JP3087997B2 - 樹脂成形品の射出成形方法並びに射出成形金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガスチャンネル
部を有する樹脂成形品を精度良く成形できる樹脂成形品
の射出成形方法並びに成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、自動車用内装部品や弱電部品等に
合成樹脂の射出成形品が多く使われており、例えば、自
動車用ドアトリムの表面下側に設置されるドアポケット
は、図１０に示すように、ＰＰ樹脂，ＡＢＳ樹脂等の合
成樹脂を射出成形することにより、所要形状に成形され
ているとともに、このドアポケット１は、その上縁部１
ａに沿って、剛性を強化するために中空状のガスチャン
ネル部２が形成されている。

【０００３】そして、ドアポケット１にガスチャンネル
部２を形成する方法としては、通常、図１１に示す射出
成形金型を使用している。

【０００４】すなわち、成形金型は、キャビティ型３と
コア型４とから構成され、スプル３ａ，入口ゲート３ｂ
を通じてキャビティＣ内に溶融樹脂が射出充填され、図
１０に示す形状のドアポケット１が形成されるが、ガス
チャンネル部２を形成するために、溶融樹脂をキャビテ
ィＣ内に充填した後、コア型４に設置されたガスノズル
５を通じてガスが注入され、フレームを残して未固化状
態の余剰樹脂が出口ゲート３ｃを通じてスピルアウトさ
れ、排出樹脂収容キャビティ６内に収容されることによ
り、ガスチャンネル部２が形成される。

【０００５】また、キャビティＣ内に溶融樹脂を射出充
填する際、出口ゲート３ｃを通じて材料が外部に洩れる
ことを防止するために、シャットオフバルブ７が設置さ
れており、このシャットオフバルブ７は射出充填時には
出口ゲート３ｃを塞いでおり、ガスノズル５からガスを
注入する際は、このシャットオフバルブ７が開放状態と
なり、出口ゲート３ｃを通じてガスチャンネル部２に相
当する余剰樹脂が排出樹脂収容キャビティ６内に収容さ
れる。

【０００６】上記成形金型を使用してガスチャンネル部
２を有するドアポケット１の射出成形方法について、図
１２に示すタイムチャート図、図１３乃至図１５に示す
構成説明図を基に説明する。

【０００７】まず、図１３に示すように、キャビティ型
３とコア型４とを型締めした後、両型３，４間に形成さ
れるキャビティＣ内に溶融樹脂をスプル３ａ，入口ゲー
ト３ｂを通じて射出充填するが、このときシャットオフ
バルブ７は上方位置にあり、出口ゲート３ｃを閉鎖状態
に規制している。

【０００８】そして、溶融樹脂の射出充填が完了した
後、二次圧が所定時間加えられ、その後、図１４に示す
ように、シャットオフバルブ７を開放状態にするととも
に、ガスノズル５を通じてキャビティＣ内に所定圧で窒
素ガスが圧入され、フレーム部分以外の固化していない
溶融樹脂が出口ゲート３ｃを通じて排出樹脂収容キャビ
ティ６内に収容される。

【０００９】その後、図１５に示すように、エジェクタ
ピン８により型開きと同時にガスチャンネル部２を備え
たドアポケット１が上方に押し上げられ、ドアポケット
１を脱型すれば良い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスチ
ャンネル部を有する樹脂成形品の従来の射出成形方法並
びに射出成形金型においては、ガスチャンネル部２を形
成するために固化していない溶融樹脂を出口ゲート３ｃ
を通じて排出樹脂収容キャビティ６内に収容するため、
出口ゲート３ｃの固化閉塞前にシャットオフバルブ７の
開放操作とガスノズル５からのガス注入を行なう必要が
あり、特に、出口ゲート３ｃが細いため、このタイミン
グを制御することが非常に困難であった。

【００１１】そのため、溶融樹脂の射出充填後の二次圧
及び冷却時間に制約があり、また、ガスチャンネル部２
における肉厚制御も困難であり、ゲート断面やゲートラ
ンドをトライ・アンド・エラーで最適条件に設定するこ
とが必要であった。

