(57)【要約】【課題】各キャビティの充填バランスを容易に均一化することができる射出成形用金型を得る。【解決手段】複数のキャビティ７と、溶融樹脂が供給されるスプルー４と、複数のキャビティ７とスプルー４との間に順次分岐して形成され溶融樹脂を各々のキャビティ７へ導くランナー５とが設けられた多数個取りの射出成形用金型において、溶融樹脂の流動順でランナー５の最終分岐点から各キャビティ７の間に各々設けられ溶融樹脂が流動してないときにランナー５を閉状態とし溶融樹脂が流動しているときに溶融樹脂の圧力の増大にともないランナー５の流路断面積を増大させ且つ溶融樹脂の圧力の増加量に対する流路断面積の増加量の割合が調整可能とされている溶融樹脂流量調整装置２０を備えている。【選択図】　　　　図１
2004017564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂が充填されて成形品が成形される複数のキャビティと、前記溶融樹脂が供給されるスプルーと、前記複数のキャビティと前記スプルーとの間に順次分岐して形成され前記溶融樹脂を各々の前記キャビティへ導くランナーとが設けられた多数個取りの射出成形用金型において、
前記溶融樹脂の流動順で前記ランナーの最終分岐点から前記各キャビティのゲートの間に各々設けられ前記溶融樹脂が流動してないときに前記ランナーを閉状態とし前記溶融樹脂が流動しているときに前記溶融樹脂の圧力の増大にともない前記ランナーの開口面積を増大させ且つ前記溶融樹脂の圧力の増加量に対する前記開口面積の増加量の割合が調整可能とされている溶融樹脂流量調整装置を備えていることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記溶融樹脂流量調整装置は、
前記ランナーを閉じる閉位置と前記ランナーを所定の大きさに開く開位置との間で移動可能に設けられ前記溶融樹脂の圧力を受圧して該開位置側に移動する力を受ける開閉手段と、
前記開閉手段を所定の付勢力で前記閉位置側に付勢する付勢手段と、
前記付勢力を調整する付勢力調整手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記開閉手段は、前記スプルー側に向い所定の角度を持って傾く受圧面が一端に形成され、該受圧面が前記ランナー内に出没するように配設されたバランサーであり、
前記付勢力調整手段は、前記バランサーの進退方向と概略垂直方向に移動可能に設けられたスライド駒を有し、
前記付勢手段は、前記バランサーと前記スライド駒との間に配設された弾性体である
ことを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置の前記ランナーの流路断面積は、前記溶融樹脂の流動順で、前記溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置より上流の前記ランナーの流路断面積以下で、前記溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置より下流の前記ランナーの流路断面積及び前記ゲートの断面積以上である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形用金型に関し、特に多数個（複数個）の成型品を射出成形により製造する際に用いられる多数個取りの射出成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多数個取り（例えば、２個取り、４個取り、８個取り等）の射出成形用金型において、安定した品質の成形品を得るためには各成形キャビティへ溶融樹脂をバランス良く均等に充填する必要がある。
【０００３】
従来、各キャビティの充填バランスを均一化するひとつの対策として、各キャビティへ向かうランナーの長さや断面積が同一になるようにランナーを設計する方法が提案されている。
