JP2008246742A - 射出成形用型ノズル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルを分割型の奥部まで進入させることができ、スプルーを有するスプルーブッシュを廃止することができる射出成形用型ノズル構造を提供する。
【解決手段】射出成形用型ノズル構造は、分割型１０および相手分割型１１と、ノズル５と、ノズルピン６とをもつ。分割型１０は、成形キャビティ１２に対面するゲート開口２０をもつ小凹部２と、進入開口３２をもち且つ小凹部２に連通する大凹部３と、大凹部３の軸芯Ｐ１に対して遠心方向に沿って延設された着座面４と有する。ノズル５は、少なくともノズル５の先端部が分割型１０の進入開口３２から大凹部３内に収容されるように大凹部３内に進入可能に設けられており、分割型１０の着座面４に当接する当接面５３を有する。ノズルピン６のピン先端面６０は、射出成形時に成形キャビティ１２に対面してキャビティ型面１３のうちの一部を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は射出成形に使用される射出成形用型ノズル構造に関する。

従来、特許文献１には、スプルーを有するスプルーブッシュを分割型のうち成型キャビティの反対側に取り付け、ノズルから吐出された成形材料をスプルーブッシュのスプルーを介して成形キャビティ内に供給する成形装置が開示されている。また特許文献２には、スプルーを有するスプルーブッシュを分割型に取り付け、ロングノズルから吐出された溶融状態の軽金属の成形材料をスプルーブッシュのスプルーを介して成形キャビティ内に供給する軽金属射出成形用の金型が開示されている。更に特許文献３には、ノズルと別体のノズルアダプタを設け、ノズルアダプタをノズルの先端部に取り付けた状態で、ノズルおよびノズルアダプタを介して溶融樹脂を射出成形する射出成形装置が開示されている。このものによれば、コールドランナとホットランナとの両方の使用の金型に容易に対応できるとされている。
特許第３１４６４７６号 特開２００１−３００５４号公報 特開２００１−３３４５５１号公報

ところで、上記した従来技術によれば、成形品を成形する成形キャビティに、ノズルの先端部であるノズル先端面が対面する方式ではない。従って、射出成形材料を分割型の成形キャビティに導入させるスプルーを有するスプルーブッシュが必要とされている。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、ノズルを分割型の凹部の奥部まで進入させることができ、スプルーを有するスプルーブッシュを廃止することができる射出成形用型ノズル構造を提供することを課題とする。

本発明に係る射出成形用型ノズル構造は、成形品を成形する成形キャビティを形成する分割型および相手分割型と、射出成形材料を成形キャビティに射出する先端開口を有するノズル孔をもつ筒形状をなすノズルと、ノズル孔の軸芯に沿ってノズルに対して移動可能に設けられ、移動に伴いノズル孔の先端開口を開閉するノズルピンとを具備する射出成形用型ノズル構造において、
分割型は、成形キャビティに対面するゲート開口をもつ小凹部と、ゲート開口よりも大きな内径をもつと共に成形キャビティと反対側において開口する進入開口をもち且つ小凹部に連通する大凹部と、大凹部の軸芯に対して遠心方向に沿って延設された鍔状をなす着座面と有しており、
ノズルは、ノズルの少なくとも先端部が分割型の進入開口から大凹部内に収容されるように大凹部内に進入可能に設けられており、ノズル進入時に分割型の着座面に当接して着座する当接面を有しており、
ノズルピンは、ノズル進入時に成形キャビティに対面してキャビティ型面のうちの一部を形成するピン先端面をもつことを特徴とする。

本発明によれば、ノズルは、ノズルの先端部が分割型の進入開口から大凹部内に収容されるように、大凹部内に進入可能に設けられている。ノズルの当接面は、ノズル進入時に分割型の着座面に当接可能とされている。従ってノズル進入時に、ノズルピンを備えるノズルを分割型の大凹部の内部に進入させる。これによりノズルの当接面を分割型の着座面に接触させて着座させる。これによりノズルの先端部を分割型の成形キャビティにできるだけ接近させることができる。このようにノズルを分割型の大凹部内の着座面に着座させた状態で、ノズルの先端開口から射出成形材料を成形キャビティ内に直接的に供給する。このため分割型においてスプルーをもつスプルーブッシュを廃止することができる。よって、製品歩留まりを向上させることができる。

更に、上記したようにスプルーブッシュを廃止することができるため、射出成形材料が流れる距離が低減される。故に、成形キャビティ内の射出成形材料に対して保圧工程を実施する場合において、保圧の効率を高めることができる。従って、保圧力を低減させることができ、射出成型機側の負担を軽減できる。

本発明によれば、分割型の大凹部内に進入して着座させたノズルの先端開口から射出成形材料を成形キャビティ内に直接的に供給する。このため分割型においてスプルーをもつスプルーブッシュを廃止することができ、製品歩留まりを向上させることができる。更に、上記したようにスプルーブッシュを廃止することができるため、射出成形材料が流れる距離が短縮され、成形キャビティ内の射出成形材料に対して保圧工程を実施する場合において、保圧の効率を高めることができ、保圧力を低減させることができ、射出成型機側の負荷を軽減できる。

分割型および相手分割型は、成形品を成形する成形キャビティを形成する。ノズルは、射出成形材料を成形キャビティに射出するノズル孔をもつ筒形状をなす。射出成形材料としては樹脂系、ゴム系が例示され、ガラス繊維等の補強材が含有されていても良い。ノズルピンはバルブピンとも呼ばれており、移動に伴いノズル孔の先端開口を開閉するものである。ノズルピンは、ノズル孔の軸芯に沿ってノズルに対して移動可能に設けられている、ノズルピンが開放されると、射出成形材料がノズル孔の先端開口から成形キャビティに射出される。

