JP3236887B2 - バルブゲート式金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂の射
出成形などに用いられるバルブゲート式金型装置に係わ
り、特に多数個取りの金型装置に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】熱可塑性樹脂の射出成
形に用いられるホットランナー金型装置は、成形能率を
高めるために、キャビティへのゲートまでの材料通路内
の樹脂を加熱して常時溶融状態に保つものである。一
方、製品となるキャビティ内の樹脂は冷却させて固化さ
せなければならないため、ホットランナー金型装置で
は、何らかの手段によるゲートの開閉が必要である。こ
のゲートの開閉方式として、バルブピンによりゲートを
機械的に開閉するバルブゲート方式と、ヒータのオンオ
フによりゲート部の樹脂を溶融ないし固化させることに
より開閉するスピアシステムなどのオープンゲート方式
とがある。

【０００３】従来のバルブゲート式金型装置では、多数
個取りの場合、各キャビティへのゲートを開閉するバル
ブ体としてのバルブピンをそれぞれ別個のエアシリンダ
ーあるいは油圧シリンダーなどの駆動装置により駆動す
るようにしていた。しかしながら、例えば48個取りなど
と取り数が多い場合、全ての駆動装置の応答性を揃える
ことは困難である。すなわち、全てのバルブピンが同時
に動作せず、全てのキャビティで成形条件を同時に制御
することが難しい。

【０００４】そのため、従来は取り数が多い場合、スピ
アシステムなどのオープンゲート方式を採用していた。
ヒータのオンオフによりゲートを開閉するオープンゲー
ト方式なら、全てのゲートの開閉のタイミングを同期さ
せやすい。しかしながら、スピアシステムは高価であ
り、これを多数用いなければならないのでは、コストの
上昇を招く。また、オープンゲート方式では、型開状態
でゲートから樹脂が若干垂れ出ること（樹脂垂れ）は避
けられず、これを除去する必要がある。一方、バルブゲ
ート方式なら、樹脂垂れは生ぜず、クリーニングは空気
の吹き付けのみでよい。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、取り数が多い場合でも、各キャビティへ
のゲートを開閉するバルブ体を確実に同期させて動作さ
せることができるバルブゲート式金型装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のバルブ
ゲート式金型装置は、前記目的を達成するために、互い
に開閉し型閉時に相互間に複数のキャビティを形成する
固定型および可動型を備え、前記固定型は、材料通路お
よびこの材料通路から前記各キャビティにそれぞれ開口
するゲートと、前記固定型および可動型の開閉方向に移
動して前記各ゲートをそれぞれ開閉する複数のバルブ体
とを有し、前記固定型に、前記複数のバルブ体が共通に
接続されたバルブ支持体を前記開閉方向に移動可能に設
けるとともに、固定型に固定されたガイドピンが前記バ
ルブ支持体に設けられたスライド ベアリングを摺動自在
に貫通して該バルブ支持体は支持され、かつ前記バルブ
支持体を付勢手段により前記可動型側へ付勢し、前記バ
ルブ支持体に、前記可動型側へ延び出た受け体を一体的
に設け、前記可動型に、前記固定型側の受け体を前記付
勢手段の付勢に抗して押圧する駆動体を設けたものであ
る。

【０００７】成形に際して、固定型と可動型とが型閉す
ると、この可動型側の駆動体が固定型側の受け体を押圧
し、付勢手段の付勢に抗してバルブ支持体が可動型とと
もに移動する。バルブ支持体と一体的に各バルブ体も移
動し、各ゲートが開放される。これにより、固定型にお
いて成形材料が材料通路を通って各ゲートから各キャビ
ティに充填される。この充填後、適当なタイミングで、
前記駆動体による受け体の押圧が解除される。これに伴
い、付勢手段の付勢により、バルブ支持体および各バル
ブ体が可動型に近付く方向に移動し、各バルブ体により
各ゲートが閉じられる。さらに、キャビティ内の成形材
料すなわち製品が固化した後、固定型と可動型とが型開
され、成形された製品が取り出される。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、本発明のバルブゲート式金型
装置の第１実施例について、図１から図３を参照しなが
ら説明する。本金型装置は、互いに図示左右方向に移動
して開閉する固定型１と可動型２とからなっており、型
閉時にこれら固定型１および可動型２間に、製品形状の
キャビティ３を複数形成するものである。

【０００９】図示右側の前記固定型１は、図示していな
い射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる固定側
取付板11と、この固定側取付板11の図示左側(可動型２
側)周辺部に固定された第１のスペーサブロック12と、
この第１のスペーサブロック12の図示左側に固定された
中間板13と、この中間板13の図示左側周辺部に固定され
た第２のスペーサブロック14と、この第２のスペーサブ
ロック14の図示左側に固定された固定側型板15とを備え
ている。

