(57)【要約】【課題】ホットランナの樹脂通路からエッジゲートの各分岐ゲートに向かう溶融樹脂が均一に分配され、品質が一定した成形品を得ることができる射出成形金型を提供することにある。【解決手段】射出成形機から射出される溶融樹脂の樹脂通路８を有するスプルーブッシュ７と、この樹脂通路８と連通する樹脂通路１１を有するマニホールド１０と、このマニホールド１０に設けられた第１のゲート１４及びこの第１のゲート１４を開閉する第１のニードルバルブ１７と、マニホールド１０に設けられ第１のゲート１４と連通するとともに先端部にキャビティ２５と連通する第２のゲート２２を有する樹脂計量室２４と、この樹脂計量室２４に進退自在に設けられ第２のゲート２２を開閉する第２のニードルバルブ２３と、樹脂計量室２４に進退自在に設けられ進退量によって前記第１のゲート１４から樹脂計量室２４に供給される樹脂量を計量する計量スリーブ２６と、第１と第２のニードルバルブ１７，２３及び計量スリーブ２６を駆動する駆動部とを具備したことを特徴とする。【選択図】図１
2005103802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機から射出される溶融樹脂の樹脂通路を有するスプルーブッシュと、このスプルーブッシュの樹脂通路と連通する樹脂通路を有するマニホールドと、このマニホールドに設けられた第１のゲート及びこの第１のゲートを開閉する第１のニードルバルブと、前記マニホールドに設けられ前記第１のゲートと連通するとともに先端部にキャビティと連通する第２のゲートを有する樹脂計量室と、この樹脂計量室に進退自在に設けられ前記第２のゲートを開閉する第２のニードルバルブと、前記樹脂計量室に進退自在に設けられ進退量によって前記第１のゲートから前記樹脂計量室に供給される樹脂量を計量する計量スリーブと、前記第１と第２のニードルバルブ及び前記計量スリーブを駆動する駆動部とを具備したことを特徴とする定量射出成形金型。
【請求項２】
前記樹脂計量室は、前記マニホールドに設けられた貫通穴の内周面と前記貫通穴に進退自在に挿入された第２のニードルバルブの外周面との間に形成された断面が環状空隙部によって形成され、前記計量スリーブは、前記第２のニードルバルブに嵌合されて前記環状空隙部に進退自在であることを特徴とする請求項１記載の定量射出成形金型。
【請求項３】
前記樹脂計量室は、内部の樹脂圧力を検知する圧力センサを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の定量射出成形金型。
【請求項４】
前記計量スリーブは、駆動部によって回転されるナットと螺合するねじ部を有し、ナットの回転運動を直線運動に変換して進退されることを特徴とする請求項１記載の定量射出成形金型。
【請求項５】
前記計量スリーブの進退量は、位置センサによって検知され、この位置センサからの検知信号によって駆動部が制御されることを特徴とする請求項１または４記載の定量射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超小型成形品の射出成形に適した定量射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形品を成形する射出成形金型は、１台の成形用金型に複数のキャビティを設け、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を分配し、ホットランナで保温状態で前記キャビティに連通するエッジゲートに導くように構成されている。
【０００３】
この射出成形金型は、１回の射出成形によって複数個の成形品を同時に成形できるように構成したもので、基本的には、中央部に設けられたスプルー部に１つの樹脂注入口と、これと連通して複数に分岐する分岐通路を有している。一方、金型本体には複数のキャビティが設けられ、これらキャビティに連通するエッジゲートを有した複数のノズルホルダユニットが設けられている。さらに、前記スプルー部の分岐通路と前記各ノズルホルダユニットとを連通するために、ヒータを有したホットランナが接続され、注入された溶融樹脂を保温状態でキャビティに導くように構成されている。
【０００４】
