JP2001300991A - ホットランナー方式の金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金型をホットランナー方式として、成形品の成
形工程のサイクルを短くし、生産性を良くするようにし
ながら、このホットランナーシステムを、金型の固定側
を大型化させることなく、かつ、ユニットとして、金型
の固定側に簡単に組付けられるようにして、樹脂成形用
の金型が安価に、しかも、短い工期で製作し得るように
する。 【解決手段】固定側ボディと固定側型板とコア型とから
なる金型の固定側に対して、固定側ボディの外面側から
カセット状に挿脱自在に組付けられるユニットブロック
を形成し、それの基端側の端面に、樹脂供給装置の供給
ノズルを接合させるノズルタッチ部を形成して先端側に
ゲートを形成し、該ユニットブロックの内部には、ゲー
トを開閉するバルブピンとそれを開閉作動させる駆動部
と、ノズルタッチ部とゲートとを連通するランナーとを
装設し、そのランナーを加熱するヒーターを該ユニット
ブロックの胴部の外周部に組付けて、ホットランナーシ
ステムを金型の固定側に対しカセット状に組付けられる
ホットランナーユニットに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、固定側ボディ（固
定側プラテン）に取付けた固定側型板に組込むキャビ型
とする可動側ボディ（可動側プラテン）に取付けた可動
側型板に組込むコア型とで形成されるキャビティに、溶
融した樹脂を加圧して注入し、樹脂の成形品を成形する
金型において、キャビティのゲートをバルブピンにより
開閉するようにしておいて、溶融した樹脂をキャビティ
に導くランナー（樹脂通路）を、ヒーターにより加熱
し、ランナー内の樹脂を、常時、溶融状態に保持せしめ
ておくようにするホットランナーシステム式の金型につ
いての改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融した樹脂を、金型のキャビ型とコア
型とで形成するキャビティに注入して、樹脂の成形品を
成形する金型には、キャビティのゲートに溶融して樹脂
を導くランナー（樹脂通路）を、ヒーターにより加熱し
てランナー内の樹脂を常時溶融した状態に保持せしめて
おくホットランナー方式のものと、ランナーをキャビテ
ィと共に冷却するコールドランナー方式のものとがあ
る。

【０００３】ホットランナー方式の金型Ａは、例えば、
図１に示しているように、固定側ボディ（固定側プラテ
ン）ａに取付ける固定側型板ｂに組付けたキャビ型ｃ
と、可動側ボディ（可動側プラテン）ｄに取付ける可動
側型板ｅに組付けたコア型ｆと、で形成せるキャビティ
１のゲートＧに、溶融した樹脂を送り込むランナー（樹
脂通路）２を、固定側ボディａに組付けるマニホールド
Ｍ内に形成して、そのマニホールドＭに組込むヒーター
ｈによりランナー２内の溶融樹脂を加熱するようにして
おき、また、マニホールドＭには、ランナー２の終端側
のキャビティ１に通ずるゲートＧを開閉するバルブピン
３を組込み、このバルブピン３を駆動させるための液圧
・気体圧でピストンが作動するシリンダ装置等のアクチ
エータ４を、固定側ボディａに組込んでおき、かつ、マ
ニホールドＭに設けたランナー２の始端側に対し、固定
側ボディａに設けるノズルタッチ部５に供給ノズルＮを
接続して、溶融状態の樹脂をランナー２を介しキャビテ
ィ１に注入し、その注入が終えたことをゲートＧに臨む
部位に設けたバルブセンサＳが検出することで、アクチ
エータ４が作動してバルブピン３を押し下げてゲートＧ
を閉じ、その状態で可動側ボディｄが固定側ボディａか
ら離れる方向に動いて、キャビティ１を開き、そのキャ
ビティ１内に凝結して形成された樹脂の成形品が金型Ａ
から取り出されるようになり、このとき、ランナー２内
の樹脂が、溶融した状態で金型Ａ内に残るようにしてい
る構成のものである。

