(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性の液状成形材料を金型内へ射出する射出成形機のシリンダの先端に取り付けられ、スプルが開口した前記金型のノズル当接面に当接可能な合成樹脂製のノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドの内周孔に挿入されて低温に保持される前記シリンダと当接し、前記液状成形材料の流路となる金属製のスリーブと、
を備え、前記ノズルヘッドと前記金型のノズル当接面との当接状態では、前記スリーブが前記ノズル当接面と非接触であることを特徴とする射出成形機用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機用ノズルに関し、特に、液状の熱硬化性ゴムや熱硬化性樹脂による成形に適した射出成形機用ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱硬化性の液状ゴムを成形材料として一次加硫を行う成形装置として、従来から、例えば図４に示すようなものが知られている。図４に示す成形装置において、参照符号１００は、液状ゴムの賦形空間である不図示のキャビティとこのキャビティへ通じるスプル１０１及びその開口端部のノズル当接面１０２が形成された金型である。参照符号２００は、金型１００のキャビティ内へスプル１０１を通じて熱硬化性の液状ゴムを射出・充填する射出成形機のノズルである。【０００３】
この種の成形装置において、熱硬化性の液状ゴムを成形材料とする場合、通常、金型１００は液状ゴムの加硫（硬化）に必要な高温状態に保持される一方、射出成形機のノズル２００は、その内部で液状ゴムが硬化してしまうことのないように、低温に保持されている。【０００４】
しかしながら、ノズル２００の先端部が、金型１００のノズル当接面１０２と当接したときの金型１００からの熱伝導によって一定の温度以上に昇温した場合は、ノズル２００の開口端部２０１内で液状ゴムの硬化が促進されてしまう。特に、液状ゴムが接着成分を含有するものである場合は、加熱によって接着反応が進行するので、ノズル２００の開口端部２０１内にゴムの硬化物が蓄積しやすい。このような硬化物は、液状成形材料と共に金型１００内に送られると、ゲートの詰まりを生じたり、製品部に硬化物が混入したりすることによって、成形不良の原因になる。【０００５】
そこでノズル２００の開口端部２０１内の硬化物を排出し、あるいはノズル２００を清掃するといった対策が採られる。ところが硬化物の混入による成形不良の防止を徹底するためには、このような硬化物の排出や金型とノズルの当接部の清掃等を頻繁に行う必要があり、改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
技術的課題は、射出成形機用ノズル内での成形材料の硬化や硬化物の蓄積の低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
射出成形機用ノズルの一態様は、熱硬化性の液状成形材料を金型内へ射出する射出成形機のシリンダの先端に取り付けられ、スプルが開口した前記金型のノズル当接面に当接可能な合成樹脂製のノズルヘッドと、前記ノズルヘッドの内周孔に挿入されて低温に保持される前記シリンダと当接し、前記液状成形材料の流路となる金属製のスリーブと、を備え、前記ノズルヘッドと前記金型のノズル当接面との当接状態では、前記スリーブが前記ノズル当接面と非接触である。
【発明の効果】
【０００９】
金型のノズル当接面に当接されるノズルヘッドが合成樹脂製であるため、金型からの熱伝導が抑制され、しかも、ノズルヘッドの内周孔に挿入されて熱硬化性の液状成形材料の流路となる金属製のスリーブは熱伝導性が高く、低温のシリンダとの当接によって冷却されるため、ノズル内での液状成形材料の硬化や硬化物の蓄積が防止され、ひいては硬化物の混入による成形不良の防止を図ることができると共に、このような硬化物の排出作業や金型とノズルの当接部の清掃等の頻度を低減することができる。また、成形材料が接着成分を含有するものである場合、接着成分は、合成樹脂との反応性が高いものであるため、ノズル内の成形材料の流路を金属製のスリーブからなるものとすることによって、接着反応の進行を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】射出成形機用ノズルの第一の実施の形態を、金型の一部と共に示す要部断面図である。
