(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットランナブロック内を流通して該ホットランナブロックに連結されるエクステンションノズルから、成形型に形成された孔部を介してキャビティに素材を射出する射出成形装置において、
前記エクステンションノズルは、前記ホットランナブロックに連結される第１のノズルと、該第１のノズルに対して変位自在に接合される第２のノズルとからなり、
前記第２のノズル内には、前記第１のノズルに連通して前記素材を流通させるための第１の通路と、該第１の通路と前記孔部とに連通する第２の通路とが形成され、
前記孔部の直径をｄ１とし、前記第１の通路の直径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係にあることを特徴する射出成形装置。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形装置において、
前記第１のノズル内には前記第１の通路に連通するとともに、該第１の通路に向かうにつれて直径が連続的に大きくなる流通経路が形成されることを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材を射出成形するための射出成形装置に関し、特に、キャビティに素材を射出する際、エクステンションノズルから該素材が漏出することを可及的に阻止できる射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、射出成形装置においては、例えば、溶融樹脂を成形型内に形成されたキャビティに射出することにより射出成形体を得ている。
【０００３】
この場合、溶融樹脂は、ヒータ作用が施されるホットランナブロック内を流通して、成形型に設けられるノズルタッチピース内に形成されたスプールを介して該ホットランナブロックに連結されるエクステンションノズルから該成形型内のキャビティに射出される。その際、ホットランナブロックの温度は、樹脂の溶融状態を保つために、例えば、１７０℃〜２４０℃の範囲内の温度に保持されており、かつ成形型の温度は略常温に保持されている。これにより、キャビティに射出された溶融樹脂はキャビティの形状に沿って成形され、次いで硬化されて射出成形体となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る射出成形装置においては、ホットランナブロックが１７０℃〜２４０℃の範囲内の温度に保持されることにより熱膨張した場合、すなわち、該ホットランナブロックに連結されるエクステンションノズルが熱膨張した場合、該エクステンションノズルがスプールからずれてしまい、該エクステンションノズルから溶融樹脂が漏出してしまうという不具合が生じる可能性がある。成形型の温度は略常温に保持されているためほとんど熱膨張が起こらず、そのため、該成形型に設けられるノズルタッチピース内に形成されたスプールとエクステンションノズルとの当接部にずれが生じてしまうからである。。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ホットランナブロックが熱膨張した場合でも、エクステンションノズルがスプールからずれることを可及的に防止して該エクステンションノズルから素材が漏出することを阻止することが可能な射出成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホットランナブロック内を流通して該ホットランナブロックに連結されるエクステンションノズルから、成形型に形成された孔部を介してキャビティに素材を射出する射出成形装置において、前記エクステンションノズルは、前記ホットランナブロックに連結される第１のノズルと、該第１のノズルに対して変位自在に接合される第２のノズルとからなり、前記第２のノズル内には、前記第１のノズルに連通して前記素材を流通させるための第１の通路と、該第１の通路と前記孔部とに連通する第２の通路とが形成され、前記孔部の直径をｄ１とし、前記第１の通路の直径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係にあることを特徴する。
【０００７】
これにより、ホットランナブロックが熱膨張することによりエクステンションノズルが熱膨張した場合、第２のノズルは第１のノズルに対して変位自在に接合されているため、該第２のノズルは成形型を常に押圧することになる。従って、第２のノズルと成形型との当接部にずれが発生することなく、該第２のノズル内に形成される第２の通路と該成形型に形成される孔部とが常に連通する状態となるため、該第２のノズルと該成形型との当接部から素材が漏出することを可及的に阻止できる。さらに、前記孔部の直径をｄ１とし、前記第１の通路の直径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足するため、素材が該第１の通路から前記第２の通路を介して該孔部に流入する際、該素材が該第１の通路の内壁を押す押圧力により、常時、第２のノズルが成形型を押圧する状態となり、該第２のノズルと該成形型との当接部から素材が漏出することを可及的に阻止可能となる。
【０００８】
