JP2004042501A - 射出成形金型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定金型24と、この固定金型と分割面26で接離可能な可動金型25と、固定金型に設けられた樹脂注入口28及びこの樹脂注入口と連通する樹脂通路を有するホットランナ31と、このホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティ35に充填するエッジゲート32とからなり、キャビティは、固定金型に設けられ外周面に螺旋状の冷却水路38を有するキャビティ外筒部材36と、可動金型に設けられ前記キャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材37とから構成し、エッジゲートとともにキャビティ外筒部材の端面を前記分割面と一致または接近して設けたことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、筆記具、角形筒状品、試験管、採血管等の筒状の成形品を成形するに適した射出成形金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
成形品を成形する射出成形金型は、1台の成形用金型に複数のキャビティを設け、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を分配し、ホットランナで保温状態で前記キャビティに連通するエッジゲートに導くように構成されている。
【0003】
この射出成形金型は、1回の射出成形によって複数個の成形品を同時に成形できるように構成したもので、基本的には、中央部に設けられたスプルー部に1つの樹脂注入口と、これと連通して複数に分岐する分岐通路を有している。一方、金型本体には複数のキャビティが設けられ、これらキャビティに連通するエッジゲートを有した複数のノズルホルダユニットが設けられている。さらに、前記スプルー部の分岐通路と前記各ノズルホルダユニットとを連通するために、ヒータを有したホットランナが接続され、注入された溶融樹脂を保温状態でキャビティに導くように構成されている。
【0004】
従って、樹脂注入口から注入された溶融樹脂は、分岐通路を介して複数のホットランナに分配され、これらホットランナから複数のノズルホルダユニットを介してエッジゲートに導かれ、さらにエッジゲートから各キャビティに注入される。
【0005】
図6は、従来の射出成形金型の一部を示し、固定金型1と可動金型2とは分割面3で分割されるようになっている。固定金型1のスプルー部4には樹脂注入口5が設けられ、射出成形機(図示しない)から溶融樹脂が射出される。樹脂注入口5には複数に分岐する分岐通路6が連通して設けられている。
【0006】
分岐通路6はヒータ7を有したホットランナ8が接続され、このホットランナ8には二股に分岐されるエッジゲート9を介してそれぞれキャビティ10に連通している。キャビティ10は、固定金型1に設けられたキャビティ外筒部11と、可動金型2に設けられキャビティ外筒部11の内部に挿入されるキャビティ内筒部12との間の間隙によって構成されている。
【0007】
さらに、図7及び図8に示すように、エッジゲート9の両側には樹脂断熱層13a,13bが形成され、樹脂断熱層13a,13bはトーピード14を介してキャビティ10に連通している。エッジゲート9はゲート部を加工するために、固定金型1側と可動金型2側とに2分割しているため、分割ライン15が形成されている。この分割ライン15は固定金型1と可動金型2との分割面3から固定金型1側にH=6〜12mm離れた位置に形成されている。
【0008】
また、図6に示すように、キャビティ10の周囲にはこれと平行に複数個の冷却水路18が設けられている。この冷却水路18は円筒状で、その内部に軸方向に亘って仕切り板19を設けた構造で、冷却水路18の一端側には冷却水入口18aが設けられ、他端側には冷却水折返し部18bが設けられている。そして、冷却水路18の冷却水入口18aから供給された冷却水は仕切り板19によって仕切られた一方の水路を流れ、冷却水折返し部18bから他方の水路を流れて戻るように循環してキャビティ10に充填された溶融樹脂を冷却するようになっている。
【0009】
さらに、図7〜図9に示すように、キャビティ10を形成するキャビティ内筒部12の内腔には外周面に間隙部を存して軸方向にパイプ12aが同心的に設けられている。このパイプ12aの内部は冷却水往路12b、間隙部は冷却水往路12bとパイプ12aの先端部で連通する冷却水復路12cが設けられている。冷却水往路12bは冷却水供給源(図示しない)の吐出側と連通し、冷却水復路12cは冷却水供給源の吸込み側と連通する冷却水循環路が構成されている。そして、キャビティ10内に充填された溶融樹脂を内側から均一に冷却するようになっている。
【0010】