【００１０】前記固定側取付板11には、射出成形機のノ
ズルに接続されるスプルーブッシ21およびローケートリ
ング22が固定されている。スプルーブッシュ21は、射出
成形機のノズルから射出された成形材料である溶融した
熱可塑性樹脂が流入する材料通路であるスプルー23を内
部に有している。また、前記中間板13と固定側型板15と
の間にはマニホールド26が設けられている。このマニホ
ールド26には、中間板13を貫通した前記スプルーブッシ
ュ21の先端部が接続されている。そして、マニホールド
26の内部には、前記スプルー23に連通する材料通路とし
てのランナー27が形成されている。このランナー27は、
材料通路を複数ある各キャビティ３へそれぞれ分岐させ
るものである。さらに、これら各キャビティ３にそれぞ
れ対応する複数のバルブケーシング31がマニホールド26
に接続されている。これらバルブケーシング31は、固定
側型板15に埋め込まれて固定されているが、内部が前記
ランナー27の分岐路に連通する材料通路32になってお
り、この材料通路32をキャビティ３に開口させるゲート
33を先端部に有している。そして、図示していないが、
前記スプルーブッシュ21、マニホールド26およびバルブ
ケーシング31にはそれぞれヒータが設けられており、こ
のヒータの加熱によって、スプルー23、ランナー27およ
び材料通路32内の樹脂が常時溶融状態に保たれるように
なっている。

【００１１】そして、前記各ゲート33は、図示左右方向
すなわち固定型１および可動型２の型開閉方向に移動す
るバルブ体としてのバルブピン36により開閉されるよう
になっている。これらバルブピン36の駆動のために、前
記固定側取付板11と中間板13との間にバルブ支持体とし
てのバルブ支持板37が前記型開閉方向へ所定範囲移動自
在に支持されている。この支持は、例えば、中間板13に
固定されたガイドピン38がバルブ支持板37に組み付けら
れたスライドベアリング39を摺動自在に貫通しているこ
とによる。そして、このバルブ支持板37に、複数ある前
記バルブピン36の全てがその基端部において共通に固定
されている。これらバルブピン36は、中間板13およびマ
ニホールド26にそれぞれ形成された前記型開閉方向の通
孔40,41を貫通して先端部がバルブケーシング31内に位
置している。また、バルブ支持板38は、これと固定側取
付板11との間に装着された付勢手段としてのスプリング
42により常時可動型２の方へ付勢されている。また、バ
ルブ支持板37には、受け体としての受けピン43の基端部
も固定されている。この受けピン43は、前記中間板13、
マニホールド26および固定側型板15にそれぞれ形成され
た前記型開閉方向の通孔44,45,46を貫通して先端部が固
定側型板15における可動型２への対向面に露出してい
る。なお、前記スプルーブッシュ21は、バルブ支持板37
に形成された通孔47を貫通している。

【００１２】前記可動型２は、射出成形機の可動側プラ
テンに取り付けられる可動側取付板51と、この可動側取
付板51の図示右側(固定型１側)周辺部に固定された第１
のスペーサブロック52と、この第１のスペーサブロック
52の図示右側に固定された中間板53と、この中間板53の
図示右側周辺部に固定された第２のスペーサブロック54
と、この第２のスペーサブロック54の図示右側に固定さ
れた可動側型板55とを備えている。この可動側型板55
は、前記固定側型板15との間にキャビティ３を形成する
ものである。

【００１３】前記可動側型板55と中間板53との間には、
突き出し板61が前記固定型1および可動型２の型開閉方
向に所定範囲移動自在に支持されている。そして、突き
出し板61には、複数の突き出しピン62の基端部が固定さ
れている。これら突き出しピン62は、可動側型板55を摺
動自在に貫通しており、先端部が各キャビティ３にそれ
ぞれ臨んで位置するものである。また、突き出し板61に
おける固定型１と反対側の面には突き出しロッド受け63
が固定されている。この突き出しロッド受け63は、前記
中間板53および可動側取付板51にそれぞれ形成された前
記型開閉方向の通孔64,65を貫通している。そして、射
出成形機に設けられた第1の突き出し機構の第1の突き出
しロッド66により押圧されて突き出しピン62が固定型１
の方へ移動するようになっている。なお、第1の突き出
しロッド66は油圧シリンダ67により駆動される。

