(57)【要約】【課題】バルブ体の内周面とピン体との摩擦を小さくするようにしたバルブゲート式金型装置を提供する。【解決手段】バルブ装置３３は、内部に材料通路４２を有するバルブケーシング３４と、バルブケーシング３４の内部に設けられゲート４１Ａを開閉する筒状のバルブ体たるバルブスリーブ７１と、型閉時に他の型体たる可動型２２のコアピン８２に接すると共にゲート４１Ａ内に位置しバルブスリーブ７１が外嵌するピン体たるセンターピン７２とを備える。センターピン７２の先端部７２Ａの外周面に摺動材７３を設ける。バルブスリーブ７１を移動させる際に摺動材７３に接してバルブスリーブ７１が摺動するので、バルブスリーブ７１とセンターピン７２の先端部７２Ａの間の摩擦力を少なくできスムーズに作動することができる。【選択図】　　　図１
2004009709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに開閉し型閉時にキャビティを相互間に形成する複数の型体と、この型体に設けられた材料通路を前記キャビティへ開口させる環状のゲートを開閉するバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、内部に材料通路を有するバルブケーシングと、このバルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉する筒状のバルブ体と、型閉時に他の型体に接すると共に前記ゲート内に位置し前記バルブ体が外嵌して摺動するピン体とを備えたバルブゲート式金型装置において、前記バルブ体と接触する前記ピン体の外周面に摺動材を設けたことを特徴とするバルブゲート式金型装置。
【請求項２】
前記摺動材は耐熱性であることを特徴とする請求項１記載のバルブゲート式金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブゲート式金型装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、中央部に孔部を有する環状または筒状の製品を成形する場合に、ゲートを、孔部を囲む環状にすることが提案されている。従来の金型装置の一例について、図３を参照しながら説明する。図３において、１は固定型、２は可動型で、型体であるこれら固定型１および可動型２は、図示上下方向（型開閉方向）に互いに移動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状のキャビティ３を複数形成するものである。前記固定型１には、前記キャビティ３に臨むゲート形成孔４が設けられ、固定型１に形成された組み込み孔５にバルブ装置６のバルブケーシング７が組み込まれ、該バルブケーシング７の先端が嵌合受部８に嵌合している。そして、前記バルブケーシング７内には、射出成形機に接続されたランナーに連通する材料通路９が形成されている。また、バルブケーシング７の外周には、材料通路９を加熱する加熱手段としてのヒーター１０が設けられている。さらに、前記材料通路９内を貫通してほぼ円筒状のバルブ体としてのバルブスリーブ１１が設けられており、このバルブスリーブ１１の先端側は細長いほぼ円柱状のピン体１２に外嵌している。これらバルブスリーブ１１およびピン体１２は、前記型開閉方向を軸方向としており、バルブスリーブ１１はピン体１２に対して軸方向へ摺動可能である。また、ピン体１２は、前記ゲート形成孔４内に同軸的に位置しており、その結果、これらゲート形成孔４およびピン体１２により環状のゲート１３は、成形される製品の孔部を囲む環状に形成されることになる。これとともに、ピン体１２は、その先端面によりキャビティ３の一部を形成するものである。一方、前記筒状のバルブスリーブ１１は、その軸方向に移動するものであるが、前記環状のゲート１３に挿脱自在に嵌合する薄肉円筒状のゲート閉塞部１４を先端部に有し、ゲート１３を開閉するものである。また、前記可動型２はコア１５を有し、このコア１５はキャビティ３を形成するものであり、製品の内面および孔部を形成する。そして、型閉時には、前記固定型１側のピン体１２がコア１５に突き当たるようになっている。
【０００３】
ところで、このような金型装置においては、バルブスリーブ１１の内周面がピン体１２に摺動自在に嵌合するものであるので、両者間には摺動時に摩擦が生じ、熱による膨張などに起因して両者間の摩擦が大きくなり、作動が不良になる虞がある。
【０００４】
そこで、本発明は、筒状のバルブ体をピン体に摺動自在に嵌合したバルブゲート式金型装置において、バルブ体とピン体との摩擦を小さくするようにしたバルブゲート式金型装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、互いに開閉し型閉時にキャビティを相互間に形成する複数の型体と、この型体に設けられた材料通路を前記キャビティへ開口させる環状のゲートを開閉するバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、内部に材料通路を有するバルブケーシングと、このバルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉する筒状のバルブ体と、型閉時に他の型体に接すると共に前記ゲート内に位置し前記バルブ体が外嵌して摺動するピン体とを備えたバルブゲート式金型装置において、前記バルブ体と接触する前記ピン体の外周面に摺動材を設けたことを特徴とするバルブゲート式金型装置である。
