JP2003001665A

JP2003001665A - 加圧流体導入ノズル用の移動装置、加圧流体導入装置、金型組立体及び射出成形方法

Info

Publication number: JP2003001665A
Application number: JP2001191549A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kayano; 義弘茅野; Hiroyuki Imaizumi; 洋行今泉; Kazuaki Ochiai; 和明落合; Akimasa Kaneishi; 彰雅兼石
Original assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Current assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP4553520B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡素な構造を有する加圧流体導入装置を提供す
る。【解決手段】（Ａ）先端部２２に開口部２４を有する加
圧流体導入ノズル２１、及び、（Ｂ）該加圧流体導入ノ
ズル２１の後端部２３が取り付けられ、該加圧流体導入
ノズル２１と連通しており、該加圧流体導入ノズル２１
を往復行程させるための移動装置３０から成り、金型１
０に設けられたキャビティ１３内に射出された溶融熱可
塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射
出成形品を成形するための加圧流体導入装置２０におい
ては、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内
部に移動装置３０及び加圧流体導入ノズル２１を介して
加圧流体を導入するとき、加圧流体によって加えられた
圧力に基づく移動装置３０の動作によって加圧流体導入
ノズル２１を前進端に位置せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流体導入ノズ
ル用の移動装置、加圧流体導入装置、金型組立体及び射
出成形方法に関し、より具体的には、射出成形装置に備
えられた金型のキャビティ内に射出された溶融熱可塑性
樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成
形品を成形するための加圧流体導入装置、かかる加圧流
体導入装置を構成するための加圧流体導入ノズル用の移
動装置、かかる加圧流体導入装置を組み込んだ金型組立
体、及び、かかる金型組立体を用いた射出成形方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ひけや反りのない優れた外観特性を有す
る射出成形品を成形するために、溶融した熱可塑性樹脂
を射出成形する射出成形装置が、例えば、特開昭６４−
１４０１２号公報や特開平６−９１６８４号公報に開示
されている。これらの特許公開公報に開示された射出成
形装置にあっては、ガス注入ノズルが往復運動するよう
に構成されている。例えば、特開昭６４−１４０１２号
公報に開示された射出成形装置を用いた射出成形方法に
おいては、この特許公開公報の図１に示されているよう
に、溶融したプラスチック材料１９を金型キャビティ１
３内に射出する。次いで、金型キャビティ１３内に射出
されたプラスチック材料１９内に加圧ガスを注入して、
プラスチック材料１９内にガス含有中空部２５を形成す
る。その後、金型を開ける前にガス含有中空部２５内の
加圧ガスを大気に開放する。

【０００３】これらの特許公開公報に開示されている構
成においては、ガス注入ノズルを前進端に位置せしめ、
更には、キャビティ内に射出された溶融樹脂圧力に抗し
て前進端の位置を保持するための移動手段が備えられて
いる。また、キャビティ内の熱可塑性樹脂内部に形成さ
れた中空部内の加圧ガスを型開きする前に完全に大気中
に解放するために、ガス注入ノズルを移動手段の作動に
よって後進端まで移動させ、キャビティ内の成形品とガ
ス注入ノズルの先端部との間の密閉を破っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる移動
手段は、外部の高圧の圧力源、例えば、高圧の油圧を必
要とする構成となっている。従って、電動式の射出成形
装置を用いて上述の射出成形を行う場合にあっても、移
動手段として流体圧力発生源、例えば油圧発生装置を用
意する必要があり、射出成形装置全体の製造コストが増
大するといった問題がある。また、キャビティ内に射出
された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗するために、
移動手段には大きな軸力が要求され、移動手段が大きく
なる等の不具合もある。

【０００５】従って、本発明の目的は、簡素な構造を有
する加圧流体導入ノズル用の移動装置、かかる移動装置
を組み込んだ加圧流体導入装置、かかる加圧流体導入装
置を組み込んだ金型組立体、及び、かかる金型組立体を
用いた射出成形方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の加圧流体導入ノズル用の移動装置は、金型
に設けられたキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹
脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形
品を成形するための先端部に開口部を有する加圧流体導
入ノズルを往復行程させる移動装置であって、加圧流体
導入ノズルの後端部が取り付けられ、加圧流体導入ノズ
ルと連通し、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に
導入するための加圧流体の圧力に基づき動作して、加圧
流体導入ノズルを前進端に位置せしめることを特徴とす
る。

【０００７】上記の目的を達成するための本発明の加圧
流体導入装置は、（Ａ）先端部に開口部を有する加圧流
体導入ノズル、及び、（Ｂ）該加圧流体導入ノズルの後
端部が取り付けられ、該加圧流体導入ノズルと連通して
おり、該加圧流体導入ノズルを往復行程させるための移
動装置、から成り、金型に設けられたキャビティ内に射
出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して
中空部を有する射出成形品を成形するための加圧流体導
入装置であって、キャビティ内に射出された溶融熱可塑
性樹脂の内部に移動装置及び加圧流体導入ノズルを介し
て加圧流体を導入するとき、加圧流体によって加えられ
た圧力に基づく移動装置の動作によって加圧流体導入ノ
ズルを前進端に位置せしめることを特徴とする。

【０００８】上記の目的を達成するための本発明の金型
組立体は、（Ａ）キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹脂
をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有す
る金型、（Ｂ）先端部に開口部を有する加圧流体導入ノ
ズル、及び、（Ｃ）該加圧流体導入ノズルの後端部が取
り付けられ、該加圧流体導入ノズルと連通しており、該
加圧流体導入ノズルを往復行程させるための移動装置、
を備え、該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂
の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品
を成形するための金型組立体であって、キャビティ内に
射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に移動装置及び加圧
流体導入ノズルを介して加圧流体を導入するとき、加圧
流体によって加えられた圧力に基づく移動装置の動作に
よって加圧流体導入ノズルを前進端に位置せしめること
を特徴とする。

