JP2969456B2

JP2969456B2 - バルブゲート式金型装置

Info

Publication number: JP2969456B2
Application number: JP4030982A
Authority: JP
Inventors: 久則田辺; 与志信武田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JPH05220790A

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装置に係わり、特に、冷却用
流体通路の構造に関する。

【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装置においては、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。ここで、従来のバ
ルブゲート式金型装置の一例について、図２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と、この
固定側受け板５の上面にスペーサブロック６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７と、この固定側取付け板７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８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
７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８に接続されてい
る。このマニホールド８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
８は、ヒーター17を内蔵している。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。このバルブケーシング21は、図示
していないが、ヒーターを内蔵している。一方、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22を有する複数のゲートブッシュ23がそ
れぞれ埋め込み固定されているが、これらゲートブッシ
ュ23内に前記各バルブケーシング21の図示下側先端部が
嵌合している。また、これらバルブケーシング21の図示
上端面が前記マニホールド８の下面に接合しており、各
バルブケーシング21内にマニホールド８のランナー16の
最終分岐路がそれぞれ連通している。そして、前記各バ
ルブケーシング21内には、前記ゲートブッシュ23のゲー
ト22を開閉するニードルピンからなるバルブ24が図示上
下方向へ移動可能に支持されている。これらバルブ24
は、バルブケーシング21内の図示上部においては、ここ
に嵌合状態で固定されたガイドブッシュ25を摺動自在に
貫通している。また、各バルブ24は、マニホールド８を
図示上下方向に貫通して、固定側取付け板７に設けられ
た複数の油圧シリンダー装置26にそれぞれ連結されてお
り、このシリンダー装置26により駆動されるものであ
る。なお、キャビティ部材12とは別体にゲートブッシュ
23を設けているのは、金型製作上の加工性と、バルブ24
が摺動するゲート22の耐磨耗性とを両立させるためであ
る。すなわち、キャビティ部材12がＨＰＭなどの比較的
軟質の金属材からなっているのに対して、ゲートブッシ
ュ23はＳＫＨなどの硬質金属材からなっている。一方、
前記可動型２は、可動側型板31と、この可動側型板31の
背面（図示下面）に取付けられた可動側受け板32と、こ
の可動側受け板32の下面にスペーサブロック33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34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34と前記可動側受け板32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35が設けられており、この突き出し板35に突き出しピ
ン36が固定されている。これら突き出しピン36は、前記
可動側受け板32および可動側型板31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31は、枠板37内に、製品の内面をそ
れぞれ形成する複数のコア部材38を埋め込んで固定した
ものである。

【０００３】さらに、前記固定側受け板５や固定側型板
４のキャビティ部材12には、キャビティ３を囲んで、冷
却用流体である水が流通する冷却用流体通路41，42，43
が形成されている。一方、前記可動側受け板32や可動側
型板31のコア部材38にも、キャビティ３を囲んで、冷却
用流体通路44が形成されている。これら冷却用流体通路
41，42，43，44は、例えば受け板５，32の外側面へ開口
しており、水の供給ないし排出用のホースが接続される
ものである。特に、ヒーターを内蔵したバルブケーシン
グ21が接続されたゲートブッシュ23とキャビティ部材12
との間には、ゲートブッシュ23を囲むようにして、冷却
用流体通路42が形成されている。そして、従来のバルブ
ゲート式金型装置においては、キャビティ部材12をなす
ＨＰＭなどの金属材およびゲートブッシュ23をなすＳＫ
Ｈなどの金属材そのものにより冷却用流体通路42の周面
を形成していた。

