JP2002200650A - ホットランナーユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホットランナーユニット内へのガス及び溶融
樹脂の逆流を防止し、また温度制御を十分に精密に行
い、成形品の焼け等の成形不良を防止すること。 【解決手段】 ホットランナーユニット６１は、ノズル
６５部分にホットランナーユニット６１内へのガス及び
溶融樹脂の侵入を防ぐ逆流防止弁を備えるとともに、ホ
ットランナーユニット６１の温度制御を精密に行うため
の冷却手段１００をも備えたものである。かかる構成に
よれば、ガスまたは一度射出した溶融樹脂のホットラン
ナーユニット６１内への逆流も防ぐことができ、ホット
ランナーユニット６１内の溶融樹脂の温度も適正な範囲
に保つことができる。その結果、ガスまたは溶融樹脂の
侵入による成形品の焼け、ショートモールド、シルバー
ストリーク等といった成形不良を防止でき、溶融樹脂の
過熱による樹脂の焼け・変形・糸引き等による成形不良
も低減できて、成形不良を殆どなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂の成
形法である射出成形法（特にガスアシスト成形法及びイ
ンジェクションプレス成形法）に用いられる金型におけ
るホットランナーユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を原料とした射出成形法に
おいて、成形サイクルの短縮、材料費の低減を目的とし
て用いられているホットランナーユニットは、様々な構
造が提案され、様々なメーカーから市販されている。特
に、ニードル弁構造をもったホットランナーユニットに
はカナダのモールドマスターズ製のホットランナーユニ
ットや、ハスキーコーポレーションのホットランナーユ
ニット等がある。

【０００３】これらのホットランナーユニットは、いず
れも溶融樹脂が金型キャビティ内に射出される段階で、
後部に設けられている油圧または空圧によって作動する
シリンダーのロッドが後退することによってゲート部に
設けられたニードル弁が開き、その間隙を介して溶融樹
脂が金型キャビティ内に充填される。そして、充填完了
後（保圧を使用する場合には保圧完了後）、ホットラン
ナーユニット後部に設けられているシリンダーのロッド
が前進し、ゲート部に設けられたニードル弁機構が閉ざ
されホットランナーユニット内部へ溶融樹脂が逆流する
のを防止している。即ち、溶融樹脂の樹脂圧は、ホット
ランナーユニット後部に設けられているシリンダーを稼
動させる油圧力または空圧力によって支えられている。

【０００４】ここで、射出成形法の一種であるガスアシ
スト成形法及びインジェクションプレス成形法について
説明する。ガスアシスト成形法とは、金型キャビティに
溶融樹脂が射出される途中、射出完了直後、射出完了後
に金型キャビティ内の溶融樹脂が冷却固化を始めた後
（冷却固化の途中）に成形機のノズル，ランナー，製品
へ直接に、或いはホットランナーユニットから金型内の
溶融樹脂の内部または外部（金型面と溶融樹脂の間）に
高圧に圧縮されたガス（主に不活性ガス、例えば窒素ガ
ス）を注入する成形方法である。この成形方法によれ
ば、中空の射出成形品を容易に得ることができる。

【０００５】また、インジェクションプレス成形法と
は、射出成形を行う前に予め金型の上型と下型を少し開
いておいて（勿論開いておいても溶融樹脂は外へ漏れ出
さない構造になっている。）、射出成形を行う。その
後、樹脂が冷却固化する段階で油圧で金型を完全に閉じ
ることによって射出成形された成形品にプレス圧をかけ
てさらに緻密強固なものにするという成形法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガスアシスト
成形法において、高圧ガスを金型キャビティ内に射出さ
れた溶融樹脂内に注入すると、高圧ガスは金型キャビテ
ィ内の圧力、溶融樹脂粘度が低い部分を選択して中空部
を形成する。この際にホットランナーユニットのゲート
廻りはホットランナーユニットに設けられたヒーターに
よって加熱され、しかもこの部分は射出が完了している
ので圧力は低下している。

【０００７】このような状態で前記高圧ガスがホットラ
ンナーユニットのゲート近傍に達すると、ガス圧によっ
てホットランナーユニットのニードル弁は押し上げられ
て間隙が生じ、この間隙から高圧ガスがホットランナー
ユニット内部、さらには成形機加熱筒内部にまで侵入
し、成形機スクリューを最後尾まで押し上げ、場合によ
っては、加熱筒内部の溶融樹脂を成形機ホッパーを介し
て吹き上げるという事故も起こり得る。

【０００８】このようにホットランナーユニット内また
は成形機加熱筒内にまで金型キャビティ内に注入された
高圧ガスが逆流した状態で、続けて射出成形加工を実施
すると、成形品の焼け、ショートモールド、シルバース
トリーク等といった成形不良が発生してしまう。

【０００９】また、インジェクションプレス成形法或い
はガスプレスインジェクション成形法においては、溶融
樹脂の圧力によってニードル弁がガスアシスト成形法の
場合と同様に押し上げられて間隙が生じ、その結果金型
キャビティ内の溶融樹脂がホットランナーユニット内に
逆流し、同様に成形不良の原因となるといった問題点が
あった。

【００１０】さらに、ホットランナーユニットの温度制
御（溶融樹脂の温度制御）には一般に電気式ヒーターが
用いられ、この際の温度制御は熱電対でなされ、温度が
設定温度以上に上昇すると電気式ヒーターに流れる電流
を切る機構となっている。しかし、温度の降下は自然冷
却によっており、一般的にホットランナーユニットは金
型内に深く埋め込まれているため、自然冷却による温度
降下は極めて遅い。特にホットランナーユニットの先端
は毎ショットごとに加熱溶融された樹脂と直接接してい
るのでさらに温度の降下は難しい。したがって、ホット
ランナーユニットの温度はすぐには下がらず、しばらく
は余熱によってさらに上昇していく。このため、ホット
ランナーユニット内の溶融樹脂の温度は設定温度を大き
く超えてしまう。

【００１１】加えて、前記ニードル弁構造の間隙を介し
て成形機加熱筒乃至ホットランナーユニットに設けられ
た電気式ヒーターによって加熱溶融させた溶融樹脂が金
型キャビティ内に射出される際、剪断発熱及び摩擦力に
よってさらに発熱し、その結果ホットランナーユニット
の先端部は温度が上がり過ぎて、成形品にはゲート廻り
に変形や焼け不良等の成形不良が現れる。

【００１２】また、ホットランナーユニットゲート部の
温度制御が不十分であると、成形品の金型からの離型時
に、ゲート部の冷却固化が十分に完了しないで離型する
ことになり、成形品に糸引き不良等の現象が発生するこ
とがあった。

【００１３】そこで、本発明においては、ガスアシスト
成形法及びインジェクションプレス成形法における、ホ
ットランナーユニット内及び成形機加熱筒内へのガス及
び溶融樹脂の侵入を防止することによって、成形品の焼
け、ショートモールド、シルバーストリーク等といった
成形不良を防止するとともに安全に成形作業できるよう
にすることを課題とする。

【００１４】また、ホットランナーユニットにおける温
度制御を十分に精密に行うことによって、樹脂の焼け・
変形・糸引き等による成形不良を低減し、成形品の歩留
まりを向上させることをも課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
ホットランナーユニットは、ノズル部分に、ガスアシス
ト成形法におけるガス圧またはインジェクションプレス
成形法における溶融樹脂の圧力によって閉じ、ガス及び
溶融樹脂の侵入を防止する逆流防止弁を備えたものであ
る。

