JPH05430A - 射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、射出成形用金型に関し、ランナーを
通過してキャビティに供給される溶融樹脂の流動経路を
一本化して流動速度分布を均一化することができ、ウエ
ルドや応力の偏在を解消して高精度の成形品を得ること
ができる射出成形用金型を提供することを目的としてい
る。 【構成】第１および第２ランナー23、24からキャビティ
22内に溶融樹脂を供給する際、当接部31ａ、41ａに球状
弁体27を当接させることにより、可動側金型21ｂおよび
球状弁体27の間を溶融樹脂が通過するのを阻止するとと
もに、固定側金型21ａおよび球状弁体27の間から通過さ
せ、支承部材31、41および固定側金型21ａの間のランナ
ー部24Ｒで絞りながら一方向に案内するようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学素子等の精密成形
品を形成する射出成形用金型に関し、詳しくは、射出完
了時にキャビティから溶融樹脂が逆流するのを防止する
ゲート封止機構を備えた射出成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光学素子等の精密成形品を射出
成形するにあたっては、射出成形機から射出成形金型へ
の射出条件（射出温度、射出圧力等）を適正に設定する
とともに、射出完了後のキャビティ内の樹脂圧が急変し
ないようにして応力の偏在やヒケ等の発生等を防止する
必要がある。このため、従来の射出成形金型において
は、キャビティから溶融樹脂が逆流するのを防止するゲ
ート封止機構を備えたものがある。

【０００３】従来、この種の射出成形用金型としては、
例えば本出願人は既に実願昭６３−１２３８０９号を出
願しており、図４、５のように示される。図４におい
て、１ａ、１ｂは一対の分割金型であり、この金型１
ａ、１ｂは型締めされることによってその内周部の型締
め面ＰＬにキャビティ２およびランナー３ａ、３ｂが形
成され、キャビティ２には射出ノズルＮによって一方の
分割金型１ａに形成されたスプルー４からランナー３
ａ、３ｂを通して溶融樹脂が充填されるようになってい
る。

【０００４】また、図５に示すように分割金型１ａおよ
び分割金型１ｂと共にランナー３を形成する溝部５ａ、
５ｂには球状弁体６が遊挿されているとともに、分割金
型１ｂの溝部５ｂにおけるキャビティ２側の部位には四
角柱状の支承部材７が取付けられており、分割金型１
ａ、１ｂのランナー３ａ側の溝部５ａ、５ｂには球状弁
体６が着座する弁座８が形成されている。

【０００５】このような構成を有する射出成形用金型に
あっては、射出ノズルＮから溶融樹脂が射出されると、
射出された溶融樹脂（以下、単に射出樹脂という）がス
プルー４、ランナー３ａ、３ｂを通してキャビティ２に
供給される。このとき、球状弁体６がスプルー４側から
の射出樹脂圧により弁座８から離隔し、支承部材７に当
接して該部材７に支承される。

【０００６】この状態においてランナー３ａからランナ
ー３ｂを通過した溶融樹脂が球状弁体６を包むようにし
てランナー３ｂの弁室部３Ｖに流入し、球状弁体６を通
過した射出樹脂の一部が支承部材７に衝突するととも
に、乱流を発生し、その残部と合流して剪断発熱等を生
じながらランナー部３Ｒに絞り込まれて一方向のみに案
内される。このため、ランナー３ｂのランナー部３Ｒに
案内される際に球状弁体６を通過した射出樹脂の流速分
布が均一化されて、一様な流動速度の溶融樹脂がキャビ
ティ２に供給される。

【０００７】キャビティ２内に射出樹脂が完全に充填さ
れると、キャビティ２内の樹脂圧が所定値まで高まると
ともに、射出ノズルＮからの溶融樹脂の射出が停止され
る。このとき、ランナー３ｂ内でキャビティ２側から逆
流しようとする樹脂圧により球状弁体６が弁座８に即座
に付勢されて着座してランナー３ａおよびランナー３ｂ
が液密的に遮断される。このため、溶融樹脂の射出完了
時に、キャビティ２内に充填された溶融樹脂が逆流する
のが阻止され、キャビティ２内の圧力が急変するのが防
止される。

