JP5018287B2

JP5018287B2 - 射出成形用金型装置

Info

Publication number: JP5018287B2
Application number: JP2007179539A
Authority: JP
Inventors: 圭三中川; 慎也佐藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2009012419A

Description

本発明は、入れ子型や組金型からなる射出成形用金型装置に関するものである。

複雑な形状の構造体を射出成形により成形する場合、成形物の取り出しやすさや金型加工の精度などを考慮して、成形する部位を分けた複数の金型を組み合わせた組金型を用いる場合が多い。

図７は、軸穴付きの円盤を組金型で成形する場合に用いられる金型装置の要部断面図である。金型装置は、固定側金型１と上下移動自在な可動側金型２とを組み合わせた構成となっている。固定側金型１には、樹脂を供給するためのスプールブッシュ３と、この樹脂の流路であるランナー部４とを有している。一方、可動側金型２には、ランナー部４を経由して供給された樹脂が充填されて、成形物を成形するための空洞部５を有している。さらに、この空洞部５の一部、すなわち円盤部分の底面に相当する位置５ａには、移動機構６に接続された上下移動自在なイジェクターピン７が挿通されている。成形を開始する際、このイジェクターピン７の先端部は、位置５ａより突出せず底面の一部をなしている。

スプールブッシュ３、ランナー部４を経由して空洞部５へ樹脂を注入、充填した後、一定温度まで冷却する。次に、固定側金型１と可動側金型２との当接面８をパーティングラインとして、可動側金型２を下降させることにより、成形物からランナー部４を切断、分離して、成形物の天面を露出させる。そして、イジェクターピン７を上昇させて、成形物を押し上げることで、空洞部５から成形物を取り外して成形の一サイクルを終了する。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−２１０７８７号公報

上記の金型装置で、例えば成形物の側面に凹凸を形成する場合、この凹凸が干渉して空洞部５から分離して取り外すことができなくなるため、可動側金型２を少なくとも二つに分離可能な組金型で構成する必要がある。そうした場合、これら組金型の分離機構と、可動側金型２の分離機構が必要となり、さらにこれらの分離機構を同期させて動作させることから金型装置全体が複雑になる課題があった。

そこで本発明は、同期の必要のない簡素な構成で確実に金型を分離させることを目的とする。

上記目的を達成するために、第一の分離面に成形物の一部を形成するための第一の空洞部を有するとともに、この第一の分離面で組み合わせた左右移動自在な第一、第二の下金型と、前記第一の空洞部と組み合わせることで、成形物全体を形成するための空洞部となる第二の空洞部を有するとともに、前記第一、第二の下金型の天面を第二の分離面として組み合わせた上下移動自在な上金型と、前記第一、第二の下金型に挿通して上下に移動自在なイジェクターピンとからなり、前記第一、第二の下金型は、第一の分離面を略中心として上金型直下の第二の分離面まで貫通する貫通孔を備え、この貫通孔にイジェクターピンを挿通して上昇させ、その先端部で前記上金型の一部を押圧することにより第二の分離面から分離させた後、前記イジェクターピンをさらに上昇させることにより第一、第二の下金型を第一の分離面で左右に分離させて成形物を取り出すものである。

本発明に係る射出成形用金型装置は、第一の分離面で組み合わせて左右開閉自在な第一、第二の下金型と、これら第一、第二の下金型の天面を第二の分離面として組み合わせた上下移動自在な上金型とで、その内部に成形物を成形するための空洞部を構成している。さらにこの金型装置は、空洞部を略中心として対称な位置に、第一の分離面を略中心として第二の分離面まで達する貫通孔と、この貫通孔に挿通された上下に移動自在なイジェクターピンを備えている。この貫通孔は、上金型直下に配置され、イジェクターピンを上昇させることで上金型に当接させて押し上げることで、第二の分離面から上金型を分離する。そしてそのままイジェクターピンをさらに上昇させることで、第一、第二の下金型を第一の分離面で左右に分離させるので、イジェクターピンの動作のみで、同期の必要のない簡素な構成により、複雑な形状の成形物であっても確実に金型を分離させることができる作用効果を奏する。

