(57)【要約】【課題】  ノズル（２０）とマニホールド（１２）との間にシール（４４）を設ける。【解決手段】  シール（４４）は、マニホールド（１２）の出口（１８）とノズルチャンネル（２２）との間に溶融体チャンネルを提供する。シール（４４）は、熱膨張率がノズル（２０）及びマニホールド（１２）の両方よりも高く、射出成形装置が作動温度にある場合にマニホールド（１２）とノズル（２０）との間に改良されたシールを提供する。
2005516794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形装置において、
マニホールドチャンネルを有するマニホールドであって、前記マニホールドチャンネルが、成形材料の溶融体流れを受け入れるための入口と、前記溶融体流れをノズルのノズルチャンネルに送出するための出口とを有するマニホールドと、
前記ノズルと前記マニホールドとの間に設けられたシーリング要素であって、前記マニホールドチャンネルの前記出口から前記溶融体流れを受け入れ、前記溶融体流れを前記ノズルチャンネルに送出するための溶融体チャンネルを含むシーリング要素と、
前記ノズルチャンネルから前記溶融体流れを受け入れるための金型キャビティであって、金型ゲートを通して前記ノズルチャンネルに連通している金型キャビティとを備え、
前記シーリング要素の熱膨張率は前記ノズル及び前記マニホールドの両方よりも高い、射出成形装置。
【請求項２】
前記ノズルのマニホールド接触面には、前記シーリング要素を受け入れる大きさの凹所が設けられている、請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記シーリング要素の前記溶融体チャンネルは、前記ノズルチャンネルと前記マニホールドの前記出口との間に連続した通路を形成する、請求項２に記載の射出成形装置。
【請求項４】
冷間状態において、前記シーリング要素と前記マニホールドとの間に隙間が設けられている、請求項３に記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記シーリング要素は当該シーリング要素と前記マニホールドとの間にシールを提供するため、作動温度で前記マニホールドに当接する、請求項４に記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記シーリング要素は銅製である、請求項５に記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記シーリング要素はベリリウム銅でできている、請求項５に記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記シーリング要素は真鍮製である、請求項５に記載の射出成形装置。
【請求項９】
前記マニホールドの出口面に第１凹所が設けられており、前記ノズルのマニホールド接触面に第２凹所が設けられており、前記第１凹所及び前記第２凹所が整合して前記シーリング要素を受け入れる、請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項１０】
冷間状態において、前記シーリング要素と前記第１凹所のオフセット面との間に隙間が形成される、請求項９に記載の射出成形装置。
【請求項１１】
作動温度において、前記シーリング要素が前記第１凹所の前記オフセット面に当接し、前記シーリング要素と前記マニホールドとの間にシールを提供する、請求項１０に記載の射出成形装置。
【請求項１２】
前記シーリング要素は銅製である、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
前記シーリング要素はベリリウム銅でできている、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１４】
前記シーリング要素は真鍮製である、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１５】
前記マニホールドは、前記シーリング要素を受け入れるための第１凹所をマニホールドの出口面に含み、前記シーリング要素の前記溶融体チャンネルは、前記ノズルチャンネル及び前記マニホールドの前記出口と整合する、請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項１６】
冷間状態において、前記ノズルのマニホールド接触面と前記シーリング要素との間に隙間が形成される、請求項１５に記載の射出成形装置。
【請求項１７】
作動状態において、前記シーリング要素と前記ノズルの前記マニホールド接触面との間にシールが形成される、請求項１６に記載の射出成形装置。