【００１４】また、前記可動側取付板51と中間板53との
間には、駆動ピン支持板71が前記型開閉方向に所定範囲
移動自在に支持されている。そして、駆動ピン支持板71
には、駆動体としての駆動ピン72の基端部が固定されて
いる。この駆動ピン72は、前記中間板53、突き出し板61
および可動側型板55にそれぞれ形成された前記型開閉方
向の通孔73,74,75を貫通して先端部が可動側型板55にお
ける固定型１側の面に露出しており、この固定型１側の
受けピン43に同軸的に対向している。また、駆動ピン支
持板71における固定型１と反対側の面には突き出しロッ
ド受け76が固定されいる。この突き出しロッド受け76
は、可動側取付板51に形成された前記型開閉方向の通孔
77を貫通している。そして、射出成形機に設けられた第
２の突き出し機構の突き出し体としての第２の突き出し
ロッド78により突き出しロッド受け76が押圧されて、駆
動ピン支持板71および駆動ピン72が固定型１の方へ移動
し、この駆動ピン72がスプリング42の付勢に抗して受け
ピン43を押圧し、バルブピン36を開くようになってい
る。第２の突き出しロッド78は油圧シリンダ79により駆
動される。なお、前記突き出し板61の突き出しロッド受
け63は、駆動ピン支持板71に形成された通孔80を貫通し
ている。

【００１５】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。図1は、固定型１と可動型２とが型開した状
態を示している。この型開状態で、スプリング42の付勢
によりバルブ支持板37は、固定型１において可動型２側
の移動限界に位置している。この状態では、共通のバル
ブ支持板37に固定された各バルブピン36がそれぞれ各ゲ
ート33に嵌合してこのゲート33を閉じている。そして、
型閉に先立って、図1に示すように、射出成形機の第２
の突き出し機構の第２の突き出しロッド78が突き出しロ
ッド受け76を介して駆動ピン支持板71を押す。この駆動
ピン支持板71とともに駆動ピン72が固定型１の方へ移動
する。

【００１６】その後、図2に示すように固定型１と可動
型２とが型閉する。この型閉の最後の段階で、前述のよ
うに射出成形機の第２の突き出し機構の駆動により固定
型１側に移動した状態にある駆動ピン72が固定型１側の
受けピン43をスプリング42の付勢に抗して押し、これに
より受けピン43が可動型２と一体的に移動する。これに
より、固定型1において、受けピン43が相対的に可動型
２と反対側に移動する。この受けピン43と一体的にバル
ブ支持板37およびバルブピン36も移動し、これにより、
各バルブピン36の先端部が各ゲート33からいっせいに抜
けて、これらゲート33が開放される。ゲート33が開放さ
れたすぐ後から、射出成形機からの樹脂の射出が始ま
る。これにより、固定型１のスプルー23、ランナー27お
よび材料通路32内の樹脂がキャビティ３の方へ流動す
る。これにより、材料通路32からゲート33を通って樹脂
がキャビティ３内に流入する。このようにしてキャビテ
ィ３内に樹脂が充填された後も、射出成形機のノズル側
では、固定型１への樹脂の加圧が若干続けられる(保
圧)。この保圧は、キャビティ３からの樹脂の逆流の防
止と、樹脂の冷却に伴う収縮分の樹脂を補償するための
ものである。

【００１７】この保圧の終了時のタイミングで、射出成
形機の第２の突き出し機構の第２の突き出しロッド78が
後退し、突き出しロッド受け76から離れる。このように
第２の突き出し機構による駆動ピン支持板71に対する押
圧が解除されると、この駆動ピン支持板71に固定された
駆動ピン72による受けピン43に対する押圧も解除され
る。これに伴い、図３に示すように、スプリング42の付
勢により、固定型１においてバルブ支持板37およびバル
ブピン36が可動型２に近付く方へ移動する。これによ
り、各バルブピン36の先端部が各ゲート33にそれぞれ嵌
合して、これらゲート33が閉鎖される。なお、その際の
バルブ支持板37の移動に伴い、受けピン43により押され
て可動型２側の駆動ピン72および駆動ピン支持板71も移
動する。

【００１８】なお、第２の突き出しロッド78を後退させ
るタイミングは、タイマの設定により自在に設定でき
る。

【００１９】さらに、キャビティ３内の樹脂すなわち製
品Ｐが十分に冷却して固化した後、図1に示すように、
固定型１と可動型２とが型開される。この型開に伴い、
成形された製品Ｐはまず固定型１から離れる。射出成形
機の第１の突き出し機構の第１の突き出しロッド66が突
き出しロッド受け63を介して突き出し板61を押す。これ
により、この駆動ピン支持板71とともに突き出しピン62
が固定型１の方へ移動し、製品Ｐを突き出して可動型2
から離型させる。こうして離型された製品Ｐが図示して
いない取り出し装置により取り出された後、前述のよう
にして再び型閉が行われ、成形が繰り返される。

【００２０】前記実施例の構成によれば、複数あるバル
ブピン36を共通のバルブピン支持板37に固定し、このバ
ルブピン支持板37を介して駆動するようにしたので、全
てのバルブピン36を完全に同期させて動作させることが
できる。したがって、全てのキャビティ３において成形
条件を確実に同時に制御でき、良好な成形ができる。こ
れは、特に例えば16個以上などと、取り数が多い場合に
有利である。

