(57)【要約】【課題】製品を汚染せず、小型化でき、ピストンの動作不良を防止できる射出成形金型装置を提供する。【解決手段】固定型３は、ゲートを形成するノズル４内に挿通されたバルブステム９と、シリンダ１０内に備えられバルブステム９を進退駆動するピストン１１とを備える。ピストン１１は外周面に刻設されたシール溝部１２に嵌着された環状弾性部材１３と、環状弾性部材１３の外周面に嵌着されてシリンダ１０の内周面１０ａに摺接する環状摺動部材１４とを備える。シール溝部１２の両端でピストン１１とシリンダ１０との間に介装された合成樹脂製のリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂと、環状摺動部材１４とリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂとの間に配設されて環状弾性部材１３の不正変形を規制するシート部材１６ａ，１６ｂとを備える。リング状ガイド部材１５ａ，１５ｂは、周方向の一部が不連続となっている合口部１９を備える。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動型と空洞部を備える固定型とからなり、該固定型は、該空洞部に連通して該空洞部との間にゲートを形成するノズルと、該ノズル内に挿通されて該ゲートを開閉するバルブステムと、該バルブステムの後方に設けられたシリンダ内に摺動自在に備えられ該バルブステムを進退駆動するピストンとを備える射出成形金型装置において、
該ピストンは外周面の周方向に沿って刻設されたシール溝部と、該シール溝部に嵌着された環状弾性部材と、該環状弾性部材の外周面に嵌着されて該シリンダの内周面に摺接する環状摺動部材と、該シール溝部の両端で該ピストンと該シリンダとの間に介装された合成樹脂製のリング状ガイド部材と、該環状摺動部材と該リング状ガイド部材との間に配設されて該環状弾性部材の不正変形を規制するシート部材とを備えることを特徴とする射出成形金型装置。
【請求項２】
前記リング状ガイド部材は、周方向の一部が不連続となっている合口部を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂の射出成形に用いられる射出成形金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂製ボトルのプリフォーム等の射出成形に用いられる射出成形金型装置として、例えば図１示のように、可動型１と、空洞部２を備える固定型３とからなるものがある。
【０００３】
図１示の射出成形金型装置において、可動型１は、空洞部２に挿入されてキャビティを形成し、固定型３は、空洞部２に形成されるキャビティに連通して該キャビティとの間にゲートを形成するノズル４を備えている。ノズル４はホットランナ５と連通して設けられている。
【０００４】
ホットランナ５が設けられているマニホルド６にはバルブブッシング８が取着されており、ゲートを開閉するバルブステム９が、ホットランナ５、バルブブッシング８を貫通して、ノズル４内に挿通されている。バルブブッシング８の後方にはシリンダ１０が設けられており、バルブステム９は、シリンダ１０内に摺動自在に設けられたピストン１１により進退駆動されるようになっている。通常、ピストン１１は、シリンダ１０内周面に対するカジリや、ピストン１１自体の偏心を防止するために軸受けを備え、前記進退駆動が円滑に行われるようにされている。
【０００５】
ところで、前記射出成形金型装置では、通常、１度に多数の成形品を射出成形する、所謂多数個取りが行われており、固定型３は前記成形品の数に対応する数を備えている。このような前記射出成形金型装置では、１度に射出成形する成形品の数が多くなるほど大型になるので、固定型３はできるだけ小型化を図ることが望ましく、特にシリンダ１０、ピストン１１からなるバルブステム９の駆動系を小型化することが望まれる。
【０００６】
そこで、前記射出成形金型装置では、前記軸受けに代えて、図５に示すように、ピストン１１の外周面に周方向に沿ってシール溝部１２を刻設し、シール溝部１２にＯリング１３を嵌着する構成としている。
【０００７】
しかしながら、Ｏリング１３は断面を圧縮変形させてシリンダ１０とピストン１１との間隙を密封するので、シリンダ１０の内周面と接触する部分での摩擦抵抗が大きく、摩擦熱も高くなるので、劣化や永久変形を生じて寿命が短くなるとの不都合がある。Ｏリング１３の寿命を長くするためには、前記圧縮変形を小さくすればよいが、このようにするとシリンダ１０とピストン１１との間隙の密封が不十分になる。
【０００８】
また、Ｏリング１３を用いる場合には、Ｏリング１３の外周面がシリンダ１０の内周面に摺接するため、タービン油、グリス等の潤滑油を用いなければならず、オイルミストにより製品が汚染されることがあるという不都合もある。
【０００９】
一方、固定型３では、ホットランナ５を介してノズル４に溶融樹脂を供給するが、このとき、ホットランナ５は約３００℃の高温となる。このため、ホットランナ５に近接するノズル４、マニホルド６、バルブパッシング８、バルブステム９等の各部が熱膨張して、微小な寸法変動が生じる。
【００１０】
前記射出成形金型装置では、前述のようにＯリング１３を用いているので、前記各部での寸法変動が累積されると、ピストン１１とシリンダ１０とのカジリや、ピストン１１自体の偏心により、動作不良が発生するという不都合がある。
