(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内の製品形状部に一端が連通する樹脂流路を前記金型に設け、前記樹脂流路の他端に連通するランナを備えたホットランナブロックを前記金型に装着するとともに、前記樹脂流路を開閉可能とするバルブを設けたバルブゲート射出成形型構造において、前記樹脂流路のバルブによって開閉される部位より上流側に、前記製品形状部または前記金型の外部に連通する樹脂逃がし流路を連通させて設け、この樹脂逃がし流路は、前記ランナを通して前記樹脂流路に溶融樹脂を供給して射出成形を行う際に溶融樹脂を半固化状として樹脂逃がし流路を塞ぐよう加熱するヒータを備え、前記バルブが開放せず閉じたままとなっている状態で射出成形を行うときには、前記樹脂逃がし流路内の半固化状の樹脂が、前記ランナに供給した溶融樹脂によって、前記製品形状部または前記金型の外部に押し出されることを特徴とするバルブゲート射出成形型構造。
【請求項２】
ヒータの加熱温度は、６０℃〜１００℃であることを特徴とする請求項１記載のバルブゲート射出成形型構造。
【請求項３】
金型内の製品形状部に連通する前記金型に形成した樹脂流路を、バルブによって開放した状態で、前記樹脂流路に連通する前記金型に装着したホットランナブロック内のランナから、溶融樹脂を前記樹脂流路を経て前記製品形状部に供給して射出成形を行い、この際、前記樹脂流路のバルブによって開閉される部位より上流側に設けた樹脂逃がし流路に流れる溶融樹脂を半固化状となるよう加熱して樹脂逃がし流路を塞ぎ、前記バルブが開放せず閉じたままとなっている状態で射出成形を行うときには、前記ランナに連通する樹脂逃がし流路内の半固化状の樹脂を、前記ランナに供給した溶融樹脂によって、前記製品形状部または前記金型の外部に押し出すことを特徴とするバルブゲート射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金型内の製品形状部に一端が連通する樹脂流路を金型に設け、樹脂流路の他端に連通するランナを備えたホットランナブロックを金型に装着するとともに、前記樹脂流路を開閉可能とするバルブを設けたバルブゲート射出成形型構造または成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のバルブゲート射出成形型構造の正面図、図５は、図４のＡ−Ａ断面図、図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。図６に示すように、固定金型１と可動金型３との間には製品形状部５が形成され、図示しない成形機の射出シリンダから押し出された溶融樹脂は、溶融状態を保つように、ヒータ６により加熱された樹脂注入ゲート２１およびヒータ７により加熱されたホットランナブロック９内のランナ１１を通り、さらにヒータ８により加熱されたゲートノズル１３内へと流入する。
【０００３】
ゲートノズル１３内には、ホットランナブロック９からゲート１５に向けてバルブピン１７が挿入されており、バルブピン１７の先端はゲート１５に嵌合する形状となっている。バルブピン１７は、油圧シリンダ１９と連結されており、油圧シリンダ１９を作動させることで前進・後退する。
【０００４】
バルブピン１７が図５および図６の状態から後退することで（バルブ開）、バルブピン１７の先端とゲート１５との嵌合が外れて樹脂の流路が確保されるため、溶融樹脂がゲート１５を通過することができる。逆に、バルブピン１７が前進して図５および図６の状態になることで（バルブ閉）、バルブピン１７の先端がゲート１５に嵌合し、樹脂の流出を止めることができる。
【０００５】
一般的に、バルブ開の状態で、図示しない成形機から溶融樹脂を射出し、射出した溶融樹脂が製品形状部５に充填されて、保圧完了後にバルブ閉となるようゲート１５を制御して成形を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のバルブゲート射出成形型構造では、成形機の射出シリンダによって溶融樹脂がランナ１１に押し出される際に、何らかの異常によりすべてのバルブピン１７が前進してゲート１５が閉じられた状態になっていると、溶融樹脂は製品形状部５へ流入することができず、ランナ１１内の溶融樹脂圧力が異常な高圧に達することになる。この結果、ホットランナブロック９と、固定金型１や樹脂注入ゲート２１との結合部などから製品形状部５以外の部位に、溶融樹脂が漏れ出てしまい、ホットランナブロック９の破損を招く虞れがある。
【０００７】
また、ランナ１１から漏れた溶融樹脂が、ホットランナブロック９周辺のヒータ７やその配線２２などに達すると、ホットランナブロック９の効率的な昇温ができなくなったり、配線２２が切断されるなどの不具合を引き起こす。このため、漏れた樹脂を金型から取り除く作業が新たに必要となり、成形作業の中断、金型修理といった大きな製造ロスが発生することとなる。