【０００４】また、コールドランナー方式の金型Ａは、
例えば図２にあるように、固定側ボディａに取付けた固
定側型板ｂに組付けるキャビ型ｃと、可動側ボディｄに
取付けた可動側型板ｅに組付けるコア型ｆとで形成され
るキャビティ１に対して、溶融した樹脂を送給するため
に、金型Ａの固定側ボディａ・固定側型板ｂらの固定側
に設けるランナー２を、金型Ａに組込む冷却器ｊ…によ
り、キャビティ１と共に冷却するようにしておいて、樹
脂の注入を終えて、その樹脂が凝固したところで、可動
側ボディｄを固定側ボディａから引き離す方向に動か
し、キャビティ１を開放して成形品を取りだす際に、ゲ
ートＧからノズルタッチ５部分に渡るランナー２内で固
結した樹脂が、成型品とともに、それに連続する状態で
金型Ａから取り出されるようになる構成のものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の樹脂成形用の金
型のうちの、ホットランナー方式のものは、金型内に形
成したキャビティに対する樹脂の注入を終えて、金型の
可動側ボディを動かしてキャビティを開放し、そこに成
形された成形品（製品）を金型から取り出すときに、キ
ャビティのゲート部分からノズルタッチ部分に渡るラン
ナー内に、樹脂を溶融状態として残すことから、取り出
した成形品から除去して廃棄する樹脂の量が著しく少な
くなることで、樹脂の使用量を少なくできる。また、注
入した樹脂の固結が、キャビティ内の樹脂に局限される
ようになることで、金型の可動側ボディに組付けた可動
側型板を動かしキャビティを形成し、そこに樹脂を注入
した後、キャビティを開いて、成形した製品を取り出す
までの、一個の製品を成形する一回のサイクルに要する
時間が著しく短くなるので、生産性が良い、という利点
がある。

【０００６】しかし、マニホールドに、ランナーとバル
ブピンとヒーター等を組み込んで、そのマニホールド
を、金型の固定側ボディと固定側型板とに組付けること
と、固定側ボディに、バルブピンを作動させるシリンダ
装置等のアクチエータを組付けることから、金型が高価
なものとなる。しかも、固定側ボディに組付けるアクチ
エータおよびそれにより作動させるバルブピンの組付装
置を、固定側ボディに設けるノズルタッチ部分に対し
て、側方に逃がした位置に設定しなければならないこと
で、金型の固定側を、ノズルタッチ部分とアクチエータ
との並列方向に大きくして、金型の全体を大型化させる
問題がある。また、多数の付属部品が所定位置を占める
ように配して金型の固定側に組付けることで、金型の製
作が面倒になって、金型を作り上げるまでの工期が長く
なる問題がある。

【０００７】また、コールドランナー方式の金型は、マ
ニホールドを用いず、しかも、バルブピン、アクチエー
タを用いないことで、構造が簡略なものとなることか
ら、金型を安価に、かつ、短い工期で製作し得るように
なる利点はあるが、ランナー内の樹脂を、キャビティ内
の樹脂と共に凝結させて、成形した成形品と一緒に金型
から取り出すことから、取り出した成形品から除去して
廃棄する樹脂の量が多くなって、樹脂の使用量が大きく
なることと、成形した成形品を取り出すときに、ランナ
ー内の樹脂が凝結するまで待たなければならないこと
で、樹脂の注入から成形品を成形して取り出すまでの一
回のサイクルに要する時間が著しく長くなる問題があ
る。

【０００８】本発明は、従前の樹脂成形品の成形用の金
型に生じている上述の問題を解消せしめるためになされ
たものであって、金型をホットランナー方式として、成
形品の成形工程のサイクルを短くし、生産性を良くする
ようにしながら、このホットランナーシステムを、金型
の固定側を大型化させることなく、かつ、ユニットとし
て、金型の固定側に簡単に組付けられるようにして、樹
脂成形用の金型が安価に、しかも、短い工期で製作し得
るようにする新たな手段を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そして、本発明において
は、上述の目的を達成するまでの手段として、固定側ボ
ディに取付ける固定側型板に組込むキャビ型と可動側ボ
ディに取付ける可動側型板に組込むコア型とで形成され
るキャビティに対して樹脂を供給するランナーと、その
ランナーを加熱するヒーターと、そのランナーの終端と
キャビティとを接続するゲートを開閉するバルブピン
と、そのバルブピンを開閉作動させる駆動部とを金型に
組込むホットランナー方式の金型において、固定側ボデ
ィと固定側型板とコア型とからなる金型の固定側に対し
て、固定側ボディの外面側からカセット状に挿脱自在に
組付けられるユニットブロックを形成し、それの基端側
の端面に、樹脂供給装置の供給ノズルを接合させるノズ
ルタッチ部を形成して先端側にゲートを形成し、該ユニ
ットブロックの内部には、ゲートを開閉するバルブピン
とそれを開閉作動させる駆動部と、ノズルタッチ部とゲ
ートとを連通するランナーとを装設し、そのランナーを
加熱するヒーターを該ユニットブロックの胴部の外周部
に組付けて、ホットランナーシステムを金型の固定側に
対しカセット状に組付けられるホットランナーユニット
に形成してあることを特徴とするホットランナー方式の
金型を提起するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明手段による樹脂成形品の成
形用の金型は、固定側ボディに固定側型板を組付けそれ
にキャビ型を組付けて、固定側を構成し、可動側ボディ
に可動側型板を取付けそれにコア型を組付けて可動側を
構成し、これらにより金型の本体を構成することは、従
来手段と同様である。

