JPH08252840A - 射出成形方法および金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂通路における圧力損失を少なくして、実
成形に必要十分な射出圧力および射出速度で金型内に樹
脂を充填する。 【構成】 ノズル１は、先端にて絞り部の無い、ノズル
根元部の内径をノズル先端まで維持した構造である。金
型２には、射出時にノズル１の内径と継ぎ合い、その継
合部からランナー等までの樹脂通路を構成するスプルー
３と、スプルー３による樹脂通路径を、溶融樹脂充填中
はノズル１の樹脂通路と略同径でランナー等まで維持
し、保圧切換点あるいはその前後にて絞る通路径切換機
構４とが配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形方法および金
型に関し、特に射出成形機のノズルおよび金型の樹脂通
路の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来より一般的に行われている
射出成形機のノズル先端と金型のスプルーとの接合の様
子を示す部分断面図である。

【０００３】従来より射出成形機のノズルは、図７に示
すように先端で樹脂通路が一旦絞られた構造を持つ。一
方、ノズル１０１より樹脂が充填される金型１０２に
は、成形時にノズル先端が接合され、かつ、その接合部
からランナーあるいはキャビティ（製品部）へ樹脂通路
を形成するスプルー１０３が配設されている。

【０００４】このような構造の射出成形機および金型で
は、高射出率で金型に樹脂を注入する場合、大きな圧力
損失が生じ、金型のキャビティへ樹脂を充填する圧力が
１／２以下になる場合がある。

【０００５】したがって、実成形に必要な射出圧力を稼
ぐ必要性から、より高出力の性能を引き出せるものが求
められ、大量の高圧油を瞬間的に放出させ油圧シリンダ
の作動を高速化することができるアキュームレータを搭
載した高射出率仕様機や、その他、金型への充填過程に
て、断面積をかえた複数のシリンダー室内のいずれかを
選択して圧油を入れることにより、射出圧力および射出
速度を可変させることができるマルチシリンダータイプ
の射出装置が商品化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ナイロンやポリスチレ
ン等のように急速に固まりやすい樹脂や、肉厚の薄い製
品においては、射出速度が遅いと金型内で冷却されるに
つれて急速に流動性を失って充填不足（ショートショッ
ト）等となるので、高射出率で成形することが望ましい
ことが一般的に知られている。

【０００７】しかしながら、肉厚の薄い形状の製品や固
化速度の早い樹脂に際して従来の射出成形機および金型
を用い高射出率で樹脂充填を行うと、先にも述べたよう
に従来のノズル構造は先端で樹脂通路が一旦絞られてい
る為、その絞り部によって射出時における樹脂の圧力損
失が必然的に大きくなり、適正な射出圧力および射出速
度を得られないことが多い。

【０００８】したがって、アキュームレータ付きのもの
やマルチシリンダータイプなどの、高射出率および高射
出圧力仕様の成形機での成形を余儀なくされていた。

【０００９】またその為に、実成形に必要なエネルギー
よりも金型までに樹脂を運ぶエネルギーが大きい場合
（射出率の大きい場合）もあり、効率的な成形が得られ
なかった。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
樹脂通路における圧力損失を少なくして、実成形に必要
十分な射出圧力および射出速度で金型内に樹脂を充填す
ることが可能な射出成形方法および金型を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の射出成形方法は、樹脂を金型のキャビティへ
射出する過程で、樹脂充填中はノズル根元からノズル先
端さらにはスプルーを介して金型内のランナーあるいは
キャビティまでの樹脂通路径を略一定とし、保圧切換点
あるいはその前後にて前記スプルーによる樹脂通路径を
絞り、保圧工程を行うことを特徴とする。

【００１２】また、樹脂を金型のキャビティへ射出する
過程で、樹脂充填中はノズル根元からノズル先端さらに
はスプルーを介して金型内のランナーあるいはキャビテ
ィまでの樹脂通路径を略一定とし、充填完了後は保圧工
程の代わりにノズルの樹脂通路を遮断して、前記スプル
ーによる樹脂通路径を絞ることを特徴とする射出成形方
法でもよい。

