JPH1190963A

JPH1190963A - 射出成形用金型

Info

Publication number: JPH1190963A
Application number: JP26058597A
Authority: JP
Inventors: Haruya Kazuyama; 治哉量山; Hidetaka Hori; 秀孝堀
Original assignee: Toto Ltd; Kata Systems Co
Current assignee: Toto Ltd; Kata Systems Co
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】筒状の中空製品を成形可能な射出成形用金型を
提供すること。【解決手段】製品成形部10に連通するリング状のゲート
部３を形成するために、バルブハウジング26内に配設し
た筒状のバルブステムと29と、同バルブステム29の外周
面上を軸方向に往復移動して前記ゲート部３を開閉する
バルブスリーブ28と、同バルブスリーブ28と前記バルブ
ハウジング26との間に形成されたホットランナー27とを
具備する。また、前記バルブステム29とバルブスリーブ
28との間に流体流路形成用間隙４を形成するとともに、
前記バルブステム29に、同ステム29の中空部29a と前記
流体流路形成用間隙４とを連通する連通孔40を設けて冷
却用流路５を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ホットランナー
方式の射出成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホットランナー方式の射出成形用
金型として、図８に示すような固定金型100 を具備する
ものがあった。

【０００３】固定金型100 には、バルブハウジング200
を設けており、同バルブハウジング200 の内部にホット
ランナー210 が形成され、樹脂やセラミック等の材料射
出流路220 に連通している。

【０００４】また、固定金型100 の下方には、図示しな
い可動金型が配設されており、同可動金型に製品成形部
となるキャビティが設けられている。

【０００５】230 は製品成形部に連通するゲートであ
り、前記ホットランナー210 の先端に形成されている。

【０００６】また、同ゲート230 を開閉するためのバル
ブステム300 を、バルブハウジング200 内の中心線上に
沿って上下往復移動自在に配設している。

【０００７】400 はバルブステム300 の基端を連結した
ピストンであり、流体通路510,520と連通連結したシリ
ンダ部500 内に、流体により往復動可能に収納配設され
ている。

【０００８】上記構成とすることにより、図８(a) に示
すように、バルブステム300 を上方移動してゲート230
を開き、図示しない材料射出部から材料を射出供給すれ
ば、材料は材料射出流路220 からゲート230 を経て製品
成形部へ流入させることができる。

【０００９】そして、図８(b) に示すように、バルブス
テム300 を下方移動してゲート230を閉じた後に、可動
金型を下方へ移動させて型開きすれば、硬化した製品を
脱型することができる。

【００１０】かかるホットランナー式の射出成形金型
は、キャビティ全体に均等かつ短時間で材料を充填でき
るので、製品の精度を高めることができ、高精度を要求
される製品の成形に用いられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した射
出成形用金型は、ゲート230 と製品成形部とがダイレク
トに連通しているため、中空製品、特に中心部に細孔を
有する製品や、中心部分に樹脂（セラミック）圧がかか
ってはいけない製品の成形に用いることができなかっ
た。

【００１２】すなわち、細孔形成用のコアピンをキャビ
ティ内に配設しても、材料の射出圧により位置ずれを起
こし、細孔を中心位置に正確に形成できなかったり、あ
るいはコアピンが折損したりすることがあるからであ
る。

【００１３】また、特に材料がセラミックの場合は、焼
成するときの収縮で精度が出ないという問題もあった。

【００１４】本発明は、上記課題を解決することのでき
るホットランナー式の射出成形用金型を提供することを
目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために、請求項１記載の本発明では、製品成形部に
連通するリング状のゲート部を形成するために、バルブ
ハウジング内に配設した筒状のバルブステムと、同バル
ブステムの外周面上を軸方向に往復移動して前記ゲート
部を開閉するバルブスリーブと、同バルブスリーブと前
記バルブハウジングとの間に形成されたホットランナー
とを具備することとした。したがって、材料が製品成形
部にリング状態で流入することになり、材料密度の均一
化が図れ、製品精度が向上する。しかも、射出圧が中心
部にかからないので、中空製品等を成形するのに好適と
なる。

【００１６】また、請求項２記載の本発明では、前記バ
ルブステムとバルブスリーブとの間に流体流路形成用間
隙を形成するとともに、前記バルブステムに、同ステム
の中空部と前記流体流路形成用間隙とを連通する連通孔
を設けて冷却用流路を形成した。したがって、冷却時間
を短縮して成形時間の短縮を図ることができ、製造効率
を高めることができる。

