JP2003340881A - 成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート位置を変更しても、駆動装置を設けた
金型部材を共用することができる成形用金型装置を提供
する。 【解決手段】 固定型１にライナー31及びこのライナー
31をキャビティ３に連通させるゲート42を設ける。ゲー
ト42を開閉するバルブピン57及びこのバルブピン57を油
圧シリンダー装置63を備える。バルブピン57の軸方向と
交差方向の大きさが油圧シリンダー装置63より大きな装
着孔64を固定型１に形成すると共に、装着孔64に油圧シ
リンダー装置63を前記交差方向移動可能に設ける。ゲー
ト42の位置の変更に合わせて油圧シリンダー装置63の装
着孔64内における位置を変えることにより、共通した固
定側取り付け板６を用いてゲート位置の変更に対応する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂などの成形材
料を用いる成形用金型装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】製品キャビティへのゲ
ートまでの材料通路内の成形材料である樹脂を加熱して
常時溶融状態に保つホットランナー金型装置において、
例えば、特開２０００−２８０２９７号公報には、ゲー
トをバルブ体であるバルブピンにより機械的に開閉する
バルブゲート式金型装置が知られている。なお、ホット
ランナー金型装置は、成形能率を高めることを目的とし
たものであり、ゲートを閉じるのは、型開時などにゲー
トから樹脂が漏れるのを防止するためである。

【０００３】また、ホットランナー式金型装置では、特
に複数あるキャビティへ樹脂を分岐させるために、材料
通路であるランナーを内部に形成したマニホールドを固
定型内に設けている。

【０００４】ここで、従来のバルブゲート式金型装置に
ついて説明する。型体である固定型と可動型は互いに移
動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状の製品キャビ
ティを形成する。固定型は固定側型板と固定側受け板と
を備え、固定側型板には前記製品キャビティへ開口する
ゲートが形成されている。前記固定側受け板及び固定側
型板に貫通形成された組込み孔にはバルブ装置のバルブ
ケーシングが組み込まれている。このバルブケーシング
はほぼ筒状になっており、その中心に前記ゲートに連通
する材料通路が形成されている。前記バルブケーシング
の外周面には材料通路内の成形材料である熱可塑性樹脂
を常時溶融状態に保つための手段であるコイルヒーター
と、このコイルヒーターを外側から覆うヒータカバーと
が設けられている。前記バルブケーシングの材料通路に
はマニホールドの材料通路であるライナーが接続され、
このランナーには射出成形機から成形材料が送られてく
る。前記バルブケーシング内には油圧シリンダーなどに
より駆動されてガイドブッシュに支持されながら移動す
ることにより前記ゲートブッシュのゲートを開閉するバ
ルブピンが設けられている。このバルブピンはゲートブ
ッシュのゲートに嵌合してこれを閉塞する。そして成形
時には、複数の型体を型閉してこれら型体間に製品キャ
ビティを形成するとともにゲートを開き、材料通路から
ゲートを介して製品キャビティ内に成形材料を充填す
る。ついで、バルブピンによりゲートブッシュのゲート
を閉じ、さらに、製品キャビティ内の成形材料が固化し
た後、型開して製品キャビティ内の成形材料すなわち成
形された製品を取り出す。その後、再び型閉して以上の
成形サイクルを繰り返すが、全成形サイクルを通じて、
バルブ本体の材料通路内の成形材料は加熱手段の加熱に
より常時溶融状態に保たれる。

【０００５】また、前記油圧シリンダーは、固定型の固
定側取り付け板などに凹部を形成し、この凹部にシリン
ダー室を形成し、このシリンダー室内に円環状のピスト
ン体を密封性を保持して型開閉方向に摺動自在に組み込
み、そのピストン体にバルブピンを固定している。

