JP3277961B2 - 射出成形用金型 - Google Patents

射出成形用金型

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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28Closure devices therefor
    • B29C45/2806Closure devices therefor consisting of needle valve systems
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    • B29C2045/2722Nozzles or runner channels provided with a pressure sensor

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多数個取り及び、多点
ゲート金型に使用できる、ゲート部にバルブゲート式ホ
ットランナーを使用した射出成形用金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形用ホットランナー金型に
おいては、樹脂充填後のゲートシール制御が問題となっ
ている、すなわち溶融樹脂の射出時に金型内において、
製品のゲートの間際までホットチップにより加熱溶融さ
れた樹脂が存在しており、一方製品側の樹脂は固化して
いる。この溶融・固化の状態の異なる樹脂の境界部にゲ
ートが存在し、そのゲート部分での溶融樹脂のシール制
御が常に課題となっている。
【0003】上記シール方式に各種のホットランナー方
式が開示されている。バルブゲート式ホットランナーも
その一種で、上記ゲート部を油圧や空気圧を使い強制的
にバルブピンにてシールする方法であり、比較的安定し
たシール方法として、最近特にポリカーボネート(P
C)を中心としたエンジニアリングプラスチックの成形
によく使用されている。バルブゲート式ホットランナー
金型においては、ゲートシールの方法は油圧若しくは空
気圧を駆動源として、バルブピンをタイマーで制御しホ
ットチップのゲート部を摺動しながら塞ぎ強制的にシー
ルする構造になっている。上記方式を用いた多数個取り
金型の場合も、一般に時間制御された油圧若しくは空気
圧を駆動源として各キャビティのゲートシールは同時に
行われる。
【0004】しかし前記同一タイミングでゲートシール
する方法では、各キャビティ間の金型寸法に微妙なバラ
ンスの違いがある場合や、形状の違う製品を同時に成形
するファミリー取り金型の場合等、樹脂充填量が異なり
それによりキャビティ間で充填量の過不足が発生し、表
面ヒケや過充填の様な外観不良や収縮率の違いから寸法
精度不良が発生し易く、歩留まり低下を招く欠点があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多数
個取り用のバルブゲート式ホットランナー金型を使用す
る場合に於いて、バルブゲートのゲートシールをそれぞ
れ任意のタイミングで行い、キャビティの樹脂充填量を
制御することにより、各キャビティへの充填樹脂量が一
定とし、多数個取り金型、特に形状の違う製品を同時に
成形するファミリーモールドや眼鏡レンズの多数個取り
金型での各種不良現象を低減させることが可能な射出成
形用金型を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは多数個取り
ホットランナー金型に於いて、各キャビティ間の樹脂充
填量を一定にする方法について、鋭意研究を重ねた結
果、バルブゲート式ホットランナーでゲート部の樹脂圧
力を個々に測定し、バルブピンを作動させる方法を用い
ることにより上記課題を解決できることを見いだし本発
明に到達した。すなわち、本発明は、2個以上の多数個
取り用、かつスプルーレスとしてバルブゲート式ホット
ランナーを使用する射出成形用金型であって、開閉自在
である各バルブゲートピンの開閉がそれぞれ単独で制御
できるように溶融樹脂圧力センサーを各キャビティ毎に
設け、該溶融樹脂圧力センサーで各ゲート部の溶融樹脂
圧力を測定し、該溶融樹脂圧力が設定値圧力に到達した
ホットチップのバルブゲートピンから順次閉じることに
より、各キャビティの溶融樹脂の充填量が制御可能なバ
ルブゲート式ホットランナーを備えた射出成形用金型に
関する発明である。以下、本発明について説明する。
【0007】本発明において、使用するバルブゲート式
ホットランナーは、バルブピンの駆動方式が油圧、空気
圧何れの方式でも可能である。又、使用する金型は、2
個以上のキャビティを持つ多数個取り金型であり、すべ
ての溶融樹脂注入口に上記バルブゲート式ホットランナ
