(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットランナブロック内に形成されたホットランナに素材を供給して、成形型内に設けられるキャビティに該素材を射出する射出成形装置において、
前記ホットランナブロックには切替弁が配設され、
前記ホットランナブロックと前記切替弁の弁本体とは線膨張係数が異なる材質で構成されるとともに、該切替弁近傍に温度制御手段が設けられることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形装置において、
前記弁本体を構成する材質の線膨張係数は、前記ホットランナブロックを構成する材質の線膨張係数より大きいことを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
ホットランナブロック内に形成されたホットランナに素材を供給して、成形型内に設けられるキャビティに該素材を射出する射出成形装置において、
前記ホットランナブロックには切替弁が配設され、
前記切替弁の弁本体内には冷却用通路が形成されるとともに、該切替弁近傍に温度制御手段が設けられることを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材を射出成形するための射出成形装置に関し、特に、複数のキャビティに連通するホットランナの切り替えを可能とする切替弁が設けられる射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、射出成形装置においては、例えば、射出ノズルからホットランナブロック内に形成されたホットランナ（供給通路）に溶融樹脂を供給し、該溶融樹脂を成形型内に設けられるキャビティに射出することにより射出成形体を得ている。この場合、ホットランナブロックには切替弁が配設されており、該切替弁を作動させることによりホットランナが切り替えられ、所望のキャビティに溶融樹脂を射出することが可能となる。従って、ホットランナが複数の成形型、すなわち、複数のキャビティに連通する場合には、同時に複数のキャビティに溶融樹脂を射出することができ、切替弁を切り替えることにより所望のキャビティにだけ溶融樹脂を射出することも可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る射出成形装置において、ホットランナブロックに配設された切替弁を作動させる場合、該ホットランナブロックと該切替弁との間の摺動部に十分なクリアランスが確保されていないため、該切替弁がスムーズに作動することができない。従って、切替弁にかじりなどが発生して該切替弁が損傷した際に、その損傷部分に溶融樹脂が流動して該切替弁がホットランナブロックに固着してしまい、該切替弁の切り替えをスムーズに行うことができないという不都合が生じている。
【０００４】
また、ホットランナブロックと切替弁との間に十分なクリアランスを設けた場合には、ホットランナに溶融樹脂を流通させた際に該クリアランスに該溶融樹脂が流入してしまい、クリアランスが十分に確保されていない場合と同様に、該切替弁が該ホットランナブロックに固着して該切替弁の切り替えができないという難点がある。
【０００５】
さらに、ホットランナブロック及び切替弁の加工精度を高めることにより、該ホットランナブロックと該切替弁との間のクリアランスを精度良く保つことができるが、加工作業が煩雑化するとともに、加工費用が高騰するという問題点が指摘されている。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ホットランナブロックに配設される切替弁が作動する際、該切替弁にかじりなどが発生することを可及的に阻止して該切替弁をスムーズに作動させることが可能になり、さらに、ホットランナブロック及び切替弁を容易に加工することができるとともに加工費用を低廉化できる射出成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホットランナブロック内に形成されたホットランナに素材を供給して、成形型内に設けられるキャビティに該素材を射出する射出成形装置において、前記ホットランナブロックには切替弁が配設され、前記ホットランナブロックと前記切替弁の弁本体とは線膨張係数が異なる材質で構成されるとともに、該切替弁近傍に温度制御手段が設けられることを特徴とする。この場合、前記弁本体を構成する材質の線膨張係数を、前記ホットランナブロックを構成する材質の線膨張係数より大きくするとよい。
【０００８】
