JP3107502B2 - 射出成形金型 - Google Patents

射出成形金型

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JP3107502B2 JP07105595A JP10559595A JP3107502B2 JP 3107502 B2 JP3107502 B2 JP 3107502B2 JP 07105595 A JP07105595 A JP 07105595A JP 10559595 A JP10559595 A JP 10559595A JP 3107502 B2 JP3107502 B2 JP 3107502B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、筒状成形品を成形す
るに好適する射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒状成形品、例えば注射器のシリンジの
ように細長く、しかも薄肉の円筒体で、その一端部に底
部を有した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、溶融樹脂注入口か
ら注入された溶融樹脂を分配し、保温状態で前記キャビ
ティに連通する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つの溶融樹脂注入口と、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
ットランナーマニホールドが接続され、注入された溶融
樹脂を保温状態で導くように構成されている。
【０００４】したがって、溶融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ランナーに分配
され、これらランナーから複数のノズルホルダユニット
を介してゲートに導かれ、さらにゲートから各キャビテ
ィに注入される。
【０００５】ところで、従来のマルチゲート式の射出成
形金型は、図１０に示すように構成されている。すなわ
ち、１は金型本体であり、これは固定金型２と可動金型
３とから構成され、両金型２，３間にはキャビティプレ
ート４ａとキャビティコア４ｂとによって複数（同一構
造であるため１個のみを示す）のキャビティ４が形成さ
れている。固定金型２は、上部にベースプレート１０を
有している。このベースプレート１０の下面側には空間
部ａを形成する支持プレート１１が接合されている。前
記空間部ａには溶融樹脂の流通する樹脂通路１２を有す
る円筒形状のホットランナーマニホールド１３が設けら
れている。このホットランナーマニホールド１３には図
示しないがヒータが設けられていると共に溶融樹脂の溶
融樹脂注入口（図示しない）が設けられている。
【０００６】前記ホットランナーマニホールド１３に
は、樹脂通路１２と直角に、かつ端末部に連通する嵌合
穴１２ａが穿設されている。この嵌合穴１２ａは、ホッ
トランナーマニホールド１３の上面に開口しており、前
記空間部ａに連通している。
【０００７】嵌合穴１２ａには上端部にフランジ２０ａ
を有するバルブガイドブッシュ２０が挿入され、フラン
ジ２０ａは前記ベースプレート１０とホットランナーマ
ニホールド１３との間で挟持されている。
【０００８】バルブガイドブッシュ２０の下端部には直
角に屈曲された樹脂連絡通路２０ｂが穿設されている。
バルブガイドブッシュ２０の側部に開口する樹脂連絡通
路２０ｂの一端は前記樹脂通路１２に連通しており、底
部に開口する樹脂連絡通路２０ｂの他端は嵌合穴１２ａ
の底部に穿設された樹脂通路１２ｃに連通している。
【０００９】樹脂通路１２ｃに対向する前記支持プレー
ト１１にはキャビティプレート４ａまで延長したノズル
ホルダ２５が設けられ、これらノズルホルダ２５には上
端部が樹脂通路１２ｃと連通し、下端がゲート２６を介
してキャビティ４に連通する樹脂通路２５ａが設けられ
ている。さらに、ノズルホルダ２５にはバンドヒータ２
７が巻装され、溶融樹脂を保温状態で成形品の底部の中
央部に位置して設けたゲート２６に導くように構成され
ている。
【００１０】また、前記バルブガイドブッシュ２０の軸
心にはバルブ案内孔２１が形成され、このバルブ案内孔
２１にはニードルバルブ２２が上下方向に摺動可能に支
持されている。このニードルバルブ２２は、真直ぐな棒
状体で、ノズルホルダ２５の樹脂通路２５ａを貫通して
前記ゲート２６まで延長し、その下端にはゲート２６を
開閉するバルブ部２２ａが形成されている。
【００１１】前記ニードルバルブ２２の上端部は前記ベ
ースプレート１０に設けられたエアシリンダ２３のバル
ブ作動用ピストン２３ａに連結され、進退駆動され、前
進時は図１０（ａ）に示すようにゲート２６は遮断さ
