JPH1058491A - 成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂の流動性を向上させると共に、多数個の
キャビティのゲートに樹脂が同時に到達する同時充填性
の向上した成形金型を提供する。 【解決手段】 多数個のキャビティを有する成形金型に
おいて、該成形金型のランナープレートに形成されたラ
ンナー溝３の分岐部３ａでは略Ｙ字形状に分岐し、分岐
部３ａ近傍のランナー溝側壁の表面形状が、樹脂の流動
方向で連続曲線的に変化し、更に該ランナープレート上
の分岐後のランナー溝３形状が平面的に見て、ほぼ全体
が曲線で構成されている。また分岐点３ａでランナー溝
３の接続部をエッジで形成する。さらに樹脂の流動状態
を調整する流動調整ピンＴ１〜Ｔ１４を前記ランナープ
レート上の上プレートより出没自在に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はランナー部の形状を
改良し樹脂の流動性を向上させた、多数個のキャビティ
を有するプラ部品の成形金型に関するものである。特に
多数個のキャビティの各ゲートに樹脂が同時に到達する
同時充填性の向上した成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来金属で製作されていた各種の部品は
コストダウン目的で次々とプラ化が計られている。又、
近年、生産性向上によるコストダウン活動も盛んに行わ
れており、プラ部品の成形加工も例外ではなく、多数個
取りの成形金型を用いた射出成形によるプラ部品の量産
が一般に行われ、成形金型における取り個数の増加は著
しい。

【０００３】従来の成形金型を図面により説明する。図
８はプラ部品の成形を行う一般的な成形金型の要部拡大
断面図である。図において、１０は射出成形機の加熱シ
リンダー、１は射出成形機のノズルであり、２２は成形
金型のスプルブッシュ、３３はランナー溝、４４は縦ラ
ンナー穴、４４ａはゲート、５はキャビティ、９１は上
プレート、９２はランナープレート、９３はキャビティ
プレートを示す。

【０００４】射出成形機の加熱シリンダー１０で溶融し
た樹脂はノズル１より射出され、上プレート９１に組み
込まれたスプルブッシュ２２を経由し、ランナープレー
ト９２に形成されたランナー溝３３、縦ランナー穴４
４、ゲート４４ａの順に流動し、キャビティプレート９
３に形成された多数個のキャビティ５に充填されてプラ
部品が成形される。

【０００５】図９は上述の多数個取り成形金型で成形し
た際のランナーの斜視図を示している。図において２１
はスプル、３１はランナー、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは
分岐部、４１は縦ランナー、４１ａはゲート部である。
スプル２１から分岐したランナー３１は、スプル２１か
ら多数個の縦ランナー４１迄の距離が同一になるように
３１ａ，３１ｂ，３１ｃと３回のＴ形の分岐によって各
縦ランナー４１に連続している。

【０００６】図１０（ａ）は前記成形金型のランナー溝
３３における分岐部３３ａ近傍の拡大平面図である。ま
た、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢＢ断面図である。
図に於いて３３はランナー溝、３３ａは分岐部、３３ｓ
は分岐部のランナー溝側壁である。