上述の構成を有する射出成形装置において、前記第１のノズル内には前記第１の通路に連通するとともに、該第１の通路に向かうにつれて直径が連続的に大きくなる流通経路が形成されると好適である。素材が流通経路を流通する際、該流通経路には、該素材により該流通経路を拡開する方向、すなわち、第１のノズルに接近する方向に押圧力が付与されるため、第１のノズルと第２のノズルとの接合部から素材が漏出することを可及的に阻止できるからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る射出成形装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図１及び図２を参照しながら以下詳細に説明する。なお、この射出成形装置は、その用途が限定されるものではないが、例えば、樹脂製の成形体を射出成形するために用いられると好ましい。
【００１０】
本実施の形態に係る射出成形装置１０は、図１に示すように、成形型１２と、断熱部材１４を介して該成形型１２に隣接配置される射出部１６とを有する。この成形型１２は可動型１８と固定型２０を有し、該可動型１８内にはキャビティ２２が形成される。また、固定型２０を貫通するように環状のノズルタッチピース２４が配設され、該ノズルタッチピース２４内には前記キャビティ２２と連通するスプール２６が形成される。図１から諒解されるように、このスプール２６は、前記キャビティ２２に向かうにつれて拡径した状態で形成される。なお、前記スプール２６を前記ノズルタッチピース２４内に形成するのではなく、前記固定型２０に直接形成してもよい。
【００１１】
射出部１６は、射出ノズル２８から溶融樹脂を射出成形装置１０に導くための導入ノズル３０と、該導入ノズル３０に連結されるホットランナブロック３２と、該ホットランナブロック３２に連結されるエクステンションノズル３４とを有する。このホットランナブロック３２及びエクステンションノズル３４は、樹脂の溶融状態を保つために、例えば、ヒータ（図示せず）によって１７０℃〜２４０℃の範囲内の温度に保持されている。
【００１２】
図１及び図２に示すように、前記エクステンションノズル３４は、前記ホットランナブロック３２に連結する第１のノズル３６と、前記断熱部材１４に形成される環状の開口部３８を介して前記ノズルタッチピース２４の一端面４０に対して摺動自在に当接する第２のノズル４２とからなる。
【００１３】
第１のノズル３６の前記ホットランナブロック３２に連結されていない側には環状突部４４が形成され、該第１のノズル３６内には該ホットランナブロック３２内に形成された溶融樹脂の経路となるホットランナ（図示せず）に連通する流通経路４６が設けられる（図２参照）。この流通経路４６は、前記環状突部４４の先端、換言すれば、図２において左方に向かうにつれて直径が連続的に大きくなるように形成される。
【００１４】
第２のノズル４２は環状の凸部４７を有し、該第２のノズル４２内には一端が略円弧状を有する大径経路４８と、該大径経路４８に連通するとともに、ノズルタッチピース２４内に形成されるスプール２６に連通する小径経路５０が形成される。この大径経路４８内に、前記第１のノズル３６の環状突部４４が挿入接合される。前記第２のノズル４２は、前記環状突部４４の外周面５２を、図２中、矢印Ａ−Ａ’方向に摺動自在となる、すなわち、前記第２のノズル４２は、前記第１のノズル３６に対して、図２中、矢印Ａ−Ａ’方向に摺動自在である。
【００１５】
ここで、本実施の形態においては、スプール２６の入口部５４の直径をｄ１とし、大径経路４８の最大径の直径をｄ２としたとき、第２のノズル４２の凸部４７がノズルタッチピース２４の一端面４０確実に押圧するためにｄ１＜ｄ２の関係を満足するように、該スプール２６及び該大径経路４８が形成されている。例えば、スプール２６、大径経路４８及び小径経路５０に溶融樹脂が流通した際（このときの溶融樹脂圧を９８（ＭＰａ）とする）、凸部４７と一端面４０との当接部にずれが発生しない場合の該一端面４０に対する該凸部４７からの面圧Ｐを１４１ＭＰａとする。このとき、凸部４７の内径（ｄ３）を１３ｍｍとし外径（ｄ４）を２６ｍｍとした場合（図２参照）、一端面４０に付与される該凸部４７からの加圧力Ｆは、Ｆ＝ＰＳ（Ｓは、一端面４０と凸部４７との当接面積）によって求められる。従って、加圧力Ｆ≒５６（ｋＮ）となる。このとき、スプール２６の入口部５４の直径ｄ１を１４ｍｍとし、大径経路４８の最大径の直径ｄ２をＸｍｍとした場合、下記に示す（１）式によってＸが求まる。
【００１６】
【数１】
0004262397.tif 000002
【００１７】
従って、Ｘ≒３０となってｄ２は３０ｍｍとなり、ｄ１＜ｄ２の関係を満足することになる。
【００１８】
本実施の形態に係る射出成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００１９】
先ず、射出ノズル２８から導入ノズル３０に溶融樹脂が導入され、該導入ノズル３０からホットランナブロック３２内に形成されるホットランナ（図示せず）を介してエクステンションノズル３４まで該溶融樹脂を供給させる。前記エクステンションノズル３４まで到達した溶融樹脂は、第１のノズル３６内に形成される流通経路４６、第２のノズル４２内に形成される大径経路４８及び小径経路５０を通過して、固定型２０に貫設されるノズルタッチピース２４内に形成されるスプール２６に流入してキャビティ２２に射出充填される。
【００２０】
