JPH068280A - バルブゲート式金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲート付近の樹脂の硬化によりバルブが閉ま
りきらなくなることを防ぐ。 【構成】 ゲート21に近接対向させて、可動型２にスポ
ットヒーター61を設ける。このスポットヒーター61によ
り、射出工程時、ゲート21部分の樹脂を加熱する。 【効果】 保圧工程後、バルブ43をゲート21に嵌合し
て、このゲート21を閉じる。この時点で、ゲート21部分
の樹脂は、まだ軟らかく、バルブ43の動作を妨げない。

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。すなわち、バルブゲート式
金型においては、油圧シリンダー装置などによりピン状
のバルブを駆動し、このバルブをゲートに嵌合してこの
ゲートを閉塞するとともに、ゲートからバルブを抜いて
ゲートを開放するようにしている。そして、成形にあた
っては、型締後、油圧シリンダー装置によりバルブを駆
動してゲートを開放した上で、射出成形機のノズルから
溶融樹脂を射出する。この樹脂は、スプルーおよびラン
ナーを通ってゲートからキャビティ内に流入して充填さ
れる（射出工程）。この射出工程後は保圧工程となる
が、この保圧工程においては、樹脂に対して射出成形機
側からのある程度の加圧が続くことより、キャビティか
らの溶融樹脂の逆流が防止されるとともに、キャビティ
内での溶融樹脂の冷却による収縮分の樹脂がキャビティ
内に補充される。この保圧工程においては、もちろんゲ
ートは開放状態のままである。そして、保圧工程の終了
後、油圧シリンダー装置によりバルブを駆動してゲート
に嵌合し、このゲートを閉塞する。その後、キャビティ
内に充填された樹脂をさらに十分に冷却、固化させた
後、型開して、キャビティ内で固化した樹脂である成形
品を取り出す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のようなバルブゲ
ート式金型において、従来は、保圧時間を長くした場
合、ゲート部分の樹脂の硬化が進み、その後、バルブが
閉まりきらなくなることがある問題があった。これは、
特に、高い耐熱性を有するポリカーボネートのような熱
可塑性樹脂の場合に顕著になる。そして、バルブが閉ま
りきらなくなれば、もちろんその後の成形は、正常に行
われなくなる。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ゲート部分の樹脂の硬化によりバルブが
閉まりきらなくなることを防止できるバルブゲート式金
型を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成しようとするもので、請求項１の発明のバルブゲート
式金型は、型締時にキャビティを内部に形成する相互に
移動可能な複数の金型部材と、この金型部材に形成され
前記キャビティへ開口するゲートを開閉するバルブとを
備え、前記ゲートを有する金型部材と対向する金型部材
における前記ゲートと近接対向する位置にヒーターを点
在的に設けたものである。

【０００６】さらに、請求項２の発明のバルブゲート式
金型は、前記ゲートからキャビティ内に樹脂を充填する
射出工程中は前記ヒーターをオンさせ、射出工程後の保
圧工程以後は前記ヒーターをオフさせる制御手段を備え
たものである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明のバルブゲート式金型では、成
形時、金型部材を型締して、これら金型部材間にキャビ
ティを形成する。そして、まず射出工程において、ゲー
トを開放した上で、このゲートからキャビティ内へ樹脂
を充填する。射出工程後は、保圧工程になるが、この保
圧工程においても、ゲートは開放したままである。保圧
工程が終了したら、バルブによりゲートを閉塞する。つ
いで、キャビティ内の樹脂がさらに十分に冷却、固化し
た後、金型部材を型開し、キャビティ内で固化した樹脂
である成形品を取り出す。ところで、例えば射出工程中
などに、ゲートを有する金型部材と対向する金型部材に
おける前記ゲートと近接対向する位置に点在的に設けら
れたヒーターをオンして、ゲート部分の樹脂を加熱す
る。これにより、保圧工程の終了までに、ゲート部分の
樹脂が冷却により過度に硬化することを防ぎ、保圧工程
終了後にバルブが閉まりきらなくなることを防ぐ。