ーを備えているものである。本発明で使用可能な樹脂
は、通常の熱可塑性樹脂であればよく、特に制限はな
い。
【0008】本発明で使用する樹脂圧力検出用圧力セン
サーとしては、種々のものが使用可能であるが、歪ゲー
ジ方式もしくは圧力制電素子方式のものが望ましい。上
記圧力センサーの取付位置は各バルブゲートの駆動部
とバルブピンの接続部に、ゲートと反対位置に感圧部を
バルブピン方向に向けて取り付けるか、もしくは、各バ
ルブゲートの樹脂注入口から出た各キャビティ側にキャ
ビティを構成する金型部材の中にダミーピンを設けその
下に感圧部をダミーピン側に向けて取り付けるのが望ま
しい。尚、使用する射出成形機に、上記圧力センサーに
て測定した樹脂圧力と予め設定された必要圧力とを比較
する比較演算装置を設けるのが実用上望ましい。以下に
本発明の金型の具体例について図面に基づいて説明す
る。図1は、バルブゲートが開放した状態を、図2は、
バルブゲートが閉じた状態を、図3は、圧力センサーを
キャビティ側に設けた場合を示す。
【0009】図1に多数個取りのバルブゲート方式ホッ
トランナーを装着した金型の例として、多点ゲートの中
の1つのバルブゲート部の概念図を示す。 (1)キャビティ内の溶融樹脂圧力を感知する圧力セン
サー11の取付位置は、ゲート23を開閉するバルブピ
ン6と該バルブピン6を開閉動作させるための油圧ピス
トン4との間に、連結部10によって感圧部がバルブピ
ン6側に向くように固定させている。 (2)該圧力センサー11からはリード線25が金型外
に取り出されており、圧力検出器28に連結している。
【0010】 (3)一方必要溶融樹脂圧力を設定する圧力設定器29
を設けている。 (4)圧力検出器28で検出した圧力と設定圧力とを比
較し、バルブピンを開閉動作させるための油圧切り換え
弁に閉動作信号を送る制御器30を設けている。 (5)これらの圧力検出器28、圧力設定器29、制御
器30をまとめて比較演算装置と称している。 (6)以上の装置構成は、多数個取り金型の各バルブゲ
ート毎に備えられている。 (7)その他の構造に付いては、一般的なバルブゲート
の油圧によるバルブピン開閉動作をする方法と同じであ
り、以下にそれを説明する。 (8)固定側型板1にバルブピン6を駆動させるシリン
ダー12を設け、シリンダー12内にバルブピン6に開
閉作用を与えるピストン4がある。
【0011】 (9)ピストン4は油圧により駆動される、即ち油の出
入り口8,9がシリンダー12内と連結されており、バ
ルブピン6を聞くときは油入り口9より油を注入し一方
の油入り口8より油が排出される、 (10)またバルブピン6を閉める時は逆の油の出入り
により行われる。 (11)このピストン4の動作をバルブピン6に伝える
ためにピストン4とバルブピン6の間に連結部品10を
取り付けている。 (12)固定側型板1とマニホールドブロック2とを接
合するブロック3を設けその中は中空13になってお
り、上記連結部3とバルブピン上端部14と圧力センサ
ー11が存在する。
【0012】 (13)マニホールドブロック2内には溶融樹脂が流れ
る流路7があり、その流路7内にバルブピン6が前記ピ
ストン11から繋がっている、 (14)マニホールドブロック2の固定側型板側にバル
ブピン6の摺動方向の位置決めのためシールブッシュ5
がマニホールドブロック2にネジ込まれている。 (15)固定側のキャビティを構成する型板17にはホ
ットチップ20が存在し、その外周にはバンドヒーター
13が巻かれており樹脂が固まらないように保温されて
いる、 (16)これらのホットチップ20とバンドヒーター1
8と型板17の間には、断熱効果を出すために空間が設
けられている。
【0013】 (17)ホットチップ20のキャビティ22側にはゲー
ト23が有り該ゲートまでバルブピン6が前記ピストン
から繋がって存在し、該バルブピン6が型開閉方向に摺
動する事でゲートの開閉を行っている。 (18)図1は、金型ゲート23が開放した状態を示
す。図2は、ゲート23が閉じた状態を示す。図3は、
圧力センサーをキャビティ側に設けた場合を示す。図4
は、比較演算装置の概念図である。
【0014】
【作用】
(1)射出成形機の加熱シリンダー(図示せず)にて加
熱溶融された熱可塑性樹脂(以下、溶融樹脂という)
が、樹脂が溶融する温度まで予め昇温されたマニホール
ドを通りこれも予め溶融温度まで加熱された各ホットチ
ップ内に流される。 (2)そして成形機側の信号で予めバルブピンが固定側
型板方向に引かれているためゲートが開かれており、溶
融樹脂は該ゲートを通りキャビティ内に射出される。 (3)キャビティが溶融樹脂で充填された後、保持圧工
程に移ると溶融樹脂により樹脂圧力が発生する。 (4)その圧力をバルブピンを通して圧力センサーが感
知する。
【0015】 (5)そして比較演算装置内圧力設定器にキャビティ毎
