JPH01235617A

JPH01235617A - 射出成形用金型

Info

Publication number: JPH01235617A
Application number: JP6298688A
Authority: JP
Inventors: Masaya Murata; 村田　昌彌
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1989-09-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は射出成形用金型、特には射出成形してもウェル
ドラインが形成されず、かっは樹脂の流れがキャビティ
内で半径方向に向かうので強度のすぐれた成形品を与え
ることができる。歯車もしくは歯車素材などのような円
筒状成形品の製造に有用とされる射出成形用金型に関す
るものである。

（従来の技術）一般の射出成形は金型のピンゲートを通してキャビティ
に樹脂を注入する方法が用いられる。歯車などのような
円筒形の成形品の射出成形は成形品とスプルーランナー
などの湯道（パリソン）を分離し易く、かつ比較的均一
な成形品を得るために多点ピンゲートとする方法が用い
られている。

しかし、この場合には通常成形品表面に樹脂接合面・ウ
ェルドラインが形成されるために、この方法は全周にわ
たって均質が要求される歯車などのような円筒形の製品
には適しないものとされている。

すなわち、第６図に示したように上型１、中型２、下型
３とからなる射出成形用金型のキャビティ１１に樹脂注
入口（ノズルタッチ孔）７から注入された樹脂は多点ピ
ンゲート１ｏを経てキャビティ１１に注入されるが、こ
＼に注入された樹脂は第７図に示したように合わせ目が
ウェルドライン２５によって融着されたものとなるので
この成形品２２はこの部分では強度の劣るものとなるし
、この樹脂が強化繊維を含むものであるときはこの繊維
がピンゲート痕２４を中心にして放射状にひろがってキ
ャビティの半径方向に揃うことがなく、これは特にウェ
ルドライン付近で著しいので一層成形品の強度が不均一
になるという不利がある。

そのため、この種の円筒状成形品の成形については、上
型１、中型２．下型３とからなる射出成形用金型のゲー
トを第８図に示したように円環状のリングゲート１６と
するという方法が提案されており、この場合（こは樹脂
注入ロアから注入された樹脂はこのリング状ゲート１６
からキャビティ内に注入されるのでウェルドラインが形
成されることはないが、この樹脂の流れは主にキャビテ
ィ内を直進しキャビティの半径方向に進むことがないの
で成形品は均質な製品とならないし、この樹脂が繊維２
３を含むものであるときには第９図に示したように繊維
２３が主に円周方向に配向するので強度のすぐれた成形
品を得ることができないという欠点がある。

（発明の構成）本発明はこのような不利、欠点を解決することのできる
射出成形用金型に関するものであり、これは円筒形成形
品を製作する金型におけるリング状フィルムゲートの内
側および／または外側に樹脂注入方向に沿った溝を形成
してなることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者は射出成形機における樹脂の流れを
好ましい方向に均一にする方法について種々検討した結
果、ゲートを円環状とした円筒形の成形品を製造するた
めの射出成形用金型において、このリング状フィルムゲ
ートの内側および／または外側に樹脂注入方向に沿った
溝を形成させると、こ＼に注入された樹脂はこの溝に沿
って均一に注入され、キャビティ内で半径方向に向きを
変えて規則正しく均一に流れ、ウェルドラインが形成さ
れることなく、シかも強度が高く、寸法の均一な成形品
が得られ、さらにこの樹脂が繊維を含んだものである場
合、繊維はこの溝を通るときに流れに沿って一方向に配
向されたうえ、半径方向に均一に規則正しく配列された
ものとなるので得られる成形品はその強度が従来品にく
らべて著しく強いものになることを見出すと共に、この
成形時に注入される樹脂を加圧する落し蓋をそのキャビ
ティの一部または全部に滑動可能に設けておくとこの樹
脂の流れ、さらには樹脂に混入されている繊維を半径方
向により容易にかつ確実に配向させることができること
を確認して本発明を完成させた。

以下１本発明を添付の図面にもとづいて詳述する。

第１図ａ）は本発明の射出成形用金型の使用時における
縦断面図、第１図ｂ）はその作業終了時の分割縦断面、
第１図Ｃ）はこの上型１を除いた本発明の射出成形用金
型の一部断面斜視図、ｄ）〜ｇ）は溝つきリング状フィ
ルムゲートの斜視図を示したものである。本発明の射出
成形用金型は第１図ａ）、ｂ）、ｃ）に示したように基
本的には上型１．中型２、下型３から構成されており、
この上型１には成形品成形用のキャビティ１１が設けら
れている。中型２の上面はキャビティ１１の底面を構成
すると共に中央にリング状フィルムゲート１６の外壁と
なる中央円孔１４があり、その下方は図に示されている
ように大きくえぐられている。下型３の中央には中型２
の中央円孔１４と同志でや５小さい円柱１２が設けられ
ており、この円孔１４と円柱１２との隙間がリング状フ
ィルムゲート１６を構成する。円孔１４の下方のえぐら
れている部分と円柱１２および下型３の上面でトンネル
状の環状ランナー１５が構成されるが。

