JPH07290539A

JPH07290539A - ホットランナー金型装置

Info

Publication number: JPH07290539A
Application number: JP8888694A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Higuchi; 良則樋口; Mitsuhiro Obara; 光博小原
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1995-11-07
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3316835B2

Abstract

(57)【要約】【目的】キャビティにおけるゲート付近の冷却効果を
高める。【構成】ゲートブッシュ12とこれが嵌合された固定側
型板４の嵌合孔11の内周面との間に、冷却用の水通路41
と空気通路42とを形成する。空気通路42は、水通路41よ
りもゲート17の近くに位置している。【効果】空気を通す空気通路42は、水を通す水通路41
よりも位置に関する制約も少なく、よりゲート17の近く
に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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に係わり、特
に、冷却のための構造に関する。

【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通路内の樹
脂をヒーターによる加熱などによって常時溶融状態に保
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、キャビティを囲んで冷却用流体通路を設けてい
る。そして、従来は、冷却用流体として、水あるいは油
などの液体を用いている。

【０００３】ところで、熱可塑性樹脂の射出成形におい
て、キャビティ内で成形された製品を十分に冷却する前
に取り出してしまうと、金型外での冷却に伴って製品が
変形し、不良を生じやすい。特にホットランナー金型装
置においては、ゲート近傍までの樹脂通路が熱く保たれ
るため、キャビティ内におけるゲート付近の冷却が遅れ
やすいが、製品の各部の温度が不均一な状態で、製品が
取り出されると、不均一な冷却により、いっそう不良を
生じやすい。また、製品におけるゲート付近の冷却が不
十分なまま型開が行われると、ゲート跡にいわゆる糸曳
きなどの不良を生じるおそれもある。一方、金型内での
製品の冷却時間を長くすると、成形周期が長くなり、生
産性が落ちる。

【０００４】これに対して、ホットランナー金型装置に
おいて、成形不良を防止しながら、成形周期を短くする
ためには、特にキャビティにおけるゲート付近の冷却効
果を高めればよい。ところが、従来のように、冷却用流
体として水などの液体を用いると、漏水や流路抵抗など
の問題から、十分にゲートの近くに水通路を設けること
は困難である。

【０００５】なお、ゲート付近の冷却を速やかなものと
するためには、ゲート付近で製品の厚さ自体を薄くする
ことも考えられるが、製品規格上できないこともあり、
また、十分な効果は期待できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、ホット
ランナー金型装置においては、キャビティにおけるゲー
ト付近の冷却効果を高めることが望ましいが、従来は、
冷却用流体通路に通す冷却用流体として水などの液体の
みを用いていたため、十分にゲートの近くに冷却用流体
通路を設けられない問題があった。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ホットランナー金型装置において、キャ
ビティにおけるゲート付近の冷却効果を高めることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、開閉自在で型閉時に相互間にキャビティ
を形成する複数の型体を備え、前記キャビティにゲート
を介して通じる樹脂通路と、前記キャビティを囲んで位
置する冷却用流体通路とを前記型体に形成し、前記樹脂
通路内の樹脂を常時溶融状態に保つホットランナー金型
装置において、前記冷却用流体通路として、液体が通る
液体通路の他に、前記ゲートにより近い位置に、気体供
給源に接続され気体が通る気体通路を設けたものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明のホットランナー金型装置では、型閉し
た状態で、型体内の樹脂通路からゲートを介してキャビ
ティ内に溶融樹脂を充填する。このキャビティ内に充填
された樹脂は、冷却用流体通路に冷却用流体を通すこと
により、冷却されて固化する。そして、キャビティ内の
樹脂すなわち製品が十分に冷却、固化した後、型開して
製品を取り出す。前記冷却に際しては、冷却用流体通路
としての液体通路に液体を通す他、ゲートにより近い位
置に設けられた気体通路に、気体供給源により気体を通
す。この気体の流通により、特にキャビティにおけるゲ
ート付近が冷却される。気体による冷却は、液体による
冷却よりも本来効率は劣るが、位置に関する制約は少な
く、前述のようにゲートにより近い位置に設けられる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のホットランナー金型装置の一
実施例について、図１を参照しながら説明する。同図に
おいて、１は固定型、２は可動型で、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
を相互間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と、この固定側受け板５の背
面にスペーサブロックを介して取付けられた固定側取付
け板（図示していない）と、この固定側取付け板および
前記固定側受け板５間に設けられたマニホールド６とな
どからなっている。このマニホールド６内には、固定側
取付け板に設けられ射出成形機のノズルが接続されるス
プルーに連通する樹脂通路であるランナー７が形成され
ている。また、マニホールド６には、ランナー７を加熱
するヒーター（図示していない）が設けられている。

