特許 7034491 マニホールド及びこれを用いた多段式金型装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-04

(45)【発行日】2022-03-14

(54)【発明の名称】マニホールド及びこれを用いた多段式金型装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/27 20060101AFI20220307BHJP

   B29C 45/32 20060101ALI20220307BHJP

【ＦＩ】

B29C45/27

B29C45/32

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019045800

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020146903

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2020-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】508314294

【氏名又は名称】三恵金型工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095430

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 勲

(72)【発明者】

【氏名】山田 清

【審査官】北澤 健一

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３１５８９９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５５－１４０５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１０１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３４５３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１４４３７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＸＹＺ三次元座標系を定義したとき、
第１の金型が有する雄型及び雌型が閉じて形成された第１のキャビティに対し、前記第１の金型のＺ軸負方向側の側面に設けられた第１のランナを通じて溶融樹脂を注入する第１のゲート部と、
第２の金型が有する雄型及び雌型が閉じて形成された第２のキャビティに対し、前記第２の金型のＺ軸正方向側の側面に設けられた第２のランナを通じて溶融樹脂を注入する第２のゲート部と、
前記第１のゲート部と前記第２のゲート部の両方に前記溶融樹脂を送り込む樹脂流通路とを備え、前記第２のゲート部が前記第１のゲート部のＺ軸負方向側の側方に設置されたマニホールドにおいて、
前記第１のゲート部は、Ｚ軸方向に移動可能な可動体であって、前記樹脂流通路から送り込まれた前記溶融樹脂を流す第１の流路が内側に形成され、この流路の終端である第１のゲート孔がＺ軸正方向側の側面に形成された第１のノズルと、前記第１のノズルの内側に設置された可動体であって、Ｚ軸方向に移動して前記第１のゲート孔を開閉する第１のバルブピンと、前記第１のバルブピンを、前記第１のゲート孔を閉じる方向に付勢する第１のピン付勢手段と、前記第１のノズルをＺ軸正方向に付勢する第１のノズル付勢手段とを備え、
前記第２のゲート部は、Ｚ軸方向に移動可能な可動体であって、前記樹脂流通路から送り込まれた前記溶融樹脂を流す第２の流路が内側に形成され、この流路の終端である第２のゲート孔がＺ軸負方向側の側面に形成された第２のノズルと、前記第２のノズルの内側に設置された可動体であって、Ｚ軸方向に移動して前記第２のゲート孔を開閉する第２のバルブピンと、前記第２のバルブピンを、前記第２のゲート孔を閉じる方向に付勢する第２のピン付勢手段と、前記第２のノズルをＺ軸負方向に付勢する第２のノズル付勢手段とを備え、
前記第１及び前記第２のゲート部は、Ｚ軸方向に同軸に設置され、前記第１及び第２のノズル付勢手段は、前記第１及び第２のノズルを相互に離間させるように付勢する１つのノズル付勢手段により構成され、
前記第１のバルブピンには、前記第１の流路に送り込まれた前記溶融樹脂の圧力を、前記第１のピン付勢手段の付勢に抗する方向に受ける第１の受圧面が形成され、
前記第２のバルブピンには、前記第２の流路に送り込まれた前記溶融樹脂の圧力を、前記第２のピン付勢手段の付勢に抗する方向に受ける第２の受圧面が形成され、
前記第１のノズルは、前記１つのノズル付勢手段の付勢力によって前記第１のゲート孔の周縁部が前記第１のランナの開口周縁部に密接し、
前記第２のノズルも、前記１つのノズル付勢手段の付勢力によって前記第２のゲート孔の周縁部が前記第２のランナの開口周縁部に密接し、
前記樹脂流通路から前記第１の流路と前記第２の流路に前記溶融樹脂が送り込まれると、前記第１の受圧面に受けた圧力によって前記第１のバルブピンがＺ軸方向に移動して前記第１のゲート孔が開放し、前記溶融樹脂が前記第１のランナに流れ込むとともに、前記第２の受圧面に受けた圧力によって前記第２のバルブピンがＺ軸方向に移動して前記第２のゲート孔が開放し、前記溶融樹脂が前記第２のランナに流れ込むことを特徴とするマニホールド。

