JP2010094937A

JP2010094937A - サイドバルブゲート式ホットランナーシステム

Info

Publication number: JP2010094937A
Application number: JP2008269566A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Takahashi; 勝美高橋; Takashi Kamiya; 隆紙谷; Tooru Hirabayashi; 享平林; Yuta Tsushima; 勇太對馬; Wataru Shimokususae; 渉下楠薗
Original assignee: D-M-E FUTABA CORP
Current assignee: D-M-E FUTABA CORP
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】製品の側面にゲートを設置する必要のある製品用のバルブゲート式ホットランナーシステムを提供する。
【解決手段】本発明は、溶融樹脂が成形機（５）より射出され、ホットランナーシステムのスプルーブッシュ（１）からマニホールドブロック（２）、ノズル（３）、サイドノズル（４）を経て製品部に充填して成形する機構に関する。成形機（５）は溶融樹脂を射出する直前に、固定側型板側面に設置したシリンダーのピストン（６）を作動させてバルブピン（７）を動かし、製品の側面に設置したゲートチップ（２１）におけるゲート孔（２７）を開き溶融樹脂を製品部に充填した後シリンダーのピストン（６）を作動させてバルブピン（７）を動かし、ゲート孔を閉じる構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャビティの側面側から溶融樹脂を注入することができる射出成形用サイド
バルブゲート式ホットランナーシステムに関する。

従来、ランナーを介して溶融樹脂を注入して製品を生産する、キャビティの側面側から充填するコールドランナーシステム方式（図２参照）では、例えば、３プレート方式のモールドベースを使用することによって、樹脂流路及びキャビティ内に溶融樹脂を注入していた。このようなコールドランナーシステム方式では、冷却固化後、製品を取り出すと同時にキャビティ以外の、例えば、スプルー（２３）、ランナー（２４）、サブランナー（１２）といった樹脂流路内において固化した製品以外の余分な物を取り出さなければならなかった。

上記のコールドランナーシステム方式では、図２の右拡大図における（Ａ）の部分の径を大きくすると、型開き時に（Ａ）の部分が切断出来なくなる事がある。また、図２の右拡大図における（Ｂ）の部分を大きくすると、後加工において仕上げをする必要がある面積が増え、仕上げに時間と手間がかかることになる。
一方、製品が大型になるのに比例して、図２の拡大図における（Ａ）の部分、（Ｂ）の部分におけるゲート孔を大きくとらないと圧力損失が大きくなり、製品の端部まで溶融樹脂が届かず、製品不良になってしまう。この為に多くのゲートを設置する必要があり、産業廃棄物となるランナーも多くなるという問題があった。これは圧力損失を抑止するためにはゲート孔を大きくする必要があるが、その分、後加工の手間がかかるというトレードオフの関係にあった。

一方、これまでホットランナーシステムでは、垂直方向にバルブピンを昇降させることによってゲートカットを行う技術が知られていた。このようなホットランナーシステムとキャビティの側面側から溶融樹脂を充填するコールドランナーシステム方式を組み合わせることによって、図３に示すホットランナーシステム方式が考えられる。

図３に示すホットランナーシステム方式は、サブランナー（１２）の上流側におけるランナー（３４）にヒーター（４７）及び垂直方向に上下動するゲートピン（３７）を設置し、サブランナー（１２）を介してキャビティ（３８）内に溶融樹脂を充填するシステムである。
溶融樹脂を製品部の側面から充填するホットランナーシステム方式では、製品部にホットランナーのゲート孔を設置することが出来ない為に、サブランナー（１２）の入り口にホットランナーのゲート孔（４１）を設置して、サブランナー（１２）を介してキャビティ（３８）内に溶融樹脂が注入されることになる。

その為、製品を冷却固化した後、製品と同時に製品と結合し、固化したサブランナー（１２）を取り出さなければならないといった問題が生じていた。
その為、図３に示すホットランナーシステム方式では、図４〜図６に示す製品にゲート（８）、（１０）、（１１）及びサブランナー（１２）が付着していた。

