JP4850630B2 - ゴム製品加硫用射出成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、防振ゴム等のゴム製品を加硫成形する際に使用するゴム製品加硫用射出成形金型に係り、射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入するゴム製品加硫用射出成形金型に関する。

通常、防振ゴム等のゴム製品を射出成形機にて加硫する場合、生産性を向上させるために加硫時間の短縮が重要な要因となっている。このような加硫時間の短縮のための一般的な手法として、型内で成形すべき成形材料の温度を予め上げておくことが有効な方法として従来から種々の技術が提案されて採用されてきた。なかでも一般に用いられている方法は、射出機のノズルの内径を小さく形成して絞り部を構成し、該絞り部を通過する成形材料（未加硫の生ゴム等）の自己発熱を利用して成形材料の温度を予め上げておくことができる。このような加硫に先立って成形材料を予め昇温させておく典型的な技術として下記特許文献１および特許文献２に開示されたものが提案された。
特開２０００−３１７９８６号公報（公報請求項１参照）。 特開平１０−１６６３９４号公報（公報請求項１参照）。

図５を用いて前記特許文献１に開示された第１従来例の射出成形機を説明する。この特許文献１に開示されたものは、射出機のノズル先端に絞り部を形成したもので、ノズル１０１を貫通して延びる射出用流路１０５を有するものにおいて、前記射出用流路１０５の少なくとも１つの部分が非円形断面を有するオリフィス１０６として形成され、このオリフィス１０６の断面形状が、一方向に長く、かつその長軸方向の少なくとも両端部において、これら両端部に近くなるほど前記長軸と直交する方向の寸法が漸次小さくなる偏平形状をなすように構成されたものである。このような構成により、ノズル１０１を通過する成形材料が剪断摩擦により自己発熱し、加硫に先立って予め昇温されるので、成形材料の加硫時間が短縮されることとなった。

図６を用いて前記特許文献２に開示された第２従来例の射出成形機を説明する。この特許文献２に開示されたものは、射出機から注入射出された成形材料を受け入れる型側に絞り部を形成したもので、射出ノズル２０５に連通するスプ−ル２０６と、キャビティ２０８に連通するゲート２０９と、スプール２０６とゲート２０９との連通をもたらすランナ２０７とを備え、前記ランナ２０７内へ突出してそれの長さ方向に延びる突条２１０を設けたものである。このような構成により、型１側において、ランナ２０７内に突出して形成された突条２１０の存在により絞り部が形成されて、該絞り部により成形材料の自己発熱を促して加硫に先立って成形材料の温度を予め昇温させておくことで、加硫時間を短縮できることとなった。

しかしながら、前記図５の特許文献１に開示されたものでは、ノズル１０１のオリフィス１０６を成形材料が通過することで、型１４０内における加硫に先立って、成形材料の温度を予め昇温させておくことで加硫時間の短縮が可能となったものの、オリフィス１０６の径が小さく形成されたことで、成形材料の内部発熱による昇温が金属部であるノズル自体の温度も過度に昇温させる虞れが生じる。これによって、次回の射出待機時に、ノズル自体の高熱により該ノズル部に充填されたままの前回の未加硫の成形材料が加硫されてしまい、流動性を失った加硫材料によりノズルが詰まり、以後の射出成形の続行不能に陥る虞れがあった。

また、前記図６の特許文献２に開示されたものでは、型１内において、鉛直状のスプ−ル２０６から注入射出された成形材料が水平状の複数のランナ２０７に分岐され、これらのランナ２０７内の突条２１０による絞り部にて自己発熱して昇温するように構成されているため、各ランナ２０７内の突条２１０とにより構成される絞り部の隙間誤差によっては、各ランナ２０７内での成形材料の昇温温度にバラツキが生じる。つまり分岐部の後に絞り部が形成されているため、分岐された各ランナ２０７内での成形材料の流動性にもバラツキが生じて、スプ−ル２０６からの成形材料が昇温温度の高いランナ２０７に流れ易くなり、各キャビティ２０８への成形材料の供給にバラツキを生じる虞れが生じた。

そこで本発明は、このような従来の射出成形機の諸課題を解決し、射出機側のノズルの目詰りの虞れがなく、型側における複数のキャビティへの成形材料の供給の均一性を確保した、成形材料の予めの昇温を可能にしたゴム製品加硫用射出成形金型を提供することを目的とする。