【００１３】さらに、本発明の金型は、根元から先端ま
での樹脂通路径が一定であるノズルを有する射出成形機
に用いられ、かつ、該ノズルと継ぎ合う金型であって、
前記ノズルの樹脂通路との継合部からランナーあるいは
キャビティまでの樹脂通路を構成するスプルーと、前記
スプルーによる樹脂通路径を、溶融樹脂充填中は前記ノ
ズルの樹脂通路と略同径で前記ランナーあるいはキャビ
ティまで維持し、保圧切換点あるいはその前後にて絞る
通路径切換機構と、を有することを特徴とする。

【００１４】前記通路径切換機構は、一体では製品側に
向けてテーパが広がる孔を持つものとなる分割部材を互
いに広げたり狭めたりして前記スプルーによる樹脂通路
径を切り換えるものや、前記ノズルの樹脂通路径と略同
径の孔と、該孔よりも相対的に小さい径でかつ製品側に
向けてテーパが広がる形状の孔とを有する棒状物をスラ
イドさせて前記スプルーによる樹脂通路径を切り換える
ものであることを特徴とする。

【００１５】また、前記ノズルには、前記ノズルの樹脂
通路を開閉する弁機構が備えられたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、射出成
形機のノズルはその根元から先端までの樹脂通路径が一
定となっている。

【００１７】射出に際してノズルと金型を継ぎ合せる
と、スプルー内の通路径切換機構によって、ノズル根元
部の径をスプルー先端のランナーあるいはキャビティま
でほぼ維持した樹脂通路が構成される。このような状態
で溶融樹脂を射出すると、樹脂通路による抵抗損失が少
ないので、実成形に必要かつ最小限の射出圧力で溶融樹
脂を充填することが可能になる。

【００１８】そしてキャビティ内への樹脂充填が完了し
て保圧切換点あるいはその前後までくると、通路径切換
機構はスプルーによる樹脂通路径を絞る。このとき、ス
プルーによる樹脂通路を製品側に向けてテーパが広がる
形状とすれば、硬化後の製品がスプルーから引抜き易く
なる。

【００１９】さらにスプルーによる樹脂通路を絞った状
態で保圧工程を行う、つまり射出圧力をゲートシールが
完了するまで保持することにより、冷却固化に伴って生
じる樹脂の収縮分が補われる。また、ノズル内に樹脂通
路を開閉する弁機構を設け、樹脂充填がほぼ完了した際
に弁機構によりノズルの樹脂通路を遮断して、通路径切
換機構によりスプルーによる樹脂通路を絞れば、この絞
り動作によって圧縮された樹脂は逃げる所がなくなり、
冷却による収縮分を補う方向に樹脂が流動を始めるの
で、前記保圧工程の代用になる場合がある。この場合
は、前記弁機構による遮断後、即、可塑化に移ることが
できる為、成形サイクルを短くすることが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２１】図１及び図３は、本発明の射出成形方法に
好適な射出成形装置および金型の一実施例を示す断面図
である。図２は図１のＡ−Ａ線断面から見た金型内部の
構造を示す図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面から見た金型
内部の構造を示す図である。

【００２２】本実施例における射出成形機のノズルは、
図１及び図３に示すように、先端にて絞り部の無い、ノ
ズル根元部の内径をノズル先端まで維持した構造であ
る。このノズル１より樹脂が充填される金型２には、ノ
ズル１の先端と継ぎ合う凹部が形成されている。さらに
金型２には、射出時に前記凹部にてノズルの内径と継ぎ
合い、その継合部からランナーあるいはキャビティ（製
品部）までの樹脂通路を構成するスプルー３が配設され
ている。

【００２３】スプルー３による樹脂通路は、その樹脂通
路の径を切り換えることが可能な通路径切換機構４によ
り、ノズル根元部からノズル先端までの内径をさらにラ
ンナー等にまで出来るだけ維持した形状となっている
（図１参照）。通路径切換機構４は、スプルー３による
樹脂通路の径の切換動作を駆動制御するため電磁弁およ
びシリンダーを有し、保圧切換点あるいはその前後でス
プルー３による樹脂通路を絞るように制御されている
（図３参照）。この切換方式は、一体では製品側に向け
てテーパが広がる孔を持つものとなる分割部材を互いに
広げたり狭めたりして樹脂通路径を換えるものである。