【請求項2】

前記第１及び第２のピン付勢手段は、前記第１及び第２のバルブピンを相互に離間させるように付勢する１つのピン付勢手段により構成されている請求項１記載のマニホールド。

【請求項3】

複数組の前記第１及び第２のゲート部がＹ軸方向に並設され、前記樹脂流通路は、前記複数組の第１及び第２のゲート部に前記溶融樹脂を送り込むように設けられている請求項１又は２記載のマニホールド。

【請求項4】

前記請求項３記載のマニホールドと複数組の前記第１及び第２の金型とを備え、前記第１及び第２の金型は、雄型及び雌型がＹ軸方向に閉じて前記第１及び第２のキャビティを形成することを特徴とする多段式金型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形装置に使用されるマニホールド及びこれを用いた多段式金型装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１の図１に開示されているように、複数組の雄金型及び雌金型を上下方向に並設し、これらの金型の側方に、複数のゲート部を上下方向に並設したマニホールドブロックを配置し、雄金型と雌金型によって形成された各キャビティに対し、金型側面のランナから溶融樹脂を注入する多段式金型装置があった。この多段式金型装置は、型閉じした状態でマニホールドブロック下端の傾斜面が当接ブロック上端の傾斜面に当接し、マニホールドブロックが金型の方向に押圧され、この押圧力によってゲート部のゲート孔周縁部を金型のランナの開口周縁部に密接させ、樹脂漏れを防止する構造になっている（樹脂漏れ防止手段）。

【0003】

また、特許文献２には、相対向する位置にキャビティを形成する左右一対のキャビティプレート間に配置され、キャビティに射出成形機からの溶融樹脂を供給するスタックモールド型成形金型と、この金型に使用されるノズル及びマニホールド構造の一例が開示されている。このノズル及びマニホールド構造は、ブロック体状のマニホールドと、マニホールドに保持され左右の前記キャビティと対峙して配置されるノズルアッセンブリとで構成される。ノズルアッセンブリは、射出成形機側に連通する湯口と、キャビティと対峙する位置に形成されるゲートと、ゲートと湯口間とを連結する溶融樹脂通路とを形成するノズルボディを有し、ノズルボディの内側に、ゲートに開閉自在に係合し同一軸線上で互いに逆向きに配置されるバルブピンと、ゲート側にバルブピンを押圧するスプリングとが設置されている。

【0004】

特許文献２に開示されたノズル及びマニホールド構造では、溶融樹脂が湯口からノズルボディの中に導入されると、溶融樹脂は、溶融樹脂通路を通ってゲート側に送られる。そして、溶融樹脂が流れる圧力によってバルブピンがゲートを開放する方向に移動し、キャビティ内に溶融樹脂が注入される。注入が終了すると、スプリングによってバルブピンがゲート側に押圧され、ゲートが自動的に閉鎖される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－２１０１５３号公報

【文献】実用新案登録第３１５８９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の多段式金型装置の樹脂漏れ防止手段は、複数のゲート部をひとまとめにして金型の方向に付勢する構造であり、しかも、付勢力を発生させる部分（マニホールドブロック下端の傾斜面と当接ブロック上端の傾斜面とが当接する部分）が各ゲート部からかなり離れた位置にあるので、すべてのゲート孔周縁部をランナの開口周縁部に密接させるのは容易ではない。したがって、確実に樹脂漏れを防止するためには、ゲート部や金型の位置関係を高い精度で調整しなければならず、段取り替え等を行う時の調整に時間が掛かっていた。この問題は、特許文献２のノズルアッセンブリの構造を適用したとしても解決できない。