【０００９】上記の目的を達成するための本発明の射出
成形方法は、（Ａ）キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹
脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有
する金型、（Ｂ）先端部に開口部を有する加圧流体導入
ノズル、及び、（Ｃ）該加圧流体導入ノズルの後端部が
取り付けられ、該加圧流体導入ノズルと連通しており、
該加圧流体導入ノズルを往復行程させるための移動装
置、を備え、該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性
樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成
形品を成形するための金型組立体を用いて射出成形品を
成形する射出成形方法であって、（ａ）キャビティ内に
溶融熱可塑性樹脂を射出し、（ｂ）溶融熱可塑性樹脂の
射出中、若しくは、射出完了後、加圧流体によって加え
られた圧力に基づく移動装置の動作により加圧流体導入
ノズルを前進端に位置せしめ、併せて、キャビティ内に
射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に移動装置及び加圧
流体導入ノズルを介して加圧流体を導入し、以て、キャ
ビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に中空部
を形成し、（ｃ）一定時間経過後、加圧流体の圧力を減
少させることによって、加圧流体導入ノズルを後退さ
せ、加圧流体導入ノズルの先端部とキャビティ内の熱可
塑性樹脂との間に隙間を生じさせ、該隙間を介して中空
部内の加圧流体を解放する、各工程から成ることを特徴
とする。

【００１０】本発明の加圧流体導入装置あるいは金型組
立体にあっては、キャビティ内に射出された溶融熱可塑
性樹脂の内部に加圧流体を導入した後、一定時間経過後
に、加圧流体の圧力を減少させることによって、加圧流
体導入ノズルを後退させる構成とすることが好ましい。

【００１１】本発明の移動装置、加圧流体導入装置、金
型組立体あるいは射出成形方法（以下、これらを総称し
て、単に、本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、移動
装置は、加圧流体の圧力によって体積が増加する構造を
有し、体積の増減によって加圧流体導入ノズルを往復行
程させる構成とすることが好ましい。

【００１２】また、上記の各種の好ましい態様を含む本
発明においては、移動装置は、シリンダー部及びピスト
ン部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、シリンダ
ー部又はピストン部に取り付けられており、加圧流体に
よって加えられた圧力に基づき、シリンダー部に対して
ピストン部が相対的に変位することにより、加圧流体導
入ノズルを前進端に位置せしめる構成とすることが望ま
しい。

【００１３】そして、加圧流体導入ノズルの後端部がピ
ストン部に取り付けられている場合、移動装置は、後退
方向にピストン部を付勢する付勢手段を更に備えている
ことが望ましく、また、加圧流体導入ノズルの後端部が
シリンダー部に取り付けられている場合、移動装置は、
後退方向にシリンダー部を付勢する付勢手段を更に備え
ていることが望ましい。これによって、キャビティ内に
射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入す
る前には、加圧流体導入ノズルを後進端に位置せしめて
いる構成とすることができる。ここで、付勢手段とし
て、バネや加圧流体を挙げることができる。

【００１４】あるいは又、上記の各種の好ましい態様を
含む本発明においては、移動装置は、ダイアフラム部を
備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ダイアフラム部
に取り付けられ、加圧流体によって加えられた圧力に基
づきダイアフラム部が変位することにより、加圧流体導
入ノズルを前進端に位置せしめる構成とすることが望ま
しい。

【００１５】あるいは又、上記の各種の好ましい態様を
含む本発明においては、移動装置は、ベローズを備え、
加圧流体導入ノズルの後端部は、ベローズに取り付けら
れ、加圧流体によって加えられた圧力に基づきベローズ
が伸張することにより、加圧流体導入ノズルを前進端に
位置せしめる構成とすることが望ましい。

【００１６】加圧流体導入ノズルの先端部分には、キャ
ビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の侵入を防止す
るための逆止弁を配設することが望ましいが、キャビテ
ィ内に射出された溶融熱可塑性樹脂が侵入しないような
開口部の径であれば、逆止弁の配設を不要とすることも
できる。また、加圧流体導入ノズルを、特開平４−３１
０１５号公報に開示されている加熱装置によって加熱す
ることも、加圧流体導入ノズルの熱可塑性樹脂による閉
塞を防止し、そして、加圧流体の導入を確実に行うため
に、有効である。具体的には、加圧流体導入ノズルの先
端部分の外壁にリング状のヒーターを取り付ければよ
い。

【００１７】金型組立体における加圧流体導入ノズル取
付位置は、金型のキャビティを構成する面（金型のキャ
ビティ面と呼ぶ）近傍であってもよいし、溶融樹脂射出
部内であってもよいし、スプルー部やランナー部内であ
ってもよい。加圧流体導入ノズルを金型のキャビティ面
近傍に取り付ける場合、加圧流体導入ノズルが前進端に
位置するときの加圧流体導入ノズルの先端部は、キャビ
ティ内に位置していてもよいし、金型のキャビティ面と
略同じ面内に位置していてもよい。また、この場合、加
圧流体導入ノズルの先端部分と金型との間のクリアラン
スは、出来る限り小さいことが好ましく、具体的には、
１０μｍ〜２０μｍ程度とすることが望ましい。移動装
置が付勢手段を更に備えている場合を除き、キャビティ
内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導
入する前の加圧流体導入ノズルの先端部は、前進端に位
置していてもよいし、後進端に位置していてもよいし、
その中間に位置していてもよく、云い換えれば、先端部
の位置は任意である。