前記した分割型は、成形キャビティに対面するゲート開口をもつ小凹部と、ゲート開口よりも大きな内径をもつと共に成形キャビティと反対側において開口する進入開口をもち且つ小凹部に連通する大凹部と、大凹部の軸芯に対して遠心方向に沿って延設された鍔状をなす着座面と有する。

前記したノズルは、少なくともノズルの先端部が分割型の進入開口から大凹部内に収容されるように、大凹部内に進入可能に設けられている。ノズルは、射出成形時に分割型の着座面に当接する当接面を有する。前記したノズルピンは、射出成形時に成形キャビティに対面してキャビティ型面のうちの一部を形成するピン先端面をもつ。

本発明によれば、ノズルの外周部と分割型の大凹部の内周部との間に、ノズルから分割型への伝熱を抑制する断熱空間が形成されている形態が例示される。この場合、射出成形材料が注入されるノズルから分割型への伝熱が抑制される。このため、ノズルのノズル孔内の射出成形材料の過剰冷えが抑制され、成形品の欠陥の抑制が図られる。

本発明によれば、ノズルについては、ノズルを分割型の大凹部に進入したとき、成形キャビティに対面してキャビティ型面のうちの一部を形成するノズル先端面をもつ形態が例示される。この場合、スプルーをもつスプルーブッシュを廃止するのに有利となる。

本発明によれば、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖しているとき、分割型の小凹部には、ノズルピンの先端部が進入されて成形キャビティに対面し且つノズルの先端部が進入されない形態が例示される。この場合、ノズルピンの先端部であるピン先端面が成形キャビティの型面の一部を形成する。この場合、ノズル５の先端開口５２を成形キャビティ１２にできるだけ近づけることができる。よって、スプル−をもつスプルーブッシュを廃止することができる。

更に、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖しているとき、分割型の小凹部には、ノズルピンの先端部が進入され且つノズルの先端部が進入されて成形キャビティに対面している形態が例示される。この場合、ノズルピンの先端部であるピン先端面が成形キャビティの型面の一部を形成すると共に、ノズルの先端部であるノズル先端面が成形キャビティの型面の一部を形成する。この場合、ノズル５の先端開口５２を成形キャビティ１２にできるだけ近づけることができる。よって、スプルーをもつスプルーブッシュを廃止することができる。分割型を射出成形機に取り付けるプラテンが設けられている形態が例示される。プラテンは、ノズルを進入するノズル凹部をもつことが好ましい。

以下、本発明の実施例１について図１〜図４を参照して説明する。本実施例に係る射出成形用型ノズル構造は、金型で形成された分割型１０および相手分割型１１をもつ成形型１と、ノズル５と、ノズルピン６とを備えている。分割型１０は上型として機能しており、成形品を成形する成形キャビティ１２を相手分割型１１（下型）と共に形成する。型締時において、分割型１０の割面１０ａは、相手分割型１１の相手割面１１ａに接触する。ノズル５は軸芯Ｐ２をもつ断面円形状の筒形状をなしており、樹脂等の射出成形材料を成形キャビティ１２に射出するノズル孔５１をもつ。ノズルピン６はバルブピンとも呼ばれており、移動に伴い、ノズル孔５１の先端開口５２を開閉するものである。ノズルピン６は、ノズル５のノズル孔５１の軸芯Ｐ２に沿ってノズル５に対して移動可能に同軸的に設けられている。

図１に示すように、分割型１０は、成形キャビティ１２に対面する小凹部２と、小凹部２に連通する大凹部３と、着座面４と有する。小凹部２はゲートとして機能できる通路であり、分割型１０のうち相手分割型１１側に設けられており、重力方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向）に沿って貫通しており、成形キャビティ１２に直接的に対面するゲート開口２０をもつ。大凹部３はノズル３の先端部を収容する機能を有するものであり、直円筒形状をなす型内周部３０をもつ第１大凹部３ｆと、第１大凹部３ｆに同軸的に連通すると共に第１大凹部３ｆよりも径小の第２大凹部３ｓと、水平方向に沿うように延設された対向面３１とをもつ。

図１に示すように、対向面３１は、第１大凹部３ｆおよび第２大凹部３ｓの境界に形成されており、大凹部３の軸芯Ｐ１に対して遠心方向（軸直角方向）に沿って延設された鍔状をなす。図１に示すように、第１大凹部３ｆは、分割型１０において成形キャビティ１２と反対側の表面１０ｄにおいて開口する第１進入開口３２と、第１大凹部３ｆの空洞に対面するように軸芯Ｐ１回りに形成された型内周部３０とをもつ。第２大凹部３ｓは、第１大凹部３ｆにおいて開口する第２進入開口３３と、軸芯Ｐ１回りの円錐面形状をなす第１ガイド面３４とをもつ。ここで図１に示すように、第１進入開口３２の内径は、第２進入開口３３の内径よりも大きくされている。第１進入開口３２の内径および第２進入開口３３の内径は、ゲート開口２０の内径よりも大きくされている。

図１に示すように、分割型１０の着座面４は、分割型１０において大凹部３の第２大凹部３ｓと小凹部２との間に配置されている。即ち、着座面４は、ゲート開口２０と第２進入開口３３（対向面３１）との間に形成されている。着座面４は、分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して遠心方向（軸直角方向）に沿って延設されたリング鍔状をなす。図１に示すように、分割型１０の厚み寸法をＴＢとし、分割型１０のうち成形キャビティ１２と反対側の表面１０ｄから着座面４までの深さ寸法をｈ１とすると、ｈ１＝ＴＢ×αに設定されている。αとしては、０．６〜０．９５の範囲内、０．６５〜０．９０の範囲内、または、０．７５〜０．８０の範囲内に設定できる。これによりノズル５の先端分を成形キャビティ１２に接近させることができる。