この下型３にはこの環状ランナー１５の一端に開口する
スプルー六８が貫通しており、その反対側（図では下方
）には射出成形機の樹脂射出口（ノズル）と接する樹脂
注入口（ノズルタッチ孔）７が開口している。しかして
、円柱１２には中央円孔１４と相対する外周に円柱軸と
は一′平行に溝１３が彫り込まれているが、この溝１３
は第１図ｄ）に示したように三角形（山形）、同図ｅ）
に示したように半丸型とすることが適当とされるが、こ
れは角溝であってもよい。この溝は第１図Ｃ）に示した
ように相接したものとすることがよいが、これはｄ）、
ｅ）図に示したように若干の間隔をおいたものであって
もよい。しかし、この溝は円柱部に設けず、第１図ｆ）
に示したように円孔１４の内側に溝１３ａとして設けて
もよいし、また第１図ｇ）に示したように円柱１２、円
孔１４の双方に溝１３．ｉ簿１３ａとして設けてもよく
、この数は内外で同等としても異なるものとしてもよい
。また、この溝の深さはリング状フィルムゲートの隔間
に対し０．５〜３．０倍のものとすればよく、この溝の
巾はニーに注入される樹脂が長繊維を含有しない樹脂の
みの場合またはウィスカーのような極めて短いＭ＆維だ
けを含有するものであるときには２ｍｍ以下、好ましく
は０．５〜１．０＋ｎｍとすればよいが、これが長繊維
を含有するものであるときには繊維径の１０倍以上で繊
維長の０．２倍以上のものとすることがよい。なお、こ
の溝の形成は例えば円柱１２の外側に筋目ローレットを
押しつけてこ＼に隙間なく溝を圧接成形したのち。

加圧して盛り上がった山部を切削または研削すればよい
。

また、この第１図ａ）、ｂ）にはキャビティ１１の内部
への樹脂注入時における樹脂の流れを半径方向に整流す
るため、こ＼に注入される樹脂を加圧する落し蓋４がば
ね５で懸吊されているが、このばね５は必ずしも必要な
ものではないし、この落しＭ４もキャビティ１１が薄い
場合には取りつける必要はない。

なお、この第１図に示したものは竪型のものであるが、
これは第５図に示したように横型のものとしてもよく、
この場合には落し蓋４が横向きになるので加圧シリンダ
ー１７のピストン１８によって上型１を貫通するロッド
１９に連結させればよいし、加圧シリンダー１７の底近
くにエアー穴２０を設け、エアーの加圧、排出で落し蓋
４を左右に動かすようにすればよい。

この金型を使用した成形品の製造は樹脂注入口（ノズル
タッチ孔）７がら樹脂を注入することによって行われる
。この樹脂注入ロアに注入された樹脂はスプール８、中
型２の下方のトンネル状の環状ランナー１５およびリン
グ状フィルムゲート１６を経てキャビティ１１に注入さ
れるが、このリング状フィルムゲート１６にはその内側
および／または外側に樹脂の流れ方向に沿った′ａ１３
が設けられており、樹脂の流れは溝１３によって整流さ
れ、この樹脂が繊維を含有するものであるときにはこの
繊維も整流されるので、樹脂はキャビティ１１の中でそ
の半径方向に均一に流れ、繊維もその半径方向に配向さ
れる。

つぎにこの作用について説明すると、従来公知の溝のな
いリング状フィルムゲートを有する金型を用いた場合は
第８図Ｃ）に示したようにこれからキャビティに注入さ
れた樹脂はリング状フィルムゲートに沿ってキャビティ
の周方向に流れ、この樹脂が繊維を含有するものである
ときには繊維もキャビティの周方向に流れ、得られる成
形品中において繊維は第９図に示したようにその周囲方
向に配置されたものとなる。しかるに、このリング状フ
ィルムゲート１６を溝１３を付したものとすると、第２
図に示したように樹脂の流れは溝１３においてＶで示さ
れる矢印のように溝の中央部で早く、溝壁部では遅くな
ってこＮに大きな速度匂配が生じるので、この樹脂が長
繊維を含有するものであるときには溝巾より長い繊維２
３が溝の筋目に沿う流れ方向に整流されるだけでなく、
ウィスカーのようにその長さが溝巾より小さい繊維２３
Ａも溝の出口では溝筋に沿って配向される。

