(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に溶融樹脂の流路を有し且つ外周面にヒータを巻き付けたノズルハウジングと、該ノズルハウジングの先端側に位置するゲートを開閉し且つ上記流路の中心部を軸方向に沿って進退するバルブステムと、該バルブステムの後端に接続されたピストンを含むエアシリンダとを備えた単位ホットランナーノズルと、上記ゲートの先端側に配置されたキャビティとを直線状で且つ並列に複数個配置した多点式射出成形装置であって、
上記単位ホットランナーノズルごとのエアシリンダを構成するピストンおよびシリンダは、上記バルブステムの軸方向と直交する方向に沿って互いに平行な長軸または長辺を有し、且つ互いに相似形の長円形、楕円形、あるいは長方形状であると共に、
上記キャビティの容積は１００ｍｍ3以下であり、且つ隣接する該キャビティの開口部同士間のピッチは８〜２５ｍｍである、
ことを特徴とする多点式射出成形装置。
【請求項２】
前記複数の単位ホットランナーノズルのエアシリンダごとにおけるシリンダの長軸または長辺は、複数の単位ホットランナーノズルが直列に配置された方向と直角であるか、係る直角の方向から５〜３０度までの範囲で傾斜している、
ことを特徴とする請求項１に記載の多点式射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線状にして比較的狭いピッチにより配置され且つ比較的容積が小さい複数のキャビティに対し、溶融樹脂を充填して均一な樹脂製品を確実に多数個取りできる比較的小型の多点式射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットランナー式の射出成形で多数個取りを行う装置の小型を図るため、共通（単一）のノズルハウジング（マニホールド）と、該ノズルハウジングに後端が接続され且つ前端部にノズルゲートが点対称に形成された複数（４個）のノズルと、各ノズルの中心部を軸方向に沿って進退して上記ゲートを個別に開閉する複数のバルブピンと、各ノズルごとに配設された複数の加熱部と、上記複数のバルブピンの各後端が接続された共通（単一）のピストンおよびシリンダと、を備えた多点ノズルゲート金型装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
更に、複数のノズルを列状に並べた際に設備規模の大型化を抑制するため、溶融樹脂が流れるマニホールドに列状に並べて接続した複数のノズルと、該ノズルの列に対応して列状に配設され且つ先端部がキャビティに隣接する複数のゲートを個別に開閉するべく軸方向に沿って進退する複数のバルブピンと、該複数のバルブピンの列方向に沿って伸びる長円形状または楕円形状の断面を有し、これらと相似形の断面で且つ単一のシリンダ内で往復動する単一のピストンと、を備えたバルブシステムも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、前記特許文献１，２に記載されたように、円盤状のピストンに複数のバルブピンを点対称に接続したり、あるいは、断面が長円形状または楕円形状のピストンに複数のバルブピンを直線状に接続し、各バルブピンごとにノズルハウジングおよびヒータを配設した多点ノズルゲート金型装置やバルブシステムでは、マニホールドから各ゲートまでの溶融樹脂の流路に長短が生じ易い。そのため、比較的小さな容積で且つ直線状に配列されたキャビティに対し、溶融樹脂を充填して同じ樹脂製品を多数個取りにより均一に成形することは、不向きであった。しかも、直線状であって約２５ｍｍ以下の狭いピッチによって配置され且つ容積が約１００ｍｍ3以下と小さい複数のキャビティに対し、溶融樹脂を可及的に均一に充填して樹脂製品を確実に多数個取りすることは、著しく困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９１１８４号公報（第１〜８頁、図１，２）