【０００８】そして、上述したようにキャビティ２内に
樹脂を供給する際、支承部材７がランナー３ｂの一部を
構成し、一対の分割金型１ａ、１ｂと協働して球状弁体
６を通過した溶融樹脂を絞りながら一方向のみに案内す
るようにしているので、ランナー３ｂの球状弁体６より
キャビティ２側の部位を絞ってキャビティ２に供給され
る溶融樹脂の流速速度分布を均一化してウエルドや応力
の偏在を解消して高精度な成形品を得ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の射出成形用金型にあっては、支承部材７が四
角柱状に形成されていたため、球状弁体６が支承部材７
に支承される溶融樹脂の射出時に、溶融樹脂が球状弁体
７を包み込むようにして矢印ａに示す流動経路を取る他
に、矢印ｂに示すように球状弁体６の下側を流動する経
路を取ってしまった。このため、溶融樹脂が球状弁体６
を挟んで２分されてしまい、これら２分された溶融樹脂
が支承部材７の入口付近の合流部分で合流する際に流動
速度分布が充分に均一にならず、ウエルドや応力の偏在
を充分に解消することはできなかった。

【００１０】そこで本発明は、ランナーを通過してキャ
ビティに供給される溶融樹脂の流動経路を一本化して流
動速度分布を均一化することができ、ウエルドや応力の
偏在を解消して高精度の成形品を得ることができる射出
成形用金型を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を達成するために、型締め時に型締め面にキャ
ビティと該キャビティに連通するランナーとが形成され
た一対の分割金型と、該分割金型の少なくとも一方側の
型締め面に形成され、前記ランナーを画成する溝部と、
前記一方の分割金型に形成され、溝部と連通してキャビ
ティに溶融樹脂を供給するスプルーと、前記ランナー内
に遊挿された球状弁体と、前記溝部のスプルー側の分割
金型の型締め面に形成され、該球状弁体が着座可能な弁
座と、分割金型の何れか一方側のランナーを画成する型
締め面に設けられ、他方側の分割金型の型締め面との間
を通してキャビティに溶融樹脂を通過させつつ前記球状
弁体を支承する支承手段と、を備えた射出成形用金型に
おいて、前記支承手段は、球状弁体と対向する部位に球
状弁体が当接する所定形状の当接部を有し、ランナーか
らキャビティ内に溶融樹脂が供給される際、該当接部に
球状弁体が当接することにより、一方の分割金型および
球状弁体の間を溶融樹脂が通過するのを阻止するととも
に他方の分割金型および球状弁体の間を溶融樹脂が通過
するのを可能にして、支承部材および他方の分割金型の
間で溶融樹脂を絞りながら一方向に案内すること特徴と
している。

【００１２】請求項２記載の発明は、上記課題を達成す
るために、前記当接部が、球状弁体と線接触するように
半円弧状に形成されていることを特徴としている。請求
項３記載の発明は、上記課題を達成するために、前記当
接部が、球状弁体と面接触するように球状弁体の外周部
の一部と同径状に形成されていることを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明では、支承部材の球状弁体
と対向する部位に球状弁体が当接する所定形状の当接部
が形成され、ランナーからキャビティ内に溶融樹脂が供
給される際、該当接部に球状弁体が当接されることによ
り、一方の分割金型および球状弁体の間を溶融樹脂が通
過することが阻止されるとともに溶融樹脂が他方の分割
金型および球状弁体の間を通過可能になり、溶融樹脂が
支承部材および他方の分割金型の間で絞られながら一方
向に案内される。したがって、溶融樹脂の一部が球状弁
体の下側に回り込むことによって溶融樹脂が球状弁体を
境にして２分化されず、支承部材の入口付近で溶融樹脂
が合流することがない。この結果、ランナーを通過して
キャビティに供給される溶融樹脂の流動経路が一本化さ
れて流動速度分布が均一化され、ウエルドや応力の偏在
が解消されて高精度の成形品が得られる。