【0007】

本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、ゲート孔とランナの開口との隙間からの樹脂漏れを容易かつ確実に防止することができるマニホールド及びこれを用いた多段式金型装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載の発明は、ＸＹＺ三次元座標系を定義したとき、第１の金型が有する雄型及び雌型が閉じて形成された第１のキャビティに対し、前記第１の金型のＺ軸負方向側の側面に設けられた第１のランナを通じて溶融樹脂を注入する第１のゲート部と、第２の金型が有する雄型及び雌型が閉じて形成された第２のキャビティに対し、前記第２の金型のＺ軸正方向側の側面に設けられた第２のランナを通じて溶融樹脂を注入する第２のゲート部と、前記第１のゲート部と前記第２のゲート部の両方に前記溶融樹脂を送り込む樹脂流通路とを備えたマニホールドであって、
前記第１のゲート部は、Ｚ軸方向に移動可能な可動体であって、前記樹脂流通路から送り込まれた前記溶融樹脂を流す第１の流路が内側に形成され、この流路の終端である第１のゲート孔がＺ軸正方向側の側面に形成された第１のノズルと、前記第１のノズルの内側に設置された可動体であって、Ｚ軸方向に移動して前記第１のゲート孔を開閉する第１のバルブピンと、前記第１のバルブピンを、前記第１のゲート孔を閉じる方向に付勢する第１のピン付勢手段と、前記第１のノズルをＺ軸正方向に付勢する第１のノズル付勢手段とを備え、
前記第１のバルブピンには、前記第１の流路に送り込まれた前記溶融樹脂の圧力を、前記第１のピン付勢手段の付勢に抗する方向に受ける第１の受圧面が形成され、前記第１のノズルは、前記第１のノズル付勢手段の付勢力によって前記第１のゲート孔の周縁部が前記第１のランナの開口周縁部に密接し、前記第１の流路に前記溶融樹脂が送り込まれると、前記第１の受圧面に受けた圧力によって前記第１のバルブピンがＺ軸方向に移動して前記第１のゲート孔が開放し、前記溶融樹脂が前記第１のランナに流れ込むマニホールドである。

【0009】

前記第２のゲート部は、前記第１のゲート部に対してＺ軸方向に同軸に設置されているものである。

【0010】

さらに、前記第２のゲート部は、Ｚ軸方向に移動可能な可動体であって、前記樹脂流通路から送り込まれた前記溶融樹脂を流す第２の流路が内側に形成され、この流路の終端である第２のゲート孔がＺ軸負方向側の側面に形成された第２のノズルと、前記第２のノズルの内側に設置された可動体であって、Ｚ軸方向に移動して前記第２のゲート孔を開閉する第２のバルブピンと、前記第２のバルブピンを、前記第２のゲート孔を閉じる方向に付勢する第２のピン付勢手段と、前記第２のノズルをＺ軸負方向に付勢する第２のノズル付勢手段とを備え、
前記第２のバルブピンには、前記第２の流路に送り込まれた前記溶融樹脂の圧力を、前記第２のピン付勢手段の付勢に抗する方向に受ける第２の受圧面が形成され、
前記第２のノズルは、前記第２のノズル付勢手段の付勢力によって前記第２のゲート孔の周縁部が前記第２のランナの開口周縁部に密接し、
前記第２の流路に前記溶融樹脂が送り込まれると、前記第２の受圧面に受けた圧力によって前記第２のバルブピンがＺ軸正方向に移動して前記第２のゲート孔が開放し、前記溶融樹脂が前記第２のランナに流れ込む。前記第１及び第２のノズル付勢手段は、前記第１及び第２のノズル間に配置され、前記第１及び第２のノズルを相互に離間させるように均等に付勢する１つのノズル付勢手段により構成されている。

【0011】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１及び第２のピン付勢手段は、前記第１及び第２のバルブピンを相互に離間させるように付勢する１つのピン付勢手段により構成されているものである。

【0012】

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、複数組の前記第１及び第２のゲート部がＹ軸方向に並設され、前記樹脂流通路は、前記複数組の第１及び第２のゲート部に前記溶融樹脂を送り込むように設けられているものである。

【0013】

請求項４記載の発明は、請求項３記載のマニホールドを使用した多段式金型装置である。

【0014】

さらに、請求項４記載の発明は、請求項３記載のマニホールドと複数組の前記第１及び第２の金型とを備え、前記第１及び第２の金型は、雄型及び雌型がＹ軸方向に閉じて前記第１及び第２のキャビティを形成する多段式金型装置である。

【発明の効果】

【0015】

本発明のマニホールドによれば、個々のゲート部をシンプルかつコンパクトに構成することができる。また、バルブピンの受圧面及びピン付勢手段の動作により、ノズルのゲート孔がバルブピンによって適切に開閉されるので、型開きした時、ゲート孔から樹脂が漏れる不具合は発生しない。また、ランナに溶融樹脂を流し込む時、ノズル付勢手段の動作により、ノズルのゲート孔周縁部がランナの開口周縁部に確実に密接するので、溶融樹脂が金型の外に漏れる不具合も発生しない。

