JP3530179B2 - 熱硬化性樹脂およびゴムなどのランナーレス成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は熱硬化性樹脂およ
びゴムなどのランナーレス成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の熱硬化性樹脂やゴム等のランナ
ーレス成形装置およびその方法には、成形操作の際スプ
ルーランナー部分を常時、未硬化・未加硫の低温状態に
維持管理する必要があり、かつ広く知られている（例え
ば、特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。

【０００３】

【特許文献１】実開昭６３−１４１７１４号公報

【特許文献２】特開平１１−１２９２８９号公報

【特許文献３】特開２０００−２８０２９３号公報

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、これらの
従来例は、キャビティでの成形温度の流動原料を有する
ランナー部分への熱伝導を極力防止するための構成が複
雑であり、しかも十分な効果が期待できないという問題
があった。

【０００５】この発明は叙上の点に着目して成されたも
ので、主として成形操作の過程で流動原料を有するラン
ナー部分をキャビティに対して前進、後退させる可動構
成として断熱空間部を形成することにより、成形時のキ
ャビティの高温の成形温度がゲートよりの長い離開状態
のランナー部分に伝導しないようにし、これによりスプ
ルーランナーの材料ロスを皆無とし、かつ二次加工費、
産業廃棄物化の軽減を図り、成形性の向上と地球環境へ
の負荷軽減を奏し得るようにした熱硬化性樹脂およびゴ
ムなどの成形方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は下記の構成を
備えることにより上記課題を解決できるものである。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】（１）熱硬化性樹脂およびゴムなどの原料
流体を、低温の未硬化、未加硫の状態に保持して連続し
て型成形できるランナーレス成形方法であって、供給さ
れる流動原料を可動ランナーブッシュ内に供給し、この
可動ランナーブッシュを筒状の温調ブッシュ内で可動移
動させて、まず、キャビティのゲートと当接させて「ゲ
ート開」の状態で可動ランナーブッシュ内の流動原料を
キャビティ内に注出した後、直ちにバルブピンを前進さ
せて「ゲート閉」の状態にすると共に、このバルブピン
の「ゲート閉」の状態に保持した儘、可動ランナーブッ
シュをゲート側より離開させ、前記温調ブッシュ内で断
熱空間部を形成し、ついでキャビティ内を加熱処理して
硬化ないし加硫により成形させて成形品を取出し、前記
キャビティ内の加熱処理中あるいは加熱処理後から成形
品を取り出す間に、バルブピンを後退させて「ゲート
開」の状態として最初の状態に復帰させて、再度反復操
作を行うようにして成ることを特徴とする熱硬化性樹脂
およびゴムなどのランナーレス成形方法。

【００１７】（２）供給される流動原料をマニホールド
を介して一以上の可動ランナーブッシュに供給し、かつ
各可動ランナーブッシュに縦通されるバルブピンは、こ
のバルブピンの形状ならびにバルブピンを前進、後退さ
せるためのゲートとの開閉タイミングを夫々変化させて
多点ゲート時の充填バランスを自在に得られるようにし
たことを特徴とする前記（１）に記載の熱硬化性樹脂お
よびゴムなどのランナーレス成形方法。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の一実施例を図
面と共に説明する。

【００１９】各図において、１は一方の金型のキャビテ
ィプレート２と、詳細に図示しない鎖線で示す他方の金
型のコアプレート３との間で形成されるキャビティ、４
は前記キャビティプレート２側に開口したゲート、５は
このゲート４を中心にしてキャビティプレート２側に穿
った円錐状底部６を有する拡開円孔部、７，８は前記キ
ャビティプレート２に重合固設される断熱板と、第１バ
ックプレートを示し、前記拡開円孔部５と一致して連通
され、かつこの拡開円孔部５の径より小さな小孔９，１
０が穿ってある。１１は前記拡開円孔部５の内周下部周
縁に配設される凹処を示し、断熱作用を呈する。１３は
前記拡開円孔部５の内周に添って間隙１２を形成し乍ら
断熱板７および第１バックプレート８内の小孔９，１０
を貫通して配設した図示では筒孔状の温調ブッシュを示
し、前記間隙１２により前記キャビティプレート２との
間にエアーギャップを形成している。そして、スリーブ
１３ａにより前記筒孔状の温調ブッシュ１３の頭部を、
前記第１バックプレート８の表面で押止して筒孔状の温
調ブッシュ１３を確固に固定している。なお、この筒孔
状の温調ブッシュ１３には、外周の筒状構造が空間のエ
アーギャップで構成される温調用孔１４を形成してお
り、この温調用孔１４内に第１バックプレート８内に通
ずる温調流体、例えは空気とか不活性ガスなどと連通可
能の開孔１４ａを設けてある。

