JP2011183741A - ホットランナー金型におけるノズル開閉装置 - Google Patents

ホットランナー金型におけるノズル開閉装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ホットランナー金型が備えるニードルバルのバルブ作動部材の昇降移動を、カム機構の採用により機械的に行い得るように構成して低圧力での駆動を可能とする。
【解決手段】ホットランナー金型が備えるランナーブロック下側のバルブ作動部材の両端に、カム機構と駆動シリンダとによるノズル開閉装置を配設する。カム機構を可動台上に横長に立設したノズル開閉用のカムプレートと、バルブ作動部材の端面に取付けてカムプレートのプレート面内のカム溝に嵌装した軸付きの従属コロとから構成する。従属コロを介してバルブ作動部材の両端をカムプレートに昇降自在に支持する。
【選択図】図１

Description

この発明は、バルブノズルをランナーブロック上に備えたホットランナー金型におけるノズル開閉装置に関するものである。
ＰＥＴボトルなどの薄肉容器のプリフォーム成形用として、多数のキャビティを有する射出金型の下部に、そのキャビティ数と同数のバルブノズルを上部に上向きに備えた横長のランナーブロックを設置し、バルブノズル内に挿入したニードルバルブの昇降により行うホットランナー金型が知られている。
特開平１０−３１５２７４号公報
上記従来のホットランナー金型におけるジョイント部材の昇降手段としては、エア又は油圧作動の駆動シリンダが採用されており、その一対を機台側のベース部材とジョイント部材との間の対称位置に設置して、ピストンロッドをジョイント部材に連結し、そのピストンロッドの伸長によりジョイント部材を上昇してニードルバルブによるノズル閉鎖と閉鎖保持とを圧力により直接行っている。
ジョイント部材を左右一対のピストンロッドに連結して駆動シリンダにより支持する従来装置では、ジョイント部材が傾斜することなく水平に上昇させる必要性から、両方のピストンロッドの伸長ストロークを、設置後に圧力制御との関連において調整する必要がある。またジョイント部材をエア圧又油圧により直接押し上げて上昇位置を保持することから駆動シリンダの出力に高圧を要する。またエアは圧縮比が油に比べて大きいので、エア圧を駆動源として採用することに限界があり、このためエアシリンダをノズル開閉装置に採用してクリーンルームに対応したホットランナー金型を構成することは難しいとされている。
この発明は上記事情から考えられたものであって、その目的は、多数のニードルバルブを保持するノズル開閉部材の昇降を、カム機構による機械的手段の採用により低圧力で行うことができ、また低圧のエア圧によりノズル開閉とノズルの閉鎖保持を容易に行い得る新たなホットランナー金型のノズル開閉装置を提供することにある。
上記目的によるこの発明は、内部にホットランナーを有する横長のランナーブロックと、ランナーブロックに上向きに設けられてホットランナーと連通した所要数のバルブノズルと、ランナーブロック下側に位置してランナーブロックの下部から各バルブノズルに貫挿したニードルバルブの下端を保持し、ニードルバルブと共に昇降してノズル開閉を行う横長のバルブ作動部材とを備えたホットランナー金型において、
上記バルブ作動部材の両端の機台上にカム機構と駆動シリンダとによるノズル開閉装置を配設し、そのカム機構を可動台上に横長に立設したノズル開閉用のカムプレートと、バルブ作動部材の端面に取付けてカムプレートのプレート面内のカム溝に嵌装した軸付きの従属コロとから構成し、その従属コロを介してバルブ作動部材の両端をカムプレートとに昇降自在に支持してなる、というものである。
また上記カムプレートは、プレート面内の長手方向に下面をカム面に形成したカム溝を有し、そのカムプレートを横長に立設した可動台を、リニアガイドレールに可動台下部のリニアを嵌装して往復動自在に支持し、その可動台に上記駆動シリンダのピストンロッドを連結して、該駆動シリンダをカムプレートと直列に設置してなるというものであり、上記駆動シリンダはエアシリンダからなるというものである。
この発明では、ニードルバルブを保持したバルブ作動部材の昇降移動を、カムプレートのカム面の高低差により機械的に行えるようにしたので、バルブ作動部材の両端における昇降寸法が一定となり、僅かな昇降寸法差も生じないことから、油圧又はエアの圧力によるバルブ作動部材の直接支持のように、ピストンロツドのストローク調整を要せず、長スパンのバルブ作動部材の水平昇降をも容易になし得る。
また駆動シリンダのピストンロッドの伸長作動によるカム機構の移動により、駆動シリンダの出力がカム機構により増幅されてカムプレートのカム面がバルブ作動部材を押し上げ、その位置を保ってノズルの閉鎖保持を行うので、駆動シリンダの作動にバルブ作動部材を圧力で直接支持する場合のような高圧力を要せず、また低摩擦のリニアガイドの採用により往復動に際する摩擦抵抗の低減などから、ノズル開閉装置の駆動源として低圧力のエアを採用でき、これによりクリーンルームに対応したホットランナー金型のノズル開閉装置とすることができる。
この発明に係わるノズル開閉装置を備えたホットランナー金型の一部を縦断した正面図である。 同上の斜視図である。 ノズル開閉装置の斜視図である。 ホットランナー金型のバルブ開放時における一部の縦断正面図である。 ホットランナー金型のバルブ閉鎖時における一部の縦断正面図である。
図中１はホットランナー金型、２，２はホットランナー金型両側の一対のノズル開閉装置、３は射出金型、４は機台を示す。
