(57)【要約】【課題】ノズルの流路の断面積を容易に変更して、ノズルの流路から成形型内に射出する成形材料の温度を精度よく制御する。【解決手段】射出成形機１は、流路３１に絞り部３２が形成されたノズル３０を備え、流路３１から成形材料Ｓを成形型１０内に射出して成形品を製造する。成形材料Ｓの射出時に、射出成形機１は、ノズル３０を成形型１０に当接させ、流路３１内に配置された流路調節部材５０と絞り部３２との間の距離を変化させて、絞り部３２と流路調節部材５０との間の流路３１の断面積を調節する。射出成形機１は、絞り部３２と流路調節部材５０との間の流路３１を通して成形材料Ｓを成形型１０内に射出する。【選択図】  図２
2012086423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料の流路を有するノズルを備え、ノズルの流路から成形材料を成形型内に射出する射出成形機であって、
ノズルの流路に形成された絞り部と、
ノズルの流路内に配置され、絞り部との間の距離の変化に伴い絞り部との間の流路の断面積を変更する流路調節部材と、
絞り部と流路調節部材との間の距離を変化させる距離変化手段と、
を備えた射出成形機。
【請求項２】
請求項１に記載された射出成形機において、
距離変化手段が、流路調節部材に対してノズルを変位させて、絞り部と流路調節部材との間の距離を変化させるノズル変位機構を有する射出成形機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された射出成形機において、
距離変化手段を制御して、成形材料を成形型内に射出中に流路の断面積を変更させる制御手段を備えた射出成形機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された射出成形機において、
流路調節部材が、ノズルの流路内に挿入された棒状部材からなる射出成形機。
【請求項５】
ノズルに設けられた流路から成形材料を成形型内に射出して成形品を製造する成形品の製造方法であって、
流路に絞り部が形成されたノズルを成形型に当接させる工程と、
ノズルの流路内に配置された流路調節部材と絞り部との間の距離を変化させて、絞り部と流路調節部材との間の流路の断面積を調節する工程と、
ノズルの絞り部と流路調節部材との間の流路を通して成形材料を成形型内に射出する工程と、
を有する成形品の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された成形品の製造方法において、
成形材料を成形型内に射出中に、絞り部と流路調節部材との間の距離を変化させて流路の断面積を変更する工程を有する成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形材料をノズルから成形型内に射出する射出成形機と、射出した成形材料を成形型内で成形して成形品を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
未加硫のゴムや樹脂等の成形材料からなる成形品は、金型等の成形型内で成形材料を所定形状に成形して製造される。この成形品を製造する装置として、従来、成形材料を成形型内のキャビティに射出して成形品を成形する射出成形機が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来の射出成形機の例を示す要部断面図である。
従来の射出成形機１００は、図示のように、成形材料Ｓ（ここでは、ゴム）を射出するノズル１１０と、成形型１２０とを備えている。射出成形機１００は、ノズル１１０を成形型１２０に当接させて、成形材料Ｓを、ノズル１１０から成形型１２０のキャビティ１２１内に向けて射出し、キャビティ１２１内で成形品Ｐを成形する。その際、射出成形機１００は、ノズル１１０に形成された所定径（例えば、４〜１０ｍｍ）の流路（射出孔）１１１から、成形材料Ｓであるゴムを射出する。
【０００４】
ここで、ゴムは、ノズル１１０の流路１１１を通過するときに、摩擦や抵抗等に伴う熱で加熱されて成形型１２０内に射出される。従って、ノズル１１０は、成形品Ｐやゴムの種類等に応じて、流路１１１の直径を種々変化させて射出試験を行い、ゴムを適宜加熱できる最適な口径を選択する必要がある。ところが、射出成形機１００の周囲の温度が変化すると、ノズル１１０の口径や、射出前のゴムの温度及び特性が変化して、射出するゴムの温度が変動することがある。これにより、ゴムの温度が上昇して、いわゆるゴム焼けが発生し、或いは、流路１１１からゴムが射出され難くなって、所定時間内にゴムを射出しきれないトラブルが発生する虞がある。そのため、従来の射出成形機１００では、気温の変化に応じて、例えば、夏と冬に、射出試験とノズル１１０の選択を、手間や時間をかけて行う必要がある。
