JP2001252756A - 金属射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多点注湯口を有する金型において、各注湯口
からの溶湯の射出タイミングのずれを緩和する。 【解決手段】 移動側金型２８には、固定側金型２６に
設けられる複数の注湯口３２ａとそれぞれ対向する位置
にそれぞれ貫通孔２８ａを形成し、各貫通孔２８ａに
は、これの軸方向中央部付近から左端部にかけてそれぞ
れねじ部２８ｂを形成するとともに、ねじ部２８ｂと螺
合するピン５４を移動可能に挿入し、ピン５４の先端部
と貫通孔２８ａの側壁とにより囲まれた部分によって湯
溜まり部５５を構成する。湯溜まり部５５は、ピン５４
に螺合しているナット５６を緩めピン５４を移動させて
深さを変えることにより体積を調整可能とし、ナット５
６を移動側金型２８に当接するように締めることにより
ピン５４の位置が固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属射出成形に使
用されるホットランナ金型やスリープレート金型などの
ように金属射出成形機から射出された溶湯が複数カ所か
らキャビティ内に注入されるように複数の注湯口（以
下、多点注湯口という）が形成されている金型に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の多点注湯口を有したホット
ランナ金型を使用した金属射出成形機の一部を示す側断
面図を、図５に図４のキャビティに溶湯が充填された状
態を示す側断面図を、図６に図５の金型が開かれて製品
が取り出される状態を示す側断面図を示す。

【０００３】これに示されるものは、内部にスクリュ１
０が設けられたシリンダ１２の外周部に、シリンダ１２
を加熱するためのシリンダヒータ１４と、シリンダヒー
タ１４を制御するための熱電対１６とがそれぞれ設けら
れている。シリンダ１２の先端にはノズル１８が設けら
れており、ノズル１８の外周部にはノズル１８を加熱す
るためのノズルヒータ２０と、ノズルヒータ２０を制御
するための熱電対２２とがそれぞれ設けられている。

【０００４】ホットランナ金型は、固定側金型２６と可
動側金型２８とにより構成されており、固定側金型２６
は、金型を取付ける型締め装置の型板２４に固定されて
移動が拘束されている。可動側金型２８は、固定側金型
２６に合わさってキャビテイを形成すると共に製品取り
出し時には開かれるように移動可能に構成されている。

【０００５】固定側金型２６内には、加熱保持されるホ
ットランナのマニホールド３０と、マニホールド３０に
接続し先端がキャビティ３３内に開口したホットランナ
ノズル（注湯口）３２とがそれぞれ設けられており、マ
ニホールド３０とホットランナノズル３２の外周部に
は、これらを加熱するための誘導加熱コイル３４がそれ
ぞれ設けられており、また図示はされていないが、ホッ
トランナノズル３２及びマニホールド３０にはそれぞれ
の温度を制御するための測温体が設置されている。

【０００６】ノズル１８の先端はマニホールド３０に当
接しており、シリンダ１２、ノズル１８、マニホールド
３０及びホットランナノズル３２内には、シリンダヒー
タ１４、ノズルヒータ２０及び誘導加熱コイル３４によ
り加熱された金属材料が溶融もしくは半溶融の金属（以
下、溶湯という）３６となって保持されている。ホット
ランナノズル３２の先端には、成型品とホットランナノ
ズル３２内の溶湯３６とが切り離される際に溶湯が凝固
して形成されるコールドプラグ３８が成形されており、
このコールドプラグ３８により溶湯３６が外部に漏れな
いようになっている。可動側金型２８には、複数本のエ
ジェクタピン４０の一端が軸方向に移動可能に貫通して
おり、各エジェクタピン４０の一端が可動側金型２８か
ら突出することにより成形品を押し出すことが可能であ
る。各エジェクタピン４０の他端はこれらを軸方向へ移
動可能なエジェクタプレート４２に固定されている。

【０００７】次に動作について説明する。

【０００８】ホットランナ金型の場合、溶湯３６を射出
する際には、まず、移動側金型２８を移動させて固定側
金型２６と移動側金型２８とを閉じた状態にする。次
に、誘導加熱コイル３４により、ホットランナノズル３
２の先端温度を溶湯３６を加熱保持するための保持温度
から急上昇させて、コールドプラグ３８を溶かし、これ
と同時にスクリュ１０を高速で前進させて、ホットラン
ナ３０、ノズル１８及びシリンダ１２内の溶湯３６を、
図５に示されるように、ホットランナノズル３２から順
次キャビティ３３内に射出させる。キャビティ３３内に
射出された溶湯３６は即座に凝固し、図６に示されるよ
うに、移動側金型２８が移動して金型が開いた後に、エ
ジェクタピン４０が移動側金型２８から突出する方向に
移動して成形品４３を押し出す。これにより成形品４３
が取り出される。

