JP3757416B2

JP3757416B2 - Valve gate type mold equipment

Info

Publication number: JP3757416B2
Application number: JP2002052069A
Authority: JP
Inventors: 国雄山本; 篤武石
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: JP2003245950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形などに用いられるバルブゲート式金型装置に関する。
【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、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】
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。
【０００４】
このようなバルブゲート式金型装置において、薄物の製品の成型を行うには成形材料を高速で充填する必要があるが、従来のものはバルブケーシングの中央に材料通路を形成し、この材料通路内をバルブピンが進退してゲートを開閉するものであるため、バルブピンが成形材料の流れの抵抗となる。そして、例えば厚さ０．３ミリ以下の薄肉レンズやケースなどの射出成形においては、製品キャビティ内に充填した成形材料が、高速でゲートから離れた位置まで充填される必要がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、バルブケーシング内の材料通路における成形材料の流れに対する抵抗を削減し、かつ製品キャビティ内における成形材料の充填性に優れたバルブゲート式金型装置と成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のバルブゲート式金型装置は、前記目的を達成するために、互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、これら型体のうち製品キャビティへ開口するゲートを有する型体に設けられたバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、前記型体に組み込まれると共に材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記バルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉するバルブピンとを有する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中心に前記材料通路が形成され、前記材料通路の外側の離れた位置に前記バルブピンを挿通するバルブピン挿通孔が形成されるとともに、前記バルブピンが弾性変形しながら移動するように構成されたものである。
【０００７】
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、製品キャビティ内に成形材料を充填する。この際、成形材料は、バルブケーシング内の材料通路を通ってゲートから製品キャビティ内に流入する。そして、バルブケーシングの中心に材料通路が直線状に形成され、材料通路の外側の離れた位置にバルブピンを挿通するバルブピン挿通孔が形成されているため、直線状の材料通路を通った成形材料は、バルブピンによる流れの抵抗を受けることがなく、さらに材料通路が直線状であるために材料通路の壁面から受ける流れの抵抗も少ないので、成形材料を製品キャビティ内へ高速で円滑に充填することができる。ついで、バルブピンによりゲートを閉じ、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。また、バルブピンが弾性変形しながら移動するように構成されたので、バルブピン挿通路を直線状に限らず湾曲した形状等にも形成することができる。
【０００８】
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に、前記材料通路を有する入れ子を形成し、この入れ子を装着する装着孔を前記バルブケーシングに設け、前記入れ子と前記装着孔との間に前記バルブピン挿通孔を設けたものである。
【０００９】
入れ子の外周または装着孔に加工を施し、装着孔に入れ子を装着することにより、バルブピン挿通孔を容易に形成することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明のバルブゲート式金型装置において、前記入れ子の外周面に形成した溝により前記バルブピン挿通孔を形成したものである。
【００１１】
入れ子の外周に溝を形成し、その溝を装着孔により塞ぐことにより、バルブピン挿通孔を容易に形成することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項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は前記ゲートの反対側にフランジ部を一体に有するとともに、前記フランジ部の反ゲート側面にエア断熱溝を設けたものである。
【００１３】
これにより、フランジ部からの熱伝導による熱損失が避けられ、材料通路内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれる。したがって、材料通路内で樹脂の温度が局所的に高くなる部分が生じることを防止でき、樹脂にヤケが生じたり樹脂の特性が低下することを防止できる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項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は前記ゲート側に先端部を一体に有するとともに、前記先端部の内部にエア断熱溝を設けたものである。
【００１５】
これにより、先端部からの熱伝導による熱損失が避けられ、材料通路内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれる。したがって、材料通路内で樹脂の温度が局所的に高くなる部分が生じることを防止でき、樹脂にヤケが生じたり樹脂の特性が低下することを防止できる。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明のバルブゲート式金型装置の実施形態について、図１および図２を参照しながら説明する。まず、射出成形用金型装置の構成を説明する。１は第１の型体としての固定型、２は第２の型体としての可動型で、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）へ移動して互いに開閉し、型閉時に相互間に製品形状の製品キャビティ３を形成するものである。
【００１７】
前記固定型１は、製品キャビティ３を形成する固定側型板６と、前記固定側型板６の裏側（可動型２と反対側）に固定された固定側受け板７と、この固定側受け板７の裏側にスペーサーブロックを介して固定された固定側取り付け板（図示せず）とを備えている。この固定側取り付け板は、射出成形機の固定側プラテンに取り付けられる。そして、前記固定側取り付け板には、ローケートリングと、射出成形機の成形材料供給装置である加熱シリンダー装置のノズルが接続されるスプルーブッシュとが固定されている。このスプルーブッシュの内部は、材料通路であるスプルーになっている。また、スプルーブッシュには、スプルーを加熱してその内部の成形材料である熱可塑性樹脂を常時溶融状態に保つ加熱手段であるヒーターが設けられている。また、固定側受け板７と固定側取り付け板との間には、マニホールド８が設けられている。
