(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に樹脂供給流路を有するマニホールドと、上記の樹脂供給流路を通して供給される高温かつ高圧の溶融樹脂を金型の製品部に供給できるように片方の先端は上記のマニホールドに結合され、もう一方の先端は金型の設置穴に挿入されて組み込まれるノズル装置を有しており、上記のノズル装置は上記の樹脂供給流路と金型の製品部を繋ぐ樹脂流路を有するノズル本体を含んでなるホットランナー射出金型装置において、
上記のノズル本体の上部に結合された連結部材と、
上記の連結部材を上記のマニホールドから分離できないように固定するが、マニホールドの熱膨張の変形の際、マニホールドの熱膨張による横方向への変形が上記の連結部材に伝わらなくするため、上記の連結部材との間に一定の間隔が形成できるよう連結部材を収容し、下段にはノズル本体の中心整列のため第１中心案内面を有したリテーナーと、
上記のノズル本体の外回りに中心軸に沿って上下移動可能に結合され、上記の第１中心案内面に合致し、ノズル本体の中心が整列できるように上記の第１中心案内面と合致する形状になっている第２中心案内面と、上記のノズル本体の設置穴の入口の内壁に支えられ、上記のノズル本体を中心整列状態に維持する中心支持面を有した案内リング部材とで構成されるとともに、案内リング部材の中心支持面をノズル本体の設置穴の入口の内壁に支持した状態において、リテーナーの第１中心案内面と案内リング部材の第２中心案内面との間に一定の間隙が形成されるように構成されたノズルの中心整列機構を、更に有していることを特徴とするホットランナー射出金型装置。
【請求項２】
上記の第１中心案内面は上記のリテーナーの底面より更に内側に凹形状にて形成された円錐形の凹穴の内壁であり、上記の第２中心案内面は上記の案内リング部材の外側面に設けられ、上記の第１中心案内面に対応する円錐形の表面形状を有するものであることを特徴とする請求項１に記載のホットランナー射出金型装置。
【請求項３】
上記の連結部材は上記のノズル本体の上部に着脱可能なネジ結合式で結合され、上記のマニホールドはノズル本体の上部を結合するためのノズル本体結合穴を有し、上記のリテーナーは外側面に締結ネジ部を有し、この締結ネジ部によりリテーナーは、ノズル本体結合穴の内壁に結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のホットランナー射出金型装置。
【請求項４】
上記のリテーナーは、連結部材の受け入れ穴を有し、この受け入れ穴は、連結部材の外側面の直径より上記の一定の間隔ほど大きい直径を有し、リテーナーがマニホールドのノズル本体結合穴に組み込まれた位置で、上記の連結部材の受け入れ穴の下段面が上記連結部材の底面を支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のホットランナー射出金型装置。
【請求項５】
上記の案内リング部材は、回りに沿って一定の間隔にて配置された複数の中心整列確認用の貫通穴を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホットランナー射出金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホットランナー射出金型装置に関するものであり、特にホットランナー射出金型でノズル装置が結合されたマニホールドを金型に組み込む際、ノズル側の樹脂流路とマニホールド側の樹脂流路を自動に整列させ、マニホールドが金型に組み込まれた後はマニホールドの熱膨張による変形が生じたとしても、その熱膨張を吸収しノズルの中心整列状態を維持可能とするノズル中心整列機構を有した射出金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のホットランナー射出金型装置は、固定金型と可動金型の間に製品部があり、上記の固定金型の上面にマニホールドが設置される。このマニホールドは成形機からスプル部を通して供給される溶融樹脂を電熱線によって加熱し一定の温度を保ちながら溶融樹脂を案内する樹脂供給流路を有する。
【０００３】
