JP2008213249A - 射出樹脂ミキシングエレメント及びそれを用いた射出成形用ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】溶融樹脂を充分に混合することができる射出樹脂ミキシングエレメント及びそれを用いた射出成形用ノズルを提供する。
【解決手段】射出成形用ノズル１を構成する射出樹脂ミキシングエレメント４は、溶融樹脂を混合する混合部４１と、射出シリンダ５からの溶融樹脂を混合部４１に導く導入部５１と、混合部４１からの溶融樹脂をノズルチップ６に導く導出部６１とを備える。混合部４１には、導入部５１及び導出部６１からそれぞれ間隔をあけて配置されると共に、中心線Ｌ１回りに回転可能に設けられ、外周部に導入部５１側から導出部６１側に延びる複数の略直線状の溝４３を有する分流部４２ｂが備えられる。分流部４２ｂは、溝４３を中心線Ｌ１に対して傾斜させて形成することによって、溶融樹脂の移動に伴って回転する。溶融樹脂は、溝４３を通過する際に中心線Ｌ１回り（周方向）に移動することによって、撹拌されて混合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機の射出シリンダの先端に装着される射出成形用ノズルに関し、さらに詳しくは射出成形用ノズルを構成する射出樹脂ミキシングエレメントに関する。

射出成形機においては、射出シリンダの先端に射出成形用ノズルが装着されており、さらに、射出成形用ノズルの先端が金型のスプルに接続されている。

射出成形作業においては、成形樹脂材料は、加熱手段を供えた射出シリンダに供給され、射出シリンダ内で加熱溶融され、かつ射出シリンダ内のスクリュの回転によって混合されつつ射出シリンダの先端に向かって送り出され、射出シリンダの先端部に一定量貯留される。このとき、スクリュは、溶融樹脂の送り出しに反比例して後退し、射出シリンダの先端に一定量の溶融樹脂が貯留された状態で停止する。次いで、一定量貯留された溶融樹脂は、後退位置から前進するスクリュにより生じる樹脂圧によって、射出シリンダの先端に装着された射出成形用ノズルから射出され、スプルから金型内に充填される。

ところで、射出成形に使用される成形樹脂材料としては、無着色（自然色）樹脂材料だけでなく、着色樹脂材料も使用されている。着色樹脂材料は、材料メーカから購入するのが一般的であるが、コスト、納期、在庫量管理などの観点から、成形工場にて着色樹脂材料を必要量だけ生成する簡易着色法が普及してきている。簡易着色法とは、粒状の自然色樹脂材料や再生樹脂材料に顔料を混合した混合物を射出シリンダに供給し、射出シリンダ内で溶融・混合して金型へ充填する方法である。

簡易着色法では、溶融樹脂中で顔料が均一に分散するように混合されていないと、成形品に色ムラが発生してしまう。そこで、溶融樹脂を混合する混合機構を備えた射出成形用ノズルが開発されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
特許第２５３９７５５号公報 特開２００６−１５９６０９号公報

上述した従来技術では、溶融樹脂の混合が充分ではなく、溶融樹脂中で顔料が均一に分散するように混合できない場合がある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、溶融樹脂を充分に混合することができる射出樹脂ミキシングエレメント及びそれを用いた射出成形用ノズルを提供することである。

請求項１の発明は、基端部から先端部まで貫通孔が形成されたノズル本体の先端部にノズルチップが取り付けられて構成され、前記ノズル本体の基端部が射出シリンダの先端に接続されると共に、前記ノズルチップが金型のスプルに接続される射出成形用ノズルにおける前記貫通孔内に装着される射出樹脂ミキシングエレメントであって、
溶融樹脂を混合する混合部と、
前記射出シリンダからの溶融樹脂を前記混合部に導く導入部と、
前記混合部からの溶融樹脂を前記ノズルチップに導く導出部とを備え、
前記混合部には、前記導入部及び前記導出部からそれぞれ間隔をあけて配置されると共に、中心線回りに回転可能に設けられ、外周部に前記導入部側から前記導出部側に延びる複数の略直線状の溝を有する分流部材が備えられ、
前記分流部材は、前記溝を前記中心線に対して傾斜させて形成することによって、溶融樹脂の移動に伴って回転することを特徴とする射出樹脂ミキシングエレメントである。

