(57)【要約】【課題】  複数のゲートを開閉する複数のバルブピンをバルブケーシングに設けたバルブゲート式金型装置において、ゲート側における組み込み孔へのバルブケーシングの取り付け強度を高める。【解決手段】  バルブケーシング25と組み込み孔23のゲート15，17側内面14との間に断熱層をなす隙間27，28を形成する。バルブケーシング25のゲート15，17に対向する先端部と組み込み孔23のゲート15，17側内面間に支持部材41，44をそれぞれ設ける。支持部材41，44は隙間27，28を封止すると共に、材料通路30，32及びゲート15，17に接続するバルブピン挿入孔42，43を設ける。支持部材41，44の先端側を組み込み孔13の内面14のゲート15，17側に嵌合すると共に、該支持部材41，44の基端側を前記バルブケーシング25の先端部に嵌合する。バルブケーシング25におけるゲート15，17側を、支持部材41，44を介して組み込み孔13の内面14の底部に支持する。【選択図】図１
2005238629.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を備え、これら複数の型体のうち１つの型体内に、製品キャビティへ開口させるゲートを複数設けると共に、これら複数のゲートをそれぞれ開閉する複数のバルブピンをバルブケーシングに設けたバルブ装置を備えた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は前記型体に形成された組み込み孔内に組み込まれると共に材料通路を内部に形成し、前記バルブケーシングの内部に前記複数のゲートをそれぞれ開閉するバルブピンを複数設け、前記バルブケーシングと前記組み込み孔の前記ゲート側内面との間に断熱層をなす隙間を形成し、かつ前記バルブケーシングの前記ゲートに対向する先端部と組み込み孔のゲート側内面間に支持部材をそれぞれ設け、前記支持部材は前記材料通路及びゲートに接続するバルブピン挿入孔を設け、かつそれぞれの前記支持部材の先端側を前記組み込み孔内面のゲート側に嵌合すると共に、該支持部材の基端側を前記バルブケーシングの先端部に嵌合することを特徴とするバルブゲート式金型装置。
【請求項２】
前記支持部材の基端側を前記バルブケーシングの先端部に遊嵌す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。
【請求項３】
前記支持部材の基端側は前記材料通路の内周面に嵌合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。
【請求項４】
前記支持部材は中心にバルブピン挿入孔を設けた円筒状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に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、複数のゲートを有するバルブゲート式金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のものとして、マニホールド内には、一つのスプルーから分岐していく材料通路であるランナーが形成され、また、固定側には複数の組み込み孔が形成されており、これら組み込み孔の可動型側の先端部に位置して固定側には、製品キャビティにそれぞれ開口するゲートがそれぞれ２つずつ形成され、そして、各組み込み孔には、ゲートを開閉するバルブピンを備えたバルブゲート装置が組み込まれ、バルブケーシング（バルブ本体）のゲート側先端部の外周面の一部が組み込み孔の内周面に嵌合しており、材料通路内の成形材料を常時溶融状態に保ち、材料通路から製品キャビティへのゲートをバルブゲート装置により開閉するホットランナー式成形用金型装置を用い、マニホールドの材料通路から前記バルブゲート装置のバルブ本体に一つある材料入口部に成形材料を流入し、この成形材料をバルブ本体内で複数の材料通路に分岐させるとともに、これら材料通路からそれぞれ開放されたゲートを介して別個の製品キャビティに充填するものが公知である（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−３６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来技術においては、バルブケーシングのゲート側先端部の外周面の一部が組み込み孔の内周面に嵌合して、バルブケーシング、ひいてはバルブピンの位置決めを行なっている。
【０００４】
