(57)【要約】【課題】  製造効率および成形精度の向上を確実に実現することができる樹脂成形用バルブおよび射出成形用金型装置を提供することにある。【解決手段】  一対の金型１０、２０のいずれか一方に設けられて、これらの金型面１０ａ、２０ａ間に形成されるキャビティＣに溶融樹脂を送り出す構成とされた樹脂成形用バルブ３０であって、筒状の本体部３１と、該本体部３１の内表面との間にキャビティＣに連通される内部流路３０ａを形成するとともに、内部流路３０ａをキャビティＣに対して開閉可能とされたバルブピン３２とを備え、前記本体部３１の、金型との接触部分の少なくとも一部に、本体部３１より熱伝導率が小さい材質からなる断熱部材４１、４２が接合されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型のいずれか一方に設けられて、これらの金型面間に形成されるキャビティに溶融樹脂を送り出す構成とされた樹脂成形用バルブであって、
筒状の本体部と、該本体部の内表面との間に前記キャビティに連通される内部流路を形成するとともに、該内部流路を前記キャビティに対して開閉可能とされたバルブピンとを備え、
前記本体部の、前記金型との接触部分の少なくとも一部に、前記本体部より熱伝導率が小さい材質からなる断熱部材が接合されていることを特徴とする樹脂成形用バルブ。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂成形用バルブにおいて、
前記本体部はフランジ部と該フランジ部より小径の筒部とが同軸に連設された構成とされるとともに、前記フランジ部の下方および側方と前記筒部の先端部側方とから接触されて前記金型に配設される構成とされ、
前記断熱部材は前記フランジ部の下面に接合された第１断熱部材を備え、該第１断熱部材の下面および外周面が前記金型に接触されて、前記本体部が前記金型に配設される構成とされたことを特徴とする樹脂成形用バルブ。
【請求項３】
請求項２記載の樹脂成形用バルブにおいて、
前記断熱部材は前記筒部の先端部外表面に接合された第２断熱部材を備え、該第２断熱部材の外周面が前記金型に接触されて、前記本体部が前記金型に配設される構成とされたことを特徴とする樹脂成形用バルブ。
【請求項４】
請求項３記載の樹脂成形用バルブにおいて、
前記第１、第２断熱部材はリング状とされ、前記本体部の前記筒部外表面のうち、前記先端部より前記フランジ部側の部分と、前記金型との間に形成される間隙は、前記第１、第２断熱部材により閉塞される構成とされたことを特徴とする樹脂成形用バルブ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の樹脂成形用バルブにおいて、
前記断熱部材は空気断熱部を備えることを特徴とする樹脂成形用バルブ。
【請求項６】
接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面間にキャビティが形成される一対の金型と、筒状の本体部、および該本体部の内表面との間に内部流路を形成するとともに該内部流路を前記キャビティに対して開閉可能とされたバルブピンを備える樹脂成形用バルブとが備えられ、前記樹脂成形用バルブは、前記一対の金型のいずれか一方に設けられて、前記キャビティに溶融樹脂を送り出す構成とされた射出成形用金型装置であって、
前記樹脂成形用バルブは請求項１から５のいずれかに記載の樹脂成形用バルブであることを特徴とする射出成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブピンによりキャビティに開口するゲートを開閉させる構成とされた樹脂成形用バルブおよび射出成形用金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の射出成形用金型装置としては、例えば下記特許文献１に示されるように、接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面間にキャビティが形成される一対の金型と、筒状の本体部、および該本体部の内表面との間に内部流路を形成するとともに該内部流路を前記キャビティに対して開閉可能とされたバルブピンを備える樹脂成形用バルブとが備えられ、前記樹脂成形用バルブは、前記一対の金型のいずれか一方に設けられて、前記キャビティに溶融樹脂を送り出す構成が知られている。樹脂成形用バルブの前記本体部はフランジ部と該フランジ部より小径の筒部とが同軸に連設された構成とされるとともに、前記フランジ部の下方および側方と前記筒部の先端部側方とから接触されて前記金型に配設される構成とされている。
