JP2009262215A - 金型装置及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の成形品の形状にも対応できかつ、金属射出成形機の能力を損なうことがない金型装置及び射出成形方法を提供する。
【解決手段】本発明の金型装置は、キャビティ１４に連通するホットノズル２８、ホットノズル２８に連通するマニホールド２７、及びマニホールド２７に連通する湯口２６を有するホットランナシステムを備えた第１の固定型２４ａと、第１の固定型２４ａの、湯口２６側に形成された分割面２０にて第１の固定型２４ａに当接する第２の固定型２４ｂと、湯口２６内へと溶融材料を射出するロングノズル４の先端部４ａが挿入される挿入孔１８ａを有し、スプルブッシュ６を介して第２の固定型２４ｂに保持された嵌合プレート１８と、ホットランナシステム及び挿入孔１８ａに挿入された先端部４ａを加熱する外部加熱装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、外部加熱装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃの温度制御を行う加熱制御装置７０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はマグネシウム合金や亜鉛合金、アルミニウム合金などの金属射出成形に関し、特に、金型装置及び射出成形方法に関する。

従来、ノズルを延長し、金型内部まで挿入を可能としたロングノズルを有する射出装置、あるいはホットランナを備えた金型が射出成形に用いられている。

まず、ロングノズルを有する金属射出成形機用ノズル装置の構成及び動作について説明する。

図３は、特許文献１で提案されている金属射出成形機用ノズル装置の概略構成図である。

まず、金属射出成形機用ノズル装置の構成について説明する。

原料を溶融および貯留するシリンダ１０２内には、原料を搬送および射出するスクリュ１０３が内蔵されている。シリンダ１０２の外部にはヒータ１０１が配置され、シリンダ１０２の先方にはロングノズル１０４が取り付けられている。

固定型１２４には、ロングノズル１０４が挿入されるスプルブッシュ１０６、ロングノズル１０４の熱を金型に逃がさないための断熱リング１１７、脱着可能な嵌合プレート１１８、ロングノズル１０４を加熱するための外部加熱装置１１６などが設けられている。可動型１２３にはロングノズル１０４に形成される僅かなプラグを受け止めるとともに射出終了後に金型を開く際にノズルブレークさせるプラグキャッチャー１２１を形成するプラグキャッチャーブッシュ１０７が配置されている。また、可動型１２３には、エジェクタプレート１１０が設けられ、このエジェクタプレート１１０にエジェクタピン１１１が連結されている。さらに、これら固定型１２４及び可動型１２３には製品部であるキャビティ１１４、キャビティ１１４とロングノズル１０４とを繋ぐランナ１１３も形成されている。

次に、ロングノズル４を有する上記射出成形機を用いて成形を行う際の動作について説明する。

まず、ヒータ１０１により加熱されたシリンダ１０２を不図示の移動シリンダにより、固定型１２４内へ移動する。このとき予め嵌合プレート１１８は外しておく。また固定型１２４および可動型１２３は不図示の温度調節器により加熱された状態で待機しておく。

シリンダ１０２の先端部に装着されたロングノズル１０４は、断熱リング１１７とスプルブッシュ１０６にそれぞれ設けられたテーパにより、嵌合プレート１１８が外された位置の中央へと導かれながら移動シリンダから発生するタッチ圧力を受け止め、停止する。

ロングノズル１０４を所定位置に停止させた後、嵌合プレート１１８をスプルブッシュ１０６に挿入しロングノズル１０４と嵌合させ不図示のボルト等で固定をする。嵌合終了後、ロングノズル１０４の先端に位置する外部加熱装置１１６で加熱を行い、ロングノズル１０４先端を熱膨張させ嵌合プレート１１８とのシールを行う。

金型と成形機の連結が完了後、シリンダ内に投入された原料は、スクリュ１０３が回転しながら後退することによりシリンダ前方に搬送される。そのとき、該原料は、シリンダ１０２から熱を受けることで溶融状態となってスクリュ１０３の前方に貯留される。

成形準備が整った状態で可動型１２３を移動させることにより、成形機から不図示の加熱制御装置に電気信号が送信されロングノズル１０４の加熱を開始する。

金型が閉じた状態でロングノズル１０４の温度が設定された所定の温度に達すると、加熱制御装置より成形機に電気信号が送信され、その信号を受けた成形機はスクリュ１０３を高速で移動する射出を行う。これにより、溶融状態となった原料はロングノズル４を介して、プラグキャッチャー１２１、ランナ１１３を通過しキャビティ内１１４に充填される。

