(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂路（１０ａ）を形成したマニホールド（１０）と、前記マニホールドの一側に連結され、外周面にヒータが巻線されたノズル（２０）と、油・空圧やモータを利用して昇降する昇降要素を具備する駆動手段（４０）とからなる射出成形機用のホットランナーバルブ装置において、
前記ノズルは、中心に設置孔（２１ａ）が貫通形成され、下側には、前記設置孔に対して減少した直径を有する出入孔（２２）が形成されたボディー（２１）を具備し、
前記設置孔に一端がスライドして挟み込まれ、一側が前記昇降要素に連結されて連動することによって、上昇移動時には下端部が前記ノズルの内側に位置し、下降時には下面が金型（ｍ）に接触され、上端部は樹脂が供給されるように前記マニホールドの樹脂路（１０ａ）に連結され、下端部は供給された樹脂が前記金型のキャビティ（ｃ）に注入されることができるように、前記出入孔を通過して出没する流動制御チップ（３２）が形成された昇降ピン（３０）を含んで構成され、
前記昇降ピンは、その中心に前記マニホールドの前記樹脂路に連結される樹脂流路（３１ａ）が形成され、前記流動制御チップは、その中心に前記樹脂流路と連結する取出路（３２ｓｈ）が貫通形成されることを特徴とする射出成形機用のホットランナーバルブ装置。
【請求項２】
前記昇降ピンは、前記樹脂流路と連結する前記取出路（３２ｓｈ）が中心に貫通形成される前記流動制御チップ（３２）に代えて前記出入孔を通過して出没するために、前記下端部には閉鎖された流動制御チップ（３２’）が突出具備され、当該昇降ピンの胴体部分と当該流動制御チップ（３２’）との連結部分には、前記樹脂流路に連結されるサイド取出路（３２ｓｈ’）が複数個貫通形成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機用のホットランナーバルブ装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、外部から高圧の空気を供給及び排出するためのエアチャンネル（４１ａ、４１ｂ）が形成されたシリンダーハウジング（４１）と、前記シリンダーハウジングの内部に具備され、前記エアチャンネルを通じて選択的に流入される高圧の空気によって昇降する要素であるピストン（３３）とで構成され、
前記昇降ピンは、昇降時に位置干渉されない外側一端部が前記ピストンの内側に一体で連結されて連動構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形機用のホットランナーバルブ装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、上部一側に前記マニホールドの前記樹脂路と連結され、その内部に前記昇降ピンの前記上端部がスライド挿入されるブッシング（４２）を含んで構成されたことを特徴とする請求項３に記載の射出成形機用のホットランナーバルブ装置。
【請求項５】
前記ボディーは、その下面が前記金型と熱遮断間隙（ｇ）を形成するように具備されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機用のホットランナーバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機用のホットランナーバルブ装置に関し、さらに詳しくは、複雑な機構的な開閉構造を取らず、内部に樹脂が流動される昇降ピンを昇降させる簡素な構造により、金型のキャビティに注入される樹脂の供給を容易に制御することができるようにして、小型の精密部品や流動性の不良な樹脂に対する成形条件を良好に造成して、量産性を高め、成形品の不良発生を低減させることができる射出成形機用のホットランナーバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、プラスチック製品を成形する射出成形機は、樹脂を溶融した型締めシリンダーハウジングから樹脂原料をマニホールドに注入させ、注入された樹脂は、マニホールド内に分岐形成された樹脂流路に沿って均等に分配され、マニホールドの下部に結合された一つ以上のノズルにそれぞれ供給されて、製品成形型である上・下金型が形成する成形空間、即ち、キャビティに注入する装置である。このような射出成形機は、バルブピンの昇降動作によってゲート、即ち、出口を開閉するように構成され、成形品の数量によって比較的複数個を一度に成形する場合は、マニホールドを通じて樹脂が供給されるマニホールド型が使用され、単品生産をする場合は、シングル型が使用される。