【０００５】
また、選択したノズル１１０を使用しても、ゴムの射出速度や温度の変動により、射出したゴムの温度が一定にならずに、成形品Ｐを成形型１２０内で加熱して加硫するときに、成形品Ｐの加硫度にバラツキが発生する虞がある。このバラツキに関しては、口径が大きめのノズル１１０を使用することで、ゴムの温度が高くなり過ぎるのを防止して、成形品Ｐに過加硫が発生するのを抑制できる。併せて、成形品Ｐの加硫時間を長めにすることで、成形品Ｐの加硫度不足も回避できる。ただし、このようにすると、成形品Ｐの製造に要する時間が長くなるため、成形品Ｐの生産性が低くなる。以上の各問題は、ノズル１１０を交換せずに、その口径や流路１１１の断面積を容易に変更できれば解消できる。しかし、射出時のゴムは高圧（例えば、２００ＭＰａ以上）になるため、そのような機能を有するノズル１１０を実現するのには困難が伴う。
【０００６】
これに対し、従来、溶融ゴム材料の射出経路に回転式バルブを設け、バルブにより経路の絞りを制御することで、溶融ゴム材料の温度を制御する射出成形機が知られている（特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、この従来の射出成形機は、回転バルブを、先端のノズルから比較的離れた上流側に設けている。そのため、溶融ゴム材料の温度が、回転バルブの絞りを通過した後、ノズルから射出されるまでに変動し易い傾向がある。また、回転バルブで経路を絞り過ぎて、溶融ゴム材料の温度が高くなると、溶融ゴム材料にゴム焼けが生じて、回転バルブとノズルとの間にゴムが詰まる虞もある。この場合には、回転バルブやノズルを分解して清掃しなければならず、困難な作業が必要で、手間や時間を浪費するという問題も生じる。従って、この従来の射出成形機では、射出する溶融ゴム材料の温度を、より精度よく制御することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−５５６１４号公報
【特許文献２】特開２０００−１１７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、ノズルの流路の断面積を容易に変更できるようにし、ノズルの流路から成形型内に射出する成形材料の温度を精度よく制御することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、成形材料の流路を有するノズルを備え、ノズルの流路から成形材料を成形型内に射出する射出成形機であって、ノズルの流路に形成された絞り部と、ノズルの流路内に配置され、絞り部との間の距離の変化に伴い絞り部との間の流路の断面積を変更する流路調節部材と、絞り部と流路調節部材との間の距離を変化させる距離変化手段と、を備えた射出成形機である。
また、本発明は、ノズルに設けられた流路から成形材料を成形型内に射出して成形品を製造する成形品の製造方法であって、流路に絞り部が形成されたノズルを成形型に当接させる工程と、ノズルの流路内に配置された流路調節部材と絞り部との間の距離を変化させて、絞り部と流路調節部材との間の流路の断面積を調節する工程と、ノズルの絞り部と流路調節部材との間の流路を通して成形材料を成形型内に射出する工程と、を有する成形品の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ノズルの流路の断面積を容易に変更でき、ノズルの流路から成形型内に射出する成形材料の温度を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の射出成形機を示す要部断面図である。
【図２】射出成形機の射出ヘッドを拡大して示す断面図である。
【図３】他の実施形態の射出ヘッドを示す断面図である。
【図４】従来の射出成形機の例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の射出成形機と成形品の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の射出成形機は、成形品（射出成形品）の製造装置であり、成形材料の流路を有するノズルを備え、ノズルの流路から成形材料を成形型内に射出して成形品を成形する。なお、成形材料は、成形品の原料を溶融や可塑化して射出成形可能な状態にした材料（射出材）であり、例えば、未加硫のゴムや樹脂からなる。以下では、成形材料として未加硫のゴム（以下、単にゴムという）を例に採り説明する。即ち、射出成形機は、ゴムである成形材料を成形型内に射出して成形し、ゴムを所定の加硫温度に加熱（加硫）してゴム成形品を製造する。