【請求項１８】
前記シーリング要素は銅製である、請求項１７に記載の射出成形装置。
【請求項１９】
前記シーリング要素はベリリウム銅でできている、請求項１７に記載の射出成形装置。
【請求項２０】
前記シーリング要素は真鍮製である、請求項１７に記載の射出成形装置。
【請求項２１】
前記シーリング要素の外面の少なくとも一部にはねじ山が配置されており、前記シーリング要素のねじ山は、前記第１凹所のねじ山を備えた内面と螺合する、請求項１６に記載の射出成形装置。
【請求項２２】
射出成形装置において、
加圧成形材料の溶融体流れを受け入れるためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
前記マニホールドに設けられたマニホールドプラグであって、前記マニホールドチャンネルから前記溶融体流れを受け入れるための入口と、前記溶融体流れをノズルのノズルチャンネルに送出するための出口とを有するマニホールドプラグチャンネルが形成されたマニホールドプラグと、
前記ノズルチャンネルから前記溶融体流れを受け入れるための金型キャビティであって、金型ゲートを通して前記ノズルチャンネルに連通している金型キャビティとを備え、
前記マニホールドプラグの熱膨張率は前記ノズル及び前記マニホールドの両方よりも高い射出成形装置。
【請求項２３】
冷間状態において、前記マニホールドプラグの下縁部と前記ノズルのマニホールド接触面との間に隙間が形成される、請求項２２に記載の射出成形装置。
【請求項２４】
作動状態において、前記マニホールドプラグは前記ノズルの前記マニホールド接触面と当接し、前記マニホールドプラグと前記ノズルとの間にシールを形成する、請求項２３に記載の射出成形装置。
【請求項２５】
前記マニホールドプラグは銅製である、請求項２４に記載の射出成形装置。
【請求項２６】
前記マニホールドプラグはベリリウム銅でできている、請求項２４に記載の射出成形装置。
【請求項２７】
前記マニホールドプラグは真鍮製である、請求項２４に記載の射出成形装置。
【請求項２８】
射出成形装置において、
加圧成形材料の溶融体流れを受け入れるための入口と、出口とを有するマニホールドチャンネルを含むマニホールドと、
ノズル本体と、前記マニホールドの出口面に隣接して配置されたノズルヘッドとを有するノズルであって、前記マニホールドチャンネルの前記出口から前記溶融体流れを受け入れるためのノズルチャンネルを有するノズルと、
前記ノズルチャンネルから前記溶融体流れを受け入れるための金型キャビティであって、金型ゲートを通して前記ノズルチャンネルに連通している金型キャビティと備え、
前記ノズルヘッドの少なくとも一部の熱膨張率は前記ノズル本体及び前記マニホールドの両方よりも大きい、射出成形装置。
【請求項２９】
冷間状態において、前記ノズルヘッドと前記マニホールドの出口面との間に隙間が形成される、請求項２８に記載の射出成形装置。
【請求項３０】
作動状態において、前記ノズルヘッドが前記マニホールドの前記出口面と当接し、前記ノズルヘッドと前記マニホールドとの間にシールを提供する、請求項２９に記載の射出成形装置。
【請求項３１】
前記ノズルヘッドは前記ノズル本体と一体である、請求項３０に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として射出成形装置に関し、詳細にはマニホールドとノズルとの間の改良されたシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットランナー射出成形システムに関連する共通の問題点は、マニホールドとノズルとの間で生じることがある溶融プラスチックの漏れである。漏れは、代表的には、ホットランナー射出成形システムが設計作動範囲外で作動することによって生じる。漏れが生じないようにする従来技術に係る多くの様々なノズル設計がある。
【０００３】
米国特許第６，３０９，２０７号明細書、米国特許第６，０６２，８４６号明細書、及び米国特許出願公開第２００１／００１１４１５号明細書に開示されているように、マニホールドとカバープレート又はホットランナープレートとの間に配置された一対のスペーサがノズル本体の溶融体チャンネルとマニホールドの溶融体チャンネルとの間に接触圧力を加え、これらの間をシールする。スペーサは、マニホールドに当接した第１スペーサと、カバープレートに当接した第２スペーサと直列に配置されている。第２スペーサは、圧縮力に対する応答特性が第１スペーサとは異なる。
【０００４】