図１に示すように、第２大凹部３ｓは、軸芯Ｐ１の回りに形成された円錐面状の第１ガイド面３４をもつ。小凹部２は、射出成形材料の見切面を形成するように、軸芯Ｐ１の回りに形成された円錐面状の第２ガイド面２４をもつ。第１ガイド面３４および第２ガイド面２４は、それぞれ、ゲート開口２０および成形キャビティ１２に向かうにつれて（下方に向かうにつれて）内径が次第に小さくなるように傾斜している。

図１に示すように、ノズル５は、ノズル外周部５０と、ノズル進入時（射出成形時）に分割型１０の着座面４に当接する当接面５３と、当接面５３の外周側に続くノズルガイド面５４と、対向面３１に対向する被対向面５６と、ノズル孔５１に対面するノズル円錐内壁面５７を有する。当接面５３および被対向面５６は、それぞれ、ノズル５の軸芯Ｐ２に対して遠心方向（軸直角方向）に沿ってリング鍔状に延設されている。ノズルガイド面５４は軸芯Ｐ２の回りに形成されており、ノズル５の当接面５３に向かうにつれて（ゲート開口２０に近づくにつれて）外径が次第に小さくなるように円錐形状に設定されている。

本実施例によれば、軸芯Ｐ２に対するノズルガイド面５４の傾斜角は、後述する傾斜角θ１に相当する。軸芯Ｐ２に対するピンガイド面６２の傾斜角は、後述する傾斜角θ２に相当する。ノズル５については、ノズル５の先端部が分割型１０の第１進入開口３２から大凹部３内に収容されるように、大凹部３内に進入可能に設けられている。

図１に示すように、ノズルピン６は、ノズルピン６の先端側に位置するピン先端面６０と、ピン外周部６１と、外周面を形成するピンガイド面６２と、ノズル５のノズル円錐内壁面５７に対面するピン円錐外壁面６３とをもつ。ノズルピン６のピン先端面６０は、ノズル５の軸芯Ｐ２に対して遠心方向（軸直角方向）に沿って延設されている。ノズルピン６のピン先端面６０は、ノズル進入時（射出成形時）に成形キャビティ１２に対面してキャビティ型面１３のうちの一部を形成する。ピンガイド面６２は、ノズルピン６のピン先端面６０に向かうにつれて外径が小さくなるように傾斜している。

射出成形を実施する場合について説明を加える。先ず、図１に示すように、ノズルピン６を備えるノズル５を、分割型１０から離間した状態に待機させておく。待機している状態では、ノズルピン６のピン先端面６０をノズル５の当接面５３から分割型１０に向けて矢印Ｙ１方向（下方）に向けて突出させておく（図１参照）。そして、ノズルピン６を備えるノズル５を、分割型１０に向けて矢印Ｙ１方向（下方）に移動させる。この結果、図２から理解できるように、ノズル５のノズルガイド面５４が分割型１０の第１ガイド面３４に案内される。これによりノズル５が径方向において調芯（粗調芯）され、ノズル５の軸芯Ｐ２と分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１との同軸性が高まる。その後、ノズルピン６のピンガイド面６２は分割型１０の小凹部２の第２ガイド面２４に案内される。これによりノズルピン６ひいてはノズル５が径方向において更に調芯（微細調芯）され、ノズル５の軸芯Ｐ２と分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１との同軸性が更に向上する。

ところで、ノズル５の軸芯Ｐ２と分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１とを調芯させるにあたり、調芯時における衝撃をできるだけ低減させることが好ましい。この点ついて本実施例によれば、分割型１０において、軸芯Ｐ１に対する第１ガイド面３４の傾斜角をθ１とする。軸芯Ｐ１に対する第２ガイド面２４の傾斜角をθ２とする。θ１はθ２よりも小さくされている（θ１＜θ２）。例えば、θ１は３°とされており、θ２は５°とされている。ここで、分割型１０のうち、ノズル５のノズルガイド面５４が分割型１０の第１ガイド面３４に接触して調芯ガイドされるタイミングをｔ１とする。ノズルピン６のピンガイド面６２が分割型１０の第２ガイド面２４に接触して調芯ガイドされるタイミングをｔ２とする。タイミングｔ１はタイミングｔ２よりも時間的に早い。

このため緩い傾斜の傾斜角θ１をもつ第１ガイド面３４によりノズル５を調芯（粗調芯に相当）させ、その後、傾斜角θ１よりも急な勾配である傾斜角θ２をもつ第２ガイド面２４にノズルピン６のピンガイド面６２を当てて更に調芯（微細調芯に相当）させることにしている。ここで、傾斜角θ２よりも傾斜角が小さな傾斜角θ１の場合の方が、調芯時における衝撃が少ないといえる。

このためノズル５およびノズルピン６を分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して調芯させつつも、分割型１０の第２ガイド面２４にノズルピン６のピンガイド面６２が当たる衝撃をできるだけ低減させることができる。ここで、分割型１０の第２ガイド面２４は、バリ切り面として重要な機能を発揮する。このような重要な機能を発揮する第２ガイド面２４の保護性および耐久性を高めることができる。

本実施例によれば、上記したようにノズル５の軸芯Ｐ２を分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して調芯させた後に、図２に示すように、ノズル５の当接面５３が分割型１０の着座面４に接触して着座される。このようにノズル５の当接面５３が着座面４に着座された状態では、図２に示すように、ノズルピン６の先端側のピン先端面６０は、成形キャビティ１２に直接的に対面しており、成形キャビティ１２を形成するキャビティ型面１３の一部を形成している。更に図２に示すように、分割型１０の型内周部３０とノズル５のノズル外周部５０との間には、円筒形状の断熱空間８０ａが形成される。分割型１０の対向面３１とノズル５の被対向面５６との間にも、円筒形状の断熱空間８０ｂが形成される。このためノズル５と分割型１０との接触面積が小さくなる。この結果、相対的に高温側のノズル５の熱が、相対的に低温側の分割型１０に奪われることが抑制される。ひいてはノズル孔５１の射出成形材料の熱が分割型１０に奪われることが抑制され、成形品の成形不良が低減される。また、図２に示すように、ノズル５のノズルガイド面５４は、分割型１０の第１ガイド面３４に接触または実質的に接触する。ノズルピン６のピンガイド面６２は、分割型１０の小凹部２の第２ガイド面２４に接触または実質的に接触する。これによりノズル進入時（射出成形時）におけるノズル５の保持性および姿勢が維持される。