【００２４】次に、上記構成による射出成形について説
明する。

【００２５】通路径切換機構４を開いた状態で、ノズル
１をスライドさせて金型２の凹部に継ぎ合せると、ノズ
ル１の根元部の径がスプルー３の先端のランナー等まで
ほぼ維持された樹脂通路が構成される（図１、図２参
照）。このような状態で溶融樹脂を射出すると、樹脂通
路による抵抗損失が少ないので、実成形に必要かつ最小
限の射出圧力で溶融樹脂を充填することが可能になる。

【００２６】キャビティ内への樹脂充填が完了して保圧
切換点あるいはその前後までくると、この位置信号によ
り電磁弁、シリンダーが可動して、通路径切換機構４は
樹脂通路を絞り（図３、図４参照）、硬化後の樹脂を引
抜き易くするため製品側に向けてテーパが広がる形状の
樹脂通路を形成する。このように保圧切換点から樹脂通
路を絞る為、樹脂の流れに不連続性が少なく成形後の製
品面への影響がない。

【００２７】さらに上記の樹脂通路を絞った状態で保圧
工程、つまり射出圧力をゲートシールが完了するまで保
持することにより、樹脂の冷却固化に伴って生じる収縮
分が補われる。

【００２８】そして冷却が完全に終了した後、製品が通
路径切換機構４のノズル１側の端部で切り離されて金型
より取り出される。

【００２９】本実施例では、上記のような射出圧力をゲ
ートシールが完了するまで保持する一般的な保圧工程の
代わりとなる別の方法も可能である。

【００３０】図５は、本実施例における保圧工程の代わ
りになる方法を説明するための図である。

【００３１】図５に示されるノズル１には、樹脂通路を
開閉するための弁機構であるロータリー式のシャットオ
フ機構５が配設されており、キャビティへの樹脂充填
後、シャットオフ機構５によりノズル１側の樹脂通路を
遮断した状態で通路径切換機構４によって図中二点鎖線
の位置まで樹脂通路を絞ると、圧縮しろ６の部分の樹脂
は逃げる所がなく、冷却による収縮分を補う方向に樹脂
が流動を始めるので保圧の代用ができる場合がある。従
って、シャットオフ機構５による弁閉後、即、可塑化に
移ることができ、その結果、成形サイクルがより短くで
きる。

【００３２】さらに、上述したスプルー３の樹脂通路を
絞る構造は図６に示す構造であってもよい。

【００３３】すなわち図６に示すように、ノズル内径と
略等しい径の孔と、この孔よりも相対的に小さい径でか
つ製品側に向けてテーパが広がる形状の孔とを有する棒
状物をスライドさせることにより、スプルー３の樹脂通
路の径を切り換える方式であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。 （１）樹脂充填中はノズル根元からノズル先端さらには
スプルーを介して金型内のランナーあるいはキャビティ
までの樹脂通路径を略一定として行うので、樹脂通路の
為の圧力損失が軽減され、射出圧力が成形品に有効に作
用する。また、保圧切換点あるいはその前後にてスプル
ーによる樹脂通路を絞る為、流れの不連続性が少なく製
品面への影響がない。 （２）樹脂充填がほぼ完了した際にノズルの樹脂流路を
遮断してからスプルーによる樹脂通路を絞ることによ
り、押しやられた樹脂が保圧の代わりに作用し樹脂収縮
分を補うことが可能である。従って、ノズルの樹脂通路
の遮断後、即、可塑化に移れ成形サイクルを短く出来
る。 （３）樹脂充填中はノズル根元からスプルー先端のキャ
ビティ等までの樹脂流路径がほぼ一定となり圧力損失が
軽減される為、同じ製品形状で従来技術と比較した場
合、射出圧力はより低く又射出速度も高速を必要としな
い。 （４）肉厚の薄い形状の製品や固化速度の早い樹脂に際
しては、従来、アキュームレータ付きのものやマルチシ
リンダータイプなどの、高射出率および高射出圧力仕様
の成形機での成形を余儀なくされていたが、充填中の樹
脂の圧力損失が軽減される分、高性能射出パワーを持つ
成形機を使用する必要がなく、成形機のコスト低減が図
れる。 （５）従来技術のように先端の内径が一旦絞られたノズ
ル構造による樹脂通路の大きな圧力損失の為に、金型ま
でに樹脂を運ぶエネルギーを大きくして実成形に必要な
エネルギーを稼ぐという必要もなく、この点で効率的な
成形が得られる。 （６）キャビティ内の速度を高く必要とせず、樹脂温度
がゲート部付近と樹脂先端の差がない為、冷却固化時間
差が少なく、ソリの原因が少なくなる。また、残留応
力、勾配も少なく品質の安定した成形品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形方法の一実施例に好適な射出
成形装置および金型の特徴部を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面から見た金型内部の構造を
示す図である。