【０００８】
上記したバルブピン１７がゲート１５を閉じたまま戻らない要因としては、ゲート１５のかじり、油圧シリンダ１９の故障などの金型本体の故障だけでなく、油圧配管からの油の漏洩、油圧制御装置の故障など、成形機や他の制御装置の故障も考えられるので、樹脂漏れ対策を実施する場合には、金型本体だけでなく、これら成形機や他の制御装置の改造を実施する必要が生じ、多大な費用がかかることになる。
【０００９】
そこで、この発明は、金型の製品形状部に連通するゲートがバルブによって閉じられた状態で、溶融樹脂が射出された場合に、低コストで樹脂漏れ対策を実施できるようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、金型内の製品形状部に一端が連通する樹脂流路を前記金型に設け、前記樹脂流路の他端に連通するランナを備えたホットランナブロックを前記金型に装着するとともに、前記樹脂流路を開閉可能とするバルブを設けたバルブゲート射出成形型構造において、前記樹脂流路のバルブによって開閉される部位より上流側に、前記製品形状部または前記金型の外部に連通する樹脂逃がし流路を連通させて設け、この樹脂逃がし流路は、前記ランナを通して前記樹脂流路に溶融樹脂を供給して射出成形を行う際に溶融樹脂を半固化状として樹脂逃がし流路を塞ぐよう加熱するヒータを備え、前記バルブが開放せず閉じたままとなっている状態で射出成形を行うときには、前記樹脂逃がし流路内の半固化状の樹脂が、前記ランナに供給した溶融樹脂によって、前記製品形状部または前記金型の外部に押し出される構成としてある。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、ヒータの加熱温度は、６０℃〜１００℃である構成としてある。
【００１４】
請求項３の発明は、金型内の製品形状部に連通する前記金型に形成した樹脂流路を、バルブによって開放した状態で、前記樹脂流路に連通する前記金型に装着したホットランナブロック内のランナから、溶融樹脂を前記樹脂流路を経て前記製品形状部に供給して射出成形を行い、この際、前記樹脂流路のバルブによって開閉される部位より上流側に設けた樹脂逃がし流路に流れる溶融樹脂を半固化状となるよう加熱して樹脂逃がし流路を塞ぎ、前記バルブが開放せず閉じたままとなっている状態で射出成形を行うときには、前記ランナに連通する樹脂逃がし流路内の半固化状の樹脂を、前記ランナに供給した溶融樹脂によって、前記製品形状部または前記金型の外部に押し出す成形方法としてある。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ランナを通して樹脂流路に溶融樹脂を供給して射出成形を行う際に、バルブが開放せず閉じたままとなっているときには、樹脂逃がし流路内の半固化状の樹脂が、ランナに供給した溶融樹脂によって、製品形状部または金型の外部に押し出されるようにしたため、樹脂流路がバルブによって閉じられた状態で、溶融樹脂が金型側に押し出されても、押し出された溶融樹脂は、樹脂逃がし流路から製品形状部または金型の外部に逃がされ、ホットランナブロックと金型との結合部などから製品形状部以外の部位への溶融樹脂の漏れを防止することができる。また、この樹脂漏れ防止は、成形機や他の制御装置の改造を実施する必要がないので、低コストで実現することができる。
また、樹脂逃がし流路内の樹脂が半固化状となるようヒータにより加熱することで、樹脂流路がバルブによって閉じられた状態で、溶融樹脂が金型側に押し出されて高圧となった場合に、この高圧により半固化状の樹脂を樹脂逃がし流路から製品形状部または金型の外部に逃がすことができる。一方、樹脂流路がバルブによって開放される通常の成形時には、樹脂逃がし流路内の樹脂が半固化状となるようヒータにより加熱することで、金型側に押し出された溶融樹脂が、樹脂逃がし流路から製品形状部へは流出せず、樹脂流路から製品形状部へ流出して良好な成形品を得ることができる。この場合、樹脂逃がし流路内の樹脂への加熱は、通常のホットランナブロック内の樹脂への加熱と同様に、常に一定温度に保っておけばよいため、複雑な構造や制御回路が不要である。
【００１９】
