(57)【要約】【課題】特に部品点数を少なくして、かつ、容易に液状材料の良好な混合が可能な射出成形機用の射出成形用ノズルを提供すること。【解決手段】液状材料を流通させるための湯道２０を内部に備えたノズル本体部１４と、該ノズル本体部１４に設けられつつ前記湯道２０の延長部に形成され、かつ、液状材料用の出口開口部を形成する口金部２４とを備えて成る、射出成形機の射出成形用ノズル１０において、前記湯道２０を通って延びつつ液状材料を混合するための複数の内蔵構造物６０を、前記口金部２４に設けた。
2010519073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状材料を流通させるための湯道（２０）を内部に備えたノズル本体部（１４）と、
該ノズル本体部（１４）に設けられつつ前記湯道の延長部に形成され、かつ、液状材料用の出口開口部を形成する口金部（２４；８４）と
を備えて成る、射出成形機の射出成形用ノズル（１０；８０）において、
前記湯道を通って延びつつ液状材料を混合するための複数の内蔵構造物（６０；８８）を、前記口金部（２４；８４）に設けたことを特徴とする射出成形用ノズル。
【請求項２】
前記内蔵構造物（６０；８８）を部分的に棒状に形成したことを特徴とする請求項１記載の射出成形用ノズル。
【請求項３】
前記内蔵構造物（６０；８８）によって互いに交差する貫流路（６９；８９）を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形用ノズル。
【請求項４】
棒状の前記内蔵構造物（６０）を、少なくとも部分的に互いに所定の角度をなすよう設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の射出成形用ノズル。
【請求項５】
前記所定の角度によって形成された前記内蔵構造物（６０）の頂点部を、液状材料の流通方向及び／又は前記湯道（２０）を流通する液状材料の流通方向に対して逆方向に向けたことを特徴とする請求項４記載の射出成形用ノズル。
【請求項６】
前記口金部（８４）に、閉鎖用ロッド（８２）をガイドするためのガイド孔（８６）を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形用ノズル。
【請求項７】
前記閉鎖用ロッド（８２）の心合せのために、前記口金部（８４）に少なくとも１つの流入傾斜部（９０）を設けたことを特徴とする請求項６記載の射出成形用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の射出成形用ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形用ノズルは、所定の温度かつ高圧で液状材料を分離可能な設備ブロックあるいは金型インサートへ供給するために、射出成形設備内に設けられる。多くの射出成形用ノズルはチューブ形状をしたノズル本体部を備えており、該ノズル本体部内には液状材料用の湯道が形成されているとともに、このノズル本体部の端部には湯道の出口開口部を形成する口金部が形成されている。
【０００３】
また、例えば液状材料の射出前の混合不足に起因すると思われる成形品へのシュリーレン画像の発生を防ぐため、従来においても様々な手法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、湯道によって混合装置が形成された射出成形機が開示されている。この混合装置は、液状材料を混合するとともにらせん状の流れからリング状の流れに移行させることで液状材料の均質性を高めるものである。これは、湯道中に設けられた複数の部材、すなわち、らせん状の溝を有する第１及び第２のスリーブと、これらスリーブに対して同軸に設けられたいわゆるトーピードと、両スリーブ間に設けられたリングと、該リングに連結されつつトーピードの長手軸に対して所定の角度をなす当該トーピードの長手方向平面の径方向に突出した少なくとも１つのスポークホイールとによって達成される。
【０００５】
しかしながら、このような混合装置は、多くの部材のために、その加工、組付及びコストに関して欠点がある。
【０００６】
特許文献２には、下方へ開口する液状材料用湯道と、該湯道内に嵌設されつつ尖端部が予燃焼室内に突出した縦長部材と、開口部が縦長部材のないほうへ向けられた湯道のジャケットにおけるらせん状の溝とを備えた射出成形用ノズルのための混合装置が開示されている。ここでの溝は２つのウェブの間に形成されており、該溝の内径は、らせん状の溝がらせん状の液状材料の流れを形成できる一方、ウェブによって軸方向の液状材料の流れを形成できるよう予燃焼室方向へ向けて大きくなっている。このようにして、液状材料の混合がなされる。
【０００７】
上記に代えて、らせん状の溝を、湯道へ下方から嵌設された別のスリーブに形成することもできる。この場合にも、混合装置は多数の構成部材、すなわち、縦長部材及び湯道のジャケットに形成されたらせん状の溝又は縦長部材及びらせん状の溝を備えたスリーブで形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００３／０３５３５８号
