(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に第１の樹脂を射出するための第１の射出口を有する中空のアウターノズルと、
先端に該第１の射出口と整合しうるように第２の樹脂を射出するための第２の射出口を有するとともに、第１の駆動源によって駆動されることにより該アウターノズルの内径面内に摺動自在に嵌挿された中空のインナーノズルと、
第２の駆動源によって駆動されることにより該インナーノズルの内径面内に摺動自在に嵌挿されたニードルとをそなえ、
該第１の樹脂を、該アウターノズルの側壁を貫通する第１の樹脂注入孔を経て注入させるとともに、
該第２の樹脂を、該アウターノズルおよび該インナーノズルのそれぞれの側壁を貫通する第２の樹脂注入孔を経て注入させるサンドイッチ成形用ノズルにおいて、
該インナーノズルにおける該第２の樹脂注入孔の形成位置と駆動源側端部との間において、該インナーノズルの外周面に、該第２の樹脂注入孔に寄った上部の位置から該駆動源側端部に寄った下部の位置まで延在するつる巻き線状の周溝が形成されるとともに、
該アウターノズルの下部に、該周溝と連通し外部に開口する下向きの樹脂抜き孔が設けられたことを特徴とする、サンドイッチ成形用ノズル。
【請求項２】
少なくとも該周溝の幅および深さのうちの一方が、該インナーノズルの外周面の上部から下部に向けて漸増するように構成されていることを特徴とする、請求項１記載のサンドイッチ成形用ノズル。
【請求項３】
該アウターノズルの駆動源側端部に、該インナーノズルを摺動自在に支持するシールブッシュが設けられ、
該シールブッシュの配設位置と該第２の樹脂注入孔の形成位置との間に、該周溝が設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のサンドイッチ成形用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック成形において、成形品の断面がコア層とスキン層とからなるサンドイッチ射出成形に用いて好適な、サンドイッチ成形用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、サンドイッチ射出成形におけるサンドイッチ成形用ノズルが種々開発されているが、その一例として実公平７−４２６７７号公報に開示されたものがある。以下、かかる公報に開示のサンドイッチ成形用ノズルについて説明する。
【０００３】
図４はサンドイッチ射出成形機における従来のサイドイッチ成形用ノズルの要部を一部破断して示す平断面図である。この図４において、符号１はアウターノズルで、このアウターノズル１は、先端に第１の樹脂を射出するための第１の射出口１ａを有しており、中空に構成されている。そして、このアウターノズル１には、第１の射出装置（図示省略）に連通する第１の樹脂注入孔４と、第２の射出装置（図示省略）に連通する第２の樹脂注入孔５とが設けられている。
【０００４】
また、符号２はインナーノズルで、このインナーノズル２は、駆動源（駆動装置；図示省略、以下同様）によって駆動されることにより、アウターノズル１の内径面内で摺動自在に嵌装されており、このインナーノズル２も中空に構成されるものである。
具体的には、左右矢印方向（図４のＡ参照）に摺動するようになっており、その先端には第１の射出口１ａと整合しうるように第２の樹脂を射出するための第２の射出口（吐出口）２ａが設けられている。なお、図４ではインナーノズル２が左方向に摺動し、その先端がアウターノズル１の先端部内面に当接した状態を示している。図中、符号２ｃはインナーノズル２の駆動源側端部である。
【０００５】
さらに、アウターノズル１の内径面とこのインナーノズル２の先端部近傍の外径面との間には空隙部６が形成されており、この空隙部６と第１の樹脂注入孔４とが樹脂通路８によって連通されるようになっている。
つまり、第１の樹脂が金型内へ射出される際には、第１の樹脂注入孔４から注入される第１の樹脂がこの樹脂通路８を介して空隙部６に流入し、第１の射出口１ａを介して射出されるようになっている。なお、この場合においては、図４に示すインナーノズル２を右方向へ移動させておく。