次に、図３に示すように、ノズルピン６を分割型１０から離間するように矢印Ｙ２方向（上方）に移動させ、ノズル５の先端開口５２を開放させる。このようにノズル５の先端開口５２が開放された状態で、図略の射出成形機により、流動性をもつ樹脂系の射出成形材料を所定の射出成形圧によりノズル孔５１および先端開口５２を介して成形キャビティ１２に注入する注入工程を実施する。射出成形圧としては、本実施例に係る従来技術の成形品においては約１００ＭＰａであったものを、本実施例の成形品においては約５０ＭＰａに低減させることができる。上記したように射出成形材料が成形キャビティ１２に注入された後、ノズル５の先端開口５２が開放された状態で、射出成形機側の圧力を成形キャビティ１２内の射出成形材料に付加させる保圧工程が実施される。

保圧工程が実施されたら、図４に示すように、ノズルピン６を分割型１０に向けて矢印Ｙ１方向（下方）に向けて移動させ、ノズルピン６でノズル５の先端開口５２を閉鎖させる。ここで、ノズルピン６のピン先端面６０は、成形キャビティ１２の一部に対面し、キャビティ型面１３の一部を形成する。これにより射出成形が終了する。次に、ノズルピン６と共にノズル５を分割型１０から矢印Ｙ２方向（上方）に移動させる。更に分割型１０と相手分割型１１とが離型し、成形キャビティ１２内の成形品が取り出される。

なお、分割型１０を射出成形機に取り付けるプラテン１０２が設けられている。プラテン１０２と分割型１０との間には板状の断熱部材１０５が配置されている。プラテン１０２は、ノズル５を進入する貫通孔状のノズル凹部１０３をもつ。断熱材１０５は、ノズル５を進入する貫通孔状のノズル凹部１０６をもつ。これによりノズル５を分割型１０の内部に進入する構造が採用される。

以上説明した本実施例によれば、ノズル５は、ノズル５の先端部が分割型１０の第１進入開口３２から大凹部３内に収容されるように大凹部３内に進入可能に設けられている。そしてノズル５は、射出成形時（進入時）において、分割型１０の着座面４に当接して着座する当接面５３を有する。従って射出成形時に、ノズルピン６を備えるノズル５を分割型１０の大凹部３の内部に進入させ、ノズル５の当接面５３を分割型１０の着座面４に接触させて着座させることにしている。このように分割型１０の大凹部３内に進入したノズル５の先端開口５２から樹脂系の射出成形材料を、成形型１の成形キャビティ１２内に直接的に供給することにしている。このため成形型１の分割型１０においてノズル５を、これが成形キャビティ１２に接近する奥部まで進入させることができる。従って、ノズル５の先端開口５２を成形キャビティ１２にできるだけ近づけることができ、スプルーを有するスプルーブッシュを廃止することができる。更にスプルーと成形キャビティ１２とを繋ぐランナーも廃止することができる。よって製品歩留まりを向上させることができる。

上記したようにスプルーブッシュばかりかランナーを廃止することができるため、射出成形材料の冷却を抑えるのに有利であり、この意味において成形不良を低減できる。更に、成形キャビティ１２内の射出成形に対して保圧する保圧工程を実施するにあたり、スプルーブッシュおよびランナーの双方が廃止されているため、射出成形材料の流れ距離が短縮され、保圧の効率を高めることができ、保圧力を従来技術よりも低減させることができる。試験例によれば、従来品では保圧力が２５ＭＰａであったが、成形品の同一品質を維持しつつ、本実施例品では保圧力が１５ＭＰａにすることができた。

分割型１０の第２ガイド面２４は、射出成形が装填される成形キャビティ１２に近くに存在しており、重要なバリ切り面を構成する。このため、使用期間が長期にわたったとしても、第２ガイド面２４における摩耗およびかじり等を低減させることが好ましい。

この点について本実施例によれば、前述したように、ノズル５の当接面５３を分割型１０の着座面４に着座させるにあたり、先ず、緩い傾斜の傾斜角θ１をもつ第１ガイド面３４によりノズル５を調芯（粗調芯に相当）させ、その後、傾斜角θ１よりも急な勾配をもつ傾斜角θ２をもつ第２ガイド面２４にノズルピン６のピンガイド面６２を当てて更に調芯（微細調芯に相当）させることにしている。ここで、傾斜角θ２よりも傾斜角が小さな傾斜角θ１の場合の方が、調芯時における衝撃が少ないといえる。このためノズル５およびノズルピン６を分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して調芯させつつも、分割型１０の第２ガイド面２４にノズルピン６のピンガイド面６２が当たる衝撃をできるだけ低減させることができる。このためバリ切り面という重要な機能を発揮する第２ガイド面２４において、摩耗およびかじり等を低減させるのに有利となり、第２ガイド面２４の長寿命化を図り得る。