射出完了後、再び成形機から加熱制御装置に電気信号が送信されホットノズルの加熱は停止される。キャビティ内１１４に充填された溶融状態の原料は金型内で冷却され凝固した後に、可動型１２３を移動し金型を開き、エジェクタプレート１１０を押すことにより、このエジェクタプレート１１０に連結されているエジェクタピン１１１がランナ１１３および製品を突きだすことにより離型され、目的とした成形品を得ることができる。

次に、ホットランナ金型の構成の概略について説明する。

図４にホットランナ金型は、特許文献２や特許文献３で提案されているホットランナを用いた金型および金型の成形方法であり、以下にこの提案の実施例の全体を説明する。

原料を溶融および貯留するシリンダ２０２内には、原料を搬送および射出するスクリュ２０３が内蔵されている。シリンダ２０２の外部にはヒータ２０１が配置され、シリンダ２０２の先方にはノズル２０５が取り付けられている。

固定型２２４には、製品を形成するキャビティ２１４が形成されている。また、固定型２２４には、溶融した原料を金型内に導くための湯口２２６、マニホールド２２７、キャビティ２１４の任意の位置へ配置可能なホットノズル２２８から構成されるホットランナシステムが配置されている。このホットランナシステムにはシステムを加熱するための外部加熱装置２１６、ホットランナシステムと金型の直接接触を防止する断熱リング２１７等を有する。可動型２２３には、エジェクタプレート２１０が設けられ、このエジェクタプレート２１０にエジェクタピン２１１が連結されている。

続いて金属射出成形法において用いられているホットランナ成形法の動作について説明する。

まず、ヒータ２０１により加熱されたシリンダ２０２内に原料が投入される。
投入した原料は、スクリュ２０３が回転しながら後退することによりシリンダ２０２の前方に搬送される。そして、該原料はシリンダ２０２から熱を受けることで溶融状態となってスクリュ２０３の前方に貯留される。

シリンダ２０２の前方に設けられたノズル２０５は、シリンダ２０２と同温度に加熱され、予め金型と接触させておく。なお、この接触部から溶融した原料が洩れないよう、ノズル２０５は、不図示の移動シリンダによって高圧で金型に押しつけた状態で待機させておく。

固定型２２４および可動型２２３は不図示の熱媒体により製品部であるキャビティ２１４の他、金型全体を加熱する。ホットランナシステム内の湯口２２６及びマニホールド２２７は、外部加熱装置２１６によりシリンダ２０２と同等の温度に加熱されている。

成形を始めるために可動型２２３を移動させることにより、成形機から不図示のホットランナの制御装置に電気信号が送信され、ホットノズル２２８の加熱を開始する。

金型が閉じた状態でホットノズル２２８の温度が設定された所定の温度に達すると、加熱制御装置より成形機に電気信号が送信され、その信号を受けた成形機はスクリュ２０３を高速で移動する射出を行う。これにより、溶融状態となった原料はホットノズル２２８を経て直接もしくは間接的にキャビティ２１４内に充填される。

射出完了後、再び成形機から不図示の加熱制御装置に電気信号が送信されホットノズルの加熱は停止される。これによりキャビティ２１４内に充填された溶融状態の原料は金型内で冷却され凝固する。その後、可動型２２３を移動し金型を開きエジェクタプレート２１０を押すことにより、このエジェクタプレート２１０に連結されているエジェクタピン２１１が、冷却凝固した製品を突きだすことにより離型される。
特許第３６２１６６８号公報 特願２０００−５９８２９８号公報 特開２００２−８６２５７号公報

上述のロングノズルを有する装置は、熱膨張によるシール方法は高速、高圧力での射出条件下においても溶融原料が漏れ出すことなく、金属射出成形機の持つ能力をフルに引き出すことが可能ではある。しかしながら、ランナを介してキャビティ内に溶融原料を導く方式は変更できないため、流動長が長くなる大面積や複雑形状など製品によってはその効果を発揮することが困難な場合があった。また同一製品を複数個取りする場合なども、ランナが長くなりロングノズルから製品までの距離が遠く、金属射出成形機が有する能力を十分発揮できない場合があった。

