JP3299851B2 - 射出成形用ノズル - Google Patents

射出成形用ノズル

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1734Nozzles therefor
    • B29C45/1735Nozzles for introducing the fluid through the mould gate, e.g. incorporated in the injection nozzle

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機金型の型窩
内に射出された溶融樹脂内に、加圧流体を注入して冷却
・固化し、合成樹脂製の中空型物等を成形する際に用い
る射出成形用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】金型の型窩内に溶融した合成樹脂を射出
し、続いて該溶融樹脂内に加圧流体を注入して冷却・固
化することにより、合成樹脂製の中空型物等を成形する
射出成形技術が知られている。この射出成形には、例え
ば特公昭59−49902号公報に記載されているよう
に、射出シリンダーの前端部に、ニードル弁を内蔵した
射出成形用ノズルを付設し、このニードル弁を前後に移
動して、ノズルの前端に開口した射出口からの、溶融樹
脂の射出と加圧流体の注入とを交互に行うようにした装
置が用いられる。
【0003】ところが、この射出成形装置は、比較的装
置が複雑であり、組立てにも手間がかかり、製作費が高
価であるという問題があった。そこで、本出願人は、先
に、部品数が少なくて簡単な構造であり、その製作も容
易な射出成形用ノズルを開発した(特開平3−6762
2号、特開平3−67623号の各公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】その内、特開平3−6
7622号公報記載の技術は、図3に示すように、ノズ
ル装置aは射出シリンダーbの前端部に付設され、前端
開口部が射出口cとなされ、後端開口部dが射出シリン
ダーbの吐出口に連通されたノズル本体部e内に、ニー
ドル弁fを備えた中子gを装着した構造となっている。
【0005】スクリューhが前進すると、ノズル本体部
eの後端開口部dを閉塞していたニードル弁fが樹脂圧
により前進して、溶融樹脂が後端開口部dからノズル本
体e内に入り、射出口cから図示しない金型内に射出さ
れる。この間、中子gの加圧流体吐出口hは、ニードル
弁fの前端で閉塞される(図3に示す状態)。また、ス
クリューhが後退すると、ニードル弁fはバネiの弾発
力により後退して、その後端で後端開口部dを閉塞する
と共に、前端が加圧流体吐出口hを開放し、加圧流体が
取り入れ口jから中子g内を通り、加圧流体吐出口hか
ら射出口cを経て金型内に注入される。
【0006】また、特開平3−67623号公報記載の
技術は、図4に示すように、スクリューhが前進する
と、その樹脂圧によりニードル弁fが後退し、射出口c
を開いて溶融樹脂が金型内に射出され、このとき、ニー
ドル弁f内の加圧流体通路kは取り入れ口jと遮断され
る。また、スクリューhが後退すると、ニードル弁fが
バネiの弾発力により前進して射出口cを閉塞し、加圧
流体が射出口cを経て金型内に注入される(図4に示す
状態)。
【0007】ところが、上述の各従来技術においても、
尚、解決すべき問題点が残されていた。その一つは、中
空型物を成形する際の射出成形用ノズルは、特殊の構造
を有するものであって、通常の射出成形を行う場合は、
その都度射出成形用ノズルを取り替える必要があり、そ
の手間が煩瑣であるという問題があった。
【0008】また、他の一つは、ニードル弁が前後方向
に進退するときに、中子の先端部との間に摺動部分があ
り(例えば、図3の場合はA、図4の場合はBで示す部
分)、高圧で移動する溶融樹脂は、この摺動部分の隙間
(=クリアランス)内に侵入し、固化してニードル弁f
の摺動の妨げになることがあった。更に他の一つは、加
圧流体取り入れ口jが射出口cと接近している為、加圧
流体の配管の都合で金型の改造を強いられることがある
という点であった。
【0009】本発明は、このような従来技術の欠点を解
消し、通常の射出成形、中空型物の射出成形の何れの場
合でも、ノズルの取り替えの必要がなく、しかも、ニー
ドル弁の安定した作動を維持し、加圧流体配管に煩わさ
れることなく所望の金型設計が可能な射出成形用ノズル