【００１７】また、請求項３記載の本発明では、前記流
体はエアであって、前記バルブステムの先端部にエア流
路となる小孔を形成した。したがって、同小孔からのエ
ア吹出しにより目詰まり防止を図ることができ、さらに
製品の離型性が向上する。

【００１８】また、請求項４記載の本発明では、前記リ
ング状のゲート部に連通する製品成形部内に、上下摺動
自在にコアピンを配設した。したがって、後加工をする
必要なく中空製品の成形が可能となる。

【００１９】さらに、請求項５記載の本発明では、前記
コアピンの先部を、前記小孔に挿入させた。したがっ
て、コアピンを確実に保持することができ、同コアピン
の変形を防止できるので、製品精度が向上する。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係る射出成形用金型は、
製品成形部に連通するリング状のゲート部を形成するた
めに、バルブハウジング内に配設した筒状のバルブステ
ムと、同バルブステムの外周面上を軸方向に往復移動し
て前記ゲート部を開閉するバルブスリーブと、同バルブ
スリーブと前記バルブハウジングとの間に形成されたホ
ットランナーとを具備する構成としている。

【００２１】バルブスリーブの上下往復移動は、エア圧
により行うようにしており、バルブスリーブの基端をエ
アにより往復移動するピストンに連結している。

【００２２】また、製品成形部は可動金型に設けたキャ
ビティからなり、内部には上下摺動自在にコアピンを配
設している。

【００２３】一方、前記リング状のゲート部を固定金型
に設けており、両金型を型締めした状態で、同ゲート部
を介してキャビティとホットランナーとを連通可能と
し、バルブスリーブを上昇させてゲート部を開放するこ
とにより、材料を製品成形部に射出充填するようにして
いる。

【００２４】材料は、環状のホットランナーから筒状の
製品成形部の全周にわたって同時に流入することにな
り、中心部には材料の圧力が加わらないのでコアピンを
折損するおそれがない。

【００２５】そして、離型前にコアピンを下降して製品
から抜き出すことにより、密度が均一で製品精度の高い
筒状の中空成形品を後加工なしで製造することができ
る。

【００２６】また、前記バルブステムとバルブスリーブ
との間には、流体流路形成用間隙を形成するとともに、
前記バルブステムに、同ステムの中空部と前記流体流路
形成用間隙とを連通する連通孔を設け、前記したバルブ
スリーブを往復移動させるピストンの作動用エアの一部
をバルブステムの中空部に流入させ、これを連通孔を介
して流体流路形成用間隙を通って大気へ開放させるよう
にしている。

【００２７】すなわち、バルブスリーブの内周面に、先
端（下端）近傍の一部を残して凹状面を形成し、バルブ
スリーブが下降してゲートを閉塞した位置でこの凹状面
とバルブステムの中空部とが連通して冷却流路を形成す
るように前記連通孔を設けており、しかも、バルブスリ
ーブが上昇した位置では、連通孔はバルブスリーブの凹
状ではない内周面によって閉塞されるようにしている。

【００２８】また、前記バルブステムの先端部にエア流
路となる小孔を形成することが望ましい。

【００２９】したがって、バルブスリーブを上昇させて
ゲートを開放し、材料を製品成形部に充填した後に再度
バルブスリーブを下降させてゲート部を閉状態とする
と、ピストンを押し下げたエアの一部が冷却流路に流
れ、バルブステムの先端近傍までエアが達し、前記小孔
からエアが流出してゲート部を冷却し、製品の冷却固化
が促進される。このように、冷却時間が短縮され、成形
時間の短縮を図ることができるので、製造効率を高める
ことができる。

【００３０】また、温度が高く、粘性が高いままである
と材料が付着しやすくなるが、冷却効果により材料の付
着がなく離型不良を起こすことがなく、しかも、同様に
ホットランナーが冷却されることで材料の付着もなく、
また、前記小孔からのエアの吹出しにより目詰まりを防
止する効果も奏する。

【００３１】さらに、前記コアピンの先部は、前記小孔
に挿入させることができる。かかる構成とすることによ
り、コアピンを確実に保持することができるとともに、
同コアピンの変形を防止できるので製品精度をさらに向
上させることができる。

【００３２】ところで、ここでは冷却のために作動用エ
アを利用したが、エアに限らず、水等の液体を用いても
構わない。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき具体的
に説明する。

【００３４】図１は本実施例に係る射出成形用金型Ａの
断面図、図２は同要部の一部を省略した拡大断面図であ
る。本実施例では、射出成形用金型Ａを上下方向に型開
きする構成のものとして説明する。

