(57)【要約】【課題】  溶融樹脂の弾性体としての作用により、溶融樹脂の流れに乱れが生じ、金型キャビティ内への溶融樹脂の供給速度が一定とならない現象が生じていた。このため、金型キャビティ内の成形品にシルバーストリークやサザナミ等の不良現象が生じるという問題があった。【解決手段】溶融樹脂の注入口から溶融樹脂を金型内に導くスプールブッシュと、スプールブッシュに導かれた前記溶融樹脂を所望の位置に導くマニホールドと、マニホールドに導かれた前記溶融樹脂を金型キャビティ内に注入するノズルとを有するホットランナーにおいて、注入口からノズルの先端部に至る樹脂流路に、樹脂たまりのスペースを設けた。【選択図】  図１
2005081637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂の注入口を有し、該注入口から溶融樹脂を金型内に導くスプールブッシュと、
該スプールブッシュに導かれた前記溶融樹脂を、所望の位置に導くマニホールドと、
該マニホールドに導かれた前記溶融樹脂を、金型キャビティ内に注入するノズルとを有するホットランナーにおいて、
前記注入口から前記ノズルの先端部に至る樹脂流路に、樹脂たまりのスペースを設けたことを特徴とするホットランナー
【請求項２】
前記樹脂たまりのスペースを、前記ノズルの先端部の近傍に設けたことを特徴とする請求項１に記載のホットランナー
【請求項３】
前記ノズルは、第１のノズル部材と、第２のノズル部材により構成され、
前記第１のノズル部材と、前記第２のノズル部材がろう付けにより互いに接合されていることを特徴とする請求項２に記載のホットランナー
【請求項４】
前記樹脂たまりのスペースを、前記マニホールドに設けたことを特徴とする請求項１に記載のホットランナー
【請求項５】
前記マニホールドは、第１のマニホールド部材と、第２のマニホールド部材により構成され、
前記第１のマニホールド部材と、前記第２のマニホールド部材がろう付けにより互いに接合されていることを特徴とする請求項４に記載のホットランナー
【請求項６】
前記樹脂たまりのスペースを、前記スプールブッシュに設けたことを特徴とする請求項１に記載のホットランナー
【請求項７】
前記スプールブッシュは、第１のスプールブッシュ部材と、第２のスプールブッシュ部材により構成され、
前記第１のスプールブッシュ部材と、前記第２のスプールブッシュ部材がろう付けにより互いに接合されていることを特徴とする請求項６に記載のホットランナー
【請求項８】
前記樹脂たまりのスペースの断面積が、前記樹脂流路の断面積の２倍以上であることを特徴とする請求項１から請求項７に記載のホットランナー
【請求項９】
前記樹脂流路に沿って温度調節装置が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８に記載のホットランナー
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形に用いられるホットランナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂の射出成形に用いられるホットランナーは、金型に射出する熱可塑性樹脂を常に溶融状態に保つものである。そして、従来のホットランナーは、ヒーター等の加熱装置を内蔵したマニホールド内にランナーを形成し、該ランナーの断面積は略一定に形成されていた。
【特許文献１】特開平０６−１９０８７２号公報
【特許文献２】特開平０８−２０７０８７号公報
【特許文献３】特開平０９−３００４０７号公報
【特許文献４】特開平０８−２４１７８６号公報
【特許文献５】特開平０９−２１６２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
熱可塑性樹脂は、射出成形機の加熱筒内で溶融状態となり、この溶融樹脂は、スクリューが前進する力によって圧縮され、ホットランナーを介して金型キャビティ内に射出される。つまり、広い加熱筒内からスクリューによって押し出された溶融樹脂は、狭いホットランナーを通過して金型キャビティ内に射出される。
【０００４】
このときに、溶融樹脂の弾性体としての作用により、溶融樹脂の流れに乱れが生じ、金型キャビティ内への溶融樹脂の供給速度が一定とならない現象が生じていた。つまり、ホットランナー内の溶融樹脂の圧力が高い時は高速で射出し、溶融樹脂の圧力が低い時は低速で射出するという現象を交互に繰り返していた。このため、金型キャビティ内の成形品にシルバーストリークやサザナミ（波）等の不良現象が生じるという問題があった。
【０００５】
