(57)【要約】【課題】ホットランナーを用いた樹脂成形の自由度を、より向上させる。【解決手段】バルブピン３は、先端がキャビティ１３に進入する位置まで前進した状態で、キャビティ１３と流路６とを連通するために、外周面における軸方向の一区間を凹ませた連通凹部２１を備える。この連通凹部２１によってキャビティ１３と流路６とを連通させるバルブピン３の進退位置を連通位置とし、バルブピン３は、先端がキャビティ１３まで進入した状態を維持する範囲内で、連通位置から後退すると、連通凹部２１よりも先端側の外周面がゲート１４に嵌合してゲート１４を封止する。コントローラー（図示せず）は、溶融樹脂の保圧工程が完了するまでは、バルブピンを連通位置にし、保圧工程が完了したら、先端がキャビティ１３まで進入した状態を維持する範囲内で、予め定められた成形位置までバルブピン３を後退させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティに連通するゲートと、
内部に流路が形成されると共に、先端に前記ゲートに対応する形状の吐出口が形成され、当該吐出口を前記ゲートと同軸上で連通させることで、前記流路から前記キャビティへと溶融樹脂を供給するノズルと、
前記ノズル内に収容され、前記吐出口及び前記ゲートに嵌合可能な外周面を有し、軸方向に進退可能で、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進可能に構成されたバルブピンと、を備え、
前記バルブピンは、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進した状態で、前記キャビティと前記流路とを連通するために、前記外周面の一部を凹ませた連通凹部を備え、
前記連通凹部によって前記キャビティと前記流路とを連通させる前記バルブピンの進退位置を連通位置とし、
前記バルブピンは、先端が前記キャビティまで進入した状態を維持する範囲内で、前記連通位置から後退すると、前記連通凹部よりも先端側の前記外周面が前記ゲートに嵌合して当該ゲートを封止することを特徴とするホットランナー。
【請求項２】
前記バルブピンの進退位置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記溶融樹脂の保圧工程が完了するまでは、前記バルブピンを前記連通位置にし、当該保圧工程が完了したら、先端が前記キャビティまで進入した状態を維持する範囲内で、予め定められた成形位置まで前記バルブピンを後退させることで前記ゲートを封止することを特徴とする請求項１に記載のホットランナー。
【請求項３】
金型のキャビティに連通するゲートと、
内部に流路が形成されると共に、先端に前記ゲートに対応する形状の吐出口が形成され、当該吐出口を前記ゲートと同軸上で連通させることで、前記流路から前記キャビティへと溶融樹脂を供給するノズルと、
前記ノズル内に収容され、前記吐出口及び前記ゲートに嵌合可能な外周面を有し、軸方向に進退可能で、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進可能に構成されたバルブピンと、を備え、
前記バルブピンは、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進した状態で、前記キャビティと前記流路とを連通するために、前記外周面の一部を凹ませた連通凹部を備え、
前記連通凹部によって前記キャビティと前記流路とを連通させる前記バルブピンの進退位置を連通位置とし、
前記バルブピンは、前記連通位置から前進すると、前記連通凹部よりも基端側の前記外周面が前記吐出口に嵌合して当該吐出口を封止することを特徴とするホットランナー。
【請求項４】
前記バルブピンの進退位置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記溶融樹脂の保圧工程が完了するまでは、前記バルブピンを前記連通位置にし、当該保圧工程が完了したら、予め定められた成形位置まで前記バルブピンを前進させることで前記ゲートを封止することを特徴とする請求項３に記載のホットランナー。
【請求項５】
前記バルブピンは、先端側の少なくとも前記キャビティに進入する領域の外周面に、フッ素系の表面処理が施されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のホットランナー。
【請求項６】
前記金型は、前記キャビティを形成する内壁面のうち、前記バルブピンの先端と軸方向に対向する部位に、当該バルブピンの外周面と嵌合可能な内周面を有する嵌合穴が形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のホットランナー。
