(57)【要約】【課題】材料通路における成形材料の流動性を向上すると共に、材料通路内面の耐食性を向上する。【解決手段】成形用金型装置は、固定型１及び可動型２と、固定型１に設けられたライナー３１及び材料通路５４とを備える。ライナー３１及び材料通路５４に無電解メッキによる表面処理皮膜７１を設けル。これにより、従来、材料通路において、処理できなかったり処理が不均一になり易かった部材内部の材料通路を表面処理することができ、表面処理皮膜７１により内部を流れる成形材料の流動性が向上するとともに、材料通路５４内面の耐食性が向上する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに開閉し型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体と、１つの型体に設けられ前記キャビティに連通する材料通路とを備えた成形用金型装置において、前記材料通路に無電解メッキによる表面処理皮膜を設けたことを特徴とする成形用金型装置。
【請求項２】
前記材料通路が屈曲部を有することを特徴とする請求項１記載の成形用金型装置。
【請求項３】
マニホールド内に前記材料通路を形成したことを特徴とする請求項２記載の成形用金型装置。
【請求項４】
前記１つの型体に設けられ前記材料通路を前記キャビティに連通させるゲートを開閉するバルブ装置を備え、このバルブ装置は、前記型体に組み込まれるバルブケーシングを有し、このバルブケーシング内に前記ゲートに通じる前記材料通路を形成したことを特徴とする請求項２記載の成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャビティに連通する材料通路を有する成形用金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品キャビティへのゲートまでの材料通路内の成形材料である樹脂を加熱して常時溶融状態に保つ成形用金型装置として、例えば、特許文献１には、ゲートをバルブ体であるバルブピンにより機械的に開閉するバルブゲート式金型装置が知られている。なお、ホットランナー金型装置は、成形能率を高めることを目的としたものであり、ゲートを閉じるのは、型開時などにゲートから樹脂が漏れるのを防止するためである。
【０００３】
また、ホットランナー式金型装置では、特に複数あるキャビティへ樹脂を分岐させるために、材料通路であるランナーを内部に形成したマニホールドを固定型内に設けている。
【０００４】
ここで、従来のバルブゲート式金型装置について説明する。型体である固定型と可動型は互いに移動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状の製品キャビティを形成する。固定型は固定側型板と固定側受け板とを備え、固定側型板には前記製品キャビティへ開口するゲートが形成されている。前記固定側受け板及び固定側型板に貫通形成された組込み孔にはバルブ装置のバルブケーシングが組み込まれている。このバルブケーシングはほぼ筒状になっており、その中心に前記ゲートに連通する材料通路が形成されている。前記バルブケーシングの外周面には材料通路内の成形材料である熱可塑性樹脂を常時溶融状態に保つための手段であるコイルヒーターと、このコイルヒーターを外側から覆うヒータカバーとが設けられている。前記バルブケーシングの材料通路にはマニホールドの材料通路であるライナーが接続され、このランナーには射出成形機から成形材料が送られてくる。前記バルブケーシング内には油圧シリンダーなどにより駆動されてガイドブッシュに支持されながら移動することにより前記ゲートブッシュのゲートを開閉するバルブピンが設けられている。このバルブピンはゲートブッシュのゲートに嵌合してこれを閉塞する。そして成形時には、複数の型体を型閉してこれら型体間に製品キャビティを形成するとともにゲートを開き、材料通路からゲートを介して製品キャビティ内に成形材料を充填する。ついで、バルブピンによりゲートブッシュのゲートを閉じ、さらに、製品キャビティ内の成形材料が固化した後、型開して製品キャビティ内の成形材料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が、全成形サイクルを通じて、バルブ本体の材料通路内の成形材料は加熱手段の加熱により常時溶融状態に保たれる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８０２９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記マニホールド内には材料通路たるライナーが設けられ、このライナーに前記バルブケーシング内の材料通路が接続され、射出成形機から送られてきた成形材料が、前記ランナー及びバルブケーシング内の材料通路を通ってキャビティ内に充填されるため、その材料通路の摩擦抵抗が大きいと、樹脂の流動性が低下するから、その摩擦抵抗を低減する必要がある。