(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットランナーおよび２次スプルーを経て第１の型と第２の型の間に形成されるキャビティに通じる樹脂流路を開閉するゲート開閉ブロックを第１の型と第２の型の合せ面に備えると共に、該ゲート開閉ブロックを開閉作動させる駆動手段が第１あるいは第２の型の外側面に取付けてあって、上記ゲート開閉ブロックを収納する溝およびゲート開閉ブロックを作動させる駆動手段が第１および第２の型のうちの反２次スプルー側に設けてあることを特徴とする射出成形型。
【請求項２】
ゲート開閉ブロックの作動方向が第１および第２の型の型締め方向に対して直角をなしていると共に、ゲート開閉ブロックを収納する溝の深さをＤ、単位面積当りの型締め圧力をＰとするとき、前記ゲート開閉ブロックの型締め方向の厚さＴ（ｍｍ）がＤ−ＤＰ／Ｅ−０．０２（Ｅは型材料の弾性係数）であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形型。
【請求項３】
ホットランナーおよび２次スプルーを経て第１の型と第２の型の間に形成されるキャビティに通じる樹脂流路を開閉するゲート開閉ブロックを第１の型と第２の型の合せ面に備えると共に、該ゲート開閉ブロックを開閉作動させる駆動手段が第１あるいは第２の型の外側面に取付けてあって、上記ゲート開閉ブロックの作動方向が第１および第２の型の型締め方向に平行であることを特徴とする射出成形型。
【請求項４】
ゲート開閉ブロックの作動を検知する作動検知手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の射出成形型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂の射出成形に用いられる射出成形型に係わり、とくにバルブゲート式ホットランナーを備えた射出成形型の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のバンパーのような大型・長尺の樹脂製品を射出成形するに際して、１点ゲートを用いた場合には、キャビティの末端部まで樹脂を行き渡らせるために射出圧力を高くする必要があり、このためゲート近傍部にバリが発生し易くなる。また、多点ゲートを用いた場合には、射出圧力を低くしてバリの発生は回避できるものの、各ゲートから流入した樹脂が合流することによって、各樹脂流の合流先端部にウエルドが発生して成形品の外観品質が劣化することになる。
【０００３】
一方、ホットランナーと機械的に開閉するバルブゲートを用いることにより、射出された樹脂の冷却を防止しながら、各ゲートからのキャビティへの樹脂の流入タイミングを調整することによって、射出圧力を高くすることなくウエルドの発生を防止、あるいは目立たなくすることができることから、近年、このようなバルブゲート金型が多用されるようになってきている。
【０００４】
図５は、このようなバルブゲート金型装置の一例を示すものであって、図に示す金型装置１００は、製品の外面形状を形成するキャビティ型１０１と、製品の内面形状を形成するコア型１０２から主に構成され、キャビティ型１０１の側には、２次スプルー１０３が配設され、その先端側がキャビティ型１０１とコア型１０２との間に形成されるキャビティＣに連通するゲートＧに開口している。さらに、２次スプルー１０３の基端側にはヒータを備えたホットランナーブロック１０４を介してスプルー１０５が取付けてあり、射出成形機から射出された樹脂がスプルー１０５からホットランナーブロック１０４のホットランナー１０４ａおよび２次スプルー１０３を経て、ゲートＧからキャビティＣ内に流入するようになっている。
【０００５】
２次スプルー１０３の内部には、ホットランナーブロック１０４に取付けられた油圧シリンダ１０６によって進退作動するバルブピン１０７が配設されてバルブゲートとなっており、油圧シリンダ１０６の作動によって２次スプルー１０３のゲート側開口部が開閉できるようになっている。
【０００６】