また、本発明は、ホットランナブロック内に形成されたホットランナに素材を供給して、成形型内に設けられるキャビティに該素材を射出する射出成形装置において、前記ホットランナブロックには切替弁が配設され、前記切替弁の弁本体内には冷却用通路が形成されるとともに、該切替弁近傍に温度制御手段が設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ホットランナブロック内に形成されたホットランナに素材を供給する際、切替弁近傍に設けられる温度制御手段により該素材が流動可能な温度に該ホットランナブロック及び該切替弁を保持する。これにより、切替弁の弁本体が膨張して該ホットランナブロックと該弁本体との間の間隙部が閉塞され、該弁本体がホットランナブロックに嵌合する状態となる。また、切替弁を作動させる場合、温度制御手段により該切替弁及びホットランナブロックの温度を下げるとよい。この場合、弁本体を構成する材料の線膨張係数は、ホットランナブロックを構成する材料の線膨張係数より大きいため、該弁本体の収縮量が該ホットランナブロックの収縮量より大きくなる。従って、弁本体とホットランナブロックとの間にクリアランスが発生して該弁本体をスムーズに作動させることができる。従って、切替弁の作動によって弁本体にかじりなどが発生することを可及的に阻止することが可能となる。
【００１０】
また、弁本体内に形成される冷却用通路により該弁本体の温度を所望の値にし、同様に温度制御手段により該切替弁近傍の温度を所望の値にすることができる。従って、弁本体及びホットランナブロックを同一の材質で構成した場合でも、ホットランナに素材を流通させる際には該弁本体の膨張によって該弁本体がホットランナブロックに嵌合する状態となる。しかも、切替弁を作動させる際には、弁本体内に形成される冷却用通路に冷却水を流通させることにより、該弁本体自体の温度を下げて該弁本体を収縮させ、該弁本体とホットランナブロックとの間にクリアランスを発生させ該弁本体をスムーズに作動させることが可能となる。このとき、例えば、弁本体に形成された流路に素材が残留している場合でも、該弁本体が冷却されているため、該素材が凝固されて、該素材が該流路から該弁本体とホットランナブロックとの間のクリアランス内に漏出することを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る射出成形装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら以下詳細に説明する。なお、この射出成形装置は、その用途が限定されるものではないが、例えば、樹脂製の成形体を射出成形するために用いられると好ましい。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態に係る射出成形装置１０は、図１に示すように、ベースプレート１２と、該ベースプレート１２に配設される下ブロック１４と上ブッロク１６とからなるホットランナブロック１８を有する。このホットランナブロック１８は、直線部２０と、該直線部２０に対して直交する方向に分岐した第１〜第３の分岐部２２、２４、２６を備えるとともに、その内部に素材（以下、溶融樹脂と記す）を流通させるためのホットランナ２８が形成される。図１から諒解されるように、第１の分岐部２２及び第３の分岐部２６と第２の分岐部２４とは、直線部２０を軸にして反対する方向に指向している。この第１の実施の形態においては、ホットランナブロック１８の材質に、例えば、Ｓ５０Ｃなどのカーボンスチールを使用する。
【００１３】
前記第１〜第３の分岐部２２、２４、２６のそれぞれの端部には、第１〜第３の成形型（図示せず）内に設けられるキャビティに溶融樹脂を射出するために該第１〜第３の成形型にそれぞれ連通する第１〜第３の射出孔３０、３２、３４が形成される。さらに、前記直線部２０と前記第２の分岐部２４との交差部近傍には溶融樹脂を前記ホットランナ２８に導入するための第１の射出ノズル３６が設けられ、同様に該直線部２０の一端部には溶融樹脂を該ホットランナ２８に導入するための第２の射出ノズル３８が設けられる。
【００１４】
下ブロック１４における直線部２０と第２の分岐部２４との交差部には、下凹部４０が形成され、該下凹部４０に対向するように上ブロック１６に上凹部４２が形成される（図２参照）。この下凹部４０には環状の第１の下スリーブ４４の爪部４６が、また、上凹部４２には環状の第１の上スリーブ４８の爪部５０がそれぞれ嵌合固着される（図２参照）。さらに、図２に示すように、前記下ブロック１４及び前記上ブロック１６を貫通する第１の切替弁５２が、前記第１の下スリーブ４４及び前記第１の上スリーブ４８内に挿入配設される。この第１の切替弁５２は、略円柱状の第１の弁本体５４を有し、該第１の弁本体５４の図２における下部に形成される下孔部５６には下ストッパ６０が嵌着され、かつ該第１の弁本体５４の図２における上部に形成される上孔部５８には上ストッパ６２が嵌着されるとともに、該下ストッパ６０にはロッド６４が固定される。このとき、第１の弁本体５４とホットランナブロック１８との間には、該第１の弁本体５４を周回する間隙部６５が設けられる（図２参照）。