【０００３】
図１は、従来技術による高圧の空気を作動圧としてバルブピンを昇降させる射出成形機用のホットランナーシステムを概略的に示す断面図である。図示のように、従来の多キャビティ金型用の射出成形機バルブ装置は、大きく、駆動部１００とバルブ装置２００とで構成され、バルブピン２１０の昇降動作のための駆動源として高圧の空気を利用する。即ち、上記駆動部１００は、外部から高圧の空気（Air）を供給及び排出するための管路であるエアチャンネル（air channel）１１０、１２０が複数個形成されており、この複数個のエアチャンネル１１０、１２０を通じて選択的に流入される高圧の空気によって、シリンダーハウジング１３０内のピストン１４０が昇降をなす構造である。この時、上記ピストン１３０の下端には、バルブピン２１０が連結されて連動する構造である。そして、上記バルブピン２１０（図示せず）は、ピストン１３０に連動して昇降することでノズル２２０の先端部を形成するゲート、即ち、出口を選択的に遮断または開放する構造である。
【０００４】
一方、上記バルブ装置２００は、外体を形成するものとして、樹脂の固化を防止するためのヒータが巻線されているノズル２２０を含み、このノズル２２０の内部には、バルブピン２１０が垂直方向に昇降をなすように設置される構造である。ここで、上記ノズル２２０は、バルブピン２１０の周りに一定の間隙を隔てて樹脂チャンネル２３０が形成され、この樹脂チャンネル２３０の両端は、ノズルの出口とマニホールド３００の樹脂チャンネル３１０（図示せず）とにそれぞれ連結される構造である。
【０００５】
このように構成される多キャビティ金型用の射出成形機バルブ装置は、上記エアチャンネル１１０、１２０を通じて選択的に高圧の作動圧が供給されれば、ピストン１４０が昇降または下降をなし、これと同時に、バルブピン２１０が連動して一体で昇降動作が行われる。従って、上記ピストン１４０が昇降するにつれて、ノズルの出口を開放または遮断させるので、結果として、マニホールド３００を通じて供給される樹脂が出口を通じて金型内に供給されるかまたは遮断されるようになる。
【０００６】
要約すると、上記従来技術による空気圧を作動源とする射出成形機用のバルブゲート（出口）装置は、高圧の空気を選択的に当該エアチャンネル１１０、１２０を通じてシリンダーハウジング１３０内に供給させてピストン１４０を昇降させるようになり、この時のピストン１４０に連動してバルブピン２１０がノズルの出口（ゲート）を開閉させる。
【０００７】
しかし、上記のように構成される従来技術によるバルブ装置は、バルブピンを昇降させるための作動源として高圧の空気を利用するので、空気流出を防止するための気密構造を採用しなければならず、作動圧を供給するための大型の空圧装置（コンプレッサー）を必要とするので、体積が大きくなり構造が複雑になり、設置空間に多くの制約を受けるだけでなく、整備及び管理性が極めて不良であるという短所があった。
【０００８】
また、ノズルを複数個具備する多キャビティ金型に適用される場合、各ノズルが有する寸法のばらつきにより、結果として、各ノズルの射出量にばらつきが発生して、均一な品質を有する成形品の量産が難しいという問題点があった。
【０００９】
このような問題点を解決するために、本出願人は、特許文献１乃至特許文献６を通じて、電源によってバルブピンを垂直方向に可動させるバルブ装置の登録を受けた。これらのバルブ装置の構成を大略的に検討すると、大きくノズルと駆動手段とで構成され、この際の上記ノズルは、内部に樹脂の供給を受けて先端部に具備された出口を通じて金型に注入するための樹脂流路が形成される一般的なバルブ構造をとる。そして、上記駆動手段は、電源供給によってバルブピンを上下降させる正・逆モータまたはソレノイド・アクチュエータが使用される。このように、本出願人が先出願したバルブ装置は、電源が供給されて駆動する正・逆モータまたはアクチュエータを駆動源として採用する構造により、バルブ装置の全体的な大きさの小型化が可能になるので、金型設計の自由度を高めることができるだけでなく、バルブピンの移動量を迅速でかつ精密に制御することができる。