【0016】

また、本発明の多段式金型装置によれば、装置のサイズをそれほど大きくすることなく、樹脂成形製品の生産効率を格段に向上させることができる。また、各ゲート部に対してノズル付勢手段が個別に設けられているので、すべてのゲート孔周縁部を確実にランナの開口周縁部に密接させることができ、十分な樹脂漏れ防止の効果を得ることができる。したがって、ゲート部や金型の位置関係は通常の精度で調整すればよく、段取り替え等を行う時の調整を短時間で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の多段式金型装置の一実施形態をＸ軸負方向側から見た断面図である［型閉じ状態］。

【図2】この実施形態の多段式金型装置をＸ軸負方向側から見た断面図である［型開き状態］。

【図3】この実施形態のマニホールドをＸ軸負方向側から見た断面図である。

【図4】図３の第１及び第２のゲート部を示す拡大断面図であって、Ｘ軸負方向側から見た図（ａ）、Ｙ軸正方向側から見た図（ｂ）である。

【図5】この実施形態の多段式金型装置の動作を示す拡大断面図であって、第１のゲート部及び第１のランナの部分をＸ軸負方向側から見た図（ａ）、Ｙ軸正方向側から見た図（ｂ）である［溶融樹脂を第１のランナに流し込む前］。

【図6】この実施形態の多段式金型装置の動作を示す拡大断面図であって、第１のゲート部及び第１のランナの部分をＸ軸負方向側から見た図（ａ）、Ｙ軸正方向側から見た図（ｂ）である［溶融樹脂を第１のランナに流し込んでいる途中］。

【図7】図５（ｂ）における、第１のゲート孔の周縁部と第１のランナの開口周縁部との位置関係を示すＡ－Ａ断面図（ａ）、（ｂ）である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の多段式金型装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。この実施形態の多段式金型装置１０は、図１、図２に示すように、任意の方向の直交座標系であるＸＹＺ三次元座標系を定義したとき、Ｙ軸方向に長いマニホールド１２と、マニホールド１２の一側方（Ｚ軸正方向側の側方）に配置された第１の金型１４(1)～１４(4)と、マニホールド１２の反対側の側方（Ｚ軸負方向側の側方）に配置された第２の金型１６(1)～１６(4)とを備えている。マニホールド１２は、本発明のマニホールドの一実施形態である。

【0019】

第１の金型１４(1)は、Ｙ軸方向に開閉する雄型及び雌型を有し、雄型及び雌型が閉じると、内側にキャビティ１８(1)が形成され、Ｚ軸負方向側の側面に、第１のキャビティ１８(1)に通じる第１のランナ２０(1)が形成される。さらに雄型には、型開き状態で樹脂成形製品Ｗを取り外すための突出しピンを有した第１のエジェクタ装置２２(1)が取り付けられている。

【0020】

第１の金型１４(2)～１４(4)も同様であり、型閉じ状態で、第１のキャビティ１８(2)～１８(4)と第１のランナ２０(2)～２０(4)が形成される。さらに、各雄型に、第１のエジェクタ装置２２(2)～２２(4)が取り付けられている。

【0021】

第１の金型１４(1)～１４(4)はＹ軸方向に順番に並設され、第１の金型１４(1)の雄型が固定盤３０に取り付けられ、第１の金型１４(4)の雄型が可動盤３２に取り付けられている。

【0022】

第２の金型１６(1)は、Ｙ軸方向に開閉する雄型及び雌型を有し、雄型及び雌型が閉じると、内側に第２のキャビティ２４(1)が形成され、Ｚ軸正方向側の側面に、第２のキャビティ２４(1)に通じる第２のランナ２６(1)が形成される。この第２のランナ２６(1)は、第１のランナ２０(1)に対し、Ｚ軸方向に同軸の位置に形成される。さらに雄型には、型開き状態で樹脂成形製品Ｗを取り外すための突出しピンを有した第２のエジェクタ装置２８(1)が取り付けられている。

【0023】

第２の金型１６(2)～１６(4)も同様であり、型閉じ状態で、第２のキャビティ２４(2)～２４(4)と第２のランナ２６(2)～２６(4)とが各々形成され、第２のランナ２６(2)～２６(4)は、第１のランナ２０(2)～２０(4)に対し、Ｚ軸方向に同軸の位置に各々形成される。さらに、各雄型には、第２のエジェクタ装置２８(2)～２８(4)が取り付けられている。

