(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に取り付けられた中空状のスリーブ内にニードルが嵌挿されて該ニードルと上記スリーブとの間に断面環状の加圧ガス通路が形成され、成形時、該加圧ガス通路を経て上記金型のキャビティ内の溶融樹脂中に加圧ガスを圧入する一方、成形後、上記キャビティ内から加圧ガスを上記加圧ガス通路を経て排出するガスノズルであって、
上記スリーブは、加圧ガス導入管が接続されたアダプターに接続され、
上記ニードルは、ニードル本体と、該ニードル本体の基端に一体に設けられニードル本体の直径よりも径方向に大きく張り出した大径頭部とからなり、上記ニードル本体は上記スリーブ内に軸方向に進退自在に嵌挿されているとともに、上記大径頭部は上記アダプター内に進退自在に収容され、
加圧ガス圧入時、上記加圧ガス導入管からアダプター内に導入された加圧ガスが上記大径頭部に作用することで上記ニードルを上記キャビティに向かって前進させ、この前進状態で大径頭部がアダプター内のスリーブ側対向面に当接して相対向する両者のいずれか一方に形成された溝により加圧ガス通路とアダプター内とが連通する一方、加圧ガス圧入停止時、キャビティ内の加圧ガスの圧力により上記ニードルを後退させ、この後退状態で大径頭部がアダプター内の加圧ガス導入管側対向面に当接して相対向する両者のいずれか一方に形成された溝により加圧ガス通路と加圧ガス導入管とが連通するように構成されていることを特徴とするガスノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内部に中空部を有する中空樹脂成形品をガスインジェクション成形する際に用いられるガスノズルの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
中空樹脂成形品をガスインジェクション成形する場合、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出した後、該溶融樹脂中にガスノズルから加圧ガスを圧入することが行われる。
【０００３】
一般に、このような中空部形成用のガスノズルの基本構成は、例えば特開平８−２０７０８２号公報に開示されているように、金型に取り付けられた中空状のスリーブ内にニードルが嵌挿されて該ニードルと上記スリーブとの間に断面環状の加圧ガス通路が形成され、該加圧ガス通路を経て上記金型のキャビティ内の溶融樹脂中に加圧ガスを圧入するようになっている。
【０００４】
上述の如き基本構成のガスノズルの改良タイプとして、特開平５−１７７６６７号公報に開示されているように、ニードルをスリーブ内に進退自在に嵌挿し、加圧ガス圧入時、上記ニードルを前進させて加圧ガス通路のキャビティ側開口を狭め、溶融樹脂がスリーブ内に侵入しないようにする一方、加圧ガス圧入停止時、上記ニードルを後退させて加圧ガス通路のキャビティ側開口を広げ、中空樹脂成形品の中空部から圧入ガスを速やかに排出するようにしたガスノズルも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、中空樹脂成形品のガスインジェクション成形を繰り返して行う過程では、ニードルとスリーブとの間の加圧ガス通路に溶融樹脂中の揮発成分が侵入してネバネバとしたタール状の半固化状態となることがあり、このタール状の半固化状物が上記加圧ガス通路に詰まると、加圧ガスの圧入や排出に支障を来すことになる。
【０００６】
この対策に対しては、上記の後者の公報例のように、ニードルをスリーブ内に進退自在に嵌挿すれば、スリーブ内に侵入した揮発成分がニードルの進退動作により動かされてタール状の半固化状態となる余裕を与えないようにすることができる。しかし、この公報例では、ニードルを油圧シリンダのピストンロッドに連結して油圧シリンダの伸縮作動によりニードルを進退させているため、駆動源である油圧シリンダが必要な分だけ構造が複雑になるとともに製作コストが嵩む。