に適性な圧力が設定されており、圧力センサーが感知し
た樹脂圧力と比較され、設定圧力に達した時に調節器よ
りバルブピン閉信号が出され、バルブピンを作動させる
油圧シリンダーの油圧回路上にある油圧切り換え弁の電
磁弁を作動させ油圧回路を切り換える。 (6)それに伴い油圧シリンダーのピストンが押し下げ
られ、続いてバルブピンが可動側型板方向に押し込まれ
て樹脂ゲートがシールされる。 (7)順次設定圧力に達したキャビティのバルブピンは
前記作用により作動しゲートがシールされる。 (8)このようにキャビティ毎に任意に設定した必要圧
力に、キャビティ内の樹脂圧力が到達してからゲートが
シールされるので、キャビティ間で充填量のばらつきが
無くなる。
【0016】
【発明の効果】本発明によりバルブゲート式ホットラン
ナーを使用した多数個取り金型、特に形状の違う製品を
同時に成形するファミリー取り金型の各キャビティ内の
樹脂圧力が一定となり、そのため充填樹脂量が一定とな
るのでキャビティ間のばらつきがなくなり、従来のタイ
マーで一斉にバルブゲートを閉じゲートシールする成形
法に比べ、充填量過不足からくる外観上の不良(ひけ、
ばり等)や収縮率の違いによる寸法不良等が減るため、
成形条件が出し易く且つ安定して製品が製造できるため
歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるバルブゲートが開放した状態を
示す金型の概念図である。
【図2】本発明におけるバルブゲートが閉じた状態を示
す金型の概念図である。
【図3】本発明の金型で圧力センサーをキャビティ側に
設けた場合の金型の概念図である。
【図4】本発明で使用可能な比較演算装置の概念図であ
る。
【符号の説明】
1 固定側型板 16 バルブピンガ
イドブロック 2 マニホールドブロック 17 キャビティ型
板 3 連結部 18 バンドヒータ
ー 4 ピストン 19 切り込み部 5 シールブッシュ 20 ホットチップ 6 バルブピン 21 可動側型板 7 樹脂流路 22 キャビティ 8 油口 23 ゲート 9 油口 24 ホットチップ
先端 10 連結部品 25 リード線 11 圧力センサー 26 可動側受け
板 12 シリンダー 27 ダミーピン 13 空間 28 圧力検出器 14 バルブピン上端部 29 圧力設定器 15 ネジ部 30 制御器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−63428(JP,A) 特開 昭60−212321(JP,A) 特開 昭51−95459(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2個以上の多数個取り用、かつスプルー
    レスとしてバルブゲート式ホットランナーを使用、開
    閉自在である各バルブゲートピンの開閉がそれぞれ単独
    で制御できるように溶融樹脂圧力センサーを各キャビテ
    ィ毎に設け、該溶融樹脂圧力センサーで各ゲート部の溶
    融樹脂圧力を測定し、該溶融樹脂圧力が設定値圧力に到
    達したホットチップのバルブゲートピンから順次閉じる
    ことにより、各キャビティの溶融樹脂の充填量が制御可
    能なバルブゲート式ホットランナーを備えた射出成形用
    金型であって、該溶融樹脂圧力センサーが、バルブゲー
    トピンと該バルブピンを作動させるシリンダーのピスト
    ンとの間に設置し、かつ該圧力センサーの感圧部をバル
    ブピン側に向けて取り付けてなるバルブゲート式ホット
    ランナーを備えた射出成形用金型。
  2. 【請求項2】 2個以上の多数個取り用、かつスプルー
    レスとしてバルブゲート式ホットランナーを使用し、開
    閉自在である各バルブゲートピンの開閉がそれぞれ単独
    で制御できるように溶融樹脂圧力センサーを各キャビテ
    ィ毎に設け、該溶融樹脂圧力センサーで各ゲート部の溶
    融樹脂圧力を測定し、該溶融樹脂圧力が設定値圧力に到
    達したホットチップのバルブゲートピンから順次閉じる
    ことにより、各キャビティの溶融樹脂の充填量が制御可
    能なバルブゲート式ホットランナーを備えた射出成形用
    金型であって、該溶融樹脂圧力センサーが、ゲート近傍
    のキャビティ側のダミーピンと反対側に設置し、該圧力
    センサーの感圧部をダミーピン側に向けて取り付けてな
    バルブゲート式ホットランナーを備えた射出成形用金
    型。
  3. 【請求項3】 圧力センサーが、歪ゲージ式または圧力
    制電素子式である請求項1〜のいずれかに記載の射出
    成形用金型。
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