【請求項７】
前記制御手段は、モーター駆動によって、前記バルブピンの進退位置を制御することを特徴とする請求項２、４〜６の何れか一項に記載のホットランナー。
【請求項８】
前記制御手段は、前記溶融樹脂の射出工程の際には、前記吐出口から退避する位置まで前記バルブピンを後退させることを特徴とする請求項２、４〜７の何れか一項に記載のホットランナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットランナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブゲート式のホットランナーでは、ゲートに対して進退可能なバルブピンを設け、このバルブピンを後退させることでゲートを開放し、金型への射出を行う。一方、バルブピンを前進させると、ゲートにバルブピンが嵌合して、ゲートが閉鎖される構造になっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１２３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
成形品の中心位置に、凹部や貫通孔を形成したいとのニーズがある場合、溶融樹脂の充填バランスを考えると、ゲートの中心位置を成形品の中心位置に一致させることが望ましい。しかしながら、従来のバルブゲート構造では、ゲートの真下に位置する成形品に、凹部や貫通孔を形成することができないため、ゲートの中心位置を成形品の中心位置からずらさなければならなかった。
【０００５】
本発明の課題は、ホットランナーを用いた樹脂成形の自由度を、より向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、
金型のキャビティに連通するゲートと、内部に流路が形成されると共に、先端に前記ゲートに対応する形状の吐出口が形成され、当該吐出口を前記ゲートと同軸上で連通させることで、前記流路から前記キャビティへと溶融樹脂を供給するノズルと、前記ノズル内に収容され、前記吐出口及び前記ゲートに嵌合可能な外周面を有し、軸方向に進退可能で、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進可能に構成されたバルブピンと、を備え、前記バルブピンは、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進した状態で、前記キャビティと前記流路とを連通するために、前記外周面の一部を凹ませた連通凹部を備え、前記連通凹部によって前記キャビティと前記流路とを連通させる前記バルブピンの進退位置を連通位置とし、前記バルブピンは、先端が前記キャビティまで進入した状態を維持する範囲内で、前記連通位置から後退すると、前記連通凹部よりも先端側の前記外周面が前記ゲートに嵌合して当該ゲートを封止することを特徴とする。
【０００７】
このように、バルブピンの先端をキャビティまで進入させた状態であっても、連通凹部によってキャビティと流路とを連通させることで、流路からキャビティへと溶融樹脂を供給することができる。また、バルブピンの先端をキャビティに進入させた状態を維持する範囲内で、このバルブピンを後退させると、連通凹部よりも先端側の外周面によってゲートが封止され、バルブピンの先端側が金型の一部を構成することになる。すなわち、ゲートの真下に位置する成形品に、バルブピンの先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、ホットランナーを用いた樹脂成形の自由度をより向上させることができる。
【０００８】
本発明の他の態様は、
前記バルブピンの進退位置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記溶融樹脂の保圧工程が完了するまでは、前記バルブピンを前記連通位置にし、当該保圧工程が完了したら、先端が前記キャビティまで進入した状態を維持する範囲内で、予め定められた成形位置まで前記バルブピンを後退させることで前記ゲートを封止することを特徴とする。
【０００９】
このように、保圧工程が完了してから、バルブピンを連通位置から成形位置まで後退させることで、ゲートの真下に位置する成形品に、バルブピンの先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、ホットランナーを用いた樹脂成形の自由度をより向上させることができる。
【００１０】
本発明の他の態様は、
