JP2003311789A - ホットランナー金型のマニホールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプルーからキャビティまでの距離を等しく
なくとも各キャビティの充填バランスがとる。 【解決手段】 スプルー27に通じる基部ランナー29と、
この基部ランナー29から分岐する中間ランナー30と、こ
の中間ランナー30から分岐する樹脂出口部31ａ，31ｂと
により、キャビティ13ａ，13ｂへの流れが１６個に分岐
する。樹脂出口部31ａ，31ｂは、中間ランナー30からキ
ャビティ13ａ，13ｂに向かって外側に傾斜した逆Ｖ次状
である。これにより、樹脂の流動性が高まり、各キャビ
ティ13ａ，13ｂの充填バランスが良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の射出成形に用い
られるホットランナー金型のマニホールド装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば熱可塑性樹脂の射出成形において
は、１つの金型装置で複数の製品を成形することが行わ
れる。この場合、互いに開閉する固定型と可動型との間
に、製品形状の複数のキャビティが形成されるが、固定
型に設けられた１つの樹脂注入口からランナーにより各
キャビティへ樹脂を分配する。

【０００３】図５及び図６は、ホットランナー金型のマ
ニホールド装置におけるランナーの配置の一例を示した
ものである。図５におけるマニホルードは例えば16個取
りを示すものであって、ランナーは、スプルー１から２
分岐する基部ランナー２と、この基部ランナー２の先端
部から基部ランナー２に対して交叉方向に分岐する中間
１次ランナー３と、これら中間１次ランナー３の両端部
から交叉方向に分岐する中間２次ランナー４と、これら
中間２次ランナー４から交叉方向に分岐する中間３次ラ
ンナー５ａ，５ｂとがあり、この中間３次ランナー５
ａ，５ｂが加熱ホットチップシステムであるスピアシス
テムなどを介してキャビティ６ａ,６ｂに通じている。
スプルー１からキャビティ６ａ,６ｂまでの距離は、全
てのキャビティ６ａ,６ｂで等しい。そして、最終的に
キャビティ６ａ,６ｂへと通じる中間３次ランナー５
ａ，５ｂは、中間１次ランナー３側へ折り返した逆方向
ランナー５ａと、反対側へ向かう順方向ランナー５ｂと
があり、図６に示すように、これら逆方向ランナー５ａ
と順方向ランナー５ｂの終端側に垂直な樹脂出口部７を
形成し、この樹脂出口部７から各キャビティ６ａ，６ｂ
に樹脂を分配するようにしている。

【０００４】このような１つの金型装置で複数の製品を
成形するホットランナー金型のマニホールド装置におい
ては各キャビティ６ａ,６ｂ間での樹脂の充填バランス
が問題となる。特に、樹脂がＡＢＳ樹脂やポリスチレン
のような粘性の低くない熱可塑性樹脂である場合、前記
従来の金型装置では、基部ランナー２と中間１次ランナ
ー３と中間２次ランナー４とが同一平面上に位置してい
る場合、より内側に位置するキャビティ６ａで充填過剰
が生じ、より外側に位置するキャビティ６ｂで充填不足
を生じる傾向にある。その結果、成形された製品が寸法
の差異を生じることにもなる。

【０００５】このような各キャビティ６ａ,６ｂ間での
充填のアンバランスを解消する手段としては、各キャビ
ティ６ａ,６ｂ毎に、スピアシステムのボディーの温度
を変えることがある。例えば、内側のキャビティ６ａに
おける設定温度より外側のキャビティ６ｂで温度を高く
設定すれば、充填バランスがとれる。しかし、キャビテ
ィ６ａ,６ｂ毎に温度制御を変えるのでは、この温度制
御が面倒になる。しかも、スプルー１からキャビティ６
ａ,６ｂまでの距離を、全てのキャビティ６ａ,６ｂで等
しくなるように、ランナーを形成する必要があるから、
キャビティ６ａ,６ｂの個数にも限度であり、一回の射
出工程で成形可能な製品の数にも限界があった。

【０００６】さらに、基部ランナー２と中間１次ランナ
ー３と中間２次ランナー４とが同一平面上に位置し、中
間３次ランナー５ａ，５ｂの終端部に垂直な樹脂出口部
７を形成する場合、左右の樹脂出口部７を形成した入れ
子９を形成し、これをマニホルードに形成した凹部８に
組み込なければならず、金型構造が複雑化する。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、スプルーからキャビティまでの距離を等
しくなくとも各キャビティの充填バランスをとることが
できるとともに、金型構造を簡略することができるホッ
トランナー金型のマニホールド装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のホッ
トランナー金型のマニホールド装置は、前記目的を達成
するために、互いに開閉し型閉時に相互間に複数のキャ
ビティを形成する複数の型体を備え、この型体に、１つ
の樹脂注入口から前記各キャビティへ分岐するランナー
を形成したマニホールドを設けてなり、前記ランナー
は、前記樹脂注入口から分岐した基部ランナーと、この
基部ランナーに対して交叉方向に分岐する中間ランナー
とを設けるとともに、この中間ランナーから分岐して各
キャビティへ分配する樹脂出口部とを設け、この樹脂出
口部を前記キャビティ側に向かって逆Ｖ字状に傾斜させ
たものである。