【００１１】
前記動作不良が発生すると、例えば前述のように多数個取りを行う際に、各キャビティでゲートの開閉時期に誤差が生じる。バルブステム９によるゲートの開動作が遅くなると、各キャビティでの充填速度に差が出て、樹脂充填開始時間が遅くなったキャビティーではガス抜けが不十分になるために気泡を含む製品ができる。また、バルブステム９によるゲートの閉動作が遅くなると、ゲートの冷却が遅れ、製品に白スジがついたり、脱型の際に糸引きを生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、バルブステムの駆動系を小型化してもピストンとシリンダとの間の密封を長期に亘って維持することができ、潤滑油を用いることもなく、しかもピストンの動作不良を防止することができる射出成形金型装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の射出成形金型装置は、可動型と空洞部を備える固定型とからなり、該固定型は、該空洞部に連通して該空洞部との間にゲートを形成するノズルと、該ノズル内に挿通されて該ゲートを開閉するバルブステムと、該バルブステムの後方に設けられたシリンダ内に摺動自在に備えられ該バルブステムを進退駆動するピストンとを備える射出成形金型装置において、該ピストンは外周面の周方向に沿って刻設されたシール溝部と、該シール溝部に嵌着された環状弾性部材と、該環状弾性部材の外周面に嵌着されて該シリンダの内周面に摺接する環状摺動部材と、該シール溝部の両端で該ピストンと該シリンダとの間に介装された合成樹脂製のリング状ガイド部材と、該環状摺動部材と該リング状ガイド部材との間に配設されて該環状弾性部材の不正変形を規制するシート部材とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の射出成形金型装置によれば、前記ピストンは前記環状弾性部材と前記シリンダとの間に前記環状摺動部材が介在し、該環状摺動部材と前記リング状ガイド部材とを介して前記シリンダの内周面に摺接する。従って、ガイドシャフト等を設けなくとも、前記ピストンの摺動を精密に案内することができ、前記バルブステムの駆動系を小型化することができる。
【００１５】
また、本発明の射出成形金型装置によれば、前記環状弾性部材は、前記シリンダとの間に前記環状摺動部材が介在されているので、該シリンダとの間に摩擦抵抗を生じることが無く、摩擦熱も受けない。また、前記環状弾性部材は、前記リング状ガイド部材との間に前記シート部材が配設されているので、不正変形を生じることがない。従って、前記環状弾性部材は、長期に亘って劣化や永久変形を生じることなく使用することができる。
【００１６】
さらに、本発明の射出成形金型装置によれば、前記ピストンは前記環状摺動部材と前記リング状ガイド部材とにより案内されて摺動するので、該ピストンと前記シリンダとのカジリや、該ピストン自体の偏心による動作不良を防止することができる。
【００１７】
本発明の射出成形金型装置において、前記リング状ガイド部材は、それ自体の熱膨張による変形を吸収するために、周方向の一部が不連続となっている合口部を備えることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は射出成形金型装置の構成を示す説明的断面図、図２は図１の要部を拡大して本実施形態の構成を示す説明的断面図、図３は図２に示すリング状ガイド部材の平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００１９】
本実施形態の構成は、例えば、図１に示す構成の射出成形金型装置に適用することができる。図１に示す射出成形金型装置は、可動型１と、空洞部２を備える固定型３とからなる。可動型１は、空洞部２に挿入されてキャビティを形成し、固定型３は、空洞部２に形成されるキャビティに連通して該キャビティとの間にゲートを形成するノズル４を備えている。
【００２０】
ノズル４は、ホットランナ５を備えるマニホルド６を内蔵するマニホルドプレート７内に、ホットランナ５と連通して設けられている。マニホルド６には、バルブブッシング８が取着されており、ゲートを開閉するバルブステム９が、ホットランナ５、バルブブッシング８を貫通して、ノズル４内に挿通されている。
【００２１】
バルブブッシング８の後方にはシリンダ１０が設けられており、バルブステム９は、シリンダ１０内に摺動自在に設けられたピストン１１により進退駆動されるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、ピストン１１は前方部材１１ａと後方部材１１ｂとからなり、部材１１ａ，１１ｂの間にシール溝部１２が形成されている。シール溝部１２には、環状弾性部材としてのＯリング１３が嵌着され、Ｏリング１３の外周面にさらに環状摺動部材としてのピストンシール１４が嵌着されて、ピストンシール１４がシリンダ１０の内周面１０ａに摺接するようになっている。
【００２３】
シール溝部１２の両端には、シリンダ１０とピストン１１との間に一対のリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂが介装されており、リング状ガイド部材１５ａ，１５ｂの間にＯリング１３とピストンシール１４とが配設されている。そして、ピストンシール１４と両側のリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂとの間には、Ｏリング１３の不正変形を規制するシート部材１６ａ，１６ｂが配設されている。