金型のキャビティに連通するゲートと、内部に流路が形成されると共に、先端に前記ゲートに対応する形状の吐出口が形成され、当該吐出口を前記ゲートと同軸上で連通させることで、前記流路から前記キャビティへと溶融樹脂を供給するノズルと、前記ノズル内に収容され、前記吐出口及び前記ゲートに嵌合可能な外周面を有し、軸方向に進退可能で、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進可能に構成されたバルブピンと、を備え、前記バルブピンは、先端が前記キャビティに進入する位置まで前進した状態で、前記キャビティと前記流路とを連通するために、前記外周面の一部を凹ませた連通凹部を備え、前記連通凹部によって前記キャビティと前記流路とを連通させる前記バルブピンの進退位置を連通位置とし、前記バルブピンは、前記連通位置から前進すると、前記連通凹部よりも基端側の前記外周面が前記吐出口に嵌合して当該吐出口を封止することを特徴とする。
【００１１】
このように、バルブピンの先端をキャビティまで進入させた状態であっても、連通凹部によってキャビティと流路とを連通させることで、流路からキャビティへと溶融樹脂を供給することができる。また、このバルブピンを連通位置から更に前進させると、連通凹部よりも基端側の外周面によって吐出口が封止され、バルブピンの先端側が金型の一部を構成することになる。すなわち、ゲートの真下に位置する成形品に、バルブピンの先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、ホットランナーを用いた樹脂成形の自由度をより向上させることができる。
【００１２】
本発明の他の態様は、
前記バルブピンの進退位置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記溶融樹脂の保圧工程が完了するまでは、前記バルブピンを前記連通位置にし、当該保圧工程が完了したら、予め定められた成形位置まで前記バルブピンを前進させることで前記ゲートを封止することを特徴とする。
【００１３】
このように、保圧工程が完了してから、バルブピンを連通位置から成形位置まで前進させることで、ゲートの真下に位置する成形品に、バルブピンの先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、ホットランナーを用いた樹脂成形の自由度をより向上させることができる。
【００１４】
本発明の他の態様は、
前記バルブピンは、先端側の少なくとも前記キャビティに進入する領域の外周面に、フッ素系の表面処理が施されることを特徴とする。
このように、バルブピンの先端側に、フッ素系の表面処理を施すことで、溶融樹脂が固化した後の成形品との離型性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の他の態様は、
前記金型は、前記キャビティを形成する内壁面のうち、前記バルブピンの先端と軸方向に対向する部位に、当該バルブピンの外周面と嵌合可能な内周面を有する嵌合穴が形成されることを特徴とする。
【００１６】
このように、金型の内壁面に嵌合穴を形成したことで、この嵌合穴に嵌合する位置までバルブピンを前進させると、成形品に貫通孔を形成するための金型構造となる。また、この嵌合穴は、バルブピンの進退を積極的に許容するための逃げ代ともなる。すなわち、嵌合穴のない構成で、バルブピンを連通位置から成形位置へと進退させると、バルブピンのキャビティへの進入量に応じてキャビティの容積が変化してしまう。これに対して、嵌合穴を形成し、この嵌合穴にバルブピンが嵌合した状態であれば、バルブピンの進退に応じてキャビティの容積が変化することを防止できる。
【００１７】
本発明の他の態様は、
前記制御手段は、モーター駆動によって、前記バルブピンの進退位置を制御することを特徴とする。
このように、モーター駆動を採用することで、油圧駆動やエア駆動と比較して、バルブピンの進退位置を高応答で制御することができる。
【００１８】
本発明の他の態様は、
前記制御手段は、前記溶融樹脂の射出工程の際には、前記吐出口から退避する位置まで前記バルブピンを後退させることを特徴とする。
このように、ゲートから退避する位置までバルブピンを後退させた状態で射出工程を行うことで、流路からキャビティへの溶融樹脂の供給を全開状態で行い、充填速度を向上させることができる。また、連通凹部に詰まりが発生する可能性も軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】成形品の一例を示す図である。
【図２】ホットランナーの概略構成図である。
【図３】ホットランナーにおけるゲート部分の概略構成図である（第一実施形態）。