【図２】射出成形機用ノズルの第二の実施の形態を、金型の一部と共に示す要部断面図である。
【図３】射出成形機用ノズルの第三の実施の形態を、金型の一部と共に示す要部断面図である。
【図４】従来の射出成形機用ノズルを、金型の一部と共に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、射出成形機用ノズルを、熱硬化性の液状ゴムを成形材料とするＬＩＭ（Liquid  Injection  Molding）用のノズルに適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、第一の実施の形態を金型の一部と共に示す。
【００１２】
図１において、参照符号１は金型である。金型１には、熱硬化性の液状ゴムの賦形空間である不図示のキャビティと、このキャビティへの液状ゴムの通路であるスプル１ａ及びこのスプル１ａの開口端部の外周に位置する球面状凹面をなすノズル当接面１ｂが形成されている。金型１は複数の分割型からなり、不図示のヒータによって、液状ゴムの加硫（硬化）に必要な温度、例えば１５０℃程度に加熱されている。参照符号１１は、スプル１ａの開口端部の外周側に同心的に配置され、複数のボルト１２で金型１に固定されたロケートリングである。
【００１３】
図１において、参照符号２は、金型１のキャビティ内へスプル１ａを通じて液状ゴムを射出・充填する射出成形機のノズルである。ノズル２は、射出成形機のシリンダ３に取り付けられており、先端が金型１のノズル当接面１ｂに当接可能なノズルヘッド２１と、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａに挿入されたスリーブ２２とを備える。
【００１４】
詳しくは、ノズル２におけるノズルヘッド２１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＭＣナイロン（ポリアミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などのような、耐熱性が高い合成樹脂からなる。ノズルヘッド２１は、射出成形機のシリンダ３の先端に開口した成形材料射出孔３ｂ及び金型１のスプル１ａと同心の内周孔２１ａを有している。ノズルヘッド２１は、内周孔２１ａの一端に拡径形成された雌螺子穴２１ｂを、射出成形機のシリンダ３の先端外周の雄螺子部３ａにねじ込むことによって取り付けられている。ノズルヘッド２１の先端面２１ｃは、金型１のノズル当接面１ｂに対して当接可能に対向している。先端面２１ｃは、ノズル当接面１ｂより曲率半径の小さい球面状凸面をなしている。
【００１５】
スリーブ２２は、鋼材など熱伝導性の良い金属からなる。スリーブ２２は、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａに挿入された円筒状のスリーブ本体部２２ａと、スリーブ本体部２２ａにおける金型１と反対側の端部から円盤状に展開し、シリンダ３の先端面３ｃとノズルヘッド２１の雌螺子穴２１ｂの底面２１ｄとの間に挟持された外向き鍔部２２ｂとを有する。
【００１６】
スリーブ２２は、スリーブ本体部２２ａをノズルヘッド２１の内周孔２１ａに挿入した状態で、ノズルヘッド２１の雌螺子穴２１ｂをシリンダ３の雄螺子部３ａにねじ込むことによって、外向き鍔部２２ｂをシリンダ３とノズルヘッド２１の間に挟持固定することができる。
【００１７】
スリーブ２２は、予めノズルヘッド２１と一体化されたものであっても良い。すなわちノズル２を、合成樹脂からなるノズルヘッド２１と、金属からなるスリーブ２２とを一体成形したものとすることもできる。この場合、スリーブ２２の外向き鍔部２２ｂがノズルヘッド２１の雌螺子穴２１ｂの底面２１ｄから露出した状態とし、ノズル２をシリンダ３へ組み込んだときに外向き鍔部２２ｂをシリンダ３の雄螺子部３ａの先端面３ｃと接触させる。