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の射出成形用ノズ
ルは、「射出シリンダーの前端部に付設された射出成形
用ノズルであって、前端開口部が射出口となされ、後端
開口部が射出シリンダーの吐出口に連通されたノズル本
体部と、該ノズル本体部内に支承され、その外周囲が樹
脂通路となされた中子とを有し、該中子内には前端が加
圧流体吐出口となされた空洞が設けられ、該空洞内には
バネにより後方に付勢されると共に加圧流体により前進
可能なニードル弁が装着され、ニードル弁の前端には弁
頭が設けられ、ニードル弁の前進・後退により、該弁頭
が流体吐出口内周縁に対して離反・衝合して開閉するよ
うになされ、ノズル本体部の射出シリンダー近傍には、
前記中子の空洞内に連通する加圧流体導入路の入口が設
けられ、中子の後方には、流体圧により後端開口部を閉
塞し得る球体が遊嵌され、前記加圧流体の導入・停止を
司る制御装置が付設され、該制御装置は、射出口から溶
融樹脂の射出が終了した後に、その都度該射出口から加
圧流体を送入し得る機構と、成形中には加圧流体の送入
を行わない機構とを兼備しており、何れかの機構を任意
に選択して使用できるようになされていること」を特徴
とするものであり、このことにより上記目的が達成され
る。
【0011】本発明の射出成形用ノズルを用いて行う成
形の素材としては、一般の射出成形に使用される熱可塑
性樹脂や熱硬化性樹脂を主体とする成形素材がそのまま
採用可能である。
【0012】また、加圧流体としては、窒素ガス、炭酸
ガス、空気等常温でガス状の物質となり得るものが使用
されるが、液状の発泡剤等であってもよい。
【0013】
【作用】本発明の射出成形用ノズルは、スクリューの回
転により樹脂が可塑化され、所定量の溶融樹脂が射出シ
リンダー内に貯溜されたならば、スクリューを前進させ
て吐出口から溶融樹脂を吐出させる。すると、その圧力
で球体がノズル本体部の後端開口部を開放し、溶融樹脂
は樹脂通路を経て射出口より金型の型窩内に射出され
る。
【0014】この間、制御装置により加圧流体の送入を
停止しておく。加圧流体が作用しないので、ニードル弁
はバネにより後方に付勢され、弁頭は加圧流体吐出口内
周縁に衝合し、閉塞した状態となる。
【0015】中空型物を成形するときは、制御装置をし
て射出が終わった後に、その都度該射出口から加圧流体
を送入し得る機構にセットする。かくして、制御装置に
より、中子の空洞内に加圧流体導入路から加圧流体が導
入される。すると、ニードル弁はバネの弾発力に抗して
前進し、弁頭は加圧流体吐出口内周縁から離反し、該吐
出口を開放する。かくして、加圧流体吐出口から加圧流
体が吐出され、射出口を経て、型窩内の溶融樹脂中に注
入される。
【0016】また、加圧流体の一部が樹脂通路内に逆流
しても、球体を押圧してノズル本体部の後端開口部を閉
塞するので、射出シリンダー内に侵入することがない。
加圧流体の所定量、もしくは所定時間の注入が終わる
と、制御装置により加圧流体の導入が自動的に停止さ
れ、かくして空洞内の圧力が下がり、ニードル弁はバネ
の弾発力に付勢されて後退し、弁頭は加圧流体吐出口内
周縁に衝合し、これを閉塞して、一サイクルが終了す
る。
【0017】上述の弁頭による加圧流体吐出口の開閉
は、弁頭の加圧流体吐出口内周縁に対する単なる離反・
衝合によりなされるので、ニードル弁と中子の先端部と
の間には摺動する部分がなく、衝合時における弁頭は、
加圧流体吐出口内周縁に密に押圧され、溶融樹脂が侵入
する余地が形成されない。
【0018】また、加圧流体導入路の入口は、ノズル本
体部の射出シリンダー近傍に設けられているから、加圧
流体の配管は、金型から離れた位置に配設することがで
きる。また更に、加圧流体が吐出される際、中子の後方
に収納されている球体の存在により、加圧流体の万一の
逆流による射出シリンダー内への侵入が防止される。
【0019】また、加圧流体の導入停止を司る制御装置
は、上述のように、溶融樹脂の射出が終了した後に、そ
の都度該射出口から加圧流体を送入し得る機構と、成形
中には加圧流体の送入を行わない機構とを兼備してお
り、何れかの機構を選択して使用できるようになされて
いるから、非中空物の成形に使用するときは、該制御装
置を後者にセットすれば同じノズルを用いて成形するこ
とが可能である。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