図５は例えば特開平１０−１００２０２号公報に開示された従来の射出成形用金型を示す概略の構成図である。図５において、多数個取りの射出成形用金型１００には、複数のキャビティ１０７が形成されている。それぞれのキャビティ１０７には、ゲート１０６が設けられている。スプルー１０４から複数個のゲート１０６までの直線距離はすべてが同じではない。そのため、直線距離が短いスプルー１０４とゲート１０６との間に延在するランナー１０５に迂曲部１０５ａを設けて、それぞれのランナー１０５の延在長さを相互にほぼ等しくしている。
【０００４】
また、ランナーの長さや断面積を可変調整自在とした金型も提案されている。
図６は例えば特開平１１−２０７７８７号公報に開示された従来の射出成形用金型の他の例を示す概略の構成図である。図６において、多数個取りの射出成形用金型２００のランナー２０５の端部２０５ａは、入れ子２１２が設けられ、この入れ子２１２を交換することでランナー２０５の長さを自在に変更することができる。
【０００５】
さらに、例えば特開２００１−３５３７５５号公報等には、各キャビティに溶融樹脂を導くサブランナーのうち金型内向（スプルーに近い）側の少なくとも１つのサブランナーに調整入れ子を設けることにより各キャビティの充填バランスを調整する金型が提案されている。
図７はこの公報に開示された従来の射出成形用金型の他の例を示す概略の構成図である。図７において、多数個取りの射出成形用金型３００は、スプルー３０４を介して溶融樹脂が移送される主ランナー３０５から二股に分岐形成された第１次分岐ランナー３１５、この第１次分岐ランナー３１５から二股に分岐形成された第２次分岐ランナー３２５、及び、この第２次分岐ランナー３２５から二股に分岐形成された第３次分岐ランナー３３５を有し、第３次分岐ランナー３３５のうち、内向側に分岐する分岐ランナー上であってキャビティ３０７の直前の位置に成形条件調整入れ子３３０が取り付けられている。これは、内向側のキャビティ３２６が外向（スプルーから遠い）側のキャビティ３２８より充填し易いという多数個金型特有の問題を解消するひとつの方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５の射出成形用金型においては、金型の加工精度には一般にばらつきがあり、実際には成形を行った際に充填バランスはとれず、ランナー１０５の断面積を変更する金型加工を行いトライアンドエラーで各キャビティ間の充填バランスをとることが行われているのが実情であり、バランス調整に時間および費用がかかるという問題があった。
【０００７】
また、図６の射出成形用金型においては、メインランナーの長さや断面積を可変としているのみであり、各キャビティの充填のアンバランスを調整できる機構ではなかった。
【０００８】
さらに、図７の射出成形用金型においては、金型加工精度のばらつきが原因で外向側のキャビティ３２８が充填しやすくなる場合に対応できない点や充填バランスをとるまでに多数の成形条件調整入れ子３３０を作製する必要があるという問題があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、各キャビティの充填バランスを容易に均一化することができる射出成形用金型を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る射出成形用金型は、溶融樹脂が充填されて成形品が成形される複数のキャビティと、溶融樹脂が供給されるスプルーと、複数のキャビティとスプルーとの間に順次分岐して形成され溶融樹脂を各々のキャビティへ導くランナーとが設けられた多数個取りの射出成形用金型において、
溶融樹脂の流動順でランナーの最終分岐点から各キャビティのゲートの間に各々設けられ溶融樹脂が流動してないときにランナーを閉状態とし溶融樹脂が流動しているときに溶融樹脂の圧力の増大にともないランナーの開口面積を増大させ且つ溶融樹脂の圧力の増加量に対する開口面積の増加量の割合が調整可能とされている溶融樹脂流量調整装置を備えている。
【００１１】
また、溶融樹脂流量調整装置は、ランナーを閉じる閉位置とランナーを所定の大きさに開く開位置との間で移動可能に設けられ溶融樹脂の圧力を受圧して開位置側に移動する力を受ける開閉手段と、開閉手段を所定の付勢力で閉位置側に付勢する付勢手段と、付勢力を調整する付勢力調整手段とを有する。
【００１２】