【００１０】
しかし、本出願人が先出願した様々なバルブ装置において、正・逆モータを駆動源とする場合、減速機を具備しなければならないだけでなく、モータを冷却するための冷却構造を適用しなければならないので、構造的に複雑であり、経済的な量産が困難であるという短所がある。
【００１１】
一方、ソレノイド原理を利用したアクチュエータの場合は、比較的構造を簡素化することができるが、バルブピンが出口を開放または閉じた状態で相対位置に移動する時点で、円滑な駆動が行われないという短所がある。これは、単にソレノイド・アクチュエータのみで発生する現象ではない。ほぼ全てのホットランナーシステムにおけるバルブピンは、出口（ゲート）の遮断時にその先端が出口に挟み込まれ、その他側端は、直線移動を可能に支持するブッシングに挟み込まれた状態である。このような状態で、出口を開放するためにバルブピンを上昇させる場合は、バルブピンに加えられる停止抵抗（バルブピンを支持するブッシングなどの支持要素による摩擦抵抗及び出口に挟み込まれた時の摩擦抵抗）を乗り越えられるほどの動力、即ち、大きな動力を必要とする。即ち、大部分のホットランナーシステムは、バルブピンの昇降または下降された状態から相対位置に移動時に初期に作用する摩擦抵抗を乗り越え、下降または上昇動作が実行されることができるようにするために、定格出力より高い出力の駆動源が適用されているのが実情である。
【００１２】
従って、高い出力の駆動源（油・空圧シリンダーハウジング、正・逆モータ、アクチュエータ）が要求されることで、製造コストが上昇するという弊害があるだけでなく、体積が大きくなるにつれて、小型でかつ精密な射出物を成形するための金型に対する適用自由度が大きく制限されるという問題点があった。特に、小型でかつ精密な部品を成形するか、または流動性の不良なグラスファイバーやマグネシウム成分などを含有した樹脂を利用して製品を成形する場合、バルブピンの昇降が円滑でないという問題点があった。
【００１３】
また、ノズルの先端部分は、金型と接触されているので金型に熱を奪われるが、樹脂が流動時には、ノズルの外面に巻かれたヒータによって溶融された状態を維持するが、樹脂流動が停止した状態では、ノズルの先端部分で発生する熱損失によって、この部分の樹脂が固化する現象が発生するにつれて、結果として、固化した樹脂が再び溶けるまで射出工程を一時中断しなければならないので、生産性が低下し、固化した樹脂が完全に溶けない場合、成形不良を発生させるという弊害があった。
【００１４】
これを解消するために、従来は、ノズルの先端部分に対する急速加熱ができるように、高周波や低圧方式の加熱手段を付加して取り付けているが、ノズルの先端部分に対する急速加熱によって、これと接した金型の損傷を誘発して金型の寿命を短縮させるという深刻な問題点がある。また、高周波及び低圧方式の加熱手段は、ノズルの周辺に設置されることで、バルブ装置の全体的な体積が大きくなり、設計の自由度が制限されることは勿論、小型でかつ精密な成形品の量産のための金型には、適用が不可能であり、構造が複雑であるため、維持管理の困難があるだけでなく、高価な高周波及び低圧装置をさらに設備しなければならないので、経済性が落ちるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】大韓民国実用新案登録出願第２００２−０９８８３号（登録番号０２８０６０４号、登録決定）
【特許文献２】大韓民国実用新案登録出願第２００２−０９８８４号（登録番号０２８０６０５号、登録維持決定）
【特許文献３】大韓民国実用新案登録出願第２００２−０９８８５号（登録番号０２８０６０６号、登録維持決定）
【特許文献４】大韓民国実用新案登録出願第２００２−１９１７５号（登録番号０２９０４５６号、登録維持決定）
【特許文献５】大韓民国実用新案登録出願第２００３−００３４９３２号（登録番号０３４１５１５号、登録維持決定）
