JP3146828U - 注入流路調整部材及び射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック材料を分配するためのホットブロックの形状を小さく薄くし、プラスチック材料の流路断面積を変化させず、加工コストを下げることを目的とした注入流路調整部材及び射出成形装置を提供する。
【解決手段】プラスチック製品を成形する射出成形用金型に用いられる注入流路調整部材であって、該注入流路調整部材が円筒状であって、射出成形機より溶融したプラスチック材料を注入する際、該注入流路調整部材の外周面に分流溝が形成されており、該分流溝が溶融されたプラスチック材料を複数に分流し溶融したプラスチック材料を複数の流出口より流出させる形状を有している注入流路調整部材である。
【選択図】図１

Description

本発明はプラスチック製品の射出成形に使用する金型に取り付け、射出成形機のノズルより射出される溶融したプラスチック材料を均一に金型内に形成された成型品形状部まで分配するプラスチック注入流路調整部材及び射出成形装置に関するものである。

従来、一般的なプラスチック注入流路調整装置は、プラスチック材料を均一にバランス良く注入する方法として、直方体状のホットブロックを用いて、かかるホットブロックの平面上にプラスチック材料を流送するための溝を形成し、分流した後端部分に垂直の貫通穴を穿設する構造が採用されていた。分流の数を多くするためにはホットブロックを大きくしたり、厚くしたりする必要があり、プラスチック注入流路調整装置として複雑な構造が採用されていた。

例えば、図６は従来の平面分流による注入流路調整装置に用いられるホットブロックを示す平面概念図である。図６に示す如く従来のホットブロック３０は、ホットブロックの平面略中心に溶融したプラスチック材料が注入される注入口３１を有している。注入口３１より垂直に孔が穿設され、ホットブロック３０内の流路に連設されている。注入されたプラスチック材料は分流された流路３２，３３によって横方向へ逃がして分流され、さらに流路３４，３５と、流路３６，３７とに分流される。こうして４経路に分流されたプラスチック材料は、流路の後端部分に穿設された貫通穴Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４より、図示しない４箇所の成型品形状部へ流出される。

また別の形態としては図７に示す垂直分流によるホットブロックも知られていた。図７は平面概念図である。図７に示すホットブロック４０は、図７に示す如く溶融したプラスチック材料が注入される注入口４１を有している。
さらに、ホットブロック内における流路構造が複雑となるので、組み立ての製作時間がかかってしまい、分解メンテナンスにおいても、多大な時間と手間がかかっていた。

例えば、平面分流による注入流路調整装置におけるホットブロック内の流路は、図８（ａ）のような方法によって形成される。図８（ａ）に示す如く、溶融したプラスチック材料が注入口３１より流入し、第一の分流箇所まで材料を流送する流路５７は、ホットブロック３０の正面より切削機によって穿設される。穿設後に封止材Ｈ１によって端部が封止される。
次に横方向へ流すための流路３２は、切削機により側面より穿設され、封止材Ｈ２によって端部が封止される。同様に流路３３も穿設され、封止材Ｈ３によって端部が封止される。次に流路５３は、切削機により背面より穿設され、封止材Ｈ４によって端部が封止される。同様に流路５４も切削機により穿設され封止材Ｈ５によって端部が封止される。次に流路３４，３５は、切削機により側面より穿設され、封止材Ｈ６によって端部が封止される。同様に流路３６，３７も切削機により穿設され封止材Ｈ７によって端部が封止される。
流路を形成する他の方法としては、ホットブロックを二分割した部材を当接させることによっても可能である。例えば、二分割した部材の当接面に流路となる溝を形成し、ボルトや、爆着にて接合して形成することができる。

図８（ｂ）及び（ｃ）は、垂直分流による注入流路調整装置におけるホットブロック４０内の流路構造を示す概念図である。
図８（ｂ）に示す如く注入されたプラスチック材料は分流された流路４２，４３に分流
され、さらに流路４４，４５と、流路４６，４７とに分流される。こうして４経路に分流されたプラスチック材料は、流出口Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４より、図示しない４箇所の成型品形状部へ流出される。
図８（ｃ）は、他の垂直分流による注入流路調整装置の流路構造を示す概念図である。図８（ｃ）に示す如く、ホットブロックを二分割した部材５０，５１を当接させることによって形成されている。二分割した部材５０，５１内に流路となる連通孔を形成し、ボルトや、爆着にて接合面を接合して形成することができる。このような構造によりプラスチック材料が、流出口Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４より、図示しない４箇所の成型品形状部へ分流することができる。

