(57)【要約】【課題】  二種類の樹脂を使用した各種の射出成形や、同一樹脂による大容量射出成形に広く対応することが可能な射出成形機用ノズルを提供する。【解決手段】  ノズルボディ１１には、第一流路２１及び第二流路２２が形成されている。ノズルチップ１２の内側には、インナーノズル１３（または６０）が装着される。インナーノズルは、内部流路の形状が互いに異なる複数の部品の中からいずれか一つを選択して装着することができる。第一のインナーノズル１３は、中心軸を取り囲む環状の流路となって前室１７に開口する第三流路２３と、中心軸上を通る孔状の流路となって前室１７に開口する第四流路２４とを有し、第三流路２３が第四流路２４に吐出口１６の直前で合流するように構成される。第二のインナーノズル６０は、中心軸上を通る孔状の第五流路６５と、下流側の端部で第五流路の途中に合流する第六流路６６とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一及び第二の樹脂を用いて射出成形を行う際に用いられる射出成形機用ノズルであって、
ノズルボディ、ノズルボディの先端に取り付けられるノズルチップ、及びノズルチップの内側に装着され前記第一及び第二の樹脂が流れる流路が内部に形成されたインナーノズルを備え、
前記ノズルボディは、その中心軸上に形成され、ノズルボディの後端面に開口する孔状の第一流路と、この第一流路に隣接して形成され、ノズルボディの後端部近傍に開口する孔状の第二流路とを有し、
前記ノズルチップは、吐出口と、吐出口の上流側に形成された前室と、この前室の後方に形成され、前記インナーノズルが装着される受け口部とを有し、
前記インナーノズルは、内部流路の形状が互いに異なる複数のインナーノズルの中からいずれか一つを選択して装着することが可能であり、
第一のインナーノズルは、
上流側の端部で前記第一流路につながり、下流側の端部で前記中心軸を取り囲む環状の流路となって前記前室に開口する第三流路と、
上流側の端部で前記第二流路につながり、下流側の端部で前記中心軸上を通る孔状の流路となって前記前室に開口する第四流路とを有し、
前記第三流路が前記第四流路に前記吐出口の直前で合流するように構成され、
第二のインナーノズルは、
前記中心軸上を通る孔状の流路であって、上流側の端部で前記第一流路につながり、下流側の端部で前記前室につながる第五流路と、
上流側の端部で前記第二流路につながり、下流側の端部で前記第五流路の途中に合流する第六流路とを有すること、
を特徴とする射出成形機用ノズル。
【請求項２】
前記第一のインナーノズルは、
その先端に、前記前室の中に突出し、前記前室の内周面との間に環状の空間を形成する突起部と、
上流側の端部で前記第一流路につながり、下流側の端部で前記中心軸を取り囲む環状の流路となって、前記環状の空間に開口する第三流路と、
上流側の端部で前記第二流路につながり、下流側の端部で前記中心軸上を通る孔状の流路となって、前記突起部の先端で前記前室に開口する第四流路とを有し、
前記第三流路が前記第四流路に、前記吐出口の直前で合流するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機用ノズル。
【請求項３】
前記ノズルボディは、
その中心軸上に形成され、ノズルボディの後端面に開口する孔状の第一流路と、
中心軸に対して平行に形成され、ノズルボディの後端部近傍で中心軸に対して平行な方向から折れ曲がってノズルボディの側面に開口する孔状の第二流路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記第二流路に溶融樹脂を供給する射出ユニットを、前記第二流路に接続するための連結ブロックを備え、
この連結ブロック内の流路及び前記第一流路の内の少なくとも一方の流路の途中に、流路の開閉を行うためのシャットオフバルブを備えること、
を特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機用のノズルに係り、特に、サンドイッチ成形や混合成形などの二種類の樹脂（例えば、ポリスチレンとポリエチレンのような種類の異なる樹脂の組合せだけでなく、同一樹脂でも色が異なる場合も含まれる、以下同じ）を使用した射出成形の際や、同一樹脂を使用して大容量の成形品を成形する際に用いられるノズルに係る。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コア用樹脂をスキン用樹脂で被覆した多層構造の樹脂成形品が広く用いられている。このような樹脂成形品を製造するための射出成形装置として、例えば、特開平０１−１４１７１１号公報、特開平１０−１５１６４５号公報や特開２００３−０５３７８３号公報などに記載されているように、種々の構造が提案されている。
