JPS5952059B2 - ホツトランナ金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホットランナ金型、詳しくは多数個取り用ホッ
トランナ成形に広く用いられるところの、ホットランナ
ノズルの軸に対して直角方向から溶融樹脂がノズル部に
流入する形式の、いわゆるトピード型ホットランナ金型
に関するものである。

近時熱可塑性樹脂の射出成形において、成形時に成型品
のランナ部、スプル部のスクラップ発生を防ぐためホラ
Ｉ・ランナ成形が普及しはじめている。

ホットランナには種々の方式があるがトピード方式は構
造が簡単であるため、広く普及している。

トピード方式のホットランナ金型は、ホットランナノズ
ルの中心にゲート側の先端がとがっているトピードを設
け、ゲート部の樹脂の溶融−固化が成形サイクルに応じ
て都合良く出来るようにする。

金型構造的にみると、このトピードをどのように固定す
るかが問題となる。

第１図は従来多数個取りホットランナに良く用いられて
いる。

ホットランナノズルの横から溶融樹脂が供給されるタイ
プのホットランナ金型の構造例である。

この金型はトピード２がホットランナノズル３と同軸に
なるようにその基部がマニホールドブロック１２に取付
けられ、先端のとがらせた一端がゲート１に近接してい
る。

この構造ではホットランナノズル３の基部内面、すなわ
ち、第１図１１の部分に樹脂が滞留し、はとんど流動し
ない。

従って、高温で長時間放置すると劣化しやすい樹脂では
、１１の部分の樹脂が劣化分解し、成形品の品質を低下
させたり、成形を困難にしたりする。

このように第１図に例示する形式の金型は形状が比較的
簡単なので工作が容易である反面、樹脂滞留部分がある
と言う欠点がある。

なお、第１図において、８はキャビティ、４は溶融樹脂
ランナ、５はスプル、７は移動側キャビティプレート、
６は固定側キャビティプレート、１はゲート、１２はマ
ニホールドである。

］１の部分の溶融樹脂滞留を防ぐためには、ホットラン
ナノズルの基部内面を第２図に示す如く、溶融樹脂の流
線Ｃに沿った傾斜曲面１４とすることが考えられる。

傾斜曲面１４の実際的な形状は必ずしも流線Ｃに沿った
曲面である必要はない。

これは、傾斜曲面の形状によって、溶融樹脂の流動状態
が変化するためである。

又、成形条件や流動特性、加熱分解の起き易さなどによ
り、最適の曲面も変わってくるし、許容される曲面の範
囲もことなってくる。

現実には工作上の制約もあるため、傾斜曲面１４の形状
は、金型毎に実態に則して決定される。

結局、傾斜曲面１４の要件は溶融樹脂の流入口４′に対
し、該流入口４′とホットランナノズル３の中心軸を中
心とする１８０°位相のずれたゲート方向に向うなめら
かな曲面であれば滞留防止効果は認められる。

第２図のようにホットランナノズル３のゲート側と反対
側の内壁１４を傾斜曲面に実際に構成するためには、第
３図に示すように、ホットランナノズル３の円筒部に内
接し、かつ一端が傾斜曲面１４となっているブッシング
１５を、ホットランナノズル３に装入し、なおかつトピ
ード２を該ブッシング１５と同心に装入する方法が工作
上張も有利である。

しかし、第３図のような金型を実際に製作し、成形に供
してみると、ブッシング１５とトピード２との隙間から
の溶融樹脂洩れが解決出来ないことが判明した。

これはトピード２が傾斜曲面１４で支持されているため
、射出圧力を加えた時トピード２は矢印り方向にたおれ
る反面、ブッシング１５のゲートに近い部分は矢印Ｅの
方向に扁荷重を受けて変形し、トピード２とブッシング
１５との間に隙間が出来るためと推定される。