前述した射出成形金型は、筆記具等を成形する金型であって、キャビティ10に樹脂が充填されて成形される成形品20は、筒部20aと、筒部20aの基端部に設けた突起部20bとからなる。突起部20bが固定金型1と可動金型2との分割面3に位置している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように構成された射出成形金型は、エッジゲート9はゲート部を加工するために、固定金型1側と可動金型2側とに2分割している関係で、分割面3から固定金型1側に離れた位置に分割ライン15が形成されている。
【0012】
従って、成形された成形品20の筒部20aの外周面に分割ライン15の成形跡(段差)が残り、成形品20の品質、美観を損なうという問題がある。また、キャビティ10内の溶融樹脂を仕切り板19によって仕切られた冷却水路18を流れる冷却水によって冷却する構成であり、キャビティ10の場所によって温度差ができ、均一に冷却されないことから成形品20の筒部20aに変形が生じやすい。さらに、トーピード14がキャビティ10から離れているため、ゲート切れが悪いという問題がある。
【0013】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、キャビティに充填された溶融樹脂を均一に冷却でき、成形品の変形を防止することができると共に、ゲート切れが良好で、成形跡がなく、成形品の品質及び美観を向上できる射出成形金型を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、固定金型と、この固定金型と分割面で接離可能な可動金型と、前記固定金型に設けられた樹脂注入口及びこの樹脂注入口と連通する樹脂通路を有するホットランナと、このホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティに充填するエッジゲートとからなり、前記キャビティは、前記固定金型に設けられ外周面に螺旋状の冷却水路を有するキャビティ外筒部材と、前記可動金型に設けられ前記キャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材とから構成し、前記エッジゲートとともに前記キャビティ外筒部材の端面を前記分割面と一致または接近して設けたことを特徴とする。
【0015】
請求項2は、請求項1の前記螺旋状の冷却水路は、キャビティの樹脂入口側に冷却水入口を有し、キャビティの末端部側に冷却水出口を有することを特徴とする。
【0016】
請求項3は、請求項1の前記キャビティ内筒部材は、その内部に間隙部を存して軸方向にパイプを設け、このパイプの内部を冷却水往路、前記間隙部を冷却水往路と連通する冷却水復路とした冷却水循環路を備えていることを特徴とする。
【0017】
請求項4は、固定金型と、この固定金型と分割面で接離可能な可動金型と、前記固定金型に設けられた樹脂注入口及びこの樹脂注入口と連通する樹脂通路を有するホットランナと、このホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティに充填するエッジゲートとからなり、筒状で、その端部に突起部を有する成形品を成形する射出成形金型であって、前記成形品の筒部を成形するキャビティは、前記固定金型に設けられ外周面に螺旋状の冷却水路を有するキャビティ外筒部材と、前記可動金型に設けられ前記キャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材とから構成し、前記成形品の突起部を成形するキャビティは、前記固定金型と可動金型の分割面に設け、前記突起部を成形するキャビティに前記エッジゲートを連通したことを特徴とする。
【0018】
請求項5は、請求項1または4の前記ホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティに充填するエッジゲートは、ノズルホルダーの外周にヒータを埋め込んで一体に構成されていることを特徴とする。
【0019】
前記構成によれば、成形品の筒部を成形するキャビティが、外周面に螺旋状の冷却水路を有するキャビティ外筒部材と、このキャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材とから構成しているため、キャビティの内部に充填された溶融樹脂を螺旋状の冷却水路を流れる冷却水によって均一に冷却することができる。
【0020】
さらに、エッジゲートとともにキャビティ外筒部材の端面を分割面と一致または接近して設けることにより、エッジゲートのゲート部を形成するための分割ラインの成形跡が成形品に残ることはなく、成形品の品質を向上させることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