【００１５】
第１の弁本体５４は、図３に示すように、該第１の弁本体５４を略Ｔ字型に貫通する第１の流路６６と、該第１の弁本体５４を略Ｌ字型に貫通する第２の流路６８と、該第１の弁本体５４を直線に貫通する第３の流路７０が形成される。図３から諒解されるように、前記第１の流路６６、前記第２の流路６８及び前記第３の流路７０は、図３において上方から順に互いに略平行な状態に形成されている。この第１の実施の形態においては、第１の弁本体５４の材質に、ホットランナブロック１８より線膨張係数が大きい材質、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレススチールを使用する。
【００１６】
前記ロッド６４の前記下ストッパ６０が固定されていない側には駆動手段７２が接続され（図１参照）、該駆動手段７２の作用下に前記ロッド６４は、図２中、矢印方向に移動自在となる。すなわち、第１の弁本体５４が、図２中、矢印方向に移動自在となる。また、前記第１の下スリーブ４４及び前記第１の上スリーブ４８の外周面には、それぞれ第１の温度制御手段７４が設けられる（図２参照）。なお、ホットランナブロック１８は、略Ｌ字状の支持部材７６によってベースプレート１２に支持されている。
【００１７】
ホットランナブロック１８の直線部２０と第３の分岐部２６との交差部には、環状の第２の下スリーブ７８及び環状の第２の上スリーブ８０が嵌合固着される（図１参照）。この第２の下スリーブ７８及び第２の上スリーブ８０の外周面には、それぞれ第２の温度制御手段８２が設けられる。さらに、前記下ブロック１４及び前記上ブロック１６を貫通する第２の切替弁８４が、前記第２の下スリーブ７８及び前記第２の上スリーブ８０内に挿入配設される（図１参照）。
【００１８】
この第２の切替弁８４は第１の切替弁５２と略同様の構成を有するため、該第１の切替弁５２における構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。ただし、前記第２の切替弁８４は前記第１の切替弁５２と比較して、該第２の切替弁８４を構成する第２の弁本体８６に形成される流路が異なる。
【００１９】
前記第２の弁本体８６は、図４に示すように、該第２の弁本体８６を略Ｌ字型に貫通する第４の流路８８と、該第２の弁本体８６を略Ｔ字型に貫通する第５の流路９０と、該第２の弁本体８６を略Ｌ字型に貫通する第６の流路９２が形成される。図４から諒解されるように、前記第４の流路８８、前記第５の流路９０及び前記第６の流路９２は、図４において上方から順に互いに略平行に形成されるとともに、該第４の流路８８の一方の開口部９４と該第６の流路９２の一方の開口部９６とは、該第２の弁本体８６の軸に対して互いに反対方向に指向している。この第１の実施の形態においては、第２の弁本体８６の材質として、第１の弁本体５４と同様に、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレススチールを使用する。
【００２０】
第１の実施の形態に係る射出成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００２１】
先ず、駆動手段７２を駆動させて該駆動手段７２の作用下に第１の弁本体５４及び第２の弁本体８６を、図２中、矢印方向に移動させ、例えば、図５に示す第１のパターンでは、該第１の弁本体５４に形成される第２の流路６８と、該第２の弁本体８６に形成される第６の流路９２とをホットランナ２８に連通させる。
【００２２】
次に、第１の下スリーブ４４及び第１の上スリーブ４８の外周面に設けられる第１の温度制御手段７４及び第２の下スリーブ７８及び第２の上スリーブ８０の外周面に設けられる第２の温度制御手段８２をそれぞれ作動させる。これにより、前記第１の弁本体５４及び前記第２の弁本体８６が熱せられて膨張した状態となる。この第１の弁本体５４の膨張状態を図６に示す。すなわち、第１の弁本体５４を周回する間隙部６５が閉塞され、該第１の弁本体５４がホットランナブロック１８に嵌合する状態となる。同様に、第２の弁本体８６が、ホットランナブロック１８に嵌合する状態となる。この場合、ホットランナブロック１８、第１の弁本体５４及び第２の弁本体８６の温度が２２０℃〜２６０℃の範囲内の温度に保持されている。