【００２４】
また、リング状ガイド部材１５ａ，１５ｂは、リング状ガイド部材１５ａを例として図３、図４に示すように、シリンダ１０とピストン１１との間に挟持される円筒状部１７と、該円筒状部１７の一端部に設けられてシール溝部１２と係合するフランジ部１８とからなる。そして、リング状ガイド部材１５ａ（１５ｂ）は、摺動発熱による寸法変動を吸収するために、周方向の一部が不連続となっている合口部１９を備えている。
【００２５】
本実施形態において、Ｏリング１３はフッ素ゴム等の耐熱性合成ゴムからなり、ピストンシール１４、リング状ガイド部材１５ａ，１５ｂは摺動性、耐熱性等に優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、全芳香族ポリイミド等の合成樹脂からなる。また、シート部材１６ａ，１６ｂは変形しにくく、高い加工精度を得ることができることからＳＵＳ３０４等のステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属であることが望ましいが、フッ素樹脂等の耐熱性合成樹脂であってもよい。
【００２６】
図１乃至図４に示す射出成形金型装置では、ホットランナ５からノズル４に溶融樹脂を供給し、バルブステム９を後退させてゲートを開くことにより、該溶融樹脂を可動型１と空洞部２とにより形成される前記キャビティに射出する。そして、前記キャビティに前記溶融樹脂が充填されたならば、バルブステム９を前進させてゲートを閉じ、該キャビティに充填された溶融樹脂を固化せしめることにより製品を得る。
【００２７】
このときピストン１１は、Ｏリング１３とシリンダ１０との間にピストンシール１４が介在されており、Ｏリング１３とリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂとの間にはシート部材１６ａ，１６ｂが配設されている。従って、Ｏリング１３は、シリンダ１０の内周面１０ａとの摩擦抵抗を生じず、また摩擦熱を受けることもないので、長期に亘って劣化や永久変形を防止することができる。
【００２８】
また、ピストン１１は、摺動性、耐熱性等に優れた合成樹脂製のピストンシール１４とリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂとを介してシリンダ１０の内周面１０ａに摺接するので、潤滑油を使用することなく摺動することができ、前記製品がオイルミストにより汚染することを防止することができる。
【００２９】
またこのとき、ホットランナ５は供給された樹脂の溶融状態を維持するために約３００℃の高温で使用される。従って、ホットランナ５に近接するノズル４、マニホルド６、バルブパッシング８も高温となり、各部に生じる微小な寸法変動が累積して、ピストン１１とシリンダ１０の内周面１０ａとの間のカジリや、ピストン１１自体の偏心等が発生し、動作不良を起こすことが懸念される。
【００３０】
しかし、ピストン１１は、ピストンシール１４とリング状ガイド部材１５ａ，１５ｂとを介してシリンダ１０の内周面１０ａに摺接するので、前記カジリ、偏心を発生することなく、動作不良を起こす虞がない。また、リング状ガイド部材１５ａ，１５ｂは合口部１９を備えることにより摺動発熱による寸法変動を吸収することができるので、ピストン１１は、シリンダ１０内で、リング状ガイド部材１５ａ，１５ｂにより精密に案内されて摺動することが可能になる。
【００３１】
従って、本実施形態の射出成形金型装置では、ピストン１１の摺動を案内するためのガイドシャフト等を設ける必要が無く、バルブステム９の駆動系としてのシリンダ１０、ピストン１１の長さを短くして、装置全体を小型化することができる。
【００３２】
尚、本実施形態において、図２示のピストン１１は、前方部材１１ａと後方部材１１ｂとを分解した状態で、まず、リング状ガイド部材１５ｂ、シート部材１６ｂ、Ｏリング１３、ピストンシール１４、シート部材１６ａ、リング状ガイド部材１５ａの順にシール溝部１２に装着する。そして、次に、前方部材１１ａを後方部材１１ｂに装着することにより組み立てることができる。前方部材１１ａは、例えば後方部材１１ｂに螺着することにより一体化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】射出成形金型装置の一構成例を示す説明的断面図。
【図２】図１の要部を拡大して本発明に係る構成の一例を示す説明的断面図。
【図３】図２に示すリング状ガイド部材の平面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図１の要部を拡大して従来の構成を示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…可動型、　２…空洞部、　３…固定型、　４…ノズル、　９…バルブステム、　１０…シリンダ、　１１…ピストン、　１２…シール溝部、　１３…環状弾性部材、　１４…環状摺動部材、　１５ａ，１５ｂ…リング状ガイド部材、　１６…シート部材、　１９…合口部。
【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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