【０００４】成形時には、固定型１と可動型２とを型締
し、シリンダー装置26によりバルブ24を図示上昇させて
ゲート22を開放した状態で、射出成形機のノズルから溶
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８のランナー16およびバルブケーシング21内を
通って、開放されたゲート22からキャビティ３内に流入
する。その後、シリンダー装置26によりバルブ24を図示
下降させて、これらバルブ24をゲート22に嵌合すること
により、これらゲート22を閉塞する。そして、キャビテ
ィ３内に充填された樹脂が固化した後、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
る製品を取り出すが、このとき、突き出しピン36が製品
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８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21内のヒーターの加熱
により、バルブケーシング21内の樹脂が常時溶融状態に
保たれる。これに対して、キャビティ３内に流入した樹
脂は、その固化のために、冷却用流体通路41，42，43，
44内を流れる水により冷却される。特に、固定側型板４
は、ヒーターにより加熱されるバルブケーシング21の周
囲において、他の部分よりも温度が高くなりやすいが、
その温度差による成形不良を防止するために、ゲートブ
ッシュ23とキャビティ部材12との間の冷却用流体通路42
を流れる水により、バルブケーシング21の周囲におい
て、ゲートブッシュ23およびキャビティ部材12が積極的
に冷却される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のバルブゲート式金型装置では、キャビティ部材12を
なすＨＰＭなどの金属材およびゲートブッシュ23をなす
ＳＫＨなどの金属材そのものにより冷却用流体通路42の
周面を形成していたため、このキャビティ部材12とゲー
トブッシュ23との間の冷却用流体通路42を通る水は、ヒ
ーターにより加熱されるバルブケーシング21に接続され
たゲートブッシュ23から多くの熱を奪い、そのため、キ
ャビティ部材12側の冷却が不十分になりやすいととも
に、複数あるゲート22付近における固定側型板４の冷却
が不均一になりやすく、成形不良をきたしやすい問題が
あった。すなわち、前述のように、冷却用流体通路42を
通る水がゲートブッシュ23側から多くの熱を奪ってしま
うため、水の通る順序などによる影響が出やすくなっ
て、キャビティ部材12の各ゲート22付近の冷却が不安定
になり、あるゲート22からは樹脂が過度に流出するの
に、他のゲート22は詰まってしまうような事態をきたし
ていた。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、固定型のゲート付近を確実かつ安定して
冷却でき、したがって、固定型の複数あるゲート付近を
均一に冷却でき、成形不良を防止できるバルブゲート式
金型装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、開閉自在で型締時にキャビティを内部に
形成する固定型および可動型からなり、前記固定型は、
キャビティ形成面を有するキャビティ部材と、このキャ
ビティ部材に埋め込まれキャビティへ開口するゲートを
有するゲートブッシュと、このゲートブッシュに接続さ
れヒーターおよび前記ゲートを開閉するバルブを内蔵し
たバルブケーシングとを備え、前記キャビティ部材とゲ
ートブッシュとの間に冷却用流体通路を形成したバルブ
ゲート式金型装置において、前記冷却用流体通路におけ
るゲートブッシュ側の面に断熱材を設けたものである。

