JP2002192569A

JP2002192569A - 金型における材料替え装置およびこの装置を用いた材料替え方法

Info

Publication number: JP2002192569A
Application number: JP2000393623A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Horikawa; 義広堀川; Susumu Miura; 進三浦
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】色替えなどの材料替えに際して、金型内の材
料通路中の前の成形材料を速やかにかつ確実に次の成形
材料に置換する。【解決手段】スプルー43、ランナー45内の成形材料を
常時溶融状態に保ち、スプルー43、ランナー45から製品
キャビティ31へのゲート52をバルブピン66により開閉す
る。成形材料の切り替え時に、金型４の型開きまたは型
閉じ状態でバルブピン66を複数回往復動させるバルブ駆
動手段91を設ける。バルブピン66の往復運動に伴い、バ
ルブピン66とゲート52とが摺動したり、材料通路59内の
成形材料が振動ないし脈動的な動きを生じることによ
り、材料通路59に残留した前の成形材料の排出が促進さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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のホットランナ
ー金型等金型における材料替え装置およびこの装置を用
いた材料替え方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】熱可塑性樹脂を成形材
料とする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、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を加熱して常時溶融状態に保
つものである。一方、製品となる製品キャビティ内の成
形材料は冷却させて固化させなければならないため、ホ
ットランナー金型では、何らかの手段によるゲートの開
閉が必要である。このゲートの開閉方式として、バルブ
であるバルブピンによりゲートを機械的に開閉するバル
ブゲート方式がある。

【０００３】ところで、同一の金型を用い、成形材料
（樹脂）のみを顔料ないし染料が異なったものに替える
ことにより、同じ形状で異なる色の製品を成形すること
がある。いわゆる色替えである。このような色替えに限
らず、成形材料の切り替えである材料替えを行う場合、
ホットランナー金型では、次の成形材料による成形を始
める前に、射出成形機からの射出(ショット)を何回か行
って、固定型の材料通路内に残っている前（旧）の成形
材料を排出しなければならない。

【０００４】しかし、材料通路内に残留した前の成形材
料を完全に排出することは簡単ではなく、従来は、材料
通路内に残留した前の成形材料を排出するのに多数回の
ショットを必要としていた、例えば200回のショットで
も不十分で、500回ものショットが必要になることもあ
る。なお、材料通路内に残留した前の成形材料が簡単に
は排出されないことの原因は、材料通路から延出する形
で成形材料自体からなる断熱層が形成されることや、バ
ルブピンの外面や材料通路の内壁面などに成形材料が付
着することが一因である。そして、製品の成形のためで
はない色替えのためのショットを多数回行わなければな
らないのでは、成形材料の無駄が多くなるとともに、生
産性が悪くなる問題がある。一方、色替えのためのショ
ットが少なければ、残留した前の成形材料が次の成形材
料の製品に混入し、成形される製品の不良を招く。

【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、色替えなどの材料替えに際して、金型内
の材料通路中の前の成形材料を速やかにかつ確実に次の
成形材料に置換できる金型における材料替え装置および
この装置を用いた材料替え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の発明の金型に
おける材料替え装置は、材料通路内の成形材料を常時溶
融状態に保ち、前記材料通路から製品キャビティへのゲ
ートをバルブにより開閉する金型で成形材料の切り替え
に用いられる材料替え装置であって、前記金型の型開き
または型閉じ状態で前記バルブを複数回往復動させるバ
ルブ駆動手段を備えたものである。

【０００７】請求項２の発明の金型における材料替え方
法は、請求項１に記載の金型における材料替え装置を用
いた材料替え方法であって、バルブ駆動手段によりバル
ブを複数回往復動させながら旧成形材料から新成形材料
に材料替えするものである。

【０００８】請求項３の発明の金型における材料替え装
置は、前記目的を達成するために、材料通路内の成形材
料を常時溶融状態に保ち、前記材料通路から製品キャビ
ティへのゲートをバルブにより開閉する金型で成形材料
の切り替えに用いられる材料替え装置であって、型閉し
て前記製品キャビティ内に成形材料を射出した後型開し
て前記製品キャビティ内の成形材料を取り出す一成形サ
イクル中に前記バルブを２回以上開閉動作させるバルブ
駆動手段を備えたものである。

