(57)【要約】【課題】バルブゲート式金型装置全体の型開閉方向の寸法を小さくする。【解決手段】バルブピン３１の基端部に固定されたフォロア部材３２を、バルブピン３１の略軸線方向に直進案内するとともに、バルブピン３１の軸線方向に交差して進退されるカム部材３５を用いて、型開閉面に対して傾斜するカム面３６ａに沿って自在に摺動させる。つまり、カム部材３５をバルブピン３１の軸線に交差する方向に進退させることにより、バルブピン３１を軸線方向に進退させ、ゲートＧを開閉する。【選択図】    図２
2004243532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する一対の型体と、該型体に設けられた材料通路と前記製品キャビティとのゲートをバルブピンの挿脱により開閉するバルブ装置とを備え、前記バルブピンの軸線が型開閉方向に略一致しているバルブゲート式金型装置であって、
前記バルブピンの基端部に固定されたフォロア部材と；該フォロア部材を前記バルブピンの略軸線方向に直進案内するガイド部材と；型開閉面に対して傾斜するカム面を有し該カム面に前記フォロア部材を自在に摺動させるカム部材と；該カム部材を前記開閉面に沿う方向に進退させる進退機構と；を備え、
前記進退機構によって前記カム部材が進退駆動されることにより、前記フォロア部材が前記ガイド部材によって直進案内された状態で前記カム面上を摺動されて、前記フォロア部材および前記バルブピンが進退し、前記ゲートが開閉されることを特徴とする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、熱可塑性樹脂の射出成形などに用いられるバルブゲート式金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂射出成形において、成形能率の向上を図るとともに、製品キャビティまでの材料通路内の成形材料が無駄にならないように、成形サイクルを通じて材料通路内の熱可塑性の成形材料、たとえば熱可塑性樹脂を加熱して常時溶融状態に保つホットランナー式金型がある。ホットランナー式金型では、製品キャビティに成形材料を充てんする入口であるゲートをバルブピンによって機械的に駆動するバルブゲート式が採用される。
【０００３】
バルブゲート式金型装置は、筒状の材料通路内に配置された棒状のバルブピンを、その軸方向に進退させることにより、材料通路の端部に設けられたゲートを開閉する装置である。バルブピンは、ゲートに先端を臨ませて軸線を型開閉方向を一致させて配置され、油圧シリンダ装置等により駆動される構造とするのが一般的である。したがって、バルブゲート式金型は、バルブ装置が軸方向に延在するバルブピンおよびバルブピンを駆動する油圧シリンダ装置を備えるので、型開閉方向の大きさを抑えることが難しく、金型装置全体が大型化し、既存の射出成形機を利用できなくなる虞がある。射出成形機に対して金型装置が大きすぎると、型開閉のストロークを十分確保できなくなるからである。
【０００４】
この問題は、有底筒状の製品を製造する場合など、型開閉方向に細長い製品キャビティが設けられる場合に顕著となる。すなわち、型開閉方向に細長い製品を取り出すには大きく型を開かなければならず、そのためには型の開閉ストロークを大きくしなければならない。さらに、細長い製品キャビティおよびバルブ装置が型開閉方向に直線的に並ぶため、金型の厚さが大きくなってしまう。
【０００５】
これに対して、バルブピンの軸線を型開閉方向にほぼ直交させることにより、バルブ装置全体の型開閉方向の寸法を小さくすることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２８３４０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、型開閉面に沿う面にゲートを設けたい場合には、バルブピンの軸線を型開閉方向に直交させる構造を採用することができないため、金型装置の大型化が避けられないという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、バルブゲート式金型装置全体の型開閉方向の寸法を小さくすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係るバルブゲート式金型装置は、互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する一対の型体と、この型体に設けられた材料通路と製品キャビティとのゲートをバルブピンの挿脱により開閉するバルブ装置とを備え、ゲートを開閉するバルブピンの軸線が型開閉方向に略一致しているバルブゲート式金型装置であって、バルブピンに固定されたフォロア部材と、このフォロア部材を前記バルブピンの略軸線方向に直進案内するガイド部材と、型開閉面に対して傾斜するカム面を有しこのカム面にフォロア部材を自在に摺動させるカム部材と、このカム部材を型開閉面に沿う方向に進退させる進退機構とを備えている。そして、進退機構によってカム部材が進退駆動されることにより、フォロア部材がガイド部材によって直進案内された状態でカム面上を摺動されて、フォロア部材およびバルブピンが進退し、ゲートが開閉されることを特徴としている。