従って、樹脂注入口から注入された溶融樹脂は、分岐通路を介して複数のホットランナに分配され、これらホットランナから複数のノズルホルダユニットを介してエッジゲートに導かれ、さらにエッジゲートから各キャビティに注入される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のように構成された射出成形金型は、１つの樹脂注入口と連通して複数のキャビティに溶融樹脂を分配しているものの、各キャビティに供給される溶融樹脂の樹脂量および樹脂圧力にバラツキがある。従って、各キャビティに充填されて成形される成形品にバラツキができ、特に超小型成形品を成形する場合には、キャビティに充填される溶融樹脂の樹脂量を定量とし、しかも低圧注入が要求されるが、従来の射出成形金型では対応できないという事情がある。
【０００６】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、超小型成形品を成形する場合においても、キャビティに充填される樹脂量及び樹脂圧力を一定とし、品質が一定した成形品を得ることができる定量射出成形金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、射出成形機から射出される溶融樹脂の樹脂通路を有するスプルーブッシュと、このスプルーブッシュの樹脂通路と連通する樹脂通路を有するマニホールドと、このマニホールドに設けられた第１のゲート及びこの第１のゲートを開閉する第１のニードルバルブと、前記マニホールドに設けられ前記第１のゲートと連通するとともに先端部にキャビティと連通する第２のゲートを有する樹脂計量室と、この樹脂計量室に進退自在に設けられ前記第２のゲートを開閉する第２のニードルバルブと、前記樹脂計量室に進退自在に設けられ進退量によって前記第１のゲートから前記樹脂計量室に供給される樹脂量を計量する計量スリーブと、前記第１と第２のニードルバルブ及び前記計量スリーブを駆動する駆動部とを具備したことを特徴とする定量射出成形金型にある。
【０００８】
請求項２は、請求項１の前記樹脂計量室は、前記マニホールドに設けられた貫通穴の内周面と前記貫通穴に進退自在に挿入された第２のニードルバルブの外周面との間に形成された断面が環状空隙部によって形成され、前記計量スリーブは、前記第２のニードルバルブに嵌合されて前記環状空隙部に進退自在であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３は、請求項１または２の前記樹脂計量室は、内部の樹脂圧力を検知する圧力センサを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４は、請求項１の前記計量スリーブは、駆動部によって回転されるナットと螺合するねじ部を有し、ナットの回転運動を直線運動に変換して進退されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５は、請求項１または４の前記計量スリーブの進退量は、位置センサによって検知され、この位置センサからの検知信号によって駆動部が制御されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は定量射出成形金型を示し、第１のゲートが閉塞時の縦断側面図、図２は定量射出成形金型を示し、第１のゲートが開放時の縦断側面図、図３は図２のＡ部を拡大した縦断側面図、図４は第１のニードルバルブ駆動部の横断平面図である。射出成形金型１は、例えば超小型歯車、超小型レンズ等の超小型成形品を成形する金型であって、図１〜図３に示すように、１台の金型本体２には複数個、本実施形態では２個の超小型成形品を同時に成形することができる成形部３が設けられている。
【００１４】
金型本体２には第１の固定ブロック４及び第２の固定ブロック５が設けられている。第１の固定ブロック４にはノズルタッチ面６を有するスプルーブッシュ７が設けられ、このスプルーブッシュ７は第２の固定ブロック５まで貫通して設けられている。スプルーブッシュ７の軸方向にはノズルタッチ面６と連通し、射出成形機（図示しない）から射出される溶融樹脂の樹脂通路８が設けられ、外周面にはヒータ９が巻装されている。
【００１５】