図1は射出成形金型の平面図、図2は図1のA−A線に沿う断面図、図3は図2のB部を拡大した断面図、図4はエッジゲートの概略的構成図である。射出成形金型は、図1に示すように、1台の金型本体21が複数ユニット、本実施形態では4つのユニット22a〜22dからなり、各ユニット22a〜22dには複数個、本実施形態では4個の成形品を同時に成形することができる成形部23a〜23dが設けられている。従って、1台の金型本体21で、同一形状または異なる形状の16個の成形品を同時に成形できるようになっている。
【0023】
成形部23a〜23dは同一構造であるため、その一つについて説明すると、図2に示すように構成されている。図2は射出成形金型の一部を示し、固定金型24と可動金型25とは分割面26で分割されるようになっている。固定金型24のスプルー部27には樹脂注入口28が設けられ、射出成形機(図示しない)から溶融樹脂が射出される。
【0024】
固定金型24には樹脂注入口25には前記複数の成形部23a〜23dに分岐する分岐通路29が連通して設けられている。分岐通路29はヒータ30を有したホットランナ31が接続されている。すなわち、ヒータ30はノズルホルダー31aの外周面に設けられた螺旋状の溝に一体に埋め込むことにより構成されている。このホットランナ31には二股あるいは多岐に分岐されるゲート部を有するエッジゲート32に連通し、エッジゲート32はトーピード33と連通している。
【0025】
エッジゲート32は、図3及び図4に示すように、例えば、BeCu等の熱伝導合金によって形成され、ゲート部を形成するために固定金型24側と可動金型25側とに2分割されている。そして、エッジゲート32の分割ライン32aは、固定金型24と可動金型25との分割面26に一致または接近しており、本実施形態では、H=0〜5mmに形成されている。
【0026】
さらに、ゲート部の両側に樹脂断熱層34a,34bが設けられている。そして、ゲート部から溶融樹脂がトーピード33を介して後述するキャビティ35に注入されるとき、樹脂断熱層34a,34bの半溶融状態の樹脂の一部が同時にキャビティ35に注入されるようになっている。
【0027】
キャビティ35は、固定金型24に設けられたキャビティ外筒部36と、可動金型25に設けられキャビティ外筒部36の内部に挿入されるキャビティ内筒部37との間の円筒状の間隙によって構成されている。キャビティ外筒部36の外周面には全長に亘って螺旋状の冷却水路38が設けられ、冷却水路38の一端側(エッジゲート部32側)は冷却水入口39aが、他端側は冷却水出口39bが設けられている。従って、冷却水入口39aから流入した冷却水は冷却水路38を螺旋状に流れて冷却水出口39bから流出し、キャビティ35内に充填された溶融樹脂を外側から均一に冷却するようになっている。
【0028】
さらに、キャビティ内筒部37の内腔37aには外周面に間隙部40を存して軸方向にパイプ41が同心的に設けられている。このパイプ41の内部は冷却水往路42、間隙部40は冷却水往路42とパイプ41の先端部で連通する冷却水復路43が設けられている。冷却水往路42は冷却水供給源(図示しない)の吐出側と連通し、冷却水復路43は冷却水供給源の吸込み側と連通する冷却水循環路44が構成されている。そして、キャビティ35内に充填された溶融樹脂を内側から均一に冷却するようになっている。
【0029】
本実施形態の射出成形金型は、筆記具等の軸部を成形する金型であって、キャビティ35に樹脂が充填されて成形される成形品45は、図5に示すように、筒部45aと、筒部45aの基端部に設けた突起部45bとからなる。突起部45bが固定金型24と可動金型25との分割面26に位置している。
【0030】
次に、前述のように構成された射出成形金型の作用について説明する。
【0031】
射出成形機から溶融樹脂が樹脂注入口28から射出成形金型に射出されると、溶融樹脂は、分岐通路29を介して4つのユニット22a〜22dの各成形部23a〜23dに分配される。ここで、一つの成形部23aについて説明すると、溶融樹脂は分岐通路29からホットランナ31に導かれる。
【0032】
溶融樹脂は、ホットランナ31からエッジゲート32に導かれ、このエッジゲート32の両側に設けられた樹脂断熱層34a,34bを介してトーピード33で合流した後、キャビティ35に充填される。このとき、樹脂断熱層34a,34b内の半溶融状態の樹脂の一部は射出された溶融樹脂と一緒にキャビティ35に充填される。
【0033】
一方、このとき、冷却水路38の冷却水入口39aから冷却水が流入され、キャビティ35の外側を囲むように螺旋状の冷却水路35を流れて冷却水出口39bから流出しているため、キャビティ35内に充填された溶融樹脂を外側から均一に冷却される。
【0034】
さらに、キャビティ35の内側には冷却水供給源から流入された冷却水が冷却水往路42を流れ、パイプ41の先端部で折り返して冷却水復路43に流れる冷却水循環路44が形成されているため、キャビティ35内に充填された溶融樹脂を内側からも均一に冷却される。
【0035】