更に本実施例によれば、図１〜図４に示すように、大凹部３は、内径が相対的に大きく空洞容積が相対的に大きな第１大凹部３ｆと、内径が相対的に小さく空洞容積が相対的に小さな第２大凹部３ｓとで形成されている。このため、分割型１０において、空洞容積が大きな第１大凹部３ｆを成形キャビティ１２からできるだけ遠ざけることができる。故に、分割ノズル５を着座させるための大凹部３を分割型１０に形成しつつも、分割型１０の肉厚ｔａ（図２参照）をできるだけ確保でき、分割型１０の型剛性を高めることができる。

なお本実施例によれば、ノズルピン６のピン先端面６０はキャビティ型面１３の一部を形成しているため、ピン先端面６０に凹または凸形状の型部（マーキング等）を形成しておけば、射出成形時において、当該型部を成形品に転写させることができる。

以下、本発明の実施例２について図５〜図８を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。共通の機能を有する部位には共通の符号を付する。図５に示すように、射出成形用型ノズル構造は、金型で形成された分割型１０および相手分割型１１をもつ成形型１と、ノズル５と、ノズルピン６とを備えている。分割型１０は上型として機能しており、成形品を成形する成形キャビティ１２を相手分割型１１（下型）と共に形成する。型締時において、分割型１０の割面１０ａは、相手分割型１１の相手割面１１ａに接触する。なお、分割型１０は固定型とされ、相手分割型１１は可動型とされている。ノズル５は軸芯Ｐ２をもつ断面円形状の金属製またはセラミックス製の筒形状をなしており、樹脂等の射出成形材料を成形キャビティ１２に射出するノズル孔５１をもつ。ノズルピン６は、ノズル５のノズル孔５１の軸芯Ｐ２に沿ってノズル５に対して矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動可能に同軸的に設けられており、金属製またはセラミックス製とされている。

図５に示すように、分割型１０は、成形キャビティ１２に対面する小凹部２と、小凹部２に連通する大凹部３と、着座面４と有する。小凹部２は、分割型１０のうち相手分割型１１側に設けられており、成形キャビティ１２に直接的に対面するゲート開口２０をもつ。図５に示すように、大凹部３は、分割型１０において成形キャビティ１２と反対側の表面１０ｄにおいて開口する進入開口３２と、大凹部３の空洞に対面するように軸芯Ｐ１回りに形成された円錐面形状をなす第１ガイド面３４とをもつ。ここで図５に示すように、進入開口３２の内径は、ゲート開口２０の内径よりも大きくされている。

図５に示すように、分割型１０の着座面４は、分割型１０において大凹部３と小凹部２との間に配置されている。着座面４は、分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して遠心方向（軸直角方向）に沿って延設されたリング鍔状をなす。

図５に示すように、分割型１０の厚み寸法をＴＢとし、分割型１０のうち成形キャビティ１２と反対側の表面１０ｄから着座面４までの深さ寸法をｈ１とすると、ｈ１＝ＴＢ×αに設定されている。αとしては、０．６〜０．９５の範囲内、０．６５〜０．９０の範囲内、または、０．７５〜０．８０の範囲内に設定できる。このようにノズル５を成形キャビティ１２にできるだけ近づけることができる。

大凹部３は、軸芯Ｐ１の回りに形成された円錐面状の第１ガイド面３４をもつ。小凹部２は、射出成形材料の見切面を形成するように、軸芯Ｐ１の回りに形成された円錐面状の第２ガイド面２４をもつ。第１ガイド面３４および第２ガイド面２４は、それぞれ、ゲート開口２０および成形キャビティ１２に向かうにつれて内径が次第に小さくなるように傾斜している。

図５に示すように、ノズル５は、ノズル外周部５０と、ノズル進入時（射出成形時）に分割型１０の着座面４に当接する当接面５３と、分割型１０から離間する方向に当接面５３の外周側から続く第１ノズルガイド面５４と、分割型１０に近づく方向に当接面５３の内周側から続く第２ノズルガイド面５５と、ノズル孔５１に対面するノズル円錐内壁面５７と、ノズル先端面５９とを有する。図５に示すように、当接面５３は、ノズル５の軸芯Ｐ２に対して遠心方向（軸直角方向）に沿ってリング鍔状に延設されている。ノズル先端面５９はノズル５の軸芯Ｐ２に対して遠心方向（軸直角方向）に沿って延設されている。第１ノズルガイド面５４はノズル５の軸芯Ｐ２の回りに形成されており、ノズル５の当接面５３に向かうにつれて外径が次第に小さくなるように円錐形状に設定されている。第２ノズルガイド面５５は軸芯Ｐ２の回りに形成されており、ノズル５の当接面５３から離間してゲート開口２０に向かうにつれて外径が次第に小さくなるように円錐形状に設定されている。

ここで、軸芯Ｐ２に対する第１ノズルガイド面５４の傾斜角は、傾斜角θ１に相当する。軸芯Ｐ２に対する第２ノズルガイド面５５の傾斜角は、傾斜角θ２に相当する。ノズル５の先端側のノズル先端面５９は、射出成形時に成形キャビティ１２に対面してキャビティ型面１３のうちの一部を形成する。ノズル５については、ノズル５の先端部が分割型１０の進入開口３２から大凹部３内に収容されるように、大凹部３内に進入可能に設けられている。

図５に示すように、ノズルピン６は、ピン先端面６０と、ピン外周部６１と、ピンガイド面６２と、ノズル５のノズル円錐内壁面５７に対面するピン円錐外壁面６３とをもつ。ピンガイド面６２は、ピン先端面６０に向かうにつれて外径が小さくなるように微小角度傾斜した円錐面とされている。ノズルピン６のピン先端面６０は、ノズル５の軸芯Ｐ２に対して遠心方向（軸直角方向）に沿って延設されている。ノズルピン６のピン先端面６０は、ノズル進入時（射出成形時）に成形キャビティ１２に対面してキャビティ型面１３のうちの一部を形成する。

