JPH10100202A - 射出成形金型のランナ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形材料の、キャビティ内での加硫時間を短
縮する。 【解決手段】 スプル１とゲート３の複数個とをランナ
４により接続してなり、スプル１からゲート３までのそ
れぞれの直線距離が長短を有する多数個取りの射出成形
金型において、前記直線距離が最も短かいスプル１とゲ
ート３との間に延在するランナ４に迂曲部４ａを設け
て、それぞれのランナ４の延在長さを相互にほぼ等しく
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂、ゴム、ゴム状弾性材料等の射出成形金型
に用いて好適なランナ構造に関し、とくには、成形材料
の、複数個のキャビティのそれぞれへの迅速なる供給を
可能とし、また、その成形材料のキャビティ内温度およ
びキャビティ内供給量を十分均等ならしめて、加硫等の
キャビティ内処理時間を有効に短縮するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形においては、金型の一面当りの
取数をできるだけ多くすることが生産性を高め、製造コ
ストを低減させる上で好ましい。そこでたとえば、一面
にて六個のゴム成形品を製造する場合には、従来は、図
６に例示するように、一のスプルＳと六個のゲートＧと
の間で、それぞれの一次ランナＲを、分岐させたり、直
角に折曲させたりして延在させて、各ランナＲの、スプ
ルＳからそれぞれのゲートＧまでのトータル延在距離を
相互にほぼ等しくしたランナ構造が採用されている。

【０００３】この構造では、それぞれの一次ランナＲの
延在距離が相互にほぼ等しいことから、成形材料として
のゴムの、ランナＲへの流動抵抗はいずれのランナＲに
おいても概ね同等となるも、そこではとくに、ランナＲ
が分岐を有することに起因して、それぞれのゲートＧを
経てそれぞれのキャビティＣへ注入されるゴムの平均温
度がキャビティＣの相互間において比較的大きな温度差
を有することになり、また、高温注入されるキャビティ
Ｃでは注入温度が速く、注入量が多くなる一方、低温注
入されるキャビティＣでは注入量が少なくなって、充填
不足や、成形品の品質、性能等の低下をきたす不都合が
あり、加えて、キャビティ内への注入ゴムの加硫時間
は、平均温度の低いゴムを基準として設定されることか
ら、平均温度の高いキャビティ内ゴムにとっては加硫時
間が長くなりすぎて、それに焼け等の欠陥が生じるとい
う問題もあった。

【０００４】そしてこれらのことは、加硫時間の短縮に
よって生産性のより一層の向上をもたらすために、ゴム
の射出圧力を高めて射出速度を増加させ、それによって
ゴムの自己発熱、とくには、流路周壁近傍部分における
発熱を促進し、この結果として、射出されたゴムの外周
面およびその近傍部分と中央部分との温度差が大きくな
った場合にとくに重大であった。

【０００５】これはすなわち、ゴムが射出ノズルから射
出されたときの自己発熱を考慮した場合には、ランナＲ
への流入直後の射出ゴムは、自己発熱量の多少にかかわ
らず、図７に矢印Ｘで示すように、ランナ周壁の近傍部
分にて最も高温となり、ランナ中央部で最も低温となる
温度分布を示すところ、その射出ゴムがランナＲの第１
の分岐部を通過した後は、矢印Ｙで示すように、それぞ
れのランナＲの、スプル側の周壁部分の近傍でとくに高
温となる一方、他の全ての部分にて低温となる温度分布
を示し、そしてそれが第２の分岐部を通過した後には、
矢印Ｚで示すように、一方のランナＲでは、矢印Ｙで示
す部分とほぼ同様の温度分布を示すも、他方のランナＲ
では、高温部分の存在しない低い温度分布を示すことに
なり、これがため、第２の分岐部を経た後は、一方のキ
ャビティ内には、他方のキャビティに比して、たとえば
１０〜２０℃程度高温の射出ゴムが注入され、この高温
射出ゴムが注入されるキャビティでは、他方のキャビテ
ィよりもゴムの流入速度および流入量がともに多くなっ
て、それらの両キャビティ内のゴム温度およびゴム量が
ともに不均一となることに起因するものであり、これは
とくに、樹脂に比べて粘度の高いゴムにおいて顕著であ
る。

【０００６】そこで、上述の如きの問題点を解決すべ
く、図８に示すように、スプルＳと各ゲートＧとの間に
ランナＲを直線状に延在させて、ランナＲから分岐部を
除去した放射状ランナ構造が提案されるに至っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
提案技術にあっては、それぞれのランナＲの延在距離の
不揃いに起因する、射出ゴムの流動抵抗の不同を吸収す
べく、延在距離の短かいランナＲの断面積を小さく、延
在距離の長いランナＲの断面積を大きく設定することと
しているため、加硫時間の短縮を目的として、射出圧力
の増加による自己発熱量の増大をもたらした場合には、
通常は、いずれか一方のランナ内で射出ゴムに焼けが発
生するという他の問題があった。