【００２１】しかも、バルブピン支持板37は、受けピン
43を介して、可動型２側に設けた駆動ピン72により駆動
するようにしたので、確実に型閉に連動させてバルブピ
ン36を開くことができ、全てのバルブピン36の応答性を
良好なものにできる。したがって、このバルブピン36を
開くタイミングを適切なものとでき、バルブピンが早く
開きすぎることによる成形不良や、バルブピンが遅く開
くことによる成形サイクル時間の増加を防止できる。

【００２２】さらに、射出成形機には、二段突き出しな
どのために独立に作動する２系統の突き出し機構を備え
たものがあるが、前記実施例においては、射出成形機に
ある２つの突き出し機構の一方を利用して駆動ピン72を
駆動するようにしたので、この駆動ピン72を駆動するた
めの駆動源を金型装置自体に組み込む必要がなく、金型
装置の構造を簡単にでき、金型製作が容易になるととも
に、コストも低減できる。

【００２３】つぎに、本発明のバルブゲート式金型装置
の第２実施例について、図４を参照しながら説明する。
この第２実施例の固定型１側の構造は、前記第１実施例
と同じである。この第２実施例は、固定型１側の受けピ
ン43を駆動する可動型２側の駆動ピン72の駆動源を可動
型２に設けたものである。この駆動源は、油圧シリンダ
81であり、この油圧シリンダ81の型開閉方向に移動する
ピストン82と一体的に駆動ピン72が設けられている。な
お、駆動ピン72が受けピン43を押圧するタイミングなど
は、前記第１実施例と全く同様である。

【００２４】この第２実施例の構成によれば、金型装置
のみでバルブピン36を駆動でき、２系統の突き出し機構
がない射出成形機でも本発明を実施できる。

【００２５】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
本発明は、スタックモールド金型装置にも良好に応用で
きる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、互いに開閉し
型閉時に相互間に複数のキャビティを形成する固定型お
よび可動型を備え、前記固定型は、材料通路およびこの
材料通路から前記各キャビティにそれぞれ開口するゲー
トと、前記固定型および可動型の開閉方向に移動して前
記各ゲートをそれぞれ開閉する複数のバルブ体とを有
し、前記固定型に、前記複数のバルブ体が共通に接続さ
れたバルブ支持体を前記開閉方向に移動可能に設けると
ともに、固定型に固定されたガイドピンが前記バルブ支
持体に設けられたスライドベアリングを摺動自在に貫通
して該バルブ支持体は支持され、かつ前記バルブ支持体
を付勢手段により前記可動型側へ付勢し、前記バルブ支
持体に、前記可動型側へ延び出た受け体を一体的に設
け、前記可動型に、前記固定型側の受け体を前記付勢手
段の付勢に抗して押圧する駆動体を設けたので、取り数
が多い場合でも、全てのバルブ体を確実に同期させて動
作させることができ、全てのキャビティで成形条件を確
実に同時に制御でき、良好な成形ができる。しかも、型
閉に連動してバルブ体が開くので、そのタイミングを適
切なものとできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブゲート式金型装置の第１実施例
を示す断面図であり、型開時の状態を示している。

【図２】同上型閉時でゲートが開いた状態の断面図であ
る。

【図３】同上型閉時でゲートが閉じた状態の断面図であ
る。

【図４】本発明のバルブゲート式金型装置の第２実施例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 固定型 ２ 可動型 ３ キャビティ 23 スプルー(材料通路) 27 ランナー(材料通路) 32 材料通路 33 ゲート 36 バルブピン(バルブ体) 37 バルブ支持板(バルブ支持体) 38 ガイドピン 39 スライドベアリング 42 スプリング(付勢手段) 43 受けピン(受け体) 72 駆動ピン(駆動体) 78 第２の突き出しロッド(突き出し体)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに開閉し型閉時に相互間に複数のキ
   ャビティを形成する固定型および可動型を備え、前記固
   定型は、材料通路およびこの材料通路から前記各キャビ
   ティにそれぞれ開口するゲートと、前記固定型および可
   動型の開閉方向に移動して前記各ゲートをそれぞれ開閉
   する複数のバルブ体とを有し、前記固定型に、前記複数
   のバルブ体が共通に接続されたバルブ支持体を前記開閉
   方向に移動可能に設けるとともに、固定型に固定された
   ガイドピンが前記バルブ支持体に設けられたスライドベ
   アリングを摺動自在に貫通して該バルブ支持体は支持さ
   れ、かつ前記バルブ支持体を付勢手段により前記可動型
   側へ付勢し、前記バルブ支持体に、前記可動型側へ延び
   出た受け体を一体的に設け、前記可動型に、前記固定型
   側の受け体を前記付勢手段の付勢に抗して押圧する駆動
   体を設けたことを特徴とするバルブゲート式金型装置。