JP3160873B2 - バルブゲート式金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の射出成形に用い
られるバルブゲート式金型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂の射出成形に用いられるホ
ットランナー金型装置は、成形能率を高めるために、ス
プルー、ランナーからゲート近傍までの樹脂を常時溶融
状態に保つものである。これに対して、製品形状のキャ
ビティ内に充填した樹脂は、冷却して固化させなければ
ならないため、ホットランナー金型装置においては、何
らかの手段によるゲート部の開閉が必要である。このゲ
ート部の開閉方式として、ゲートをバルブにより機械的
に開閉するバルブゲート方式がある。ここで、従来のバ
ルブゲート式金型装置の一例について、図４および図５
を参照しながら説明する。図５において、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、互いに図示上下方向に移動して開閉するものであ
り、型閉時に複数の製品形状のキャビティ３を内部に形
成するものである。前記固定型１は、固定側型板４と、
この固定側型板４の背面（図示上面）に取付けられた固
定側受け板５，６と、この固定側受け板６の上面にスペ
ーサブロック７を介して取付けられ射出成形機の固定側
プラテンに取付けられる固定側取付け板８と、この固定
側取付け板８および前記固定側受け板６間に設けられた
マニホールド９となどからなっている。前記固定側型板
４は、枠板11内に、製品の外面をそれぞれ形成する複数
のキャビティ部材12を埋め込んで固定したものである。
また、前記固定側取付け板８には、ロケートリング13が
外面に固定されているとともに、このロケートリング13
の内周側に位置して、射出成形機のノズルが接続される
スプルーブッシュ14が貫通固定されており、このスプル
ーブッシュ14の内部がスプルー15になっている。そし
て、前記スプルーブッシュ14の図示下側先端部がマニホ
ールド９に接続されている。このマニホールド９内に
は、前記スプルー15に連通するランナー16が形成されて
いる。なお、マニホールド９は、ヒーター17を内蔵して
いる。さらに、前記固定側型板４のキャビティ部材12に
は、各キャビティ３へ開口するゲート21を有する複数の
ゲートブッシュ22がそれぞれ埋め込み固定されている。
なお、このゲートブッシュ22とキャビティ部材12との間
には、冷却用流体通路23が形成されているとともに、こ
の冷却用流体通路23を挟んで一対のＯリング24，25（図
４に図示）が設けられている。

【０００３】さらに、前記固定型１には、前記ゲート21
をキャビティ３の外側（図示上側）から開閉するバルブ
装置31が設けられている。ここで、このバルブ装置31の
構成を主に図４に基づいて説明する。前記固定側受け板
５，６には、複数の筒状のバルブケーシング32が貫通状
態で固定されている。これらバルブケーシング32の図示
下側先端部は、各ゲートブッシュ22内にそれぞれ入って
いる。また、バルブケーシング32は、マニホールド９の
図示下面に当たり固定側受け板６に固定されたフランジ
部33を図示上部に有している。一方、バルブケーシング
32の外周側の図示下部には、コイル状のバンドヒーター
34が被せてあるとともに、このバンドヒーター34が外周
側から筒状のヒーターカバー35により覆われており、さ
らに、このヒーターカバー35の外周側に外筒36が設けら
れている。

【０００４】前記ヒーターカバー35は、図示上端部がバ
ルブケーシング32の外周に形成された段差部37に外周側
および軸方向下側から嵌合しているとともに、図示下端
部に内周側へ屈曲させて形成された環状鍔部38がバルブ
ケーシング32の外周面に嵌合している。また、ヒーター
カバー35の図示上端部に外周側へ屈曲させて形成された
環状鍔部39が外筒36の内周面に嵌合している。また、こ
の外筒36は、図示上端部がバルブケーシング32の外周に
形成された段差部41に外周側および軸方向下側から嵌合
しているとともに、図示下端部に内周側へ屈曲させて形
成された鍔部42がヒーターカバー35の外周面に嵌合して
いる。これとともに、外筒36の下端部は、ゲートブッシ
ュ22の内周に形成された段差部43に内周側および軸方向
上側から嵌合している。特に、ヒーターカバー35の環状
鍔部38のバルブケーシング32への嵌合および外筒36の鍔
部42のヒーターカバー35への嵌合は、焼き嵌めによる。
その締め代は、環状鍔部38とバルブケーシング32との間
が0.03〜0.04mm程度、鍔部42とヒーターカバー35との間
が0.01〜0.02mm程度に設定されている。なお、環状鍔部
38の軸方向長さは 1.5mm程度である。