【０００６】
また、図中、符号１１はアウターノズル１の内径面に設けられた周溝で、この周溝１１は、アウターノズル１に設けられた外部下方に開口する樹脂抜き孔１２に連通するようになっており、インナーノズル２の軸線に対して直角に配置されている。そして、これらの周溝１１および樹脂抜き孔１２によって、アウターノズル１とインナーノズル２との間における摺動間隙から漏出する第１の樹脂が排出されるようになっている。
【０００７】
さらに、これらの周溝１１および樹脂抜き孔１２は、第１の樹脂注入孔４および第２の樹脂注入孔５の形成位置とアウターノズル１の駆動源側端部１ｃ（以下、単に端部１ｃということがある）との間に設けられている。なお、図中、符号１ｂは機枠との連結部である。
また、図中、符号１３はインナーノズル２の内径面に設けられた周溝で、この周溝１３は、インナーノズル２の直径方向に設けられた連通孔１４を介して、アウターノズル１に設けられた外部下方に開口する樹脂抜き孔１５に連通するようになっており、この周溝１３もインナーノズル２の軸線に対して直角に配置されている。そして、これらの周溝１３および連通孔１４によって、インナーノズル２とニードル３との間における摺動間隙から漏出する第２の樹脂を排出するようになっている。
【０００８】
さらに、これらの周溝１３，連絡孔１４および樹脂抜き孔１５は、上述の周溝１１および樹脂抜き孔１２と同様に、第１の樹脂注入孔４および第２の樹脂注入孔５の形成位置とアウターノズル１の駆動源側端部１ｃとの間に設けられている。なお、符号１６はアウターノズル１の内径面に設けられた補助の周溝である。また、符号３はニードルで、このニードル３は、駆動源によって駆動されることにより、インナーノズル２の内径面内に摺動自在に嵌挿されるもので、その先端部近傍の外径面とインナーノズル２の内径面との間には空隙部７が形成されている。そして、この空隙部７と第２の樹脂注入孔５とが、インナーノズル２の直径方向に設けられた樹脂連通孔１０を介して樹脂通路９と連通されている。なお、図４はニードル３が左方向に摺動し、その先端がインナーノズル２の先端部内面に当接した状態を示している。
【０００９】
このような構成により、図４に示すサンドイッチ成形用ノズルは、溶融樹脂（第１の樹脂および第２の樹脂）がそれぞれの注入孔（第１の樹脂注入孔４、第２の樹脂注入孔５）から注入される際、第１の樹脂においては、その大半が第１の射出口１ａへ向かって流れるが、一部はアウターノズル１とインナーノズル２との摺動間隙からアウターノズル１の端部１ｃの方向に向かって漏出する。このとき、この漏出した樹脂は、アウターノズル１の内径面に形成される周溝１１の中に溜められる。
【００１０】
さらに、第２の樹脂においては、その大半が第２の射出口２ａへ向かって流れるが、一部はインナーノズル２とニードル３との摺動間隙からインナーノズル２の端部２ｃの方向に向かって漏出する。そして、この場合も、インナーノズル２の内径面に形成される周溝１３の中に溜められる。
その後、周溝１１に溜まった第１の樹脂は、この周溝１１に連通する樹脂抜き孔１２を通って下方に流下して排出されるとともに、周溝１３に溜まった第２の樹脂は、この周溝１３に連通する連絡孔１４を経て樹脂抜き孔１５から下方に流下して排出される。
【００１１】
つまり、樹脂抜き孔１２，１５から下方に排出された樹脂は、滴下して直接回収することができるほか、固化した場合においても棒状または帯状になって垂れ下がるので、この垂れ下がった樹脂を折り取ることにより、漏出した樹脂を除去することができるのである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のサンドイッチ成形用ノズルにおいては、駆動源側端部１ｃから樹脂が漏出することを、アウターノズル１の内径面に設けられた周溝１１と外部下方に開口する樹脂抜き孔１２とを連通させることにより防止しているが、周溝１１がインナーノズル２の軸線に対して直角に配置されていることから、周溝１１内に溜まった樹脂を樹脂抜き孔１２方向へ押し出す押圧力が不足し、周溝１１内の樹脂抜き孔１２から離れた側（インナーノズル２の上側）における樹脂抜きを充分に行なうことができないという課題がある。