上記ホットランナー金型１は、円柱体による横長のランナーブロック１０と、そのランナーブロック１０の上部に上向きに取付けて内部のホットランナー１１と連通したバルブノズル１２と、ランナーブロック１０の下側に昇降自在に並設した横長のバルブ作動部材１３と、そのバルブ作動部材１３に下端部を可動自在に保持して、ランナーブロック１０の下部からバルブノズル１２に挿入したニードルバルブ１４とを備える。
上記バルブノズル１２は、射出金型３内に並設したキャビティ（図は省略）と同数で、各キャビティと位置を同じくしてランナーブロック１０の上部に一定間隔ごとに、下端部をブロック内に螺合して縦長に設けてある。またニードルバルブ１４は長尺のもので、バルブ作動部材１３から先端がノズル口に達するところまでランナーブロック１０に貫挿して設けてある。
上記バルブ作動部材１３は、ランナーブロック１０よりも横長で、両端がランナーブロック１０を囲む函状枠体１５の側枠下部の開口１５ａに位置する長さの角材による本体１３ａと蓋板１３ｂとからなり、座板１６ａと共に機台４上に設置した金型基盤１６とランナーブロック１０との間に、金型基盤１６の上面両側に立設した一対のガイドシャフト１７，１７に挿通し、両端を上記ノズル開閉装置２，２により支持して昇降自在に設けられている。
バルブ作動部材１３の本体１３ａの上部内には、上記ニードルバルブ１４と同数の保持穴１８、１８が上記バルブノズル１２と同一間隔にて設けてあり、その保持穴１８はニードルバルブ１４の挿通孔を穿つた上記蓋板１３ｂにより閉鎖されている。また穴内にはニードルバルブ１４の下端をねじ着した保持部材１８ａが、ばね部材１９により蓋板１３ｂに接するところまで弾圧して収容してあり、そのばね部材１９によりニードルバルブ１４の先端がノズル孔に圧接されてノズル閉鎖が行えるようにしてある。
上記ノズル開閉装置２は、図３及び図４に詳細を示すように、昇降用のカム機構２０と油圧又はエア作動の駆動シリンダ２１とからなる。カム機構２０は、プレート面内にカム溝２２ａを有する横長のカムプレート２２と、カム溝２２ａに回動自在に嵌合した従動コロ（カムフォロア）２３と、カムプレート２２を台板２４ａに立設した可動台２４と、可動台２４の支持となるリニアガイドレール２５とからなり、その可動台２４にピストンロッド２１ａを連結して、上記駆動シリンダ２１をカム機構２０と直列に配置した構成からなる。
上記カムプレート２２のカム溝２２ａは、下面がカム面２２ｂで上面を下面と並行に形成して片側のプレート面内に長手方向に設けられている。またカム面２２ｂの両端部はニードルバルブ１４の開閉ストロークと同一の高低差を有し、その両端部にわたる中間部は傾斜面に形成され、カム溝２２ａに嵌合位置する上記従動コロ２３の転がりがカムプレート２２の進退移動にともないスムーズに生ずるようにしてある。また従動コロ２３は軸付きで、支軸２３ａの軸受２３ｂを上記バルブ作動部材１３の本体端面に取付けて、該バルブ作動部材１３の端面に止着してある。
上記可動台２４は、カムプレート２２をカム面２２ａを下側にして横長に立設した台板の後端にロッド連結部材２４ａを備え、台板下部のリニア２４ｂをベース２５ａに敷設した上記リニアガイドレール２５に嵌装して、ガイドレール上を前後に可動するようにしてある。
上記ノズル開閉装置２の一対は、予めバルブ作動部材１３の両端に止着した従動コロ２３が、カムプレート２２のカム溝２２ａに臨むホットランナー金型１の両側に、カム機構２０をカムプレート２２の向きを内側にして上記駆動シリンダ２１と共に設置され、これによりバルブ作動部材１３がカム溝２２ａと回動自在に嵌合した従動コロ２３を介して、可動台上のカムプレート２２により昇降自在に支持される。
またカムプレート２２は、駆動シリンダ２１のピストンロッド２１ａの伸縮作動により、リニアガイドレール２５上を往復動する可動台２４とともに移動し、その移動により従動コロ２３に対するカム溝２２ａのカム面が、低カム面から高カム面又は高カム面から低カム面に変位し、そのカム面の変位にともない上下動する従動コロ２３によって、バルブ作動部材１３がニードルバルブ１２，１２と共に昇降移動する。
この昇降移動は、予め設定されたカム面の高低差により機械的な行われるので、バルブ作動部材１３の両端における昇降寸法は一定となり、そこには僅かな昇降寸法差も生じないことから、油圧又はエアの圧力によるバルブ作動部材１３の直接支持のように、ピストンロツドのストローク調整を要せず、長スパンのバルブ作動部材でも水平昇降が容易に可能となる。
またカム機構２０によるバルブ作動部材１２の押し上げとノズルの閉鎖保持は、圧力による直接的なものではなく、駆動シリンダ２１の出力がカム機構２０により増幅されて機械的に行われるので、バルブ作動部材１２の昇降にこれまでのような高圧力を要せず、ピストンロツドの伸縮作動時以外は圧力は不要となるので、ノズル開閉装置に油圧回路よりも制御が容易なエア回路を採用してクリーンなホットランナー金型を構成することがで、また低摩擦のリニアガイドの採用により可動台２４の往復動に際する摩擦抵抗の低減などから、低圧力のエアの採用も可能となる。
１ ホットランナー金型
２ ノズル開閉装置
１０ ランナーブロック
１２ バルブノズル
１３ ノズル開閉部材
１４ ニードルバルブ
１６ 金型基盤
１７ ガイドシャフト
２０ カム機構
２１ 駆動シリンダ
２１ａ ピストンロッド
２２ カムプレート
２２ａ カム溝
２２ｂ カム面
２３ 従属コロ
２３ａ 支軸
２３ｂ 軸受
２４ 可動台
２４ａ リニア
２５ リニアガイドレール