【０００５】なお、前記バンドヒーター34およびその内
周側に設けられたセンサー46は、ヒーターカバー35およ
び外筒36の図示上部に形成された切欠き部47から導出さ
れたコード48を介して外部の電源回路に電気的に接続さ
れる。また、前記バルブケーシング32内には、バルブピ
ン支持体として、ガイドブッシュ51が図示上部に同軸的
に嵌合固定されているとともに、バルブピンホルダー52
が図示下部に嵌合されている。このバルブピンホルダー
52は、バルブケーシング32内の下部に螺合された筒状の
押え具53により下方から固定されている。そして、マニ
ホールド９のランナー16の最終分岐路が前記バルブケー
シング32内の図示上部に形成された樹脂通路54を介して
バルブケーシング32内の樹脂通路55に連通しているとと
もに、このバルブケーシング32および押え具53内の樹脂
通路55が前記ゲート21に同軸的に繋がっている。そし
て、前記各バルブケーシング32内には、バルブピン56が
図示上下方向すなわち軸方向へ移動可能に支持されてい
る。これらバルブピン56は、バルブケーシング32内の図
示上部においては、ガイドブッシュ51内を摺動自在に貫
通しており、バルブケーシング32内の図示下部において
は、バルブピンホルダー52内を摺動自在に貫通してい
る。また、各バルブピン56は、マニホールド９に形成さ
れた通孔57を図示上下方向に貫通して、固定側取付け板
８に設けられた複数の油圧シリンダー装置58（図５に図
示）にそれぞれ連結されており、このシリンダー装置58
により駆動されるものである。そして、前記バルブピン
56は、図示下側先端部がゲート21に挿脱自在に嵌合して
このゲート21を閉塞する閉塞部59になっている。なお、
前記ゲートブッシュ22の内周と押え具53、バルブケーシ
ング32およびヒーターカバー35の外周との間には、ゲー
ト21に通じる断熱用間隙61が形成されている。

【０００６】一方、図５に示すように、前記可動型２
は、可動側型板66と、この可動側型板66の背面（図示下
面）に取付けられた可動側受け板67と、この可動側受け
板67の下面にスペーサブロック68を介して取付けられ射
出成形機の可動側プラテンに取付けられる可動側取付け
板69となどからなっている。これとともに、この可動側
取付け板69と前記可動側受け板67との間には、これらに
対して相対的に図示上下動する突き出し板71が設けられ
ており、この突き出し板71に突き出しピン72が固定され
ている。これら突き出しピン72は、前記可動側受け板67
および可動側型板66を摺動自在に貫通して先端がキャビ
ティ３に臨んで位置するものである。なお、前記可動側
型板66は、枠板73内に、製品の内面をそれぞれ形成する
複数のコア部材74を埋め込んで固定したものである。

