JPS6031647B2 - 射出成形用金型 - 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の金型、特に作動時
に溶融樹脂の漏洩が少なく、成形品にゲート残査をほと
んど残さないホットランナー金型に関する。

射出成形における問題点として従来より指摘されている
ものには、溶融樹脂貯溜部から金型内の成形部に至る通
路において発生する樹脂固形物（機査）の処理がある。

この残査は金型本体あるいは金型への導入部等において
発生し、樹脂損失と共に成形品にこれが付着することに
よる後処理工程の増加や外観を損う等のやつかし、な問
題が生じる。更に成形部品が極めて４・寸法の場合には
その務査部分の割合が相対的に増加する。この解決手段
の一つとして従来よりホットランナー成形方式が提案さ
れている。

この方式は溶融樹脂導入用スブルーと、それと運通して
１個または複数の樹脂配分用通路でかつその先端部に開
□部であるゲートを有しているランナー等を一体として
収容するブロック（以下ホットブロックという）と、成
形時そのゲートと連通し溶融樹脂を受け入れるようにな
された成形部空間（以下これをキャビティという）を有
するキャビティブロックとからなり、ホットブロックを
樹脂の溶融温度以上に保ち、キャビティプロックをいわ
ゆる金型温度に保ち、キャビテイ部の樹脂のみ冷却固化
し、キャビティへの通路に発生する樹脂銭査を小とする
ように意図されたものである。しかしこのホットランナ
ー方式による金型を用いても、ホットブロック内におけ
る樹脂残査の発生は抑制することはできるが、キャビテ
イブロック内の溶融樹脂導入部における樹脂残査の発生
は避けることはできない。本発明は上述のホットランナ
ー方式の型、すなわちホットランナー金型におけるキャ
ビティプロック内の樹脂残査の発生を皆無とするか、少
なくともほとんど抑制可能なものとすることを目的とし
ている。

本発明の射出成形用金型は溶融樹脂導入用スプルー及び
ランナーによって該スプルーに蓮通されたゲートとを有
するホットブロックと、開型時において該ホットブ。

ックに接するキャビティブロツクと、該キャビティブロ
ック内に形成され、かつ閉型時該ホットブロックのゲー
トに接しそれと蓮適する溶融樹脂導入関口部をもつキャ
ビティとを有し、更に閉型時に該ホットブロックと該キ
ャビティブロックとの間に型開き方向に対して鏡斜した
酸面が形成され、該導入閉口部が該傾斜した援面上の該
ホットブロックのゲートに対向した位置に設けられてい
ることを特徴としている。上述のように構成された本発
明の射出成形用金型はキャビティプロック内のキャビテ
ィ形状、すなわち成形品の形状に関係なくキャビティへ
の溶融樹脂導入通路を最小となすことができ、あるいは
実質的にそれを零とすることも可能である。本発明の好
ましい態様によれば、キャビティプロックは開諦め及び
型開き作用と成形品取出しのため移動ブロックと固定ブ
ロックまたは中間ブロックとから構成され、キャビティ
は移動ブロックまたは固定ブロック（又は中間ブロック
）あるいはその両者にまたがって形成される。キャビテ
ィの形成の仕方あるいは成形品の望まれる特性や要求さ
れる外観性状によってキャビティへの溶融樹脂の導入閉
口部の位置及びそれが設けられるキヤビティブロツクと
ホットブロックの頭斜接面の形状、角度等が定められる
。本説明の射出成形用金型は成形品に導入部分の樹脂残
査がほとんど生じないので特に小型成形品の多数個取り
用金型として適している。そのような多数個取り用金型
の場合におけるキャビティブロックのキャビティの配列
は直線状あるいは放射状とされ、キャビティの溶融樹脂
導入関口部はキャビティブロックの一側面に集中配列さ
れる。一方、キャビテイブロックに接してホットブロッ
クが設けられるがこれは通常１または２以上の溶融樹脂
導入用スプルーとスプルー内の溶融樹脂を多数のゲート
に配分するためスプルーに蓮通したランナーが設けられ
る。ゲートの配置はキャビティブロックの溶融樹脂閉口
部と対向するようになされるので、キャビテイが直線状
の場合はゲートも直線状に並べうれ、２個のキャビティ
ブロックの間に１固の両側にゲートを並設したホットブ
ロックを設けるか、あるいはキャビティブロックと片側
のみにゲートが配列されたホットブロックが１対１で配
置される。キャビティが放射状に並べられ中央部にその
溶融樹脂導入開□部が集中配置されるような場合には、
中央空間部にホットブロックが設けられそのゲートは対
応して外に向って放射状に設けられる。ホットブロック
は埋込型ヒーターあるいは加熱パイプ等により所望の温
度に制御される。ホットブロックのゲートからキヤビテ
ィへの溶融樹脂注入は通常スプルー内への導入口方向か
ら圧力を加えるなどの手段でホットブロック内の溶融樹
脂を加圧することによって行われる。ホットブロックと
キャビテイプロツクとは型締めをしたとき、すなわち閉
型時においてホットブロックのゲートとキヤビティブロ
ックの溶融樹脂導入関口部が蓮適するように、少なくと
もその蓮通部分の周囲が密着的に接するよう相互に懐面
を形成し、かつその薮面は型開き方向に対し傾斜して設
けられる。

