WO2023238898A1 - ホットランナー内蔵金型のゲート構造及びホットランナー内蔵金型 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
- B29C45/28—Closure devices therefor
Definitions
- the present invention relates to a gate structure of a mold with a built-in hot runner and a mold with a built-in hot runner.
- Plastic injection molding technology is used as a means of manufacturing and shaping products and parts in various fields of industry, and is expanding to fields that require high precision.
- a mold plays an important role along with a molding machine.
- hot runner molding a flow path for injecting molten resin into the mold is inside a fixed mold for injection molding (a mold with a built-in hot runner). The resin is heated to maintain its molten state.
- heated molten resin is directly injected from a discharge port (gate) on the fixed mold side into the space (inside the mold) between the fixed mold and the movable mold.
- Hot runner molding which does not generate sprue or runners, is advantageous from the viewpoint of resource saving and cost reduction.
- valve pin In conventional hot runner molding, a valve pin is placed inside a hollow probe through which resin material flows, and the gate is opened and closed by moving the valve pin up and down. Generally, the resin material is supplied from outside the probe into the probe laterally or diagonally through a manifold.
- the resin material supplied into the probe collides with the valve pin, branches at the valve pin, and flows in a circular manner toward the gate.
- the resin material that collides with the valve pin, branches, wraps around to the back side of the valve pin, and joins again may create a weld line at that part.
- the flow rate of the resin material is slow, and in some cases, a situation may occur where the resin material stagnates. Such a situation can cause thermal history to overlap and cause resin burn. Furthermore, if the supplied resin material collides with the valve pin, it may cause a pressure loss in the resin supply.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is capable of preventing weld lines and resin burns caused by the collision of resin material with valve pins, and reducing pressure loss in resin supply.
- An exemplary problem is to provide a gate structure for a mold with a built-in runner and a mold with a built-in hot runner.
- a gate structure of a mold with a built-in hot runner as an exemplary aspect of the present invention has the following configuration.
- a resin channel that extends along a predetermined direction, is hollow, has no movable parts inside the hollow, and causes a resin material to flow along the predetermined direction; a gate that is disposed near an end of the resin flow path and is a discharge port that discharges the resin material from the resin flow path to the outside in parallel with the predetermined direction; an opening/closing part that can switch between discharging and blocking the resin material to the outside by opening and closing the gate;
- the opening/closing part is a shutter member capable of switching between an open state in which the gate is opened and a closed state in which the gate is closed;
- a gate structure for a mold with a built-in hot runner comprising: driving means for driving the shutter member between the open state and the closed state.
- a mold with a built-in hot runner as another exemplary aspect of the present invention includes the gate structure of the mold with a built-in hot runner described above.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mold with a built-in hot runner used in an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an enlarged view of the mold with a built-in hot runner and its surroundings in FIG. 1;
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the structure near the gate in the gate structure of FIG. 2, in which (a) shows the gate in an open state, and (b) shows the gate in a closed state. 4 is an external view of the shutter member in FIG. 3.
- FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a gate structure according to a modification of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mold with a built-in hot runner used in an injection molding machine 1 according to an embodiment.
- the injection molding machine 1 is for performing hot runner molding.
- the injection molding machine 1 has a press device 2, and is configured to be able to attach a fixed mold (a mold with a built-in hot runner) 3 and a movable mold 4.
- the movable mold 4 is movable with respect to the fixed mold 3 by the press device 2. While the movable mold 4 is moved so as to come into close contact with the fixed mold 3 and the molds are clamped, a resin material is discharged into the void 10 (see FIG. 1) formed in both molds, and the resin material is shaped into the shape of the void 10. Resin molding is carried out accordingly.
- the press device 2 is constituted by, for example, an actuator such as a hydraulic cylinder or a servo motor, and performs mold clamping with a press pressure of several 10 tons to several 100 tons.
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the fixed mold 3 attached to the injection molding machine 1 and its surroundings.
- FIG. 2 shows a gate structure 5 and a fixed mold 3 attached to the injection molding machine 1.
- a supply port 1a of the injection molding machine 1 is connected to a fixed mold 3 via a bush 1b.
- the resin material 6 is supplied from a resin material tank (not shown) on the side of the injection molding machine 1 through the supply port 1a, reaches the fixed mold 3, flows through the hollow interior 7a of the manifold 7, and enters the gate structure 5. Flow.
- the resin material 6 flowing within the gate structure 5 is injected (discharged) from a gate (discharge port) 22 into a gap 10 formed by a fixed mold 3 and a movable mold 4.
- the terms “discharge” and “injection” are used almost interchangeably.
- the fixed mold 3 forms a gap 10 for the resin molded product by being clamped with the movable mold 4, and is attached to the injection molding machine 1 by the press device 2, that is, by the press device 2. This is the mold on the side that is not moved.
- the fixed mold 3 includes, for example, a mounting plate 11, a spacer block 12, a back plate 13, and a cavity plate 14.
- a hollow bushing 1b is attached to the mounting plate 11, and the resin material 6 supplied from the supply port 1a flows into the hollow interior 1c of the bushing 1b.
- a manifold 7 is arranged within the spacer block 12.
- a hollow interior 7a for flowing the resin material 6 is formed in the manifold 7, and the hollow interior 7a communicates with the hollow interior 1c of the bushing 1b.
- the gate structure 5 is connected to the manifold 7 and attached.
- the probe (resin channel) 21 of the gate structure 5 is hollow, and its hollow interior 21 a communicates with the hollow interior 7 a of the manifold 7 .