そして、材料通路の屈曲部は、直線部に比べて流れ難く、内面の機械加工を行うにも制約が多いため、摩擦抵抗が大となり、その屈曲部に溶融樹脂が滞留し、樹脂焼けなどの不具合が生じる虞がある。
【０００７】
また、材料通路内は高温の溶融樹脂が流れるため、成形材料にフッ素樹脂等の金属材料に対して腐食性を有するものを用いる場合、材料通路の内面における耐食性を確保する必要がある。
【０００８】
そこで、従来、金属面における摩擦抵抗の削減と耐食性の向上を図るための処理として、樹脂コーティングや金属溶射などが知られている。しかし、前記材料通路は、型体の部材内部に形成され、直線部と屈曲部とを組み合わせて構成されるものであるから、屈曲部の制約などにより上記処理を施すことができない部分が発生する問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、材料通路における成形材料の流動性を向上すると共に、材料通路内面の耐食性を向上することができる成形用金型装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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相互間にキャビティを形成する複数の型体と、１つの型体に設けられ前記キャビティに連通する材料通路とを備えた成形用金型装置において、前記材料通路に無電解メッキによる表面処理皮膜を設けたものである。
【００１１】
無電解メッキを用いることにより、従来、材料通路において処理できなかったり処理が不均一になり易かった部材内部の材料通路を表面処理することができ、表面処理皮膜により内部を流れる成形材料の流動性が向上するとともに、材料通路内面の耐食性が向上する。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記材料通路が屈曲部を有するものである。
【００１３】
屈曲部における流動性が向上するから、成形材料である溶融樹脂の滞留を防止し、これにより樹脂焼けなどの発生を防止できる。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、マニホールド内に前記材料通路を形成したものである。
【００１５】
これによりマニホールド内部の材料通路における成形材料の流動性を高め、その材料通路の耐食性及び耐摩耗性を向上することができる。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記１つの型体に設けられ前記材料通路を前記キャビティに連通させるゲートを開閉するバルブ装置を備え、このバルブ装置は、前記型体に組み込まれるバルブケーシングを有し、このバルブケーシング内に前記ゲートに通じる前記材料通路を形成したものである。
【００１７】
これによりバルブケーシング内部の材料通路における成形材料の流動性を高め、その材料通路の耐食性及び耐摩耗性を向上することができる。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、本発明のホットランナー式金型装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。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・軸方向）に移動して互いに開閉し、型閉時に相互間に複数のキャビティ３を形成するものである。
【００１９】
前記固定型１は、図示していない射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる型体構成材としての固定側取付け板６と、この固定側取付け板６の図示下側すなわち可動型２側の面に固定された固定側受け板７と、この固定側受け板７の図示下側の面に固定された型体構成材としての固定側型板８とを備えている。また、前記固定側受け板７には、反ゲート側が開口した収納凹部９が形成されている。
