(57)【要約】【課題】  溶融材料をマニホールドのランナにより、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、該ノズルを介して成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出する射出成形装置において、マニホールドの熱膨張の影響を低減することを課題とする。【解決手段】  マニホールドが、溶融材料供給経路上流側の第一マニホールド５および該第一マニホールド５の下流側であってノズル４に接続する第二マニホールド６を有し、該第一マニホールド５と該第二マニホールド６との接続面が第一マニホールド５の熱膨張方向と平行であり、第一マニホールド５の熱膨張率が第２マニホールド６の熱膨張率より大きい構成し、第二マニホールド６を成形型２に固定し、第二マニホールド６の表面をセラミックコーティングする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融材料をマニホールドのランナにより、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、該ノズルを介して成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出する射出成形装置において、
マニホールドが、溶融材料供給経路上流側の第一マニホールドおよび該第一マニホールドの下流側であってノズルに接続する第二マニホールドを有し、
該第一マニホールドのマニホールドと該第二マニホールドの接続面が第一マニホールドの熱膨張方向と平行であることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形装置であって、
第一マニホールドの膨張率が第二マニホールドの膨張率より大きいことを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１もしくは２に記載の射出成形装置であって、
前記第二マニホールドを前記成形金型に固定することを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
請求項１、２もしくは３に記載の射出成形装置であって、前記第二マニホールドの表面がセラミックコーティングされていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項５】
溶融材料をマニホールドのランナを介して、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出して成形物を得る射出成形方法において、
マニホールドを熱膨張率の異なる複数部材で構成し、熱膨張率差による変形を該複数部材の部材間での摺動により吸収させることを特徴とする射出成形方法。
【請求項６】
溶融材料をマニホールドのランナを介して、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出して成形物を得る射出成形方法において、
マニホールドを２つの部材を接続することにより構成し、一方を熱膨張率の高い部材により構成される第一マニホールドとし、他方を熱膨張率の低い部材により構成される第二マニホールドとし、第一マニホールドと第二マニホールドとの接続面を第一マニホールドの熱膨張による伸長方向と平行にするとともに、第二マニホールドを前記成形金型に固定して、前記ノズルに接続し、該マニホールド内に構成されるランナを介して溶融材料を前記ノズルに供給するとことを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂またはダイカスト用合金等の材料を溶融して射出成形を行う射出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂またはダイカスト用合金等の材料を溶融して射出成形を行う射出成形装置の一つとして、ホットランナー式のものが知られている。これは、溶融樹脂を射出する樹脂流路を高温に維持することによりランナ部の樹脂の固化を防止して、成形の自動化、品質向上、および樹脂の有効利用を図る技術である。
図６は従来のマニホールドとノズルの構成を示す模式図であり、図６（ａ）はマニホールドの変形前状態を示す模式図であり、図６（ｂ）はマニホールド変形状態を示す模式図である。
図６（ａ）に示すごとく、ノズル４は固定型である成形金型２に装着されており、ノズル４の先端がキャビティ接続している。ノズル４の先端は成形金型２に固定されており、ノズル４の上端部はマニホールド５に固定されている。マニホールド５内には樹脂が通るランナが構成されており、このランナはノズル４内の射出経路に接続している。マニホールド５およびノズル４は、作動状態において、内部の流路を通る溶融材料が固化しないような高温に、ヒーターなどを用いて常時保持されている。なお、成形金型２は射出された溶融材料を冷却固化させるため、樹脂が溶解しない温度となっている。
このため、マニホールド５は成形金型２よりも高い温度に保たれており、成形金型２よりも大きく熱膨張しやすくなっている。そして、マニホールド５と成形金型２の間に寸法差を生じやすい構成となっている。