- the hollow interiors 1c, 7a, and 21a communicate with each other to form a flow path F for the resin material 6, and the resin material 6 supplied from the supply port 1a of the injection molding machine 1 can be injected into the void 10. It is composed of
- the gate structure 5 is used for the fixed mold 3 as a mold with a built-in hot runner, is attached to the fixed mold 3 or the injection molding machine 1, and is used to inject the resin material 6 toward the cavity 10. It has a function to switch between shutoff and shutoff.
- the gate structure 5 generally includes a probe 21, a gate 22, and an opening/closing section 23.
- the probe 21 is hollow and does not have a movable part such as a valve pin in the hollow interior 21a.
- the probe 21 is arranged to extend in the Y direction (predetermined direction) in FIG. 2, and the resin material 6 flowing through the hollow interior 21a also flows along the Y direction.
- the Y direction is shown as an up-down direction in FIG. 2, and specifically is the direction in which the resin material 6 is injected from the gate 22.
- the Y direction may be parallel to the direction in which the movable mold 4 is moved by the press device 2.
- the resin material 6 flows from the flow path F on the manifold 7 side to the flow path F on the probe 21 side.
- the flow direction of the resin material 6 is changed, but in this embodiment, the flow direction of the resin material 6 in the hollow interior 21a of the probe 21 is not changed.
- the resin material 6 can be made to flow into the hollow interior 21a from approximately the rearmost end (approximately the most upstream part) of the probe 21, and the resin material 6 can be flowed into the hollow interior 21a laterally or diagonally from the middle in the extending direction of the probe 21. Since there is no need to supply the resin material 6 to the inside 21a, the flow of the resin material 6 becomes smooth, and pressure loss in the flow path can be reduced.
- the resin material 6 Since there is no movable object in the hollow interior 21a of the probe 21, the resin material 6 does not collide with a movable object, and the occurrence of weld lines caused by such a flow state and the occurrence of resin burnt due to a decrease in flow speed are also prevented. can do.
- the thickness of the mounting plate 11, which was required to have a certain thickness for driving the valve pin can be reduced. can be made thinner, contributing to miniaturization of the entire fixed mold 3.
- there is no need to arrange a valve pin there is no need to form an opening for the valve pin in the hollow interior 7a of the manifold 7.
- FIG. 3 is a structural cross-sectional view of the gate structure 5 near the gate 22.
- the gate 22 is a discharge port that is disposed near the end of the probe 21 and discharges the resin material 6 from the hollow interior 21a of the probe 21 to the outside of the probe 21 in parallel to the Y direction.
- the gate 22 typically has a substantially cylindrical shape, and its hollow interior 22a communicates with the hollow interior 21a of the probe 21.
- the hollow interior 22a of the gate 22 typically has a substantially circular cross-sectional shape.
- two shutter members 24, which will be described later, are inserted into and removed from the hollow interior 22a of the gate 22, thereby changing the gate 22 into an open state (injection enabled state, see FIG. 3(a)) and a closed state (blocked state, see FIG. 3A). 3(b))).
- the opening/closing section 23 includes a shutter member 24 and a driving means 25.
- the shutter member 24 realizes a closed state in which the gate 22 is closed by being inserted into the hollow interior 22a of the gate 22. Further, the shutter member 24 achieves an open state in which the gate 22 is opened by being pulled out from the hollow interior 22a of the gate 22.
- two shutter members are used, but the number is not limited and may be one or three or more.
- they are inserted into the hollow interior 22a in cooperation with each other to realize the closed state.
- the driving means 25 drives the shutter member 24 between the open state and the closed state, and for example, an actuator such as a motor, an air cylinder, or a hydraulic cylinder can be used.
- the driving means 25 is capable of driving the shutter member 24 along a direction parallel to the Y direction, and directs the shutter member 24 in the flow direction of the resin material 6, that is, in the downstream direction and downward in FIG.
- the shutter member 24 realizes a closed state.
- the shutter member 24 is driven in the direction opposite to the flow direction of the resin material 6, that is, in the upstream direction and upward in FIG. 3, the shutter member 24 realizes the open state.
- the gate mechanism 5 further includes a link member 26 , and the shutter member 24 is connected to the drive means 25 via the link member 26 . Further, the two shutter members 24 move in the Y direction along a guide portion 27 that is approximately V-shaped and narrows in the downstream direction and widens in the upstream direction. Therefore, as the two shutter members 24 are driven in the flow direction (downstream direction) by the driving means 25, they approach each other and are inserted into the hollow interior 22a of the gate 22, thereby realizing the closed state. As the two shutter members 24 are driven by the driving means 25 in a direction opposite to the flow direction (upstream direction), they are separated from each other and removed from the hollow interior 22a of the gate 22, thereby achieving an open state.
- the shutter members 24 Since the two shutter members 24 move in the Y direction along the guide part 27 so as to approach and separate from each other, the shutter members 24 have a shape that extends diagonally along the roughly V-shape that the guide part 27 presents. It may be said that In that case, the hollow interior 22a may have a conical cross section or a truncated conical cross section that widens toward the upstream and narrows toward the downstream so that the closed state can be realized by the two obliquely extending shutter members 24.
- the driving means 25 moves the link member 26 along the Y direction, but the link member 26 is connected to the driving means 25 by a pin 28, and the link member 26 can rotate around the pin 28 (see FIG. 3). (within the plane including the page).
- the shutter member 24 coupled to the link member 26 may be allowed to move in a V-shape along the guide portion 27.