【０００６】
この請求項１の構成によれば、バルブ体の内周面とピン体との間に摺動材を介在するので、両者の摩擦を低減することができる。
【０００７】
請求項２の発明においては、前記摺動材は耐熱性であることを特徴とする請求項１記載のバルブゲート式金型装置である。
【０００８】
この請求項２の構成によれば、摺動材は耐熱性であるので、バルブ体の内周面とピン体との間に熱影響が少ない摺動材を介在するので、熱影響にとらわれることはない。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、本発明のバルブゲート式金型装置一実施形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。まず、バルブゲート式金型装置の構成について説明する。
【００１０】
２１は固定型、２２は可動型で、型体であるこれら固定型２１および可動型２２は、図示上下方向（型開閉方向）に互いに移動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状のキャビティ２３を複数形成するものである。前記固定型２１は、キャビティ２３を形成するキャビティブロック２６を埋め込んで固定した固定側型板２７と、この固定側型板２７における可動型２２と反対側の面にスペーサーブロック２８を介して固定された固定側取り付け板２９とを備え、この固定側取り付け板２９は、射出成形機の型締用の固定側プラテン（図示せず）に取り付けられるものである。また、前記固定側型板２７と前記固定側取り付け板２９との間には、マニホールド３１が設けられている。このマニホールド３１内には、射出成型機のノズルが接続される図示していないスプルーを前記各キャビティ２３へ分岐させる材料通路であるランナー３２が形成されているとともに、このランナー３２を加熱する加熱手段としてのヒーター３２Ａが設けられている。
【００１１】
また、前記マニホールド３１における固定側型板２７側の面には、バルブ装置３３のバルブケーシング３４が接続されている。このバルブケーシング３４は、前記固定側型板２７およびキャビティブロック２６に形成された組み付け孔３５，３６内に挿入されている。そして、バルブケーシング３４は、円筒形の本体部３７のマニホールド３１側の端部に径大部３８が形成され、本体部３７のゲート側の端部に先端に向って縮小する先端部３９が形成されている。
【００１２】
また、前記キャビティブロック２６の組み付け孔３６の先端部は、前記キャビティ２３に臨むゲート形成孔４１になっている。そして、前記バルブケーシング３４内には、前記マニホールド３１のランナー３２に連通する材料通路４２が形成されている。この材料通路４２は前記型開閉方向に延びているが、材料通路４２におけるマニホールド３１側の一部には屈曲部４３が形成され、この屈曲部４３は後述するバルブ体から離れた位置に開口部４３Ａを有し、この開口部４３Ａと前記ライナー３２が接続されている。また、バルブケーシング３４の中央側たる本体部３７の外周には、材料通路４２を加熱する中央側加熱手段としてのヒーター４４が設けられており、このヒーター４４は、ヒーターカバー４５により外周側から覆われている。さらに、ヒーター４４の内側に添えて温度センサー４６が設けられている。また、バルブケーシング３４の本体部３７およびヒーターカバー４５と組み付け孔３５，３６の内面との間の多くの部分は隙間になっていて、断熱層４７を形成している。
【００１３】
また、バルブケーシング３４の径大部３８の外周には、材料通路４２の屈曲部４３を加熱する径大部加熱手段としてのヒーター５１が設けられており、このヒーター５１は、ヒーターカバー５２により外周側から覆われている。さらに、ヒーター５１の内側に添えて温度センサー（図示せず）が設けられている。そして、径大部３８の先端側が組み込み孔３５の径大嵌合受部５３に嵌合する。
【００１４】
さらに、バルブケーシング３４の本体部３７の先端部３９側外周に設けた嵌合部６１が、前記組み込み孔３６に形成された嵌合受け部６２に嵌合するようになっている。また、先端部３９の外周と組み込み孔３６の内面との間の部分は隙間になっていて、該隙間が前記材料通路４２と連通し、内部に成形材料たる樹脂（図示せず）が充填されて樹脂断熱層６３となる。
【００１５】
したがって、バルブケーシング３４は、先端側（ゲート４１Ａ側）の嵌合部６２が嵌合受部６３に嵌合すると共に、基端側（反ゲート４１Ａ側）の径大部３８が径大嵌合受部５３に嵌合することにより、固定型２１の組み込み孔３５，３６に位置決め状態で組み込まれる。
【００１６】