【００２０】１５は前記筒孔状の温調ブッシュ１３内に
摺動自在に配設した円筒状の可動ランナーブッシュを示
し、先端は、前記円錐状底部６と一致する円錐状頭部１
５ａを形成してあり、かつこの円錐状頭部１５ａに皿状
の断熱ブッシュ１６を設けて、前記円錐状底部６との間
でゲート４の外周に位置して前記間隙１２のエアーギャ
ップと独立したエアーギャップ１７を形成できるように
なっている。１８は、この可動ランナーブッシュ１５の
中心軸方向に配設したバルブピンを示し、前記可動ラン
ナーブッシュ１５、皿状の断熱ブッシュ１６の中心孔１
９，２０を貫通して前記ゲート４を開閉できるようにな
っている。

【００２１】２１は可動ランナーブッシュ１５および押
止杆３８内に形成される注出用の流動原料が滞留するラ
ンナー部を示し、可動ランナーブッシュ１５の基部を固
着した押止杆３８の開口部３７を介してマニホールド２
２のランナー部２３と連通させてある。なお、図示では
押止杆３８が可動ランナーブッシュ１５と別体に形成し
てあるが、一体構造として形成することもできる。この
場合は一体となった可動ランナーブッシュ１５に開口部
３７を設けることは勿論である。

【００２２】２４は前記可動ランナーブッシュ１５を前
進、後退させるためのランナー用摺動機構で、例えばピ
ストンシリンダー機構を示し、第１バックプレート８上
に第一スペーサブロック２５を介して配設される第２バ
ックプレート２６にシリンダー部２４ａを固着し、ピス
トン部２４ｂの先端を前記マニホールド２２に固着し
て、このマニホールド２２を介して可動ランナーブッシ
ュ１５を可動可能としている。

【００２３】２７は前記バルブピン１８を前進、後退さ
せるためのバルブ用摺動機構で、例えばピストンシリン
ダー機構を示し、第２バックプレート２６の上方で第二
スペーサブロック２８を介して配設される固定側取付板
２９にシリンダー部２７ａを固着し、ピストン２７ｂの
先端をバルブピン１８の基部を固着し、第２バックプレ
ート２６に配置される接離自在のバルブピン作動プレー
ト３０に固着させ、このバルブピン作動プレート３０を
介してバルブピン１８を可動可能としている。

【００２４】３１は固定側取付板２９に配設した原料の
注入用ノズルを示し、この注入用ノズル３１と連通し、
かつ摺動自在の構成を有する可動注入孔部３２を設けた
前記マニホールド２２のランナー部２３と接続してあ
る。

【００２５】なお、図示ではキャビティ１を２箇所に形
成した成形品２個取りの構成について示してあるが、そ
れ以上の多数個取りは勿論のことキャビティ１が１箇所
の単一個取りの構成についても実施できる。

【００２６】さらに、前記温調ブッシュ１３内には一個
の可動ランナーブッシュ１５を配設した構成のみを示し
てあるが、一個の温調ブッシュ１３の断面構造を拡大
し、複数の孔（間隙１２を形成する拡開円孔部５および
小孔９，１０に相当）を縦設し、この孔内に多数の可動
ランナーブッシュを並列して配設して構成することもで
きる。