【０００９】製品の成形に際しては、型閉した後、ゲー
トを開放し、材料通路からゲートを介して成形材料を製
品キャビティ内に充填する。その後、バルブによりゲー
トを閉じ、さらに製品キャビティ内の成形材料が固化し
てから、型開して製品キャビティ内の成形材料すなわち
製品を取り出す。その後、再び型閉が行われて以上の成
形サイクルが繰り返されるが、その間、材料通路内の成
形材料は常時溶融状態に保たれる。また、色替えなどの
材料替えに際しては、材料通路内に残留している前の成
形材料を排出して次の成形材料に置換するために、同様
の成形サイクルが繰り返されるが、その際、バルブ駆動
手段は、一成形サイクル中にバルブを２回以上開閉動作
させる。製品の成形時には一成形サイクル中にバルブを
１回のみ開閉動作させればよいが、２回以上開閉動作さ
せることにより、材料通路に残留した前の成形材料の排
出が促進される。

【００１０】請求項４の発明の金型における材料替え方
法は、請求項３の発明の金型における材料替え装置を用
いた材料替え方法であって、型閉した後ゲートを開いて
材料通路から製品キャビティ内に成形材料を射出する工
程と、前記バルブによりゲートを閉じるとともに製品キ
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
ティ内の成形材料を取り出す工程とを繰り返し、前記製
品キャビティへの成形材料の射出のためのゲートの開放
および前記材料通路内の成形材料と製品キャビティ内の
成形材料との遮断のためのゲートの閉塞とは別に前記バ
ルブを開閉動作させるものである。

【００１１】材料通路から製品キャビティへ成形材料を
射出するためにはゲートを開放する必要があり、また、
常時溶融状態に保たれる材料通路内の成形材料と固化し
て取り出される製品キャビティ内の成形材料とを遮断す
るためには、バルブによりゲートを閉塞する必要があ
る。したがって、一成形サイクル中１回はバルブが開閉
動作するが、それとは別にバルブを開閉動作させること
により、材料通路に残留した成形材料の排出を促進でき
る。

【００１２】請求項５の発明は、請求項２又は４の発明
の金型における材料替え方法において、前記金型に成形
材料を供給する成形機にあって成形材料を可塑化する工
程中に前記バルブを開閉動作させるものである。

【００１３】成形機では、金型に供給するための成形材
料を可塑化して所定量貯めた後、この可塑化された成形
材料を金型内に射出することが行われる。射出の工程
は、製品キャビティ内に成形材料を注入するためのもの
なので、ゲートは常時開放状態にしておくことが望まし
い。したがって、付加されるバルブの開閉動作は、成形
機にあって成形材料を可塑化する工程中に行うことが望
ましい。

【００１４】

【発明の実施形態】以下、本発明のホットランナー金型
における材料替え装置およびこの装置を用いた材料替え
方法の一実施例について、図面を参照しながら説明す
る。まず、成形機である射出成形機の構成を説明する。
本射出成形機は、図３に示すように、型締装置１および
可塑化装置である射出装置２を備えており、これら型締
装置１および射出装置２は基台３上に配されている。型
締装置１は、ホットランナー金型４である固定型５およ
び可動型６を相互に開閉させるもので、固定型５が着脱
可能に取り付けられる固定側プラテン７と、可動型６が
着脱可能に取り付けられる可動側プラテン８とを有して
いる。この可動側プラテン８は、例えば油圧駆動式の型
締用シリンダー９により固定側プラテン７に対して接近
および離反する方向（型開閉方向）に移動し、これによ
り、固定型５および可動型６を開閉するものである。