【０００７】また、特開平２−２８３４１２号公報の湯
量調整式成形金型装置において、ランナー溝の分岐部で
０〜１００％の範囲に樹脂の流動量を調整する分岐部の
構造が開示されている。図１１（ａ）は２ヶ所へ分岐す
る樹脂量が同一の場合、図１１（ｂ）は樹脂量が異なる
場合の平面図を示す。図に於いて３４はランナー溝、３
５は調整コマ、３５ａはネジ、５０は分岐部、５５は分
岐キャビティである。外形が円形の分岐キャビティ５５
の深さはランナー溝３４の深さと同じに形成される。ま
た、前記分岐キャビティ５５の深さと同一の厚さで外周
を形成された調整コマ３５が分岐キャビティ５５と係合
しネジ３５ａにより着脱可能に取り付けられている。ネ
ジ３５ａを緩めることで調整コマ３５は前記分岐キャビ
ティ５５内を図示していない回転軸によって回動可能と
なり取り付け位置を変える事が出来る。分岐キャビティ
５５と調整コマ３５によって形成された空間により樹脂
が分配される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図８に示
す前記ランナー３１は分岐部３１ａ、３１ｂ、３１ｃと
３回のＴ型の分岐がある。前記分岐部の成形時の状況を
図９で説明すると、流動する樹脂は成形金型のランナー
溝３３の分岐部３３ａにおいて、先端がＴ型に分岐する
ランナー溝側壁３３ｓに衝突し、粘性流体である樹脂が
略直角に流路を変更する為に、乱流の発生，乱流により
生じる気泡やキャビティーション等の問題による圧力損
失や流速の低下によって、キャビティ５に充填される樹
脂の充填圧の低下や充填圧の変動する現象があり、成形
品の強度低下や未充填が生じて品質が不安定になる為、
充填圧力および射出速度を大きくしていたが、その為に
成形金型の寿命低下や成形機能力に余裕がなくなる等の
問題があった。

【０００９】また、乱流発生による左右の流量変化で上
述の成形金型のゲート４４ａへの樹脂の到達時期にズレ
が生じ未充填の発生による不良品の増加も問題となって
いた。

【００１０】特開平２−２８３４１２号公報の湯量調整
式成形金型装置では調整コマ３５を回動させ、分岐キャ
ビティ５５と調整コマ３５によって形成された空間によ
り樹脂を分配し流動を調整する構造となっているが、分
岐部５０は略Ｔ形となっており、分岐部５０に於ける樹
脂の流動状態は上述のランナー溝３３の分岐部３３ａで
の現象と同じである。

【００１１】また、流量の調整にネジ３５ａを使用して
調整コマ３５の回動や着脱を行う為に分岐部５０には調
整コマ３５用のスペースが必要で小型化には限界があ
り、小型多数個取り成形型には使用出来ない大きな金型
を使用する構造となり、ランナー面積の増加によって無
駄な材料使用量も増えコストアップとなるばかりでな
く、使用する成形機の大型化により作業スペースの増加
も問題であった。

【００１２】本発明の目的は、前記の課題を解決し、多
数個取り成形において、ランナー溝内を流動する樹脂が
縦ランナーのゲート部迄流動する際の樹脂圧の損失が低
く、また、樹脂流動の安定によって、強度が安定し未充
填の無い樹脂成形品を得ることのできる成形金型を提供
することである。また、成形金型のランナーの分岐部近
傍に樹脂流量の調整機構を設け多数のゲート部へ樹脂が
同時に到達し、多数個のキャビティへ樹脂を同時に充填
する同時充填性の向上を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成し、強
度が安定し未充填の無い樹脂成形品を得るための本発明
による成形金型は、分岐部でランナー溝は略Ｙ字形状に
分岐していることを特徴としている。

【００１４】また、前記分岐部では分岐するランナー溝
の接続部はエッジであることを特徴としている。

【００１５】また、分岐後のランナー溝に樹脂の流動を
調整するランナー溝の断面積調整機構を設けたことを特
徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態である成形
金型を使用してプラ部品を成形した際のスプル，ランナ
ーを示す斜視図である。図において２はスプル、３はラ
ンナー、３ａ，３ｂ，３ｃ，は分岐部、３ｄは反対側に
形成したランナーを切断したランナー断面、４は縦ラン
ナー、４ａはゲート部を示す。

【００１７】図１に示す様に、スプル２より分岐したラ
ンナー３は略Ｙ字形状の分岐部３ａ，３ｂ，３ｃを経由
し縦ランナー４の上部まで、樹脂の流動方向に対して連
続曲線的に変化する様に形成されているので、分岐にお
ける圧力損失や乱流の発生もなく、縦ランナー４のゲー
ト部４ａまで安定した流動速度と充填圧力で樹脂が流れ
る。なお、本発明の実施の形態であるランナーの断面は
３ｄに示すように半円状であり、各分岐後も断面積の変
化しない同一形状であり、金型のランナー溝は同一のツ
ールで加工出来る。