また、請求項２の発明は、請求項１に係る射出樹脂ミキシングエレメントにおいて、
前記混合部には、前記導出部と前記分流部材との間に両者からそれぞれ間隔をあけて配置されると共に、外周部に前記中心線に平行な複数の直線状の溝を有する整流部材が備えられていることを特徴としている。

また、請求項３の発明は、請求項１又は２に係る射出樹脂ミキシングエレメントにおいて、
前記分流部材の溝は、流入側端部の流路面積が流出側端部の流路面積よりも大きくなるように形成されると共に、流入側端部から所定の位置に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴としている。

また、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに係る射出樹脂ミキシングエレメントにおいて、
前記導入部は、溶融樹脂を前記混合部に送り出す流出孔を前記分流部材の溝と同じ数だけ備え、各流出孔の出口は、前記分流部材側端部に形成されると共に、前記分流部材の溝の間隔と同じ間隔で前記中心線回りに配置されていることを特徴としている。

また、請求項５の発明は、基端部が射出シリンダの先端に接続されると共に、基端部から先端部まで貫通孔が形成されたノズル本体と、
金型のスプルに接続されると共に、前記ノズル本体の先端部に取り付けられるノズルチップと、
前記貫通孔内に装着される請求項１〜４のいずれかに係る射出樹脂ミキシングエレメントとを備えることを特徴とする射出成形用ノズルである。

請求項１及び請求項５に記載の発明によれば、射出樹脂ミキシングエレメントがノズル本体の貫通孔内に装着されると、射出樹脂ミキシングエレメントの導入部と導出部との間には、空間と分流部材とが交互に配置されることになる。分流部材が１個の場合は、空間−分流部材−空間の順番で配置される。分流部材が２個の場合は、空間−分流部材−空間−分流部材−空間の順番で配置され、分流部材が３個以上の場合も同様である。この空間は、溶融樹脂が一旦貯留される樹脂溜まり部となる。

射出シリンダから所定の樹脂圧で送り出された溶融樹脂は、分流部材の後方に位置する空間（樹脂溜まり部）に流入した後、分流部材の溝を通過することによって分流される。分流された溶融樹脂は、分流部材の前方に位置する樹脂溜まり部に流入して合流される。このように、溶融樹脂は分流させた後に合流させることによって混合される。

また、分流部材の溝は中心線に対して傾斜して形成されているので、溶融樹脂は溝を通過する間に中心線回り（周方向）に移動することになり、これによって溶融樹脂が撹拌されて混合される。

さらに本発明では、溶融樹脂が溝を通過するときに溶融樹脂の移動に伴って分流部材が中心線回りに回転するので、溶融樹脂の周方向の移動距離は、分流部材が固定されている場合に比べて、分流部材の回転移動距離の分だけ長くなる。これによって、溶融樹脂の撹拌の度合いがより大きくなり、混合の度合いもより大きくなる。

このように本発明では、溶融樹脂の分流・合流による混合に加えて、溶融樹脂の周方向への移動即ち撹拌による混合が行われ、さらに溶融樹脂の移動（撹拌）は分流部材の回転によってより大きくなるので、溶融樹脂を充分に混合させることができる。したがって、顔料が混入された溶融樹脂であっても、顔料が均一に分散するように混合することが可能となり、成形品の色ムラの発生を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、導出部と分流部材との間に、外周部に中心線に平行な複数の直線状の溝を有する整流部材が配置されているので、溶融樹脂が整流部材の溝を通過することによって、溶融樹脂の移動方向が中心線方向に規整される。つまり、分流部材によって溶融樹脂の移動方向には周方向成分が付加されることとなり、混合部から導出部へ溶融樹脂が移動しにくくなる場合があるが、本発明では、整流部材によって周方向成分を打ち消して溶融樹脂の移動方向が中心線方向に規整されるので、混合部から導出部への溶融樹脂の移動がスムーズになる。これによって、混合部によって充分に混合された溶融樹脂がスムーズに導出部へ送り出されるので、溶融樹脂をスムーズに金型に供給することが可能となる。

なお、整流部材と導出部との間にも空間（樹脂溜まり部）が存在するので、整流部材の溝を通過することによって分流された溶融樹脂は、整流部材の前方に位置する樹脂溜まり部に流入して合流されて混合される。