【００２７】また、符号３３は、キャビティプレート
２、第１，第２バックプレート８，２６およびマニホー
ルド２２に多数穿った温調用孔で、前記温調用孔１４と
共に成形用の流動原料がキャビティ１内での処理前に熱
硬化しないように流通させる水、油或いはガスなどの流
通孔を示している。３４はキャビティ１内に充填した流
動原料を加熱硬化させるためのキャビティプレート２に
配設したヒータその他の加熱媒体など加熱できる加熱手
段を示す。３５は注入用ノズル３１を形成するスプルー
ブッシュ、３６はこのスプルーブッシュ３５の外周に配
設したロケートリングを示し、原料流出用各種成形機の
ノズルを注入用ノズル３１と正確にかつ気密に密着させ
るための位置決め用のリングを示す。

【００２８】叙上の構成に基づいて、図３（ａ），
（ｂ）（ｃ）および（ｄ）を参照してこの発明の作用す
なわち成形方法について説明する。

【００２９】予め特定の熱硬化性樹脂またはゴムの原料
を未硬化または未加硫、即ち流動原料の状態にして注入
用ノズル３１よりマニホールド２２のランナー部２３を
経て可動ランナーブッシュ１５のランナー部２１内に滞
留させて置き、図３（ａ）の状態に保持して置くもの
で、バルブピン１８の先端は可動ランナーブッシュ１５
の先端の中心孔１９，２０を貫通した状態に保持して置
く。

【００３０】すなわち、ランナー用ピストンシリンダー
機構２４およびバルブ用ピストンシリンダー機構２７を
不作動に保持して置くもので、鎖線で示す可動側のコア
プレート３が後退しており、キャビティ１は開放されて
形成されていない状態にして置く。

【００３１】つぎに、コアプレート３が固定側のキャビ
ティプレート２側に前進して当接し、キャビティ１が形
成されると共に、ランナー用ピストンシリンダー機構２
４が作動し、ピストン部２４ｂが前進し、マニホールド
２２に固着されている可動ランナーブッシュ１５は筒孔
状の温調ブッシュ１３内を摺動前進し、先端の円錐状頭
部１５ａが、皿状の断熱ブッシュ１６を介して、円錐状
底部６に当接し、これによりエアーギャップ１７を形成
すると共に可動ランナーブッシュ１５の中心孔１９は、
皿状の断熱ブッシュ１６の中心孔２０を介してキャビテ
ィ１のゲート４と連通状態とする（図３（ｂ）参照）。

【００３２】なお、図示ではこのエアーギャップ１７
は、円錐状底部６に凹処を形成して円錐状頭部１５ａと
の間で形成できるようになっているが、円錐状底部６側
ではなく、円錐状頭部１５ａ側に凹処を形成しても同様
にエアーギャップ１７を形成できる（図示せず）。

【００３３】この状態ではバルブピン１８は、ゲート４
内に挿入されておらず、「ゲート開」の状態を呈してお
り、流動原料の注入可能となっているので、注入用ノズ
ル３１と接続される図示されない原料注出用各種成形機
の注出作動力を得て、流動原料はマニホールド２２のラ
ンナー部２３、可動ランナーブッシュ１５のランナー部
２１内の滞留原料をゲート４より必要量キャビティ１内
に注入させることができる。

【００３４】そして、この流動原料のキャビティ１内へ
の注入完了と同時にバルブ用ピストンシリンダー機構２
７が作動し、ピストン部２７ｂが前進し、バルブピン作
動プレート３０を介してバルブピン１８も前進し、先端
部は可動ランナーブッシュ１５の中心孔１９、皿状の断
熱ブッシュ１６の中心孔２０を経てゲート４内に挿入さ
れ、ゲート４の開口を閉じ、図３（ｃ）に示す、所謂
「ゲート閉」の状態とすることができる。

【００３５】ついで、直ちに可動ランナーブッシュ１５
は、ランナー用ピストンシリンダー機構２４の働きでピ
ストン部２４ｂは後退し、筒孔状の温調ブッシュ１３内
を後退し、図３（ｄ）に示すようにゲート４より十分に
離開した位置に退避できると共に、筒孔状の温調ブッシ
ュ１３内において可動ランナーブッシュ１５の先端との
間に空間部、即ち、断熱空間部Ａを形成できる。