【００１８】加圧流体導入ノズルの軸線と垂直方向の加
圧流体導入ノズルの先端部分の断面形状は、円形、楕円
形、卵形、多角形、頂点の部分に丸みを持たせた多角形
等、任意の形状とすることができるが、中でも、円形若
しくは多角形であることが好ましい。加圧流体導入ノズ
ルの往復行程は、加圧流体導入ノズルの軸線と平行な直
線運動である。

【００１９】溶融樹脂射出部の構造は、周知の如何なる
構造とすることもできる。

【００２０】本発明の射出成形方法において、キャビテ
ィ内の溶融熱可塑性樹脂への加圧流体の導入開始時期
は、溶融熱可塑性樹脂のキャビティ内への射出開始後で
あればよく、溶融熱可塑性樹脂のキャビティ内への射出
中、射出完了と同時、あるいは、射出が完了して一定時
間が経過した後とすることができる。キャビティ内に射
出される溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティ内を溶融
熱可塑性樹脂で完全に満たす量であってもよいし、完全
には満たさない量であってもよい。

【００２１】本発明にて用いられる熱可塑性樹脂には、
特に制約はなく、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂等のポリオレフィン樹脂；ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹
脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂等のスチレン系樹脂；ＰＭ
ＭＡ樹脂等のメタクリル系樹脂；ポリオキシメチレン
（ポリアセタール）樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６
６、ポリアミドＭＸＤ等のポリアミド系樹脂；変性ポリ
フェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂；ポリフェニレンサ
ルファイド樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂
等のポリエステル系樹脂；液晶ポリマー等の熱可塑性樹
脂、又は、これらの熱可塑性樹脂の少なくとも２種類以
上の樹脂から成るポリマーアロイを挙げることができ
る。これらの熱可塑性樹脂には、剛性に代表される機械
的特性、寸法安定性等を成形品に付与するために、例え
ば、ガラス繊維、ガラスフレーク、カーボン繊維、ウォ
ラストナイト、ホウ酸アルミニウムウィスカー繊維、チ
タン酸カリウムウィスカー繊維、塩基性硫酸マグネシウ
ムウィスカー繊維、珪酸カルシウムウィスカー繊維及び
硫酸カルシウムウィスカー繊維から成る群から選択され
た少なくとも１種の材料から構成された無機繊維が含有
されていてもよい。また、例えば安定剤、離型剤、紫外
線吸収剤の有効発現量を熱可塑性樹脂に配合してもよ
い。

【００２２】導入する加圧流体として、窒素ガス、炭酸
ガス、空気、ヘリウムガス等常温でガス状の物質を使用
することができるし、水等の液体や高圧下で液化したガ
スも使用可能である。

【００２３】成形品の成形にあたって、射出成形時の溶
融熱可塑性樹脂の量、温度、圧力あるいは射出速度、導
入すべき加圧流体の量、圧力あるいは速度、金型の冷却
時間等、種々の条件は、使用する樹脂の種類、金型の形
状等に依存して、適宜選択、制御する必要があり、一義
的に定めることはできない。

【００２４】本発明においては、加圧流体によって加え
られた圧力に基づく移動装置の動作によって加圧流体導
入ノズルを前進端に位置せしめるが故に、従来の技術と
異なり、流体圧力発生源、例えば油圧発生装置を用意す
る必要が無くなり、加圧流体導入装置の構造の簡素化を
図ることができる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。

【００２６】（実施例１）実施例１の金型組立体を含む
射出成形装置の概念図を図１の（Ａ）に示し、加圧流体
導入装置の模式的な端面図を図１の（Ｂ）に示す。

【００２７】この金型組立体は、金型１０、並びに、加
圧流体導入ノズル２１と移動装置３０から構成された加
圧流体導入装置２０を備えている。金型１０は、固定金
型部１１と可動金型部１２から構成され、型締めされた
とき、キャビティ１３が形成される。金型１０には、溶
融熱可塑性樹脂をキャビティ１３内に射出するための溶
融樹脂射出部（ゲート部１４）が設けられている。図１
の（Ａ）に示したゲート部１４は、サイドゲート構造を
有し、ランナー部及びスプルー部（これらを参照番号１
５で示す）を介して射出用シリンダー１６と連通してい
る。

【００２８】加圧流体導入ノズル２１は、先端部２２に
開口部２４を有する。また、先端部分に逆止弁２５が配
置されている。金型組立体における加圧流体導入ノズル
２１の取付位置は、図１の（Ａ）に示す例においては、
金型のキャビティ面近傍である。加圧流体導入ノズル２
１が前進端に位置するときの加圧流体導入ノズル２１の
先端部２２は、キャビティ１３内に位置する。キャビテ
ィ１３内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流
体を導入する前の加圧流体導入ノズル２１の先端部の位
置は任意である。加圧流体導入ノズル２１の軸線と垂直
方向の加圧流体導入ノズル２１の先端部分の断面形状が
直径７ｍｍの円形の加圧流体導入ノズル２１を使用し
た。

