JP3494283B2 - 射出成形機用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機用金型
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱硬化性樹脂材料を用いる射出成形機用
金型としては、射出シリンダのノズルから送り出された
成形材料を金型内のスプル内を通過させてゲートからキ
ャビティ内に充填し、金型を加熱することで成形材料を
硬化させ、所望の成形品を得るようにしたものがある。
このような射出成形機用金型では、射出シリンダのノズ
ル当接部からゲートまでの間のスプル内には成形材料が
常に充填されたままとなり、ゲートに近い部分ではスプ
ル内の成形材料が金型から伝わる熱によって硬化する。
ところが、熱硬化性樹脂材料は、一旦硬化してしまった
らその後再利用することができないため、スプル内で硬
化した成形材料は無駄に廃棄されることになる。

【０００３】そこで、ノズル当接部からゲートに至る全
領域を低温に保つことによって成形材料の無駄のない構
造（コールドランナーと称される）を備える射出成形機
用金型が開発されている（特公平４−５２７６７号、実
開平４−１００８２３号、実開平６−８１７１６号な
ど）。これは、オープンゲートタイプと称され、ゲート
が金型の内部連通空間に常に連通した状態を保つように
なっている。このタイプのものでは、金型に成形材料を
充填しないときに、スプル内の成形材料がゲートから垂
れ落ちることを防止するために、ゲートの口径が小さく
設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、オープンゲー
トタイプでは、ゲートの口径が小さいため、成形の際に
ゲートを通過する成形材料の流量が少ない。そのため、
成形に時間がかかり、成形効率が悪いという欠点があ
る。尚、この欠点を回避するための手段としては、ゲー
トにニードル弁機構を設け、必要時にのみゲートを開口
させるようにすることにより成形材料の垂れ落ち防止を
可能としたバルブゲートタイプのものも考えられている
が、これは、ゲートの構造が複雑になるだけでなく、バ
ルブを開閉させるための駆動機構が必要であるため、装
置全体として構造が複雑となり、コストが高くなるとい
う別の問題がある。

【０００５】本願発明は上記事情に鑑みて創案され、ゲ
ートを簡単な構造としながら、非成形時における成形材
料の垂れ落ちを防止するとともに、成形時における成形
材料の流量を確保することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、射出
シリンダから金型内に射出した流動状態の成形材料をゲ
ートからキャビティ内に充填し、そのキャビティ内に充
填された成形材料を加熱して硬化させることにより成形
品を得る射出成形機用金型において、前記金型を構成す
る上型においては、前記射出シリンダのノズルから前記
キャビティへ達するように上下方向に貫通する円形の連
通空間が形成され、この連通空間内に円柱状をなすとと
もに外周に螺旋溝が形成された中芯が固定され、前記螺
旋溝と前記連通空間の内壁との間に前記ノズルから前記
ゲートまで成形材料を流通させるためのスプルが構成さ
れ、前記中芯の下端部が前記連通空間と同心の筒状体に
より僅かな隙間を空けて取り囲まれているとともにその
隙間に前記螺旋溝が臨んでおり、前記筒状体と前記中芯
との間の隙間空間の下端部が環状をなし且つ全周に亘っ
て連続したスリット状の前記ゲートとされており、前記
金型を構成する中型においては、前記キャビティ内に前
記ゲートと略同心の中子が貫通されていて、そのキャビ
ティ内では筒状をなす前記成形品が成形されるようにな
っており、前記キャビティ内の成形材料が硬化した後
は、前記ゲートにおいて前記上型と前記中型とを離型さ
せることによって成形済みの前記成形品が前記スプル内
の成形材料から切り離されるとともに、前記中子が抜き
取られ、さらに、前記キャビティから前記成形品が取り
出されるようになっており、前記中子と前記中芯の互い
に対応する端部には、互いに係合することにより前記中
子の端部を前記中芯と同心に保つ位置決め部が形成され
ている構成とした。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記位置決め部が、前記中子及び前記中芯に対して
同心状をなす円錐形の突起と円錐状の凹部とによって構
成されているところに特徴を有する。

【０００８】

【発明の作用及び効果】［請求項１の発明］ゲートは単
に環形のスリット状に開口しているだけなので、開閉機
構を設けるものに比べて、構造が簡単である。また、ス
リットの幅を狭くすることによって流動状態の成形材料
がゲートから垂れ落ちることを防止できる。また、スリ
ット幅を狭くしても、スリットは周方向に長く延びてい
るので全体としての開口面積は広く、これにより、成形
材料の流量を多くして成形効率を向上させることができ
る。