そして上記マニホールドの樹脂供給流路を通過した溶融樹脂を上記固定金型の製品部へ選択的に供給するバルブ開閉式のノズル装置が固定金型に設置される。上記のノズル装置はノズル本体の中心軸に沿って形成された樹脂流路を有しており、上部はマニホールドの底面に挿入し固定され、下部の本体の殆どは固定金型に組み込まれる。
【０００４】
また、マニホールドの樹脂供給流路の周囲はノズル装置の外側面に各電熱線が設置されており、これらの樹脂供給流路と樹脂流路を通過する溶融樹脂が射出に適合した温度が保てるよう加熱をする。
【０００５】
ところが、上記ノズル装置の上部、即ちマニホールドにつながる部分はマニホールドの熱膨張による影響を受けやすく横方向の変形量が大きい反面、固定側に設置された部分、即ち固定金型の製品部に近い部分は相対的にマニホールドの熱膨張の影響が少ない。これはノズル本体の下部領域に当たる製品部周辺は型開きの際の外気との接触により温度が相対的に低くなりやすく、絶対的な熱変形量が少なくなるためである。
【０００６】
その結果、ノズル装置が位置決定ピンに対して一定の距離を保ち垂直に配置された状態で、上部に行くほど片側に傾き反り変形が発生するようになる。つまり、ノズル装置の上部と下部の熱変形量に差異が生じることによって、ノズル装置の上部がマニホールドの変形方向に沿って片側に反ることである。このようなノズル装置の反り変形はノズル装置の下部のノズルピンとノズル本体の反り変形を起こし、ノズルピンの正常な作動を妨げるだけではなく、ノズルピンとノズル先端ゲートの間に隙間を誘発し、その隙間を通して溶融樹脂が漏れて品質不良を起こすという問題の原因となっていた。
【０００７】
それに従来のホットランナー射出金型は、通常、先にノズル本体を上部の金型に設置し、その上にマニホールドを載せて金型に固定した後、マニホールド上にノズルピンとノズルピン作動用のバルブ作動機を設置する手順で組み込んだ。そのような組込構造は、ホットランナー射出金型が設置される現場ですべての部品が個別で順次組み込まれるため、ノズルの中心をマニホールドの樹脂供給流路の正しい位置に整列させることに多くの時間が費やされ、作業に熟練を要し、組込工程時間が長くなり、正確な組込が難しいという欠点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の従来のホットランナー射出金型において、マニホールドの熱膨張によってノズル装置が反るという問題を解決するものであり、マニホールドの熱膨張による横方向の変形を吸収して中心整列を維持することによって反り変形を防止したホットランナー射出金型のノズル装置を提供することに目的がある。
また、本発明はノズル装置とマニホールドが組込部品として金型に組み込まれる際、ノズル装置の中心を自動で整列するノズル中心整列機構を有しており、現場での組込作業及びノズル中心整列作業を容易にし、組込に熟練度を必要としないノズル装置を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明のホットランナー射出金型装置は、内部に樹脂供給流路を持つマニホールドと、上記の樹脂供給流路を通して供給される高温かつ高圧の溶融樹脂を金型の製品部に供給するため、一方の先端は上記マニホールドに結合され、もう一方の先端は固定金型の設置穴に挿入されるノズル装置とを含んだホットランナー射出金型装置において、
上記のノズル装置は上記の樹脂供給流路と固定金型の製品部を相互連通させる樹脂流路を有するノズル本体を含み、
上記のノズル本体の上部に結合された連結部材と、
上記の連結部材が上記のマニホールドから分離しないように固定するが、マニホールドの熱膨張の変形時、上記のマニホールドの熱膨張による横方向への変形が上記の連結部材に伝わらないよう上記の連結部材との間に一定の間隔を形成するように設置されており、下段にはノズル本体の中心整列のために第１中心案内面を持つリテーナーと、
