(57)【要約】【課題】本発明は、射出した成形材料と接触する部分の構造を改良し、中空部分の壁面の均一化及び成形サイクルの短縮化を実現できる中空品の成形用射出ノズルを提供するものである。【解決手段】本発明の成形用射出ノズル１は、ノズル本体２の一端に設けた金属製のインジェクターノズル部４を構成する筒状の吐出端部４ａと、ノズル本体２内に進退可能に配置したインジェクターピストン６の前進駆動により吐出端部４ａに挿入されるノズル端部７ａと、ノズル端部７ａをインジェクターピストン６の後退駆動により吐出端部４ａから退避させた状態で、吐出端部４ａ内を経てその突出端から前記キャビティ４２内に吐出されている成形材料４３内に高圧ガス、高圧水を圧送する高圧ガス流通孔１３、高圧水流通孔１５と、ノズル端部７ａの成形材料４３と接触する先端部分に装着した低熱伝導率チップ２０とを有する構成としたものである。【選択図】図１
2012020426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、
前記インジェクターノズル部の突出端領域の成形材料と接触する部分に低熱伝導率チップを装着したことを特徴とする中空品の成形用射出ノズル。
【請求項２】
金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、
ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、
ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、
前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に射出された成形材料内に高圧流体を圧送する高圧流体圧送経路と、
前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した低熱伝導率チップと、
を有することを特徴とする中空品の成形用射出ノズル。
【請求項３】
金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、
ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、
ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、
前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧ガス、高圧水を圧送する２系統構造の高圧流体圧送経路と、
前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した樹脂材、木材又はゴムから選ばれる材料により形成した低熱伝導率チップと、
を有することを特徴とする中空品の成形用射出ノズル。
【請求項４】
金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧ガス、高圧水からなる高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、
ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、
ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、
前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧ガスを圧送する高圧ガス圧送経路、及び、前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧水を圧送する高圧水圧送経路と、
前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した樹脂材、木材又はゴムから選ばれる材料により形成した低熱伝導率チップと、
を有することを特徴とする中空品の成形用射出ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型内に成形樹脂材料、ガス等と高圧流体を射出して中空品を成形するための成形用射出ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製の管体等のような中空品の成形手段としては、押し出し成形、引き抜き成形、ガス吹き込み成形、水射出成形等、種々の手段が知られている。
【０００３】
