(57)【要約】【課題】成形品を変更する際、型体の交換及び調整が容易な成形用金型装置を提供する。【解決手段】固定型１と可動型２は、型締め用ラムの固定側プラテン１５と可動側プラテンとにより開閉する。固定側プラテン１５にスペーサ２１及び可動側受け板２２を取り付けたプラテン側型体２５を形成する。このプラテン側型体２５にマニホールド３４とバルブ装置６１を組み込み、固定型１に、キャビティ３を形成する第２の固定側型板２４を交換可能に設ける。異なる形状の成形品を成形する場合、キャビティ３側の第２の固定側型板２４を交換して対応でき、型締け用ラムから固定型１全体を取り外す必要がなく、金型部材の交換調整が容易となる。【選択図】      図１
2005014381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締装置の固定側プラテンと可動側プラテンとにより互いに開閉し型閉時に相互間に複数のキャビティを形成する複数の型体と、前記固定側プラテン側の型体に設けられキャビティへ連通するゲートと、このゲートを開閉するバルブ装置と、このバルブ装置と材料供給装置との間に設けられ内部にランナーを有するマニホールドと、前記ランナーを加熱する加熱手段とを備え、前記バルブ装置を複数設け、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、このバルブケーシング内に設けられ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装置とを有する成形用金型装置において、前記固定側プラテンに、前記マニホールドと連通するスプルーブッシュを設けたことを特徴とする成形用金型装置。
【請求項２】
前記固定側プラテンに型体構成材を取り付けたプラテン側型体を形成し、このプラテン側型体に前記マニホールドと前記バルブケーシングを設け、前記固定側プラテンの型体に、前記キャビティを形成する金型部材を交換可能に設けた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】
前記金型部材は、前記ゲートと前記キャビティとを連通するスプルーを有する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】
請求項２又は３記載の成形用金型装置の金型部材交換方法において、前記プラテン側型体に前記マニホールド及びバルブ装置を組み込んだ状態で、異なるキャビティを形成する前記金型部材を交換することを特徴とする成形用金型装置の金型部材交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
本発明は、樹脂などの成形材料を用いる成形用金型装置とその金型部材交換方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
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（例えば、特許文献１）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。そして、型締装置は、固定側プラテン及び可動側プラテンを有し、固定側プラテンに前記固定型の固定側取り付け板を固定し、可動側プラテンに前記可動型の可動側取り付け板を固定する（例えば、特許文献２）。前記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】
また、前記油圧シリンダーは、固定型の固定側取り付け板などに凹部を形成し、この凹部にシリンダー室を形成し、このシリンダー室内に円環状のピストン体を密封性を保持して型開閉方向に摺動自在に組み込み、そのピストン体にバルブピンを固定している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８０２９７号公報
【特許文献２】
特開平９−２３９７８３号公報（図５、図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような複数個のキャビティを有する成形用金型装置において、成形品の形状が変わると、キャビティと形成する金型部材を交換すると共に、マニホールド及びバルブ装置を交換あるいは位置変更が必要になるため、成形品を変更する場合の型体の交換及び調整が煩雑であった。
【０００８】
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、成形品を変更する際、型体の交換及び調整が容易な成形用金型装置とその金型部材交換方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、型締装置の固定側プラテンと可動側プラテンとにより互いに開閉し型閉時に相互間に複数のキャビティを形成する複数の型体と、前記固定側プラテン側の型体に設けられキャビティへ連通するゲートと、このゲートを開閉するバルブ装置と、このバルブ装置と材料供給装置との間に設けられ内部にランナーを有するマニホールドと、前記ランナーを加熱する加熱手段とを備え、前記バルブ装置を複数設け、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、このバルブケーシング内に設けられ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装置とを有する成形用金型装置において、前記固定側プラテンに、前記マニホールドと連通するスプルーブッシュを設けたものである。
【００１０】
