(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、
前記ノズルの先端に螺着されたゲートチップと、
前記ノズルの先端近傍の温度を検知する温度センサと、
前記ノズルの延設方向に沿って当該ノズルに形成され、前記温度センサを収容する溝と、
前記ゲートチップの延設方向に沿って当該ゲートチップに形成され、前記温度センサを収容する溝と、
互いに螺着された前記ノズルと前記ゲートチップとの係合領域に沿って、前記温度センサを収容する溝とを有する射出成形装置。
【請求項２】
前記ゲートチップ及び前記ノズルを包囲する加熱手段を有する請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記溝を複数有する請求項１又は２記載の射出成形装置。
【請求項４】
ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、
前記ノズルの先端に螺着されたゲートチップと、
前記ノズルの先端近傍の温度を検知する温度センサと、
前記ノズルの延設方向に沿って当該ノズルに形成され、前記温度センサを収容する溝と、
互いに螺着された前記ノズルと前記ゲートチップとの係合領域に沿って前記ノズルの外周を回転可能に設けられ、前記温度センサを収容するスリットを有するスリーブとを有する射出成形装置。
【請求項５】
前記スリーブ及び前記ノズルを包囲する加熱手段を有する請求項４記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記スリーブは、黄銅からなる請求項４又は５記載の射出成形装置。
【請求項７】
ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、
前記ノズルの先端に設けられたゲートチップとを有し、
前記キャビティに対向する前記ゲートチップの先端外径は、前記ノズルの一般部の外径よりも大きい請求項１〜６記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記キャビティと対向する前記ゲートチップの面には、少なくとも一以上の凹部が形成された請求項７記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲートチップが螺着されたノズルに沿ってノズル先端まで温度センサを配設するとともにゲートチップの加熱と放熱のバランスをとって、ノズル先端の温度管理を適切に行う射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形装置１’のノズル６の先端部分を図６（ａ）に示す。ノズル６の先端は相対的に接近する移動型２１と固定型２２により形成されるキャビティ３へ向かって開口しており、この開口部を形成するバルブゲート４はゲートチップ５に包囲され、このゲートチップ５はノズル６の先端に螺旋止めされている。ここで螺旋止めで係合しているのは、樹脂漏れを防止しノズル６の先端を確実に固定するためであり、螺旋止めにより固定され一体となったゲートチップ５とノズル６の中心にはバルブピン７が挿入され、このバルブピン７がノズル６の延設方向に沿った往復運動をすることでバルブゲート４の開閉を行う。
このノズル６により形成されるランナ１１（流路）は、図外の成形機から供給された溶融樹脂をバルブゲート４へ導くが、導かれる溶融樹脂の温度を維持するためにノズル６の外側にはヒータ８が設けられるとともに、当該ノズル６の温度を検知する温度センサ９が設けられている。このような温度管理の下で溶融樹脂は、ランナ１１、ゲートチップ５を通ってキャビティ３内部へ射出され、射出中又は保圧処理完了後の適当なタイミングにおいてバルブピン７がバルブゲート４を閉じ、冷却後に成形品を得る。