【００１１】前記固定側型板４には複数の嵌合孔11が形
成されており、これら嵌合孔11内には、それぞれゲート
ブッシュ12が嵌合されている。前記嵌合孔11は、キャビ
ティ３の方へ向かってテーパー状になっており、これに
より、ゲートブッシュ12は、固定側型板４と固定側受け
板５とにより挟まれて固定されている。嵌合孔11とゲー
トブッシュ12とは、図示上下方向を軸方向とする第１の
柱面13と、この第１の柱面13の図示下端から内周側へ曲
がった平面14と、この平面14から図示下方へ向かって内
周側へ曲がったテーパー面15と、キャビティ３に臨んで
位置する図示上下方向を軸方向とする第２の柱面16とに
おいて接触している。また、ゲートブッシュ12の図示下
端部には、キャビティ３へ開口するダイレクトピンゲー
トからなるゲート17が形成されている。

【００１２】また、前記固定側受け板５には、複数の筒
状のバルブケーシング21が貫通状態で固定されている。
これらバルブケーシング21は、前記各ゲートブッシュ12
内に図示下部が同軸的に嵌合固定されて接続されてい
る。このバルブケーシング21は、マニホールド６に突き
当たったフランジ部22を図示上部に有する内筒23の外周
側にバンドヒーター24が設けられているとともに、この
バンドヒーター24が外周側から筒状のヒーターカバー25
により覆われており、さらに、このヒーターカバー25の
外周側に外筒26が設けられている。また、前記内筒23内
には、ガイドブッシュ27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28が図示下部に嵌
合されている。このバルブホルダー28は、内筒23内の下
部に螺合された筒状の押え具29により図示下方から固定
されている。そして、マニホールド６のランナー７が前
記内筒23の図示上部に形成された樹脂通路31を介して内
筒23内の樹脂通路32に連通している。この樹脂通路32が
前記ゲート17に連通している。また、バルブケーシング
21のゲート17側すなわち図示下側先端部とゲートブッシ
ュ12の内周面との間に、前記ゲート17内に連通する断熱
用の間隙33が形成されている。この間隙33の中間部に
は、メタルＯリング34が設けられている。なお、間隙33
におけるメタルＯリング34よりも図示上方の部分は、ヒ
ーターカバー25とゲートブッシュ12の内周面との間の間
隙に連通している。

【００１３】さらに、前記バルブケーシング21内には、
前記ゲート17を開閉するニードルピンからなるバルブ36
が図示上下方向へ移動可能に設けられている。このバル
ブ36は、図示上部がガイドブッシュ27により摺動自在に
保持されているとともに、図示下部がバルブホルダー28
により摺動自在に保持されており、固定側取り付け板に
設けられた油圧シリンダーにより駆動されるものであ
る。

【００１４】また、前記固定側型板４の嵌合孔11の内周
面とゲートブッシュ12との間には、第１の柱面13および
平面14間に位置してゲートブッシュ12の外周面に形成さ
れた凹溝により、冷却用流体通路としての水通路（液体
通路）41が形成されているとともに、テーパー面15と第
２の柱面16との間に位置して、冷却用流体通路としての
空気通路（気体通路）42が形成されている。この空気通
路42は、前記水通路41よりもゲート17の近くに位置して
いる。なお、水通路41を挟んで、嵌合孔11の内周面とゲ
ートブッシュ12との間には、ゴム製のＯリング43，44が
設けられている。前記空気通路42は、固定側型板４およ
び固定側受け板５内に孔開け加工された空気通路45，46
を介して、コンプレッサーなどからなる外部の空気供給
源47（気体供給源）に接続されている。この空気供給源
47は、コンピューターなどからなる制御手段48により制
御される。なお、流路断面積は、ゲートブッシュ12のま
わりの空気通路42よりも、より上流側および下流側の空
気通路45，46の方が大きくなっている。また、図示して
いないが、前記水通路41も、同様に固定側型板４および
固定側受け板５内に孔開け加工された水通路を介して、
外部の水供給源に接続されている。

【００１５】前記可動型２は、可動側型板51と可動側受
け板とスペーサブロックと可動側取付け板と突き出し板
となどからなっているが、図面には、可動側型板31のみ
が示されている。そして、図示していないが、可動型２
内にも、キャビティ３を囲んで位置する冷却用流体通路
としての水通路が形成されている。

【００１６】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とが型閉さ
れ、バルブ36が図示上昇してゲート17が開放された状態
で、射出成形機のノズルから溶融樹脂が射出される。こ
の樹脂は、マニホールド６のランナー７およびバルブケ
ーシング21内の樹脂通路31，32を通って、ゲート17から
キャビティ３内に流入する（射出工程）。その後、キャ
ビティ３内に充填された樹脂が次第に冷却されて固化し
ていくが、射出成形機のノズルにおける加圧により、冷
却に伴う収縮分の樹脂がキャビティ３内に補われる（保
圧工程）。そして、キャビティ３内の樹脂すなわち製品
がある程度固化したら、バルブ24が図示下降して、ゲー
ト17に嵌合し、このゲート17が閉塞される。さらに、製
品が十分に冷却、固化した後、固定型１と可動型２とが
型開され、製品が取り出される。以上の成形動作が周期
的に繰り返されるが、その間、ヒーター24の加熱によ
り、マニホールド６のランナー７内およびバルブケーシ
ング21の樹脂通路31，32内のの樹脂が常時溶融状態に保
たれる。