固定側プラテンにスプルーブッシュを設けることにより、従来の固定側取り付け板が不要となり、型体製作が簡略化される。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記固定側プラテンに型体構成材を取り付けたプラテン側型体を形成し、このプラテン側型体に前記マニホールドと前記バルブケーシングを設け、前記固定側プラテンの型体に、前記キャビティを形成する金型部材を交換可能に設けたものである。
【００１２】
マニホールドとバルブケーシングとがプラテン側型体に設けられているから、異なる形状の成形品を成形する場合、キャビティ側の金型部材を交換して対応することができ、型締装置から固定型全体を取り外す必要がなく、金型部材の交換及び調整が容易となる。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記金型部材は、前記ゲートと前記キャビティとを連通するスプルーを有するものである。
【００１４】
スプルーの先端側にライナーを配置し、ライナーの先端にキャビティを形成することにより、キャビティの配置の自由度が上がり、バルブケーシングを位置固定していても、複数種の成形品を得ることができる。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記プラテン側型体に前記マニホールド及びバルブ装置を組み込んだ状態で、異なるキャビティを形成する前記金型部材を交換する方法である。
【００１６】
この方法を用いることにより、成形品が変わっても、マニホールドやバルブ装置を交換したり、バルブ装置の位置を変更したりする必要がなく、異なる形状の成形品を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施形態】
以下、本発明の成形用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は第１の型体としての固定型、２は第２の型体としての可動型で、これら固定型１および可動型２は、図１、図３及び図４においては図中で上下方向（型開閉方向）へ移動して互いに開閉し、図２において図中で左右方向（型開閉方向）へ移動して互いに開閉し、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。
【００１８】
前記射出成形機１１は加熱シリンダ装置１２を備え、この加熱シリンダ装置１２の先端にはノズル１３が設けられ、加熱シリンダ装置１２の後部上側にはホッパー１４が設けられている。１５は固定側プラテン、１６は可動側プラテンで、この可動側プラテン１６は、タイバー１７に沿って図示左右方向に移動自在となっており、油圧シリンダにより型締装置たる型締用ラム１８を介して駆動されるものである。そして、固定側プラテン１５には前記固定型１が取り付けられ、可動側プラテン１５には前記可動型２が取り付けられ、それら固定型１及び可動型２は、可動側プラテン１５の移動に伴って開閉する。また、前記加熱シリンダ装置１２には進退駆動手段１９が設けられ、この進退駆動手段１９により加熱シリンダ装置１２が固定型１に対して進退すると共に、射出時にノズル１３を固定型１に所定の力で押し付ける。
【００１９】
前記固定型１は、前記射出成形機１１の固定側プラテン１５に取り付けられる型体構成材としてのスペーサ２１と、このスペーサ２１の図１中下側すなわち可動型２側の面に固定される型体構成材としての固定側受け板２２と、この固定側受け板２２の図１中下側の面に固定された型体構成材としての第１及び第２の固定側型板２３，２４とを備え、この第２の固定側型板２４が前記製品キャビティ３を形成する金型部材である。そして、前記固定側プラテン１５に前記スペーサ２１と固定側受け板２２を固定してプラテン側型体２５を構成している。また、前記第１の固定側型板２３は前記プラテン側型体２５に固定してもよいし、交換可能に設けてもよい。そして、少なくとも前記第２の固定側型板２４を固定型１から着脱可能に構成している。
【００２０】
一方、前記可動型２は、前記射出成形機１１の可動側プラテン１６に取り付けられる可動側取り付け板４を備える。
【００２１】
前記固定側プラテン１５の中央に貫通孔３１を形成し、この貫通孔３１内にスプルーブッシュ３２を設け、前記固定側プラテン１５と固定側受け板２２との間に収納凹部３３を形成し、この収納凹部３３内にマニホールド３４を設ける。このマニホールド３４に前記スプルーブッシュ３２の一端部が固定され、また、スプルーブッシュ３２の他端部側で前記固定側プラテン１５にローケートリング３５が固定されている。
【００２２】
前記スプルーブッシュ３２は、筒状になっていて、内部が材料通路であるスプルー４１になっており、材料供給装置たる加熱シリンダ装置１２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して溶融状態に保つバンドヒーター４２が設けられており、このバンドヒーター４２は筒状のヒーターカバー４３により外周側から覆われている。前記マニホールド３４は、前記スプルー４１に連通するとともに複数ある製品キャビティ３へ連通する材料通路であるランナー４４を内部に有している。また、マニホールド３４には、ランナー４４内の熱可塑性樹脂を加熱して溶融状態に保つヒーター４５が設けられている。
【００２３】
前記固定側受け板２２及び固定側型板２３，２４に貫通孔５１が形成されており、この貫通孔５１の先端は前記キャビティ３に連通するスプルー５２になっている。このスプルー５２の基端は、バルブ装置により開閉するゲート５３であり、このゲート５３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。また、スプルー５２の先端はランナー５４により複数に分かれてそれぞれのキャビティ３，３…に連通する。
【００２４】
