JP2003211493A

JP2003211493A - 射出成形金型用のゲートノズル

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Publication number: JP2003211493A
Application number: JP2002019347A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Ozeki; 博文尾関
Original assignee: OZEKI HOTRUNNER PLAN KK
Current assignee: OZEKI HOTRUNNER PLAN KK
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP4221056B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性および温度制御性に優れると共に、小径
のノズルにも容易に適用でき且つ安価に熱電対を配置で
きる射出成形金型用のゲートノズルを提供する。【解決手段】内側に溶融樹脂の流路１３を有し且つ外周
面に径方向に沿って穿設した凹穴１６を有するノズルハ
ウジング１０と、このハウジング１０の外周面に巻き付
けたヒータＨおよび当該ヒータＨを覆い且つ係るヒート
Ｈと共に上記ハウジング１０の軸心方向に沿ってスライ
ド可能であるヒータカバー３０と、上記ハウジング１０
の凹穴１６内に挿入される先端部２４、これに続く折り
曲げ部２５、および直線部２６を含む熱電対２０と、を
備え、上記熱電対２０は、その直線部２６が上記ヒータ
カバー３０の内周面に接触すると共に、上記ヒータＨ内
の間隙Ｓを通過し且つその後端部２８側で上記ヒータカ
バー３０の長孔３６を貫通している、射出成形金型１用
のゲートノズル８。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル内を流通す
る溶融樹脂の温度制御が容易な射出成形金型用のゲート
ノズルに関し、特に小径なゲートノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形金型のホットランナー構造のゲ
ートノズル内を圧送される溶融樹脂の温度を正確に測定
するため、熱電対を上記ノズルに配置する提案がされて
いる。例えば、図４(Ａ)に示すように、射出成形金型５
０は、固定側金型５１と可動側金型６６とからなる。固
定側金型５１は、マニホールドプレート５２、固定側入
子取付板５３、ゲートノズル５４、固定側入子６３、お
よびストリッパープレート６４を含む。ゲートノズル５
４は、その後端部５５でマニホールドプレート５２に支
持され且つその先端側にノズルチップ５７をネジで固定
すると共に、中心部の溶融樹脂の流路５６には、同軸心
で且つスライド可能な細長いバルブステム５８が挿通し
ている。流路５６には、図示しないマニホールドを通じ
て溶融樹脂が図４(Ａ)で右側から左側に向けて圧送され
る。

【０００３】また、可動側金型６６は、図４(Ａ)に示す
ように、成形品部(キャビティ)６７の一部を形成する可
動側入子６８および可動側取付板６９などからなり、図
示で左右方向に移動可能とされている。可動側入子６８
は、前記固定側入子６３と協働して断面ほぼコ字形の成
形品部６７を形成する。更に、ゲートノズル５４には、
図４(Ａ)に示すように、その外周面に沿ってコイル形の
ヒータ６０が巻き付けられ、これをヒータカバー５９が
覆っている。ゲートノズル(ノズルハウジング)５４の中
間部には、先端部６２を斜め穴に進入させた熱電対６１
が配置されると共に、かかる熱電対６１は、図４(ａ)に
示すように、ゲートノズル５４の外周面の長手方向に沿
って穿設した溝５４ａ内に挿入され、ヒータカバー５９
の後端側から図示しない測温部へ導出されている。

【０００４】以上のような射出成形金型５０によれば、
ゲートノズル５４内の流路５６を圧送される溶融樹脂の
温度を、上記熱電対６１を介して測定することができ
る。しかしながら、上記ゲートノズル５４では、その外
周面に細長い溝５４ａと斜め穴とを形成しているため、
溶融樹脂の射出成形を繰り返す過程で生じる内圧や熱応
力により、ゲートノズル５４が割れるなどの破損を招き
易くなり、特に当該ノズル５４が小径になるに連れて耐
久性が不十分になる、という問題があった。