【特許文献２】特開２０１１−２０４２１号公報（第１〜１５頁、図１〜７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、直線状にして比較的狭いピッチにより配置され且つ比較的容積が小さい複数のキャビティに対し、溶融樹脂を充填して可及的に均一な樹脂製品を確実に多数個取りできる比較的コンパクトな多点式射出成形装置を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、直線状で且つ平行に配列した複数のノズルハウジングの中心部を軸方向に沿って進退する複数のバルブステムごとの後端に、前記軸方向と直交する方向に沿って長軸また長辺を有する断面が長円形または長方形状のピストンを個別に接続する、ことに着想して成されたものである。
【０００７】
即ち、本発明の多点式射出成形装置（請求項１）は、内側に溶融樹脂の流路を有し且つ外周面にヒータを巻き付けたノズルハウジングと、該ノズルハウジングの先端側に位置するゲートを開閉し且つ上記流路の中心部を軸方向に沿って進退するバルブステムと、該バルブステムの後端に接続されたピストンを含むエアシリンダとを備えた単位ホットランナーノズルと、上記ゲートの先端側に配置されたキャビティとを直線状で且つ並列に複数個配置した多点式射出成形装置であって、上記単位ホットランナーノズルごとのエアシリンダを構成するピストンおよびシリンダは、上記バルブステムの軸方向と直交する方向に沿って互いに平行な長軸または長辺を有し、且つ互いに相似形の長円形、楕円形、あるいは長方形状であると共に、上記キャビティの容積は１００ｍｍ3以下であり、且つ隣接する該キャビティの開口部同士間のピッチは８〜２５ｍｍである、ことを特徴とする。
尚、上記長方形状には、長方形のみ形状のほか、長方形の四隅にアールを付した形状や、長方形の四隅に斜辺（面取り）を付した形状が含まれる。
尚また、複数個の単位ホットランナーノズルにおける「複数個」は、少なくとも２個であるが、例えば、５個，１０個，２０個，３０個、あるいは３０個以上であっても良い。
【０００８】
また、本発明には、前記複数の単位ホットランナーノズルのエアシリンダごとにおけるシリンダの長軸または長辺は、複数の単位ホットランナーノズルが直列に配置された（列設）方向と直角であるか、係る直角の方向から５〜３０度までの範囲で傾斜している、多点式射出成形装置（請求項２）も含まれる。
尚、上記傾斜角度の上限を３０度としたのは、３０度を超えると互いに隣接する単位ホットランナーノズルごとのシリンダの占める容積が過大になるためであり、より望ましくは上記直角の方向から５〜２０度までの範囲である。
【発明の効果】
【０００９】
前記請求項１の多点式射出成形装置によれば、複数個の単位ホットランナーノズルは、全体が直線（直列）状で且つ互いに並列に配置され、且つ各単位ホットランナーノズルごとのエアシリンダを構成するピストンおよびシリンダは、前記バルブステムの軸方向と直交する（断面）方向に沿って互いに平行な長軸または長辺を有し、且つ互いに相似形の長円形、楕円形、あるいは長方形状とされている。その結果、端面（断面）形状が上記シリンダと相似形のピストンの端面に対して、所要以上のエア圧力を加えることができるため、当該ピストンに後端が接続されたバルブステムを前進または後退（以下、進退と称する）させることで、該バルブステムの先端側に位置するゲートを確実に開閉することができる。
【００１０】
更に、容積が１００ｍｍ3以下と小さく且つ隣接するピッチが２５ｍｍ以下である複数のキャビティが可動側金型において直列状に配列されていても、隣接する複数個の単位ホットランナーノズルごとのエアシリンダを構成するピストンおよびシリンダを互いに干渉させずに、固定側の金型に容易に配設できる。
しかも、単数または小数の溶融樹脂の供給路から各単位ホットランナーノズルごとのノズルハウジング内の前記流路までの経路の長さが互いに相違していても、個々の各単位ホットランナーノズルごとにピストンを進退させるための（高圧）エアを供給すべきタイミングを個別に制御できるので、各キャビティごとにおいて均一な樹脂製品を確実に射出成形することが可能となる。
【００１１】