額斜角度のま前述のようにキャビティブロックの溶融樹
脂導入開口部の配置形態によって種々の値が選択可能で
あり一様的には定まらないが通常およそ３度から８７度
の広範囲で任意に選択可能である。上述のような煩斜し
た援面を有する本発明の射出成形用金型は、成形品に不
必要な樹脂残査の発生が押えられるが、これと共に型諦
め時この額斜によってホットブロックのゲートとキヤビ
テイブロックの溶融樹脂導入開口部を相互に押圧する方
向の力成分が発生するので、射出用スプルー及びランナ
ーの加圧溶融樹脂が上述ゲート近傍から外部に漏洩する
ことを防止する効果がある。

このために通常必要とされるような高度のすり合せ精度
はいらないので金型の製作が容易となり安価に供給でき
る利点がある。煩斜角度はキヤビティブ。

ツクの溶融樹脂導入閉口部のホットランナー側の部分又
は反対側の背面側部分のスペースがどの位必要か、ある
いはキャビティブロックの前記関口部を固定（又は中間
）ブロック側か、移動ブロック側のいずれに設けるか、
又は両方にわたって設けるかにより決められるべきであ
る。射出時の溶融樹脂の洩れを防止するため、ホットブ
ロックとキャビティブロックとを互いに押圧することが
好ましいが、頃斜角度により型詞圧力を押圧力に変換す
る程度を調整することが出釆るが、鞍面の寸法精度及び
仕上程度の良い場合は、より小さな押圧でも樹脂洩れを
防ぐことが出釆るため、懐面の傾斜角度が小さくても効
果がある。

勿論使用する樹脂の溶融時の物性によっても傾斜角度の
効果は変わってくる。溶融粘度が低い場合は、角度をよ
り大きくする必要がある。傾斜角度はこのような緒要件
を勘案しながら自由に選びうる。

具体的には、キャピティブロック側の導入開口部が移動
ブロック側にある場合は３０〜６００、固定（中間）ブ
ロック側にある場合は、３００〜８７０両者にまたがっ
て設けられている場合は、２００〜７０ｏの範囲が好ま
しい。

さらに好適な範囲は、導入開口部が移動ブロック側にあ
る場合、５ｏ〜４５ｏゲートが固定（中間）ブロック側
にある場合４５ｏ〜８５０、両者にまたがってある場合
は、３００〜６００である。次に図面によって本発明の
射出成形用金型の実施態様を説明する。