【００２９】加圧流体導入ノズル２１を往復行程させる
ための移動装置３０には、加圧流体導入ノズル２１の後
端部２３が取り付けられ、加圧流体導入ノズル２１と連
通している。移動装置３０は、キャビティ１３内の溶融
熱可塑性樹脂の内部に導入するための加圧流体の圧力に
基づき動作して、加圧流体導入ノズル２１を前進端に位
置せしめる。具体的には、移動装置３０は、加圧流体の
圧力によって体積が増加する構造を有し、体積の増減に
よって加圧流体導入ノズル２１を往復行程させる。実施
例１における移動装置３０は、より具体的には、シリン
ダー部３１及びピストン部３２を備えている。そして、
移動装置３０を構成するシリンダー部３１は、配管４１
を介して加圧流体源４０に接続されている。ピストン部
３２には貫通孔が設けられており、加圧流体導入ノズル
２１の後端部２３は、かかる貫通孔と連通するように、
ピストン部３２に取り付けられている。加圧流体によっ
て加えられた圧力に基づき、シリンダー部３１に対して
ピストン部３２が相対的に変位する。具体的には、ピス
トン部３２がシリンダー部３１内で変位する。シリンダ
ー部３１は適切な方法で可動金型部１２に取り付けられ
ている。

【００３０】以下、加圧流体導入装置２０及びその近傍
の可動金型部１２、キャビティ１３の一部を模式的に示
す図２及び図３を参照して、実施例１の射出成形方法を
説明する。また、金型組立体及び加圧流体導入装置の動
作の時間経過を図４に示す。

【００３１】［工程−１００］先ず、図１の（Ａ）及び
図２の（Ａ）に示すように、固定金型部１１と可動金型
部１２とを型締めし、加圧流体導入ノズル２１の先端部
がキャビティ１３内に突出した状態とする。シリンダー
部３１内におけるピストン部３２の位置は、任意の位置
であってよい。即ち、加圧流体導入ノズル２１の先端部
２２は、前進端に位置していてもよいし、後進端に位置
していてもよいし、その中間に位置していてもよい。

【００３２】［工程−１１０］そして、熱可塑性樹脂を
射出用シリンダー１６内で可塑化・溶融、計量した後、
射出用シリンダー１６からランナー部及びスプルー部１
５、ゲート部１４を介して、キャビティ１３内に溶融熱
可塑性樹脂５０を射出した（図２の（Ｂ）参照）。射出
条件を、以下の表１に例示する。尚、使用熱可塑性樹脂
をポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラス
チックス株式会社製、ユーピロンＳ−３０００）とし
た。また、キャビティ１３内に射出した溶融熱可塑性樹
脂５０の体積を、キャビティ１３を完全には満たさない
体積とした。ここで、表１中の「押切保圧」とは、射出
用シリンダー１６を射出完了時から前進端に保持し、射
出用シリンダー１６の圧力がキャビティ１３内の溶融熱
可塑性樹脂５０に伝達されない状態を意味する。

【００３３】［表１］溶融熱可塑性樹脂射出量：２３ｃｍ³ 溶融熱可塑性樹脂温度：１９０゜Ｃ金型温度：４０゜Ｃ射出時間：２秒押切保圧期間：射出開始から２秒〜３２秒冷却期間：射出開始から３２秒〜５２秒

【００３４】キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑
性樹脂５０の圧力によって、加圧流体導入ノズル２１は
後進端に位置せしめられる。また、溶融熱可塑性樹脂が
加圧流体導入ノズル２１の先端部から侵入するが、逆止
弁２５によって、逆止弁２５よりも上流への溶融熱可塑
性樹脂の侵入は防止される。また、加圧流体導入ノズル
２１の先端部分と可動金型部１２との間のクリアランス
は、１０μｍ〜２０μｍ程度であるが故に、このクリア
ランスから溶融熱可塑性樹脂が外部に漏れる虞はない。

【００３５】［工程−１２０］溶融熱可塑性樹脂５０の
キャビティ１３内への射出完了後、０．２秒が経過した
後、即ち、溶融熱可塑性樹脂の射出開始から２．２秒経
過後、キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑性樹脂
５０の内部に移動装置３０及び加圧流体導入ノズル２１
を介して加圧流体（具体的には、窒素ガス）を導入し始
めた。これによって、キャビティ１３内に射出された溶
融熱可塑性樹脂５０の内部に中空部５１が形成される
（図３の（Ａ）参照）。加圧流体の導入条件を、以下の
表２に例示する。

【００３６】［表２］導入時の加圧流体圧力：５．５×１０⁶Ｐａ加圧流体計量：２００ｃｍ³ 加圧流体保持期間：射出開始から２．２秒〜３２．２秒最終加圧流体圧力：９．０×１０⁶Ｐａ

【００３７】同時に、加圧流体によって加えられた圧力
に基づく移動装置３０の動作により加圧流体導入ノズル
２１は前進を開始し、直ちに、前進端に位置せしめられ
た。具体的には、シリンダー部３１及びピストン部３２
の内部を加圧流体が通過することに伴い、ピストン部３
２がキャビティ１３に近づく方向に移動し、その結果、
加圧流体導入ノズル２１は前進端に位置せしめられた。

【００３８】［工程−１３０］射出開始から３２．２秒
経過後に、加圧流体の圧力を減少させることによって、
加圧流体導入ノズル２１を後退させ、加圧流体導入ノズ
ル２１の先端部２２とキャビティ１３内の熱可塑性樹脂
５０Ａとの間に隙間５２を生じさせ、この隙間５２及び
加圧流体導入ノズル２１の先端部分と可動金型部１２と
の間のクリアランスを介して、中空部５１内の加圧流体
を大気中に解放した（図３の（Ｂ）参照）。具体的に
は、配管４１に取り付けられた切替弁（図示せず）を操
作して、切替弁よりも移動装置３０側の圧力を大気圧と
する。これによって、中空部５１内の加圧流体から加圧
流体導入ノズル２１の先端部２２に圧力が加わり、加圧
流体導入ノズル２１が後退する。