れ、後退時には同図（ｂ）に示すようにゲート２６が開
放され、溶融樹脂がキャビティ４に流れ込むようになっ
ている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前述のように構成され
た射出成形金型は、成形品の底部の中央部にゲート２６
が設けられている。したがって、ニードルバルブ２２が
後退してゲート２６が開放すると同時に樹脂通路２５ａ
から溶融樹脂がゲート２６を介してキャビティ４内に流
れ込むが、ゲート２６は単一のポートであり、キャビテ
ィ４は成形品の形状を象った空隙であるため、溶融樹脂
が均一にキャビティ４の隅々まで行き渡りにくい。
【００１３】このため、キャビティ４を形成するキャビ
ティコア４ｂに偏った樹脂圧力が加わり、キャビティコ
ア４ｂが傾いて成形品に肉厚部分と肉薄部分が発生し、
特に注射器のシリンジのように細長い円筒状の成形品の
場合にはキャビティコア４ｂも細くなるため、キャビテ
ィコア４ｂが傾きやすく、成形品の品質にバラツキがで
きるという問題がある。また、成形品の底部にゲート２
６が位置しているため成形品の底部にゲート跡が残ると
いう問題がある。
【００１４】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、溶融樹脂の注入によ
ってキャビティコアが傾くことがなく、また成形品のゲ
ート跡が残ることがなく、品質の高い成形品を成形でき
る射出成形金型を提供することにある。
【００１５】
【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、固定金型と、この固定金型に対して進
退可能な可動金型と、前記固定金型と可動金型との間に
形成されたキャビティと、前記固定金型に設けられた樹
脂注入口およびこれと連通する樹脂通路と、この樹脂通
路に連通して設けられ溶融樹脂を前記キャビティに導く
環状のゲートと、前記樹脂通路およびゲートに貫通して
設けられ先端部が前記キャビティを形成するキャビティ
コアに係合支持されたスリーブガイドニードルと、この
スリーブガイドニードルに軸方向に進退自在に嵌合され
前記ゲートを開閉するスリーブバルブとを具備したこと
を特徴とする。前記スリーブガイドニードルは、筒状に
形成され、内部に冷却媒体流通路が形成されていること
を特徴とする。また、前記スリーブバルブは、先端部の
テーパ外周面が形成され、前進時にこのテーパ外周面は
ノズルのテーパ内周面と密着するようにしたことを特徴
とする。また、前記スリーブガイドニードルは、その先
端部形状が成形品の一部を形成することを特徴とする。
さらに、前記スリーブガイドニードルは、少なくとも先
端部形状が成形品の内周面を形成する異形であり、この
スリーブガイドニードルに進退自在に嵌合するスリーブ
バルブの先端面は成形品の端面を形成することを特徴と
する。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【作用】前述した構成の射出成形金型によれば、ゲート
が開放して溶融樹脂がゲートに流れ込み、キャビティコ
アに樹脂圧力が加わっても、キャビティコアがスリーブ
ガイドニードルによって係合支持されているため、キャ
ビティコアの傾きを防止できる。
【００２０】
【実施例】以下、この発明の各実施例を図面に基づいて
説明するが、従来と同一構成部分は同一番号を付して説
明を省略する。図１および図２は第１の実施例を示し、
マルチゲート式の射出成形金型の要部を示す。図１に示
すように、ノズルホルダ２５の樹脂通路２５ａには棒状
のスリーブガイドニードル３１が貫通して設けられてい
る。このスリーブガイドニードル３１は基端部は進退駆
動用のエアシリンダ２３のバルブ作動用ピストン２３ａ
に穿設された貫通孔３２を貫通してベースプレート１０
に固定され、先端部にはテーパ部を有する係合凸部３１
ａが形成されている。
【００２１】前記スリーブガイドニードル３１には円筒
状のスリーブバルブ３３が軸方向に進退自在に嵌合され
ている。このスリーブバルブ３３の基端部は進退駆動用
のエアシリンダ２３のバルブ作動用ピストン２３ａに固
定され、先端部はゲート３０まで延長していると共にテ
ーパ外周面３３ａが形成されている。
【００２２】ゲート３０は、円環状に形成されており、
図２に示すように、スリーブバルブ３３の先端面でゲー
ト３０を開閉するようになっている。さらに前記スリー
ブバルブ３３のテーパ外周面３３ａの角度はキャビティ
プレート３５ａに形成されたノズル３４のテーパ内周面
３４ａと同一角度に形成され、スリーブバルブ３３の前
進時にはテーパ外周面３３ａとテーパ内周面３４ａとが
密着し、ゲート３０を確実に遮断するようになってい
る。
【００２３】キャビティ３５は、例えば薄肉円筒状の成