請求項３に記載の発明によれば、分流部材の溝は流入側端部の流路面積が流出側端部の流路面積よりも大きくなるように形成されているので、溶融樹脂が溝に流入しやすくなる。また、分流部材の溝は流入側端部から所定の位置（例えば、溝の中間位置や溝の流出側端部）に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなるように形成されているので、流出側端部での溶融樹脂の樹脂圧が流入側端部での樹脂圧より高くなる。これによって、樹脂圧の高い溶融樹脂が分流部材の前方に位置する樹脂溜まり部に流入して合流するので、混合の度合いが大きくなる。

請求項４に記載の発明によれば、導入部における分流部材側端部には、分流部材の溝と同数の流出孔の出口が、溝の間隔と同じ間隔で中心線回りに配置されているので、流出孔から送り出される溶融樹脂が分流部材の溝に流入しやすくなる。これによって、溶融樹脂の流れがスムーズになる。

なお、溶融樹脂が流出孔を通過するということは溶融樹脂を分流していることになり、そして導入部と分流部材との間にも空間（樹脂溜まり部）が存在するので、導入部の流出孔を通過することによって分流された溶融樹脂は、導入部の前方に位置する樹脂溜まり部に流入して合流されて混合される。

図１は、本発明の第１実施形態である射出成形用ノズル１の断面図であり、図２は射出成形用ノズル１を構成する射出樹脂ミキシングエレメント４の平面図である。なお、図１では、わかり易くするために射出樹脂ミキシングエレメント４を平面図で示している。図３は、射出樹脂ミキシングエレメント４の細部を示す図であり、（ａ）は図２の矢印Ａａから見た平面図、（ｂ）は図２の切断面線Ａｂ−Ａｂから見た断面図、（ｃ）は図２の切断面線Ａｃ−Ａｃから見た断面図、（ｄ）は図２の切断面線Ａｄ−Ａｄから見た断面図、（ｅ）は図２の切断面線Ａｅ−Ａｅから見た断面図、（ｆ）は図２の矢印Ａｆから見た平面図である。図４は、図２の切断面線Ａ４−Ａ４から見た断面図である。

射出成形用ノズル１は、図１に示すように、基端部２ａから先端部２ｂまで貫通孔２ｃが形成されたノズル本体２と、ノズル本体２の先端部２ｂに取り付けられるノズルチップ３と、貫通孔２ｃ内に装着される射出樹脂ミキシングエレメント４とを備えて構成される。射出成形用ノズル１においては、ノズル本体２の基端部２ａが射出シリンダ５の先端に接続され、ノズルチップ３が金型のスプル６に接続される。

射出成形作業においては、成形樹脂材料は、加熱手段を供えた射出シリンダ５に供給され、射出シリンダ５内で加熱溶融され、かつ射出シリンダ５内のスクリュ（図示せず）の回転によって混合されつつ射出シリンダ５の先端に向かって送り出され、射出シリンダ５の先端部に一定量貯留される。このとき、スクリュは、溶融樹脂の送り出しに反比例して後退し、射出シリンダ５の先端に一定量の溶融樹脂が貯留された状態で停止する。次いで、一定量貯留された溶融樹脂は、後退位置から前進するスクリュにより生じる樹脂圧によって、射出シリンダ５の先端に装着された射出成形用ノズル１から射出され、スプル６から金型内に充填される。樹脂圧は、２００ｋｇ／ｃｍ^２程度である。成形樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどが用いられる。

射出成形用ノズル１内では、射出樹脂ミキシングエレメント４によって溶融樹脂が混合される。射出樹脂ミキシングエレメント４は、射出シリンダ５から送り出されてくる層流状態の溶融樹脂に乱流を発生させて混合させる部材である。射出樹脂ミキシングエレメント４の材料としては、例えばＪＩＳ規格のＳＫＤ（合金工具鋼）が用いられる。

射出樹脂ミキシングエレメント４は、図２に示すように、溶融樹脂を混合する混合部４１と、射出シリンダ５からの溶融樹脂を混合部４１に導く導入部５１と、混合部４１からの溶融樹脂をノズルチップ６に導く導出部６１とを備える。以下、主として図４を参照しながら各部の構成を説明する。