上記従来における中空品の成形手段のうち、水射出成形による成形手段について考察すると、例えば成形金型を使用し、成形金型のキャビティ内に成形材料を充填し、更に、充填された成形材料内に高圧のガスと高圧の水を注入して中空部分を形成して中空品を得るために好適な成形用射出ノズルが見当たらないのが現状である。
【０００４】
従来のこの種の成形用射出ノズルの場合、成形金型のキャビティ内に充填された成形材料内に高圧のガスと高圧の水を注入して中空部分を形成して中空品を成形する場合、ノズル先端部は金属でできており、射出された成形材料の一部がノズル先端部を覆うため、その成形材料が直ぐに冷却され、ノズル先端部を覆って固化してしまうため、中空品を成形するためのガスと水を射出することが困難になる場合があった。
【０００５】
すなわち、従来の中空品の成形用射出ノズルの場合、ノズル先端部に覆い被さった成形材料のため、ガス又は水がキャビティ外に漏れたり、キャビティ壁面の粗度が均一とならず粗面となったりして、高品質の中空品を成形することが難しいという問題を包含していた。
【０００６】
添付する特許文献１には、金型のノズル受け部からキャビティに至る通路内の樹脂材料をヒーターによって溶融状態に保つとともにキャビティに連絡するゲートに近接したホットチップに、その先端からゲートを通してキャビティの溶融樹脂内に不活性ガスを圧入するガス吹出部を設けて、金型内で中空品を成形するように構成した射出成形装置が提案されている。
【０００７】
この特許文献１の場合には、インジェクションノズルの他に、前記通路内にヒーターを組み込んだホットチップを配置する構造であることから、インジェクションノズル自体に溶融樹脂の固化抑制対策を講じたものではなく、射出成形装置全体として構造の複雑化を招いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１５５５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする問題点は、ノズルにおける射出した成形材料と接触する部分の構造に改良を施し、成形材料を充填した後、その固化を抑制しつつガスと水とを中空品の中空部分形成に関与させて、中空部分の壁面の均一化及び成形サイクルの短縮化を実現できる簡略構成の中空品の成形用射出ノズルが存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、前記インジェクターノズル部の突出端領域の成形材料と接触する部分に低熱伝導率チップを装着したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する際に、インジェクターノズル部の突出端領域の成形材料と接触する部分に低熱伝導率チップを装着した構造としているので、インジェクターノズル部の突出端と接触する射出した成形材料の冷却固化が低熱伝導率チップにより抑制され、これにより、成形材料内に高圧流体を支障なく圧送して成形材料を内部を的確に膨らませることができ、成形した中空品における中空部分の壁面の均一化と、成形サイクルの短縮化を図ることができる中空品の成形用射出ノズルを実現し提供することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧流体を圧送する高圧流体圧送経路と、前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した低熱伝導率チップと、を有する構成の基に、請求項１記載の発明と同様、射出されている成形材料の冷却固化が低熱伝導率チップにより抑制され、これにより、成形材料内に高圧流体を支障なく圧送して成形材料を内部を的確に膨らませることができ、成形した中空品における中空部分の壁面の均一化と、成形サイクルの短縮化を図ることができる中空品の成形用射出ノズルを実現し提供することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧ガス、高圧水を圧送する２系統構造の高圧流体圧送経路と、前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した樹脂材、木材又はゴムから選ばれる材料により形成した低熱伝導率チップと、を有する構成の基に、請求項２記載の発明と同様、射出されている成形材料の冷却固化が低熱伝導率チップにより抑制され、これにより、成形材料内に高圧ガス、高圧水からなる高圧流体を支障なく圧送して成形材料を内部を的確に膨らませることができ、成形した中空品における中空部分の壁面の均一化と、成形サイクルの短縮化を図ることができる中空品の成形用射出ノズルを実現し提供することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧ガス、高圧水からなる高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧ガスを圧送する高圧ガス圧送経路、及び、前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧水を圧送する高圧水圧送経路と、前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した樹脂材、木材又はゴムから選ばれる材料により形成した低熱伝導率チップと、を有する構成の基に、請求項３記載の発明と同様、射出されている成形材料の冷却固化が低熱伝導率チップにより抑制され、これにより、成形材料内に高圧ガス、高圧水からなる高圧流体を支障なく圧送して成形材料を内部を的確に膨らませることができ、成形した中空品における中空部分の壁面の均一化と、成形サイクルの短縮化を図ることができる中空品の成形用射出ノズルを実現し提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施例に係る中空品の成形用射出ノズルの全体構造を透視図的に示す概略構成図である。
【図２】図２は本実施例に係る中空品の成形用射出ノズルにおいてピストン駆動されるノズル端部を吐出端部側に移動した状態の構造を透視図的に示す概略構成図である。
【図３】図３は本実施例に係る中空品の成形用射出ノズルにおいてピストン駆動されるノズル端部を吐出端部側に移動し成形材料内に入れた状態の構造を透視図的に示す概略構成図である。
【図４】図４は本実施例に係る中空品の成形用射出ノズルにおいてピストン駆動されるノズル端部を吐出端部側から後退させた状態の構造を透視図的に示す概略構成図である。
【図５】図５は本実施例に係る中空品の成形用射出ノズルにおいて、ピストン駆動されるノズル端部を吐出端部側から後退させ、高圧ガス、高圧水を成形材料に圧送した状態の構造を透視図的に示す概略構成図である。
【図６】図６は本実施例に係る中空品の成形用射出ノズルにおいて、ノズル端部に装着した低熱伝導率チップによって成形材料が固化しない状態を示す説明図である。
【図７】図７は低熱伝導率チップをノズル端部に装着しない場合の成形材料の固化状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、金型のキャビティ内に射出された成形材料内に対して、前記金型に装着する金属製のインジェクターノズル部の突出端から高圧流体を圧送し、内部が中空の中空品を成形する中空品の成形用射出ノズルであって、ノズル本体の一端に設けたインジェクターノズル部を構成する筒状の吐出端部と、ノズル本体内に進退可能に配置したピストンの前進駆動により前記吐出端部に挿入される金属製のノズル端部と、前記ノズル端部をピストンの後退駆動により前記吐出端部から退避させた状態で、前記吐出端部内を経てその突出端から前記キャビティ内に吐出された成形材料内に高圧ガス、高圧水を圧送する２系統構造の高圧流体圧送経路と、前記ノズル端部の成形材料と接触する先端部分に装着した樹脂材、木材又はゴムから選ばれる材料により形成した低熱伝導率チップと、を有する構成により実現した。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例に係る中空品の成形用射出ノズルについて図１乃至図７を参照して詳細に説明する。
本実施例に係る中空品５１の成形用射出ノズル１は、図１に示すように、全体として例えば略円筒状のノズル本体２を有している。
【００１８】
前記ノズル本体２は、例えば円筒状のロッドカバー体３と、このロッドカバー体３の他端側に取り付けたヘッドカバー体２１と、を具備し、また、ロッドカバー体３の一端側には、高圧ガス又は高圧水を射出するインジェクターノズル部４を配置している。
【００１９】
前記ロッドカバー体３は、その他端側に位置する中空で、内装するインジェクターピストン６を図１に示す矢印ａ，ｂ方向に往復移動可能に収容するシリンダー部５と、一端側からシリンダー部５に連通するように、かつ、ロッドカバー体３の長さ方向中心部を貫くように設けられ、前記インジェクターピストン６と一体のインジェクターピストンロッド７を挿通するロッド孔５ａと、を有している。
【００２０】
前記インジェクターノズル部４は、図１に概略的に示す中空品成形金型４１のキャビティ４２に向けて高圧ガス又は高圧水を射出する円筒状の吐出端部４ａを、前記ロッドカバー体３の一端側の端面から外方に向けて突出させている。
また、前記インジェクターノズル部４は、前記ロッドカバー体３の一端側から内方に向けて、前記インジェクターピストンロッド７に設けたテーパー形状の弁座７ｂと当接させる前記弁座７ｂ側を拡開させた凹面状の受面４ｂを備えている。