以下に本発明の詳細を、図を用いて説明する。

図１は、本発明の射出成形用金型装置で成形した成形物の一例を説明する斜視図である。ＰＰＳやＰＣなどの熱可塑性樹脂や、液晶ポリマーなどのエンジニアリングプラスチックを溶融させた後、ランナー部９を介して金型内部の空洞部へ注入、充填し、このランナー部９の先端に製品となる略円筒状の成形物１０を成形している。

本実施の形態における成形物１０は、その外側面の一部に環状の凹溝１０ａを有している。このように、凹溝１０ａを有する成形物１０を成形する場合、金型からの取り外しを考慮して、外側面を成形するための左右方向に分割可能な金型と、成形物１０の天面部１０ｂを成形するための金型との少なくとも三つの金型が組み合わされた組金型を用いる。

図２は、本実施の形態における射出成形用金型装置の主要部を説明する外観斜視図である。下から、その両側面をサイドスライド１１で挟持されて、第一の分離面１２で組み合わされた第一、第二の下金型１３、１４と、これら第一、第二の下金型１３、１４上に載置された第一、第二のプレート１５、１６と、第二のプレート１６上に載置されて、シーズヒータやセラミックヒータなどからなる加熱手段１７を備え、ランナー部（図示せず）へ溶融させた樹脂を注入するためのホットランナー１８とから構成されている。第一、第二の下金型１３、１４には、それぞれキャビティが形成されており、第一の分離面１２で組み合わされることにより、成形物１０の一部（側面部）を成形するための第一の空洞部を構成している。さらに、これら第一、第二の下金型１３、１４と組み合わされて、成形物１０の全体を成形するための組金型となる上金型を、第一のプレート１５内部に設けている。次に、この組金型について説明する。

図３は、図２のＡ−ＡＡ断面、すなわち、第一の分離面１２における射出成形用金型装置の、特に組金型の拡大断面図である。

第一の下金型１３には空洞部１９が形成されており、図示はしないが、第二の下金型１４も同様の構成となっている。これら第一、第二の下金型１３、１４を、第一の分離面１２で対向して組み合わされることで、円筒状の成形物１０（図１）の側面部を成形するための第一の空洞部２０を構成する。本実施の形態では成形物１０を略円筒状とするため、この第一の空洞部２０にスライドピン２１を挿入することで、成形物１０の内部を有底筒状としている。

また、上記第一の空洞部２０の天面部には、押さえプレート２２に保持された上金型２３が、第一、第二の下金型１３、１４の天面部を第二の分離面２４として載置、固定されている。第二の分離面２４に面した上金型２３には、成形物１０の天面部を成形するための第二の空洞部２５が形成されており、前記第一、第二の空洞部２０、２５と組み合わされることにより、成形物１０の全体を成形するための空洞部１９を形成している。この空洞部１９に、ホットランナー１８を介して注入された樹脂を、ランナー部９を経由して充填することで、略円筒状の成形物１０を成形するものである。上記のように、本実施の形態では、第一、第二の下金型１３、１４、上金型２３の三つの金型が組み合わされた組金型で成形物１０の成形を行うものである。

押さえプレート２２と上金型２３は、第一のプレート１５で第二の分離面２４に押圧、保持されるとともに、上金型２３は、押さえコマ２６を介して、第二のプレート１６でも同時に押圧、保持されている。さらに、第一、第二のプレート１５、１６は、ばねなどの押圧機構２７を有した押さえピン２８を備えており、この押さえピン２８により、一定の力で押さえプレート２２を押圧、保持している。