【０００９】また、ノズルから射出された成形材料は、
連通空間の内壁と中芯との間のスプルを通ってゲートに
達し、キャビティ内に充填される。ノズルからキャビテ
ィに至る成形材料の流路であるスプルとゲートは、その
双方が連通空間の内壁と中芯の外周に沿って連続するよ
うに形成されているため、スプルからゲートに至る際の
流動抵抗がほとんどなく、射出効率がよい。また、ゲー
トの環状開口部のうち内周縁と外周縁とは夫々中芯の外
周と連通空間の内壁周縁とによって形成されているが、
中芯は連通空間内に固定されているので、ゲートの環状
開口部の内周縁と外周縁とが芯ずれすることがなく、ゲ
ートを通過する成形材料の流量が周方向において変動す
ることが防止される。

【００１０】さらに、中芯は連通空間に固定され、中子
は位置決め部により中芯に対して位置決めされるので、
キャビティ内における中子の径方向の遊動が規制され、
成形品の寸法精度の安定化と向上を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】＜実施形態１＞以下、本発明を具
体化した実施形態１を図１乃至図３を参照して説明す
る。金型１０は上型１０Ａ、中型１０Ｂ及び下型１０Ｃ
から構成される。上型１０Ａの構造を説明すると、最上
部には、射出シリンダ１１のノズル１２に連通する流入
口１３を開口させた上板１４が設けられ、上板１４の下
面には、流入口１３とほぼ同心の保持部材１５が固定さ
れている。保持部材１５には、上下方向に貫通する円形
断面の細長い連通空間１６が形成され、この連通空間１
６の上端は流入口１３と僅かに偏心して連通している。
連通空間１６内には、円柱形をなす中芯１７が固定され
ているとともに、中芯１７の外周には螺旋溝１８が上下
両端面間に亘って形成され、この螺旋溝１８と連通空間
１６の内壁との間にはノズル１２から後述するゲート３
０に至るスプル１９が形成されている。このスプル１９
内では、ノズル１２から射出された流動状の成形材料
（図示せず）がゲート３０へ向けて流動するようになっ
ている。保持部材１５内にはその上端外周から内側へ進
んで連通空間１６に沿って下方へ延びる冷却水流入路２
０が形成されているとともに、下端部から連通空間１６
に沿って上方へ延びて保持部材１５の上端外周に開口す
る冷却水流出路２１が形成され、さらに連通空間１６の
下端部を囲むようなリング状をなすとともに冷却水流入
路２０と冷却水流出路２１の下端同士を連通させる環状
流路２２が形成されている。

【００１２】上板１４の下面には、保持部材１５のほぼ
上半部分を取り囲むように冷却部材２３が固定されてお
り、この冷却部材２３には、外部においては図示しない
冷却水供給装置に連通し内側においては上記冷却水流入
路２０に連通する冷却水供給路２４が形成されていると
ともに、外部においては図示しない冷却水回収装置に連
通し内側においては上記冷却水流出路２１に連通する冷
却水排出路２５が形成されている。かかる冷却部材２３
は、冷却水をスプル１９の周囲に流通させることによ
り、スプル１９内の成形材料を所定の温度まで冷却し、
もってその成形材料を流動状態に保つようになってい
る。尚、この冷却水の流通経路内はＯリング２６によっ
てシールされている。

【００１３】冷却部材２３の下面には断熱部材２７が固
定され、さらに、その断熱部材２７の下面には、保持部
材１５のほぼ下半部分を囲むように加熱部材２８が固定
されている。加熱部材２８の下端部には、連通空間１６
と同心の断熱性を有する筒状体２９が固定されている。
この筒状体２９は、連通空間１６よりも内径が僅かに大
きく、上記中芯１７の下端部を僅かな隙間を空けて取り
囲むように設けられている。そして、この僅かな隙間空
間の下端部分が、全周に亘って連続した環形のスリット
状をなすゲート３０とされている。このゲート３０は、
後述するように成形品を成形するためのキャビティ３１
の天井面に開口し、このゲート３０を通して流動状態の
成形材料がキャビティ３１内に供給される。また、この
隙間には中芯１７の外周の螺旋溝１８が臨んでおり、し
たがって、ゲート３０とノズル１２とは、中芯１７と連
通空間１６との間の螺旋状をなすスプル１９を介して連
通されている。かかる加熱部材２８は、後述するように
キャビティ３１内を所定の温度まで上昇させ、キャビテ
ィ３１内の成形材料を硬化させるようになっている。