【００１０】
つまり、カム部材の進退に伴いカム面とガイド部材との相対位置が変化するので、カム面とガイド部材とによって位置が決定されるフォロア部材が、軸線に交差するカム部材の進退によって軸線方向に進退し、一体に固定されたバルブピンを進退させてゲートを開閉させる。
したがって、この発明によれば、軸線に交差する方向にカム部材を進退させる機構によって、バルブピンを軸線方向に進退させることができるので、固定型の背面に油圧シリンダ装置等を配置しなくてもすみ、金型装置の型開閉方向の寸法を小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
図１に、本発明に係るバルブゲート式金型装置の要部を示す。このバルブゲート式金型装置は、固定型（型体）１０に対して可動型（型体）２０が図示上下方向（ｙ方向）に移動して開閉し、型閉時、相互間に形成される製品キャビティＣ内に、ゲートＧを開放して成形材料を充てんした後、ゲートＧを閉鎖して成形材料を冷却固化して、製品を成形するものである。
【００１２】
固定型１０は、製品キャビティＣを形成する固定側型板１１と、この固定側型板１１の背面（可動型２０と反対側の面）に固定された固定側受け板１２と、この固定側受け板１２の背面に固定された固定側取付板１３とを備え、固定側取付板１３が射出成形機の固定側プラテン（図示せず）に取り付けられている。
【００１３】
そして、固定側受け板１２と固定側取付板１３との間には、材料通路Ｒが内部に形成されたマニホールド１４およびバルブケーシング１５が設けられている。材料通路Ｒは、マニホールド１４側の開口端で射出成形機のノズル（図示せず）に接続する一方、バルブケーシング１５側の開口端が製品キャビティＣに臨むゲートＧとなっていて、成形材料をノズルからゲートＧを介して製品キャビティＣ内へ射出させる。
【００１４】
可動型２０は、製品キャビティＣを形成するコア２１を突設した可動側型板２２と、この可動側型板２２の背面（固定型１０と反対側の面）に固定された可動側受け板２３と、可動側受け板２３の背面に取り付けられた可動側取付板（図示せず）とを備え、可動側取付板が射出成形機の可動側プラテン（図示せず）に取り付けられている。
【００１５】
また、可動側受け板２３と可動側取付板の間には、成形された製品を可動型２０から固定型１０側へ向けて突き出して離型させる突き出し部材（図示せず）を設けた突き出し板（図示せず）が、可動型２０に対して型開閉方向（ｙ方向）に沿って移動自在に設けられている。
【００１６】
さらに、固定型１０には、製品キャビティＣへの成形材料の入口部である孔状のゲートＧを、ゲートＧに挿脱自在に嵌合するバルブピン３１の進退によって開閉するバルブ装置３０が備えられている。
【００１７】
バルブピン３１は、略筒状に形成されたバルブケーシング１５の内部に形成された型開閉方向（図示ｙ方向）に延びる材料通路Ｒ内に、その軸線を型開閉方向（ｙ方向）と一致させて配置されている。このバルブピン３１の基端部（ゲートＧと反対側の端部）には、フォロア部材３２が固定されており、バルブピン３１はこのフォロア部材３２の移動に伴って移動される。
【００１８】
フォロア部材３２は、ガイド部材３３に形成されたガイド溝３４に係合され、バルブピン３１を中心として両側に型開閉面Ｐと略平行にｘ方向に延びている。ガイド部材３３は固定型１０側に固定されており、型開閉方向（ｙ方向）に延びる溝状のガイド溝３４にフォロア部材３２を係合させて直進案内している。
【００１９】
さらに、フォロア部材３２は図２に示すように、その両端に設けられた摺動部３２ａが、カム部材３５に形成されたカム溝３６に係合している。カム部材３５は、型開閉面Ｐに対して傾斜したカム面３６ａを有するカム溝３６が形成された板状の部材であり、その端部に支持バー３７を介して取り付けられた油圧シリンダ装置（進退機構）３８によって型開閉面Ｐと平行なｚ方向に進退される。なお、カム面３６ａはバルブピン３１の軸線方向には一致しないものとする。
【００２０】
すなわち、カム部材３５の進退方向とカム面３６ａとは一致しないように設けられている。油圧シリンダ装置３８は、各型１０，２０が開閉するｙ方向に並ばないように、金型装置の外部に配置され、固定型１０側に固定されている。
【００２１】
つまり、フォロア部材３２は、固定型１０側に固定されたガイド溝３４に係合することによって、型開閉方向（ｙ方向）に直進案内され、バルブピン３１に対するｘｚ方向の位置が決められている。
さらに、ゲートＧに対するｙ方向の距離（高さ）が異なるように傾斜するカム面３６ａ（カム溝３６）に係合することによって、フォロア部材３２のゲートＧに対するｙ方向の距離が決定されているので、ガイド溝３４と交差するｚ方向に進退するカム部材３５の進退位置に応じて、フォロア部材３２はｙ方向の位置が変化する。