【００３６】この状態において、キャビティ１に充填さ
せた未硬化樹脂または未加硫樹脂は、硬化成形するため
の加熱処理をヒータなどの加熱手段３４により加熱さ
れ、そして加熱成形された成形品は、可動側のコアプレ
ート３を可動させて固定側のキャビティプレート２より
離開させて通常の方法によりキャビティ１の成形品を取
り出すことができる。なお、バルブピン１８は、未硬化
樹脂または未加硫樹脂の硬化開始時期から完全硬化に達
する時期の間、好みの時期にバルブ用ピストンシリンダ
ー機構２７の作動で後退させ、全体として図３（ａ）の
状態に復帰させることができる。

【００３７】以上で一回目の成形操作を完了するので、
爾後同一の操作を繰返して反覆することにより、同一成
形品を量産製出できる。

【００３８】以上、この発明の一実施例を記述したが、
つぎに、ランナー部用摺動機構とバルブ用摺動機構との
構成が、第一の実施例と異にする他の実施例を、図４お
よび図５（ａ）（ｂ）（ｃ）および（ｄ）について説明
する。

【００３９】なお、図中、第一実施例と同一符号箇所は
同一構成を示し、その説明の詳細は省く。

【００４０】すなわち、この第二実施例では、ランナー
用摺動機構に相当するピストンシンダー機構２４の中心
軸上に、バルブ用摺動機構に相当するピストンシリンダ
ー機構２７のピストン２７ｂの先端に固着したバルブピ
ン１８を摺動自在に貫挿させ、ランナー用ピストンシリ
ンダー機構２４のシリンダー部２４ａおよびピストン部
２４ｂは、第２バックプレート２６に代るシリンダープ
レート２６Ａに配設し、このシリンダープレート２６Ａ
に隣接される固定側取付板２９には、前記したバルブ用
ピストンシリンダー機構２７のシリンダー部２７ａおよ
びピストン部２４ｂを配設して構成される。

【００４１】なお、ランナー用ピストンシリンダー機構
２４のピストン部２４ｂは、可動ランナーブッシュ１５
Ａの基部と直結し、かつ前記バルブピン１８の挿通摺動
管部３９を軸上に配設してある。

【００４２】また、可動ランナーブッシュ１５Ａのラン
ナー部２１と、マニホールド２２のランナー部２３とを
連通する開口部３７は、可動ランナーブッシュ１５Ａの
摺動作用によって未硬化ないし未加硫状態の原料の連通
を常時可能としておいても支障がない時などでは、摺動
方向に沿って長尺に形成することもでき、この場合は可
動ランナーブッシュ１５Ａは如何なる摺動位置にあって
も長尺な開口部３７によってマニホールド２２のランナ
ー部２３と可動ランナーブッシュ１５Ａのランナー部２
１とは連通される状態を維持できる（図示せず）。

【００４３】上述の構成の下に、熱硬化性樹脂およびゴ
ムなどの未硬化および未加硫状態の注入成形過程を第一
実施例の図３（ａ）（ｂ）（ｃ）および（ｄ）の注入成
形過程と対応して示したものが図５（ａ）（ｂ）（ｃ）
および（ｄ）に示すものであって、成形操作の過程の詳
細は、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）および（ｄ）と同一であ
る。

【００４４】したがって簡単に説明すれば、未硬化およ
び未加硫の流動原料は、図５（ａ）の成形準備を示す動
作位置から図５（ｂ）の注入成形開始の動作位置に移
り、図５（ｃ）の注入完了の動作位置を経て、図５
（ｄ）の「ゲート閉」の加熱硬化および加硫成形の動作
位置となり、バルブピン１８の後退による成形品の取り
出し操作を終えて再び図５（ａ）の作動位置に復帰し、
一回目の成形工程が完了するものである。

【００４５】なお、成形工程の過程で可動ランナーブッ
シュ１５Ａの開口部３７は、図５（ａ）および（ｄ）の
摺動位置でマニホールド２２のランナー部２３と不流通
状態となって変位する。

