JP5374569B2

JP5374569B2 - 射出成形用金型

Info

Publication number: JP5374569B2
Application number: JP2011243033A
Authority: JP
Inventors: 康彦竹内; 陽治郎甲田; 伸一上原
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd; Frontier Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd; Frontier Co Ltd
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-11-07
Also published as: JP2013095124A

Description

本発明は、射出成形用金型、特に、射出ノズルから射出された溶融樹脂材料を分岐して複数のキャビティへと同時に供給する射出成形用金型に関する。

従来から、溶融樹脂を材料とした成形業界では、生産効率を向上するために、所謂ハイサイクル化や多数個取りによる生産能力の増強が検討されている。

一般的に、ハイサイクル化は、１成形サイクルにおける一部の工程の同時動作を除き、成形品の出来栄えに大きく影響することから、劇的な生産効率の向上は望めないのが実情であった。

一方、成形品の取り数を増やす多数個取りでは、実質的な生産効率の向上が１成形サイクルにおける成形品の取り個数に比例することから、大幅な生産効率の向上を期待することができるものの、溶融樹脂材料を均等に供給するためのゲートバランスや流路形状等の設定に工夫が必要となる。
例えば、多数個取りの射出成形金型において、分岐前の共通流路から分岐部を経由して分岐流路（ホットランナー）へと溶融樹脂材料を供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開平０７−０３７６１７号公報

しかしながら、上述した射出成形用金型にあっては、共通流路から溶融樹脂材料を分岐すると、分岐部で溶融樹脂材料の流れに停滞や配向が発生してしまい易く、この際の溶融樹脂材料の流れの履歴がそのまま成形品の一筋状の欠陥として残ってしまい、製品の外観上の見栄えを損なったり、機械強度を損ねてしまうという問題が生じていた。

また、多数個取りした成形品がブロー成形用のプリフォームであった場合には、次工程のブロー成形の段階で成形品に破裂が発生し易くなったり、破裂に至らないとしても延伸不良で一筋状の外観的欠陥を生じるという問題が生じていた。

したがって、多数個取り構造の射出成形用金型で成形される成形品には、例えば、見栄えや強度に対して、溶融樹脂材料の流れの履歴に起因する欠陥を不問とする製品に適用せざるを得ず、汎用性に劣るという問題が生じていた。また、見栄えや強度に対してシビアな製品やブロー成形用のプリフォームの場合には、依然として１個取り構造を採用せざるを得ず、ハイサイクル化を含む生産効率の向上への限界要因となっていた。

さらに、多数個取りのために複数の射出装置を用いた場合には、装置全体の大型化やコストの高騰の要因となるため、費用対効果の観点で問題が生じていた。

そこで、本発明は、多数個取りした成形品における溶融樹脂材料の流れの履歴に起因する欠陥の発生を抑制す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する。

上記課題を解決するため、本発明の射出成形用金型は、溶融樹脂材料を射出する射出ノズルが接続されるホットスプルと、該ホットスプルに射出された溶融樹脂材料が通過するホットランナーと、該ホットランナーに接続されたキャビティと、を備え、前記ホットランナーの中途部を分岐して複数の前記キャビティに溶融樹脂材料を供給することで複数の成形品を同時に成形する射出成形金型において、前記ホットスプルは、前記射出ノズルの接続部分としての開口部を形成するスプルブッシュと、該開口部に形成されて前記射出ノズルから射出された溶融樹脂材料を前記ホットランナーの分岐数と同数に分流する分岐口と、該分岐口で分流した溶融樹脂材料を前記複数のホットランナーの各々に対応付けして供給する分岐通路と、を備えていることを特徴とする。

このような構成によれば、複数のホットランナーに対応付けして溶融樹脂材料を分岐して供給することが可能となり、ブロー成形用のプリフォームを含めた成形品に、溶融樹脂材料の流れの履歴に起因する一筋状の欠陥を発生し難くすることができ、成形品の外観上の見栄えや強度を向上し得て、多数個取りによる生産効率の向上に貢献することができる。また、成形品としてブロー成形用のプリフォームに適用した場合には、ブロー成形時の破裂の発生を抑制することができ、生産効率の向上に貢献することができる。

また、本発明の射出成形用金型は、前記分岐口と前記分岐通路が、前記ホットスプルと別体で形成された分岐部材を前記ホットスプルの内部に挿入することにより形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、既存のホットスプルに分岐部材を挿入することにより分岐口と分岐通路とを形成することができる。