- the pin 28, which is the connecting portion between the driving means 25 and the link member 26 may be slidable in the left-right direction, that is, in the direction orthogonal to the Y direction, and in the radial direction of the circular cross section of the gate 22.
- the shutter member 24 preferably has a tip shape that does not protrude from the gate 22 even in the closed state (see FIG. 4).
- the tips of the two shutter members 24 each constitute a diagonally cut tip surface 24a, so that the external side surface of the gate 22 and the tip surface 24a are flush with each other in the closed state. It has become.
- mutually facing surfaces 24b are cut to be flat surfaces so that the two shutter members 24 are in close contact with each other in the closed state.
- the surfaces do not necessarily have to be flat; one surface may be a convex surface and the other surface may be a concave surface so that they engage with each other in the closed state.
- the shapes of the distal end surface 24a and the opposing surface 24b are adjusted as appropriate depending on the mounting angle of the shutter member 24 with respect to the gate 22, the moving direction of the shutter member 24 by the driving means 25 and the link member 26, the number of shutter members 24, etc. Ru.
- the valve pin is eliminated, the gate structure described in this embodiment is adopted, and the resin material is made to flow from approximately the most upstream part of the probe along the flow direction. It is possible to prevent the occurrence of various defects such as weld lines and resin burnt due to the collision of the resin material with the valve pin, and it is possible to improve the quality of the resin molded product.
- valve pin By eliminating the valve pin, pressure loss in resin supply can be reduced, so the burden on the power source for resin supply can be reduced, which in turn contributes to downsizing and lowering the price of the entire device.
- the valve pin By abolishing the valve pin, there is no need to form an opening hole in the manifold for the valve pin to pass through, and there is no need to install the valve pin drive part on the mounting plate 11, and the mounting plate can be made thinner, and the fixed mold side The size of can be reduced.
- the number of shutter members may be one or more, but by using a plurality of shutter members, the same performance can be achieved even if the operating distance of the shutter member is shortened. Since a drive means with relatively low output and torque can be applied, the degree of freedom in selecting the drive means is improved, contributing to miniaturization and cost reduction of the device. Additionally, since the operating distance of each shutter member can be shortened compared to the case where there is only one shutter member, the operating speed of each shutter member can be lowered to achieve the same operating time. . This point also makes it possible to apply a drive means with relatively low output and torque, contributing to an increase in the degree of freedom in selecting the drive means, and also contributing to an improvement in reliability of operation.
- FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a gate structure 5 according to a modified example.
- the driving means 25 includes a rod 25a that is inserted from the side of the fixed mold 3, a bracket 25b that is movable along the Y direction by insertion and removal of the rod 25a, and a drive means 25 that moves the rod 25a in the lateral direction (i.e., in the figure).
- the actuator 25c is configured to include an actuator 25c that is driven so as to be insertable and removable in a direction perpendicular to the Y direction in the paper of No. 5.
- An end of the bracket 25b is connected to a link member 26 by a pin 28.
- the bracket 25b By inserting and removing the rod 25a using the actuator 25c, the bracket 25b can be moved up and down in the Y direction, thereby moving the shutter member 24 via the link member 26 and changing the open and closed states of the gate 22. Realize.
- the present invention includes the following gist.
- a resin channel that extends along a predetermined direction, is hollow, has no movable parts inside the hollow, and causes a resin material to flow along the predetermined direction; a gate that is disposed near an end of the resin flow path and is a discharge port that discharges the resin material from the resin flow path to the outside in parallel with the predetermined direction; an opening/closing part that can switch between discharging and blocking the resin material to the outside by opening and closing the gate;
- the opening/closing part is a shutter member capable of switching between an open state in which the gate is opened and a closed state in which the gate is closed;
- a gate structure for a mold with a built-in hot runner comprising: driving means for driving the shutter member between the open state and the closed state.
- the driving means is The shutter member can be driven along a direction parallel to the predetermined direction, When the shutter member is driven in a flow direction in which the resin material flows, the shutter member realizes the closed state, The shutter member may realize the open state when the shutter member is driven in a direction opposite to the flow direction.
- the shutter members are plural; As the plurality of shutter members are driven in the flow direction by the driving means, the plurality of shutter members are inserted into the gate while approaching each other, As the plurality of shutter members are driven in the opposite direction by the driving means, the plurality of shutter members may be separated from each other and removed from the gate.
- the plurality of shutter members are in close contact with each other in the closed state to realize the closed state, In the closed state, at least a portion of an envelope shape enveloping the outer shape of the plurality of shutter members matches an inner shape of the gate, In the closed state, the plurality of shutter members may have a shape that does not protrude from the gate to the outside.