このように加熱と冷却とが繰り返されるノズル６の先端のゲートチップ５には、この温度変化を検知するための温度センサ９が設けられている。ノズル６先端の温度を管理する温度センサ９は、ノズル６の外周面に凹凸を形成しないように、ノズル６の延設方向に沿って形成された溝に埋め込まれている。ノズル６の構造を図６（ｂ）に示すＢ−Ｂ断面図に基づいて説明すると、ノズル６の中心に位置するのはバルブピン７であり、その外周には溶融樹脂の流路となるランナ１１が形成され、ランナ１１とノズル６との間にはノズル６に螺着されたゲートチップ５が位置している。さらに、ノズル６の外側には温度センサ９用の溝が直線状に形成され、当該溝には温度センサ９が埋め込まれ、これらは一体としてヒータ８に包囲されている。このヒータ８がノズル６を加熱し、ノズル６に埋め込まれた温度センサ９がノズル６の温度変化を検知する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構造では、温度センサ９は直接ゲートチップ５に接触せずに、螺着されたノズル６を介して間接的に温度検知をするため、温度を正確に検知することができないという問題があった。また、ゲートチップ５は固定型２２に接触して温度低下を起こし易いにもかかわらず、当該ゲートチップ５は螺着されたノズル６を介してヒータ８に間接的に加熱されるために温度上昇が遅いという問題があった。このため、温度センサ９をノズル６に設けた構造ではゲートチップ５の正確な温度検知及び適切な温度管理をすることができず、その結果、ゲートチップの温度が低下し、コールドスラグ不良が発生して製品の外観品質を低下させるという不都合があった。
【０００４】
一方、射出時のせん断発熱により発生した熱は、ゲートチップ５の温度を過度に上昇させ、糸引き等の成形不良を引き起こすという問題があった。特に、急激な温度低下を防止するために、ゲートチップ５と固定型２２との接触面積を小さくした場合には他に放熱手段がないため、過熱したゲートチップ５の温度を下げることができないという不都合があった。
【０００５】
尤も、ゲートチップ５の温度を直接検知するために、温度センサ９をゲートチップ５まで延長して設ければよいとも考えられるが、ノズル６及びゲートチップ５のそれぞれに予め設けられた温度センサ用の溝９１は、螺着前後ではその位置がずれてしまうため、ゲートチップ５とノズル６との接合部分付近で温度センサ９が溝９１からはみ出てしまい、ノズル６の外周に凹凸が生じてしまう。また、螺着前後に渡ってノズル６及びゲートチップ５の溝を一直線とするためには、ノズル６及びゲートチップ５を成形した後は一旦これらを組み立て、再度温度センサ９用の溝を同時に形成しなければならず、設置及び交換において多くの時間と労力を必要とするといった、新たな課題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ゲートチップ５の温度を直接的に検知しつつ、これを直接的に加熱又は放冷する手段を設け、ゲートチップの温度を正確に検知して、この温度を所定の温度域に制御することにより、コールドスラグ不良及び糸引き等の不具合のない外観品質の高い成形品を提供する射出成形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】
（１）上記目的を達成するために、第１の発明によれば、ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、ノズルの先端に螺着されたゲートチップと、ノズルの先端近傍の温度を検知する温度センサと、ノズルの延設方向に沿って当該ノズルに形成され、温度センサを収容する溝と、ゲートチップの延設方向に沿って当該ゲートチップに形成され、温度センサを収容する溝と、互いに螺着されたノズルと前記ゲートチップとの係合領域に沿って、温度センサを収容する溝とを有する射出成形装置が提供される。この発明において、ゲートチップ及びノズルを包囲する加熱手段を有することが好ましく、溝を複数有することが好ましい。
【０００８】
この第１の発明では、ノズルとこのノズルの先端に螺着されたゲートチップとに設けられた２つの溝と、さらにノズルとゲートチップの係合領域に沿って設けられた１つの溝を有している。これら３個所に設けられた溝は、ゲートチップの温度を測定する温度センサを収容する。温度センサはゲートチップの延設方向に沿って設けられた溝とこれと螺着するノズルの溝に嵌めこまれるが、螺旋の具合によりゲートチップの溝の位置とノズルの溝の位置とがずれている場合、すなわちゲートチップの溝とノズルの溝とが一直線とならない場合がある。この場合に、ゲートチップの溝に嵌められた温度センサは、ゲートチップとノズルとの係合領域に沿って特に設けられた溝においてノズルの溝へ向かって方向転換をし、ノズルの溝に嵌めこまれる。この発明において、溝とは、温度センサを収めるための空間をいい、特に形状及び寸法は限定されないが、温度センサの線径に応じて形成されることが好ましい。また、特に、ノズル及びゲートチップの外周に複数の溝が設けられている場合には、温度センサに無理な力がかからないように、ゲートチップからノズルに至るまでの最も曲げ量が少ない溝を選択し、温度センサを埋め込むことができる。