次に、射出成形を実施する場合について説明を加える。先ず、図５に示すように、ノズルピン６を備えるノズル５を分割型１０から離間した状態に待機させておく。待機している状態では、ノズルピン６のピン先端面６０の位置（高さ位置）を、ノズル５のノズル先端面５９の位置（高さ位置）に整合させておく（図５参照）。そして、ノズルピン６を備えるノズル５を、分割型１０に向けて矢印Ｙ１方向（下方）に移動させる。この結果、図６から理解できるように、ノズル５のノズルガイド面５４が分割型１０の第１ガイド面３４に案内される。これによりノズル５の軸芯Ｐ２が径方向に調芯（粗調芯に相当する）される。故に、ノズル５の軸芯Ｐ２と分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１との同軸性が高まる。その後、ノズル５の第２ノズルガイド面５５は分割型１０の小凹部２の第２ガイド面２４に案内される。これによりノズル５が径方向に更に調芯（微細調芯に相当する）される。この結果、ノズル５の軸芯Ｐ２と分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１との同軸性が更に向上する。

ところで、ノズル５の軸芯Ｐ２と分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１とを調芯させるにあたり、調芯時における衝撃をできるだけ低減させることが好ましい。この点ついて本実施例によれば、分割型１０において、軸芯Ｐ１に対する第１ガイド面３４の傾斜角をθ１とする。軸芯Ｐ１に対する第２ガイド面２４の傾斜角をθ２とする。θ１はθ２よりも小さくされている（θ１＜θ２）。例えば、θ１は３°とされており、θ２は５°とされている。ここで、分割型１０のうち、ノズル５の第１ノズルガイド面５４が分割型１０の第１ガイド面３４に接触して調芯ガイドされるタイミングをｔ１とする。ノズル５の第２ノズルガイド面５５が分割型１０の第２ガイド面２４に接触して調芯ガイドされるタイミングをｔ２とする。タイミングｔ１はタイミングｔ２よりも時間的に早い。このため緩い傾斜の傾斜角θ１をもつ第１ガイド面３４によりノズル５を調芯（粗調芯に相当）させた後、傾斜角θ１よりも急な勾配をもつ傾斜角θ２をもつ第２ガイド面２４にノズルピン６のピンガイド面６２を当ててノズル５を更に調芯（微細調芯に相当）させることにしている。ここで、傾斜角θ２よりも傾斜角が小さな傾斜角θ１の場合の方が、調芯時における衝撃が少ないといえる。このため本実施例によれば、ノズル５を分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して調芯させつつも、分割型１０の第２ガイド面２４にノズル５第２ノズルガイド面５５が当たる衝撃をできるだけ低減させることができる。

上記したようにノズル５の軸芯Ｐ２を分割型１０の大凹部３の軸芯Ｐ１に対して調芯させた後に、図６から理解できるように、ノズル５の当接面５３が分割型１０の着座面４に接触して着座される。このようにノズル５の当接面５３が着座面４に着座された状態では、図６に示すように、ノズルピン６の先端のピン先端面６０は、成形キャビティ１２に直接的に対面しており、成形キャビティ１２を形成するキャビティ型面１３の一部を形成している。更にノズル５の先端のノズル先端面５９は、成形キャビティ１２に直接的に対面しており、成形キャビティ１２を形成するキャビティ型面１３の一部を形成している。

また、図６に示すように、ノズル５の第１ノズルガイド面５４は、分割型１０の第１ガイド面３４に接触または実質的に接触する。ノズル５の第２ノズルガイド面５５は、分割型１０の第２ガイド面２４に接触または実質的に接触する。これにより射出成形時におけるノズル５の保持性および姿勢が良好に維持される。なお、ノズル５と分割型１０との接触面積が増加しているため、射出成形材料の冷却が促進され易い。従って、分割型１０よりも熱伝達率が低い材料（例えばステンレス鋼等）でノズル５を形成することも可能である。

次に、図７に示すように、ノズルピン６を分割型１０から離間するように矢印Ｙ２方向（上方）に移動させ、ノズル５の先端開口５２を開放させる。このようにノズル５の先端開口５２が開放された状態で、図略の射出成形機により、流動性をもつ射出成形材料を所定の射出成形圧によりノズル孔５１および先端開口５２を介して成形キャビティ１２に注入する注入工程を実施する。射出成形圧としては、本実施例に係る従来技術の成形品においては約１００ＭＰａであったものを、本実施例の成形品においては約５０ＭＰａに低減させることができる。上記したように射出成形材料が成形キャビティ１２に注入されると、ノズル５の先端開口５２が開放された状態で、射出成形機側の圧力を成形キャビティ１２内の射出成形材料に付加させる保圧工程が実施される。

保圧工程が実施されたら、図８に示すように、ノズルピン６を分割型１０に向けて矢印Ｙ１方向（下方）に向けて移動させ、ノズルピン６でノズル５の先端開口５２を閉鎖させる。これにより射出成形が終了する。次に、ノズルピン６と共にノズル５を分割型１０から矢印Ｙ２方向（上方）に移動させる。更に分割型１０と相手分割型１１とが離型し、成形キャビティ１２内の成形品が取り出される。

以上説明した本実施例によれば、実施例１と同様の作用効果が得られる。即ち、射出成形時に、ノズルピン６を備えるノズル５を分割型１０の大凹部３の内部に進入させ、ノズル５の当接面５３を分割型１０の着座面４に接触させて着座させることにしている。このように分割型１０の大凹部３内に進入したノズル５の先端開口５２から樹脂系の射出成形材料を、成形型１の成形キャビティ１２内に直接的に供給することにしている。このため成形型１の分割型１０においてスプルーをもつスプルーブッシュを廃止することができる。更にランナーを廃止することもできる。従って製品歩留まりを向上させることができる。