【０００６】そして、上記のような複数個のキャビティ
を有する成形用金型装置において、成形条件や成形品の
形状などによりゲート位置を変更する場合がある。この
ようにゲート位置を変更すると、油圧シリンダーの位置
が変わり、固定側取り付け板におけるシリンダー室用の
凹部の位置も変わるため、これに対応した固定側取り付
け板に交換しなければならず、このように従来では油圧
シリンダーと共に固定側取り付け板を交換しなければな
らないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、このような問題点を解
決しようとするもので、ゲート位置を変更しても、駆動
装置を設けた金型部材を共用することができる成形用金
型装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、互い
に開閉し型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の
型体と、１つの型体に設けられた材料通路及びこの材料
通路を前記キャビティに連通させるゲートと、前記型体
に設けられ前記ゲートを開閉するバルブ体及びこのバル
ブ体をその軸方向に駆動する駆動装置とを備え、前記軸
方向方向と交差方向の大きさが前記駆動装置より大きな
装着孔を前記型体に形成すると共に、前記装着孔に前記
駆動装置を前記交差方向移動可能に設けたものである。

【０００９】ゲートの位置の変更に合わせて駆動装置の
装着孔内における位置を変えることにより、共通した型
体を用いてゲート位置の変更に対応することができる。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、前記装着孔と前記駆動装置との隙間にスペー
サを設けるものである。

【００１１】駆動装置より大きな装着孔内において駆動
装置の位置を調整し、その装着孔と駆動装置との隙間に
スペーサを設けて駆動装置を位置決めできる。

【００１２】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
の発明において、前記駆動装置は外部接続部を有し、こ
の外部接続部に対応して前記装着孔に前記交差方向に長
い接続部挿通孔を設けたものである。

【００１３】装着孔内における駆動装置の位置を変えて
も、予め接続挿通孔を交差方向に長く形成しているた
め、接続装着孔を用いて駆動装置の外部接続部を外部と
接続することができる。

【００１４】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
発明において、前記駆動装置が流体圧シリンダー装置で
あり、この流体圧シリンダー装置は、内部にシリンダー
室を有する外側ケースと、前記シリンダー室内を往復動
可能に設けられ前記バルブ体を駆動するピストンとを備
えるものである。

【００１５】装着孔内において、駆動装置を外側ケース
ごと移動し、ゲート位置に合わせてそのまま使用するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施形態】以下、本発明のホットランナー式金
型装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明
する。１は固定型、２は可動型で、型体であるこれら固
定型１および可動型２は、図示上下方向（型開閉方向・
軸方向）に移動して互いに開閉し、型閉時に相互間に複
数のキャビティ３を形成するものである。

【００１７】前記固定型１は、図示していない射出成形
機の固定側プラテンに取り付けられる型体構成材として
の固定側取付け板６と、この固定側取付け板６の図示下
側すなわち可動型２側の面に固定された固定側受け板７
と、この固定側受け板７の図示下側の面に固定された型
体構成材としての固定側型板８とを備えている。また、
前記固定側受け板７には、反ゲート側が開口した収納凹
部９が形成されている。

【００１８】前記固定側受け板７の収納凹部９内で固定
側取付け板６と固定側型板８との間にはスペーサ10を介
してマニホールド11が設けられており、前記固定側取付
け板６に形成された貫通孔12内にはスプルーブッシュ13
が設けられている。このスプルーブッシュ13は、その一
端部がマニホールド11に固定されている。また、前記固
定側取付け板６には、スプールブッシュ13の他端部側に
ローケートリング14が固定されている。

【００１９】前記スプルーブッシュ13は、筒状になって
いて、内部が材料通路であるスプルー21になっており、
材料供給装置たる射出成形機のノズル15が接続されるも
のである。また、スプルーブッシュ13の外周面には、ス
プルー21内の熱可塑性の成形材料である熱可塑性樹脂を
加熱するバンドヒーター22が設けられており、このバン
ドヒーター22は筒状のヒーターカバー23により外周側か
ら覆われている。前記マニホールド11は、前記スプルー
21に連通するとともに複数ある製品キャビティ３へする
材料通路であるランナー31を内部に有している。なお、
このランナー31の屈曲部は、マニホールド11の本体部分
に入れ子32を埋め込んで接合することにより形成されて
いる。また、マニホールド11には、ランナー31内の熱可
塑性樹脂を加熱するヒーター33が設けられている。