【０００９】
これにより、ノズル及びゲートチップの溝の位置調整のための重複した工程を必要とすることなく、ノズルの先端に螺着されるゲートチップにまで温度センサを配置することができ、特に、温度低下が起きやすいゲートチップの温度を正確に検知してコールドスラグ等の不具合を防止することができる。
【００１０】
また、上記の射出成形装置１の温度センサは、ノズルからゲートチップに至るまで所定の溝に収められノズル等の外周に凹凸を生じさせることがないため、加熱手段はゲートチップからノズルまでを隙間なく包み込むことができるとともに、ノズルのみならずゲートチップをも直接加熱し、ノズル及びゲートチップを適切に加熱することができる。
【００１１】
（２）上記目的を達成するために、第２の発明によれば、ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、ノズルの先端に螺着されたゲートチップと、ノズルの先端近傍の温度を検知する温度センサと、ノズルの延設方向に沿って当該ノズルに形成され、温度センサを収容する溝と、互いに螺着されたノズルと前記ゲートチップとの係合領域に沿ってノズルの外周を回転可能に設けられ、温度センサを収容するスリットを有するスリーブとを有する射出成形装置。
項４記載の射出成形装置が提供される。この発明において、スリーブ及びノズルを包囲する加熱手段を有することが好ましく、このスリーブは、熱を伝導する伝導部材、たとえば黄銅からなることが好ましい。
【００１２】
この第２の発明では、ノズルの延設方向に設けられた溝と、ノズルとゲートチップの係合領域に沿った部分にノズルに対して回転可能に設けられたスリーブを有し、このスリ−ブは温度センサを収容するスリットを有する。温度センサはノズルの溝からこれに連なるスリーブのスリット部分に嵌めこまれる。スリーブのスリットの位置とノズルの溝の位置とがずれている場合には、スリーブをノズルに対して適宜回転させることで、スリットの位置とノズルの溝の位置とは合わせられ、温度センサはノズルからスリーブに至るまで一直線に嵌めこまれる。また、スリーブ及びゲートチップを覆う加熱手段を有するため、加熱手段から与えられた熱はスリーブを介してゲートチップへ伝えられゲートチップを加熱する。
【００１３】
この発明において、スリーブはノズルの外周に沿って配置されるが、ノズルの先端に螺着されるゲートチップを覆う位置に配置されることが好ましく、その素材は熱伝導性の良い黄銅等の伝導部材が適している。スリットとは温度センサを収めるための切り込み部分をいい、特に形状及び寸法は限定されないが、温度センサの線径に応じて形成されることが好ましい。
【００１４】
これにより、ノズル及びゲートチップの溝の位置調整のための重複した工程を必要とすることなく、ノズルの先端に螺着されるゲートチップにまで温度センサを配置することができ、特に、温度低下が起きやすいゲートチップの温度を正確に検知してコールドスラグ等の不具合を防止することができる。
【００１５】
（３）上記目的を達成するために、第３の発明によれば、ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、前記ノズルの先端に設けられたゲートチップとを有し、前記キャビティに露呈する前記ゲートチップの先端外径は、前記ノズルの一般部の外径よりも大きい射出成形装置が提供される。さらに、この発明において、キャビティに対向するゲートチップの面には、少なくとも一以上の凹部が形成されることが好ましい。
【００１６】
ゲートチップは、射出時におけるせん断発熱によって高熱となりやすく、所定の温度を超えて加熱されると糸引き等の不具合が発生する。尤も、ゲートチップは固定型と接触することにより冷却されるが、この冷却は温度低下が急速すぎてコールドスラグ等の問題を引き起こすため、一般の射出成形装置は固定型とゲートチップとの接触面積を小さくするように構成されている。このため、射出時にいったん上昇したゲートチップの温度を低下させることは困難であった。これに対し、本発明は、ゲートチップのキャビティ側の面の面積を拡大することとし、キャビティに露呈するゲートチップの先端外径をノズルの一般部の外径よりも大きく構成し、ゲートチップの熱をキャビティ内の空気へ向けて緩やかに放熱させ、ゲートチップの過熱を防止しようとするものである。