【０００５】一方、図４(Ｂ)に示すように、ゲートノズ
ル５４の先端寄りの外周面に、金具７０を介して熱電対
６１の先端６２を取り付ける提案もされている。図４
(ｂ)に示すように、上記金具７０は、リング形の本体７
２の外側面に熱電対６１の先端６２をロウ付けなどによ
り円環状に固定すると共に、本体７２の両端から径方向
に突出する一対のフランジ７３，７３の各貫通孔７４
に、ボルト７６を貫通し且つナット７８を締結すること
で、熱電対６１の先端６２を位置決めしている。

【０００６】しかしながら、以上のような熱電対６１の
取付構造では、所要のサイズを有する金具７０をゲート
ノズル５４に締め付けるため、ヒータカバー５９と前記
固定側入子６３との間に、当該ヒータカバー５９よりも
径方向に大きな逃がし空間が必要となって省スペース化
が図れない。しかも、ゲートノズル５４が小径化するに
連れて適用し難くなる。また、熱電対６１の先端６２付
近の金具７０を介して放熱されるため、流路５６内の溶
融樹脂の温度を正確に検出できない。更に、取付専用の
金具７０が必要となり且つコスト高になる、という問題
があった。

【０００７】

【発明が解決すべき課題】本発明は、以上に説明した従
来の技術における問題点を解決し、耐久性および温度制
御性に優れると共に、小径のノズルにも容易に適用でき
且つ安価に熱電対をセットできる射出成形金型用のゲー
トノズルを提供する、ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ゲートノズルに巻き付けるヒータのカバー
を用いて熱電対を固定する、ことに着想して成されたも
のである。即ち、本発明の射出成形金型用のゲートノズ
ル(請求項１)は、内側に溶融樹脂の流路を有し且つ外周
面に径方向にほぼ沿って穿設した凹孔を有するノズルハ
ウジングと、かかるノズルハウジングの外周面に巻き付
けたヒータおよび当該ヒータを覆い且つ上記ハウジング
の軸心方向に沿ってスライド可能であるヒータカバー
と、上記ノズルハウジングの凹穴内に先端部が挿入され
且つ係る先端部に続く折り曲げ部および直線部を含む熱
電対と、を含み、上記熱電対は、その直線部が上記ヒー
タカバーの内周面に接触すると共に、上記ヒータ内の間
隙を通過し且つ上記ヒータカバーを貫通している、こと
を特徴とする。

【０００９】これによれば、熱電対は、その先端部をノ
ズルハウジングの凹穴に挿入し且つ直線部をヒータカバ
ーの内周面に押さえ付けられるため、先端部が凹穴から
不用意に抜け出さない。また、熱電対の先端部は、ヒー
タ内の隙間を通過してノズルハウジングの凹穴に挿入さ
れているため、かかるヒータにより保温される溶融樹脂
の温度を正確に検出できる。しかも、上記ゲートノズル
は、熱電対の他に、ヒータとそのカバーのみをセットす
るのみであるため、比較的簡素な構造で且つ小径ノズル
にも容易に適用可能となる。従って、割れなどの損傷が
少なく且つ耐久性および温度制御性にも優れると共に、
小径のノズルにも適用できる安価な射出成形金型用のゲ
ートノズルとなる。

【００１０】尚、ヒータとヒータカバーとは、一緒にス
ライドする形態の他、ヒータカバーのみがスライドする
形態としても良い。また、熱電対は、その先端部に続く
折り曲げ部および直線部を当初から有するように曲げ加
工する他、かかる先端部に続く折り曲げ部のみを成形し
た形態で、その先端部を上記凹孔に挿入した後、ヒータ
カバーのスライド操作により、直線部を形成する形態と
しても良い。更に、熱電対の折り曲げ部には、保護管を
損傷しない程度に適宜のアールが付される。また、熱電
対の折り曲げ部を挟んだ先端部と直線部とは、互いに直
角(９０度)またはこれに近い角度を有する。加えて、熱
電対の直線部は、通常はノズルハウジングの外周面と平
行となるが、これに限らず、僅かに傾斜していても良
い。