この問題を解決する手段として、溶融樹脂の温度を高くする、射出速度を遅くする等があげられる。しかし、溶融樹脂の温度を高くすると、金型内での冷却固化に時間がかかり生産性が低くなる。また、射出速度を遅くすると、ショートモールドといった新たな不良の発生につながる。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、金型キャビティへの溶融樹脂の供給速度を一定にし、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすホットランナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項1に記載のホットランナーは、溶融樹脂の注入口を有し、注入口から溶融樹脂を金型内に導くスプールブッシュと、スプールブッシュに導かれた前記溶融樹脂を、所望の位置に導くマニホールドと、マニホールドに導かれた溶融樹脂を、金型キャビティ内に注入するノズルとを有するホットランナーにおいて、注入口からノズルの先端部に至る樹脂流路に、樹脂たまりのスペースを設けたことにより、溶融樹脂の弾性体としての作用を吸収して溶融樹脂の射出速度を一定にし、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすものである。
【０００８】
請求項２に記載のホットランナーは、請求項１に記載のホットランナーにおいて、樹脂たまりのスペースを、ノズルの先端部の近傍に設けたことにより、溶融樹脂の弾性体としての作用を金型キャビティの近傍で吸収して溶融樹脂の射出速度を一定にし、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすものである。
【０００９】
請求項３に記載のホットランナーは、請求項２に記載のホットランナーにおいて、ノズルは、第１のノズル部材と、第２のノズル部材により構成され、第１のノズル部材と、第２のノズル部材がろう付けにより互いに接合することにより、ノズルの樹脂流路に樹脂たまりのスペース容易に設けることができ、かつ、樹脂流路からの樹脂漏れを確実に防ぐことができるというものである。
【００１０】
請求項４に記載のホットランナーは、請求項１に記載のホットランナーにおいて、樹脂たまりのスペースを、マニホールドに設けたことにより、溶融樹脂の弾性体としての作用を吸収して溶融樹脂の射出速度を一定にし、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすものである。
【００１１】
請求項５に記載のホットランナーは、請求項４に記載のホットランナーにおいて、マニホールドは、第１のマニホールド部材と、第２のマニホールド部材により構成され、第１のマニホールド部材と、第２のマニホールド部材がろう付けにより互いに接合することにより、マニホールドの樹脂流路に樹脂たまりのスペースを容易に設けることができ、かつ、樹脂流路からの樹脂漏れを確実に防ぐことができるというものである。
【００１２】
請求項６に記載のホットランナーは、請求項１に記載のホットランナーにおいて、樹脂たまりのスペースを、スプールブッシュに設けたことにより、溶融樹脂の弾性体としての作用を吸収して溶融樹脂の射出速度を一定にし、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすものである。
【００１３】
請求項７に記載のホットランナーは、請求項６に記載のホットランナーにおいて、スプールブッシュは、第１のスプールブッシュ部材と、第２のスプールブッシュ部材により構成され、第１のスプールブッシュ部材と、第２のスプールブッシュ部材がろう付けにより互いに接合することにより、マニホールドの樹脂流路に樹脂たまりのスペースを容易に設けることができ、かつ、樹脂流路からの樹脂漏れを確実に防ぐことができるというものである。
【００１４】
請求項８に記載のホットランナーは、請求項１から請求項７に記載のホットランナーにおいて、樹脂たまりのスペースの断面積を、樹脂流路の断面積の２倍以上とすることにより、溶融樹脂の弾性体としての作用を吸収して溶融樹脂の射出速度を一定にし、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすものである。
【００１５】
請求項９に記載のホットランナーは、請求項１から請求項８に記載のホットランナーにおいて、樹脂流路に沿って温度調節装置を設けることにより、溶融樹脂の粘度を均一にし、溶融樹脂の弾性作用を低減させることができるものである。
【発明の効果】
【００１６】
ホットランナーの溶融樹脂の流路に樹脂たまりのスペースを設けることにより、溶融樹脂の弾性作用を吸収し、シルバーストリーク、サザナミ等の成形不良を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を以下に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１において、可動側取付板１の上に、スペーサブロック２を介して取り付けられた可動型板３と、固定側取付板４の下にホットランナープレート５を介して取り付けられた固定型板６との間に金型キャビティ７が形成されている。