さらに、本発明の射出成形金型は、前記複数のキャビティの各々に形成される成形品がブロー成形用のプリフォームであることを特徴とする。

このような構成によれば、分岐口と分岐通路とによって分岐された溶融樹脂材料によりブロー成形用のプリフォームを成形品として成形することができる。

本発明の射出成形用金型は、多数個取りした成形品における溶融樹脂材料の流れの履歴に起因する欠陥の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る射出成形用金型の要部の断面図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型の要部の分解斜視図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型の要部を示し、（Ａ）は要部の斜視図、（Ｂ）は分岐部材を挿入する前の分岐ブッシュの断面図、（Ｃ）は分岐部材を挿入した状態の分岐ブッシュの断面図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例２における要部の分解斜視図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例２における要部の断面図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例３における要部の斜視図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例４における要部の分解斜視図である。本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例４における要部の背面図である。

次に、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の射出成形用金型における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１は本発明の一実施形態に係る射出成形用金型の要部の断面図、図２は本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される分岐部材の分解斜視図、図３は本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例２における分岐部材の斜視図、図４は本発明の一実施形態の射出成形用金型に適用される実施例３における分岐部材の斜視図である。

図１において、射出成形金型１０は、図示を略する射出成形装置（溶融樹脂材料の射出装置）の射出ノズルと射出成形金型１０との軸芯合わせ（位置決め）用のロケートリング１１と、ロケートリング１１よりも溶融樹脂材料の供給方向下流側に配置されて型取付板１２に保持されたホットスプル１３と、ホットスプル１３を経由した溶融樹脂材料を供給方向最下流のゲート１４へと導くホットランナー１５と、ゲート１４から供給された溶融樹脂材料によりプリフォーム等の成形品を形成するキャビティ１６と、を備えている。

ホットスプル１３は、射出ノズルの接続部分としての開口部１７を形成するスプルブッシュ１８と、スプルブッシュ１８の外周に設けられて溶融樹脂材料の温度を維持するための温調手段を構成するヒータ１９と、スプルブッシュ１８の内部に配置された分岐部材２０と、を備えている。

ホットランナー１５は、その中途部が分岐部１５ａとして分岐されている。本実施の形態では、図示上下の２方向に分岐され、その分岐された各ホットランナー（分岐流路）１５にキャビティ１６が設けられている。

スプルブッシュ１８のスプル穴１８ａは、本実施の形態では、射出ノズルが当接するスプルブッシュ１８の開口部１７からホットランナー１５の分岐部１５ａに至る経路の少なくとも一部を共通流路として構成している。本実施の形態では、分岐部１５ａは、型取付板１２に固定された分岐ブロック板２１に嵌め込まれてスプル穴１８ａと同軸のスプル穴２２ａ並びにスプル穴２２ａとホットランナー１５とを連通する一対の分岐穴２２ｂとを一体に有する分岐ブッシュ２２によって形成されている。また、開口部１７から分岐部１５ａに至る上流側はスプル穴１８ａとスプル穴２２ａとが同軸上で連通しており、しかも溶融樹脂材料の流れと直交する断面積が同一とされている。また、本実施の形態においては、分岐部材２０は、スプル穴１８ａとスプル穴２２ａとに挿入されて、射出ノズルから射出された溶融樹脂材料の共通流路である開口部１７から分岐部１５ａに至る流路長に跨って配置されている。なお、本実施の形態においては、スプルブッシュ１８は、環状の取付フランジ１８ｂによって分岐ブロック板２１に固定されている。また、分岐ブッシュ２２は分岐ブロック板２１に埋設されている。

この際、分岐ブッシュ２２は、図３（Ｂ）に示すように、略円筒形状に形成された金属ブロック体の軸線上にスプル穴２２ａを形成すると共に、ホットランナー１５の数（本実施の形態では２箇所）に応じて軸線から放射状（均等）に分岐穴２２ｂを形成している。また、図３（Ａ）に示すように、先端がスプル穴２２ａの底部（図示左端）に突き当たるように分岐部材２０を開口部１７から挿入した際には、図３（Ｃ）に示すように、凹嵌部２０ａと分岐穴２２ｂとを一致させることで分岐通路２０ｃの下流側が形成される。

ヒータ１９は、射出ノズルタッチ部からスプル穴１８ａを内包するスプルブッシュ１８の外周面に配置されてスプル穴１８ａ内を通過する溶融樹脂材料を加熱する。尚、ヒータ１９と同様の第二のヒータ２３をゲート１４の近傍に配置しても良い。尚、各ヒータ１９，２３の温度は温度検知センサの検知温度に応じて制御される。また、図示では省略するが、分岐通路２０ｃは、例えば、分岐部材２０の内部に配置されたヒートパイプや温調配管等の温調手段により溶融樹脂材料の温度が維持されている。