【０００８】そして、請求項２の発明のバルブゲート式
金型では、制御手段の制御により、射出工程中は前記ヒ
ーターをオンさせ、保圧工程以後はヒーターをオフさせ
る。このように保圧工程以後にヒーターをオフさせるの
は、キャビティ内におけるゲート付近の樹脂の冷却、固
化が過度に遅れるのを防ぐためである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のバルブゲート式金型の一実施
例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実
施例の金型は、ポリカーボネートによりミニディスク用
ディスケットを成形するためのものである。図１におい
て、１は固定型、２は可動型で、金型部材であるこれら
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、型締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、ローケートリング13が外面に固定されているととも
に、このローケートリング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２に図示）が設けられてい
る。また、キャビティ３を囲んでキャビティ部材12に
は、冷却用流体通路26が形成されている。

【００１０】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２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内にそれぞれ嵌合し
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、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。なお、前記バンドヒーター34は、コード37を介して
外部の電源回路に電気的に接続されるようになってお
り、また、内周側にセンサー38を有している。また、前
記バルブケーシング32内には、ガイドブッシュ39が図示
上部に同軸的に嵌合固定されているとともに、バルブホ
ルダー40が図示下部に嵌合されている。このバルブホル
ダー40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41により下方から固定されている。そして、
マニホールド８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42を介
してバルブケーシング32内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41の内部が前記ゲー
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、ピン状のバルブ43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43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39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、バルブホルダー
40内を摺動自在に貫通している。また、各バルブ43は、
マニホールド９に形成された通孔44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45にそれぞれ連結されており、このシリンダ
ー装置45により駆動されるものである。そして、前記バ
ルブ43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46になっている。

【００１１】一方、図１に示すように、前記可動型２
は、可動側型板51と、この可動側型板51の背面（図示下
面）に取付けられた可動側受け板52と、この可動側受け
板52の下面にスペーサブロック53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54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54と前記可動側受け板52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55が設けられ
ており、この突き出し板55に突き出しピン56が固定され
ている。これら突き出しピン56は、前記可動側受け板52
および可動側型板51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51は、枠板57内に、製品の内面をそれぞれ形成する
複数のコア部材58を埋め込んで固定したものである。そ
して、これらコア部材58には、それぞれカートリッジヒ
ーターからなるスポットヒーター61が貫通状態で組み込
んである。これらスポットヒーター61は、図２にも示す
ように、その一端部のフランジ部62がコア部材58と受け
板52とにより挟まれて固定されている。そして、スポッ
トヒーター61は、他端部が発熱部63となっているが、こ
れら発熱部63は、各ゲート21に近接対向して点在的に位
置している。なお、発熱部63は、受け板52を挿通するコ
ード64により、金型外の電源、制御装置に接続されるよ
うになっている。また、キャビティ３を囲んでコア部材
58には、冷却用流体通路66が形成されている。

【００１２】つぎに、前記バルブ装置31やスポットヒー
ター61の制御系の概略を図３に基づいて説明する。71は
制御手段としてのバルブコントローラーで、このバルブ
コントローラー71は、射出成形機72からの信号にも基づ
いて、前記バンドヒーター34およびスポットヒーター61
を直接制御するとともに、射出成形機72を介してバルブ
43の駆動用の油圧シリンダー装置45を制御するものであ
る。そして、前記バルブコントローラー71の制御によ
り、スポットヒーター61は、射出工程の開始時から終了
時までのみオンするようになっている。