【００１２】更に、ゲート部をカットした際、出口ゲー
ト３ｃの孔が製品跡として残り、見栄え上問題があっ
た。

【００１３】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、ガスチャンネル部を有する樹脂成形品の射
出成形方法並びに射出成形金型において、射出成形時の
二次圧，冷却時間に加わる制約を解消でき、しかもガス
チャンネル部の肉厚制御も簡単に行なえ、かつ、製品表
面の良好な外観品質が得られる樹脂成形品の射出成形方
法並びに射出成形金型を提供することを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、キャビティ型とコア型とから構成される
キャビティ内に溶融樹脂を射出充填した後、キャビティ
内にガスノズルを通じてガスを注入し、キャビティ内の
余剰樹脂を出口ゲートを通じて外部に排出することによ
り、ガスチャンネル部を形成してなる樹脂成形品の射出
成形方法において、前記出口ゲート内に進退動作するバ
ルブゲートピンを設置し、入口ゲートを通じてキャビテ
ィ内に溶融樹脂を充填する際は、バルブゲートピンをキ
ャビティ内に進入させ、出口ゲートを塞ぎ、溶融樹脂充
填後、ガスノズルを通じてキャビティ内にガスを注入す
る際は、バルブゲートピンを後退させ、出口ゲートを開
放することにより、出口ゲートを通じて余剰樹脂をエジ
ェクタピン上方に設置された排出樹脂収容キャビティ内
に収容することを特徴とする。

【００１５】更に、本発明は、キャビティ型とコア型と
を備え、両型間のキャビティ内に溶融樹脂を充填した
後、ガスノズルを通じてキャビティ内にガスを注入し
て、ガスチャンネル部を設けた樹脂成形品を成形する射
出成形金型において、キャビティ内に溶融樹脂を供給す
る入口ゲートと、ガスチャンネル部を形成するために余
剰樹脂を外部に排出するための出口ゲートが設定され、
シリンダにより出口ゲート内を進退動作するバルブゲー
トピンが上記出口ゲート内に設置されているとともに、
出口ゲートと連通し、排出樹脂収容キャビティが上下動
可能なエジェクタピン上方に設定されていることを特徴
とする。

【００１６】ここで、本発明方法並びに本発明に係る成
形金型を適用する対象としては、上縁にガスチャンネル
部を有するドアポケットや、周縁の少なくとも一部にガ
スチャンネル部を有するドアトリム等が挙げられる。

【００１７】次に、本発明に係る成形金型装置は、相互
に型締め，型開き可能なコア型とキャビティ型とからな
り、キャビティ型に設けられたスプル及び両型のパーテ
ィング面に設定された入口ゲートを通じてキャビティ型
とコア型との間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂が
射出充填されることにより、所要形状の成形品が射出成
形される。

【００１８】そして、樹脂成形品にガスチャンネル部を
形成するためのスピルアウト構造については、ガスチャ
ンネル部を形成するキャビティ内に窒素ガス等を注入す
るためのガスノズルがコア型に設置されているととも
に、フレーム部分以外の固化していない溶融樹脂を外部
に排出するための出口ゲート、及び排出樹脂を収容する
排出樹脂収容キャビティが設置されているが、この出口
ゲート内に挿通され、出口ゲート内で進退動作するバル
ブゲートピンが設定されているとともに、排出樹脂収容
キャビティは、上下動可能なエジェクションピンの上方
に設けられている。

【００１９】また、上記バルブゲートピンはシリンダ、
例えばエアシリンダ，油圧シリンダ等のシリンダにより
適宜タイミングで出口ゲート内を進退動作する。

【００２０】すなわち、溶融樹脂の射出充填時は、バル
ブゲートピンはその先端がキャビティ内に進入してお
り、出口ゲートが完全に塞がれた状態であり、ガスノズ
ルからキャビティ内に窒素ガスを注入する際は、バルブ
ゲートピンは後退しており、キャビティと出口ゲート及
び排出樹脂収容キャビティは連通状態にある。