【００１７】
本発明におけるゲートチップの先端外径を、ノズルの一般部の外径との比較において特定したのは、放熱能力はゲートチップのキャビティに露呈する先端外径に応じ、ノズルが蓄えうる熱量は流路中の溶融樹脂及びノズルを包囲する加熱手段から受ける熱量、すなわちノズルの一般部の外径に応じると考えられるからである。このような観点から、ノズルの一般部の外径とはノズルを形成する管状の部分の代表的な部分の外径をいい、一箇所に限られない。また、その外径に差がある場合には、最も長い（多い）部分の外径、ノズル全体の略平均的な外径又は最も太い部分の外径のいずれであってもよい。
【００１８】
また、放熱はキャビティに対向するゲートチップの面の表面積に応じることから、この面に一以上の凹部を形成することにより表面積を拡大させ、放熱能力を向上させることができる。
【００１９】
これにより、射出時に過熱状態となるゲートチップの熱は、キャビティに露呈する先端から序々に空気を媒体として放熱し、次の射出の前までに適当な温度に低下し、ゲートチップの過度な温度上昇による糸引きが生じることなく、外観品質の高い射出成形装置を提供することができる。
【００２０】
（４）上記目的を達成するために、第４の発明によれば、第１の発明から第３の発明を兼ね備えた発明が提供され、上記発明に関し、ランナを介して供給された溶融樹脂をキャビティ内部に向けて射出するノズルと、ノズルの先端に設けられたゲートチップとを有し、キャビティに対向するゲートチップの先端外径は、ノズルの一般部の外径よりも大きい射出成形装置が提供される。また、この発明において、キャビティと対向するゲートチップの面には、少なくとも一以上の凹部が形成されることが好ましい。
【００２１】
本発明によれば、ゲートチップの温度を所定の温度領域に管理することができる射出成形装置を提供することができる。具体的には、ノズル先端に螺着されたゲートチップまで温度センサ及びヒータを配置するため、温度低下が起きやすいゲートチップの温度を正確に検知して適切に加熱することでコールドスラグ等の不具合を防止するとともに、ノズル先端の表面積を拡大し、射出により過熱状態となったゲートチップの熱を放熱させるため、過熱したゲートチップの温度を序々に下げることで糸引き等の不具合を防止することができ、外観品質の高い射出成形装置を提供することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本願発明によれば、ノズル及びゲートチップの溝の位置調整のための重複した工程を必要とすることなく、ノズルの先端に螺着されるゲートチップにまで温度センサ及び加熱手段を配置することができ、特に、温度低下が起きやすいゲートチップの温度を正確に検知し、加熱をしてコールドスラグ等の不具合を防止することができる。
【００２３】
本発明によれば、射出時に過熱状態となるゲートチップの熱は、キャビティに露呈する先端から序々に空気を媒体として放熱し、次の射出の前までに適当な温度に低下し、ゲートチップの過度な温度上昇による糸引きが生じることなく、外観品質の高い射出成形装置を提供することができる。
【００２４】
本発明によれば、ゲートチップの温度を所定の温度領域に管理することができる射出成形装置を提供することができる。具体的には、ノズル先端に螺着されたゲートチップまで温度センサ及びヒータを配置するため、温度低下が起きやすいゲートチップの温度を正確に検知して適切に加熱することでコールドスラグ等の不具合を防止するとともに、ノズル先端の表面積を拡大し、射出により過熱状態となったゲートチップの熱を放熱させるため、過熱したゲートチップの温度を序々に下げることで糸引き等の不具合を防止することができ、外観品質の高い射出成形装置を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態に係る射出成形装置１の全体構成を説明する図、図２は射出成形装置１の第１の例を説明する図、図３は図２に示した射出成形装置の斜視図、図４は本実施形態に係る射出成形装置の第２の例を説明する図、図５は本実施形態に係る射出成形装置の第３の例を説明する図である。
【００２６】