【００１８】
そして、このマニホールド８の内部には、前記スプルーを各製品キャビティ３へ分岐させる材料通路であるランナー９が形成されている。また、マニホールド８には、ランナー９を加熱してその内部の熱可塑性樹脂を常時溶融状態に保つ加熱手段であるヒーター10が設けられている。
【００１９】
前記固定型１にはダイレクトゲート20が形成され、このダイレクトゲート20は固定側型板６に形成されている。また、前記固定型１には、ダイレクトゲート20を開閉するゲート開閉手段であるバルブ装置21が組み込まれている。
【００２０】
つぎに、このバルブ装置21の構成を説明する。固定型１の本体部を構成する前記固定側受け板７には、前記型開閉方向に貫通する組み込み孔22が形成されており、さらに、本体部たる前記固定側型板６の内部には、前記組み込み孔22に通じる組み込み孔23が形成され、この組み込み孔23の先端に、製品キャビティ３に連通して前記ゲート20が設けられている。そして、それら組み込み孔22，23内にほぼ筒状のバルブケーシング25が組み込まれている。このバルブケーシング25は、径小部たる本体部26の反ゲート20側に、径大部たるフランジ部27を一体に有し、前記マニホールド８および固定側受け板７に固定されている。そして、それら本体部26及びフランジ部27の外周面は円柱面状をなす。また、バルブケーシング25のゲート20側である先端部28はテーパ状の先細り形状をなす。
【００２１】
また、バルブケーシング25の中心には、材料通路34が形成されており、この材料通路34は前記フランジ部27の反ゲート側面35に入口部36を有し、この入口部36に前記ランナー９が接続される。前記入口部36は材料通路34の他の部分より断面積が大きく形成され、該入口部36からゲート側に向って直線部37が形成され、この直線部37のゲート側には径小になるテーパ部38が設けられている。
【００２２】
前記バルブケーシング25内には、前記材料通路34と離れた位置であって材料通路34の外部に前記型開閉方向のバルブピン挿通孔31が貫通形成されている。このバルブピン挿通孔31は、前記フランジ部27の反ゲート側面35に入口部39を有している。この入口部39にはテーパー部39Ａが設けられ、入口部39がバルブピン挿通孔31の他の部分より断面積が大きく形成されている。そして、該入口部39からゲート側に向って直線部40が形成され、この直線部40のゲート側と前記材料通路34の開口端部31Ａとをバルブピン挿通孔31の斜設部40Ａにより連結している。また、斜設部40Ａは、直線部40へ滑らかな曲線を描いて連続している。この斜設部40Ａは材料通路34に対して斜設されているとともに、該材料通路34を含む同一平面上に位置している。
【００２３】
このバルブピン貫通孔31にほぼ円柱状のバルブピン32が摺動可能に支持され、このバルブピン32は図示していない油圧シリンダー装置などの駆動装置の駆動により前記型開閉方向に移動して前記ゲート20を開閉する。このバルブピン32は、弾性の強い合金、例えばゴムメタル、ピアノ線等で形成され、バルブピン挿通孔31の直線部40、斜設部40Ａ、材料通路34の開口端部31Ａを弾性変形しながら移動できるように構成されている。そして、このバルブピン32は先端部にストレート部として形成されたゲート閉塞部33がゲート20に挿脱自在に嵌合してこのゲート20を閉じるものである。
【００２４】
前記バルブケーシング25の本体部26の外周面には、前記材料通路34を加熱する加熱手段たるコイルヒーター41およびこのヒーター41を外側から覆うほぼ円筒状のヒーターカバー42が嵌合されている。
【００２５】
前記バルブケーシング25のフランジ部27の反ゲート側面35には、エア断熱溝61が設けられている。このエア断熱溝61は、材料通路34の入口部36を中心に、円形状に形成されている。一方、前記バルブケーシング25の本体部26の中央は入れ子51となっており、その入れ子51は円柱状の外周面52を備えると共に、ゲート側は略円錐状の先端面53を備えている。そして、この先端面53の周囲を囲むように、エア断熱溝62が設けられている。したがって、エア断熱溝62はバルブケーシング25の先端部28の内部に位置している。
【００２６】
前記バルブケーシング25のゲート側の端部の外周面には固定リング43が設けられ、この固定リング43が前記組み込み孔23の円柱状の嵌合孔23Ａに嵌合することによりバルブケーシング25のゲート側が型体である固定側側板６に位置決め状態で支持固定され、一方、前記バルブケーシング25のフランジ部27の先端側に組み込み孔嵌合部44を設け、この組み込み孔嵌合部44の外周面が前記組み込み孔22内に形成された略円柱面状の径大嵌合受部22Ａに嵌合している。これにより、バルブケーシング25のフランジ部27のゲート側が型体である固定側受け板７に位置決め状態で支持固定されている。
【００２７】
次に、前記バルブケーシング25の製造方法について説明する。前記バルブケーシング25の中央は入れ子51に形成され、この入れ子51の中央は前記材料通路34が形成されている。その入れ子51は円柱状の外周面52を形成すると共に、ゲート側は略円錐状の先端面53が形成されている。また、バルブケーシング25には、前記入れ子51を反ゲート側から装着する装着孔54が形成され、この装着孔54は入れ子51の外周に対応した形状をなし、前記外周面52及び先端面53に対応して内周面55及び略円錐状の先端受面56を有する。
【００２８】
また、前記入れ子51の外面には前記バルブピン貫通孔31を形成する溝131が形成され、この溝131は前記テーパ部39Ａ，直線部40に対応して、テーパ形成部139Ａ，直線形成部140とを備え、これら形成部139Ａ，140の断面はほぼ同一形状に形成されている。そして、テーパ形成部139Ａ，直線形成部140は外面から同一深さ位置に中心Ｓを有する円をその直径の幅で外側に向って開放した半円弧状溝に形成されている。なお、入れ子51の外面から前記中心Ｓまでの距離は、前記円の半径に等しくなっている。また、前記溝131は前記斜設部40Ａに対応して、斜設形成部140Ａを備え、この斜設形成部140Ａの断面は、円形に形成されている。なお、斜設形成部140Ａの断面の半径は、前記直線形成部140の断面の半円弧の半径と等しく形成されている。そして、斜設形成部140Ａは、前記直線形成部140から滑らかに連続し、入れ子51の先端の内部を貫通して前記開口端部31Ａに達している。
【００２９】
そして、前記装着孔54に挿入した入れ子51をロウ付け又は拡散接合により固定する。拡散接合により固定の際には、該拡散接合は、接合界面間での接触過程、接触面の密着化が時間とともに進む過程、接合境界が消失する過程を経て接合されるものであり、接触過程では加圧によるすべり変形、表面被膜の破壊、移動により、次の過程では空孔拡散、境界拡散、すなわち転位の移動によって密着化が進む過程、さらに次の過程では再結晶や結晶の成長などによる新しい結晶組織の形成や、接合境界に存在する被膜、介在物などの分解あるいは溶解などに関与し、ほぼ完全な接合がなされる。具体的には溶剤を用いた拡散溶接では、ニッケル合金、例えばＢＮｉなどからなる溶剤を用い、この溶剤を加熱して溶融させ、毛細管現象により接合すべき材料間、つまり、入れ子51の外周と装着孔54に浸透させる。そして、拡散接合では、接合部において材料組織が変成を生じ、強固に接合され、材料通路34における材料漏れなどを完全に防止できる。
【００３０】