【００２３】
次いで、第１の射出ノズル３６及び第２の射出ノズル３８から溶融樹脂をホットランナ２８に導入する。前記第１の射出ノズル３６から導入された溶融樹脂は、ホットランナ２８を流通して第１の分岐部２２に形成された第１の射出孔３０及び第２の分岐部２４に形成された第２の射出孔３２に到達する。同様に、前記第２の射出ノズル３８から導入された溶融樹脂は、ホットランナ２８を流通して第３の分岐部２６に形成された第３の射出孔３４に到達する。
【００２４】
その後、第１の射出孔３０から第１の成形型（図示せず）内に設けられるキャビティに、第２の射出孔３２から第２の成形型（図示せず）内に設けられるキャビティに、第３の射出孔３４から第３の成形型（図示せず）内に設けられるキャビティに、それぞれ溶融樹脂が射出され、樹脂製の射出成形体が成形される。
【００２５】
ここで、第１の実施の形態においては、ホットランナ２８に連通する第１の弁本体５４に形成された第１〜第３の流路６６、６８、７０と第２の弁本体８６に形成された第４〜第６の流路８８、９０、９２とを任意に組み合わせることにより、所望の射出ノズルから所望の成形型内のキャビティに溶融樹脂を流入させることが可能となる。
【００２６】
例えば、図７に示す第２のパターンでは、第１の流路６６と第４の流路８８とをホットランナ２８に連通させることにより、第１の射出ノズル３６のみにより第１〜第３の成形型（図示せず）内のキャビティに溶融樹脂を流入させることができる。その際、第１の弁本体５４において、例えば、ホットランナ２８に第２の流路６８が連通していた場合、該ホットランナ２８に連通する流路を該第２の流路６８から第１の流路６６に切り替える必要がある。
【００２７】
この場合、ホットランナ２８に溶融樹脂を流通させているときには、ホットランナブロック１８及び第１の弁本体５４は２２０℃〜２６０℃の範囲内の温度に保持されているため、該第１の弁本体５４が熱膨張して該ホットランナブロック１８に嵌合した状態になっている。従って、第１の温度制御手段７４の制御作用下に、例えば、前記ホットランナブロック１８及び前記第１の弁本体５４を所望の温度（例えば、１７０℃）まで下げる。このとき、第１の実施の形態においては、第１の弁本体５４の線膨張係数がホットランナブロック１８の線膨張係数より高いため、温度を下げたことによる該第１の弁本体５４の収縮量は該ホットランナブロック１８の収縮量より大きなる。
【００２８】
これにより、図８に示すように、第１の弁本体５４とホットランナブロック１８との間にクリアランスＣが形成されることになる。従って、駆動手段７２の作用下に第１の弁本体５４が、第１の下スリーブ４４及び第１の上スリーブ４８内をスムーズに移動自在となる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る射出成形装置１００について、図９及び図１０を参照しながら説明する。この第２の実施の形態に係る射出成形装置１００において、第１の実施の形態に係る射出成形装置１０における構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
この第２の実施の形態に係る射出成形装置１００は、前記第１の実施の形態に係る射出成形装置１０と略同様の構成を有するが、第１の弁本体５４及び第２の弁本体８６内にそれぞれ冷却用通路が形成されている点で異なっている。
【００３１】
第２の実施の形態に係る第１の弁本体５４には、図９に示すように、軸方向に延在する第１の冷却用通路１０２及び第２の冷却用通路１０４が、該第１の弁本体５４内に形成される。同様に、第２の実施の形態に係る第２の弁本体８６には、図１０示すように、軸方向に延在する第３の冷却用通路１０６及び第４の冷却用通路１０８が、該第２の弁本体８６内に形成される。
【００３２】
第２の実施の形態に係る射出成形装置１００によれば、第１〜第４の冷却用通路１０２、１０４、１０６、１０８に冷却水を流通させることにより、例えば、第１の温度制御手段７４及び第２の温度制御手段８２によって熱せられた第１の弁本体５４及び第２の弁本体８６の温度を所望の温度まで下げることが可能となる。
【００３３】