一方、上述のホットランナ成形法は、製品形状に左右されることなく、マニホールド形状を変更することでホットノズル位置を自由に設定することができる。しかしながら、油圧移動シリンダで発生させるタッチ圧力によりノズルをホットランナシステムの湯口に押し付けて機械的に双方を接触させシールする方法の場合、タッチ面から溶融原料が漏れ出すことがあった。一度タッチ面から溶融原料が漏れ出すと、成形機ノズルとホットランナシステムの湯口の温度を低下させ、原料を固化させてから双方を切り離し、漏れ出した原料の除去を行った後、再度成形準備を行わなければならなかった。このような状況のため、金属射出成形機が有する能力をフルに発揮させることができない場合があり、高価なホットランナシステムを採用する優位性が認知されない場合があった。

そこで本発明は、種々の成形品の形状にも対応できかつ、金属射出成形機の能力を損なうことがない金型装置及び射出成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の金型装置は、キャビティに連通するホットノズル、ホットノズルに連通するマニホールド、及びマニホールドに連通する湯口を有するホットランナシステムを備えた第１の固定型と、第１の固定型の、湯口側に形成された分割面にて第１の固定型に当接する第２の固定型と、湯口内へと溶融材料を射出するロングノズルの先端部が挿入される挿入孔を有し、スプルブッシュを介して第２の固定型に保持された嵌合プレートと、ホットランナシステム及び挿入孔に挿入された先端部を加熱する外部加熱装置と、外部加熱装置の温度制御を行う加熱制御装置と、を有する。

上記構成の本発明の金型装置は、外部加熱装置により加熱することでロングノズルの先端部を熱膨張させ、嵌合プレートに密着させることができる。このため、高速、高圧力での射出条件下においても溶融原料が漏れ出すことなく、金属射出成形機の持つ能力をフルに引き出すことが可能となる。また、ホットランナシステムを有する本発明の金型装置は、マニホールド形状を変更することでホットノズル位置を自由に設定することができるので製品形状に左右されることなく、成形品を製造することができる。

また、本発明の金型装置は、嵌合プレートの熱伝導率がロングノズルの熱伝導率よりも低いものであってもよい。ホットランナシステム及び挿入孔に挿入された先端部が加熱されることで嵌合プレートも加熱される。しかしながら、嵌合プレートの熱伝導率がロングノズルの熱伝導率よりも低いことで嵌合プレートの熱膨張を抑制することができる。その結果、嵌合プレートに対してロングノズル側を主に膨張させて嵌合プレートとロングノズルとの間での良好なシール特性を確保することができる。

また、本発明の金型装置は、嵌合プレートを冷却する冷却手段を有するものであってもよい。この場合も、嵌合プレートの熱膨張を抑制することができるため、良好なシール特性を得ることができる。

また、本発明の金型装置の加熱制御装置は、ホットランナシステムを加熱する外部加熱装置と、挿入孔に挿入された先端部を加熱する外部加熱装置とを、それぞれ個別に温度制御するものであってもよい。この場合、成形終了後における、金型装置とロングノズルとの分離の際に有利である。

また、本発明の金型装置は、第２の固定型を分割面に当接させた状態で、第１の固定型と第２の固定型とを固定保持する固定手段を有するものであってもよい。この場合、湯口とロングノズルの先端部との密着性をより向上させることができる。

本発明の射出成形方法は、キャビティに連通するホットノズル、ホットノズルに連通するマニホールド、及びマニホールドに連通する湯口を有するホットランナシステムを備えた第１の固定型の湯口側に形成された分割面に、嵌合プレートを保持したスプルブッシュを備えた第２の固定型を当接させ、嵌合プレートの挿入孔に挿入された、湯口内へと溶融材料を射出するロングノズルの先端部を湯口に当接させ、挿入孔に挿入されている先端部を加熱して先端部を熱膨張させることで先端部を嵌合プレートに密着させる方法である。

また、本発明の射出成形方法は、ロングノズルの熱伝導率よりも低い熱伝導率の嵌合プレートを準備する工程を含むものであってもよい。

また、本発明の射出成形方法は、先端部を加熱する際に嵌合プレートを冷却するものであってもよい。

また、本発明の射出成形方法は、ホットランナシステムと先端部とを個別に加熱するものであってもよい。

また、本発明の射出成形方法は、第１の固定型と第２の固定型とを固定手段により互いに固定するものであってもよい。

本発明によれば、種々の成形品の形状にも対応できかつ、金属射出成形機の能力を損なうことがない金型装置及び射出成形方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１に本実施形態の金型装置及びこの金型装置にノズル先端が挿入された状態の射出装置の側断面図を示す。また、図２に図１の金型装置の要部を拡大した図を示す。