【特許文献１】特許第３１６０８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来では、樹脂成形用バルブが前記金型に前述のように接触された状態で配設されるので、樹脂成形用バルブ内の溶融樹脂がキャビティに到達するまでの間に、その熱が樹脂成形用バルブを介して金型に伝導されることにより、この溶融樹脂が冷却され易いという問題があった。この問題は、キャビティ内の溶融樹脂を効率的に冷却、固化させるために、樹脂成形用バルブの先端側に位置するキャビティの温度が溶融樹脂の温度より低く設定されている一般的な金型装置においては、特に樹脂成形用バルブの熱がキャビティ側へ伝導し易いため著しい。さらにこの場合、樹脂成形用バルブの熱はその先端部からキャビティ側へ伝導することになり、この先端部が樹脂成形用バルブの中でも特に低温となり、このバルブ内を流れる溶融樹脂がその先端部に到達したときに急激にその温度および粘度が低下して、製造効率および成形精度の低下を発生させる虞もあった。
なお、このような問題を解決するための手段として、樹脂成形用バルブの先端部にヒータを配設する構成が容易に考えられるが、樹脂成形用バルブの先端部はその先端に向かうに従い漸次縮径しているので、ヒータを定位置に安定して配設することが困難であるとともに、低温に設定する必要のあるキャビティが加熱され易くなり、製造効率を低下させる虞がある。
【０００４】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、樹脂成形用バルブ内を流れる溶融樹脂を効率的に保温することができるとともに、この溶融樹脂に良好な溶融状態を具備させて、樹脂成形用バルブ内をその軸方向における全長に亙って通過させることができる樹脂成形用バルブおよび射出成形用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】
【０００５】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の樹脂成形用バルブは、一対の金型のいずれか一方に設けられて、これらの金型面間に形成されるキャビティに溶融樹脂を送り出す構成とされた樹脂成形用バルブであって、筒状の本体部と、該本体部の内表面との間に前記キャビティに連通される内部流路を形成するとともに、該内部流路を前記キャビティに対して開閉可能とされたバルブピンとを備え、前記本体部の、前記金型との接触部分の少なくとも一部に、前記本体部より熱伝導率が小さい材質からなる断熱部材が接合されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の射出成形用金型装置は、接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面間にキャビティが形成される一対の金型と、筒状の本体部、および該本体部の内表面との間に内部流路を形成するとともに該内部流路を前記キャビティに対して開閉可能とされたバルブピンを備える樹脂成形用バルブとが備えられ、前記樹脂成形用バルブは、前記一対の金型のいずれか一方に設けられて、前記キャビティに溶融樹脂を送り出す構成とされた射出成形用金型装置であって、前記樹脂成形用バルブは請求項１から５のいずれかに記載の樹脂成形用バルブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記本体部の、前記金型との接触部分の少なくとも一部に、該本体部より熱伝導率が小さい材質からなる断熱部材が接合されているので、前記内部流路を流れる溶融樹脂の熱が前記本体部を介して金型に伝導することを抑制することができる。また、前記断熱部材は前記本体部に接合されているので、樹脂成形用バルブが断熱部材を備えているにもかかわらず、この樹脂成形用バルブを金型に組み込む工数が増大することを回避することができる。
【０００８】
ここで、前記本体部をフランジ部と該フランジ部より小径の筒部とが同軸に連設された構成とするとともに、前記フランジ部の下方および側方と前記筒部の先端部側方とから接触させて前記金型に配設する構成とし、前記断熱部材に前記フランジ部の下面に接合された第１断熱部材を備えさせ、該第１断熱部材の下面および外周面を前記金型に接触させて、前記本体部を前記金型に配設する構成としてもよい。この場合、樹脂成形用バルブのうち、金型との接触面積が最も大きい部分としてのフランジ部の下面に前記第１断熱部材が接合されているので、前記内部流路を流れる溶融樹脂の熱が金型に伝導することを確実に抑制することができる。
【０００９】
前記第１断熱部材に加えて、前記断熱部材に前記筒部の先端部外表面に接合された第２断熱部材を備えさせ、該第２断熱部材の外周面を前記金型に接触させて、前記本体部を前記金型に配設する構成としてもよい。この場合、樹脂成形用バルブの金型との接触部分を全て前記断熱部材として、前記本体部と金型とを非接触とすることが可能になり、前記内部流路を流れる溶融樹脂の熱が金型に伝導することをさらに確実に抑制することができる。