つぎに、前記の構成について、その作用を説明する。まず固定型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を形成した後、バルブピン32を可動型２から離れる方向へ移動させてゲート20を開放する。このとき、バルブピン32は、開口端部31Ａ，斜設部40Ａ，直線部40の形状に合わせて弾性変形しながら移動する。そして、射出成形機から固定型１内に熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。この樹脂は、マニホールド８のランナー９などを通り、さらに、入口部36から直線状の材料通路34を通ってバルブケーシング25の先端部の開口端部31Ａ及びゲート20から製品キャビティ３内に流入する。この場合、直線状の材料通路34を通った溶融樹脂は、バルブピン32による流れの抵抗を受けることがなく、さらに材料通路34が直線状であるために材料通路34の壁面から受ける流れの抵抗も少ないので、溶融樹脂を製品キャビティ３内へ高速で円滑に充填することができる。そして、このようにして溶融樹脂が製品キャビティ３に充填された後、保圧を経て、バルブピン32が可動型２の方へ弾性変形しながら移動し、ゲート20に嵌合してこのゲート20を閉じる。そして、製品キャビティ３内の樹脂が冷却して固化した後、固定型１と可動型２とを型開して、製品キャビティ３内の樹脂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。
【００３１】
また、前記バルブケーシング25のフランジ部27と先端部28は、材料通路34を加熱するコイルヒーター41から離れた位置にあるが、前記フランジ部27の反ゲート側面35に設けられたエア断熱溝61と、前記入れ子51の先端面53の周囲を囲むように設けられたエア断熱溝62により、前記フランジ部27と先端部28からの熱伝導による熱損失が避けられる。したがって、材料通路34内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれ、材料通路34内で樹脂の温度が局所的に高くなる部分が生じることを防止できるので、樹脂にヤケが生じたり樹脂の特性が低下することを防止できる。
【００３２】
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製品キャビティ３を相互間に形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、これら型体のうち製品キャビティ３へ開口するゲート20を有する型体たる固定型１に設けられたバルブ装置21とを備え、このバルブ装置21は、型体たる固定型１に組み込まれると共に材料通路34を内部に形成したバルブケーシング25と、バルブケーシング25の内部に設けられゲート20を開閉するバルブピン32とを有するバルブゲート式金型装置において、バルブケーシング25の中心に材料通路34が形成され、材料通路34の外側の離れた位置にバルブピン32を挿通するバルブピン挿通孔31が形成されるとともに、バルブピン32が弾性変形しながら移動するように構成されたから、成形時には、固定型１及び可動型２を型閉してこれら固定型１及び可動型２間に製品キャビティ３を形成するとともにゲート20を開き、製品キャビティ３内に溶融樹脂を充填する。この際、溶融樹脂は、バルブケーシング25内の材料通路34を通ってゲート20から製品キャビティ３内に流入する。そして、バルブケーシング25の中心に材料通路34が直線状に形成され、材料通路34の外側の離れた位置にバルブピン32を挿通するバルブピン挿通孔31が形成されているため、直線状の材料通路34を通った溶融樹脂は、バルブピン32による流れの抵抗を受けることがなく、さらに材料通路34が直線状であるために材料通路34の壁面から受ける流れの抵抗も少ないので、溶融樹脂を製品キャビティ３内へ高速で円滑に充填することができる。したがって、薄物レンズなどの略円形の製品の成形に特に適したものとなる。また、バルブピン32が弾性変形しながら移動するように構成されたので、バルブピン挿通路31を直線状に限らず湾曲した形状等にも形成することができる。
【００３３】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、バルブケーシング25に、材料通路34を有する入れ子51を形成し、この入れ子51を装着する装着孔54をバルブケーシング25に設け、入れ子51と装着孔54との間にバルブピン挿通孔31を設けたものであり、入れ子51の外周または装着孔54に加工を施し、装着孔54に入れ子51を装着することにより、バルブピン挿通孔31を容易に形成することができる。
【００３４】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、入れ子51の外周面52に形成した溝131によりバルブピン挿通孔31を形成したものであり、入れ子51の外周面52に溝131を形成し、その溝131を装着孔54により塞ぐことにより、バルブピン挿通孔31を容易に形成することができる。
【００３５】
また、このように本実施形態では、請求項４に対応して、バルブケーシング25はゲート20の反対側にフランジ部27を一体に有するとともに、フランジ部27の反ゲート側面35にエア断熱溝61を設けたものであり、フランジ部27からの熱伝導による熱損失が避けられ、材料通路34内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれる。したがって、材料通路34内で樹脂の温度が局所的に高くなる部分が生じることを防止でき、樹脂にヤケが生じたり樹脂の特性が低下することを防止できる。
【００３６】
さらに、このように本実施形態では、請求項５に対応して、バルブケーシング25はゲート20側に先端部28を一体に有するとともに、先端部28の内部にエア断熱溝62を設けたものであり、先端部28からの熱伝導による熱損失が避けられ、材料通路34内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれる。したがって、材料通路34内で樹脂の温度が局所的に高くなる部分が生じることを防止でき、樹脂にヤケが生じたり樹脂の特性が低下することを防止できる。
【００３７】
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、装着孔の内面に、バルブピン挿通路となる溝を形成してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、バルブケーシングの中心に材料通路が形成され、前記材料通路の外側の離れた位置にバルブピンを挿通するバルブピン挿通孔が形成されるとともに、前記バルブピンが弾性変形しながら移動するように構成されたから、製品キャビティ内における成形材料の充填性に優れたバルブゲート式金型装置を提供できる。
【００３９】
請求項２の発明は、請求項１の効果に加えて、前記バルブケーシングに、前記材料通路を有する入れ子を形成し、この入れ子を装着する装着孔を前記バルブケーシングに設け、前記入れ子と前記装着孔との間に前記バルブピン挿通孔を設けたから、入れ子の外周または装着孔に加工を施し、装着孔に入れ子を装着することにより、バルブピン挿通孔を容易に形成することができる。
【００４０】
請求項３の発明は、請求項２の効果に加えて、前記入れ子の外周面に形成した溝により前記バルブピン挿通孔を形成したから、入れ子の外周に溝を形成し、その溝を装着孔により塞ぐことにより、バルブピン挿通孔を容易に形成することができる。
【００４１】