また、ホットブロックにおいて、プラスチック材料を注入する入口から出口までの流路距離が長いため、プラスチック材料が高温にさらされる時間が長くなり、プラスチックの焼け、変色等が生じていた。
この問題を解決するためには、ブロックの温度を上昇させる必要がある。そのためホットブロック内にヒーターを設置する必要があるが、流路の長さに合わせてヒーターの設置数を増やさなければならず、コストも増大していた。例えば従来の技術では、図９（ａ）及び（ｂ）に示すようにヒーター６０が６本から１２本必要となる。
上記構成を採用することにより、ヒーターから発生する熱をコントロールするための熱電対の本数も増えることになり、コストが増大することとなっていた。
また図１０に示す如く、従来法では成形品を８個一列に並んべて成形する際に、注入口１００から各流出口Ｐ１〜Ｐ８までのプラスチック材料の流路を均一に配置しようとすると、ホットブロックの構造を一体形状としたときは、機械加工の特性上、加工できない部分（Ｘ）が生じる。かかる部分Ｘにおいては、ランナーを止めることができないため完全な充填バランスを担保することができないという問題があった。
本来Ｐ２とＰ３及びＰ６とＰ７の間には、プラスチック材料が流動する流路を形成してはならないが、ホットブロックが一体形状の場合はホットブロック中央からの部分Ｘにおける加工が不可能であり、また側面から封止材を挿入形成することも困難であるため、注入口１００から各貫通穴Ｐ１〜Ｐ８までの樹脂流路を均一にできないことになる。
この問題を解決するため図１１に示す如く、従来法ではホットブロックを二分割し、Ｐ２とＰ３及びＰ６とＰ７の間に流路の加工を入れることなく、注入口１００から各貫通穴Ｐ１〜Ｐ８までの樹脂流路を均一にしていた。しかし、この方法ではホットブロックを製造する際に上述の如く爆着等の工程が必要であった。

プラスチック材料を流すための流路を円柱の表面に等間隔で設置する事により、プラスチック材料を分配するためのホットブロックの形状を小さく、薄くすることを目的とする。
これにより、ホットブロックの構造を簡素化することを目的とする。またホットブロックをより安価・簡便な工程で製造することを目的とする。
さらに流路の曲折部は融解状態のプラスチック材料が滞留しないよう緩やかにＲ形状に加工されているので、プラスチック材料の流路断面積は変化せず、加工コストを低廉することを目的とする。

（１）本考案は、プラスチック製品を成形する射出成形用金型に用いられる注入流路調整部材であって、該注入流路調整部材がホットブロック内に穿設された穴に挿通可能な円筒形状であって、射出成形機より溶融したプラスチック材料を注入する際、該注入流路調整部材の外周面に沿って分流溝が形成されており、該分流溝が溶融されたプラスチック材料を複数に分流し溶融したプラスチック材料を複数の流出口より複数の成型品形状部へ流出
させる形状を有していることを特徴とする注入流路調整部材である。

（２）本考案は、前記注入流路調整部材において、該注入流路調整部材の円筒軸の中心にヒーターが設置されていることを特徴とする上記（１）記載の注入流路調整部材である。

（３）本考案は、前記注入流路調整部材における前記分流溝が、溶融したプラスチック材料を流し込む注入口の入口から複数のホットブロック内の流出口までのプラスチック流路距離が等間隔であり、複数の流出口より均一にプラスチック材料を注出することができる上記（１）又は（２）に記載された注入流路調整部材である。
（４）本考案は、前記分流溝における全ての曲折部が、滑らかな湾曲形状によって形成されており、溶融したプラスチック材料が曲折部において急激に方向が変わらない構造としたことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載された注入流路調整部材である。

（５）本考案は、前記上記（１）〜（４）のいずれかに記載された注入流路調整部材が、ホットブロック内に穿設した穴に内嵌されていることを特徴とする射出成形装置である。（６）本考案は、前記注入流路調整部材が内嵌された穴の外側にヒーターが設置されていることを特徴とする上記（５）に記載された射出成形装置である。

一本の円柱の外周にプラスチック材料が流れる溝を加工する事により、プラスチック材料を分配するホットブロックの構造を簡素化でき、低コストでメンテナンス性に優れたバランスの良い装置となる。これによりプラスチック成形品の原料充填が均一となり、流路の短縮も可能となるためプラスチック材料の熱による焼け、変色、劣化を軽減できる。
ホットブロックを小さく薄くすることにより、従来技術ではヒーターが６本から１２本必要であったところ、４本のヒーターで昇温可能となる。