【図３】本発明の射出成形方法の一実施例に好適な射出
成形装置および金型の特徴部を示す断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面から見た金型内部の構造を
示す図である。

【図５】本発明の射出成形方法における保圧工程の代わ
りとなる方法を説明するための図である。

【図６】本発明の射出成形方法の一実施例における通路
径切換機構の他の例を示す断面図である。

【図７】従来より一般的に行われている射出成形機のノ
ズル先端と金型のスプルーとの接合の様子を示す部分断
面図である。

【符号の説明】

１ ノズル ２ 金型 ３ スプルー ４、４ａ 通路径切換機構 ５ シャットオフ機構 ６ 圧縮しろ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂を金型のキャビティへ射出する過程
   で、樹脂充填中はノズル根元からノズル先端さらにはス
   プルーを介して金型内のランナーあるいはキャビティま
   での樹脂通路径を略一定とし、保圧切換点あるいはその
   前後にて前記スプルーによる樹脂通路径を絞り、保圧工
   程を行うことを特徴とする射出成形方法。
2. 【請求項２】 樹脂を金型のキャビティへ射出する過程
   で、樹脂充填中はノズル根元からノズル先端さらにはス
   プルーを介して金型内のランナーあるいはキャビティま
   での樹脂通路径を略一定とし、充填完了後は保圧工程の
   代わりにノズルの樹脂通路を遮断して、前記スプルーに
   よる樹脂通路径を絞ることを特徴とする射出成形方法。
3. 【請求項３】 根元から先端までの樹脂通路径が一定で
   あるノズルを有する射出成形機に用いられ、かつ、該ノ
   ズルと継ぎ合う金型であって、 前記ノズルの樹脂通路との継合部からランナーあるいは
   キャビティまでの樹脂通路を構成するスプルーと、 前記スプルーによる樹脂通路径を、溶融樹脂充填中は前
   記ノズルの樹脂通路と略同径で前記ランナーあるいはキ
   ャビティまで維持し、保圧切換点あるいはその前後にて
   絞る通路径切換機構と、を有することを特徴とする金
   型。
4. 【請求項４】 前記通路径切換機構は、一体では製品側
   に向けてテーパが広がる孔を持つものとなる分割部材を
   互いに広げたり狭めたりして前記スプルーによる樹脂通
   路径を切り換えるものであることを特徴とする請求項３
   に記載の金型。
5. 【請求項５】 前記通路径切換機構は、前記ノズルの樹
   脂通路径と略同径の孔と、該孔よりも相対的に小さい径
   でかつ製品側に向けてテーパが広がる形状の孔とを有す
   る棒状物をスライドさせて前記スプルーによる樹脂通路
   径を切り換えるものであることを特徴とする請求項３に
   記載の金型。
6. 【請求項６】 前記ノズルには、前記ノズルの樹脂通路
   を開閉する弁機構が備えられたことを特徴とする請求項
   ３に記載の金型。