【００１４】中型１０Ｂは、上型１０Ａに対して接離可
能とされ、内部には、上下両端面間に連通するキャビテ
ィ３１が形成されている。キャビティ３１は、上記連通
空間１６及び中芯１７と同心であって上下の軸方向にお
いて内径が変化する円形断面をなし、ゲート３０に臨む
上部が小径部３１Ａとされているとともに、その下方に
２つの拡径部３１Ｂが配されている。また、成形時に
は、キャビティ３１内に下型１０Ｃの上面に突成した中
子３２が同心位置に貫通するように配されるようになっ
ており、かかるキャビティ３１内では、筒状のゴム栓
（図示せず）が成形される。このゴム栓は、図示はしな
いがワイヤーハーネスの端子金具に嵌着され、その端子
金具をコネクタハウジングに挿入したときに、その挿入
空間内の防水を保つ機能を発揮するものである。

【００１５】また、中子３２の上端面には中子３２と同
心の円錐形の突起３２Ａ（本発明の構成要件である位置
決め部）が形成され、上記中芯１７の下端面には同じく
円錐形をなす凹部１７Ａ（本発明の構成要件である位置
決め部）がやはり同心状に形成されている。上型１０
Ａ、中型１０Ｂ及び下型１０Ｃを全て密着して型締めし
た状態では、突起３２Ａが凹部１７Ａに突き刺さるよう
に嵌合し、もって中子３２が中芯１７に対して径方向の
遊動を規制された状態に位置決めされる。

【００１６】下型１０Ｃは、内部に図示しないヒーター
が設けられていて加熱機能を有している。かかる下型１
０Ｃは、上記上型１０Ａの加熱部材２８との間で中型１
０Ｂを挟むことにより、その中型１０Ｂのキャビティ３
１内をムラなく所定の温度に加熱するようになってい
る。次に、本実施形態の作用を説明する。成形の際に
は、上型１０Ａ、中型１０Ｂ及び下型１０Ｃの全てを型
締め状態とし、射出シリンダ１１のノズル１２から低温
流動状態の成形材料を金型１０内に所定量射出する。成
形材料は、流入口１３から連通空間１６内に入り、螺旋
状のスプル１９を通ってゲート３０に至り、キャビティ
３１内に充填される。この間、スプル１９内にある成形
材料は、冷却部材２３による冷却作用により流動状態に
保たれているが、キャビティ３１内では上下両方から加
熱されることによって成形材料が硬化する。

【００１７】キャビティ３１内の成形材料が硬化した
ら、まず、上型１０Ａと中型１０Ｂとの間、即ちゲート
３０において離型させ、キャビティ３１内の硬化した成
形材料と、スプル１９内の流動状態の成形材料とを切り
離す。その後、中型１０Ｂから下型１０Ｃを離型させる
ことによって中子３２を抜き取り、さらにキャビティ３
１内の硬化した成形品を取り出す。上型１０Ａから中型
１０Ｂを離間させたとき、ゲート３０は下方へ開口した
ままであり、ゲート３０の上方のスプル１９内には流動
状態の成形材料が残されたままである。しかし、ゲート
３０はスリット状に開口していてその開口幅は狭いの
で、スプル１９内の流動状態の成形材料がゲート３０か
ら垂れ落ちることはない。

【００１８】また、このように垂れ落ち防止のためにス
リット幅が狭くなっていても、スリットは周方向に長く
延びているので、全体としての開口面積は広く確保され
ている。したがって、ゲート３０を通過する成形材料の
流量が少なくなることはなく、流量の低減に起因して成
形効率が低下することはない。さらに、ゲート３０にお
ける成形材料のたれ落ち防止と流量確保の手段としてニ
ードル弁のような開閉機構を設けるものに比べると、構
造が簡単で済み、コスト低減が可能となっている。

【００１９】また、金型１０内に射出された成形材料が
キャビティ３１に達するまでの流通路であるスプル１９
とゲート３０は、連通空間１６の内壁と中芯１７の外周
に沿って連続するように形成されているため、スプル１
９からゲート３０に至るあいだ流動抵抗がほとんどな
く、射出効率に優れている。しかも、スプル１９は螺旋
状の流路を構成しているので、射出圧が全周に亘って均
一となり、この点においても良好な射出成形が基体でき
る。