例えば、第１の弁本体５４において、ホットランナ２８に連通する流路を第２の流路６８から第１の流路６６に切り替える場合、第１の温度制御手段７４によって、該第１の弁本体５４は熱膨張してホットランナブロック１８に嵌合した状態になっている。しかしながら、第１の冷却用通路１０２及び第２の冷却用通路１０４に冷却水を流通させることにより、前記第１の弁本体５４自体の温度を所望の温度まで下げることができる。これにより、前記第１の弁本体５４のみが収縮し、該第１の弁本体５４とホットランナブロック１８との間にクリアランスＣが発生することになる。つまり、駆動手段７２の作用下に第１の弁本体５４が、第１の下スリーブ４４及び第１の上スリーブ４８内をスムーズに移動自在となる。従って、例えば、ホットランナブロック１８と第１の弁本体５４とを同一材質とした場合でも、該第１の弁本体５４が第１の下スリーブ４４及び第１の上スリーブ４８内をスムーズに移動することが可能となる。
【００３４】
なお、第２の弁本体８６についても、第１の弁本体５４と同様な動作を行えることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホットランナブロック内に形成されたホットランナに樹脂を供給する際、切替弁の近傍に設けられる温度制御手段により該樹脂が流動可能な温度に該ホットランナブロッ及び切替弁を保持する。これにより、弁本体が膨張して該ホットランナブロックと弁本体との間の間隙部が閉塞され、該弁本体がホットランナブロックの嵌合する状態となる。また、切替弁を作動させる場合、温度制御手段により、ホットランナブロック及び弁本体の温度を下げる。この場合、弁本体を構成する材料の線膨張係数の方が、ホットランナブロックを構成する材料の線膨張係数より大きいため、該弁本体の収縮量が該ホットランナブロックの収縮量より大きくなる。従って、弁本体とホットランナブロックとの間にクリアランスが発生して弁本体をスムーズに作動させることができる。従って、切替弁の作動によって弁本体にかじりなどが発生することを可及的に阻止することが可能となる。
【００３６】
また、弁本体内に形成される冷却用通路により該弁本体の温度を所望の温度にすることができ、同様に温度制御手段により該切替弁近傍の温度を所望の温度にすることができる。従って、弁本体及びホットランナブロックを同一の材質で構成した場合でも、ホットランナに樹脂を流通させる際には該弁本体の膨張によって該弁本体がホットランナブロックに嵌合する状態となる。しかも、切替弁を作動させる際には、弁本体内に形成される冷却用通路に冷却水を流通させることにより、該弁本体自体の温度を下げて該弁本体を収縮させ、該切替弁とホットランナブロックとの間にクリアランスを発生させ該弁本体をスムーズに作動させることが可能になる。このとき、例えば、弁本体に形成された流路に樹脂が残留している場合でも、該弁本体が冷却されているため、該樹脂が凝固されて、該樹脂が該流路から該弁本体とホットランナブロックとの間のクリアランス内に漏出することを防止できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る射出成形装置の要部を示す斜視説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係る射出成形装置の第１の切替弁の配設状態を示す一部省略縦断面説明図である。
【図３】第１の実施の形態における第１の弁本体を示す一部省略斜視説明図である。
【図４】第１の実施の形態における第２の弁本体を示す一部省略斜視説明図である。
【図５】第１の切替弁と第２の切替弁とを第１のパターンにより組み合わせた場合のホットランナの連通状態を示す正面説明図である。
【図６】図３における第１の弁本体が熱膨張した状態を示す一部省略縦断面説明図である。
【図７】第１の切替弁と第２の切替弁とを第２のパターンにより組み合わせた場合のホットランナの連通状態を示す正面説明図である。
【図８】第１の弁本体とホットランナブロックとの間に形成されたクリアランスを示す一部省略縦断面説明図である。
【図９】第２の実施の形態における第１の弁本体を示す一部省略斜視説明図である。
【図１０】第２の実施の形態における第２の弁本体を示す一部省略斜視説明図である。
【符号の説明】
１０、１００…射出成形装置            １８…ホットランナブロック
２８…ホットランナ                    ５２…第１の切替弁
５４…第１の弁本体                    ７４…第１の温度制御手段
８２…第２の温度制御手段              ８４…第２の切替弁
８６…第２の弁本体                    １０２…第１の冷却用通路
１０４…第２の冷却用通路              １０６…第３の冷却用通路
１０８…第４の冷却用通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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