導入部５１は、射出シリンダ５の先端に接続可能となるように構成された本体５２と、本体５２の混合部側端部（先端部）に形成された軸部５３とを備えている。本体５２には、内部に空間５２Ｖが形成されており、基端部側端面から空間５２Ｖに連通する５個の流入孔５２ａが形成されている。５個の流入孔５２ａは、中心線Ｌ１に平行に延びて形成されると共に、中心線回りに等間隔で配置される。さらに、本体５２の混合部側端部は円錐台状に形成されており、その端部外周面から空間５２Ｖに連通する８個の流出孔５２ｂが形成されている。８個の流出孔５２ｂは、中心線Ｌ１に向かって延びて形成されると共に、中心線Ｌ１回りに等間隔で配置される。すなわち、流出孔５２ｂの出口は、中心線Ｌ１回りに等間隔で配置される。隣接する２つの出口間の間隔は、後述する分流部４２の溝４３の間隔と同じ長さに設定される。

なお、本体５２の外径は、射出樹脂ミキシングエレメント４をノズル本体２の貫通孔２ｃに挿入して装着できるように、貫通孔２ｃの内径と同程度に形成される。また、空間５２Ｖは５個の流入孔５２ａと８個の流出孔５２ｂとを連通するための空間であり、図４ではわかりやすくするために空間５２Ｖを大きく描いているが、流入孔５２ａと流出孔５２ｂとを連通できる程度の大きさであればよい。

一方、軸部５３は、円柱状の大径部分５３ａと、細長い円柱状の小径部分５３ｂとで構成される。大径部分５３ａは、本体５２の先端部に連接され、小径部分５３ｂは、大径部分５３ａの先端部に連接される。大径部分５３ａと小径部分５３ｂとにおける半径の差は、後述する回転体４２の筒状部４２ａの厚さと同じ値に設定される。また、小径部分５３ｂの長さは、後述する３個の回転体４２の合計長さと同じ値に設定される。

混合部４１は、３個の回転体４２を備えて構成される。回転体４２は、小径部分５３ｂ回りに回転可能になるように挿入されている。回転体４２は、円筒状に形成された筒状部４２ａと、筒状部４２ａの外周部に形成された円環状の分流部４２ｂとを備えて構成されている。分流部４２ｂは、筒状部４２ａよりも短く形成されると共に、筒状部４２ａの中心線Ｌ１方向の中間部に形成される。そして、筒状部４２ａを小径部分５３ｂに挿入させて装着することによって、回転体４２は中心線Ｌ１回りに回転可能に装着されることになる。したがって、３個の分流部４２ｂが、導入部５１から導出部６１に向かって間隔をあけて配置されることになる。なお、分流部４２ｂの外径は、射出樹脂ミキシングエレメント４をノズル本体２の貫通孔２ｃに挿入して装着できるように、貫通孔２ｃの内径と同程度に形成される。

分流部４２ｂの外周部には、導入部５１側から導出部６１側に延びる８個の略直線状の溝４３が形成されている。これらの溝４３は、中心線Ｌ１に対して所定の傾斜角θ（図５参照）で傾斜して形成されている。また、分流部４２ｂの両端部の外周面は、中心線Ｌ１に沿って外方に向かうに従って外径が小さくなるように形成することによって、傾斜面となっている。なお、分流部４２ｂが、分流部材に相当する。

ここで、溝４３の形状について説明する。図５は、分流部４２ｂを展開して示す展開図である。図６は、溝４３の形状を示す図であり、（ａ）は導入部５１側（入口）から見た模式図、（ｂ）は導出部６１側（出口）から見た模式図、（ｃ）は模式平面図である。
溝４３は、図５に示すように、導入部５１側から導出部６１側に延びて形成されると共に、中心線Ｌ１に対して所定の傾斜角θで傾斜して形成されている。溝４３の傾斜角θは、０度より大きく、４５度以下の値に設定されるが、約３０度〜約４０度が好ましい。

溝４３の底部Ｂの幅は、入口から出口まで同じであるが（図５並びに図６（ａ）及び（ｂ）参照）、側壁Ｓ１，Ｓ２間の間隔は、底部Ｂから上部に向かうに従って大きくなるように形成されると共に（図５及び図６（ａ）参照）、入口から出口側の所定の位置（本実施形態では溝４３の中間位置）Ｐに向かうに従って小さくなるように形成されている（図５及び図６（ｃ）参照）。なお、側壁Ｓ１，Ｓ２間の間隔は、例えば図６（ｃ）で二点鎖線で示すように、入口から出口に向かうに従って小さくなるように形成してもよい。

したがって、溝４３は、入口の流路面積が出口の流路面積よりも大きくなり、かつ、入口から中間位置Ｐに向かうに従って流路面積が徐々に小さくなるように形成されることになる。中間位置Ｐから出口までの流路面積は、同じである。