【００１４】
図１は、本実施形態の射出成形機を示す要部断面図である。また、図１では、射出成形機の一部を切断せずに示している。
射出成形機１は、図示のように、成形材料Ｓを射出する射出装置２と、射出装置２を移動させる移動装置３（図１では、二点鎖線で模式的に示す）と、成形材料Ｓを成形する成形型１０と、全体を制御する制御装置４とを備えている。
【００１５】
射出装置２は、成形材料Ｓの計量空間５Ａが形成されたシリンダ５と、計量空間５Ａ内で上下動するプランジャ６と、シリンダ５の側面に取り付けられた押出機７（図１では先端部のみ示す）とを有する。また、射出装置２は、シリンダ５の先端（図１では下端）に固定された射出ヘッド２０と、射出ヘッド２０の先端に設けられたノズル３０とを有し、ノズル３０が成形型１０に向けて配置されている。射出装置２は、成形材料Ｓを押出機７からシリンダ５内に押し出して、計量空間５Ａに所定量の成形材料Ｓを充填し、プランジャ６を駆動装置（図示せず）により計量空間５Ａ内に押し込む。射出装置２は、このプランジャ６による圧力で、計量空間５Ａ内の成形材料Ｓを、射出ヘッド２０の射出経路２１を通過させてノズル３０の先端（図１では下端）から射出する。
【００１６】
移動装置３は、射出装置２に取り付けられたサーボ機構（図示せず）を有し、サーボ機構を駆動して、射出装置２を成形型１０に接近及び離間する方向（図１では上下方向）に移動させる。サーボ機構は、例えば、射出装置２に取り付けられたボールネジ機構と、ボールネジ機構を駆動するサーボモータからなり、サーボモータの回転を制御して、射出装置２の移動方向、移動速度、及び、移動距離（移動量）を制御する。移動装置３は、サーボ機構により射出装置２を移動させて、ノズル３０の先端を成形型１０の上面に接触及び離間させる。その際、移動装置３は、サーボ機構により射出装置２とノズル３０の移動量を制御して、射出装置２とノズル３０を、連続して又は所定距離ずつ移動させる。また、移動装置３は、サーボ機構により、射出装置２とノズル３０を、所定距離単位（ここでは、０．０１ｍｍ単位）で移動させる。
【００１７】
成形型１０は、分離可能に組み合わされたランナ部材１１、上型１２、及び、下型１３を有し、それらが上下方向に順に重ね合わせて配置されている。上型１２と下型１３は、当接した状態で、互いの当接面側に所定形状のキャビティ１４を区画して、成形型１０内に複数のキャビティ１４を形成する。ランナ部材１１は、成形材料Ｓの注入孔１５が、ノズル３０と対向する位置に形成されている。また、ランナ部材１１は、上型１２とともに、注入孔１５から各キャビティ１４まで延びる成形材料Ｓの通路１６を区画する。成形型１０は、注入孔１５から注入される成形材料Ｓが、通路１６を通過してキャビティ１４に充填され、キャビティ１４内で成形材料Ｓからなる成形品Ｐを成形する。
【００１８】
射出成形機１は、射出装置２を移動装置３により移動させて、ノズル３０を成形型１０の注入孔１５が形成された部分（注入口）に当接させる。続いて、射出成形機１は、射出装置２により、成形材料Ｓをノズル３０から成形型１０の注入孔１５に射出する。これにより、射出成形機１は、成形材料Ｓを、ノズル３０から成形型１０内のキャビティ１４に向けて射出して、キャビティ１４内で成形品Ｐを成形する。また、射出成形機１は、加熱装置（図示せず）により成形型１０を加熱して、キャビティ１４内の成形品Ｐを加熱して加硫し、所定形状及び性能の成形品Ｐを製造する。その後、ノズル３０を成形型１０から離間させて、成形型１０を分解し、キャビティ１４から成形品Ｐを取り出す。
【００１９】
射出成形機１は、成形型１０の組み立てと分解、及び、成形材料Ｓの射出を繰り返して、成形品Ｐを連続して製造する。その際、射出成形機１は、ノズル３０に形成された成形材料Ｓの流路３１から、成形材料Ｓを成形型１０内に射出して、複数の成形品Ｐを同時に製造する。また、射出成形機１は、射出ヘッド２０に、ノズル３０の流路３１の断面積を変更するための構成を備え、成形材料Ｓの射出前や射出中に、流路３１を所定の断面積に設定する。
【００２０】