請求項４の発明は、請求項１〜３の効果に加えて、前記バルブケーシングは前記ゲートの反対側にフランジ部を一体に有するとともに、前記フランジ部の反ゲート側面にエア断熱溝を設けたから、フランジ部からの熱伝導による熱損失が避けられ、材料通路内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれる。
【００４２】
請求項５の発明は、請求項１〜４の効果に加えて、前記バルブケーシングは前記ゲート側に先端部を一体に有するとともに、前記先端部の内部にエア断熱溝を設けたから、先端部からの熱伝導による熱損失が避けられ、材料通路内において、溶融樹脂の温度分布がほぼ一様に保たれる。
【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一実施形態を示す断面図である。
【図２】同上、バルブ装置の平面図である。
【符号の説明】
１固定型
２可動型
３製品キャビティ
20 ゲート
21 バルブ装置
25 バルブケーシング
27 フランジ部
28 先端部
31 バルブピン挿通孔
32 バルブピン
34 材料通路
35 反ゲート側面
51 入れ子
52 外周面
54 装着孔
61，62 エア断熱溝
131 溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve gate mold apparatus used for injection molding of a thermoplastic resin.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
In a hot runner mold device that heats the resin that is the molding material in the material passage to the gate to the product cavity and keeps it in a molten state at all times, a valve gate mold that mechanically opens and closes the gate with a valve pin that is a valve body The device is known. The hot runner mold apparatus is intended to increase the molding efficiency, and the gate is closed to prevent the resin from leaking from the gate when the mold is opened.
[0003]
Here, a conventional valve gate mold apparatus will be described. The fixed mold and the movable mold, which are mold bodies, move relative to each other to open and close, and when the mold is closed, a product-shaped product cavity is formed between them. The fixed mold includes a fixed-side mold plate and a fixed-side receiving plate, and a gate that opens to the product cavity is formed on the fixed-side mold plate. A valve casing of the valve device is incorporated in an assembly hole formed through the fixed side receiving plate and the fixed side mold plate. The valve casing is substantially cylindrical, and a material passage communicating with the gate is formed at the center thereof. On the outer peripheral surface of the valve casing, there are provided a coil heater which is means for constantly keeping the thermoplastic resin which is a molding material in the material passage in a molten state, and a heater cover which covers the coil heater from the outside. A liner which is a material passage of a manifold is connected to the material passage of the valve casing, and a molding material is sent to the runner from an injection molding machine. A valve pin that opens and closes the gate of the gate bush by moving while being supported by a guide bush driven by a hydraulic cylinder or the like is provided in the valve casing. The valve pin is fitted to the gate of the gate bush to close it. At the time of molding, a plurality of molds are closed to form product cavities between the molds and the gate is opened, and the molding material is filled into the product cavities from the material passage through the gates. Next, the gate of the gate bush is closed by the valve pin, and after the molding material in the product cavity is solidified, the mold is opened and the molding material in the product cavity, that is, the molded product is taken out. Thereafter, the mold is closed again, and the above molding cycle is repeated. Throughout the entire molding cycle, the molding material in the material passage of the valve body is always kept in a molten state by the heating of the heating means.