また、前記請求項２の多点式射出成形装置によれば、前述したように比較的小容積で且つ直列状に併設された複数のキャビティに対して、各単位ホットランナーノズルごとのピストンを確実に進退させられると共に、係るピストンを含む複数組のシリンダを比較的少ないスペースで配設できるので、固定側の金型装置の小型化を確実にすることができる。
更に、前記請求項２のうち、複数の単位ホットランナーノズルが直列に配置された（列設）方向と直角に配設した形態では、最も少ないスペースで複数組のピストンおよびシリンダを配設できる。一方、複数の単位ホットランナーノズルが上記直角の方向から５〜３０度までの範囲で傾斜して配設した形態では、各組のシリンダに対して（高圧）エアの供給および排出を行う一対のエア流路を比較的容易に接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による一形態の多点式射出成形装置の要部を示す断面図。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った複数のエアシリンダを示す断面図。
【図３】異なる形態の複数のエアシリンダを示す図２と同様な断面図。
【図４】更に異なる形態の複数のエアシリンダを示す図２と同様な断面図。
【図５】前記多点式射出成形装置に用いる複数のキャビティ付近を示す断面図。
【図６】図２のエアシリンダの応用形態を示す前記と同様な断面図。
【図７】図３のエアシリンダの応用形態を示す前記と同様な断面図。
【図８】図４のエアシリンダの応用形態を示す前記と同様な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の多点式射出成形装置１の要部を示す断面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線の矢視に沿った複数のエアシリンダａｓを示す断面図である。尚、図１では、便宜上、下側を先端側、上側を後端側と称する。
多点式射出成形装置１は、図１に示すように、ノズルハウジング６、バルブステム９、およびエアシリンダａｓを備えた複数個（複数組）の単位ホットランナーノズル２を図示の左右方向に沿って直線状で且つ互いに並列に配置している。
【００１４】
前記各単位ホットランナーノズル２において、ノズルハウジング６は、内側に溶融樹脂の流路８を有する全体がほぼ円筒形状で且つ外周面にバンドヒータ（ヒータ）ｈが螺旋状に巻き付けられており、先端側の円錐形部７の中心部の孔７ａには、上記流路８の中心部を軸方向に沿って進退する上記バルブステム９の先端部がスライド可能に貫通している。該バルブステム９は、その太径な後端に接続された上記エアシリンダａｓのピストン１１の往復動作により上記円錐形部７に隣接するゲートｇを開閉可能としている。該ゲートｇの先端側には、後述するキャビティ（２０）を有する可動側金型（１８）が接離可能に配置されている。
尚、隣接するゲートｇ，ｇ間のピッチは、約８〜２５ｍｍと狭くなっている。また、上記バルブステム９やその先端部１０やゲートｇの断面は、円形である。
【００１５】
図１に示すように、各組ごとのノズルハウジング６およびバンドヒータｈは、固定側入子取付板３に複数個が併設された円柱状の中空部３ａに収容されている。
また、上記取付板３の後端側には、マニホールド４が隣接して配置され、該マニホールド４内には、図示しない単一の供給路から溶融樹脂を各組のバルブステム９の流路８内ごとに分割して供給するための、供給路１４が形成されている。係る供給路１４のうち、各バルブステム９の流路８に連通する分岐路の中心部には、前記バルブステム９が進退可能に貫通している。
更に、上記マニホールド４の後端側には、各単位ホットランナーノズル２ごとに配置した複数の断熱スペーサ１３を介して、マニホールドバックプレート５が配設されている。上記断熱スペーサ１３は、先端側が円柱形で且つ後端側が円筒形を呈し、その中心部を前記バルブステム９が進退可能に貫通している。
【００１６】