スプルーブッシュ７は、第２の固定ブロック５に設けられたマニホールド１０と接続されている。マニホールド１０にはスプルーブッシュ７の樹脂通路８と連通する樹脂通路１１が設けられ、この樹脂通路１１は前記成形部３に対応して二股に分岐される分岐通路１２が設けられている。さらに、マニホールド１０には樹脂通路１１及び分岐通路１２内の溶融樹脂を溶融状態に保つためのヒータ１３が設けられている。
【００１６】
マニホールド１０には樹脂通路１１の延長線上１１ａを中心として相反する方向に開口する一対の第１のゲート１４が設けられ、これら第１のゲート１４は分岐通路１２と直角に屈曲する通路１２ａを介して連通している。
【００１７】
さらに、図４に示すように、マニホールド１０には樹脂通路１１の延長線上１１ａにはウェッジ１５を有するウェッジピン１６が軸方向に進退自在に設けられている。ウェッジ１５には相反する面に斜面１５ａを有し、これら斜面１５ａには第１のゲート１４を開閉する一対の第１のニードルバルブ１７が対応して設けられている。
【００１８】
第１のニードルバルブ１７は、先端部が第１のゲート１４に対向し、基端部がウェッジ１５の斜面１５ａに対向している。さらに、第１のニードルバルブ１７の外周部には第１のニードルバルブ１７を後退方向（第１のゲート１４を開放する方向）に付勢するコイルスプリング１８が巻装されている。また、ウェッジピン１６は駆動部としてのエアシリンダ１９のピストンロッド２０と直結され、ウェッジ１５を進退させて第１のニードルバルブ１７を開閉するようになっている。
【００１９】
図１〜図３に示すように、前記マニホールド１０には成形部３に対応し、第１のニードルバルブ１７の進退方向と直交する方向に貫通する貫通穴２１が設けられている。これら貫通穴２１は円筒状で、その先端部には第２のゲート２２が設けられ、側部は第１のゲート１４と連通している。貫通穴２１には第２のゲート２２を開閉する円柱状の第２のニードルバルブ２３が軸方向に進退自在に挿入されている。そして、貫通穴２１の内周面と第２のニードルバルブ２３の外周面との間には環状空隙部からなる樹脂計量室２４が設けられ、この樹脂計量室２４は第２のゲート２２を介して超小型成形品、例えば超小型レンズ等を成形する成形部３のキャビティ２５に連通している。
【００２０】
また、貫通穴２１の内周面と第２のニードルバルブ２３の外周面との間には第２のニードルバルブ２３と嵌合された状態に円筒状の計量スリーブ２６が軸方向に進退自在に設けられている。すなわち、計量スリーブ２６は前進時には樹脂計量室２４の容積を狭め、後退時には樹脂計量室２４の容積を広げ、樹脂計量室２４の容積に応じた溶融樹脂を受け入れるようになっている。さらに、前記第２の固定ブロック５には圧力センサ２７が設けられ、この圧力センサ２７の圧力センサピン２８は樹脂計量室２４と連通して樹脂計量室２４の樹脂圧力を検知するようになっている。
【００２１】
また、計量スリーブ２６の基端部には肉厚部が設けられ、この肉厚部にはねじ部２９が設けられている。このねじ部２９にはナット３０が螺合され、ナット３０の回転運動をねじ部２９によって直線運動に変換して計量スリーブ２６に伝達するボールねじ３１が構成されている。
【００２２】
ナット３０はベアリング３２を介して第１と第２の固定ブロック４，５に回転自在に支持されており、このナット３２には従動プーリ３３が嵌着されている。また、第２のニードルバルブ２３の基端部は計量スリーブ２６を貫通して第１の固定ブロック４まで延長されている。この第２のニードルバルブ２３の基端部は第１の固定ブロック４に固定された駆動部としてのシリンダ３４に連結されている。
【００２３】
第１の固定ブロック４にはシリンダ３４と隣接して駆動部としてのサーボモータ３５が固定されている。このサーボモータ３５の回転軸３６には駆動プーリ３７が設けられ、この駆動プーリ３７と従動プーリ３３との間にはタイミングベルト３８が掛け渡されている。そして、サーボモータ３５によってボールねじ３１を駆動するようになっている。さらに、第１の固定ブロック４には計量スリーブ２６の後端面の位置を測定し、エンコーダ（図示しない）を介してサーボモータ３５を制御する位置センサ３９が設けられている。
【００２４】
次に、前述のように構成された定量射出成形金型の作用について説明する。
【００２５】