形品を成形するために形成されており、大径部３５ａと
小径部３５ｂとからなり、両者は傾斜部３５ｃによって
連続している。このキャビティ３５を形成するキャビテ
ィコア３６の頂部、つまりキャビティ３５の小径部３５
ｂに対応する部分には係合凹部３６ａが形成されてい
る。
【００２４】そして、係合凹部３６ａにはスリーブガイ
ドニードル３１の係合凸部３１ａが係合しており、スリ
ーブガイドニードル３１によってキャビティコア３６を
支持している。すなわち、キャビティコア３６は成形品
の形状によって異なるが、細長い筒状成形品の場合には
細長い円柱体となり、しかも基端部が固定されているだ
けであるため、キャビティ３５に注入される樹脂圧力に
よって傾く虞があるが、スリーブガイドニードル３１に
よってこれを防止している。
【００２５】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。射出成形機のノズルから溶
融樹脂注入口に溶融樹脂を射出すると、溶融樹脂はホッ
トランナーマニホールド１３の樹脂通路１２を介して樹
脂通路２５ａに導かれ、さらにノズル３４の順に導かれ
るが、ノズル３４のテーパ内周面３４ａとスリーブバル
ブ３３のテーパ外周面３３ａとが密着してゲート３０が
遮断されているため溶融樹脂はノズル３４部分で止まっ
ている。
【００２６】そこで、バルブ作動用ピストン２３ａを作
動してスリーブガイドニードル３１をガイドとしてスリ
ーブバルブ３３を後退させると、バルブ部３３ａがゲー
ト３０から離れ、円環状のゲート３０が開口して樹脂通
路２５ａの内部の溶融樹脂はゲート３０を介してキャビ
ティ３５に充填される。このとき、キャビティ３５に注
入される樹脂圧力が、キャビティコア３６に加わるが、
ゲート３０は円環状であり、しかもキャビティコア３６
はスリーブガイドニードル３１によって支持されている
ため、傾くことはなく、キャビティ３５に均一に溶融樹
脂が流れる。
【００２７】所定量の溶融樹脂の充填が完了すると、バ
ルブ作動用ピストン２３ａが作動してスリーブバルブ３
３が前進し、ノズル３４のテーパ内周面３４ａとスリー
ブバルブ３３のテーパ外周面３３ａとが密着してゲート
３０が遮断される。
【００２８】したがって、圧力損失がなく、成形サイク
ルを高めることができる。またゲート３０が円環状であ
り、成形品の端面から注入しているために成形品のゲー
ト跡が残ることがなく、品質の高い成形品を成形できる
という効果がある。
【００２９】図３は得られた成形品を示し、同図（ａ）
は注射器のシリンジであり、同図（ｂ）は筒状体であ
る。これらの成形品Ａはその端面から矢印で示すように
樹脂が注入されるため、成形品Ａの外周面にはゲート跡
が残らない。成形品Ａの端面Ｂには環状ゲートによる環
状ゲート跡がある程度残るが、端面Ｂであるため目立た
ないと共に、成形品Ａの形状の一部に見える。同図
（ｃ）はスリーブガイドニードル３１の先端部がキャビ
ティコアの役目をして成形品Ａの内周面を形成した成形
品Ａを示したものであり、スリーブバルブ３３の先端面
が成形品Ａの端面を形成してゲート跡が残らないように
したものである。
【００３０】図４は第２の実施例を示し、第１の実施例
と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。こ
の実施例はダイレクトゲート式射出成形金型の要部を示
す。ベースプレート１０にはスプルーブッシュ３７が設
けられ、このスプルーブッシュ３７には溶融樹脂注入口
３８が設けられている。そして、この溶融樹脂注入口３
８はウエッジガイドブロック３９を貫通する樹脂流通ポ
ート４０を介してノズルホルダ２５の樹脂通路２５ａに
連通している。
【００３１】また、前記ウエッジガイドブロック３９に
は横穴４１とこの横穴４１に対して直交する縦穴４２が
設けられている。横穴４１には平行する２枚のウエッジ
４３が進退自在に挿入されており、これは油圧または空
圧シリンダ（図示しない）によって駆動されるようにな
っている。ウエッジ４３には傾斜したカム溝４４が設け
られている。
【００３２】２枚のウエッジ４３間にはカムピン４５が
介入されており、この両端部は前記カム溝４４にスライ
ド自在に係合している。カムピン４５の中間部は大径に
形成され、この大径部にはスリーブガイドニードル３１
が貫通する貫通孔４６が設けられている。さらに、前記
縦穴４２には縦方向に進退自在な昇降ブロック４７が挿
入されており、この昇降ブロック４７の上端部には前記
カムピン４５の大径部と嵌合する嵌合孔４８が設けられ
ている。昇降ブロック４７の下端部には内周面にねじ部
を有する凹陥部４９が穿設され、この凹陥部４９にはブ
ッシュ５０がねじ込まれている。
【００３３】ブッシュ５０には縦方向に嵌合孔５１が穿