国際公開第ＷＯ０１／８７５７０Ａ１号パンフレットには、ノズルとマニホールドとの間に設けられる非平坦シーリングインターフェースが開示されている。ばねがノズルをマニホールドに押し付け、ピークシーリング圧力がノズル及びマニホールドの溶融体チャンネルに隣接して生じる圧力分布を発生する。同様に、米国特許第５，８９６，６４０号明細書には、ノズル肩部に当接するシーリング挿入体が開示されている。シーリング挿入体は、角度をなしたシーリング力を発生し、ノズル及びマニホールドのチャンネル間にシーリング接触を維持する。シーリング挿入体は、ノズル及びマニホールドのチャンネルに隣接してピークシーリング圧力を発生する。
【特許文献１】米国特許第６，３０９，２０７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０６２，８４６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００１／００１１４１５号明細書
【特許文献４】国際公開第ＷＯ０１／８７５７０Ａ１号パンフレット
【特許文献５】米国特許第５，８９６，６４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、マニホールドとノズルとの間の漏れを減少させるための新規な熱シールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの特徴によれば、射出成形装置において、
マニホールドチャンネルを有するマニホールドであって、前記マニホールドチャンネルが、成形材料の溶融体流れを受け入れるための入口と、溶融体流れをノズルのノズルチャンネルに送出するための出口とを有するマニホールドと、
ノズルとマニホールドとの間に設けられたシーリング要素であって、マニホールドチャンネルの出口から溶融体流れを受け入れ、溶融体流れをノズルチャンネルに送出するための溶融体チャンネルを含むシーリング要素と、
ノズルチャンネルから溶融体流れを受け入れるための金型キャビティであって、金型ゲートを通してノズルチャンネルに連通している金型キャビティとを備え、
シーリング要素の熱膨張率はノズル及びマニホールドの両方よりも高い、射出成形装置を提供することである。
【０００７】
本発明の別の特徴によれば、射出成形装置において、
加圧成形材料の溶融体流れを受け入れるためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
マニホールドに設けられたマニホールドプラグであって、マニホールドチャンネルから溶融体流れを受け入れるための入口と、溶融体流れをノズルのノズルチャンネルに送出するための出口とを有するマニホールドプラグチャンネルが形成されたマニホールドプラグと、
ノズルチャンネルから溶融体流れを受け入れるための金型キャビティであって、金型ゲートを通してノズルチャンネルに連通している金型キャビティとを備え、
マニホールドプラグの熱膨張率はノズル及びマニホールドの両方よりも高い、射出成形装置を提供することである。
【０００８】
本発明の更に別の特徴によれば、射出成形装置において、
加圧成形材料の溶融体流れを受け入れるための入口と、出口とを有するマニホールドチャンネルを含むマニホールドと、
ノズル本体と、マニホールドの出口面に隣接して配置されたノズルヘッドとを有するノズルであって、マニホールドチャンネルの出口から溶融体流れを受け入れるためのノズルチャンネルを有するノズルと、
ノズルチャンネルから溶融体流れを受け入れるための金型キャビティであって、金型ゲートを通してノズルチャンネルに連通している金型キャビティとを備え、
ノズルヘッドの少なくとも一部の熱膨張率はノズル本体及びマニホールドの両方よりも大きい、射出成形装置を提供することである。
【０００９】
本発明は、シーリング要素がマニホールドとノズルとの間に連続的にシールされた溶融体チャンネルを形成し、この間の連結部での漏れを最小にするという利点を提供する。
【００１０】
次に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図１を参照すると、射出成形装置の全体に参照符号１０が付してある。射出成形装置は、マニホールドチャンネル１４が内部を通って延びているマニホールド１２を有する。マニホールドチャンネル１４の入口のところに配置されたマニホールドブッシュ１６が機械ノズル（図示せず）から成形材料の溶融体流れを受け入れる。溶融体流れは矢印１７で示すようにマニホールドチャンネル１４を通って流れ、出口１８に送出される。溶融体流れを所望の温度に維持するため、マニホールドヒーター１５がマニホールド１２に設けられている。
【００１２】