【００１９】
この金型キャビティ７は、射出成形機ノズル８のスクリュー９が前進することにより射出された溶融樹脂が、スプールブッシュ１０、マニホールド１１およびノズル１２に連通して形成された樹脂流路を通って注入され、該注入された溶融樹脂が冷却されることにより成形品を製造することができる。
【００２０】
この成形品は、可動側取付板１を下降させ、エジェクタプレート１３を上昇させ、エジェクタピン１４を金型キャビティ７内に突出させることにより金型から取り出される。
【００２１】
図１において、マニホールドロケータ１５は、マニホールド１１の位置決めを行い、かつ、射出成形機ノズル８の圧力を受けるものである。また、バルブピン１６は、シリンダ１７の動作により上下方向に移動させることができ、ノズル１２の先端を開閉させるものである。
【００２２】
図１に示す金型装置１８におけるスプールブッシュ１０およびノズル１２には、温度調節装置としてのリングヒータ２０、２１が樹脂流路に沿って設けられている。また、マニホールド１１にも図示しない温度調節装置としてのシースヒータが樹脂流路に沿って設けられており、これらスプールブッシュ１０、マニホールド１１およびノズル１２によりホットランナーを形成している。
【００２３】
このホットランナーにおいて、ノズル１２の樹脂流路に樹脂たまりのスペース１９を設けることにより、射出成形機ノズル８から射出された溶融樹脂がたまるため、溶融樹脂の弾性体としての作用を吸収することができる。
【００２４】
つまり、スペース１９が無い場合、溶融樹脂の流れは、溶融樹脂の弾性体としての作用により、圧力が高いと早く流れ、圧力が低いと遅く流れるという現象を交互に繰り返すが、スペース１９を設けることにより樹脂流路中の溶融樹脂に加わる圧力の変化を吸収し、ノズル先端からの溶融樹脂の流れを一定にすることができる。言い換えると金型キャビティ内への溶融樹脂の注入速度を一定にすることができる。
【００２５】
その結果、シルバーストリーク、サザナミ等の成形品に生じる不良を無くすことができるという効果を奏する。
【００２６】
ここで、スペース１９は、ノズル１２の樹脂流路であればどこに設けても良いが、図１および図２に示すように、ノズル１２の先端部１２４の近くに設けることが望ましい。
【００２７】
また、ノズル１２は、図２に示すように、第１のノズル部材１２１と第２のノズル部材１２２により構成され、その接合面１２３がろう付けにより接合されている。ろう付けは、銅、ニッケル等の金属ろう材を第１のノズル部材１２１と第２のノズル部材１２２で挟み込み、真空炉内で昇温させることにより、金属ろう材のみを溶融拡散させることにより行うことができる。尚、金属ろう材は、第１のノズル部材と第２のノズル部材の接合面全体に付着させることが望ましい。
【００２８】
このような構成をとることにより、ノズル内部に樹脂たまりのスペース１９を容易に加工することができ、かつ、樹脂が流れる面に研削等の加工を施すことができるため溶融樹脂の流れに対する抵抗を小さくすることができる。また、第１のノズル部材と第２のノズル部材の接合面からの溶融樹脂の漏れを完全に防ぐことができる。
【００２９】
さらに、図１に示すように、ノズル１２に形成したスペース１９を取り囲むようにリングヒータを設けることにより、スペース１９にたまった溶融樹脂の溶融状態を常に保つことができ、溶融樹脂の弾性作用を吸収する働きを継続させることができる。
【００３０】
また、図２に示すように、樹脂流路の直径をＡとした場合（断面積はπＡ２／４）、スペース１９の断面積は、πＡ２／２以上であることが望ましい。つまり、スペース１９の直径Ｂは、Ｂ≧Ａ√２であることが望ましい。
【実施例２】
【００３１】
以下、本発明の第２実施例について、図３および図４に基づいて説明する。
図３は、本発明に係るホットランナーを有する金型装置の断面図であり、図４は図３に示したマニホールド１１の第１のマニホールド部材１１１の平面図である。
説明を簡単にするため、第１実施例と同一の箇所については、同一の符号を付して説明を省略し、第１実施例との相違点についてのみ説明する。
【００３２】
第１実施例との相違点は、樹脂たまりのスペース１９をマニホールド１１内に設けた点のみである。
マニホールド１１の樹脂流路には、樹脂流路の断面積の２倍以上の断面積を有するスペース１９が設けられており、このスペース１９に溶融樹脂がたまることにより、第１実施形態と同様に溶融樹脂の弾性作用を吸収して、金型キャビティ７内への溶融樹脂の注入速度を一定にすることができる。
【００３３】
このマニホールド１１は、第１のマニホールド部材１１１と、第２のマニホールド部材１１２から構成され、その接合面は、実施例１と同様に、ろう付けされている。