上記したようにスプルーブッシュおよびランナーを廃止することができるため、射出成形材料の冷却を抑えるのに有利であり、この意味において成形不良を低減できる。更に、成形キャビティ１２内の射出成形に対して保圧する保圧工程を実施するにあたり、スプルーブッシュおよびランナーが廃止されているため、保圧の効率を高めることができ、保圧力を従来技術よりも低減させることができる。

本実施例によれば、図６に示すように、分割型１０よりも相対的に高温に維持されるノズル５のノズル先端面５９が、成形キャビティ１２に直接的に対面してキャビティ型面１３を形成している。従って、ノズル先端面５９付近の射出成形材料の冷却固化が遅延するおそれがある。このため射出および保圧を終了した後、ノズル５の温度を強制的に低下させることが好ましい。この場合、分割型１０のうち小凹部２付近に形成した冷却通路（図示せず）にエアブロー等の冷媒を流入させる操作を行い得る。

本実施例によれば、射出成形時において分割型１０の小凹部２にノズル５の先端部が進入している。一般的には、ノズル５の温度は分割型１０の温度よりも相対的に高い。このため、分割型１０の小凹部２において樹脂系の射出成形材料が過剰に冷却されることが抑制され、ゲート残り等の成形不良の低減に貢献できる。

本実施例によれば、図８に示すように、ノズルピン６のピン先端面６０、ノズル５のノズル先端面５９の双方は、キャビティ型面１３の一部を形成しているため、ピン先端面６０およびノズル先端面５９に凹または凸形状の型部（マーキング等）を形成しておけば、射出成形時において、当該型部を成形品に転写させることができる。

なお本実施例によれば、ノズル５の第１ノズルガイド面５４の外径と、分割型１０の第１ガイド面３４の内径との公差は所定域に設定されており、ノズル５の進入容易性が確保されている。これによりノズル５の第１ノズルガイド面５４が分割型１０の第１ガイド面３４に圧入されることがないように設定されている。従って、ノズル５が分割型１０の大凹部３の第１ガイド面３４に進入されるとき、大凹部３の空気は大凹部３外方に良好に排出され、進入性が損なわれることが防止されている。

但し、場合によっては、ノズル５の第１ノズルガイド面５４の外径と、分割型１０の第１ガイド面３４の内径との公差を小さく設定することもできる。この場合、ノズル５が分割型１０の大凹部３の第１ガイド面３４に進入され、ノズル５の当接面５３が分割型１０の着座面４に着座するとき、大凹部３内の空気が大凹部３外方に排出されるものの、空気クッション性を発揮し、着座の衝撃性を低下させることを期待することができる。

以下、本発明の実施例３について図９を参照して説明する。本実施例は実施例２と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。共通の機能を有する部位には共通の符号を付する。図９に示すように、ノズル５の第１ノズルガイド面５４は、分割型１０の第１ガイド面３４に接触または実質的に接触する。ノズル５の第２ノズルガイド面５５は、分割型１０の小凹部２の第２ガイド面２４に接触または実質的に接触する。これにより射出成形時におけるノズル５の保持性および姿勢が維持されるが、相対的に高温側のノズル５の熱が、相対的に低温側の分割型１０に奪われ易い。そこで本実施例によれば、加熱要素として機能するヒータ５ｈをノズル５の内部に埋設している。射出成形材料を成形キャビティ１２に注入するとき、ヒータ５ｈをオンして発熱させる。保圧させるときにもヒータ５ｈを発熱させることが好ましい。保圧が終了すると、ヒータ５ｈをオフさせ、射出成形材料の冷却固化を促進させることが好ましい。

更に図９に示すように、分割型１０は、装入空間１０ｋをもつ本体１０ｍと、本体１０ｍの装入空間１０ｋに装入された入子型１０ｉとで形成されている。入子型１０ｉは、本体１０ｍの装入空間１０ｋに交換可能に図略の取付具により取り付けられている。入子型１０ｉは、第１ガイド面３４および第２ガイド面２４をもつ。第１ガイド面３４および第２ガイド面２４は、ノズル５の進入に伴い摩耗、損傷し易い。第１ガイド面３４および第２ガイド面２４が摩耗、損傷すれば、入子型１０ｉを交換することが好ましい。なお、本体１０ｍおよび入子型１０ｉを異材質とし、本体１０ｍよりも熱伝達率が低い材料で入子型１０ｉを形成しても良い。但しこれに限定されるものではない。

以下、本発明の実施例４について図１０を参照して説明する。本実施例は実施例２と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。共通の機能を有する部位には共通の符号を付する。図１０に示すように、分割型１０は、装入空間１０ｋをもつ型容積が大きな本体１０ｍと、本体１０ｍの装入空間１０ｋに装入された交換可能な入子型１０ｉとで形成されている。入子型１０ｉは本体１０ｍよりも型容積が小さくされており、第１ガイド面３４および第２ガイド面２４をもつ。摩耗し易い第１ガイド面３４および第２ガイド面２４が損傷すれば、入子型１０ｉを交換することが好ましい。

更に、一般的には、分割型１０の温度はノズル５の温度よりも低い。図１０に示すように、分割型１０を構成する入子型１０ｉのうち、ノズル５に対面する部位には、断熱空間９０が軸芯Ｐ２の回りで間隔を隔てて分散して複数個形成されている。断熱空間９０は軸芯Ｐ２の延設方向に沿って延びている。この場合、溶融状態の射出成形材料が注入される相対的に高温のノズル５の熱が分割型１０に伝達されることが抑制される。よって、ノズル５の保温性を高めることができる。なお、溶融状態の射出成形材料が注入されるノズル５の保温性を更に高めるべく、本体１０ｍおよび入子型１０ｉを異材質とし、本体１０ｍよりも熱伝達率が低い材料で入子型１０ｉを形成しても良い。但しこれに限定されるものではない。