- F Flow path Y: Predetermined direction 1: Injection molding machine 1a: Supply port 1b: Bush 1c: Hollow interior 2: Press device 3: Fixed mold (mold with built-in hot runner) 4: Movable mold 5: Gate structure 6: Resin material 7: Manifold 7a: Hollow interior 10: Gap 11: Mounting plate 12: Spacer block 13: Back plate 14: Cavity plate 21: Probe (resin channel) 21a: Hollow interior 22: Gate (discharge port) 22a: Hollow interior 23: Opening/closing part 24: Shutter member 24a: Tip 24b: Opposing surface 25: Drive means 25a: Rod 25b: Bracket 25c: Actuator 26: Link member 27: Guide part 28: Pin
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Abstract
バルブピンへの樹脂材料の衝突に起因するウェルドラインの発生や樹脂焼けの発生を防止し、樹脂供給の圧力損失の低減を実現し得るホットランナー内蔵金型のゲート構造、ホットランナー内蔵金型及び射出成形機を提供すること。Ｙ方向に沿って延び、中空であり、中空内部１ｃに可動物を有さず、Ｙ方向に沿って樹脂材料６を流動させるプローブ２１と、プローブ２１の端部近傍に配置され、Ｙ方向と平行に樹脂材料６をプローブ２１から外部へと吐出するゲート２２と、ゲート２２を開閉することにより、樹脂材料６の外部への吐出と遮断とを切り替え可能な開閉部２３と、を有し、開閉部２３は、ゲート２２を開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切替え可能なシャッター部材２４と、シャッター部材２４を開状態と閉状態とに駆動する駆動手段２５と、を有する、ホットランナー内蔵金型のゲート構造５。
Description
本発明は、ホットランナー内蔵金型のゲート構造及びホットランナー内蔵金型に関する。
プラスチックの射出成形技術は、産業の様々な分野で製品や部品の製造手段、造形手段として利用されており、高い精度を要求される分野にまで拡大している。このような射出成形においては、成形機とともに金型が重要な役割を果たしている。
近年、省資源化、リサイクル化等、資源をより有効に利用するために、射出成形の分野でも様々な試みがなされている。中でも、樹脂流路を加熱するホットランナー方式の成形方法が広く採用されるようになっている。ホットランナー方式は、ランナーレス方式とも呼ばれる。ホットランナー方式の成形（以下、「ホットランナー成形」ともいう）では、溶融樹脂を金型の内部へ注入するための流路が射出成形用の固定金型（ホットランナー内蔵金型）の内部に位置し、樹脂の溶融状態が維持されるよう加熱されている。そして、ホットランナー成形では、加熱された溶融樹脂が固定金型側の吐出口（ゲート）から固定金型と可動金型との空間（金型内部）へと直接注入される。固定金型内では、スプルー流路やランナー流路内において、樹脂射出後においてもスプルーやランナーが加熱により溶融状態となっているため、従来の成形において副次的に生成されていたような固形状のスプルーやランナーは生成されない（例えば、特許文献１）。スプルーやランナーが生成されないホットランナー成形は、省資源、原価低減の観点から有利である。
従来のホットランナー成形では、樹脂材料が流動する中空のプローブ内にバルブピンが配置され、そのバルブピンの上下動によりゲート開閉を実現していた。そして、樹脂材料は、マニホールドを介してプローブ外からプローブ内に横方向に、又は斜め方向に供給されるのが一般的であった。
しかしながら、従来の樹脂材料の供給方法では、プローブ内に供給された樹脂材料がバルブピンに衝突し、バルブピンで分岐して回り込むようにして流れつつゲートに向かって流れることとなる。バルブピンに衝突して分岐し、その裏側に回り込んで再び合体する樹脂材料は、その部分でウェルドラインを生じてしまう場合がある。
分岐した樹脂材料が合体するバルブピン裏側位置の近傍では、樹脂材料の流速が遅くなり、場合によっては、樹脂材料が滞留する等の状況を生じることもある。このような状況は、熱履歴が重畳を生じ得、樹脂焼けの原因となり得る。また、供給された樹脂材料がバルブピンと衝突すると、樹脂供給の圧力損失の原因ともなり得る。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、バルブピンへの樹脂材料の衝突に起因するウェルドラインの発生や樹脂焼けの発生を防止し、樹脂供給の圧力損失の低減を実現し得るホットランナー内蔵金型のゲート構造及びホットランナー内蔵金型を提供することを例示的課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としてのホットランナー内蔵金型のゲート構造は、以下の構成を有する。
所定方向に沿って延び、中空であり、かつ、その中空内部に可動物を有さず、前記所定方向に沿って樹脂材料を流動させる樹脂流路と、
前記樹脂流路の端部近傍に配置され、前記所定方向と平行に前記樹脂材料を前記樹脂流路から外部へと吐出する吐出口であるゲートと、
前記ゲートを開閉することにより、前記樹脂材料の前記外部への吐出と遮断とを切り替え可能な開閉部と、を有し、
前記開閉部は、
前記ゲートを開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切替え可能なシャッター部材と、