設されており、この嵌合孔５１にはスリーブガイドニー
ドル３１およびこのスリーブガイドニードル３１に嵌合
されたスリーブバルブ３３が挿入されている。このスリ
ーブバルブ３３の基端部には鍔部５２が設けられ、この
鍔部５２がブッシュ５０に掛止されている。
【００３４】図４の状態はゲート３０が遮断された状態
であるが、油圧または空圧シリンダによってウエッジ４
３を前進させると、傾斜したカム溝４４に係合している
カムピン４５が押し上げられ、これに伴って昇降ブロッ
ク４７が上昇する。したがって、昇降ブロック４７に固
定されているブッシュ５０が上昇し、スリーブバルブ３
３が一体に上昇する。そして、バルブ部３３ａがゲート
３０から離れ、円環状のゲート３０が開口して樹脂通路
２５ａの内部の溶融樹脂はゲート３０を介してキャビテ
ィ３５に充填される。このとき、キャビティ３５に注入
される樹脂圧力が、キャビティコア３６に加わるが、キ
ャビティコア３６はスリーブガイドニードル３１によっ
て支持されているため、傾くことはなく、キャビティ３
５に均一に溶融樹脂が流れ、第１の実施例と同様の作用
効果がある。
【００３５】図５は第３の実施例を示し、第１の実施例
と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。同
図（ａ）はマルチゲート式射出成形金型の要部を示し、
同図（ｂ）はダイレクトゲート式射出成形金型の要部を
示す。この実施例は、スリーブガイドニードル５３を筒
状に形成し、内部に冷却媒体流通路５４を形成したもの
である。
【００３６】同図（ａ）に示すマルチゲート式射出成形
金型のスリーブガイドニードル５３には軸方向全体に亘
って貫通する冷却媒体流通路５４が設けられ、スリーブ
ガイドニードル５３の基端部はベースプレート１０に固
定されている。ベースプレート１０には冷却水または冷
却エアー等の冷却媒体ポート５５が設けられ、スリーブ
ガイドニードル５３の冷却媒体流通路５４に連通してい
る。また、スリーブガイドニードル５３の先端部の係合
凸部５３ａはキャビティコア３６の係合凹部３６ａに係
合しており、冷却媒体が冷却媒体流通路５４を介してキ
ャビティコア３６の係合凹部３６ａまで流通するように
なっている。
【００３７】同図（ｂ）に示すダイレクトゲート式射出
成形金型のスリーブガイドニードル５３にも同様に冷却
媒体流通路５４が設けられ、スリーブガイドニードル５
３の基端部はスプルーブッシュ３７に固定されている。
スプルーブッシュ３７には冷却水または冷却エアー等の
冷却媒体ポート５６が設けられ、スリーブガイドニード
ル５３の冷却媒体流通路５４に連通している。その他の
構成はマルチゲート式射出成形金型と同一であり、説明
を省略する。
【００３８】図６は第４の実施例であり、第３の実施例
においては、スリーブガイドニードル５３およびスリー
ブバルブ３３を円筒状に形成したが、これに限定され
ず、次のように構成してもよい。すなわち、同図（ａ）
は断面が長方形状のスリーブガイドニードル５３に、断
面が長方形状の内腔を有するスリーブバルブ３３を嵌合
したものである。同図（ｂ）は断面が正方形状のスリー
ブガイドニードル５３に、断面が正方形状の内腔を有す
るスリーブバルブ３３を嵌合したものである。同図
（ｃ）は断面が楕円形状のスリーブガイドニードル５３
に、断面が楕円形状の内腔を有するスリーブバルブ３３
を嵌合したものである。
【００３９】図７は第５の実施例であり、前記実施例に
おいては、スリーブバルブ３３の先端部にテーパ外周面
３３ａを形成し、遮断時にノズル３４のテーパ内周面３
４ａと密着するようにしたが、スリーブバルブ３３の先
端部の外周にテーパ面３３ｂとストレート面３３ｃを形
成する一方、ノズル３４の内周に前記テーパ面３３ｂと
ストレート面３３ｃと密着するテーパ面３４ｂとストレ
ート面３４ｃを形成したものである。
【００４０】図８は第６の実施例であり、前記実施例に
おいては、スリーブガイドニードル５３の先端部に係合
凸部５３ａを設け、キャビティコア３６に係合凹部３６
ａを設け、係合凸部５３ａと係合凹部３６ａとを係合さ
せることにより、キャビティコア３６を支持したが、こ
の実施例は、スリーブガイドニードル５３の先端部に係
合凹部５４ｂを設け、キャビティコア３６に係合凸部３
６ｂを設け、係合凸部３６ｂと係合凹部５４ｂとを係合
させることにより、キャビティコア３６を支持したもの
である。また、この実施例は、スリーブガイドニードル
５３に冷却媒体流通路５４を設けた場合について説明し
たが、第１および第２の実施例のように冷却媒体流通路
を有しないスリーブガイドニードル３１においても採用
できることは勿論である。
【００４１】図９は第７の実施例であり、スリーブガイ
ドニードル６０は外周面が波状の断面を有する異形であ