このため本発明は、射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入するゴム製品加硫用射出成形金型において、前記型の注入口から延びる注入流路に絞り部を形成し、前記絞り部を有する注入流路の下流に、複数のキャビティに分岐流路を介して接続された分岐部が形成され、前記絞り部が、型と分離可能なランナー部材あるいは該ランナー部材と分離可能なロケート部材に形成されるとともに、前記ランナー部材とロケート部材との間に介在されるライナー部材の厚みを選定することで、前記ロケート部材の底部が分岐流路内にも適宜寸法の分岐流路絞り部を形成するように構成したことを特徴とするもので、これを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入するゴム製品加硫用射出成形金型において、前記型の注入口から延びる注入流路に絞り部を形成し、前記絞り部を有する注入流路の下流に、複数のキャビティに分岐流路を介して接続された分岐部が形成され、前記絞り部が、型と分離可能なランナー部材あるいは該ランナー部材と分離可能なロケート部材に形成されるとともに、前記ランナー部材とロケート部材との間に介在されるライナー部材の厚みを選定することで、前記ロケート部材の底部が分岐流路内にも適宜寸法の分岐流路絞り部を形成するように構成したことにより、従来の射出機の注入ノズルに絞り部を形成したもののように、ノズル自体の高温化によりノズル自体内部の成形材料が硬化して発生する不純物により目詰りを引き起こすことがないばかりか、型の注入口から延びる注入流路に絞り部を形成したので、分岐部等が配置される絞り部の下流での成形材料の流動特性に悪影響を与えることがなく、加硫製品の均一性が確保できる。そして、複数のキャビティにて一度に複数の成形物を加硫する場合でも、絞り部の下流となる分岐部および分岐された分岐流路内では成形材料の流動特性に何らの障害がなく、成形物の加硫が均一に行える。しかも、型と分離可能に構成されたランナー部材に絞り部が位置するのでランナー部材を型から分離することで、万が一、絞り部にて発生した目詰りをランナー部材とともに除去することができる上、ランナー部材と型との間に複数のキャビティへの分岐流路等を形成することもできる。その上、ランナー部材と素材を異にするロケート部材に絞り部を形成できるので、絞り部の形成のための素材の選定の自由度が向上する他、型の流路形状や成形材料の特性に応じて絞り部の形状等を適宜選定したロケート部材を多数準備して組み合わせることで、型の汎用化を図ることができる。絞り部の不具合に対してもロケート部材のみを交換すればよいので安価である。さらに成形材料の自己発熱効果を促進して加硫時間の短縮化に寄与できる。しかも、分岐流路絞り部で万が一の目詰りを生じても、離型時にはランナー部材とともに分岐流路絞り部が露呈して分岐流路内硬化物は容易に除去できる。

以下、本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第１参考例を示す要部断面図、図２は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第２参考例を示す要部断面図、図３は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第１実施例を示す要部断面図、図４は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第２実施例を示す要部断面図である。本発明の基本的な構成は図３に示すように、射出機１の注入ノズル２を型３の注入口４に当接させて射出機１からの成形材料５を型３に注入するゴム製品加硫用射出成形金型において、前記型３の注入口４から延びる注入流路６に絞り部７を形成し、前記絞り部７を有する注入流路６の下流に、複数のキャビティ９に分岐流路１１を介して接続された分岐部１０が形成され、前記絞り部７が、型３と分離可能なランナー部材３Ｃあるいは該ランナー部材３Ｃと分離可能なロケート部材１２に形成されるとともに、前記ランナー部材３Ｃとロケート部材１２との間に介在されるライナー部材１４の厚みを選定することで、前記ロケート部材１２の底部が分岐流路１１内にも適宜寸法の分岐流路絞り部１７を形成するように構成したことを特徴とする。

図１は本発明の射出成形機の第１参考例を示す要部断面図である。射出機１は、図示外のスクリュ押出機により溶融状態にて押し出されてきた成形材料５がポット内から射出機流路８内に流下する。同時にその圧力によりポット上方に収容された図示外の射出用のプランジャを上昇させるとともに、射出機１の下端部に設置された注入ノズル２に到達するように構成されている。そして、射出機１の下方に設置された金型等の型３は、図１の実施例では、上方から順次積層配設された、ランナー部材３Ｃ、上型３Ａおよび下型３Ｂとから構成される。図示しての説明は省略されるが、ランナー部材３Ｃと上型３Ａとが一体のものを上型として採用できることは言うまでもない。

図示の例では、上型３Ａの上部に積層されたランナー部材３Ｃに、鉛直状に注入流路６が形成される。該注入流路６の上端部には注入口４が形成される。注入口４は、前記射出機１の注入ノズル２と当接する適合形状、好適には注入ノズル２の凸錐状面に対してこれを受け入れる凹錐状面とされる。注入流路６には絞り部７が形成される。注入口４の凹錐状面の下端部が最小径部を構成し、その下流に行くにしたがい、径を漸増させることで、注入流路６内に絞り部７が形成される。ランナー部３Ｃと上型３Ａとの接合面には、水平状の分岐流路１１が複数個形成される。図示の例では、ランナー部３Ｃ側に流路を構成する溝部が形成されるが、上型３Ａの上面に溝部を形成してもよい。