【特許文献６】大韓民国実用新案登録出願第２００３−００３８３６０号（登録番号０３４４１３７号、登録維持決定）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたもので、本発明の目的は、ゲートに対する機構的な遮蔽構造を適用せずとも、ノズルと金型との温度差による樹脂の固化及び溶融現象を利用して、金型のキャビティに注入される樹脂の供給を容易に制御することができるようにすることで、小型の精密部品や流動性の不良な樹脂に対する成形条件を良好に造成して、成形品の品質と量産性を高めるようにした射出成形機用のホットランナーバルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を実現するための本発明による射出成形機用のホットランナーバルブ装置は、樹脂路を形成したマニホールドと、マニホールドの一側に連結され、外周面にヒータが巻線されたノズルと、油・空圧やモータを利用して昇降する昇降要素を具備する駆動手段とからなる射出成形機用のホットランナーバルブ装置において、上記ノズルは、中心に設置孔が貫通形成され、下側には、設置孔に対して減少した直径を有する出入孔が形成されたボディーを具備し、上記設置孔に一端がスライドして挟み込まれ、一側が昇降要素に連結されて連動することによって、上昇移動時には下端部が上記ノズルの内側に位置し、下降時には下面が金型に接触され、上端部は樹脂が供給されるようにマニホールドの樹脂路に連結され、下端部は供給された樹脂が金型のキャビティに注入されることができるように、上記出入孔を通過して出没する流動制御チップが形成された昇降ピンを含んで構成され、昇降ピンは、その中心にマニホールドの樹脂路に連結される樹脂流路が形成され、流動制御チップは、その中心に樹脂流路と連結する取出路が貫通形成されることをその特徴とする。
【００１８】
本発明の好ましい他の特徴として、上記昇降ピンは、樹脂流路と連結する取出路が中心に貫通形成される流動制御チップに代えて出入孔を通過して出没するために、下端部には閉鎖された流動制御チップが突出具備され、当該昇降ピンの胴体部分と当該流動制御チップとの連結部分には、樹脂流路に連結されるサイド取出路が複数個貫通形成されることにある。
【００１９】
本発明の好ましいまた他の特徴として、上記駆動手段は、外部から高圧の空気を供給及び排出するためのエアチャンネルが形成されたシリンダーハウジングと、このシリンダーハウジングの内部に具備され、エアチャンネルを通じて選択的に流入される高圧の空気によって昇降する要素であるピストンとで構成され、上記昇降ピンは、昇降時に位置干渉されない外側一端部が上記ピストンの内側に一体で連結されて連動するように構成されることにある。
【００２０】
本発明の好ましいまた他の特徴として、上記駆動手段は、上部一側に上記マニホールドの樹脂路と連結され、その内部に昇降ピンの上端部がスライド挿入されるブッシングを含んで構成されることにある。
【００２１】
本発明の好ましいまた他の特徴として、上記ボディーは、その下面が金型と熱遮断間隙を形成するように具備されることにある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による射出成形機用のホットランナーバルブ装置は、ノズルの内部に樹脂流路が形成された昇降ピンを昇降させて、選択的にその先端が金型に接触するか離隔するようにすることで、昇降ピンの先端内部の樹脂が固化及び溶融する現象を利用して、金型のキャビティ側に供給される樹脂の流れを制御することができるので、機構的に簡素でかつ経済的な製造が可能であるだけでなく、動作の信頼性を高めることができる有用な効果がある。
【００２３】
特に、樹脂流路を制御するための複雑な遮蔽構造を必要としないので、バルブ装置の構造を簡素化することができ、設計の自由度が高められるだけでなく、昇降ピンの下降及び上昇移動時に周辺部の温度差による樹脂の固化及び溶融現象を利用することにより、樹脂流路の詰まり現象による成形不良を予め防止することができ、小型の精密部品や流動性の不良な成分が含まれた樹脂に対する成形条件を良好に造成することができるので、成形品の品質と量産性を大幅に高められるという利点を期待することができる。
【００２４】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面に基づいた次の詳細な説明でさらに明らかになるであろう。また、本明細書に用いられた用語や単語は、通常でかつ辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者がその自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来技術による空圧を作動圧とした射出成形機用のホットランナーバルブ装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の構成を説明するための断面図である。
