(57)【要約】【課題】  バルブケーシング先端とゲートとの間の隙間の内圧上昇を防止することができるバルブゲート式金型装置を提供する。【解決手段】  バルブケーシング13にゲート10と対向して同軸的に貫通するバルブ体支持孔17を形成し、バルブ体支持孔17の中心軸17Ｔと材料通路18の中心軸18Ｔとを偏心させる。また、バルブケーシング13の先端側とゲート10との間に隙間25Ａが設けられている。材料通路18の下流側と隙間25Ａとを連通する隙間内圧調整孔35を設けたから、ゲート10を閉じるためにバルブピン16がゲート10側に移動すると、バルブ体支持孔17内の樹脂Ｒがゲート10側へと押され、材料通路18に連通する隙間内圧調整孔35により、隙間25Ａ及び製品キャビティ３の過度の内圧上昇を防止することができる。【選択図】  図１
2005153334.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複数の型体と、この型体に設けられた材料通路を前記製品キャビティに連通させる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、材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記ゲートを開閉するバルブ体とを有し、前記バルブケーシングに前記ゲートと対向して同軸的に貫通するバルブ体支持孔を形成し、このバルブ体支持孔に前記バルブ体を摺動自在に支持し、前記バルブ体支持孔の中心軸と前記材料通路の中心軸とを偏心させ、この材料通路のゲート側を屈曲させて前記バルブ体支持孔に連通させ、このバルブ支持孔が開口する前記バルブケーシングの先端側と前記ゲートとの間に隙間を設けたバルブゲート式金型装置において、前記材料通路の下流側と前記隙間とを連通する隙間内圧調整路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】
前記バルブ体支持孔の先端側と基端側にバルブ体に嵌合する嵌合支持部を設けた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。
【請求項３】
前記製品キャビティを形成する型体には、該製品キャビティに位置する部材分割箇所を有することを特徴とする請求項１又は２記載のバルブゲート式金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、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ホットランナー金型装置において、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】
ここで、従来のバルブゲート式金型装置の一例について説明すると、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複数の型体と、この型体に設けられた材料通路を前記製品キャビティに連通させる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、材料通路を内部に形成するとともにこの材料通路を加熱する加熱手段を設けたバルブケーシングと、前記ゲートを開閉するバルブ体と、このバルブ体を駆動する駆動手段とを有するバルブゲート式金型装置において、前記バルブケーシングに前記ゲートと対向して同軸的に貫通するバルブ体支持孔を形成し、このバルブ体支持孔に前記バルブ体を摺動自在に支持するとともに、このバルブ体支持孔の中心軸と前記材料通路の中心軸とを偏心させ、材料通路の下部を屈曲させて前記バルブ体支持孔に連通させたバルブゲート式金型装置（例えば特許文献１）が提案されている。また、前記バルブケーシングの先端部とゲートとの間の隙間は成形材料である樹脂が流入する樹脂断熱層となる。
【特許文献１】特開２００３−２４５９４８号公報（段落０００６段、段落０００８段、段落００２４段）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記バルブゲート式金型装置では、材料通路内の樹脂はヒーターの加熱により常時溶融状態に保たれており、バルブピンでゲートを閉じる際、材料通路内に樹脂が充填された状態でバルブピンを降下させてゲートに嵌合されている。このため、材料通路内に充填される樹脂がバルブピンで押され、この樹脂がバルブピンから受ける圧力によってゲートから製品キャビティ内に押し込まれ、樹脂の押し込み量が必要以上に多くなると、キャビティの内圧が上昇し、製品の成形不良を招く虞がある。