【００３５】図１及び図２に示すように、射出成形用金
型Ａは、その下部をなす可動金型１と上部をなす固定金
型２とから構成している。

【００３６】10は可動金型１の上端側に設けた製品成形
部であり、小径筒状のキャビティ内に、中子となるコア
ピン11を下方へ抜き取り自在に配設している。17は冷却
水通路である。

【００３７】また、図１に示すように、可動金型１の最
下部には前記コアピン11の基端を連結した第１エジェク
タプレート12が上下移動自在に配設され、その上方に
は、コアピン11を収納配設するとともに、製品を突き出
すためのエジェクタスリーブ13の基端を連結した第２エ
ジェクタプレート14を上下移動自在に配設している。15
は第１エジェクタプレート駆動用シリンダである。な
お、第２エジェクタプレート14の駆動源は、図示しない
成形機に設けられている。

【００３８】固定金型２は、マニホールド20にバルブブ
ッシング21を嵌合するとともに、同バルブブッシング21
にシリンダ室形成用筒体22を嵌合し、同筒体22の内部に
ピストン23を上下移動自在に配設している。24はシリン
ダ上室、25はシリンダ下室である。

【００３９】マニホールド20の下部には、バルブハウジ
ング26が配設されており、前記マニホールド20からバル
ブハウジング26にかけて、材料の射出流路となるホット
ランナー27を形成しており、同ランナー27の先端部にゲ
ート部３を形成し、同ゲート部３を介して材料は前記製
品成形部10に流入可能としている。

【００４０】そして、このホットランナー27内には、基
端を前記ピストン23に連結固定するとともに、先端を前
記ゲート部３に臨ませたバルブスリーブ28を上下移動自
在に配設している。

【００４１】さらに、同バルブスリーブ28内には、先端
を前記ゲート部３に臨ませた中空のバルブステム29を収
納配設し、同バルブステム29の基端を、前記ピストン23
を貫通させて前記シリンダ室形成用筒体22の上端開口に
嵌合したステムホルダー30に連結固定している。また、
同バルブステム29の先端には、図２に示すように小孔16
を設けており、同小孔16に前記コアピン11の先部を挿入
している。

【００４２】ステムホルダー30には、第１エア吐出流路
31と連通するエア入口32,32 を形成しており、図２に示
すように、第１エア吐出流路31からピストン作動用エア
をシリンダ上室24内に流入可能としている。また、33は
第２エア吐出流路であり、同流路33からピストン作動用
エアをシリンダ下室25にエアを流入可能としている。

【００４３】なお、エア送出装置については図示を省略
している。

【００４４】上記構成により、ピストン作動用エアをシ
リンダ上室24内に送ることでピストン23の下降に連動し
てバルブスリーブ28を下降させ、ゲート部３を閉塞する
とともに、ピストン作動用エアをシリンダ下室25内に送
ることでピストン23の上昇に連動してバルブスリーブ28
を上昇させて前記ゲート部３を開放し（図４参照）、こ
のときに、ホットランナー27から樹脂やセラミック等の
材料を製品成形部10に充填することができる。

【００４５】このように、本射出成形用金型Ａは、製品
成形部10に連通するリング状のゲート部３を形成するた
めに、バルブハウジング26内に配設した筒状のバルブス
テム29と、同バルブステム29の外周面上を軸方向に往復
移動して前記ゲート部３を開閉するバルブスリーブ28
と、同バルブスリーブ28と前記バルブハウジング26との
間に形成されたホットランナー27とを具備する構成とし
ているので、材料は環状のホットランナー27から筒状の
製品成形部10の全周にわたって同時に流入することにな
り、中心部には材料の圧力がかからず、コアピン11を折
損したりするおそれがない。

【００４６】しかも、前述したように、コアピン11の先
部を、前記小孔16に挿入させているので、コアピン11を
確実に保持することができ、同コアピン11の変形を防止
して製品精度を向上させることができる。

【００４７】そして、かかるコアピン11を離型前に下降
して製品から抜き出せば、密度が均一で製品精度の高い
細孔を有する筒状の成形品を後加工なしで製造すること
ができる。

【００４８】また、本実施例に係る射出成形用金型Ａ
は、前記バルブステム29とバルブスリーブ28との間に流
体流路形成用間隙４を形成するとともに、前記バルブス
テム29に、同ステム29の中空部29a と前記流体流路形成
用間隙４とを連通する連通孔40を設けて冷却用流路５を
形成している。

【００４９】すなわち、図２に示すように、バルブスリ
ーブ28の内周面には、先端（下端）近傍の一部を残して
凹状面が形成されており、同凹状面をバルブステム29と
バルブスリーブ28との間に形成される流体流路形成用間
隙４としている。