【図３】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の構成を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の要部構成を説明するための分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の要部構成を説明するための切開斜視図である。
【図６】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の要部構成を説明するための切開斜視図である。
【図７】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図８】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の他の実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の動作を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明による射出成形機用のホットランナーバルブ装置を説明すると、以下の通りである。先ず、図面において、同一の構成要素または部品は同一の参照符号で表していることに留意すべきである。本発明を説明するにあたって、関連した公知の機能あるいは構成に対する具体的な説明は、本発明の要旨を曖昧にしないために省略する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置において、昇降ピンの上昇移動状態を示す断面図であり、図３は、図２の昇降ピンが下降移動した状態を示す断面図である。そして、図４は、本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の要部構成を説明するための分解斜視図であり、図５及び図６は、昇降ピンの上昇及び下降移動した状態を示す切開斜視図である。また、図７は、本発明の一実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置において、金型のキャビティ内に樹脂を注入するために昇降ピンが下降移動した状態を示し、図８は、金型のキャビティに対する樹脂注入が完了することで、樹脂供給が遮断した状態における取出路周辺の樹脂が固化した状態を示し、図９は、図８の状態で次の射出工程のために昇降ピンを上昇移動させた状態を示す。そして、図１０は、上記図９の取出路周辺の固化した樹脂が、ヒータが巻かれたボディーの温度によって溶融した状態を示す。
【００２８】
以上の図面を参照して、本発明の射出成形機用のホットランナーバルブ装置１の構成を説明する。先ず、本発明の射出成形機用のホットランナーバルブ装置１は、大きく、射出シリンダー（図示せず）から樹脂が供給されてこれを複数に分岐するように内部に樹脂路１０ａが形成されたマニホールド１０と、上記マニホールド１０の一側に連結され、樹脂の供給を受けて金型ｍのキャビティｃの内部に樹脂を注入するためのノズル２０と、このノズル２０の内部に設置され、選択的に昇降することで金型ｍのキャビティｃの内部に注入される樹脂の流動を制御する昇降ピン３０と、上記昇降ピン３０を選択的に上・下位置を変位させる駆動手段４０とで構成される。
【００２９】
マニホールド１０は、熱伝導性に優れた金属材からなる板材状に製作され、その内部には、溶融した状態の液状の樹脂が移動する樹脂路１０ａが分岐された形態で形成される。
そして、その上・下面には、上記樹脂路１０ａに沿って流動する樹脂が固化することを防止するようにヒータ（図示せず）が埋立てられる。また、マニホールド１０は、図面を基準として、下側には、後述するノズル２０及び、このノズル２０の内部に具備され、昇降する昇降ピン３０を昇降させるための駆動手段４０が具備される。このような構成のマニホールド１０は、公知の技術によって実施されるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