【００４６】つぎに、この発明のさらに他の異なる実施
例について説明する。

【００４７】以上の実施例では、いずれも可動ランナー
ブッシュは、温調ブッシュ内を摺動する構成として示し
たものであるが、この温調ブッシュを省略し、可動ラン
ナーブッシュ自体にこの温調機能を具備させることによ
っても全く同様の成形装置と成形方法を実施できるもの
である。

【００４８】以下に、図６にその代表例を拡大断面で示
す。

【００４９】バルブピン１８を摺動自在に縦通させた可
動ランナーブッシュ１５Ｂは、中央にバルブピン１８が
摺動できるランナー部２１を備え、このランナー部２１
の外周に沿って、中空状の温調空間部４０を形成し、こ
の温調空間部４０内に調温媒体として水，油，空気，不
活性ガスなどの好みの流体を供給して可動ランナーブッ
シュ１５Ｂ内を流通する熱硬化樹脂や未加硫ゴムなどの
流動原料に対して、金型より伝播される熱により硬化す
る虞れを防ぐと共に、流動原料の温度降下を防いで常に
的確な温度状態を保持できるように制御できるように作
成してある。

【００５０】したがって、この可動ランナーブッシュ１
５Ｂは、前記実施例に示す構成と同様に基部は、マニホ
ールド２２に固着され、このマニホールド２２内に配設
される前記温調流体と開孔４０ａを介して温調空間部４
０と連通させると共に、可動ランナーブッシュ１５Ｂ本
体は、金型を構成するキャビティプレート２、断熱板
７、第一バックプレート８などを貫通する通孔４１内を
移動可能に配設すれば良く、通孔４１との間も摺動させ
ても、摺動させずに間隙を介して前後動させても差支え
ない。

【００５１】この構成によれば、可動ランナーブッシュ
１５Ｂは作動中、常に温調制御できると共に可動ランナ
ーブッシュ１５Ｂ自体は、前記実施例と全く同様な作用
を呈するものであり、その説明の詳細は重複するので省
略する。

【００５２】ところで、前記実施の形態では、いずれも
マニホールドを用いた多数個成形品を対象とした多ゲー
ト多キャビティの多数個取りに係るものであるが、大型
成型品の場合など多ゲートにより単一キャビティを対象
とすることができる。この場合、個々のバルブピンの形
状、および之等のバルブピンを働かせる個々のピストン
シリンダー機構によるバルブピンのゲートに対する開閉
のタイミングを種々変化させることにより、多点ゲート
時の充填バランスの自在化を図ることができる。

【００５３】また、実施の形態としてバルブピンによる
開閉システムを備えているので、ゲートの大きさ形状に
合わせて、小口径から大口径までゲート径の設定ができ
ると共に、大口径にあっては、充填圧力の軽減化が図ら
れ省力化でき、それに伴い内圧低下が促され、製品スト
レスの軽減へと導き製品不具合の解消に役立ち、さらに
充填時間の短縮即ち、射出成形注入率のアップにつなが
る。

【００５４】なお、いずれの実施例においても、構造装
置は、図示のような上下構成は勿論のこと、左右の横方
向に配置させて実施できる。

【００５５】また、この発明に用いることができる熱硬
化性樹脂としては、例えばユリア樹脂、フェノール樹
脂，メラミン樹脂，フラン樹脂，アルキド樹脂，不飽和
ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ
樹脂、珪素樹脂、ポリウレタン樹脂などを用いることが
でき、またゴム材料としては、スチレン−ブタジエンゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン
ター−ポリマーその他ブタジエンゴム、ハイスチレンゴ
ム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、ビリンゴム、塩素化ポリエチレン、エチレン−アク
リルゴムなどすべての材料を用いることができる。