【０００９】また、図７に従来の多点注湯口を有したス
リープレート金型を使用した金属射出成形機の一部を示
す側断面図を、図８に図７のキャビティに溶湯が充填さ
れた状態を示す側断面図を、図９に図８の金型が開かれ
て製品及びランナが取り出される状態を示す側断面図を
それぞれ示す。なお、ホットランナ金型を使用したもの
と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００１０】これに示されるものは、固定側金型２６と
移動側金型２８に挟まれて中間型４４が設けられてお
り、固定側金型２６と中間型４４には、シリンダ１８か
ら射出された溶湯３６がキャビティ３３まで流れていく
流路であるランナ部（注湯口）５０が形成されている。
また、中間型４４には、ノズル１８と対向する位置に射
出されたコールドプラグ３８を補足するためのコールド
プラグキャッチャー４４ａが形成されている。固定側金
型２６内には、これから離隔するようにスライドしてラ
ンナ５２を押し出すことが可能なランナ板４８が設けら
れている。溶湯３６は、シリンダ１２及びノズル１８内
にシリンダヒータ１４及びノズルヒータ２０により加熱
保持されており、ノズル１８の先端にはコールドプラグ
３８が形成されている。

【００１１】また、スリープレート金型の場合は、溶湯
３６を射出する際に、まず、ランナ板４８、中間型４４
及び移動側金型２８を移動させて、固定側金型２６、ラ
ンナ板４８、中間型４４及び移動側金型２８を閉じた状
態にする。次に、スクリュ１０を高速前進させ、シリン
ダ１２内の計量された溶湯３６をノズル１８の先端から
押し出す。このとき、図８に示されるように、ノズル１
８の先端のコールドプラグ３８が押し出されてコールド
プラグキャッチャー４４ａに補足され、溶湯３６は、ラ
ンナ部５０を通ってキャビティ３３内に射出される。ラ
ンナ部５０及びキャビティ３３内に射出された溶湯３６
は即座に凝固し、図９に示されるように、中間型４４及
び移動側金型２８が移動して金型が開く。ランナ部５０
に成形されたランナ５２は、ランナ板４８がスライドす
ることにより取り出されるとともに、キャビティ３３内
に成形された成型品４３は、エジェクタピン４０が移動
側金型２８から突出する方向に移動して成型品４３を押
し出すことにより取り出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多点注湯口
を有するホットランナ金型を使用した成形では次のよう
な課題がある。すなわち、各ホットランナノズル３２は
それぞれ独立して誘導加熱コイル３４により加熱される
が、各ホットランナノズル３２は、これらを製造すると
きの誤差により断面積や長さに微妙な違いが生じてお
り、温度のばらつきも防ぐことができない。このため、
ホットランナノズル３２の温度のばらつきによって流動
抵抗が変わるなど、複数のホットランナノズル３２を使
用する場合、各種要因により射出時にそれぞれのホット
ランナノズル３２から溶湯３６の出るタイミングがずれ
るという問題点がある。また、プラスチックと異なり、
金属の凝固時間は１／１００秒程度と非常に短いので、
溶湯の充填時間のわずかなずれが成形品４３の欠陥につ
ながるという問題点がある。

【００１３】また、同じようにスリープレート金型を使
用した成形でも、各ランナ部５０は、これらを製造する
ときの誤差により断面積や長さに微妙な違いが生じてお
り、それぞれ流動抵抗が異なることになる。また、重力
の影響で下の方へ流れ易いなど上下の違いもある。この
ため、それぞれのランナ部５０から溶湯３６が射出する
タイミングが微妙にずれてしまう。

【００１４】このように、溶湯３６が射出するタイミン
グがずれると、キャビティ３３内における溶湯３６の充
填流れが意図したものと変わってしまい、湯合わせ位置
がずれて成型品４３に欠陥が生じたり、部分毎の充填率
にばらつきが生じることになるため、良品率が低下する
という問題がある。

【００１５】本発明は、このような課題を解決するため
のものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
従来のものの課題を解決するためのものであり、複数の
注湯口出口から射出される溶湯のキャビティへの充填タ
イミングを一致させることができる金型を提供すること
を目的とする。