また、開閉手段は、スプルー側に向い所定の角度を持って傾く受圧面が一端に形成され、受圧面がランナー内に出没するように配設されたバランサーであり、付勢力調整手段は、バランサーの進退方向と概略垂直方向に移動可能に設けられたスライド駒を有し、付勢手段は、バランサーとスライド駒との間に配設された弾性体である。
【００１３】
さらに、溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置のランナーの流路断面積は、溶融樹脂の流動順で、溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置より上流のランナーの流路断面積以下で、溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置より下流のランナーの流路断面積及びゲートの断面積以上である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の射出成形用金型を示す側断面図である。図２は射出成形用金型を上方から見た様子を模式的に示す図である。図１及び図２において、本実施の形態の射出成形用金型５０は、キャビプレート１、コアプレート２およびバックプレート３を有している。コアプレート２とバックプレート３の間には、溶融樹脂が充填されて成形品が成形される２個のキャビティ７が形成されている。キャビプレート１の中央部には、溶融樹脂が供給されるスプルー４が穿孔されている。２個のキャビティ７とスプルー４との間には、二股に分岐して形成され溶融樹脂を各々のキャビティ７へ導くランナー５がそれぞれ形成されている。
【００１５】
溶融樹脂は図示しない射出成形機のノズルから供給され、スプルー４及びランナー５を経由してキャビティ７に至る。そして、溶融樹脂の流動順でランナー５の最終分岐点５ａから各キャビティ７の間にそれぞれ溶融樹脂流量調整装置２０が設けられている。
【００１６】
溶融樹脂流量調整装置２０は、まずコアプレート２に設けられた開閉手段としてのバランサー８を有している。このバランサー８は、一端に受圧面８ａが形成され、この受圧面８ａがランナー５内に出没するように図１中矢印Ａ方向に進退動可能に配設されている。そして、バランサー８は、ランナー５を全閉する閉位置とランナー５を所定の大きさに開く開位置との間を連続的に移動可能なように配設されている。受圧面８ａは、スプルー４側を向いて形成され、溶融樹脂の流れに対して所定の角度を持った斜面とされている。バランサー８は、溶融樹脂がキャビティ７に充填されているときに、すなわち、ランナー５内を溶融樹脂が移動しているときに、受圧面８ａに溶融樹脂の圧力を受圧して開位置側に移動する力を受ける。
【００１７】
バランサー８のランナー５と反対側には、付勢手段（弾性体）としてのばね９が縮設されている。ばね９は、バランサー８を所定の付勢力で閉位置側に付勢している。ばね９のバランサー８と反対側には、一対のスライド駒１０，１１が設けられている。一対のスライド駒１０，１１は、互いの斜面を対向して接触しており、くさび状のスライド駒１１が図１中矢印Ｂ方向に移動することにより、スライド駒１０がバランサー８方向に進退動する。スライド駒１１には、該駒を微調整するねじ１２が連結されている。スライド駒１０，１１及びねじ１２は、ばね９の付勢力を調整する付勢力調整手段を構成している。
【００１８】
溶融樹脂流量調整装置２０が開閉する流路断面積の調整においては、射出成形時にバランサー８に加わる樹脂圧力とバランサー８の移動方向に垂直な方向の断面積からバランサー８に加わる力を推定し、その力と移動量に見合うばね定数を有するばね９を選択すればよい。
【００１９】
次に、動作を説明する。図示しない射出成形機のノズルからスプルー４に溶融樹脂が供給され、この溶融樹脂がキャビティ７に向かうとき、バランサー８に至るランナー５の加工精度のばらつきや、スプルー４からキャビティ７までの距離の違い等が原因となり、バランサー８まで同一タイミングで溶融樹脂が到達しない場合、先にバランサー８に到達した溶融樹脂はバランサー８の直下にあるばね９の力に打勝てる樹脂圧力が発生するまで流動できず、全てのランナー５を流れる溶融樹脂がバランサー８に到達するまで流動が一時的に停止する。