まず、射出装置６０の構成の概略について説明する。

射出装置６０は、ヒータ１、シリンダ２、スクリュ３及びロングノズル４を有する。原料を溶融（または半溶融）および貯留するシリンダ２内には、原料を搬送および射出するスクリュ３が内蔵されている。シリンダ２の外部にはヒータ１が配置され、シリンダ２の先方にはロングノズル４が取り付けられている。

次に、金型装置５０の構成の概略について説明する。

金型装置５０は、固定型２４と、可動型２３と、嵌合プレート１８と、外部加熱装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、加熱制御装置７０とを有する。

固定型２４及び可動型２３は、いずれも母型８内に入れ子９が組み込まれている構造とされ、両入れ子９を組み合わせることによりキャビティ１４が形成される。固定型２４は、さらに、第１の固定型２４ａ及び第２の固定型２４ｂを有する。第１の固定型２４ａの第２の固定型２４ｂ側には分割面２０ａが形成されており、第１の固定型２４ａの可動型２３側にはパーティング面２０ｂが形成されている。すなわち、可動型２３は第１の固定型２４ａのパーティング面２０ｂに当接し、第２の固定型２４ｂは第１の固定型２４ａの分割面２０ａにて当接する。

次に、固定型２４の構成について詳細に説明する。

第２の固定型２４ｂには孔３０が形成されており、この孔３０内に金型部品であるスプルブッシュ６が挿入されている。

スプルブッシュ６は、ロングノズル４が挿通可能なように円環形状をしており、外周面が孔３０に実質的に隙間無く嵌合され、内周面側がスプルを形成している。スプルブッシュ６の内周側はテーパ形状に形成されており、このテーパ面には、ロングノズル４の熱を第２の固定型２４ｂ側に逃がさないようにするための断熱リング１７ａが取り付けられている。断熱リング１７ａもロングノズル４が挿通可能、かつロングノズル４のテーパ面が当接可能なように内周面がテーパ形状の貫通孔が形成されている。また、スプルブッシュ６は、断熱リング１７ａが取り付けられた側とは反対側に形成された凹部３１内に円筒形状の嵌合プレート１８を着脱可能に保持している。また、スプルブッシュ６のテーパ面と凹部３１との間には、ロングノズル４を加熱するための外部加熱装置１６ａが配置されている。外部加熱装置１６ａ及び後述する外部加熱装置１６ｂ、１６ｃには誘導コイル等が適用可能である。

嵌合プレート１８は、ロングノズル４が挿入される挿入孔１８ａを有する。嵌合プレート１８は、ロングノズル４を金型内に挿入する際には外しておき、ロングノズル４を挿入した後に凹部３１内に装着する。これは、ロングノズル４の先端部４ａを保護するためである。ロングノズル４は、微少な芯ズレが生じる場合があるが、その先端部４ａが嵌合プレート１８内に挿入されて位置決めされることで、芯ズレは吸収される。嵌合プレート１８は、ロングノズル４の熱伝導率よりも低い熱伝導率の材質からなるものであり、例えばＴｉ等がその材料として選択可能である。

なお、スプルブッシュ６、断熱リング１７ａ及び嵌合プレート１８等からなる金型部品、外部加熱装置１６ａ、さらにはこれらを含む第２の固定型２４ｂは、キャビティ１４が形成される第１の固定型２４ａから取り外すことができる。このため、成形品毎に専用品を準備する必要がなく、汎用性を持たせることができる。

第１の固定型２４ａ内には、キャビティ１４に連通するホットノズル２８、ホットノズル２８に連通するマニホールド２７、マニホールド２７に連通する湯口２６を有するホットランナシステムが設けられている。ホットノズル２８及び湯口２６の外周にはこれらをそれぞれ個別に加熱する外部加熱装置１６ｂ、１６ｃが設けられている。また、ホットランナシステムと第１の固定型２４ａとが熱的に直接接触するのを防止するため、断熱リング１７ｂが設けられている。