【0024】

第２の金型１６(1)～１６(4)はＹ軸方向に順番に並設され、第２金型１６(1)の雄型が固定盤３０に取り付けられ、第２の金型１６(4)の雄型が可動盤３２に取り付けられている。

【0025】

８つの金型１４(1)～１４(4)、１６(1)～１６(2)は、油圧プランジャ等の駆動装置（図示せず）によって駆動され、図１、図２に示すように、可動盤３２がＹ軸正方向に移動した時に全ての金型が型閉じ状態になり、可動盤３２がＹ軸負方向に移動した時に全ての金型が型開き状態になる。また、各金型には、温度制御用のヒータ装置（図示せず）が取り付けられている。

【0026】

マニホールド１２は、図３に示すように、Ｙ軸方向に長い略四角形の本体ブロック３４を有し、本体ブロック３４のＹ軸正方向側の端部が固定盤３０の開口部３０ａに固定され、この端部の表面から内向きに、Ｙ軸負方向に伸びる樹脂流通路３６が形成されている。本体ブロック３４の内部には、Ｚ軸正方向側に配置された第１のゲート部３８(1)～３８(4)と、Ｚ軸負方向側に配置された第２のゲート部４０(1)～４０(4)とが設けられており、樹脂流通路３６は、固定盤３０の上方に設置された射出ユニット(図示せず)から供給される溶融樹脂Ｊを、各ゲート部に送り込むための通路となる。

【0027】

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のゲート部３８(1)及び第２のゲート部４０(1)は、Ｚ軸方向に同軸の位置に背中合わせに配置されて一対に動作する構造になっている。

【0028】

第１のゲート部３８(1)は、第１のノズル４２(1)を有し、その内側に、樹脂流通路３６から送り込まれた溶融樹脂Ｊを流す第１の流路４２ａ(1)が設けられ、Ｚ軸正方向側の側面に、第１の流路４２ａ(1)の終端である第１のゲート孔４２ｂ(1)が形成されている。第１のノズル４２(1)の内側には、Ｚ軸方向に移動可能な第１のバルブピン４４(1)が設けられている。第１のバルブピン４４(1)は、細長い先端部４４ａ(1)がＺ軸正方向側に配置され、Ｚ軸正方向に移動した時に先端部４４ａ(1)で第１のゲート孔４２ｂ(1)を閉鎖し、Ｚ軸負方向に移動した時に第１のゲート孔４２ｂ(1)を開放する。

【0029】

第２のゲート部４０(1)は、第２のノズル４６(1)を有し、その内側に、樹脂流通路３６から送り込まれた溶融樹脂Ｊを流す第２の流路４６ａ(1)が設けられ、Ｚ軸負方向側の側面に、第２の流路４６ａ(1)の終端である第２のゲート孔４６ｂ(1)が形成されている。第２のノズル４６(1)の内側には、Ｚ軸方向に移動可能な第２のバルブピン４８(1)が設けられている。第２のバルブピン４８(1)は、細長い先端部４８ａ(1)がＺ軸負方向側に配置され、Ｚ軸負方向に移動した時に先端部４８ａ(1)で第２のゲート孔４６ｂ(1)を閉鎖し、Ｚ軸正方向に移動した時に第２のゲート孔４６ｂ(1)を開放する。

【0030】

第１のバルブピン４４(1)の基端部４４ｂ(1)と第２のバルブピン４８(1)の基端部４８ｂ(1)との間には、ピン付勢手段５０(1)が設けられている。ピン付勢手段５０(1)は、２つのバネ５０ａ(1)、５０ｂ(1)と、これらを同軸に連結して保持する連結部材５０ｃ(1)とで構成され、バネ５０ａ(1)及び５０ｂ(1)の弾発力により、第１のバルブピン４４(1)をＺ軸正方向に付勢すると同時に、第２のバルブピン４８(1)をＺ軸負方向に付勢する。

【0031】

また、第１のバルブピン４４(1)には、先端部４４ａ(1)の根元部分を曲面状にすることによって第１の受圧面４４ｃ(1)が形成されている。第１の受圧面４４ｃ(1)は、第１の流路４２ａ(1)に送り込まれた溶融樹脂Ｊの圧力を、ピン付勢手段５０(1)の付勢に抗する方向（Ｚ軸負方向）に受ける面である。同様に、第２のバルブピン４８(1)には、先端部４８ａ(1)の根元部分を曲面状にすることによって第２の受圧面４８ｃ(1)が形成されている。第２の受圧面４８ｃ(1)は、第２の流路４６ａ(1)に送り込まれた溶融樹脂Ｊの圧力を、ピン付勢手段５０(1)の付勢に抗する方向（Ｚ軸正方向）に受ける面である。