【００１１】また、本発明には、前記ヒータは、前記ノ
ズルハウジングの軸心方向における先端寄りおよび後端
寄りに一対の密な巻き付け部を有すると共に、係る一対
の密な巻き付け部の間に、前記熱電対を通過させる連結
部または疎な巻き付け部を有する、射出成形金型用のゲ
ートノズル(請求項２)も含まれる。これによれば、ヒー
タの上記連結部または疎な巻き付け部付近に位置する隙
間を通過するようにして、熱電対の先端部に続く折り曲
げ部および直線部を容易に配置できると共に、溶融樹脂
の温度を正確に検出できる。また、ヒータは、連結部ま
たは疎な巻き付け部の両側に位置する一対の密な巻き付
け部により、上記ハウジング内の樹脂を加熱するため、
当該樹脂の過加熱による焼けを予防できる。

【００１２】尚、前記ヒータカバーには、前記熱電対の
後端部側を貫通させるための長孔などが前記ノズルハウ
ジングの軸心方向にほぼ沿って穿孔される。これによ
り、ヒータカバーを上記ハウジングの軸心方向に沿って
スライド操作する際に、熱電対の直線部を順次スムース
に形成でき、かかる熱電対の保護管を損傷する事態を防
ぎ易くなる。また、上記長孔をヒータカバーの後端寄り
まで延ばし、この長孔内に熱電対の後端部を収容するこ
とにより、熱電対の保護管を上記ヒータカバーからはみ
出さなくしたり、あるいは保護管がはみ出る長さを少な
くすることもできる。更に、熱電対の当初の形態が先端
部に続く折り曲げ部のみを成形した形態の場合、上記長
孔において熱電対の保護管が接触するヒータカバーの内
周面のエッヂに、予め面取りまたはアールを付しておく
ことで、その熱電対の保護管を損傷から確実に保護でき
る。また、上記長孔の他、楕円形の貫通孔なども含まれ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施に好
適な形態を図面と共に説明する。図１(Ａ)は、射出成形
金型(ホットランナー金型)１における本発明のゲートノ
ズル８付近の断面図を示す。射出成形金型１は、固定側
金型２と、これに後端部９が支持されるゲートノズル８
と、可動側金型４６と、を含む。図１(Ａ)に示すよう
に、固定側金型２は、固定側取付板２ａ、マニホールド
プレート２ｂ、これらの間に位置する空間Ｋに挿入され
るマニホールド３、および上記ノズル８を受け入れる凹
部４１と成形品部(キャビティ)４２のゲート４３とを有
する固定側入子４０、およびストリッパリング４４を含
む。また、可動側金型４６は、成形品部４２の一部を形
成する可動側入子４８などを含み、図１(Ａ)で全体が左
右方向に移動可能とされている。

【００１４】固定側金型２における上記マニホールドプ
レート２ｂの開口部７には、ゲートノズル８の後端部９
が固定され、当該ノズル８内の流路１３は、マニホール
ド３内の流路４と連通する。これらの流路４，１３に
は、同軸心で且つ軸心方向にスライド可能なバルブステ
ム６が挿入される。バルブステム６の後端部に固定され
たピストン６ａは、上記取付板２ａ内のエアシリンダ５
内に位置する。かかるシリンダ５には、一対のエア流路
５ａ，５ｂが連通し、上記ピストン６ａおよびバルブス
テム６をそれらの軸心方向にスライドさせる。尚、マニ
ホールド３の流路４には、図示しない射出成形機および
スプルー側から溶融樹脂が圧送される。また、バルブス
テム６は、ゲートノズル８先端の吐出口１２を開閉す
る。

【００１５】図１(Ａ)，(Ｂ)に示すように、ゲートノズ
ル８は、円筒形のノズルハウジング(ノズル本体)１０
と、その先端寄りにネジｎを介して嵌合したノズルチッ
プ１８とを含む。上記ハウジング１０は、その中間にリ
ング状の厚肉部１４を有する。この厚肉部１４が位置す
るハウジング１０の外周面には、図１(Ａ)，(Ｂ)に示す
ように、径方向に沿って穿設され且つ底部が閉じた凹穴
１６が位置している。また、図１(Ａ)および図２(Ａ)に
示すように、ノズルハウジング１０の外周面には、コイ
ル形のヒータＨが巻き付けられている。かかるヒータＨ
は、ゲートノズル８の先端寄りおよび後端部９寄りに個
別に位置する一対の密な巻き付け部ｈ１，ｈ２と、これ
らの間を接続する後述する連結部ｒと、からなる。