また、第一、第二の下金型１３、１４には、第一の分離面１２を略中心として、天面部に達する貫通孔２９が設けられている。そして、この貫通孔２９には、上下移動自在なイジェクターピン３０が挿通されている。本実施の形態では、この貫通孔２９およびイジェクターピン３０を、空洞部１９を中心として対称となるように、押さえプレート２２の両端部に配置した。イジェクターピン３０の先端部および第二の分離面２４に近い貫通孔２９の内側面には、略同一の傾斜角度を有して互いに当接可能な傾斜面３１、３２をそれぞれに設けている。成形終了後に、組金型をそれぞれ分離して内部の空洞部１９より成形物１０を取り出す際に、このイジェクターピン３０を上昇させることで、その天面を押さえプレート２２の底面に押圧して押し上げることで、まず上金型２３を第二の分離面２４より第一、第二の下金型１３、１４から分離する。そして、イジェクターピン３０をさらに上昇させることで、貫通孔２９の内側面に設けた傾斜面３１に、イジェクターピン３０の先端部に設けた傾斜面３２を当接させることにより、当接時に生じる押圧力を水平方向に分配して、その力により第一、第二の下金型１３、１４を第一の分離面１２で左右に分離するものである。次に、分離動作の詳細を説明する。

図４（ａ）は、本実施の形態の射出成形用金型装置の内部、すなわち組金型における斜視図であり、組金型の分離動作を説明するために、イジェクターピン３０の略中心を通る面で一部を切欠き断面図とした。図４（ｂ）は、図４（ａ）の円Ｂで示した切欠き断面におけるイジェクターピン３０先端の拡大図である。

まず初めに、溶融した樹脂を、ランナー部９を介して上金型２３、第一、第二の下金型１３、１４で構成される組金型内の空洞部１９（図３）へ注入、充填させた後、一定温度まで冷却する。次に、イジェクターピン３０を上昇させて、その先端を押さえプレート２２の底面に当接させて押圧する。さらにイジェクターピン３０を上昇させることにより、第二の分離面２４から押さえプレート２２とともに上金型２３を分離する。このとき、押さえプレート２２とともに、押圧機構２７、押さえピン２８も分離して第一、第二の下金型１３、１４から取り外す。こうすることで、図５（ａ）に示すように第二の分離面２４には、ランナー部９（ランナー部９に沿って成形された樹脂）と成形物１０の天面部１０ｂが露出する。このとき、図５（ｂ）に示すように、イジェクターピン３０の先端部と、第二の分離面２４近傍の貫通孔２９の内側面には、互いに略同一の傾斜角Ｃを有する傾斜面３２、３１をそれぞれ設けている。上金型２３を分離する際、イジェクターピン３０はこれら傾斜面３１、３２が当接しない範囲で上昇させるものである。尚、本実施の形態では、イジェクターピン３０を、空洞部１９を挟んで対称な位置に二箇所設けている。このように複数のイジェクターピン３０を設ける場合は、同時に押さえプレート２２に当接させて押し上げることで、上金型２３に損傷を与えずに確実に分離させることができる。

次に、そのままイジェクターピン３０を上昇させて、貫通孔２９内側面の傾斜面３１と、イジェクターピン３０先端の傾斜面３２とを当接させる。そして、さらにイジェクターピン３０を上昇させることにより垂直方向（ｚ方向）の力を水平方向（ｘ方向）に分配し、この分配した力で第一、第二の下金型１３、１４を第一の分離面１２から水平方向に分離させて、空洞部１９から成形物１０を取り出すものである。このとき重要なのが、イジェクターピン３０および貫通孔２９に設けた傾斜面３１、３２双方の傾斜角Ｃ（図５（ｂ））である。傾斜角Ｃを４５度未満とすることで、水平方向に分配される力のほうが大きくなるが、傾斜面３１、３２の摩擦力を考慮して傾斜角Ｃを１０度以下とすることで、第一、第二の下金型１３、１４を押し上げることなく、確実に第一の分離面１２で左右に分離させることができる。尚、傾斜面３１、３２の表面粗さは、鏡面に近づけることで、第一、第二の下金型１３、１４をより確実に分離させることができる。

このように、まず初めに第二の分離面２４で上金型２３を分離させた後に、第一の分離面１２で、第一、第二の下金型１３、１４を分離させることで、分離動作中に上金型２３と第一、第二の下金型１３、１４とが干渉することがない。そのため、これらの金型の破損などを防止してメンテナンス頻度を少なくすることができるので、生産性を高めることができる。

また、イジェクターピン３０の移動機構として、カム機構などを用いて打突動作させることにより、傾斜面３１、３２どうしを当接させる際に衝撃を与えることができるので、成形物１０の外側面に凹凸があり、樹脂の食いつきにより離型の困難な成形物１０であっても、確実に第一、第二の下金型１３、１４を分離させることができる。