【００２１】尚、出口ゲートは、キャビティ型とコア型
とのパーティング面に設定しても良いが、サブマリンゲ
ート，ノーズゲートのようにコア型内に設置することも
可能であり、また、エジェクタピンの外周面に設置する
ことも可能である。

【００２２】更に、バルブゲートピンは先端をテーパー
状に設置することにより熱集積を多くでき、樹脂冷却に
よるスキン層形成を極力減少させることが望ましく、そ
れ自体を加熱（自己発熱体）することにより、スキン層
がピン先端に形成されないようにすることも可能であ
る。

【００２３】以上の構成から明らかなように、本発明に
よれば、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填後、ガスノ
ズルを通じてキャビティ内にガスを注入する際、スライ
ド操作によりバルブゲートピンを引き抜き、フレーム
（ガスチャンネル形成部分）内の余剰樹脂を外部の排出
樹脂収容キャビティ内に導く必要最少限の通路を出口ゲ
ートに形成するため、ガスインジェクションではなく従
来の射出成形条件と同様、冷却時間，二次圧等を自由に
制御することが可能である。

【００２４】更に、排出樹脂収容キャビティを形成する
エジェクタピンは上下動可能であり、排出樹脂量をコン
トロール可能とし、出口ゲートにガスが流入する寸前で
排出樹脂収容キャビティ内に余剰樹脂が充填するように
制御すれば、出口ゲートによるガス経路の孔が製品面に
開かない。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る樹脂成形品の
射出成形方法並びに射出成形金型の実施形態について、
添付図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明方法を適用して成形したドア
ポケットの一部破断斜視図、図２は本発明方法に使用す
る射出成形金型の構成を示す概要図、図３は本発明方法
におけるタイムチャート図、図４乃至図６は本発明方法
の各工程を示す断面図、図７乃至図９は本発明方法に使
用する成形金型の別の実施形態を示す各断面図である。

【００２７】まず、図１は本発明方法を適用して成形し
たドアポケット１０であり、ドアポケット１０は、ＰＰ
樹脂，ＡＢＳ樹脂等、汎用の熱可塑性樹脂を射出成形す
ることにより所要形状に成形されており、剛性が要求さ
れる上縁部１１に沿って、ガスチャンネル部１２を有す
るフレーム１３が形成されており、表面にヒケが生じる
ことがなく、所望の断面係数を与えることにより、フレ
ーム１３は強固な剛性を維持している。

【００２８】次いで、図２は上記ドアポケット１０を成
形する際に使用する成形金型の一実施形態を示すもの
で、特に、ガスチャンネル部１２を形成する部分を示
す。

【００２９】すなわち、射出成形金型は、所望の型面を
有し、所定ストローク可動できる可動式のキャビティ型
２０と、所望の型面を備えた固定式のコア型３０とから
構成されており、図２はコア型３０に対してキャビティ
型２０を型締めした状態を示しており、キャビティ型２
０には溶融樹脂を供給するためのスプル２１と、キャビ
ティ型２０とコア型３０との間に形成されるキャビティ
Ｃ内にスプル２１から溶融樹脂を供給する入口ゲート２
２が両型２０，３０のパーティング面に形成されてい
る。

【００３０】更に、コア型３２は、キャビティＣ内に窒
素ガス等を注入するガスノズル３１が設置されていると
ともに、成形後、型開き動作と連繋して成形品をエジェ
クトするエジェクタピン３２，３３が設置されている。

【００３１】ところで、本発明は、ガスインジェクショ
ン工法におけるスピルアウト構造に特徴がある。

【００３２】すなわち、ガスチャンネル部１２を形成す
るために、余剰樹脂を外部に排出する構造として、キャ
ビティＣと連通する出口ゲート２３がキャビティ型２０
とコア型３０とのパーティング面に形成されているとと
もに、この出口ゲート２３と連通する排出樹脂収容キャ
ビティ３４が上下動可能なエジェクタピン３３の上方に
設定されており、また、出口ゲート２３内に進退可能に
挿通するバルブゲートピン４２がシリンダ４０のスライ
ダ４１に設けられている。