請求項２の発明によれば、ヒータの温度を、６０℃〜１００℃としたため、樹脂逃がし流路内の樹脂の固化しすぎによる、樹脂流路閉での樹脂逃がし動作不良を防止できるとともに、樹脂逃がし流路内の樹脂の軟化しすぎによる、樹脂流路開での樹脂逃がし流路からの樹脂の製品形状部への流出を防止することができ、成形不良を防止することができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、ランナを通して樹脂流路に溶融樹脂を供給して射出成形を行う際に、バルブが開放せず閉じたままとなっているときには、樹脂逃がし流路内の半固化状の樹脂を、ランナに供給した溶融樹脂によって、製品形状部または金型の外部に押し出すようにしたため、樹脂流路がバルブによって閉じられた状態で、溶融樹脂が金型側に押し出されても、押し出された溶融樹脂は、ランナから樹脂逃がし流路を経て製品形状部または金型の外部に逃がされ、ホットランナブロックと金型との結合部などから製品形状部以外の部位への溶融樹脂の漏れを防止することができる。
また、樹脂逃がし流路内は、樹脂が半固化状となるよう加熱されているため、樹脂流路がバルブによって閉じられた状態で、溶融樹脂が金型側に押し出されて高圧となった場合に、この高圧により半固化状の樹脂を樹脂逃がし通路から製品形状部または金型の外部に逃がすことができる。一方、樹脂流路がバルブによって開放される通常の成形時には、金型側に押し出された溶融樹脂が、半固化状の樹脂に遮られて樹脂逃がし流路から製品形状部へは流出せず、樹脂流路から製品形状部へ流出して良好な成形品を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わるバルブゲート射出成形型構造を示す図２のＣ−Ｃ断面図で、図２は、同射出成形型構造の正面図である。このバルブゲート射出成形型構造は、前記図４〜図６に示した従来のものと同様に、固定金型１と可動金型３との間に製品形状部５が形成され、この製品形状部５に連通する樹脂流路２３が、固定金型１内に設けたゲートノズル１３内に複数形成されている。
【００２４】
ゲートノズル１３の製品形状部５側の先端は、細径となるゲート１５が形成され、このゲート１５に対し、ゲートノズル１３内に収容されているバルブピン１７の先端が嵌合可能となっている。固定金型１の可動金型３と反対側の面には、連結具２５を介してホットランナブロック９が装着され、ホットランナブロック９内のランナ１１が樹脂流路２３に連通している。
【００２５】
バルブピン１７は、ホットランナブロック９を貫通して外部に突出し、油圧シリンダ１９に連結されている。この油圧シリンダ１９の作動により、バルブピン１７は図１中で左右方向に前進・後退移動して、ゲート１５の閉塞・開放を行う。
【００２６】
ホットランナブロック９の図１中で下部側の可動金型３と反対側の面には、樹脂注入ゲート２１が設けられ、図示しない成形機から供給される溶融樹脂がこの樹脂注入ゲート２１を介してランナ１１に供給される。
【００２７】
以上の構成は、前記図４〜図６に示した従来のものと同様であり、これに対して以下に示す構成が本実施形態特有のものである。
【００２８】
樹脂注入ゲート２１に対向する位置の固定金型１内には、ランナブッシュ２７が設けられ、このランナブッシュ２７内の通路２９が、ランナ１１に形成された連通路３１および連結具３３の連通孔３５を介してランナ１１に一端側が連通している。通路２９の他端は、製品形状部５に連通し、これら通路２９，連通孔３５および連通路３１により、樹脂逃がし流路３７を構成している。樹脂逃がし流路３７の形状は、特に限定されるものではないが、全長にわたり同径の貫通孔とするのが最も簡単である。
【００２９】
ランナブッシュ２７のほぼ全長にわたる周囲には、バンドタイプのヒータ３９が装着されるとともに、ホットランナブロック９側のランナブッシュ２７の周囲には、バンドタイプの熱電対４１が装着されている。ヒータ３９および熱電対４１は、ホットランナブロック９に組み付けられている前記図５に示されているヒータ７や図示しない熱電対および、ゲートノズル１３周囲のヒータ８や熱電対４２と同様に配線されている。熱電対４１によってランナブッシュ２７の温度を検知し、成形機側の設定によりランナブッシュ２７の加熱温度が８０℃に制御される。
【００３０】
次に作用を説明する。バルブピン１７が正常に作動する通常の成形作業では、バルブピン１７が図１の状態から右方向に後退してゲート１５を開放し、樹脂注入ゲート２１からランナ１１に注入された溶融樹脂が、樹脂流路２３からゲート１５を経て製品形状部５に流入する。このとき、ヒータ３９のランナブッシュ２７に対する加熱温度は８０℃であり、ホットランナブロック９やゲートノズル１３側の加熱温度に比べて低く設定してあるため、樹脂逃がし流路３７内に流れる樹脂は半固化状となっている。このため、この半固化状の樹脂が樹脂逃がし流路３７を塞いだ状態となり、ランナ１１内の溶融樹脂圧力も異常な高圧とはならないので、この半固化状の樹脂が製品形状部５へ流出することはなく、溶融樹脂がゲート１５を流出して意図した成形がなされる。
【００３１】