【００１５】前記射出装置２は、その射出装置ベース11
が前記基台３上に固定されたレール12上に前記金型４に
対して接近および離反する方向に摺動自在に支持されて
いる。そして、射出装置ベース11は、例えば油圧駆動式
のシフトシリンダー13の駆動により移動するようになっ
ている。射出装置２は、インラインスクリュー式のもの
であり、前記射出装置ベース11の移動に伴い前記固定型
５に対して着脱するノズル16が先端部に接続された加熱
シリンダー17を備えている。この加熱シリンダー17に
は、加熱手段であるヒーター18が外周に設けられている
とともに、スクリュー19が内蔵されている。また、加熱
シリンダー17上で前記ノズル16と反対側の端部にはホッ
パー20が設けられている。このホッパー20は、可塑化前
の熱可塑性樹脂などの成形材料（ペレット）が投入され
るものである。前記スクリュー19は、このスクリュー19
をその軸方向すなわち金型４に対して接近および離反す
る方向へ駆動する例えば油圧駆動式の射出シリンダー21
にロッド22を介して連結されている。また、このロッド
22に固定されたスプライン筒23に歯車24がスクリュー19
およびロッド22の軸方向に摺動自在にかつ回り止めされ
た状態でスプライン嵌合されている。そして、前記歯車
24には、モーター25の回転出力軸に固定された歯車26が
噛合している。すなわち、スクリュー19は、モーター25
の駆動により回転するものである。

【００１６】つぎに、前記ホットランナー金型４の構成
を図１および図２に基づいて説明する。型体である前記
固定型５および可動型６は、型閉時に相互間に製品形状
の製品キャビティ31を形成するものである。固定型５
は、固定側型板32と、この固定側型板32の裏面すなわち
可動型６と反対側の面に固定された固定側受け板33と、
この固定側受け板33の裏側にスペーサーブロック34を介
して固定された固定側取り付け板35とを備えており、こ
の固定側取り付け板35と固定側受け板33との間には、支
持板36を介在させてマニホールド37が設けられている。
なお、前記固定側型板32には、製品キャビティ31を形成
するキャビティブロック38が埋め込まれて固定されてい
る。

【００１７】前記マニホールド37にはスプルーブッシュ
41が固定されている。このスプルーブッシュ41は、前記
固定側取り付け板35側へ突出しており、この固定側取り
付け板35に形成された貫通孔42内に位置している。そし
て、スプルーブッシュ41の内部は材料通路であるスプル
ー43になっており、また、スプルーブッシュ41の外周に
は加熱手段であるバンドヒーター44が設けられている。
このヒーター44の加熱により、スプルー43内の成形材料
である熱可塑性樹脂が常時溶融状態に保たれるようにな
っている。また、前記マニホールド37の内部には、材料
通路であるランナー45が形成されており、このランナー
45の入口部に前記スプルー43が連通している。さらに、
前記マニホールド37には加熱手段であるヒーター46が設
けられており、このヒーター46の加熱によりランナー45
内の成形材料が常時溶融状態に保たれるようになってい
る。なお、前記固定側取り付け板35におけるマニホール
ド37と反対側の面には、貫通孔42を囲んでローケートリ
ング47が固定されている。

【００１８】また、前記固定側受け板33からキャビティ
ブロック38にかけて貫通孔51が形成されており、この貫
通孔51の先端部が前記製品キャビティ31に開口するゲー
ト52になっている。このゲート52は、円柱形状になって
おり、その軸方向は前記型開閉方向に一致している。

【００１９】そして、前記固定型５には、前記ゲート52
を開閉するバルブ装置56が組み込まれている。つぎに、
このバルブ装置56の構成を説明する。前記貫通孔51内に
ほぼ筒状のバルブケーシング57が組み込まれている。こ
のバルブケーシング57の一端部はフランジ部58になって
いて前記マニホールド37および固定側受け板33に固定さ
れている。そして、前記バルブケーシング57の内部は一
端側が前記マニホールド37内のランナー45の出口部に連
通するとともに他端側が前記ゲート52に連通する材料通
路59になっている。この材料通路59は、ほぼ円柱形状に
なっているが、ゲート52側の先端部内周面に前記型開閉
方向に延びる３枚以上の支持羽根60が一体に形成されて
いる。これら支持羽根60は、材料通路59の中心軸に対し
て放射状に位置している。さらに、バルブケーシング57
内の材料通路59は、支持羽根60よりもゲート52側の部分
が円柱形状部61をなしている。この円柱形状部61の内周
面は、前記支持羽根60の内側縁とほぼ同一円柱面上に位
置している。