[0004]
In such a valve gate type mold apparatus, it is necessary to fill a molding material at a high speed in order to mold a thin product, but the conventional one forms a material passage in the center of the valve casing. Since the valve pin moves forward and backward to open and close the gate, the valve pin becomes a resistance to the flow of the molding material. For example, in injection molding of a thin lens or case having a thickness of 0.3 mm or less, the molding material filled in the product cavity needs to be filled to a position away from the gate at high speed.
[0005]
The present invention is intended to solve such problems, and is a valve gate type that reduces resistance to the flow of molding material in the material passage in the valve casing and is excellent in filling property of the molding material in the product cavity. An object is to provide a mold apparatus and a molding method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a valve gate mold apparatus according to the first aspect of the present invention includes a plurality of molds that open and close each other and form a product cavity between them when the mold is closed, and to the product cavity among these mold bodies. A valve device provided in a mold body having an open gate, the valve device being incorporated in the mold body and having a material passage formed therein, and the gate provided in the valve casing. In the valve gate mold apparatus having a valve pin that opens and closes, the material passage is formed in the center of the valve casing, and a valve pin insertion hole through which the valve pin is inserted is formed at a position outside the material passage. In addition, the valve pin is configured to move while being elastically deformed .
[0007]
At the time of molding, a plurality of molds are closed, product cavities are formed between the molds, the gate is opened, and a molding material is filled into the product cavities. At this time, the molding material flows from the gate into the product cavity through the material passage in the valve casing. And since the material passage is formed in a straight line in the center of the valve casing, and the valve pin insertion hole for inserting the valve pin is formed at a position outside the material passage, the molding material passing through the straight material passage is The flow resistance by the valve pin is not received, and since the material passage is straight, the flow resistance received from the wall of the material passage is also low, so that the molding material can be filled into the product cavity smoothly at high speed. it can. Next, the gate is closed by the valve pin, and after the molding material in the product cavity is solidified, the mold is opened to take out the molding material in the product cavity, that is, the molded product. Thereafter, the mold is closed again and the above molding cycle is repeated. Further, since the valve pin is configured to move while being elastically deformed , the valve pin insertion passage can be formed not only in a straight line but also in a curved shape.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the valve gate mold apparatus according to the first aspect of the present invention, a nest having the material passage is formed in the valve casing, and a mounting hole for mounting the nest is provided in the valve casing. The valve pin insertion hole is provided between the insert and the mounting hole.
[0009]
By processing the outer periphery or the mounting hole of the nest and mounting the nest in the mounting hole, the valve pin insertion hole can be easily formed.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the valve gate mold apparatus according to the second aspect of the present invention, the valve pin insertion hole is formed by a groove formed on the outer peripheral surface of the insert.
[0011]
By forming a groove on the outer periphery of the nest and closing the groove with the mounting hole, the valve pin insertion hole can be easily formed.
[0012]
A fourth aspect of the present invention is the valve gate mold apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the valve casing integrally has a flange portion on the opposite side of the gate, An air heat insulation groove is provided on the side opposite to the gate.
[0013]
Thereby, heat loss due to heat conduction from the flange portion is avoided, and the temperature distribution of the molten resin is kept substantially uniform in the material passage. Accordingly, it is possible to prevent a portion where the temperature of the resin is locally increased in the material passage, and it is possible to prevent the resin from being burnt or the resin characteristics from being deteriorated.
[0014]
A fifth aspect of the present invention is the valve gate mold apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the valve casing integrally has a tip end portion on the gate side, and is provided inside the tip end portion. An air insulation groove is provided.
[0015]
Thereby, heat loss due to heat conduction from the tip is avoided, and the temperature distribution of the molten resin is kept substantially uniform in the material passage. Accordingly, it is possible to prevent a portion where the temperature of the resin is locally increased in the material passage, and it is possible to prevent the resin from being burnt or the resin characteristics from being deteriorated.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a valve gate mold apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, the configuration of the injection mold apparatus will be described. Reference numeral 1 denotes a fixed mold as a first mold body, 2 denotes a movable mold as a second mold body, and these fixed mold 1 and movable mold 2 move in the vertical direction (mold opening / closing direction) to open and close each other. A product cavity 3 having a product shape is formed between the molds when the mold is closed.
[0017]
The fixed mold 1 includes a fixed mold 6 that forms a product cavity 3, a fixed receiving plate 7 that is fixed to the back side of the fixed mold 6 (the opposite side to the movable mold 2), and the fixed receiver. A fixed-side mounting plate (not shown) fixed to the back side of the plate 7 via a spacer block is provided. This fixed side attachment plate is attached to the fixed side platen of the injection molding machine. Further, a locate ring and a sprue bush to which a nozzle of a heating cylinder device that is a molding material supply device of an injection molding machine is connected are fixed to the fixed side mounting plate. The inside of the sprue bush is a sprue that is a material passage. The sprue bush is provided with a heater that is a heating means for heating the sprue to keep the thermoplastic resin as a molding material therein in a molten state at all times. A manifold 8 is provided between the fixed side receiving plate 7 and the fixed side mounting plate.
[0018]
A runner 9, which is a material passage for branching the sprue to each product cavity 3, is formed inside the manifold 8. Further, the manifold 8 is provided with a heater 10 which is a heating means for heating the runner 9 to keep the thermoplastic resin therein in a molten state.
[0019]
A direct gate 20 is formed on the fixed mold 1, and the direct gate 20 is formed on the fixed-side mold plate 6. Further, the fixed mold 1 incorporates a valve device 21 which is a gate opening / closing means for opening and closing the direct gate 20.