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、インナーノズルの外周面に設けられた周溝の配置に工夫を凝らすことにより、漏出する溶融樹脂を容易に排出することができるようにしたサンドイッチ成形用ノズルを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のサンドイッチ成形用ノズルは、先端に第１の樹脂を射出するための第１の射出口を有する中空のアウターノズルと、先端に上記の第１の射出口と整合しうるように第２の樹脂を射出するための第２の射出口を有するとともに、第１の駆動源によって駆動されることにより上記アウターノズルの内径面内に摺動自在に嵌挿された中空のインナーノズルと、第２の駆動源によって駆動されることにより上記インナーノズルの内径面内に摺動自在に嵌挿されたニードルとをそなえ、第１の樹脂を、アウターノズルの側壁を貫通する第１の樹脂注入孔を経て注入させるとともに、第２の樹脂を、アウターノズルおよびインナーノズルのそれぞれの側壁を貫通する第２の樹脂注入孔を経て注入させるサンドイッチ成形用ノズルにおいて、インナーノズルにおける第２の樹脂注入孔の形成位置と駆動源側端部との間において、上記のインナーノズルの外周面に、第２の樹脂注入孔に寄った上部の位置から駆動源側端部に寄った下部の位置まで延在するつる巻き線状の周溝が形成されるとともに、上記のアウターノズルの下部に、この周溝と連通し外部に開口する下向きの樹脂抜き孔が設けられたことを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
この場合、少なくとも上記の周溝の幅および深さのうちの一方が、インナーノズルの外周面の上部から下部に向けて漸増するように構成することができる（請求項２）。
また、アウターノズルの駆動源側端部に、インナーノズルを摺動自在に支持するシールブッシュが設けられ、このシールブッシュの配設位置と第２の樹脂注入孔の形成位置との間に、周溝を設けることができる（請求項３）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態としてのサンドイッチ成形用ノズルの構成を示すもので、図１はその要部を破断して示す平断面図、図２はその要部を一部破断して示す側面図、図３はその要部を一部破断して示す拡大斜視図である。
【００１７】
さて、本実施形態にかかるサンドイッチ成形用ノズルは、図１に示すように、中空のアウターノズル３１と、このアウターノズル３１の内周面内に嵌装される中空のインナーノズル３２と、このインナーノズル３２の内周面内に嵌装されるニードル３３とをそなえて構成されている。以下、それぞれの各部の構成について詳述する。
【００１８】
具体的に、アウターノズル３１は、先端に樹脂を射出するための第１の射出口（吐出口）３１ａを有するもので、第１の樹脂は、アウターノズル３１の側壁を貫通する第１の樹脂注入孔３４を経て注入されるようになっている。
さらに、このアウターノズル３１の内周面とインナーノズル３２の先端近傍の外周面との間には、第１の樹脂を流通する空隙部３６が形成されており、空隙部３６と第１の樹脂注入孔３４とが、樹脂通路３８により連通されている。
【００１９】
そして、第１の樹脂が金型内（図示省略、以下同様）へ射出される際には、インナーノズル３２が右方向へ摺動し、空隙部３６と第１の射出口３１ａが連通され、第１の樹脂が樹脂通路３８に沿って空隙部３６の全周に流入され、第１の射出口３１ａを介して金型内に射出されるようになっている。
また、インナーノズル３２は、先端に第１の射出口３１ａと整合しうるように、第２の樹脂を射出するための第２の射出口３２ａを有するもので、第１の駆動源（図示省略）によって駆動されることにより、アウターノズル３１の内周面内に摺動自在に嵌装されるようになっている。そして、第２の樹脂が、アウターノズル３１およびインナーノズル３２のそれぞれの側壁を貫通する第２の樹脂注入孔３５を経て注入されるようになっている。
【００２０】
