(57)【要約】【課題】  射出成形における成形サイクル時間の短縮と材料歩留まりの、両方を解決するための手段を提供する。【解決手段】  スプル穴のスプルロック側の開口部５とノズルタッチ側の開口部３における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記スプルロック側の開口部５を周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ノズルタッチ側の開口部３は前記凹凸の凹部の先端が接する円８ｂよりも径が小さい円形状として、スプルロック側の開口部５とノズルタッチ側の開口部３との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状としたスプルブッシュ１や、同様の構造を具備するピンポイントゲートブッシュなどを用いる。これによってスプル部などの体積が減少し、スプル内壁の表面性が増加して冷却速度が向上するので、材料の歩留り向上と成形サイクル時間短縮が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形用金型のスプルブッシュにおいて、スプルロック側の開口部とノズルタッチ側の開口部における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記スプルロック側の開口部は周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ノズルタッチ側の開口部は前記凹凸の凹部の先端が接する円よりも径が小さい円形状であり、前記スプルロック側の開口部と前記ノズルタッチ側の開口部との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状であることを特徴とするスプルブッシュ。
【請求項２】
射出成形用金型のピンポイントゲートブッシュにおいて、ゲート側の開口部と反対側の開口部における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記反対側の開口部は周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ゲート側の開口部は前記反対側の開口部よりも径が小さい円形状、または、前記反対側の開口部よりも面積が狭く、周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状であり、前記ゲート側の開口部と前記反対側の開口部との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状であることを特徴とするピンポイントゲートブッシュ。
【請求項３】
射出成形用金型のピンポイントゲート延長ブッシュにおいて、ピンポイントゲートが接合される側の開口部と反対側の開口部における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記反対側の開口部は周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ピンポイントゲートが接合される側の開口部は前記反対側の開口部よりも径が小さい円形状、または、前記反対側の開口部よりも面積が狭く、周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状であり、前記ピンポイントゲートが接合される側の開口部と前記反対側の開口部との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状であることを特徴とするピンポイントゲートブッシュ。
【請求項４】
請求項１に記載のスプルブッシュ、請求項２に記載のピンポイントゲートブッシュ、請求項３に記載のピンポイントゲート延長ブッシュの少なくともいずれかを構成要素として含むことを特徴とする射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、主に熱可塑性の高分子材料の成形用金型に用いられる、スプルブッシュ及びそれを用いた金型に関し、特に成形サイクル時間の短縮と材料の歩留まり向上を可能とするものに関する。
【背景技術】
【０００２】  一般に射出成形の金型は、加熱により溶融可塑化された材料を高圧で内部に充填し、成形体を形成するためのキャビティや、キャビティ内に材料を導入するためのゲート、ランナを設けた可動型と、材料を射出するノズルに接し、ランナに材料を導入するためのスプルなどが設けられた固定型からなる。【０００３】  図９は射出成形の金型の一例の一部の断面を示した図である。図１において、２５はスプル、２６はランナロックピン、２７はロケートリング、２８は固定側取付板、２９はランナストリッパプレート、３０はランナ、３１は固定側型板、３２は入れ子、３３はピンポイントゲートブッシュである。【０００４】  図９に示した例で説明すると、射出成形においては、射出成形機におけるスクリューを内蔵するシリンダで、加熱・溶融・混練した高分子材料を、シリンダの先端に設けられたノズルから、金型のスプル２５に圧入し、スプル２５からランナ３０、ピンポイントゲートブッシュ３３を経て型締めされたキャビティへ充填・冷却・固化させ、次いで可動型を動かすことで型開きし、可動型側に設けられたエジェクタピンで、成形品を突き出し取り出すというサイクルで成形を行う。【０００５】  このような成形工程で、生産性を向上するには、成形サイクルに要する時間の短縮により、単位時間あたりの生産数を増加することが必要である。また成形コストの削減には、材料の歩留まり向上が重要となるが、射出成形においては、成形体の他に、前記のスプル２５、ランナ３０、ピンポイントゲートブッシュ３３の部分においても材料が消費されることから、これらの体積減少が課題となる。【０００６】  射出成形においては、前記のように、材料を加熱により溶融した状態でキャビティに充填することから、キャビティ内に充填された材料が冷却固化しないと、突き出すことができないので、冷却を迅速にすることがサイクル時間短縮に寄与することになる。【０００７】  このような観点から特許文献１には、スプルブッシュ外周部に切り欠き部を形成し、固定型のスプルブッシュが嵌合する孔の壁面と切り欠き部とによって、冷却媒体が循環する冷却媒体用空間を形成することで、冷却速度を速くする技術が開示されている。しかし、この場合、固定型の構造が複雑になる他、別途に冷却媒体を循環させるためのポンプが必要となる。【０００８】  また、特許文献２には、スプルブッシュ内に溶融した材料が通過するスプル孔を有するスライド部を摺動可能に嵌合して設け、かつ該スライド部が長手方向に複数に分割され、該分割されたスライド部が、型開時に型開方向へ移動することにより、スプル孔の径が拡大可能な状態を生じる構造のスプルブッシュを用いることにより、スプル部が占める容積を減少する技術が開示されている。しかし、ここに開示されているスプルブッシュは、構造がやや複雑で、コスト低減という意味では課題を残すものとなっている。【０００９】  また、材料歩留まり向上のための技術として、例えば特許文献３に開示されているようなホットランナの技術がある。しかしこの場合においても、ランナなどを冷却しないで成形することに伴って生じる、ゲートの糸ひき現象や詰まり、材料の滞留変色などの課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】  特開２００７−０５０４１２号公報