なお、このキャビティ内における樹脂の流れおよび繊維
の方向について説明すると、キャビティ１１が薄い場合
には第３図ａ）に示したようにリングゲート痕２６から
注入された樹脂および繊維はその半径方向に配向されて
成形品２２が得られるが、第３図ｂ）に示したようにキ
ャビティ１１が厚い場合は繊維２３は大部分は半径方向
に配向されるが必ずしも全部は半径方向に配向されない
。

しかし、落し蓋４がある場合は第３図Ｃ）に示したよう
に最初に注入された樹脂および繊維はキャビティ１１が
薄いのですべてその半径方向に配向されて成形品２２−
１となり、続いて注入された樹脂および繊維は落し蓋４
を押し上げながら成形品２２−１の上に流入するのでこ
れもその半径方向に配向されて成形品２２−２となって
成形品２２−１の上に積層されるので、ニーに得られる
成形品２２はそのすべてが半径方向に配合されたものに
なる。

このように本発明の金型を角いて作られた成形品は樹脂
、特には樹脂と繊維がすべて半径方向に配合されたもの
となるが、この成形品が歯車の場合には歯丈に沿って繊
維が配向されたものとなるのでこれが繊維によって有効
な方向に補強されたものとなり、極めて強力なものとな
るし、繊維を含まない場合もこの樹脂が配向性の強い材
料、例えば６−６ナイロンであると半径方向に均一に配
向されたものが得られるので、この場合も強度の高い歯
車が得られるという有利性が与えられる。

なお、上記において落し蓋の効果を説明したが。

この落し蓋はそれ自身重量のあるものであればばねなど
を必要としないけれども、第１図に示したようにこれを
ばね５で懸吊するか、第５図に示したようにエアー圧で
加圧することがよく、特に第５図に示した横型ではエア
ー圧で成形品をキャビティから突き出す、いわゆる突き
出し棒の役目も兼ねることができる。

このようにして成形された成形品は冷却後、第１図ｂ）
、第５図ｂ）に示したように型を開き、成形品２２と湯
道（パリソン）２７に分けられるが、この際も従来公知
の平滑なリング状フィルムゲートを使用した場合にくら
べて本発明のようにゲート痕２６の断面が鋸状となって
いるので薄い部分からまず亀裂が入り、極めて容易に成
形品とパリソンが分解されるという利点が与えられる。

（発明の効果）本発明の射出成形用金型はリング状フィルムゲートの内
側または外何あるいはこの両側に樹脂注入方向に沿った
溝を設けたものであり、これによれば成形時における樹
脂の流れが整流され、樹脂または樹脂と繊維が流れの方
向に揃えられてキャビティに注入され、キャビティの半
径方向に向かうし、キャビティが厚い場合も落し蓋を設
けることによって同様の効果が与えられるので、樹脂ま
たは樹脂と繊維が半径方向に均一に成形された。

強度の大きい、外径寸法も均一な成形品を容易に得るこ
とができるという有利性か与えられる。

つぎに本発明の実施例をあげる。

実施例外径５２ｍｍ、歯巾ＬｏａｍのＭＩＸ５０Ｔの歯車型キ
ャビティを有する金型に樹脂注入のための１）０．７ｍ
Ｉｔφの４点ピンポイントゲート。

２）穴径３５ｓ＋ｍ、柱径３４．５ｍｍ、隙間０．２５
ｍｍのリング状フィルムゲート、３）穴径３５ｍｍ、柱径３４．８ｍｍを筋目ローレット
で深さ０．５ｍｍの溝加工をしたのち、柱径３４．８ｍ
ｍに研削したリング状フィルムゲートを設け、これらを取りつけた射出圧力５００気圧のプラ
ンジャー型射出成形機を用いてナイロン６６・宇部ナイ
ロン２０２０Ｕ　Ｃ宇部興産■製商品名〕、ポリアセタ
ール・ジュラコンＭ９０［ポリプラスチック■製部品名
〕、これらの樹脂１００重量部に直径０　、７　ａｍ、
長さ３ｍｍのパン系炭素繊維・ＴＲ０６［三菱レイヨン
■製部品名］を２０重量部添加した炭素繊維入りナイロ
ン６６、炭素繊維入りポリアセタールの４種を射出して
、ＭＩＸ５０Ｔ−歯巾１０ｍ＋＋ｍのプラスチック歯車
を成形した。