まず、図１を参照して本実施形態に係る射出成形装置１の全体構成を説明し、図２から図５に示す第１から第４の実施形態において共通する基本的構成についてもここで説明をする。本実施形態に係る射出成形装置１は、少なくとも溶融樹脂を案内しホットランナブロック１１に形成されたランナ１０と、このランナ１０と連通するゲートノズル６１と、このゲートノズル６１が嵌め込まれた固定型２２と、この固定型２２と一対となってキャビティ３を形成する可動型２１を有している。この一対の可動型２１及び固定型２２を型締めすることによって、その間には密閉可能なキャビティ３が形成される。本例では、堅型式の射出成形装置１とし、ゲートノズル６１が嵌め込まれた固定型２２を固定としたので図外の型締め装置により可動型２１が固定型２２に対して上下に移動させられる。もちろん、成形型２は横型であっても良く、また固定型２２を可動型２１に対して移動させてもよい。ちなみに、図１に示したキャビティ３は板状のものであるが、実際は自動車のボディ等の成形品の形状に応じて型どられる。
【００２７】
このキャビティ３を形成する固定型２２には図示していないが複数のバルブゲート４が形成され、これを介して図外のホッパ、加熱シリンダ等から供給された溶融樹脂がキャビティ３へ充填される。この溶融樹脂をバルブゲート４へ案内するのはホットランナブロック９の内部に設けられたランナ１０である。このランナ１０はノズルの流路６と連通し、射出に必要な量の樹脂を送り込む。
【００２８】
溶融樹脂を射出するゲートノズル６１は、その先端にあるバルブゲート４をキャビティ３の開口部に臨ませた状態で固定型に埋め込まれており、固定されたゲートノズル６１の中心部にはノズルの流路６が配置され、ノズルの流路６の中心にはバルブピン７が挿入されている。バルブピン７は往復運動によってバルブゲート４を開閉する。
【００２９】
ところで、この射出成形装置１の射出口となるゲートチップ５の温度は、樹脂の溶融温度及び固化温度に応じて所定の温度域に管理されることが望ましい。具体的には射出時にゲートチップ５の温度が所定温度に上昇していない場合には、ゲートチップ５内で樹脂が固化し、このコールドスラグが成形品に混入してコールドスラグ不良を引き起こし、一方、射出時におけるせん断発熱によりゲートチップ５の温度が過度に上昇するため、この熱が次の射出までに放熱されないときには、型抜き時の成形品の固化が不充分となってしまうことから糸引き等の不具合が生じてしまう。このような不具合が生じると成形品の外観品質が著しく低下することから、ノズル６の先端に位置するゲートチップ５の温度は高い精度で管理されることが好ましい。このように温度の高低のあるゲートチップ５の温度を管理するためには、ゲートチップ５の温度を正確に検知すること、検知した温度に基づきゲートチップ５を加熱又は冷却することが必要となる。以下に説明する３つの実施形態はこれらの点に鑑みて構成されたものである。
【００３０】
特に、第１の実施形態では、温度センサ９をゲートチップ５にまで配置し、ゲートチップ５の温度を正確に検知する。具体的には、図２に示すように、一体となって固定型２２に埋め込まれるノズル６の先端にはゲートチップ５が螺着されており、このノズル６及びゲートチップ５のそれぞれには温度センサ９を埋め込むための溝９２及び溝９１がその延設方向に沿って形成されている。この２つの溝９１及び溝９２の他に、ノズル６とゲートチップ５との係合領域に沿って（円周方向に沿って）第３の温度センサ用の溝９３が設けられている。線状の温度センサ９はゲートチップ５の溝９１に嵌めこまれ、溝９３を経て、ノズル６の溝９２へ渡り、ノズル６の溝９２に嵌めこまれる。本実施形態では、ゲートチップ５及びノズル６には複数の溝（９１’９２’）が設けられているので、破損防止の観点から、このうち最も曲げ量が少ない溝（９１、９２）の組み合わせを選択して温度センサ９を配線することができる。また、この温度センサ９用の溝９３の形状及び大きさは、温度センサ９の太さと可撓性に基づいて決定されることが好ましく、本実施形態では温度センサ９の径に対してやや深い溝とし、温度センサ９の径の３倍から５倍程度とした。
【００３１】