【００１８】
スリーブ２２のスリーブ本体部２２ａは、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａのほぼ全面を覆う長さを有する。ただしスリーブ本体部２２ａにおける外向き鍔部２２ｂと反対側の端部は、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａの開口端部より内方へわずかに後退した位置にある。このため、図示のように、ノズルヘッド２１の先端面２１ｃと金型１のノズル当接面１ｂが当接した状態では、スリーブ２２はノズル当接面１ｂからわずかに離間した状態となる。
【００１９】
射出成形機のシリンダ３は金属からなる。内周の熱硬化性の液状ゴムが熱でスコーチ（早期硬化）してしまうことがないように、シリンダ３の外周には、流入口３１ａ及び流出口３１ｂを介して例えば５〜２０℃程度の冷却水などの冷媒流体を流通させる冷却ジャケット３１が設けられている。冷却ジャケット３１は、シリンダ３を適度な低温状態に維持する。参照符号３２は、シリンダ３内に軸方向移動可能に配置されて、シリンダ３の成形材料射出孔３ｂを開閉する開閉ニードルである。
【００２０】
上述した第一の実施の形態のノズル２を備える射出成形機を用いた射出成形工程においては、まず金型１を型締めした後、この金型１のノズル当接面１ｂとノズル２におけるノズルヘッド２１の先端面２１ｃとを互いに当接状態とする。これによって、シリンダ３の成形材料射出孔３ｂ、ノズル２におけるスリーブ２２の内周、及び金型１のスプル１ａが互いに連通した液状ゴム供給路が形成される。
【００２１】
そして、ノズルヘッド２１の凸面状の先端面２１ｃは、金型１の凹面状のノズル当接面１ｂより曲率半径が小さく、しかもノズルヘッド２１が合成樹脂製であって適度な弾性変形が可能であることから、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａの開口縁部とスプル１ａの開口縁部を互いに良好な密接状態とすることができる。
【００２２】
次に、シリンダ３内の液状ゴムを、開閉ニードル３２の開（上昇）動作によって、シリンダ３の成形材料射出孔３ｂ、ノズル２のスリーブ２２の内周、及び金型１のスプル１ａからなる液状ゴム供給路を通じて、金型１内のキャビティへ射出する。
【００２３】
ノズルヘッド２１は、冷却ジャケット３１への冷媒流体の流通によって冷却されたシリンダ３と接触している。合成樹脂からなるノズルヘッド２１は、熱伝導性が低いため、シリンダ３との接触による冷却効果は小さい。液状ゴムの射出工程では、上述のように、ノズルヘッド２１を、１５０℃程度に加熱された金型１のノズル当接面１ｂに当接させる。このときノズルヘッド２１は、凸面状の先端面２１ｃが金型１の凹面状のノズル当接面１ｂよりも曲率半径が小さいために接触面積（伝熱面積）が小さく、しかも熱伝導性が低いため、容易に高温状態にならない。
【００２４】
そして、ノズルヘッド２１の内周で液状ゴム供給路を形成している金属製のスリーブ２２は熱伝導性が高く、外向き鍔部２２ｂにおいて、冷却されたシリンダ３と接触していることから、シリンダ３との熱交換によって適度な低温状態に維持されている。しかも、スリーブ２２における外向き鍔部２２ｂと反対側の端部は金型１のノズル当接面１ｂと非接触であるため、金型１からの伝熱が有効に遮断される。したがってノズル２内の液状ゴムが熱によって硬化してしまうのを防止することができる。
【００２５】
したがってノズル２側に生じたゴムの硬化物が、射出工程において液状ゴムと共に金型１内へ供給されることによるゲートの詰まりや、製品部への硬化物の混入による成形不良が防止される。その結果、ノズル２内の硬化物の排出作業や、あるいはノズル２の清掃等の頻度を低減することができる。
【００２６】