図２は、射出成形機１の射出ヘッド２０を拡大して示す断面図であり、ノズル３０が当接する成形型１０の一部も示している。
射出成形機１は、図示のように、射出ヘッド２０に、成形材料Ｓの射出先端部に設けられたノズル３０と、シリンダ５に固定されたベース２２と、ノズル３０を変位させるノズル変位機構４０とを備えている。また、射出成形機１は、ノズル３０の流路３１に形成された絞り部３２と、絞り部３２付近でノズル３０の流路３１を調節する流路調節部材５０と、成形型１０との間の距離を測定する距離測定手段８とを備えている。距離測定手段８は、測定対象との間の距離を精密に測定できるセンサ（例えば、距離センサや変位センサ）からなり、成形型１０の上面に向けて、ベース２２に取り付けられている。距離測定手段８は、成形型１０との間の距離を測定して、測定結果（測定距離）を制御装置４に出力する。
【００２１】
ベース２２は、円柱状をなし、成形材料Ｓの射出経路２１が、中心を貫通して直線状に形成されている。また、ベース２２の先端部には、円筒状の凹部２３が、射出経路２１を中心に形成されている。射出経路２１は、シリンダ５の計量空間５Ａと位置を合わせて、かつ、計量空間５Ａの端部に連続して配置され、計量空間５Ａから供給される成形材料Ｓを、ノズル３０に向かって通過させる。凹部２３は、流路調節部材５０と一体をなす固定部材５５と、ノズル変位機構４０の一部とを収容するとともに、内周面に形成された雌ネジ部により、ノズル変位機構４０が取り付けられている。
【００２２】
ノズル３０は、円筒状をなし、成形材料Ｓの流路３１が、中心を直線的に貫通して、所定径の断面円形状に形成されている。また、ノズル３０は、外周面に、環状の突出部３３が形成され、突出部３３を挟んで、成形型１０側と逆側が異なる直径に形成されている。ここでは、成形型１０側の先端部３４よりも、逆側のスライド部３５が小径に形成されている。先端部３４は、端面が成形型１０に当接する当接面であり、当接面に流路３１が開口する。ノズル３０は、この流路３１の開口部において、流路３１が部分的に絞られて絞り部３２が形成される。絞り部３２は、流路３１の他の部分よりも小径な小孔部であり、流路３１内に突出した環状に形成されて、流路３１の断面積を部分的に小さくする。また、絞り部３２は、先端に向かって次第に薄くなる形状（先細り状）をなし、流路調節部材５０と対向する面が、傾斜した環状（テーパ状）に形成されている。
【００２３】
ノズル変位機構４０は、ベース２２に連結される連結部材４１と、ノズル３０を変位可能に保持する保持部材４２と、ノズル３０を基準位置に復帰させる復帰手段４３とを有する。連結部材４１は、円筒状をなし、一端部の外周に形成された雄ネジ部が、上記した凹部２３の雌ネジ部にネジ込まれて凹部２３に固定され、ノズル変位機構４０をベース２２に連結する。また、連結部材４１は、内周が射出経路２１よりも大径に形成されている。保持部材４２は、円筒状をなし、連結部材４１の外周に装着されて、ネジ４４により、連結部材４１に互いのフランジ部において固定される。また、保持部材４２は、環状の内周壁４２Ａが先端内周に形成され、内周壁４２Ａと連結部材４１の端面との間に収容部４５を区画して、収容部４５に、ノズル３０の突出部３３を変位可能に収容する。
【００２４】
ノズル３０は、突出部３３と連結部材４１との間に隙間を開けた状態で、突出部３３が内周壁４２Ａに当接して保持部材４２に保持される。ノズル３０は、先端部３４が押されると、保持部材４２内に押し込まれて次第に変位し、先端部３４を押す力が弱くなる（又は、消滅する）と、復帰手段４３により、保持部材４２内から押し出されて、変位前の位置（基準位置）に復帰する。ここでは、復帰手段４３は、皿バネからなり、突出部３３と連結部材４１との間に配置されて、突出部３３に、内周壁４２Ａに押し付ける方向の力を常に作用させる。また、復帰手段４３は、ノズル３０が保持部材４２内に押し込まれると変形し、押し込む力が弱くなると、変形から復元して、ノズル３０を保持部材４２から押し出す。即ち、復帰手段４３は、ノズル３０に基準位置に復帰させる力を作用させる手段であり、ノズル３０に付加される力に応じてノズル３０を変位させる。
【００２５】
ノズル変位機構４０は、ノズル３０が成形型１０に押し付けられたときに、ノズル３０を内部（射出ヘッド２０内）に変位させ、ノズル３０の押し付けの解除に応じて、ノズル３０を外部に向かって変位させる。その際、ノズル変位機構４０は、ノズル３０を、成形材料Ｓの流れる方向に沿って両方向に徐々に変位させ、射出ヘッド２０の先端部にノズル３０を出し入れする。これに伴い、ノズル３０は、スライド部３５と突出部３３が、それぞれ連結部材４１と保持部材４２の内周面をスライドして、成形材料Ｓの流れる方向と平行に変位する。また、ノズル３０が変位すると、流路３１内で、流路調節部材５０が流路３１に沿って相対的に変位する。