【００１６】したがって、通常の成形時にはホットラン
ナーユニット内の溶融樹脂はノズル部分を通過して金型
キャビティ内に射出されるが、その後ガスアシスト成形
法によるガス圧或いはインジェクションプレス成形法に
よる溶融樹脂の圧力がかかって前記ノズル部分を通って
ガスまたは溶融樹脂がホットランナーユニット内に侵入
しようとすると、逆流防止弁が閉じてガス及び溶融樹脂
の侵入を防止する。

【００１７】これによって、高圧ガスがホットランナー
ユニット内部から成形機加熱筒内部にまで侵入して、成
形機スクリューを最後尾まで押し下げ、加熱筒内部の溶
融樹脂を成形機ホッパーを介して吹き上げるという事故
を未然に防ぐことができ、安全に成形作業をすることが
できる。また、ホットランナーユニット内部にガスや一
度射出された溶融樹脂が入り込むことがないので、成形
品の焼け、ショートモールド、シルバーストリーク等と
いった成形不良も防ぐことができる。

【００１８】このようにして、ノズル内に逆流防止弁を
設けたことによって、ガスアシスト成形法及びインジェ
クションプレス成形法における、ホットランナーユニッ
ト内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶融樹脂の侵入を
防止することができ、成形品の焼け、ショートモール
ド、シルバーストリーク等といった成形不良を防止でき
るとともに安全に成形作業ができるようになる。

【００１９】請求項２の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１の構成において、前記逆流防止弁の
シール部分に１または２以上の環状の溝を設けたもので
ある。これによって、この環状の溝にホットランナー内
の溶融樹脂が入り込み、ガス圧または溶融樹脂圧がかか
って逆流防止弁が働く際に環状の溝内の溶融樹脂がＯリ
ングの役目をしてより完全にシールされる。

【００２０】したがって、より確実にホットランナーユ
ニット内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶融樹脂の逆
流を防止することができ、より確実に成形品の焼け、シ
ョートモールド、シルバーストリーク等といった成形不
良を防止するとともに安全に成形作業ができるようにな
る。

【００２１】請求項３の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１または請求項２の構成において、前
記逆流防止弁は、移動自在なボールによって前記ノズル
部分の途中に設けられた空洞の入り口を塞ぐものであ
る。このように、逆流防止弁としてボール弁構造を採用
したことから、弁を支持してスライドさせる構造を設け
る必要がなく、簡単な構造とすることができる。

【００２２】なお、このボール弁構造において溝を設け
る場合には、ボールが空洞の入り口を塞ぐ際のボール受
け部側のシール部分に溝を設けると、確実に溶融樹脂に
よるシール効果を得ることができる。

【００２３】請求項４の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１または請求項２の構成において、前
記逆流防止弁は、前記ホットランナーユニットから金型
キャビティ内へガスを注入するためのガス注入孔を有す
るものである。したがって、射出成形加工時に毎ショッ
トごとに、あるいは数ショットごとにこのガス注入孔に
少量のガスを注入することによって逆流防止弁を冷却す
ることができる。このため、ホットランナーユニット内
の、特にノズル部分の溶融樹脂が過熱状態になるのを防
ぐことができ、適正な温度範囲に保つことができる。こ
れによって、成形品の変形、焼け、離型時の糸引き等の
成形不良を低減することができる。また、ガスアシスト
成形法の実施にあたって、このガス注入孔から高圧ガス
を注入することも可能である。

【００２４】請求項５の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成
において、前記ホットランナーユニットが加熱状態でな
くなったときに前記ホットランナーユニットの一部また
は全部を冷却する冷却手段を備えたものである。即ち、
請求項５のホットランナーユニットは、ガスアシスト成
形法またはインジェクションプレス成形法におけるガス
または溶融樹脂のホットランナーユニット内への侵入を
防ぐ逆流防止弁を備えるとともに、ホットランナーユニ
ットの温度制御を精密に行うための冷却手段をも備えた
ものである。

【００２５】かかる構成によれば、ガスまたは一度射出
した溶融樹脂のホットランナーユニット内への逆流も防
ぐことができ、ホットランナーユニット内の溶融樹脂の
温度も適正な範囲に保つことができる。その結果、ガス
または溶融樹脂の侵入による成形品の焼け、ショートモ
ールド、シルバーストリーク等といった成形不良を防止
することができ、溶融樹脂の過熱による樹脂の焼け・変
形・糸引き等による成形不良も低減することができて、
成形不良を殆どなくすことができる。これによって、成
形品の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。

【００２６】請求項６の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、ホットランナーユニットが加熱状態でなくな
ったときに前記ホットランナーユニットの一部または全
部を冷却する冷却手段を備えたものである。前述の如
く、ホットランナーユニットを加熱する電気式ヒーター
は熱電対による測定温度が設定温度を超えると電流が切
れるが、その後しばらくは余熱によってさらに溶融樹脂
の温度が上がってしまう。そこで、ヒーターが切れたと
き即ち加熱状態でなくなったときに、冷却手段によって
直ちにホットランナーユニットの一部または全部（過熱
状態になり易い部分）を冷却することによって、ホット
ランナーユニットの温度を強制的に下げて、内部の溶融
樹脂の温度を短時間で設定温度内に戻してやる。これに
よって、射出成形時の溶融樹脂の温度が適切な範囲に保
たれ、成形品にはゲート廻りの変形や焼け不良、糸引き
不良等の成形不良が現れることはない。

【００２７】このようにホットランナーユニットにおけ
る温度制御を十分に精密に行うことによって、樹脂の焼
け・変形・糸引き等による成形不良を低減し、成形品の
歩留まりを向上させることができる。

【００２８】請求項７の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項６の構成において、前記冷却手段は、
前記ホットランナーユニットの一部または全部に圧縮気
体を吹き付けるものである。この構成によれば、ホット
ランナーユニットから離して冷却手段を設けることがで
きるので、冷却手段の配置の自由度が増し、ホットラン
ナーユニットの過熱し易い部分を重点的に冷却できる。
また、圧縮気体を吹き付けることによって気体の断熱膨
張が起きて温度が下がるので、冷却の効果が一層大きく
なる。ここで、圧縮気体としては圧縮空気、圧縮窒素、
圧縮アルゴン等の不活性気体を用いるのが安全の上から
望ましい。

【００２９】請求項８の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項６の構成において、前記冷却手段は、
前記ホットランナーユニットの一部または全部に冷媒を
流す配管を巻き付けたものである。ここで、冷媒として
は、水その他の液体、冷却空気を始めとする冷却ガス、
さらには液体窒素、液体アンモニア等の液化ガス等を用
いることができる。かかる構成によれば、冷却したい部
分を確実にかつより強力に冷却することができる。