しかし、この方式では成形品から手作業でサブランナー（１２）（図４〜図６参照）
を取り除く作業が必要となる為、人件費、作業時間がかかり効率的ではなく、サブランナー（１２）を取り除く作業時に成形品に傷をつけてしまい不良品となってしまう危険性もある。更に、取り除かれたサブランナー（１２）は、産業廃棄物となるため、処分するの
に費用がかかり、環境にも良くない。
また、製品よりサブランナー（１２）の方が厚みが大きいことから、サブランナー（１２）の冷却が完了しなければ製品を取り出すことは出来ず、冷却時間が長くかかり成形サイクルタイムの短縮をはかれないといった問題点もある。
特開平１０−１３８２９８特開平１１−４２６８３特開２０００−２７１９８０特開２００７−８３６６１

本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、キャビティの側面側から充填するホットランナーシステム方式において、製品以外の余分なサブランナーの発生を抑止し、かつ冷却工程の短縮を図るとともに、成形品における傷の発生を抑止するホットランナーシステム方式を提供することを目的とする。
また、安定してゲートカットを行うとともに、溶融樹脂の充填時における圧力損失を減少させることを目的とする。

上記課題を解決する為に、本発明は以下の構成を採用した。
（１）バルブゲート式ホットランナーシステムにおいて、樹脂流路からキャビティ内に溶融樹脂を注入する樹脂流路のゲート孔を有し、キャビティの側面側に、ヒーターの設置された樹脂流路を有するサイドノズルが隣接配置され、前記キャビティ内にキャビティの側面側から溶融樹脂を注入することが可能となることを特徴とするサイドバルブゲート式ホットランナーシステムである。
（２）前記キャビティ内に溶融樹脂を注入した後、前記サイドノズルの溶融樹脂をキャビティ内に注入するゲート孔にバルブピンの先端を押し入れる構造を有し、サイドノズルとキャビティ間において成形品における製品にゲートの残りやバリ発生の原因となる隙間部分を封止することを特徴とする上記（１）記載のサイドバルブゲート式ホットランナーシステムである。

（３）サブマリンゲート方式において、前記バルブピンを設置することによってバリの発生をなくして成形できることを特徴とする上記（１）又は（２）記載のサイドバルブゲート式ホットランナーシステムである。
（４）ラウンドゲート方式において、前記バルブピンを設置することによってバリの発生をなくして成形できることをことを特徴する上記（１）乃至（３）のいずれか一に記載のサイドバルブゲート式ホットランナーシステムである。

本発明により、取り出した製品にはサブランナーなどの余分な物が付いていないので、手作業で製品以外の余分なサブランナーを取り除く作業が必要なくなり作業効率を上げることが出来る。
また、不要なサブランナーを廃棄する手間、費用がかからなくなると共に、冷却時間が短くなり成形サイクルタイムの短縮が図れるようになるという効果を奏する。

さらに、バルブピンが確実にゲート孔を閉じる為、糸引きが抑止され、安定したゲート切れが得られるという効果を奏する。
また、バルブピンが確実にゲート孔を閉じる為、ゲート孔の径を大きく設定できる。その為に溶融樹脂の充填時における圧力損失を減少させることができ、キャビティに溶融樹脂をスムーズに充填することが可能となり、製品のヒケ、ソリ等、形状不良の発生を防ぐ
ことが出来ると共に、射出率も上がりゲート点数を減少させる事も可能となる。

以下、図面を参照して本発明に係るサイドバルブゲート式ホットランナーシステムの実施の形態の一例を説明する。以下に示すサイドバルブゲート式ホットランナーシステムは、本発明の一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明に係るサイドバルブゲート式ホットランナーシステムの一例を示した断面概念図である。