【００１７】本発明のうちで請求項１記載の発明は、金
属射出成形機から射出された溶湯（３６）が複数カ所か
らキャビティ（３３）内に注入されるように複数の注湯
口（３２）が形成されている金属射出成形用金型におい
て、前記金型には、各注湯口（３２）出口に各々独立し
てそれぞれ湯溜まり部（５５）が形成されており、各湯
溜まり部（５５）はそれぞれ独立して体積調整可能であ
ることを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明のうちで請求項２記載の発明
は、金属射出成形機から射出された溶湯（３６）が複数
カ所からキャビティ（３３）内に注入されるように複数
の注湯口（３２）が形成されている金属射出成形用金型
において、前記金型には、各注湯口（３２）出口と対向
する位置にそれぞれ湯溜まり部（５５）が形成されてお
り、各湯溜まり部（５５）はそれぞれ独立して体積調整
可能であることを特徴とするものである。

【００１９】また、本発明のうちで請求項３記載の発明
は、請求項１又は２記載の発明において、前記各湯溜ま
り部（５５）は、それぞれの深さを変えることにより体
積を調整可能であることを特徴とするものである。

【００２０】また、本発明のうちで請求項４記載の発明
は、請求項１〜３のいずれか記載の発明において、前記
各湯溜まり部（５５）は、湯溜まり部（５５）の深さ方
向に移動可能なピン（５４，５８）の位置を変更するこ
とにより湯溜まり部（５５）の体積を調整可能としたこ
とを特徴とするものである。

【００２１】また、本発明のうちで請求項５記載の発明
は、請求項１〜４のいずれか記載の発明において、前記
金型はホットランナ金型であることを特徴とするもので
ある。

【００２２】ここで、「ホットランナ金型」とは、金属
射出成形において、ランナ部の温度を金属材料の溶融状
態を保持できるように制御して、ランナ部を固化させな
いで次のショットに使用することができる構造を有する
金型のことである。

【００２３】また、本発明のうちで請求項６記載の発明
は、請求項１〜４のいずれか記載の発明において、前記
金型はスリープレート金型であることを特徴とするもの
である。ここで、「スリープレート金型」とは、成型品
取出し部分とランナ、スプルー取出し部分とが型開き方
向に別々になっている構造を有する金型のことである。

【００２４】なお、上記かっこ内の符号は、後述する実
施の形態の対応する部材を示す。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
により説明する。

【００２６】図１に本発明を実施したホットランナ金型
を示す側断面図を、図２に本発明を実施した金型におけ
る溶湯の流れと、従来の金型における溶湯の流れとを示
す模式図をそれぞれ示す。

【００２７】なお、従来技術で説明した構成と重複する
部分に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２８】本実施の形態では、金型の各注湯口３２出
口と対向する位置に、各注湯口３２出口に各々独立して
それぞれ湯溜まり部５５が形成されており、各湯溜まり
部５５はそれぞれ独立して体積調整可能である。各湯溜
まり部５５は、湯溜まり部５５の深さ方向に移動可能な
ピン５４，５８の位置を変更することにより湯溜まり部
５５の体積を調整可能としたものである。

【００２９】具体的には、移動側金型２８には、固定側
金型２６の複数のホットランナノズル３２の先端部であ
る注湯口３２ａとそれぞれ対向する位置に貫通孔２８ａ
がそれぞれ形成されており、それぞれの貫通孔２８ａに
は、これの軸方向中央部付近から左端部にかけてそれぞ
れねじ部２８ｂが形成されている。各貫通孔２８ａに
は、それぞれのねじ部２８ｂと螺合するピン５４が移動
可能に挿入されており、ピン５４に螺合しているナット
５６を移動側金型２８に当接するように締めることによ
りピン５４の位置が固定される。ピン５４の先端部と貫
通孔２８ａの側壁とにより囲まれた部分によって湯溜ま
り部５５が構成される。湯溜まり部５５は、ナット５６
を緩めピン５４を移動させて深さを変えることにより体
積が調整可能となるので、湯溜まり部５５に流入する溶
湯３６の容量が調整可能となる。

【００３０】次に動作について説明するが、射出工程及
び成形品の取出し工程に関しては従来技術と同じなので
説明を省略し、溶湯３６がキャビティ３３内に充填され
る工程のみを、図２に基づいて説明する。

