JPS5844068B2 - 射出成形用ホツトランナ金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂の射出成形用ホットランナ金型、
詳しくは金型開閉方向に平行で先端に溶融した樹脂を供
給できるゲートを設けたノズルを有するホットランナ金
型に関するものである。

近時熱可塑性樹脂の射出成形において成形時にランナ、
スプルーの発生を防ぐためホットランナ成形が普及しは
じめている。

ホットランナ金型には種々の方式があるが、従来使われ
ているものＳうち、金型開閉方向に平行なノズルを有す
る金型方式の例を第１，２図に示した。

第１図は最も基本的なホットランナ金型の例であるが、
スプルー８、マニホールド７、ノズル１は所定の高温に
保たれており、成形機より溶融した樹脂を溶融樹脂流路
２を介してノズル１先端のゲート３に供給することが出
来る。

一方移動側プレート１３と中間プレート１４とからなる
キャビティプレートは所定の金型温度に保たれているか
ら、ゲート３よりキャビディ４に導かれた溶融樹脂は冷
却凝固する。

このような金型においてはゲート３付近の形状を適当に
保ち、且つキャビティプレート１３．１４の冷却及びノ
ズルの加熱を調整することによりキャビティ内の樹脂が
凝固した時はゲートシールをし、射出時にはゲート内樹
脂を溶融させることが出来るようになる。

しかしこの方式ではゲート付近の熱的なバランスをとる
ことがむずかしく、成形可能範囲が極めて狭い。

この為好ましい成形条件がとれず良品が得られなかった
り、作動が不完全なためゲート詰りゃ樹脂洩れなどの成
形トラブルを起しやすい。

これを改良する為、第２図に示すようにノズル１の内部
に先端がゲート３に達して先端１２が鋭角なトピード１
１を設けることがなされている。

図中９は断熱のための隙間を示し、１０はトピードを支
えるスパイダーを示す。

この方式ではトピード１１を高温に維持することが比較
的容易なため、作動の確実性及び成形条件の巾はかなり
向上するか、それでもなおコールドランナ成形に比べれ
ば成形条件の巾が狭いし、ゲートシールやゲート詰りか
起こりやすい。

その上この方式ではトピード１１に加熱手段と温度制御
手段を具備する必要がある上、一定の熱容量を保有して
いることが求められる為コンパクトに出来ないという新
たな問題を生ずる。

本発明はこのような従来の金型を改良し、作動が確実で
成形可能範囲が広く、しかもコンパクトで構造も簡単な
ホットランナ金型を得るべ〈発明されたものである。

すなわち型閉め状態で先端のゲート孔より溶融樹脂がキ
ャビティに供給でき、且つ型開き方向に平行な棒状のノ
ズルを有するホットランナ金型において、棒状ノズルの
周囲に高温に保つことの出来る環状体を配し、型開き状
態で該ノズル先端部と環状体とが接触し、型閉め状態で
は切放されるように構成された射出成形用ホットランナ
金型である。

以下実施例を示す図面を用いて本発明を説明する。

第３，４図においてスプルー８及びマニホールド７は溶
融した樹脂が流動できるように高温に保たれている。

ノズル１はマニホールド７に比べ熱容量を圧倒的に小さ
くし、通常は加熱手段も冷却手段も持たない。

従って定常状態ではマニホールド７より伝熱により高温
に保たれるが、キャビティプレート１４と接触すれば特
にその接触部２１付近は金型温度近くまで冷却される。

ノズル１の形状は色々な形の適したタイプがあるが、第
３，４図の例では棒状をなし先端部１ａを太く他の部分
を細くしている。

第３，４図において４はキャビティであり、移動側プレ
ート１３及び中間プレート１４より構成されている。

勿論キャビティ４に先に述べたノズル１の先端部のゲー
ト３が露出しており、溶融樹脂が供給できるようになっ
ている。

キャビティプレートとゲート部は型閉め状態では接面２
１．２２で密接されており、ノズル先端部１ａは冷却さ
れる。

又移動側プレート１３、中間プレート１４、固定側プレ
ート１５は各々第１パーティング面５及び第２パーティ
ング面５′により開閉するようになっている。

１８はノズルの周囲に設けられた環状体であり、ヒータ
なと加熱手段を有する加熱板１７に固設されている。

このため環状体１８は加熱板１７からの伝熱により高温
に保たれている。

これは又、断熱層１６を介して中間プレート１４に固設
されており、型開閉時は中間プレート１４と共に作動す
る。

環状体１８の内面２０とノズル１の太い部分の外面１９
とははゾ同一の寸法、形状をしており、嵌合可能となっ
ている。

このような金型で型閉め状態では第３図に示すように、
環状体１８の内面２０とノズル１の太い部分の外面１９
は接触しないため、ノズル先端部の温度は中間プレート
１４によって冷却され、確実にゲートシールが出来る。