【００２０】そして、前記バルブケーシング57には、バ
ルブとしてのバルブピン66が内蔵されている。このバル
ブピン66は、前記型開閉方向を軸方向としており、製品
キャビティ31側の先端部に形成された円柱形状のゲート
閉塞部67がゲート52に挿脱自在に嵌合してこのゲート52
を閉じるものである。また、バルブピン66は、前記マニ
ホールド37および固定側取り付け板35に形成された通孔
68，69を貫通しており、固定側取り付け板35に設けられ
た流体圧シリンダー装置としての油圧シリンダー装置70
に連結されている。そして、この油圧シリンダー装置70
の駆動によりバルブピン66が前記型開閉方向に移動する
ようになっている。なお、油圧シリンダー装置70は、金
型４外に設けられた油圧回路71に接続されている。

【００２１】また、このバルブピン66は、前記バルブケ
ーシング57の支持羽根60の内側縁に外周面が常時摺動自
在に接触している。これにより、バルブピン66のゲート
52側の先端部が支持されているが、バルブピン66がゲー
ト52を閉じたときには、このバルブピン66が前記円柱形
状部61に嵌合するようになっている。一方、ゲート52を
開いた状態では、バルブピン66の先端は支持羽根60の中
間部に位置するようになっている。さらに、バルブピン
66は、バルブケーシング57におけるマニホールド37側の
端部では、バルブケーシング57内に固定されたガイドブ
ッシュ72により支持されている。すなわち、このガイド
ブッシュ72内をバルブピン66が摺動自在に貫通してい
る。

【００２２】また、前記バルブケーシング57の外周面に
は、材料通路59を加熱するバンドヒーター73およびこの
ヒーター73を外側から覆うほぼ円筒状のヒーターカバー
74が嵌合されている。さらに、ヒーター73に沿って温度
センサー75が設けられている。そして、ヒーター73の加
熱により材料通路59内の成形材料が常時溶融状態に保た
れるようになっている。

【００２３】さらに、前記バルブケーシング57のゲート
52側先端部の外周側には固定リング76が嵌合されて固定
されている。そして、この固定リング76の外周面が前記
貫通孔51内に形成された同径の円柱面状の嵌合面77に嵌
合している。これにより、バルブケーシング57がそのゲ
ート52側先端部においてキャビティブロック38に支持さ
れている。なお、固定リング76とキャビティブロック38
との嵌合面77以外においては、断熱のために、貫通孔51
の内面とバルブケーシング57あるいはヒーターカバー74
の外面との間には隙間が形成されている。この隙間は、
固定リング76により遮断されたヒーター73側の部分とゲ
ート52側の部分とからなる。そのうちヒーター73側の部
分は、空気断熱層78をなし、ゲート52側の部分は、材料
通路59およびゲート52に連通し成形材料が充填される樹
脂断熱層79をなすものである。なお、この樹脂断熱層79
は、溶融した成形材料の熱では溶融しない断熱性に優れ
た熱硬化性樹脂などからなる封止リングにより予め埋め
てもよい。

【００２４】前記可動型６は、可動側型板81と、この可
動側型板81の裏面すなわち固定型５と反対側の面に固定
された可動側受け板82と、この可動側受け板82の裏側に
図示していないスペーサーブロックを介して固定された
図示していない可動側取り付け板とを備えている。な
お、前記可動側型板81には、製品キャビティ31を形成す
るコアブロック83が埋め込まれて固定されている。さら
に、図示していないが、可動型６には、成形された製品
を突き出して離型させる突き出し機構も設けられてい
る。

【００２５】つぎに、前記バルブピン66を駆動するバル
ブ駆動手段91の構成を図４等に基づいて説明する。この
バルブ駆動手段91は、前記油圧シリンダー装置70および
油圧回路71と、この油圧回路71を介して油圧シリンダー
装置70を制御する制御装置92と、この制御装置92を操作
するためのスイッチなどからなり、通常の連続成形操作
部93Ａや材料材料の切り替え時に操作する成形材料切り
替え操作部93Ｂなどの操作手段93とを備えている。そし
て、バルブ駆動手段91は、ホットランナー金型４で成形
材料の切り替えに用いられる材料替え装置として、型閉
して製品キャビティ31内に成形材料を射出した後型開し
て製品キャビティ31内の成形材料を取り出す一成形サイ
クル中にバルブピンを自動的に２回以上開閉動作させる
機能を有している。