【図４】連通凹部の形状を例示した図である。
【図５】バルブピンの動作図である（第一実施形態）。
【図６】ホットランナーにおけるゲート部分の概略構成図である（第二実施形態）。
【図７】バルブピンの動作図である（第二実施形態）。
【図８】連通凹部の形状を例示した図である。
【図９】ホットランナーにおけるゲート部分の概略構成図である（第三実施形態）。
【図１０】バルブピンの動作図である（第三実施形態）。
【図１１】バルブピンの動作図である（第四実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第一実施形態》
《構成》
図１は、成形品の一例を示す図である。
第一実施形態は、成形品の中心位置に貫通孔を成形するためのホットランナー構造である。
【００２１】
図２は、ホットランナーの概略構成図である。
ホットランナー１は、金型のキャビティへ溶融樹脂を供給する筒状のノズル２と、このノズル２の内部に収容された円形断面のバルブピン３と、このバルブピン３を軸方向に進退させる駆動機構４と、を備える。
駆動機構４は、モーターを駆動源とし、モーターの回転運動をバルブピン３の直線運動に変換する。例えばマイクロコンピューターで構成されたコントローラー（図示せず）は、モーターの回転角を制御することで、バルブピン３の進退位置を制御する。ここで、駆動機構４及びコントローラーが「制御手段」に対応する。
【００２２】
図３は、ホットランナーにおけるゲート部分の概略構成図である。
金型１０は、固定側型板１１と、可動側型板１２と、を備え、互いに成形面を対向させて配置され、固定側型板１１に対する可動側型板１２の進退によって金型１０の開閉が行われる。この金型１０を閉じたときに、固定側型板１１の成形面及び可動側型板１２の成形面によって形成された空洞部分がキャビティ１３となる。固定側型板１１には、外側から成形面に貫通し、キャビティ１３に連通する円形断面のゲート１４が形成される。ゲート１４の位置は、溶融樹脂の充填バランスを考えて、成形面の中心位置とする。
【００２３】
ノズル２の内部には、溶融樹脂の流路６が形成され、先端にはゲート１４と同径となる円形断面の吐出口７が形成される。吐出口７は、流路６よりも小径である。この吐出口７がゲート１４と同軸上で連通するように、ノズル２の先端側を固定側型板１１に当接させている。これにより、溶融樹脂が流路６から吐出口７及びゲート１４を介してキャビティ１３へと供給される。なお、溶融樹脂の漏洩を防ぐために、ノズル２の先端側と固定側型板１１とを嵌合させた構造にしている。
【００２４】
バルブピン３は、先端側がキャビティ１３に進入（突出）する位置まで前進可能となるように、長さやストローク量が設定される。
また、バルブピン３は、吐出口７及びゲート１４に摺動可能な状態で嵌合する基準外径を有する。但し、先端側がキャビティ１３に進入する位置まで前進した状態で、キャビティ１３と流路６とを連通するために、軸方向の一区間を基準外径よりも全周に亘って凹ませた連通凹部２１が形成される。つまり、先端側から順に、基準外径の第一区間Ａ１と、連通凹部２１に対応する小径の第二区間Ａ２と、基準外径となる第三区間Ａ３と、が形成される。
【００２５】
図４は、連通凹部２１の形状を例示した図である。
連通凹部２１は、その底面から基準外径へと拡径する隅を、図４（ａ）に示すように、直角にしたり、図４（ｂ）に示すように、アール形状にしてもよい。
第二区間Ａ２の長さは、流路６及び吐出口７の境界線からゲート１４及びキャビティ１３の境界線までの距離よりも長い。この連通凹部２１により、先端側がキャビティ１３に進入する位置までバルブピン３を前進させても、流路６からキャビティ１３へと溶融樹脂が供給される。
【００２６】
ここで、連通凹部２１を介してキャビティ１３と流路６とを連通させるバルブピン３の進退位置を連通位置と称す。バルブピン３は、先端側がキャビティ１３まで進入した状態を維持する範囲内で、連通位置から後退すると、連通凹部２１よりも先端側の第一区間Ａ１は基準外径なので、この第一区間Ａ１の外周面がゲート１４に嵌合して、ゲート１４が封止される。
【００２７】
この封止した状態で、溶融樹脂は冷却されて固化するので、このときのバルブピン３の進退位置を成形位置と称す。すなわち、この成形位置は、先端側がキャビティ１３まで進入した状態を維持する範囲内で、第一区間Ａ１の外周面がゲート１４に嵌合する範囲内で、予め設定される。
バルブピン３の第一区間Ａ１は、キャビティ１３に進入する領域なので、成形品との離型性を向上させるために、予めフッ素系の表面処理を施しておく。
【００２８】