【００３９】［工程−１４０］その後、キャビティ１３
内の熱可塑性樹脂５０Ａを冷却する。射出開始から５２
秒が経過した後、型開きを行い、金型から成形品を取り
出す。こうして、金型１０に設けられたキャビティ１３
内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導
入して、中空部５１を有する射出成形品を成形すること
ができた。

【００４０】図５の（Ａ）及び（Ｂ）に実施例１におけ
る移動装置の変形例を示す。これらの移動装置３０Ａ，
３０Ｂは、後退方向にピストン部３２を付勢する付勢手
段を更に備えている。具体的には、図５の（Ａ）に示す
例においては、付勢手段は押しバネ３３である。一方、
図５の（Ｂ）に示す例においては、シリンダー部がピス
トン部３２によって２室３４Ａ，３４Ｂに区画されてい
る。第１室３４Ａは、配管４１を介して加圧流体源４０
に接続されている。また、第２室３４Ｂは、配管４２を
介して加圧流体源４０に接続されている。尚、配管４２
には減圧弁（図示せず）が配設されている。付勢手段
は、減圧された加圧流体である。これらの構成とするこ
とによって、キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑
性樹脂の内部に加圧流体を導入する前に、加圧流体導入
ノズル２１を後進端に確実に位置せしめることができ
る。

【００４１】図５の（Ｂ）に示す移動装置３０Ｂにあっ
ては、［工程−１００］において、第２室３４Ａに減圧
された加圧流体（窒素ガス）を加圧流体源４０から配管
４２を介して導入し、ピストン部３２を後進端に位置さ
せておく。［工程−１１０］及び［工程−１２０］にお
いては、第２室３４Ｂを大気圧とする。また、［工程−
１２０］において、第１室３４Ａに加圧流体（窒素ガ
ス）を加圧流体源４０から配管４１を介して導入し、ピ
ストン部３２を前進端に位置せしめる。

【００４２】（実施例２）実施例２も、実施例１におけ
る移動装置の変形に関する。実施例２の移動装置３０Ｃ
の模式図を図６に示す。移動装置３０Ｃも、キャビティ
１３内の溶融熱可塑性樹脂の内部に導入するための加圧
流体の圧力に基づき動作して、加圧流体導入ノズル２１
を前進端に位置せしめる。即ち、移動装置３０Ｃも、加
圧流体の圧力によって体積が増加する構造を有し、体積
の増減によって加圧流体導入ノズル２１を往復行程させ
る。より具体的には、この移動装置３０Ｃはダイアフラ
ム部３５を備えている。ダイアフラム部３５は、加圧室
３６に取り付けられている。また、加圧流体導入ノズル
２１の後端部２３はダイアフラム部３５に取り付けられ
ている。加圧室３６は、配管４１を介して加圧流体源４
０に接続されている。そして、加圧流体によって加えら
れた圧力に基づき、ダイアフラム部３５及び加圧室３６
によって構成される空間の体積が増加し、ダイアフラム
部３５が変位することで、加圧流体導入ノズル２１を前
進端に位置せしめることができる。

【００４３】以下、加圧流体導入装置２０Ｃ及びその近
傍の可動金型部１２、キャビティ１３の一部を模式的に
示す図７及び図８を参照して、実施例２の射出成形方法
を説明する。

【００４４】［工程−２００］先ず、図１の（Ａ）及び
図７の（Ａ）に示すように、固定金型部１１と可動金型
部１２とを型締めし、加圧流体導入ノズル２１の先端部
をキャビティ１３内に突出させた状態とする。加圧流体
導入ノズル２１の先端部は後進端に位置する。

【００４５】［工程−２１０］そして、熱可塑性樹脂を
射出用シリンダー１６内で可塑化・溶融、計量した後、
射出用シリンダー１６からランナー部及びスプルー部１
５、ゲート部１４を介して、キャビティ１３内に溶融熱
可塑性樹脂５０を射出した（図７の（Ｂ）参照）。射出
条件及び使用熱可塑性樹脂を実施例１と同様とした。溶
融熱可塑性樹脂が加圧流体導入ノズル２１の先端部から
侵入するが、逆止弁２５によって、逆止弁２５よりも上
流への溶融熱可塑性樹脂の侵入は防止される。

【００４６】［工程−２２０］溶融熱可塑性樹脂５０の
キャビティ１３内への射出完了後、０．２秒が経過した
後、即ち、溶融熱可塑性樹脂の射出開始から２．２秒経
過後、キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑性樹脂
５０の内部に移動装置３０Ｃ及び加圧流体導入ノズル２
１を介して加圧流体（具体的には、窒素ガス）を導入し
始めた。これによって、キャビティ１３内に射出された
溶融熱可塑性樹脂５０の内部に中空部５１が形成される
（図８の（Ａ）参照）。加圧流体の導入条件を、表２と
同様とした。

【００４７】同時に、加圧流体によって加えられた圧力
に基づく移動装置３０Ｃの動作によって加圧流体導入ノ
ズル２１は前進を開始し、直ちに、前進端に位置せしめ
られる。具体的には、加圧流体によって加えられた圧力
に基づき、ダイアフラム部３５及び加圧室３６によって
構成される空間の体積が増加し、ダイアフラム部３５が
変位することで、加圧流体導入ノズル２１は前進端に位
置せしめられる。