なお、回転体４２を製造する際、切削によって溝４３を形成した後、硬度を上げるために、焼入れ（焼きなまし）を行うことが好ましい。

再び図４を参照する。導出部６１は、先端側がノズルチップ３に接続可能となるように構成された本体６２と、本体６２の基端部側端面に形成された円柱状の軸部６３とを備えて構成されている。軸部６３の先端には接続突起６４が形成されており、導入部５１が備える小径部分５３ｂの先端の接続凹所５４に接続突起６４を嵌合して固定することによって、導出部６１は導入部５１の軸部５３（小径部分５３ｂ）の先端に固定される。なお、本体６２の外径は、射出樹脂ミキシングエレメント４をノズル本体２の貫通孔２ｃに挿入して装着できるように、貫通孔２ｃの内径と同程度に形成される。

また導出部６１の内部には、本体６２及び軸部６３にまたがって円柱状の空間６１Ｖが形成されており、軸部６３には、外周部から空間６１Ｖに連通する８個の流入孔６３ａが形成されている。流入孔６３ａは、中心線Ｌ１に向かって延びて形成され、流入孔６３ａの入口は、外周部において中心線Ｌ１回りに等間隔で配置される。さらに、本体６２の基端部は円錐台状に形成されており、基端部の外周部から空間６１Ｖに連通する８個の流入孔６２ａが形成されている。８個の流入孔６２ａは、中心線Ｌ１に向かって延びて形成され、流入孔６２ａの入口は、外周部において中心線Ｌ１回りに等間隔で配置されている。さらに本体６２の先端側には、空間６１Ｖを中心線Ｌ１に沿って延ばして形成することによって、流出孔６２ｂが形成されている。

このような構成の射出樹脂ミキシングエレメント４を貫通孔２ｃに挿入して装着すると、導入部５１から導出部６１に向かって、４個の空間Ｖ１〜Ｖ４と３個の分流部４２ｂとが、空間Ｖ１−分流部４２ｂ−空間Ｖ２−分流部４２ｂ−空間Ｖ３−分流部４２ｂ−空間Ｖ４の順番で配置されることになる（図１参照）。なお、貫通孔２ｃには、基端部側の内径を小さくすることによって段差が形成されており、この段差に導入部５１が当接して射出樹脂ミキシングエレメント４が装着される。

次に、射出成形用ノズル１における溶融樹脂の流れについて説明する。射出シリンダ５から送り出された溶融樹脂は、基端部２ａ側から貫通孔２ｃに流入する。まず、溶融樹脂は、導入部５１の基端側に形成された５個の流入孔５２ａから空間５２Ｖに流入した後、先端側に形成された８個の流出孔５２ｂから空間（樹脂溜まり部）Ｖ１に送り出される。導入部５１を通過するとき、流入孔５２ａを通過することによって分流された溶融樹脂は、空間５２Ｖに流入して合流されて混合され、さらに、流出孔５２ｂを通過することによって分流された溶融樹脂は、樹脂溜まり部Ｖ１に流入して合流されて混合される。

混合部４１において、溶融樹脂は、３個の分流部４２ｂでは溝４２によって分流され、分流部４２ｂの前方に位置する樹脂溜まり部Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４では合流されて混合される。したがって、混合部４１では、溶融樹脂は、分流と合流とが３回繰り返されて混合される。

さらに本実施形態においては、回転体４２は、分流部４２ｂの溝４３が中心線Ｌ１に対して傾斜して形成されているので、溶融樹脂の移動に伴って回転する。溶融樹脂は溝４３を通過する間に周方向に移動するが、本実施形態では溝４３（回転体４２）も周方向に回転移動する。したがって、本実施形態においては、溶融樹脂が溝４３を通過したときの周方向の移動距離は、図７（ａ）に示すように、溝４３を通過する際の移動距離Ｒ１と溝４３の回転移動距離Ｒ２との和となる。一方、溝４３が固定されている比較例においては、溶融樹脂が溝４３を通過したときの周方向の移動距離は、図７（ｂ）に示すように、溝４３を通過する際の移動距離Ｒ１となる。