一方、可動側型板１２の成形面のうち、バルブピン３の先端と軸方向に対向する部位には、ゲート１４に向かって突設された円形断面の凸部２２が形成される。さらに、この凸部２２の上面には、バルブピン３の基準外径と嵌合可能な内周面を有する嵌合穴２３が形成される。この嵌合穴２３の深さは、バルブピン３を連通位置から成形位置までの後退方向のストローク量よりも長くなるように設定される。
【００２９】
ここで、連通位置と成形位置とについて説明する。
先ず、連通位置とは、流路６とキャビティ１３とを連通するために、連通凹部２１に対応する第二区間Ａ２が流路６からキャビティ１３に亘って配置される位置である。このとき、バルブピン３の第一区間Ａ１は、嵌合穴２３に嵌合状態で挿入される。一方、形成位置とは、ゲート１４を封止するために、第一区間Ａ１の先端側が嵌合穴２３との嵌合状態を維持する範囲内で、第一区間Ａ１の基端側がゲート１４に嵌合する位置である。
【００３０】
なお、凸部２２には、インサート部品２４が外嵌される。この凸部２２（インサート部品２４）と、キャビティ１３に進入したバルブピン３の第一区間Ａ１と、によって、成形品の中心位置に貫通孔が形成される。
【００３１】
次に、コントローラー（図示せず）で実行するバルブピン３の駆動制御処理について説明する。
先ず、射出工程を行う前に、駆動機構４を介してバルブピン３を連通位置まで前進させる。この状態で、射出工程と保圧工程とを行い、保圧工程が完了したら、駆動機構４を介してバルブピン３を成形位置まで後退させ、溶融樹脂を冷却する。
【００３２】
《作用》
次に、第一実施形態の作用について説明する。
図５は、バルブピンの動作図である。
先ず、図５（ａ）に示すように、射出工程を行う前に、バルブピン３を連通位置まで前進させる。このとき、連通凹部２１に対応する第二区間Ａ２がノズル２の流路６から金型１０のキャビティ１３に亘って配置され、先端側の第一区間Ａ１は、キャビティ１３内に存在し、更にその先端側が嵌合穴２３に嵌合状態で挿入されている。
【００３３】
次に、図５（ｂ）に示すように、射出工程と保圧工程が行われる。このとき、溶融樹脂は、流路６から連通凹部２１を介してキャビティ１３へと供給され、充填される。
次に、図５（ｃ）に示すように、保圧工程が完了したら、バルブピン３を連通位置から予め定められた成形位置まで後退させる。このとき、バルブピン３における第一区間Ａ１の基端側が、ゲート１４の内周面に嵌合した時点で、ゲート１４が封止される。また、バルブピン３は、その第一区間Ａ１が嵌合穴２３の内周面に嵌合した状態を維持する範囲内で後退する。このように、バルブピン３を成形位置まで後退させてから、溶融樹脂が冷却固化し、成形される。
【００３４】
次に、図５（ｄ）に示すように、冷却工程が完了したら、金型１０を開いて成形品を取り出し、再び金型１０を閉じて、図５（ａ）に戻る。
上記のように、バルブピン３の先端をキャビティ１３まで進入させた状態であっても、連通凹部２１によってキャビティ１３と流路６とを連通させることで、流路６からキャビティ１３へと溶融樹脂を供給することができる。また、バルブピン３の先端をキャビティ１３に進入させた状態を維持する範囲内で、このバルブピン３を後退させると、連通凹部２１よりも先端側の外周面によってゲート１４が封止され、バルブピン３の先端側が金型の一部を構成することになる。すなわち、ゲート１４の真下に位置する成形品に、バルブピン３の先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、バルブピン３と成形品との相対位置や、成形品の形状についての自由度をより向上させることができる。
【００３５】
また、保圧工程が完了してから、バルブピン３を連通位置から成形位置まで後退させることで、ゲート１４の真下に位置する成形品に、バルブピン３の先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、バルブピンと成形品との相対位置や、成形品の形状についての自由度をより向上させることができる。
また、バルブピン３の先端側に、フッ素系の表面処理を施すことで、溶融樹脂が固化した後の成形品との離型性を向上させることができる。
【００３６】
また、可動側型板１２の成形面に嵌合穴２３を形成したことで、この嵌合穴２３に嵌合する位置までバルブピン３を前進させると、成形品に貫通孔を形成するための金型構造となる。また、この嵌合穴２３は、バルブピン３の進退を積極的に許容するための逃げ代ともなる。すなわち、嵌合穴２３のない構成で、バルブピン３を連通位置から成形位置へと進退させると、バルブピン３のキャビティ１３への進入量に応じてキャビティ１３の容積が変化してしまう。これに対して、嵌合穴２３を形成し、この嵌合穴２３にバルブピン３が嵌合した状態であれば、バルブピン３の進退に応じてキャビティ１３の容積が変化することを防止できる。