図１に示すように、前記バックプレート５には、各単位ホットランナーノズル２のエアシリンダａｓを構成するシリンダ１２とピストン１１が左右方向に沿って直線状に隣接して並列に配設されている。尚、各ピストン１１には、バックプレート５の先端側を進退可能に貫通したバルブステム９の太径な後端部が接続されている。また、各シリンダ１２の後端側は、封止板１５により密閉されている。
各エアシリンダａｓのシリンダ１２およびピストン１１は、図２に示すように、長円形の長軸が前記バルブステム９の軸方向と直角で且つ複数の単位ホットランナーノズル２が直列（直線状）に配置された方向と直角になるように、互いに相似形である長円形の断面を隣接させている。各シリンダ１２の端部には、図２の前後方向に沿って、ピストン１１の前後に位置する各シリンダ１２内に高圧エアを供給および排出するための前後一対のエア流路１６が連通している。
【００１７】
例えば、最大軸径が３ｍｍで且つ軸方向の長さが約１５０ｍｍのバルブステム９を、軸方向に沿って進退（スライド）させ、且つノズルハウジング６の流路８内において射出圧（流動圧）６０ＭＰａを加える場合、軸径が３ｍｍで断面積が約７ｍｍ2の上記バルブステム９に対し、約４２０Ｎの後退させる力が発生する。
かかる環境の中において、バルブステム９を進退可能とするためには、例えば、長軸：４０ｍｍ×幅：１３ｍｍの長円形の断面（端面）を有するピストンに対し、約１ＭＰａの高圧エアを加えることにより、約４７４Ｎの力で射出圧を受けるバルブステム９の後退時の力に打ち勝つことで、溶融樹脂の射出中でもバルブステム９を進退させ、ゲートｇを開閉可能とすることができる。
【００１８】
尚、図３に示す各エアシリンダａｓのシリンダ１２ａおよびピストン１１ａのように、長軸が前記バルブステム９の軸方向と直角で且つ複数の単位ホットランナーノズル２が直列（直線状）に配置された方向と直角になるように、互いに相似形である楕円形の断面（端面）としても良い。
あるいは、図４に示す各エアシリンダａｓのシリンダ１２ｂおよびピストン１１ｂのように、長辺が前記バルブステム９の軸方向と直角で且つ複数の単位ホットランナーノズル２が直列（直線状）に配置された方向と直角になるように、互いに相似形で且つ四隅にアールを付けた長方形状の断面（端面）としても良い。
【００１９】
図５は、前記多点式射出成形装置１において、複数の単位ホットランナーノズル２から供給される溶融樹脂が充填される同数のキャビティ２０の下半部を直線状に配列した可動側金型１８付近の部分断面図を示す。
係る可動側金型１８は、各キャビティ２０の断面の下半部を直線状に有し、固定側入子取付板３の先端側に対し、分割面２２において接触および離脱可能にして配置される。各キャビティ２０の断面における残りの上半部は、固定側入子取付板３の先端に突設した凸部３ｂ，３ｂ間に位置している。
図５に示すように、各キャビティ２０における小径の開口部（充填口）１９を前記各ゲートｇに隣接させ、且つ前記バルブステム９を個別に後退させて各ゲートｇを開放した状態で、各ノズルハウジング６内の流路８を先端側に圧送された溶融樹脂がキャビティ２０内に個別に充填される。
更に、各キャビティ２０の容積は、１００ｍｍ3以下と比較的小さく且つ隣接する開口部１９，１９間のピッチ約８〜２５ｍｍと狭くなっている。また、前記固定側入子取付板３の先端側を平坦面とすると共に、対向する可動側金型１８内に複数のキャビティ２０の全断面を形成し且つこれらに図示しないノックアウトピンを出没可能に配置した形態としても良い。
【００２０】
以上のような多点式射出成形装置１によれば、断面形状がシリンダ１２，１２ａ，１２ｂと相似形のピストン１１，１１ａ，１１ｂの端面に対して、所要以上のエア圧力を加えられるため、複数の単位ホットランナーノズル２ごとの当該ピストン１１などに後端が接続されたバルブステム９をそれぞれ進退させることで、各バルブステム９の先端側に位置するゲートｇを確実に開閉できる。
更に、容積が比較的小さな複数のキャビティ２０が直列状に列設されていても、隣接する複数個の単位ホットランナーノズル２ごとのエアシリンダａｓを構成するピストン１１，１１ａ，１１ｂおよびシリンダ１２，１２ａ，１２ｂを互いに干渉させることなく、バックプレート５（固定側の金型）に容易に配設できる。