【００２６】
流路調節部材５０は、ノズル３０の流路３１の断面積を調節する部材であり、ノズル３０の流路３１内に配置されている。この流路調節部材５０は、所定形状の棒状部材（ここでは、丸棒状部材）からなり、流路３１の内面との間に隙間を開けて、流路３１の中心に配置されている。即ち、流路調節部材５０は、ノズル３０の流路３１内に、成形材料Ｓを流通可能に挿入され、射出する成形材料Ｓを、外面と流路３１の内面との間を通過させる。また、流路調節部材５０は、上記した固定部材５５からノズル３０の流路３１に沿って延び、先端面がノズル３０の絞り部３２に近接して配置される。この流路調節部材５０の先端面は、流路３１の断面積を調節するための調節面５１であり、絞り部３２の傾斜面に合わせて傾斜したテーパ状に形成され、絞り部３２と対向して配置される。
【００２７】
流路調節部材５０は、ノズル３０が上記のように変位すると、絞り部３２が調節面５１に接近及び離間して、調節面５１と絞り部３２のエッジとの間の隙間、及び、それらの間の流路３１の断面積が次第に変化する。また、流路調節部材５０は、調節面５１に絞り部３２が押し付けられると、調節面５１が絞り部３２の孔に嵌まり込み、ノズル３０の開口部を塞いで流路３１を封鎖する。このように、流路調節部材５０は、ノズル３０の流路３１内に配置され、絞り部３２と接近及び離間して、絞り部３２との間の距離（隙間）が変化する。流路調節部材５０は、絞り部３２との間の距離の変化に伴い、絞り部３２との間の流路３１の断面積を変更して、成形材料Ｓが射出される流路３１の断面積を調節する。
【００２８】
なお、流路調節部材５０は、成形材料Ｓがノズル３０の流路３１を円滑に通過できるように、流路３１の直径に応じた所定径（ここでは、６〜１２ｍｍ程度の直径）に形成される。固定部材５５は、凹部２３内で、端部のフランジ５６が、ベース２２と連結部材４１の間に挟み込まれて固定される。また、固定部材５５は、ベース２２から続く射出経路２１と、射出経路２１が分岐した複数の分岐流路５７とを有する。分岐流路５７は、射出経路２１からノズル３０の流路３１に向かって斜めに延び、成形材料Ｓを、射出経路２１から流路３１まで通過させる。
【００２９】
射出成形機１は、上記した移動装置３により射出装置２を移動させて、ノズル変位機構４０によりノズル３０を変位させ、流路３１内で流路調節部材５０を相対的に変位させる。具体的には、射出成形機１は、移動装置３により、射出装置２を下降させてノズル３０を成形型１０に当接させ、さらに射出装置２を下降させてノズル３０を射出ヘッド２０内に変位させる。これにより、射出成形機１は、流路３１内で、流路調節部材５０の調節面５１と絞り部３２とを接近させて、それらの間の流路３１の断面積を小さくする。
【００３０】
また、射出成形機１は、移動装置３により射出装置２を上昇させて、復帰手段４３である複数の皿バネの復元力により、ノズル３０を射出ヘッド２０外に変位させる。これにより、射出成形機１は、流路３１内で、流路調節部材５０の調節面５１と絞り部３２とを離間させて、それらの間の流路３１の断面積を大きくする。成形材料Ｓの射出中においては、ノズル３０は、射出装置２の上昇に伴い、射出される成形材料Ｓの圧力も作用して、成形型１０に当接した状態で、射出ヘッド２０外に円滑に変位する。
【００３１】
このように、本実施形態の射出成形機１は、移動装置３とノズル変位機構４０により、絞り部３２と流路調節部材５０との間の距離（隙間）を変化させて、流路３１の断面積を変更する。従って、移動装置３とノズル変位機構４０は、絞り部３２と流路調節部材５０との間の距離を変化させる距離変化手段、及び、絞り部３２と流路調節部材５０との間の流路３１の断面積を変更する断面積変更手段を構成する。射出成形機１は、この距離変化手段（断面積変更手段）により、絞り部３２と流路調節部材５０との間の距離、及び、流路３１の断面積を調節して、設定された断面積に変更する。その際、距離変化手段が有するノズル変位機構４０が、流路調節部材５０に対して、成形型１０に当接するノズル３０を相対的に変位させて、絞り部３２を流路調節部材５０に接近、離間させる。これにより、ノズル変位機構４０は、流路３１内における流路調節部材５０の相対位置を変更して、絞り部３２と流路３１内の流路調節部材５０との間の距離を変化させる。