前記シャッター部材を前記開状態と前記閉状態とに駆動する駆動手段と、を有する、ホットランナー内蔵金型のゲート構造。
前記樹脂流路の端部近傍に配置され、前記所定方向と平行に前記樹脂材料を前記樹脂流路から外部へと吐出する吐出口であるゲートと、
前記ゲートを開閉することにより、前記樹脂材料の前記外部への吐出と遮断とを切り替え可能な開閉部と、を有し、
前記開閉部は、
前記ゲートを開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切替え可能なシャッター部材と、
前記シャッター部材を前記開状態と前記閉状態とに駆動する駆動手段と、を有する、ホットランナー内蔵金型のゲート構造。
本発明の他の例示的側面としてのホットランナー内蔵金型は、上記のホットランナー内蔵金型のゲート構造を備えている。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、バルブピンへの樹脂材料の衝突に起因するウェルドラインの発生や樹脂焼けの発生を防止し、樹脂供給の圧力損失の低減を実現することができる。
［実施形態］
＜射出成形機１＞
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態に係る射出成形機１に用いられるホットランナー内蔵金型の概略構成図である。射出成形機１は、ホットランナー成形を行うためのものである。射出成形機１は、プレス装置２を有しており、固定金型（ホットランナー内蔵金型）３と可動金型４とを取付け可能に構成される。
＜射出成形機１＞
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態に係る射出成形機１に用いられるホットランナー内蔵金型の概略構成図である。射出成形機１は、ホットランナー成形を行うためのものである。射出成形機１は、プレス装置２を有しており、固定金型（ホットランナー内蔵金型）３と可動金型４とを取付け可能に構成される。
可動金型４は、プレス装置２により固定金型３に対して移動可能である。可動金型４を固定金型３に密着するように移動させて型締めした状態で、両金型内に構成される空隙１０（図１参照）に樹脂材料が吐出され、空隙１０の形状に応じた樹脂成形が行われるようになっている。プレス装置２は、例えば油圧シリンダーやサーボモーター等のアクチュエータにより構成され、数１０ｔ～数１００ｔのプレス圧で型締めを行う。
なお、樹脂材料タンク等、射出成形機が有するその他の構成については、公知であるので、図示及び説明を省略する。また、ホットランナー成形における樹脂成形のプロセスについても、本発明に関する部分を下記にて説明するが、その他の部分については公知であるので、説明を省略する。
図２は、射出成形機１に取り付けられた固定金型３及びその周辺を示す概略構成図である。図２には、射出成形機１に取り付けられたゲート構造５及び固定金型３が示されている。射出成形機１の供給口１ａはブシュ１ｂを介して固定金型３と接合される。射出成形機１側の図示しない樹脂材料タンクから供給口１ａを介して供給された樹脂材料６は固定金型３へと至り、マニホールド７内の中空内部７ａを流動してゲート構造５内へと流動する。ゲート構造５内を流動した樹脂材料６は、ゲート（吐出口）２２から固定金型３と可動金型４とで構成される空隙１０へと射出（吐出）されるようになっている。なお、本明細書においては、射出成形について説明しているので、吐出と射出とを略同義で用いている。
＜固定金型３＞
固定金型３は、可動金型４と型締めされることで、樹脂成形品用の空隙１０を構成するものであり、プレス装置２によって射出成形機１に取り付けられる側、すなわちプレス装置２によって可動されない側の金型である。固定金型３は、例えば、取付け板１１、スペーサブロック１２、バックプレート１３、キャビティプレート１４を有して構成されている。
固定金型３は、可動金型４と型締めされることで、樹脂成形品用の空隙１０を構成するものであり、プレス装置２によって射出成形機１に取り付けられる側、すなわちプレス装置２によって可動されない側の金型である。固定金型３は、例えば、取付け板１１、スペーサブロック１２、バックプレート１３、キャビティプレート１４を有して構成されている。
取付け板１１には中空のブシュ１ｂが取付けられ、供給口１ａから供給された樹脂材料６は、ブシュ１ｂの中空内部１ｃへと流動する。スペーサブロック１２内にはマニホールド７が配置されている。マニホールド７内には、樹脂材料６を流動させるための中空内部７ａが形成されており、中空内部７ａは、ブシュ１ｂの中空内部１ｃと連通している。マニホールド７と接続されてゲート構造５が取り付けられる。ゲート構造５のプローブ（樹脂流路）２１は中空であってその中空内部２１ａは、マニホールド７の中空内部７ａと連通している。このように、中空内部１ｃ、７ａ、２１ａは相互に連通して樹脂材料６の流路Ｆを構成し、射出成形機１の供給口１ａから供給された樹脂材料６を空隙１０へと射出可能に構成されている。
＜ゲート構造５＞
ゲート構造５は、ホットランナー内蔵金型としての固定金型３に用いられるもので、固定金型３又は射出成形機１に取り付けられて使用され、空隙１０へ向けての樹脂材料６の射出と遮断とを切り替える機能を有する。ゲート構造５は、プローブ２１、ゲート２２、開閉部２３を有して大略構成される。
ゲート構造５は、ホットランナー内蔵金型としての固定金型３に用いられるもので、固定金型３又は射出成形機１に取り付けられて使用され、空隙１０へ向けての樹脂材料６の射出と遮断とを切り替える機能を有する。ゲート構造５は、プローブ２１、ゲート２２、開閉部２３を有して大略構成される。
プローブ２１は、中空であり、かつ中空内部２１ａに例えば、バルブピン等の可動物を有していない。プローブ２１は、図２中Ｙ方向（所定方向）に延びるように配置されており、その中空内部２１ａを流れる樹脂材料６もＹ方向に沿って流動する。Ｙ方向は、図２中では上下方向として示されており、具体的には、ゲート２２から樹脂材料６が射出される方向である。Ｙ方向は、可動金型４のプレス装置２による移動方向と平行であってもよい。