【０００３】
サンドイッチ成形や混合成形に使用される射出成形機は、二台の射出ユニットが設けられるので、多大な設備投資を必要とする。このため、そのような射出成形機を、有効に、多様な成形に活用できるようにすることは、成形製品の製造コストを抑え、多様な需要に迅速に応える上で欠かせない課題である。
【０００４】
これまでにも、ノズル部分を全面的に交換することで、サンドイッチ成形と混合成形の間で切替えを行っていた事例はある。しかし、その場合にも、多くの部品を交換しなければならない構造が採用されていた。従って、予め準備しておかなければならない部品のためのコストがかなりの額になり、実施する上で問題となっていた。
【特許文献１】特開平０１−１４１７１１号公報
【特許文献２】特開平１０−１５１６４５号公報
【特許文献３】特開２００３−０５３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願は、以上のような従来の射出成形機の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、サンドイッチ成形や混合成形などの二種類の樹脂を使用した各種の射出成形や、同一樹脂による大容量射出成形品に広く対応することが可能で、一部の部品を交換するだけで容易に成形モードの切替えが可能な射出成形機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】
【０００６】
本発明の射出成形機用ノズルは、
第一及び第二の樹脂を用いて射出成形を行う際に用いられる射出成形機用ノズルであって、
ノズルボディ、ノズルボディの先端に取り付けられるノズルチップ、及びノズルチップの内側に装着され前記第一及び第二の樹脂が流れる流路が内部に形成されたインナーノズルを備え、
前記ノズルボディは、その中心軸上に形成され、ノズルボディの後端面に開口する孔状の第一流路と、この第一流路に隣接して形成され、ノズルボディの後端部近傍に開口する孔状の第二流路とを有し、
前記ノズルチップは、吐出口と、吐出口の上流側に形成された前室と、この前室の後方に形成され、前記インナーノズルが装着される受け口部とを有し、
前記インナーノズルは、内部流路の形状が互いに異なる複数のインナーノズルの中からいずれか一つを選択して装着することが可能であり、
第一のインナーノズルは、
上流側の端部で前記第一流路につながり、下流側の端部で前記中心軸を取り囲む環状の流路となって前記前室に開口する第三流路と、
上流側の端部で前記第二流路につながり、下流側の端部で前記中心軸上を通る孔状の流路となって前記前室に開口する第四流路とを有し、
前記第三流路が前記第四流路に前記吐出口の直前で合流するように構成され、
第二のインナーノズルは、
前記中心軸上を通る孔状の流路であって、上流側の端部で前記第一流路につながり、下流側の端部で前記前室につながる第五流路と、
上流側の端部で前記第二流路につながり、下流側の端部で前記第五流路の途中に合流する第六流路とを有すること、
を特徴とする。
【０００７】
本発明の射出成形機用ノズルにおいて、第一のインナーノズルをノズルチップに装着して射出成形を行った場合には、第一の樹脂は、第一流路から第三流路を通って前室に入り、前室の内周に沿って吐出口に到達する。第二の樹脂は、第二流路から第四流路を通って前室に入り、前室の中心部分を通って吐出口に到達する。従って、第一の樹脂と第二の樹脂の射出のタイミングを適宜、調整することによって、サンドイッチ成形を行うことができる。
【０００８】
これに対して、第二のインナーノズルをノズルチップに装着して射出成形を行った場合には、第一の樹脂は、第一流路から第五流路を通って前室に入り、前室を経て吐出口に到達する。第二の樹脂は、第二流路から第六流路を通って第五流路の途中に入り、第一の樹脂と部分的に混ざり合った状態で前室に入り、前室を経て吐出口に到達する。従って、第一の樹脂と第二の樹脂の射出のタイミングを適宜、調整することによって、混合成形を行うことができる。
【０００９】
本発明の射出成形機用ノズルによれば、インナーノズルのみを交換することによって、サンドイッチ成形のような多層成形と、マーブル成形のような混合成形との間で、容易に成形モードの切替えを行うことが可能になる。更に、同種の多層成形または混合成形の中においても、パターンの相違などの細かい条件の変更が可能になる。更にまた、同種（同一樹脂）による大容量射出成形にも対応できる。
【００１０】
上記の射出成形機用ノズルにおいて、好ましくは、前記第一のインナーノズルは、