又第４図に示すような型開き状態では中間プレート１４
を固定側プレート１５に対し所定量移動させることによ
り、ノズル１の太い部分の外面１９を環状体１８の内面
２０と接触させるようにする。

すると、ノズル１がキャビティプレートから切り放され
て冷却が止まる上に、高温に保たれている環状体１８か
らの伝熱によりノズル１先端部は急速に温度を回復する
。

この為、実際の成形においては型を開いて成形品を取出
している間に固化したゲート３内の樹脂を溶融し、次の
サイクルの成形を可能とする。

ノズルの細い部分１ｂは型開き状態で環状体１８との接
触をさける役割をする他、ノズル首元の断面積が小さく
なり、マニホールド７部とノズル先端部の伝熱を小さく
し、前述したゲート３先端部の温度変化がマニホールド
７部からの伝熱により拘束されるのを防ぐ。

更にはノズル根元が細いと撓みやすいため、ゲートピッ
チとマニホールド部のノズル取付ピッチの寸法誤差を吸
収できる。

ノズル１と環状体１８の形状は第３，４図に示した例の
他種々の形状が適用出来る。

第５，６図にその例を示す。

第５図はノズルの太い部分１ａと環状体１８の接触面を
円錐状にしたものであり、環状体１８とノズル１の若干
の偏心をカバーできる他、バネ３６を利用して相互の接
触を強固にすることも可能である。

この場合環状体１８の鍔１８ａが加熱板１７の凹孔１７
ａに嵌装され、鍔１８ａの上からバネ３６が作用し、押
え板１Ｔでバネ３６の抜は出しが防止されている。

第６図はノズルの材質を変えた例である。

ノズル先端の型開き状態で環状体１８が接触する部分１
ａを熱伝導性の良い材料で構成し、型閉め状態で環状体
１８と接触する部分１ｂの少なくとも一部を熱伝導性の
悪い材料で構成すればノズル１の外形を変えなくても第
３，４図で示した例と同じ機能を発揮することができる
。

勿論材料の使い分けとノズル先端を太くすることを併用
しても良いことは言うまでもない。

この金型で溶融粘度の低い樹脂を成形する時ゲートが融
解してもなお型開き状態にある場合、ノズル内の樹脂が
ゲート３より流出してくると言う問題がある。

勿論これは成形サイクルや温度条件でカバーできるが、
ゲート部に型開き状態で閉まっている弁を設ければより
確実に溶融樹脂の洩れを防ぐことが出来る。

第７〜１１図はその例であり第７〜９図は射出圧力を利
用し、第１０．１１図の例は金型開閉を利用して弁を作
動させている。

第７図ではノズルの内側からゲートに針状弁を設けた例
であり、針状弁２５はバネ２７によってゲート方向に押
しつけられているため、樹脂洩れはない。

しかし射出時には樹脂圧がバネ２７の押圧に勝って弁２
５を開けるため射出は可能である。

第８図の例は菊型弁２８の例である。

これは第９図に示すように通常は各弁が相互に接線２９
で接しており、樹脂は流動できないが射出圧力で弁が変
形し溶融樹脂は流動できるようになる。

ゲートから洩れる樹脂は僅かな圧力で止まるから、いず
れの弁構造を取るにしてもそれ程大きな耐圧は要らない
。

第１０．１１図は型開閉により弁の開閉を行なう例であ
る。

第１０．１１図においてノズル１先端外側に溶融樹脂の
漏洩がなく且つ軸方向に摺動可能に嵌合され先端にゲー
トを有する先端部材３０を設ける。

ノズル１の摺動面には樹脂流路３１が設けられており、
この樹脂流路３１と先端部材３０で遮断弁を形成してい
る。

先端部材３０はバネ３５によりゲート方向すなわち矢印
３４の方向へ押されている。

しかしストッパー３２により制限されている為、抜ける
ことはないが従って先端部材は型開き状態では第１１図
に示すようにゲート方向にずれており、樹脂流路３１は
遮断されるため型開き時の樹脂洩れを防ぐことが出来る
。

しかし型閉め状態では先端部材がキャビティプレート１
４により押し上げられ、樹脂通路３１は開通し通常の射
出成形を行なうことが可能となる。

以上詳記したように本発明のホットランナ金型は型開き
方向に平行な棒状ノズルの周囲に高温に保つことの出来
る環状体を設け、型開き状態で棒状ノズルの先端部と環
状体を接触させ、ゲート付近の温度を回復できるように
し型閉め状態にあっては上記の接触を切り放し、ゲート
シールを確実にできるようにした金型である。