【００３３】更に詳しくは、スライダ４１に設置された
バルブゲートピン４２は、出口ゲート２３の径とほぼ同
一の径を備えており、シリンダ４０の動作により、スラ
イダ４１が伸張すれば、バルブゲートピン４２の先端は
キャビティＣ内に進入し出口ゲート２３を完全に塞ぐ状
態となり、この状態の時にキャビティＣ内に溶融樹脂が
射出充填され、二次圧がかけられる。

【００３４】そして、ガスノズル３１を通じてキャビテ
ィＣ内にガスが注入される時には、溶融樹脂を円滑に外
部に排出するために、シリンダ４０の動作によりスライ
ダ４１が後退し、それによりバルブゲートピン４２も後
退し、余剰樹脂はキャビティＣから出口ゲート２３を通
じてエジェクタピン３３上方の排出樹脂収容キャビティ
３４内に排出される。

【００３５】次に、上記成形金型を使用してガスチャン
ネル部１２を有するドアポケット１０の成形工程につい
て、図３に示すタイムチャート図、並びに図４乃至図６
の構成説明図を基に詳細に説明する。

【００３６】すなわち、図３のタイムチャート図から明
らかなように、本発明方法は、キャビティ型２０とコア
型３０との型締め，型開き操作とバルブゲートピン４２
のキャビティＣ内への進退操作のタイミングを制御すれ
ば足りる。

【００３７】まず、図４に示す射出成形時においては、
コア型３０に対してキャビティ型２０が型締め状態であ
り、スプル２１，入口ゲート２２を通じてキャビティＣ
内に溶融樹脂Ｐが射出充填され、所定の二次圧が所定時
間加えられる。

【００３８】このとき、出口ゲート２３内にバルブゲー
トピン４２が進入しており、バルブゲートピン４２の先
端はキャビティＣ内に位置し、出口ゲート２３は完全に
塞がれている。

【００３９】尚、バルブゲートピン４２の先端をテーパ
ー状に細くし、熱集積を多くすれば、樹脂冷却によるス
キン層形成を極力減少させることができる。

【００４０】次いで、キャビティＣ内に溶融樹脂Ｐを射
出充填して二次圧を加えた後、図５に示すように、シリ
ンダ４０の動作によりスライダ４１が後退し、バルブゲ
ートピン４２がキャビティＣ内から引き抜かれ、キャビ
ティＣ内の冷却固化樹脂Ｐ１（フレーム１３に相当す
る）を除いた余剰樹脂Ｐ２を排出樹脂収容キャビティ３
４内に収容するための必要最少限の通路を開けると同時
にガスノズル３１を通じてキャビティＣ内に窒素ガス等
のガスを注入する。

【００４１】この時、エジェクタピン３３は上下ストロ
ークが可変であるため、排出樹脂収容キャビティ３４の
容積を自由に調整でき、このことにより、ガスチャンネ
ル部１２の径、すなわち、フレーム１３の肉厚制御を容
易に行なうことができる。

【００４２】更に、出口ゲート２３にガスが流入する寸
前で排出樹脂収容キャビティ３４内に余剰樹脂Ｐ２が充
填するようにコントロールすれば、出口ゲート２３部分
にガス経路の孔が開かず、最少のゲート跡が残る程度と
なる。

【００４３】尚、バルブゲートピン４２それ自体を加熱
するか、あるいは自己発熱体を使用することにより、ス
キン層がピン４２先端にできないようにすることも可能
である。

【００４４】その後、図６に示すように、キャビティ型
２０を可動させるとともに、エジェクタピン３２，３３
を上方にストロークさせてドアポケット１０の成形が完
了するが、このとき、ドアポケット１０には出口ゲート
２３と排出樹脂収容キャビティ３４に相当するバリが形
成されるが、ゲートカット処理を行なえば、成形品に極
めて小さなゲート跡が残るだけで、外観見栄えに何等支
承を与えない。