図６（ｂ）に示すごとく、ノズル４の成形金型２への装着構成において、ノズル４の先端部４ｂは成形金型２に隙間無く嵌合されている。そして、ノズル４の上端部はマニホールド５により押さえられており、熱膨張するマニホールド５により横方向の力を受けることとなる。これにより、マニホールド５とノズル４との接続部５ｂに隙間ができて溶融材料の漏れが発生する可能性がある。
【０００３】
このような漏れを防ぐために、マニホールドを延出方向に分割して、熱膨張による変形の吸収を試みた技術がある（特許文献１を参照）。これは、延出方向に分割したマニホールドにパイプを挿入して接続し、熱膨張による変形をマニホールドに対してパイプをスライドさせることにより吸収させるものである。マニホールドを接続するパイプは、マニホールドに嵌合して液密かつマニホールドの延出方向に摺動可能に連結されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
射出成形によって幅広の樹脂製品や、突出部、湾曲部等を含む複雑な形状を製造する場合には、樹脂製品に歪み、反り、波うちといった変形を防止しなければならない。このためには、できるだけ溶融樹脂を高速で射出するとともに、圧力損失を低減させる必要がある。
しかし、図６（ｂ）に示す状態においては、マニホールド５とノズル４との接続部５ｂにおいて隙間ができ、樹脂が漏れ出す可能性があり、樹脂もれによる射出圧の損失が成形品の不良を招く可能性がある。
特に、自動車のバンパーといったような大型の樹脂製品を製造する場合には、マニホールドも長くなり、熱膨張によるズレが大きくなり、樹脂漏れの可能性が大きくなるものである。
そして、特許文献１に記載された技術においては、射出圧によりノズル上部に横向きの力がかかり接続部にかかるひずみを解消することが困難である。また、構造が複雑であるとともに、パイプを液密かつ摺動可能に構成する必要があり、マニホールドの接続部においてパイプの傾きなどが生じると摺動抵抗等により、熱膨張による横方向の力を十分に逃がすことができずノズルとマニホールドとの接続部において隙間を生じる可能性が高い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、射出成形装置において、マニホールドからノズルまでの溶融材料の供給経路において応力の発生を低減し、ノズル先端部にかかる応力を無くすようにするものである。また、同時に、溶融材料の漏れを防止し、ノズル破損防止を目的とするものである。マニホールドからノズルまでの溶融材料の供給経路において、供給経路を構成する部材を分割することにより、熱膨張などにより発生する応力を接続部において吸収し、ノズルへの応力の伝達を阻止するものである。さらに、分割した部材間の接続部においての摺動性を向上させることにより、部材間における応力の伝達を低減して、ノズルにかかる応力を無くすものである。
【０００７】
請求項１に記載のごとく、溶融材料をマニホールドのランナにより、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、該ノズルを介して成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出する射出成形装置において、マニホールドが、溶融材料供給経路上流側の第一マニホールドおよび該第一マニホールドの下流側であってノズルに接続する第二マニホールドを有し、該第一マニホールドのマニホールドと該第二マニホールドの接続面が第一マニホールドの熱膨張方向と平行とする。
【０００８】
請求項２に記載のごとく、第一マニホールドの熱膨張率が第二マニホールドの熱膨張率より大きいように構成する。
【０００９】
請求項３に記載のごとく、第二マニホールドを成形金型に固定する。
【００１０】
請求項４に記載のごとく、第二マニホールドの表面をセラミックコーティングする。
【００１１】
請求項５に記載のごとく、溶融材料をマニホールドのランナを介して、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出して成形物を得る射出成形方法において、マニホールドを熱膨張率の異なる複数部材で構成し、熱膨張率差による変形を該複数部材の部材間での摺動により吸収させる。
【００１２】
請求項６に記載のごとく、溶融材料をマニホールドのランナを介して、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出して成形物を得る射出成形方法において、マニホールドを２つの部材を接続することにより構成し、一方を熱膨張率の高い部材により構成される第一マニホールドとし、他方を熱膨張率の低い部材により構成される第二マニホールドとし、第一マニホールドと第二マニホールドとの接続面を第一マニホールドの熱膨張による伸長方向と平行にするとともに、第二マニホールドを前記成形金型に固定して、前記ノズルに接続し、該マニホールド内に構成されるランナを介して溶融材料を前記ノズルに供給する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