【００２０】前記固定側受け板７及び固定側型板８に貫
通孔41が形成されており、この貫通孔41の先端が前記キ
ャビティ３に開口するゲート42になっている。このゲー
ト42は、円柱形状になっており、その軸方向は前記型開
閉方向に一致している。

【００２１】前記固定型１には、前記ゲート42を開閉す
るバルブ装置51が組み込まれている。次に、気のバルブ
装置51の構成を説明する、前記貫通孔41内にはほぼ筒状
のバルブケーシング52が組み込まれている。このバルブ
ケーシング52の一端部はフランジ部53になっていて前記
マニホールド11及び固定側受け板７に挟まれて固定され
ている。そして、前記バルブケーシング52の内部は一端
側が前記ランナー31の出口部34に連通すると共に他端側
が前記ゲート42に連通する材料通路54になっている。こ
の材料通路54は、ほぼ円柱形状になっているが、ゲート
42側の先端部内周面に前記型開閉方向に延びる３枚以上
の支持羽根55が一体に形成されている。これら支持羽根
55は、材料通路54の中心軸に対して放射状に位置してい
る。さらに、バルブケーシング52内の材料通路54は、支
持羽根55よりもゲート42側の部分が円柱形状部56をなし
ている。この円柱形状部56の内周面は、前記支持羽根55
の内側縁とほぼ同一円柱面上に位置している。

【００２２】前記バルブケーシング52には、バルブ体た
るバルブピン57が内蔵されている。このバルブピン57
は、前記型開閉方向を軸方向としており、キャビティ３
側の先端部に形成された円柱形状のゲート閉塞部58が前
記ゲート42に挿脱自在に嵌合して該ゲート42を閉じるも
のである。

【００２３】また、前記バルブピン57は、前記バルブケ
ーシング52の支持羽根55の内側縁に外周面が常時摺動自
在に接触している。これにより、バルブピン57のゲート
42側の先端部が支持されているが、バルブピン57がゲー
ト42を閉じるときには、このバルブピン57が前記円柱形
状部56に嵌合するようになっている。一方、ゲート42を
開いた状態では、バルブピン57の先端は支持羽根55の中
間部に位置するようになっており、バルブピン57の先端
は常時支持羽根55により支持されている。さらに、バル
ブピン57は、バルブケーシング52内に固定されたガイド
ブッシュ59により支持されている。すなわち、ガイドブ
ッシュ59内をバルブピン57が摺動自在に貫通している。
また、バルブケーシング52の外周には、材料通路54内の
樹脂を加熱する加熱手段たるヒーター60が設けられ、こ
のヒーター60の外周をヒーターカバー60Ｋにより覆って
いる。

【００２４】また、バルブピン57は、前記マニホールド
11及び固定側取り付け板６に形成された貫通孔61，62を
貫通しており、固定側取り付け板６に設けられた駆動装
置である油圧シリンダー装置63に連結されている。次
に、この油圧シリンダー装置63の構成を説明する。前記
固定側取り付け板６には、油圧シリンダー装置63をバル
ブピン57の軸方向と交差方向に移動可能とする装着孔64
が形成され、この装着孔64は反ゲート42側が開口した溝
状をなし、ゲート42側が前記貫通孔62に連通する。油圧
シリンダー装置63はユニット化されており、円柱形状の
外側ケース65を有し、この外側ケース65は、前記装着孔
64の反ゲート42側に配置される平板状の内端面部65Ｕと
この内端面部65に周設された外周面部65Ｇとを一体に有
する。前記内端面部65Ｕの中央には型開閉方向を軸方向
とする通孔67が形成されており、この通孔67より前記外
周面部65Ｇの内径が大きく形成されている。その外周面
部65Ｇ内には、ほぼ円筒状のシリンダー本体68が嵌入固
定されている。また、外周面部65Ｇの反ゲート42側の開
口には環状の端面板69が固定され、この端面板69の外周
は前記外周面部65Ｇの外周と同一形状をなし、前記端面
板69の中央には型開閉方向を軸方向とする通孔70が穿設
されている。そして、このようにして、外側ケース65と
シリンダー本体68と端面板69との間にシリンダー室71が
形成されている。尚、外周面部65Ｇとシリンダー本体68
との間にはシール用のＯリング72が設けられ、また、外
周面部65Ｇと前記端面板69との間にはＯリング73が設け
られている。そして、前記外側ケース65の開口を前記端
面板69により気密に塞ぐことにより、該外側ケース65内
のシリンダー室71を気密に形成している。そして、油圧
シリンダー装置63の外径である外側ケース65の外径Ｄに
対して、前記装着孔64は前記軸方向と交差方向に長く形
成され、その長さＬから前記外径Ｄの差Ｗだけ油圧シリ
ンダー装置63を装着孔64内において移動可能としてい
る。また、前記装着孔64の幅は前記外径Ｄとほぼ等し
い。