【０００５】
また、上記のバルブゲート式金型装置では、材料通路の下部が前記バルブ体支持孔に連通するから、材料通路の樹脂はバルブ体支持孔の先端側を通ってゲートへと流れる。そして、ゲートを閉塞する際に、バルブ体がゲート側へ移動すると、該バルブ体により材料通路とバルブ体支持孔との連通箇所が塞がれ、さらに、バルブ体が移動することにより、バルブ体支持孔内の樹脂がゲート側へと押され、キャビティ及び前記隙間の内圧が上昇する。そこで、材料通路との連通箇所より先端側のバルブ体支持孔を大きく形成し、バルブ体支持孔とバルブ体との間に隙間を形成して内圧上昇を防止することが考えられるが、材料通路の下部がバルブ体支持孔に斜めに連通し、バルブ体が樹脂の流れにより斜めに押されるため、バルブ体の先端とゲートとが偏心し、嵌合不良を招くことが予想される。このため、従来のこの種のバルブゲート式金型装置において、キャビティと前記隙間を構成する型体部分に入れ子構造などにより、分割箇所があると、キャビティ及び隙間の内圧上昇により該分割箇所が開き、製品にバリなどの不良が発生する虞がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、バルブケーシング先端とゲートとの間の隙間の内圧上昇を防止することができるバルブゲート式金型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の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複数の型体と、この型体に設けられた材料通路を前記製品キャビティに連通させる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、材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記ゲートを開閉するバルブ体とを有し、前記バルブケーシングに前記ゲートと対向して同軸的に貫通するバルブ体支持孔を形成し、このバルブ体支持孔に前記バルブ体を摺動自在に支持し、前記バルブ体支持孔の中心軸と前記材料通路の中心軸とを偏心させ、この材料通路のゲート側を屈曲させて前記バルブ体支持孔に連通させ、このバルブ支持孔が開口する前記バルブケーシングの先端側と前記ゲートとの間に隙間を設けたバルブゲート式金型装置において、前記材料通路の下流側と前記隙間とを連通する隙間内圧調整路を設けたものである。
【０００８】
また、請求項２のバルブゲート式金型装置は、前記バルブ体支持孔の先端側と基端側にバルブ体に嵌合する嵌合支持部を設けたものである。
【０００９】
また、請求項３のバルブゲート式金型装置は、前記製品キャビティを形成する型体には、該製品キャビティに位置する部材分割箇所を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、成形時には、複数の型体を型閉めしてこれら型体間に製品キャビティを形成すると共にゲートを開き、材料通路からバルブ体支持孔の先端，隙間及びゲートを通って成形材料が製品キャビティ内に充填される。ついで、ゲートを閉じるためにバルブ体がゲート側に移動すると、バルブ体により材料通路とバルブ体支持孔との連通箇所が塞がれ、さらに、バルブ体が移動することにより、バルブ体支持孔内の樹脂がゲート側へと押されるが、材料通路に連通する隙間内圧調整路により、隙間及び製品キャビティの過度の内圧上昇を防止することができる。
【００１１】
また、請求項２の構成によれば、バルブケーシングにおいて、バルブ体を先端側と基端側とで嵌合支持することにより、バルブ体の先端とゲートとの嵌合位置合わせを確実に行うことができる。
【００１２】
また、請求項３の構成によれば、隙間及び製品キャビティの過度の内圧上昇が防止されるから、部材分割箇所で製品にバリが発生することがなく、部材を組み合わせて製品キャビティを構成できるから、成形品の種類形状の自由度が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なるバルブゲート式金型装置を採用することにより、従来にないバルブゲート式金型装置が得られ、そのバルブゲート式金型装置を夫々記述する。