さらに、前記材料通路４２内のほぼ中央を貫通してほぼ円筒状のバルブ体としてのバルブスリーブ７１が設けられており、このバルブスリーブ７１内に細長いほぼ円柱状のピン体としてのセンターピン７２が嵌合されている。尚、前記開口部４３Ａはバルブスリーブ７１と離れた位置で径大部３８の反ゲート４１Ａ側の面に開口する。それらバルブスリーブ７１およびセンターピン７２は、前記型開閉方向を軸方向としており、バルブスリーブ７１はセンターピン７２に対して軸方向へ摺動可能である。また、センターピン７２は、前記ゲート形成孔４１内に同軸的に位置しており、その結果、これらゲート形成孔４１およびセンターピン７２の先端部７２Ａにより形成され前記材料通路４２をキャビティ２３に連通させるゲート４１Ａは、成形される製品の孔部を囲む環状に形成されることになる。すなわち、ゲート形成孔４１とのセンターピン７２の先端部７２Ａの間に、環状のゲート４１Ａが形成される。これとともに、センターピン７２は、その先端面によりキャビティ２３の一部を形成するものであって固定型２１に位置固定されている。また、センターピン７２の先端部７２Ａが基端側より径大に形成されており、先端部７２Ａに前記バルブスリーブ７１の先端が摺動自在に外嵌する。そして、センターピン７２の先端部７２Ａの外周面に摺動材７３を設ける。この摺動材７３は前記バルブスリーブ７１が接触する前記先端部７２Ａの外周面の全域を覆うように設けられるように層状に形成されている。この摺動材７３は耐熱性の材料からなり、例えばカーボン、フッ素樹脂（テフロン（登録商標））　或いは（登録商標）ベスペル（デュポン社による全芳香属ポリイミド樹脂）等のエンジニアリングプラスチックからなる。
【００１７】
一方、前記筒状のバルブスリーブ７１は、その軸方向に移動するものであるが、前記環状のゲート４１Ａに挿脱自在に嵌合する薄肉円筒状のゲート閉塞部７４を先端部に有し、ゲート４１Ａを開閉するものである。なお、バルブスリーブ７１は、バルブケーシング３４の径大部３８内に固定されたガイドブッシュ７５を摺動自在に貫通しているとともに、バルブケーシング３４の材料通路４２内に形成された複数の支持羽根７６の内側にバルブスリーブ７１が常時摺動自在に嵌合している。これにより、バルブスリーブ７１がバルブケーシング３４に支持されている。さらに、詳細には、３枚の支持羽根７６が、材料通路４２の内周面に型開閉方向に延びて一体に形成し、これら支持羽根７６間が凹溝１０１となっている。前記支持羽根７６は、材料通路４２の中心軸に対して１２０°ずつ離れて放射状に位置している。また、支持羽根７６の内側縁は、ゲート４１Ａと反対の部分である基端側が凸状湾曲縁１０２となり、他の縁は前記型開閉方向と平行で前記バルブスリーブ７１の外周面に摺動する摺動縁１０３となっており、それら複数の支持羽根７６によりバルブスリーブ７１を摺動自在に支持する。尚、前述のような支持羽根７６を一体に有するバルブケーシング３４は、例えば放電加工により製造できる。
【００１８】
そして、前記バルブスリーブ７１の駆動のために、このバルブスリーブ７１は、前記マニホールド３１に形成された通孔７７を貫通して固定側取り付け板２９に設けられた駆動装置としての油圧シリンダー装置などの流体圧シリンダー装置（図示せず）に接続されている。
【００１９】
前記可動型２２は、前記固定側型板２７に突き当たる可動側型板８１を有しており、この可動側型板８１にコア体たるコアピン８２が固定されている。これら可動側型板８１およびコアピン８２は、ともにキャビティ２３を形成するものであるが、特にコアピン８２は、製品の内面および孔部を形成するものである。そして、型閉時には、前記固定型２１側のセンターピン７２がコアピン８２に突き当たるようになっている。また、図示していないが、可動側型板８１における固定型２１と反対側の面には可動側受け板が固定されており、この可動側受け板における固定型２１と反対側の面にはスペーサブロックを介して可動側取り付け板が固定されている。この可動側取り付け板は、射出成形機の型締用の可動側プラテンに取り付けられるものである。
【００２０】
つぎに、前記の構成について、その作用を説明する。成形時には、まず固定型２１と可動型２２とを型閉してこれら固定型２１および可動型２２間にキャビティ２３を形成する。このとき、固定型２１側のピン体３２は、可動型２２のコアピン８２に突き当たってキャビティ２３の一部を形成する。そして、射出成型機のノズルからスプルーに成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。また、バルブスリーブ７１を図中上方に移動してゲート４１Ａを開成する。この際、バルブスリーブ７１の内周面はセンターピン７２の先端部７２Ａの外周面に設けた摺動材７３に摺動する。射出した樹脂は、マニホールド３１のランナー３２かバルブケーシング３４内の材料通路４２を通って、環状のゲート４１Ａからキャビティ２３内に流入する。このキャビティ２３内に樹脂が充填された後、バルブスリーブ７１をゲート４１Ａ側に移動し、ゲート閉塞部７４によりゲート４１Ａを閉塞する。この際にも、バルブスリーブ７１の内周面はセンターピン７２の先端部７２Ａの外周面に設けた摺動材７３に摺動する。さらに、キャビティ２３内の樹脂が冷却して固化した後、固定型２１と可動型２２とを型開してキャビティ２３内の樹脂すなわち成形された製品を取り出す。その後、再び型閉して以上の成形サイクルを繰り返す。そして、全成形サイクルを通じて、ヒーター４４，６１，５１の加熱により材料通路４２内の樹脂は常時溶融状態に保たれる。