【００１８】図２は上述の成形金型のランナー溝の分岐
部に樹脂流動調整手段として機能するエッジＥを形成し
てランナー溝の分岐における樹脂の流動を改良した実施
の形態を示している。図２（ａ）はランナー溝８の分岐
部近傍の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ断面
図、図２（ｃ）は分岐部における樹脂の流動を表す模式
図である。

【００１９】樹脂はランナー溝８の中を流動し、樹脂と
溝内壁との摺動抵抗によって外周部は遅れ、また型温に
より冷却され表面層は固化してスキン層を形成する。溶
融した状態の樹脂の中央部が次々と突出して流動し、ラ
ンナー溝８の最初の分岐部に到達する。樹脂の先端はエ
ッジＥによって左右に分離され流動する。分岐部で溶融
樹脂の先端が中央にあるエッジＥに触れ分離する為、分
離での圧力損失は生じないが分岐点から先の片側のラン
ナー断面積が分岐前のランナー断面積と同一の場合は流
動速度は分岐前の半分になる。

【００２０】（実施の形態２）分岐した左右の樹脂の流
動量が変化し、前記縦ランナー４のゲート部４ａへの樹
脂の到達時点にズレが生じた際には、上述の成形金型の
エッジＥの位置を金型を削って左右方向へ僅かに変化す
るように修正し、樹脂の分配比率を簡単に調整出来る。
図３はランナー溝の分岐接続部左側の壁を削りエッジＥ
の位置を右方向へ僅かに変化させ樹脂流動調整を行った
実施の形態を示している。図３（ａ）はエッジＥの位置
を修正後のランナー溝８の分岐部近傍の平面図、図３
（ｂ）はエッジＥの位置が右に移動した図３（ａ）のＡ
Ａ断面図、図３（ｃ）は左側のランナー溝８の巾がイか
らニへ拡大した図３（ａ）のニの位置の断面図である。
また、略同一の円弧で深さを変えずに連続的な修正削り
を行うので、図３（ａ）に示すように、修正部のランナ
ー溝の底部には略三角形状の平面ホが形成される。

【００２１】本実施の形態２おいては前記成形金型の左
側へ分岐するランナー溝の中央側の側壁を削ってエッジ
Ｅの位置を移動しているので、分岐部での右側のランナ
ー溝８の断面積は変化しないが、左側のランナー溝８の
分岐部での断面は図３（ｃ）に示すように金型を削った
量の断面積増加がある。エッジＥの位置が右に移動した
ので、エッジＥの左側へは樹脂量が多く、また右側への
樹脂量は少なく分配される。

【００２２】分岐後の右側のランナー溝８の巾はイのま
まであり、分岐した樹脂の流動速度は変化しないが、左
側のランナー溝８の中央側の側壁を削って修正している
為、分岐点の入り口は図３（ｃ）に示すように溝巾はニ
と拡大する。分岐した時点の樹脂の流動速度は右側の速
度と同じだが、溝巾がニからイに連続的に変化するので
流動する樹脂の断面積も連続的に減少し、流体の法則に
よって樹脂の流動速度は上がり、分岐後の左右のランナ
ー溝８を流れる樹脂の流動速度に差が生じる。

【００２３】上述の理由により僅かに分岐部エッジＥの
位置を移動し樹脂の分配量を変化させる事によって、分
岐後の左右のランナー溝８を流動する樹脂の速度差を変
化させられるので、ゲート４ａへ樹脂が到達する時間の
調整を容易に行う事が出来る。