【特許文献２】  特開２００１−１１３５６９号公報
【特許文献３】  特開１９９７−１６４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  従って、本発明の課題は、前記の課題に鑑み、成形サイクル時間の短縮と材料歩留まりの、両方を解決するための手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明は、前記課題の解決のため、冷却速度の増加と材料歩留まりの向上の両方に対応した、スプルブッシュなどの構造を再検討した結果なされたものである。【００１３】  即ち、本発明は、射出成形用金型のスプルブッシュにおいて、スプルロック側の開口部とノズルタッチ側の開口部における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記スプルロック側の開口部は周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ノズルタッチ側の開口部は前記凹凸の凹部の先端が接する円よりも径が小さい円形状であり、前記スプルロック側の開口部と前記ノズルタッチ側の開口部との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状であることを特徴とするスプルブッシュである。【００１４】  また、本発明は、射出成形用金型のピンポイントゲートブッシュにおいて、ゲート側の開口部と反対側の開口部における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記反対側の開口部は周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ゲート側の開口部は前記反対側の開口部よりも径が小さい円形状、または、前記反対側の開口部よりも面積が狭く、周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状であり、前記ゲート側の開口部と前記反対側の開口部との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状であることを特徴とするピンポイントゲートブッシュである。【００１５】  また、本発明は、射出成形用金型のピンポイントゲート延長ブッシュにおいて、ピンポイントゲートが接合される側の開口部と反対側の開口部における、長さ方向に垂直な断面形状が異なり、前記反対側の開口部は周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状、前記ピンポイントゲートが接合される側の開口部は前記反対側の開口部よりも径が小さい円形状、または、前記反対側の開口部よりも面積が狭く、周方向に一定間隔でかつ一定深さの複数の凹凸が設けられた形状であり、前記ピンポイントゲートが接合される側の開口部と前記反対側の開口部との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状であることを特徴とするピンポイントゲートブッシュである。【００１６】  また、本発明は、前記のスプルブッシュ、前記のピンポイントゲートブッシュ、前記のピンポイントゲート延長ブッシュの少なくともいずれかを構成要素として含むことを特徴とする射出成形用金型である。
【発明の効果】
【００１７】  本発明によるスプルブッシュにおいては、スプル穴の内壁に向かって凸部が突出した状態の、凹凸形状が形成されているため、スプル穴の体積が、断面が円形のテーパ形状のスプル穴に比較すると容積が小さくなる。このため、製品とならない材料の発生量が減少し、材料の歩留まりが向上する。【００１８】  また、スプル穴の内壁に設けられた凹凸形状のため、スプル穴の内壁の表面積が増加し、それに伴って伝熱面積も拡がるので、スプル部分や周辺部の冷却速度が速くなり、サイクル時間の短縮に寄与する。【００１９】さらに、成形体の形状などによる金型の設計の都合上、スプルのブッシュの他に、図７に示したように、ピンポイントゲートを用いたり、図示していないピンポイントゲート延長ブッシュを用いたりすることがあり、これらの部材に対しても前記と同様の構造を付与することで、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】  本発明に係るスプルブッシュの一例を示す図、図１（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡＡ断面図、図１（ｃ）は底面図。
【図２】  スプルロック側の開口部形状の詳細を示す図。
【図３】  本発明に係るスプルブッシュの内部のスプル穴形状の概略を示す斜視図。
【図４】  本発明に係るピンポイントゲートブッシュの第一の例を示す図、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＡＡ断面図、図４（ｃ）は底面図。
【図５】  本発明に係るピンポイントゲートブッシュの第二の例を示す図、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡＡ断面図、図５（ｃ）は底面図。
【図６】  本発明に係るピンポイントゲートブッシュの第三の例を示す図、図六（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＡＡ断面図、図６（ｃ）は底面図。
【図７】  本発明に係るピンポイントゲート延長ブッシュの一例を示す図、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）はＡＡ断面図、図７（ｃ）は底面図。
【図８】  図６に示したピンポイントゲートブッシュと図７に示したピンポイントゲート延長ブッシュを接合した状態を示す図。
【図９】  射出成形の金型の一例の一部の断面を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】  次に、本発明の実施の形態について、具体的な図を参照しながら説明する。