【００３０】請求項９の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項６の構成において、前記冷却手段は、
前記ホットランナーユニットの一部または全部に配管を
巻き付けて液体を流して気化させ、その気化熱で冷却す
るものである。液体の気化熱は大きいので、単に巻き付
けた配管に冷媒を流すよりもさらに強力な冷却効果を得
ることができる。ここで、気化させる液体としては、沸
点が１００℃程度以下の気化しやすい液体が望ましい。
例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール等のアルコール類、水、ｎ−ヘキサン等の炭化水素
類、フロン、ハロン等のハロゲン化物、液体窒素、液体
アンモニア等の液化ガス等を用いることができる。これ
らの物質の中には引火し易いものもあり、大気中に放出
すると環境汚染の原因になるものもあるため、配管の先
端は安全な場所へ導いて、気化した物質を冷却して再び
液体に戻して再使用するか、ボイラー等で安全に燃焼さ
せる等の慎重な扱いが必要である。かかる構成によれ
ば、冷却したい部分をさらに強力にかつ効果的に冷却す
ることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００３２】実施の形態１ まず、本発明の実施の形態１について、図を参照して説
明する。

【００３３】図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかか
るホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図
であり、（ｂ）はノズル部分が閉じた状態を示す縦断面
図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかるホッ
トランナーユニットのノズル部分の角度を変えた例を示
す縦断面図である。図３は、本発明の実施の形態１にか
かるホットランナーユニットのノズル部分の逆流防止弁
の高さを変えた例を示す縦断面図である。

【００３４】射出成形機加熱筒内の溶融樹脂は、ホット
ランナーユニット１のマニホールドからセンターキャス
ト（一般的にはノズルと称する）２を通って金型キャビ
ティ７内に射出される。図１に示されるように、本実施
の形態１の逆流防止弁３は先端部が略円錐形で、ノズル
２側にはこの逆流防止弁３を受ける弁座５が設けられて
いる。即ち、逆流防止弁３は、ホットランナーユニット
１内側よりも金型キャビティ側の面積を大きくして、ガ
スアシスト成形法によるガス圧またはインジェクション
プレス成形法による樹脂圧が逆流防止弁３の逆方向に加
わる圧力が大きくなるように設定されている。逆流防止
弁３の先端近傍の周囲には、ノズル２内の溶融樹脂を溜
めシール性を高めるための環状の２本の溝４が設けてあ
る。逆流防止弁３は、そのロッド部３ａの上方におい
て、図示しないシリンダとばねによって上下方向にスラ
イド可能に支持されている。

【００３５】さて、射出成形機のスクリューが前進して
成形機加熱筒内の溶融樹脂がホットランナーユニット１
内に押し出されると、逆流防止弁３が下方にスライドし
て溶融樹脂の通り道となるクリアランス６が生ずる。こ
のクリアランス６を通って、溶融樹脂が金型キャビティ
７内に充填される。その後、ガスアシスト成形法による
ガス圧またはインジェクションプレス成形法による樹脂
圧が金型キャビティ７から逆流防止弁３にかかると、こ
れらのガス圧または樹脂圧によって逆流防止弁３は上方
にスライドして弁座５に密着し、ガスまたは溶融樹脂の
侵入を防止する。ここで、２本の溝４に溜まった溶融樹
脂がＯリングの役目をして、逆流防止弁３によるシール
はより確実なものとなる。

【００３６】このように、ノズル２内に逆流防止弁３を
設けたことによって、ガスアシスト成形法及びインジェ
クションプレス成形法における、ホットランナーユニッ
ト１内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶融樹脂の侵入
を防止することができ、成形品の焼け、ショートモール
ド、シルバーストリーク等といった成形不良を防止でき
るとともに安全に成形作業ができるようになる。

【００３７】次に、弁座５の角度と逆流防止弁３の角度
の関係について、図１（ｂ），図２，図３を参照して説
明する。通常の射出成形品においては、∠Ａ＋∠Ｂ＝１
８０度であることが望ましく、∠Ｂは９０度未満でなけ
ればならず、６０度〜３０度の範囲内であることが好ま
しい。図２に示されるように、∠Ａ＋∠Ｂ＜１８０度で
ある場合には、ゲート部分の成形品形状は凹形となり、
∠Ｂはやはり９０度未満でなければならず、６０度〜３
０度の範囲内であることが好ましい。図３に示されるよ
うに、∠Ａ＋∠Ｂ＝１８０度で逆流防止弁３がノズル２
の上方にある場合には、ゲート部分の成形品形状は凸形
となる。この場合でも∠Ｂは９０度未満でなければなら
ず、６０度〜３０度の範囲内であることが好ましい。何
れの場合でも、射出成形加工には何ら問題はない。

【００３８】実施の形態２ 次に、本発明の実施の形態２について、図４を参照して
説明する。図４（ａ）は本発明の実施の形態２にかかる
ホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示した横断面図である。

【００３９】図４に示されるように、本実施の形態２の
ホットランナーユニット１１のノズル部分１２，１３に
は、球形のボール１５を弁とした逆流防止弁を用いてい
る。ノズル本体１２とノズル先端部１３はねじによって
着脱可能になっており、両者内に設けられた空洞１４内
にボール弁１５を入れてからノズル本体１２とノズル先
端部１３をねじ込み合体させる。空洞１４は、想像線で
示されるようにボール弁１５の外径とほぼ同じ内径であ
るが、このままでは下端のゲート部１８をボール弁１５
が塞いでしまって溶融樹脂の通る道がないので、４本の
樹脂通路１７をノズル本体１２とノズル先端部１３に彫
り込んである。空洞１４の上端は弁座１６になってお
り、溶融樹脂を溜めてシール性を上げるための環状の２
本の溝１６ａが彫り込まれている。

【００４０】射出成形機のスクリューが前進して成形機
加熱筒内の溶融樹脂がホットランナーユニット１１内に
押し出されると、ボール弁１５が下方にスライドして空
洞１４及び４本の樹脂通路１７が溶融樹脂の通り道とな
って、溶融樹脂が金型キャビティ１９内に充填される。
その後、ガスアシスト成形法によるガス圧によって中空
部分２０が形成され、このガス圧が金型キャビティ１９
内の溶融樹脂を介してまたは溶融樹脂を突き破ってボー
ル弁１５にかかると、このガス圧によってボール弁１５
は上方にスライドして弁座１６に密着し、ガスの侵入を
防止する。ここで、２本の溝１６ａに溜まった溶融樹脂
がＯリングの役目をして、ボール弁１５によるシールが
より確実なものとなる。

【００４１】インジェクションプレス成形法の場合に
は、金型キャビティ１９内の溶融樹脂の圧力によってボ
ール弁１５は上方にスライドして弁座１６に密着し、溶
融樹脂の逆流を防止する。

【００４２】このように、ノズル１２，１３内に逆流防
止弁１５を設けたことによって、ガスアシスト成形法及
びインジェクションプレス成形法における、ホットラン
ナーユニット内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶融樹
脂の侵入を防止することができ、成形品の焼け、ショー
トモールド、シルバーストリーク等といった成形不良を
防止できるとともに安全に成形作業ができるようにな
る。

【００４３】実施の形態３ 次に、本発明の実施の形態３について、図５及び図６を
参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態３にか
かるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面
図である。図６は、本発明の実施の形態３の変形例にか
かるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面
図である。

【００４４】図５に示されるように、本実施の形態３の
ホットランナーユニット２１の逆流防止弁２３は、実施
の形態１の逆流防止弁３の先端を円錐形から球形に変え
たものである。ノズル２２側にはこの逆流防止弁２３を
受ける弁座２４が設けられており、弁座２４にはノズル
２２内の溶融樹脂を溜めシール性を高めるための環状の
２本の溝２５が設けてある。逆流防止弁２３は、そのロ
ッド部２３ａの上方において、図示しないシリンダとば
ねによって上下方向にスライド可能に支持されている。