【００２０】
前記固定側受け板７の収納凹部９内で固定側取付け板６と固定側型板８との間にはスペーサ１０を介してマニホールド１１が設けられており、前記固定側取付け板６に形成された貫通孔１２内にはスプルーブッシュ１３が設けられている。このスプルーブッシュ１３は、その一端部がマニホールド１１に固定されている。また、前記固定側取付け板６には、スプールブッシュ１３の他端部側にローケートリング１４が固定されている。
【００２１】
前記スプルーブッシュ１３は、筒状になっていて、内部が材料通路であるスプルー２１になっており、材料供給装置たる射出成形機のノズル１５が接続されるものである。また、スプルーブッシュ１３の外周面には、スプルー２１内の熱可塑性の成形材料である熱可塑性樹脂を加熱するバンドヒーター２２が設けられており、このバンドヒーター２２は筒状のヒーターカバー２３により外周側から覆われている。前記マニホールド１１は、前記スプルー２１に連通するとともに複数ある製品キャビティ３へする材料通路であるランナー３１を内部に有している。なお、このランナー３１の屈曲部３１Ｋは、マニホールド１１の本体部分に入れ子３２を埋め込んで接合することにより形成され、すなわち入れ子３２の内部に屈曲部３１Ｋが形成されている。また、マニホールド１１には、ランナー３１内の熱可塑性樹脂を加熱するヒーター３３が設けられている。また、材料通路３１は屈曲部たる分岐部３１Ｔを有し、材料通路３１はその分岐部３１Ｔよりキャビティ３側で複数に分かれている。
【００２２】
前記固定側受け板７及び固定側型板８に貫通孔４１が形成されており、この貫通孔４１の先端が前記キャビティ３に開口するゲート４２になっている。このゲート４２は、円柱形状になっており、その軸方向は前記型開閉方向に一致している。
【００２３】
前記固定型１には、前記ゲート４２を開閉するバルブ装置５１が組み込まれている。次に、気のバルブ装置５１の構成を説明する、前記貫通孔４１内にはほぼ筒状のバルブケーシング５２が組み込まれている。このバルブケーシング５２の一端部はフランジ部５３になっていて前記マニホールド１１及び固定側受け板７に挟まれて固定されている。そして、前記バルブケーシング５２の内部は一端側が前記ランナー３１の出口部３４に連通すると共に他端側が前記ゲート４２に連通する材料通路５４になっている。この材料通路５４は、ほぼ円柱形状になっているが、ゲート４２側の先端部内周面に前記型開閉方向に延びる３枚以上の支持羽根５５が一体に形成されている。これら支持羽根５５は、後述するバルブピン５７の支持体であって、材料通路５４の中心軸に対して放射状に位置している。さらに、バルブケーシング５２内の材料通路５４は、支持羽根５５よりもゲート４２側の部分が円柱形状部５６をなしている。この円柱形状部５６の内周面は、前記支持羽根５５の内側縁とほぼ同一円柱面上に位置している。また、前記材料通路５４は、ゲート４２側が直線部をなし、フランジ部５３が湾曲状の屈曲部５４Ｋをなしている。
【００２４】
前記バルブケーシング５２には、バルブ体たるバルブピン５７が内蔵されている。このバルブピン５７は、前記型開閉方向を軸方向としており、キャビティ３側の先端部に形成された円柱形状のゲート閉塞部５８が前記ゲート４２に挿脱自在に嵌合して該ゲート４２を閉じるものである。
【００２５】
また、前記バルブピン５７は、前記バルブケーシング５２の支持羽根５５の内側縁に外周面が常時摺動自在に接触している。これにより、バルブピン５７のゲート４２側の先端部が支持されているが、バルブピン５７がゲート４２を閉じるときには、このバルブピン５７が前記円柱形状部５６に嵌合するようになっている。一方、ゲート４２を開いた状態では、バルブピン５７の先端は支持羽根５５の中間部に位置するようになっており、バルブピン５７の先端は常時支持羽根５５により支持されている。さらに、バルブピン５７は、バルブケーシング５２内に固定されたガイドブッシュ５９により支持されている。すなわち、ガイドブッシュ５９内をバルブピン５７が摺動自在に貫通している。また、バルブケーシング５２の外周には、材料通路５４内の樹脂を加熱する加熱手段たるヒーター６０が設けられ、このヒーター６０の外周をヒーターカバー６０Ｋにより覆っている。
【００２６】
また、バルブピン５７は、前記マニホールド１１及び固定側取り付け板６に形成された貫通孔６１，６２を貫通しており、固定側取り付け板６に設けられた駆動装置である油圧シリンダー装置６３に連結されている。このシリンダー装置６３は、シリンダー室６４内に駆動体であるピストン６５が型開閉方向へ摺動自在に嵌合されている。このピストン６５に前記バルブピン５７の頭部５７Ｈが固定されている。