さらに、ニードル３３は、第２の駆動源（図示省略）によって駆動されることにより、インナーノズル３２の内周面内に摺動自在に嵌装されるもので、ニードル３３の先端側の外周面とインナーノズル３２の内周面との間には第２の樹脂を流通する空隙部３７が形成されている。そして、この空隙部３７とアウターノズル３１の側壁に設けられた第２の樹脂注入孔３５とが、樹脂通路３９および連通孔４０により連通されている。
【００２１】
具体的に、この樹脂通路３９は、図３に示すように、インナーノズル３２の円周方向の半周に亘って設けられるもので、直径方向に垂直に設けられた２個の連通孔（長孔）４０により空隙部３７と第２の樹脂注入孔３５とを連通するようになっているのである。
そして、第２の樹脂が金型内へ射出される際には、図１に示すように、インナーノズル３２が左方向へ摺動して空隙部３６と第１の射出口３１ａとの連通を閉じ、第２の樹脂が上述の第２の樹脂注入孔３５より樹脂通路３９および連通孔４０を通って空隙部３７へ流入され、第２の射出口３２ａ，第１の射出口３１ａを介して金型内に射出されるようになっている。
【００２２】
また、インナーノズル３２における第２の樹脂の注入孔３５の形成位置と駆動源側側端部との間には、インナーノズル３２の外周面に第２の樹脂注入孔３５に寄った上部の位置から駆動源側側端部に寄った下部の位置（上部の一点から左右に分かれて下部の一点に向かう）まで延在するつる巻き線状の周溝（角溝）５１が形成されており、この周溝５１によってインナーノズル３２とアウターノズル３１の駆動源側より漏出する樹脂を防止することができるようになっている。
【００２３】
具体的に、この周溝５１は、第２の樹脂の注入孔３５の形成位置と、後述するように、駆動源側端部３１ｃに設けられたシールブッシュ５３の配設位置との間に設けられている。
また、図２および図３に示すように、周溝５１の幅（図３のｂ参照）および深さ（図３のｄ参照）は、インナーノズル３２の外周面の上部（図２および図３のＡ参照）から下部（図２および図３のＢ参照）に進むにつれて１．５〜２倍程度に漸増する（断面積が上から下に向けて大きくなる）ように構成されており、具体的には、図２および図３に示すように、この周溝５１は駆動源側に長さＬだけ近寄った左および右巻きのつる巻き線状に形成されている。
【００２４】
なお、ここでは周溝５１の断面形状を角溝としたが、断面形状はこれに限らず、他の形状のものでも可能である。また、周溝５１の幅および深さの漸増については、少なくとも周溝５１の幅および深さのうちの一方が、インナーノズル３２の外周面の上部から下部に向けて漸増するようにすればよく、漸増の割合はこれに限定されず、樹脂の特性あるいはインナーノズル３２の外径等の条件により変更することが可能である。
【００２５】
さらに、アウターノズル３１の下部には、周溝５１と連通し（図２のＢにおいて連通）外部に開口する下向きの樹脂抜き孔５２が設けられており、この樹脂抜き孔５２から、周溝５１に溜まった樹脂が排出されるようになっている。
このように、周溝５１がインナーノズル３２の軸線に対して直角に配置されるのではなく、上部から下部に亘ってつる巻き線状に傾斜して配置されていることから、即ち、インナーノズル３２の上部では流動距離が短く、下部では長くなるように配置されていることから（図２参照）、周溝５１に入ってくる溶融樹脂の樹脂圧力は上部の方が高くなり、従って、溶融樹脂はインナーノズル３２の円周方向に押されて下部の樹脂抜き孔５２から容易に外部に排出することができるのである。
【００２６】
ところで、上述のアウターノズル３１の駆動源側側端部３１ｃには、インナーノズル３２を摺動自在に支持するシールブッシュ５３が設けられている。具体的に、このシールブッシュ５３は、鋳鉄または銅合金からなる軸受合金製のもので、複数のボルト５４によって取り付けられたフランジ付きのメタルパッキン（フランジ付きブッシュ形のメタルパッキン）として構成されている。
【００２７】