すなわち、このようなバルブゲートを備えた金型装置１００においては、射出された樹脂の流れをキャビティＣの長さ方向に沿って配設した複数のバルブゲートによって一旦塞き止めたのち、中心側に位置するバルブゲートから末端側に向けてバルブゲートを順次開放して行くことによって、樹脂の流れを制御し、低圧での射出成形を可能にして、バリやウエルドが発生しないようにしている。なお、上記した金型装置１００においては、１次スプルー１０５および２次スプルー１０３についても、ホットランナーブロック１０４と同様にヒータによって加熱されており、これらスプルー１０５および１０３を通過する樹脂が内部で凝固することがないようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような金型装置１００においては、上記したようにバルブピン１０７を駆動してゲートを開閉するための油圧シリンダ１０６が、射出された樹脂の凝固を防止するために高温に加熱されたホットランナーブロック１０４に取付けてある。そこで、油圧シリンダ１０６とホットランナーブロック１０４との間に断熱材１０８を介在させることによりホットランナーブロック１０４の熱がシリンダ１０６に伝達されないようにしているが、それでもなお、２次スプルー１０３内のバルブピン１０７を経て伝わる熱によって油圧シリンダ１０６が高温になるため、温度上昇によるシリンダ１０６の作動不良を防止するために、例えばシリンダ１０６に通水路１０６ａを設けて強制冷却することが必要となる。
【０００８】
また、ホットランナーブロック１０４の熱膨脹によってバルブピン１０７の位置が常温時に対して変位するため、キャビティ型１０１に固定された２次スプルー１０３との間に位置ずれが生じる結果、バルブピン１０７の作動時にバルブピン１０７の先端と２次スプルー１０３の内側先端のテーパー部との間で強い干渉が生じることにより、バルブピン１０７や２次スプルー１０３の偏摩耗が発生すると共に、バルブピン１０７が曲げ変形したり、破損したりすることもないとは言えず、これら部材の耐用寿命が短いという問題点がある。
【０００９】
さらに、油圧シリンダ１０６が金型の内部に固定されているために整備性に劣ると共に、リミットスイッチなどの設置スペースがないので、万一油圧シリンダ１０６に作動不良が生じたとしてもこれを検知することができず、もしも全ゲートが閉じた状態で樹脂が射出された場合には、型破損につながる危険があるという問題があり、これらの問題点の解消が従来の金型装置１００における課題となっていた。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、ホットランナーおよびバルブゲートを備えた従来の射出成形型における上記課題に着目してなされたものであって、ホットランナーブロックの熱がゲートを開閉駆動する駆動手段に伝わることがなく、駆動手段を強制冷却することなく作動不良を防止することができると共に、駆動手段の作動を検知する手段を容易に配設することができ、これによって型の破損を未然に防止することができる射出成形型を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる射出成形型は、ホットランナーおよび２次スプルーを経て第１の型と第２の型の間に形成されるキャビティに通じる樹脂流路を開閉するゲート開閉ブロックを第１の型と第２の型の合せ面に備えると共に、該ゲート開閉ブロックを開閉作動させる駆動手段が第１あるいは第２の型の外側面に取付けてあって、上記ゲート開閉ブロックを収納する溝およびゲート開閉ブロックを作動させる駆動手段が第１および第２の型のうちの反２次スプルー側に設けてある構成としたことを特徴としており、本発明の上記射出成形型の実施態様として請求項２に記載された射出成形型においては、ゲート開閉ブロックの作動方向が第１および第２の型の型締め方向に対して直角をなしていると共に、ゲート開閉ブロックを収納する溝の深さをＤ、単位面積当りの型締め圧力をＰとするとき、前記ゲート開閉ブロックの型締め方向の厚さＴ（ｍｍ）がＤ−ＤＰ／Ｅ−０．０２（Ｅは型材料の弾性係数）である構成としたことを特徴としており、射出成形型におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１２】
本発明の請求項３に係わる射出成形型は、ホットランナーおよび２次スプルーを経て第１の型と第２の型の間に形成されるキャビティに通じる樹脂流路を開閉するゲート開閉ブロックを第１の型と第２の型の合せ面に備えると共に、該ゲート開閉ブロックを開閉作動させる駆動手段が第１あるいは第２の型の外側面に取付けてあって、上記ゲート開閉ブロックの作動方向が第１および第２の型の型締め方向に平行である構成としたことを特徴としており、射出成形型におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