[0020]
Next, the configuration of the valve device 21 will be described. The fixed side receiving plate 7 constituting the main body portion of the fixed mold 1 is formed with a built-in hole 22 penetrating in the mold opening / closing direction, and further inside the fixed side mold plate 6 as the main body portion, A built-in hole 23 communicating with the built-in hole 22 is formed, and the gate 20 is provided at the tip of the built-in hole 23 so as to communicate with the product cavity 3. In addition, a substantially cylindrical valve casing 25 is incorporated in the assembly holes 22 and 23. The valve casing 25 integrally has a flange portion 27 having a large diameter portion on the side opposite to the gate 20 of the main body portion 26 having a small diameter portion, and is fixed to the manifold 8 and the fixed side receiving plate 7. The outer peripheral surfaces of the main body portion 26 and the flange portion 27 have a cylindrical surface shape. Further, the tip end portion 28 on the gate 20 side of the valve casing 25 has a tapered shape.
[0021]
A material passage 34 is formed at the center of the valve casing 25. The material passage 34 has an inlet portion 36 on the side face 35 opposite to the flange portion 27, and the runner 9 is provided in the inlet portion 36. Connected. The inlet portion 36 is formed to have a larger cross-sectional area than other portions of the material passage 34, a straight portion 37 is formed from the inlet portion 36 toward the gate side, and the diameter of the straight portion 37 is smaller on the gate side. A tapered portion 38 is provided.
[0022]
A valve pin insertion hole 31 in the mold opening / closing direction is formed through the valve casing 25 at a position away from the material passage 34 and outside the material passage 34. The valve pin insertion hole 31 has an inlet portion 39 on the opposite side surface 35 of the flange portion 27. The inlet portion 39 is provided with a tapered portion 39A, and the inlet portion 39 is formed to have a larger cross-sectional area than other portions of the valve pin insertion hole 31. A straight portion 40 is formed from the inlet portion 39 toward the gate side, and the gate side of the straight portion 40 and the opening end portion 31A of the material passage 34 are connected by the inclined portion 40A of the valve pin insertion hole 31. ing. In addition, the oblique portion 40A is continuous to the straight portion 40 while drawing a smooth curve. The inclined portion 40A is inclined with respect to the material passage 34 and is located on the same plane including the material passage 34.
[0023]
A substantially cylindrical valve pin 32 is slidably supported in the valve pin through hole 31, and the valve pin 32 is moved in the mold opening / closing direction by driving of a driving device such as a hydraulic cylinder device (not shown) to move the gate 20 through. Open and close. The valve pin 32 is formed of a highly elastic alloy, such as rubber metal, piano wire, etc., and can move while elastically deforming the straight portion 40 of the valve pin insertion hole 31, the oblique portion 40A, and the opening end portion 31A of the material passage 34. It is configured. The valve pin 32 is configured such that a gate closing portion 33 formed as a straight portion at the tip portion is detachably fitted to the gate 20 to close the gate 20.
[0024]
A coil heater 41 as a heating means for heating the material passage 34 and a substantially cylindrical heater cover 42 that covers the heater 41 from the outside are fitted on the outer peripheral surface of the main body portion 26 of the valve casing 25.
[0025]
An air heat insulating groove 61 is provided on the opposite gate side surface 35 of the flange portion 27 of the valve casing 25. The air heat insulating groove 61 is formed in a circular shape centering on the inlet portion 36 of the material passage 34. On the other hand, a center of the main body portion 26 of the valve casing 25 is a nesting 51. The nesting 51 includes a cylindrical outer peripheral surface 52, and a gate side includes a substantially conical tip surface 53. An air heat insulating groove 62 is provided so as to surround the periphery of the tip surface 53. Therefore, the air heat insulating groove 62 is located inside the tip end portion 28 of the valve casing 25.
[0026]
A fixing ring 43 is provided on the outer peripheral surface of the end of the valve casing 25 on the gate side, and the fixing ring 43 is fitted into the cylindrical fitting hole 23A of the built-in hole 23 to thereby form the gate of the valve casing 25. The fixed side plate 6 is supported and fixed in a positioned state on the fixed side plate 6. On the other hand, a built-in hole fitting portion 44 is provided on the distal end side of the flange portion 27 of the valve casing 25. Is fitted in a large cylindrical surface-shaped large-diameter fitting receiving portion 22A formed in the built-in hole 22. Accordingly, the gate side of the flange portion 27 of the valve casing 25 is supported and fixed in a positioning state on the fixed side receiving plate 7 which is a mold body.
[0027]
Next, a method for manufacturing the valve casing 25 will be described. The center of the valve casing 25 is formed in a nesting 51, and the material passage 34 is formed in the center of the nesting 51. The insert 51 forms a cylindrical outer peripheral surface 52, and a substantially conical tip surface 53 is formed on the gate side. Further, the valve casing 25 is formed with a mounting hole 54 for mounting the insert 51 from the side opposite to the gate. The mounting hole 54 has a shape corresponding to the outer periphery of the insert 51, and is formed on the outer peripheral surface 52 and the distal end surface 53. Correspondingly, it has an inner peripheral surface 55 and a substantially conical tip receiving surface 56.