【０００８】

【作用】本発明のバルブゲート式金型装置においては、
成形時、固定型と可動型とを型締して、これら固定型と
可動型との間にキャビティを形成するとともに、ゲート
を開放した上で、固定型のキャビティ部材に埋め込まれ
たゲートブッシュのゲートからキャビティ内に樹脂を流
し入れる。このキャビティ内に樹脂が充填された後、バ
ルブによりゲートを閉塞し、さらに、キャビティ内の樹
脂が固化した後、固定型と可動型とを型開して、キャビ
ティ内で固化した樹脂である製品を取り出す。ところ
で、バルブケーシング内の樹脂がこのバルブケーシング
に内蔵されたヒーターの加熱により常時溶融状態に保た
れるのに対して、キャビティ内の樹脂は、その固化のた
めに、キャビティ部材とゲートブッシュとの間などにあ
る冷却用流体通路を流れる冷却用流体により冷却され
る。このとき、前記冷却用流体通路におけるゲートブッ
シュ側の面にある断熱材によって、冷却用流体通路を流
れる冷却用流体がヒーターにより加熱されるバルブケー
シングに接続されたゲートブッシュから多くの熱を奪っ
てしまうことが防止され、これにより、キャビティ部材
が十分に冷却されるとともに、固定型のゲート付近の冷
却が確実かつ安定したものとなり、固定型の複数あるゲ
ート付近を均一に冷却される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のバルブゲート式金型装置の一
実施例について、図１を参照しながら説明する。なお、
本実施例の金型装置は、先に説明した図２に示す金型装
置と同様の構成を有しているので、対応する部分には同
一符号を付す。そして、以下の説明においては、図２に
付した符号をも引用し、金型全体の構成説明は省略す
る。図１において、12a はキャビティ部材12のキャビテ
ィ形成面、38a はコア部材38のキャビティ形成面であ
る。キャビティ部材12に埋め込み固定されたゲートブッ
シュ23は、図示下部が下方へ向かってテーパー状になっ
ており、図示下部の内周面が円錐面状のテーパー状孔51
になっている。そして、ゲートブッシュ23は、キャビテ
ィ３に露出した図示下側先端部に、図示上下方向を軸方
向としこのキャビティ３へ開口するゲート22を有してい
る。また、筒状のバルブケーシング21は、固定側受け板
５に埋め込まれているとともに、前記ゲートブッシュ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、固定側受け板５に固定
されたフランジ部52を図示上部に有する内筒53の外周側
にバンドヒーター54が設けられているとともに、このバ
ンドヒーター54が外周側から筒状のヒーターカバー55に
より覆われており、さらに、このヒーターカバー55の外
周側に外筒56が設けられている。また、前記内筒53内に
は、ガイドブッシュ25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57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53内の下部
に螺合された筒状の押え具58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が前記内筒
53の図示上部に形成された樹脂通路59を介して内筒53内
に連通しているとともに、この内筒53および押え具58の
内部が前記ゲート22に同軸的に繋がっている。また、前
記内筒53および押え具58により形成されたバルブケーシ
ング21のゲート22側すなわち図示下側先端部は、テーパ
ー状になっていて、前記ゲートブッシュ23のテーパー状
孔51内に入っている。そして、このテーパー状孔51内の
周面とバルブケーシング21のゲート22側先端部の円錐形
状の外周面との間に前記ゲート22内に連通するテーパー
状間隙60が形成されている。このテーパー状間隙60は、
図示下側すなわちゲート22側にいくに従い次第に狭くな
っている。そして、テーパー状間隙60の中間部には、そ
の周方向に沿って、メタルＯリング61が設けられてい
る。なお、テーパー状間隙60におけるメタルＯリング61
よりも図示上方の部分は、ヒーターカバー55とゲートブ
ッシュ23の内周面との間の間隙に連通している。さら
に、前記バルブケーシング21内には、前記ゲート22と同
軸的に位置しこのゲート22を開閉するニードルピンから
なるバルブ24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24は、図示上部がガイドブッシュ25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57により摺動自在に保持されている。

【００１０】そして、前記キャビティ部材12とゲートブ
ッシュ23との間には、このゲートブッシュ23の外周面に
形成された凹溝により、冷却用流体通路42が形成されて
いるとともに、この冷却用流体通路42を挟んで、一対の
ゴム製のＯリング62，63が設けられている。前記冷却用
流体通路42は、キャビティ部材12から固定側受け板５内
に形成された冷却用流体通路43に連通している。なお、
この冷却用流体通路43を囲んで、キャビティ部材12と固
定側受け板５との間にゴム製のＯリング64が設けられて
いる。そして、前記キャビティ部材12とゲートブッシュ
23との間の冷却用流体通路42におけるゲートブッシュ23
側の面には、テフロンからなる断熱材66がシリコーンゴ
ムにより接着されている。

【００１１】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。成形に際しては、固定型１と可動型２とを型
締して、これら固定型１と可動型２との間にキャビティ
３を成形するとともに、図１に実線で示すように、シリ
ンダー装置26によりバルブ24を上昇させてゲート22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さ
せる。この樹脂は、スプルー15からマニホールド８のラ
ンナー16およびバルブケーシング21内を通って、ゲート
ブッシュ23の開放されたゲート22からキャビティ３内に
流入する。そして、キャビティ３内に樹脂が充填された
後、図１に鎖線で示すように、シリンダー装置26により
バルブ24を図示下降させて、これらバルブ24をゲート22
に嵌合することにより、これらゲート22を閉塞する。さ
らに、キャビティ３内の樹脂が固化した後、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
である製品を取り出す。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８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21内のバンドヒーター54
の加熱により、バルブケーシング21内の樹脂が常時溶融
状態に保たれる。これに対して、キャビティ３内に流入
した樹脂は、その固化のために、冷却用流体通路41，4
2，43，44内を流れる冷却用流体である水により冷却さ
れる。