そして、本発明の射出成形型の実施態様として請求項４に記載された射出成形型においては、ゲート開閉ブロックの作動を検知する作動検知手段を備えている構成としことを特徴としている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる射出成形型は、上記構成、すなわちキャビティに通じる樹脂流路を開閉するゲート開閉ブロックとこれを開閉作動させる駆動手段を備え、ゲート開閉ブロックが第１の型と第２の型の合せ面に位置していると共に、駆動手段が第１あるいは第２の型の外側面に取付けてあって、さらに上記ゲート開閉ブロックを収納する溝およびゲート開閉ブロックを作動させる駆動手段が第１および第２の型のうちの反２次スプルー側に設けてある構成のものであるから、駆動手段の保守点検、故障時の修理、さらには駆動手段の作動を検知するリミットスイッチや光電スイッチなどの作動検知手段の配設スペースの確保が容易であると共に、ホットランナーブロックや樹脂の熱が駆動手段にほとんど伝わらないので、駆動手段を冷却しなくても過熱による駆動手段の作動不良を防止することができる。さらに、２次スプルー内に従来のようなバルブピンを設ける必要がないので、バルブピンの摩耗や破損による交換頻度が減少して安定した生産を続けることができると共に、２次スプルーの偏摩耗も解消されることから耐用寿命の延長が可能になる。また、相対向する第１および第２の型のうちの一方の型に２次スプルーが設けられ、同型に対向する他方の型に溝および駆動手段が設けられているので、ホットランナーや２次スプルーの熱が駆動手段側に伝達され難いばかりでなく、２次スプルーの熱膨脹による隙間が生じたとしても、この隙間に入り込んだ樹脂を容易に除去することができるという極めて優れた効果をもたらすものである。そして、上記射出成形型の実施態様として請求項２に係わる射出成形型においては、ゲート開閉ブロックの作動方向が型締め方向に対して直角をなし、ゲート開閉ブロックの型締め方向の厚さＴ（ｍｍ）をＤ−ＤＰ／Ｅ−０．０２（ここで、Ｄ：ゲート開閉ブロックを収納する溝の深さ，Ｐ：単位面積当りの型締め圧力、Ｅ：型材料の弾性係数）としたものであるから、溝の深さＤがゲート開閉ブロックの厚さＴよりも、型締めした時の型の圧縮量、すなわちＤＰ／Ｅと、バリの発生しない最大隙間寸法である０．０２ｍｍだけ大きくなっているので、バリを発生させることなくゲート開閉ブロックの作動を円滑なものとすることができ、駆動手段の小型化が可能となる。
【００１４】
本発明の請求項３に係わる射出成形型は、同様にゲート開閉ブロック及び駆動手段を備え、ゲート開閉ブロックが第１の型と第２の型の合せ面に位置し、駆動手段が第１あるいは第２の型の外側面に取付けてあると共に、上記ゲート開閉ブロックの作動方向が型締め方向に平行となった構成のものであるから、型締め力がゲート開閉ブロックの作動を妨げる方向に作用することがなく、ゲート開閉ブロックの円滑な作動が可能となって、装置の信頼性が向上するという優れた効果がもたらされる。
【００１５】
本発明に係わる射出成形型の実施態様として請求項４に係わる射出成形型は、ゲート開閉ブロックの作動を検知する作動検知手段を備えている構成としたものである。すなわち、本発明に係わる射出成形型においては、駆動手段が型の外側面に取付けてあるので、上記のようにリミットスイッチや光電スイッチなどの作動検知手段を容易に配設することができ、これによって全ゲートが閉じた状態で樹脂が射出されるような事態を未然に防止することができ、型の破損を有効に防止することができるようになるというさらに優れた効果がもたらされる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいてさらに具体的に説明する。
【００１７】
実施例１
図１ないし図３は、本発明の一実施例に係わる射出成形型の構造および作動状況を説明するためのものであって、図１（ａ）は当該射出成形型の縦断面図、図１（ｂ）はそのコア型の底面図である。
【００１８】
図に示す射出成形型１は、キャビティ型２（第１の型）とコア型３（第２の型）から主に構成され、キャビティ型２にはヒータによって加熱されたホットランナーブロック４が取付けられると共に、ホットランナーブロック４の両端には同様にヒータにより加熱された１次スプルー５および２次スプルー６が配設され、１次スプルー５から射出された樹脂がホットランナー４ａおよび２次スプルー６からゲートＧを経て、キャビティ型２とコア型３との間に形成されるキャビティＣに流入するようになっている。
【００１９】
キャビティ型２とコア型３との型合せ面には、図１（ｂ）にも示すように、コア型３の側に溝３ａが形成してあると共に、この溝３ａ内には開口部７ａを備えたゲート開閉ブロック７が摺動可能に収納されており、ブラケット８を介してコア型３に固定された油圧シリンダ９（駆動手段）によって水平方向に前後移動するようになっている。前記溝３ａは、図１（ｂ）に示すように、２次スプルー６とゲートＧの間を結ぶ樹脂流路Ｒに対して直交する位置に形成されており、油圧シリンダ９の押出しおよび引込み作動に基づくゲート開閉ブロック７の前後移動によって、２次スプルー６からゲートＧに至る樹脂流路Ｒが開閉できるようにしてある。