は請求項１に記載のごとく、溶融材料をマニホールドのランナにより、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、該ノズルを介して成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出する射出成形装置において、マニホールドが、溶融材料供給経路上流側の第一マニホールドおよび該第一マニホールドの下流側であってノズルに接続する第二マニホールドを有し、該第一マニホールドと該第二マニホールドとの接続面が第一マニホールドの熱膨張方向と平行とするので、マニホールドに接続されるノズルに、マニホールドの熱膨張の影響を与えにくく、ノズルとマニホールドとの間の接続部における溶融材料の漏れを防止し、射出圧力の維持および安定化を図ることができる。そして、大型の樹脂製品を高い品質で製造することが可能となる。
第一マニホールドと第二マニホールドの摺動により、第一マニホールドと第二マニホールドの間において熱膨張差を吸収することができ、ノズル等に熱膨張の影響が伝わり難い構成を容易に実現できるものである。
【００１４】
請求項２に記載のごとく、第一マニホールドの熱膨張率が第二マニホールドの熱膨張率より大きい構成とするので、第一マニホールドの熱膨張を第二マニホールドに伝えにくくなり、熱膨張による影響を軽減できる。
【００１５】
請求項３に記載のごとく、第二マニホールドを成形型に固定するので、第二マニホールドに接続されるノズルに熱膨張による応力がかかりにくく、ノズルと成形金型間における取付け精度を向上できるともにノズルの破損を防止できる。そして、成形物の品質を向上でき、大型の樹脂製品の製造を安定的に行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載のごとく、第二マニホールドの表面をセラミックコーティングするので、第二マニホールドに接触する第一マニホールドおよびノズルに摺動方向に発生する力が伝達されにくくなり、マニホールドの熱膨張による影響がノズルに伝達されにくくなる。そして、ノズルの組付け精度を向上できるものである。さらに、ノズルの破損も防止できるものである。また、成形物の品質を向上でき、大型の樹脂製品の製造を安定的に行うことができる。
【００１７】
請求項５に記載のごとく、溶融材料をマニホールドのランナを介して、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出して成形物を得る射出成形方法において、マニホールドを熱膨張率の異なる複数部材で構成し、熱膨張率差による変形を該複数部材の部材間での摺動により吸収させるので、マニホールドにおける熱膨張の影響を軽減するとともに、ノズルに与える影響を低減できる。
【００１８】
請求項６に記載のごとく、溶融材料をマニホールドのランナを介して、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出して成形物を得る射出成形方法において、マニホールドを２つの部材を接続することにより構成し、一方を熱膨張率の高い部材により構成される第一マニホールドとし、他方を熱膨張率の低い部材により構成される第二マニホールドとし、第一マニホールドと第二マニホールドとの接続面を第一マニホールドの熱膨張による伸長方向と平行にするとともに、第二マニホールドを前記成形金型に固定して、前記ノズルに接続し、該マニホールド内に構成されるランナを介して溶融材料を前記ノズルに供給するので、ノズルへの材料供給経路において溶融材料の漏れ防止でき、ノズル破損を防止できる。さらに、マニホールドの構成を簡便にできるので、射出成形装置の組立て性が向上するとともに、ランナなどの清掃性が向上する。また、マニホールドの接続面を平坦にできるので、接続部における耐久性を向上できるとともに、メンテナンス性が向上するものである。さらに、大物の成形においても、マニホールドの熱膨張による影響低減させて、簡便に成形可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
溶融材料をマニホールドのランナにより、成形金型のゲートに配したノズルへと供給し、該ノズルを介して成形金型のキャビティ内に溶融材料を射出する射出成形装置において、マニホールドの熱膨張による影響を減少させるという目的を、該マニホールドを分割することにより実現した。
【実施例１】
【００２０】
次に、本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は射出成形装置における第一マニホールドからノズルまでの射出経路を示す側面断面図である。
本発明の実施例において、合成樹脂またはダイカスト用合金等の材料を溶融して射出成形を行うホットランナー式のものを示す。この実施例において、溶融樹脂を射出する樹脂流路を高温に維持してランナ部の樹脂の固化を防止するべく、マニホールドおよびノズルにヒーターが装着されて溶融した材料が固化しない温度に保たれるものである。
実施例である射出成形装置において、成形金型２には第一マニホールド５、第二マニホールド６、ノズル４が装着されている。