従って、キャビティ35内の樹脂は短時間に冷却固化される。樹脂が冷却固化された後、固定金型24に対して可動金型25が後退すると、固定金型24と可動金型25は分割面26で分割され、キャビティ35の形状に倣った成形品45が得られ、本実施形態においては、16個の成形品45が同時に成形できる。
【0036】
また、エッジゲート32の分割ライン32aは、固定金型24と可動金型25との分割面26に一致または接近しており、成形品45の突起部45cの外周面となる部分から射出される。従って、エッジゲート32のゲート部を形成するための分割ライン32aの成形跡が成形品45に残ることはなく、成形品45の品質を向上させることができる。
【0037】
なお、本実施形態においては、成形品45の突起部45cの外周面となる部分から射出したが、成形品45の筒部45aと突起部45cとの境界部分から射出してもよい。
【0038】
また、前記実施形態においては、ボールペンの軸等の筆記具の成形について説明したが、医療用具、試験管等の円筒成形品、角筒状成形品等の成形に適用できる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、成形品の筒部を成形するキャビティが、外周面に螺旋状の冷却水路を有するキャビティ外筒部材と、このキャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材とから構成しているため、キャビティの内部に充填された溶融樹脂を螺旋状の冷却水路を流れる冷却水によって均一に冷却することができる。成形品の変形を防止できる。
【0040】
さらに、エッジゲートとともにキャビティ外筒部材の端面を分割面と一致または接近して設けることにより、エッジゲートのゲート部を形成するための分割ラインの成形跡が成形品に残ることはなく、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示す射出成形金型の平面図。
【図2】同実施形態を示し、図1のA−A線に沿う断面図。
【図3】同実施形態を示し、図2のB部を拡大した断面図。
【図4】同実施形態を示し、エッジゲートの概略的構成図。
【図5】成形品の半断面図。
【図6】従来の射出成形金型の断面図。
【図7】図6のC部を拡大した縦断側面図。
【図8】図7のC部を拡大した横断平面図。
【図9】従来のエッジゲートの概略的構成図。
【符号の説明】
24…固定金型
25…可動金型
26…分割面
28…樹脂注入口
31…ホットランナ
32…エッジゲート
33…トーピード
35…キャビティ
36…キャビティ外筒部材
37…キャビティ内筒部材
38…冷却水路
Claims (5)
- 固定金型と、この固定金型と分割面で接離可能な可動金型と、前記固定金型に設けられた樹脂注入口及びこの樹脂注入口と連通する樹脂通路を有するホットランナと、このホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティに充填するエッジゲートとからなり、
前記キャビティは、前記固定金型に設けられ外周面に螺旋状の冷却水路を有するキャビティ外筒部材と、前記可動金型に設けられ前記キャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材とから構成し、前記エッジゲートとともに前記キャビティ外筒部材の端面を前記分割面と一致または接近して設けたことを特徴とする射出成形金型。 - 前記螺旋状の冷却水路は、キャビティの樹脂入口側に冷却水入口を有し、キャビティの末端部側に冷却水出口を有することを特徴とする請求項1記載の射出成形金型。
- 前記キャビティ内筒部材は、その内部に間隙部を存して軸方向にパイプを設け、このパイプの内部を冷却水往路、前記間隙部を冷却水往路と連通する冷却水復路とした冷却水循環路を備えていることを特徴とする請求項1記載の射出成形金型。
- 固定金型と、この固定金型と分割面で接離可能な可動金型と、前記固定金型に設けられた樹脂注入口及びこの樹脂注入口と連通する樹脂通路を有するホットランナと、このホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティに充填するエッジゲートとからなり、筒状で、その端部に突起部を有する成形品を成形する射出成形金型であって、
前記成形品の筒部を成形するキャビティは、前記固定金型に設けられ外周面に螺旋状の冷却水路を有するキャビティ外筒部材と、前記可動金型に設けられ前記キャビティ外筒部材の内部に挿入されたキャビティ内筒部材とから構成し、前記成形品の突起部を成形するキャビティは、前記固定金型と可動金型の分割面に設け、前記突起部を成形するキャビティに前記エッジゲートを連通したことを特徴とする射出成形金型。 - 前記ホットランナに設けられ溶融樹脂をキャビティに充填するエッジゲートは、ノズルホルダーの外周にヒータを埋め込んで一体に構成されていることを特徴とする請求項1または4記載の射出成形金型。
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