【００３７】
また、モーター駆動を採用することで、油圧駆動やエア駆動と比較して、バルブピン３の進退位置を高応答で制御することができる。
【００３８】
《第二実施形態》
《構成》
第二実施形態は、バルブピン３の他の動作例を示すものである。
【００３９】
図６は、ホットランナーにおけるゲート部分の概略構成図である。
ここでは、前述した第一実施形態と比べて、バルブピン３の動作と嵌合穴２３の深さとを変更したことを除いては同様の構成を有するので、共通する部分については詳細な説明を省略する。
【００４０】
バルブピン３は、連通位置から更に前進すると、連通凹部２１よりも基端側の第三区間Ａ３は基準外径なので、この第三区間Ａ３の外周面が吐出口７に嵌合して、吐出口７が封止される。
【００４１】
この封止した状態で、溶融樹脂は冷却されて固化するので、このときのバルブピン３の進退位置を成形位置と称す。すなわち、この成形位置は、先端側がキャビティ１３まで進入した状態を維持する範囲内で、第三区間Ａ３の外周面が吐出口７に嵌合する範囲内で、予め設定される。
【００４２】
一方、嵌合穴２３の深さは、バルブピン３を連通位置から成形位置までの前進方向のストローク量よりも長くなるように設定される。したがって、嵌合穴２３は、前述した第一実施形態よりも深くなる。
【００４３】
ここで、連通位置と成形位置とについて説明する。
先ず、連通位置とは、流路６とキャビティ１３とを連通するために、連通凹部２１に対応する第二区間Ａ２が流路６からキャビティ１３に亘って配置される位置である。このとき、バルブピン３の第一区間Ａ１は、嵌合穴２３に嵌合状態で挿入される。一方、形成位置とは、吐出口７を封止するために、第三区間Ａ３の先端側が吐出口７に嵌合する位置である。
【００４４】
バルブピン３の第二区間Ａ２は、キャビティ１３に進入する領域なので、成形品との離型性を向上させるために、予めフッ素系の表面処理を施しておく。すなわち、凸部２２（インサート部品２４）と、キャビティ１３に進入したバルブピン３の第二区間Ａ２と、によって、成形品の中心位置に貫通孔が形成される。
【００４５】
次に、コントローラー（図示せず）で実行するバルブピン３の駆動制御処理について説明する。
【００４６】
先ず、射出工程を行う前に、駆動機構４を介してバルブピン３を連通位置まで前進させる。この状態で、射出工程と保圧工程とを行い、保圧工程が完了したら、駆動機構４を介してバルブピン３を成形位置まで前進させ、溶融樹脂を冷却する。
【００４７】
《作用》
次に、第二実施形態の作用について説明する。
図７は、バルブピンの動作図である。
先ず、図７（ａ）に示すように、射出工程を行う前に、バルブピン３を連通位置まで前進させる。このとき、連通凹部２１に対応する第二区間Ａ２がノズル２の流路６から金型１０のキャビティ１３に亘って配置され、先端側の第一区間Ａ１は、キャビティ１３内に存在し、更にその先端側が嵌合穴２３に嵌合状態で挿入されている。
【００４８】
次に、図７（ｂ）に示すように、射出工程と保圧工程が行われる。このとき、溶融樹脂は、流路６から連通凹部２１を介してキャビティ１３へと供給され、充填される。
次に、図７（ｃ）に示すように、保圧工程が完了したら、バルブピン３を連通位置から予め定められた成形位置まで前進させる。このとき、バルブピン３における第三区間Ａ３の先端側が、吐出口７の内周面に嵌合した時点で、吐出口７が封止される。また、バルブピン３は、その第一区間Ａ１が嵌合穴２３の更に奥へと挿入される。このように、バルブピン３を成形位置まで前進させてから、溶融樹脂が冷却固化し、成形される。
【００４９】
次に、図７（ｄ）に示すように、冷却工程が完了したら、金型１０を開いて成形品を取り出し、再び金型１０を閉じて、図７（ａ）に戻る。
上記のように、バルブピン３の先端をキャビティ１３まで進入させた状態であっても、連通凹部２１によってキャビティ１３と流路６とを連通させることで、流路６からキャビティ１３へと溶融樹脂を供給することができる。また、このバルブピン３を更に前進させると、連通凹部２１よりも基端側の外周面によって吐出口７が封止され、バルブピン３の先端側が金型の一部を構成することになる。すなわち、ゲート１４の真下に位置する成形品に、バルブピン３の先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、バルブピン３と成形品との相対位置や、成形品の形状についての自由度をより向上させることができる。
【００５０】