隙間が生ずると、その部分に溶融樹脂が滞留し、劣化や
分解を引き起す。

このため発明者らは、隙間の生じない滞留防止ブッシン
グの開発を目指し、種々の検討を行なった結果、ノズル
内面を溶融樹脂が流動し易い形状とし、滞留をなくし、
操作性や成形品の品質が改良できるものであって、容易
かつ安価に製作できるトピード型のホットランナ金型構
造を発明した。

これはつぎのような構成からなっている。すなわち、ノ
ズル部の溶融樹脂流入口がノズル中心軸と直角方向にあ
るトピード型のホットランナ金型においてトピードに同
心的に外嵌され、かつマニホルドに装着されるブッシン
グをノズル内径と等しい大径円筒部の先端部に小径円筒
部を連設したもので構成して両回筒部の連設段部はラン
ナからノズルへの溶融樹脂流入口に対応した位置からノ
ズル軸を中心とする１８０°位相のずれたゲート側位置
に向うなめらかな傾斜曲面に形成し、該傾斜曲面と小径
円筒部とのなす隅部は全周に亘って丸みをもたせると共
に小径円筒部の先端全周はノズル軸と直角な円錐台形状
のシャープエツジに形成した。

本発明によれは斗ピードを小径円筒部と大径円筒部とか
らなるブッシングで支持し、その両回筒；部の連設段部
がランナからノズルへの溶融樹脂流入口に対応した位置
からノズル軸を中心とする１８０°位相のずれたゲート
側位置に向うなめらかな傾斜曲面に形成されていること
・、傾斜曲面と小径円筒部とのなす隅部が全周に亘って
丸みをもたせであることによって溶融樹脂が傾斜曲面に
案内されながらランナ流入口からノズル口に向って流動
してノズル内に滞留することがないと共に小径円筒部は
樹脂圧力により全周から均等にしめつけ圧力を受けるた
めトピードとブッシングは崩脂流動時にはしまり方向と
なりしたがってトピードとブッシングとの間に射出圧力
によって隙間が生ずることがなく溶融樹脂が洩れること
がないので樹脂の劣化や柑脂洩れによる成形中のトラブ
ルが大巾に軽減出来るという特徴がある。

加えて小径円筒部の先端全周は円錐台形状のシャープエ
ツジになっているので樹脂圧力によるしめつけが均一で
しかも変形が起き易くなって甜脂洩れ防止効果が大きく
なり、その継目の樹脂滞留もなくなるという特徴がある
。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第４〜６図は本発明の金型に使用するブッシング２０の
形状を示した図である。

第４〜６図において１４は傾斜曲面であり、必要性と、
加工能力に応じて種々の曲面をとりうる。

２１はホットランナトピードをそう人するために設けら
れたブッシングの穴であり、トピードの外径と等しい円
径を有する。

又、大径円筒部１９の外径はホットランナノズルの内径
に等しい。

円筒部１６は外径がブッシングの大径円筒部１９の外径
より小さい小径円筒部であり、傾斜曲面１４にホットラ
ンナノズルと同心に設けられている。

円筒部１６と傾斜曲面１４との間は一体化されており、
かつ隅部１８は全周に亘って所定以上のＲとなっている
。

又、小径円筒部１６の先端には外側に円錐面１７を構成
しており、シャープエツジになっている。

このようなブッシング２０を使用した金型の構造例を第
７図に示す。

第７図の金型において溶融樹脂は、流入口４′よりホッ
トランナノズル３に流入する。

その際、ノズルの基部壁面は傾斜曲面１４をなしている
ため、ノズルの元部で樹脂が滞留することはない。

のみならず、傾斜曲面１４と小径円筒部１６の間の隅部
１８もシャープコーナーになっていないため、この部分
で樹脂が滞留することもない。

なお隅部１８のＲを種々変えて実験を行なった所、Ｒを
大きくするほど、この部分の滞留は少なかった。

効果の限界は大径円筒部１９の外半径Ｒ２と、小径円筒
部１６の外半径Ｒ１との差、すなわち、第４〜６図ｔと
関係があり、Ｒをｔ／１０より小さくすると隅部の滞留
がみられることが分かった。