従来のホットブロックにおける分割方式のように同一面に流路部を集中して加工せず、円柱の外周に分散することにより、加工範囲が広く、多くのプラスチック材料の分配が可能となる。
流路の曲折部は緩やかなＲ形状であるので、流路における曲折部の角度が従来方法に比べ緩やかに設定可能であるため、溶融したプラスチック材料の滞留及び摩擦によるせん断熱の発生を抑止することができる。

さらに流路を形成する円柱の中心にヒーターを設置し、当該円柱をヒーターにより、樹脂融解温度に設定する。円柱が嵌合されるホットブロックは、保温用の温度設定とすることにより、円柱の熱膨張がホットブロックの嵌合孔の熱膨張より大きくなり、ホットブロック内の円柱丸孔部分に密着する。これにより樹脂漏れを更に防止することができる。

以下、本考案を実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
溶融したプラスチック材料を分配するホットブロック内に円筒状の孔を穿設し、図１（ａ）のようなプラスチック材料が流れる溝を流路断面が変化しないように加工した円筒形状の注入流路調整部材１を組み込む。注入口１０から溶融したプラスチック材料を注入すると、プラスチック材料は分流溝２，３に分流し、円筒状の曲面に沿って回り込み、注入口１０の裏側に形成された図示しない流出口より注出される。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１（ｂ）に示す如く、本実施形態１に係る注入流路調整部材１は、注入口１０から溶融したプラスチック材料を、分流溝２，３に分流し、円筒状の曲面に沿って回り込み、さらに分流溝４と５、及び分流溝６と７
に分流され、流出口Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４より図示しない４箇所の成型品形状部へ流出される。
注入流路調整部材１内には、ヒーター８が埋設されている。かかるヒーターにより注入流路調整部材１全体が加熱され、表面を流れる溶融プラスチックは常に一定の溶融温度に保持される。

また全ての流出口Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、注入口１０から等距離となるように加工されている。
また注入流路調整部材１の円筒表面に流路が溝として形成されているため、注入流路調整部材１に外嵌されるホットブロックの孔の内周面が、プラスチック材料の漏れを防止するため、従来の技術における封止材のような部材や加工自体をなくすことができ、構造も簡素化される。

図２は、本実施形態１に係る注入流路調整部材１をホットブロック２１内に設置した状態を示す平面概念図である。
注入流路調整部材１は、ホットブロック２１に穿設された貫通穴に内嵌され、両端は固定部材９，９によって固定される。かかる構造において、注入口２０から溶融したプラスチック材料を注入すると、プラスチック材料は分流溝２，３に分流する。
溶融したプラスチック材料は、注入流路調整部材１の外周部に埋設された４本のヒーター１１により常に加熱保温されていることから固化することはない。
分流されたプラスチック材料は、注入流路調整部材１の円筒状の曲面に沿って回り込み、注入口２０の裏側に形成された流出口Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４より図示しない４箇所の成型品形状部へ流出される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
図２（ｂ）に示す如く、本実施形態１に係る注入流路調整部材１を用いたホットブロック２１は、注入口２０から溶融したプラスチック材料を、分流溝２，３に分流し、円筒状の曲面に沿って回り込み、さらに分流溝４と５、及び分流溝６と７に分流され、流出口Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４より図示しない４箇所の成型品形状部へ流出する構造を有する。

図２（ｃ）は、本実施形態１に係る注入流路調整部材１を用いたホットブロック２１の側面概念図である。ホットブロック２１の略中心部には、実線で示した注入流路調整部材１が内嵌され、点線で示した固定部材９により端が固定されている。
注入流路調整部材１の円筒軸の中心にはヒーター８が設置されている。さらに注入流路調整部材１の上部と下部近傍に、ヒーター１１，１１が設置されている。

（実施形態２）
図３は、本実施形態２に係る注入流路調整部材である。図３に示す如く、本実施形態に係る注入流路調整部材は、分流溝における全ての曲折部が、滑らかな湾曲形状によって形成されている。このような構造を採用することにより、溶融したプラスチック材料が曲折部における急激な方向の変化を抑止することができる。
図４、上記図３に係る流路調整部材の斜視図である。このような構造を採用することにより、溶融したプラスチック材料が曲折部において急激に方向が変わらず、溶融したプラスチック材料の滞留及び摩擦によるせん断熱の発生を抑止することができる