【００４５】このように、本発明方法によれば、余剰樹
脂Ｐ２を排出するための出口ゲート２３にバルブゲート
ピン４２を進退可能に挿通して、余剰樹脂Ｐ２を排出樹
脂収容キャビティ３４内に導く最少限の通路を形成する
という構成にしたため、冷却時間，二次圧等を自由に制
御でき、表面の艶むら、ガスの一般部への流入等が防止
でき、かつ、フレーム１３の肉厚制御も簡単に行なえ、
成形精度に優れるとともに、ゲート部分に孔が開くこと
がなく、最少限のゲート跡が残るだけで、外観上の不具
合も最少限に抑えられるという利点がある。

【００４６】次いで、図７乃至図９は本発明に使用する
成形金型の別の実施形態を示すもので、出口ゲート２３
内にバルブゲートピン４２を挿通して、出口ゲート２３
に最少限の通路を形成するという基本構成は上述実施形
態と同様であるが、図７，図８に示すものは、出口ゲー
ト２３を上述したパーティングライン面ではなく、サブ
マリンゲート２３ａとしてコア型３０に穿設加工した構
成である。

【００４７】尚、この実施形態では、図８に示すよう
に、成形品の脱型時、サブマリンゲート２３ａは、樹脂
の弾性により脱型が可能であり、このようにサブマリン
ゲート２３ａを採用することにより、ゲート跡を目立た
ない箇所に設定でき、外観意匠性の向上を図ることがで
きる。

【００４８】更に、図９に示すように、エジェクタピン
３３の外周に出口ゲート２３ｂを設け、この出口ゲート
２３ｂ内に上下方向移動可能にバルブゲートピン４２を
設置することも可能であり、この場合においてもゲート
跡が外部に目立たず、製品外観の向上を図るという利点
がある。

【００４９】以上説明した実施形態は、ガスチャンネル
部１２を有するドアポケット１０を対象としたが、周縁
の一部に剛性を強化するガスチャンネル部等が形成され
たドアトリム等の自動車用内装部品やあるいは弱電部
品、民生機器等に使用される射出成形品に有効に適用で
き、適用範囲が広いため、本発明の実用価値は非常に高
いものといえる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、以下に記
載する格別の作用効果を有する。

【００５１】（１）本発明は、ガスチャンネル部を形成
するための余剰樹脂をキャビティ外に排出するために、
キャビティと排出樹脂収容キャビティとの間の出口ゲー
ト内にバルブゲートピンを進退可能に挿通し、出口ゲー
トに必要最少限のガス通路を開けるという構成であるた
め、射出成形時の二次圧，冷却時間等を自由に制御でき
るとともに、表面の艶むらやガスの一般部への流入等が
防止でき、成形精度を大幅に高めることができるという
効果を有する。

【００５２】（２）本発明は、余剰樹脂を収容する排出
樹脂収容キャビティを上下動可能なエジェクタピン上方
に設置することにより、排出樹脂量を自由にコントロー
ルできるため、ガスチャンネル部の肉厚制御を自由に行
なうことができるという効果を有する。

【００５３】（３）本発明は、出口ゲート内にバルブゲ
ートピンを挿通させ、バルブゲートピンを後退操作させ
ることにより、ガスチャンネル部を形成する余剰樹脂を
出口ゲートを通じて排出樹脂収容キャビティ内に収容す
るというものであるから、出口ゲートにガスが流入する
寸前で排出樹脂収容キャビティ内に余剰樹脂が充填する
ようにコントロールすれば、出口ゲートガス経路の孔が
開かず、最少のゲート跡が形成されるだけで、ゲートカ
ット跡の見栄えが従来のものに比べ向上するという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用して成形したドアポケットを
示す一部破断斜視図。