図１に示す如く、本実施形態に成形機（５）が溶融樹脂を射出する直前に、固定側型板側面に設置したシリンダーのピストン（６）を作動させてバルブピン（７）を動かし、ゲートチップ（２１）におけるゲート孔を開き溶融樹脂をキャビティ内に充填した後、シリンダーのピストン（６）を作動させてバルブピン（７）を動かし、ゲートチップ（２１）におけるゲート孔を閉じる。そして製品を冷却固化した後に、金型のＰＬ面を開き製品を取り出す。
ゲートチップ（２１）におけるゲート孔（２７）は、シリンダーのピストン（６）によってゲートカットされることから、製品に製品以外の余分なランナーやスプルーが付加しない。そのため余分なランナーやスプルーを取り除く工程やランナーやスプルーの冷却工程が不要になり、成形サイクルタイムを短縮できる。
またゲートカットにより製品における糸引き等を防止することができるという効果も奏する。

本実施形態に係るサイドバルブゲート式ホットランナーシステムは、成形機（５）から射出された溶融樹脂が、スプルーブッシュ（１）を介して、マニホールドブロック（２）、ノズル（３）、サイドノズル（４）を経てキャビティに直接充填し、射出成形により製品を製造する。
本実施形態に係るホットランナーシステム及び金型は、固定側取付板（１０１）、スペーサーブロック（１０２）、固定側型板（１０３）、可動側型板（１０４）、受け板（１０５）、スペーサーブロック（１０６）、上部エジェクタープレート（１０７）、下部エジェクタープレート（１０８）及び可動側取付板（１０９）とから構成されている。
本実施形態に係るサイドバルブゲート式ホットランナーシステムについて、図１に示すマニホールドブロック（２）の構成を、図７を参照してさらに詳しく説明する。

図７に示す如く、マニホールドブロック（２）はスプルーブッシュ（１）、ランナー止め栓（１３）、スクリュープラグ（１４）、カートリッジヒーター（図示省略）、サーモカップル（図示省略）、位置決めーライザー（１５）、圧受けライザー（１６）により構成されている。
カートリッジヒーター（図示省略）、サーモカップル（図示省略）は図示しない温度コントローラーに接続されており、温度コントローラーを介して供給される電力によりマニホールドブロック（２）を成形最適温度に昇温させる。
また、マニホールドブロック（２）の内部には溶融樹脂の流路が図７に示す如く形成されており、ノズル（３）（図１を参照）の溶融樹脂の流路に合う位置にゲート点数分の溶融樹脂の出口が設定されている。

次に、本発明に係るサイドバルブゲート式ホットランナーシステムについて、図１に示すノズル（３）とサイドノズル（４）の構成を、図８を参照してさらに詳しく説明する。
図８に示す如く、ノズルはノズル本体（３）とサーモカップル内蔵のコイル状又は鋳込み状のヒーター（１７）より構成されている。サーモカップル内蔵のコイル状又は鋳込
み状のヒーター（１７）は図示しない温度コントローラーに接続されており、温度コン
トローラーを介して供給される電力によりノズル本体（３）を成形最適温度に昇温させる
。
また内部には溶融樹脂の流路が形成されていることから、ノズル本体（３）はマニホールドブロック（２）から出た溶融樹脂をサイドノズル（４）に流し込む役割を持つ。

サイドノズル（４）は、サイドノズル本体（４）とカートリッジヒーター（図示省略）、サーモカップル（図示省略）、位置決めライザー（１８）、圧受けライザー（１９，１９）、ピンブッシング（２０）、ゲートチップ（２１）より構成されている。ゲートチップ（２１）には、ゲート孔（２７）が穿設されている。
ヒーター（図示省略）及びサーモカップル（図示省略）は図示しない温度コントローラーに接続されており、温度コントローラーを介して供給される電力によりサイドノズル本体（４）を成形最適温度に昇温させる。
また、内部に溶融樹脂の流路が形成されており、その樹脂流路にはバルプピン（７）が通る。ピンブッシング（２０）はサイドノズル（４）にバルブピン（７）を通す為に設置し、サイドノズル（４）とバルブピン（７）の隙間からの樹脂漏れを防ぐ役割を持つ。