第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとはボルト２１により互いに固定される。本実施形態では、第１の固定型２４ａにボルト２１を挿通させるための貫通孔であるボルト孔が形成され、第２の固定型２４ｂ側にねじ穴が形成されている。ボルト２１は第１の固定型２４ａ側から差し込まれ、第２の固定型２４ｂ側のねじ穴に螺入されることで第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとが互いに固定される。なお、第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとを固定する固定手段は、ボルト２１に限定されるものではなく、例えば油圧手段等が用いられてもよい。

可動型２３には、エジェクタプレート１０が設けられ、このエジェクタプレート１０にエジェクタピン１１が連結されている。

加熱制御装置７０は、外部加熱装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞれ個別に温度制御することができる。

次に本発明の金型を用いて成形を行う際の動作について説明する。

第１の固定型２４ａ、第２の固定型２４ｂ及び可動型２３は図示されていない温度調節器により加熱された状態で待機しておく。同様にヒータ１により加熱されたシリンダ２も加熱を完了し待機しておく。

可動型２３を開き、パーティング面２０ｂよりボルト２１を外し、第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとを互いに分離させておく。

金型を閉じた後、可動型２３及び第１の固定型２４ａを不図示の型開き防止装置で固定する。この状態から再び金型を開くことにより第１の固定型２４ａの分割面２０ａを解放する。分割面２０ａが解放されたことで嵌合プレート１８へのアクセスが可能な状態となっている。

この状態にて、嵌合プレート１８をスプルブッシュ６から取り外し、不図示の移動シリンダによりロングノズル４を第２の固定型２４ｂ内へと前進させる。シリンダ２の先端部に装着されたロングノズル４は、断熱リング１７ａとスプルブッシュ６にそれぞれ設けられたテーパにより、外された嵌合プレート１８位置の中央へと導かれながら移動シリンダから発生するタッチ圧力を受け止め、停止する。

ロングノズル４が所定位置に停止した後、嵌合プレート１８をスプルブッシュ６の凹部３１に挿入し、これとともに嵌合プレート１８の挿入孔１８ａ内にロングノズル４の先端部４ａを挿入して嵌合させる。これにより、ロングノズル４の先端部４ａの位置が決まる。

この状態で金型を閉じることで第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとを互いに当接させ、分割面２０ａを閉じる。そして、その後再び金型を開きパーティング面２０ｂを解放させる。パーティング面２０ｂを解放させたことでボルト２１の挿入が可能な状態となっている。

この状態でボルト２１を第１の固定型２４ａのボルト孔に差し込んで第２の固定型２４ｂのねじ孔に螺入させる。これにより第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとが締結される。

第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとの締結後、外部加熱装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃを加熱制御装置７０により加熱する。外部加熱装置１６ａの加熱によりロングノズル４の先端部４ａは熱膨張する。一方、嵌合プレート１８は、ロングノズル４よりも熱伝導率の低い材質からなるため、外部加熱装置１６ａの熱によってもそれほど膨張しない。すなわち、嵌合プレート１８の挿入孔１８ａ内にて加熱されることで熱膨張したロングノズル４の先端部４ａの外周面は嵌合プレート１８の挿入孔１８ａの内周面に密着することとなる。仮に嵌合プレート１８もロングノズル４と同様に熱膨張してしまうと、嵌合プレート１８の挿入孔１８ａが拡がりすぎてしまい、ロングノズル４の先端部４ａを十分に密着させることが困難となる。

次いで、金型を閉じることで、金型とロングノズル４およびホットランナシステムの湯口２６を連結させる。

この連結完了後、射出装置６０において、スクリュ３を回転させながら後退することによりシリンダ２内に投入した原料はシリンダ２の前方に搬送される。原料がシリンダ２の前方に搬送される際、原料はシリンダ２から熱を受けて溶融状態となり、スクリュ３の前方に貯留される。

以上のようにして、成形準備が整った状態で可動型２３を移動させることにより、加熱制御装置７０に電気信号が外部加熱装置１６ｂ、１６ｃに送信され、ホットノズル２８、マニホールド２７及び湯口２６の加熱を開始する。湯口２６とロングノズル４は互いに当接しているが、加熱されることでいずれも延伸するように熱膨張する。これにより、湯口２６とロングノズル４は互いに押し付けられ合うことで密着する。