【００４８】［工程−２３０］射出開始から３０．２秒
経過後に、加圧流体の圧力を減少させることによって、
加圧流体導入ノズル２１を後退させ、加圧流体導入ノズ
ル２１の先端部２２とキャビティ１３内の熱可塑性樹脂
５０Ａとの間に隙間５２を生じさせ、この隙間５２及び
加圧流体導入ノズル２１の先端部分と可動金型部１２と
の間のクリアランスを介して、中空部５１内の加圧流体
を大気中に解放した（図８の（Ｂ）参照）。具体的に
は、配管４１に取り付けられた切替弁（図示せず）を操
作して、切替弁よりも移動装置３０Ｃ側の圧力を大気圧
とする。これによって、ダイアフラム部３５及び加圧室
３６によって構成される空間の体積が元に戻り、加圧流
体導入ノズル２１が後退する。

【００４９】図９に実施例２における移動装置の変形例
を示す。この移動装置３０Ｄは、ベローズ３７を備え、
加圧流体導入ノズル２１の後端部２３は、ベローズ３７
に取り付けられ、ベローズ３７は、配管４１を介して加
圧流体源４０に接続されている。そして、加圧流体によ
って加えられた圧力に基づきベローズ３７が伸張するこ
とで、加圧流体導入ノズル２１を前進端に位置せしめる
ことができる。

【００５０】以上、本発明を、好ましい実施例に基づき
説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。実施例にて説明した金型組立体の構造、実施例にて
使用した熱可塑性樹脂、射出成形条件等は例示であり、
適宜変更することができる。実施例においては、加圧流
体導入装置を可動金型部１２に配設したが、固定金型部
１１に配設することもできる。また、金型組立体におけ
る加圧流体導入ノズル２１の取付位置を、溶融樹脂射出
部（ゲート部１４）内とすることもできるし、スプルー
部やランナー部内とすることもできる。また、加圧流体
導入ノズル２１の先端部２２をキャビティ１３内に位置
させたが、図１０に示すように、前進端に位置すると
き、加圧流体導入ノズル２１の先端部２２を金型のキャ
ビティ面と略同じ面内に位置させてもよい。尚、図１０
に示す状態は、実施例１の［工程−１２０］と同じ工程
における状態を示す。

【００５１】実施例１における加圧流体導入装置の変形
例の模式的な端面図を図１１に示す。この変形例におけ
る移動装置３０Ｅは、具体的には、シリンダー部３１Ａ
及びピストン部３２Ａを備えている。そして、移動装置
３０Ｅを構成するピストン部３２Ａは、配管４１を介し
て加圧流体源（図示せず）に接続されている。一方、シ
リンダー部３１Ａには貫通孔が設けられており、加圧流
体導入ノズル２１の後端部２３は、かかる貫通孔と連通
するように、シリンダー部３１Ａに取り付けられてい
る。加圧流体によって加えられた圧力に基づき、シリン
ダー部３１Ａに対してピストン部３２Ａが相対的に変位
する。具体的には、ピストン部３２Ａに対してシリンダ
ー部３１Ａが変位する。ピストン部３２Ａは適切な方法
で可動金型部１２に取り付けられている。尚、移動装置
は、後退方向にシリンダー部３１Ａを付勢する付勢手段
（例えばバネ）を更に備えている構成とすることもでき
る。

【００５２】

【発明の効果】本発明においては、加圧流体によって加
えられた圧力に基づく移動装置の動作によって加圧流体
導入ノズルを前進端に位置せしめるが故に、従来の技術
と異なり、例えば、電動式の射出成形装置を用いて射出
成形を行う場合にあっても、流体圧力発生源、例えば油
圧発生装置を用意する必要が無くなり、加圧流体導入装
置の構造の簡素化を図ることができる。従って、射出成
形装置全体の製造コストが増大するといった問題を解決
することができ、最終的に射出成形品の製造コストの上
昇を抑えることができる。また、移動装置の構造が極め
て簡素であり、故障が発生し難いし、油圧発生装置のよ
うに油漏れといった問題が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の金型組立体を含む射出成形装置の概
念図、及び、加圧流体導入装置の模式的な端面図であ
る。