ノズル２０がマニホールド１２と金型キャビティプレート３５に形成された夫々の金型キャビティ３０との間に配置されている。各ノズル２０は、夫々のマニホールド出口１８から溶融体流れを受け取り、溶融体流れを夫々の金型キャビティ３０に送出するノズルチャンネル２２を含む。金型ゲート３１が金型キャビティ３０への入口のところにノズル２０のチップ２４に隣接して設けられている。各ノズル２０は、バルブピストン２３によって駆動されるバルブピン２１を含む。これらのバルブピン２１は、夫々の金型ゲート３１を開閉するために選択的に移動することができる。各ノズル２０には、溶融体流れをノズル２０の通過時に所望の温度に維持するのを補助するヒーター４０が更に設けられている。金型キャビティ３０の冷却を補助するため、冷却チャンネル３３が金型キャビティ３０に隣接して配置されている。
【００１３】
図１の射出成形装置１０は、ノズル２０とマニホールド１２との間に配置されたシーリング要素即ちシーリング挿入体４４を更に含む。このシーリング挿入体を図２乃至図７に関して更に詳細に説明する。以下の射出成形装置の実施の形態の各々において、同様の参照符号は同様の部分を示す。
【００１４】
図２を参照すると、別の実施の形態に係る射出成形装置１０ａが示してある。この実施の形態では、マニホールドプレート３６が金型キャビティプレート３５ａに当接している。
【００１５】
ノズル肩部３２がノズル２０ａの上端に設けられている。ノズル肩部３２の上面２６は、マニホールド１２ａの出口面２８に当接する。ノズル肩部３２は、マニホールドプレート３６によって支持された下方に差し向けられた離間フランジ３４を含む。
【００１６】
裏打ちプレート５０がマニホールド１２ａに隣接して配置されており、隙間５１によってオフセットされている。ばね５２が裏打ちプレート５０とマニホールド１２ａとの間に設けられている。ばね５２は、別の態様では、剛性スペーサであってもよい。ばね５２は、マニホールド１２ａ及びノズル２０ａを作動温度範囲まで加熱する際に起こる熱膨張によるマニホールド１２ａの移動を吸収する。
【００１７】
ノズル２０ａは、更に、ノズル２０ａの上面２６即ちマニホールド接触面に形成された凹所４１を含む。凹所４１の深さは肩部４６によって境界が定められている。全体としてボア４７を有するスリーブであるシーリング挿入体４４ａが凹所４１に嵌め込んである。溶融体流れは、マニホールド出口１８ａからボア４７を通ってノズルチャンネル２２ａに流入する。シーリング挿入体４４ａは所定の長さ６０及び壁厚６２を有する。壁厚６２は、代表的には、２ｍｍ乃至３ｍｍである。シーリング挿入体４４ａ及びマニホールド１２ａは、シーリング挿入体４４ａとマニホールド１２ａとの間に参照符号４８を付した冷間隙間が形成されるように配置される。
【００１８】
シーリング挿入体４４ａは、代表的には例えばＨ１３やＰ２０鋼等の工具鋼で形成されたマニホールド１２ａ及びノズル２０ａの両方よりも熱伝導率が高い。シーリング挿入体４４ａは、銅、ベリリウム銅、真鍮、カーバイド、又はその他の鋼でできていてもよい。別の態様では、マニホールド１２ａやノズル２０ａよりも熱伝導率が高い任意の適当な材料を使用してもよい。
【００１９】
図２は、装置１０ａが作動温度以下の冷間状態即ち非作動状態にある射出成形装置１０ａを示す。図３を参照すると、射出成形装置１０ａの温度が作動温度範囲内の作動状態にある射出成形装置１０ａが示されている。図示のように、シーリング挿入体４４ａが伸長し、冷間隙間４８がなくなり、矢印５４が示すようにマニホールド１２ａの出口面２８にシーリング力が加わる。
【００２０】
作動に当たっては、射出成形装置１０ａは、全ての構成要素がほぼ同じ周囲温度の図２の冷間状態で始動する。作動中、マニホールドチャンネル１４ａを有するマニホールド１２ａとノズルチャンネル２２ａを有するノズル２０ａとを加熱し、次いで、溶融体流れが低温の溶融体キャビティ３０ａに妨げなしに流入することができるように夫々の温度に維持する。ノズル２０ａ及びマニホールド１２ａは、作動温度範囲内にあるとき、互いにぴったりと整合した状態を維持しなければならない。マニホールド１２ａ及びノズル２０ａには、特にこれらが異なる材料で形成されている場合、様々な量の熱膨張が加わる。図２の射出成形装置では、マニホールド１２ａは、ノズル２０ａがファスナによってマニホールド１２ａに連結されているのではないため、ノズル２０ａに対して横方向に変位することができる。
【００２１】
マニホールド１２ａが作動温度まで加熱されるとき、ノズル２０ａはマニホールド１２ａとの接触により、及びヒーター４０によって加熱される。熱膨張のため、マニホールド１２ａがノズル２０ａ及びばね５２に圧力を加える。これと同時に、ノズル２０ａの熱膨張により、ノズル２０ａがマニホールド１２ａの出口面２８に圧力を加える。その結果、ばね５２が圧縮し、マニホールド１２ａ及びノズル２０ａが損傷しないようにする。シーリング挿入体４４ａは、更に、温度上昇に対して、ノズル２０ａよりも大きく膨張することによって応答し、及びかくして、シーリング力をマニホールド１２ａの出口面２８に加える。シーリング挿入体４４ａの熱伝導率が高いため、シーリング挿入体４４ａの長さ６０は、周囲の構成要素よりも大きい。これを図３に長さ６０´で示す。シーリング挿入体４４ａがマニホールド１２ａに加える圧力は、溶融体流れが発生する射出力よりも大きい。このような溶融体流れの射出力は、マニホールド１２ａをノズル２０ａから押し離し、且つ、溶融体流れが圧力下で漏れる隙間を形成しようとする。