【００２０】
全てのバランサー８に溶融樹脂が到達した後、溶融樹脂の圧力でバランサー８にばね９を圧縮する方向の力が働き、この力でばね９が圧縮されバランサー８の部分に流路が形成される。このバランサー８の動作によりゲート６に向かう溶融樹脂の流動が再開される。バランサー８が設けられた位置を通過した溶融樹脂はゲート６を通りキャビティ７に充填される。
【００２１】
この一連の工程にて作製される成形品の重量を計測してすべての成形品が同じ重量となるように、もしくはキャビティ７内に圧力センサーを設置して検出される圧力波形が同一になるように、ばね９の付勢力をスライド駒１０，１１及びねじ１２で調整し各キャビティ７の充填バランスを均一化する。
【００２２】
すなわち、溶融樹脂流量調整装置２０は、溶融樹脂の流動順でランナー５の最終分岐点５ａから各キャビティ７の間に各々設けられ、溶融樹脂が充填されてないときにランナー５を閉状態とし、溶融樹脂が充填されているときに溶融樹脂の圧力の増大にともないランナー５の流路断面積を増大させる。そして、溶融樹脂の圧力の増え方に対する流路断面積の増え方の割合は、調整手段によって調整可能とされている。
【００２３】
尚、バランサー８が設けられた位置のランナー５の流路断面積は、溶融樹脂の流動順でこれより上流（スプルー４側）のランナー５の流路断面積以下で、且つゲート６の断面積以上であることが望ましい。これは、バランサー８が設けられた位置のランナー５の流路断面積が、これより上流のランナー５の流路断面積を超えて大きくなると、バランサー８がコアプレート２内に沈み込むことになり離型時にバランサー８が離型し難くなる可能性があるからであり、一方、ゲート６の断面積以下であるとバランサー８部分での樹脂圧力損失が大きくなり、必要以上にスプルー４に加える樹脂圧力を高くしなければならなくなるからである。
【００２４】
このような構成の射出成形用金型５０によれば、各キャビティ７への充填バランスを均一化するために、時間と費用を費やして金型や充填バランス調整用の入れ駒を加工する必要がないという効果を有する。
【００２５】
次にこの実施の形態の射出成形用金型を用いて実際に成型品を製造した結果について説明する。図３に示す肉厚１ｍｍの箱型キャビティを２個有する射出成形金型を日精樹脂工業社製射出成形機ＴＨ８０Ｅ−９ＶＥに設置し、ＰＰＳ樹脂（大日本インキ化学工業社製ＤＩＣ−ＰＰＳ、グレード：ＦＺ−１１４０）を樹脂温度３００℃、金型温度１４０℃で各々１００個成形した。２個のキャビティでそれぞれ成形された成形品の平均重量は、共に１．６００ｇであった。
【００２６】
また、これに比較して、同金型を用い溶融樹脂流量調整装置で充填バランスを調整せずに射出成形したところ、２個のキャビティの成形品の平均重量はそれぞれ１．６００ｇ、１．５９８ｇであった。
【００２７】
また、肉厚１ｍｍ、幅５５ｍｍ、長さ９０ｍｍの板状のキャビティ４個を図４に示すように配置した射出成形用金型を用いて実際に成型品を製造した。最終分岐点５ａから各キャビティ７に延びる４本のランナー５には、それぞれ溶融樹脂流量調整装置２０が設けられている。この金型を日精樹脂工業社製射出成形機ＴＨ８０Ｅ−９ＶＥに設置し、ＰＰＳ樹脂（大日本インキ化学工業社製ＤＩＣ−ＰＰＳ、グレード：ＦＺ−ＦＺ−３６００）を樹脂温度２８０℃、金型温度１４０℃で各々１００個成形した。４個のキャビティ７でそれぞれ成形された成形品の平均重量は共に９．７０２ｇであった。
【００２８】
さらに、これに比較して、同金型を用い溶融樹脂流量調整装置２０で充填バランスを調整せずに射出成形したところ、４個のキャビティ７の成形品の平均重量はそれぞれ９．７０２ｇ、９．７０２ｇ、９．７０１ｇ、９．６９７ｇであった。
【００２９】
以上説明したように、この発明の射出成形用金型によれば、各キャビティ７へ溶融樹脂を導くランナー５の溶融樹脂の流動順での最終分岐点５ａから各キャビティ７の間に充填バランスを調整するための溶融樹脂流量調整装置２０を設置することで、キャビティ７毎に充填バランスを容易に調整することができる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明に係る射出成形用金型は、溶融樹脂が充填されて成形品が成形される複数のキャビティと、溶融樹脂が供給されるスプルーと、複数のキャビティとスプルーとの間に順次分岐して形成され溶融樹脂を各々のキャビティへ導くランナーとが設けられた多数個取りの射出成形用金型において、