【００２４】（実施の形態３）図４は、成形の際に各キ
ャビティに対しての樹脂の同時充填性を確認する為、全
ての縦ランナー４に樹脂が到達しゲート部４ａ手前で充
填完了となるように樹脂量など成形条件を調整して成形
したランナーの斜視図であり、ランナー分岐後の樹脂の
流動にバラツキが生じた状態を示す。図においてＴ１〜
Ｔ１４は樹脂の流動調整手段としての流路断面積調整機
構である流動調整ピンの調整位置である。他の部分は実
施の形態１と同一の為同じ符号と名称を用いることで説
明を省略する。図５は図４のＣＣ断面図であり樹脂流動
の調整状態を示している。図においてＰ１，Ｐ２は流動
調整ピン、Ｔ３，Ｔ４は調整位置、８１はランナープレ
ート、Ｕは上プレートである。流動調整ピンＰ１，Ｐ２
の外形Ｄはランナー溝幅Ｗより小さくなっており、成形
金型組立時や調整時にランナープレート８１を傷つけな
いように配慮されている。

【００２５】Ｔ５，Ｔ６，Ｔ１１，Ｔ１２から先の縦ラ
ンナー４に樹脂が到達し僅かに縦ランナーを形成した
が、まだゲート部４ａまで達しない時点で既に、Ｔ７，
Ｔ８，Ｔ１３，Ｔ１４から先の縦ランナー４はゲート部
４ａまで樹脂が到達している。

【００２６】前記の状態は、Ｔ３，Ｔ９から先の縦ラン
ナー４の充填に対し、Ｔ４，Ｔ１０から先の縦ランナー
４の充填が遅れており、樹脂の流動状態の調整が必要と
なる状態を示している。

【００２７】図５にＴ３（Ｔ９）位置の流動調整ピンＰ
１を図示していない駆動手段によって上プレートＵ内に
ストロークｈの分を没入させ凹部を形成している。樹脂
はランナー溝を流動して分岐部を通過した後に前記凹部
を充填し、さらに先のランナー溝へと流動していく。流
動する樹脂の先端部は前記凹部に充填した樹脂量分が遅
れた状態となり樹脂の流動量が調整される。

【００２８】図６は上述の流動調整を施し成形したラン
ナーを示しており、上述の図３に示した成形とほぼ同一
の成形条件で成形した樹脂の流動はゲート部４ａには到
達せず、縦ランナー４の中間部で成形が完了している。
Ｔ３及びＴ９の流動調整位置には凸部が形成される。該
流動調整の後、樹脂の計量や圧力条件等の成形条件を調
整する事によってゲート部４ａに樹脂は同時に到達し、
さらに各キャビティへ同時に充填される。

【００２９】（実施の形態４）図７は分岐後のランナー
溝８の片側に流動調整手段としての流路断面積調整機構
を設けた実施の形態であり流動調整ピンを出没させて樹
脂の流動状態を調整する実施の形態を示す。図におい
て、図７（ａ）はランナー溝８のエッジＥ近傍の平面図
を示している。また、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣＣ断
面図であり流動調整ピンＴをランナー溝の樹脂流路内に
突出させた状態を示す。更に図７（ｃ）は図７（ｂ）と
同位置の断面であり流動調整ピンＴを上プレートＵ内へ
没入した状態を示す図である。

【００３０】流動調整ピンＴ側に分岐したランナー溝で
樹脂の流動が遅れている場合には、上述の図７（ｂ）に
示すように、ランナー溝の樹脂流路内へ流動調整ピンＴ
を突出させて流動調整を行う。流動調整ピンＴによって
断面積が減少したランナー溝を通過する際に樹脂速度は
増加し、流動調整ピンＴの位置を通過後は元の樹脂速度
となる。すなわちランナー溝を流動する樹脂は、流動調
整ピンＴのランナー溝内へ突出した体積分の流動距離が
伸びる事になる。