【００２５】前記シリンダー室71内に駆動体であるピス
トン81が型開閉方向へ摺動自在に嵌合されている。この
ピストン81は、ゲート42側及び反ゲート側へそれぞれ突
出したロッド部82，83を有している。そして、一方のロ
ッド部82が前記通孔67に摺動自在に貫通しており、他方
のロッド部83が前記通孔70に摺動自在に貫通している。
尚、ピストン81の外周面には、シリンダー室71の周面に
接するシール用のＯリング84が設けられており、また、
前記通孔67，70には、ロッド部82，83の外周面に接する
シール用のＯリング85，86がそれぞれ設けられている。
また、外側ケース65の外周面部65Ｇには、シリンダー室
71の両端部にそれぞれ連通する外部接続部たる流体出入
口87，88が設けられており、これら流体出入口87，88に
対応して前記固定側取付け板６に接続挿通孔89，90をそ
れぞれ形成し、これら接続挿通孔89，90は前記軸方向と
交差方向に長く形成されており、油圧シリンダー装置63
を装着孔64内において移動しても、接続挿通孔89，90内
に流体出入口87，88が位置するように構成されており、
接続挿通孔89，90内において、流体出入口87，88に外部
駆動源たる油圧回路91の接続管92，93をそれぞれ接続可
能としている。また、装着孔64と油圧シリンダー装置63
との間の隙間には、該隙間とほぼ同形の位置決めスペー
サー94が着脱可能に設けられている。尚、前記外側ケー
ス65の外周に前記流体出入口87，88に連通するカプラー
（図示せず）を設け、このカプラーを介して流体出入口
87，88に接続管92，93をそれぞれ接続するようにしても
よい。

【００２６】さらに、前記貫通孔61，62は前記軸方向と
交差方向で前記装着孔64の長手方向と同一方向に長く形
成され、これにより装着孔64内における駆動装置の外側
ケース65の移動に対応して、それら貫通孔61，62内をバ
ルブピン57が移動可能となている。

【００２７】尚、バルブピン57は、その頭部57Ｈが前記
ピストン81内において、受板101，ロッド部83内に螺着
されたねじ102，103によりピストン81に固定されてい
る。

【００２８】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。成形に際しては、固定型１と可動型２とを型
閉して、これら固定型１および可動型２間に製品キャビ
ティ３を形成する。さらに、流体圧シリンダー装置63の
駆動によりバルブピンを図示上方へ移動させ、ゲート42
を開放する。この状態で、射出成形機のノズルから加熱
により溶融した熱可塑性樹脂をスプルーブッシュ13のス
プルー21へ射出する。この樹脂は、スプルー21からマニ
ホールド11のランナー31、さらにバルブケーシング52内
の材料通路54を通ってゲート42からキャビティ３内に充
填される。その後、流体圧シリンダー装置63の駆動によ
りバルブピン57を図示下方へ移動させてゲート42に嵌合
し、このゲート42を閉じる。

【００２９】そして、キャビティ３内に充填された樹脂
が十分に冷却、固化した後、固定型１と可動型２とを型
開する。この型開に伴い、固定型１と可動型２とでの離
型抵抗の相違により、キャビティ３内で固化した樹脂す
なわち成形された製品はまず固定型１から離れ、可動型
２側に留まる。つぎに、図示しない突き出しピンなどに
より製品を突き出して離型される。