【図２】本発明に係る射出成形金型の概略構成を示す断
面図。

【図３】本発明方法のタイムチャート図。

【図４】本発明方法における溶融樹脂の射出充填状態を
示す断面図。

【図５】本発明方法におけるガス注入時の状態を示す断
面図。

【図６】本発明方法における成形後のエジェクタ状態を
示す断面図。

【図７】本発明方法に使用する成形金型の別の実施形態
を示す断面図。

【図８】図７に示す成形金型を使用した成形方法におけ
るエジェクタ状態を示す断面図。

【図９】本発明方法に使用する成形金型の更に別の実施
形態を示す断面図。

【図１０】従来のドアポケットを示す断面図。

【図１１】従来のガスインジョクション工法を採用した
射出成形金型を示す概略断面図。

【図１２】従来の射出成形方法を示すタイムチャート
図。

【図１３】従来の射出成形方法における溶融樹脂の充填
状態を示す断面図。

【図１４】従来の射出成形方法におけるガス注入状態を
示す断面図。

【図１５】従来の射出成形方法における成形品のエジェ
クタ状態を示す断面図。

【符号の説明】

１０ ドアポケット １２ ガスチャンネル部 １３ フレーム ２０ キャビティ型 ２２ 入口ゲート ２３ 出口ゲート ３０ コア型 ３１ ガスノズル ３２，３３ エジェクタピン ３４ 排出樹脂収容キャビティ ４０ シリンダ ４２ バルブゲートピン Ｃ キャビティ Ｐ 溶融樹脂 Ｐ１ 冷却固化樹脂 Ｐ２ 余剰樹脂

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ型（２０）とコア型（３０）
   とから構成されるキャビティ（Ｃ）内に溶融樹脂（Ｐ）
   を射出充填した後、キャビティ（Ｃ）内にガスノズル
   （３１）を通じてガスを注入し、キャビティ（Ｃ）内の
   余剰樹脂（Ｐ２）を出口ゲート（２３）を通じて外部に
   排出することにより、ガスチャンネル部（１２）を形成
   してなる樹脂成形品の射出成形方法において、 前記出口ゲート（２３）内に進退動作するバルブゲート
   ピン（４２）を設置し、入口ゲート（２２）を通じてキ
   ャビティ（Ｃ）内に溶融樹脂（Ｐ）を充填する際は、バ
   ルブゲートピン（４２）をキャビティ（Ｃ）内に進入さ
   せ、出口ゲート（２３）を塞ぎ、溶融樹脂（Ｐ）充填
   後、ガスノズル（３１）を通じてキャビティ（Ｃ）内に
   ガスを注入する際は、バルブゲートピン（４２）を後退
   させ、出口ゲート（２３）を開放することにより、出口
   ゲート（２３）を通じて余剰樹脂（Ｐ２）をエジェクタ
   ピン（３３）上方に設置された排出樹脂収容キャビティ
   （３４）内に収容することを特徴とする樹脂成形品の射
   出成形方法。
2. 【請求項２】 キャビティ型（２０）とコア型（３０）
   とを備え、両型間のキャビティ（Ｃ）内に溶融樹脂
   （Ｐ）を充填した後、ガスノズル（３１）を通じてキャ
   ビティ内にガスを注入して、ガスチャンネル部（１２）
   を設けた樹脂成形品（１０）を成形する射出成形金型に
   おいて、 キャビティ（Ｃ）内に溶融樹脂（Ｐ）を供給する入口ゲ
   ート（２２）と、ガスチャンネル部（１２）を形成する
   ために余剰樹脂（Ｐ２）を外部に排出するための出口ゲ
   ート（２３）が設定され、シリンダ（４０）により出口
   ゲート（２３）内を進退動作するバルブゲートピン（４
   ２）が上記出口ゲート（２３）内に設置されているとと
   もに、出口ゲート（２３）と連通する排出樹脂収容キャ
   ビティ（３４）が上下動可能なエジェクタピン（３３）
   上方に設定されていることを特徴とする樹脂成形品の射
   出成形金型。
3. 【請求項３】 前記バルブゲートピン（４２）の先端部
   分がテーパー状に設定されていることを特徴とする請求
   項２記載の樹脂成形品の射出成形金型。