(57)【要約】【課題】  溶融樹脂から発生したガス化した樹脂がバルブピンとガイドブッシュの僅かな隙間から流れ出るのを防止し、バルブピンの動作不良を防止し、ゲート開閉動作不具合の発生を防止するバルブゲート式射出成形金型を提供する。【解決手段】  一対の型板１、２間にキャビティ３が形成され、このキャビティ３内にゲート１５を介して樹脂を供給するバルブゲート式射出成形金型において、前記ゲート１５を経て前記キャビティ３に連通する樹脂通路２３を有するバルブ本体２２と、このバルブ本体２２内にその軸線に沿って移動自在に設けられ、かつ前記ゲートを開閉するバルブピン２６と、前記バルブピン２６が摺動自在となるバルブピンガイド２４とからなり、さらに、このガイドピン２４の外周部に形成される微細球状凹凸形状部分３０を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の型板間にキャビティが形成され、このキャビティ内にゲートを介して樹脂を供給するバルブゲート式射出成形金型において、前記ゲートを経て前記キャビティに連通する樹脂通路を有するバルブ本体と、このバルブ本体内にその軸線に沿って移動自在に設けられ、かつ前記ゲートを開閉するバルブピンと、前記バルブピンが摺動自在に支持されるバルブピンガイドとからなり、このガイドピンの外周部に微細球状の凹凸を備えることを特徴とするバルブゲート式射出成形金型。
【請求項２】
前記微細球状の凹凸形状部分を前記バルブピンガイドの内面に設けることを特徴とする請求項１記載のバルブゲート式射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微少隙間からガスや液体などの流体が漏れたり流入したりしないようにシールする樹脂の射出成形に用いるバルブゲート式ホットランナ金型、すなわち、バルブゲート式射出成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では、バルブゲート式金型においてマニホールドに貫通するバルブピンとの隙間に溶融樹脂から発生するガスを吸収する吸収材を設けたものや、バルブピンがゲートを開閉する動作における上下摺動をガイドするガイドブッシュを溶融樹脂から発生するガスを吸収する通気性鋼材により形成することが提案されている（例えば特許文献１および２参照）。
これらの従来技術によれば、溶融樹脂から発生したガスをガス吸収材（石綿、多孔質スポンジ、通気性鋼材）に吸収させることによって樹脂ガスの固化によりバルブピンの動きが悪くなるのを防止しようとしている。
しかしながら、連続成形で使用するとガス吸収材の吸収能力の低下を起こすため、定期的にガス吸収材を取り外して洗浄や清掃する必要が有る。またガス吸収材に吸収された溶融樹脂からのガスが、成形終了後に金型を成形機から取り外して保管しておくと、ガスが固化してバルブピンと固着してしまうと言う問題が有る。
【特許文献１】特開平７−２４８７９号公報
【特許文献２】特開平７−１９５４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のバルブゲート式金型においては、ヒータにより、バルブゲートケーシング内の樹脂が常時溶融状態に保たれることから、その溶融樹脂からガス化した樹脂が多量に発生する。
このガス状樹脂はバルブケーシングの上部に形成するガイドブッシュ（バルブピンガイド）とバルブピンとの僅かな隙間を通ってバルブピンに沿って流出し、ガイドブッシュとバルブピンとの僅かな隙間やマニホールドに貫通するバルブピンとの隙間に溜まる。
そして、成形を繰り返すことで前記各隙間に残留するガス化した樹脂が炭化し、これがバルブピンの外周面に付着してしまい、ガイドブッシュとバルブピンの僅かな隙間を埋めてしまう。
これによってバルブピンを上下に摺動してゲートを開閉するさい、バルブピンがガイドブッシュに引っ掛かってバルブピンの動きを悪くし、ゲートの開閉を悪くするという問題が有った。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、溶融樹脂から発生したガス化した樹脂がバルブピンとガイドブッシュとの間の僅かな隙間から流れ出るのを防止し、バルブピンの動作不良を防止し、ゲート開閉動作不具合の発生を防止するバルブゲート式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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一対の型板間にキャビティが形成され、このキャビティ内にゲートを介して樹脂を供給するバルブゲート式射出成形金型において、前記ゲートを経て前記キャビティに連通する樹脂通路を有するバルブ本体と、このバルブ本体内にその軸線に沿って移動自在に設けられ、かつ前記ゲートを開閉するバルブピンと、前記バルブピンが摺動自在となるバルブピンガイドとからなり、さらに、このガイドピンの外周部に形成される微細球状の凹凸を備えるバルブゲート式射出成形金型を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記微細球状凹凸形状部分を前記バルブピンガイドの内面に設ける請求項１記載のバルブゲート式射出成形金型を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、射出成形におけるバルブ式ホットランナのバルブピンへの樹脂の付着や、樹脂から発生するガスの付着固化を防止し、バルブピンの動作不良を防ぐことでバルブ式ホットランナの成形不良を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。熱可塑性樹脂の射出成形に用いられるホットランナ金型は、成形能率を高めるため、または成形材料のロスを少なくするため、スプル、ランナからゲート近傍までの樹脂を常時溶融状態に保つものである。
製品を形成するためのキャビティ内に充填された樹脂は、冷却によって固化させなければならず、ホットランナ金型では何らかの手段でゲート部の開閉を行う必要が有る。このゲート部の開閉手段として、バルブピンを機械的に摺動させることでゲートの開閉を行うものがバルブゲート式射出成形金型である。
図１は本発明によるバルブゲート式射出成形金型の実施の形態を示す断面図である。図２は図１のバルブゲート部分を拡大して示す断面図である。図１および図２において、符号１は固定側金型部材、２は可動側金型部材であり、これら金型部材１、２は互いに図示上下方向に移動して開閉し、型締め時に内部に製品形状のキャビティ３を形成する。
固定側金型部材１は、受け板４、５とスペーサブロック６を介して射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる固定側取り付け板７に取り付けられる。可動側金型部材２は図示しないが、受け板およびスペーサブロックを介して射出成形機の可動側プラテンに取り付けられる。
そして、受け板４とスペーサブロック６と固定側取り付け板７の間には、ヒータ８を内蔵するマニホールド９が設けられている。このマニホールド９内には、前記固定側取り付け板７に埋め込み固定され射出成形機本体のノズルが接続されるスプルブッシュ１０内のスプル１１に連通するランナ１２が形成されている。
【０００７】
固定側金型部材１は、キャビティ３を形成するキャビティ部材１３を有し、このキャビティ部材１３にはゲートブッシュ１４がキャビティ３に臨ませて埋め込み固定されている。ゲートブッシュ１４は、図示上下方向を軸方向として先端部に前記キャビティ３に臨ませて開口するゲート１５を有している。
また、ゲートブッシュ１４の上部外周面には、キャビティ部材１３内に形成された冷却通路１６に連通する冷却用管路１７を挟んで、ゲートブッシュ１４とキャビティ部材１３との間に一対のシール用Ｏ−リング１８、１９が設けられている。
また、固定側金型部材１の受け板４、５には、ヒータ２１を内蔵するバルブケーシング（バルブ本体）２２が貫通状態で固定されている。このバルブケーシング２２の図示上部側は、マニホールド９のランナ１２の最終分岐路と連通する樹脂通路２３が形成される。
これとともに、バルブケーシング２２の内周面側図示上部側には、ガイドブッシュ２４（バルブピンガイド）が、図示下部側にはバルブホルダ２５がそれぞれ同軸的に嵌合固定され、これらガイドブッシュ２４とバルブホルダ２５に前記ゲート１５を開閉するバルブピン２６が摺動可能に保持されている。
そして、バルブピン２６は前記マニホールド９に形成された通孔２７を図示上下方向に貫通して、固定側取り付け板７に設けられた油圧シリンダ装置２８に連結されており、このシリンダ装置２８により駆動されるものである。なお、前記油圧シリンダ装置２８は空圧駆動の空圧シリンダ装置でも良い。
【０００８】
成形時には、固定側金型部材１と可動側金型部材２とを型締し、シリンダ装置２８によりバルブピン２６を上昇させてゲート１５を開放した状態で、射出成形機のノズルから溶融樹脂を射出させる。
この溶融樹脂は、スプル１０からマニホールド９のランナ１２およびバルブケーシング２２内部を通って、開放されたゲート１５からキャビティ３内に流入する。このとき、キャビティ３内に樹脂を流入させるために成形機から射出圧力が加えられる。
その圧力の大きさは使用する樹脂の種類やキャビティ３の形状などに因っても変化するが、おおよそ３０Ｍｐａ〜１００Ｍｐａの圧力となる。その後、決められた時間保持された後、シリンダ装置２８によりバルブピン２６を降下させて、バルブピン２６の先端部をゲート１５に嵌合することにより、ゲート１５を閉塞する。
なお、バルブピン２６は、ガイドブッシュ２４およびバルブピンホルダ２５により径方向において規制されつつ案内され、ゲート１５と芯合わせされる。そして、キャビティ３内に充填された樹脂が固化した後、固定側金型部材１と可動側金型部材２とを型開きして、キャビティ３内で固化した樹脂の成形品を取り出す。