【００４５】射出成形機のスクリューが前進して成形機
加熱筒内の溶融樹脂がホットランナーユニット２１内に
押し出されると、逆流防止弁２３が下方にスライドして
溶融樹脂の通り道となるクリアランス２６が生ずる。こ
のクリアランス２６を通って、溶融樹脂が金型キャビテ
ィ２７内に充填される。その後、ガスアシスト成形法に
よるガス圧によって中空部分２８が形成され、このガス
圧が金型キャビティ２７内の溶融樹脂を介してまたは溶
融樹脂を突き破って逆流防止弁２３にかかると、このガ
ス圧によって逆流防止弁２３は上方にスライドして弁座
２４に密着し、ガスの侵入を防止する。ここで、２本の
溝２５に溜まった溶融樹脂がＯリングの役目をして、逆
流防止弁２３によるシールがより確実なものとなる。

【００４６】インジェクションプレス成形法の場合に
は、金型キャビティ２７内の溶融樹脂の圧力によって逆
流防止弁２３は上方にスライドして弁座２４に密着し、
溶融樹脂の逆流を防止する。

【００４７】このように、ノズル２２内に逆流防止弁２
３を設けたことによって、ガスアシスト成形法及びイン
ジェクションプレス成形法における、ホットランナーユ
ニット内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶融樹脂の侵
入を防止することができ、成形品の焼け、ショートモー
ルド、シルバーストリーク等といった成形不良を防止で
きるとともに安全に成形作業ができるようになる。

【００４８】本実施の形態３においては、逆流防止弁２
３の先端が球形をなしているため、先端が金型キャビテ
ィ２７内に入り込み、成形品のこの部分が肉薄となって
しまう。これを防ぐため、本実施の形態３の変形例とし
て、図６に示されるように先端を半球形状とした逆流防
止弁２９を用いることが好ましい。なお、図６に示され
る変形例のその他の部分は図５に示される本実施の形態
３と同様であるので、同一符号を付して説明を省略す
る。この変形例によれば、成形品の一部が肉薄となるの
を確実に防ぐことができる。

【００４９】このように、図５に示される本実施の形態
３にかかるホットランナーユニット２１の逆流防止弁２
３は、成形品の一部を肉薄にするという問題点はある
が、逆流防止弁２３の先端が金型キャビティ２７内に入
り込んでいることによる長所も有している。即ち、逆流
防止弁２３の先端が金型キャビティ２７内に射出された
溶融樹脂の熱エネルギーによって加熱され、逆流防止弁
２３全体の温度が高くなるため、射出成形時の溶融樹脂
の流動を阻害しないという作用効果が得られる。

【００５０】実施の形態４ 次に、本発明の実施の形態４について、図７及び図８を
参照して説明する。図７は、本発明の実施の形態４にか
かるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面
図である。図８は、本発明の実施の形態４の変形例にか
かるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面
図である。

【００５１】実施の形態３で述べた考え方から、図１に
示される実施の形態１のホットランナーユニット１の逆
流防止弁３の形状を改良したものが、図７に示される本
実施の形態４にかかるホットランナーユニット３１の逆
流防止弁８である。この逆流防止弁８は、略円錐形の逆
流防止弁３の先端に逆向きの円錐形の突出部を付加した
形状をしている。これによって、逆流防止弁８の先端は
金型キャビティ７内に入り込み、この部分の成形品が肉
薄にはなるが、逆流防止弁８の先端が金型キャビティ７
内に射出された溶融樹脂の熱エネルギーによって加熱さ
れ、逆流防止弁８全体の温度が高くなるため、射出成形
時の溶融樹脂の流動を阻害しないという作用効果が得ら
れる。なお、本実施の形態４のホットランナーユニット
３１のその他の部分の構成は、図１に示される実施の形
態１のホットランナーユニット１と同様なので、同一符
号を付して説明を省略する。

【００５２】逆流防止弁８の形状では成形品のこの部分
が肉薄になり過ぎるという問題点から、本実施の形態４
の変形例として考えられたのが図８に示される逆流防止
弁９である。この逆流防止弁９は、略円錐形の逆流防止
弁３の先端に円錐台形の突出部を付加した形状をしてい
る。これによって、逆流防止弁９の先端は金型キャビテ
ィ７内にあまり深く入り込まず、この部分の成形品があ
まり肉薄にはならず、しかも逆流防止弁９の先端が金型
キャビティ７内に射出された溶融樹脂の熱エネルギーに
よって加熱され、逆流防止弁９全体の温度が高くなるた
め、射出成形時の溶融樹脂の流動を阻害しないという作
用効果が得られる。なお、図８のその他の部分の構成
は、図１に示される実施の形態１のホットランナーユニ
ット１と同様なので、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００５３】実施の形態５ 次に、本発明の実施の形態５について、図９及び図１０
を参照して説明する。図９は、本発明の実施の形態５に
かかるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断
面図である。図１０は、本発明の実施の形態５の変形例
にかかるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦
断面図である。

【００５４】図９に示されるように、本実施の形態５の
ホットランナーユニット４１は、実施の形態１〜４で説
明したようなガス圧または樹脂圧によって自動的に閉じ
る逆流防止弁ではなく、ロッド部４４ａの上方に備えら
れた油圧シリンダによってロッド部４４ａを下降させ、
球状の逆流防止弁４４を弁座４５に密着させてガス及び
溶融樹脂の侵入を防止するものである。そして、ノズル
４２の先端のゲート４６が細いピンゲートになってい
る。したがって、ガス圧及び樹脂圧を受ける面積が非常
に小さいため、油圧シリンダの油圧力によってもガスア
シスト成形法におけるガス圧及びインジェクションプレ
ス成形法における樹脂圧に十分耐えることができ、ガス
または溶融樹脂がホットランナーユニット４１内に侵入
するのを確実に防ぐことができる。

【００５５】そして、ノズル４２内の空洞４３を介して
細いピンゲート４６から金型キャビティ内に溶融樹脂を
射出しているので、成形品に残るゲート跡が最小化され
て製品の外観が向上し、また成形品のゲート部の変形が
殆ど起こらないという長所がある。また、加熱されてい
る逆流防止弁４４の先端が成形品に触れていないことか
ら成形品の冷却時間を短縮することができる。

【００５６】この本実施の形態５における逆流防止弁４
４の形状をニードル弁５４に変えたのが、図１０に示さ
れる変形例のホットランナーユニット５１である。この
ホットランナーユニット５１のニードル弁５４も、ロッ
ド部５４ａの上方に備えられた油圧シリンダによってロ
ッド部５４ａを下降させ、ニードル弁５４を弁座５５に
密着させてガス及び溶融樹脂の侵入を防止するものであ
る。そして、ノズル５２の先端のゲート５６が細いピン
ゲートになっている。したがって、ガス圧及び樹脂圧を
受ける面積が非常に小さいため、油圧シリンダの油圧力
によってもガスアシスト成形法におけるガス圧及びイン
ジェクションプレス成形法における樹脂圧に十分耐える
ことができ、ガスまたは溶融樹脂がホットランナーユニ
ット５１内に侵入するのを確実に防ぐことができる。