【００３０】次に、共通の金型を用いてゲート42の位置
を変更する場合について、説明する。図１に示すゲート
42が図中左右外側に位置する設計であった場合、或いは
変更になった場合、図１の状態からスペーサ94を装着孔
64より抜き出し、図４（Ａ）に示したように装着孔64の
長手方向一側にあった油圧シリンダー装置63を、装着孔
64の他側に移動し、図４（Ｂ）に示すように、装着孔64
の一側にスペーサ94を嵌入することにより、油圧シリン
ダー装置63をゲート42位置に合わせて可変することがで
き、この場合、可動側取り付け板６の貫通孔61内及びマ
ニホールド11の貫通孔62内でバルブピン57を移動するこ
とができるから、ゲート42の位置が異なる場合でも、可
動側取り付け板６及びマニホールド11を共用することが
できる。また、装着孔64内において油圧シリンダー装置
63の位置を変えても、流体出入口87，88が接続用装着孔
89，90に位置するから、油圧シリンダー装置63と外部の
油圧回路91との接続を容易に行うことができる。

【００３１】このように本実施形態では、請求項１に対
応して、互いに開閉し型閉時に相互間にキャビティ３を
形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、１つ
の型体たる固定型１に設けられた材料通路たるライナー
31及びこのライナー31をキャビティ３に連通させるゲー
ト42と、型体たる固定型１に設けられゲート42を開閉す
るバルブ体たるバルブピン57及びこのバルブピン57をそ
の軸方向に駆動する駆動装置たる油圧シリンダー装置63
とを備え、前記軸方向と交差方向の大きさが油圧シリン
ダー装置63より大きな装着孔64を型体たる固定型１に形
成すると共に、装着孔64に油圧シリンダー装置63を前記
交差方向移動可能に設けたから、ゲート42の位置の変更
に合わせて油圧シリンダー装置63の装着孔64内における
位置を変えることにより、共通した型体の固定側取り付
け板６を用いてゲート位置の変更に対応することができ
る。

【００３２】また、このように本実施形態では、請求項
２に対応して、装着孔64と駆動装置たる油圧シリンダー
装置63との隙間にスペーサ94を設けるから、油圧シリン
ダー装置63より大きな装着孔64内において油圧シリンダ
ー装置63の位置を調整し、その装着孔64と油圧シリンダ
ー装置63との隙間にスペーサ94を設けて油圧シリンダー
装置63を位置決めすることができる。

【００３３】また、このように本実施形態では、請求項
３に対応して、駆動装置たる油圧シリンダー装置63は外
部接続部たる流体出入口87，88を有し、この流体出入口
87，88に対応して装着孔64に前記交差方向に長い接続部
挿通孔89，90を設けたから、装着孔64内における油圧シ
リンダー装置63の位置を変えても、予め接続部挿通孔8
9，90を交差方向に長く形成しているため、接続装着孔8
9，90を用いて油圧シリンダー装置63の流体出入口87，8
8を簡便に外部と接続することができる。

【００３４】また、このように本実施形態では、請求項
４に対応して、前記駆動装置が流体圧シリンダー装置63
であり、この流体圧シリンダー装置63は、内部にシリン
ダー室71を有する外側ケース65と、シリンダー室71内を
往復動可能に設けられバルブ体たるバルブピン57を駆動
するピストン81とを備えるから、装着孔内において、駆
動装置を外側ケースごと移動し、ゲート位置に合わせて
そのまま使用することができる。

【００３５】また、実施形態上の効果として、前記貫通
孔61，62を前記軸方向と交差方向で前記装着孔64に対応
して該装着孔64の長手方向と同一方向に長く形成し、こ
れにより装着孔64内における駆動装置の外側ケース65の
移動に対応して、それら貫通孔61，62内をバルブピン57
が移動可能としているから、油圧シリンダー装置63を移
動しても、マニホールド11を改良、交換する必要がな
い。