しかしながら、このような金型装置においては、バルブケーシングのゲート側先端部の外周面の一部が組み込み孔の内周面に嵌合しているものの、バルブケーシングのゲート側先端部の中央は組み込み孔に接触しない構造になっているので、該中央は支持されていないこととなり、バルブ装置の取り付け強度が小さくなってしまい、成形時に材料通路内に溶融状態の成形材料を射出したときにバルブピンの位置等を正確に定めることができなくなることが懸念される。
【０００５】
解決しようとする問題点は、製品キャビティへ開口させる複数のゲートを設けると共に、複数のゲートを開閉する複数のバルブピンをバルブケーシングに設けたバルブゲート式金型装置において、ゲート側における組み込み孔へのバルブケーシングの取り付け強度を高める点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、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を備え、これら複数の型体のうち１つの型体内に、製品キャビティへ開口させるゲートを複数設けると共に、これら複数のゲートをそれぞれ開閉する複数のバルブピンをバルブケーシングに設けたバルブ装置を備えた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は前記型体に形成された組み込み孔内に組み込まれると共に材料通路を内部に形成し、前記バルブケーシングの内部に前記複数のゲートをそれぞれ開閉するバルブピンを複数設け、前記バルブケーシングと前記組み込み孔の前記ゲート側内面との間に断熱層をなす隙間を形成し、かつ前記バルブケーシングの前記ゲートに対向する先端部と組み込み孔のゲート側内面間に支持部材をそれぞれ設け、前記支持部材は前記材料通路及びゲートに接続するバルブピン挿入孔を設け、かつそれぞれの前記支持部材の先端側を前記組み込み孔内面のゲート側に嵌合すると共に、該支持部材の基端側を前記バルブケーシングの先端部に嵌合することを特徴とするバルブゲート式金型装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記支持部材の基端側を前記バルブケーシングの先端部に遊嵌す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】
請求項３の発明は、前記支持部材の基端側は前記材料通路の内周面に嵌合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である。
【０００９】
請求項４の発明は、前記支持部材は中心にバルブピン挿入孔を設けた円筒状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブゲート式金型装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、前記バルブケーシングの前記ゲートに対向する先端部と組み込み孔のゲート側内面間に支持部材をそれぞれ設けるので、バルブケーシングの前記先端部を組み込み孔の内面に複数箇所で支持できるので、バルブ装置の組み込み孔への取り付け強度を向上することができる。また前記支持部材は前記材料通路及びゲートに接続するバルブピン挿入孔を設け、かつそれぞれの前記支持部材の先端側を前記組み込み孔内面のゲート側に嵌合すると共に、該支持部材の基端側を前記バルブケーシングの先端部に嵌合することにより、それぞれのバルブピンをそれぞれのゲートに対して正確に位置決めすることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、高温となるバルブケーシングと低温となる型体との温度差により支持部材が熱変形しようとしても、支持部材は遊嵌しているので、熱変形を回避することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、支持部材をバルブケーシング内に設けることにより、バルブ装置、ひいては金型を小型化することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、支持部材は中心にバルブピン挿入孔を設けた円筒状としたことで、局部応力の発生などを抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、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。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図３は実施例１を示しており、同図において１は一方の型体である固定型、２は他方の型体である可動型で、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の形状をした製品キャビティ３を形成するものである。