このように回転体４２が回転することによって、溶融樹脂の撹拌の度合いが大きくなり、溶融樹脂を充分に混合することが可能となる。

上述したように混合部４１で混合された溶融樹脂は、樹脂溜まり部Ｖ４から導出部６１に送り出される。溶融樹脂は、導出部６１の基端側に形成された８個の流入孔６３ａ及び８個の流入孔６２ａから空間６１Ｖに流入した後、先端に形成された流出孔６２ｂから送り出される。導出部６１を通過するとき、流入孔６２ａ，６３ａを通過することによって分流された溶融樹脂は、空間６１Ｖに流入して合流されて混合される。

流出孔６２ｂから送り出された溶融樹脂は、ノズルチップ３からスプル６を介して金型に供給される。

以上のように第１実施形態によれば、溶融樹脂の分流・合流による混合に加えて、溶融樹脂の周方向への移動即ち撹拌による混合が行われ、さらに溶融樹脂の移動（撹拌）は分流部４２ｂの回転によってより大きくなるので、溶融樹脂を充分に混合させることができる。したがって、顔料が混入された溶融樹脂であっても、顔料が均一に分散するように混合することが可能となり、成形品の色ムラの発生を防止することができる。

また、分流部４２ｂの溝４３は流入側端部の流路面積が流出側端部の流路面積よりも大きくなるように形成されているので、溶融樹脂が溝４３に流入しやすくなる。また、分流部４２ｂの溝４３は流入側端部から溝４３の中間位置Ｐに向かうに従って流路面積が徐々に小さくなるように形成されているので、流出側端部での溶融樹脂の樹脂圧が流入側端部での樹脂圧より高くなる。これによって、樹脂圧の高い溶融樹脂が分流部４２ｂの前方に位置する樹脂溜まり部Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に流入して合流するので、混合の度合いが大きくなる。

さらに、導入部５１における分流部４２ｂ側端部には、分流部４２ｂの溝４３と同数の流出孔５２ｂの出口が、溝４３の間隔と同じ間隔で中心線Ｌ１回りに配置されているので、流出孔５２ｂから送り出される溶融樹脂が分流部４２ｂの溝４３に流入しやすくなる。これによって、溶融樹脂の流れがスムーズになる。

また、導入部５１及び導出部６１を溶融樹脂が通過するときにも、溶融樹脂の分流・合流による混合が行われるので、溶融樹脂の充分な混合を実現することができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。図８は、第２実施形態である射出成形用ノズル１１の断面図であり、図９は射出成形用ノズル１１を構成する射出樹脂ミキシングエレメント１４の平面図である。なお、図８では、わかり易くするために射出樹脂ミキシングエレメント１４を平面図で示している。図１０は、射出樹脂ミキシングエレメント１４の細部を示す図であり、（ａ）は図９の矢印Ｂａから見た平面図、（ｂ）は図９の切断面線Ｂｂ−Ｂｂから見た断面図、（ｃ）は図９の切断面線Ｂｃ−Ｂｃから見た断面図、（ｄ）は図９の矢印Ｂｄから見た平面図である。図１１は、図９の切断面線Ｂ１１−Ｂ１１から見た断面図である。第２実施形態は、上述した第１実施形態と類似しており、同一の構成には同一の参照符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の特徴は、混合部４１に整流部４５を配置したことである。図１１に示すように、導出部６１を構成する軸部６３を基端部側に延ばして形成し、軸部６３の外周部に円環状の整流部４５を形成している。

整流部４５は、分流部４２ｂと導出部６１との間に両者からそれぞれ間隔をあけて配置されると共に、外周部に中心線Ｌ１に平行な８個の直線状の溝４５ａを有する。また、整流部４５の両端部の外周面は、中心線Ｌ１に沿って外方に向かうに従って外形が小さくなるように形成することによって、傾斜面となっている。なお、整流部４５が、整流部材に相当する。

溝４５ａは、流入側から流出側まで同じ幅で形成されると共に、底部から上部までも同じ幅で形成される。８個の溝４５ａは、中心線Ｌ１回りに等間隔で配置される。

このような構成の射出樹脂ミキシングエレメント１４を貫通孔２ｃに挿入して装着すると、導入部５１から導出部６１に向かって、５個の空間Ｖ１〜Ｖ５、３個の分流部４２ｂ、１個の整流部４５が、空間Ｖ１−分流部４２ｂ−空間Ｖ２−分流部４２ｂ−空間Ｖ３−分流部４２ｂ−空間Ｖ４−整流部４５−空間Ｖ５の順番で配置されることになる。