【0032】

さらに、第１のノズル４２(1)の基端部４２ｃ(1)と第２のノズル４６(1)の基端部４６ｃ(1)との間には、ノズル付勢手段５２(1)が設けられている。ノズル付勢手段５２(1)は、例えば１つのバネであり、このバネの弾発力により、第１のノズル４２(1)をＺ軸正方向に付勢すると同時に、第２のノズル４６(1)をＺ軸負方向に付勢する。ノズル付勢手段５２(1)は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｚ軸正負方向に移動可能なので、第１及び第２のノズル４２(1)，４６(1)は常に均等に付勢される。

【0033】

以上のように、第１のゲート部３８(1)と第２のゲート部４０(1)は、互いに背中合わせに対称に配置されて一対の構造になっている。他のゲート部の構成も同様であり、第１のゲート部３８(2)と第２のゲート部４０(2)、第１のゲート部３８(3)と第２のゲート部４０(3)、第１のゲート部３８(4)と第２のゲート部４０(4)も、互いに背中合わせに対称に配置されて一対の構造になっている。

【0034】

次に、多段式金型装置１０の動作を説明する。多段式金型装置１０は、１回の樹脂成形を行う毎に、図２に示す型開き状態にして、第１及び第２のエジェクタ装置２２(1)～２２(4)，２８(1)～２８(4)を用いて樹脂成形製品Ｗを取り外す。そして、次の樹脂成形を行う時は、射出ユニットからマニホールド１２への溶融樹脂Ｊの供給を停止した状態で、図１に示すような型閉じ状態にする。以下、型閉じ状態からの動作を順に説明する。なお、各金型及び各ゲート部の動作は同様なので、説明を簡潔にするため、第１の金型１４(1)及び第１のゲート部３８(1)について詳しく説明する。

【0035】

第１の金型１４(1)は、図５（ａ）に示すように、雄型１４ａ(1)及び雌型１４ｂ(1)のＺ軸負方向側の側面がＹ軸方向に対して僅かに傾斜している（図５において、時計回りに傾斜角θ）。また、第１のゲート部３８(1)も同様に、第１のノズル４２(1)のゲート孔周縁部４２ｄ(1)端面がＹ軸方向に対して傾斜している（図５において、時計回りに傾斜角θ）。さらに、第１のノズル４２(1)のゲート孔周縁部４２ｄ(1)は、Ｚ軸方向に向かって傾斜した円錐台状の斜面に形成されている。

【0036】

先ず、型閉じする時、第１の金型１４(1)は、雄型１４ａ(1)及び雌型１４ｂ(1)が閉じてＺ軸負方向側の側面に第１のランナ２０(1)を形成する。第１のランナ２０(1)の開口周縁部２０ａ(1)は、可動金型の移動時に固定部との干渉を避けるために、僅かなクリアランスを取って傾斜角θだけ傾斜した連続面に設定されている。また、第１の金型１４(1)がＹ軸正方向に移動する過程で、第１のランナ２０(1)の開口周縁部２０ａ(1)は、ゲート孔周縁部４２ｄ(1)の円錐台状の斜面に沿って第１のノズル４２(1)を押圧しながら移動し、さらに第１のゲート孔４２ｂ(1)と対面する位置では、ゲート孔周縁部４２ｄ(1)に接触しながら移動する。このＹ軸正方向の第１の金型１４(1)の移動に伴い、第１のノズル４２(1)は、Ｚ軸負方向に押圧され、第１のノズル４２(1)がノズル付勢手段５２(1)の付勢に抗して僅かに後退する。そして、第１のゲート孔４２ｂ(1)と第１のランナ２０(1)とがＺ軸方向に同軸に配置されて型締めされ、図５（ａ）、（ｂ）に示す状態になる。