【特許文献２】国際公開第２００１／０３４３６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、特に部品点数を少なくして、かつ、容易に液状材料の良好な混合が可能な射出成形機用の射出成形用ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、請求項１記載の発明によって達成される。また、各従属請求項は、本発明の各実施形態に関するものである。
【００１１】
本発明は、状材料を流通させるための湯道を内部に備えたノズル本体部と、該ノズル本体部に設けられつつ前記湯道の延長部に形成され、かつ、液状材料用の出口開口部を形成する口金部とを備えて成る、射出成形機の射出成形用ノズルを前提としている。そして、本発明は、前記湯道を通って延びつつ液状材料を混合するための複数の内蔵構造物を、前記口金部に設けたことを特徴としている。
【００１２】
本発明による射出成形用ノズルによる混合の基本原理は、湯道を流通する液状材料を上述の従来技術のように少なくとも部分的にらせん状に案内するものではなく、内蔵構造物にぶつかる流れを旋回させ、液状材料の均質性についての所望の効果を得るものである。
【００１３】
本発明による射出成形用ノズルの利点は、口金部を混合装置の機能を担うことにある。これにより、混合装置に必要な付加的な部材を設ける必要がなく、加工及び組付に関して大きな利点が得られる。
【００１４】
また、本発明の一実施形態は、前記内蔵構造物を部分的に棒状に形成したことを特徴としている。そのため、湯道を流通する液状材料が棒によって連続的に分岐され、混合され、及び／又は方向転換される。
【００１５】
また、本発明の一実施形態は、前記内蔵構造物によって互いに交差する貫流路を形成したことを特徴としている。これにより、特に効果的な混合をすることができ、成形品におけるシュリーレン画像の形成を効果的に防止することができる。
【００１６】
また、本発明の一実施形態は、棒状の前記内蔵構造物を、少なくとも部分的に互いに所定の角度をなすよう設けるとともに、該所定の角度によって形成された前記内蔵構造物の頂点部を、液状材料の流通方向及び／又は前記湯道を流通する液状材料の流通方向に対して逆方向に向けたことを特徴としている。こうすることで、液状材料が良好に分岐され、旋回される。
【００１７】
また、閉鎖用ロッドを用いる場合の本発明の一実施形態は、前記口金部に、閉鎖用ロッドをガイドするためのガイド孔を設けたことを特徴としている。このとき、前記閉鎖用ロッドのエッジ部がシール部に接触する前に、前記閉鎖用ロッドの心合せのために、前記口金部に少なくとも１つの流入傾斜部を設けている。こうすることで、エッジ部がその接触位置に心合せされて案内され、閉鎖用ロッドがエッジ部の挿入によって初めてエッジ部が心合せされる際に生じる、エッジ部とこの接触部の損傷が防止される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、部品点数を少なくして、かつ、容易に液状材料の良好な混合が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る射出成形用ノズルの断面図である。
【図２】図１において円で囲んだ範囲を拡大して示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る射出成形用ノズルの断面図である。
【図４】図３において円で囲んだ範囲を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１には、符号１０で示す射出成形用ノズルの第１の実施形態が示されている。この射出成形用ノズル１０は、その使用のために射出成形機内に設けられており、該射出成形機（不図示）は、液状材料（例えば溶融合成樹脂）から成形体を成形するものである。
【００２２】
また、通常、この射出成形機はプラテン及び該プラテンに平行な分配プレートを備えており、この分配プレート内には複数の湯道のシステムが形成されている。さらに、これら湯道は、例えばホットランナノズルとして形成された複数の射出成形用ノズル１０に開口しており、それぞれハウジング１２と共に分配プレートの下側に設置されている。
【００２３】
各射出成形用ノズル１０はノズル本体部１４を備えており、該ノズル本体部１４の上部には、ハウジング１２に対して着脱自在に締結される締結部１６が設けられている。また、径方向に段部１８が設けられており、これによりハウジング１２の心合せ及びこれに伴う射出成形用ノズル１０の心合せがなされるようになっている。
【００２４】
しかして、軸方向Ａへ延在するノズル本体部１４の内部の中心には溶融材料を案内するための湯道２０が延設されており、この穴として形成された湯道２０は、締結部１６において材料供給開口部２２を有しているとともに、ノズル先端部４２を形成する口金部２４の下端部に開口している。ここで、このノズル先端部４２は少なくとも１つの出口開口部４３を備えており、これにより、液状の溶融材料が射出成形機のモールドキャビティ（不図示）へ供給される。
【００２５】