この温度センサ９が嵌めこまれたノズル６及びゲートチップ５の斜視図を図３（ａ）に示し、ノズル６とゲートチップ５との螺着を解除した状態を図３（ｂ）に示した。これらに示されるように、溝９１から導かれた温度センサ９は溝９３において方向転換されて溝９２へ至る。このような第３の溝９３を設けたのは、ゲートチップ５の溝９１とノズル６の溝９２とは同じ方向に沿って設けられるものの、これらの溝９１、９２は別々に形成されるため、螺着後その位置がずれてしまう場合があり、溝９１と溝９２との位置がずれると、ここを渡る温度センサ９が飛び出してしまい、飛び出した温度センサ９によって、ノズル６の側面には凸部ができ、これらを包囲するとヒータ８とノズル６との間に隙間が生じて入熱にむらが生じて不都合だからである。このように、本実施形態ではノズル６からゲートチップ５に至るまで、その外周に凹凸がなく滑らかな円柱となるため、加熱手段であるヒータ８は温度センサ９が嵌めこまれたゲートチップ５及びノズル６を包囲することができ、ゲートチップ５は直接ヒータ８から入熱されることとなる。なお、温度センサ９をノズル６及びゲートチップ５に渡って外周に凹凸なく配線するために、センサ溝を除く加工の終わったノズル６及びゲートチップ５を一旦組み立てて一体としてから再度加工により溝９１、９２を直線状に形成し、再度分解組み立てを行うということもできるが、本実施形態によれば、上記のような重複した工程を必要とせず、また交換も容易である。
【００３２】
このように、本実施形態では、ノズル６の先端に螺着されるゲートチップ５にまで温度センサ９及びヒータ８を配置することができ、特に、温度低下が起きやすいゲートチップ５の温度を正確に検知するとともに、温度低下が起きた場合には直接的に加熱してコールドスラグ等の不具合を防止することができる射出成形装置１を提供することができる。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。図４（ａ）に示す第２の実施形態は、特に、ノズル６とゲートチップ５の係合領域に沿って設けられ、スリット９５を有するＣ字状のスリーブ９４を有している。また、第１の実施形態とは異なり、ゲートチップ５には溝が設けられておらず、ノズル６にのみ延設方向に沿って溝９２が設けられている。このスリット９５及び溝９２は、ゲートチップ５の温度を測定する温度センサ９を収容する。具体的には、温度センサ９はスリーブ９４のスリット９５部分に嵌めこまれ、スリーブ９４に連なるノズル６の溝９２にも嵌めこまれる。スリーブ９４はノズル６の外周に沿って回転可能であるため、スリーブ９４のスリット９５の位置とノズル６の溝９２の位置とがずれている場合には、スリーブ９４をノズル６に対して適宜回転させることで、スリット９５の位置とノズル６の溝９２の位置を合わせることができ、図４（ａ）に示すように温度センサ９はノズル６からスリーブ９４に至るまで一直線に嵌めこまれる。スリット９５の形状、寸法は特に限定されないが、温度センサ９を収めるため、温度センサ９の線径に応じて形成されることが好ましく、本実施形態では温度センサ９の径とほぼ同一とした。
【００３４】
このように配置されたスリーブ９４は、ゲートチップ５とノズル６とが螺合する螺旋部分を覆う。さらに、このスリーブ９４及びゲートチップ５はヒータ８に覆われ、ヒータ８から与えられた熱は薄いスリーブ９４を介してゲートチップ５へ伝えられる。よって、スリーブ９４は熱を伝える材質であることが好ましく、本実施形態では黄銅を採用し、ゲートチップ５の加熱が迅速に行われるようにした。また、このスリーブ９４はノズル６の外周に沿ってヒータ８と接触するため、ヒータ８がどの部品にも接触しないために過熱して破損することをも防止する。
【００３５】
これにより、本実施形態によれば、ゲートチップ５に直接接触するように温度センサ９を配置することができ、特に、温度低下が起きやすいゲートチップ５の温度を正確に検知してコールドスラグ等の不具合のない外観品質の高い成形を行う射出成形装置を提供することができる。
【００３６】
次に、図５を参照しつつ第３の実施形態について説明をする。本実施形態では、特に、キャビティ３へ露呈するゲートチップ５の面積を大きくし、さらにその表面積を拡大させるために複数の凹部５１を設けている。ゲートチップ５の温度は射出時に生じるせん断発熱によって急速に上昇し過熱状態となりやすい。この過熱状態のまま成形を行うと糸引き等の不具合が発生する。ゲートチップ５の温度を低下させるため固定型２２との接触面積を拡大することも考えられるが、この手法では温度低下が急速すぎて逆にコールドスラグ不良を招くことが経験的に知られているため、ゲートチップ５と固定型２２との接触面積は一般には小さくなるように設計されている。