【0037】

図５（ａ）、（ｂ）に示す状態になると、第１のノズル４２(1)がノズル付勢手段５２(1)によってＺ軸正方向に付勢され、ゲート孔周縁部４２ｄ(1)が第１のランナ２０(1)の開口周縁部２０ａ(1)に強く密接する。なお、第１のゲート孔４２ｂ(1)と第１のランナ２０(1)は、図７（ａ）に示すように、正確に同軸に連通するのが理想であるが、図７（ｂ）に示すように、第１のランナ２０(1)の開口が、ゲート孔周縁部４２ｄ(1)の内側に収まる範囲であれば、多少ずれた位置で連通しても構わない。この部分の位置制御は、樹脂成形時に発生する各部材の熱膨張や熱変形も考慮して行われる。

【0038】

また、図５（ａ）、（ｂ）に示す状態では、射出ユニットからマニホールド１２への溶融樹脂Ｊの供給が停止しているので、第１の受圧面４４ｃ(1)は溶融樹脂Ｊに押圧されない。したがって、第１のバルブピン４４(1)がピン付勢手段５０(1)によってＺ軸正方向に付勢され、第１のバルブピン４４(1)がＺ軸正方向に移動し、第１のゲート孔４２ｂ(1)が自動的に閉鎖される。

【0039】

その後、射出ユニットからマニホールド１２への溶融樹脂Ｊの供給が開始され、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の受圧面４４ｃ(1)が溶融樹脂Ｊによって押圧される。そして、バルブピン４４(1)がピン付勢手段５０(1)の付勢に抗してＺ軸負方向に移動し、第１のゲート孔４２ｂ(1)が自動的に開放し、溶融樹脂Ｊが第１のランナ２０(1)に注入され、第１のキャビティ１８(1)に流れ込む。このとき、ノズル付勢手段５２(1)は、第１のノズル４２(1)を付勢する動作を継続しており、ゲート孔周縁部４２ｄ(1)が第１のランナ２０(1)の開口周縁部２０ａ(1)に強く密接しているので、溶融樹脂Ｊが金型１４(1)の外に漏れる不具合が確実に防止される。

【0040】

その後、射出ユニットからマニホールド１２への溶融樹脂Ｊの供給を停止し、マニホールド１２の温度を少し低下させる制御が行われる。すると、樹脂流通路３６及び第１の流路４２ａ(1)内に残留した溶融樹脂Ｊが収縮し、その収縮方向に吸引力が発生し、第１の受圧面４４ｃ(1)が溶融樹脂Ｊに押圧されなくなる。したがって、第１のバルブピン４４(1)がピン付勢手段５０(1)によってＺ軸正方向に付勢され、第１のバルブピン４４(1)がＺ軸正方向に移動し、第１のゲート孔４２ｂ(1)が自動的に閉鎖される。

【0041】

その後、図２に示すように型開きを行い、第１のエジェクタ装置２２(1)を用いて樹脂成形製品Ｗを取り外す。

【0042】

上述した第１の金型１４(1)及び第１のゲート部３８(1)の一連の動作は、他の金型１４(2)～１４(4)、第２の金型１６(1)～１６(4)、及びゲート部３８(2)～３８(4)，４０(1)～４０(4)でも同様に並行して行われる。なお、対称に配置された第２の金型１６(1)～１６(4)及び第２のゲート部４０(1)～４０(4)は、上述の第１の金型１４(1)及び第１のゲート部３８(1)の方向とは逆に作動する。これにより、１回の樹脂成形で複数の樹脂成型製品Ｗが効率よく生産される。

【0043】

以上説明したように、この実施形態のマニホールド１２よれば、個々のゲート部（３８(1)等）をシンプルかつコンパクトに構成することができる。また、バルブピン（４４(1)等）の受圧面（４４ｃ(1)等）及びピン付勢手段（５０(1)等）の動作により、ノズル（４２(1)等）のゲート孔（４２ｂ(1)等）がバルブピン（４４(1)等）によって適切に開閉されるので、型開きした時、ゲート孔（４２ｂ(1)等）から樹脂が漏れる不具合は発生しない。また、ランナ（２０(1)等）に溶融樹脂Ｊを流し込む時、ノズル付勢手段（５２(1)等）の動作により、ノズル（４２(1)等）のゲート孔周縁部（４２ｄ(1)等）がランナ（２０(1)等）の開口周縁部（２０ａ(1)等）に確実に密接するので、溶融樹脂Ｊが金型（１４(1)等）の外に漏れる不具合も発生しない。