【００２２】
すなわち、油圧シリンダ装置３８で、カム部材３５を型開閉面Ｐに沿う方向（つまりバルブピン３１に交差する方向）に進退させることにより、バルブピン３１を、ガイド溝３４に沿う方向（つまりバルブピン３１の軸線方向）に進退させることができる。
【００２３】
ここで、以上のように構成されたバルブ装置３０を用いたゲートＧの開閉および成形について説明する。
まず、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、油圧シリンダ装置３８によってカム部材３５を後退させて、カム溝３６のうちゲートＧから離れているＡ部分を摺動部３２ａに合わせて、バルブピン３１を上昇させる。これにより、ゲートＧが開放されるので、型締状態の両型１０，２０間に形成された製品キャビティＣ内に成形材料を射出・充てんする。
【００２４】
成形材料の射出・充てんが完了したら、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、油圧シリンダ装置３８によってカム部材３５を前進させて、カム溝３６のうちゲートＧに近づいているＢ部分を摺動部３２ａに合わせて、バルブピン３１を下降させる。これにより、ゲートＧが閉鎖されるので、製品キャビティＣ内の成形材料を冷却固化させ、両型１０，２０を開いて製品キャビティＣから製品を取り出す。
【００２５】
以上のように、油圧シリンダ装置３８を金型装置の外側に配置し、カム部材３５を型開閉面Ｐに沿うｚ方向に進退させることによって、型開閉面Ｐに直交するｙ方向に軸線を沿わせて配置されたバルブピン３１を進退させ、ゲートＧを開閉することができるので、金型装置の型開閉方向寸法を小さくすることができる。
【００２６】
なお、以上の実施形態において示した各構成部材、その諸形状や組み合わせ等は一例であって、ガイド部材３３やカム部材３５、カム溝３６の形状、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求に基づき種々変更可能である。
たとえば、カム溝内にフォロア部材を係合させる構造を、カム面にフォロア部材を押し付ける構造を採用することもできる。
【００２７】
また、上記実施形態では、バルブピン３１を、軸線が型開閉方向に沿うように配置したが、型開閉方向に対して斜めの面を有する製品を製造においてゲート位置が斜面部分となる場合など、製品キャビティの形状によっては斜めに配置してもよい。
この場合、ガイド溝をバルブピンの軸線に一致させて設けることによりフォロア部材およびバルブピンを直進案内するとともに、上記実施形態と同様にカム面はゲートに対する型開閉方向の高さが異なるように傾斜させ、このカム面およびバルブピンの軸線と一致しない方向（型開閉面に沿う方向）にカム部材を進退させれば、進退機構を金型装置の側方に位置させてバルブピンを進退させることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバルブゲート式金型装置によれば、型開閉面に沿う（バルブピンの軸線に交差する）方向にカム部材を進退させる機構によって、バルブピンを軸線方向に進退させることができるので、固定型の背面に油圧シリンダ装置等を配置しなくてもすみ、金型装置の型開閉方向の寸法を小さくすることができる。つまり、バルブピンの軸線方向が型開閉方向であっても、バルブピンを進退させる進退機構を金型装置の側方に配置できるので、金型装置の型開閉方向に沿う寸法を最小限とすることができる。したがって、大型の射出成形機を用いずに長尺の製品を成形することも可能となり、装置コストの低減、省スペース化を実現し、効率よく成形品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るバルブゲート式金型装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、ゲートを開放した状態（ａ）、ゲートを閉鎖した状態（ｂ）を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であり、ゲートを開放した状態（ａ）、ゲートを閉鎖した状態（ｂ）を示す図である。
【図４】固定型側から見た型体およびバルブ装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１０  型体
２０  型体
３０  バルブ装置
３１  バルブピン
３２  フォロア部材
３３  ガイド部材
３５  カム部材
３６ａ  カム面
３８  進退機構
Ｃ  製品キャビティ
Ｇ  ゲート
Ｒ  材料通路
Ｐ  型開閉面
【図１】
2004243532.tif 000003
【図２】
2004243532.tif 000004
【図３】
2004243532.tif 000005
【図４】
2004243532.tif 000006