上記のノズル本体の外周面に中心軸方向に沿って上下移動が可能に結合され、上記の第１中心案内面に接してノズル本体の中心が整列できるように上記の第１中心案内面に対応する形状になっている第２中心案内面と、上記ノズル本体の設置穴の入口の内壁に支えられ、上記のノズル本体を中心整列された状態に保持できる中心支持面を有した案内リング部材とで構成されるとともに、案内リング部材の中心支持面をノズル本体の設置穴の入口の内壁に支持した状態において、リテーナーの第１中心案内面と案内リング部材の第２中心案内面との間に一定の間隙が形成されるように構成されたノズルの中心整列機構を更に含む。
【００１０】
上記の第１中心案内面は上記のリテーナーの底面で内側方向に凹の形に形成された円錐形の内壁であり、上記の第２中心案内面は上記の第１中心案内面に対応するように突出された円錐形の外側面である。
【００１１】
上記の連結部材は上記のノズル本体の上部に着脱可能にネジ結合式にて結合され、上記のマニホールドはノズル本体の上部を結合するためのノズル本体結合穴を有し、上記リテーナーは外側壁に締結ネジ部を持ち上記のノズル本体結合穴の内壁にネジ結合式で結合される。
【００１２】
上記のリテーナーにおける連結部材の受け入れ穴は、連結部材の外側面との間で一定の間隔が形成されるように連結部材の外側面の直径よりも大きな直径を有し、リテーナーがマニホールドのノズル本体結合穴に組み込まれた位置で、上記の連結部材の受け入れ穴の下段面が上記連結部材の底面を支持する。
【００１３】
上記の案内リング部材は、回りに沿って一定の間隔に配置された複数の中心整列確認用の貫通穴を有しており、この穴を用いた断熱効果を持つ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、ホットランナー射出金型のマニホールドが熱膨張しながら横方向の変形が起きたとしても、その変形を連結部材とリテーナーとの間で吸収されノズル本体に伝わらないため、ノズル本体の反り変形を防止することができる。
【００１５】
また、本発明によると、ノズル装置がマニホールドに組み込まれた状態で案内リング部材がリテーナーに接する動作によってノズル装置の中心を整列することができるため、金型との組込作業が簡単・便利で組込の時間を大幅に縮めることができ、組込の生産性が上げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるホットランナー射出金型装置の部分断面図である。
【図２】本発明によるホットランナー射出金型装置のノズル中心整列機構部品の分解斜視図である。
【図３】本発明によるホットランナー射出金型装置のノズル中心整列機構がマニホールドとノズル装置の中心線に整列した状態を示す部分断面図である。
【図４】中心整列されたノズル装置とマニホールドを金型に設置して中心整列された状態を維持させる状態を図示した要部断面図である。
【図５】ノズルの中心整列機構がマニホールドの熱膨張変形を吸収してノズル本体の中心線を維持する状態を図示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明によるホットランナー射出金型装置の好ましい実施例を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一つの実施例の部分断面図である。図２は本発明のノズル装置の分解斜視図である。図１に示す如く、本発明のホットランナー射出金型装置は、固定金型１と、可動金型２を有し、上記の固定金型１と可動金型２の間に製品部３が形成されている。
【００１９】
上記の固定金型１の上側にはマニホールド１０が設置される。上記のマニホールド１０は、外部より供給される溶融樹脂を案内する少なくとも一つ以上の樹脂供給流路１２と、上記の樹脂供給流路１２の内部を通過する溶融樹脂が射出に適合する温度を保つように樹脂供給流路１２の周囲に熱を供給する多数の電熱線１３を有する。
【００２０】
そして上記の樹脂供給流路１２を通過する溶融樹脂を上記の製品部３へ選択的に供給するノズル装置２０が固定金型１に設けられた設置穴１ａ内に挿入され設置される。
【００２１】
上記のノズル装置２０は、図１及び図２に示す如く、樹脂流路２２が中心軸方向に形成されたノズル本体２１を含む。上記のノズル本体２１の樹脂流路２２には、ノズルピン２３が最大上昇位置で樹脂流路２２の出口を開放し、最大下降位置で樹脂流路２２の出口を密閉して樹脂供給を遮断する。上記のノズルピン２３を上下に昇降させるピストン機構３０がマニホールドの上面に高さ調整できるように設置される。