ついで、このプラスチック歯車をＭＩＸ５０Ｔ。

歯巾１０ｍ５の鋼製歯車とかみ合わせたのち、プラスチ
ック歯車と同軸に取りつけた直径２００１のプーリーに
重錘１０ｋｇを吊り下げ、減速装置を介して鋼製歯車で
プラスチック歯車を往復回転させて重錘を上下させる捲
上げ、捲下しの繰り返し負荷試験（静止トルク１ｋｇｆ
−ｍ、制動トルク３　ｋｇｆ−ｍ）を１サイクル、４秒
で行ない、プラスチック歯車が破壊されるまでの回数を
しらべてこれらの強さを比較したところ、第１表に示し
たとおりの結果が得られた。

また、上記の金型におけるキャビティを外径５４、！ｍ
、厚さ１５ｍｍの円筒形のものとし、これを外径５４ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍ、重さ９０ｇの落し蓋を８ケのスプリン
グ（圧縮時のスプリング強さ１ヶ当り１５ｋｇ）で孕吊
したものでおしつけたもの、またこの落し蓋キャビティ
上部に固定したゾけで加圧しないものとしたほかは上記
と同様に処理して外径５４ＩＩＩｍ、厚さ１０＋ｎ＋ｏ
のプラスチック円柱を作り。

これを歯切加工してＭＩＸ５０Ｔ、歯巾１０ｍｍのプラ
スチック歯車をつくり、これについて上記と同じ試験を
したところ、第２表に示したとおりの結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金型の実施例を示したもので、このａ
）は型を閉めて射出成形中の状態を示す縦断面図、ｂ）
は型を開き成形品を取り出せる状態とした縦断面図、Ｃ
）は上型を取り除いた状態の一部断面を表した斜視図、
ｄ）〜ｇ）はこの溝の形状を示す斜視図、第２図はこの
金型のリング状フィルムゲート部の斜視図、第３図は射
出成形時におけるキャビティ内での樹脂および繊維の流
れを示す縦断面図、第４図はこの方法で得られた成形品
（歯車）の斜視図を示したものであり、第５図は本発明
の金型の他の実施例を示したもので、このａ）は型を閉
めて射出成形中の状態を示す縦断面図、ｂ）は型を開き
成形品を取り出せる状態とした縦断面図を示したもので
ある。また、第６図は従来公知の金型による比較例を示したも
ので、このａ）は型を閉めて射出成形中の状態を示す縦
断面図、ｂ）は型を開き成形品を取り出せる状態とした
縦断面図、Ｃ）は上型を取り除いた状態の一部断面を表
わす斜視図、第７図はこの方法で得られた成形品の斜視
図であり、第８図は従来公知の他の金型による比較例を
示したもので、このａ）は型を閉めて射出成形中の状態
を示す縦断面図、ｂ）は型を開き成形品を取り出せる状
態とした縦断面図、Ｃ）は上型を取り除いた状態の一部
断面を表わす斜視図で、第９図はこの方法で得られた成
形品の斜視図を示したものである。１・・・上型、　２　・中型、　３・・・下型。４・・・落し蓋、　５・・・ばね、　６・・成形品中子
、７・・・樹脂注入口、　８・・・スプルー孔、９・・
・溝状ランナー。１０・・・ピンポイントゲート、］１・・・キャビティ、　　１２・・・円柱、１３．１
３ａ・・・溝、　１４・・・円孔、１５・・・環状ラン
ナー、１６・・・リング状フィルムゲート、１７・・・加圧シリンダー、　　１８・・・加圧ピスト
ン、１９・・・ロッド、　２０・・・エアー穴、２１・
・・インサート保持孔、　　２２・・・成形品、２２−
１・・・成形品下部、２２−２・・・成形品上部、　　２３・・・繊維、２４
・・・ピンゲート痕、　　２５・・・ウェルドライン、
２６・・・リングゲート痕、　　２７・・・パリソン、
第１図／ｈｌ第１図（ｄ）　　　　　　　　　　　　　　（ｅ）（ｆ）　　
　　　　　　　　　　　（ｇｌｖ２３’Ａ第３図／６第４図第５図（ｂ）第８図　（ｂｌ　　２１２１′

Claims

【特許請求の範囲】１、円筒状成形品を製作する金型におけるリング状フィ
ルムゲートの内側および／または外側に樹脂注入方向に
沿った溝を形成してなることを特徴とする射出成形用金
型。２、キャビティーの一部または全部にこゝに注入される
樹脂を加圧する滑動可能な落し蓋を設けてなる請求項１
に記載した射出成形用金型。