マニホールド７側の流路Ｆからプローブ２１側の流路Ｆへと樹脂材料６が流動する。従前の一般的なバルブシステムでは樹脂材料６の流動方向が変更されるが、本実施形態では、プローブ２１の中空内部２１ａにおいて樹脂材料６が流動方向を変更しない。プローブ２１の略最後端部（略最上流部）から中空内部２１ａ内へと樹脂材料６を流動させることができ、プローブ２１の延長方向における途中から横方向に又は斜め方向に樹脂材料６を中空内部２１ａに供給する必要がなくなるので、樹脂材料６の流れが円滑となり、流路における圧力損失の低減を図ることができる。プローブ２１の中空内部２１ａに可動物が存在しないので、樹脂材料６が可動物に衝突することがなく、そのような流動状態に起因するウェルドラインの発生や流動速度低下による樹脂焼けの発生も予防することができる。
なお、実施形態のゲート構造５においては、バルブピン等の中空内部２１ａ内の可動物を配置する必要がないので、バルブピンの駆動のために一定の厚さが必要であった取付け板１１の厚さを薄くすることができ、固定金型３全体の小型化に寄与することができる。また、バルブピンを配置する必要がないために、マニホールド７の中空内部７ａ内にバルブピン用の開口孔を形成する必要もなくなる。
図３は、ゲート構造５におけるゲート２２近傍の構造断面図である。ゲート２２は、プローブ２１の端部近傍に配置され、Ｙ方向と平行に樹脂材料６をプローブ２１の中空内部２１ａからプローブ２１の外部へと吐出する吐出口である。樹脂材料６を、固定金型３と可動金型４とで構成される空隙１０へとゲート２２から射出することによって、空隙１０の形状に応じた樹脂成形品を製造することができる。
ゲート２２は、典型的には、略円筒形状をしており、その中空内部２２ａはプローブ２１の中空内部２１ａと連通している。ゲート２２の中空内部２２ａは、典型的には、略円形断面形状を呈している。本実施形態では、後述する２個のシャッター部材２４がその中空内部２２ａに挿抜されることにより、ゲート２２の開状態（射出可能状態、図３（ａ）参照）と閉状態（遮断状態、図３（ｂ）参照）との切替えを可能としている。
開閉部２３は、シャッター部材２４と駆動手段２５とを有して構成される。シャッター部材２４は、ゲート２２の中空内部２２ａに挿入されることによりゲート２２を閉鎖する閉状態を実現する。また、シャッター部材２４は、ゲート２２の中空内部２２ａから抜脱されることによりゲート２２を開放する開状態を実現する。
実施形態では、２個のシャッター部材を使用しているが、個数に限定はなく、１個でもよいし３個以上であってもよい。シャッター部材が複数の場合は、それらが協働して中空内部２２ａに挿入されて閉状態を実現する。
駆動手段２５は、シャッター部材２４を開状態と閉状態とに駆動するものであり、例えば、モータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等のアクチュエータが適用可能である。実施形態では、駆動手段２５がシャッター部材２４をＹ方向に平行な方向に沿って駆動可能であり、シャッター部材２４を樹脂材料６の流動方向、すなわち下流方向であって図３中下方向に向けて駆動したときにシャッター部材２４が閉状態を実現する。シャッター部材２４を樹脂材料６の流動方向と逆方向、すなわち上流方向であって図３中上方向に向けて駆動したときにシャッター部材２４が開状態を実現する。
実施形態では、ゲート機構５は、リンク部材２６を更に有しており、シャッター部材２４はリンク部材２６を介して駆動手段２５に連結している。また、２個のシャッター部材２４は下流方向に狭まり、上流方向に広がる大略Ｖ字形状を呈するガイド部２７に沿ってＹ方向に移動する。そのため、２個のシャッター部材２４は、駆動手段２５によって流動方向（下流方向）に向けて駆動されるにつれて相互に近接しつつゲート２２の中空内部２２ａへと挿入され、閉状態を実現する。２個のシャッター部材２４は、駆動手段２５によって流動方向と逆方向（上流方向）に向けて駆動されるにつれて相互に離間しつつゲート２２の中空内部２２ａから抜脱され、開状態を実現する。
２個のシャッター部材２４は、ガイド部２７に沿って相互に近接・離間するようにＹ方向に移動するので、シャッター部材２４は、ガイド部２７が呈する大略Ｖ字形状に沿って斜めに延びる形状とされていてもよい。その場合、中空内部２２ａは、斜めに延びる２個のシャッター部材２４によって閉状態を実現すべく、上流に向けて拡がり下流に向けて狭まる円錐断面又は円錐台断面を有してもよい。
また、駆動手段２５は、リンク部材２６をＹ方向に沿って移動させるが、リンク部材２６がピン２８により駆動手段２５に連結されていて、リンク部材２６がピン２８周りに回転可能（図３中の紙面を含む面内で）とされていてもよい。それにより、リンク部材２６に結合したシャッター部材２４がガイド部２７に沿ったＶ字形状に移動するのを許容してもよい。また、駆動手段２５とリンク部材２６との連結部であるピン２８が左右方向、すなわちＹ方向に直交する方向であって、ゲート２２の円断面における半径方向にスライド移動可能であってもよい。
なお、シャッター部材２４は、閉状態においてもゲート２２から突出しないような先端形状を有することが好ましい（図４参照）。本実施形態では、２個のシャッター部材２４の先端がそれぞれ斜めにカットされた先端面２４ａを構成し、閉状態の際に、ゲート２２の外部側面と先端面２４ａとが面一となるようになっている。
また、閉状態において、２個のシャッター部材２４同士が密着するように、相互の対向面２４ｂがカットされて平坦面とされている。もちろん相互の密着性が確保されれば、必ずしも平坦面である必要はなく、一方が凸面で他方が凹面であって閉状態の際に相互に噛み合うようになっていてもよい。これら、先端面２４ａや対向面２４ｂの形状は、シャッター部材２４のゲート２２に対する取付け角度、駆動手段２５やリンク部材２６によるシャッター部材２４の移動方向、シャッター部材２４の個数等に応じて適宜調整される。