しかも、溶融樹脂の供給路から各単位ホットランナーノズル２ごとのノズルハウジング６内の流路８までの経路の長さが互いに相違していても、個々の各単位ホットランナーノズル２ごとにピストン１１，１１ａ，１１ｂを進退させるための（高圧）エアを供給および排出すべきタイミングを個別に制御できるので、キャビティ２０ごとにおいて均一な樹脂製品を確実に成形することができる。
【００２１】
図６は、前記図２で示したエアシリンダａｓの応用形態を示す前記と同様な断面図である。図６に示すように、エアシリンダａｓを構成するピストン１１およびシリンダ１２を、それらの長軸が前記バルブステム９の軸方向と直角となり、且つ複数の単位ホットランナーノズル２が直列（直線状）に配置された方向と直角の方向から５〜３０度の範囲で傾斜θするように、互いに相似形である長円形の断面（端面）としても良い。
また、図７は、前記図３で示したエアシリンダａｓの応用形態を示す前記と同様な断面図であり、図示のように、エアシリンダａｓを構成するピストン１１ａおよびシリンダ１２ａを、それらの長軸が前記バルブステム９の軸方向と直角となり、且つ複数個の単位ホットランナーノズル２が直線状に配置された方向と直角の方向から前記同様に傾斜θするように、互いに相似形である楕円形の断面（端面）としても良い。
【００２２】
更に、図８は、前記図４で示したエアシリンダａｓの応用形態を示す前記と同様な断面図であり、図示のように、エアシリンダａｓを構成するピストン１１ｂおよびシリンダ１２ｂを、それらの長辺が前記バルブステム９の軸方向と直角となり、且つ複数個の単位ホットランナーノズル２が直線状に配置された方向と直角の方向に対し前記同様に傾斜θするように、互いに相似形である長方形状の断面（端面）としても良い。
以上のようにシリンダ１２，１２ａ，１２ｂおよびピストン１１，１１ａ，１１ｂを、複数個の単位ホットランナーノズル２が直線状に配置された方向と直角の方向に対して傾斜θを付けて互いに並列に配置することで、隣接するシリンダ１２，１２ごとに連通させるエア流路１６をやや広いスペースで形成可能となる。
【００２３】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記ゲートｇ、バルブステム９の先端部１０、およびキャビティ２０の開口部（充填口）１９の断面は、円形の形態に限らず、キャビティ２０の形状に対応した方向に沿って長軸や長辺を有する長円形、楕円形、あるいは長方形状の断面としても良い。
また、直線状で且つ並列に配置する複数の単位ホットランナーノズル２は、少なくとも１列であるが、互いに平行な２列以上を併設した形態としも良い。
更に、前記ヒータには、バンドヒータのほか、面状ヒータを適用しても良い。
加えて、前記エアシリンダａｓには、高圧エアのほか、該エアに替えて窒素ガス、あるいはアルゴンガスなどの不活性ガス（均等物のガス）を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、直線状に比較的狭いピッチで配置され且つ比較的容積が小さい複数のキャビティ２０に対し、溶融樹脂を充填して可及的に均一な樹脂製品を確実に多数個取りできる比較的コンパクトな多点式射出成形装置１を提供できる。
【符号の説明】
【００２５】
１…………………………多点式射出成形装置
２…………………………単位ホットランナーノズル
６…………………………ノズルハウジング
８…………………………溶融樹脂の流路
９…………………………バルブステム
１１，１１ａ，１１ｂ…ピストン
１２，１２ａ，１２ｂ…シリンダ
２０………………………キャビティ
ａｓ………………………エアシリンダ
ｇ…………………………ゲート
ｈ…………………………バンドヒータ（ヒータ）
θ…………………………傾斜
【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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