前記固定型１の前記プラテン側型体２５には、前記ゲート５３を開閉するバルブ装置６１が組み込まれている。次に、このバルブ装置６１の構成を説明する、前記貫通孔５１内にはほぼ筒状のバルブケーシング６２が組み込まれている。このバルブケーシング６２の一端部はフランジ部６３になっていて前記マニホールド３４及び固定側受け板２２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６２の内部は一端側が前記ランナー４４の出口部４４Ａに連通すると共に他端側が前記ゲート５３に連通する材料通路６４になっている。そして、バルブケーシング６２の先端に断熱リング５５を設け、この断熱リング５５が前記貫通孔５１に形成された円柱状の嵌合受け部５１Ａに嵌合支持され、バルブケーシング６２の基端側はフランジ部６３の先端角部６３Ａが前記貫通孔５１に形成された円柱状の嵌合受け部５１Ｂに嵌合支持されている。このようにバルブケーシング６２は、先端側が位置決めリングたる断熱リンク５５を介して第２の固定側型板２４により位置決め支持され、基端側のフランジ部６３がプラテン側型体２５の固定側受け板２２により位置決め支持される。
【００２５】
前記バルブケーシング６２には、バルブ体たるバルブピン６５が内蔵されている。このバルブピン６５は、前記型開閉方向を軸方向としており、先端部に形成された円柱形状のゲート閉塞部６６が前記ゲート５３に挿脱自在に嵌合して該ゲート５３を閉じるものである。
【００２６】
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６７が先端側とフランジ部６３とにそれぞれ設けられ、各ヒーター６７の外周をヒーターカバー６８により覆っている。それらヒーター６７によりバルブケーシング５２内の樹脂を溶融状態に保つ。
【００２７】
また、バルブピン６５は、前記固定側プラテン１５に設けられた駆動装置である油圧シリンダー装置７１に連結されている。この流体圧シリンダー装置７１の構成を説明する。前記固定側プラテン１５には、シリンダー室７２を気密に設け、このシリンダー室７２内に駆動体であるピストン７３が型開閉方向へ摺動自在に嵌合し、このピストン７３に前記バルブピン６５の基端側を連結している。そして、固定側プラテン１５には、シリンダー室７２の両端部にそれぞれ連通する外部接続部たる流体出入口７４，７５が形成されている。
【００２８】
そして、駆動流体である駆動油を、流体出入口７４からシリンダー室７２に送ると共に流体出入口７５から排出すると、ピストン７３がゲート側に移動し、バルブピン６５がゲート５３を閉塞し、逆に、駆動流体である駆動油を、流体出入口７５からシリンダー室７２に送ると共に流体出入口７４から排出すると、ピストン７３が反ゲート側に移動してゲート５３が開成する。
【００２９】
尚、図中８１は、プラテン側型体２５に設けられた位置決めピンであり、位置決めピン８１を挿通する第１及び第２の固定側型板２３，２４が、その位置決めピン８１によってプラテン側型体２５に位置決めされる。
【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７１の駆動によりバルブピン６５を図示上方へ移動させ、ゲート５８を開放する。この状態で、射出成形機１１のノズル１３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３２のスプルー４１へ射出する。この樹脂は、スプルー４１からマニホールド３４のランナー４４、さらにバルブケーシング６２内の材料通路６４とその先端のゲート６２を通り、スプルー５２の先端で複数のライナー５４に分かれて各キャビティ３内に充填される。その後、流体圧シリンダー装置７１の駆動によりバルブピン６５を図示下方へ移動させてゲート５３に嵌合し、このゲート５３を閉じる。
【００３１】
そして、スプルー５２，ライナー５４及びキャビティ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。この場合、第２の固定側型板２４と可動型２との間が開く。可動型２には図示しないスプルーロックピンが設けられており、このロックピンにスプルー５２内に固化した樹脂が固定され、スプルー５２，ライナー５４及びキャビティ３内で固化した樹脂が固定型１から離れ、可動型２側に留まる。つぎに、固化した樹脂を図示しない突き出しピンなどにより突き出して離型し、キャビティ３に対応する樹脂をライナー５４の樹脂と切り離して成形品を得る。
【００３２】
このような成形用金型装置で、成形品を変更する場合、図３に示すように、第２の固定側型板２４を取外すと、バルブケーシング６２の先端側のみが第２の固定側型板２３から突出した状態となり、異なるキャビティ形状を有する固定側型板（図示せず）を交換して取り付ける。この場合、交換する固定側型板は、型開閉方向の厚さ、ライナーの配置、キャビティの形状や数などを変更することができ、バルブ装置６１，６１のゲート５３，５３位置及び間隔は固定されているが、多品種の成形品に対応可能である。この場合、固定側プラテン１５にはプラテン側型体２５によりマニホールド３４及びバルブ装置６１を一体に組み込んでいるから、それらを取り外すことなく、キャビティ３を形成する金型部材たる第２の固定側型板２４のみを交換調整するだけで対応できる。
【００３３】
また、図４に示すように、第２の固定側型板２４Ａを図１に示すものより薄く形成し、スプルー５２は設けずに、前記ゲート５３がキャビティ３に直接開口するダイレクトゲート式とすることもでき、この場合、キャビティ３内で固化した樹脂により成形品が得られる。