[0028]
Further, a groove 131 for forming the valve pin through hole 31 is formed on the outer surface of the insert 51. The groove 131 corresponds to the taper portion 39A and the straight portion 40, and has a taper forming portion 139A and a straight line forming portion 140, respectively. These sections 139A and 140 are formed in substantially the same shape. The taper forming portion 139A and the straight line forming portion 140 are formed in a semicircular arc groove in which a circle having a center S at the same depth position from the outer surface is opened outward with a width of its diameter. The distance from the outer surface of the insert 51 to the center S is equal to the radius of the circle. Further, the groove 131 includes an oblique formation portion 140A corresponding to the oblique portion 40A, and the oblique formation portion 140A has a circular cross section. In addition, the radius of the cross section of the oblique formation portion 140A is formed to be equal to the radius of the semicircular arc of the cross section of the straight line formation portion 140. The oblique formation portion 140A continues smoothly from the straight line formation portion 140, passes through the inside of the tip of the insert 51, and reaches the opening end portion 31A.
[0029]
Then, the insert 51 inserted into the mounting hole 54 is fixed by brazing or diffusion bonding. When fixed by diffusion bonding, the diffusion bonding is performed through a contact process between the bonding interfaces, a process in which the contact surface is closely adhered with time, and a process in which the bonding boundary disappears. In the next process, due to slip deformation due to pressurization, surface coating breakage, and movement, in the next process due to vacancy diffusion, boundary diffusion, that is, the process of close adhesion due to the movement of dislocations, and in the next process due to recrystallization and crystal growth, etc. It is involved in the formation of a new crystal structure and the decomposition or dissolution of coatings, inclusions, etc. existing at the bonding boundary, and almost complete bonding is achieved. Specifically, in diffusion welding using a solvent, a solvent made of a nickel alloy, for example, BNi, is used. The solvent is heated and melted, and the material to be joined by capillary action, that is, the outer periphery of the insert 51 is attached. Infiltrate the holes 54. In diffusion bonding, the material structure is transformed at the bonding portion and is firmly bonded, and material leakage in the material passage 34 can be completely prevented.
[0030]
Next, the operation of the above configuration will be described. First, the fixed mold 1 and the movable mold 2 are closed, a product cavity 3 is formed between the fixed mold 1 and the movable mold 2, and then the valve pin 32 is moved away from the movable mold 2 to open the gate 20. To do. At this time, the valve pin 32 moves while elastically deforming in accordance with the shapes of the opening end portion 31A, the oblique portion 40A, and the straight portion 40. Then, a molten thermoplastic resin, which is a thermoplastic molding material, is injected into the fixed mold 1 from the injection molding machine. The resin flows through the runner 9 of the manifold 8 and the like, and further flows from the inlet portion 36 through the linear material passage 34 into the product cavity 3 through the open end portion 31A of the tip portion of the valve casing 25 and the gate 20. . In this case, the molten resin that has passed through the linear material passage 34 is not subjected to flow resistance by the valve pin 32, and further, since the material passage 34 is linear, the resistance of the flow received from the wall surface of the material passage 34 is also reduced. Therefore, the molten resin can be filled smoothly into the product cavity 3 at a high speed. Then, after the molten resin is filled in the product cavity 3 in this way, the valve pin 32 moves while being elastically deformed toward the movable mold 2 through holding pressure, and is fitted into the gate 20 so that the gate 20 is moved. close. Then, after the resin in the product cavity 3 is cooled and solidified, the fixed mold 1 and the movable mold 2 are opened, and the resin in the product cavity 3, that is, the molded product is taken out. Thereafter, the mold is closed again and the above molding cycle is repeated.
[0031]
Further, the flange portion 27 and the tip portion 28 of the valve casing 25 are located away from the coil heater 41 that heats the material passage 34, but the air heat insulating groove 61 provided on the opposite gate side surface 35 of the flange portion 27. In addition, heat loss due to heat conduction from the flange portion 27 and the tip portion 28 can be avoided by the air heat insulating groove 62 provided so as to surround the tip surface 53 of the insert 51. Therefore, the temperature distribution of the molten resin is kept almost uniform in the material passage 34, and it is possible to prevent a portion where the temperature of the resin is locally increased in the material passage 34. It can prevent that the characteristic of resin falls.
[0032]
As described above, in this embodiment, corresponding to claim 1, a plurality of fixed molds 1 and movable molds 2 which are opened and closed with each other and form a product cavity 3 between the molds when closed, and of these molds And a valve device 21 provided in a fixed mold 1 which is a mold body having a gate 20 opened to the product cavity 3. The valve device 21 is incorporated in the fixed mold 1 which is a mold body and forms a material passage 34 therein. In the valve gate type mold apparatus having the valve casing 25 and the valve pin 32 provided inside the valve casing 25 for opening and closing the gate 20, a material passage 34 is formed at the center of the valve casing 25, and the outside of the material passage 34. Since a valve pin insertion hole 31 for inserting the valve pin 32 is formed at a position away from the valve pin 32 and the valve pin 32 is configured to move while being elastically deformed. The movable mold 2 is closed to form a product cavity 3 between the fixed mold 1 and the movable mold 2, and the gate 20 is opened to fill the product cavity 3 with molten resin. At this time, the molten resin flows from the gate 20 into the product cavity 3 through the material passage 34 in the valve casing 25. The material passage 34 is formed linearly in the center of the valve casing 25, and the valve pin insertion hole 31 through which the valve pin 32 is inserted is formed at a position outside the material passage 34. Therefore, the linear material passage 34 is formed. The molten resin that has passed through is not subjected to the flow resistance by the valve pin 32, and since the material passage 34 is linear, the flow resistance received from the wall surface of the material passage 34 is small, so that the molten resin is supplied to the product cavity 3. It can be filled smoothly at high speed. Therefore, it is particularly suitable for molding a substantially circular product such as a thin lens. Further, since the valve pin 32 is configured to move while being elastically deformed , the valve pin insertion passage 31 can be formed not only in a straight line but also in a curved shape.