【００５７】そして、ノズル５２内の空洞５３を介して
細いピンゲート５６から金型キャビティ内に溶融樹脂を
射出しているので、成形品に残るゲート跡が最小化され
て製品の外観が向上し、また成形品のゲート部の変形が
殆ど起こらないという長所がある。また、加熱されてい
るニードル弁５４の先端が成形品に触れていないことか
ら成形品の冷却時間を短縮することができる。さらに、
ホットランナーユニット５１のノズル５２の先端にニー
ドル弁５４の一部をのぞき込ませることによって成形品
離型時の糸引き不良を少なくすることができる。

【００５８】本実施の形態５においては、逆流防止弁４
４及びニードル弁５４を前進（下降）させて弁座４５及
び弁座５５に密着させ、ガス及び溶融樹脂の侵入を防ぐ
圧力を発生させるアクチュエータとして油圧シリンダを
用いているが、アクチュエータとしては他にも空気圧シ
リンダ、油圧モータ、電気モータ、電磁式アクチュエー
タ等を用いることができる。

【００５９】実施の形態６ 次に、本発明の実施の形態６について、図１１及び図１
２を参照して説明する。図１１は、本発明の実施の形態
６にかかるホットランナーユニットを示す説明図であ
る。図１２は、本発明の実施の形態６にかかるホットラ
ンナーユニットによる成形試験に用いた成形品の構造と
ゲート位置を示す部分破断斜視図である。図１１に示さ
れるように、本実施の形態６にかかるホットランナーユ
ニット６１は温度を精密に制御するための冷却手段１０
０を備えている。

【００６０】射出成形機の加熱シリンダ６２の真下には
金型のスプルーブッシュ６３が位置しており、スプルー
ブッシュ６３にはホットランナーユニット６１のマニホ
ールド６４が接続され、マニホールド６４はノズル６５
につながっている。ノズル６５には２個の電気式のバン
ドヒータ６６が取付けられており、ホットランナーユニ
ット６１を加熱する。加熱の温度制御はノズル６５に取
付けられた図示しない熱電対によって行われ、熱電対に
よって測定される温度が設定温度を超えるとバンドヒー
タ６６に流れていた電流が遮断され、加熱が停止され
る。熱電対によって測定される温度が設定温度以下にな
ると、バンドヒータ６６に電流が流れ、加熱が再開され
る。

【００６１】本実施の形態６における冷却手段１００
は、圧縮空気をホットランナーユニット６１に吹き付け
ることによって冷却を行うものである。即ち、エアコン
プレッサー１０１で圧縮された空気はエアタンク１０２
に貯蔵され、電磁弁１０３が開くとステンレス管１０５
に圧縮空気が流れて、ホットランナーユニット６１のノ
ズル６５に近接して設けられたステンレス管１０５の複
数のエア吹き出しノズル１０６からノズル６５に向けて
圧縮空気が吹き付けられ、ノズル６５が冷却される。

【００６２】電磁弁１０３は、前記熱電対と連動してお
り、熱電対によって測定される温度が設定温度以下の
間、即ちバンドヒータ６６に電流が流れて加熱が行われ
ている間は電磁弁１０３は閉じており、圧縮空気による
冷却は行われない。熱電対によって測定される温度が設
定温度を超えると（即ち、加熱状態でなくなると）、タ
イマー１０４で所定時間カウントした後に電磁弁１０３
が開いて、圧縮空気がステンレス管１０５からノズル６
５に吹き付けられて冷却が行われる。圧縮空気による冷
却によって熱電対によって測定される温度が設定温度以
下になると、バンドヒータ６６に電流が流れ、加熱が再
開される。

【００６３】このように加熱と冷却が交互に繰り返され
ることによって、ノズル６５の温度は設定温度近傍に保
たれ、ホットランナーユニット６１内の溶融樹脂の温度
も適正に保たれる。このように、ホットランナーユニッ
ト６１における温度制御を十分に精密に行うことによっ
て、樹脂の焼け・変形・糸引き等による成形不良を低減
し、成形品の歩留まりを向上させることができる。

【００６４】なお、本実施の形態６においては、ホット
ランナーユニット６１のうちノズル６５の近傍にステン
レス管１０５を配置してノズル６５のみを冷却している
が、使用する樹脂の種類や成形条件によってはマニホー
ルド６４の近傍にもステンレス管１０５を配置してマニ
ホールド６４をも冷却するようにすることもできる。

【００６５】実際の冷却効果を試験するために、ホット
ランナーユニット６１を用いて、図１２に示される成形
品１２０の射出成形試験を行った。成形品１２０の大き
さは長さ３００ｍｍ、幅３８０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、平
均肉厚３ｍｍの箱形形状で、内部に縦２本、横２本のリ
ブ１２４が設けられている。各コーナー部には溶融樹脂
の流動を支援するため、Ｃ３の面取りが施されており、
ゲート１２２の数は中央部に１点である。

【００６６】成形用樹脂としては、ガスアシスト用に開
発されたＨＩＰＳ樹脂である旭化成工業（株）のＡＧＩ
０２（商品名）を用い、３５０ｔｏｎ射出成形機を用い
て溶融樹脂温度が２１５度で成形加工した。ホットラン
ナーユニット６１としては、モールドマスターズ製のバ
ルブゲート式ホットランナーユニットの廻りにステンレ
ス管１０５を配置し、ノズル６５のみでなくマニホール
ド６４をも冷却するようにした。バンドヒータ６６に電
流が流れて加熱が行われている間は電磁弁１０３は閉じ
ており、圧縮空気による冷却は行われない。熱電対によ
って測定される温度が設定温度を超えると電磁弁１０３
が開いて、０．８ＭＰａの圧縮空気がステンレス管１０
５のエア吹き出しノズル１０６から吹き出してホットラ
ンナーユニット６１を冷却した。

【００６７】成形試験の結果は、冷却しない場合には、
ゲート廻りに直径２０ｍｍ程度の焼けが発生したが、冷
却を実施した場合には、前記焼け不良の発生は確認され
なかった。このように、冷却手段１００を用いてホット
ランナーユニット６１を冷却し、内部の溶融樹脂の温度
を適正な範囲に保つことによって、成形不良を防止でき
ることがわかった。

【００６８】実施の形態７ 次に、本発明の実施の形態７について、図１３及び図１
２を参照して説明する。図１３は、本発明の実施の形態
７にかかるホットランナーユニットを示す説明図であ
る。図１３に示されるように、本実施の形態７にかかる
ホットランナーユニット７１も、温度を精密に制御する
ための冷却手段１１０を備えている。なお、図１１に示
される実施の形態６と同一の部分には、同一の符号を付
して説明を省略する。

【００６９】本実施の形態７が実施の形態６と異なるの
は、電磁弁１０３に銅製の配管（以下、「銅管」とい
う。）１０７を接続して、この銅管１０７をホットラン
ナーユニット７１のノズル６５に巻き付けた点である。
即ち、本実施の形態７における冷却手段１１０は、圧縮
空気を冷媒としてホットランナーユニット６１に巻き付
けた銅管１０７に流すことによって冷却を行うものであ
る。電磁弁１０３が開くと銅管１０７に圧縮空気が流れ
て、ホットランナーユニット６１のノズル６５に巻き付
けられた銅管１０７内を冷媒としての圧縮空気が流れ
て、ノズル６５が冷却される。なお、銅管１０７の先端
１０８は開放されており、ここから圧縮空気がノズル６
５の先端に吹き付けられる。