分岐流路１１は、加硫成形すべき製品の数に応じて形成されたキャビティ９の数に応じて形成される。図示の例ではキャビティ９が９Ａ、９Ｂの２個形成され、したがって、分岐流路も１１Ａ、１１Ｂの２本が形成される。３個、４個あるいはそれ以上のキャビティ９の数に応じて、３本、４本あるいはそれ以上の分岐流路が形成される。平面視で放射状に配設される。鉛直状の注入流路６から水平状の分岐流路１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ・・・に移行する地点に分岐部１０が形成される。キャビティ９は上型３Ａと下型３Ｂとの対向面に形成され、加硫成形後に、上型３Ａと下型３Ｂとを分離することで容易に成形品の離型を行うことができる。前述したように、ランナー部材３Ｃと上型３Ａとが一体のものを上型として採用した場合には、流路に残る成形物の除去のために、上型を中子構成にするとともに、上型と下型との分離面をキャビティ９に到る流路を含む面に構成する等の必要がある。

図１の例では、絞り部７が、上型３Ａと下型３Ｂとは分離可能な別体のランナー部材３Ｃに形成されているので、ランナー部材３Ｃを型３Ａ、３Ｂから分離することで、万が一、絞り部７にて目詰りが発生しても、ランナー部材３Ｃとともに除去することができる。しかも、互いに分離されるランナー部材３Ｃと上型３Ａとの間に複数のキャビティ９Ａ、９Ｂ・・への分岐流路１１Ａ、１１Ｂ・・等を形成することができるので、ランナー部材３Ｃと上型３Ａとを分離して露呈した分岐流路１１に残る成形物を容易に除去できる。分離させたランナー部材３Ｃの絞り部７の清掃も極めて簡便に行える。

かくして、従来の射出機の注入ノズルに絞り部を形成したもののように、ノズル自体の高温化によりノズル自体内部の成形材料５が硬化して発生する不純物により目詰りを引き起こすことがないばかりか、型３の注入口４から延びる注入流路６への絞り部７の形成により、絞り部７の下流での成形材料の流動特性に悪影響を与えることがなく、加硫製品の均一性が確保できる。しかも、絞り部７が型３の注入口４に隣接して形成されたことで、型３に注入された成形材料５が注入直後速やかに絞り部７にて自己発熱して昇温できて、絞り部７の下流での成形材料の流動特性に悪影響を与えることがないのはもとより、絞り部７の流動抵抗により、射出機１の注入ノズル２が離れた後に、型３内からの成形材料が逆流することが効果的に抑制される。その上、絞り部７を有する注入流路６の下流に、複数のキャビティ９に分岐流路１１を介して接続された分岐部１０が形成された場合は、複数のキャビティ９にて一度に複数の成形物を加硫する場合でも、絞り部７の下流となる分岐部１０および分岐された分岐流路１１内では成形材料の流動特性に何らの障害がなく、成形物の加硫が均一に行えることとなった。
＜参考例２＞

図２は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第２参考例を示す要部断面図である。本参考例では、絞り部７が、ランナー部材３Ｃと分離可能なロケート部材１２に形成されたものである。上型３Ａと分離可能なランナー部材３Ｃに穿設された鉛直状の筒状孔３Ｈ（断面形状は非円形でも円形でもよい）に対して、ロケート部材１２の脚部１２Ｂを適合させて嵌合させる。ロケート部材１２の平板部１２Ａは上型３Ａの上面に添設して取付ボルト１３により上型３Ａに固定する。前記ロケート部材１２の脚部１２Ｂの中心部に注入流路６が鉛直状に形成される。注入流路６の上端部には凹円錐状の注入口４が形成され、絞り部７から下方に向けて漸増する径を有する。したがって、注入流路６の注入口４に隣接して絞り部７が形成される。このような構成により、ランナー部材３と素材を異にするロケート部材１２に絞り部７を形成できるので、絞り部７の形成のための素材の選定の自由度が向上する他、型３の注入流路６、分岐流路１１等の流路形状や成形材料の特性に応じて絞り部７の形状等を適宜選定したロケート部材１２を多数準備して組み合わせることで、型３Ａ、３Ｂおよびランナー部材３Ｃの汎用化を図ることができる。絞り部７の不具合に対してもロケート部材１２のみを交換すればよいので、安価である。

図３は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第１実施例を示す要部断面図である。本実施例のものは、絞り部７が、ランナー部材３Ｃと分離可能なロケート部材１２にさらに分離可能に構成されたノズル部材１５に形成されて構成されたものである。そして、本実施例では、さらに、前記ランナー部材３Ｃとロケート部材１２との間に介在されるライナー部材１４の厚みδを選定することで、前記ロケート部材１２の底部（図示の例では、ロケート部材１２の脚部１２Ｂの底部）が分岐流路１１内にも適宜寸法の分岐流路絞り部１７を形成するように構成した。このような構成により、さらに安価なノズル部材１５に絞り部７を形成して、ランナー部材３Ｃ、ロケート部材１２および型３Ａ、３Ｂの汎用化が可能となる他、絞り部７の形成が簡便となる。しかも、絞り部７に不具合が生じても、ノズル部材１５を交換すればよい。