【００１１】そして、固定側型板に組付けたキャビ型と
可動側型板に組付けたコア型とで形成されるキャビティ
に対し溶融した樹脂を導く樹脂通路（ランナー）および
そのランナーの始端側を樹脂供給装置の供給ノズルと接
続させるためのノズルタッチ部およびランナーの終端側
のキャビティのゲートを開閉するバルブピンならびにそ
のバルブピンを開閉作動させる駆動部を、金型の固定側
に組付けるようにすることについては、従前手段のホッ
トランナー方式の金型と同様であるが、この金型の固定
側に設けるランナーおよびバルブならびにそれの駆動部
等は、金型の固定側に設ける組付穴に対し、挿脱自在の
カセット状に組付ける単体のユニットブロックに組込む
ようにする。

【００１２】このとき、バルブピンの駆動部を作動させ
るアクチエータは、ユニットブロックと別体に形成し
て、金型の固定側ボディに設ける組付穴に組付けて、ユ
ニットブロックに収蔵させて組付けたバルブピンと連繋
するようにしてもよい。

【００１３】このユニットブロックは、それの基端側
が、金型の固定側の固定側ボディの外面側に露出し、先
端側が、固定側型板に組付けたキャビ型と可動側型板に
組付けたコア型とで形成されるキャビティのゲート部分
に臨む状態となるように形成して、これの前記基端側
（外端側）の端面にノズルタッチ部を形成し、先端側
（内端側）にはゲートを形成しておく。

【００１４】また、このユニットブロックの内部には、
なるべく略軸芯となる部位に、バルブピンをそれの軸方
向が、該ブロックの基端側から先端側に向かう方向に沿
う姿勢として収蔵せしめ、かつ、そのバルブピンを開閉
作動させるための駆動部を配設する。

【００１５】これは、このユニットブロックの内部に、
外端側の端面に設けたノズルタッチ部から受け入れる樹
脂を内端側に設けたゲートに導くようランナーを設ける
際、そのランナーを、バルブピンの駆動部を迂回するよ
うに形成することで、外端側の端面に設けるノズルタッ
チ部と、内端側に形設するゲートと、内部に収蔵したバ
ルブピンとを略同一の軸線上に揃えた位置に配設し得る
ようにするためである。

【００１６】バルブピンの駆動部は、バルブピンにゲー
トを開閉する作動を与えるようになればよく適宜の構造
に構成してよい。例えば、バルブピンの軸方向である作
動方向に対して斜交する方向のガイド穴を具備するスラ
イドコアと、そのガイド穴に対して出入するカムロッド
とを組合わせた構造のものとしてもよく、また、気体圧
・液圧によりピストンが摺動するシリンダ装置または電
磁石を用いた電動式のアクチエータを用いるようにして
もよい。

【００１７】また、駆動部にスライドコアとカムロッド
とを組合わせた構造のものとする場合は、カムロッドを
動かすアクチエータを用いるが、このアクチエータは、
ユニットブロック内に内蔵させる場合に限らず、ユニッ
トブロックと別体に形成して、金型の固定側に形設して
おく組付穴または組付凹部に組付けるようにしてよい。

【００１８】このように、外端側にノズルタッチ部を形
設し、内端側にゲートを設け、内部にはバルブピンとラ
ンナーを設けるユニットブロックには、それの外周面
に、内部に形成したランナー内の樹脂を溶融状態に保持
するためのヒーターを組付ける。そして、これにより、
ゲート・ノズルタッチ部・ランナー・バルブピン等のホ
ットランナーシステムに組込まれる各部材が、一つのユ
ニットブロックに組付けられて、金型に対し、カセット
状に組付けられるホットランナーシステムのユニットを
構成するようにする。

【００１９】

【実施例】次に実施の一例を図面に従い説明する。な
お、図面符号は従前手段のものと同効の構成部材につい
ては、同一の符号を用いるものとする。

【００２０】図３は本発明手段を実施せる樹脂成形品の
成形用の金型の要部の縦断面図で、同図において、ａは
固定側ボディ、ｂはこれに取付けた固定側型板、ｃはこ
の固定側型板ｂに組付けたキャビ型であり、これらによ
り金型Ａの固定側Ａ−１を構成している。また、ｄは可
動側ボディ、ｅはこの可動側ボディｄに取付けた可動側
型板、ｆはこの可動側型板に組付けたコア型であり、こ
れらにより金型Ａの可動側Ａ−２を構成している。