【００３４】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、型締装置たる型締め用ラム１８の固定側プラテン１５と可動側プラテン１６とにより互いに開閉し型閉時に相互間に複数のキャビティ３，３を形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、固定側プラテン１５側の型体たる固定型１に設けられキャビティ３へ連通するゲート５３と、このゲート５３を開閉するバルブ装置６１と、このバルブ装置６１と材料供給装置たる加熱シリンダ装置１２との間に設けられ内部にランナー４４を有するマニホールド３４と、このランナー４４を加熱する加熱手段たるヒーター４５とを備え、複数のゲート５３に対応してバルブ装置６１，６１を複数設け、このバルブ装置６１は、材料通路６４を内部に形成したバルブケーシング６２と、このバルブケーシング６２内に設けられゲート５３を開閉するバルブ体たるバルブピン６５と、このバルブピン６５を駆動する駆動装置たる流体圧シリンダ−装置７１とを有する成形用金型装置において、固定側プラテン１５に、マニホールド３４と連通するスプルーブッシュ３２を設けたから、従来の固定側取り付け板が不要となり、型体製作が簡略化される。
【００３５】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、固定側プラテン１５に型体構成材たるスペーサ２１及び可動側受け板２２を取り付けたプラテン側型体２５を形成し、このプラテン側型体２５にマニホールド３４とバルブケーシング６２を設け、固定側プラテンの型体たる固定型１に、キャビティ３を形成する金型部材たる第２の固定側型板２４を交換可能に設けたから、異なる形状の成形品を成形する場合、キャビティ３側の第２の固定側型板２４を交換して対応し、型締け用ラム１８から固定型１全体を取り外す必要がなく、金型部材の交換調整が容易となる。
【００３６】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、金型部材たる第２の固定側型板２４は、ゲート５３とキャビティ３とを連通するスプルー５２を有するから、スプルー５２の先端側にライナー５４を配置し、ライナー５３の先端にキャビティ３を形成することにより、キャビティ３の配置の自由度が上がり、バルブケーシング６２を位置固定していても、複数種の成形品を得ることができる。
【００３７】
このように本実施形態では、請求項４に対応して、請求項１又は２記載の成形用金型装置の金型部材交換方法において、プラテン側型体２５にマニホールド３４及びバルブ装置６１を組み込んで固定した状態で、異なるキャビティ３を形成する金型部材たる第２の固定側型板２４，２４Ａを交換する方法であるから、成形品が変わっても、マニホールドやバルブ装置を交換したり、バルブ装置の位置を変更したりする必要がなく、異なる形状の成形品を得ることができる。
【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、実施形態では、２つのバルブ装置を用いた例を示したが、３つ以上でもよい。また、第１及び第２の固定側型板を一体化し、これを交換するようにしてもよい。さらに、駆動装置は各種のものを用いることができ、例えば流体圧シリンダー装置では、油圧以外の流体で駆動するものを用いることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、固定側プラテンに、前記マニホールドと連通するスプルーブッシュを設けたものであり、従来の固定側取り付け板が不要となり、型体製作を簡略化することができる。
【００４０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記固定側プラテンに型体構成材を取り付けたプラテン側型体を形成し、この固定側プラテンの型体に前記マニホールドと前記バルブケーシングを設け、前記プラテン側型体に、前記キャビティを形成する金型部材を交換可能に設けたものであり、型締装置から固定型全体を取り外す必要がなく、金型部材の交換が容易となる。
【００４１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記金型部材は、前記ゲートと前記キャビティを連通するスプルーを有するものであり、ライナーの先端にキャビティを形成することにより、キャビティの配置の自由度が上がり、バルブケーシングを位置固定していても、複数種の成形品を得ることができる。
【００４２】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記プラテン側型体に前記マニホールド及びバルブ装置を組み込んだ状態で、異なるキャビティを形成する前記金型部材を交換する方法であり、成形品が変わっても、マニホールドやバルブ装置を交換したり、バルブ装置の位置を変更したりする必要がなく、異なる形状の成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す成形用金型装置の断面図である。
【図２】同上、射出成形機の全体正面図である。
【図３】同上、金型部材を取り外した状態の固定型の断面図である。
【図４】同上、金型部材を交換した状態の固定型の断面図である。
【符号の説明】
１  固定型（型体）
２  可動型（型体）
３  キャビティ
１１  射出成形機
１２  加熱シリンダ装置（材料供給装置）
１５  固定側プラテン
１６  可動側プラテン
１８  型締用ラム（型締装置）
１９  進退駆動手段
２１  スペーサ（型体構成材）
２２  固定側受け板（型体構成材）
２４  第２の固定側型板（金型部材）
２５  プラテン側型体
３２  スプルーブッシュ
３４  マニホールド
４５  ヒーター
６１  バルブ装置
６２  バルブケーシング
６４  材料通路
６５  バルブピン（バルブ体）
７１  油圧シリンダー装置（駆動装置）
【図１】
2005014381.tif 000003
【図２】
2005014381.tif 000004
【図３】
2005014381.tif 000005
【図４】
2005014381.tif 000006