【０００８】つまり、細く短かいランナＲと、太く長い
ランナＲとでは、ゴムの最適射出速度が大きく相違し、
前者にあっては、比較的低い圧力で射出して、自己発熱
量を抑制しないと、そのランナ内での自己発熱によって
射出ゴムに焼けが発生することになる一方、後者にあっ
ては、高い圧力で射出して、ランナＲを速かに通過させ
ないと、射出ノズル等で自己発熱されたゴムの、ランナ
壁への付着部分等の流速の低い部分に焼けゴムが発生す
ることになる。

【０００９】従って、いずれのランナＲにてもゴムに焼
けが発生しないようにゴムを射出するためには、低温注
入となる射出条件の設定が必要となって、加硫時間が長
くなるという問題があった。

【００１０】この発明は、これらの問題点をことごとく
解決することを課題として検討した結果なされたもので
あり、それの目的とするところは、複数のキャビティの
それぞれに注入される成形材料の平均温度をほぼ等しく
することによって、特定のキャビティに対する成形材料
の充填不足や、特定の成形品の品質、性能等の低下のお
それを除去するとともに、それぞれのキャビティ内の成
形材料に対する所要の加硫時間を十分均一ならしめて、
焼け等の製品欠陥の発生を防止し、また、ランナ断面積
の均等化の下で、射出圧力、ひいては、自己発熱量を所
要に応じて高めて、加硫等の熱処理時間を所期した通り
に短縮することができる、射出成形金型のランナ構造を
提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の、射出成形金
型のランナ構造は、射出ノズルに連通するスプルと、キ
ャビティに連通するゲートの複数個とを一次ランナまた
は、一次および二次ランナにより接続してなり、スプル
からゲートまでのそれぞれの直線距離が長短を有する多
数個取りの射出成形金型において、少なくとも、前記直
線距離が最も短かいスプルとゲートとの間に延在する一
次ランナに迂曲部を設けて、それぞれの一次ランナの延
在長さを相互にほぼ等しくしたものである。

【００１２】このランナ構造では、たとえランナが一次
および二次の両ランナからなる場合であっても、それぞ
れの二次ランナは、通常は、ともに実質的に等しい長さ
を有することから、一のスプルからそれぞれのゲートに
至るまでの、それぞれのランナの延在長さをほぼ等しく
することができるので、ランナの断面積に大小をつける
までもなく、成形材料を、それぞれのキャビティ内へと
もにほぼ等しい条件で注入することができ、従って、そ
れぞれのキャビティ内の成形材料の平均温度をほぼ等し
くして、特定のキャビティに対する成形材料の充填不
足、特定の成形品の品質、性能等の低下のおそれを十分
に除去し、併せて、それぞれのキャビティ内の成形材料
に対する所要の加硫時間を十分均一ならしめて、製品へ
の焼け等の欠陥の発生を効果的に防止することができ
る。

【００１３】しかもここでは、それぞれのランナ断面積
を所要に応じた一定面積とすることができるので、加硫
時間の、所期する短縮時間に応じて高めた射出圧力で成
形材料を高速流動させても、その成形材料に、ランナ内
での焼け等が発生することはない。

【００１４】ここで好ましくは、一次ランナを分岐なし
に延在させ、これによって、それぞれのキャビティ内へ
注入される成形材料の平均温度を均一なものとしてな
お、その平均温度を十分高い値とする。いいかえれば、
平均温度の均一化だけに着目するならば、図７に示すと
ころから明らかなように、ランナに一の分岐が存在して
もなお、それぞれのキャビティ内の成形材料相互の平均
温度を均一化させることは可能であるも、この場合に
は、それぞれのキャビティへ流入する高温成形材料の絶
対量が少なくなることから、成形材料の平均温度の低下
が余儀なくされて、所要加硫時間の増加が不可避とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発明
の一の実施形態を、成形金型の一面にて成形品を六個取
りする場合のランナ構造について示す図であり、これ
は、図示しない射出ノズルに連通する一のスプル１と、
キャビティ２に連通する六本のゲート３とのそれぞれ
を、一次ランナのみからなる、所要の断面積のそれぞれ
のランナ４によって接続したものである。