【００３２】
次に、射出成形機１により成形品Ｐを成形する手順や、成形品Ｐの製造方法について説明する。以下の手順や動作は、コンピュータ等を備えた制御装置４（図１参照）により制御されて実行される。
射出成形機１は、まず、移動装置３により射出装置２を移動させて、流路３１に絞り部３２が形成されたノズル３０を成形型１０に当接させる（図２参照）。また、ノズル３０を成形型１０の上面に所定の力で押し付けて、絞り部３２と流路調節部材５０（調節面５１）を接触させ、或いは、最小設定距離に配置する。その状態で、射出成形機１は、距離測定手段８により、成形型１０との間の距離を測定し、測定距離を制御装置４が備えるメモリに記憶する。
【００３３】
制御装置４は、メモリに記憶した測定距離を基準距離として、射出装置２の移動、及び、上記した距離変化手段を制御する。本実施形態では、制御装置４は、測定距離を零点として、ノズル３０の相対変位量、及び、絞り部３２と流路調節部材５０との間の距離を算出しつつ、距離変化手段により、絞り部３２と流路調節部材５０との間の距離を変化させる。これにより、制御装置４は、流路３１の断面積を変更して断面積を制御する。射出成形機１は、距離測定手段８により、成形型１０との間の距離を成形材料Ｓの射出前に都度測定し、測定距離に基づいて、制御装置４により上記した各制御を実行させる。これにより、射出成形機１は、動作の変動や温度変化による膨張等が起きても、制御誤差が発生するのを防止して、精度よく流路３１の断面積を制御する。
【００３４】
続いて、射出成形機１は、ノズル３０に設けられた流路３１から、成形材料Ｓを成形型１０内に射出して成形品Ｐを製造する。その際、まず、ノズル３０が成形型１０に当接した状態で、ノズル３０の流路３１内に配置された流路調節部材５０と絞り部３２との間の距離を変化させて、絞り部３２と流路調節部材５０との間の流路３１の断面積を調節する。射出成形機１は、この断面積の調節を、距離測定手段８の測定距離に基づいて精度よく行い、流路３１の断面積を予め設定された断面積に調節する。ここでは、主に、流路３１の内面と流路調節部材５０の外面との間の隙間に比べて、流路調節部材５０の調節面５１と絞り部３２との間の隙間が狭くなるように、流路３１の断面積を設定する。次に、射出成形機１は、ノズル３０の絞り部と流路調節部材５０との間の流路３１を通して、成形材料Ｓを成形型１０内に射出し、キャビティ１４内で成形品Ｐを成形する。また、射出成形機１は、成形品Ｐを成形型１０内で加硫して、成形品Ｐを製造する。
【００３５】
以上説明したように、射出成形機１は、ノズル３０の流路３１内で、絞り部３２と流路調節部材５０の距離を変化させて、それらの間の流路３１の断面積を変更する。そのため、流路３１の断面積の変更に要する手間や時間を削減して、流路３１の断面積を容易に変更できるとともに、流路３１の断面積を簡単かつ精度よく調節できる。これに伴い、流路３１の断面積を随時変更させて、ノズル３０の流路３１を常に最適な断面積にすることができる。また、ノズル３０を交換することなく、成形材料Ｓや成形品Ｐの種類、季節や気温の変化に対応して、流路３１の断面積を適宜設定できるため、ノズル３０の交換に必要な手間や時間を削減できる。更に、流路３１の断面積を調節することで、成形材料Ｓの射出条件を、射出時の状況に応じた条件に簡単かつ正確に変更できる。その結果、流路３１からの射出時に、成形材料Ｓを適切に加熱できるため、成形材料Ｓの温度を精度よく制御して、射出する成形材料Ｓの温度の変動を抑制できる。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、ノズル３０の流路３１の断面積を容易に変更でき、ノズル３０の流路３１から成形型１０内に射出する成形材料Ｓの温度を精度よく制御することができる。また、射出時に、成形材料Ｓの目標温度に対する温度差を低減できるため、成形品Ｐの品質を安定させることもできる。これにより、ゴムからなる成形品Ｐを製造するときでも、過加硫や加硫度不足が生じるのを防止して、加硫度のバラツキを低減できる。同時に、成形品Ｐを予め適切な温度に加熱できるため、加硫時間を従来よりも短縮（例えば、従来の１／４〜１／２）できる。このように、成形品Ｐの製造に要する時間を短縮できるため、成形品Ｐの生産性も向上できる。
【００３７】