【００１０】
また、前記第１、第２断熱部材をリング状とし、前記本体部の前記筒部外表面のうち、前記先端部より前記フランジ部側の部分と、前記金型との間に形成される間隙を、前記第１、第２断熱部材により閉塞する構成としてもよい。この場合、前記間隙が外部に対して遮断されたいわゆる空気断熱層となる。したがって、この空気断熱層により、樹脂成形用バルブの前記内部流路内の溶融樹脂を効率的に保温することができる。さらに、第２断熱部材により、前記空気断熱層が前記本体部の筒部先端の前方に位置するキャビティに対して熱的に遮断されることになるので、空気断熱層の熱が前記キャビティ側に伝導することを抑制することが可能になる。
また、樹脂成形用バルブの先端、すなわち第２断熱部材の配設位置より前方側と前記金型との間に形成される間隙に充填される樹脂によって、樹脂成形用バルブの先端とキャビティとが熱的に遮断されることになり、樹脂成形用バルブの先端からキャビティに熱が伝導することを抑制することが可能になる。以上により、樹脂成形用バルブ内を流れる溶融樹脂を効率的に保温することができるとともに、樹脂成形用バルブ内の溶融樹脂をその軸方向における全長に亙って断熱することが可能になり、この溶融樹脂に良好な溶融状態を具備させて、前記バルブ内をその軸方向における全長に亙って通過させることができ、製造効率および成形精度の向上を確実に実現することができる。
【００１１】
さらに、前記断熱部材に空気断熱部を備えさせてもよい。この場合、前述した作用効果をさらに確実に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る樹脂成形用バルブの一実施形態を適用した射出成形用金型装置について、図を参照して説明する。
この射出成形用金型装置５０は、接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面１０ａ、２０ａ間にキャビティＣが形成される一対の金型１０、２０と、筒状の本体部３１、および該本体部３１の内表面との間に内部流路３０ａを形成するとともに、該内部流路３０ａをキャビティＣに対して開閉可能とされたバルブピン３２を備える樹脂成形用バルブ３０とが備えられている。前記一対の金型１０、２０は、固定金型１０と、固定金型１０の金型面１０ａに対して可動金型面２０ａが接近離間可能になるように支持された可動金型２０とを備えている。
【００１３】
固定金型１０は、下面が固定金型面１０ａとされた型板１０ｂと、型板１０ｂをその上面に接して支持する受け板１０ｃと、受け板１０ｃを図示しないスペーサを介してその上方から支持するマニホールド１０ｄとを備え、マニホールド１０ｄの内部に溶融樹脂の供給通路とされたランナー１０ｅが形成されている。
型板１０ｂおよび受け板１０ｃには、形成されるキャビティＣの、金型面１０ａ、２０ａに沿った方向における中央部を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔のうち、固定金型面１０ａに開口する先端が、形成されるキャビティＣに連通されるゲート１１とされ、このゲート１１より軸方向後方側の部分が樹脂成形用バルブ３０が収納される収納孔１２とされている。
【００１４】
樹脂成形用バルブ本体部３１は、大径のフランジ部３１ａと該フランジ部３１ａより小径とされた筒部３１ｂとが同軸に連設された構成とされるとともに、フランジ部３１ａの下方および側方と筒部３１ｂの先端部側方とから支持されて、樹脂成形用バルブ３０が固定金型１０の収納孔１２に配設される構成とされている。ここで、収納孔１２はその内表面が樹脂成形用バルブ本体部３１の外形形状に沿う形状とされるとともに、この孔１２の内表面と本体部３１の筒部３１ｂ先端を含む外表面との間に間隙が形成されるようになっている。
【００１５】
また、この本体部３１にはその径方向中央部を軸方向に貫通する通孔３３が形成されており、この通孔３３は軸方向先端側の開口部３３ａがゲート１１と同軸的に対向し、軸方向後端側の開口部３３ｂにバルブピン３２を保持するガイドブッシュ１３が挿入配置されている。さらに本体部３１には、通孔３３と連通するとともに、径方向外方に延びる樹脂通路３４が形成されており、通孔３３は樹脂通路３４を介してマニホールド１０ｄに形成されたランナー１０ｅと連通された構成となっている。
通孔３３には、この孔３３と同軸に、かつ軸方向に延在するようにバルブピン３２が配設されており、このバルブピン３２は、軸方向後端部がガイドブッシュ１３に挿入された状態で軸方向に進退可能に支持され、このピン３２が前進移動されたときに、その軸方向先端部が通孔３３の先端側開口部３３ａから突出してゲート１１を閉塞できるようになっている。
