JP2008062400A

JP2008062400A - 成形金型

Info

Publication number: JP2008062400A
Application number: JP2006239463A
Authority: JP
Inventors: Takashi Horiuchi; 隆堀内
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】キャビティ３０ａに注入充填する溶融樹脂の流動粘度を安定させ、寸法精度の向上した肉厚の薄い板状プラスチック部品を形成する成形金型を提供する。
【解決手段】樹脂が流動する一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍の二次ランナー断面形状を一次ランナー断面形状より拡大し、また、二次ランナーの厚み方向断面形状を、一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍からキャビティのゲート近傍まで連続的に縮小形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、厚みの薄い板状プラスチック部品を形成する成形金型に関する。

工業製品に用いられている多くの金属部品は、軽量化やコストダウンの要求によって射出成形したプラスチック部品へ変更されている。また前記工業製品には容器の蓋、仕切り板、風防など多くの用途に板状プラスチック部品が用いられている。また、前記の板状プラスチック部品は板状のまま用いるだけでなく、他の部品と組み合わせる為の凹凸や穴、刻印などが形成され用いられる場合も多い。このような板状プラスチック部品は、通常成形金型を用いた射出成形加工により製造される。

このような従来の成形金型について、図面に基づいてその概要を説明する。図６は従来の成形金型を用いた成形時の溶融樹脂の流路を示す要部斜視図、図７は要部縦断面図であり、図８は従来の成形金型を用いて射出成形した板状プラスチック部品ブランクの斜視図を示す。図６、図７において、３１は一次ランナー溝、３１ａは一次ランナー溝の先端部、３２は二次ランナー溝、３０は金型、３０ａはキャビティであり、３０ｂはゲート溝、４０は一次ランナー溝３１および二次ランナー溝３２が形成され、金型３０が組み込まれる下型板、４１は一次ランナー溝３１および二次ランナー溝３２が形成された上型板である。

図８において、５０は成形金型、５１はスプルーであり、５２はスプルー５１から分岐した一次ランナーであり、５２ａは一次ランナー５２の先端部である。５３は一次ランナー５２から分岐した二次ランナー、５４はゲート、５５は板状プラスチック部品、Ａは板状プラスチック部品のゲート側厚みであり、Ｂは反ゲート側厚みである。また、Ｃは板状プラスチック部品のゲート側の幅であり、Ｄは反ゲート側の幅を示す。

次に前記成形金型５０の成形動作を説明する。射出成形機に取り付けられ、射出成形機の型締め機構で型締めされた前記従来の成形金型５０のキャビティ３０ａに溶融樹脂が射出充填され、板状プラスチック部品５５が成形された状態を図８に示している。射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂はスプルー５１、一次ランナー５２、二次ランナー５３と流動しゲート溝３０ｂに到達、さらに一次ランナー５２の先端部５２ａ(一次ランナー溝先端部３１ａ)に溶融樹脂が到達すると同時に、あらかじめ条件設定された最高の充填圧力となり溶融樹脂はゲート溝３０ｂより一気にキャビティ３０ａに充満し板状プラスチック部品５５が形成される。

通常成形品より肉厚の薄い板状プラスチック部品５５を形成するため、射出される溶融樹脂がキャビティ３０ａに完全充填される様に、射出成形機の成形条件は適切な樹脂計量とともに、高めの樹脂温度、高めの射出速度、高めの射出圧力が設定される。流動する溶融樹脂はランナー溝内面に接触した部分から冷却固化が進行し、外周部分から樹脂粘度が高まり高粘度化するため流動速度は低下する。中心部の低粘度部分が拡大しながら溶融樹脂は流動する。流動速度を上げるため一次ランナー５２の断面形状より二次ランナー５３の断面形状を縮小する場合も多い。

しかしながら、前記従来の成形金型５０では、ゲート溝３０ｂ近傍における二次ランナー５３の溶融樹脂低粘度部分は少なく、最高射出圧力に達した溶融樹脂が前記ゲート溝３０ｂを通過しキャビティ３０ａに注入される。高流動の低粘度溶融樹脂がキャビティ３０ａの反ゲート側に到達し冷却固化が進行しても溶融樹脂はキャビティ３０ａに未充填状態であり、つづいて高粘度の溶融樹脂が充填されキャビティ３０ａに充満し最高充填圧力が発生する。反ゲート側は冷却固化が進行しているために最高充填圧力の影響はゲート側に生じてゲート側の樹脂密度は高まり、反ゲート側は成形収縮するのに対してゲート側の成形収縮は少なく、プラスチック部品５５のゲート側厚みＡが反ゲート側厚みＢより増加、またゲート側幅Ｃが反ゲート側厚み幅Ｄより広くなるなど寸法精度が問題となっていた。