【００１２】ところで、前述のようにバルブケーシング
21はバンドヒーター54により加熱されているが、バルブ
ケーシング21の熱は、特にメタルＯリング61などを介し
てゲートブッシュ23に伝導する。なお、メタルＯリング
61は、もともとバルブケーシング21とゲートブッシュ23
との間の断熱性を安定させるために設けてあるものであ
る。すなわち、バルブケーシング21とゲートブッシュ23
との間の断熱性を高めるには、これらバルブケーシング
21とゲートブッシュ23との間のテーパー状間隙60の幅を
大きくするとよいが、この幅を大きくすると、テーパー
状間隙60に樹脂が侵入しやすくなる。このように樹脂が
侵入すると、逆に断熱性の低下を招くので、テーパー状
間隙60の途中にメタルＯリング61を設けて、このメタル
Ｏリング61よりも図示上方への樹脂の侵入を防ぎ、断熱
性を安定させるようにしている。しかしながら、前述の
ようにバルブケーシング21の熱は、メタルＯリング61な
どを介してゲートブッシュ23に伝導するので、ゲート22
付近は、固定側型板４の他の部分よりももともと温度が
高くなりやすい。これに対して、図１に矢印で示すよう
に、冷却用流体通路43からゲートブッシュ23とキャビテ
ィ部材12との間の冷却用流体通路42を流れる水により、
バルブケーシング21の周囲において、ゲートブッシュ23
およびキャビティ部材12が積極的に冷却される。このと
き、前記冷却用流体通路42におけるゲートブッシュ23側
の面にある断熱材によって、冷却用流体通路42を流れる
水がゲートブッシュ23側から多くの熱を奪ってしまうこ
とが防止される。これにより、キャビティ部材12を十分
に冷却できるとともに、固定側型板４におけるゲート22
付近の冷却を確実かつ安定したものにでき、成形不良を
防止できる。すなわち、固定側型板４において複数ある
各ゲート22付近を均一に冷却できる。これにより、各ゲ
ート22からキャビティ３への樹脂の流入を均一なものと
でき、成形不良を防止できる。

【００１３】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、冷却用流体通路42におけるゲートブッ
シュ23側の面に設ける断熱材66をテフロンとしている
が、この断熱材の材料としては、セラミックスあるいは
熱伝導率の小さいステンレスなどの金属材も可能であ
る。しかしながら、断熱性や製作性の点では、テフロン
が好ましい。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、キャビティ部材とゲー
トブッシュとの間に冷却用流体通路を形成したバルブゲ
ート式金型装置において、前記冷却用流体通路における
ゲートブッシュ側の面に断熱材を設けたので、冷却用流
体通路を流れる冷却用流体がゲートブッシュ側から多く
の熱を奪ってしまうことを防止できて、キャビティ部材
を十分に冷却できるとともに、固定型におけるゲート付
近の冷却を確実かつ安定したものにでき、これにより、
固定型の複数ある各ゲート付近を均一に冷却でき、した
がって、各ゲートからキャビティへの樹脂の流入も均一
なものとでき、成形不良を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブゲート式金型装置の一実施例を
示すゲートブッシュ付近の断面図である。

【図２】従来のバルブゲート式金型装置の一例を示す全
体の断面図である。

【符号の説明】

１固定型２可動型３キャビティ 12 キャビティ部材 12a キャビティ形成面 21 バルブケーシング 22 ゲート 23 ゲートブッシュ 24 バルブ 42 冷却用流体通路 54 バンドヒーター（ヒーター） 66 断熱材

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−16114（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−124228（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−64531（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−152415（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−126609（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/26 - 45/44 B29C 45/73

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉自在で型締時にキャビティを内部に
形成する固定型および可動型からなり、前記固定型は、
キャビティ形成面を有するキャビティ部材と、このキャ
ビティ部材に埋め込まれキャビティへ開口するゲートを
有するゲートブッシュと、このゲートブッシュに接続さ
れヒーターおよび前記ゲートを開閉するバルブを内蔵し
たバルブケーシングとを備え、前記キャビティ部材とゲ
ートブッシュとの間に冷却用流体通路を形成したバルブ
ゲート式金型装置において、前記冷却用流体通路におけ
るゲートブッシュ側の面に断熱材を設けたことを特徴と
するバルブゲート式金型装置。