例えば熱伝導率の高い材料で形成された口金部２４（図２に詳細に示されている。）は、その端部において、シールリング２５を介してノズル本体部１４にはめ込まれているとともに、射出成形用ノズル１０が動作温度となっている際にノズル本体部１４及び当該口金部２４が軸方向に膨張又は変位することができるよう軸方向Ａに沿って摺動可能に支持されている。なお、射出成形用ノズル１０が動作温度となると、心合せ部材２６とシールリング２５の間で口金部２４が密にシールされるようになっている。
【００２６】
ここで、心合せ部材２６は、例えばスリーブ状に形成されているとともに、口金部２４をはめ込むように包囲している。この口金部２４は、径方向へ拡がったフランジ部２７をその端部に備えているとともに、心合せされて、かつ、密に、モールドキャビティにおける適当なシート部材に係合する。
【００２７】
図２に示すように、フランジ部２７を備えた口金部２４は、シールリング２５を介してノズル本体部１４の下端部で支持されている。また、口金部２４をフランジ部２７を設けることなく形成してもよく、この場合には、ノズル本体部１４内部に例えば段部を設け、該段部において口金部２４を支持する。さらに、使用形態に応じて、口金部２４をノズル本体部１４に螺着させてもよい。
【００２８】
また、射出成形用ノズル１０を分配プレートに対してシールするために、シールリング２８がノズル本体部１４の締結部１６において材料供給開口部２２に対して同心状に設けられている。なお、射出成形用ノズル１０の射出成形機への取付を容易にすることが可能なリング状の心合せショルダ部を更に形成することも考えられる。
【００２９】
ところで、ノズル本体部１４の外面部３０にはヒータ３２が設けられており、該ヒータ３２は、ノズル本体部１４のほぼ軸方向全長にわたって延在しつつ例えば銅又は真鍮から成るスリーブ３４によって形成されている。ここで、スリーブ３４の壁面部（不図示）には、湯道２０に対して同軸にらせん状ヒータ（不図示）が形成されている。このらせん状ヒータの接続部（不図示）は、ハウジング１２の側方から外部へ案内されている。また、ヒータ３２全体は、保護チューブ３６によって被覆されている。さらに、ヒータ３２によって発生する温度を検出するために、温度センサ（不図示）を設けてもよい。
【００３０】
そして、ノズル本体部１４及びヒータ３２を工具プレートに対して断熱するために、ハウジング１２は、シャフト部材４４によってノズル先端部４２方向へ延出されている。このシャフト部材４４は、硬化された工具鋼から成るシャフト部材主要部４６と、熱伝導率の小さな材料から成るカップ状のシャフト部材端部４８とを備えている。該シャフト部材端部４８は基本的に円筒状の内部断面形状を有する収容部５２を形成しており、該収容部５２は、ノズル本体部１４の自由端を摺動部において密に包囲するものである。
【００３１】
一方、シャフト部材主要部４６は径方向の間隔をもってノズル本体部１４を包囲するものであるため、ヒータ３２とシャフト部材４４の間の断熱された間隙５６がシャフト部材端部４８におけるヒータ３２の接触部５４まで延在している。
【００３２】
また、全体的に円筒状に形成されたシャフト部材主要部４６はその上端部におねじ５８を備えており、このシャフト部材主要部４６は、おねじ５８によって下方からハウジング１２に螺着されている。さらに、シャフト部材主要部４６の下端部は、階段状に形成されているとともに、シャフト部材端部４８の上端部に溶接されている。
【００３３】
しかして、口金部２４は棒状に形成された複数の内蔵構造物６０を含んで構成されており、この内蔵構造物６０は、湯道２０内を軸方向及び径方向に延びている。ここで、この内蔵構造物６０は、湯の均質性を向上させるために、湯道２０を流通する湯を旋回させる（渦を生成する）ものである。さらに、内蔵構造物６０は互いに交差する複数の湯道又は貫流路６９を形成し、この貫流路６９は、溶融材料の流通方向を繰り返し変更し、溶融材料を混合し、最終的にはモールドキャビティ（不図示）に接続された出口開口部４３へ案内するものである。
【００３４】
このようにすることで、成形品にシュリーレン画像などが発生するのを信頼性をもって防ぐことができる。また、内蔵構造物６０の形状について、本実施の形態においては、各２つの棒状の内蔵構造物６０が所定の角度をなすように互いに接続されている。このとき、所定の角度によって形成された頂点部は、溶融材料の流通方向と、湯道２０を通って流れる溶融材料の流通方向とは逆方向とに交互に向くようになっている。これにより、溶融材料の効率の良い混合を達成することができる。
【００３５】
なお、口金部２４は、放電加工法、ラピッドプロトタイピング法、レーザ焼結法などによって形成することができる。
【００３６】
ところで、射出成形用ノズル１０の動作中には、ヒータ３２によって発生する熱エネルギーがノズル本体部１４に伝達され、更には該ノズル本体部１４内を流通する溶融材料にも熱エネルギーが伝達される。また、スリーブ３４内で軸方向Ａへ向けて設けられたらせん状ヒータ断面の傾斜（角度）については、ノズル本体部１４の軸方向断面に対して適当に放熱されるよう様々に選択することができる。すなわち、ノズル本体部１４の各軸方向断面間の関係を変更することが可能である。また、溶融材料が口金部２４に到達すると、この溶融材料は、内蔵構造物６０にぶつかり、出口開口部から流出して型に到達する前に旋回されて均質化される。