【０００７】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加圧ガスの圧入及び排出を安定して行い得るガスノズルを簡単な構造で安価に提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、ニードルを加圧ガスの圧入及び排出時のガス圧により自動的に進退させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
具体的には、この発明は、金型に取り付けられた中空状のスリーブ内にニードルが嵌挿されて該ニードルと上記スリーブとの間に断面環状の加圧ガス通路が形成され、成形時、該加圧ガス通路を経て上記金型のキャビティ内の溶融樹脂中に加圧ガスを圧入する一方、成形後、上記キャビティ内から加圧ガスを上記加圧ガス通路を経て排出するガスノズルを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記スリーブは、加圧ガス導入管が接続されたアダプターに接続され、上記ニードルは、ニードル本体と、該ニードル本体の基端に一体に設けられニードル本体の直径よりも径方向に大きく張り出した大径頭部とからなり、上記ニードル本体は上記スリーブ内に軸方向に進退自在に嵌挿されているとともに、上記大径頭部は上記アダプター内に進退自在に収容され、加圧ガス圧入時、上記加圧ガス導入管からアダプター内に導入された加圧ガスが上記大径頭部に作用することで上記ニードルを上記キャビティに向かって前進させ、この前進状態で大径頭部がアダプター内のスリーブ側対向面に当接して相対向する両者のいずれか一方に形成された溝により加圧ガス通路とアダプター内とが連通する一方、加圧ガス圧入停止時、キャビティ内の加圧ガスの圧力により上記ニードルを後退させ、この後退状態で大径頭部がアダプター内の加圧ガス導入管側対向面に当接して相対向する両者のいずれか一方に形成された溝により加圧ガス通路と加圧ガス導入管とが連通するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、加圧ガスが加圧ガス導入管からアダプター及び加圧ガス通路を経て金型のキャビティ内の溶融樹脂中に圧入されて該溶融樹脂中に中空部が形成され、この溶融樹脂が冷却固化することで内部に所定の中空部を有する中空樹脂成形品が成形される。この加圧ガス圧入時、上記加圧ガス導入管からアダプター内に導入された加圧ガスが上記ニードルの大径頭部に作用してその時のガス圧でニードルが押し出されてスリーブ内をキャビティ側に向かって前進する。
【００１２】
所定の中空部を有する中空樹脂成形品が成形されて加圧ガスの圧入が停止すると、上記ニードルの大径頭部に対するガス圧がなくなって上記アダプター内が大気圧になり、今度は、上記キャビティ（中空樹脂成形品）内の加圧ガスが上記とは逆に加圧ガス通路、アダプター及び加圧ガス導入管を経て大気中に排出される。この加圧ガス圧入停止時、上記キャビティ（中空樹脂成形品）内の加圧ガスが上記ニードル全体に作用してその時のガス圧でニードルが押し戻されてスリーブ内をアダプター側に向かって後退する。
【００１３】
このように、ニードルが加圧ガス圧入時及び加圧ガス圧入停止時のガス圧により自動的に進退することから、別途にニードル駆動手段がいらず、ガスノズルの構造が簡単でその製作費が安価になる。
【００１４】
しかも、中空樹脂成形品のガスインジェクション成形を繰り返して行う過程では、ニードルとスリーブとの間の加圧ガス通路に溶融樹脂中の揮発成分が侵入しても、このスリーブ内に侵入した揮発成分はニードルの進退動作により動かされてタール状の半固化状態となる余裕が与えられず、タール状の半固化状物が加圧ガス通路に詰まる事態が回避されて加圧ガスの圧入や排出が支障なく安定して行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