【００２２】
ばね５２は比較的剛性であり、圧縮により、ノズル２０ａ又はマニホールド１２ａを損傷するのに十分大きい力を減少させる。ばね５２は、シーリング挿入体４４ａによって加えられるシーリング力によって圧縮されるのではなく、シーリング挿入体４４ａは加わったシーリング力が大き過ぎる場合に少なくとも部分的に潰れるように設計されている。シーリング挿入体４４ａは比較的安価な構成要素であり、従って、損傷した場合には容易に交換される。
【００２３】
シーリング挿入体４４ａの長さ６０及び壁厚６２は、特定用途のシーリングの必要条件に合わせて変化させることができるということは当業者には理解されよう。
【００２４】
次に図４を参照すると、この図には別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｂの形が示してある。射出成形装置１０ｂは、図１、図２、及び図３の夫々の射出成形装置１０及び１０ａと同様の装置である。ノズル２０ｂは、その頂部から外方に延びる肩部フランジ７０を含む。肩部フランジ７０はファスナ７２によってマニホールド１２ｂに連結されている。追加のファスナ７２を使用してもよいが、明瞭化を図るため図には一つしか示していない。
【００２５】
マニホールドプレート３６ｂが金型キャビティ３０ｂの金型キャビティプレート３５ｂに当接し、ノズル２０ｂを支持する。ノズル２０ｂは、マニホールドプレート３６ｂの内壁４２から延びる取り付け要素３８と係合し、ノズル２０ｂ及びこれに取り付けられるマニホールド１２ｂの位置を金型キャビティプレート３５ｂに対して定める。
【００２６】
肩部４６ｂを有する第１凹所４１ｂがノズル２０ｂの上面２６ｂに形成されている。肩部７６を有する第２凹所７４がマニホールド１２ｂの出口面２８ｂに形成されている。ボア４７ｂを有するシーリング挿入体４４ｂが凹所４１ｂに嵌め込んであり、ノズル２０ｂの上面２６ｂを越えて第２凹所７４の一部を通って延びている。溶融体流れは、マニホールド出口１８ｂからノズルチャンネル２２ｂまでシーリング挿入体４４ｂのボア４７ｂを通って流れる。
【００２７】
シーリング挿入体４４ｂは長さ６０ｂを有し、図２及び図３のシーリング挿入体４４ａとほぼ同様の構造を備えている。シーリング挿入体４４ｂ及びマニホールド１２ｂは、参照符号４８ｂを付した冷間隙間がシーリング挿入体４４ｂとマニホールド１２ｂの肩部７６との間に形成されるように構成されている。
【００２８】
作動時には、図２及び図３に関して説明したように、射出成形装置１０ｂが図４の冷間状態で始動し、図５の作動状態まで加熱される。マニホールドチャンネル１４ｂを有するマニホールド１２ｂが作動温度まで加熱されるとき、ノズルチャンネル２２ｂを有するノズル２０ｂは、マニホールド１２ｂとの接触によって、及びヒーター４０によって加熱される。ファスナ７２は、代表的には、マニホールド１２ｂ及びノズル２０ｂとともに膨張する。マニホールド１２ｂとノズル２０ｂとからなるアッセンブリの膨張はばね５２によって吸収される。マニホールド１２ｂ及びノズル２０ｂが損傷しないようにするため、隙間５１が減少する。
【００２９】
これと同時に、シーリング挿入体４４ｂが膨張し、シーリング力を矢印５４ｂが示す方向にマニホールド肩部７６に対して図５に示すように加える。シーリング挿入体４４ｂの熱伝導率がノズル２０ｂ及びマニホールド１２ｂの両方よりも高いため、シーリング挿入体４４ｂの長さ６０ｂはこれを取り囲む構成要素よりも大きい。これを図５に長さ６０ｂ´で示す。シーリング挿入体４４ｂがマニホールド肩部７６に加える圧力は、マニホールド１２ｂ及びノズル２０ｂを押し離そうとする溶融体流れの射出力よりも大きい。
【００３０】
更に、射出成形装置１０ｂのシーリング挿入体４４ｂにより、ノズル２０ｂの位置をマニホールド１２ｂに対して定めることができる。シーリング挿入体４４ｂは、ノズルチャンネル２２ｂをマニホールド出口１８ｂと整合することができるように、ノズル２０ｂの上面２６ｂを越えて突出する。
【００３１】