【００３１】すなわち、図２（ａ）に示されるように、
（１）ホットランナノズル３２内に加熱保持されている
溶湯３６は、（２）ホットランナノズル３２の注湯口３
２ａから射出された際に、まず、対向する位置にある湯
溜まり部５５内に注入され、（３）湯溜まり部５５が充
填された後、（４）キャビティ３３内を左右方向に流れ
ていく。

【００３２】一方、図２（ｂ）に示される従来の充填工
程では、（１）ホットランナノズル３２内に加熱保持さ
れている溶湯３６は、（２）ホットランナノズル３２の
注湯口３２ａから射出された際に、直接キャビティ３３
内に注入され、（３）キャビティ３３内を左右方向に流
れていく。

【００３３】したがって、従来の金型では注湯口３２か
ら射出された溶湯はすぐさまキャビティ３３内に充填さ
れていくが、本発明の場合、注湯口３２ａから射出され
た溶湯３６はまず湯溜まり部５５に充填されるため、従
来のものに比べてキャビティ３３内への充填が始まるタ
イミングに若干の遅れを生じさせることができる。

【００３４】すなわち、湯溜まり部５５の体積を、それ
ぞれ大きくしたり、小さくしたり、無くしたりすること
により、体積を大きくした湯溜まり部５５に対応する注
湯口３２ａから射出された溶湯３６は湯溜まり部５５で
滞留した後キャビティ３３へと流れ込むのでキャビティ
３３へ流れ込むタイミングが遅くなる。また、体積を小
さくした湯溜まり部５５の場合、大きくしたものよりも
溶湯３６がキャビティ３３へ流れ込むタイミングが早く
なり、湯溜まり部５５を無くしたものの場合は溶湯３６
は直接キャビティ３３へと流れ込む。このように、キャ
ビティ３３への充填が始まるタイミングの遅れは、湯溜
まり部５５に充填させる溶湯３６の容量が多ければ大き
くなり、少なければ小さくなるので、ピン５４の位置を
移動させて湯溜まり部５５の深さを変えることにより、
キャビティ３３内に溶湯３６が充填されるタイミングを
各ホットランナノズル３２毎に変えることができる。

【００３５】したがって、ホットランナノズル３２の断
面積や長さ、温度の違いなどによって流動抵抗が変わ
り、各注湯口３２ａから溶湯３６の射出されるタイミン
グが変わっても、湯溜まり部５５の深さを変えて、溶湯
３６がキャビティ３３内に充填されるタイミングのずれ
を緩和することができる。

【００３６】次に、図３に第２の実施の形態を示す。

【００３７】これは、可動側金型２８に、複数のホット
ランナノズル３２の先端部である注湯口３２ａとそれぞ
れ対向する位置に貫通孔２８ａがそれぞれ形成されてお
り、可動側金型２８が固定されているエジェクタプレー
ト４２には貫通孔２８ａと同心に、ねじ孔４２ａが貫通
している。貫通孔２８ａにはピン５８の先端部分が挿入
されており、ピン５８の後端部分に形成されている雄ね
じ５８ａがエジェクタプレート４２のねじ孔４２ａに螺
合している。ピン５８は、雄ねじ５８ａに螺合している
ナット５６をエジェクタプレート４２に当接するように
締めることにより位置が固定される。ピン５８の先端部
と貫通孔２８ａの側壁とにより囲まれた部分によって湯
溜まり部５５が構成される。湯溜まり部５５は、ナット
５６を緩めピン５８を移動させて深さを変えることによ
り体積が調整可能となるので、湯溜まり部５５に流入す
る溶湯３６の量が調整可能となる。また、ピン５８の後
端部とナット５６とはエジェクタプレート４２のスライ
ドスペースにあるため、金型を分解しなくても外部より
ピン５８の位置を調整可能であるので、臨機応変に対応
可能である。

【００３８】第２の実施の形態の動作に関しては第１の
実施の形態のものと同じであるため、説明を省略する。

【００３９】なお、上記実施の形態においては、湯溜ま
り部５５の体積を調整可能とするものとしてピン５４又
は５８を使用したが、これに限定されるものではなく、
体積が調整可能であるならばピン形状以外のものを使用
してもよい。また、ピン５４又は５８の長さ調整方法や
固定方法も限定されるものではない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、各注湯口（３２ａ）から射出された
溶湯（３６）はこれの出口部の湯溜まり部（５５）にま
ず充填されその後キャビティ（３３）へ流れ込むため、
湯溜まり部（５５）の体積を調整することにより、湯溜
まり部（５５）への溶湯の滞留量を変えて溶湯（３６）
がキャビティ（３３）へ流れ込むタイミングを調整する
ことができるので、微妙な条件によって変わり易い多点
注湯口（３２ａ）からの溶湯（３６）の出るタイミング
のずれを緩和させることができるので、良品率を向上さ
せることができる。