【0021】図1及び図2において、1は射出シリンダ
ー、2は樹脂の可塑化と溶融樹脂の射出を行うスクリュ
ー、3は前部に口金31が螺着されたノズル本体部であ
って、その前端開口部は射出口32となされている。ま
た、後端開口部33は射出シリンダー1に螺着され、射
出シリンダー1の吐出口11に連通せしめられている。
【0022】4は中子であって、前半部41と後半部4
2とからなり、それぞれの外周壁がノズル本体部3の内
壁にスパイダー状の支承壁43(各図面ではその一つを
断面で示す)により支承され、該支承壁43を除く外周
壁とノズル本体部3の内壁との間は樹脂通路34となさ
れている。
【0023】中子4内は前端が加圧流体吐出口44とな
された空洞が設けられ、この空洞内にニードル弁5が装
着されている。該ニードル弁5は、弁棒51と、その前
端に設けられた弁頭52と、後端に固定された受圧板5
3と、加圧流体が作用しないときは、ニードル弁5を後
方に付勢するところの、弁棒51に外挿された圧縮バネ
54とからなる。
【0024】弁頭52は、図1(ロ)にも示すように矢
尻状を呈し、その後部は円錐面からなる閉塞面521と
なされ、加圧流体吐出口44の内周縁には、この閉塞面
521に対応する受け面441が形成されている。そし
て、図1に示すように、加圧流体が作用しないときは、
閉塞面521は受け面441に密に衝合して加圧流体吐
出口44を閉塞し、加圧流体が作用するときは、受け面
441から離反する。このときの衝合・離反作動におい
て摺動する箇所は一切存在しない。
【0025】35は、射出シリンダー1の前端に隣接す
るノズル本体部3に穿設された加圧流体導入路の入口で
あって、ノズル本体の壁内には長い加圧流体導入路35
1が設けられ、その先端は後半部42の空洞内の後端に
開口せしめられている。
【0026】6は加圧流体として空気を送る為のコンプ
レッサーを主体とする加圧流体源、7は制御装置であっ
て、中空型物の射出成形時にのみコンプレッサーを稼働
させる入切装置を有すると共に、所定のプログラムを内
蔵するマイコンが組み込まれている。
【0027】そして、中空型物の射出成形時には、スク
リュー2の前進後退を司る図示しない油圧機構と連動し
て、スクリュー2による溶融樹脂の射出後にコンプレッ
サー6からの加圧流体を中子4の空洞内に送り込む。こ
の加圧流体によりニードル弁5の受圧板53は押圧さ
れ、バネ54の弾発力に抗してニードル弁5を前進させ
る。このとき、中子の前半部41と後半部42との境目
には段部45が形成されており、受圧板53の前進はこ
の段部45に規制される。
【0028】8は球体であって、ノズル本体3の後端開
口部33の前部には、狭隘部331が設けられ、中子4
の後端と該狭隘部331との間に球体8が遊嵌されてい
る。
【0029】次に、上記射出成形用ノズルの作動につい
て説明する。
【0030】先ず、制御装置7を中空型物の成形機構に
セットする。次いで、射出成形機の本体を稼働する。
尚、この射出成形機は、予め射出シリンダー1内に樹脂
をスクリュー2で可塑化し貯留し、しかる後前進・後退
するようになっている。この貯留段階では、ニードル弁
5の位置関係は図1に示すようになっている。即ち、制
御装置7は加圧流体の中子4の空洞内への送入を停止す
るように作動している。
【0031】従って、圧縮バネ54の弾発力によってニ
ードル弁5は後退し、弁頭52の閉塞面521は加圧流
体吐出口44の受け面441に押圧されて加圧流体吐出
口44は完全に閉塞されている。また、球体8は遊嵌さ
れたままのフリーの状態におかれている。
【0032】次に、溶融樹脂を金型内に射出するため、
スクリュー2を所定距離前進させると、球体8は中子4
の後端部に押圧され(図1に示す状態)、ノズル本体部
3の狭隘部331は開口して溶融樹脂が樹脂通路34内
を前進し、射出口32から金型の型窩内に射出される。
【0033】樹脂の射出が終了したならば、スクリュー
2の前進・後退の為の油圧機構からの指令により制御装
置7が働いて加圧流体源6から、図示しない配管を利用
して、加圧流体を加圧流体導入路の入口35から加圧流
体導入路351に送り込み、該加圧流体は中子4の空洞
内に充満する。
【0034】更に、加圧流体により受圧板53が前進
し、段部45に衝突して停止する。この間、弁頭52の
閉塞面521は、受け面441から離反して加圧流体吐
出口44を開放し、該加圧流体吐出口44から射出口3
2を経て加圧流体が型窩の溶融樹脂内に注入される。