溶融樹脂の流動順でランナーの最終分岐点から各キャビティのゲートの間に各々設けられ溶融樹脂が流動してないときにランナーを閉状態とし溶融樹脂が流動しているときに溶融樹脂の圧力の増大にともないランナーの開口面積を増大させ且つ溶融樹脂の圧力の増加量に対する開口面積の増加量の割合が調整可能とされている溶融樹脂流量調整装置を備えている。そのため、各キャビティの充填バランスを容易に均一化することができる。また、溶融樹脂流量調整装置までの到達時間が各々異なる場合でもヘジテーション（ためらい）現象によりバランサーまでの溶融樹脂の充填を均一化でき、ランナーやキャビティに加工精度のばらつきがある場合でも、溶融樹脂の圧力によってバランサー部分に生じる流路の断面積をキャビティ毎に調整でき、各キャビティの充填バランスを容易に均一化することができる。
【００３１】
また、溶融樹脂流量調整装置は、ランナーを閉じる閉位置とランナーを所定の大きさに開く開位置との間で移動可能に設けられ溶融樹脂の圧力を受圧して開位置側に移動する力を受ける開閉手段と、開閉手段を所定の付勢力で閉位置側に付勢する付勢手段と、付勢力を調整する付勢力調整手段とを有する。そのため、時間と費用を費やして金型や充填バランス調整用の入れ駒を加工する必要がなくコストダウンをすることができる。
【００３２】
また、開閉手段は、スプルー側に向い所定の角度を持って傾く受圧面が一端に形成され、受圧面がランナー内に出没するように配設されたバランサーであり、付勢力調整手段は、バランサーの進退方向と概略垂直方向に移動可能に設けられたスライド駒を有し、付勢手段は、バランサーとスライド駒との間に配設された弾性体である。そのため、比較的簡単な構成で溶融樹脂流量調整装置を構成することができる。
【００３３】
さらに、溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置のランナーの流路断面積は、溶融樹脂の流動順で、溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置より上流のランナーの流路断面積以下で、溶融樹脂流量調整装置が設けられた位置より下流のランナーの流路断面積及びゲートの断面積以上である。そのため、溶融樹脂流量調整装置の動きがよくなり信頼性が向上する。また、必要以上にスプルーに加える樹脂圧力を高くしなければならなくなるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の射出成形用金型を示す側断面図である。
【図２】図１の射出成形用金型を上方から見た様子を模式的に示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１の射出成形用金型を用いて実際に製造した成型品の斜視図である。
【図４】板状のキャビティ４個を有する射出成形用金型を上方から見た様子を模式的に示す図である。
【図５】特開平１０−１００２０２号公報に開示された従来の射出成形用金型を示す概略の構成図である。
【図６】特開平１１−２０７７８７号公報に開示された従来の射出成形用金型の他の例を示す概略の構成図である。
【図７】特開２００１−３５３７５５号公報に開示された従来の射出成形用金型のさらに他の例を示す概略の構成図である。
【符号の説明】
１　キャビプレート、２　コアプレート、３　バックプレート、４　スプルー、５　ランナー、５ａ　最終分岐点、６　ゲート、７　キャビティ、８　バランサー（開閉手段）、８ａ　受圧面８ａ、９　ばね（弾性体、付勢手段）、１０，１１　スライド駒（付勢力調整手段）、１２　ねじ（付勢力調整手段）、２０　溶融樹脂流量調整装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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