【００２６】つぎに、前記射出成形機およびホットラン
ナー金型４を用いた成形方法について、図５をも参照し
ながら説明する。射出成形機では、連続成形操作部93Ａ
を操作することにより型締装置１で型閉および型開が繰
り返され、射出装置２で、計量工程、射出工程および保
圧工程が繰り返される。計量工程においては、ホッパー
20から加熱シリンダー17内に成形材料である熱可塑性樹
脂のペレットが供給されるとともに、ヒーター18の加熱
とスクリュー19の回転による剪断力とによって加熱シリ
ンダー17内の成形材料が溶融して可塑化され、この溶融
した成形材料が加熱シリンダー17内におけるノズル16側
（前側）に送られて溜められる。その際、スクリュー19
は、金型４から離れる方向へ後退する。

【００２７】そして、固定型５および可動型６が型閉さ
れてこれら固定型５および可動型６間に製品キャビティ
31が形成されるとともに、加熱シリンダー17内の前部に
所定量の成形材料が溜まった後、図１に示すように、油
圧シリンダー装置70の駆動によりバルブピン66が可動型
５から離れる方向へ移動し、ゲート52が開放される。そ
の後、射出シリンダー21の駆動によりスクリュー19が金
型４側へ前進し、加熱シリンダー17内の成形材料がノズ
ル16から金型４内に射出されて供給される（射出工
程）。射出された成形材料は、スプルー43、マニホール
ド37のランナー45を通り、さらにバルブケーシング57内
の材料通路59、バルブピン66が嵌合している支持羽根60
間および円柱形状部61を通ってゲート52から製品キャビ
ティ31内に流入する。このようにして製品キャビティ31
内に成形材料が充填された後、射出シリンダー21からス
クリュー19に加えられる背圧により保圧が行われる（保
圧工程）。その後、図２に示すように、バルブピン66が
可動型６の方へ移動し、ゲート52に嵌合してこのゲート
52を閉じる。これにより、材料通路59内の成形材料と製
品キャビティ31内の成形材料とが遮断される。保圧工程
後、射出装置２では再び計量工程が始まる。

【００２８】さらに、金型４内の成形材料すなわち成形
された製品を十分に冷却して固化させ（冷却工程）、そ
の後、固定型５および可動型６が型開されて成形された
製品が図示していない取出し装置により取り出される。
その後、再び型閉が行われて、以上の工程からなる成形
サイクルが繰り返される。その間、スプルー43、ランナ
ー45およびバルブケーシング57の材料通路59内の成形材
料はヒーター44，46，73の加熱により常時溶融状態に保
たれる。

【００２９】つぎに、色替えなどの材料替え方法につい
て説明する。色替えとは、同一の金型４を用い、成形材
料のみを顔料ないし染料が異なったものに替えることに
より、同じ形状で異なる色の製品を成形するものであ
る。材料替えすなわち旧成形材料から新成形材料の切り
替えに際して、予めホッパー20に色替えのため新成形材
料である熱可塑性樹脂のペレットを供給し、成形材料切
り換え操作部93Ｂを操作すると、型締装置１で型開が行
われ、射出装置２で、材料替え用計量工程、材料替え用
射出工程および材料替え用保圧工程が行われる。材料替
え用計量工程においては、ホッパー20から加熱シリンダ
ー17内に成形材料である熱可塑性樹脂のペレットが供給
されるとともに、ヒーター18の加熱とスクリュー19の回
転による剪断力とによって加熱シリンダー17内の成形材
料が溶融して可塑化され、この溶融した成形材料が加熱
シリンダー17内におけるノズル16側（前側）に送られて
溜められる。その際、スクリュー19は、金型４から離れ
る方向へ後退する。