【００２１】
このような成形において、型閉時には、環状のゲート形成孔４１内にセンターピン７２が位置して環状のゲート４１Ａが形成され、そのセンターピン７２が可動型２２のコアピン８２に面接触状態で接する。
【００２２】
また、上述したバルブケーシング３４の組み付け構造においては、先端部３９側と径大部３８とを取り付け孔３６，３７の嵌合受部５３，６３に嵌合することにより、ゲート４１Ａなどに対して正確な位置にバルブケーシング３４を組み付けることができる。
【００２３】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、互いに開閉し型閉時にキャビティ２３を相互間に形成する複数の型体たる固定型２１及び可動型２２と、この固定型２１に設けられたランナー（材料通路）３２、屈曲部（材料通路）４３をキャビティ２３へ開口させる環状のゲート４１Ａを開閉するバルブ装置３３とを備え、このバルブ装置３３は、内部に材料通路４２を有するバルブケーシング３４と、バルブケーシング３４の内部に設けられゲート４１Ａを開閉する筒状のバルブ体たるバルブスリーブ７１と、型閉時に他の型体たる可動型２２のコアピン８２に接すると共にゲート４１Ａ内に位置しバルブスリーブ７１が外嵌するピン体たるセンターピン７２とを備えたバルブゲート式金型装置において、前記センターピン７２の先端部７２Ａの外周面に摺動材７３を設けてなり、固定型２１と可動型２２を型閉してこれらの間にキャビティ２３を形成し、このとき、センターピン７２が可動型２２のコアピン８２に接すると共に環状のゲート４１Ａ内に位置する。そして、バルブスリーブ７１によりゲート４１Ａを開放し、材料通路４２からゲート４１Ａを通してキャビティ２３内に成形材料を充填する。その後、バルブスリーブ７１を移動させてゲート１３を閉じる。さらに、キャビティ２３内の成形材料が冷却して固化した後、型開してキャビティ２３内で固化した成形材料つまり成形された製品を取り出すものであるが、バルブスリーブ７１を移動させる際に前記摺動材７３に接してバルブスリーブ７１が摺動するので、バルブスリーブ７１とセンターピン７２の先端部７２Ａ間の摩擦力を少なくできスムーズに作動することができる。
【００２４】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、前記摺動材７３は耐熱性であるので、溶融樹脂の熱影響を受け難くなり、摺動材７３の変形、剥離などの虞はなく、確実にバルブスリーブ７１をセンターピン７２の先端部７２Ａに摺動させることができる。
【００２５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、互いに開閉し型閉時にキャビティを相互間に形成する複数の型体と、この型体に設けられた材料通路を前記キャビティへ開口させる環状のゲートを開閉するバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、内部に材料通路を有するバルブケーシングと、このバルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉する筒状のバルブ体と、型閉時に他の型体に接すると共に前記ゲート内に位置し前記バルブ体が外嵌して摺動するピン体とを備えたバルブゲート式金型装置において、前記バルブ体と接触する前記ピン体の外周面に摺動材を設けたことを特徴とするバルブゲート式金型装置であり、バルブ体の内周面とピン体との摩擦を低減して良好なピン体の作動を行うことができる。
【００２７】
請求項２の発明においては、前記摺動材は耐熱性であることを特徴とする請求項１記載のバルブゲート式金型装置であり、熱影響にとらわれることなく両者の摩擦を低減して良好なピン体の作動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブゲート式金型装置の一実施形態を示す断面図であり、ゲートが閉まった状態を示している。
【図２】同上支持羽根回りの断面図である。
【図３】従来のバルブゲート式金型装置の型閉時におけるゲート近傍の断面図である。
【符号の説明】
２１　可動型（型体）
２２　固定型（型体）
２３　キャビティ
３２　ランナー（材料通路）
３３　バルブ装置
３４　バルブケーシング
４１　ゲート形成孔
４１Ａ　ゲート
４２　材料通路
４３　屈曲部（材料通路）
７１　バルブスリーブ
７２　センターピン（ピン体）
７３　摺動材
【図１】
2004009709.tif 000003
【図２】
2004009709.tif 000004
【図３】
2004009709.tif 000005