第１図はホットブロックの側面断面図、第２図は型開き
面から見たその平面断面図であり、それぞれＡ−Ａまた
はＢ−Ｂ切断面から見た図である。第２図においてはキ
ャビテイブロックの一部も示されている。第１図ないし
第２図はキヤビティが多数直線状に配列した場合の例で
あり、図中溶融樹脂はホットブロック１内のスプル−２
内にその端部３から導入され、主ランナー４を経由して
多数のランナー５に配分される。各ランナー５の末端に
はゲート６が設けられ、このゲート６に対向してキヤビ
テイブロック７内に設けられたキャビティ８の熔融樹脂
導入閉口部が傾斜した懐面９を介して配列され、そこか
ら溶融樹脂はキャビティ８内に注入されるようになって
いる。ホットブロック１は固定部材１０‘こ部材１１を
介して保持される。第３図は第２図のＣ−Ｃ切断面から
見た断面図で閉型時を示しているが、ホットブロック１
とキャビティブロック７の型開き方向に対する煩斜角度
８を有する煩斜した薮面９が明確に表われている。

またキャビティ８の溶融樹脂導入関口部は１２にて示さ
れている。第３図の例ではキャビテイブ。ック７が移動
ブロック７ａと固定ブロック７ｂより構成され、キャビ
ティ８が移動ブロック内に形成されてその溶融樹脂導入
閉口部は額斜嬢面９上及び上述両ブ。ックの鞍面１３に
接して形成されている。１３はまた型開き面（パーティ
ングフヱィス）である。ホットブロック１内には温度保
持用埋込型ヒーター用の収溶部１４が設けられ該ヒータ
が埋込まれる。ヒータの温度制御のためホットブロック
１の適宜の位置に温度検出用素子も合わせて埋込むこと
もできる。キヤビテイプロック７側には図示されていな
い冷却用パイプ及び成形品取出しのため突出ピンが設け
られる。第４図は第３図の金型を失印の型開き方向に移
動ブロック７ａをその取付基板１５と共に開いた状態を
示す。第５図ないし第８図はキャビティプロック７の溶
融樹脂導入開□部１２の種々の設けかたの例を示した部
分拡大断面図である。

一般用便向としては溶触樹脂導入閉口部１２を移動ブロ
ック７ａ側に設けた場合は懐斜角度ひを４５度以下の値
とし、反対に固定ブロック７ｂ側に設けた場合は４５度
以上の値とする方が残査部分を小とすることができる。
また成形品の形状によって第８図のように残査部分を皆
無とすることもできる。額斜した接面９は場合によって
はホットブロック１とキヤビテイブロック７の接触面全
面にわたって設けることは必らずしも必要でなく、部位
によっては曲線部を設けたり一部型開き方向に対し平行
としてもよい。

例えばゲート６と溶融樹脂導入関口部の周囲のみ直線的
に傾斜した接面とし、それより離れたホットブロック１
の外面をキヤビティブロック７から遠ざかる方向に曲面
を形成したり、あるいはキャピティブロック７の移動ブ
ロック７ａとそれに型閉め時接するホットブロック１の
接触面のみを傾斜した懐面とし、固定ブロック７ｂとそ
れに接するホットブロック１の接触面を型開き方向に平
行な薮面となし、ゲート６とそれに対向する溶融樹脂導
入開□部の位置を型開き面、すなわち煩斜嬢面と上述平
行な薮面の境界部に設けるようにすることもできる。後
者の場合における溶融樹脂導入開口部は、本発明にいう
傾斜した鞍面を含む端部に位置するが、煩斜した接面上
という意味に含まれる。第３図及び第４図を基に本発明
の射出成形用金型の動作を説明すると、先づ第３図のよ
うに型諦めされた状態において、ゲ−ト６より溶融樹脂
を加圧し金型温度に冷却されているキャビテイブロツク
７のキャビテイ８に注入する。

キヤビテイ８内の樹脂の冷却固化後、取付基板１５に結
合された図示されていない移動手段、例えば油圧シリン
ダーや電動シリンダーに直接あるいはカム・ＩＪ：／ク
機構を介して結合された駆動ロッド‘こより、取付基板
１５を第４図の矢印方向に移動し型開きを行なう。次に
キャビテイ８内の成形品を直接あるいはキャビティ８の
底部に設けられた突出しピンにより取出したのち、再び
取付基板１５を操作し型諦めを行うサイクルを続ける。
一方型開き時のゲート６のシールは種々の方法によって
行われる。