【００２７】
このような成形用金型装置において、材料通路たるスプルー２１，材料通路たるランナー３１及びバルブケーシング５２内の材料通路５４には、無電解メッキ処理により表面処理皮膜７１が設けられ、この表面処理皮膜７１は、厚さ１０〜３０μ程度のニッケル合金皮膜７２を多層に積層成膜したものであって、耐食性及び耐磨耗性を備え、材料通路を形成する金属の表面より摩擦係数の小さな表面を形成する。無電解メッキは、溶液中での酸化還元反応を利用して、被メッキ物の表面にメッキ金属を化学的に析出する方向によりメッキの皮膜を形成するため、マニホールド１１内のランナー３１やバルブケーシング５２内の材料通路５４にも均一な皮膜７１を形成することができ、屈曲部３１Ｋ，５４Ｋや分岐部３１Ｔがあっても皮膜形成が可能である。
【００２８】
皮膜７２の形成には、被メッキ物であるスプルーブッシュ１３，マニホールド１１及びバルブケーシング５２に直接又は下地メッキを施した後、例えば無電解ニッケル−タングステン−リンの無電解メッキ浴中に被メッキ物を浸漬してメッキを行い、このメッキを繰返して多層の皮膜７２を形成する。前記無電解メッキ浴には、還元剤として次亜リン酸ナトリウムなどの次亜リン塩酸を用いることができ、ニッケル−タングステン−リン合金の皮膜を形成するための水溶性金属塩を含み、また、通常これらの金属塩の錯化剤として有機酸やその金属塩を含有する。尚、メッキの前に常法により被メッキ物の脱脂、電解脱脂、酸洗浄を行うことができる。また、表面処理皮膜７１は、皮膜７２を多層にすることにより、高い耐食性を得ることができるが、摩擦抵抗の軽減を主とする場合は、皮膜７２を一層だけ設けた表面処理皮膜７１としてもよい。
【００２９】
また、屈曲部３１Ｋは、マニホールド１１の本体部分に入れ子３２を埋め込んで接合したから、入れ子３２のみを無電解メッキして入れ子３２内部の屈曲部３１Ｋに表面処理皮膜７１を形成した後、マニホールド１１に組み込むようにしてもよく、その表面処理皮膜７１により屈曲部３１Ｋにおける成形材料の流動性が向上する。
【００３０】
つぎに、前記の構成について、その作用を説明する。成形に際しては、固定型１と可動型２とを型閉して、これら固定型１および可動型２間に製品キャビティ３を形成する。さらに、流体圧シリンダー装置６３の駆動によりバルブピンを図示上方へ移動させ、ゲート４２を開放する。この状態で、射出成形機のノズルから加熱により溶融した熱可塑性樹脂をスプルーブッシュ１３のスプルー２１へ射出する。この樹脂は、スプルー２１からマニホールド１１のランナー３１、さらにバルブケーシング５２内の材料通路５４を通ってゲート４２からキャビティ３内に充填される。その後、流体圧シリンダー装置６３の駆動によりバルブピン５７を図示下方へ移動させてゲート４２に嵌合し、このゲート４２を閉じる。
【００３１】
そして、キャビティ３内に充填された樹脂が十分に冷却、固化した後、固定型１と可動型２とを型開する。この型開に伴い、固定型１と可動型２とでの離型抵抗の相違により、キャビティ３内で固化した樹脂すなわち成形された製品はまず固定型１から離れ、可動型２側に留まる。つぎに、図示しない突き出しピンなどにより製品を突き出して離型される。
【００３２】
上記のように、成形工程において、溶融樹脂は、スプルー２１からマニホールド１１のランナー３１、さらにバルブケーシング５２内の材料通路５４を通ってゲート４２からキャビティ３内に充填され、そのスプルー２１，ランナー３１及びバルブケーシング５２内の材料通路５４に表面処理皮膜７１を設けることにより、それら内面の摩擦が低減し、溶融樹脂の流動性が向上し、屈曲部３１Ｋなどに樹脂が滞留することがなく、均一な性状の溶融樹脂をキャビティ３に供給できる。また、成形材料に金属に対して腐食性を有するものを使用しても、表面処理皮膜７１により耐食性が向上するため、その問題を解消することができる。また、カーボンやガラス繊維を混合した成形材料を用いる場合でも、材料通路内面に耐磨耗性を有する表面処理皮膜７１を設けているため、耐久性に優れたものとなる。
【００３３】