ノズル２０は、中空の円柱状を有する管状のボディー２１を具備し、このボディー２１の外周面には、発熱体であるヒータ２３が巻かれる。そして、上記ボディー２１の中心に設置孔２１ａが貫通形成され、その下側面には、上記設置孔２１ａに対して減少した直径を有する出入孔２２が貫通形成される。即ち、上記ノズル２０は、その内部中央に上述したマニホールド１０の樹脂路１０ａと連結される設置孔２１ａが形成され、この設置孔２１ａの内部には、後述する昇降ピン３０の一端がスライド挿入された状態で昇降可能に具備される。このようなノズル２０は、図面に示すように、その下面が金型と熱遮断間隙ｇを形成するように具備されることが好ましい。このため、本発明では、上記ノズル２０のボディー２１下面のフレーム部分が金型に掛けられるようにし、下部面は、金型ｍと所定の間隙である熱遮断間隙ｇを隔てるようにした。ここで、上記熱遮断間隙ｇは、上記ノズル２０を始めとして昇降ピン３０からなった樹脂供給要素が金型ｍに比べて高い温度を維持することで、上記金型ｍと隣接したノズル２０のボディー２１の下面で発生する熱損失を空隙を通じて最小化するためのものである。即ち、上記ノズル２０は、樹脂を溶融状態で維持しなければならないので、略２５０〜３５０℃の温度に加熱されるが、金型の場合は、成形品の成形のために相対的に低い温度である６０〜９０℃の温度を維持することで、上記ノズル２０の下部面が上記金型ｍと直接的に接触する場合、急激な熱損失により、結果として、上記ノズル２０のボディー２１の先端部分における樹脂流動性が悪くなるため、本発明では、これを緩和するための代案として、上記ノズル２０のボディー２１の下面と金型ｍとの間に空隙である熱遮断間隙ｇを隔てて配置されるようにした。
【００３１】
昇降ピン３０は、上記ノズル２０を構成するボディー２１の設置孔２１ａに一端がスライドして挟み込まれるように内部が空いている管状の部材であり、一側が駆動手段４０の昇降要素に連結されることにより、選択的に上・下位置の変位を有するように具備される。このような昇降ピンは、上昇移動時には、下端部が上記ノズル２０の内側に位置し、下降時には、下面が金型に接触するように具備される。即ち、上記昇降ピン３０は、その上端部を通じて樹脂が供給されるように、上記マニホールド１０の樹脂路１０ａと後述するブッシング４２とに連結するように配置され、下端部は、上記マニホールド１０を通じて供給された樹脂を金型ｍのキャビティｃに注入されることができるように減少した直径を有し、上記ボディー２１の出入孔２２を通過して出没することができる程度の直径を有する流動制御チップ３２が形成される。また、上記昇降ピン３０は、その中心に上記マニホールド１０に連結する樹脂流路３１ａが形成され、上記流動制御チップ３２は、その中心に上記樹脂流路３１ａと連結する取出路３２ｓｈが貫通形成される。従って、上記のような構成の昇降ピン３０は、上記マニホールド１０の樹脂路１０ａと連結された樹脂流路３１ａに樹脂が供給されれば、下側の先端部に形成された流動制御チップ３２の取出路３２ｓｈを通じて金型ｍのキャビティｃの内部に樹脂が吐出される。
【００３２】
駆動手段４０は、上記マニホールド１０の一側に固定設置され、上記昇降ピン３０を昇降させる駆動力を生成し、公知の油・空圧を利用する油・空圧シリンダータイプが適用されるか、または、本出願人が先出願したモータを利用した電動機タイプが適用されることができる。本発明では、便宜上、広く使用されている油・空圧シリンダーハウジングタイプが適用されたことを例示したが、上記昇降ピン３０を昇降させることができる構造的な特徴を有すれば、多様な形態の駆動源が使用されることができるであろう。本実施例における駆動手段４０は、上記ノズル２０のボディー２１の内部に設置される昇降ピン３０に昇降力を提供するための駆動要素として、外体を形成するシリンダーハウジング４１と、このシリンダーハウジング４１の内部に設置され、高圧の空気からなった作動圧の供給を受けて上方向または下方向に位置変位を有するピストン３３とで構成される。即ち、上記駆動手段４０は、密閉構造を有し、外部から高圧の空気を供給及び排出するための少なくとも２個以上のエアチャンネル４１ａ、４１ｂが形成されたシリンダーハウジング４１と、上記シリンダーハウジング４１の内部に具備され、上記エアチャンネル４１ａ、４１ｂを通じて選択的に作用する高圧の空気によって上昇するかまたは下降する昇降要素であるピストン３３とで構成される。
【００３３】