Claims (3)

  1. 内部にホットランナーを有する横長のランナーブロックと、ランナーブロックに上向きに設けられてホットランナーと連通した所要数のバルブノズルと、ランナーブロック下側に位置してランナーブロックの下部から各バルブノズルに貫挿したニードルバルブの下端を保持し、ニードルバルブと共に昇降してバルブ開閉を行う横長のバルブ作動部材とを備えたホットランナー金型において、
    上記バルブ作動部材の両端の機台上にカム機構と駆動シリンダとによるノズル開閉装置を配設し、そのカム機構を可動台上に横長に立設したノズル開閉用のカムプレートと、バルブ作動部材の端面に取付けてカムプレートのプレート面内のカム溝に嵌装した軸付きの従属コロとから構成し、その従属コロを介してバルブ作動部材の両端をカムプレートに昇降自在に支持してなることを特徴とするホットランナー金型におけるノズル開閉装置。
  2. 上記カムプレートは、プレート面内の長手方向に下面をカム面に形成したカム溝を有し、そのカムプレートを横長に立設した可動台を、リニアガイドレールに可動台下部のリニアを嵌装して往復動自在に支持し、その可動台に上記駆動シリンダのピストンロッドを連結して、該駆動シリンダをカムプレートと直列に設置してなることを特徴とする請求項１記載のホットランナー金型におけるノズル開閉装置。
  3. 上記駆動シリンダはエア作動のシリンダからなることを特徴とする請求項１又は２記載のホットランナー金型におけるノズル開閉装置。
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