【００２０】また、ゲート３０の環状開口部のうち内周
縁と外周縁とは夫々中芯１７の外周と連通空間１６の内
壁周縁とによって形成されているが、中芯１７は連通空
間１６内に固定されているので、ゲート３０の環状開口
部の内周縁と外周縁とが芯ずれすることがなく、ゲート
３０を通過する成形材料の流量を全周に亘って均一に保
つことができる。また、中芯１７は連通空間１６に固定
され、その中芯１７に対して中子３２が位置決めされて
いるので、キャビティ３１内における中子３２の径方向
の遊動が規制され、成形品の寸法精度の安定化と向上を
図ることができる。

【００２１】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）上記実施形態ではゲートが全周に亘って連続して
開口するようにしたが、本発明によれば、複数の弧状を
なすスリット状開口部を全体として円形となるように配
置してもよい。

【００２２】（２）上記実施形態ではゲートを真円状に
開口させるようにしたが、本発明によれば、楕円や長円
形等の真円以外の形状に開口させるようにしてもよい。 （３）上記実施形態ではゲートを１つの円環状に開口さ
せたが、本発明によれば、径の異なる複数の円環形開口
部を同心に配置してもよい。 （４）上記実施形態では中芯の外周を連通空間の内周に
面接触させることによって中芯を固定するようにした
が、本発明によれば、中芯の外周または連通空間の内周
に径方向に突出するリブを周方向に適当間隔を空けて複
数個配置し、このリブによって中芯の径方向の遊動を規
制するようにしてもよい。

【００２３】（５）上記実施形態ではスプルを中芯の外
周に形成したが、本発明によれば、中芯の内部にスプル
を形成し、ゲートの近くでスプルを中芯の外周へ開口さ
せるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の型締め状態を示す断面図

【図２】ゲート部分を示す拡大断面図

【図３】ゲートの開口形状を示す底面図

【符号の説明】

１０…金型 １０Ａ…上型 １０Ｂ…中型 １０Ｃ…下型 １１…射出シリンダ １２…ノズル １６…連通空間 １７…中芯 １７Ａ…凹部（位置決め部） １９…スプル ３０…ゲート ３１…キャビティ ３２…中子 ３２Ａ…突起（位置決め部）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出シリンダから金型内に射出した流動
   状態の成形材料をゲートからキャビティ内に充填し、そ
   のキャビティ内に充填された成形材料を加熱して硬化さ
   せることにより成形品を得る射出成形機用金型におい
   て、前記金型を構成する上型においては、 前記射出シリンダ
   のノズルから前記キャビティへ達するように上下方向に
   貫通する円形の連通空間が形成され、この連通空間内に
   円柱状をなすとともに外周に螺旋溝が形成された中芯が
   固定され、前記螺旋溝と前記連通空間の内壁との間に前
   記ノズルから前記ゲートまで成形材料を流通させるため
   のスプルが構成され、前記中芯の下端部が前記連通空間
   と同心の筒状体により僅かな隙間を空けて取り囲まれて
   いるとともにその隙間に前記螺旋溝が臨んでおり、前記
   筒状体と前記中芯との間の隙間空間の下端部が環状をな
   し且つ全周に亘って連続したスリット状の前記ゲートと
   されており、 前記金型を構成する中型においては、 前記キャビティ内
   に前記ゲートと略同心の中子が貫通されていて、そのキ
   ャビティ内では筒状をなす前記成形品が成形されるよう
   になっており、 前記キャビティ内の成形材料が硬化した後は、 前記ゲー
   トにおいて前記上型と前記中型とを離型させることによ
   って成形済みの前記成形品が前記スプル内の成形材料か
   ら切り離されるとともに、前記中子が抜き取られ、さら
   に、前記キャビティから前記成形品が取り出されるよう
   になっており、 前記中子と前記中芯の互いに対応する端部には、互いに
   係合することにより前記中子の端部を前記中芯と同心に
   保つ位置決め部が形成されていることを特徴とする射出
   成形機用金型。
2. 【請求項２】 前記位置決め部が、前記中子及び前記中
   芯に対して同心状をなす円錐形の突起と円錐状の凹部と
   によって構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の射出成形機用金型。