【００３６】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
駆動装置は各種のものを用いることができ、例えば流体
圧シリンダー装置では、油圧以外の流体で駆動するもの
を用いることもできる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明は、互いに開閉し型閉時
に相互間にキャビティを形成する複数の型体と、１つの
型体に設けられた材料通路及びこの材料通路を前記キャ
ビティに連通させるゲートと、前記型体に設けられ前記
ゲートを開閉するバルブ体及びこのバルブ体をその軸方
向に駆動する駆動装置とを備え、前記軸方向と交差方向
の大きさが前記駆動装置より大きな装着孔を前記型体に
形成すると共に、前記装着孔に前記駆動装置を前記交差
方向移動可能に設けたものであり、ゲートの位置の変更
に合わせて駆動装置の装着孔内における位置を変えるこ
とにより、共通した型体を用いてゲート位置の変更に対
応することができる。

【００３８】また、請求項２の発明は、請求項１の効果
に加えて、前記装着孔と前記駆動装置との隙間にスペー
サを設けるものであり、駆動装置の位置を調整し、その
装着孔と駆動装置との隙間にスペーサを設けて駆動装置
を位置決めすることができる。

【００３９】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
の効果に加えて、前記駆動装置は外部接続部を有し、こ
の外部接続部に対応して前記装着孔に前記交差方向に長
い接続部挿通孔を設けたものであり、装着孔内における
駆動装置の位置を変えても、予め接続挿通孔を交差方向
に長く形成しているため、接続装着孔を用いて駆動装置
の外部接続部を外部と接続することができる。

【００４０】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
効果に加えて、前記駆動装置が流体圧シリンダー装置で
あり、この流体圧シリンダー装置は、内部にシリンダー
室を有する外側ケースと、前記シリンダー室内を往復動
可能に設けられ前記バルブ体を駆動するピストンとを備
えるものであり、装着孔内において、駆動装置を外側ケ
ースごと移動し、ゲート位置に合わせてそのまま使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す金型装置の断面図で
ある。

【図２】同上、キャビティ近傍の断面図である。

【図３】同上、駆動装置の断面図である。

【図４】同上、駆動装置回りの一部を断面にした平面図
であり、駆動装置を装着孔の一側に位置決めした状態を
示す。

【図５】同上、駆動装置回りの一部を断面にした平面図
であり、駆動装置を装着孔の他側に位置決めした状態を
示す。

【符号の説明】

１ 固定型（型体） ２ 可動型（型体） ３ キャビティ 31 ランナー（材料通路） 42 ゲート 54 材料通路 57 バルブピン（バルブ体） 63 油圧シリンダー装置（駆動装置） 64 装着孔 65 外側ケース 71 シリンダー室 81 ピストン 87 流体出入口 88 流体出入口 89 接続挿通孔 90 接続挿通孔 94 位置決めスペーサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに開閉し型閉時に相互間にキャビテ
   ィを形成する複数の型体と、１つの型体に設けられた材
   料通路及びこの材料通路を前記キャビティに連通させる
   ゲートと、前記型体に設けられ前記ゲートを開閉するバ
   ルブ体及びこのバルブ体をその軸方向に駆動する駆動装
   置とを備え、前記軸方向と交差方向の大きさが前記駆動
   装置より大きな装着孔を前記型体に形成すると共に、前
   記装着孔に前記駆動装置を前記交差方向移動可能に設け
   たことを特徴とする成形用金型装置。
2. 【請求項２】 前記装着孔と前記駆動装置との隙間にス
   ペーサを設けることを特徴とする請求項１記載の成形用
   金型装置。
3. 【請求項３】 前記駆動装置は外部接続部を有し、この
   外部接続部に対応して前記装着孔に前記交差方向に長い
   接続部挿通孔を設けたことを特徴とする請求項１又は２
   記載の成形用金型装置。
4. 【請求項４】 前記駆動装置が流体圧シリンダー装置で
   あり、この流体圧シリンダー装置は、内部にシリンダー
   室を有する外側ケースと、前記シリンダー室内を往復動
   可能に設けられ前記バルブ体を駆動するピストンとを備
   えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
   載の成形用金型装置。