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明のバルブゲート式金型装置の実施例１について、図１〜図３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１における図示上下方向（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製品キャビティ３を形成するものである。固定型１は、その本体部としての固定側型板６と、この固定側型板６における可動型２と反対側の面にスペーサーブロックを介して固定された固定側取り付け板（図示していない）とを備えており、この固定側取り付け板と固定側型板６との間にはマニホールド７が設けられている。このマニホールド７は、材料通路であるランナー８が内部に形成されており、このランナー８内の成形材料である熱可塑性樹脂は、マニホールド７に設けられた図示していないヒーターの加熱により常時溶融状態に保たれるようになっている。なお、前記固定側型板６は、固定側受け板あるいはゲートブッシュなどを加えて複数の部材により構成したものであってもよい。また、前記固定側型板６には組み込み孔９が貫通形成されており、この組み込み孔９における可動型２側の先端部は、前記製品キャビティ３に連通するゲート10になっている。
【００１５】
また、固定型１には、前記ゲート10を開閉するバルブ装置11が組み込まれている。つぎに、このバルブ装置11の構成を説明する。前記固定側型板６の組み込み孔９内に、前記型開閉方向を軸方向とするバルブ本体12が組み込まれている。このバルブ本体12の大部分は筒状のバルブケーシング13により構成されているが、このバルブケーシング13の基端部はフランジ部14になっていて前記マニホールド７および固定側型板６間に固定されて支持されている。これとともに、フランジ部14は、前記組み込み孔９におけるマニホールド７側の端部に形成された段差部15に嵌合している。また、バルブ本体12にはバルブ体たるバルブピン16を摺動自在に支持する円筒状のバルブ支持孔17と前記マニホールド７内のランナー８を前記ゲート10に連通させる材料通路18とが形成されている。バルブ体支持孔17は前記ゲート10と同軸的に位置してバルブ本体12を貫通するように直線的に形成されている。また、材料通路18の中心軸18Ｔは前記バルブ支持孔17の中心軸17Ｔに対して偏心しており、材料通路18の下部に形成する屈曲部18Ａの先端18Ｂを前記ゲート10に連通するバルブ体支持孔17の先端周面に開口させることによって、成形材料である樹脂は材料通路18の屈曲部18Ａからバルブ体支持孔17に流入し、さらに、バルブ体支持孔17からゲート10に流入する。そして、前記先端18Ｂが材料通路18とバルブ体支持孔17との連通箇所である。また、前記バルブ体支持孔17の中心軸はバルブケーシング13の中心軸に対して一側に偏心し、前記材料通路18はバルブケーシング13の中心軸に対して前記一側とは反対側の他側に偏心し、製品キャビティ３と離れた側に前記材料通路18が位置するようにバルブケーシング13が固定型１に組み込まれている。
【００１６】
尚、前記バルブケーシング13の外周面には、加熱手段であるヒーター20およびこのヒーター20を外周側から覆うほぼ円筒状のヒーターカバー21が嵌合し、材料通路18内の樹脂が前記ヒーター20によって加熱され、溶融状態に保たれる。また、前記バルブケーシング13におけるゲート20側の端面には嵌合部22が形成されており、この嵌合部22の外周面が前記組み込み孔９内に形成された円柱状の嵌合面23に嵌合している。これにより、バルブケーシング13のゲート10側の部分が固定側型板６に支持されている。さらに、前記嵌合部22からゲート10側に突出させて先端凸部24が形成されている。このように、バルブ本体12は、その両端部において固定側型板６に接触しているが、他の部分においては、バルブ本体12の外面と組み込み孔９の内面との間に断熱用の隙間25，25Ａが形成されている。この隙間25，25Ａは、前記嵌合部22と嵌合面23とが嵌合する嵌合箇所により遮断されており、この嵌合面23よりもゲート10側の隙間25Ａは、ゲート10と連通し成形材料である樹脂が流入する樹脂断熱層となり、反対側の隙間25は、空気断熱層となる。すなわち、固定型１に形成したバルブ本体12用でゲート10と連通する組み込み孔９と、この組み込み孔９に先端側を嵌合したバルブ本体12の先端との間に前記樹脂断熱層が形成される。
【００１７】