【００２２】
上記のノズル装置２０はノズル本体２１の上部がマニホールド１０の底面に設けられたノズル本体結合穴１４の内側にノズル中心整列機構４０を介して結合され、ノズル本体２１の下部は固定金型１の設置穴１ａの内側に挿入され設置される。
【００２３】
図２に示す如く、上記のノズル中心整列機構４０は連結部材４１、リテーナー４３と、案内リング部材４６にて構成されてあり、上記の連結部材４１および案内リング部材４６は、ノズル本体２１の外側面に結合される。
【００２４】
上記の連結部材４１は貫通穴の内壁にネジ部４１ａを有してノズル本体２１の上部ネジ部２１ａに結合される。上記のリテーナー４３は上記の連結部材４１を収容する（受け入れる）受け入れ穴４３ｂを持っている。連結部材の受け入れ穴４３ｂは、連結部材４１の外側面の直径より一定の間隔Ｃほど大きい直径を有している。即ち、リテーナー４３は受け入れ穴４３ｂに収容された連結部材４１との間に一定の間隔Ｃが形成されるよう受け入れ穴４３ｂに連結部材４１を収容している。またリテーナー４３は外側面に締結ネジ部４３ａを有しマニホールド１０の底面に設けられたノズル本体結合穴１４にネジ結合式にて組み込まれる。上記のリテーナー４３の締結ネジ部４３ａがノズル本体結合穴１４の内部へ完全にネジ込まれた際、上記の受け入れ穴４３ｂの下段面４３ｃが、受け入れ穴４３ｂの内部に受け入れられた連結部材４１の底面を支えて、連結部材４１とその連結部材４１が組み込まれたノズル本体２１がマニホールド１０のノズル本体結合穴１４より分離しないよう固定する。一方、上記のリテーナー４３は底面から中心軸方向に沿って内側に凹形状にて形成された円錐形の第１中心案内面４３ｄを有する。上記のリテーナー４３の第１中心案内面４３ｄは、対応する案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂに接し、案内リング部材４６の中心をリテーナー４３の中心に一致させることによってノズル本体２１の中心をマニホールドの樹脂流路１２の出口側の中心に整列する。
【００２５】
上記の案内リング部材４６は、中央の貫通穴の内壁にネジ部４６ａを有して上記のノズル本体２１の下部ネジ部２１ｂにネジ結合式で組み込まれる。その案内リング部材４６を時計方向または、反時計方向に回転させるとノズル本体２１の長さ方向に沿ってリテーナー４３側に接する方向、またはリテーナー４３より離れて行く方向に移動する。そして上記の案内部材リング部材４６は下から上に上がるほど外側面が中心軸方向に案内する円錐形の第２中心案内面４６ｂを持つ。この第２中心案内面４６ｂは上記のリテーナー４３の第１中心案内面４３ｄと合致する形状になっている。上記の案内リング部材４６は下段の外側面に中心支持面４６ｄを有しており、その中心支持面４６ｄはノズル本体の設置穴１ａの入口に挿入されノズル本体２０の中心が変化しないように支える。
【００２６】
また、上記の案内リング部材４６は回りに沿って一定の間隔にて配置された複数の中心整列確認用の貫通穴４６ｃを有する。即ち、上記案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂには、その円周方向に沿って、一定の間隔にて複数の中心整列確認用の貫通穴４６ｃが配置されている。上記の案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂがリテーナー４３の第１中心案内面４３ｄに接するように案内リング部材４６をリテーナー４３方向に移動させた状態で、上記の貫通穴４６ｃの下段を通して任意のピン（図示せず）を挿入し、各貫通穴４６ｃごとにピンが挿入される深さで中心整列状態を確認することができる。
【００２７】
上記に示す如く構成された本発明のホットランナー射出金型装置に従いノズル装置の中心が整列する過程を説明する。
【００２８】
まず、ノズル本体２１に中心整列機構４０を仮に組み込む。即ち、ノズル本体２１の外側に案内リング部材４６とリテーナー４３を順次に挟み込み、案内リング部材４６のネジ部４６ａをノズル本体２１の下部ネジ部２１ｂに組み込んだ後、ノズル本体２１の上部ネジ部２１ａに連結部材４１をネジ結合式にて結合し固定する。