【００２１】１は前述のキャビ型ｃとコア型ｆとで形成
されるキャビティ、ｕは金型Ａの固定側に組付けたユニ
ットブロックである。

【００２２】ユニットブロックｕは、金型Ａの固定側ボ
ディａの外面側から、金型Ａの固定側Ａ−１に形設した
組付穴７ａに対し装脱自在のカセット状に嵌挿して組付
けられる単体のブロック状に形成してあり、組付鍔部７
０を具備する基端側（外端側）の端面には、略中央に位
置する部位に、金型Ａとは別体に組立てて金型Ａの固定
側Ａ−１に配設される樹脂供給装置（図示省略）の供給
ノズルＮを当接させて接続するための、ノズルタッチ部
５が形設してある。

【００２３】このユニットブロックｕは、それの先端側
（内端側）が、キャビ型ｃとコア型ｆとで金型Ａ内に形
成されるキャビティ１に届くように形成してあって、そ
の先端部には、キャビティ１のゲートＧが形成してあ
る。

【００２４】３はこのゲートＧを開閉するバルブピン
で、ユニットブロックｕの内部に、それの軸方向が該ユ
ニットブロックｕの基端側から先端側に向かう方向に沿
う姿勢として、ゲートＧに対し進退するように組込まれ
ている。

【００２５】８は、このバルブピン３の先端のバルブ部
３０をゲートＧに対し進退させて、ゲートＧの開閉作動
を行なわせるバルブピン３の駆動部であり、前述のノズ
ルタッチ部５とゲートＧとを結ぶ略仮想線上における該
ユニットブロックｕの、図において上下の略中心部位に
配設してある。

【００２６】該駆動部８は、この例においては、胴部に
前記バルブピン３の軸方向に対して斜交するカム穴８０
が貫通するように形設されたスライドカム８ａと、それ
のカム穴８０に嵌入していく斜めのカム部８１を具備し
て、そのスライドカム８ａのカム穴８０に対し側方から
進退するカムロッド８ｂとからなり、それのスライドカ
ム８ａは、ユニットブロックｕ内の前述の略中心部位に
形設した空室７１内に、バルブピン３の軸方向に沿い自
在にスライド自在に嵌装してある。また、カムロッド８
ｂは、前記スライドカム８ａのスライド方向に対し略直
交するようにユニットブロックｕの胴部に形設したスラ
イド穴７２にスライド自在に嵌装してあって、このカム
ロッド８ｂが、スライド穴７２内をスライドしてスライ
ドカム８ａに対し進退し、それにより先端の斜めのカム
部８１がスライドカム８ａのカム穴８０に対し出入する
よう作動することにより、スライドコア８ａを動かして
バルブピン３にゲートＧを開閉させる作動を行なわすよ
うになっている。

【００２７】２は前述のノズルタッチ部５とゲートＧと
を連通するようユニットブロックｕの内部に形成したラ
ンナーで、該ロックｕの略中心部位に配設した前述のバ
ルブピン３の駆動部８を跨ぐように、その駆動部８を迂
回する形状に形設してある。

【００２８】ｈ…はこのランナー２を加熱する電熱式の
ヒーターで、ユニットブロックｕの胴部の外周側に装着
してある。

【００２９】４は前述のバルブピン３の駆動部８を作動
させるアクチエータで、この例においては、液圧または
気体圧によりシリンダ室４０内に嵌装したピストンＰが
作動するシリンダ装置であり、ユニットブロックｕとは
別体に形成して、固定側ボディａに設けた組付穴４ａに
組付け、ピストンロッド４１を駆動部８のカムロッド８
ｂに連繋することで、駆動部８のスライドカム８ａを動
かすようにしてある。

【００３０】このアクチエータ４はバルブピン３の駆動
部８のスライドカム８ａを動かすためのカムロッド８ｂ
の動き量が僅かでよいことから、ユニットブロックｕ内
に、内蔵型として組付けるようにしてよい。