【００３７】
＜実施の形態２＞
図３及び図４には本発明による射出成形用ノズル８０の他の実施形態が示されており、図３は射出成形用ノズル８０の断面を示すものであり、図４は図３における円で囲んだ領域を拡大して示すものである。
【００３８】
射出成形用ノズル８０は閉鎖用ロッド８２を用いた実施形態に係るものであり、そのため、本実施の形態における口金部８４は、図１及び図２における口金部２４と相違している。ただし、射出成形用ノズル８０と射出成形用ノズル１０はその他の点では一致するため、これについての再度の説明は省略する。
【００３９】
しかして、口金部８４は、閉鎖用ロッド８２をガイドするために、軸方向Ａへ延設されたガイド孔８６を含んで構成されている。また、射出成形用ノズル１０の口金部２４と同じように、射出成形用ノズル８０の口金部８４も内蔵構造物８８を備えており、該内蔵構造物８８は、口金部８４と一体に形成されているとともに、流通する溶融材料を混合及び均質化するために軸方向Ａに対して横方向に約４５°傾斜して上流及び下流側に延びている。そして、これにより、各内部構造物８８間に交差する湯道又は貫流路８９が形成され、該貫流路８９は、溶融材料を常に混合するためのものであるとともに、該溶融材料を出口開口部４３へ供給するものである。
【００４０】
特に図４に示されているように、口金部８４の上流側端部はガイド孔８６において円すい状の径方向拡張部を有しており、これにより、閉鎖用ロッド８２の往復動中に該閉鎖用ロッド８２が口金部８４に係入するとき、閉鎖用ロッド８２の心合せのための流入傾斜部９０が形成される。また、閉鎖用ロッド８２の口金部８４への係入時には、該閉鎖用ロッド８２は、エッジ部９２が流入傾斜部９０と相互に作用することで心合せされ、これにより、閉鎖用ノズル８２がシール部に係入される際の閉鎖用ノズル８２におけるシール用エッジ部の当接及びこれに伴うシール用エッジ部の摩耗を防止することができる。ただし、これについては図面に詳しく記載していない。
【００４１】
また、上記のような構成に代えて、閉鎖用ロッド８２と口金部８４が常に係合するように当該閉鎖用ロッド８２の移動行程を選択することも可能である。この場合、図４に示すように、流入傾斜部９０は非常に小さく形成されるか、又は省略される。
【００４２】
なお、口金部８４は、実施の形態１と同様、放電加工法、ラピッドプロトタイピング法、レーザ焼結法などによって形成することができる。さらに、射出成形用ノズル８０におけるノズル本体部１４への口金部８４の固定についても、実施の形態１と同様に行うことができる。
【００４３】
本発明は、上記例示した実施の形態に限定されるものではなく、様々なバリエーションが考えられる。例えば、ヒータを厚膜ヒータとしてノズル本体部に直接取り付けてもよい。さらに、ヒータに代えて冷却装置を設けることも考えられる。この場合には、射出成形用ノズル１０はコールドランナノズルとして形成される。また、口金部２４を研磨式及び／又は侵食的な手段で加工するために、該口金部２４を硬質の材料で形成することも考えられる。
【００４４】
特許請求の範囲、明細書及び図面の記載に基づく、各部の構造、空間的な配置及び方法ステップを含めた特徴及び利点は、それ自体又はその様々な組合せに対しても本発明の基本的な事項である。
【符号の説明】
【００４５】
１０        射出成形用ノズル
１２        ハウジング
１４        ノズル本体部
１６        締結部
１８        段部
２０        湯道
２２        材料供給開口部
２４        口金部
２５        シールリング
２６        心合せ部材
２７        フランジ部
２８        シールリング
３０        ノズル本体部の外面部
３２        ヒータ
３４        スリーブ
３６        保護チューブ
４２        ノズル先端部
４３        出口開口部
４４        シャフト部材
４６        シャフト部材主要部
４８        シャフト部材端部
５２        収容部
５４        接触部
５６        間隙
５８        おねじ
６０        内蔵構造物
６９        貫流路
８０        射出成形用ノズル
８２        閉鎖用ロッド
８４        口金部
８６        ガイド孔
８８        内蔵構造物
８９        貫流路
９０        流入傾斜部
９２        エッジ部
【図１】
2010519073.tif 000003
【図２】
2010519073.tif 000004
【図３】
2010519073.tif 000005
【図４】
2010519073.tif 000006
【国際調査報告】
2010519073.tif 000007
2010519073.tif 000008
2010519073.tif 000009
2010519073.tif 000010
2010519073.tif 000011
2010519073.tif 000012