また、前記ランナー部材３Ｃとロケート部材１２との間にライナー部材１４を介在させてあるので、厚みδを異にする複数種類のライナー部材１４を適宜選定して取り付けることで、ロケート部材１２における脚部１２Ｂの底面を分岐流路１１内での上下位置を調整することができる。これにより、注入口４に隣接する絞り部７にて昇温された成形材料が、注入流路６から分岐した直後の適宜の絞り量の分岐流路絞り部１７にてさらに自己発熱効果が促進されて昇温し、加硫時間の短縮化に寄与できる。そして、前記参考例のものと同様に、分岐流路絞り部１７で万が一の目詰りを生じたとしても、離型時にはランナー部材３Ｃとともに分岐流路絞り部１１が露呈して分岐流路内硬化物は容易に除去できる。

図４は本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第２実施例を示す要部断面図である。本実施例のものは、基本的な構成は前記図３の実施例１のものと同様である。図４にて明確に理解されるように、前記絞り部７を構成するものとして、ロケート部材１２に螺合等により設置固定されるるノズル部材１５の成形材料の流れの方向（鉛直方向）に、互いに平行な細孔１６が複数個（図示の例では３個）形成されたものである。このような構成により、複数の細孔１６のそれぞれによって、さらに効果的に成形材料の自己発熱効果を高めることが期待できる。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、押出部（スクリュ等の回転による成形材料の溶融および押出し形態等）を含む射出機の形状、形式（ポットの形状や形式およびポット内における射出用プランジャの配設形態、射出用プランジャによる射出機からの成形材料の射出形態）、射出機における注入ノズルの形状（成形材料を昇温させて流動性を良化するために少しだけ絞り部を形成してもよい）、形式、型、ランナー部材、ロケート部材（脚部を用いた絞り部の形成等）およびノズル部材の形状、形式およびそれらの材質（絞り部を形成するのに適した素材を選定できる）、ならびにそれらの間の接合固定形態（直接に螺合、固定ビス等による固定等）、それらの部材における絞り部の形状、形成部位（好適には注入部に隣接して形成されるが、少し離れた位置でも可能）、数等については適宜選定できる。

また、注入口の形状（好適には円形状の凹錐状面とされるが、非円形の凹錐状面も採用され得る。その場合には、射出機側の注入ノズルも対応の凸錐状面とされる）、形式、注入流路、分岐部、分岐流路絞り部の形状（ロケート部材の脚部による分岐流路への鉛直方向の突出の他、例えば、ロケート部材の鉛直軸回りの回転調整によって、ロケート部材の脚部に形成した流路が対応する分岐流路との間の絞り隙間が調整されるように構成することもできる）、形式、キャビティの形状、形式および数、ライナー部材の形状（広い平板状のものが好適であるが、取付ボルトの周囲のみのワッシャ形態も可能）、形式、材質（圧縮に対して変形しにくいものが採用され得る）およびランナー部材とロケート部材への介設形態等についても適宜選定することができる。

本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第１参考例を示す要部断面図である。 本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第２参考例を示す要部断面図である。 本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第１実施例を示す要部断面図である。 本発明のゴム製品加硫用射出成形金型の第２実施例を示す要部断面図である。 射出成形機の第１従来例の要部断面図である。 射出成形機の第２従来例の要部断面図である。

１ 射出機
２ 注入ノズル
３ 型
３Ａ 上型
３Ｂ 下型
３Ｃ ランナー部材
４ 注入口
５ 成形材料
６ 注入流路
７ 絞り部
８ 射出機流路
９ キャビティ
１０ 分岐部
１１ 分岐流路
１１Ａ 分岐流路
１１Ｂ 分岐流路
１２ ロケート部材
１４ ライナー部材
１７ 分岐流路絞り部

Claims (1)

1. 射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入するゴム製品加硫用射出成形金型において、前記型の注入口から延びる注入流路に絞り部を形成し、前記絞り部を有する注入流路の下流に、複数のキャビティに分岐流路を介して接続された分岐部が形成され、前記絞り部が、型と分離可能なランナー部材あるいは該ランナー部材と分離可能なロケート部材に形成されるとともに、前記ランナー部材とロケート部材との間に介在されるライナー部材の厚みを選定することで、前記ロケート部材の底部が分岐流路内にも適宜寸法の分岐流路絞り部を形成するように構成したことを特徴とするゴム製品加硫用射出成形金型。

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