固定型１は、製品キャビティ３を形成したブロック４を設けた固定側型板５とこの固定型型板５の裏面すなわち可動型２と反対側の面に中間取り付け板６，７を介して固定された固定側取り付け板８とを備えており、この中間取り付け板７には材料通路であるランナー９を設けたランナーブロック10が設けられており、ランナー９の基端は固定側取り付け板９の表面に設けた図示しないローケートリング側に接続している。このランナーブロック10にはランナー９内の熱可塑性の成形材料が常時溶融状態に保たれるようにヒータ11が設けられている。
【００１６】
また、前記ブロック４を有する固定側型板５及び中間取り付け板６，７にバルブ装置12の組み込み孔13が形成されており、これら組み込み孔13の内面14には、製品キャビティ３にそれぞれ開口する第１〜３のゲート15，16，17が３箇所に形成されている。尚、図１及び図２は平断面図を示した図３のＺ−Ｚ線方向の断面図を示している。第1〜第３のゲート15，16，17は組み込み孔13の内面14の底部における軸方向Ａを中心として一方に第1及び第２のゲート15，16を隣接して配置すると共に、第３のゲート17は組み込み孔21の中心軸方向を中心として他方に配置している。そして、３箇所あるゲートのうち第1及び第２のゲート15，16の２箇所においては、固定型１及び可動型２との分割面ＰＬの製品キャビティ３内に配置される延長仮想面18からゲートの２次側までの高さ（距離）ｈは、他の第３のゲート17における延長仮想面18からゲート17の２次側までのの高さ（距離）Ｈよりも小さく形成されている（ｈ＜Ｈ）。すなわち、ゲート17の２次側とゲート15，16の２次側とは段差Δ（Δ＝Ｈ−ｈ）が形成されている。尚、ゲート16の高さ（距離）は図示していない。
【００１７】
さらに組み込み孔13の内面14における底部においては、第1のゲート15の厚みを所定長さ確保するようにゲート15の１次側には該ゲート15の軸方向Ｂを中心とした円形底部19Ａを有する短円筒凹状の第1の嵌合受け部19が形成されており、また第２のゲート16の１次側にも同様な図示しない短円筒凹状の第２の嵌合受け部が形成されている。さらに第３のゲート17の厚みを所定長さ確保するようにゲート17の１次側には該ゲート17の軸方向Ｃを中心とした円形底部20Ａを有する短円筒凹状の第３の嵌合受け部20が形成されている。第1の嵌合受け部19の円形底部19Ａと第３の嵌合受け部20の円形底部20Ａとの間には段差が形成されている。尚、第1の嵌合受け部19の周囲19Ｂは軸方向Ｂを中心に裁頭円錐形状に凹設しており、第３の嵌合受け部20の周囲20Ｂは軸方向Ｃを中心に裁頭円錐形状に凹設しており、これら周囲19Ｂ，20Ｂ相互間には盛り上がり部21が形成されている。尚、第２のゲート16側は第１のゲート15側と同様に形成されている。
【００１８】
前記組み込み孔13には、ゲート15，16，17をそれぞれ開閉する第1〜３のバルブピン22，23，24を一つのバルブケーシング25に組み込んだ前記バルブゲート装置12が組み込まれる。バルブケーシング25は、前記型開閉方向を軸方向Ａとするほぼ円筒状に形成されており、一端部にフランジ部26を有し、このフランジ部26がランナーブロック10と及び中間取り付け板６との間に挟まれて固定されている。さらに、組み込み孔13の内面14の周面とバルブケーシング25の外周面との間には周面側断熱層が隙間27によって形成され、さらにこの隙間27に接続して組み込み孔13の底部14とバルブケーシング25の先端側との間には底部側断熱層が隙間28によって形成されている。
【００１９】
そして、前記バルブケーシング25の内部には、一つの材料入口部29がフランジ部25側に形成されていると共に、この材料入口部29から３分岐した３つの材料通路30，31，32が形成されている。材料入口部29は、前記型開閉方向と平行なバルブケーシング24の軸方向Ａと平行に形成され、そして軸方向Ａを中心として放射状となって３方向に分岐しており、そして分岐路29Ａは、先端が第1〜第３のゲート15，16，17に対向するように配置される前記第１〜３の材料通路30，31，32の基端にそれぞれ接続される。第１〜第３の材料通路30，31，32は、軸方向Ａと平行に形成されている。第１，３の材料通路30，32のゲート15，17側は軸方向Ｂ，Ｃに沿って形成され、さらに第２の材料通路31のゲート16側は軸方向Ｄに沿って形成される。尚、前記バルブケーシング25のフランジ部26の中央部には、ゲート15側へ凹設する嵌合孔33が形成されており、この嵌合孔33内にバルブピンガイドを兼ねる入子34が着脱可能に嵌合されている。この入子34の軸方向Ａに材料入口部29が形成されると共に、材料入口部29の先端に接続する分岐路29Ａの上部が入子34の底部に形成されており、一方入嵌合孔33の底部に分岐路29Ａの下部が形成され、そしてこれら上部と下部を突き合わせて分岐路29Ａが形成されている。