【００３７】
これに対し、本実施形態では熱伝導性の低い空気に対してゲートチップ５の熱を放熱し、その温度を序々に低下させることとしている。具体的には、ゲートチップ５の先端外径ａをノズル６の一般部の外径ｂよりも大きくし、さらに先端面に複数の凹部を設け表面積の拡大を図り、ゲートチップ５からキャビティ３すなわち空気に放熱させる構成としている。ちなみに、凹部によって形成された形状は成形品に残るが、タブを設けたバルブゲート４から射出するため、製品には影響を与えることはない。
【００３８】
このように、ゲートチップ５の先端外径がノズル６の一般部の外径よりも大きければゲートチップ５の冷却効果を得られるが、図５に示した射出成形装置１を用いた発明者らによる実験によれば、特に、ゲートチップ５の先端外径がノズル６の一般部外径に対して１．２乃至１．３倍より大きく、１．８倍より小さいときにゲートチップ５の温度がスムースに低下し、得られた成形品の外観品質が良好であった。この結果によれば、この範囲において、ゲートチップ５の有する熱量と放熱とのバランスが良好であったことがわかるが、このバランスの最適値はゲートチップ５の材質、凹部の数等によって変更するため、これらに応じて適宜決定することが好ましい。
【００３９】
また、本実施形態では、ノズル６の太さはほぼ一定であるため、ノズル６の一般部の径とはノズル６の径としたが、ノズル６の太さに変化がある場合には、ノズル６の一般部の外径とは、ノズル６を形成する管状の部分の代表的な部分の外径、最も範囲の広い部分の外径、ノズル６全体の略平均的な外径又は最も太い部分の外径のいずれであってもよい。このようにゲートチップ５の先端外径を、ノズル６の一般部の外径との比較において特定したのは、放熱能力はゲートチップ５のキャビティに露呈する先端外径に応じ、ノズル６が蓄えうる熱量は流路中の溶融樹脂及びノズル６を包囲するヒータ８から受ける熱量、すなわちノズル６の一般部の外径に応じると考えられるからである。
【００４０】
さらに、本実施形態は、ゲートチップ５の放熱手段とともにゲートチップ５及びノズル６との係合領域付近に溝９３を有し、温度センサ９はノズル６から溝９３を経由してゲートチップ５にまで延設され、さらにヒータ８がゲートチップ５及びノズル６を包囲している。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、温度センサ９がゲートチップ５の温度を直接的に検知しつつ、温度低下の際にはヒータ８がノズル６及びゲートチップ５を直接的に加熱し、設定温度範囲の下限を管理するとともに、射出時に過熱状態となった際にはゲートチップ５の先端が射出時に発生する熱を放熱して、設定温度範囲の上限を管理し、溶融樹脂が射出されるゲートノズル５の温度を所定の温度範囲に維持して、コールドスラグ及び糸引きといった不具合のない成形を行う射出成形装置１を提供することができる。
【００４２】
なお、以上説明した実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施例に開示された各要素および各数値は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る射出成形装置の全体構成を説明する図である。
【図２】本実施形態に係る射出成形装置の第１の例を説明する図である。
【図３】図２に示した射出成形装置の斜視図である。
【図４】本実施形態に係る射出成形装置の第２の例を説明する図である。
【図５】本実施形態に係る射出成形装置の第３の例を説明する図である。
【図６】従来の射出成形装置を示す図である。
【符号の説明】
１、１’…射出成形装置
２…型
２１…可動型
２２…固定型
３…キャビティ
４…バルブゲート
５…ゲートチップ
５１…凹部
６…ノズルの流路
６１…ゲートノズル
７…バルブピン
８…ヒータ
９…温度センサ
９１、９２、９３、９１’、９２’…（温度センサ用）溝
９４…スリーブ
９５…スリット
１０…ホットランナブロック
１１…ランナ
１２…シリンダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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