この射出成形機１では、絞り部３２をノズル３０の流路３１内に形成したため、絞り部３２で加熱された成形材料Ｓを、温度の変動を抑制しつつ流路３１から射出できる。また、流路３１内において、成形材料Ｓに焼け（ゴム焼け）や詰まりが発生し難くなり、成形材料Ｓを流路３１から所定時間内に確実に射出することもできる。更に、流路３１内で成形材料Ｓの焼けや詰まりが発生したときでも、ネジ４４を外して、保持部材４２とノズル３０を分解し、ノズル３０の流路３１や流路調節部材５０を清掃すればよい。このように、射出装置２や射出ヘッド２０の全体を分解することなく、ノズル３０を容易に分解して流路３１等を清掃できるため、成形材料Ｓの焼けや詰まりを簡便に解消できる。
【００３８】
ここで、ノズル３０の流路３１が単純な断面円形状であるときには、流路３１を通過する成形材料Ｓの温度は、流路３１の内面に接する外側が高くなり、中央部で低くなる。これに対し、本実施形態では、流路調節部材５０がノズル３０の流路３１内に挿入された棒状部材からなるため、流路３１の断面形状がリング状になり、成形材料Ｓが接する面が増加する。そのため、成形材料Ｓは、流路３１を通過する間に内外から加熱されて、内側でも温度が上昇し、内外間での温度差が低減して全体の温度がより均一になる。その際、流路調節部材５０を丸棒状部材にすると、流路調節部材５０の周囲の成形材料Ｓが均等に加熱されて、成形材料Ｓの温度がより均一になる。従って、流路調節部材５０は、丸棒状部材から構成するのがより好ましい。
【００３９】
成形品Ｐを製造するときには、流路３１の断面積を変更せずに、ノズル３０から成形材料Ｓを成形型１０内に射出するようにしてもよい。また、成形材料Ｓを成形型１０内に射出中に、流路３１の断面積を変更するようにしてもよい。断面積を変更するときには、制御手段である制御装置４により距離変化手段を制御して、射出の開始から終了までの１サイクル内において、絞り部３２と流路調節部材５０との間の距離を変化させる。これにより、流路３１の断面積を所定のパターンで変更する。このようにすると、成形材料Ｓの温度を射出中にも制御できるため、成形材料Ｓの温度を、射出の各段階に応じた温度に調節できる。或いは、１回の射出中に成形材料Ｓの温度が変化するときでも、成形材料Ｓの温度を調節して温度変化を抑制できるため、成形材料Ｓの温度を一定範囲内に維持できる。
【００４０】
成形材料Ｓの温度は、射出開始時は低く、射出の初期段階で次第に上昇した後に、射出の中期段階で変化が小さくなり、射出の終期段階で次第に下降する傾向がある。そのため、流路３１の断面積は、例えば、成形材料Ｓの温度変化に対応して、射出開始時には小さくしておき、射出の初期段階で次第に大きくした後に、射出の中期段階で一定に維持し、射出の終期段階で次第に小さくする。これにより、成形材料Ｓの温度は、射出の初期段階と終期段階で温度が上昇し、射出の中期段階で温度が低下する。その結果、成形材料Ｓは、１回の射出中を通して温度変化が小さくなり、一定範囲の温度で射出される。また、成形材料Ｓの射出が終了するときに、流路３１の断面積を僅かに広くすると、最後に射出される成形材料Ｓに焼けが生じ難くなるため、ノズル３０の詰まりが防止される。
【００４１】
次に、射出成形機１の他の実施形態について説明する。ここでは、射出成形機１は、上記した射出ヘッド２０と一部の構成が異なる射出ヘッド２０Ａを備える。
図３は、他の実施形態の射出ヘッド２０Ａを示す断面図である。
射出ヘッド２０Ａは、図示のように、射出経路２１と、ベース２２と、ノズル変位機構４０と、ノズル６０と、流路調節部材７０とを有する。なお、射出ヘッド２０Ａは、ノズル６０と流路調節部材７０以外は、上記した射出ヘッド２０と同様に構成されている。そのため、以下では、ノズル６０と流路調節部材７０について説明し、射出ヘッド２０（図２参照）と同じ番号を付した他の構成の説明は省略する。なお、ノズル６０と流路調節部材７０も、基本的には、既に説明したノズル３０と流路調節部材５０と同様に構成されている。
【００４２】
ノズル６０は、ノズル３０と同様に、流路６１と、流路６１に形成された絞り部６２と、外周面の突出部６３と、先端部６４と、スライド部６５とを有する。ただし、このノズル６０は、流路６１の開口部から離れた途中位置で、流路６１が部分的に絞られて絞り部６２が形成されている。また、絞り部６２は、先端を挟んだ両側の面が、逆方向に傾斜したテーパ状に形成されている。
【００４３】