（実施形態３）
図５は、本実施形態３に係る注入流路調整部材２３をホットブロック２２内に設置した状態を示す平面概念図である。
注入流路調整部材２３は、ホットブロック２２に穿設された貫通穴に内嵌され、両端が固定部材によって固定される。かかる構造において、注入口２０から溶融したプラスチッ
ク材料を注入すると、図５（ｂ）に示す如くプラスチック材料は分流溝２，３、次に４，５，６，７、更に１８，１９，２４，２５，２６，２７，２８，２９に分流する。
溶融したプラスチック材料は、注入流路調整部材２３の中心部に埋設されたヒーターにより常に加熱され、更にホットブロック２２に穿設された保温用ヒータを押入する孔３０により保温されていることから固化することはない。

図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
図５（ｂ）に示す如く、本実施形態３に係る注入流路調整部材２３を用いたホットブロック２２は、注入口２０から溶融したプラスチック材料を、分流溝２，３に分流し、円筒状の曲面に沿って回り込み、さらに分流溝４と５、及び分流溝６と７に分流され、円筒状の曲面に沿って回り込み、さらに分流溝１８，１９，２４，２５，２６，２７，２８，２９に分流され、流出口Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８より８箇所の成型品形状部１７，１７・・・・へ流出する構造を有する。

本実施形態１に係る注入流路調整部材を示す図である。、（ａ）は平面概念図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本実施形態１に係る注入流路調整部材を組み込んだホットブロックを示す概念図である。（ａ）は平面概念図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は側面概念図である。 本実施形態２に係る注入流路調整部材を示す平面図である。 本実施形態２に係る注入流路調整部材を示す斜視図である。 本実施形態３に係る注入流路調整部材を示す底面図である。（ａ)は平面概念図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面概念図である。 従来例のホットブロックの一例を示す平面視内部透視図である。 従来例のホットブロックの他の一例を示す平面視内部透視図である。 従来例のホットブロックの製造方法を示す図である。（ａ）は平面分流によるホットブロックを示す平面視内部透視図であり、（ｂ）は垂直分流によるホットブロックを示す正面視内部透視図であり、（ｃ）は他の垂直分流いよるホットブロックを示す正面視内部透視図である。 従来例のホットブロックにおけるヒーターの配置を示す側面概念図である。 従来例のホットブロックの一例を示す概念図である。（ａ）は平面視内部透視図である。（ｂ）は図１０（ａ）の断面概念図である。 従来例のホットブロックの一例を示す概念図である。（ａ）は平面視内部透視図である。（ｂ）は図１１（ａ）の断面概念図である。

符号の説明

１，２３ 注入流路調整部材
２，３，４，５，６，７ 分流溝
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８ 流出口
８ ヒーター
１０，２０，１００ 注入口
２１，２２ ホットブロック

Claims (6)

1. プラスチック製品を成形する射出成形用金型に用いられる注入流路調整部材であって、該注入流路調整部材がホットブロック内に穿設された穴に挿通可能な円筒形状であって、射出成形機より溶融したプラスチック材料を注入する際、該注入流路調整部材の外周面に沿って分流溝が形成されており、該分流溝が溶融されたプラスチック材料を複数に分流し溶融したプラスチック材料を複数の流出口より複数の成型品形状部へ流出させる形状を有していることを特徴とする注入流路調整部材。
2. 前記注入流路調整部材において、該注入流路調整部材の円筒軸の中心にヒーターが設置されていることを特徴とする請求項１記載の注入流路調整部材。
3. 前記注入流路調整部材における前記分流溝が、溶融したプラスチック材料を流し込む一の入口から複数のホットブロック内の流出口までのプラスチック流路距離が等間隔であり、複数の流出口より均一にプラスチック材料を注出することができることを特徴とする請求項１又は２に記載された注入流路調整部材。
4. 前記分流溝における全ての曲折部が、滑らかな湾曲形状によって形成されており、溶融したプラスチック材料が曲折部において急激に方向が変わらない構造としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載された注入流路調整部材。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載された前記注入流路調整部材が、ホットブロック内に穿設した穴に内嵌されていることを特徴とする射出成形装置。
6. 前記注入流路調整部材が内嵌された穴の外側にヒーターが設置されていることを特徴とする請求項５に記載された射出成形装置。