また、保圧工程が完了してから、バルブピン３を連通位置から成形位置まで前進させることで、ゲート１４の真下に位置する成形品に、バルブピン３の先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、バルブピンと成形品との相対位置や、成形品の形状についての自由度をより向上させることができる。
【００５１】
また、可動側型板１２の成形面に嵌合穴２３を形成したことで、この嵌合穴２３に嵌合する位置までバルブピン３を前進させると、成形品に貫通孔を形成するための金型構造となる。また、この嵌合穴２３は、バルブピン３の進退を積極的に許容するための逃げ代ともなる。すなわち、嵌合穴２３のない構成で、バルブピン３を連通位置から成形位置へと前進させると、バルブピン３のキャビティ１３への進入量に応じてキャビティ１３の容積が変化してしまう。これに対して、嵌合穴２３を形成し、この嵌合穴２３にバルブピン３が嵌合した状態であれば、バルブピン３の進退に応じてキャビティ１３の容積が変化することを防止できる。
【００５２】
《応用例》
なお、図７（ｃ）に示すように、バルブピン３を成形位置まで前進させてから、溶融樹脂が冷却固化すると、バルブピン３の第一区間Ａ１と第二区間Ａ２との間の段差部が、アンダーカットとなってしまう。そこで、成形品との離型性を向上させるために、連通凹部２１の形状や、第一区間Ａ１及び第二区間Ａ２の外径を、下記のように変更してもよい。
【００５３】
図８は、連通凹部２１の形状を例示した図である。
連通凹部２１は、その底面から基準外径へと拡径する段差部を、図８（ａ）に示すように、徐々に拡径するテーパ形状にしてもよい。また、第一区間Ａ１及び第二区間Ａ２において、図８（ｂ）に示すように、先端に向けて徐々に縮径するテーパ形状にしたり、図８（ｃ）に示すように、均一な同一外径にしてもよい。これは、成形品に形成したい凹部や貫通孔の形状に応じて決定する。何れにしても、バルブピン３の第一区間Ａ１と第二区間Ａ２との間の段差部が、アンダーカットとなることを抑制することで、成形品との離型性を向上させることができる。
【００５４】
《第三実施形態》
《構成》
第三実施形態は、バルブピン３の他の動作例を示すものである。
図９は、ホットランナーにおけるゲート部分の概略構成図である。
ここでは、前述した第二実施形態と比べて、バルブピン３の動作を変更し、嵌合穴２３を無くしたことを除いては同様の構成を有するので、共通する部分については詳細な説明を省略する。
【００５５】
可動側型板１２の成形面に突設された凸部２２の上面には、前述した嵌合穴２３を形成していない。すなわち、バルブピン３の進退を積極的に許容するための逃げ代が無い。
そこで、連通位置では、バルブピン３の先端面は、成形位置へ前進するときのストローク量だけを残して、凸部２２の上面から離れた位置に設定する。一方、成形位置では、バルブピン３の先端面は、凸部２２の上面に当接した位置に設定する。
【００５６】
《作用》
次に、第三実施形態の作用について説明する。
図１０は、バルブピンの動作図である。
先ず、図１０（ａ）に示すように、射出工程を行う前に、バルブピン３を連通位置まで前進させる。このとき、連通凹部２１に対応する第二区間Ａ２がノズル２の流路６から金型１０のキャビティ１３に亘って配置され、先端側の第一区間Ａ１は、キャビティ１３内に存在し、その先端面は、凸部２２の上面から離れた位置にある。
【００５７】
次に、図１０（ｂ）に示すように、射出工程と保圧工程が行われる。このとき、溶融樹脂は、流路６から連通凹部２１を介してキャビティ１３へと供給され、充填される。
次に、図１０（ｃ）に示すように、保圧工程が完了したら、バルブピン３を連通位置から予め定められた成形位置まで前進させる。このとき、バルブピン３における第三区間Ａ３の先端側が、吐出口７の内周面に嵌合した時点で、吐出口７が封止される。また、バルブピン３は、成形位置に到達したときに、その第一区間Ａ１の先端面が凸部２２の上面に当接する。このように、バルブピン３を成形位置まで前進させてから、溶融樹脂が冷却固化し、成形される。このとき、バルブピン３のキャビティ１３への進入量に応じてキャビティ１３の容積が小さくなってしまう。すなわち、保圧工程が完了してから、更にバルブピン３を押し込むことで、圧縮成形となる。
【００５８】
次に、図１０（ｄ）に示すように、冷却工程が完了したら、金型１０を開いて成形品を取り出し、再び金型１０を閉じて、図１０（ａ）に戻る。