図４は中空樹脂成形品をガスインジェクション成形する成形装置Ｍを示す。この成形装置Ｍは、固定型１と可動型３とからなる金型５を備え、上記固定型１と可動型３とを型閉じした状態で、両者間にキャビティ７が形成されるようになっている。
【００１７】
上記可動型３の背面には、射出成形機の射出ノズル９が接続され、この射出ノズル９の内部にはニードル弁１１が進退可能に配置されている。また、この射出ノズル９は樹脂供給路１３を介して上記キャビティ７の一端側（図４で右端側）に連通され、上記射出ノズル９から溶融樹脂Ｒをキャビティ７内に樹脂供給路１３を介して射出するようになっている。上記樹脂供給路１３は、射出ノズル９側のスプル１３ａ、キャビティ７側のゲート１３ｂ及び上記スプル１３ａとゲート１３ｂとに連通するランナー１３ｃとからなり、上記スプル１３ａが射出ノズル９のニードル弁１１の進退動作により開閉するようになっている。
【００１８】
一方、上記固定型１には、この発明の実施の形態に係るガスノズルＮが上記キャビティ７の他端側（図４で左端側）に対応するように挿着されている。つまり、上記射出ノズル９とガスノズルＮとは、金型５のキャビティ７に対して互いに１８０°反対側に位置するように距離を大きく離して配置され、キャビティ７内に射出された溶融樹脂Ｒ中に上記ガスノズルＮによりキャビティ７内で一足早く凝固する充填末端側から加圧ガスを注入するようになっている。これにより、加圧ガスを溶融樹脂Ｒ中に満遍なく行き渡らせて中空部ｒ１を形成することができ、肉厚が隅々まで均一に設定された中空樹脂成形品を得ることができる。
【００１９】
図１に示すように、上記ガスノズルＮは中空円筒状のスリーブ１５を備え、このスリーブ１５は、先端側のほぼ半分が上記固定型１の貫通孔１ａに挿入されて取り付けられたスリーブ本体１７と、該スリーブ本体１７に一体に形成されその外径よりも径方向に大きく張り出したフランジ部１９とからなり、上記スリーブ本体１７及びフランジ部１９には軸方向に貫通する貫通孔１５ａが形成されているとともに、上記スリーブ本体１７の基端には雄ねじ部１７ａが形成されている。
【００２０】
また、上記スリーブ本体１７の基端は、円筒形のアダプター２１に接続されている。このアダプター２１は、有底の第１筒体２３と底のない第２筒体２５とを第１接続部材２７で接続して構成されている。具体的には、上記第１接続部材２７に形成された一方の雄ねじ部２７ａを上記第１筒体２３の開放端内周に形成された雌ねじ部２３ａに螺合させるとともに、上記第１接続部材２７に形成された他方の雄ねじ部２７ｂを上記第２筒体２５の一方の開放端内周に形成された雌ねじ部２５ａに螺合させることにより、これら三者が一体となってアダプター２１が構成されている。また、上記第１筒体２３の底面２３ｂには雌ねじ部２３ｃが形成され、上記スリーブ本体１７の雄ねじ部１７ａを上記第１筒体２３の雌ねじ部２３ｃに螺合させることで上記フランジ部１９を第１筒体２３の底面２３ｂに当接させ、これにより、スリーブ１５がアダプター２１に接続されている。
【００２１】
上記第１接続部材２７には、その軸方向に貫通する貫通孔２７ｃが形成され、該貫通孔２７ｃの一方端側には雌ねじ部２７ｄが形成され、この雌ねじ部２７ｄに第２接続部材２９の雄ねじ部２９ａを螺合させることで該第２接続部材２９が上記第１接続部材２７に接続されている。この第２接続部材２９にもその軸方向に貫通する貫通孔２９ｂが形成されているとともに、該貫通孔２９ｂに加圧ガス導入管３１が接続され、これにより、上記スリーブ１５が加圧ガス導入管３１を介して図外の加圧ガス供給源に接続されている。
【００２２】