【０００７】そして、成形時には、固定型１と可動型２
とを型閉し、図５に実線で示すように、シリンダー装置
58によりバルブピン56を図示上昇させてゲート21を開放
した状態で、射出成形機のノズルから溶融樹脂を射出さ
せる。この樹脂は、スプルー15からマニホールド９のラ
ンナー16およびバルブケーシング32内を通って、開放さ
れたゲート21からキャビティ３内に流入する。このキャ
ビティ３内の樹脂が冷却によりほぼ固化した後、シリン
ダー装置58によりバルブピン56を図示下降させて、これ
らバルブピン56の閉塞部59をゲート21に嵌合することに
より、これらゲート21を閉塞する。そして、キャビティ
３内に充填された樹脂が固化した後、固定型１と可動型
２とを型開して、キャビティ３内で固化した樹脂である
製品を取り出すが、このとき、突き出しピン72が製品を
突き出して離型させる。そして、以上の成形動作が繰り
返されるが、その間、ヒーター17の加熱により、マニホ
ールド９のランナー16内の樹脂が常時溶融状態に保たれ
るとともに、バルブケーシング32内のヒーター34の加熱
により、バルブケーシング32内の樹脂が常時溶融状態に
保たれる。なお、ゲートブッシュ22の内周とバルブケー
シング32などの外周との間の断熱用間隙61には樹脂が流
入し、樹脂断熱層が形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に、内部で樹脂を溶融状態に保つバルブ装置31と、より
キャビティ３側にあって冷却されるべきゲートブッシュ
22との間の断熱用間隙61には、積極的に樹脂を流入させ
て樹脂断熱層を形成するが、ヒーター34のあるバルブケ
ーシング32とヒーターカバー35との間などには樹脂が流
入すべきではない。ところが、前記従来のバルブ装置で
は、樹脂がヒーターカバー35の環状鍔部38とバルブケー
シング32の外周面との間を通ってこのバルブケーシング
32とヒーターカバー35との間に流入してしまう問題があ
った。さらに、樹脂は、ヒーターカバー35内から切欠き
部47を介して漏れ出るに至る。これは、ヒーターカバー
35の環状鍔部38が単に柱面からなる一面のみにおいてバ
ルブケーシング32に接しているため、密閉性が不確実で
あることによる。ヒーターカバー35の真円度などにも、
もとより誤差はある。密閉性の向上のためには、一つに
は、焼き嵌めされるヒーターカバー35の環状鍔部38とバ
ルブケーシング32との間の締め代を大きくすることが考
えられるが、締め代を大きくすると、図６に示すような
環状鍔部38が傾く塑性変形が生じ、かえって密閉性が損
なわれることにもなる。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ヒーターカバーのキャビティ側先端部と
バルブケーシングとの間の密閉性を向上させて、樹脂漏
れを確実に防止できるバルブゲート式金型装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
目的を達成するために、型閉時にキャビティを内部に形
成する相互に移動可能な複数の型体と、この型体に形成
され前記キャビティへ開口するゲートをキャビティの外
側から開閉するバルブ装置とを備え、このバルブ装置
は、移動して前記ゲートを開閉するバルブピンと、この
バルブピンを内蔵するとともに内部が前記ゲートに通じ
る樹脂通路をなすほぼ筒状のバルブケーシングと、この
バルブケーシングの外周側に設けられたヒーターと、こ
のヒーターを外周側から覆うほぼ筒状のヒーターカバー
とを有し、このヒーターカバーのキャビティ側先端部に
内周側へ屈曲した環状鍔部を形成し、前記バルブケーシ
ングの外周にキャビティ側へ面した段差面を形成し、前
記ヒーターカバーの環状鍔部の内周面をバルブケーシン
グの外周面に接触させるとともに、前記環状鍔部の一端
面を前記バルブケーシングの段差面に接触させたもので
ある。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明のバル
ブゲート式金型装置において、前記バルブケーシングの
外周に、前記ヒーターカバーの環状鍔部の他端面に接触
する挟み込み部を形成したものである。

【００１２】

【作用】請求項１の発明のバルブゲート式金型装置で
は、型閉状態で、バルブケーシング内から開放されたゲ
ートを介してキャビティ内へ樹脂が充填される。このキ
ャビティ内の樹脂がほぼ固化した後、バルブピンがゲー
トを閉塞する。一方、バルブケーシング内の樹脂は、バ
ルブケーシングの外周側に設けられたヒーターにより常
時溶融状態に保たれる。このヒーターは、筒状のヒータ
ーカバーにより外周側から覆われているが、このヒータ
ーカバーのキャビティ側先端部の内周側に形成された環
状鍔部は、内周面がバルブケーシングの外周面に接触し
ているとともに、一端面がバルブケーシングの外周にあ
ってキャビティ側に面している段差面に接触しており、
２面でバルブケーシングの外周に嵌合している。これに
より、樹脂が環状鍔部からヒーターカバーとバルブケー
シングとの間に流入することが防止される。しかも、キ
ャビティ側からかかる樹脂圧が、環状鍔部を段差面に押
し付けるように作用し、密閉性がより確実に保持され
る。

【００１３】さらに、請求項２の発明のバルブゲート式
金型装置では、バルブケーシングの外周に形成された挟
み込み部が、ヒーターカバーの環状鍔部の他端面に接触
しており、密閉性がさらに向上している。

【００１４】

【実施例】以下、本発明のバルブゲート式金型装置の第
１実施例について、図１および図２を参照しながら説明
する。なお、本実施例の金型装置は、先に説明した図４
および図５に示す従来の金型装置と、バルブ装置31の一
部を除いて同様の構成を有しているので、対応する部分
には同一符号を付して、その説明を省略する。筒状のヒ
ーターカバー35は、やはりキャビティ３側先端部に内周
側へ屈曲した環状鍔部38を有している。一方、筒状のバ
ルブケーシング32の外周には、その軸方向と直交しかつ
キャビティ３側に面した段差面81と、この段差面81の内
周からキャビティ３側へ垂直に屈曲した柱面82とが形成
されている。そして、この柱面82に前記ヒーターカバー
35の環状鍔部38の内周面が全周に渡って接触し、前記段
差面81に同環状鍔部38の一端面が全周に渡って接触して
いる。なお、ヒーターカバー35の環状鍔部38とバルブケ
ーシング32との嵌合は、焼き嵌めによる。