また、このようにして製品形状部５にて成形される成形品表面に、樹脂逃がし流路３７の跡が残るが、樹脂逃がし流路３７を、あらかじめ製品外観上問題とならない部分に形成しておくことで、上記問題は解消される。
【００３２】
一方、成形機から溶融樹脂が射出されたときに、バルブピン１７が何らかの異常によって作動（後退）せず、ゲート１５が閉じられたままとなった場合には、ランナ１１内の溶融樹脂圧力が異常な高圧となるが、この高圧により樹脂逃がし流路３７内の半固化状の樹脂が製品形状部５に押し出される。これにより、ホットランナブロック９と、固定金型１や樹脂注入ゲート２１との結合部からの溶融樹脂の漏れが防止され、ホットランナブロック９の破損や、図５に示されているヒータ７およびその配線２２への溶融樹脂の付着も回避され、漏れた樹脂の取り除き作業も不要となり、成形作業の中断、金型修理といった大きな製造ロスを回避することができる。
【００３３】
また、上記した樹脂漏れ防止は、成形機や他の制御装置の改造を実施する必要がないので、低コストで実現することができる。
【００３４】
なお、ヒータ３９による加熱温度は、８０℃に限ることはなく、６０℃〜１００℃の範囲にあればよい。６０℃未満では樹脂逃がし流路３７内の樹脂が固化しすぎてしまい、ゲート１５が閉塞された状態での樹脂逃がし流路３７からの樹脂逃がし動作不良が発生してしまう。１００℃を越えると、樹脂逃がし流路３７内の樹脂が軟化しすぎてしまい、ゲート１５が開放された正常の成形動作において、樹脂逃がし流路３７から製品形状部５へ樹脂が流出してしまう。
【００３５】
図３は、この発明の第２の実施形態を示している。この実施形態は、ホットランナブロック９の図中で下端に、ランナブッシュ４３の一端を装着し、ランナブッシュ３７内の通路４５を、ホットランナブロック９内のランナ１１の下端に連通する連通路４７に連通させて、これら通路４５と連通路４７とで、金型の外部に連通する樹脂逃がし流路４９を構成している。ランナブッシュ４３の周囲には、第１の実施形態と同様に、ヒータ５１および熱電対５３がそれぞれ装着されている。ランナブッシュ４３の下方には、樹脂受け５５が設置されている。
【００３６】
この第２の実施形態においても、バルブピン１７がゲート１５を開放する正常な成形作業では、樹脂注入ゲート２１からランナ１１に注入された溶融樹脂が、樹脂流路２３からゲート１５を経て製品形状部５に流入し、このとき、ヒータ５１のランナブッシュ４３に対する加熱温度は８０℃であり、ホットランナブロック９やゲートノズル１３側の加熱温度に比べて低く設定してあるため、樹脂逃がし流路４９内に流れる樹脂は半固化状となっている。このため、この半固化状の樹脂が樹脂逃がし流路４９を塞いだ状態となり、ランナ１１内の溶融樹脂圧力も異常な高圧とはならないので、この半固化状の樹脂が製品形状部５へ流出することはなく、溶融樹脂がゲート１５を流出して意図した成形がなされる。
【００３７】
一方、成形機から溶融樹脂が射出されたときに、バルブピン１７が何らかの異常によって作動（後退）しなかった場合には、ランナ１１内の溶融樹脂圧力が異常な高圧となるが、この高圧により樹脂逃がし流路４９内の半固化状の樹脂が樹脂受け５５に押し出される。これにより、ホットランナブロック９と、固定金型１や樹脂注入ゲート２１との結合部からの溶融樹脂の漏れが防止され、ホットランナブロック９の破損や、図５に示されているヒータ７およびその配線２２への溶融樹脂の付着も防止され、漏れた樹脂の取り除き作業も不要となり、成形作業の中断、金型修理といった大きな製造ロスを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わるバルブゲート射出成形型構造を示す図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】第１の実施形態に係わるバルブゲート射出成形型構造の正面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係わるバルブゲート射出成形型構造を示す、図１に対応する断面図である。
【図４】従来のバルブゲート射出成形型構造の正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１   固定金型
３  可動金型
５  製品形状部
９  ホットランナブロック
１１  ランナ
１７  バルブピン（バルブ）
２３  樹脂流路
３７，４９  樹脂逃がし流路
３９，５１  ヒータ
【図１】
0003903732.tif 000002
【図２】
0003903732.tif 000003
【図３】
0003903732.tif 000004
【図４】
0003903732.tif 000005
【図５】
0003903732.tif 000006
【図６】
0003903732.tif 000007