尚、もし加圧流体の一部が樹脂通路34内を逆流するこ
とがあれば、球体8が後方に移動して狭隘部331を閉
塞する(図2に示す状態)。
【0035】加圧流体の所定量、或いは所定時間の注入
が終了したならば、制御装置7が働いて、加圧流体の送
入が停止され、ニードル弁5は後退して復元する(図1
に示す状態)。
【0036】上記実施例では、中空型物の成形の場合を
示したが、非中空型物の成形に際しては、制御装置7を
中空型物の成形機構にセットし、通常の射出成形の要領
で溶融樹脂の射出を行えばよい。この場合、制御装置7
は加圧流体の送入を行わない機構であるから、弁頭52
は加圧流体吐出口44を閉塞した状態を維持し、球体8
は遊嵌されたままの状態で終始する。更に、再び中空型
物の成形を行う場合は、単に成形機構の切替えのみで可
能であり、この切替えは繰り返し行うことができる。
【0037】
【発明の効果】本発明の射出成形用ノズルは、中空型物
の成形機構と、非中空型物の成形機構の両方を兼備して
おり、何れかの機構を任意に選択して使用できるから、
自由に使い分けすることが可能となり、成形用ノズルが
一つで済み、成形の準備作業が簡素化され、成形速度の
短縮、作業性の改善を図り得る。
【0038】また、ニードル弁による加圧流体吐出口の
開閉には、該開閉に際して摺動部分が無いから、樹脂の
侵入による装置作動の不備が発生せず、更に球体の存在
により加圧流体の射出シリンダー内への侵入も起こらな
いから、不良品の発生がなくなり、稼働率も向上して、
品質の均質なものを安定して廉価に製造できる。
【0039】また更に、加圧流体導入口の入口が射出シ
リンダーの近傍に設けられているから、金型の設計変更
をすることがなくなり、設計費が余分に嵩むことがな
く、金型の強度も保証され、この面からも製造費の低減
を図り得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明射出成形用ノズルの一実施例を示す図で
あって、同図(イ)は、ニードル弁が後退した状態を説
明する縦断面図であり、同図(ロ)は、同上においてニ
ードル弁の開閉部分のみを取り出し、一部を断面で示す
説明図である。
【図2】同じくニードル弁が前進した状態を示す縦断面
図である。
【図3】従来の射出成形用ノズルの一例を示す縦断面図
である。
【図4】従来の射出成形用ノズルの他の一例を示す縦断
面図である。
【符号の説明】
1 射出シリンダー 3 ノズル本体部 4 中子 5 ニードル弁 6 加圧流体源 7 制御装置 11 吐出口 32 射出口 33 後端開口部 34 樹脂通路 35 加圧流体導入路の入口 44 加圧流体吐出口 51 弁棒 52 弁頭 53 受圧板 54 圧縮バネ 351 加圧流体導入路 441 受け面 521 閉塞面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 B29C 45/20 - 45/23

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出シリンダーの前端部に付設された射
    出成形用ノズルであって、前端開口部が射出口となさ
    れ、後端開口部が射出シリンダーの吐出口に連通された
    ノズル本体部と、該ノズル本体部内に支承され、その外
    周囲が樹脂通路となされた中子とを有し、該中子内には
    前端が加圧流体吐出口となされた空洞が設けられ、該空
    洞内にはバネにより後方に付勢されると共に加圧流体に
    より前進可能なニードル弁が装着され、ニードル弁の前
    端には弁頭が設けられ、ニードル弁の前進・後退によ
    り、該弁頭が流体吐出口内周縁に対して離反・衝合して
    開閉するようになされ、ノズル本体部の射出シリンダー
    近傍には、前記中子の空洞内に連通する加圧流体導入路
    の入口が設けられ、中子の後方には、流体圧により後端
    開口部を閉塞し得る球体が遊嵌され、前記加圧流体の導
    入・停止を司る制御装置が付設され、該制御装置は、射
    出口から溶融樹脂の射出が終了した後に、その都度該射
    出口から加圧流体を送入し得る機構と、成形中には加圧
    流体の送入を行わない機構とを兼備しており、何れかの
    機構を任意に選択して使用できるようになされているこ
    とを特徴とする射出成形用ノズル。
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