【００２０】
さらに、図１（ｂ）に示すように、油圧シリンダ９の作動による当該ゲート開閉ブロック７の動きを取出すための接触子１０ａ，１０ｂを備えたロッド１０がアーム１１を介してゲート開閉ブロック７に取付けてあると共に、これら接触子１１ａおよび１１ｂに接触する位置にはリミットスイッチ１２ａおよび１２ｂが配設してあり、これらロッド１０，アーム１１およびリミットスイッチ１２ａ，１２ｂによってゲート開閉ブロック７の前後移動を検出する作動検出手段が形成されている。
【００２１】
すなわち、当該実施例に係わる射出成形型１においては、油圧シリンダ９がホットランナーブロック４や２次スプルー６から離れたコア型３の外側に取付けてあり、ホットランナーブロック４や２次スプルー６の熱が油圧シリンダ９にほとんど伝わらないので強制冷却の必要がなくなるばかりでなく、油圧シリンダ９の周辺に十分なスペースを確保することができるので、油圧シリンダ９のメンテナンスや修理が容易になると共に、上記のような作動検出手段の配設が容易なものとなる。
【００２２】
なお、この実施例に係わる射出成形型１におけるゲート開閉ブロック７の厚さＴについては、コア型３に形成したブロック収納溝３ａの深さＤ：５０ｍｍに対して、型締め圧力Ｐを１９．８ｋｇ／ｍｍ２  とした時のコア型３の圧縮量：ＤＰ／Ｅ＝０．０５ｍｍ（Ｅ：２１，０００ｋｇ／ｍｍ２  ）とバリが発生しない最大隙間量０．０２ｍｍを減じた４９．９３ｍｍとしてあると共に、ゲート開閉ブロック７の幅寸法Ｗｂ  については、溝３ａの幅Ｄ：６０ｍｍに対して、バリが発生しない最大隙間量０．０２ｍｍを考慮して５９．９６ｍｍとしてあり、これによって当該射出成形型１に型締め圧力が作用している場合でも、ゲート開閉ブロック７の円滑な移動が確保されるようになっている。
【００２３】
次に、図２および図３に基づいて、上記構造を備えた射出成形型１におけるゲートの開閉作動について説明する。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）は、油圧シリンダ９のシリンダロッドが引込み位置にある状態を示す。このとき、ゲート開閉ブロック７が図中の左側にあって、ゲート開閉ブロック７の開口部７ａが２次スプルー６からずれた位置にあることから、１次スプルー５およびホットランナー４ａを経て２次スプルー６に流入した溶融樹脂Ｐはゲート開閉ブロック７によって塞き止められる。
【００２５】
このとき、ゲート開閉ブロック７に取付けられたロッド１０は、図２（ｂ）に示すように、シリンダロッドおよびゲート開閉ブロック７と共に左側位置にあって、ロッド１０に設けた接触子１１ａがリミットスイッチ１２ａを押圧して当該スイッチ１２ａをオン状態にしている一方、他方のリミットスイッチ１２ｂは接触子１１ｂから離れてオフ状態となっている。
【００２６】
油圧シリンダ９のシリンダロッドを押出し作動させると、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ゲート開閉ブロック７が図中右方向に移動して、ゲート開閉ブロック７の開口部７ａが２次スプルー６の直上位置に一致することから、１次スプルー５およびホットランナー４ａを経て２次スプルー６に流入した溶融樹脂Ｐがゲート開閉ブロック７の開口部７ａを通って、樹脂流路ＲからゲートＧを経てキャビティＣ内に流入する。このとき、ロッド１０はシリンダロッドおよびゲート開閉ブロック７と共に右側に移動し、接触子１１ｂが他方のリミットスイッチ１２ｂに当接して当該スイッチ１２ｂをオン状態にすると共に、リミットスイッチ１２ａが接触子１１ａから離れてオフ状態となる。
【００２７】
したがって、一方のリミットスイッチ１２ａがオフ、他方のリミットスイッチ１２ｂがオンされることによって、油圧シリンダ９の押出し作動によるゲート開放を検知することができ、リミットスイッチ１２ａおよび１２ｂからの信号を参照して樹脂の射出を行うように射出成形装置を制御するようになすことによって、射出成形型１の全ゲートが閉じているにも拘らず樹脂が射出されてしまうような不都合を避けることができ、射出成形型１の破損を未然に防止することができるようになる。
【００２８】
実施例２
図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施例に係わる射出成形型として、ゲート開閉ブロックが型締め方向に平行に移動するようにした構造例を示すものであって、図４（ａ）は当該射出成形型のゲートを閉じた状態を示す縦断面図、図４（ｂ）はゲートを開いた状態を示す縦断面図である。