一方、上記ピストン３３は、その内部の一側面で上記昇降ピン３０の外側一端に具備された連結部３５が連結構成され、この時の上記連結部３５は、上記昇降ピン３０の昇降時に位置干渉されない位置に具備される。また、上記駆動手段４０は、上部中心に上記マニホールド１０の樹脂路１０ａと連結され、その内部には、上記昇降ピン３０の上端部がスライド挿入されるブッシング４２が具備される。ここで、上記ブッシング４２は、上記昇降ピン３０の上昇または下降移動時にも連結状態を維持することができるほどの長さを有することが好ましい。
【００３４】
上記のように構成される本発明による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の作用を説明すると、以下の通りである。
【００３５】
図７のように昇降ピン３０が下降した状態では、下端部に設けられた流動制御チップ３２部分がノズル２０のボディー２１の出入孔２２を通過して金型ｍに接触した状態をなす。このような状態で、射出シリンダー（図示せず）から供給される樹脂がマニホールド１０の樹脂路１０ａと駆動手段４０のブッシング４２とを経由して昇降ピン３０の樹脂流路３１ａに作用すると、この樹脂流路３１ａ上の溶融樹脂ｒは、流動制御チップ３２の取出路３２ｓｈを通じて金型ｍのキャビティｃ内に注入される。
【００３６】
次いで、金型ｍのキャビティｃに対する樹脂の注入が完了すれば、上記昇降ピン３０の樹脂流路３１ａに作用する樹脂供給圧が除去され、このような状態では、図８のように、上記金型ｍの一側に接触している昇降ピン３０の流動制御チップ３２部分が金型ｍに熱を奪われることで、急激な熱損失現象が発生し、これは、結果として、上記昇降ピン３０の取出路３２ｈの内部の樹脂が固化する現象、即ち、固化樹脂ｒ’を形成するようになる。
即ち、金型ｍのキャビティｃに対する樹脂充填が完了すれば、上記昇降ピン３０に射出圧が作用することなく、同時に上記昇降ピン３０の流動制御チップ３２部分が上記ノズル２０に対して相対的に低い低温の金型ｍに接触した状態であるので、結果として、流動制御チップ３２内の樹脂は、流動性のない状態で熱を奪われることで、固化樹脂ｒ’を形成するようになり、この固化樹脂ｒ’は、上記流動制御チップ３２の取出路３２ｈを閉鎖させる作用をする。次いで、キャビティｃ内に樹脂が充填された金型ｍは、成形品の取り出しのための工程に進行して、本発明の昇降ピン３０は、図９のように上昇移動する。すると、上記ノズル２０の内部に位置移動した昇降ピン３０の流動制御チップ３２は、ヒータ２３によって内部の固化樹脂ｒ’が図１０に示すように溶融樹脂ｒに変換される。
【００３７】
一方、本発明における流動制御チップ３２は、直径が数ｍｍに過ぎないだけでなく、樹脂が粘性を有することで、射出シリンダーから射出圧が作用する前までは自然的に流れるか流動しない状態を維持する。
【００３８】
図１１〜図１４は、本発明の他の実施例によるバルブ装置を示す断面図であり、図１１は、樹脂流路３１ａに供給された樹脂を金型ｍのキャビティｃに注入するために昇降ピン３０が上昇移動した状態を示し、図１２は、昇降ピン３０を下降してサイド取出路３２ｓｈ’を閉鎖させることで、金型ｍのキャビティｃに対する樹脂供給を遮断すると同時に、金型ｍのキャビティｃに対する保圧を維持するための状態を示す図面であり、図１３は、金型ｍのキャビティｃ内に充填された成形品の冷却時に、昇降ピン３０を上昇移動させてサイド取出路３２ｓｈ’の周辺部の固化樹脂ｒ’を溶融させるための状態を示し、図１４は、サイド取出路３２ｓｈ’の周辺部の固化樹脂ｒ’が完全溶融して溶融樹脂ｒ化された状態を示す。
【００３９】
本実施例における射出成形機用のホットランナーバルブ装置１は、上記で説明した一実施例の構成と大同小異である。但し、本実施例では、ノズル２０のボディー２１内で上記昇降ピン３０を上昇移動させた状態で樹脂の供給が行われるようにし、上記昇降ピン３０を下降移動させれば、金型ｍに供給される樹脂の流動が遮断されるように構成されたことを主な技術的特徴とする。
【００４０】