【００１６】更に、図１(Ａ)，(Ｂ)および図２(Ａ)に示
すように、ノズルハウジング１０の外周面には、上記ヒ
ータＨを覆い且つゲートノズル８の軸心方向に沿ってス
ライド可能なヒータカバー３０が配置される。このヒー
タカバー３０は、円筒部３１と、その両端の端壁部３
２，３４とからなり、円筒部３１における長手方向の中
間付近には、ゲートノズル８の軸心方向に沿った長孔３
６が穿孔されている。尚、ヒータカバー３０は、ヒータ
Ｈをその内側に挿入するため、長孔３６と断面がほぼ半
円形の端壁部３２，３４とを含む円筒部３１を２分割し
た半体同士を接合するか、あるいは、端壁部３２，３４
の何れかを取り外し可能としても良い。尚また、ヒータ
カバー３０の円筒部３１の内周面にヒータＨをロウ付け
などして固定した形態では、端壁部３２，３４の一方ま
たは双方を省略しても良い。

【００１７】また、図１(Ｂ)，図２(Ａ)に示すように、
ノズルハウジング１０の凹穴１６には、熱電対２０の先
端部２４が挿入される。かかる熱電対２０は、細長いパ
イプ状の保護管２１内に、図示しない絶縁材を介して一
対の導線２３を挿通し、これらの先端には、２種類の金
属からなる接点２２が個別に接続されている。かかる接
点２２同士間で生じる熱起電力(熱電圧)により、ノズル
ハウジング１０の厚肉部１４付近を流動する溶融樹脂の
温度が検出される。

【００１８】かかる熱電対２０は、図１(Ｂ)に示すよう
に、ゲートノズル８の径方向に沿う先端部２４、これに
隣接してほぼ直角に曲がる折り曲げ部２５、およびゲー
トノズル８のハウジング１０と平行な直線部２６を有す
ると共に、その後端部２８側においてヒータカバー３０
の長孔３６を貫通し、且つ図示しない測温・表示部に接
続される。図１(Ａ)および図２(Ａ)に示すように、熱電
対２０の直線部２６は、ヒータカバー３０における円筒
部３１の内周面に押圧されつつ接触するため、熱電対２
０の先端部２４が凹孔１６から抜け出す事態を常に防止
している。

【００１９】前記ヒータＨは、図２(Ｂ)に示すように、
ノズルハウジング１０の外周面に巻き付けられる一対の
密な巻き付け部ｈ１，ｈ２と、これらの間を接続する連
結部ｒとからなり、かかる連結部ｒ付近には、隙間Ｓが
位置している。この隙間Ｓは、ヒータＨの密な巻き付け
部ｈ１，ｈ２間に、前記熱電対２０における折り曲げ部
２５および直線部２６を収容するために活用される。
尚、図中の符号ｔは、ヒータＨを形成するヒータ線のＵ
ターン部分を示す。また、ヒータＨに替えて、図２(Ｃ)
に示すように、一対の密な巻き付け部ｈ１，ｈ２の間
に、疎な巻き付け部ｈ３を有するヒータＨａを用いても
良い。かかる疎な巻き付け部ｈ３の付近にも隙間Ｓが位
置しているため、密な巻き付け部ｈ１，ｈ２間に、熱電
対２０の折り曲げ部２５および直線部２６が収容可能と
なる。

【００２０】上記ヒータＨとヒータカバー３０とは、ゲ
ートノズル８のハウジング１０の外周面に沿って共にス
ライド可能とされており、予め折り曲げ部２５と直線部
２６とを形成した熱電対２０の先端部２４を凹穴１６内
に挿入した状態で、前記マニホールドプレート２ｂ寄り
にヒータカバー３０をスライドさせる。このスライド
は、図２(Ａ)に示すように、上記ノズル８(ハウジング
１０)の後端部９寄りに形成した円環溝３７内に挿入し
たほぼＣ字形の止め輪３８によって停止される。尚、ハ
ウジング１０の先端寄りにも円環溝３７が形成され、ス
ライド操作後におけるヒータカバー３０の位置決めとな
る上記同様な止め輪３９が配置される。また、ハウジン
グ１０の後端部９寄りの部分をヒータＨの内径よりも太
くして、このヒータＨと端壁部３４のないヒータカバー
３０とを停止させても良い。