【００２９】
このように中心整列機構４０が組み込まれたノズル本体２１をマニホールド１０のノズル本体結合穴１４に取り付ける。即ち、内側の受け入れ穴４３ｂに連結部材４１を受け入れてなるリテーナー４３をマニホールド１０のノズル本体結合穴１４内に挿入して締結ネジ部４３ａにてノズル本体結合穴１４にネジ結合し、固定する。その時、リテーナー４３の受け入れ穴４３ｂの下段面４３ｃに連結部材４１の底面が接触し上記下段面４３ｃ上に連結部材４１が支持される状態となるまでリテーナー４３をねじ込む。このようにリテーナー４３がマニホールド１０に結合された状態では連結部材４１とその連結部材４１に結合されたノズル本体２１はマニホールド１０から分離できないように固定される。上記ノズル本体２１をマニホールド１０のノズル本体結合穴１４に取り付けた状態において、ノズル本体２１の上端面は、マニホールド１０の樹脂供給流路１２の出口側端面に接触し、ノズル本体２１の上端面と上記樹脂供給流路１２の出口側端面との間に隙間は生じない。
【００３０】
その状態で案内リング部材４６を回転させて上方移動させ、案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂをリテーナー４３の第１中心案内面４３ｄに接触させる。この場合、案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂがリテーナー４３の第１中心案内面４３ｄに合致するように（即ち、上記第２中心案内面４６ｂの斜面と上記第１中心案内面４３ｄの斜面との面同士が合致して接触するように）案内リング部材４６をリテーナー４３に組み込む。このようにすることで、案内リング部材４６の中心がリテーナー４３の中心と一致しながら案内リング部材４６が結合されたノズル本体２１の中心をマニホールド１０の樹脂供給流路１２の出口側へ一致させることができる。
【００３１】
このようにノズル本体２１の中心とマニホールド１０の樹脂供給流路１２の出口側の中心が整列した状態で、ノズル装置２０が組み込まれたマニホールド１０を固定金型１の設置空間に設置する。この時、上記のノズル装置２０のノズル本体２１が固定金型１に設けられたノズル本体の設置穴１ａ内に挿入されて組み込まれる。
【００３２】
その後、リテーナー４３に組み込まれた案内リング部材４６を上記の上方移動のときの回転方向とは反対方向へ回転し、案内リング部材４６を下方移動させる。これにより案内リング部材４６はリテーナー４３より分離される方向に移動する。案内リング部材４６がノズル本体の設置穴１ａの入口１ｂの位置にまで下方移動したとき、案内リング部材４６の中心支持面４６ｄを上記設置穴１ａの入口１ｂに嵌合し、案内リング部材４６を上記設置穴１ａの入口１ｂの内壁へ支持固定する。これによりノズル本体２１が中心整列できた状態で固定金型１に設置される。この状態において、図４に示すように、リテーナー４３の受け入れ穴４３ｂの内壁面と連結部材４１の外側面との間に一定の間隔Ｃが形成されている。この一定の間隔が形成されている状態は図１にも示されている。図４において矢印で示される間隔Ｃは０．５ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。また、図４に示すように、リテーナー４３の第１中心案内面４３ｄと案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂとの間に一定の間隙が形成されている。この一定の間隙が形成されている状態は図１にも示されている。第１中心案内面４３ｄと第２中心案内面４６ｂとの相互対向面間の間隙（相互対向面に対し直角方向に横切る線に沿った相互対向面間の距離）は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。
【００３３】