次に、射出成形用ノズル１１における溶融樹脂の流れについて説明する。射出シリンダ５から送り出された溶融樹脂は、基端部側から貫通孔２ｃに流入する。導入部５１から樹脂溜まり部Ｖ４までの溶融樹脂の流れは、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

樹脂溜まり部Ｖ４の溶融樹脂は、整流部４５の溝４５ａを通過して空間（樹脂溜まり部）Ｖ５に流入する。溝４５ａは中心線Ｌ１に平行な直線状に形成されているので、溶融樹脂が溝４５ａを通過することによって、溶融樹脂の移動方向が中心線Ｌ１方向に規整される。つまり、分流部４２ｂによって溶融樹脂の移動方向には周方向成分が付加されることになるが、第２実施形態では整流部４５によって周方向成分を打ち消して溶融樹脂の移動方向が中心線Ｌ１方向に規整されるので、樹脂溜まり部Ｖ５から導出部６１への移動がスムーズになる。これによって、分流部４２ｂによって充分に混合された溶融樹脂がスムーズに導出部６１へ送り出されるので、溶融樹脂をスムーズに金型に供給することが可能となる。

なお、整流部４５と導出部６１との間にも樹脂溜まり部Ｖ５が存在するので、整流部４５の溝４５ａを通過することによって分流された溶融樹脂は、整流部４５の前方に位置する樹脂溜まり部Ｖ５に流入して合流されて混合される。

上述したように整流部４５で移動方向が規整された溶融樹脂は、樹脂溜まり部Ｖ５から導出部６１に送り出される。導出部６１以後の溶融樹脂の流れは、第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。

第２実施形態においても上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに第２実施形態においては、整流部４５を導出部６１と分流部４２ｂとの間に配置したことによって、整流部４５を通過した溶融樹脂の流れが中心線Ｌ１方向に向けられるので、溶融樹脂をスムーズに導出部６１に導くことができるようになる。これによって、射出成形用ノズル１から溶融樹脂をスムーズに送り出すことができるようになる。

上記各実施形態では、３個の回転体４２（分流部４２ｂ）を設ける場合を説明したけれども、分流部４２ｂの個数は、１個でも複数個でもよい。

上記各実施形態では、すべての分流部４２ｂにおいて、溝４３を傾斜させる方向を同じ方向にしたけれども、隣接する２個の分流部４２ｂにおいて、溝４３を傾斜させる方向が互いに逆方向になるようにしてもよい。また、溝４３の形状は、入口の流路面積が出口の流路面積よりも大きくなり、かつ、入口から所定の位置（中間位置Ｐや出口）に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなるような形状であればよい。

上記各実施形態では、射出シリンダ５に樹脂材料と顔料とを混合したものを供給する場合を説明したけれども、射出シリンダ５に樹脂材料を供給し、射出成形用ノズルのノズル本体の基端部から顔料を供給するようにしてもよい。この場合は、例えばノズル本体２の基端部に、外周部から導入部５１の後方側の貫通孔２ｃに連通する供給路を形成し、この供給路を使用して顔料供給装置からの顔料を溶融樹脂に混合させるように構成する。この構成の場合、顔料が混合された溶融樹脂は射出成形用ノズル内だけに貯留されるので、顔料の色を変更する際、ノズル内の残存樹脂だけを除去すれば色変更に対応できる。これによって、迅速に色変更を行うことができるようになる。また、射出シリンダ５内の残存樹脂を除去する場合に比べて、除去する残存樹脂の量が少なくなり、樹脂材料の無駄を少なくすることができる。