次に図６及び図７を参照すると、これらの図には別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｃが示してある。射出成形装置１０ｃは図４及び図５の射出成形装置１０ｂと同様であるが、図２及び図３のシーリング挿入体４４ａと同様のシーリング挿入体４４ｃが組み込んである。マニホールドチャンネル１４ｃを有するマニホールド１２ｃは図４及び図５のマニホールド１２ｂと同様であるが、平らな出口面２８ｃを有し、第２凹所７４を備えていない。図６及び図７の実施の形態の作動を詳細に説明する必要はないであろう。これは、ノズル２０ｃとマニホールド１２ｃとの間の漏れを減少するためのシーリング挿入体４４ｃのシーリング作用が、図１乃至図５に関して説明したのとほぼ同じであるためである。
【００３２】
図８を参照すると、別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｄの冷間状態即ち非作動状態で示してある。マニホールド１２ｄは、溶融体流れを出口１８ｄを通してノズル２０ｄのノズルチャンネル２２ｄに送出するためのマニホールドチャンネル１４ｄを含む。ノズルの上面２６ｄとマニホールド１２ｄの出口面２８ｄとの間にカラー９０が設けられている。このカラー９０は肩部３２ｄ及び離間フランジ部３４ｄを含む。
【００３３】
マニホールドプラグ８０がマニホールド１２ｄのボア８２に嵌め込んであり、チャンネル１４ｄの部分を形成する。マニホールドプラグ８０は、当業者に周知のようにボア８２にプレス嵌めしてある。マニホールドプラグ８０の下面８６とマニホールド１２ｄの出口面２８ｄとの間に冷間隙間８４が存在する。マニホールドプラグ８０は、図１乃至図７に関して以上に説明したシーリング挿入体４４と同様の挙動を示す。更に、マニホールドプラグ８０は同様の材料で形成されている。
【００３４】
マニホールド１２ｄが作動温度まで加熱されるとき、マニホールドプラグ８０が伸長し、図４に示すように冷間隙間８４をなくし、ノズル２０ｄにカラー９０を介して圧力を加える。マニホールドプラグ８０によってマニホールド１２ｄとカラー９０との間の漏れが減少した作動状態を図９に示す。
【００３５】
図１０は別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｆを示す。射出成形装置１０ｆは、複数の金型キャビティ３０ｆに溶融体を射出する複数のノズル２０ｆを持つ多キャビティ射出成形装置である。図１０は、明瞭化を図るため、単一のノズル２０ｆ及び金型キャビティ３０ｆを示す。射出成形装置１０ｆは、成形材料の溶融体流れを機械ノズル（図示せず）から受け取るため、マニホールドチャンネル１４ｆが通って延びるマニホールド１２ｆを有する。溶融体流れはマニホールドチャンネル１４ｆを通って流れ、マニホールド１２ｆの出口１８ｆに送出される。溶融体流れを所望の温度に維持するため、マニホールドヒーター１５ｆがマニホールド１２ｆに設けられている。
【００３６】
裏打ちプレート５０ｆがマニホールド１２ｆに隣接して配置されており、隙間５１ｆだけオフセットしている。ばね５２ｆが裏打ちプレート５０ｆとマニホールド１２ｆとの間に設けられている。
【００３７】
ノズル２０がマニホールド１２ｆと金型キャビティプレート３５ｆに形成された金型キャビティ３０ｆとの間に配置されている。各ノズル２０ｆは、マニホールド出口１８ｆから溶融体流れを受け取って溶融体流れを金型キャビティ３０ｆに送出するためのノズルチャンネル２２ｆを含む。金型ゲート３１ｆが金型キャビティ３０ｆへの入口のところにノズル２０ｆのチップ２４ｆに隣接して設けられている。各ノズル２０ｆには、溶融体がノズル２０ｆを通過する際に溶融体流れを所望の温度に維持するのを補助するため、一つ又はそれ以上のヒーター４０ｆが設けられている。
【００３８】
ノズル２０ｆの上端にはノズル肩部３２ｆが設けられている。ノズル肩部３２ｆは、マニホールド１２ｆの出口面２８ｆに当接する上面２６ｆを含む。スペーサ３４ｆがノズル肩部３２ｆの下面とマニホールドプレート３６ｆの接触面３７との間に配置されている。スペーサ３４ｆは、例えばチタニウムやセラミックといった熱伝導率が低い材料で形成されている。当業者には明らかなように、スペーサ３４ｆはノズル２０ｆをマニホールド１２ｆ及び金型キャビティ３０ｆに関して位置決めし整合する。
【００３９】
マニホールドプレート３６ｆが金型キャビティプレート３５ｆに当接する。金型キャビティ３０ｆ内の溶融体の冷却を補助するため、冷却チャンネル３３ｆが金型キャビティ３０ｆに隣接してマニホールドプレート３６ｆを通って延びている。
【００４０】
ノズル２０ｆの上面２６ｆ即ちマニホールド接触面には凹所４１ｆが形成されている。この凹所４１ｆは肩部４６ｆによって境界が定められている。ボア４７ｆを有するシーリング挿入体４４ｆが凹所４１ｆに嵌め込んである。射出成形装置１０ｆが冷間状態にあるとき、シーリング挿入体４４ｆとマニホールド１２ｆの出口面２８ｆとの間に隙間（図示せず）が形成される。シーリング挿入体４４ｆの壁厚は、代表的には２ｍｍ乃至３ｍｍである。