本発明の目的は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、キャビティ３０ａに注入充填する溶融樹脂の流動粘度を安定させ、寸法精度の向上した肉厚の薄い板状プラスチック部品を形成する成形金型を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の構成は、射出成形機のノズルから射出された樹脂がスプルー、一次ランナー、二次ランナーと流動し、続いてキャビティの片側端面に設けられたゲートから樹脂を注入して厚みの薄い板状プラスチック部品を形成する成形金型において、一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を一次ランナーの断面形状より拡大形成したことを特徴とする。

また、前記分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を、一次ランナーの断面形状より幅方向に拡大形成したことを特徴とする。

また、前記分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を、一次ランナーの断面形状より厚み方向に拡大形成したことを特徴とする。

また、前記分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を、一次ランナーの断面形状より幅方向および厚み方向に拡大形成したことを特徴とする。

また、前記二次ランナーの厚み方向断面図６は従来の成形金型を用いた成形時の溶融樹脂の流路を示す要部斜視図、図７は要部縦断面図であり、図８は従来の成形金型を用いて射出成形した板状プラスチック部品ブランクの斜視図形状を、一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍からキャビティのゲート近傍まで連続的に縮小形成したことを特徴とする。

以上のように本発明による厚みの薄い板状プラスチック部品を形成する成形金型は、樹脂が流動する一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍の二次ランナー断面形状を一次ランナー断面形状より拡大し、また、二次ランナーの厚み方向断面形状を、一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍からキャビティのゲート近傍まで連続的に縮小形成することによってゲートを通過しキャビティに注入充填する溶融樹脂の流動粘度を安定させ、寸法精度の向上した肉厚の薄い板状プラスチック部品を形成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は要部平面図、図１（ｂ）は要部縦断面図である。図１（ａ）、（ｂ）において１００は成形金型、２０ａは厚みの薄い板状プラスチック部品を形成するキャビティ、２０はキャビティ２０ａが形成された金型であり１０は金型２０を組み込む下型板、１１は上型板、２１は上金型である。またＥは成形後にランナーを離型するエジェクター、２２はスプルー穴であり、２５は一次ランナー溝、２５ａは一次ランナー溝先端部、２６はエアーベント、２７はエアー逃げ溝、１５は二次ランナー溝、１５ａおよび２０ｂはゲート溝である。また、Ｈ１は一次ランナーの溝幅、Ｈ２は二次ランナーの溝幅、また、Ｔ３は一次ランナーの溝厚み、Ｔ４は二次ランナーの溝厚みを示す。

次に本発明の成形金型１００の動作を説明する。射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂はスプルー穴２２から一次ランナー溝２５と流動し二次ランナー溝１５との分岐点に到達する。一次ランナー溝２５の溝幅Ｈ１に対して二次ランナー溝１５の溝幅Ｈ２は広くなって断面形状が拡大し、一次ランナー溝２５より二次ランナー溝へ流動する溶融樹脂の流動速度は低下し、二次ランナー溝１５へ充満してゲート溝１５ａ、２０ｂに到達する。

同時に、一次ランナー溝先端部２５ａに設けられたエアーベント２６およびエアー逃げ溝２７より、二次ランナー溝１５および一次ランナー溝２５内のエアーが排出され、溶融樹脂は一次ランナー溝先端部２５ａに到達する。そのとき流動する溶融樹脂は最高圧となり、ゲート溝１５ａ、２０ｂを通過し金型２０に形成されたキャビティ２０ａに注入される。低粘度高流動の溶融樹脂はゲート溝１５ａ、２０ｂを高速で流動通過しキャビティ２０ａに充満する。

次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。図２は第二の実施の形態である要部縦断面図を示す。図２において２０ａは厚みの薄い板状プラスチック部品を形成するキャビティ、２０はキャビティ２０ａが形成された金型であり１０は金型２０を組み込む下型板、１１は上型板、２１は上金型である。２５は一次ランナー溝、１５は二次ランナー溝、１５ａおよび２０ｂはゲート溝である。また、Ｔ３は一次ランナーの溝厚み、Ｔ４は二次ランナーの溝厚みである。二次ランナーの溝厚みＴ４以外は第一の実施の形態と同一の構成となっている。