また、前記固定側型板６には、製品キャビティの一部を構成するキャビティ形成入れ子31が設けられ、この入れ子31と固定側型板本体６Ａとの間に、部材分割箇所たる分割面32が形成される。すなわち、固定側型板６は、固定側型板本体６Ａと入れ子31とを備える。一方、可動型２には、曲面状のキャビティ形成面33が形成されている。そして、製品キャビティ３により成形される製品は、前記キャビティ形成面33に対応した曲面を有する光学レンズなどである。
【００１８】
前記ゲート10を開閉するバルブピン16は、前記バルブ体支持孔17に摺動自在に支持され、円柱形状をなし、このバルブピン16は図示しない油圧シリンダー装置などの駆動装置の駆動により前記型開閉方向に移動して前記ゲート10を開閉する。このバルブピン16は基端側16Ａが同径のストレートに形成され、先端側のゲート閉塞部16Ｂは基端側16Ａより径小なストレート部として形成され、前記ゲート閉塞部16Ｂがゲート10に挿脱自在に嵌合して該ゲート10を閉じるものである。尚、前記基端部16Ａとゲート閉塞部16Ｂとの間には、先端側に向って縮小するテーパー部16Ｃが形成されている。
【００１９】
前記バルブ体支持孔17には、先端側嵌合支持部17Ａと基端側嵌合支持部17Ｂが形成され、これら嵌合部17Ａ，17Ｂにバルブピン16が型開閉方向に移動可能に嵌合し、該バルブ体支持孔17の中間部17Ｃ及び先端部17Ｓは前記嵌合部17Ａ，17Ｂより僅かに径大に形成され、例えば直径で０．２〜１．０ミリ程度大きく形成されている。尚、前記先端側嵌合支持部17Ａは前記先端18Ｂより基端側に位置して設けられている。
【００２０】
前記バルブケーシング13には、前記材料通路18の屈曲部18Ａと前記隙間25Ａとを直接連通する隙間内圧調整路たる隙間内圧調整孔35が形成され、この隙間内圧調整孔35の中心軸はバルブ体支持孔17の中心軸に対して偏心し、隙間内圧調整孔35の中心軸はバルブ体支持孔17の中心軸とほぼ平行をなし、隙間内圧調整孔35とバルブ体支持孔17の先端部17Ｓとが連通部36において連通している。尚、隙間内圧調整孔35とバルブ体支持孔17の先端部17Ｓとが連通するこの例では、先端部17Ｓの直径より隙間内圧調整孔35の直径は小さく形成されており、隙間内圧調整孔35が連通することにより、先端部17Ｓの円弧の一部は切りかかれるが、２分の１以上の円弧部17Ｅを先端部17Ｓは有する。したがって、屈曲部18Ａからの樹脂の流れにより、バルブピン16を反屈曲部18Ａ側に押す力が加わっても、前記円弧部17Ｅによりバルブピン16の位置決めが正しくなされる。
【００２１】
つぎに、前記の構成について、その作用を説明する。まず固定型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。そして、射出成形機から固定型１内に熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂Ｒを射出する。この樹脂Ｒは、マニホールド７のランナー８などを通り、さらにバルブケーシング13内の材料通路18、バルブ体支持孔17の先端部17Ｓを通ってゲート10から製品キャビティ３内に流入する。尚、図１では、説明のために製品キャビティ３内にのみ樹脂Ｒを図示しているが、実際にはランナー８，材料通路18，先端部17Ｓ及び隙間25Ａ内に樹脂Ｒがある。このようにして製品キャビティ３内に樹脂Ｒが充填された後、ゲート10を閉成するために、バルブピン16をゲート10側に移動する。バルブピン16がゲート10側に移動すると、従来では屈曲部18Ａの先端18Ｂがバルブピン16に塞がれ、製品キャビティ３及び隙間25Ａ内の樹脂Ｒの内圧が上昇したが、隙間25Ａと材料通路18の屈曲部18Ａとを連通する隙間内圧調整孔35により溶融樹脂Ｒが材料通路18へと逃げ、隙間25Ａ内と製品キャビティ３内における溶融樹脂Ｒの過度の内圧上昇を防止できる。
【００２２】