【図２】実施例１の射出成形方法を説明するための、加
圧流体導入装置及びその近傍の可動金型部、キャビティ
の一部を模式的に示す図である。

【図３】図２に引き続き、実施例１の射出成形方法を説
明するための、加圧流体導入装置及びその近傍の可動金
型部、キャビティの一部を模式的に示す図である。

【図４】実施例１における金型組立体及び加圧流体導入
装置の動作の時間経過を示す図である。

【図５】実施例１における移動装置の変形例を含む加圧
流体導入装置の模式的な端面図である。

【図６】実施例２における移動装置を含む加圧流体導入
装置の模式的な端面図である。

【図７】実施例２の射出成形方法を説明するための、加
圧流体導入装置及びその近傍の可動金型部、キャビティ
の一部を模式的に示す図である。

【図８】図７に引き続き、実施例２の射出成形方法を説
明するための、加圧流体導入装置及びその近傍の可動金
型部、キャビティの一部を模式的に示す図である。

【図９】実施例２における移動装置の変形例を含む加圧
流体導入装置の模式的な端面図である。

【図１０】実施例１における移動装置の別の変形例を含
む加圧流体導入装置及びその近傍の可動金型部、キャビ
ティの一部を模式的に示す図である。

【図１１】実施例１における移動装置の更に別の変形例
を含む加圧流体導入装置を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０・・・金型、１１・・・固定金型部、１２・・・可
動金型部、１３・・・キャビティ、１４・・・ゲート
部、１５・・・ランナー部及びスプルー部、１６・・・
射出用シリンダー、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２
０Ｄ・・・加圧流体導入装置、２１・・・加圧流体導入
ノズル、２２・・・先端部、２３・・・後端部、２４・
・・開口部、２５・・・逆止弁、３０，３０Ａ，３０
Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ・・・移動装置、３１，３
１Ａ・・・シリンダー部、３２，３２Ａ・・・ピストン
部、３３・・・押しバネ、３５・・・ダイアフラム部、
３６・・・加圧室、３７・・・ベローズ、４０・・・加
圧流体源、４１，４２・・・配管、５０・・・溶融熱可
塑性樹脂、５０Ａ・・・熱可塑性樹脂、５１・・・中空
部、５２・・・隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今泉洋行神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内 (72)発明者落合和明神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内 (72)発明者兼石彰雅神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内Ｆターム(参考） 4F202 AG07 AP02 AR07 CA11 CK06 CK18 CK90 4F206 AG07 AP024 AR074 JA05 JL02 JN27 JQ81 JT07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型に設けられたキャビティ内に射出され
た溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部
を有する射出成形品を成形するための先端部に開口部を
有する加圧流体導入ノズルを往復行程させる移動装置で
あって、加圧流体導入ノズルの後端部が取り付けられ、加圧流体
導入ノズルと連通し、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂
の内部に導入するための加圧流体の圧力に基づき動作し
て、加圧流体導入ノズルを前進端に位置せしめることを
特徴とする加圧流体導入ノズル用の移動装置。
【請求項２】加圧流体の圧力によって体積が増加する構
造を有し、体積の増減によって加圧流体導入ノズルを往
復行程させることを特徴とする請求項１に記載の移動装
置。
【請求項３】シリンダー部及びピストン部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、シリンダー部又はピス
トン部に取り付けられ、加圧流体によって加えられた圧力に基づき、シリンダー
部に対してピストン部が相対的に変位することにより、
加圧流体導入ノズルを前進端に位置せしめることを特徴
とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項４】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付けら
れたピストン部を後退方向に付勢する付勢手段を更に備
えていることを特徴とする請求項３に記載の移動装置。
【請求項５】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付けら
れたシリンダー部を後退方向に付勢する付勢手段を更に
備えていることを特徴とする請求項３に記載の移動装
置。
【請求項６】ダイアフラム部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ダイアフラム部に取り
付けられ、加圧流体によって加えられた圧力に基づきダイアフラム
部が変位することにより、加圧流体導入ノズルを前進端
に位置せしめることを特徴とする請求項１に記載の移動
装置。
【請求項７】ベローズを備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ベローズに取り付けら
れ、加圧流体によって加えられた圧力に基づきベローズが伸
張することにより、加圧流体導入ノズルを前進端に位置
せしめることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項８】（Ａ）先端部に開口部を有する加圧流体導
入ノズル、及び、（Ｂ）該加圧流体導入ノズルの後端部が取り付けられ、
該加圧流体導入ノズルと連通しており、該加圧流体導入
ノズルを往復行程させるための移動装置、から成り、金型に設けられたキャビティ内に射出された溶融熱可塑
性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出
成形品を成形するための加圧流体導入装置であって、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に移
動装置及び加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入
するとき、加圧流体によって加えられた圧力に基づく移
動装置の動作によって加圧流体導入ノズルを前進端に位
置せしめることを特徴とする加圧流体導入装置。
【請求項９】キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹
脂の内部に加圧流体を導入した後、一定時間経過後に、
加圧流体の圧力を減少させることによって、加圧流体導
入ノズルを後退させることを特徴とする請求項８に記載
の加圧流体導入装置。
【請求項１０】移動装置は加圧流体の圧力によって体積
が増加する構造を有し、体積の増減によって加圧流体導
入ノズルを往復行程させることを特徴とする請求項８に
記載の加圧流体導入装置。
【請求項１１】移動装置は、シリンダー部及びピストン
部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、シリンダー部又はピス
トン部に取り付けられており、加圧流体によって加えられた圧力に基づき、シリンダー
部に対してピストン部が相対的に変位することにより、
加圧流体導入ノズルを前進端に位置せしめることを特徴
とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の
加圧流体導入装置。
【請求項１２】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付け
られたピストン部を後退方向に付勢する付勢手段を更に
備えていることを特徴とする請求項１１に記載の加圧流
体導入装置。
【請求項１３】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付け
られたシリンダー部を後退方向に付勢する付勢手段を更
に備えていることを特徴とする請求項１１に記載の加圧
流体導入装置。
【請求項１４】キャビティ内に射出された溶融熱可塑性
樹脂の内部に加圧流体を導入する前には、加圧流体導入
ノズルを後進端に位置せしめていることを特徴とする請
求項１２又は請求項１３に記載の加圧流体導入装置。