【００４１】
シーリング挿入体４４ｆは、例えば代表的にはＨ１３やＰ２０鋼等の工具鋼で形成されたマニホールド１２ｆ及びノズル２０ｆの両方よりも熱伝導率が高い。シーリング挿入体４４ｆは、銅、ベリリウム銅、真鍮、カーバイド、又はその他の鋼でできていてもよい。別の態様では、マニホールド１２ｆやノズル２０ｆよりも熱伝導率が高い任意の適当な材料を使用してもよい。
【００４２】
作動に当たっては、射出成形装置１０ｆは、全ての構成要素がほぼ同じ周囲温度の冷間状態で作動を開始する。作動中、マニホールド１２ｆ及びノズル２０ｆを加熱し、次いで低温の溶融体キャビティ３０ｆに溶融体流れが妨げなしに流入することができるように夫々の温度に維持する。射出成形装置１０ｆが作動温度まで加熱されるとき、シーリング挿入体４４ｆが膨張する（図１０参照）。シーリング挿入体４４ｆの熱膨張率が高いため、シーリング挿入体４４ｆの長さの増加量は、ノズル２０ｆ及びマニホールド１２ｆを含む周囲の構成要素よりも大きい。このように、シーリング挿入体４４ｆがマニホールド１２ｆの出口面２８にシーリング力を加える。実際、シーリング挿入体４４ｆの膨張により、ノズル２０ｆの上面２６ｆ及びマニホールド１２ｆの出口面２８ｆが移動して僅かに離れるが、構成要素間の流体連通はシールされる。シール挿入体４４ｆのボア４７ｆは、溶融体を流すための連続したシールされた通路をマニホールド出口１８ｆとノズルチャンネル２２ｆとの間に提供する。
【００４３】
射出成形装置の別の実施の形態を図１１に参照符号１０ｇで概略的に示す。この実施の形態では、ノズル本体１０４及びノズルヘッド即ち肩部１０２を有するノズル２０ｇが示してある。ノズルヘッド１０２は、周囲の構成要素よりも大きく膨張し、マニホールド１２ｇのマニホールドチャンネル１４ｇとノズルチャンネル２２ｇとの間にシールを提供することによって、上述した実施の形態に係るシーリング挿入体４４と同様に作動する。ノズル本体１０４及びノズルヘッド１０２は、例えば鑞付けやねじ連結（図示せず）によって互いに連結されている。この実施の形態では、ヘッド１０２は、本体１０４とは異なる材料で形成することができる。ヘッド１０２は熱伝導率が高い材料で形成されており、マニホールド１２ｇによって加熱される。スペーサ３４ｇは、熱伝導率が低い材料でできた別体の部分である。当業者に明らかなように、スペーサ３４ｇは、ノズル２０ｇをマニホールド１２ｇ及び金型キャビティ３０ｇに関して位置決めし整合する。
【００４４】
図１２は、更に別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｈを示す。この実施の形態では、ノズルヘッド１０２ｈは、ノズル本体１０４ｈに設けられた凹所４１ｈに嵌め込まれたスリーブ部分１０６を含む。ノズルヘッド１０２ｈは、熱伝導率がノズル本体１０４ｈよりも高い材料で形成されており、マニホールド１２ｈによって加熱される。射出成形装置１０ｈは作動状態で示してあり、ノズルヘッド１０２ｈは、上述した実施の形態に係るシール挿入体４４と同様にシーリング力５４ｈを及ぼす。
【００４５】
図１３を参照して、別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｉを示す。シーリング挿入体４４ｉは、マニホールド１２ｉの出口面２８ｉに形成された凹所４１ｉに取り付けられている。凹所４１ｉがマニホールドチャンネル１４ｉの出口１８ｉを取り囲んでいる。シーリング挿入体４４ｉは、マニホールドチャンネル１４ｉとノズルチャンネル２２ｉとの間に連続した通路を形成するため、マニホールドチャンネル１４ｉと整合したボア４７ｉを含む。
【００４６】
スペーサ１００が裏打ちプレート５０ｉとマニホールド１２ｉとを分離する。スペーサ１００は、代表的には、例えばチタニウムやセラミック等の断熱材料で形成されている。スペーサ１００は、図２のばね５２と同様の機能を果たすが、断熱材料で形成されているので、マニホールド１２ｉと裏打ちプレート５０ｉとの間の隙間の大きさはほぼ一定のままである。
【００４７】
図１３の射出成形装置１０ｉは作動状態で示してある。この状態では、シーリング挿入体４４ｉは膨張状態にあり、シーリング挿入体４４ｉの長さ６０ｉが凹所４１ｉを充填し、シーリング挿入体４４ｉはノズル２０ｉのノズルヘッド１０２ｉにシーリング力を及ぼす。シーリング挿入体４４ｉは、以上に説明した図８及び図９のマニホールドプラグ８０と同様に機能する。
【００４８】