上記スリーブ１５の貫通孔１５ａ内には、断面円形の細長いニードル３３が移動自在に嵌挿されている。具体的には、このニードル３３は、先端部が金型５のキャビティ７に突出するように上記貫通孔１５ａに嵌挿されたニードル本体３５と、該ニードル本体３５の基端に一体に形成されニードル本体３５の外径よりも径方向に大きく張り出した大径頭部３７とからなり、該大径頭部３７は上記スリーブ１５のフランジ部１９と第１接続部材２７の凹部２７ｅとの間の空間３９に配置されている。この空間３９の外周りにはＯリング４１が介装され、このＯリング４１により大径頭部３７周りのシールを確保している。これにより、上記ニードル本体３５が上記スリーブ１５のスリーブ本体１７内に軸方向に進退自在に嵌挿されているとともに、上記大径頭部３７が上記アダプター２１内の空間３９に進退自在に収容されている。なお、上記ニードル本体３５の先端部分をキャビティ７に突出させているのは、ニードル本体３５に沿って圧入される加圧ガスをその先端部分でキャビティ７内の溶融樹脂Ｒ中に導き、これにより、加圧ガスを溶融樹脂Ｒ中に安定して供給するためである。
【００２３】
上記ニードル本体３５とスリーブ本体１７との間には、断面円環状の加圧ガス通路４３が形成されている。この加圧ガス通路４３は、図３（ａ）に示すように先端部分が狭くなっているとともに、図３（ｂ）に示すように先端部分を除くその他の部分が基端側にかけてニードル本体３５の軸方向に切り欠かれた切欠部３５ａによって広くなっている。この広い加圧ガス通路３９部分があることで、スリーブ本体１７内に侵入した溶融樹脂Ｒ中の揮発成分をタール状の半固化状態になり難くしている。
【００２４】
上記ニードル３３の大径頭部３７のニードル本体３５側の面には、図３（ｃ）に示すように、ニードル本体３５基端から十文字状に放射状に延びる溝３７ａが形成されているとともに、その反対側の面にも、図３（ｄ）に示すように、同様の十文字状の溝３７ｂが形成されている。これにより、金型５のキャビティ７がスリーブ１５内の加圧ガス通路４３、アダプター２１内の空間３９、第１接続部材２７の貫通孔２７ｃ、第２接続部材２９の貫通孔２９ｂ及び加圧ガス導入管３１を介して図外の加圧ガス供給源に接続され、これら加圧ガス導入管３１、第２接続部材２９の貫通孔２９ｂ、第１接続部材２７の貫通孔２７ｃ、アダプター２１内の空間３９及びスリーブ１５内の加圧ガス通路４３を経て上記金型５のキャビティ７内の溶融樹脂Ｒ中に加圧ガスを圧入するようになっている。
【００２５】
そして、上記ニードル３３は、加圧ガス圧入時、上記加圧ガス導入管３１からアダプター２１内に導入された加圧ガスが上記大径頭部３７に作用することで上記キャビティ７に向かって前進する一方、加圧ガス圧入停止時、上記キャビティ７内の加圧ガスの圧力により後退するように構成されている。図１及び図２仮想線はニードル３３の前進状態を示し、この前進状態で大径頭部３７がスリーブ１５のフランジ部１９に当接しているが、大径頭部３７の溝３７ａにより加圧ガス通路４３とアダプター２１内の空間３９とが連通しており、これにより、加圧ガス導入管３１とキャビティ７とを開通させて加圧ガスのキャビティ７内の溶融樹脂Ｒに対する圧入を可能にしている。一方、図２実線はニードル３３の後退状態を示し、この後退状態で大径頭部３７が第１接続部材２７の凹部２７ｅ底面に当接しているが、大径頭部３７の溝３７ｂにより第１接続部材２７の貫通孔２７ｃと空間３９とが連通しており、これにより、加圧ガス導入管３１とキャビティ７とを開通させて加圧ガスのキャビティ７（中空樹脂成形品）からの排出を可能にしている。
【００２６】
したがって、この実施の形態では、金型５のキャビティ７内に溶融樹脂Ｒを射出した後、加圧ガスを加圧ガス導入管３１からアダプター２１及び加圧ガス通路４３を経て上記溶融樹脂Ｒ中に圧入すると、上記加圧ガス導入管３１からアダプター２１内に導入された加圧ガスが上記ニードル３３の大径頭部３７に作用してその時のガス圧でニードル３３を押し出し、スリーブ１５内をキャビティ７側に向かって前進させる。
【００２７】