【００２１】
更に、前記インジェクターノズル部４の吐出端部４ａ内には、前記インジェクターピストンロッド７と一体で、かつ、インジェクターピストンロッド７自体よりも小径の外径を有するノズル端部７ａが挿脱するように構成している。
【００２２】
上述したように、インジェクターピストンロッド７自体の一端側において、前記ノズル端部７ａの基端となる位置に前記弁座７ｂを形成し、この弁座７ｂを図２に示すように前記受面４ｂに当接させることで、前記弁座７ｂよりも先方の吐出端部４ａ内にノズル端部７ａを封止するように構成している。
【００２３】
前記ヘッドカバー体２１は、ロッドカバー体３の他端を閉塞するとともに、その外周部から内方を経て前記インジェクターピストン６のロッドカバー体３側のピストン面に予め設定した圧力を付与するための流体（液体又は気体）を注入させるためのＡポート２２を具備し、このＡポート２２に流体供給源３１（油圧ポンプ、エアーコンプレッサー等）に連なる供給ホースを接続するように構成している。
【００２４】
前記ロッドカバー体３は、その外周部から内方を経て前記インジェクターピストン６のインジェクターピストンロッド７側のピストン面に予め設定した圧力を付与するための流体（液体又は気体）を注入するためのＢポート１１を具備し、このＢポート１１に前記流体供給源３１に連なる供給ホースを接続するように構成している。
【００２５】
更に、前記ロッドカバー体３は、その外周部にＣポート１２、Ｄポート１４を具備している。
【００２６】
前記Ｃポート１２は、高圧ガス供給源３２にガスパイプを経て接続され、前記ロッドカバー体３内に設けたガス流通孔１３を経て前記ノズル端部７ａの回りを経て吐出端部４ａ内に予め設定した圧力の高圧ガス（例えば不活性ガス）を供給するように構成している。
【００２７】
また、前記Ｄポート１４は、高圧水供給源３３に水ホースを経て接続され、前記ロッドカバー体３内に設けた水流通孔１５を経て前記ノズル端部７ａの回りを経て吐出端部４ａ内に予め設定した圧力の高圧水を供給するように構成している。
また、前記成形材料４３の中空部内のガス、高圧水は、吐出端部４ａよりノズル端部７ａの回りを経て水流通孔１５を通過させ、さらに前記Ｄポート１４より排出し、図示しないタンクへ回収するように構成している。
【００２８】
前記ノズル端部７ａの突出端には、例えば円環状でノズル端部７ａの孔を塞がない形状の低熱伝導率チップ２０を装着している。
【００２９】
前記低熱伝導率チップ２０の材質としては、例えば、樹脂材、木材、ゴム等を挙ることができる。
【００３０】
次に、本実施例に係る成形用射出ノズル１による中空品５１の成形動作について、図３乃至図６をも参照して詳述する。
【００３１】
本実施例に係る成形用射出ノズル１において、まず、図１、図２に示すように、前記流体供給源３１からＡポート２２を経てシリンダー部５に駆動用の流体を圧送し、前記インジェクターピストン６及びインジェクターピストンロッド７を矢印ａ方向に前進させ、前記吐出端部４ａ内に前記ノズル端部７ａを進入させ、前記低熱伝導率チップ２０を吐出端部４ａの端面から先方に突出させるとともに、前記弁座７ｂを前記吐出端部４ａの裏側の受面４ｂに当接させる。この状態を図２に示している。
【００３２】
また、前記ノズル端部７ａを中空品成形金型４１のキャビティ４２内の予め射出されている成形材料４３内に臨ませる。この状態を図３に概略的に示している。
【００３３】
次に、上述した場合と異なり、前記流体供給源３１から前記Ｂポート２２を経てシリンダー部５に駆動用の流体を圧送して、前記インジェクターピストン６及びインジェクターピストンロッド７を矢印ｂ方向に後退させて、前記ノズル端部７ａを前記吐出端部４ａの裏側の受面４ｂよりも後方に退避させる。すなわち、前記吐出端部４ａ内は空洞状態となる。この状態を図４に概略的に示している。
【００３４】
次に、ノズル端部７ａが図４に示す位置になった後、直ちに、前記高圧ガス供給源３２からＣポート１２、ガス流通孔１３、前記吐出端部４ａ内を経てキャビティ４２内の成形材料４３内部に高圧ガスを、また、前記高圧水供給源３３からＤポート１４、水流通孔１５、前記吐出端部４ａ内を経てキャビティ４２内の成形材料４３内部に高圧水を、各々圧送し、キャビティ４２内の成形材料４３を恰も風船のように内部から膨らませるようにして中空品成形工程を実施する。この状態を図５に概略的に示している。
そして、中空品成形工程を実施、保圧、冷却工程が終了後、成形材料４３の中空部内のガス、高圧水を吐出端部４ａよりノズル端部７ａの回りを経て水流通孔１５を通過させ、前記Ｄポート１４より排出し、図示しないタンクへ回収する。