【００２１】また、図３(Ａ)に示すように、熱電対２０
は、その先端部２４に隣接して例えば約１２０度の鈍角
に曲げた折り曲げ部２５のみを形成した状態で、ノズル
ハウジング１０の凹穴１６に先端部２４を挿入すると共
に、ヒータカバー３０を図３(Ａ)中の矢印に沿ってスラ
イドさせても良い。その結果、図３(Ｂ)に示すように、
ヒータカバー３０の円筒部３１の内周面に押圧されるこ
とにより、熱電対２０の折り曲げ部２５は、一定のアー
ルを有しつつほぼ直角に成形される共に、これに隣接し
て直線部２６が形成される。尚、熱電対２０の後端部２
８が貫通するヒータカバー３０の長孔３６の内周面にお
いて、かかる熱電対２０と接触する先端側のエッジに
は、図３(Ａ)に示すような面取り３６ａまたはアールを
付しておくことが望ましい。これにより、熱電対２０の
保護管２１が損傷する事態を予防することが容易とな
る。

【００２２】以上の射出成形金型１のゲートノズル８に
よれば、ヒータＨ(Ｈａ)により所定温度に加熱・保温さ
れるため、図１(Ａ)，図２(Ａ)に示すように、流路１３
内を流動する溶融樹脂を適正な温度にして、先端の吐出
口１２からゲート４３を介して成形品部４２中に射出
し、所定形状の樹脂製品を成形することができる。この
際、バルブステム６は、取付板２ａ寄りに後退して吐出
口１２を開口している。また、ゲートノズル８における
ハウジング１０の厚肉部１４付近の温度が、所定の温度
域から外れた場合、熱電対２０により検出された当該温
度は、図示しない測温部に送信され、過不足の温度を補
正するため、電源に通電量の調整を指示する。この結
果、溶融樹脂を適正な温度に戻して射出成形することが
できる。

【００２３】更に、ゲートノズル８には、ハウジング１
０に巻き付けるヒータＨ(Ｈａ)と、これを覆うヒータカ
バー３０と、凹穴１６に先端部２４を挿入し且つ折り曲
げ部２５および直線部２６をヒータＨ(Ｈａ)の隙間Ｓに
配置した熱電対２０のみが取り付けられる。このため、
ハウジング１０の外径が１６〜２５ｍｍの通常のサイズ
であるゲートノズル８は基より、ハウジング１０の外径
が約１０〜１５ｍｍの小径のゲートノズル８に対して
も、容易にセットすることができる。従って、寸法の小
さな樹脂製品を成形するために小径のゲートノズル８を
用いる射出成形金型１においても、適正な温度域にして
溶融樹脂の射出成形することができる。加えて、ヒータ
Ｈ(Ｈａ)は、一対の密な巻き付け部ｈ１，ｈ２の間に、
連結部ｒまたは疎な巻き付け部ｈ３を有するため、その
熱をノズルハウジング１０の長手方向に沿って均一に放
熱することができる。従って、ゲートノズル８のハウジ
ング１０における長手方向の全長に沿ってコイル形のヒ
ータを巻き付ける形態に比較して、流路１３内の溶融樹
脂の過加熱による焼けを防止することもできる。