【００２０】
さらに、前記バルブケーシング25内には、このバルブケーシング25に対応する３つのゲート15，16，17をそれぞれ開閉する３つのバルブ体としての前記第１〜３のバルブピン22，23，24が内蔵されている。これらバルブピン22，23，24は、前記型開閉方向を軸方向Ａと平行な軸方向Ｂ，Ｃ，Ｄとしており、かつ、この方向に移動するものである。そして、バルブピン22，23，24は、バルブケーシング25のゲート15，16，17側の各材料通路30，31，32の中央部をそれぞれ貫通して前記ゲート15，16，17にそれぞれ対向するものである。バルブケーシング25の先端においては、ゲート15，16，17にそれぞれ対向して円錐状の突部35，36が設けられ、これら突部35，36は隙間28を介してそれぞれの周囲19Ｂ，20Ｂ側に挿入するようになっている。そして、突部35，36の軸方向Ａにゲート15，17側を開口して円形底部37，38を有する短円筒凹状の第４及び６の嵌合受け部39，40が形成されている。尚、ゲート16に設けられる同様な第５の嵌合受け部は図示していない。これら嵌合受け部39，40は前記嵌合受け部19，20とそれぞれ同軸方向上に設けられている。そして、第１及び第４の嵌合受け部19，39間に第1の支持部材41を設ける。この第1の支持部材41は軸方向Ｂ上に材料通路30とゲート15を接続するバルブピン挿入孔42を形成したほぼ円筒形状であって、その先端面41Ａは前記底部19Ａに面接触すると共に、基端面41Ｂは前記底部37に面接触し、さらに先端側外周面41Ｃは前記嵌合受け部19の内周面19Ｃに面接触して嵌合する一方、基端側外周面41Ｄは前記嵌合受け部39の内周面39Ａに面接触しないで隙間43を有するか或いは一部分のみが接触するように隙間Ｌを形成して遊嵌している。すなわち嵌合受け部39の内周面39Ａの直径は第1の支持部材41の直径よりもわずかに径大に形成している。第２のゲート16側にも同様の図示しない第２の支持部材を設ける。さらに嵌合受け部20，40間に第1の支持部材41と同様にバルブピン挿入孔43を設けた第３の支持部材44を設ける。さらに、バルブピン挿入孔42，43の内周面には摺動支持部材45がリブ状に設けられており、バルブピン22，23，24は摺動支持部材45にそれぞれ摺動自在に嵌合して、ゲート15，16，17を開閉するようになっている。
【００２１】
また、前記バルブケーシング25の外周面には、材料通路30，31，32を加熱するバンドヒーター46およびこのヒーター46を外側から覆うほぼ円筒状のヒーターカバー47がそれぞれ嵌合されている。
【００２２】
また、バルブピン22，23，24の基端側は、前記入子34等に貫通形成された通孔48をそれぞれ摺動自在に貫通して、前記固定側取り付け板８に設けられたバルブ駆動源である油圧シリンダー49に連結されており、この一つの共通の油圧シリンダー49に、一つのバルブゲート装置12に対応する３本のバルブピン22，23，24は連結されている。油圧シリンダー49は、固定側取り付け板８に形成した凹部50の開口に蓋板51を設けたシリンダー室52にピストン53を軸方向Ａに摺動可能に収容したものであり、ピストン53はピストン本体54とこのピストン本体54の軸方向Ａの他方面にボルト55等固定手段により固定される押え部材56からなり、ピストン本体54の軸方向Ａの他方面に凹設した凹部57，58内にバルブピン22，24の基端が挿入していると共に、該基端には軸方向Ａに受圧部材59，60を設ける。そして、第１のバルブピン22に設けた受圧部材59及び図示しない第２のバルブピン23に設けた受圧部材は押え部材56に常時接している一方、第３のバルブピン24に設けた受圧部材60と押え部材56との間には遅延用の間隙61が軸方向Ａに前記Δの長さとなって形成されている（隙間61の軸方向Ａの長さ：Δ＝Ｈ−ｈ）。そしてシリンダー室52にはピストン53が摺動する内壁部材62が設けられ、ピストン53は軸方向Ａに案内ピン63に案内されて摺動する。
【００２３】
また、可動型２には製品キャビティ３を形成するためのブロック64を備えた可動側型板65等が設けられている。尚、図中66は固定型１、可動型２に設けた冷却水路を示している。
【００２４】