【００１６】ここで、図に示すキャビティ配置によれ
ば、スプル１からそれぞれのゲート３までの直線距離
が、図の中央部分に位置する二個のキャビティ２におい
てとくに短かく、他の四個のキャビティ２のそれぞれに
ついては実質的に等しくなるので、それらの四個のキャ
ビティ２に対しては、ランナ４を、スプル１からゲート
３まで放射状に延在させて設け、この一方で、中央部分
に位置する二個のキャビティ２に対しては、ランナ４
を、スプル１からゲート３までの間で、“Ｕ字”を相互
に逆向きに接合したような形状で迂曲させて延在させ、
このような迂曲部４ａを含むランナ４の延在長さを、放
射状に延びるランナ４のそれとほぼ等しくする。

【００１７】なおここで、迂曲部４ａを有するランナ４
が成形材料に及ぼす流動抵抗は、その迂曲部４ａの存在
の故に、放射状のランナ４のそれより幾分大きくなる傾
向にあるので、迂曲部４ａを有するランナ４の延在長さ
を、他のランナ４のそれより幾分短かくすることによっ
て、両ランナ４の流動抵抗を実質的に等しくすることも
可能である。

【００１８】このようなランナ構造にあっては、それぞ
れのランナ４の横断面積がともに等しく、かつ、それら
の延在長さがともにほぼ等しい結果として、それぞれの
ランナ４が成形材料に及ぼす流動抵抗もまたほぼ等しく
なるので、スプル１からそれぞれのランナ４を経てキャ
ビティ２内へ供給されるそれぞれの成形材料の平均温度
を十分均等ならしめることができ、この結果として、成
形材料のキャビティ内への充填不足等の発生が効果的に
防止されるとともに、それぞれのキャビティ内の成形材
料が、焼け等の発生のおそれなしに、所期した通りの短
かい加硫時間をもって確実に加硫されることになる。

【００１９】しかもここでは、それぞれのランナ４の断
面積および延在長さをともにほぼ等しくすることができ
るので、射出圧力を所要に応じて高めて、所期した通り
に自己発熱させることにより、ランナ内での焼け等の発
生のおそれなしに、所要の加硫時間を一層短縮すること
ができる。

【００２０】そしてさらに、図示のランナ４はいずれ
も、分岐を全く有していないことから、上述したよう
に、成形材料の平均温度を均等ならしめてなお、その平
均温度を高めることができ、このことによってもまた加
硫時間の短縮をもたらすことができる。

【００２１】図２は、この発明の他の実施形態を示す図
である。これは、八個のキャビティ２のうち、図の中央
部分に位置する四個のキャビティ２のそれぞれにおけ
る、スプル１からゲート３までの直線距離が、他の四個
のキャビティにおける同様の直線距離より短かい場合の
実施形態であり、この場合には、図の中央部分に位置す
る四個のキャビティ２に関し、それぞれのランナ４に、
ゲート３の近傍部分に位置して円弧状に湾曲する迂曲部
４ａを設けるとともに、それらの迂曲部４ａを除くラン
ナ部分を、スプル１から放射状に延在させ、また、残り
の四個のキャビティ２については、図１に示すものと同
様に、スプル１からそれぞれのゲート３まで放射状に延
在するランナ４を設けて、それらのランナ４の延在長さ
を、迂曲部４ａを有するそれぞれのランナ４のそれとほ
ぼ等しくする。

【００２２】このことによってもまた、それぞれのラン
ナ４は、ともに等しい断面積および、ともにほぼ等しい
長さを有し、しかも、いずれのランナ４も分岐を全く有
しないことから、このランナ構造からも、図１で述べた
ランナ構造と同様の作用効果をもたらすことができる。

【００２３】図３は、この発明のさらに他の実施形態を
示す図であり、これは、一のスプルと、各キャビティ当
り二個ずつ設けたそれぞれのゲートとを、一次ランナお
よび二次ランナからなるランナによって接続するもので
ある。

【００２４】ここでは、それぞれのキャビティ２の各々
に対して二個一対のゲート３ａ，３ｂをそれぞれ設ける
とともに、両ゲート３ａ，３ｂを直線的につなぐ、いず
れも等しい長さの二次ランナ４ｂの中央部と、スプル１
とを一次ランナ４ｃによって接続することで、スプル１
からそれぞれの一次ランナ４ｃへ注入された成形材料
を、二次ランナ４ｂおよび一対のゲート３ａ，３ｂを経
てそれぞれのキャビティ２に充填可能ならしめる。

【００２５】なお、ここにおける二次ランナ４ｂは、一
のキャビティ２への成形材料の導入を司るものである点
で、その成形材料を相互に異なったキャビティに導くた
めの、一次ランナの分岐流路とは相違する。