【００７０】なお、本実施の形態７においては、ホット
ランナーユニット７１のうちノズル６５に銅管１０７を
巻き付けてノズル６５のみを冷却しているが、使用する
樹脂の種類や成形条件によってはマニホールド６４にも
銅管１０７を巻き付けてマニホールド６４をも冷却する
ようにすることもできる。

【００７１】実際の冷却効果を試験するために、ホット
ランナーユニット７１を用いて、図１２に示される成形
品１２０の射出成形試験を行った。カナダのモールドマ
スターズ製のバルブゲート方式ホットランナーユニット
に内径６ｍｍ（肉厚０．５ｍｍ）の銅管１０７を巻き付
け、エアコンプレッサー１０１から０．８ＭＰａの圧縮
空気を供給し、冷却効果を確認した。使用した樹脂（Ａ
ＧＩ０２）と射出成形機、金型、成形条件は、実施の形
態６と同様である。

【００７２】バンドヒータ６６に電流が流れて加熱が行
われている間は電磁弁１０３は閉じており、圧縮空気に
よる冷却は行われない。熱電対によって測定される温度
が設定温度を超えると電磁弁１０３が開いて、０．８Ｍ
Ｐａの圧縮空気が銅管１０７内を冷媒として流れてホッ
トランナーユニット７１を冷却した。

【００７３】成形試験の結果は、冷却しない場合には、
実施の形態６の場合と同様にゲート廻りに直径２０ｍｍ
程度の焼けが発生したが、冷却を実施した場合には、前
記焼け不良の発生は確認されなかった。このように、冷
却手段１１０を用いてホットランナーユニット７１を冷
却し、内部の溶融樹脂の温度を適正な範囲に保つことに
よって、成形不良を防止できることがわかった。

【００７４】本実施の形態７においては、冷媒として圧
縮空気を使用しているが、冷媒としては、これ以外に
も、水その他の液体、冷却空気を始めとする冷却ガス、
さらには液体窒素、液体アンモニア等の液化ガス等を用
いることができる。

【００７５】実施の形態８ 次に、本発明の実施の形態８について、図１、図１１及
び図１２を参照して説明する。本実施の形態８にかかる
ホットランナーユニットは、図１１に示されるホットラ
ンナーユニット６１のノズル６５の先端部を図１に示さ
れる逆流防止弁３を有する構造としたものである。即
ち、本実施の形態８のホットランナーユニットは、ガス
アシスト成形法またはインジェクションプレス成形法に
おけるガスまたは溶融樹脂のホットランナーユニット内
への侵入を防ぐ逆流防止弁３を備えるとともに、ホット
ランナーユニットの温度制御を精密に行うための冷却手
段１００をも備えたものである。かかる構成によれば、
ガスまたは一度射出した溶融樹脂のホットランナーユニ
ット内への逆流も防ぐことができ、ホットランナーユニ
ット内の溶融樹脂の温度も適正な範囲に保つことができ
る。

【００７６】その結果、ガスまたは溶融樹脂の侵入によ
る成形品の焼け、ショートモールド、シルバーストリー
ク等といった成形不良を防止することができ、溶融樹脂
の過熱による樹脂の焼け・変形・糸引き等による成形不
良も低減することができて、成形不良を殆どなくすこと
ができる。これによって、成形品の歩留まりを飛躍的に
向上させることができる。

【００７７】実際に成形不良防止の効果を確認するため
に、図１２に示される成形品１２０のガスアシスト成形
法による成形試験を行った。成形に用いた樹脂は、ダイ
セル化学（株）製ＡＢＳ樹脂セビアン５００（商品名）
である。射出成形機、金型、成形条件は、実施の形態６
と同様である。図１２に示されるように、成形品１２０
のキャビティの端１点にガス注入のニードルピン１２６
を立て、注入ガス圧を４２ＭＰａ（ガスは窒素ガス）ま
で高め、注入は金型キャビティ内に溶融樹脂が充填完了
された直後に２０秒間注入した。しかし、高圧ガスがホ
ットランナーユニット６１のゲートを介してホットラン
ナーユニット６１内及び成形機加熱筒内に侵入すること
はなく、１００ショット連続で良品が成形加工できた。

【００７８】比較のため、前記モールドマスターズ製の
バルブゲート方式のホットランナーユニットに何も改造
はせず、そのままでガス圧が２０ＭＰａで成形加工した
が、ホットランナーユニットのゲート部からホットラン
ナーユニット内にガスが侵入し、ショートモールドと、
シルバーストリークの発生が多く、連続した生産はでき
なかった。ガス圧を１５ＭＰａに下げるとガスの侵入は
ないが、中空率が低下し、コーナー部、及びリブ部に若
干のヒケが発生した。さらに、ガス圧を本実施の形態８
と同じ４２ＭＰａとしたところ、ガスはホットランナー
ユニットのゲート部から侵入して、ホットランナーユニ
ットをへて、成形機加熱筒内まで侵入し、成形機加熱筒
内のスクリューを最後尾まで押し上げてしまった。

【００７９】上述の如く本実施の形態８のホットランナ
ーユニットを使用し、成形加工した成形品１２０の中空
率（ガスアシスト成形品重量とソリッド成形品（内部中
実な成形品）重量の比）は、ガスアシスト成形品重量／
ソリッド成形品重量＝９０／１００であるのに対し、前
記モールドマスターズ製のバルブゲート方式のホットラ
ンナーユニットを用いて、注入のガス圧１５ＭＰａの場
合では、ガスアシスト成形品重量／ソリッド成形品重量
＝９７／１００に留まり、本実施の形態８のホットラン
ナーユニットを用いた方がガスアシスト成形法による経
済効果（材料の使用量の低減）も大きかった。

【００８０】実施の形態９ 次に、本発明の実施の形態９について、図１４及び図１
５を参照して説明する。図１４は、本発明の実施の形態
９にかかるホットランナーユニットのノズル部分を示す
縦断面図である。図１５は、本発明の実施の形態９の変
形例にかかるホットランナーユニットのノズル部分を示
す縦断面図である。

【００８１】図１４に示されるように、本実施の形態９
のホットランナーユニット８１は、図７に示される実施
の形態４の逆流防止弁８にガス注入用の環状の貫通孔を
設けた構造を有している。その他の部分については図７
と同一であるので同一符号を付して説明を省略する。即
ち、本実施の形態９のホットランナーユニット８１の逆
流防止弁８２は、内部に軸方向に沿って貫通する環状の
ガス注入孔８３を備えている。

【００８２】したがって、射出成形加工時に毎ショット
ごとに、あるいは数ショットごとにこのガス注入孔８３
に少量のガス（窒素ガス等）を注入することによって逆
流防止弁８２を冷却することができる。これによって、
実施の形態６や実施の形態７における冷却手段１００，
１１０と同じような効果を得ることができ、成形品の変
形、焼け、離型時の糸引き等の成形不良を低減すること
ができる。また、ガスアシスト成形法の実施にあたっ
て、ガス注入孔８３から高圧ガスを注入することも可能
である。

【００８３】本実施の形態９の変形例として、同様のガ
ス注入孔を設けたのが、図１５に示されるホットランナ
ー９１であり、図６に示される実施の形態３の逆流防止
弁２９にガス注入用の環状の貫通孔を設けた構造を有し
ている。その他の部分については図６と同一であるので
同一符号を付して説明を省略する。即ち、本実施の形態
９の変形例のホットランナーユニット９１の逆流防止弁
９２は、内部に軸方向に沿って貫通する環状のガス注入
孔９３を備えている。