以下、本発明の実施例５について図１１を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。共通の機能を有する部位には共通の符号を付する。図１１に示すように、分割型１０は、装入空間１０ｋをもつ型容積が大きい本体１０ｍと、本体１０ｍの装入空間１０ｋに装入された交換可能な入子型１０ｉとで形成されている。入子型１０ｉは本体１０ｍよりも型容積が小さくされており、第１ガイド面３４および第２ガイド面２４をもつ。摩耗し易い第１ガイド面３４および第２ガイド面２４が損傷すれば、入子型１０ｉを交換することが好ましい。なお、溶融状態の射出成形材料が注入されるノズル５の保温性を高めるべく、本体１０ｍおよび入子型１０ｉを異材質とし、本体１０ｍよりも熱伝達率が低い材料で入子型１０ｉを形成しても良い。但しこれに限定されるものではない。

（他の実施例）
上記した各実施例によれば、分割型１０において、軸芯Ｐ１に対する第１ガイド面３４の傾斜角θ１と、軸芯Ｐ１に対する第２ガイド面２４の傾斜角θ２とを比較するとき、θ１はθ２よりも小さくされている（θ１＜θ２）が、これに限らず、θ１＞θ２としても良い。上記した各実施例によれば、ゲート開口２０は重力方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向）に沿って貫通しており、ノズル５は重力方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向）に沿って移動するが、これに限らず、ゲート開口２０は水平方向に沿って貫通しており、ノズル５を水平方向に沿って移動させることにしても良い。更には、ゲート開口２０はゲート開口２０は重力方向に対して斜め方向に沿って貫通しており、ノズル５を重力方向に対して斜め方向に移動させることにしても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。ある実施形態および実施例に特有の構造および機能は、他の実施形態および実施例についても適用できる。

本発明は樹脂系、ゴム系などの射出成形材料を射出成形する射出成形に利用することができる。

実施例１に係り、ノズルピンを備えるノズルを分割型の大凹部に進入させる前の状態を示す縦断面図である。 実施例１に係り、ノズルピンを備えるノズルを分割型の大凹部に進入させた状態を示す縦断面図である。 実施例１に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を開放させ、射出成形材料をノズル孔の先端開口から射出成形している状態を示す縦断面図である。 実施例１に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖し、射出成形を終了した状態を示す縦断面図である。 実施例２に係り、ノズルピンを備えるノズルを分割型の大凹部に進入させる前の状態を示す縦断面図である。 実施例２に係り、ノズルピンを備えるノズルを分割型の大凹部に進入させた状態を示す縦断面図である。 実施例２に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を開放させ、射出成形材料をノズル孔の先端開口から射出成形している状態を示す縦断面図である。 実施例２に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖し、射出成形を終了した状態を示す縦断面図である。 実施例３に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖し、射出成形を終了した状態を示す縦断面図である。 実施例４に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖し、射出成形を終了した状態を示す横断面図である。 実施例５に係り、ノズルのノズル孔の先端開口を閉鎖し、射出成形を終了した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１０は分割型、１１は相手分割型、１２は成形キャビティ、１３はキャビティ型面、２は小凹部、３は大凹部、３２は第１進入開口、４は着座面、５はノズル、５１はノズル孔、５２は先端開口、５３は当接面、５４はノズルガイド面、６はノズルピン、６０はピン先端面を示す。

Claims (5)

1. 成形品を成形する成形キャビティを形成する分割型および相手分割型と、
   射出成形材料を成形キャビティに射出する先端開口を有するノズル孔をもつ筒形状をなすノズルと、
   前記ノズル孔の軸芯に沿って前記ノズルに対して移動可能に設けられ、移動に伴い前記ノズル孔の前記先端開口を開閉するノズルピンとを具備する射出成形用型ノズル構造において、
   前記分割型は、前記成形キャビティに対面するゲート開口をもつ小凹部と、前記ゲート開口よりも大きな内径をもつと共に前記成形キャビティと反対側において開口する進入開口をもち且つ小凹部に連通する大凹部と、前記大凹部の軸芯に対して遠心方向に沿って延設された鍔状をなす着座面と有しており、
   前記ノズルは、前記ノズルの少なくとも先端部が前記分割型の前記進入開口から前記大凹部内に収容されるように前記大凹部内に進入可能に設けられており、ノズル進入時に前記分割型の前記着座面に当接して着座する当接面を有しており、
   前記ノズルピンは、ノズル進入時に前記成形キャビティに対面してキャビティ型面のうちの一部を形成するピン先端面をもつことを特徴とする射出成形用型ノズル構造。
2. 請求項１において、射出成形時に前記ノズルの外周部と前記分割型の大凹部の内周部との間に、前記ノズルから前記分割型への伝熱を抑制する断熱空間が形成されていることを特徴とする射出成形用型ノズル構造。
3. 請求項１または２において、射出成形時に、前記ノズルのノズル先端面は、前記成形キャビティに対面して前記キャビティ型面のうちの一部を形成していることを特徴とする射出成形用型ノズル構造。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、前記ノズルピンにより前記ノズルの前記ノズル孔の前記先端開口を閉鎖しているとき、前記分割型の前記小凹部には、前記ノズルピンの先端部が進入され且つ前記ノズルの先端部が進入されないことを特徴とする射出成形用型ノズル構造。
5. 請求項１〜３のうちの一項において、前記ノズルピンにより前記ノズルの前記ノズル孔の前記先端開口を閉鎖しているとき、前記分割型の前記小凹部には、前記ノズルピンの先端部および前記ノズルの先端部の双方が進入されており、
   前記ノズルピンの前記ピン先端面および前記ノズルの前記ノズル先端面の双方は、前記成形キャビティに対面してキャビティ型面の一部を形成していることを特徴とする射出成形用型ノズル構造。

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