【００２４】本発明は、以上において説明した形態に限
定されるものではない。例えば、前記ノズルチップ１８
をノズルハウジング１０と一体とした形態のゲートノズ
ル８においては、前記凹穴１６の位置は、上記ハウジン
グ１０の先端寄りの位置、即ち吐出口１２寄りの位置に
形成しても良い。かかる位置の凹穴１６内に先端部２４
を挿入する熱電対２０は、先端寄りの密な巻き付け部ｈ
１の巻数を、後端寄りの密な巻き付け部ｈ２の巻数より
も少なくすると共に、両者の間に位置する連結部ｒまた
は疎な巻き付け部ｈ３付近の隙間Ｓに、当該熱電対２０
の前記折り曲げ部２５や直線部２６が配設される。ま
た、ヒータカバー３０の円筒部３１に穿孔する前記長孔
３６に替えて、ゲートノズル８の長手方向に沿う長径が
同様な楕円形または円形の孔としても良い。更に、前記
溶融樹脂の素材には、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、ＡＢＳ、またはＰＥＴなどの各種の樹脂を適用する
ことができる。尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のような本発明の射出成形金型用の
ゲートノズル(請求項１)によれば、熱電対は、先端部を
ノズルハウジングの凹穴に挿入し且つ直線部をヒータカ
バーの内周面に押えられるため、先端部が凹穴から不用
意に抜け出さず、且つヒータ内の隙間を通過して上記凹
穴に挿入されているため、該ノズル内の溶融樹脂の温度
を正確に検出できる。しかも、ノズルハウジングに、熱
電対、ヒータ、およびそのカバーのみをセットするた
め、比較的簡素な構造で且つ小径のノズルにも容易に適
用できる。従って、割れなどの損傷が少なく耐久性や温
度制御性に優れ、小径のノズルにも適用できる安価な射
出成形金型用のゲートノズルとなる。

【００２６】また、請求項２の射出成形金型用のゲート
ノズルによれば、ヒータの連結部または疎な巻き付け部
に位置する隙間に、熱電対の先端部に続く折り曲げ部お
よび直線部を容易に配設して、溶融樹脂の加熱温度を正
確に検出可能となる。しかも、ヒータは、連結部または
疎な巻き付け部の両側に位置する一対の密な巻き付け部
により上記ノズル内の樹脂を加熱するため、かかる樹脂
の焼けを予防できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明に係る射出成形金型用のゲートノ
ズル付近の概略を示す断面図、(Ｂ)は(Ａ)中の一点鎖線
部分Ｂの拡大図。

【図２】(Ａ)は図１におけるゲートノズル付近の断面を
含む斜視図、(Ｂ)，(Ｃ)はかかるノズルに巻き付けるヒ
ータの概略図。

【図３】(Ａ)，(Ｂ)は熱電対をゲートノズルの外周面に
セットする操作を示す概略図。

【図４】(Ａ)，(Ｂ)は従来の射出成形金型におけるゲー
トノズル付近の断面を示す概略図、(ａ)は(Ａ)中のａ−
ａ線に沿った矢視の断面図、(Ｂ)は熱電対取付用の金具
を示す斜視図。

【符号の説明】

１……………射出成形金型８……………ゲートノズル９……………ノズルの後端部１０…………ノズルハウジング１３…………流路１６…………凹穴２０…………熱電対２４…………先端部２５…………折り曲げ部２６…………直線部３０…………ヒータカバーＨ，Ｈａ……ヒータｈ１，ｈ２…密な巻き付け部ｈ３…………疎な巻き付け部ｒ……………連結部Ｓ……………隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側に溶融樹脂の流路を有し且つ外周面に
径方向にほぼ沿って穿設した凹穴を有するノズルハウジ
ングと、上記ノズルハウジングの外周面に巻き付けたヒータおよ
び当該ヒータを覆い且つ上記ハウジングの軸心方向に沿
ってスライド可能であるヒータカバーと、上記ノズルハウジングの凹穴内に先端部が挿入され且つ
係る先端部に続く折り曲げ部および直線部を含む熱電対
と、を含み、上記熱電対は、その直線部が上記ヒータカバーの内周面
に接触すると共に、上記ヒータ内の間隙を通過し且つ上
記ヒータカバーを貫通している、ことを特徴とする射出成形金型用のゲートノズル。
【請求項２】前記ヒータは、前記ノズルハウジングの軸
心方向における先端寄りおよび後端寄りに一対の密な巻
き付け部を有すると共に、係る一対の密な巻き付け部の
間に、前記熱電対を通過させる連結部または疎な巻き付
け部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の射出
成形金型用のゲートノズル。