その先端に、前記前室の中に突出し、前記前室の内周面との間に環状の空間を形成する突起部と、
上流側の端部で前記第一流路につながり、下流側の端部で前記中心軸を取り囲む環状の流路となって、前記環状の空間に開口する第三流路と、
上流側の端部で前記第二流路につながり、下流側の端部で前記中心軸上を通る孔状の流路となって、前記突起部の先端で前記前室に開口する第四流路とを有し、
前記第三流路が前記第四流路に、前記吐出口の直前で合流するように構成される。
【００１１】
第一のインナーノズルの形状をこのように構成した場合、第一の溶融樹脂は、第一流路及び第三流路を通って、インナーノズルのコアの外周から前室に入り、吐出口から射出される。第二の溶融樹脂は、第二流路及び第四流路を通って、インナーノズルのコアの中心から前室に入り、吐出口から射出される。
【００１２】
好ましくは、前記ノズルボディは、
その中心軸上に形成され、ノズルボディの後端面に開口する孔状の第一流路と、
中心軸に対して平行に形成され、ノズルボディの後端部近傍で中心軸に対して平行な方向から折れ曲がってノズルボディの側面に開口する孔状の第二流路と、を有する。
【００１３】
好ましくは、前記第二流路に溶融樹脂を供給する射出ユニットを、前記第二流路に接続するための連結ブロックを備え、
この連結ブロック内の流路及び前記第一流路の内の少なくとも一方の流路の途中に、流路の開閉を行うためのシャットオフバルブを備える。
【００１４】
このように、前記第一流路の途中、及び前記第二流路の上流側の双方あるいはいずれか一方にシャットオフバルブを設けることによって、一方の樹脂中への他方の樹脂の意図しない混入を防止し、成形製品の品質を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の射出成形機用ノズルは、サンドイッチ成形や混合成形などの二種類の樹脂を使用した各種の射出成形や、同一樹脂による大容量射出成形に広く対応することが可能であり、且つ、一部の部品を交換するだけで成形モードの切替えを容易に行うことができる。そのため、多様な注文に迅速に対応するととともに、成形製品の製造コストを抑えることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、本発明に基づく射出成形機用ノズルの第一の形態を示す。なお、この例は、第一のインナーノズルが装着された状態を表わしている。図２に、図１のＡ−Ａ部の断面図を示す。図３に、このノズルの先端近傍の部分拡大断面図を示す。図４に、図３のＢ−Ｂ部の断面図を示す。図中、１１はノズルボディ、１２はノズルチップ、１３は第一のインナーノズル、１６は吐出口、１７は前室、１８は受け口部、１９は突起部、２１は第一流路、２２は第二流路、２３は第三流路、２４は第四流路を表す。
【００１７】
この例では、射出成形機用ノズルは、ノズルボディ１１、ノズルチップ１２、第一のインナーノズル１３及び連結ブロック１４等から構成される。ノズルボディ１１の先端には、ノズルチップ１２が取り付けられ、ノズルチップ１２の中に、第一のインナーノズル１３が装着されている。
【００１８】
図１及び図２に示すように、ノズルボディ１１の内部には、互いに独立した二つの流路（第一流路２１及び第二流路２２）が形成されている。第一流路２１は、孔状の形状を備え、ノズルボディ１１の中心軸上を貫通し、その上流側の端はノズルボディ１１の後端面に開口している（第一ポート３６）。第二流路２２は、孔状の形状を備え、第一流路２１に対して平行に形成されている。但し、第二流路２２は、ノズルボディ１１の後端部の近傍で第一流路２１に対して平行な方向から折れ曲がり、その上流側の端はノズルボディ１１の側面に開口している（第二ポート３７）。ノズルボディ１１の後端面には、第一射出ユニット３１が接続される。ノズルボディ１１の後端部近傍の側面には、連結ブロック１４を介して、第二射出ユニット３２が接続される。
【００１９】
ノズルチップ１２は、吐出口１６を有し、吐出口１６の上流側には前室１７が形成されている。この前室１７の後方には、受け口部１８が形成され、その中に第一のインナーノズル１３が装着されている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、第一のインナーノズル１３は、第一外筒１３ａ、第二外筒１３ｂ、コア１３ｃ及び支持脚１３を含む一体の部品として構成されている。第一外筒１３ａの後端面に第二外筒１３ｂが接続され、第一外筒１３ａ及び第二外筒１３ｂの中心軸上に、貫通孔が形成されている。コア１３ｃは、紡錘形の形状を備え、支持脚１３ｄを介して第一外筒１３ａの内側に接続されている。コア１３ｃの先端部分（突起部１９）は、第一外筒１３ａの前端面から前室１７の中に突出している。コア１３ｃの外周面と貫通孔の内周面の間には、環状の流路が形成されている。この環状の流路と連続するように、コア１３ｃの先端部の外周面と前室１７の内周面の間にも、環状の空間が形成されている。