【００３０】そして、固定型５および可動型６は型開き
のままとなって、加熱シリンダー17内の前部に所定量の
成形材料が溜まった後、図１に示すように、油圧シリン
ダー装置70の駆動によりバルブピン66が可動型５から離
れる方向へ移動し、ゲート52が開放される。その後、射
出シリンダー21の駆動によりスクリュー19が金型４側へ
前進し、加熱シリンダー17内の成形材料がノズル16から
開放状態にある固定型５に射出されると共に、制御装置
92を介して油圧回路71、油圧シリンダー装置70によりバ
ルブピン66を連続的或いは断続的に複数回往復動作さ
せ、これによりバルブピン66を複数回開閉動作させる
（材料替え用射出工程）。この射出された成形材料は、
スプルー43、マニホールド37のランナー45を通り、さら
にバルブケーシング57内の材料通路59、バルブピン66が
嵌合している支持羽根60間および円柱形状部61を通って
ゲート52から溶融して可塑化して射出し、例えば図示し
ていない排出受け皿へ排出させる。この排出受け皿に収
容された成形材料は冷却して固化する。この際には、射
出シリンダー21からスクリュー19に加えられる背圧によ
り保圧が行われる（材料替え用保圧工程）。尚、この背
圧による保圧は上述の射出成形時の保圧工程の圧力と同
一の圧力でもよいが、該圧力よりも低い圧力が好まし
い。その間、スプルー43、ランナー45およびバルブケー
シング57の材料通路59内の成形材料はヒーター44，46，
73の加熱により常時溶融状態に保たれ、順次射出され
て、新たな成形材料に切替えることができる。そして、
材料替え用射出工程においては、バルブピン66の往復運
動は、バルブ駆動手段91の駆動により自動的に行われ
る。

【００３１】そして、このバルブピン66の往復運動に伴
い、バルブピン66とゲート52とが摺動したり、材料通路
59内の成形材料が振動ないし脈動的な動きを生じること
により、材料通路59に残留した前の成形材料の排出が促
進される。特にバルブピン66の外面や材料通路59ないし
ゲート52の内壁面に付着した成形材料が擦り取られるよ
うに除去される。また、樹脂断熱層79内に入り込んでい
る前の成形材料の排出も促進される。さらに、バルブピ
ン66により押されて、材料通路59内の成形材料のゲート
52から製品キャビティ31への排出も促進される。これに
より、材料通路59中の前の成形材料を速やかにかつ確実
に次の成形材料に置換でき、成形材料の無駄を少なくで
きるとともに、生産性を向上できる。しかも、バルブピ
ン66の往復運動は、操作手段93の成形材料切り替え操作
部93Ｂを操作して材料替えを開始した後は自動的に制御
されるので、手間がかからない。

【００３２】つぎに、色替えなどの材料替え方法の他の
方法について説明する。なお、前記実施例と同一部分に
は同一符号を付して説明する。バルブ駆動手段91は、ホ
ットランナー金型４で成形材料の切り替えに用いられる
材料替え装置として、型閉して製品キャビティ31内に成
形材料を射出した後型開して製品キャビティ31内の成形
材料を取り出す一成形サイクル中にバルブピンを自動的
に２回以上開閉動作させる機能を有している。材料替え
すなわち成形材料の切り替えに際して、射出成形機の加
熱シリンダー17内に残留した前の成形材料は、パージに
より排出することもできる。このパージでは、シフトシ
リンダー13の駆動により、射出装置２全体を金型４から
離れる方向へ後退させ、ノズル16を金型４から離す。つ
いで、射出シリンダー21およびモーター25を駆動して、
射出装置２の加熱シリンダー17内に残留している成形材
料をノズル16から図示していない排出受け皿へ排出させ
る。これにより、射出装置２の加熱シリンダー17内には
成形材料がほとんど滞留していない状態になる。

【００３３】また、金型４のスプルー43、ランナー45お
よびバルブケーシング57の材料通路59内に残留した前の
成形材料は、前述した製品の成形時と同様の成形サイク
ルを繰り返すことにより徐々に排出し、次の成形材料に
置換する。すなわち、射出成形機の型締装置１では型閉
および型開を繰り返し、射出成形機の射出装置２では計
量工程および射出工程を繰り返す。ただし、材料替えは
製品を成形するものではなく、成形不良はもとより問題
にならないので、射出工程における成形材料の射出圧力
は製品の成形時よりも低く設定される。また、保圧工程
は不要であり、冷却工程も短くてよいが、製品の成形時
の設定をそのまま使うことも可能である。

