゲートカットパン
チ１０の先端との隙間寸法）も調整できて大きく確保す
ることが可能であることから、低圧成形が可能となり、
単位時間当たりの注入量を増やして注入に要する時間を
短縮させ、生産性を向上させることができる。また、溶
融された樹脂材Ｒの注入後は、ゲートカットパンチ１０
が前進し、製品（カセットハーフ５３）の孔５４を形成
するとともに、ゲート部６付近を埋めていた半溶融状態
にある樹脂材Ｒを射出口５ａ，５ｂからノズル５内に押
し戻すため、不要な廃材部分が生じなく、成形材料費の
無駄がない。また、ゲートカット跡が生じることもなく
なり、外観面から製品価値を向上できる。しかも、孔５
４を形成する時に、ゲート部６付近に存在していた樹脂
材Ｒを断面積の大きなゲート部６ないしは射出口５ａ，
５ｂからノズル５内に押し戻すようにしているので、ゲ
ート部６の周辺部分にストレスがかかるのを最小限に抑
制することができる。

【００１９】なお、上記形態例では、孔５４が形成され
る部分をゲート部６として使用した場合について説明し
たが、孔５４と実質的に同じ開口や貫通された切欠部で
あっても差し支えないものである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ゲート断面積を構造的に増大できるようにしたので、低
圧成形が可能となり、単位時間当たりの射出量を増やし
て、生産性を向上させることができる。また、樹脂材の
射出後にゲートカットパンチがノズル先端部つまりゲー
ト部に向かって前進し、このゲート部付近を埋めていた
樹脂材をノズル内に押し戻して製品の孔ないしは切欠部
を形成することから、不要な廃材部分ができず、しかも
従来の様なゲートの跡が残らないので外観面から製品価
値を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形金型装置例をゲートカット状
態で示す要部縦断側面図である。

【図２】前記射出成形金型装置を射出状態で示す要部縦
断側面図である。

【図３】前記射出成形金型装置の概略構成を示す縦断図
である。

【図４】図２中のＡ−Ａ線に沿う方向より見たゲート部
の平面図である。

【図５】前記射出成形金型装置のゲートカットパンチ先
端の平面図である。

【図６】前記射出成形金型装置により形成された製品の
要部断面図である。

【図７】製品例である一般的なテープカセットの概略平
面図である。

【図８】前記テープカセットの概略正面図である。

【符号の説明】

１ 射出成形金型装置 ２ 固定側型板 ３ 可動側型板 ４ キャビティ ５ ノズル ６ ゲート部 ８ ノズルチップ ５ａ 射出口（中心孔） ５ｂ 射出口（リング状孔） １０ ゲートカットパンチ １７ 高熱伝導性部材 ５３ カセットハーフ（製品） ５４ 孔 Ｒ 樹脂材（原料）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱溶融された原料をノズルの先端部よ
   り金型内のキャビティに注入して製品を成形する射出成
   形金型装置において、 前記ノズルの先端部を前記製品に予定される孔または切
   欠部と対応した位置に設けるとともに、 前記キャビティを横切って前記ノズルの先端側に前進可
   能なゲートカットパンチを前記ノズルに対向して設け、 前記ゲートカットパンチを前記ノズルの先端側に前進さ
   せることにより、前記製品の孔または切欠部を形成する
   とともに、ゲートカットを行えるようにしたことを特徴
   とする射出成形金型装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルが、前記加熱溶融された原料
   を射出する射出口を、中心孔および該中心孔の外側に位
   置した円状孔として設けている請求項１に記載の射出成
   形金型装置。
3. 【請求項３】 前記ゲートカットパンチが、その先端側
   に高熱伝導性部材を設けている請求項１に記載の射出成
   形金型装置。
4. 【請求項４】 加熱溶融された原料をノズルの先端部よ
   り金型内のキャビティに注入して製品を成形する射出成
   形方法において、 前記製品に予定される孔または切欠部と対応した位置に
   前記ノズルの先端部を設けるとともに、前記金型内のキ
   ャビティを横切って前記ノズルの先端側に前進するゲー
   トカットパンチを前記ノズルに対向して設け、 前記キャビティに前記加熱溶融された原料を注入する工
   程と、 前記原料の注入後、前記ゲートカットパンチを前記キャ
   ビティを横切って前記ノズルの先端側に前進させて、前
   記製品の孔または切欠部を形成すると同時に、前記ノズ
   ルの先端側に射出されている前記加熱溶融されている原
   料を前記ノズル内に押し戻しつつ成形を行う工程、とを
   経ることを特徴とする射出成形方法。