このときは金型内に設けられた突き出し機構（図示してない）によって突き出しが行われる。これらの成形操作が繰り返し行われる。その間、ヒータ８の加熱により、マニホールド９のランナ１２内の樹脂は常時溶融状態に保たれるとともに、バルブケーシング２２内のヒータ２１の加熱により、バルブケーシング２２内の樹脂も常時溶融状態に保たれる。
前記したバルブゲート式射出成形金型の構成動作の中で、バルブピン２６とガイドブッシュ２４の間には、バルブピン２６がゲート１５開閉のために上下に摺動する動きを阻害せず、バルブピン２６が樹脂の流入によりゲート１５の軸心とズレ無いようにするガイドの役割が必要とされる。
【０００９】
図３はガイドブッシュと凹凸を形成したバルブピンを示す図２の部分拡大断面図である。図３に略示されるように、本発明の実施の形態では、バルブピン２６の外周面に微細球状凹凸形状部分３０を形成する。
これによってバルブピン２６とガイドブッシュ２４の間に必要とされる僅かな隙間が有っても、溶融樹脂から発生したガスが微細球状凹凸形状部分３０により通過できないようにシールする。
また、バルブピン２６の外周に形成した微細球状の凹凸は、ガイドブッシュ２４の内面に形成することでも同じ働きをすることができるものである。微細球状の凹凸の形成は、微細球状の硬質ボール（セラミックス、高硬度鋼など）を速いスピードでノズルより噴射させて、加工物へ衝突させることで形成することができる。つまり、微細球状の凹凸は、バルブピン２６の外周のみに設けても良いし、ガイドブッシュ２４の内面のみに設けても良いし、更に両者に同時に設けても良い。
ガイドブッシュ２４との間に僅かの隙間を持たせた状態で、バルブピン２６の外周に微細球状の凹凸を形成したものを挿入することで、ガイドブッシュ２４とバルブピン２６との隙間はバルブピン２６の外周に形成された微細球状の凹凸の１つ１つに空気（大気圧）が入り込んでいる。
したがって、外部から高圧のガスがその僅かな隙間に入り込もうとすると微細球状の凹凸１つ１つに入り込んでいる空気を押し出しながら入り込むことになる。しかし、形成されている微細球状の凹凸の断面は微細な範囲で深さに違いが有り、その深さの違う所で隣り合う凹凸と接し連通されている。
【００１０】
研磨された面同士で作られた隙間の場合には、外部からのガスは直ぐにその隙間に入り込む。ラッピングされた平滑面同士でも同様である。
ガラス製の注射器のオス側メス側をともに平滑面にすると、そのクリアランスをできる限り小さくすると、オス側を押し込むときに面同士が吸着してしまいスムーズな動きが得られないが、オスの外周面に微細球状の凹凸面を形成してやることで、そのクリアランスを大きくしてもスムーズな動きが得られると同時に、針先を押さえてオス側を動かそうとしても押し込むことができない。
密閉された内部からの空気の漏れが無いことを示しており、この状態を形成することで、内部への空気の進入も防止できるものである。
なお、この微細球状凹凸の形成面の組み合わせは、本バルブピン２６とガイドブッシュ２４に限ったことではなく、僅かな隙間が必要だが気体や流体の流入や流出は防止したいと言うような所への活用ができるものである。
本発明によれば、バルブゲート式射出成形金型において、バルブピン２６の外周部に微細球状の凹凸面を形成し、ガイドブッシュ２４と組み合わせてバルブピン２６の動作を行う。
これによって、溶融樹脂から発生するガス化した樹脂がガイドブッシュ２４とバルブピン２６の隙間に入り込むことが無くなることで、バルブピン２６の摺動部への樹脂の付着が無くなり、バルブピン２６の動作不良を防止することができ、ゲート開閉に伴う不具合の発生を防止することが出来る。
また、平滑面と微細球状凹凸面の組み合わせとすることで、相互の摺動がよりスムーズに行われ、かつガスや流体の通過を防止することができ、スムーズな摺動状態を長く維持することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるバルブゲート式射出成形金型の実施の形態を示す断面図。
【図２】図１のバルブゲート部分を拡大して示す断面図。
【図３】ガイドブッシュと凹凸を形成したバルブピンを示す図２の部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００１２】
１  型板（固定側金型部材）
２  型板（可動側金型部材）
３  キャビティ
２２  バルブケーシング（バルブ本体）
２３  樹脂通路
２４  バルブピンガイド（ゲートブッシュ）
２６  バルブピン
３０  微細球状凹凸形状部分
【図１】
2005305900.tif 000003
【図２】
2005305900.tif 000004
【図３】
2005305900.tif 000005