流路調節部材７０は、ノズル６０の流路６１内に配置された棒状部材からなり、一体に形成された固定部材７５がベース２２の凹部２３に固定されている。固定部材７５は、上記した固定部材５５と同様に構成され、フランジ７６と、分岐流路７７とを有する。また、流路調節部材７０は、ノズル６０の絞り部６２に近接して、他の部分よりも小径な括れ部７２と、括れ部７２に続く先端部７３とを有する。括れ部７２は、絞り部６２よりも小径に形成され、絞り部６２との間に隙間を開けて、絞り部６２を貫通して配置されている。先端部７３は、括れ部７２及び絞り部６２よりも大径な円盤状をなし、ノズル６０の流路６１内で、流路６１の開口部と絞り部６２との間に配置されている。また、先端部７３は、絞り部６２に対向する面が、流路６１の断面積を調節する調節面７１になっている。調節面７１は、絞り部６２の傾斜面に合わせて傾斜したテーパ状に形成され、絞り部６２の下面と対向して配置されている。
【００４４】
流路調節部材７０は、調節面７１がノズル６０の絞り部６２に接触し、調節面７１で絞り部６２を塞いで、流路６１を封鎖する。その状態から、ノズル６０が成形型１０に押し付けられて、射出ヘッド２０内にノズル６０が変位すると、絞り部６２が調節面７１から離れて、それらの間の隙間と流路６１の断面積が大きくなる。また、ノズル６０が射出ヘッド２０外に変位すると、絞り部６２が調節面７１に接近して、それらの間の流路６１の断面積が小さくなる。即ち、この射出ヘッド２０Ａでは、上記した射出ヘッド２０とは逆に、射出装置２が下降すると、流路６１の断面積が大きくなり、射出装置２が上昇すると、流路６１の断面積が小さくなる。
【００４５】
射出成形機１は、距離変化手段により、絞り部６２と流路調節部材７０との間の距離を変化させて、流路６１の断面積を、ノズル６０の変位に応じて変更する。これにより、射出成形機１は、流路６１内の絞り部６２において流路６１の断面積を調節した後、絞り部６２と流路調節部材７０との間の流路６１を通して、成形材料Ｓを成形型１０内に射出する。従って、この射出ヘッド２０Ａでも、上記した各効果が得られる。また、ここでは、ノズル６０が成形型１０に接触する前と成形型１０から離れた後は、流路調節部材７０により流路６１が塞がれる。そのため、成形材料Ｓを計量空間５Ａに充填している間や、成形材料Ｓの射出前後に、ノズル６０から成形材料Ｓが漏れるのを防止できる。
【００４６】
なお、ノズル変位機構４０の復帰手段４３は、例えば、皿バネを収容する空間に、油圧でノズル３０、６０を変位させる機構を設けて、ノズル３０、６０の変位を制御するようにしてもよい。或いは、復帰手段４３は、皿バネ以外に、コイルバネ等の弾性部材を使用して、ノズル３０、６０を復帰させてもよい。また、ノズル３０、６０の絞り部３２、６２と流路調節部材５０、７０を最も接近させたときには、それらが接触していてもよく、それらの間に所定距離の隙間ができていてもよい。
【００４７】
以上説明した射出成形機１は、成形材料Ｓとして、射出時間が比較的長いゴムを射出するゴム用射出成形機に好適であるが、樹脂を射出して樹脂成形品を成形する樹脂用射出成形機にも適用できる。また、射出成形機１は、成形材料Ｓのみからなる成形品Ｐも製造できるが、予めキャビティ１４内に部品を挿入しておくことで、成形材料Ｓと部品からなる成形品Ｐを製造することもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・射出成形機、２・・・射出装置、３・・・移動装置、４・・・制御装置、５・・・シリンダ、５Ａ・・・計量空間、６・・・プランジャ、７・・・押出機、８・・・距離測定手段、１０・・・成形型、１１・・・ランナ部材、１２・・・上型、１３・・・下型、１４・・・キャビティ、１５・・・注入孔、１６・・・通路、２０、２０Ａ・・・射出ヘッド、２１・・・射出経路、２２・・・ベース、２３・・・凹部、３０・・・ノズル、３１・・・流路、３２・・・絞り部、３３・・・突出部、３４・・・先端部、３５・・・スライド部、４０・・・ノズル変位機構、４１・・・連結部材、４２・・・保持部材、４２Ａ・・・内周壁、４３・・・復帰手段、４４・・・ネジ、４５・・・収容部、５０・・・流路調節部材、５１・・・調節面、５５・・・固定部材、５６・・・フランジ、５７・・・分岐流路、６０・・・ノズル、６１・・・流路、６２・・・絞り部、６３・・・突出部、６４・・・先端部、６５・・・スライド部、７０・・・流路調節部材、７１・・・調節面、７２・・・括れ部、７３・・・先端部、７５・・・固定部材、７６・・・フランジ、７７・・・分岐流路、Ｐ・・・成形品、Ｓ・・・成形材料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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