[0033]
In this way, in this embodiment, corresponding to claim 2, the valve casing 25 is provided with the insert 51 having the material passage 34, and the valve casing 25 is provided with the mounting hole 54 for mounting the insert 51. A valve pin insertion hole 31 is provided between the nest 51 and the mounting hole 54. By processing the outer periphery of the nest 51 or the mounting hole 54 and attaching the nest 51 to the mounting hole 54, the valve pin insertion hole 31 is provided. Can be easily formed.
[0034]
As described above, in this embodiment, the valve pin insertion hole 31 is formed by the groove 131 formed on the outer peripheral surface 52 of the nest 51, and the groove 131 is formed on the outer peripheral surface 52 of the nest 51. The valve pin insertion hole 31 can be easily formed by closing the groove 131 with the mounting hole 54.
[0035]
Thus, in this embodiment, corresponding to claim 4, the valve casing 25 integrally has the flange portion 27 on the opposite side of the gate 20, and the air heat insulating groove 61 on the opposite gate side surface 35 of the flange portion 27. Thus, heat loss due to heat conduction from the flange portion 27 is avoided, and the temperature distribution of the molten resin is kept substantially uniform in the material passage 34. Therefore, it is possible to prevent a portion in which the temperature of the resin is locally increased in the material passage 34 from occurring, and it is possible to prevent the resin from being burnt or the resin characteristics from being deteriorated.
[0036]
Further, in this embodiment, in correspondence with the fifth aspect of the present invention, the valve casing 25 is integrally provided with the tip portion 28 on the gate 20 side and the air heat insulating groove 62 is provided inside the tip portion 28. In addition, heat loss due to heat conduction from the tip portion 28 is avoided, and the temperature distribution of the molten resin is kept almost uniform in the material passage 34. Therefore, it is possible to prevent a portion in which the temperature of the resin is locally increased in the material passage 34 from occurring, and it is possible to prevent the resin from being burnt or the resin characteristics from being deteriorated.
[0037]
In addition, this invention is not limited to the said Example, Various deformation | transformation implementation is possible. For example, a groove serving as a valve pin insertion passage may be formed on the inner surface of the mounting hole.
[0038]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a material passage is formed at the center of the valve casing, a valve pin insertion hole is formed at a position outside the material passage, and the valve pin moves while being elastically deformed. Since it was comprised in this way, the valve gate type die apparatus excellent in the filling property of the molding material in a product cavity can be provided.
[0039]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, a nest having the material passage is formed in the valve casing, and a mounting hole for mounting the nest is provided in the valve casing. Since the valve pin insertion hole is provided between the hole and the hole, the valve pin insertion hole can be easily formed by processing the outer periphery of the insert or the attachment hole and attaching the insert to the attachment hole.
[0040]
In the invention of claim 3, in addition to the effect of claim 2, since the valve pin insertion hole is formed by the groove formed on the outer peripheral surface of the insert, the groove is formed on the outer periphery of the insert, and the groove is formed by the mounting hole. By closing, the valve pin insertion hole can be easily formed.
[0041]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to third aspects, the valve casing integrally has a flange portion on the opposite side of the gate, and an air heat insulation groove is provided on the side opposite to the gate of the flange portion. Heat loss due to heat conduction from the flange portion is avoided, and the temperature distribution of the molten resin is kept almost uniform in the material passage.
[0042]
In addition to the effects of the first to fourth aspects of the present invention, the valve casing has an end portion integrally on the gate side, and an air heat insulating groove is provided inside the end portion. Heat loss due to heat conduction is avoided, and the temperature distribution of the molten resin is kept almost uniform in the material passage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a valve gate mold apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the valve device.
[Explanation of symbols]
1 fixed mold 2 movable mold 3 product cavity
20 gate
21 Valve device
25 Valve casing
27 Flange
28 Tip
31 Valve pin insertion hole
32 Valve pin
34 Material passage
35 Anti-gate side
51 Nesting
52 Outer surface
54 Mounting hole
61, 62 Air insulation groove
131 groove

Claims

A plurality of molds that open and close each other to form a product cavity between the molds, and a valve device provided in a mold body having a gate that opens to the product cavity among these mold bodies, the valve device includes: In a valve gate type mold apparatus having a valve casing incorporated in the mold body and having a material passage formed therein, and a valve pin provided inside the valve casing for opening and closing the gate, the valve casing is formed at the center of the valve casing. The material passage is formed in a straight line, and a valve pin insertion hole for inserting the valve pin is formed at a position apart from the outside of the material passage, and the valve pin is configured to move while being elastically deformed. Valve gate type mold equipment.

The valve casing is formed with a nest having the material passage, a mounting hole for mounting the nest is provided in the valve casing, and the valve pin insertion hole is provided between the nest and the mounting hole. The valve gate type mold apparatus according to claim 1.

The valve gate mold apparatus according to claim 2, wherein the valve pin insertion hole is formed by a groove formed on an outer periphery of the insert.

The valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve casing integrally has a flange portion on the opposite side of the gate, and an air heat insulating groove is provided on the side opposite to the gate of the flange portion. Gate mold equipment.

The valve gate mold according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve casing has a leading end integrally on the gate side, and an air heat insulating groove is provided inside the leading end. apparatus.