例えばゲート６部分をホットブロック１の本体から突出
した形状となし、この部分の熱容量をホットブロック本
体の熱容量に比べ著しく少となるようにして、注入完了
時ゲート６部分を通過する溶融樹脂の流れが停止すると
、キャビティ７のためゲート６部分に滞留する樹脂が冷
却固化し、それによってゲート６部分をシールしたのち
型開きを行い、ゲート６部分の樹脂が再溶融する直前に
再び加圧して次の成形注入工程を行ういわゆる熱容量差
を利用する方式、あるいは、ゲート６部分の温度を独立
に制御しタイマーにより昇縞、降下サイクルを型開き、
型諦めに同期して行う方式（例えば特公昭４８一５０９
３号公報）などがある。更に一種のバルブ機構を設けて
もよい。第９図及び第１０図は本発明の射出成形用金型
に通したゲートシール方法の一例で、第９図は型諦め時
、第１０図は型開き時を示す。

前述したキャビティブロックを構成する固定ブロックを
中間フロック７ｃとし、移動ブロック７ａにカムまたは
リンク等を介し結合することにより移動ブロック７ａの
移動に同期してわずかに型開き方向に移動するようにな
っている。この中間ブロック７ｃの一部にシール部材１
６が、その一面を移動ブロック７ａの型開き面の一部に
接して設けられ、シール部材はスプリング１７のような
偏筒手段によって型開き面と平行に移動可能とされ、型
開き時第１０図のようにこのシール部材１６によってゲ
ート６をシールする。シール部材１６は図面に垂直な方
向の両端で中間ブロック７ｃに保持されている。以上説
明したように本発明の射出成形用金型は、ホットブロッ
クとキヤピテイブロツクとの間で閉型時に型開き方向に
対して傾斜した薮面が形成され、キャビティへの溶融樹
脂導入開口部をホットランナーのゲートに対向し、かつ
その傾斜した綾面上に設けることにより、樹脂残査の問
題が解決された良好な成形品を得ることができ、更に型
認め圧力がこの傾斜した援面に作用し、射出時における
高圧の溶融樹脂がゲート周囲に漏洩することを有効に防
止するので、その効果は非常に大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は本発明の射出成形用金型の実施
例を示す図であり、第１図は第２図のＡ−Ａ切断面図、
第２図は第１図のＢ−Ｂ切断面図、第２図は第１図のＢ
−Ｂ切断面図、第３図は第２図のｃ−ｃ切断面図、第４
図は第３図の閉型時を示す図、第５図ないし第８図は傾
斜した接面の種々の実施例の部分拡大断面図、第９図は
ゲートシールの一実施例を示す部分断面図で第１０図は
第９図の型開き時を示す図である。 １：ホットブロック、２：スプルー、４：主ランナー、
５：ランナー、６：ゲート、７：キヤビティブロック、
７ａ：移動ブロック、７ｂ：固定ブロック、７ｃ：中間
ブロック、８：キヤビティ、９：頃斜した綾面、１２：
熔融樹脂導入開口部、１３：型開き面、１６：シール部
材、１７：スプリング。 精↑図 精２図 精３図 精４図 第５図 発６図 溝マ図 精８図 策９図 精１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融樹脂導入用スプルー及びランナーによつて該ス
   プルーに連通されたゲートとを有するホツトブロツクと
   、閉型時において該ホツトブロツクに接するキヤビテイ
   ブロツクと、該キヤビテイブロツク内に形成され、かつ
   閉型時該ホツトブロツクのゲートに接しそれと連通する
   溶融樹脂導入開口部をもつキヤビテイとを有し、閉型時
   に該ホツトブロツクと該キヤビテイブロツクが型開き方
   向に対して傾斜した接面を形成し、該導入開口部が該傾
   斜した接面上に設けられている射出成形用金型。 ２ 溶融樹脂導入開口部が傾斜した接面上のホツトブロ
   ツクのゲートに対向し、かつキヤビテイブロツクを構成
   する移動ブロツクと固定ブロツクまたは中間ブロツクと
   の接面を含む位置に設けられている特許請求の範囲第１
   項記載の射出成形用金型。