【００１７】これに対して、前述のようにキャビティ３
内に充填された樹脂は、その速やかな固化のために、特
に水通路42内を流れる水により積極的に冷却される。そ
れに加えて、保圧工程の前後から、空気供給源47により
空気通路42，45，46に空気が通され、これにより、特に
キャビティ３内におけるゲート17付近の樹脂が冷却され
る。なお、ゲート17付近は、キャビティ３内への樹脂の
円滑な充填のために、射出工程時には樹脂の流動性が高
くなっている方がよい。そこで、空気通路42，45，46に
空気を通して冷却を行うのは、前述のように保圧工程の
前後からとしている。このタイミングの制御は、制御手
段48による。

【００１８】気体による冷却は、液体による冷却よりも
本来効率は劣るが、位置に関する制約は少なく、前述の
ようにゲート17により近い位置に設けられる。そして、
このようにゲート17の近くに冷却用の空気通路42を設け
ることにより、ホットランナー金型装置であるために伝
わる熱が大きいキャビティ３におけるゲート17付近の冷
却効果を高められる。これにより、成形不良を防止しな
がら、成形周期を短くできる。

【００１９】また、樹脂の充填されるキャビティ３内が
高圧になるのに対して、空気の通る空気通路42は低圧に
なるので、この空気通路42がキャビティ３へ至る固定側
型板４の嵌合孔11の内周面とゲートブッシュ12との間に
形成されているにもかかわらず、空気通路42からキャビ
ティ３へ空気が漏れるようなおそれはない。したがっ
て、ゴム製のＯリングのような特別な空気の遮蔽手段は
不要である。むしろ、前記キャビティ３内と空気通路42
内との圧力の関係により、キャビティ３内の気体が、嵌
合孔11の内周面とゲートブッシュ12との間の第２の柱面
16を通って空気通路42内へ抜かれるようにすることも可
能である。これは、第２の柱面16における嵌合孔11の内
周面およびゲートブッシュ12間の間隔の設定による。さ
らに、前記実施例のように、ゲートブッシュ12のまわり
の空気通路42よりも、より上流側および下流側の空気通
路45，46の方の流路断面積を大きくすれば、空気通路42
内の流速が大きくなるとともに、圧力が小さくなり、冷
却効果も、ガス抜きの効果もより高まる。

【００２０】一方、空気通路42とキャビティ３との間の
気密性あるいは樹脂漏れの防止性を高めたい場合でも、
図２に示すようないんろう嵌合のような簡易的な構造で
十分である。すなわち、図２に示す実施例では、空気通
路42と第２柱面16との間で、嵌合孔11の内周面とゲート
ブッシュ12の外周面との一方に、その全周に渡る凸部56
を形成し、他方にこの凸部56が嵌合される凹部57を形成
している。

【００２１】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、固定側型板４の嵌合孔11の内周面とゲ
ートブッシュ12との間に空気通路42を形成したが、他の
位置に空気通路を形成してもよい。例えば、固定側型板
内に孔開け加工により空気通路を直接的に形成するなど
してもよい。また、冷却用の液体は水に限らず、冷却用
の気体は空気に限らない。さらに、前記実施例のような
バルブゲート方式のホットランナー金型装置の他、スピ
アー方式やインシュレイテッドランナー方式など、他の
方式のホットランナー金型装置にも、本発明は効果的で
ある。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ホットランナー金型装
置において、キャビティのまわりの冷却用流体通路とし
て、液体が通る液体通路の他に、ゲートにより近い位置
に、気体供給源に接続され気体が通る気体通路を設けた
ので、液体通路の位置の制約にかかわらず、キャビティ
におけるゲート付近の冷却効果を高めることができ、成
形不良を防止しながら、成形周期を短くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホットランナー金型装置の一実施例を
示す断面図である。

【図２】本発明のホットランナー金型装置の他の実施例
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７ランナー（樹脂通路） 17 ゲート 31，32 樹脂通路 41 水通路（液体通路、冷却用流体通路） 42 空気通路（気体通路、冷却用流体通路） 47 空気供給源（気体供給源）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉自在で型閉時に相互間にキャビティ
を形成する複数の型体を備え、前記キャビティにゲート
を介して通じる樹脂通路と、前記キャビティを囲んで位
置する冷却用流体通路とを前記型体に形成し、前記樹脂
通路内の樹脂を常時溶融状態に保つホットランナー金型
装置において、前記冷却用流体通路として、液体が通る液体通路の他
に、前記ゲートにより近い位置に、気体供給源に接続さ
れ気体が通る気体通路を設けたことを特徴とするホット
ランナー金型装置。