【００１６】
前記本体部３１の筒部３１ｂ外表面には、バンドヒータ３５と、バンドヒータ３５の通電を制御するための温度センサ３６と、バンドヒータ３５を覆う筒状のヒータカバー３７とが、固定金型１０の前記収納孔１２内表面に非接触で配設されており、これらの各部材３５〜３７により、前記本体部３１が加熱され、通孔３３内の溶融樹脂が適正温度で常時加熱されるようになっている。
【００１７】
ここで、樹脂成形用バルブ３０には、本体部３１の、固定金型１０との接触部分の少なくとも一部に、本体部３１より熱伝導率の小さい材質からなる断熱部材が接合されて備えられている。本実施形態では、断熱部材はフランジ部３１ａの下面に接合された第１断熱部材４１と、筒部３１ｂの先端部外表面に接合された第２断熱部材４２とを備え、樹脂成形用バルブ３０は、第１断熱部材４１の下面および外周面と第２断熱部材４２の外周面とが、収納孔１２の内表面に接触されて、固定金型１０に配設されている。すなわち、樹脂成形用バルブ３０は、第１、第２断熱部材４１、４２のみが収納孔１２の内表面に接触し、本体部３１が収納孔１２の内表面に非接触とされて収納孔１２内に収納された構成となっている。
【００１８】
また、第１、第２断熱部材４１、４２は本体部３１にその全周に亙って連続したリング状とされており、本体部３１の筒部３１ｂ外表面のうち、第２断熱部材４２が接合された先端部よりフランジ部３１ａ側の部分と、収納孔１２の内表面との間に形成された間隙は、第１、第２断熱部材４１、４２により閉塞された構成となっている。すなわち、樹脂成形用バルブ３０は、第１断熱部材４１の下面が収納孔１２の軸方向後端部に位置する大径の受け部１０ｆの下面に接触し、かつこの部材４１の外周面が受け部１０ｆの内表面に接触するとともに、第２断熱部材４２の外周面が収納孔１２の先端部内表面に接触して、収納孔１２に収納された構成となっている。以上により、本体部３１の筒部３１ｂ外表面と収納孔１２の内表面との間に形成された間隙は、第２断熱部材４２により分断され、この部材４２より軸方向後方側に位置する第１間隙部１２ａは外部から遮断され、第２断熱部材４２より軸方向前方側に位置する第２間隙部１２ｂは第１間隙部１２ａと分断されてゲート１１と連通された構成となっている。
さらに、第１、第２断熱部材４１、４２の内部には空気断熱部４３としての空間４３が外部から遮断された状態でその全周に亙って形成されている。
【００１９】
なお、本体部３１をステンレス鋼により形成した場合、第１、第２断熱部材４１、４２は、一般に強度および耐食性に優れ、かつステンレス鋼より熱伝導率が小さい材質、例えばチタン系の合金により形成するのが好ましい。また、第１、第２断熱部材４１、４２と本体部３１とは、例えば電気抵抗加熱による溶接、若しくは拡散溶接によって接合することができる。
【００２０】
次に、以上のように構成された射出成形用金型装置により、射出成形品を製造する方法について説明する。
まず、固定金型１０と可動金型２０とを型締めして、金型面１０ａ、２０ａ間にキャビティＣを形成するとともに、バルブピン３２を後退移動させてゲート１１をキャビティＣに連通させた後に、図示しない射出成形機のノズルから溶融樹脂を射出する。この溶融樹脂は、マニホールド１０ｄのランナー１０ｅ、樹脂通路３４を順次通過した後に、本体部３１の内部流路３０ａ内に充填され、第２間隙部１２ｂからゲート１１を通ってキャビティＣ内に充填される。この際、第２断熱部材４２はその外周面が収納孔１２の内表面と接しているので、これら４２、１２の間から溶融樹脂が第１間隙部１２ａへ流入することが阻止された状態で、溶融樹脂が第２間隙部１２ｂ内に充填される。この第２間隙部１２ｂ内の樹脂により、樹脂成形用バルブ本体部３１の熱がキャビティＣ側へ伝導するのが抑制される。
次に、キャビティＣ内に溶融樹脂が充填された後に、バルブピン３２を前進移動させてその先端によりゲート１１を閉塞させ、その後、キャビティＣ内の溶融樹脂を冷却、固化した後に、型開きして射出成形品をこの金型装置５０から取り出す。
【００２１】
以上説明したように本実施形態による樹脂成形用バルブおよび射出成形用金型装置によれば、前記本体部３１の、固定金型１０との接触部分の少なくとも一部に、該本体部３１より熱伝導率が小さい材質からなる断熱部材が接合されているので、前記内部流路３０ａを流れる溶融樹脂の熱が前記本体部３１を介して固定金型１０に伝導することを抑制することができる。また、断熱部材４１は前記本体部３１に接合されているので、樹脂成形用バルブ３０が断熱部材を備えているにもかかわらず、この樹脂成形用バルブ３０を固定金型１０に組み込む工数が増大することを回避することができる。
【００２２】