このため、本実施例の射出成形機用のホットランナーバルブ装置１は、大きく、射出シリンダー（図示せず）から樹脂が供給されてこれを複数に分岐するように、内部に樹脂路１０ａが形成されたマニホールド１０と、上記マニホールド１０の一側に連結され、樹脂が供給されて金型ｍのキャビティｃの内部に樹脂を注入するためのノズル２０と、このノズル２０の内部に設置され、選択的に昇降することで金型ｍのキャビティｃの内部に注入される樹脂の流動を制御する昇降ピン３０と、上記昇降ピン３０を選択的に上・下位置変位させる駆動手段４０とで構成される。ここで、上記マニホールド１０とノズル２０、そして駆動手段４０の構成は、前述の一実施例と同一であり、上記ノズル２０のボディー２１の下面と金型ｍとの間に形成される熱遮断間隙ｇは適用しなくても構わない。
【００４１】
本実施例における昇降ピン３０は、ノズル２０を構成するボディー２１の設置孔２１ａに一端がスライドして挟み込まれるように具備される内部が空いている管状の部材であり、その中心に上記マニホールド１０の樹脂路１０ａに連結される樹脂流路３１ａが形成され、下端部には、減少した直径を有しつつ閉鎖された流動制御チップ３２’が突出具備される。そして、昇降ピン３０の胴体部分（符号なし）と流動制御チップ３２’との連結部分には、上記樹脂流路３１ａに連結されるサイド取出路３２ｓｈ’が複数個貫通形成され、上記樹脂流路３１ａを通じて流入される樹脂は、サイド取出路３２ｓｈ’と上記ボディー２１の出入孔２２とを経由して金型ｍのキャビティｃ内に注入される。このような昇降ピン３０は、上昇移動時には、流動制御チップ３２’が上記ノズル２０のボディー２１内に位置し、下降移動時には、上記流動制御チップ３２’の下面が上記ボディー２１の出入孔２２を通過して金型ｍのキャビティｃの入口側を遮断するようになる。
【００４２】
上記のように構成される本発明の他の実施例による射出成形機用のホットランナーバルブ装置の作用を説明すると、以下の通りである。
【００４３】
図１１のように昇降ピン３０が上昇移動した状態では、流動制御チップ３２’がノズル２０のボディー２１の内部に位置し、このような状態で、射出シリンダー（図示せず）から供給される樹脂がマニホールド１０の樹脂路１０ａと駆動手段４０のブッシング４２とを経由して昇降ピン３０の樹脂流路３１ａに作用すれば、この樹脂流路３１ａ上の溶融樹脂ｒは、サイド取出路３２ｓｈ’と上記ボディー２１の出入孔２２とを経由して金型ｍのキャビティｃ内に注入される。次いで、金型ｍのキャビティｃに対する樹脂充填が完了すれば、上記昇降ピン３０の樹脂流路３１ａに作用する樹脂供給圧が除去されると同時に、図１２に示すように、昇降ピン３０が下降して流動制御チップ３２’が出入孔２２に挿入されながらその先端が金型ｍのキャビティｃの入口を遮蔽させる。このような状態では、上記流動制御チップ３２’の先端部が金型ｍに接触した状態をなすことにより、上記金型ｍに熱を奪われる熱損失現象が発生して、図面に示すように、昇降ピン３０の下端部、即ち、サイド取出路３２ｓｈ’の周辺部の樹脂が固化した状態である固化樹脂ｒ’を形成するようになる。
【００４４】
次いで、金型ｍが成形品取出のための一連の保圧工程、冷却工程、取出工程などを行う時に、上記昇降ピン３０は、図１３のように上昇移動をして、流動制御チップ３２’がノズル２０のボディー２１内に位置する。このような状態では、上記ノズル２０のボディー２１は、ヒータ２３によって高温状態であるので、上記昇降ピン３０のサイド取出路３２ｓｈ’の周辺の固化樹脂ｒ’は、図１４のように溶融した状態の樹脂である溶融樹脂ｒに変換される。
【００４５】
一方、本発明におけるサイド取出路３２ｓｈ’は、直径が数ｍｍに過ぎないだけでなく、樹脂が粘性を有しているので、射出シリンダーから射出圧が作用する前までは自然的に流れるか流動しない状態を維持する。
【００４６】
本発明は、記載された実施例に限らず、適用部位を変更して使用することが可能であり、本発明の思想及び範囲を逸脱せず多様に修正及び変形をすることができることは、この技術分野で通常の知識を持った者には自明である。
【符号の説明】
【００４７】
１：バルブ装置
１０：マニホールド
２０：ノズル
２１：ボディー
２２：ガイド孔
２３：ヒータ
３０：昇降ピン
３１：胴体
３２：ゲート
３３：ピストン
３５：連結部
４０：駆動手段
４１：シリンダーハウジング
４２：ブッシング
ｃ：キャビティ
ｍ：金型
ｒ：溶融樹脂
ｒ’：固化樹脂
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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