【００５０】そして、バルブスリーブ28が下降してゲー
ト部３を閉塞した位置でこの流体流路形成用間隙４とバ
ルブステム29の中空部29a とが連通して冷却用流路５を
形成するように前記連通孔40を設けるとともに、バルブ
スリーブ28が上昇した位置では、この連通孔40はバルブ
スリーブ28に残された凹状面とはなっていない内周面に
よって閉塞されるように位置決めされている。

【００５１】かかる冷却用流路５に、前記したバルブス
リーブ28を往復移動させるピストン23の作動用エアの一
部をバルブステム29の中空部29a から流入させ、ゲート
部３を冷却することができる。なお、冷却用流路５を通
ったエアは、流体流路形成用間隙４を通り、シリンダ下
室25から第２エア吐出流路33を通じて大気へ開放される
（図２参照）。

【００５２】かかる構成により、バルブスリーブ28が下
降してゲート部３が閉状態である場合は、前記ピストン
23を押し下げたピストン作動用エアの一部が冷却用流路
５を流れ、バルブステム29の先端近傍までエアが達して
ゲート部３を冷却し、製品の冷却固化を促進することが
できる。

【００５３】また、バルブスリーブ28が上昇してゲート
部３が開状態である場合は、作動用エアの一部が冷却用
流路５を流れ、バルブステム29の先端に設けた前記小孔
16からエアが吹き出すことにより、材料の目詰まりを防
止できるとともに、製品の離型性を向上させることがで
きる。

【００５４】このように、本射出成形用金型Ａによれ
ば、冷却時間が短縮され、成形時間の短縮を図ることが
できるので、製造効率を高めることができる。

【００５５】また、温度が高く、粘性が高いままである
と材料がホットランナー27やゲート部３に付着しやすく
なるが、冷却効果やエア吹出しにより材料の付着がな
く、離型不良を起こすこともない。しかも、ホットラン
ナーも冷却されるので、このことからも材料が目詰まり
するを防止することができる。

【００５６】以下、図３〜図７を参照しながら、本実施
例に係る射出成形用金型Ａによる射出成形品の成形工程
について説明する。なお、ここでは材料としてセラミッ
クを用いているが、樹脂等であっても構わない。

【００５７】製造工程の初期状態となるのは、図３に示
す型締め工程であり、ピストン23が第１エア吐出流路31
からシリンダ上室24内に流入したピストン作動用エアに
より押し下げられてゲート部３を閉塞している。そし
て、前記エアの一部が、図２で示したように冷却用流路
５を流れている。

【００５８】初期状態からは図４に示す射出工程に移行
する。この射出工程では、第２エア吐出流路33からピス
トン作動用エアをシリンダ下室25に流入させ、ピストン
23を上昇させることによりバルブスリーブ28を上昇さ
せ、ゲート部３を開放する。そして、ホットランナー27
から材料を製品成形部10に充填する。このとき、材料は
筒状の製品成形部10の全周にわたって同時に流入するの
で、中心部には材料の圧力がかからず、コアピン11を折
損したりするおそれがない。

【００５９】また、この工程では、バルブスリーブ28が
上昇しているので、連通孔40がバルブスリーブ28の凹状
面ではない内周面により閉塞されるので冷却用流路５が
遮断されてエアの流れは生じない。なお、この工程にお
いては、第２エア吐出流路33からエアを流さないように
制御することもできる。

【００６０】次いで、充填した材料を冷却する冷却工程
に移行するが、この工程は、図３で示した型締め工程と
同様に、バルブスリーブ28は下降してゲート部３を閉塞
している。

【００６１】そして、ピストン作動用エアの一部は、バ
ルブステム29の中空部29a から流入し、連通孔40を介し
て流体流路形成用間隙４を通り、シリンダ下室25から第
２エア吐出流路33を通じて大気へ開放されるように流れ
ている。したがって、ゲート部３及びホットランナー27
を十分に冷却することができ、冷却時間の短縮が図れ
る。

【００６２】材料を製品成形部10内で冷却固化した後
に、図５に示すコアピン抜取工程に移行する。

【００６３】この工程では、第１エジェクタプレート12
を所定ストローク、すなわち、製品成形部10の成形品内
からコアピン11を抜き取るだけのストロークだけ下方へ
移動させる。成形品は中央部に細孔が貫通する筒状品と
なって製品成形部10内に収納されている。なお、この工
程でのエアの流れは、型締め工程及び冷却工程と同様で
ある。