【００３１】また反対に、流動調整ピンＴ側のランナー
溝に分岐した樹脂の流動が早い場合には、図７（ｃ）に
示すように流動調整ピンＴを上プレートＵ内へ没入させ
て流動調整を行う。該流動調整による樹脂の挙動は（実
施の形態３）と同一の為説明を省略する。以上流動する
樹脂量の調整を行う流動調整ピンを分岐点近傍に設けて
説明してきたが、流動調整ピンの位置は次の分岐部又は
縦ランナー穴までの間に設けてあれば良く、特に分岐部
近傍の必要はない。また流動調整ピンの断面形状もラン
ナー溝の平面形状内に収まる形状であれば、丸以外の形
状も適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明による
成形金型のランナー溝は略Ｙ字形状の分岐部を有し、そ
の側壁形状は平面的に見て、樹脂の流動方向が連続的に
変化する構成となっており、溶融した樹脂は平面形状で
ほぼ全面が連続した曲線で構成された流路を通過するの
で、分岐における圧力損失や乱流の発生もなく安定した
流動速度と圧力で流動する。また、樹脂の先端はエッジ
によって左右に分離され流動する構造となっており、分
岐部では溶融状態で樹脂の先端が分岐部エッジに触れ分
離するので、分離での圧力損失は生じない。更に分岐部
エッジＥを修正し樹脂の分配比率を僅かに変化させて簡
単に樹脂の流動調整が可能となる。また、樹脂の流動状
態を調整する流動調整ピンを上プレートより出没自在に
設けた事によって樹脂の流動量が容易に調整可能となっ
た。以上の本発明によって、樹脂の流動性を向上させ複
数のキャビティのゲートに樹脂が同時に到達する同時充
填性の向上した成形金型が提供出来る。

【００３３】尚以上の実施の形態は３枚プレートのピン
ゲートタイプ成形金型でランナープレートに形成された
ランナー溝から縦ランナー溝を経由して下側のキャビプ
レートに形成されたキャビティに樹脂が充填する成形金
型であるが、本発明による構造は縦ランナー溝の無い２
枚プレートのサイドゲートタイプ成形金型にも適用出来
ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である成形金型で成形した
ランナーを示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態である成形金型のランナー
溝の接続部エッジでの樹脂流動説明図である。

【図３】本発明の実施の形態である成形金型のランナー
接続部エッジ位置を修正し移動した説明図である。

【図４】本発明の実施の形態である成形金型のランナー
溝分岐部における流動調整手段の説明図である。

【図５】ランナー溝分岐部近傍での流動調整ピン没入状
態を示す断面図である。

【図６】本発明のランナー溝分岐で片側に設けた流動調
整ピンの出没状態を示す説明図である。

【図７】成形金型における樹脂の流動を示す平面図と流
動調整手段の断面図である。

【図８】従来の成形金型の断面図である。

【図９】従来の成形金型で成形したランナーを示す斜視
図である。

【図１０】従来の成形金型のランナー溝における分岐部
近傍の拡大平面図である。

【図１１】従来の樹脂の流量調整構造を有する特開平２
−２８３４１２号公報の金型におけるランナー溝分岐部
平面図である。

【符号の説明】

１ ノズル ２ スプル ３ ランナー ３ａ 分岐部 ４ 縦ランナー ４ａ ゲート ５ キャビティ ８ ランナー溝 Ｔ、Ｔ１〜Ｔ１４ 流動調整ピン Ｅ エッジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラ部品を成形する複数のキャビティを
   有し、ランナー溝に分岐部を有する成形金型において、
   前記分岐部でランナー溝は略Ｙ字形状に分岐しているこ
   とを特徴とする成形金型。
2. 【請求項２】 前記分岐部では分岐するランナー溝の接
   続部はエッジであることを特徴とする請求項１記載の成
   形金型。
3. 【請求項３】 分岐後のランナー溝に樹脂の流動を調整
   するランナー溝の断面積調整機構を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の成形金型。