このように本実施例では、請求項１に対応して、互いに開閉し型閉時に製品キャビティ３を相互間に形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、この固定型１に設けられた材料通路たるランナー８を製品キャビティ３に連通させるゲート10を開閉するバルブ装置11とを備え、このバルブ装置11は、材料通路18を内部に形成したバルブケーシング13と、ゲート10を開閉するバルブ体たるバルブピン16とを有し、バルブケーシング13にゲート10と対向して同軸的に貫通するバルブ体支持孔17を形成し、このバルブ体支持孔17にバルブピン16を摺動自在に支持し、バルブ体支持孔17の中心軸17Ｔと材料通路18の中心軸18Ｔとを偏心させ、この材料通路18のゲート10側を屈曲させてバルブ体支持孔17に連通させ、このバルブ支持孔17が開口するバルブケーシング13の先端側とゲート10との間に隙間25Ａを設けたバルブゲート式金型装置において、材料通路18の下流側と隙間25Ａとを連通する隙間内圧調整路たる隙間内圧調整孔35を設けたから、成形時には、複数の固定型１及び可動型２を型閉めしてこれら固定型１及び可動型２間に製品キャビティ３を形成すると共にゲート10を開き、材料通路18からバルブ体支持孔17の先端17Ｓ，隙間25Ａ及びゲート10を通って樹脂Ｒが製品キャビティ３内に充填される。ついで、ゲート10を閉じるためにバルブピン16がゲート10側に移動すると、バルブピン16により材料通路18とバルブ体支持孔17との連通箇所である先端18Ｂが塞がれ、さらに、バルブピン16が移動することにより、バルブ体支持孔17内の樹脂Ｒがゲート10側へと押され、材料通路18に連通する隙間内圧調整孔35により、隙間25Ａ及び製品キャビティ３の過度の内圧上昇を防止することができる。
【００２３】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、バルブ体支持孔17の先端側と基端側にバルブ体たるバルブピン16に嵌合する嵌合支持部17Ａ，17Ｂを設けたから、バルブケーシング13において、バルブ体たるバルブピン16を先端側と基端側とで嵌合支持することにより、バルブピン16の先端とゲート10との嵌合位置合わせを確実に行うことができる。
【００２４】
また、このように本実施例では、請求項３に対応して、前記製品キャビティ３を形成する型体たる固定型１には、該製品キャビティ３に位置する部材分割箇所たる分割面32を有するから、隙間25Ａ及び製品キャビティ３の過度の内圧上昇が防止され、分割面32で製品にバリが発生することがなく、部材を組み合わせて製品キャビティ３を構成できるから、成形品の種類形状の自由度が増す。特に、光学レンズなどではバリが発生すると、その光学特性を損ねる場合があるから、光学レンズなどの分野において、有用である。
【実施例２】
【００２５】
図４〜図５は本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例の隙間内圧調整孔35Ａは、前記先端部17Ｓと隔壁部37により否連通位置に形成されており、この例においても、バルブピン16がゲート10を閉塞するために移動しても、隙間25Ａと材料通路18の屈曲部18Ａとを連通する隙間内圧調整孔35Ａにより溶融樹脂Ｒが材料通路18へと逃げ、隙間25Ａ内と製品キャビティ３内における溶融樹脂Ｒの過度の内圧上昇を防止できる。
【００２６】
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、実施例では、隙間内圧調整路として断面円形のものを示したが、断面形状は四角形や多角形、あるいは長い穴状など形状は適宜選定可能である。また、バルブ体がバルブピンのものを例示したが、バルブ体はスリーブ状のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１のバルブゲート式金型装置の断面図である。
【図２】同上、ゲート周りの断面図である。
【図３】同上、バルブ体支持孔と隙間内圧調整路の断面図である。
【図４】本発明の実施例２のゲート周りの断面図である。
【図５】同上、バルブ体支持孔と隙間内圧調整路の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  固定型（型体）
２  可動型（型体）
３  製品キャビティ
10  ゲート
11  バルブ装置
13  バルブケーシング
16  バルブピン（バルブ体）
17  バルブ体支持孔
17Ａ  先端側嵌合部
17Ｂ  基端側嵌合部
17Ｓ  先端部
17Ｔ  中心軸
18  材料通路
18Ｂ  先端（連通箇所）
18Ｔ  中心軸
25Ａ  隙間
32  分割面（部材分割箇所）
33  キャビティ形成面
35，35Ａ  隙間内圧調整孔（隙間内圧調整路）
【図１】
2005153334.tif 000003
【図２】
2005153334.tif 000004
【図３】
2005153334.tif 000005
【図４】
2005153334.tif 000006
【図５】
2005153334.tif 000007