ところで、本実施の形態においては、前記溶融樹脂が流通経路４６から大径経路４８に進入する際、該流通通路４６は該大径経路４８に向かうにつれて直径が連続的に大きくなるように形成されているため、該溶融樹脂は環状突部４４を、図２中、矢印Ｂ−Ｂ’方向に押圧しながら流通することになる。これにより、前記環状突部４４が、図２中、矢印Ｂ−Ｂ’方向（半径方向外方）に拡開されることになり、前記第１のノズル３６と前記第２のノズル４２とが確実に挿入接合状態を保持できる。
【００２１】
さらに、第１のノズル３６及び第２のノズル４２は、ヒータ（図示せず）によって、例えば、１７０℃〜２４０℃の範囲内の温度に保持されているため、図２中、矢印Ａ−Ａ’方向に膨張する。この場合、スプール２６の入口部５４の直径ｄ１と、第２のノズル４２の凸部４７の内径ｄ３とは、ｄ１＞ｄ３の関係を満足するように該入口部５４と該凸部４７とが形成されるため、溶融樹脂が小径経路５０からスプール２６に流入する際、該溶融樹脂がノズルタッチピース２４の一端面４０に接することがない。つまり、前記溶融樹脂は、前記一端面４０を押圧することがない。従って、前記溶融樹脂は前記一端面４０から抵抗を受けることなくスムーズに前記小径経路５０からスプール２６に流入可能になるとともに、前記第２のノズル４２は前記第１のノズル３６の環状突部４４の外周面５２を、図２中、矢印Ａ方向に摺動して常に前記ノズルタッチピース２４の一端面４０を押圧することになる。これにより、前記第２のノズル４２の凸部４７は、前記一端面４０に常時当接している状態となり、該第２のノズル４２と前記ノズルタッチピース２４との当接部から溶融樹脂が漏出することを可及的に阻止することができる。
【００２２】
また、ホットランナブロック３２も、第１のノズル３６及び第２のノズル４２と同様に、ヒータ（図示せず）によって、例えば、１７０℃〜２４０℃の範囲内の温度に保持されているため、図１中、矢印Ｃ−Ｃ’方向に膨張する。この場合、前記ホットランナブロック３２の膨張に対応して第１のノズル３６及び第２のノズル４２が、図１中、矢印Ｃ方向、若しくは矢印Ｃ’方向に移動することになる。その際、第２のノズル４２はノズルタッチピース２４の一端面４０に対して摺動自在に当接しているため、該第２のノズル４２と該一端面４０との当接状態は確実に保持される。従って、前記第２のノズル４２と前記ノズルタッチピース２４との当接部から溶融樹脂が漏出することを可及的に阻止することができる。
【００２３】
最終的に、前記キャビティ２２が溶融樹脂で満たされるまで、該溶融樹脂を該キャビティ２２に射出充填する。そして、前記可動型１８及び固定型２０は略常温に保持されているため、キャビティ２２に充填された溶融樹脂は硬化されて射出成形体となる。その後、可動型１８が、移動機構（図示せず）の作用下に固定型２０から離間する方向に移動され、キャビティ２２から射出成形体が取り出される。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホットランナブロックが熱膨張することによりエクステンションノズルが熱膨張した場合、第２のノズルは第１のノズルに対して摺動自在に接合されているため、該第２のノズルはノズルタッチピースを常に押圧することができる。従って、第２のノズルとノズルタッチピースとの当接部がずれることなく当接した状態となり、該第２のノズルに形成される小径経路と該ノズルタッチピースに形成されるスプールとが常に連通する状態となる。これにより、前記第２のノズルと前記ノズルタッチピースとの当接部から溶融樹脂が漏出することを可及的に阻止できる。
【００２５】
また、スプールの直径をｄ１とし、大径経路の直径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足するため、溶融樹脂が大径経路から小径経路を介してスプールに流入する際、該溶融樹脂が該大径経路の内壁を押す押圧力により、常時、第２のノズルがノズルタッチピースを押圧する状態となり、該第２のノズルと該ノズルタッチピースとの当接部から溶融樹脂が漏出することを可及的に阻止可能となる。
【００２６】
さらに、第１のノズルの内部に形成される流通経路は、大径経路に向かうにつれて直径が段階的に大きくなるため、溶融樹脂が該流通経路を流通する際、該流通経路には、該溶融樹脂により該流通経路を拡開する方向、すなわち、第１のノズルに接近する方向に押圧力が付与される。従って、第１のノズルと第２のノズルとの接合部から溶融樹脂が漏出することを可及的に阻止できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る射出成形装置を示す縦断面説明図である。
【図２】図１の射出成形装置におけるエクステンションノズルを示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０射出成形装置                      １２…成形型
２２…キャビティ                      ２４…ノズルタッチピース
２６…スプール                        ３２…ホットランナブロック
３４…エクステンションノズル          ３６…第１のノズル
４２…第２のノズル                    ４６…流通経路
４８…大径経路                        ５０…小径経路
【図１】
0004262397.tif 000003
【図２】
0004262397.tif 000004