【００１５】前記実施例に構成によれば、ヒーターカバ
ー35のキャビティ３側先端部の環状鍔部38が、段差面81
および柱面82の２面でバルブケーシング32の外周に接触
して嵌合しているので、ヒーターカバー35のキャビティ
３側先端部とバルブケーシング32との間の密閉性が向上
する。これにより、バルブケーシング32とヒーターカバ
ー35との間に樹脂が流入することを確実に防止でき、樹
脂漏れを確実に防止できる。しかも、キャビティ３側か
ら断熱用間隙61を介してかかる樹脂圧は、環状鍔部38を
段差面81に押し付けるように作用するので、前記密閉性
がより確実に保持される。

【００１６】図３は本発明のバルブゲート式金型装置の
第２実施例を示すもので、この第２実施例のバルブ装置
31では、バルブケーシング32の外周に、ヒーターカバー
35の環状鍔部38の他端面に接触する挟み込み部83をかし
めなどで形成している。この挟み込み部83により、ヒー
ターカバー35のキャビティ３側先端部とバルブケーシン
グ32との間の密閉性がさらに向上し、樹脂漏れをよりい
っそう確実に防止できる。

【００１７】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、
前記実施例では、ヒーターカバー35の環状鍔部38とバル
ブケーシング32との２つの接触面をバルブ装置31の軸方
向と直交する段差面81と軸方向と平行な柱面82とにして
いたが、それに限るものではなく、２つの接触面の一方
あるいは両方をテーパー面にするなどしてもよい。ま
た、前記実施例では、ヒーターカバー35のさらに外周側
に外筒36を設けていたが、この外筒は、必ずしもなくて
よい。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ヒーターカバ
ーのキャビティ側先端部に内周側へ屈曲した環状鍔部を
形成する一方、バルブケーシングの外周にキャビティ側
へ面した段差面を形成し、ヒーターカバーの環状鍔部の
内周面をバルブケーシングの外周面に接触させるととも
に、環状鍔部の一端面をバルブケーシングの段差面に接
触させたので、ヒーターカバーのキャビティ側先端部と
バルブケーシングとの間の密閉性が向上し、このバルブ
ケーシングとヒーターカバーとの間に樹脂が流入するこ
とを確実に防止でき、樹脂漏れを確実に防止できる。

【００１９】請求項２の発明によれば、バルブケーシン
グの外周に、ヒーターカバーの環状鍔部の他端面に接触
する挟み込み部を形成したので、ヒーターカバーのキャ
ビティ側先端部とバルブケーシングとの間の密閉性がさ
らに向上し、樹脂漏れをよりいっそう確実に防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブゲート式金型装置の第１実施例
を示すバルブ装置部分の断面図である。

【図２】同上図１の一部の拡大図である。

【図３】本発明のバルブゲート式金型装置の第２実施例
を示す一部の断面図である。

【図４】従来のバルブゲート式金型装置の一例を示すバ
ルブ装置部分の断面図である。

【図５】同上全体の断面図である。

【図６】同上従来の金型装置の問題を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定型（型体） ２ 可動型（型体） ３ キャビティ 21 ゲート 31 バルブ装置 32 バルブケーシング 34 ヒーター 35 ヒーターカバー 38 環状鍔部 55 樹脂通路 56 バルブピン 81 段差面 82 柱面 83 挟み込み部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−64531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−137126（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−29968（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−162870（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−113924（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−135834（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−19022（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−121912（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/26 - 45/44 B29C 45/73

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型閉時にキャビティを内部に形成する相
   互に移動可能な複数の型体と、この型体に形成され前記
   キャビティへ開口するゲートをキャビティの外側から開
   閉するバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、移動し
   て前記ゲートを開閉するバルブピンと、このバルブピン
   を内蔵するとともに内部が前記ゲートに通じる樹脂通路
   をなすほぼ筒状のバルブケーシングと、このバルブケー
   シングの外周側に設けられたヒーターと、このヒーター
   を外周側から覆うほぼ筒状のヒーターカバーとを有し、
   このヒーターカバーのキャビティ側先端部に内周側へ屈
   曲した環状鍔部を形成し、前記バルブケーシングの外周
   にキャビティ側へ面した段差面を形成し、前記ヒーター
   カバーの環状鍔部の内周面をバルブケーシングの外周面
   に接触させるとともに、前記環状鍔部の一端面を前記バ
   ルブケーシングの段差面に接触させたことを特徴とする
   バルブゲート式金型装置。
2. 【請求項２】 前記バルブケーシングの外周に、前記ヒ
   ーターカバーの環状鍔部の他端面に接触する挟み込み部
   を形成したことを特徴とする請求項１記載のバルブゲー
   ト式金型装置。