【請求項１５】移動装置は、ダイアフラム部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ダイアフラム部に取り
付けられており、加圧流体によって加えられた圧力に基づきダイアフラム
部が変位することにより、加圧流体導入ノズルを前進端
に位置せしめることを特徴とする請求項８乃至請求項１
０のいずれか１項に記載の加圧流体導入装置。
【請求項１６】移動装置は、ベローズを備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ベローズに取り付けら
れており、加圧流体によって加えられた圧力に基づきベローズが伸
張することにより、加圧流体導入ノズルを前進端に位置
せしめることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のい
ずれか１項に記載の加圧流体導入装置。
【請求項１７】（Ａ）キャビティ、及び、溶融熱可塑性
樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を
有する金型、（Ｂ）先端部に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及
び、（Ｃ）該加圧流体導入ノズルの後端部が取り付けられ、
該加圧流体導入ノズルと連通しており、該加圧流体導入
ノズルを往復行程させるための移動装置、を備え、該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に
加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形す
るための金型組立体であって、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に移
動装置及び加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入
するとき、加圧流体によって加えられた圧力に基づく移
動装置の動作によって加圧流体導入ノズルを前進端に位
置せしめることを特徴とする金型組立体。
【請求項１８】キャビティ内に射出された溶融熱可塑性
樹脂の内部に加圧流体を導入した後、一定時間経過後
に、加圧流体の圧力を減少させることによって、加圧流
体導入ノズルを後退させることを特徴とする請求項１７
に記載の金型組立体。
【請求項１９】移動装置は加圧流体の圧力によって体積
が増加する構造を有し、体積の増減によって加圧流体導
入ノズルを往復行程させることを特徴とする請求項１７
に記載の金型組立体。
【請求項２０】移動装置は、シリンダー部及びピストン
部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、シリンダー部又はピス
トン部に取り付けられており、加圧流体によって加えられた圧力に基づき、シリンダー
部に対してピストン部が相対的に変位することにより、
加圧流体導入ノズルを前進端に位置せしめることを特徴
とする請求項１７乃至請求項１９のいずれか１項に記載
の金型組立体。
【請求項２１】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付け
られたピストン部を後退方向に付勢する付勢手段を更に
備えていることを特徴とする請求項２０に記載の金型組
立体。
【請求項２２】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付け
られたシリンダー部を後退方向に付勢する付勢手段を更
に備えていることを特徴とする請求項２０に記載の金型
組立体。
【請求項２３】キャビティ内に射出された溶融熱可塑性
樹脂の内部に加圧流体を導入する前には、加圧流体導入
ノズルを後進端に位置せしめていることを特徴とする請
求項２１又は請求項２２に記載の金型組立体。
【請求項２４】移動装置は、ダイアフラム部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ダイアフラム部に取り
付けられており、加圧流体によって加えられた圧力に基づきダイアフラム
部が変位することにより、加圧流体導入ノズルを前進端
に位置せしめることを特徴とする請求項１７乃至請求項
１９のいずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２５】移動装置は、ベローズを備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ベローズに取り付けら
れており、加圧流体によって加えられた圧力に基づきベローズが伸
張することにより、加圧流体導入ノズルを前進端に位置
せしめることを特徴とする請求項１７乃至請求項１９の
いずれか１項に記載の金型組立体。
【請求項２６】（Ａ）キャビティ、及び、溶融熱可塑性
樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を
有する金型、（Ｂ）先端部に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及
び、（Ｃ）該加圧流体導入ノズルの後端部が取り付けられ、
該加圧流体導入ノズルと連通しており、該加圧流体導入
ノズルを往復行程させるための移動装置、を備え、該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に
加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形す
るための金型組立体を用いて射出成形品を成形する射出
成形方法であって、（ａ）キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、（ｂ）溶融熱可塑性樹脂の射出中、若しくは、射出完了
後、加圧流体によって加えられた圧力に基づく移動装置
の動作により加圧流体導入ノズルを前進端に位置せし
め、併せて、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹
脂の内部に移動装置及び加圧流体導入ノズルを介して加
圧流体を導入し、以て、キャビティ内に射出された溶融
熱可塑性樹脂の内部に中空部を形成し、（ｃ）一定時間経過後、加圧流体の圧力を減少させるこ
とによって、加圧流体導入ノズルを後退させ、加圧流体
導入ノズルの先端部とキャビティ内の熱可塑性樹脂との
間に隙間を生じさせ、該隙間を介して中空部内の加圧流
体を解放する、各工程から成ることを特徴とする射出成
形方法。
【請求項２７】移動装置は加圧流体の圧力によって体積
が増加する構造を有し、体積の増減によって加圧流体導
入ノズルを往復行程させることを特徴とする請求項２６
に記載の射出成形方法。
【請求項２８】移動装置は、シリンダー部及びピストン
部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、シリンダー部又はピス
トン部に取り付けられており、加圧流体によって加えられた圧力に基づき、シリンダー
部に対してピストン部が相対的に変位することにより、
加圧流体導入ノズルを前進端に位置せしめることを特徴
とする請求項２６に記載の射出成形方法。
【請求項２９】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付け
られたピストン部を後退方向に付勢する付勢手段を更に
備えていることを特徴とする請求項２８に記載の射出成
形方法。
【請求項３０】加圧流体導入ノズルの後端部が取り付け
られたシリンダー部を後退方向に付勢する付勢手段を更
に備えていることを特徴とする請求項２８に記載の射出
成形方法。
【請求項３１】キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出
する前には、加圧流体導入ノズルを後進端に位置せしめ
ていることを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記
載の射出成形方法。
【請求項３２】移動装置は、ダイアフラム部を備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ダイアフラム部に取り
付けられており、加圧流体によって加えられた圧力に基づきダイアフラム
部が変位することにより、加圧流体導入ノズルを前進端
に位置せしめることを特徴とする請求項２６に記載の射
出成形方法。
【請求項３３】移動装置は、ベローズを備え、加圧流体導入ノズルの後端部は、ベローズに取り付けら
れており、加圧流体によって加えられた圧力に基づきベローズが伸
張することにより、加圧流体導入ノズルを前進端に位置
せしめることを特徴とする請求項２６に記載の射出成形
方法。