図２は、射出成形機用ノズルの第二の実施の形態を金型の一部と共に示している。この実施の形態のノズル２において、上述した第一の実施の形態と異なるところは、スリーブ２２がまっすぐな管状であって、このスリーブ２２における金型１と反対側の端部がシリンダ３の成形材料射出孔３ｂに密接状態で圧入されている点にある。その他の部分は、第一の実施の形態と同様である。
【００２７】
スリーブ２２のスリーブ本体部２２ａは、金型１と反対側の端部である圧入部２２ｃを、シリンダ３の成形材料射出孔３ｂへ圧入してから、ノズルヘッド２１の雌螺子穴２１ｂをシリンダ３の雄螺子部３ａにねじ込むことによって、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａに挿入されている。
【００２８】
スリーブ２２の圧入部２２ｃは、その内周面が先端側で大径となるテーパ状に形成されている。これによって、液状ゴムの流動抵抗の増大の抑制が図られている。
【００２９】
第二の実施の形態でも、ノズルヘッド２１の内周で液状ゴム供給路を形成している金属製のスリーブ２２は、圧入部２２ｃにおいて、冷却されたシリンダ３の成形材料射出孔３ｂと接触している。スリーブ２２の反対側の端部は、金型１のノズル当接面１ｂと非接触であるため、金型１からの伝熱が遮断される。これによってスリーブ２２は、適度な低温状態に維持される。したがってノズル２（スリーブ２２）内の液状ゴムが熱によって硬化してしまうのを防止することができ、これによりノズル２側に生じたゴムの硬化物が、射出工程において液状ゴムと共に金型１内へ供給されることによるゲートの詰まりや、製品部への硬化物の混入による成形不良が防止される。その結果、ノズル２内の硬化物の排出作業や、あるいはノズル２の清掃等の頻度を低減することができる。
【００３０】
図３は、射出成形機用ノズルの第三の実施の形態を金型の一部と共に示している。この実施の形態のノズル２において、上述した第一及び第二の実施の形態と異なるところは、スリーブ２２における金型１と反対側の端部がシリンダ３の成形材料射出孔３ｂに螺合されている点にある。その他の部分は、第一及び第二の実施の形態と同様である。
【００３１】
スリーブ２２のスリーブ本体部２２ａは、金型１と反対側の端部に形成した雄螺子部２２ｄを、シリンダ３の成形材料射出孔３ｂに形成した雌螺子部３ｄに螺合してから、ノズルヘッド２１の雌螺子穴２１ｂをシリンダ３の雄螺子部３ａにねじ込むことによって、ノズルヘッド２１の内周孔２１ａに挿入されている。
【００３２】
スリーブ２２の雄螺子部２２ｄの内周面は、先端側で大径となるテーパ状に形成されている。これによって、液状ゴムの流動抵抗の増大の抑制が図られている。
【００３３】
第三の実施の形態でも、ノズルヘッド２１の内周で液状ゴム供給路を形成している金属製のスリーブ２２は、雄螺子部２２ｄにおいて、冷却されたシリンダ３の成形材料射出孔３ｂの雌螺子部３ｄと接触（螺合）している。スリーブ２２の反対側の端部は、金型１のノズル当接面１ｂと非接触で、金型１からの伝熱が遮断される。これによってスリーブ２２は、適度な低温状態に維持される。したがってノズル２（スリーブ２２）内の液状ゴムが熱によって硬化してしまうのを防止することができ、これによりノズル２側に生じたゴムの硬化物が、射出工程において液状ゴムと共に金型１内へ供給されることによるゲートの詰まりや、製品部への硬化物の混入による成形不良が防止される。その結果、ノズル２内の硬化物の排出作業や、あるいはノズル２の清掃等の頻度を低減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  金型
１ａ  スプル
１ｂ  ノズル当接面
２  ノズル
２１  ノズルヘッド
２１ａ  内周孔
２２  スリーブ
２２ａ  スリーブ本体部
２２ｂ  外向き鍔部
２２ｃ  圧入部
２２ｄ  雄螺子部
３  シリンダ
３ｂ  成形材料射出孔
３１  冷却ジャケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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