また、このシールブッシュ５３とインナーノズル３２との嵌め合い隙間は、アウターノズル３１とインナーノズル３２との中央部（樹脂通路３８と周溝５１との間）における嵌め合い隙間よりも小さくするように構成されており、このように、両者の嵌め合い隙間をアウターノズル３１とインナーノズル３２の一般摺動部の嵌め合い隙間よりも充分小さくすることにより、溶融樹脂に対して大きな流動抵抗をもたせることができ、軸方向へ逆流する溶融樹脂（周溝５１を超えて再び駆動源側の摺動間隙に入ってくる溶融樹脂）を防止できるようになっている。
【００２８】
さらに、図１において、符号３２ｂはインナーノズル３２のフランジ部で、このフランジ部３２ｂはインナーノズル３２の駆動源側端部に設けられており、第１の駆動源である第１油圧シリンダ（図示省略）に連結されるようになっている。
さらに、符号３３ａは連結部で、この連結部３３ａはニードル３３の駆動源側に設けられており、上述したフランジ部３２ｂとは別の第２の駆動源である第２油圧シリンダ（図示省略）に連結されるようになっている。また、この連結部３３ａの外径はニードル３３の外径より若干太くなっており、ニードル３３の駆動源側は、インナーノズル３２に嵌合されたシーリングブッシュ４１によって摺動可能に挿持され、嵌め合い隙間を小さくして気密性が保持されるようになっている。なお、このシーリングブッシュ４１は、図１に示すように、駆動源側から樹脂注入孔３５の手前側まで嵌装されるようになっている。
【００２９】
このように、ニードル３３の外周は、インナーノズル３２の内周に嵌合されたシーリングブッシュ４１によって流動抵抗が大きくなっているので、ニードル３３の軸方向へ逆流する溶融樹脂を防ぐことができるのである。
上述の構成により、本サンドイッチ成形用ノズルは、第１の樹脂（溶融樹脂）が射出される際には、図１において第２の駆動源を駆動させることにより、ニードル３３の先端で第２の射出口３２ａと空隙部３７との連通を閉じ、第１駆動源および第２駆動源を駆動させることにより、インナーノズル３２およびニードル３３を駆動源側に後退させて、空隙部３６と第１の射出口３１ａとを連通することにより、第１の樹脂注入孔３４から注入される第１の樹脂が第１の射出口３１ａから金型内に射出される。
【００３０】
その後、第２の樹脂（溶融樹脂）が射出される際には、第１駆動源を駆動させることにより、まず、図１に示すように、インナーノズル３２を前進させて、第１の樹脂注入孔３４から注入される第１の樹脂における第１の射出口３１ａと空隙部３６との連通を閉じる。この状態において、第２の駆動源を駆動させることにより、ニードル３３を後退させて空隙部３７と第２の射出口３２ａとを連通させる。
【００３１】
そして、第２の樹脂が第２の樹脂注入孔３５から注入されると、樹脂通路３９内の樹脂圧力が高まり、その結果、第２の樹脂は連通孔４０を通って連通するインナーノズル３２の内周面とニードル３３の外周面との間に形成される空隙部３７を通って第２の射出口３２ａ，第１の射出口３１ａを介して金型内に射出される。
【００３２】
このとき、第２の樹脂注入孔３５より注入された第２の樹脂は、その大半が流動抵抗の小さい樹脂通路３９を通って第２の射出口３２ａの方向へ流れるが、一部、金型内および空隙部３７に加圧される溶融樹脂は流動抵抗の小さい樹脂通路３９の部位よりインナーノズル３２の外周部を駆動源側（シールブッシュ５３側）に向かって逆流するものもある。この逆流する溶融樹脂は、第２の樹脂注入孔３５よりも駆動源側に設けられた周溝５１に入り、圧力を落として周溝５１内に溜まる。
【００３３】
その後、この周溝５１に溜まった溶融樹脂は、周溝５１の流動抵抗の小さい円周下方向に押されてアウターノズル３１下部の樹脂抜き孔５２から外部に排出される。つまり、周溝５１がつる巻線状に傾斜していることから（上部では流動距離が短く下部では長いことから）、上部の樹脂圧力の方が高くなり、下部の樹脂抜き孔５２へ容易に流れ出る。
【００３４】
また、第２の樹脂注入孔３５より注入された第２の樹脂は、ニードル３３の外周部を逆流しようともするが、駆動源側からこの第２の樹脂注入孔３５の位置まで嵌装されたシーリングブッシュ４１によって、流動抵抗が大きくなっているので、逆流することなく第２の射出口３２ａへ流れる。
このように、本発明の一実施形態としてのサンドイッチ成形用ノズルによれば、つる巻線状にインナーノズル３２の円周方向に流れ易くした周溝５１をそなえ、周溝５１と連通した樹脂抜き孔５２をそなえて構成されることから、逆流した溶融樹脂を圧力差により機外に容易に排出させることができ、本装置の性能向上に大いに寄与しうる。