このように、ホットランナー用の射出成形機において、バルブピンを廃し、本実施形態で説明したゲート構造を採用して、樹脂材料をプローブの略最上流部から流動方向に沿って流動させることで、バルブピンへの樹脂材料の衝突によるウェルドラインや樹脂焼け等の種々の不具合の発生を防止することができ、樹脂成形品の品質を向上させることができる。
バルブピンの廃止により、樹脂供給の圧力損失を低減することができるので、樹脂供給のための動力源の負担を軽減することができ、ひいては装置全体の小型化や低価格化に寄与する。バルブピンの廃止により、マニホールドにバルブピン貫通用の開口孔を形成する必要がなくなり、また、バルブピンの駆動部を取付け板１１に設置する必要もなく、取付け板を薄くすることもでき、固定金型側のサイズを小型化することができる。
なお、シャッター部材の個数は１個でも複数個でも構わないが、シャッター部材を複数個とすることで、シャッター部材の動作距離を短縮しても同様の性能を発揮することができる。比較的出力やトルクの低い駆動手段を適用することができるので、駆動手段の選択自由度が向上し、装置の小型化や低価格化に寄与する。また、シャッター部材が１個の場合と比較して個々のシャッター部材の動作距離を短縮することができるので、同様の動作時間を実現するための各シャッター部材の動作速度を低速とすることができる。この点も、比較的出力やトルクの低い駆動手段の適用を可能として駆動手段の選択自由度向上に寄与し、また、動作の確実性向上にも寄与する。
［変形例］
図５は、変形例に係るゲート構造５の概略構成図である。この変形例において、実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略する。変形例においては、駆動手段２５が固定金型３の側方から挿入されるロッド２５ａと、ロッド２５ａの挿抜によりＹ方向に沿って移動可能なブラケット２５ｂと、ロッド２５ａを側方向（すなわち、図５の紙面内でＹ方向に直交する方向）に挿抜可能に駆動するアクチュエータ２５ｃとを有して構成される。ブラケット２５ｂの端部はリンク部材２６とピン２８により連結されている。
図５は、変形例に係るゲート構造５の概略構成図である。この変形例において、実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略する。変形例においては、駆動手段２５が固定金型３の側方から挿入されるロッド２５ａと、ロッド２５ａの挿抜によりＹ方向に沿って移動可能なブラケット２５ｂと、ロッド２５ａを側方向（すなわち、図５の紙面内でＹ方向に直交する方向）に挿抜可能に駆動するアクチュエータ２５ｃとを有して構成される。ブラケット２５ｂの端部はリンク部材２６とピン２８により連結されている。
アクチュエータ２５ｃによりロッド２５ａを挿抜することにより、ブラケット２５ｂのＹ方向に沿った上下移動が可能となり、それによりリンク部材２６を介してシャッター部材２４が移動し、ゲート２２の開状態と閉状態とを実現する。
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明は以下の趣旨を含むものとする。
（趣旨１）
所定方向に沿って延び、中空であり、かつ、その中空内部に可動物を有さず、前記所定方向に沿って樹脂材料を流動させる樹脂流路と、
前記樹脂流路の端部近傍に配置され、前記所定方向と平行に前記樹脂材料を前記樹脂流路から外部へと吐出する吐出口であるゲートと、
前記ゲートを開閉することにより、前記樹脂材料の前記外部への吐出と遮断とを切り替え可能な開閉部と、を有し、
前記開閉部は、
前記ゲートを開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切替え可能なシャッター部材と、
前記シャッター部材を前記開状態と前記閉状態とに駆動する駆動手段と、を有する、ホットランナー内蔵金型のゲート構造。
所定方向に沿って延び、中空であり、かつ、その中空内部に可動物を有さず、前記所定方向に沿って樹脂材料を流動させる樹脂流路と、
前記樹脂流路の端部近傍に配置され、前記所定方向と平行に前記樹脂材料を前記樹脂流路から外部へと吐出する吐出口であるゲートと、
前記ゲートを開閉することにより、前記樹脂材料の前記外部への吐出と遮断とを切り替え可能な開閉部と、を有し、
前記開閉部は、
前記ゲートを開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切替え可能なシャッター部材と、
前記シャッター部材を前記開状態と前記閉状態とに駆動する駆動手段と、を有する、ホットランナー内蔵金型のゲート構造。
（趣旨２）
前記駆動手段は、
前記シャッター部材を前記所定方向に平行な方向に沿って駆動可能であり、
前記シャッター部材を前記樹脂材料が流動する流動方向に向けて駆動したときに前記シャッター部材が前記閉状態を実現し、
前記シャッター部材を前記流動方向と逆方向に向けて駆動したときに前記シャッター部材が前記開状態を実現してもよい。
前記駆動手段は、
前記シャッター部材を前記所定方向に平行な方向に沿って駆動可能であり、
前記シャッター部材を前記樹脂材料が流動する流動方向に向けて駆動したときに前記シャッター部材が前記閉状態を実現し、
前記シャッター部材を前記流動方向と逆方向に向けて駆動したときに前記シャッター部材が前記開状態を実現してもよい。
（趣旨３）
前記シャッター部材が複数であり、
前記駆動手段により複数の前記シャッター部材が前記流動方向に向けて駆動されるにつれて前記複数のシャッター部材同士が相互に近接しつつ前記ゲート内に挿入され、
前記駆動手段により前記複数のシャッター部材が前記逆方向に駆動されるにつれて前記複数のシャッター部材同士が相互に離間しつつ前記ゲートから抜脱されてもよい。
前記シャッター部材が複数であり、
前記駆動手段により複数の前記シャッター部材が前記流動方向に向けて駆動されるにつれて前記複数のシャッター部材同士が相互に近接しつつ前記ゲート内に挿入され、
前記駆動手段により前記複数のシャッター部材が前記逆方向に駆動されるにつれて前記複数のシャッター部材同士が相互に離間しつつ前記ゲートから抜脱されてもよい。