本発明の第１実施形態である射出成形用ノズルの断面図である。 射出成形用ノズルを構成する射出樹脂ミキシングエレメントの平面図である。 射出樹脂ミキシングエレメントの細部を示す図であり、（ａ）は図２の矢印Ａａから見た平面図、（ｂ）は図２の切断面線Ａｂ−Ａｂから見た断面図、（ｃ）は図２の切断面線Ａｃ−Ａｃから見た断面図、（ｄ）は図２の切断面線Ａｄ−Ａｄから見た断面図、（ｅ）は図２の切断面線Ａｅ−Ａｅから見た断面図、（ｆ）は図２の矢印Ａｆから見た平面図である。 図２の切断面線Ａ４−Ａ４から見た断面図である。 分流部４２ｂを展開して示す展開図である。 溝４３の形状を示す図であり、（ａ）は導入部５１側（入口）から見た模式図、（ｂ）は導出部６１側（出口）から見た模式図、（ｃ）は模式平面図である。 （ａ）は第１実施形態における溶融樹脂の撹拌状態を示す模式図であり、（ｂ）は比較例における溶融樹脂の撹拌状態を示す模式図である。 本発明の第２実施形態である射出成形用ノズルの断面図である。 射出成形用ノズルを構成する射出樹脂ミキシングエレメントの平面図である。 射出樹脂ミキシングエレメントの細部を示す図であり、（ａ）は図９の矢印Ｂａから見た平面図、（ｂ）は図９の切断面線Ｂｂ−Ｂｂから見た断面図、（ｃ）は図９の切断面線Ｂｃ−Ｂｃから見た断面図、（ｄ）は図９の矢印Ｂｄから見た平面図である。 図９の切断面線Ｂ１１−Ｂ１１から見た断面図である。

符号の説明

１，１１ 射出成形用ノズル
２ ノズル本体
２ａ 基端部
２ｂ 先端部
２ｃ 貫通孔
３ ノズルチップ
４，１４ 射出樹脂ミキシングエレメント
５ 射出シリンダ
６ スプル
４１ 混合部
４２ 回転体
４２ａ 筒状部
４２ｂ 分流部
４３ 溝
４５ 整流部
４５ａ 溝
５１ 導入部
５２ 本体
５２Ｖ 空間（樹脂溜まり部）
５２ａ 流入孔
５２ｂ 流出孔
５３ 軸部
５３ａ 大径部分
５３ｂ 小径部分
５４ 接続凹所
６１ 導出部
６１Ｖ 空間（樹脂溜まり部）
６２ 本体
６２ａ 流入孔
６２ｂ 流出孔
６３ 軸部
６３ａ 流入孔
６４ 接続突起
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ 空間（樹脂溜まり部）

Claims (5)

1. 基端部から先端部まで貫通孔が形成されたノズル本体の先端部にノズルチップが取り付けられて構成され、前記ノズル本体の基端部が射出シリンダの先端に接続されると共に、前記ノズルチップが金型のスプルに接続される射出成形用ノズルにおける前記貫通孔内に装着される射出樹脂ミキシングエレメントであって、
   溶融樹脂を混合する混合部と、
   前記射出シリンダからの溶融樹脂を前記混合部に導く導入部と、
   前記混合部からの溶融樹脂を前記ノズルチップに導く導出部とを備え、
   前記混合部には、前記導入部及び前記導出部からそれぞれ間隔をあけて配置されると共に、中心線回りに回転可能に設けられ、外周部に前記導入部側から前記導出部側に延びる複数の略直線状の溝を有する分流部材が備えられ、
   前記分流部材は、前記溝を前記中心線に対して傾斜させて形成することによって、溶融樹脂の移動に伴って回転することを特徴とする射出樹脂ミキシングエレメント。
2. 請求項１に記載の射出樹脂ミキシングエレメントにおいて、
   前記混合部には、前記導出部と前記分流部材との間に両者からそれぞれ間隔をあけて配置されると共に、外周部に前記中心線に平行な複数の直線状の溝を有する整流部材が備えられていることを特徴とする射出樹脂ミキシングエレメント。
3. 請求項１又は２に記載の射出樹脂ミキシングエレメントにおいて、
   前記分流部材の溝は、流入側端部の流路面積が流出側端部の流路面積よりも大きくなるように形成されると共に、流入側端部から所定の位置に向かうに従って流路面積が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする射出樹脂ミキシングエレメント。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の射出樹脂ミキシングエレメントにおいて、
   前記導入部は、溶融樹脂を前記混合部に送り出す流出孔を前記分流部材の溝と同じ数だけ備え、各流出孔の出口は、前記分流部材側端部に形成されると共に、前記分流部材の溝の間隔と同じ間隔で前記中心線回りに配置されていることを特徴とする射出樹脂ミキシングエレメント。
5. 基端部が射出シリンダの先端に接続されると共に、基端部から先端部まで貫通孔が形成されたノズル本体と、
   金型のスプルに接続されると共に、前記ノズル本体の先端部に取り付けられるノズルチップと、
   前記貫通孔内に装着される請求項１〜４のいずれかに記載の射出樹脂ミキシングエレメントとを備えることを特徴とする射出成形用ノズル。

Images