【００３５】
また、周溝５１の幅および深さのうちの少なくとも一方が、インナーノズル３２の外周面の上部から下部に向けて漸増するように構成されているので、断面積が同じであっても溶融樹脂を容易に排出することができるのに加え、周溝５１の幅および深さ（断面積）を漸増させることにより、溶融樹脂の排出量をより増大させることが可能となる。
【００３６】
さらに、アウターノズル３１の駆動源側端部３１ｃにシールブッシュ５３を設けているので、周溝５１による溶融樹脂の排出に加え、このシールブッシュ５３によっても溶融樹脂の漏出を防ぐことができ、樹脂の漏出によって生ずるインナーノズル３２の動作の阻害や、固化した樹脂を取り除くために要する時間を大幅に削減することができるので、生産効率を向上させることができる利点がある。
【００３７】
また、インナーノズル３２のフランジ部３２ｂにシーリングブッシュ４１を設けているので、溶融樹脂の漏出を確実に防ぐことができ、この場合も樹脂の漏出によって生ずるニードル３３の動作阻害や、固化した樹脂を取り除くために要する時間を大幅に削減することができる。
なお、本実施形態に限らず、例えば、成形条件等を変更するなど、本発明とその主旨を逸脱しない範囲において、その他のプラスチック射出成形に適用することも可能であり、この場合もほぼ同様な効果を得ることが期待できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のサンドイッチ成形用ノズルによれば、つる巻線状にインナーノズルの円周方向に流れ易くした周溝をそなえ、周溝と連通した樹脂抜き孔をそなえて構成されることから、逆流した溶融樹脂を圧力差により機外に容易に排出させることができ、本装置の性能向上に大いに寄与しうる（請求項１）。
【００３９】
また、周溝の幅および深さのうちの少なくとも一方を、インナーノズルの外周面の上部から下部に向けて漸増するように構成されているので、断面積が同じであっても溶融樹脂を容易に排出することができるのに加え、周溝の幅および深さ（断面積）を漸増させることにより、溶融樹脂の排出量をより増大させることが可能となる（請求項２）。
【００４０】
さらに、アウターノズルの駆動源側端部にシールブッシュを設けているので、周溝による溶融樹脂の排出に加え、このシールブッシュによっても溶融樹脂の漏出を防ぐことができ、樹脂の漏出によって生ずるインナーノズルの動作の阻害や、固化した樹脂を取り除くために要する時間を大幅に削減することができるので、生産効率を向上させることができる利点がある（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるサンドイッチ成形用ノズルの要部を破断して示す平断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるサンドイッチ成形用ノズルの要部を一部破断して示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるサンドイッチ成形用ノズルの要部を一部破断して示す拡大斜視図である。
【図４】従来のサンドイッチ成形用ノズルの要部を一部破断して示す平断面図である。
【符号の説明】
１，３１  アウターノズル
１ａ，３１ａ  射出口
１ｂ，３３ａ  連結部
１ｃ，２ｃ，３１ｃ  駆動源側端部
２，３２  インナーノズル
２ａ，３２ａ  吐出口
３，３３  ニードル
４，３４  第１の樹脂注入孔
５，３５  第２の樹脂注入孔
６，７，３６，３７  空隙部
８，９，３８，３９  樹脂通路
１０，４０  樹脂連通孔
１１，１３，１６，５１  周溝
１２，１５，５２  樹脂抜き孔
１４  連通孔
３２ｂ  フランジ部
４１  シーリングブッシュ
５３  シールブッシュ
【図１】
0003806785.tif 000002
【図２】
0003806785.tif 000003
【図３】
0003806785.tif 000004
【図４】
0003806785.tif 000005