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相互間にキャビティ３を形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、１つの型体たる固定型１に設けられ材料通路たるライナー３１及び材料通路５４とを備えた成形用金型装置において、材料通路たるライナー３１及び材料通路５４に無電解メッキによる表面処理皮膜７１を設けたから、従来、材料通路において処理できなかったり処理が不均一になり易かった部材内部の材料通路を表面処理することができ、表面処理皮膜７１により内部を流れる成形材料の流動性が向上するとともに、材料通路内面の耐食性が向上する。
【００３４】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、材料通路たるランナー３１が屈曲部３１Ｋ及び屈曲部たる分岐部３１Ｔを有し、また、材料通路５４が屈曲部５４Ｋを有するから、屈曲部における流動性が向上し、成形材料である溶融樹脂の滞留を防止し、これにより樹脂焼けなどの発生を防止できる。
【００３５】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、マニホールド１１内に材料通路たるランナー３１を形成したから、マニホールド１１内部の材料通路たるランナー３１における成形材料の流動性を高め、その材料通路の耐食性及び耐摩耗性を向上することができる。
【００３６】
また、このように本実施形態では、請求項４に対応して、１つの型体たる固定型１に設けられ材料通路５４をキャビティ３に連通させるゲート４２を開閉するバルブ装置５１を備え、このバルブ装置５１は、型体たる固定型１に組み込まれるバルブケーシング５２を有し、このバルブケーシング５２内にゲート４２に通じる材料通路５４を形成したから、バルブケーシング５２内部の材料通路５４における成形材料の流動性を高め、その材料通路の耐食性及び耐摩耗性を向上することができる。
【００３７】
また、実施形態上の効果として、バルブケーシング５２を無電解メッキ処理することにより、バルブ体の支持体である支持羽根５５の耐摩耗性が向上すると共に、支持羽根５５とバルブピン５７との摩擦を軽減することができる。
【００３８】
なお、本発明は、前記実施例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。例えば、入れ子内部の屈曲部に表面処理皮膜を設け、他のランナー部分は表面処理皮膜を設けないなど、材料通路の一部に表面処理皮膜を設けるようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、互いに開閉し型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体と、１つの型体に設けられ前記キャビティに連通する材料通路とを備えた成形用金型装置において、前記材料通路に無電解メッキによる表面処理皮膜を設けたものであり、従来、材料通路において処理できなかったり処理が不均一になり易かった部材内部の材料通路を表面処理することができ、表面処理皮膜により内部を流れる成形材料の流動性が向上するとともに、材料通路内面の耐食性を向上することができる。
【００４０】
また、請求項２の発明は、請求項１の効果に加えて、前記材料通路が屈曲部を有するものであり、成形材料である溶融樹脂の滞留を防止し、これにより樹脂焼けなどの発生を防止することができる。
【００４１】
また、請求項３の発明は、請求項２の効果に加えて、マニホールド内に前記材料通路を形成したものであり、マニホールド内部の材料通路における成形材料の流動性を高め、その材料通路の耐食性及び耐摩耗性を向上することができる。
【００４２】
また、請求項４の発明は、請求項２の効果に加えて、バルブケーシング内に前記ゲートに通じる前記材料通路を形成したものであり、バルブケーシング内部の材料通路における成形材料の流動性を高め、その材料通路の耐食性及び耐摩耗性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す金型装置の断面図である。
【図２】同上、キャビティ近傍の断面図であり、一部を拡大断面にしている。
【符号の説明】
１  固定型（型体）
２  可動型（型体）
３  キャビティ
３１  ランナー（材料通路）
３１Ｋ  屈曲部
３１Ｔ  分岐部（屈曲部）
４２  ゲート
５４  材料通路
５４Ｋ  屈曲部
５７  バルブピン（バルブ体）
６３  油圧シリンダー装置（駆動装置）
７１  表面処理皮膜
【図１】
2004148548.tif 000003
【図２】
2004148548.tif 000004