【００５６】

【発明の効果】この発明によれば、キャビティ内に充填
された熱硬化性合成樹脂またゴムなどの流動原料を硬化
温度または加熱温度に上昇加熱する際、可動ランナーブ
ッシュをキャビティのゲートより離開した位置に可動退
避させて断熱空間部を形成させ、かつ固定側の各部に設
けた温調用孔内を流通する各種流体の温調効果やエアギ
ャップの断熱効果により未硬化または未加硫の流動樹脂
を滞留させたランナー部へのキャビティへの高温加熱は
断熱されて不用意にランナー部が加熱されて内部の流動
樹脂が加熱硬化または加硫処理されることがなく、また
キャビティのゲートを開閉するバルブピンも可動ランナ
ーブッシュの中心軸上に沿って前進後退させることによ
りゲートの開閉が適切、確実に行われてゲート部よりの
ドローリングが防止でき、ゲート跡処理などの製品二次
加工を無用にでき、かつスプルーランナーの派生を完全
に防止できる。

【００５７】したがって、従来、熱硬化性樹脂、ゴムの
射出、圧縮、トランスファ等の成形加工において生ずる
スプルーランナーの皆無化が図れると共に、材料ロス，
二次加工経費・産業廃棄物化の軽減が得られ、材料費・
加工費・産業廃棄物処理費等の経済性の向上と地球環境
への負荷軽減の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る熱硬化性樹脂およびゴムなど
のランナーレス成形装置の一実施例を示す縦断面図

【図２】 図１の要部の拡大断面図

【図３（ａ）】 順次の成形過程を示す縦断面図

【図３（ｂ）】 順次の成形過程を示す縦断面図

【図３（ｃ）】 順次の成形過程を示す縦断面図

【図３（ｄ）】 順次の成形過程を示す縦断面図

【図４】 他の実施例を示す要部の縦断面図

【図５（ａ）】 順次の成形過程の縦断面図

【図５（ｂ）】 順次の成形過程の縦断面図

【図５（ｃ）】 順次の成形過程の縦断面図

【図５（ｄ）】 順次の成形過程の縦断面図

【図６】 他の可動ランナーブッシュの実施例を示す拡
大断面図

【符号の説明】

１ キャビティ ４ ゲート １３ 温調ブッシュ １４ エアーギャップの温調用孔 １５，１５Ａ，１５Ｂ 可動ランナーブッシュ １８ バルブピン ２１，２３ ランナー部 ２２ マニホールド ２４ ランナー用摺動機構で例えばピストンシリンダー
機構 ２７ バルブ用摺動機構で例えばピストンシリンダー機
構 ３１ 原料の注入用ノズル ３７ 開口部 ４０ 温調空間部 Ａ 断熱空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/26 B29C 45/73

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂およびゴムなどの原料流体
   を、低温の未硬化、未加硫の状態に保持して連続して型
   成形できるランナーレス成形方法であって、供給される
   流動原料を可動ランナーブッシュ内に供給し、この可動
   ランナーブッシュを筒状の温調ブッシュ内で可動移動さ
   せて、まず、キャビティのゲートと当接させて「ゲート
   開」の状態で可動ランナーブッシュ内の流動原料をキャ
   ビティ内に注出した後、直ちにバルブピンを前進させて
   「ゲート閉」の状態にすると共に、このバルブピンの
   「ゲート閉」の状態に保持した儘、可動ランナーブッシ
   ュをゲート側より離開させ、前記温調ブッシュ内で断熱
   空間部を形成し、ついでキャビティ内を加熱処理して硬
   化ないし加硫により成形させて成形品を取出し、前記キ
   ャビティ内の加熱処理中あるいは加熱処理後から成形品
   を取り出す間に、バルブピンを後退させて「ゲート開」
   の状態として最初の状態に復帰させて、再度反復操作を
   行うようにして成ることを特徴とする熱硬化性樹脂およ
   びゴムなどのランナーレス成形方法。
2. 【請求項２】 供給される流動原料をマニホールドを介
   して一以上の可動ランナーブッシュに供給し、かつ各可
   動ランナーブッシュに縦通されるバルブピンは、このバ
   ルブピンの形状ならびにバルブピンを前進、後退させる
   ためのゲートとの開閉タイミングを夫々変化させて多点
   ゲート時の充填バランスを自在に得られるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性樹脂およびゴ
   ムなどのランナーレス成形方法。