ここで、前記断熱部材に、樹脂成形用バルブ３０のうち、固定金型１０との接触面積が最も大きい部分としてのフランジ部３１ａの下面に接合された第１断熱部材４１を備えさせ、該第１断熱部材４１の下面および外周面を収納孔１２の内表面に接触させて、前記本体部３１を収納孔１２に配設する構成としているので、内部流路３０ａを流れる溶融樹脂の熱が固定金型１０に伝導することを確実に抑制することができる。
【００２３】
さらに本実施形態では、第１断熱部材４１に加えて、前記断熱部材に筒部３１ｂの先端部外表面に接合された第２断熱部材４２を備えさせ、該第２断熱部材４２の外周面を固定金型１０の収納孔１２内表面に接触させて、前記本体部３１を収納孔１２に配設する構成としているので、樹脂成形用バルブ３０の固定金型１０との接触部分を全て前記断熱部材として、本体部３１と収納孔１２内表面とを非接触とすることが可能になり、内部流路３０ａを流れる溶融樹脂の熱が固定金型１０に伝導することをさらに確実に抑制することができる。
【００２４】
また、第１、第２断熱部材４１、４２をリング状とし、本体部３１の筒部３１ｂ外表面のうち、前記先端部よりフランジ部３１ａ側の部分と、収納孔１２の内表面との間に形成された第１間隙部１２ａが第１、第２断熱部材４１、４２により閉塞されているので、この第１間隙部１２ａは外部に対して遮断されたいわゆる空気断熱層となる。したがって、この空気断熱層により、内部流路３０ａの溶融樹脂を効率的に保温することができる。さらに、第２断熱部材４２により、前記空気断熱層が前記本体部３１の筒部３１ｂ先端の前方に位置するゲート１１およびキャビティＣに対して熱的に遮断されることになるので、空気断熱層の熱がキャビティＣ側に伝導することを抑制することが可能になる。
【００２５】
また、樹脂成形用バルブ３０の先端、すなわち第２断熱部材４２の配設位置より前方側と収納孔１２との間に形成された第２間隙部１２ｂに充填された樹脂によって、樹脂成形用バルブ３０の先端とキャビティＣとが熱的に遮断されることになり、樹脂成形用バルブ３０の先端からキャビティＣに熱が伝導することを抑制することが可能になる。以上により、樹脂成形用バルブ３０内を流れる溶融樹脂を効率的に保温することができるとともに、樹脂成形用バルブ３０内の溶融樹脂をその軸方向における全長に亙って断熱することが可能になり、この溶融樹脂に良好な溶融状態を具備させて、前記バルブ３０内をその軸方向における全長に亙って通過させることができ、製造効率および成形精度の向上を確実に実現することができる。
さらに、前記断熱部材４１、４２に空気断熱部４３が形成されているので、前述した作用効果をさらに確実に実現することができる。
【００２６】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、前記実施形態では、空気断熱部４３として、第１、第２断熱部材４１、４２単体で外部から遮断された空間４３を採用したが、これに限られるものではなく、例えば第１、第２断熱部材４１、４２単体ではその外表面のうち一つの表面に開口する孔が形成された構成のものであって、これらの第１、第２断熱部材４１、４２が本体部３１に接合されたときに、前記孔が本体部３１の外面により閉塞されて外部から遮断された空間が形成される、あるいは樹脂成形用バルブ３０が収納孔１２に収納されたときに、前記孔が収納孔１２の内面により閉塞されて外部から遮断された空間が形成されるものであってもよい。また、空気断熱部４３として、無数の孔が内在あるいは表面に開口したいわゆるポーラス材であってもよい。
さらに、前記実施形態では、断熱部材を、本体部３１のフランジ部３１ａと筒部３１ｂ先端部との双方に接合させて配設した構成を示したが、少なくともフランジ部３１ａに配設されていればよい。
また、前記実施形態では、第１、第２断熱部材４１、４２をチタン系の合金により形成した構成を示したがこれに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
製造効率および成形精度の向上を確実に実現することができる樹脂成形用バルブおよび射出成形用金型装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る樹脂成形用バルブの一実施形態を適用した射出成形用金型装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  固定金型
１０ａ  固定金型面
１１  ゲート
１２ａ  第１空隙部（間隙）
２０  可動金型
２０ａ  可動金型面
３０  樹脂成形用バルブ
３０ａ  内部流路
３１  本体部
３１ａ  フランジ部
３１ｂ  筒部
３２  バルブピン
４１  第１断熱部材
４２  第２断熱部材
４３  空気断熱部
５０  射出成形用金型装置
Ｃ  キャビティ
【図１】
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