尚、本実施の形態は略円筒形状の成形物１０の例であるが、円柱や角柱、角型筒状などその外形形状に限定されず適用可能である。

また、本実施の形態は、上金型２３を押さえプレート２２で保持しているが、第一のプレート１５で上金型２３を保持し、イジェクターピン３０で直接上金型２３の底面部を押圧して分離させてもよい。

上記の射出成形用金型装置を用いることで、外側面に凹凸などを形成した複雑な形状の成形物であっても、同期の必要のないイジェクターピンの動作のみの簡素な構成で、確実に金型を分離させることができる。

本発明に係る射出成形用金型装置は、第一の分離面で組み合わせて左右開閉自在な第一、第二の下金型と、これら第一、第二の下金型の天面を第二の分離面として組み合わせた上下移動自在な上金型とで、その内部に成形物を成形するための空洞部を構成している。さらにこの金型装置は、空洞部を略中心として対称な位置に、第一の分離面を略中心として第二の分離面まで達する貫通孔と、この貫通孔に挿通された上下に移動自在なイジェクターピンを備えている。この貫通孔は、上金型直下に配置され、イジェクターピンを上昇させることで上金型に当接させて押し上げることで、第二の分離面から上金型を分離する。そしてそのままイジェクターピンをさらに上昇させることで、第一、第二の下金型を第一の分離面で左右に分離させるので、イジェクターピンの動作のみで、同期の必要のない簡素な構成により、複雑な形状の成形物であっても確実に金型を分離させることができる作用効果を奏するので、入れ子型や組み金型からなる射出成形用金型装置に有用である。

本発明の射出成形用金型装置を用いて成形した成形物の一例を説明する外観斜視図本発明の射出成形用金型装置を説明する外観斜視図同射出成形用金型装置の内部構造を説明する拡大断面図（ａ）金型の分離動作を説明する射出成形用金型装置の一部切欠き斜視図、（ｂ）図４（ａ）の切欠き部の拡大断面図（ａ）金型の分離動作を説明する射出成形用金型装置の一部切欠き斜視図、（ｂ）図５（ａ）の切欠き部の拡大断面図（ａ）金型の分離動作を説明する射出成形用金型装置の一部切欠き斜視図、（ｂ）図６（ａ）の切欠き部の拡大断面図従来の射出成形用金型装置を説明する断面図

符号の説明

１０成形物
１２第一の分離面
１３第一の下金型
１４第二の下金型
１９空洞部
２０第一の空洞部
２２押さえプレート
２３上金型
２４第二の分離面
２５第二の空洞部
２９貫通孔
３０イジェクターピン
３１、３２傾斜面

Claims

第一の分離面に成形物の一部を形成するための第一の空洞部を有するとともに、この第一の分離面で組み合わせた左右移動自在な第一、第二の下金型と、前記第一の空洞部と組み合わせることで、成形物全体を形成するための空洞部となる第二の空洞部を有するとともに、前記第一、第二の下金型の天面を第二の分離面として組み合わせた上下移動自在な上金型と、前記第一、第二の下金型に挿通して上下に移動自在なイジェクターピンとからなり、前記第一、第二の下金型は、第一の分離面を略中心として上金型直下の第二の分離面まで貫通する貫通孔を備え、この貫通孔にイジェクターピンを挿通して上昇させ、その先端部で前記上金型の一部を押圧することにより第二の分離面から分離させた後、前記イジェクターピンをさらに上昇させることにより第一、第二の下金型を第一の分離面で左右に分離させて成形物を取り出すことを特徴とする射出成形用金型装置。
イジェクターピンおよび貫通孔は、空洞部を略中心として対称な位置に複数個所設けた請求項１に記載の射出成形用金型装置。
イジェクターピンの先端部の一部と、貫通孔の内側面の一部には、互いに当接可能な傾斜面を設けた請求項１または請求項２に記載の射出成形用金型装置。
傾斜面の傾斜角度を１０度以下とした請求項３に記載の射出成形用金型装置。