【００２９】
図に示す射出成形型２１は、同様にキャビティ型２（第１の型）とコア型３（第２の型）から主に構成され、キャビティ型２にはヒータによって加熱された図示しない１次スプルーおよびホットランナーブロックと、２次２次スプルー６が同様に取付けられ、１次スプルー５から射出された樹脂がホットランナーおよび２次スプルー６から、コア型３の側に形成された樹脂流路Ｒを経て、キャビティ型２とコア型３との間に形成されたキャビティＣ内に流入するようになっている。
【００３０】
コア型３の側には、樹脂流路Ｒに望む位置にエジュクターピン２２が出没可能に配設されており、型開き後に流路Ｒ内で凝固した樹脂を突き出すことができるようになっている。
【００３１】
さらに、コア型３の型合せ面には、ゲート開閉ブロック２３が型合せ面に垂直な方向に摺動可能に配設されている。このゲート開閉ブロック２３には、流路Ｒの側の下端側に樹脂通路となる樹脂溝２３ａを長手方向に備えると共に、上端側にコア型３に水平方向に移動自在に保持されたカム２４の傾斜カム部２４ａに噛み合う係合溝２３ｂが形成されている。
【００３２】
一方、カム２４は、コア型３にブラケット８を介して固定された油圧シリンダ９（駆動手段）のシリンダロッドに連結されており、油圧シリンダ９の作動に基づくカム２４の水平移動によって、傾斜カム部２４ａに噛み合うゲート開閉ブロック２３が図中の上下方向に移動するようになっている。
【００３３】
したがって、図４（ａ）に示すように、油圧シリンダ９のシリンダロッドが押出し位置にあり、カム２４が図中左側にあるときには、ゲート開閉ブロック２３が下端位置にあるので樹脂流路Ｒがゲート開閉ブロック２３によって遮断される一方、図４（ｂ）に示すように油圧シリンダ９の引っ込み作動によってカム２４が図中右側に移動すると、傾斜カム部２４ａに噛み合うゲート開閉ブロック２３が上昇するので、流路Ｒがゲート開閉ブロック２３の樹脂溝２３ａに連通するので、１次スプルーおよびホットランナーを経て２次スプルー６に流入した溶融樹脂Ｐが流路Ｒからゲート開閉ブロック２３の樹脂溝２３ａを通ってキャビティＣ内に流入する。
【００３４】
この実施例に係わる射出成形型２１においては、ゲート開閉ブロック２３の移動方向が型締め方向と平行になっているので、型締め圧力がゲート開閉ブロック２３の移動に影響することがなく、しかもカム２４を介してゲート開閉ブロック２３を作動させるようにしているので、より小さな力でゲート開閉ブロック２３を駆動することができ、油圧シリンダ９の小型化が可能になる。また、リミットスイッチあるいは光電スイッチなどの配設によって、例えばカム２４の移動を検知することができ、これによってゲート開閉ブロック２３の作動を常時把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）  本発明の第１の実施例に係わる射出成形型の構造を示す縦断面図である。
（ｂ）  図１（ａ）に示した射出成形型におけるゲート開閉ブロックの位置を示すコア型の底面図である。
【図２】（ａ）  図１（ａ）に示した射出成形型のゲートを閉じた状態を説明する縦断面図である。
（ｂ）  図２（ａ）においてゲート開閉ブロックによる樹脂流路の遮断状況を示すコア型の底面図である。
【図３】（ａ）  図１（ａ）に示した射出成形型のゲートを開いた状態を説明する縦断面図である。
（ｂ）  図３（ａ）においてゲート開閉ブロックによる樹脂流路の連通状況を示すコア型の底面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係わる射出成形型の構造を示し、図４（ａ）はゲートの閉鎖状態、図４（ｂ）はゲートの開放状態をそれぞれ説明する縦断面図である。
【図５】バルブゲートを備えた従来の射出成形型の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，２１  射出成形型
２  キャビティ型（第１の型）
３  コア型（第２の型）
３ａ  溝
４ａ  ホットランナー
６  ２次スプルー
７，２３  ゲート開閉ブロック
９  油圧シリンダ（駆動手段）
１０  アーム（作動検知手段）
１１  ロッド（作動検知手段）
１２ａ，１２ｂ  リミットスィッチ（作動検知手段）
Ｃ  キャビティ
【図１】
0003564997.tif 000002
【図２】
0003564997.tif 000003
【図３】
0003564997.tif 000004
【図４】
0003564997.tif 000005
【図５】
0003564997.tif 000006