【００１４】請求項２記載の発明では、当接部が球状弁
体と線接触するように半円弧状に形成される。したがっ
て、支承部材の加工が容易になり、支承部材のコストが
低減する。請求項３記載の発明では、当接部が球状弁体
と面接触するように球状弁体の外周部の一部と同径状に
形成される。したがって、樹脂の射出時に球状弁体が当
接部に当接される際に該当接部に比較的広い面積で当接
され、高圧の樹脂の流動によって支承部材が破損するこ
とが防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１、２は本発明に係る射出成形用金型の一実施例を示
す図である。まず、構成を説明する。図１において、21
ａ、21ｂは固定側金型および可動側金型からなる一対の
分割金型であり、固定側金型21ａおよび可動側金型21ｂ
は可動側金型21ｂが固定側金型21ａに当接、押圧および
離隔することにより型閉じ、型締めおよび型開きできる
ように図示しない射出成形機本体に支持されている。

【００１６】少なくとも一方の分割金型である固定側金
型21ａの型締め面には型締め面ＰＬ側に開口する所定形
状の凹部22ａと溝部23ａ〜25ａが形成されており、本実
施例においてはこれらに対向して可動側金型21ｂにも凹
部22ｂと溝部23ｂ〜25ｂが形成されている。そして、固
定側金型21ａおよび可動側金型21ｂの型締め時に、凹部
22ａ、22ｂからなる成形品を形成するためのキャビティ
22と、溝部23ａ、23ｂ、24ａ、24ｂからなる第１ランナ
ー23および第２ランナー24（ランナー）と、溝部25ａ、
25ｂからなる弁座通路部25とがそれぞれ画成される。

【００１７】また、固定側金型21ａには溝部23ａと連通
して射出成形機の噴射ノズルＮ１に接続されるスプルー
26が形成されており、スプルー26は射出ノズルＮ１から
の溶融樹脂を第１ランナー23、弁座通路部25および第２
ランナー24を通してキャビティ22に供給するようになっ
ている。また、第２ランナー24内には球状弁体27が遊挿
されており、弁座通路部25の第２ランナー24側の端部、
すなわち、溝部24ａ、24ｂのスプルー26側の固定側金型
21ａおよび可動側金型21ｂの型締め面は球状弁体27が着
座可能な弁体28として形成されており、射出ノズルＮ１
からの樹脂圧（射出圧）あるいはキャビティ22からの樹
脂圧を受けた球状弁体27の移動により弁座通路部25が閉
塞あるいは開放される。可動側金型21ｂの第２ランナー
24を画成する型締め面には支承部材31が取付けられてお
り、支承部材31はスプルー26側から射出圧を受けた球状
弁体27を支承するとともに、第２ランナー24内の樹脂を
固定側金型21ａの間を通してキャビティ22側に供給でき
るように配設されている。

【００１８】一方、支承部材31は可動側金型21ｂから固
定側金型21ａに突出しているとともに、第２ランナー24
の幅方向、すなわち、矢印ＡーＢ方向と直交する紙面方
向に延在して第２ランナー24の一部を構成しており、ス
プルー26から第１ランナー23および座通路部25を通して
第２ランナー24に供給された溶融樹脂は支承部材31およ
び固定側金型21ａの間のランナー部24Ｒを通してキャビ
ティ22に供給される。

【００１９】また、支承部材31の球状弁体27に対向する
部位には所定形状の当接部31ａが成形されており、この
当接部31ａは図２に示すように球状弁体27と線接触する
ように半円弧状に形成されている。そして、当接部31ａ
に球状弁体27が当接したときに球状弁体27が線接触で当
接部31ａに密着するため、上述したようにスプルー26か
ら供給される溶融樹脂が可動側金型21ｂおよび球状弁体
27の間を通過せず、固定側金型21ａおよび球状弁体27の
間のランナー部24Ｒのみから通過され、この通過時に溶
融樹脂は支承部材31および固定側金型21ａの間で絞られ
ながら一方向に案内されるようになっている。