【００２１】
第一のインナーノズル１３の内部には、互いに独立した二つの流路（第三流路２３及び第四流路２４）が形成されている。第三流路２３は、第二外筒１３ｂの後端面で第一流路２１につながり、第二外筒１３ｂの中心軸上を通り、第一外筒１３ａの後端面の近傍でコア１３ｃの外側を通る上記の環状の流路となって前室１７に開口している。第四流路２４は、第二外筒１３ｂの後端面で第二流路２２につながり、第二外筒１３ｂの途中で斜めに折れ曲がり、第一外筒１３ａ及び支持脚３ｄを斜めに貫通して、コア１３ｃの中心に到達し、そこから中心軸上を通り、突起部１９の先端で前室１７に開口している。このようにして、第三流路２３は、コア１３ｃの先端部の外側の環状の空間を経て、吐出口１６の直前で第四流路２４に合流している。
【００２２】
なお、この例では、第一ポート３６の近傍で第一流路の２１の途中に、シャットオフバルブ４１が挿入されている。また、連結ブロック１４内の流路２５の途中にも、シャットオフバルブ４２が挿入されている。
【００２３】
スキン用樹脂は、第一射出ユニット３１から第一ポート３６を通ってノズル内に入り、シャットオフバルブ４１、第一流路２１及び第三流路２３を通って前室１７に到り、吐出口１６から金型（図示せず）内に射出される。これに対して、コア用樹脂は、第二射出ユニット３２から、連結ブロック１４内の流路２５を通り、その途中のシャットオフバルブ４２を経て、第二ポート３７を通ってノズル内に入り、第二流路２２及び第四流路２４を通って前室１７に到り、吐出口１６から金型内に射出される。
【００２４】
次に、このノズルを使用してサンドイッチ成形を行う際の手順の一例について説明する。
【００２５】
先ず、第一射出ユニット３１を作動させて、スキン用樹脂を、第一ポート３６、第一流路２１及び第三流路２３を経て、吐出口１６から金型内へ射出する。この時、第二射出ユニット３２は、スクリュの動きが背圧ブロック（又はスクリュ駆動電動機ロック）で拘束され、更にシャットオフバルブ４２が閉じられるので、樹脂の逆流が防止される。しかし、第四流路２４の出口付近には、樹脂の圧縮分だけスキン用樹脂が流入する。
【００２６】
所定量のスキン用樹脂が射出された後、第一射出ユニット３１の作動を停止して、第二射出ユニット３２を作動させ、コア用樹脂を、連結ブロック１４、第二ポート３７、第二流路２２、第四流路２４を経て、吐出口１６から金型内へ射出する。
【００２７】
充填が完了する直前で、第二射出ユニット３２の作動を停止させ、再び第一射出ユニット３１を作動させてスキン用樹脂だけの射出を行い、射出工程を終了させる。これによって、全表面がスキン用樹脂で覆われた、サンドイッチ成形品が得られる。また、この操作により、第三流路２３の出口付近に逆流していたコア用樹脂を、前室１７内に残留していたコア層用樹脂とともに金型内に送り出し、前室１７内を完全にスキン用樹脂で置換することことができる。これによって、次の射出サイクルに備えることができる。
【００２８】
なお、上記のノズルを使用して、スキン用樹脂とコア用樹脂を上記動作と逆に組み合わせたサンドイッチ成形も可能である。
【００２９】
即ち、先ず、第二射出ユニット３２を作動させて、スキン用樹脂を、第二ポート３７、第二流路２２、第四流路２４を経て、吐出口１６から金型へ射出する。この時、第一射出ユニット３１は、スクリュの動きが背圧ブロック（又はスクリュ駆動電動機ロック）で拘束され、更にシャットオフバルブ４１が閉じられるので、樹脂の逆流が防止される。しかし、環状の第三流路２３の出口付近には、樹脂の圧縮分だけスキン用樹脂が流入する。
【００３０】
必要なスキン用樹脂が射出された後、第二射出ユニット３２の射出速度を低下させて、第一射出ユニット３１を作動させ、コア用樹脂を第一ポート３６、第一流路２１、第三流路２３を経て、吐出口１６から金型へ射出する。充填が完了する直前で、第一射出ユニット３１の作動を停止し、再び、スキン用樹脂だけの射出を行い、全表面をスキン用樹脂で覆った成形を完了させる。
【００３１】
図５に、本発明に基づく射出成形機用ノズルの第二の形態を示す。なお、この例は、第二のインナーノズルが装着された状態を表わしている。図６に、このノズルの先端近傍の部分拡大断面図を示す。図中、１１はノズルボディ、１２はノズルチップ、６０は第二のインナーノズル、１６は吐出口、１７は前室、１８は受け口部、２１は第一流路、２２は第二流路、６５は第五流路、６６は第六流路を表す。
【００３２】