別の実施の形態に係る射出成形装置１０ｊが図１４に示してある。この実施の形態では、マニホールドチャンネル１４ｊが通って延びるマニホールド１２ｊが成形材料の溶融体流れを機械ノズル（図示せず）から受け取る。ノズル２０ｊがマニホールド１２ｊに隣接して設けられている。各ノズル２０ｊは、夫々のマニホールド出口１８ｊから溶融体流れを受け取って溶融体流れをノズルチップ（図示せず）を通してそれぞれの金型キャビティ（図示せず）に送出するためのノズルチャンネル２２ｊを含む。各ノズル２０ｊには、更に、コネクタ４３に接続されたヒーター４０ｊが設けられている。ヒーター４０ｊは、溶融体流れがノズル２０ｊを通って流れるときに溶融体流れを所望の温度に維持するのを補助する。
【００４９】
マニホールド１２ｊは、マニホールド１２ｊの出口面２８ｊに形成された凹所４１ｊを含む。凹所４１ｊは段状になっており、ねじ山を備えた第１部分１１０及び全体に平滑な第１部分１１２を含む。凹所４１ｊは、シーリング挿入体４４ｊを受け入れる大きさを備えている。図１５及び図１６に示すシーリング挿入体４４ｊは、第１端面１１４、第２端面１１６、及びこれらの間を通って延びるボア４７ｊを含む。シーリング挿入体４４ｊの外面１１８は、ねじ山を備えた第２部分１２２と全体に平滑な第２部分１２４との間に設けられたネック１２０を含む。シーリング挿入体４４ｊのねじ山を備えた第２部分１２２は、シーリング挿入体４４ｊをマニホールド１２ｊに固定するため、凹所４１ｊのねじ山を備えた第１部分１１０と螺合するような大きさになっている。図示のように、シーリング挿入体４４ｊの第２端面１１６には、設置を行うための一対の工具穴１２６（一方の工具穴だけを図１５に示す）が形成されている。
【００５０】
シーリング挿入体４４ｊ及びマニホールド１２ｊは、シーリング挿入体４４ｊとノズル２０ｊの対応する表面２６ｊとの間に冷間隙間が形成されるように構成されている。シーリング挿入体４４ｊは、熱伝導率がマニホールド１２ｊ及びノズル２０ｊの両方よりも高い材料で形成されている。シーリング挿入体４４ｊは、銅、ベリリウム銅、真鍮、カーバイド、又はその他の鋼でできていてもよい。マニホールド１２ｊやノズル２０ｊよりも熱伝導率が高い任意の適当な材料を使用してもよい。シーリング挿入体４４ｊの壁厚は、代表的には、２ｍｍ乃至４ｍｍである。
【００５１】
作動時には、射出成形装置２０ｊは、全ての構成要素がほぼ同じ周囲温度の冷間状態で作動を開始する。作動中、マニホールド１２ｊ及びノズル２０ｊを加熱し、次いで、溶融体流れが溶融体キャビティに妨げなしに流入できるようにそれらの夫々の温度に維持する。加熱状態即ち作動状態を図１４に示す。シーリング挿入体４４ｊは、マニホールド１２ｊよりも大きく膨張することによって温度上昇に応答し、及びかくして、ノズル２０ｊの対応する表面２６ｊにシーリング力を加える。シーリング挿入体４４ｊの熱伝導率が高いため、シーリング挿入体４４ｊの長さ６０ｊは、周囲の構成要素よりも大きく増大する。シーリング挿入体４４ｊがノズル２０ｊに加える圧力は、溶融体流れが発生する射出力よりも大きい。このような溶融体流れの射出力は、シーリング挿入体４４ｊ及びノズル２０ｊを押し離し、且つ、圧力下で溶融体流れを露出する隙間を形成しようとする。
【００５２】
本発明の好ましい実施の形態を説明したが、特許請求の範囲に定義されたその精神及び範囲から逸脱することなく、変形及び変更を行うことができるということは当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の射出成形装置の第１の実施の形態の側断面図である。
【図２】本発明の別の実施の形態の射出成形装置の部分側断面図である。
【図３】図２の射出成形装置の作動状態での側断面図である。
【図４】本発明の射出成形装置の別の実施の形態の部分側断面図である。
【図５】図４の射出成形装置の作動状態での側断面図である。
【図６】本発明の射出成形装置の更に別の実施の形態の部分側断面図である。
【図７】図６の射出成形装置の作動状態での側断面図である。
【図８】本発明の射出成形装置の別の実施の形態の側断面図である。
【図９】図８の射出成形装置の作動状態での側断面図である。
【図１０】本発明の射出成形装置の更に別の実施の形態の側断面図である。
【図１１】本発明の射出成形装置の他の実施の形態の側断面図である。
【図１２】本発明の射出成形装置の更に他の実施の形態の側断面図である。
【図１３】射出成形装置の別の実施の形態の側断面図である。
【図１４】射出成形装置の更に別の実施の形態の側断面図である。
【図１５】図１４の射出成形装置のシーリング挿入体の側断面図である。
【図１６】図１５の線Ａに沿った断面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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