ゲートチップ（２１）はサイドノズル本体（４）にねじ留めされており、ヒーターで温められたサイドノズルの熱をゲート孔付近まで伝える役割も持つ。また、ゲートチップ（２１）は固定側型板と嵌合しており、サイドノズル（４）の位置を決めるとともに、サイドノズル（４）から射出された溶融樹脂が漏れるのを防ぐ役割を持つ。
また、固定側型板（１０３）（図１を参照）の側面にはシリンダーが設置されている。

図９は、シリンダー内の構成を示した断面図である。図９に示す如く、エアー圧又は油圧でシリンダー内のピストン（６）が型閉め、型開き方向と直交又は傾斜角をもった方向に作動する。符号25はシリンダー上蓋であり、符号（２６）はシリンダー下蓋である。
図９に示す如く、ピストン（６）にはバルブピン（７）がリテーナー（２２）で固定されており、ピストン（６）が型開き方向と直交又は傾斜角をもった方向に作動することに連動してバルブピン（７）も型開き方向と直交又は傾斜角をもった方向に作動してゲート孔を開閉する。
また、スプルーブッシュ（１）、マニホールドブロック（２）、ノズル（３）、サイドノズル（４９）と連結しており、各接合部は樹脂漏れが起きないように密着している。

成形機が溶融樹脂を射出する直前にエアー又は油をシリンダーに入れ、シリンダーのピストン（６）を作動させてバルブピン（７）を動かし、ゲートチップ（２１）先端のゲート孔を開く。成形機が射出した溶融樹脂は溶融した状態でスプルーブッシュ（１）、マニホールドブロック（２）、ノズル（３）、サイドノズル（４）を経て製品部に到達する。充填終了後、エアー又は油をシリンダーに入れ、シリンダーのピストン（６）を作動させてバルブピン(7)を動かしゲートチップ（２１）におけるゲート孔を閉じる。
充填された溶融樹脂は冷却固化後、製品となって取り出される。不要なランナーやスプルーが付いていない為、射出された樹脂は全て製品として利用が出来る。

サイドゲート式ホットランナー全体組立断面図コールドランナー方式時のサイドゲート金型の全体組立断面図従来の一部サブランナーを使用したホットランナー全体組立断面図従来の一部サブランナーを使用するホットランナー方式で成形したサイドゲートサブランナーにおけるサブランナー及び製品図従来の一部サブランナーを使用するホットランナー方式で成形したサブマリンゲートサブランナーにおけるバルク残留物及び成品図従来の一部サブランナーを使用するホットランナー方式で成形したラウンド型ゲートサブランナーにおけるバルク残留物及び成品図マニホールドブロック及びスプルーブッシュ断面図ノズル及びサイドノズル断面図シリンダー及びバルブピン断面図

符号の説明

１スプルーブッシュ
２マニホールドブロック
３ノズル本体
４サイドノズル
５成形機
６ピストン
７バルブピン
１７ヒーター
２１ゲートチップ
２７ゲート孔

Claims

バルブゲート式ホットランナーシステムにおいて、樹脂流路からキャビティ内に溶融樹脂を注入する樹脂流路のゲート孔を有し、キャビティの側面側にヒーターの設置された樹脂流路を有するサイドノズルが隣接配置され、前記キャビティ内にキャビティの側面側から溶融樹脂を注入することが可能となることを特徴とするサイドバルブゲート式ホットランナーシステム。
前記キャビティ内に溶融樹脂を注入した後、前記サイドノズルの溶融樹脂をキャビティ内に注入するゲート孔にバルブピンの先端を押し入れる構造を有し、サイドノズルとキャビティ間において製品にバリ発生の原因となる隙間部分を封止することを特徴とする請求項１記載のサイドバルブゲート式ホットランナーシステム。
サブマリンゲート方式において、前記バルブピンを設置することによってバリの発生をなくして成形できることを特徴とする請求項１又は２記載のサイドバルブゲート式ホットランナーシステム。
ラウンドゲート方式において、前記バルブピンを設置することによってバリの発生をなくして成形できることをことを特徴する請求項１乃至３のいずれか一に記載のサイドバルブゲート式ホットランナーシステム。