り、成形品６１の内周面を形成するキャビティコア６２
を形成している。スリーブガイドニードル６０に進退自
在に嵌合するスリーブバルブ６３も基本的にスリーブガ
イドニードル６０と同一形状の筒体であり、その先端面
６４は成形品６１の端面を形成している。この実施例に
よれば、スリーブバルブ６３が後退して樹脂を注入した
後、スリーブバルブ６３が前進して成形品６１の端面を
押し付けることにより、ゲート跡がまったく残らない成
形品６１を成形できるという効果がある。
【００４２】
【発明の効果】この発明は、前述の如く構成したから、
溶融樹脂の注入によってキャビティコアに樹脂注入圧力
が加わってもキャビティコアが傾くことがなく、樹脂が
均一にキャビティ内に流入し、圧力損失も少なく、バラ
ツキのない品質の高い成形品を得ることができる。しか
も成形品のゲート跡が残ることがなく、またキャビティ
コアに冷却媒体を流入することにより成形サイクルタイ
ムを短縮でき、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す射出成形金型の
要部の縦断正面図。
【図２】同実施例のゲート部分を拡大して示し、（ａ）
は縦断正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線の沿う断面図。
【図３】得られた成形品の縦断正面図。
【図４】この発明の第２の実施例を示す射出成形金型の
要部の縦断正面図および縦断側面図。
【図５】この発明の第３の実施例を示し、（ａ）はマル
チゲート式射出成形金型の要部の縦断正面図、（ｂ）は
ダイレクトゲート式射出成形金型の要部の縦断正面図。
【図６】この発明の第４の実施例を示し、（ａ）（ｂ）
（ｃ）は異なる形状のバルブガイドニードルおよびスリ
ーブバルブの横断平面図。
【図７】この発明の第５の実施例を示すゲート部分を拡
大した縦断正面図。
【図８】この発明の第６の実施例のゲート部分を拡大し
て示し、（ａ）は遮断状態の縦断正面図、（ｂ）は開放
状態の縦断正面図。
【図９】この発明の第７の実施例のゲート部分を示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は横断平面図。
【図１０】従来の射出成形金型を示し、（ａ）は遮断状
態の縦断正面図、（ｂ）は開放状態の縦断正面図。
【符号の説明】
２…固定金型、３…可動金型、２５ａ…樹脂通路、３０
…ゲート、３１…バルブガイドニードル、３３…スリー
ブバルブ、３５…キャビティ、３６…キャビティコア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/26 - 45/44 B29C 45/73

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定金型と、この固定金型に対して進退
    可能な可動金型と、前記固定金型と可動金型との間に形
    成されたキャビティと、前記固定金型に設けられた樹脂
    注入口およびこれと連通する樹脂通路と、この樹脂通路
    に連通して設けられ溶融樹脂を前記キャビティに導く環
    状のゲートと、前記樹脂通路およびゲートに貫通して設
    けられ先端部が前記キャビティを形成するキャビティコ
    アに係合支持されたスリーブガイドニードルと、このス
    リーブガイドニードルに軸方向に進退自在に嵌合され前
    記ゲートを開閉するスリーブバルブとを具備したことを
    特徴とする射出成形金型。
  2. 【請求項２】 前記スリーブガイドニードルは、筒状に
    形成され、内部に冷却媒体流通路が形成されていること
    を特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
  3. 【請求項３】 前記スリーブバルブは、先端部のテーパ
    外周面が形成され、前進時にこのテーパ外周面はノズル
    のテーパ内周面と密着するようにしたことを特徴とする
    請求項１記載の射出成形金型。
  4. 【請求項４】 前記スリーブガイドニードルは、その先
    端部形状が金型の一部を形成することを特徴とする請求
    項１記載の射出成形金型。
  5. 【請求項５】 前記スリーブガイドニードルは、少なく
    とも先端部形状が成形品の内周面を形成する異形であ
    り、このスリーブガイドニードルに進退自在に嵌合する
    スリーブバルブの先端面は成形品の端面を形成すること
    を特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
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