この金型ではホットランナであるにもか＼わらず冷却時
にはゲート付近の冷却が極めて早〈従来のコールドラン
ナ成形とほとんど変わらないという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来使われていた延長ノズル型のホットランナ
金型の例を示しており、ノズル中心を含む断面を示して
いる。 第２図は従来使われていたホットトピード型のホットラ
ンナ金型の例を示しており、ノズル中心を含む断面を示
している。 第３゜４図は本発明の金型を示しており、いずれもノズ
ル中心を含む断面図である。 第３図は型閉め状態、第４図は型開き状態を各々示して
いる。 第５図は本発明に好ましいノズル及び環状体の形状を示
した断面図であり、型開き状態のノズル先端付近を示し
ている。 第６図も本発明に好適なノズルの構造を示したものであ
り、ノズル中心を含んだ断面図を示している。 第７．８，１０．１１図は本発明に好適なバルブ機構を
具えたノズルを示しており、第７図はニードル弁、第８
図は菊型弁、第１０゜１１図は遮断弁を各々ノズルに装
置した断面図を示している。 第９図は第８図の菊型弁の平面図である。 第１０図は型閉め状態の遮断弁の開いた状態、第１１図
は型開き状態で遮断弁が閉じた状態を各々示す断面図で
ある。 １・・・・・・ノズル、２・・・・・・ノズル内の溶融
樹脂通路、３・・・・・・ゲート、４・・・・・・キャ
ビティ、５・・・・・・第１パーティング面、５′・・
・・・・第２パーティング面、６・・・・・・マニホー
ルド内の溶融樹脂流路、７・・・・・・マニホールド、
８・・・・・・スプルー ９・・・・・・断熱のための
隙間（エアギャップ）、１０・・・・・・トピードを支
えているスパイダー １１・・・・・・トピード、１２
・・・・・・トピード先端、１３・・・・・・移動側プ
レート、１４・・・・・・中間プレート、１５・・・・
・・固定側プレート、１６・・・・・・断熱層、１７・
・・・・・加熱板、１８・・・・・・環状体、１９・・
・・・・ノズル先端の環状体との接面、２０・・・・・
・環状体内面、２１・・・・・・ノズル先端接面、２２
・・・・・・キャビティプレートゲート部接面、２３・
・・・・・ノズル先端の環状体との接面、２４・・・・
・・環状体の円錐状をした内面、２５・・・・・・針状
弁、２６・・・・・・弁部とマニホールドのスライド面
、２７・・・・・・バネ、２８・・・・・・菊型面、２
９・・・・・・菊型弁の接面、３０・・・・・・先端部
材、３１・・・・・・ノズルの先端に設けた横向きの樹
脂通路、３２・・・・・・ストッパー、３３・・・・・
・先端部材の樹脂通路、３４・・・・・・先端部材の運
動方向を示す矢印、３５・・・・・・コイルバネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 型閉め状態で先端のゲート孔より溶融樹脂がキャビ
   ティに供給でき、且つ型開き方向に平行な棒状のノズル
   を有するホットランナ金型において、移動自在なプレー
   トに取付けられて型開閉時移動自在であり、かつ高温に
   保つことのできる環状体を前記棒状ノズルの周りに取囲
   むように配置し、型開閉時における固定側ノズルと移動
   側プレートとの相対移動により型開き状態でノズル先端
   部と環状体とが接触し、型閉め状態では環状体がノズル
   先端部より離脱するように構成された射出成形用ホット
   ランナ金型。 ２ 棒状ノズルの先端部をそれ以外の部分より太くし、
   型開き状態で該ノズルの太い部分が高温の環状体と外接
   し、型閉め状態では外れるようにした特許請求の範囲第
   １項記載の射出成形用ホットランナ金型。 ３ ノズルの太い部分が円柱形である特許請求の範囲第
   ２項記載の射出成形用ホットランナ金型。 ４ ノズルの太い部分が円錐形である特許請求の範囲第
   ２項記載の射出成形用ホットランナ金型。 ５ ノズル先端部が相対的に熱伝導度の良い材料とし、
   他の部分の少なくとも一部を相対的に熱伝導度の悪い材
   料とし、型開き状態でノズルの周囲に配置した高温に保
   つことの出来る環状体は、熱伝導度の良い部分と接触し
   型閉め状態では熱伝導度の悪い部分と接触するように構
   成された特許請求の範囲第１項記載の射出成形用ホット
   ランナ金型。 ６ ノズルに少なくとも型開き状態で溶融樹脂の流動が
   出来ないようにするバルブ機構を有する特許請求の範囲
   第１項記載乃至第５項の倒れかに記載の射出成形用ホッ
   トランナ金型。