この例は、図１に示した形態において、第一のインナーノズル１３のみを取り外して、その替わりに第二のインナーノズル６０を装着したものである。従って、ノズルボディ１１及びノズルチップ１２等は、先に図１に示したものと共通である。
【００３３】
図６の部分拡大断面図に示すように、第二のインナーノズル６０の内部には、二つの流路（第五流路６５及び第六流路６６）が形成されている。第五流路６５は、第二のインナーノズル６０の中心軸上を通り、第二のインナーノズル６０の後端面で第一流路２１につながり、先端面で前室１７に開口している。第六流路６６は、第二のインナーノズル６０の後端面で第二流路２２につながり、そこから第五流路６５と平行に前方に進み、途中で斜めに折れ曲がって、第二のインナーノズル６０の先端部の近傍で第五流路６５の途中に合流している。
【００３４】
第一の樹脂は、第一射出ユニット３１から第一ポート３６を通ってノズル内に入り、シャットオフバルブ４１、第一流路２１及び第五流路６５を通って前室１７に到り、吐出口１６から金型（図示せず）内に射出される。これに対して、第二の樹脂は、第二射出ユニット３２から、連結ブロック１４内の流路２５を通り、その途中のシャットオフバルブ４２を経て、第二ポート３７を通ってノズル内に入り、第二流路２２及び第六流路６６を通って第五流路６５の途中に入り、前室１７を経て吐出口１６から金型内に射出される。
【００３５】
従って、第一の樹脂と第二の樹脂の射出のタイミングを適宜、調整することによって、各種の混合成形を行うことができる。
【００３６】
なお、上記の例では、ノズルチップ１２の形状を共通にしているが、ノズルボディ１１との接続部の形状のみを共通にすれば、その他の部分の形状は、インナーノズルの形状に応じて適宜、変更することもできる。
【００３７】
図７に、本発明に基づく射出成形機用ノズルの他の例を示す。先の例（図１）では、第二流路２２をノズルの軸に対して平行に設け（上流側の端の近傍を除く）、第二流路２２の上流側の端をノズルボディ１１の側面に開口させているが、この例では、第二流路７２を、ノズルの軸に対して斜めに形成し、第二流路７２の上流側の端を、ノズルボディ７０の後端面の近傍に、ノズルの軸に対して斜めに開口させている。第一流路７１は、連結ブロック７６を介して第一射出ユニット３１に接続され、第二流路７２は、連結ブロック７７を介して第二射出ユニット３２に接続される。
【００３８】
ノズルチップ１２及びインナーノズル６０（第二のインナーノズル）は、先に、図１あるいは図５に示したものと形状は異なっているが、内部の流路の構成は共通である。また、この図では、インナーノズル６０として、先に図５、６に示した第二のインナーノズル６０と同種のものが装着されているが、これを交換すれば、先に図１及び３に示した第一のインナーノズル１３と同種のものを装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に基づく射出成形機用ノズルの第一の形態を示す図。
【図２】図１のＡ−Ａ部の断面図。
【図３】図１に示したノズルの先端近傍の部分拡大断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ部の断面図。
【図５】本発明に基づく射出成形機用ノズルの第二の形態を示す図。
【図６】図５に示したノズルの先端近傍の部分拡大断面図。
【図７】本発明に基づく射出成形機用ノズルの他の例を示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…ノズルボディ、１２…ノズルチップ、１３…第一のインナーノズル、１３ａ…第一外筒、１３ｂ…第二外筒、１３ｃ…コア、１３ｄ…支持脚、１４…連結ブロック、１６…吐出口、１７…前室、１８…受け口部、１９…突起部、２１…第一流路、２２…第二流路、２３…第三流路（環状の流路）、２４…第四流路（孔状の流路）、２５…（連結ブロック内の）流路、３１…第一射出ユニット、３２…第二射出ユニット、３６…第一ポート、３７…第二ポート、４１、４２・・・シャットオフバルブ、６０・・・第二のインナーノズル、６５…第五流路、６６…第六流路、７０・・・ノズルボディ、７１…第一流路、７２…第二流路。
【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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【図６】
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【図７】
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