【００２１】
第一マニホールド５は、図１において、成形金型２の上面に対して隙間を空けた位置に位置決めされており、第一マニホールド５の一端は第二マニホールド６に接続している。第一マニホールド５と第二マニホールド６との接続部において、第一マニホールド５と第二マニホールド６とは平行に配設されるものである。そして、第一マニホールド５の一端は、第二マニホールド６の上面に固定されている。
第一マニホールド５および第二マニホールド６内には、ランナ１０が構成されており、このランナ１０を介して樹脂がノズル４へと供給される。ランナ１０は第一マニホールド５内のランナ１０ａおよび第二マニホールド６内のランナ１０ｂにより構成されている。第一マニホールド５内のランナ１０ａは、第一マニホールド５の延出方向に平行に設けられており、第二マニホールド６との接続側端部において鉛直下方に向けられ、第二マニホールド６内に構成されるランナ１０ｂに接続している。
【００２２】
第二マニホールド６は位置決めピン６ｂにより、成形金型６に対して位置決めされるとともに、成形金型６との間に隙間を設けた構成となっている。第二マニホールド６内のランナ１０ｂは第二マニホールド６の上面から下面へと貫通した孔により構成されている。第二マニホールド６において、ランナ１０ｂは水平方向に対して斜めに構成されており、第二マニホールド６の上面および下面の孔は楕円形状に開口している。
第二マニホールド６において、第一マニホールド５側のランナ１０の開口を第一マニホールド５の延出方向に長い楕円とすることにより、第一マニホールド５が熱膨張により変形した場合においても、第一マニホールド５と第二マニホールド６間におけるランナ１０ａとランナ１０ｂとの接続を確実に行うことができる。第一マニホールド５と第二マニホールド６間に位置のずれが生じても、ランナ１０ｂの上面開口部が楕円形状となっているので、ランナ１０ａの下面開口との連通する面積の減少が少ない構成となっている。このため、ランナ１０において、ランナ１０ａとランナ１０ｂとの接続部が樹脂の流れに与える影響が少なくなっており、熱膨張により第一マニホールド５が第二マニホールド６に対して変位した場合においてもランナ１０の確実な接続および円滑な樹脂の供給を行うことができ、熱膨張による成形物への影響を軽減できるものである。
【００２３】
第二マニホールド６は成形金型２に固定されており、下面がノズル４の上面に当接した構成となっている。第二マニホールド６はノズル４に対して、位置決めボルト６ｃにより位置決めされる。位置決めボルト６ｃは、第二マニホールド６とノズル４の分割面に対して垂直に締結されるものである。
また、第二マニホールド６には、ノズル４のバルブピン８を通すための開口が設けられている。
【００２４】
ノズル４は成形金型２に装着されており、先端部がノズルブッシュ１１を装着した状態で成形金型２に固定される。ノズル４の先端は、ノズルブッシュ１１により、高い精度で成形金型２に位置決めされている。ノズル４の先端は成形金型２のキャビティ７に到達しており、ランナ１０との接続をノズル４に挿嵌されたバルブピン８の摺動により制御するものである。
バルブピン８は上端をシリンダ９に接続しており、このシリンダ９によりバルブピン８を上下動させてノズル４の先端の開閉するものである。ノズル４は上端面に第二マニホールド６が当接し、第二マニホールド６により成形金型２に押さえつける形で固定されている。なお、ノズル４と第二マニホールド６とは位置決め用のボルトにより位置決めがなされている。
【００２５】
次に、第一マニホールド５の熱膨張に対応する構成について詳しく説明する。
図２は第一マニホールドと第二マニホールドとノズルとの接続構成を示す模式図であり、図３は第一マニホールドと第二マニホールドとの接続構成を示す図であり、図４は第二マニホールドと成形金型との接続構成を示す図である。
第一マニホールド５は第二マニホールド６に固定されており、第二マニホールド６は成形金型２に固定されている。そして、ノズル４は成形金型２に挿嵌され、固定されている。ノズル４は上端において第二マニホールド６に当接しており、第二マニホールド６により成形金型２に押し付けられた構成となっている。
【００２６】
第一マニホールド５と第二マニホールド６とは、締結具１２・１２・・により固定されている。締結具１２は第一マニホールド５を介して、第二マニホールド６に螺装される。これにより、締結具１２の締結力は第一マニホールド５と第二マニホールド６の接続面と直交する方向に生じているものである。
第一マニホールド５には、孔５ａ・５ａ・・が設けられており、締結具１２を第二マニホールド６に装着した状態で、図３の左右方向における締結具１２と孔５ａの内面との間に間隙ができるように構成されている。これにより、第一マニホールド５が第二マニホールド６に対して変位する場合に、締結具１２に当接しにくくなり、第一マニホールド５が熱膨張により円滑に第二マニホールド６に対して変位可能となる。
締結具１２・・は、平面視において第一マニホールド５内のランナ１０ａと第二マニホールド６内のランナ１０ｂとの接続部の周りに装着されるものであり、この接続部において隙間が発生しないように締結力を発生させているものである。