【００４１】また、本発明のうちで請求項２記載の発明
は、各注湯口（３２ａ）から射出された溶湯は、それぞ
れの注湯口（３２ａ）と対向する位置に設けた湯溜まり
部（５５）にまず充填されて、その後キャビティ（３
３）へ流れ込むことになる。これにより、各湯溜まり部
（５５）の体積を調整して、溶湯(３６）がキャビティ
（３３）へ流れ込むタイミングをそれぞれ変えることに
より、微妙な条件によって変わり易い多点注湯口（３２
ａ）からの溶湯（３６）の出るタイミングのずれを緩和
させることができるので、良品率を向上させることがで
きる。

【００４２】また、本発明のうちで請求項３記載の発明
は、湯溜まり部（５５）の深さを深くすることにより体
積を大きくし、また、湯溜まり部（５５）の深さを浅く
することにより体積を小さくして、溶湯（３６）がキャ
ビティ（３３）へ流れ込むタイミングをそれぞれ変える
ことができる。

【００４３】また、本発明のうちで請求項４記載の発明
は、ピン（５４、５８）を湯溜まり部（５５）の深さ方
向に移動させて湯溜まり部（５５）の深さを調整するこ
とにより湯溜まり部（５５）の体積を調整することがで
きる。

【００４４】また、本発明のうちで請求項５記載の発明
は、多点注湯口を有するホットランナ金型の各注湯口
（３２ａ）から溶湯（３６）が射出されるタイミングの
ずれを緩和することができる。

【００４５】また、本発明のうちで請求項６記載の発明
は、多点注湯口を有するスリープレート金型の各注湯口
（３２ａ）から溶湯（３６）が射出されるタイミングの
ずれを緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のホットランナ金型を示す側
断面図である。

【図２】（ａ）は本発明を実施した金型における溶湯の
流れと、（ｂ）は従来の金型における溶湯の流れとを示
す模式図である。

【図３】第２の実施の形態のホットランナ金型を示す側
断面図である。

【図４】従来のホットランナ金型を使用した金属射出成
形機の一部を示す側断面図である。

【図５】図４のキャビティに溶湯が充填された状態を示
す側断面図である。

【図６】図５の金型が開かれて製品が取り出される状態
を示す側断面図である。

【図７】従来のスリープレート金型を使用した金属射出
成形機の一部を示す側断面図である。

【図８】図７のキャビティに溶湯が充填された状態を示
す側断面図である。

【図９】図８の金型が開かれて製品及びランナが取り出
される状態を示す側断面図である。

【符号の説明】

２６ 固定側金型 ２８ 移動側金型 ２８ａ 貫通孔 ２８ｂ ねじ部 ３２ 注湯口 ５４ ピン ５５ 湯溜まり部 ５６ ナット ５８ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比枝 敏昭 広島県広島市安芸区船越南一丁目６番１号 株式会社日本製鋼所内 Ｆターム(参考） 4E093 NA01 NB01 PA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属射出成形機から射出された溶湯（３
   ６）が複数カ所からキャビティ（３３）内に注入される
   ように複数の注湯口（３２）が形成されている金属射出
   成形用金型において、 前記金型には、各注湯口（３２）出口に各々独立してそ
   れぞれ湯溜まり部（５５）が形成されており、各湯溜ま
   り部（５５）はそれぞれ独立して体積調整可能であるこ
   とを特徴とする金属射出成形用金型。
2. 【請求項２】 前記各湯溜まり部（５５）は、前記金型
   の各注湯口（３２）出口と対向する位置に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の金属射出成形用金
   型。
3. 【請求項３】 前記各湯溜まり部（５５）は、それぞれ
   の深さを変えることにより体積を調整可能であることを
   特徴とする請求項１又は２記載の金属射出成形用金型。
4. 【請求項４】 前記各湯溜まり部（５５）は、湯溜まり
   部（５５）の深さ方向に移動可能なピン（５４，５８）
   の位置を変更することにより湯溜まり部（５５）の体積
   を調整可能としたことを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか記載の金属射出成形用金型。
5. 【請求項５】 前記金型はホットランナ金型であること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の金属射出成
   形用金型。
6. 【請求項６】 前記金型はスリープレート金型であるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の金属射出
   成形用金型。