【００３４】
また、図４に示すように、第１のマニホールド部材１１１には、樹脂流路１１３に沿って、溝１１４が形成されており、この溝に温度調節装置としてのシースヒータが設けられている。第２のマニホールド部材にも同様にシースヒータを設けるための溝を形成することが望ましい。
【００３５】
このような構成をとることにより、マニホールド内部に樹脂たまりのスペース１９を容易に加工することができ、かつ、樹脂が流れる面に研削等の加工を施すことができるため溶融樹脂の流れに対する抵抗を小さくすることができる。また、第１のマニホールド部材と第２のマニホールド部材の接合面からの溶融樹脂の漏れを完全に防ぐことができる。
【実施例３】
【００３６】
以下、本発明の第３実施例について、図５および図６に基づいて説明する。
図５は、本発明に係るホットランナーを有する金型装置１８の断面図であり、図６は、図５のスプールブッシュ１０の拡大図である。
説明を簡単にするため、第１実施例と同一の箇所については、同一の符号を付して説明を省略し、第１実施例との相違点についてのみ説明する。
【００３７】
第１実施例との相違点は、樹脂たまりのスペース１９をスプールブッシュ１０内に設けた点のみである。
スプールブッシュ１０には、溶融樹脂の注入口１０５が設けられており、溶融樹脂の樹脂流路１０３には、樹脂流路１０３の断面積の２倍以上の断面積を有するスペース１９が設けられている。このスペース１９に溶融樹脂がたまることにより、第１実施形態と同様に溶融樹脂の弾性作用を吸収して、金型キャビティ７内への溶融樹脂の注入速度を一定にすることができる。
【００３８】
このスプールブッシュ１０は、第１のスプールブッシュ部材１０１と、第２のスプールブッシュ部材１０２から構成され、その接合面１０４は、実施例１と同様に、ろう付けされている。
【００３９】
このような構成をとることにより、スプールブッシュ内部に樹脂たまりのスペース１９を容易に加工することができ、かつ、樹脂が流れる面に研削等の加工を施すことができるため、溶融樹脂の流れに対する抵抗を小さくすることができる。
さらに、第１のスプールブッシュ部材と第２のスプールブッシュ部材の接合面からの溶融樹脂の漏れを完全に防ぐことができる。
【００４０】
また、図５に示すように、スプールブッシュ１０に形成されたスペース１９の周囲を取り囲むように、温度調節装置としてのリングヒータ２０が設置されている。この構成により、スペース１９内にたまった溶融樹脂を常に溶融状態に保つことができ、溶融樹脂の弾性作用の吸収を継続して行なうようにすることができる。
【００４１】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４２】
例えば、溶融樹脂が流れる樹脂流路の面に対して、テフロン（登録商標）コーティング、ダイヤモンドライクコーティング等の低摩擦コーティングを施しても良い。
【００４３】
また、本発明に係るホットランナーを構成するノズル、マニホールド及びスプールブッシュの材質としては、構造用炭素鋼、ダイス鋼、高速度鋼、ステンレス鋼、銅合金、合金工具鋼、亜鉛合金、アルミ合金、ニッケル合金、超硬合金等を使用する樹脂に合わせて用いることができ、それらの加工法としては、旋削、切削、放電（ＷＥＤＭを含む）、電鋳、鍛造等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係るホットランナーを用いた金型装置は、ソリッド成形、ガスアシスト成形、発泡成形等の樹脂成形品の製造方法で用いることができ、シルバーストリーク、サザナミ等の成形不良の無い樹脂成形品の製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るホットランナーを用いた金型装置の断面図である。（実施例１）
【図２】ノズルを示した側面図である。（実施例１）
【図３】本発明に係るホットランナーを用いた金型装置の断面図である。（実施例２）
【図４】第１のマニホールド部材を示した平面図である。（実施例２）
【図５】本発明に係るホットランナーを用いた金型装置の断面図である。（実施例３）
【図６】スプールブッシュを示した側面図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００４６】
７  金型キャビティ
１０  スプールブッシュ
１１  マニホールド
１２  ノズル
１９  スペース
２０  温度調節装置
２１  温度調節装置
１０５  注入口
【図１】
2005081637.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005081637.tif 000007
【図６】
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