分岐部材２０は、その最大外径がスプル穴１８ａ，２２ａの内径と同径とされ、軸線方向に沿って伸びる一対の凹嵌部２０ａにより、その最上流端（図３（Ａ）の図示右端）に開口部１７と協働して一対の分岐口２０ｂを構成し、その中途部から最下流端（図３（Ａ）の図示左端付近）に至る部分ではスプル穴１８ａ，２２ａ及び分岐穴２２ｂと協働して分岐通路２０ｃを構成している。

この際、凹嵌部２０ａは、複数のキャビティ１６及びホットランナー１５における溶融樹脂材料の供給条件（容積や流路長など）が同一である場合、分岐口２０ｂ並びに分岐通路２０ｃの溶融樹脂材料の流れと直交する断面積並びに流路長は同一であるのが好ましい。

上記の構成において、射出ノズルから射出された溶融樹脂材料は、開口部１７で分岐口２０ｂにより分岐され、そのまま分岐通路２０ｃ（スプル穴１８ａ，２２ａと分岐穴２２ｂ）を経由して分岐部１５ａに至り、図示上下に分岐されて分岐穴２２ｂと連通する各ホットランナー１５からゲート１４を通過してキャビティ１６に共有される。

この際、溶融樹脂材料は、外側は十分に加熱されているが、内側は十分に加熱し難い。そこで、分岐口２０ｂから直線状に伸長された分岐通路２０ｃを経由して分岐部１５ａに至る全長で分岐された溶融樹脂材料がヒータ１９により加熱されたスプルブッシュ（分岐部材）により加熱することで、溶融樹脂材料の内側が分岐により外側となってスプルブッシュ(分岐部材)に接すると共に、分岐後のホットランナー１５並びにキャビティ１６の数に対応して分岐しているため、溶融樹脂材料の流れに停滞や配向が発生し難く、流路全体にわたって十分に加熱されるので、欠陥等が発生することを抑制することができる。

図４及び図５は、本発明の射出成形金型１０の変形例（実施例２）を示し、上述した分岐部材２０がスプルブッシュ１８に一体に形成されたものである。なお、図２に示した分岐部材２０をスプル穴１８ａに挿入した状態は、図４に示した状態と見掛け上は同一となる。なお、図４及び図５において、上記実施の形態と同一の構成又は機能的に同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図６は、本発明の射出成形金型１０の他の変形例（実施例３）を示し、スプルブッシュ１８のスプル穴１８ａをそのまま分岐通路２０ｃとして一体に形成したものである。なお、図６において、上記実施の形態と同一の構成又は機能的に同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。

このような構成としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を実現することができる。また、凹嵌部２０ａは、例えば、図７及び図８に示すように、その数をホットランナー１５の数に応じて形成することができることは勿論である。

図７及び図８は、本発明の射出成形金型１０の変形例（実施例４）を示し、上記各実施の形態では、分岐通路２０ｃが二箇所の場合を示したが、図７及び図８に示すように、その数は、ホットランナー１５の数に応じて三箇所以上（図示例では四箇所）の構成とすることができる。この際、凹嵌部２０ａ及び分岐穴２２ｂは軸線を中心として外周側に放射状に開放すると共に均等に配置するのが好ましい。なお、図７及び図８において、上記実施の形態と同一の構成又は機能的に同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。

１０…射出成形金型
１１…ロケートリング
１２…型取付板
１３…ホットスプル
１４…ゲート
１５…ホットランナー
１５ａ…分岐部
１６…キャビティ
１７…開口部
１８…スプルブッシュ
１８ａ…スプル穴
１８ｂ…取付フランジ
１９…ヒータ
２０…分岐部材
２０ａ…凹嵌部
２０ｂ…分岐口
２０ｃ…分岐通路
２１…分岐ブロック板
２２…分岐ブッシュ
２２ａ…スプル穴
２２ｂ…分岐穴
２３…ヒータ

Claims

溶融樹脂材料を射出する射出ノズルが接続されるホットスプルと、該ホットスプルに射出された溶融樹脂材料が通過するホットランナーと、該ホットランナーに接続されたキャビティと、を備え、前記ホットランナーの中途部を分岐して複数の前記キャビティに溶融樹脂材料を供給することで複数の成形品を同時に成形する射出成形金型において、
前記ホットスプルは、前記射出ノズルの接続部分としての開口部を形成するスプルブッシュと、該開口部に形成されて前記射出ノズルから射出された溶融樹脂材料を前記ホットランナーの分岐数と同数に分流する分岐口と、該分岐口で分流した溶融樹脂材料を前記複数のホットランナーの各々に対応付けして供給する分岐通路と、を備えていることを特徴とする射出成形用金型。
前記分岐口と前記分岐通路が、前記ホットスプルと別体で形成された分岐部材を前記ホットスプルの内部に挿入することにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
前記複数のキャビティの各々に形成される成形品がブロー成形用のプリフォームであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形用金型。