図１に示すように、第１のニードルバルブ１７が前進して第１のゲート１４を閉塞した状態及び第２のニードルバルブ２３が前進して第２のゲート２２が閉塞された状態にある。この状態で、射出成形機から溶融樹脂が射出されると、溶融樹脂はスプルーブッシュ７の樹脂通路を介してマニホールド１０に導かれる。マニホールド１０の樹脂通路１１は二股に分岐される分岐通路１２が設けられているため、溶融樹脂は一対の成形部３に分配されて通路１２ａまで導かれる。
【００２６】
次に、エアシリンダ１９が作動してピストンロッド２０を介してウェッジピン１６が後退すると、ウェッジ１５の斜面１５ａに接触している第１のニードルバルブ１７はコイルスプリング１８の付勢力によって後退する。従って、第１のニードルバルブ１７によって第１のゲート１４が開放し、分岐通路１２内の溶融樹脂は樹脂計量室２４に供給される。
【００２７】
このとき、第２のゲート２２は第２のニードルバルブ２３によって閉塞されているため、溶融樹脂は樹脂計量室２４によって計量されて一時的に貯留される。すなわち、樹脂計量室２４には計量スリーブ２６が進退自在に設けられ、計量スリーブ２６の前進時によって樹脂計量室２４の容積を狭め、後退時によって容積を広げ、樹脂計量室２４の容積に応じた溶融樹脂を受け入れる。従って、キャビティ２５の容積に応じて樹脂計量室２４に受け入れる樹脂量を計量することができる。
【００２８】
すなわち、サーボモータ３５の回転軸３６の回転は、駆動プーリ３７に伝達され、この駆動プーリ３７の回転はタイミングベルト３８を介して従動プーリ３３に伝達される。従動プーリ３３の回転はボールねじ３１を介して計量スリーブ２６に伝達され、計量スリーブ２６が軸方向に進退してキャビティ２５の容積に応じて樹脂計量室２４に受け入れる樹脂量を計量する。
【００２９】
キャビティ２５に充填すべき樹脂量が計量されると、シリンダ３４が作動して第２のニードルバルブ２３が後退すると、第２のゲート２２が開放する。従って、樹脂計量室２４内の溶融樹脂は第２のゲート２２を介してキャビティ２５に充填される。
【００３０】
このとき、樹脂計量室２４内の樹脂圧力は圧力センサ２７によって検知され、計量スリーブ２６の位置は位置センサ３９によって検知され、一定量の溶融樹脂が一定圧力でキャビティ２５に供給される。そして、キャビティ２５に一定量の溶融樹脂が供給されると、シリンダ３４が作動して第２のニードルバルブ２３が前進して第２のゲート２２を閉塞する。キャビティ２５に充填された溶融樹脂は冷却水等によって冷却固化され、キャビティ２５の形状に倣った超小型成形品が得られる。しかも、キャビティ２５に供給される溶融樹脂は、定量・定圧であるため、品質の一定した成形品を得ることができる。
【００３１】
なお、前記実施形態においては、第１のゲート１４を開閉する第１のニードルバルブ１７をウェッジピン１６に設けたウェッジ１５を進退させるようにしたが、この発明は前記実施形態に限定されるものではない。また、第２のゲート２２を開閉する第２のニードルバルブ２３をシリンダ３４によって進退させて開閉するように構成したが、シリンダ３４に代ってラック・ピニオン機構、カム機構等によって進退させるようにしてもよく、この発明は前記実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
なお、本実施形態においては、一対の成形部で同時に成形品を成形する場合について説明したが、成形部の個数に限定されるものではなく、また超小型成形品の成形について説明したが、超小型成形根に限定されるものではない。
【００３３】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の第１の実施形態の定量射出成形金型を示し、第１のゲートが閉塞時の縦断側面図。
【図２】同実施形態の定量射出成形金型を示し、第１のゲートが開放時の縦断側面図。
【図３】同実施形態を示し、図２のＡ部を拡大した縦断側面図。
【図４】同実施形態を示し、第１のニードルバルブ駆動部の横断平面図。
【符号の説明】
【００３５】
７…スプルーブッシュ、８，１１…樹脂通路、１０…マニホールド、１４…第１のゲート、１７…第１のニードルバルブ、２２…第２のゲート、２３…第２のニードルバルブ、２４…樹脂計量室、２６…計量スリーブ、３４…シリンダ、３５…サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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