（趣旨４）
前記複数のシャッター部材は、前記閉状態において互いに密着して前記閉状態を実現し、
前記閉状態において、前記複数のシャッター部材の外形を包絡する包絡形状の少なくとも一部が、前記ゲートの内面形状と一致しており、
前記閉状態において、前記複数のシャッター部材は前記ゲートから外部に突出しない形状とされていてもよい。
前記複数のシャッター部材は、前記閉状態において互いに密着して前記閉状態を実現し、
前記閉状態において、前記複数のシャッター部材の外形を包絡する包絡形状の少なくとも一部が、前記ゲートの内面形状と一致しており、
前記閉状態において、前記複数のシャッター部材は前記ゲートから外部に突出しない形状とされていてもよい。
（趣旨５）
上記のホットランナー内蔵金型のゲート構造を備えたホットランナー内蔵金型。
上記のホットランナー内蔵金型のゲート構造を備えたホットランナー内蔵金型。
（趣旨６）
上記のホットランナー内蔵金型のゲート構造を備えた射出成形機。
上記のホットランナー内蔵金型のゲート構造を備えた射出成形機。
Ｆ：流路
Ｙ：所定方向
１：射出成形機
１ａ：供給口
１ｂ：ブシュ
１ｃ：中空内部
２：プレス装置
３：固定金型（ホットランナー内蔵金型）
４：可動金型
５：ゲート構造
６：樹脂材料
７：マニホールド
７ａ：中空内部
１０：空隙
１１：取付け板
１２：スペーサブロック
１３：バックプレート
１４：キャビティプレート
２１：プローブ（樹脂流路）
２１ａ：中空内部
２２：ゲート（吐出口）
２２ａ：中空内部
２３：開閉部
２４：シャッター部材
２４ａ：先端
２４ｂ：対向面
２５：駆動手段
２５ａ：ロッド
２５ｂ：ブラケット
２５ｃ：アクチュエータ
２６：リンク部材
２７：ガイド部
２８：ピン
Ｙ：所定方向
１：射出成形機
１ａ：供給口
１ｂ：ブシュ
１ｃ：中空内部
２：プレス装置
３：固定金型（ホットランナー内蔵金型）
４：可動金型
５：ゲート構造
６：樹脂材料
７：マニホールド
７ａ：中空内部
１０：空隙
１１：取付け板
１２：スペーサブロック
１３：バックプレート
１４：キャビティプレート
２１：プローブ（樹脂流路）
２１ａ：中空内部
２２：ゲート（吐出口）
２２ａ：中空内部
２３：開閉部
２４：シャッター部材
２４ａ：先端
２４ｂ：対向面
２５：駆動手段
２５ａ：ロッド
２５ｂ：ブラケット
２５ｃ：アクチュエータ
２６：リンク部材
２７：ガイド部
２８：ピン
Claims (5)
- 所定方向に沿って延び、中空であり、かつ、その中空内部に可動物を有さず、前記所定方向に沿って樹脂材料を流動させる樹脂流路と、
前記樹脂流路の端部近傍に配置され、前記所定方向と平行に前記樹脂材料を前記樹脂流路から外部へと吐出する吐出口であるゲートと、
前記ゲートを開閉することにより、前記樹脂材料の前記外部への吐出と遮断とを切り替え可能な開閉部と、を有し、
前記開閉部は、
前記ゲートを開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切替え可能なシャッター部材と、
前記シャッター部材を前記開状態と前記閉状態とに駆動する駆動手段と、を有する、ホットランナー内蔵金型のゲート構造。 - 前記駆動手段は、
前記シャッター部材を前記所定方向に平行な方向に沿って駆動可能であり、
前記シャッター部材を前記樹脂材料が流動する流動方向に向けて駆動したときに前記シャッター部材が前記閉状態を実現し、
前記シャッター部材を前記流動方向と逆方向に向けて駆動したときに前記シャッター部材が前記開状態を実現する、請求項１に記載のホットランナー内蔵金型のゲート構造。 - 前記シャッター部材が複数であり、
前記駆動手段により複数の前記シャッター部材が前記流動方向に向けて駆動されるにつれて前記複数のシャッター部材同士が相互に近接しつつ前記ゲート内に挿入され、
前記駆動手段により前記複数のシャッター部材が前記逆方向に駆動されるにつれて前記複数のシャッター部材同士が相互に離間しつつ前記ゲートから抜脱される、請求項２に記載のホットランナー内蔵金型のゲート構造。 - 前記複数のシャッター部材は、前記閉状態において互いに密着して前記閉状態を実現し、
前記閉状態において、前記複数のシャッター部材の外形を包絡する包絡形状の少なくとも一部が、前記ゲートの内面形状と一致しており、
前記閉状態において、前記複数のシャッター部材は前記ゲートから前記外部に突出しない形状とされている、請求項３に記載のホットランナー内蔵金型のゲート構造。 - 請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のホットランナー内蔵金型のゲート構造を備えたホットランナー内蔵金型。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023238898A1 true WO2023238898A1 (ja) | 2023-12-14 |
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ID=89118436
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| WO (1) | WO2023238898A1 (ja) |
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-
2022
- 2022-06-09 JP JP2022093870A patent/JP2023180507A/ja active Pending
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2023
- 2023-06-07 WO PCT/JP2023/021222 patent/WO2023238898A1/ja unknown
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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