【００２０】次に、作用を説明する。まず、可動側金型
21ｂの移動により固定側金型21ａおよび可動側金型21ｂ
が型閉じされ、型閉めされると、キャビティ22、第１ラ
ンナー23、第２ランナー24および弁座通路部25等が形成
され、スプルー26からキャビティ22に溶融樹脂が供給可
能となる。次いで、射出成形機本体の作動により固定側
金型21ａに当接した射出ノズルＮ１から溶融樹脂が射出
されると、射出された溶融樹脂（以下、単に射出樹脂と
いう）がスプルー26、第１ランナー23、弁座通路部25お
よび第２ランナー24を通してキャビティ22に供給され
る。

【００２１】このとき、球状弁体27がスプルー26側から
の射出樹脂圧により弁座28から離隔し、支承部材31の当
接部31ａに線接触して該部材31に支承される。この状態
において、上述したようにスプルー26から供給される溶
融樹脂が可動側金型21ｂおよび球状弁体27の間を通過せ
ず、固定側金型21ａおよび球状弁体27の間のランナー部
24Ｒのみから通過され、この通過時に支承部材31および
固定側金型21ａの間で絞られながら一方向に案内され
る。したがって、第２ランナー24のランナー部24Ｒに案
内される際に球状弁体27を通過した射出樹脂の流動速度
分布が均一化され、一様な流動速度でキャビティ22に供
給される。

【００２２】キャビティ22内に射出樹脂が完全に充填さ
れるとキャビティ22内の樹脂圧が所定値まで高まるとと
もに、射出ノズルＮ１からの溶融樹脂の射出が停止され
る。このとき、第２ランナー24内でキャビティ22側から
逆流しようとする樹脂圧により球状弁体27が弁座28に即
座に付勢されて着座し、第１ランナー23と第２ランナー
24とが液密的に遮断される。

【００２３】したがって、溶融樹脂の射出完了時にキャ
ビティ22に充填された溶融樹脂が逆流するのが阻止さ
れ、キャビティ22内の圧力が急変するのが防止される。
そして、キャビティ22内の溶融樹脂温度の低下に伴って
キャビティ22内の圧力が徐々に低下し、キャビティ22内
の樹脂が固化するだけの時間が経過すると、射出成形機
本体により固定側金型21ａおよび可動側金型21ｂの型開
きが行われ、成形品が取り出される。

【００２４】このように本実施例では、第１および第２
ランナー23、24からキャビティ22内に溶融樹脂が供給す
る際、当接部31ａに球状弁体27を当接させることによ
り、可動側金型21ｂおよび球状弁体27の間を溶融樹脂が
通過するのを阻止するとともに、固定側金型21ａおよび
球状弁体27の間のみから通過させ、支承部材31および固
定側金型21ａの間のランナー部24Ｒで絞りながら一方向
に案内しているため、溶融樹脂の一部が球状弁体27の下
側に回り込んで溶融樹脂が球状弁体27を境にして２分化
されるのを防止することができ、ランナー部24Ｒの入口
付近で溶融樹脂が合流するのを防止することができる。
この結果、従来に比べて第１、２ランナーを23、24を通
過してキャビティ22に供給される溶融樹脂の流動経路を
一本化して流動速度分布を均一化することができ、ウエ
ルドや応力の偏在を解消して高精度な成形品を得ること
ができる。また、支承部材31の当接部31ａを球状弁体27
と線接触するように半円弧状に形成しているため、支承
部材31の加工を容易に行うことができ、支承部材31のコ
ストを低減することができる。

【００２５】なお、本実施例では、支承部材31の当接部
31ａを半円弧状に形成しているが、これに限らず、図３
に示すように、当接部41ａを球状弁体27と面接触するよ
うに球状弁体27の外周部の一部と同径状に形成し、当接
部41ａに球状弁体27を当接させることにより、可動側金
型21ｂおよび球状弁体27の間を溶融樹脂が通過するのを
阻止するとともに、固定側金型21ａおよび球状弁体27の
間のみから通過させ、溶融樹脂を支承部材41および固定
側金型21ａの間のランナー部24Ｒで絞りながら一方向に
案内させるようにしてもよい。