【０００９】これにより、成形時、固定型と可動型とを
型閉してこれら固定型および可動型間に複数のキャビテ
ィを形成し、固定型の１つの樹脂注入口から注入した樹
脂をマニホールドのランナーにより分岐させて各キャビ
ティ内に充填する。樹脂は、ランナーにおいて、基部ラ
ンナーから中間ランナーへ分岐し、さらに、この中間ラ
ンナーから樹脂出口部に分岐して、各キャビティへ向か
う。この時、樹脂出口部を逆Ｖ字状に傾斜させたことに
より、これら樹脂出口部への樹脂の流動性が向上し、各
キャビティに樹脂が均等に充填される。

【００１０】本発明の請求項２のホットランナー金型の
マニホールド装置は、前記基部ランナーに複数列の中間
ランナーを並設するように分岐するとともに、これら中
間ランナーに複数列の樹脂出口部を並設するように分岐
してなるものである。

【００１１】樹脂出口部を逆Ｖ字状に傾斜させて両ラン
ナーへの樹脂の流動性を高めることによって、スプルー
からキャビティまでの距離を等しくなくとも各キャビテ
ィの充填バランスをとることができる、これにより、ス
プルーに対するキャビティの位置は制約を受けないた
め、よりキャビティの個数が増えるよに基部ランナーに
対する中間ランナー及び中間ランナーに対する樹脂出口
部の数を自由に設定することがで可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のホットランナー金型のマニホ
ールド装置の一実施例について、図１〜図５を参照しな
がら説明する。図２において、11は固定型、12は可動型
で、型体であるこれら固定型11および可動型12は、互い
に図示上下方向に移動して開閉し、型閉時に計１６個の
キャビティ13ａ，13ｂを相互間に形成するものである。

【００１３】前記固定型11は、キャビティ13ａ，13ｂを
形成する固定側型板16の背面（図示上面）側に第１固定
側受け板17が固定されており、この第１固定側受け板17
の背面側に第２固定側受け板18が固定されている。さら
に、この第２固定側受け板18の背面側には、固定側スペ
ーサーブロック19を介して、射出成形機の固定側プラテ
ンに取り付けられる固定側取り付け板20が固定されてい
る。そして、固定側スペーサーブロック19の内側に位置
して、第２固定側受け板18と固定側取り付け板20との間
には、一体の部材からなるマニホールド21がスペーサー
22を介して固定されている。また、射出成形機のノズル
が接続される１つのスプルーブッシュ26が前記固定側取
り付け板20を貫通してマニホールド21に固定されてい
る。このスプルーブッシュ26の内部は、樹脂注入口であ
るスプルー27になっている。

【００１４】また、前記マニホールド21内には、前記ス
プルー27から１６個の各キャビティ13ａ，13ｂへ分岐す
るランナーが形成されている。このランナーは、図２に
示すように、スプルー27に同軸的に通じる円柱形状の樹
脂注入口28と、この樹脂注入口28の先端部から垂直に２
分岐する円柱形状の基部ランナー29と、この基部ランナ
ー29の両端部からそれぞれ垂直に２分岐する円柱形状の
中間ランナー30と、これら中間ランナー30からそれぞれ
傾斜するように逆Ｖ状に２分岐する樹脂出口部31ａ，31
ｂとからなり、これら樹脂出口部31ａ，31ｂの先端部が
マニホールド21における第２固定側受け板18側の面へ抜
けるようになっている。前記樹脂注入口28は、固定型11
および可動型12の型開閉方向と平行な方向性を有してい
るが、前記基部ランナー29、中間ランナー30は、前記型
開閉方向と直交する一平面上に位置する。そして、樹脂
出口部31ａ，31ｂのみが前記型開閉方向に対して傾斜し
ている。また、樹脂注入口28，樹脂出口部31ａ，31ｂを
含めたランナー29，30は、ドリルにより加工されるが、
ドリル加工による孔の不必要な部分は、ねじ36により押
さえられた埋め子37により閉塞されている。また、図２
に示すように、マニホールド21の両面部には、ランナー
28，29及び樹脂出口部31ａ，31ｂ内の熱可塑性樹脂を加
熱するシーズヒーター38が埋設されている。