【００８４】したがって、射出成形加工時に毎ショット
ごとに、あるいは数ショットごとにこのガス注入孔９３
に少量のガス（窒素ガス等）を注入することによって逆
流防止弁９２を冷却することができる。これによって、
実施の形態６や実施の形態７における冷却手段１００，
１１０と同じような効果を得ることができ、成形品の変
形、焼け、離型時の糸引き等の成形不良を低減すること
ができる。また、ガスアシスト成形法の一種であるＧＰ
Ｉ成形法の実施にあたって、ガス注入孔９３から高圧ガ
スを注入することも可能である。

【００８５】なお、ＧＰＩ成形法とはガスアシスト成形
法の一種であり、成形品の内部にガスを注入して成形品
を中空にするのではなく、成形品と金型内壁との間にガ
スを注入することによって成形品の形状を整える成形法
である。

【００８６】本発明において実施可能な射出成形法は、
射出成形機加熱筒内で加熱溶融された溶融樹脂を金型キ
ャビティ内に射出し、必要に応じて保圧を掛け、金型キ
ャビティ内で冷却固化された後、取り出す公知の成形法
以外に、例えば発泡剤を用いた発泡成形法（ＮＳＦ法、
ＧＣＰ法を含む）、２色成形法、２層成形法、サンドイ
ッチ成形法、インジェクションブロー成形法、インジェ
クションプレス成形法、インモールド成形法等があり、
これら成形法は単独での実施のみならず前記記載のガス
アシスト成形法との併用も可能である。

【００８７】本発明において用いられる射出成形用樹脂
としては、熱可塑性をしめす樹脂を主成分とする樹脂組
成物ならば全て用いることができる。代表的なものを例
示するとＡＢＳ樹脂・ＨＩＰＳ樹脂・変性ＰＰＥ樹脂に
代表されるスチレン系樹脂、ポリプロピレン樹脂・ポリ
エチレン樹脂に代表されるオレフィン系樹脂、ＰＥＴ樹
脂・ＰＢＴ樹脂に代表されるエステル系樹脂、ナイロン
−６・ナイロン−６６等に代表されるアミド系樹脂、そ
の他ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、及びこれ
らの樹脂のポリマーブレンド，ポリマーアロイ、さらに
はガラス繊維（ＧＦ）等の樹脂強化材が添加された複合
材等である。

【００８８】また、逆流防止弁としては、上記実施の形
態１の先端が略円錐形の逆流防止弁３、実施の形態２の
ボール弁１５、実施の形態３及び５の先端が球形の逆流
防止弁２３，４４及び半球形の逆流防止弁２９、実施の
形態４及び９の略円錐形の先端に逆向きの円錐形の突出
部を付加した逆流防止弁８，８２及び円錐台形の突出部
を付加した逆流防止弁９，９２、実施の形態５のニード
ル弁５４について説明したが、逆流防止弁の形状はこれ
らに限られるものではなく、他にも種々の形状が可能で
ある。本発明にかかるホットランナーユニットのその他
の部分の構造、材質、形状、大きさ、数量、接続関係等
についても、上記の各実施の形態に限定されるものでは
ない。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかるホットランナーユニットは、ノズル部分に、ガス
アシスト成形法におけるガス圧またはインジェクション
プレス成形法における溶融樹脂の圧力によって閉じ、ガ
ス及び溶融樹脂の侵入を防止する逆流防止弁を備えたも
のである。

【００９０】したがって、通常の射出成形時にはホット
ランナーユニット内の溶融樹脂はノズル部分を通過して
金型キャビティ内に射出されるが、その後ガスアシスト
成形法によるガス圧或いはインジェクションプレス成形
法による溶融樹脂の圧力がかかって前記ノズル部分を通
ってガスまたは溶融樹脂がホットランナーユニット内に
逆流しようとすると、逆流防止弁が閉じてガス及び溶融
樹脂の侵入を防止する。

【００９１】これによって、高圧ガスがホットランナー
ユニット内部から成形機加熱筒内部にまで侵入して、成
形機スクリューを最後尾まで押し上げ、加熱筒内部の溶
融樹脂を成形機ホッパーを介して吹き上げるという事故
を未然に防ぐことができ、安全に成形作業をすることが
できる。また、ホットランナーユニット内部にガスや一
度射出された溶融樹脂が入り込むことがないので、成形
品の焼け、ショートモールド、シルバーストリーク等と
いった成形不良も防ぐことができる。

【００９２】このようにして、ノズル内に逆流防止弁を
設けたことによって、ガスアシスト成形法及びインジェ
クションプレス成形法における、ホットランナーユニッ
ト内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶融樹脂の逆流を
防止することができ、成形品の焼け、ショートモール
ド、シルバーストリーク等といった成形不良を防止する
とともに安全に成形作業ができるようになる。

【００９３】請求項２の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１の構成において、前記逆流防止弁の
シール部分に１または２以上の環状の溝を設けたもので
ある。これによって、請求項１に記載の効果に加えて、
この環状の溝にホットランナー内の溶融樹脂が入り込
み、ガス圧または溶融樹脂圧がかかって逆流防止弁が働
く際に環状の溝内の溶融樹脂がＯリングの役目をしてよ
り完全にシールされる。したがって、より確実にホット
ランナーユニット内及び成形機加熱筒内へのガス及び溶
融樹脂の逆流を防止することができ、より確実に成形品
の焼け、ショートモールド、シルバーストリーク等とい
った成形不良を防止するとともに安全に成形作業ができ
るようになる。

【００９４】請求項３の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１または請求項２の構成において、前
記逆流防止弁は、移動自在なボールによって前記ノズル
部分の途中に設けられた空洞の入り口を塞ぐものであ
る。このように、逆流防止弁としてボール弁構造を採用
したことから、請求項１及び請求項２に記載の効果に加
えて、弁を支持してスライドさせる機構を設ける必要が
なく、簡単な構造とすることができる。

【００９５】請求項４の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１または請求項２の構成において、前
記逆流防止弁は、前記ホットランナーユニットから金型
キャビティ内へガスを注入するためのガス注入孔を有す
るものである。したがって、請求項１及び請求項２に記
載の効果に加えて、射出成形加工時に毎ショットごと
に、あるいは数ショットごとにこのガス注入孔に少量の
ガスを注入することによって逆流防止弁を冷却すること
ができる。このため、ホットランナーユニット内の、特
にノズル部分の溶融樹脂が過熱状態になるのを防いで、
適正な温度範囲に保つことができる。これによって、成
形品の変形、焼け、離型時の糸引き等の成形不良を低減
することができる。また、ガスアシスト成形法の実施に
あたって、このガス注入孔から高圧ガスを注入すること
も可能である。

【００９６】請求項５の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成
において、前記ホットランナーユニットが加熱状態でな
くなったときに前記ホットランナーユニットの一部また
は全部を冷却する冷却手段を備えたものである。即ち、
請求項５のホットランナーユニットは、ガスアシスト成
形法またはインジェクションプレス成形法におけるガス
または溶融樹脂のホットランナーユニット内への侵入を
防ぐ逆流防止弁を備えるとともに、ホットランナーユニ
ットの温度制御を精密に行うための冷却手段をも備えた
ものである。