【００３４】そして、材料替え時の成形サイクルでも、
前述した製品の成形時と同様に、固定型５と可動型６と
を型閉した後、ゲート52を開いて材料通路から製品キャ
ビティ31内に成形材料を射出し、その後、バルブピン66
によりゲート52を閉じるとともに製品キャビティ31内の
成形材料が固化してから型開して製品キャビティ31内の
成形材料を取り出す。つまり、材料通路59から製品キャ
ビティ31へ成形材料を射出するためにはゲート52を開放
する必要があり、また、常時溶融状態に保たれる材料通
路59内の成形材料と固化して取り出される製品キャビテ
ィ31内の成形材料とを遮断するためには、バルブピン66
によりゲート52を閉塞する必要があるので、一成形サイ
クル中１回はバルブピン66が開閉動作するが、それとは
別にバルブピン66を１回ないし複数回開閉動作させる。

【００３５】この付加的なバルブピン66の開閉動作が行
われるのは、射出装置２での計量工程時であって、製品
キャビティ31内に成形材料がないときあるいは製品キャ
ビティ31内の成形材料がまだ固化していないときであ
る。型開状態で行うことも可能である。いずれにせよ、
バルブピン66は、所定時間の間に所定回数往復運動す
る。しかも、この往復運動は、バルブ駆動手段91の駆動
により自動的に行われる。

【００３６】そして、このバルブピン66の往復運動に伴
い、バルブピン66とゲート52とが摺動したり、材料通路
59内の成形材料が振動ないし脈動的な動きを生じること
により、材料通路59に残留した前の成形材料の排出が促
進される。特にバルブピン66の外面や材料通路59ないし
ゲート52の内壁面に付着した成形材料が擦り取られるよ
うに除去される。また、樹脂断熱層79内に入り込んでい
る前の成形材料の排出も促進される。さらに、バルブピ
ン66により押されて、材料通路59内の成形材料のゲート
52から製品キャビティ31への排出も促進される。これに
より、材料通路59中の前の成形材料を速やかにかつ確実
に次の成形材料に置換でき、材料替えのために必要なシ
ョット数を少なくできる。したがって、成形材料の無駄
を少なくできるとともに、生産性を向上できる。しか
も、バルブピン66の往復運動は、操作手段93を操作して
材料替えを開始した後は自動的に制御されるので、手間
がかからない。

【００３７】また、射出工程は、製品キャビティ31内に
成形材料を注入するためのものなので、ゲート52は常時
開放状態にしておくことが望ましいが、付加されるバル
ブピン66の開閉動作は計量工程中に行われるので、付加
されるバルブピン66の開閉動作により悪影響が生じるこ
とを防止できる。すなわち、射出工程時、製品キャビテ
ィ31内に成形材料を速やかに支障なく注入できる。さら
に、製品キャビティ31内に成形材料がないときあるいは
製品キャビティ31内の成形材料がまだ固化していないと
きに付加的なバルブピン66の開閉動作を行えば、バルブ
ピン66の押圧による材料通路59内から製品キャビティ31
への成形材料の排出の効果も得られる。

【００３８】さらに、樹脂断熱層79を封止リングにより
予め埋めておけば、樹脂断熱層79に成形材料がもとより
ほとんど入り込まないので、材料替えをよりいっそう速
やかに行える。

【００３９】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、バルブとしてのバルブピンの動作を開
閉ともに流体圧シリンダー装置としての油圧シリンダー
装置70の駆動により行わせるようにしたが、ゲートを開
閉するバルブは、ばねや成形材料の圧力などを利用して
駆動するようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明の金型における材料替え
装置によれば、バルブを複数回往復動させるバルブ駆動
手段を備えたことにより、色替えなどの材料替えに際し
て、材料通路に残留した前の成形材料の排出を促進で
き、金型内の材料通路中の前の成形材料を速やかにかつ
確実に次の成形材料に置換できる。したがって、成形材
料の無駄を少なくできるとともに、生産性を向上でき
る。