次に、前記構成についてその作用を説明する。成形にあたっては、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を形成した後、油圧シリンダー49の駆動によりバルブピン22，23，24を可動型２から離れる方向へ移動させてゲート15，16，17を開放する。
【００２５】
そして、図示しない射出成形機のノズルから熱可塑性の成形材料を射出する。この成形材料は、ランナー９を通って材料入口部29に流入し、この材料入口部29から材料通路30，31，32へ３分岐する。さらに、成形材料は、開放されたバルブピン挿入孔42，43を通って、ゲート15，16，17から製品キャビティ３内にそれぞれ充填される。その後、保圧を経て、油圧シリンダー49の駆動によりバルブピン22，23，24が可動型２の方へ移動し、ゲート22にそれぞれ嵌合してこれらゲート15，16，17を閉じる。この際、ピストン53が軸方向Ａの一方向に動き始めるとまず第１のバルブピン22に設けた受圧部材59が押え部材56によって押圧されて第１のバルブピン22は前進する。さらにピストン53が前進すると第３のバルブピン24に設けた受圧部材60が押え部材56によって押圧されて第３のバルブピン24は第１のバルブピン22より遅れてはじめて第１のバルブピン22と同速度で前進する。この同時にバルブピン22，24が動き始めるバルブピン22の先端とゲート15の距離、具体的にはゲート15の２次側との距離と、バルブピン24の先端とゲート17の距離、具体的にはゲート17の２次側との距離とは同じになり、この結果バルブピン22，24が同時に動き始めると、その後バルブピン22，24は同速度で移動してそれぞれのゲート15，17を同時に閉じる。尚、第２のバルブピン23も第１のバルブピン22と同様に作用する。
【００２６】
このような、成形の際にバンドヒーター46により加熱されて樹脂を溶融状態に保つバルブケーシング25は隙間27，28の周面側断熱層及び底部側断熱層を介して断熱されて高温状態になっている。そして、バルブピン22の先端側の位置決めのために設けた第１の支持部材41においては、そのバルブケーシング25側は比較的高温となり、一方固定側型板６側では比較低温となって支持部材41内部に熱変形が生じ、この結果支持部材41のバルブピン挿入孔42の中心が軸方向Ｂとずれるようになって無理な力が支持部材41、ひいてはバルブピン22等に負荷されるようになるが、前記ずれを支持部材41の基端側外周面41Ｄが嵌合受け部39の内周面39Ａに遊嵌していることでこれを吸収し、支持部材41の熱変形を吸収することができる。さらに、支持部材41における先端面41Ａは前記底部19Ａに面接触すると共に、基端面41Ｂも底部37に面接触することで、バルブケーシング25におけるゲート15，17側を、支持部材41，44を介して組み込み孔13の内面14の底部に支持することにより、樹脂圧などに抗してバルブケーシング25を支持できるので、組み込み孔13に対するバルブケーシング25、ひいてはバルブ装置12の取り付け強度を向上することができる。
【００２７】
さらに、支持部材41，44をバルブケーシング25内に嵌合受け部39，40を介して設けることにより、バルブ装置12、ひいては金型装置を小型化することができ、また支持部材41，44は中心にバルブピン挿入孔42，43を設けた円筒状としたことで、局部応力の発生などを抑止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように本発明にかかるバルブゲート式金型装置は、１つの製品キャビティに複数のゲートを設けるバルブ装置を備えた金型装置の他に、多数の製品キャビティにそれぞれ設けたゲートを設けるバルブ装置を備えた金型装置等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例を示す要部の拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す平断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  固定型（型体）
２  可動型（型体）
３  製品キャビティ
12  バルブ装置
13  組み込み孔
14  内面
15，16，17  ゲート
22，23，24  バルブピン
25  バルブケーシング
27，28  隙間
30，31，32  材料通路
41，44  支持部材
42，43  バルブピン挿入孔
【図１】
2005238629.tif 000003
【図２】
2005238629.tif 000004
【図３】
2005238629.tif 000005