【００９７】かかる構成によれば、請求項１乃至請求項
４のいずれか１つに記載の効果に加えて、ガスまたは一
度射出した溶融樹脂のホットランナーユニット内への逆
流も防ぐことができ、ホットランナーユニット内の溶融
樹脂の温度も適正な範囲に保つことができる。その結
果、ガスまたは溶融樹脂の侵入による成形品の焼け、シ
ョートモールド、シルバーストリーク等といった成形不
良を防止することができ、溶融樹脂の過熱による樹脂の
焼け・変形・糸引き等による成形不良も低減することが
できて、成形不良を殆どなくすことができる。これによ
って、成形品の歩留まりを飛躍的に向上させることがで
きる。

【００９８】請求項６の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、ホットランナーユニットが加熱状態でなくな
ったときに前記ホットランナーユニットの一部または全
部を冷却する冷却手段を備えたものである。前述の如
く、ホットランナーユニットを加熱する電気式ヒーター
は熱電対による測定温度が設定温度を超えると電流が切
れるが、その後しばらくは余熱によってさらに溶融樹脂
の温度が上がってしまう。そこで、ヒーターが切れたと
き即ち加熱状態でなくなったときに、冷却手段によって
直ちにホットランナーユニットの一部または全部（過熱
状態になり易い部分）を冷却することによって、ホット
ランナーユニットの温度を強制的に下げて、内部の溶融
樹脂の温度を短時間で設定温度内に戻してやる。これに
よって、射出成形時の溶融樹脂の温度が適切な範囲に保
たれ、成形品にはゲート廻りの変形や焼け不良、糸引き
不良等の成形不良が現れることはない。

【００９９】このようにホットランナーユニットにおけ
る温度制御を十分に精密に行うことによって、樹脂の焼
け・変形・糸引き等による成形不良を低減し、成形品の
歩留まりを向上させることができる。

【０１００】請求項７の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項６の構成において、前記冷却手段は、
前記ホットランナーユニットの一部または全部に圧縮気
体を吹き付けるものである。この構成によれば、請求項
６に記載の効果に加えて、ホットランナーユニットから
離して冷却手段を設けることができるので、冷却手段の
配置の自由度が増し、ホットランナーユニットの過熱し
易い部分を重点的に冷却できる。また、圧縮気体を吹き
付けることによって気体の断熱膨張が起きて温度が下が
るので、冷却の効果が一層大きくなる。

【０１０１】請求項８の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項６の構成において、前記冷却手段は、
前記ホットランナーユニットの一部または全部に冷媒を
流す配管を巻き付けたものである。かかる構成によれ
ば、請求項６に記載の効果に加えて、冷却したい部分を
確実にかつより強力に冷却することができる。

【０１０２】請求項９の発明にかかるホットランナーユ
ニットは、請求項６の構成において、前記冷却手段は、
前記ホットランナーユニットの一部または全部に配管を
巻き付けて液体を流して気化させ、その気化熱で冷却す
るものである。したがって、請求項６に記載の効果に加
えて、液体の気化熱は大きいので、単に巻き付けた配管
に冷媒を流すよりもさらに強力な冷却効果を得ることが
できる。かかる構成によれば、冷却したい部分をさらに
強力にかつ効果的に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる
ホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図で
あり、（ｂ）はノズル部分が閉じた状態を示す縦断面図
である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態１にかかるホット
ランナーユニットのノズル部分の角度を変えた例を示す
縦断面図である。

【図３】 図３は本発明の実施の形態１にかかるホット
ランナーユニットのノズル部分の逆流防止弁の高さを変
えた例を示す縦断面図である。

【図４】 図４（ａ）は本発明の実施の形態２にかかる
ホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示した横断面図である。

【図５】 図５は本発明の実施の形態３にかかるホット
ランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図である。

【図６】 図６は本発明の実施の形態３の変形例にかか
るホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図
である。

【図７】 図７は本発明の実施の形態４にかかるホット
ランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図である。

【図８】 図８は本発明の実施の形態４の変形例にかか
るホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図
である。

【図９】 図９は本発明の実施の形態５にかかるホット
ランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図である。

【図１０】 図１０は本発明の実施の形態５の変形例に
かかるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断
面図である。

【図１１】 図１１は本発明の実施の形態６にかかるホ
ットランナーユニットを示す説明図である。

【図１２】 図１２は本発明の実施の形態６にかかるホ
ットランナーユニットによる成形試験に用いた成形品の
構造とゲート位置を示す部分破断斜視図である。

【図１３】 図１３は本発明の実施の形態７にかかるホ
ットランナーユニットを示す説明図である。

【図１４】 図１４は本発明の実施の形態９にかかるホ
ットランナーユニットのノズル部分を示す縦断面図であ
る。

【図１５】 図１５は本発明の実施の形態９の変形例に
かかるホットランナーユニットのノズル部分を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８
１，９１ ホットランナーユニット ２，１２，１３，２２，４２，５２，６５ ノズル部分 ３，８，９，１５，２３，２９，４４，５４，８２，９
２ 逆流防止弁 ４，１６ａ，２５ 環状の溝 １４ 空洞 １５ ボール １００，１１０ 冷却手段 １０７ 配管

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂の射出成形に用いられる金
   型のホットランナーユニットにおいて、 ノズル部分に、ガスアシスト成形法におけるガス圧また
   はインジェクションプレス成形法における溶融樹脂の圧
   力によって閉じ、ガス及び溶融樹脂の侵入を防止する逆
   流防止弁を具備することを特徴とするホットランナーユ
   ニット。
2. 【請求項２】 前記逆流防止弁のシール部分に１または
   ２以上の環状の溝を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載のホットランナーユニット。
3. 【請求項３】 前記逆流防止弁は、移動自在なボールに
   よって前記ノズル部分の途中に設けられた空洞の入り口
   を塞ぐものであることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載のホットランナーユニット。
4. 【請求項４】 前記逆流防止弁は、前記ホットランナー
   ユニットから金型キャビティ内へガスを注入するための
   ガス注入孔を有するものであることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載のホットランナーユニット。
5. 【請求項５】 更に、前記ホットランナーユニットが加
   熱状態でなくなったときに前記ホットランナーユニット
   の一部または全部を冷却する冷却手段を備えた請求項１
   乃至請求項４のいずれか１つに記載のホットランナーユ
   ニット。
6. 【請求項６】 熱可塑性樹脂の射出成形に用いられる金
   型のホットランナーユニットにおいて、 ホットランナーユニットが加熱状態でなくなったとき
   に、前記ホットランナーユニットの一部または全部を冷
   却する冷却手段を具備することを特徴とするホットラン
   ナーユニット。
7. 【請求項７】 前記冷却手段は、前記ホットランナーユ
   ニットの一部または全部に圧縮気体を吹き付けるもので
   あることを特徴とする請求項６に記載のホットランナー
   ユニット。
8. 【請求項８】 前記冷却手段は、前記ホットランナーユ
   ニットの一部または全部に冷媒を流す配管を巻き付けた
   ものであることを特徴とする請求項６に記載のホットラ
   ンナーユニット。
9. 【請求項９】 前記冷却手段は、前記ホットランナーユ
   ニットの一部または全部に配管を巻き付けて液体を流し
   て気化させ、その気化熱で冷却するものであることを特
   徴とする請求項６に記載のホットランナーユニット。