【００３５】
この後、ノズル本体２を中空品成形金型４１から外し、キャビティ４２内の成形品の冷却工程を実施した後、中空品成形金型４１から成形品を取り出すことによって、図５に示すような内部に中空部分を有する中空品５１を得るものである。
【００３６】
上述した図３に示すようなノズル端部７ａを、中空品成形金型４１のキャビティ４２内
成形材料４３内に臨ませた段階について、更に詳述する。
【００３７】
図６にも示すように、前記ノズル端部７ａに装着した前記低熱伝導率チップ２０が、吐出端部４ａの端面から先方に突出しているので、前記低熱伝導率チップ２０の低い熱伝導率による作用で前記ノズル端部７ａの突出端部分と接触する射出した成形材料４３の冷却固化が抑制され固まりにくくなって、これにより、次工程の高圧ガス、高圧水の注入工程を支障なく実行でき、この結果、成形した中空品５１における中空部分の壁面の均一化と、成形サイクルの短縮化を図ることが可能となるものである。
【００３８】
これに対して、前記ノズル端部７ａに前記低熱伝導率チップ２０を装着しない構造とした場合、金属製のノズル端部７ａから中空品成形金型４１のキャビティ４２内に成形材料４３を射出した直後から成形材料４３の冷却固化が進行して、図７に比較例として示すように、ノズル端部７ａの突出端領域に恰も「竹の節」のようなスキン層部４３ａ（成形材料の冷却固化が進み溶融樹脂の粘度が高くなった部分）が生成されてしまい、次工程の高圧ガス、高圧水の注入工程に支障が生じ、結果的に成形品の品質劣化の要因となってしまう。
【００３９】
上述したように、本実施例に係る中空品５１の成形用射出ノズル１によれば、前記ノズル端部７ａに低熱伝導率チップ２０を装着するという極めて簡略な要素付加によって、接触する成形材料４３が固化しにくくなり、スキン層部４３ａの生成を防止でき、高圧ガス、高圧水の成形材料４３内への注入が容易となって、成形した中空品５１における中空部分の壁面の均一化による品質向上と、単一の成形用射出ノズル１のみを用いることによる成形サイクルの短縮化を実現することができる。
【００４０】
なお、上述した場合の他、前記ノズル端部７ａ内に電熱ヒーターを埋込み、成形材料の固化防止、固化抑制を図る構成とすることも勿論可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る成形用射出ノズルは、インジェクションノズル型で、樹脂材からなる丸管材、角管材、箱形材、建具材等、中空部分を有する各種の中空品又はそれに近似した部材等の成形を行う成形金型と組み合わせる成形用射出ノズルとして広範に適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１    成形用射出ノズル
２    ノズル本体
３    ロッドカバー体
４    インジェクターノズル部
４ａ  吐出端部
４ｂ  受面
５    インジェクターシリンダー部
５ａ  ロッド孔
６    インジェクターピストン
７    インジェクターピストンロッド
７ａ  ノズル端部
７ｂ  弁座
１１    Ｂポート
１２    Ｃポート
１３    高圧ガス流通孔
１４    Ｄポート
１５    高圧水流通孔
２０    低熱伝導率チップ
２１    ヘッドカバー体
２２    Ａポート
３１    流体供給源
３２    高圧ガス供給源
３３    高圧水供給源
４１    中空品成形金型
４２    キャビティ
４３    成形材料
４３ａ  スキン層部
５１    中空品
【図１】
2012020426.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012020426.tif 000005
【図４】
2012020426.tif 000006
【図５】
2012020426.tif 000007
【図６】
2012020426.tif 000008
【図７】
2012020426.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月11日(2010.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012020426.tif 000010
【図２】
2012020426.tif 000011
【図３】
2012020426.tif 000012
【図４】
2012020426.tif 000013
【図５】
2012020426.tif 000014
【図６】
2012020426.tif 000015
【図７】
2012020426.tif 000016