【００２２】  図１は、本発明に係るスプルブッシュの一例を示す図で、図１（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡＡ断面図、図１（ｃ）は底面図である。図２は、スプルロック側の開口部形状の詳細を示す図である。また、図３は、本発明に係るスプルブッシュの内部のスプル穴形状の概略を示す斜視図である。
【００２３】  図１において、１はスプルブッシュ、２はノズルタッチ部、３はスプル穴のノズルタッチ側の開口部、４はスプル穴、５はスプル穴のスプルロック側の開口部である。また、図２において、６は凸部、７は凹部、８ａは凸部の先端が接する円、８ｂは凹部の先端が接する円である。
【００２４】  図１及び図２に示したように、この例においては、スプルロック側の開口部５の形状が４５°の間隔で８組の凹凸を有するものとなっている。そして、ノズルタッチ側の開口部３の形状は、通常の円であり、スプルロック側の開口部５とノズルタッチ側の開口部３との間は、長さ方向に凹凸のない一様に連続したテーパ形状である。
【００２５】  そして、図２における凹部の先端が接する円８ｂの直径をφ３．１ｍｍ、ノズルタッチ側の開口部３の直径をφ３ｍｍ、スプル穴４の長さを５１ｍｍとした場合、その体積は、約５７１ｍｍ３となる。それに対して図３に示したように８組の凹凸を設けた場合は、約４６６ｍｍ３となる。同様に、６組の凹凸では、４６１ｍｍ３、１０組の凹凸では４６３ｍｍ３、１２組の凹凸では４５７ｍｍ３となり、通常のスプルブッシュに比較すると体積を減少することができる。
【００２６】  また、ここでは実測値を示さないが、凹凸を設けることにより、スプル穴４の表面積が大きくなることにより、伝熱面積の増加が冷却速度を速めることになり、成形サイクル時間を短縮できるのは、前記の通りである。
【００２７】  図４は、本発明に係るピンポイントゲートブッシュの第一の例を示す図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＡＡ断面図、図４（ｃ）は底面図である。図４において、９はピンポイントゲートブッシュ、１０はゲート側の開口部、１１はテーパ部、１２は反対側の開口部である。図４に示したように、この例においては、ゲート側の開口部１０が円形状で、反対側の開口部１２が、６組の凹凸を設けた形状である。
【００２８】  図５は、本発明に係るピンポイントゲートブッシュの第二の例を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡＡ断面図、図５（ｃ）は底面図である。図５において、１３はピンポイントゲートブッシュ、１４はゲート側の開口部、１５はテーパ部、１６は反対側の開口部である。図５に示したように、この例においては、ゲート側の開口部７が６組の凹凸を設けた形状であり、反対側の開口部９が、やはり６組の凹凸を設けた形状で、ゲート側よりも面積が広く、その間は不連続箇所のないテーパ形状となっている。
【００２９】  図６は、本発明に係るピンポイントゲートブッシュの第三の例を示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＡＡ断面図、図６（ｃ）は底面図である。図６において、１７はピンポイントゲートブッシュ、１８はゲート側の開口部、１９はテーパ部、２０は反対側の開口部である。図６に示したように、この例においては、ゲート側の開口部が円形状、反対側の開口部が６組の凹凸を設けた形状である。そして、二つの開口部の間のテーパ部１９は２段となっているが、溶融した材料の流動の障害となる不連続箇所はない構造である。
【００３０】  図７は、本発明に係るピンポイントゲート延長ブッシュの一例を示す図で、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）はＡＡ断面図、図７（ｃ）は底面図である。図７において、２１はピンポイントゲート延長ブッシュ、２２は反対側の開口部、２３はテーパ部、２４はピンポイントゲートが接続される側の開口部である。図７に示したように、二つの開口部のそれぞれが、面積の異なる６組の凹凸を設けた形状である。
【００３１】  図８は、図６に示したピンポイントゲートブッシュ１７と、図７に示したピンポイントゲート延長ブッシュ２１を接合した状態を示す図。このように必要に応じて、ピンポイントゲート延長ブッシュを用いることで、金型設計の自由度向上に寄与することができる。
【００３２】  以上に説明したように、本発明によれば、簡単に金型に組み込むことが可能で、成形サイクル時間短縮や材料歩留り向上に寄与し得る、スプルブッシュなどを提供することが可能となる。また、本発明は射出成形以外の、例えばトランスファー成形やダイキャストにも応用が可能である。
【００３３】  なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】１                      スプルブッシュ
２                      ノズルタッチ部
３                      ノズルタッチ側の開口部
４                      スプル穴
５                      スプルロック側の開口部
６                      凸部
７                      凹部
８ａ                    凸部の先端が接する円
８ｂ                    凹部の先端が接する円
９，１３，１７          ピンポイントゲートブッシュ
１０，１４，１８        ゲート側の開口部
１１，１５，１９，２３  テーパ部
１２，１６，２２        反対側の開口部
２４                    ピンポイントゲートが接続される側の開口部
２５                    スプル
２６                    ランナロックピン
２７                    ロケートリング
２８                    固定側取付板
２９                    ランナストリッパプレート
３０                    ランナ
３１                    固定側型板
３２                    入れ子
３３                    ピンポイントゲートブッシュ
【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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【図８】
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【図９】
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