【００６４】その後、図６に示す型開き工程に移行し、
成形品を取り出すために可動金型１と固定金型２とを開
く。なお、この工程においても、エアの流れは型締め工
程及び冷却工程と同様である。

【００６５】次いで、図７に示す製品突出工程に移行
し、第２エジェクタプレート14を上昇させて、エジェク
タスリーブ13により成形品を突き出して製品を得る。こ
の工程でのエアの流れも型締め工程及び冷却工程と同様
である。なお、この工程においても、エアを流さないよ
うに制御することができる。

【００６６】その後、型締め工程に移行して再び初期状
態に戻る。

【００６７】なお、取り出した成形品は、焼成して所望
の寸法に収めて製品とするものである。

【００６８】

【発明の効果】本発明は上記の形態で実施されるもの
で、以下の効果を奏する。

【００６９】請求項１記載の本発明では、製品成形部
に連通するリング状のゲート部を形成するために、バル
ブハウジング内に配設した筒状のバルブステムと、同バ
ルブステムの外周面上を軸方向に往復移動して前記ゲー
ト部を開閉するバルブスリーブと、同バルブスリーブと
前記バルブハウジングとの間に形成されたホットランナ
ーとを具備する構成としたことにより、材料が製品成形
部にリング状態で流入することになり、材料密度の均一
化が図れ、製品精度が向上する。しかも、射出圧が中心
部にかからないので、中空製品等を成形するのに好適と
なる。特に、成形後焼成するセラミック成形品であれば
精度は著しく向上する。

【００７０】請求項２記載の本発明では、前記バルブ
ステムとバルブスリーブとの間に流体流路形成用間隙を
形成するとともに、前記バルブステムに、同ステムの中
空部と前記流体流路形成用間隙とを連通する連通孔を設
けて冷却用流路を形成したことにより、上記の効果に
加え、冷却時間を短縮して成形時間の短縮を図ることが
でき、製造効率を高めることができる。また、冷却する
ことで材料の粘性が高まることを防止し、離型性を向上
させるともに、ゲート部やホットランナー内の目詰まり
を防止することができる。

【００７１】請求項３記載の本発明では、前記流体は
エアであって、前記バルブステムの先端部にエア流路と
なる小孔を形成したことにより、上記、の効果に加
え、冷却をバルブスリーブ駆動用のエアの一部を用いる
ことができるとともに、小孔からのエアの吹出しによっ
て目詰まり防止を図ることができ、さらに製品の離型性
が向上する。

【００７２】請求項４記載の本発明では、前記リング
状のゲートに連通する製品成形部内に、上下摺動自在に
配設したコアピンを配設したことにより、上記〜の
効果に加え、後加工をする必要なく中空製品の成形が可
能となる。

【００７３】請求項５記載の本発明では、前記コアピ
ンの先部を、前記小孔に挿入させたことにより、上記
の効果に加え、コアピンを確実に保持することができ、
同コアピンの変形を防止できるので、製品精度が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る射出成形用金型の断面図であ
る。

【図２】同要部の一部を省略した拡大断面図である。

【図３】型締め工程の説明図である。

【図４】射出工程の説明図である。

【図５】コアピン抜取工程の説明図である。

【図６】型開き工程の説明図である。

【図７】成形品突出工程の説明図である。

【図８】従来の射出成形用金型の説明図である。

【符号の説明】

Ａ射出成形用金型１可動金型２固定金型３ゲート部４流体流路形成用間隙５冷却用流路 10 製品成形部 11 コアピン 16 小孔 26 バルブハウジング 27 ホットランナー 28 バルブスリーブ 29 バルブステム 29a 中空部 40 連通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製品成形部に連通するリング状のゲート部
を形成するために、バルブハウジング内に配設した筒状
のバルブステムと、同バルブステムの外周面上を軸方向に往復移動して前記
ゲート部を開閉するバルブスリーブと、同バルブスリーブと前記バルブハウジングとの間に形成
されたホットランナーとを具備することを特徴とする射
出成形用金型。
【請求項２】前記バルブステムとバルブスリーブとの間
に流体流路形成用間隙を形成するとともに、前記バルブ
ステムに、同ステムの中空部と前記流体流路形成用間隙
とを連通する連通孔を設けて冷却用流路を形成したこと
を特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。
【請求項３】前記流体はエアであって、前記バルブステ
ムの先端部にエア流路となる小孔を形成したことを特徴
とする請求項１又は２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】前記リング状のゲート部に連通する製品成
形部内に、上下摺動自在にコアピンを配設したことを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形用金
型。
【請求項５】前記コアピンの先部を、前記小孔に挿入さ
せたことを特徴とする請求項４記載の射出成形用金型。