【0044】

また、この実施形態の多段式金型装置１０によれば、装置のサイズをそれほど大きくすることなく、樹脂成形製品Ｗの生産効率を格段に向上させることができる。また、各ゲート部（３８(1)等）に対してノズル付勢手段（５２(1)等）が個別に設けられているので、すべてのゲート孔周縁部（４２ｄ(1)等）を確実にランナの開口周縁部（２０ａ(1)等）に密接させることができ、十分な樹脂漏れ防止の効果を得ることができる。したがって、ゲート部（３８(1)等）や金型（１４(1)等）の位置関係は通常の精度で調整すればよく、段取り替え等を行う時の調整を短時間で行うことができる。

【0045】

なお、本発明のマニホールド及びこれを用いた多段式金型装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の多段式金型装置１０の場合、第１及び第２の金型がＺ軸方向に一対に設けられ、さらに複数組の前記第１及び第２の金型がＹ軸方向に４段に並設されており、これに合わせてマニホールド１２にも８つのゲート部が設けられている。この構成は一例に過ぎず、さらに生産効率を向上させるため、例えばＹ軸方向の並設数を増やしてもよい。反対に、生産効率が十分であれば、装置のコストダウンを図るため、Ｙ軸方向の並設数を減らしたり、Ｚ軸方向に並設しない構造（第２の金型及び第２のゲート部を省略した構造）にしたりすることも可能である。

【0046】

上記のマニホールド１２では、背中合わせに配置された２つのゲート部（３８(1)と４０(1)等）のノズル付勢手段を１つのノズル付勢手段（５２(1)等）で兼用し、非常にシンプルな構成にしているが、１つのゲート部に対して１つのノズル付勢手段を設ける構成にしてもよい。ピン付勢手段（５０(1)等）についても同様である。

【0047】

また、上記のマニホールド１２では、ピン付勢手段（５０(1)等）及びノズル付勢手段（５２(1)等）にバネが使用されているが、油圧や空気圧等の流体圧を利用した付勢手段、又はカムやリンク機構等を使用した付勢手段に変更してよもよく、これによって付勢力を容易に可変調節することができる。その他、各ゲート部が金型に適正に接触しているかどうかを検出する近接センサを追加し、適正に接触していない時にアラーム信号を出力したり樹脂成形の動作を停止させたりする構成にしてもよい。

【0048】

上記のＸＹＺ三次元座標系は、各部材の構造、位置関係、動作の方向等を相対的に定義したものであり、絶対的な方向を規定するものではない。したがって、マニホールド及び多段式金型装置を設置する時は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の中のどの軸を上下方向にしてもよく、各軸が斜め方向になるように設置してもよい。

【符号の説明】

【0049】

１０ 多段式金型装置
１２ マニホールド
１４(1)～１４(4) 第１の金型
１４ａ(1) 雄型
１４ｂ(1) 雌型
１６(1)～１６(4) 第２の金型
１８(1)～１８(4) 第１のキャビティ
２０(1)～２０(4) 第１のランナ
２０ａ(1) ランナの開口周縁部
２２(1)～２２(4) 第１のエジェクタ装置
２４(1)～２４(4) 第２のキャビティ
２６(1)～２６(4) 第２のランナ
２８(1)～２８(4) 第２のエジェクタ装置
３０ 固定盤
３２ 可動盤
３４ 本体ブロック
３６ 樹脂流通路
３８(1)～３８(4) 第１のゲート部
４０(1)～４０(4) 第２のゲート部
４２(1)～４２(4) 第１のノズル
４２ａ(1) 第１の流路
４２ｂ(1) 第１のゲート孔
４２ｃ(1) 基端部
４２ｄ(1) ゲート孔周縁部
４４(1)～４４(4) 第１のバルブピン
４４ａ(1) 先端部
４４ｂ(1) 基端部
４４ｃ(1) 第１の受圧面
４６(1)～４６(4) 第２のノズル
４６ａ(1) 第２の流路
４６ｂ(1) 第２のゲート孔
４６ｃ(1) 基端部
４８(1)～４８(4) 第２のバルブピン
４８ａ(1) 先端部
４８ｂ(1) 基端部
４８ｃ(1) 第２の受圧面
５０(1)～５０(4) ピン付勢手段
５０ａ(1)，５０ｂ(1) バネ
５０ｃ(1) 連結部材
５２(1) ノズル付勢手段（バネ）
Ｊ 溶融樹脂
Ｗ 樹脂成型製品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】