【００１３】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。成形時には、固定型１と可動型２とを型締
し、図３に実線で示すように、シリンダー装置45により
バルブ43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72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内に流入し、このキャビティ３内に
充填される（射出工程）。この射出工程の後は、保圧工
程となる。この保圧工程においては、金型内の樹脂に対
して射出成形機72側からのある程度の加圧が続くことよ
り、キャビティ３からの溶融樹脂の逆流が防止されると
ともに、キャビティ３内での溶融樹脂の冷却による収縮
分の樹脂がキャビティ３内に補充される。この保圧工程
においては、もちろんゲート21は開放状態のままであ
る。そして、保圧工程の終了後、シリンダー装置45によ
りバルブ43を図示下降させて、これらバルブ43の閉塞部
46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
さらに十分に冷却、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成形
品を取り出すが、このとき、突き出しピン56が成形品を
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。一方、ゲートブッシュ22を含めて、キャビテ
ィ３の周囲は、冷却用流体通路23，26，66を通る冷却用
流体である水により積極的に冷却される。

【００１４】ところで、射出工程の開始時、ゲート21が
開放されるとともに、スポットヒーター61がオンする。
これらスポットヒーター61は、射出工程の終了までオン
しており、保圧工程が始まってオフし、次の射出工程の
開始までオフ状態を保つ。こうして、射出工程中には、
スポットヒーター61の発熱部63で生じる熱によりゲート
21部分の樹脂が加熱される。これにより、保圧工程の終
了までに、ゲート21部分の樹脂が冷却により過度に硬化
することが防止され、保圧工程終了後にバルブ43が閉ま
りきらなくなることが防止される。すなわち、バルブ43
が閉じ動作する時点で、ゲート21部分の樹脂は、まだ軟
らかく、バルブ43の動作を妨げない。したがって、成形
サイクルの進行に支障が生じない。これとともに、保圧
工程以後にスポットヒーター61をオフさせて、ゲート21
部分の樹脂に対する加熱を止めることにより、キャビテ
ィ３内におけるゲート21付近の樹脂の冷却、硬化が過度
に遅れることがない。これにより、一成形サイクルの長
時間化、成形不良も防止できる。

【００１５】なお、ゲート21に近接対向するスポットヒ
ーター61に加えて、図４に示すように、成形品の薄肉部
分に対応する位置にもスポットヒーター81を設けてもよ
い。このように樹脂の入りにくい場所である成形品の薄
肉部分に対応する位置にスポットヒーター81を設け、そ
の発熱部82の加熱により、キャビティ３内における樹脂
の入りにくい狭部3aの冷却を遅らせることにより、キャ
ビティ３内への樹脂の充填不足を防止できる。

【００１６】さらに、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、成形品がミニディスク用ディスケ
ットであったが、もちろん他の成形品にも本発明は適用
可能である。また、樹脂も、ポリカーボネートに限るも
のではない。さらに、バルブ装置において、ヒーターカ
バーや外筒は、必ずしも必要なものではない。

【００１７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、バルブゲート
式金型において、ゲートを有する金型部材と対向する金
型部材におけるゲートと近接対向する位置にヒーターを
点在的に設けたので、ヒーターによってゲート部分の樹
脂を加熱することにより、バルブが閉まりきらなくなる
ことを防止できる。

【００１８】さらに、請求項２の発明によれば、射出工
程中は前記ヒーターをオンさせ、保圧工程以後はヒータ
ーをオフさせる制御手段を備えたので、キャビティ内に
おけるゲート付近の樹脂の冷却、固化が過度に遅れるの
を防ぎながら、バルブが閉まりきらなくなることを確実
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の一実施例を示す
断面図である。

【図２】同上ゲート部分の拡大断面図である。

【図３】同上ブロック図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す一部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定型（金型部材） ２ 可動型（金型部材） ３ キャビティ 21 ゲート 43 バルブ 61 スポットヒーター（ヒーター） 71 バルブコントローラー（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締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金型部材と、この金型部材に形成
   され前記キャビティへ開口するゲートを開閉するバルブ
   とを備え、前記ゲートを有する金型部材と対向する金型
   部材における前記ゲートと近接対向する位置にヒーター
   を点在的に設けたことを特徴とするバルブゲート式金
   型。
2. 【請求項２】 前記ゲートからキャビティ内に樹脂を充
   填する射出工程中は前記ヒーターをオンさせ、射出工程
   後の保圧工程以後は前記ヒーターをオフさせる制御手段
   を備え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。