又、小径円筒部は、樹脂圧力により全周から均等にしめ
つけた圧力Ｆを受けるため、トピード２とブッシング２
０は樹脂流動時にはむしろしまり方向になるため、トピ
ード２とブッシング２０の間の隙間から溶融樹脂が洩れ
ることがない。

トピード２とブッシング２０との間の隙間防止効果は、
小径円筒部１６の先端に円錐状の部分１７を設け、先端
をシャープエツジにすると、樹脂圧力によるしめつけが
均一でしかも変形が起き易くなり、樹脂洩れ防止効果が
大きくなる。

さらに先端をシャープエツジにしているため、その継目
の樹脂滞留が無くなる。

シャープエツジはその先端Ｇがｔ／１０以下にすると効
果が大きい。

以上に詳述したような形状のブッシングを装入した本発
明のホットランナ金型は、成形中に溶融樹脂がノズル内
に滞留しにくい上、射出圧力による変形による隙間が生
じないため、樹脂の劣化や樹脂洩れがないため、成形中
のトラブルが大巾に軽減出来る。

又、このため、従来ホットランナ成形が困難であった熱
劣化しやすい樹脂についてもホットランナ成形が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から熱可塑性樹脂の多数個取り射出成形に
広く用いられているトピード型のホットランナ金型の構
造例であり、ゲー１〜を含む断面を示している。 第２図は、第１図に示す形式のホットランナ金型におい
て溶融樹脂の滞留を防ぐため、ホットランナノズルの基
部内面を傾斜曲面とした金型の例であり、金型のホット
ランナノズル付近のゲートを含む断面図である。 第３図は、第２図の金型の実際的な構造例を示したもの
であり、ホラ１ヘランナノズル付近のゲートを含む断面
を示している。 第４〜６図は本発明の金型に使用するブッシングの側面
図であり、各々第４図か゛樹脂流入口と９０°位相のず
れた方向、第５図が樹脂流入方向と反対側方向、第６図
が樹脂流入方向からの側面を各々示している。 第７図は本発明の金型の構造を示した図であり、ホット
ランナノズル付近のゲートを含む断面を示している。 １・・・・・・ゲート、２・・・・・・ホットランナト
ピード、３・・・・・・ホットランナノズル、４・・・
・・・溶融樹脂ランナ、４′・・・・・・ホットランナ
ノズルへ溶融樹脂が流入する流入口、５・・・・・・ス
プルー、６・・・・・・固定側キャビティプレート、７
・・・・・・移動側キャビティプレート、８・・・・・
・キャビティ、９・・・・・・冷却水孔、１０・・・・
・・マニホールドホルダー、１１・・・・・・溶融樹脂
滞留部、１２・・・・・・マニホールドブロック、１４
・・・・・・溶融樹脂の滞留を防ぐために樹脂流動線に
沿って設けた傾斜曲面、１５・・・・・・ブッシング、
１６・・・・・・本発明の金型に使用するブッシングの
小径円筒部、１７・・・・・・同上円筒部の外側先端に
設けた円錐面、１８・・・・・・同上円筒部と傾斜曲面
とのなす隅部、１９・・・・・・大径円筒部、２０・・
・・・・本発明の金型に使用するブッシング、２１・・
・・・・本発明の金型に使用するブッシングの内孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トピードに同心的に外嵌され、かつマニホルドに装
   着されるブッシングをノズル内径と等しい大径円筒部の
   先端に小径円筒部を連設したもので構成して両用筒部の
   連設段部はランナからノズルへの溶融樹脂流入口に対応
   した位置からノズル軸を中心とする１８０°位相のずれ
   たゲート側位置に向うなめらかな傾斜曲面に形成し、該
   傾斜曲面と小径円筒部とのなす隅部は全周に亘って丸み
   をもたせると共に小径円筒部の先端全周はノズル軸と直
   角な円錐台形状のシャープエツジに形成したことを特徴
   とするノズル部の溶融樹脂流入口がノズル中心軸と直角
   方向にあるトピード型のホットランナ金型。