【００３１】また、駆動部８のスライドカム８ａをピス
トンに形成し、そのスライドカム８ａを収蔵する空室７
１をシリンダ室とすることで、駆動部８それ自体がアク
チエータ４を構成するようにして、このアクチエータ４
をユニットブロックｕ内に組込む内装型とするようにし
てもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるホッ
トランナー方式の金型は、金型の固定側に対して装脱自
在のカセット状に組付けられるユニットブロックを形成
して、それの基端側（外端側）にノズルタッチ部を形成
し、先端側（内端側）にゲートを形成し、内部にゲート
を開閉するバルブピンとそれの駆動部とランナーとを設
け、ユニットブロックの胴部の外周部にランナーを組付
けて、ホットランナーシステムに要する各部材を、金型
の固定側に対しカセット状に組付けられるユニットブロ
ックに、そっくり組込んで、ホットランナーユニットを
構成するようにしているのだから、このユニットブロッ
クを、金型の固定側にセットすることでホットランナー
方式の金型が組立てられるので、ホットランナー方式の
金型の製作が容易になる。

【００３３】また、コールドランナー方式の金型にも、
簡単に組付けられるので、金型を、ホットランナー方式
とコールドランナー方式とに変換して使用できるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前のホットランナー方式の金型の要部の縦断
面図である。

【図２】従前のコールドランナー方式の金型の要部の縦
断面図である。

【図３】本発明を実施せるホットランナー方式の金型の
要部の縦断面図である。

【図４】同上要部のユニットブロックの組付途上の縦断
面図である。

【符号の説明】

Ａ…金型、Ｇ…ゲート、Ｍ…マニホールド、Ｎ…供給ノ
ズル、Ｐ…ピストン、Ｓ…バルブセンサ、ａ…固定側ボ
ディ、ｂ…固定側型板、ｃ…キャビ型、ｄ…可動側ボデ
ィ、ｅ…可動側型板、ｆ…コア型、ｊ…冷却器、ｈ…ヒ
ーター、ｕ…ユニットブロック、１…キャビティ、２…
ランナー（樹脂通路）、３…バルブピン、３０…バルブ
部、４…アクチエータ、４ａ…組付穴、４０…シリンダ
室、４１…ピストンロッド、５…ノズルタッチ部、７ａ
…組付穴、７０…組付鍔部、７１…空室、７２…スライ
ド穴、８…駆動部、８ａ…スライドカム、８ｂ…カムロ
ッド、８０…カム穴、８１…カム部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側ボディに取付ける固定側型板に組
   込むキャビ型と可動側ボディに取付ける可動側型板に組
   込むコア型とで形成されるキャビティに対して樹脂を供
   給するランナーと、そのランナーを加熱するヒーター
   と、そのランナーの終端とキャビティとを接続するゲー
   トを開閉するバルブピンと、そのバルブピンを開閉作動
   させる駆動部とを金型に組込むホットランナー方式の金
   型において、固定側ボディと固定側型板とコア型とから
   なる金型の固定側に対して、固定側ボディの外面側から
   カセット状に挿脱自在に組付けられるユニットブロック
   を形成し、それの基端側の端面に、樹脂供給装置の供給
   ノズルを接合させるノズルタッチ部を形成して先端側に
   ゲートを形成し、該ユニットブロックの内部には、ゲー
   トを開閉するバルブピンとそれを開閉作動させる駆動部
   と、ノズルタッチ部とゲートとを連通するランナーとを
   装設し、そのランナーを加熱するヒーターを該ユニット
   ブロックの胴部の外周部に組付けて、ホットランナーシ
   ステムを金型の固定側に対しカセット状に組付けられる
   ホットランナーユニットに形成してあることを特徴とす
   るホットランナー方式の金型。
2. 【請求項２】 ユニットブロックの基端側に形設するノ
   ズルタッチ部と先端側に形設するゲートとを、略対向す
   る位置を占めるように配位してユニットブロックに形設
   し、ゲートを開閉するよう該ユニットブロック内に収蔵
   せるバルブピンの駆動部を、前記ノズルタッチ部とゲー
   ト部との中間に配位してユニットブロックの内部に装設
   し、ノズルタッチ部とゲート部とを接続するランナー
   を、前記バルブピンの駆動部を迂回させてユニットブロ
   ック内に装設することを特徴とする請求項１記載のホッ
   トランナー方式の金型。
3. 【請求項３】 ユニットブロック内に収蔵せるバルブピ
   ンの駆動部を、バルブピンの作動方向に対し斜交するガ
   イド穴を具備するスライドカムと、それのガイド穴に出
   入りするカム部を先端側に具備して、そのスライドカム
   に対し側方から進退するようにユニットブロックにスラ
   イド自在に保持せしめたカムロッドとで構成したことを
   特徴とする請求項１記載のホットランナー方式の金型。
4. 【請求項４】 バルブピンの駆動部を駆動するアクチエ
   ータをユニットブロックに内装せしめることを特徴とす
   る請求項１記載のホットランナー方式の金型。