一方、上記に示す如くノズル装置２０とマニホールド１０を固定金型１に設置して射出成形作業をする過程で、電熱線１３による熱と高温の溶融樹脂の熱がマニホールド１０に伝わると、マニホールド１０は横方向（ノズル装置の設置方向に対しての横方向）即ち、図５に示す矢印方向に熱膨張しながら変形するが、その場合、本発明に示す如くノズルの中心整列機構４０が上記のマニホールド１０の横方向の熱膨張を吸収して、固定金型１に設置されたノズル本体２１の中心を維持することとなる。
【００３４】
上記ノズルの中心整列機構４０がマニホールド１０の横方向の熱膨張を吸収しノズル本体の中心を維持していく過程を添付図面から説明すると次のようになる。
【００３５】
図４は、ノズル本体が固定金型に組み込まれ、中心線が整列された初期の状態を図示した要部断面図であり、図５は、図４の状態でマニホールド１０に横方向に熱膨張変形が発生した状態の要部断面図を示す。
【００３６】
図４の状態でマニホールド１０が熱膨張して横方向へ伸びると、マニホールド１０に結合されたリテーナー４３も共に横方向に移動する。ここにおいて、図４に示す如くリテーナー４３の内側に形成されている受け入れ穴４３ｂの内壁面と連結部材４１の外側面の間に一定の間隔Ｃが形成されていると共に、リテーナー４３の第１中心案内面４３ｄと案内リング部材４６の第２中心案内面４６ｂとの間に一定の間隙が形成されているので、リテーナー４３の横方向移動が可能である。このとき図５に示すように、連結部材４１の下面に対してリテーナー４３の下段面４３ｃがスライドして、リテーナー４３の横方向移動が行なわれる。このようにマニホールド１０が熱膨張して横方向へ伸びると、リテーナー４３が横方向へ移動し、このリテーナー４３の横方向移動により、マニホールド１０の熱膨張による変形を吸収することができる。
【００３７】
そのため熱膨張によるマニホールド１０の変形によって連結部材４１が横方向に押圧されることはなく、マニホールド１０の変形が連結部材４１に影響を及ばさないようになっている。その結果、連結部材４１が結合されたノズル本体２１も同様に横方向に押圧されることがなく、マニホールド１０の熱膨張による変形の影響を受けず、中心整列された状態をそのまま維持することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１        固定金型（キャビティ）
１ａ      ノズル本体の設置穴
１ｂ      ノズル本体の設置穴の入口
２        可動金型
３        製品部
Ｃ        間隔
１０      マニホールド
１２      樹脂供給流路
１３      電熱線
１４      ノズル本体結合穴
２０      ノズル装置
２１      ノズル本体
２２      樹脂流路
２３      ノズルピン
３０      ピストン機構
４０      ノズルの中心整列機構
４１      連結部材
４１ａ    ネジ部
４３      リテーナー
４３ａ    締結ネジ部
４３ｂ    連結部材の受け入れ穴
４３ｃ    下段面
４３ｄ    第１中心案内面
４６      案内リング部材
４６ａ    ネジ部
４６ｂ    第２中心案内面
４６ｃ    中心整列確認用の貫通穴
４６ｄ    中心支持面
【要約】      （修正有）【課題】ホットランナー射出金型装置に関するものであり、特にマニホールドの樹脂供給流路を通過する溶融樹脂を、固定金型と可動金型との間に形成される製品部にピストン作動式バルブ作動機によって選択的に供給するホットランナー射出金型装置を提供する。【解決手段】このホットランナー射出金型装置はノズル本体２１に結合された案内リング部材４６をマニホールド１０に組み込まれたリテーナー４３に組み込み、マニホールド１０の樹脂供給流路１２の出口側の中心と案内リング部材４６に固定されたノズル本体２１の中心線を相互一致させ、上記の案内リング部材４６の外回りを固定金型１のノズル本体の設置穴１ａの内壁が支えることで中心整列された状態を維持する。一方、リテーナー４３と連結部材４１との間隔Ｃがマニホールド１０の熱膨張による横方向の変形を吸収しノズル本体２１の変形を防止する。【選択図】図１【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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