【００１５】そして、前記樹脂出口部31ａ，31ｂは、そ
れぞれ、スピアシステム41を介して前記各キャビティ13
ａ，13ｂに通じる。スピアシステム41は、固定側受け板
17，18を貫通してマニホールド21に固定されたブッシュ
42と、このブッシュ42に内蔵されたボディー43とを有
し、このボディー43にヒーターが内蔵されたものであ
る。そして、前記樹脂出口部31ａ，31ｂは、それぞれ、
スピアシステム41内の樹脂通路44およびゲート45を介し
て各キャビティ13ａ，13ｂに通じる。また、図２に示す
ように、中間ランナー30は基部ランナー29の両端から直
交するように分岐してＴ字に連通し、さらに中間ランナ
ー30のほぼ中間部と終端に２列の一次及び２次樹脂出口
部31ａ，31ｂが相互に平行するように並設されている。
したがって、スプルー27から各キャビティ13ａ，13ｂま
での距離は中間ランナー30の中間部から分岐した一次樹
脂出口部31ａ，31ｂのほうが中間ランナー30の終端から
分岐した二次樹脂出口部31ａ，31ｂより短い。

【００１６】前記可動型12は、キャビティ13ａ，13ｂを
形成する可動側型板51の背面（図示下面）側に可動側受
け板52が固定されており、図示していないが、この可動
側受け板52の背面側に可動側スペーサーブロックを介し
て、射出成形機の可動側プラテンに取り付けられる可動
側取り付け板が固定されている。また、可動側受け板52
と可動側取り付け板との間には、突き出しピン53を設け
た突き出し板が可動に設けられている。

【００１７】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。成形時には、固定型11と可動型12とを型閉し
て、これら両者間にキャビティ13ａ，13ｂを形成した状
態で、射出成形機のノズルからスプルー27内へ溶融した
ＡＢＳ樹脂あるいはポリスチレンなどの熱可塑性樹脂を
射出する。この樹脂は、スプルー27、樹脂注入口28、基
部ランナー29、中間ランナー30を通って樹脂出口部31
ａ，31ｂから分配され、その樹脂出口部31ａ，31ｂから
スピアシステム41の樹脂通路44内を通り、ゲート45から
各キャビティ13ａ，13ｂ内に充填される。そして、これ
らキャビティ13ａ，13ｂ内に充填された樹脂すなわち製
品が冷却、固化した後、固定型11と可動型12とを型開
し、突き出しピン53により製品を離型させて取り出す。
その後、再び型閉が行われ、以上の成形サイクルが繰り
返される。

【００１８】なお、マニホールド21のヒーター38やスピ
アシステム41のボディー43のヒーターの加熱により、樹
脂注入口28、ランナー29，30及び樹脂出口部31ａ，31ｂ
や樹脂通路44内の樹脂は、全成形サイクルを通じて常時
溶融状態に保たれる。これに対して、キャビティ13ａ，
13ｂ内に樹脂を充填するときは、スピアシステム41のチ
ップの加熱によりゲート45部分の樹脂は溶融状態になっ
て、ゲート45は開放状態になるが、それ以外のときは、
スピアシステム41のチップの冷却により、ゲート45部分
の樹脂は固化し、ゲート45が閉塞されることになる。

【００１９】ところで、前述のように、溶融した熱可塑
性樹脂は、マニホールド21において、基部ランナー29か
ら中間ランナー30へ垂直に屈曲し、さらに、この中間ラ
ンナー30の先端部からまず中間ランナー30の中間部から
分岐した樹脂出口部31ａ，31ｂに分岐し、さらに、中間
ランナー30の終端から分岐した樹脂出口部31ａ，31ｂに
分岐してそれぞれの各キャビティ13ａ，13ｂへ向かう。
このとき、基部ランナー29、中間ランナー30は同一平面
上に位置しているが樹脂出口部31ａ，31ｂは、各キャビ
ティ13ａ，13ｂ側に向かって外側に傾斜しているから、
樹脂の流動性を高めることができる。これにより、各キ
ャビティ13ａ，13ｂ間での樹脂の充填バランスが良好と
なり、中間ランナー30の中間部から分岐した樹脂出口部
31ａ，31ｂに通じるキャビティ13ａでも中間ランナー30
の終端部から分岐した樹脂出口部31ａ，31ｂに通じるキ
ャビティ13ａでも均等に樹脂が充填される。こうして、
キャビティ13ａ，13ｂ毎に温度制御を変えたり、スプル
ー27から各キャビティ13ａ，13ｂまでの距離を等しくな
くとも、各キャビティ13ａ，13ｂの樹脂の充填バランス
をとることができる。したがって、寸法などに差異のな
い安定した品質の製品が得られる。