【００４１】請求項２の発明の金型における材料替え方
法によれば、バルブ駆動手段によりバルブを複数回往復
動させながら旧成形材料から新成形材料に材料替えさせ
るので、材料通路に残留した前の成形材料の排出を促進
でき、金型内の材料通路中の前の成形材料を速やかにか
つ確実に次の成形材料に置換できる。

【００４２】請求項３の発明の金型における材料替え装
置によれば、一成形サイクル中にバルブを２回以上開閉
動作させるバルブ駆動手段を備えたことにより、色替え
などの材料替えに際して、材料通路に残留した前の成形
材料の排出を促進でき、金型内の材料通路中の前の成形
材料を速やかにかつ確実に次の成形材料に置換できる。
したがって、成形材料の無駄を少なくできるとともに、
生産性を向上できる。

【００４３】請求項４の発明の金型における材料替え方
法によれば、型閉した後ゲートを開いて材料通路から製
品キャビティ内に成形材料を射出する工程と、バルブに
よりゲートを閉じるととも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を
取り出す工程とを繰り返し、製品キャビティへの成形材
料の射出のためのゲートの開放および材料通路内の成形
材料と製品キャビティ内の成形材料との遮断のためのゲ
ートの閉塞とは別にバルブを開閉動作させるので、材料
通路に残留した前の成形材料の排出を促進でき、金型内
の材料通路中の前の成形材料を速やかにかつ確実に次の
成形材料に置換できる。

【００４４】請求項５の発明の金型における材料替え方
法によれば、請求項２又は４のの発明の効果に加えて、
ホットランナー金型に成形材料を供給する成形機におい
て成形材料を可塑化する工程中にバルブを開閉動作させ
るので、付加されるバルブの開閉動作により悪影響が生
じることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホットランナー金型における材料替え
装置の一実施例を示すもので、ホットランナー金型の断
面図である。

【図２】同上ゲート付近の拡大断面図である。

【図３】同上射出成形機の一部を断面にした側面図であ
る。

【図４】同上ブロック図である。

【図５】同上製品の成形時における各工程のタイミング
図である。

【符号の説明】

４ホットランナー金型 31 製品キャビティ 43 スプルー（材料通路） 45 ランナー（材料通路） 52 ゲート 59 材料通路 66 バルブピン（バルブ） 91 バルブ駆動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材料通路内の成形材料を常時溶融状態に
保ち、前記材料通路から製品キャビティへのゲートをバ
ルブにより開閉する金型で成形材料の切り替えに用いら
れる材料替え装置であって、前記金型の型開きまたは型
閉じ状態で前記バルブを複数回往復動させるバルブ駆動
手段を備えたことを特徴とする金型における材料替え装
置。
【請求項２】請求項１に記載の金型における材料替え
装置を用いた材料替え方法であって、バルブ駆動手段に
よりバルブを複数回往復動させながら旧成形材料から新
成形材料に材料替えすることを特徴とする金型における
材料替え方法。
【請求項３】材料通路内の成形材料を常時溶融状態に
保ち、前記材料通路から製品キャビティへのゲートをバ
ルブにより開閉する金型で成形材料の切り替えに用いら
れる材料替え装置であって、型閉して前記製品キャビテ
ィ内に成形材料を射出した後型開して前記製品キャビテ
ィ内の成形材料を取り出す一成形サイクル中に前記バル
ブを２回以上開閉動作させるバルブ駆動手段を備えたこ
とを特徴とする金型における材料替え装置。
【請求項４】請求項３に記載の金型における材料替え
装置を用いた材料替え方法であって、型閉した後ゲート
を開いて材料通路から製品キャビティ内に成形材料を射
出する工程と、前記バルブによりゲートを閉じるととも
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を取り出す工程とを繰り返
し、前記製品キャビティへの成形材料の射出のためのゲ
ートの開放および前記材料通路内の成形材料と製品キャ
ビティ内の成形材料との遮断のためのゲートの閉塞とは
別に前記バルブを開閉動作させることを特徴とする金型
における材料替え方法。
【請求項５】前記金型に成形材料を供給する成形機に
おいて成形材料を可塑化する工程中に前記バルブを開閉
動作させることを特徴とする請求項２又は４記載の金型
における材料替え方法。