【００２６】このようにしても溶融樹脂の一部が球状弁
体27の下側に回り込んで溶融樹脂が球状弁体27を境にし
て２分化されるのを防止することができ、上記実施例と
同様の効果を得ることができる。また、このような効果
に加えて樹脂の射出時に球状弁体27が当接部41ａに当接
される際に当接部41ａに比較的広い面積で当接させるこ
とができ、高圧の樹脂の流動によって支承部材が破損す
るのを防止することができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、溶融樹脂
の一部が球状弁体の下側に回り込んで溶融樹脂が球状弁
体を境にして２分化されるのを防止することができ、支
承部材の入口付近で溶融樹脂が合流するのを防止するこ
とができる。このため、ランナーを通過してキャビティ
に供給される溶融樹脂の流動経路を一本化して流動速度
分布を均一化することができ、ウエルドや応力の偏在を
解消して高精度な成形品を得ることができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、当接部を球
状弁体と線接触するように半円弧状に形成しているの
で、支承部材の加工を容易に行うことができ、支承部材
のコストを低減することができる。請求項３記載の発明
によれば、当接部を球状弁体と面接触するように球状弁
体の外周部の一部と同径状に形成しているので、樹脂の
射出時に球状弁体が当接部に当接する際に該当接部に比
較的広い面積で当接させることができ、高圧の樹脂の流
動によって支承部材が破損するのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形用金型の一実施例を示す
その断面構成図である。

【図２】図１における球状弁体および支承部材の一部を
示す図であり、（ａ）はその要部断面構成図、（ｂ）は
（ａ）のＡーＡ矢視図である。

【図３】本発明に係る射出成形用金型の他の実施例を示
す図であり、（ａ）は球状弁体および支承部材の一部を
示すその要部断面構成図、（ｂ）は（ａ）のＢーＢ矢視
図である。

【図４】従来の射出成形用金型を示すその断面構成図で
ある。

【図５】図４における球状弁体および支承部材の一部を
示す図であり、（ａ）はその要部断面構成図、（ｂ）は
（ａ）のＣーＣ矢視図である。

【符号の説明】

21ａ 固定側金型（一方の金型） 21ｂ 可動側金型（他方の金型） 22 キャビティ 23 第１ランナー（ランナー） 23ａ 溝部 24 第２ランナー（ランナー） 24ａ 溝部 26 スプルー 27 球状弁体 28 弁座 31、41 支承部材 31ａ、41ａ 当接部 ＰＬ 型締め面

フロントページの続き (72)発明者 畠山 寿治 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 福島 明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大谷 渉 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】型締め時に型締め面にキャビティと該キャ
   ビティに連通するランナーとが形成された一対の分割金
   型と、該分割金型の少なくとも一方側の型締め面に形成
   され、前記ランナーを画成する溝部と、前記一方の分割
   金型に形成され、溝部と連通してキャビティに溶融樹脂
   を供給するスプルーと、前記ランナー内に遊挿された球
   状弁体と、前記溝部のスプルー側の分割金型の型締め面
   に形成され、該球状弁体が着座可能な弁座と、分割金型
   の何れか一方側のランナーを画成する型締め面に設けら
   れ、他方側の分割金型の型締め面との間を通してキャビ
   ティに溶融樹脂を通過させつつ前記球状弁体を支承する
   支承手段と、を備えた射出成形用金型において、前記支
   承手段は、球状弁体と対向する部位に球状弁体が当接す
   る所定形状の当接部を有し、ランナーからキャビティ内
   に溶融樹脂が供給される際、該当接部に球状弁体が当接
   することにより、一方の分割金型および球状弁体の間を
   溶融樹脂が通過するのを阻止するとともに他方の分割金
   型および球状弁体の間を溶融樹脂が通過するのを可能に
   して、支承部材および他方の分割金型の間で溶融樹脂を
   絞りながら一方向に案内すること特徴とする射出成形用
   金型。
2. 【請求項２】前記当接部が、球状弁体と線接触するよう
   に半円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の射出成形用金型。
3. 【請求項３】前記当接部が、球状弁体と面接触するよう
   に球状弁体の外周部の一部と同径状に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。