【００２０】また、スプルー27から各キャビティ13ａ，
13ｂまでの距離を考慮する必要がないから、スプルー27
に通じる基部ランナー29に対する中間ランナー30，樹脂
出口部31ａ，31ｂの配置を自由に設定することができ
る。すなわち、本実施例では、基部ランナー29の両端か
ら交叉する中間ランナー30に対して２列の樹脂出口部31
ａ，31ｂを連通することが可能となる。これにより、従
来では、スプルー27から各キャビティ13ａ，13ｂまでの
距離を等しなるように、ランナー形状を形成る必要があ
るから、自ずとキャビティ13ａ，13ｂの数も制約されて
いたが、ランナー形状を比較的自由に設定可能な本実施
例においては、キャビティ13ａ，13ｂの数も増やすこと
が可能となる。このため、一回の射出工程でより多くの
製品を成形することができ、成形効率も高めることがで
きる。しかも、樹脂出口部31ａ，31ｂは中間ランナー30
に向かって傾斜した孔をあけるだけでよいから、入れ子
に水平な３次ランナーと垂直部を形成し、これを金型に
組み込むといった複雑な加工も不要であり、中間ランナ
ー30の端部にのみ埋め子37を組み込みむだけで済むから
金型加工も容易である。

【００２１】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例の金型装置は、１６個取りであったが、取り
数はそれに限るものではない。すなわち、本実施例は、
前述したように、スプルー27から各キャビティ13ａ，13
ｂまでの距離を考慮する必要がないから、図４に示すよ
うに、スプルー27に連通する基部ランナー29に４列の中
間ランナー30，30，30，30を並設し、さらに、この中間
ランナー30，30，30，30のそれぞれ傾斜した５列の樹脂
出口部31ａ，31ｂを並設するように分岐させるように形
成することによって計８０個取りとすることができる。
このように、本実施例におけるキャビティの個数は限定
されるものではない。

【００２２】また、前記実施例では、スピアシステムに
よりゲートを開閉するホットランナー金型装置を例に採
って説明したが、本発明は、ゲートを機械的に開閉する
バルブゲート式のホットランナー金型装置にも適用でき
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の請求項１のホットランナー金型
のマニホールド装置によれば、キャビティ側に通じる樹
脂出口部をキャビティ側に向かって逆Ｖ字状に傾斜させ
たので、樹脂の流動性が高まり、樹脂の温度自体を高く
したり、スプルーから各キャビティまでの距離を等しく
なるように設定することなく、各キャビティに樹脂を均
等に充填できる。また、前述のように、スプルーから各
キャビティまでの距離を考慮する必要がないから、キャ
ビティの個数を増やすことができ、成形効率を高めるこ
とができる。

【００２４】本発明の請求項２のホットランナー金型の
マニホールド装置によれば、樹脂通路の設計の自由度が
高くなるから、より効率的にキャビティを形成すること
ができ、これにより、成形効率をより高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホットランナー金型のマニホールド装
置の一実施例を示す金型装置の断面図である。

【図２】同上マニホールド装置の平面図である。

【図３】同上図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】同上ランナーの他の配置パターンを示すマニホ
ールド装置の平面図である。

【図５】従来のホットランナー金型のマニホールド装置
の一例を示すランナーの配置の説明正面図である。

【図６】従来のホットランナー金型における樹脂出口部
を示す図５のａ−ａ線に沿った説明側面図である。

【符号の説明】

11 固定型（型体） 12 可動型（型体） 13ａ，13ｂ キャビティ 21 マニホールド 27 スプルー 28 樹脂注入口 29 基部ランナー 30 中間ランナー 31ａ，31ｂ 樹脂出口部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに開閉し型閉時に相互間に複数のキ
   ャビティを形成する複数の型体を備え、この型体に、１
   つの樹脂注入口から前記各キャビティへ分岐するランナ
   ーを形成したマニホールドを設けてなり、前記ランナー
   は、前記樹脂注入口から分岐した基部ランナーと、この
   基部ランナーに対して交叉方向に分岐する中間ランナー
   とを設けるとともに、この中間ランナーから分岐して各
   キャビティへ分配する樹脂出口部とを設け、この樹脂出
   口部を前記キャビティ側に向かって逆Ｖ字状に傾斜させ
   たことを特徴とするホットランナー金型のマニホールド
   装置。
2. 【請求項２】 前記基部ランナーに複数列の中間ランナ
   ーを並設するように分岐するとともに、これら中間ラン
   ナーに複数列の樹脂出口部を並設するように分岐してな
   る特徴とする請求項１記載のホットランナー金型のマニ
   ホールド装置。