【００２６】図に示すところでは、八個のキャビティ２
のうち、図の中央部分に位置する四個のキャビティ２
で、スプル１からゲート３ａ，３ｂまで、より直接的に
は、スプル１から二次ランナ４ｂの中央部までの直線距
離が、他の四個のキャビティ２における同様の直線距離
より短かくなるので、それらの中央部分の各キャビティ
２のための一次ランナ４ｃに、二次ランナ４ｂの近くに
位置する迂曲部４ａを設け、その迂曲部４ａの作用下
で、それらのそれぞれの一次ランナ４ｃの延在長さを、
他の四個のキャビティ２のために放射状に延びる他のそ
れぞれの一次ランナ４ｃの延在長さとほぼ等しくする。

【００２７】このように構成してなるランナ構造におい
てもまた、それぞれの一次および二次ランナの断面積を
相互に均一なものとすることができるとともに、スプル
１からそれぞれのゲート３ａ，３ｂに至るそれぞれのラ
ンナ４の長さをほぼ等しくすることができ、加えて、い
ずれの一次ランナ４ｃも分岐を有しないことにより、前
述したそれぞれのランナ構造と同様の作用効果をもたら
すことができる。

【００２８】以上この発明を、ゴムを成形材料として用
いる場合について説明したが、この発明のランナ構造
は、熱硬化性樹脂の成形に用いてもゴムの場合と同様の
効果をもたらすことができる。またこの一方で、熱可塑
性樹脂の成形に用いる場合には、キャビティ内平均温度
の均一化および安定化をもたらして、熱収縮量のキャビ
ティ間での差異等に起因する成形精度の低下を十分に防
止することができる。

【００２９】加えてこのランナ構造では、一次ランナの
迂曲部を曲線状に形成することで、成形材料の、そのラ
ンナ内での滞留を有効に防止できることはもちろん、一
次ランナ内での成形材料の温度分布および流速分布を、
それの全体にわたって十分均一ならしめることができ
る。これをいいかえれば、一次ランナに、急激に折れ曲
がる角部を設けた場合には、その角部への成形材料の滞
留に起因する焼けの発生が不可避となる他、その滞留
や、ランナ内を流動する成形材料の慣性力などによっ
て、角部より下流側での流速分布および温度分布が大き
く乱れることになるため、とくには、成形材料を、二次
ランナを経てキャビティ内へ注入する場合に、それぞれ
のゲートを通過する成形材料に大きな温度差が生じるこ
とになる不都合が生じる。

【００３０】

【実施例】八個取りの射出成形金型を用いて、図４に示
すような角型エンジンマウント（天然ゴム１７０ｇ／
個）を製造するに当り、図３に示すこの発明のランナ構
造を用いた場合と、図５に略線図で示す従来のランナ構
造を用いた場合とのそれぞれにつき、製品欠陥等を生じ
ることのない最短の加硫時間を比較したところ、従来構
造では７分であるのに対し、この発明のランナ構造では
３分となり、所要加硫時間を半分以下に短縮することが
できた。

【００３１】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、それぞれの
ランナの断面積を十分均等なものとし、併せて、それぞ
れのランナの延在長さをほぼ等しくできることに基づ
き、成形材料の、特定キャビティへの充填不足、特定キ
ャビティ内の成形材料の焼け等の製品欠陥の発生およ
び、成形材料の、ランナ内での焼け等の発生を効果的に
防止して、加硫等の熱処理時間を所期した通りに短縮す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施形態を示す図である。

【図２】この発明の他の実施形態を示す図である。

【図３】この発明のさらに他の実施形態を示す図であ
る。

【図４】成形品を例示する側面図である。

【図５】従来のランナ構造を例示する略線図である。

【図６】他の従来構造を示す図である。

【図７】成形材料のランナ内での温度分布を示す図であ
る。

【図８】さらに他の従来構造を示す図である。

【符号の説明】

１ スプル ２ キャビティ ３，３ａ，３ｂ ゲート ４ ランナ ４ａ 迂曲部 ４ｂ 二次ランナ ４ｃ 一次ランナ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出ノズルに連通するスプルと、キャビ
   ティに連通するゲートの複数個とを一次ランナまたは、
   一次および二次ランナにより接続してなり、スプルから
   ゲートまでのそれぞれの直線距離が長短を有する多数個
   取りの射出成形金型であって、 少なくとも、前記直線距離が最も短かいスプルとゲート
   との間に延在する一次ランナに迂曲部を設けて、それぞ
   れの一次ランナの延在長さを相互にほぼ等しくしてなる
   射出成形金型のランナ構造。
2. 【請求項２】 前記一次ランナを分岐なしに延在させて
   なる請求項１記載の射出成形金型のランナ構造。