本発明の第二の実施の形態においては二次ランナーの溝厚みＴ４が一次ランナーの溝厚みＴ３より大幅に増加したことによって、一次ランナー溝２５と二次ランナー溝１５との分岐点での溶融樹脂の断面積が大幅に拡大するため、溶融樹脂中央部を流動する低粘度高流動の溶融樹脂の量は大幅に増大し、また、前記分岐点近傍よりゲート溝１５ａおよび２０ｂまで二次ランナー溝１５の厚み断面を連続して縮小したことによって樹脂流動速度が増加、キャビティ２０ａに注入充填するのに充分な低粘度高流動の溶融樹脂が得られる。

次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。図３は本発明の成形金型を用い射出成形した板状プラスチック部品ブランクの斜視図を示す。図３において、８０は成形金型、８１はスプルーであり、８２はスプルー８１から分岐した一次ランナーであり、８２ａは一次ランナー８２の先端部である。８３は一次ランナー８２から分岐した二次ランナー、８４はゲート、５５は板状プラスチック部品、Ａは板状プラスチック部品のゲート側厚みであり、Ｂは反ゲート側厚みである。また、Ｃは板状プラスチック部品のゲート側の幅であり、Ｄは反ゲート側の幅を示す。

図４は成形金型８０の要部縦平面図、図５は要部断面図を示す。図４、図５において８０は成形金型、２０ａは厚みの薄い板状プラスチック部品を形成するキャビティ、２０はキャビティ２０ａが形成された金型であり１０は金型２０を組み込む下型板、１１は上型板、２１は上金型である。またＥは成形後にランナーを離型するエジェクター、２２はスプルー穴であり、２５は一次ランナー溝、２５ａは一次ランナー溝先端部、２６はエアーベント、２７はエアー逃げ溝、１５は二次ランナー溝、１５ａおよび２０ｂはゲート溝である。また、Ｈ１は一次ランナーの溝２５の幅、Ｈ２は二次ランナー溝１５の幅、Ｔ１は一次ランナー２５の溝厚み、Ｔ２は二次ランナーの溝厚みを示す。

次に本発明の成形金型８０の成形動作を説明する。一次ランナーの溝２５の幅Ｈ１および厚みＴ１に対して二次ランナー溝１５の幅Ｈ２および厚みＴ２が大幅に拡大する。一次ランナーの溝２５から二次ランナー溝１５に流動する溶融樹脂は流動速度が低下するために、ランナー溝内面に接触し固化が進み高粘度化した溶融樹脂は、前記ランナー溝内面に押し付けられ二次ランナー溝１５には低粘度の溶融樹脂一気に充満する。つづいて射出圧力が高まり、ゲート溝１５ａおよび２０ｂからキャビティ２０ａに低粘度の溶融樹脂が射出充填されて成形動作は完了する。その他の動作は第一および第二の実施の形態と同様であるので省略する。

また、本発明の実施の形態では、板状プラスチック部品を形成する成形金型の一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍の二次ランナー断面形状を一次ランナー断面形状より拡大したが、一次ランナーと二次ランナーの分岐後に二次ランナーの途中で断面形状を拡大することも同様の効果があり本発明の成形金型の構造に含まれる。

本発明の第一の実施の形態である成形金型の要部平面図および要部縦断面図である。本発明の第二の実施の形態である成形金型の要部縦断面図である。本発明の第三の実施の形態である成形金型の要部斜視図である。本発明の第三の実施の形態である成形金型の要部平面図である。本発明の第三の実施の形態である成形金型の縦断面図である。従来の成形金型の要部斜視図である。従来の成形金型の要部縦断面図である。従来の成形金型の要部斜視図である。

符号の説明

２０ａ，３０ａキャビティ
５０，８０，１００成形金型
２０金型
２１上金型
１０，４０下型板
１１，４１上型板
５１，８１スプルー
５２，８２一次ランナー
５３，８３二次ランナー
５５板状プラスチック部品
２５ａ，５２ａ，一次ランナー溝先端部

Claims

射出成形機のノズルから射出された樹脂がスプルー、一次ランナー、二次ランナーと流動し、続いてキャビティの片側端面に設けられたゲートから樹脂を注入して厚みの薄い板状プラスチック部品を形成する成形金型において、一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を一次ランナーの断面形状より拡大形成したことを特徴とする成形金型。
前記分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を、一次ランナーの断面形状より幅方向に拡大形成したことを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
前記分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を、一次ランナーの断面形状より厚み方向に拡大形成したことを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
前記分岐点近傍における二次ランナーの断面形状を、一次ランナーの断面形状より幅方向および厚み方向に拡大形成したことを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
前記二次ランナーの厚み方向断面形状を、一次ランナーと二次ランナーとの分岐点近傍からキャビティのゲート近傍まで連続的に縮小形成したことを特徴とする請求項２および請求項３に記載の成形金型。