上記のように、バルブピン３の先端をキャビティ１３まで進入させた状態であっても、連通凹部２１によってキャビティ１３と流路６とを連通させることで、流路６からキャビティ１３へと溶融樹脂を供給することができる。また、このバルブピン３を更に前進させると、連通凹部２１よりも基端側の外周面によって吐出口７が封止され、バルブピン３の先端側が金型の一部を構成することになる。すなわち、ゲート１４の真下に位置する成形品に、バルブピン３の先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、バルブピン３と成形品との相対位置や、成形品の形状についての自由度をより向上させることができる。
【００５９】
また、保圧工程が完了してから、バルブピン３を連通位置から成形位置まで前進させることで、ゲート１４の真下に位置する成形品に、バルブピン３の先端側の形状に応じた凹部や貫通孔を形成することができる。したがって、バルブピンと成形品との相対位置や、成形品の形状についての自由度をより向上させることができる。
【００６０】
《第四実施形態》
《構成》
第四実施形態は、バルブピン３の他の動作例を示すものである。
ここでは、前述した第三実施形態と比べて、射出工程を行う際の、バルブピン３の進退位置を変更したことを除いては同様の構成を有するので、共通する部分については詳細な説明を省略する。
【００６１】
次に、コントローラー（図示せず）で実行するバルブピン３の駆動制御処理について説明する。
先ず、射出工程を行う前に、駆動機構４を介してバルブピン３を吐出口７から退避させる。この状態で、射出工程を行い、保圧工程を行うときに、駆動機構４を介してバルブピン３を前述した連通位置まで前進させる。そして、保圧工程が完了したら、駆動機構４を介してバルブピン３を成形位置まで前進させ、溶融樹脂を冷却する。
【００６２】
《作用》
次に、第四実施形態の作用について説明する。
図１１は、バルブピンの動作図である。
先ず、図１１（ａ）に示すように、射出工程を行う前に、バルブピン３を吐出口７から退避させる、つまりバルブピン３が吐出口７と非接触状態となる位置まで後退させる。
次に、図１１（ｂ）に示すように、射出工程が行われる。このとき、溶融樹脂は、流路６から吐出口７及びゲート１４を介してキャビティ１３へと供給される。
【００６３】
次に、図１１（ｃ）に示すように、保圧工程を行うときに、バルブピン３を連通位置まで前進させる。このとき、連通凹部２１に対応する第二区間Ａ２がノズル２の流路６から金型１０のキャビティ１３に亘って配置され、先端側の第一区間Ａ１は、キャビティ１３内に存在し、その先端面は、凸部２２の上面から離れた位置にある。このとき、溶融樹脂は、流路６から連通凹部２１を介してキャビティ１３へと供給され、充填される。
【００６４】
次に、図１１（ｄ）に示すように、保圧工程が完了したら、バルブピン３を連通位置から予め定められた成形位置まで前進させる。このとき、バルブピン３における第三区間Ａ３の先端側が、吐出口７の内周面に嵌合した時点で、吐出口７が封止される。また、バルブピン３は、成形位置に到達したときに、その第一区間Ａ１の先端面が凸部２２の上面に当接する。このように、バルブピン３を成形位置まで前進させてから、溶融樹脂が冷却固化し、成形される。このとき、バルブピン３のキャビティ１３への進入量に応じてキャビティ１３の容積が小さくなってしまう。すなわち、保圧工程が完了してから、更にバルブピン３を押し込むことで、圧縮成形となる。
【００６５】
次に、図１１（ｅ）に示すように、冷却工程が完了したら、金型１０を開いて成形品を取り出し、再び金型１０を閉じて、図１１（ａ）に戻る。
上記のように、射出工程を行う際に、バルブピン３を吐出口７から退避する位置まで後退させておくことで、流路６からキャビティ１３への溶融樹脂の供給を全開状態で行い、充填速度を向上させることができる。また、連通凹部２１に詰まりが発生する可能性も軽減できる。
【００６６】
《応用例》
なお、第四実施形態では、射出工程のときだけ、バルブピン３を吐出口７から退避させているが、これに限定されるものではなく、保圧工程のときにも、バルブピン３を吐出口７から退避させておいてもよい。この場合、保圧工程が完了したときに、バルブピン３を成形位置まで前進させる。
【符号の説明】
【００６７】
１…ホットランナー、２…ノズル、３…バルブピン、４…駆動機構、６…流路、７…吐出口、１０…金型、１１…固定側型板、１２…可動側型板、１３…キャビティ、１４…ゲート、２１…連通凹部、２２…凸部、２３…嵌合穴、２４…インサート部品、Ａ１…第一区間、Ａ２…第二区間、Ａ３…第三区間
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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