【００２７】
第二マニホールド６と成形金型２とは、締結具１４・１４・・により固定されており、締結具１４の締結力は第二マニホールド６と成形金型２の接続面とに垂直に生じている。第二マニホールド６の位置は成形金型２に対して固定されるものであり、第二マニホールド６が第一マニホールド５の熱膨張による変位の影響を受ける場合においても、第二マニホールド６に伝達された力の一部は締結具１４を介して成形金型２に伝達されることとなり、第二マニホールド６が成形金型２に対して変位し難い構成となっている。
第一マニホールド５と第二マニホールド６とは、第一マニホールド５の延出方向と平行な面で接続する構成となっており、第二マニホールド６とノズル４とも第一マニホールド５の延出方向と平行な面で接続する構成となっている。第一マニホールド５と第二マニホールド６との接続面が第一マニホールド５の熱膨張方向と平行とするものである。
このため、第一マニホールド５が熱膨張により左右方向に変位した場合にも第二マニホールド６に影響を与えにくくなっている。さらに、ノズル４も第二マニホールド６の左右方向の変位に影響を受けにくい構成となっている。なお、第一マニホールド５の熱膨張による力は、締結具１２、１４による締結力より十分に大きく、締結力は熱膨張による変位にはほとんど影響を与えないものである。
【００２８】
さらに、第一マニホールド５と第二マニホールド６とを、異なる材質により構成することにより、第二マニホールド６が第一マニホールド５の熱膨張の影響を受けにくくすることが可能であり、第二マニホールド６は第一マニホールド５よりも熱変位の小さな材質により構成することにより、第二マニホールド６が第一マニホールド５の熱膨張などの影響を受けにくくなるものである。
マニホールドを２つに分割し、第一マニホールド５を比較的に熱変位の大きいものとし、第二マニホールド６を比較的に熱変位の小さいものとする。そして、第一マニホールド５を第二マニホールド６に対して相対移動可能に構成することにより、熱変位を制御しやすく、第一マニホールド５と第二マニホールド６の熱による寸法変化を容易に吸収できる構成をとることができる。
さらに、第二マニホールド６を第一マニホールド５より硬いものとすることにより、第一マニホールド５と第二マニホールド６との接触面におけるかじりを防止して、第二マニホールド６に対して第一マニホールド５を円滑に変位させることができる。このため、射出成形装置の耐久性を向上できるものである。
【００２９】
第一マニホールド５と第二マニホールド６の間における相互作用を軽減する方法として、第二マニホールド６をセラミックコーティングし、第一マニホールド５の変位による影響を軽減することができるものである。
図５は第二マニホールドと第一マニホールドおよびノズルの接触面を示す側面断面図である。第二マニホールド６の表面は、セラミックコーティングされた構成となっている。これにより、第一マニホールド５と第二マニホールド６とが接触する場合には、接触部１５ａにおいてセラミックコーティング層が介在することとなり、部材間の摺動抵抗が軽減される。同様に、ノズル４との接触部１５ｂにおいても第二マニホールド６の表面のセラミックスコーティング層が間に存在することとなり、摺動抵抗が低減されるようになっている。
第二マニホールド６の平滑性を上げ、第一マニホールド６およびノズル４との接触部における抵抗を下げることにより、熱による影響を軽減し、ランナのシール性を向上できるものである。そして、セラミックコーティングにより、第二マニホールド６の平滑性を上げるとともに、表面硬度を向上させることにより、耐久性およびシール性を向上できるものである。これにより、熱膨張によるノズル曲げ方向の応力を低減することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
射出成形の溶融材の導入経路ばかりではなく、熱膨張による影響を受けるものにおいてシール性の維持が必要となる装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】射出成形装置における第一マニホールドからノズルまでの射出経路を示す側面断面図。
【図２】第一マニホールドと第二マニホールドとノズルとの接続構成を示す模式図。
【図３】第一マニホールドと第二マニホールドとの接続構成を示す図。
【図４】第二マニホールドと成形金型との接続構成を示す図。
【図５】第二マニホールドと第一マニホールドおよびノズルの接触面を示す側面断面図。
【図６】従来のマニホールドとノズルの構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００３２】
２  成形金型
４  ノズル
５  第一マニホールド
６  第二マニホールド
７  キャビティ
８  バルブピン
９  シリンダ
１０  ランナ
【図１】
2005319747.tif 000003
【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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