上記キャビティ７内で溶融樹脂Ｒ中に中空部ｒ１が形成されて中空樹脂成形品が成形されると加圧ガスの圧入が停止し、上記ニードル３３の大径頭部３７に対するガス圧がなくなって上記アダプター２１内が大気圧になり、今度は、上記キャビティ７（中空樹脂成形品）内の加圧ガスが上記とは逆に加圧ガス通路４３、アダプター２１及び加圧ガス導入管３１を経て大気中に排出される。この加圧ガス圧入停止時、上記キャビティ７（中空樹脂成形品）内の加圧ガスが上記ニードル３３全体に作用してその時のガス圧でニードル３３を押し戻し、スリーブ１５内をアダプター２１側に向かって後退させる。
【００２８】
このように、ニードル３３を加圧ガス圧入時及び加圧ガス圧入停止時のガス圧により自動的に進退させるようにしていることから、別途にニードル駆動手段を設けずに済み、ガスノズルＮの構造を簡単にしてその製作費を低減することができる。
【００２９】
しかも、中空樹脂成形品のガスインジェクション成形を繰り返して行う過程では、ニードル３３とスリーブ１５との間の加圧ガス通路４３に溶融樹脂Ｒ中の揮発成分が侵入しても、このスリーブ１５内に侵入した揮発成分はニードル３３の進退動作により動かされてタール状の半固化状態となる余裕がなく、タール状の半固化状物が加圧ガス通路４３に詰まる事態を回避して加圧ガスの圧入や排出を支障なく安定して行わせることができる。
【００３０】
なお、本例では、ニードル３３の大径頭部３７に溝３７ａ，３７ｂを形成したが、スリーブ１５のフランジ部１９及び第１接続部材２７の凹部２７ｅ側の端面に形成してもよく、その溝形状も十文字に限らない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、加圧ガス圧入時、加圧ガス導入管からアダプター内に導入された加圧ガスをニードルの大径頭部に作用させて上記ニードルを前進させ、この前進状態で大径頭部をアダプター内のスリーブ側対向面に当接させて相対向する両者のいずれか一方に形成された溝により加圧ガス通路とアダプター内とを連通させる一方、加圧ガス圧入停止時、上記キャビティ内の加圧ガスの圧力により上記ニードルを後退させ、この後退状態で大径頭部をアダプター内の加圧ガス導入管側対向面に当接させて相対向する両者のいずれか一方に形成された溝により加圧ガス通路と加圧ガス導入管とを連通させるようにしたので、別途にニードル駆動手段がいらず、構造が簡単で安価なガスノズルとすることができる。しかも、加圧ガス通路に侵入した溶融樹脂中の揮発成分を上記ニードルの進退動作により固まらせないので、加圧ガスの圧入や排出を支障なく安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態に係るガスノズル全体の断面図である。
【図２】  加圧ガス圧入停止時にニードルの大径頭部が後退した状態を示す図１のＡ部に相当する拡大図である。
【図３】  図１の各部の断面図であり、（ａ）はＢ−Ｂ線における断面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線における断面図、（ｃ）はＤ−Ｄ線における断面図、（ｄ）はＥ−Ｅ線における断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態に係るガスノズルが適用された成形装置において加圧ガス圧入状態を示す断面図である。
【符号の説明】
５              金型
７              キャビティ
１５              スリーブ
２１              アダプター
３３              ニードル
３５              ニードル本体
３７              大径頭部
３７ａ，３７ｂ 溝
４３              加圧ガス通路
Ｒ              溶融樹脂
Ｎ              ガスノズル
【図１】
0003799238.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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