一方、嵌合プレート１８は、ロングノズル４側の熱だけでなく、湯口２６側からも熱を受けることになる。従来のロングノズルタイプの場合、金型温度が２５０℃程度であるのに対し、ロングノズルは５５０℃程度まで加熱されるので、熱膨張差を利用してロングノズルと嵌合プレートとを密着させることができた。しかしながら、本実施形態の場合、上述したように嵌合プレート１８は、湯口２６側からも熱を受けるため、従来のロングノズルタイプに比べ高温となる。このため、嵌合プレート１８がロングノズル４と同等の熱伝導率を有するものである場合、熱膨張差による嵌合プレート１８とロングノズル４との間のシールが困難となる場合がある。もっとも、本実施形態の嵌合プレート１８はロングノズル４よりも熱伝導率が低いものを用いているため、嵌合プレート１８の熱膨張を抑制することができる。その結果、嵌合プレート１８に対してロングノズル４側を主に膨張させて嵌合プレート１８とロングノズル４との間での良好なシール特性を確保することができる。

次に、不図示の温度検出手段によりホットノズル２８の温度が検出された温度が加熱制御装置７０にて設定された所定の温度に達した場合、加熱制御装置７０より射出装置６０に電気信号が送信される。その信号を受けた射出装置６０はスクリュ３を高速で前進移動させ、溶融状態となった原料を湯口２６内に射出する。溶融状態となった原料は、マニホールド２７及びホットノズル２８を経て直接もしくは間接的にキャビティ１４内に充填される。

射出完了後、再び射出装置６０から図示しない加熱制御装置７０に電気信号が送信され、これにより加熱制御装置７０は外部加熱装置１６ｂ、１６ｃによる、ホットノズル２８、マニホールド２７及び湯口２６の加熱を停止する。この際、外部加熱装置１６ａによるロングノズル４の加熱および加熱停止を行っても良い。

キャビティ１４内に充填された溶融状態の原料は金型内で冷却されて凝固する。その後、可動型２３を移動し金型を開きエジェクタプレート１０を押す。これにより、エジェクタプレート１０に連結されているエジェクタピン１１が製品を突き出し、離型される。

成形終了後における、金型装置５０と射出装置６０との分離は、以下の手順で行われる。

外部加熱装置１６ｂ、１６ｃによるホットランナシステムの加熱を停止して溶融原料を固化させる。一方、ロングノズル４の先端部４ａ内の原料が半溶融状態となるように外部加熱装置１６ａで加熱を行っておく。この状態で、パーティング面２０ａからボルト２１を外して第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとの締結を解除しておく。

金型を閉じた後、可動型２３と固定型２４を不図示の型開き防止装置で固定し、再び金型を開くことにより分割面２０ａを解放する。

外部加熱装置１６ａによるロングノズル４の先端部４ａの加熱を停止し、嵌合プレート１８とロングノズル４との熱膨張差がなくなった後、嵌合プレート１８を取り外す。その後、不図示の移動シリンダによりロングノズル４を第２の固定型２４ｂ外へと移動させることで金型装置５０と射出装置６０との分離が完了する。

また、本実施形態の加熱制御装置７０は上述のように外部加熱装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃを個別に温度制御できることで、成形終了後、ロングノズル４内および湯口２７内に滞留する原料を切断し、解放することが可能となる。

なお、上述の説明においては、嵌合プレート１８の熱膨張を抑制するため、ロングノズル４よりも熱伝導率の低い材質を嵌合プレート１８に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、嵌合プレート１８の熱膨張が抑制されるものであればいかなる方法、形態であってもよい。例えば、嵌合プレート１８に冷却機構を設けるものであってもよい。冷却機構としては、例えば嵌合プレート１８に溝を形成し、この溝に冷媒を供給することで冷却するものであってもよい。

以上、本実施形態の金型装置５０は、外部加熱装置１６ａにより加熱することでロングノズル４の先端部４ａを熱膨張させ、嵌合プレート１８に密着させることができる。このため、高速、高圧力での射出条件下においても溶融原料が漏れ出すことなく、金属射出成形機の持つ能力をフルに引き出すことが可能となる。また、ホットランナシステムを有する本実施形態の金型装置５０は、マニホールド２７の形状を変更することでホットノズル２８の位置を自由に設定することができるので製品形状に左右されることなく、成形品を製造することができる。

さらに本実施形態の金型装置５０は、嵌合プレート１８の熱伝導率がロングノズル４の熱伝導率よりも低い。このため、ホットランナシステム及び挿入孔１８ａに挿入された先端部４ａが加熱されることで嵌合プレート１８も加熱されても、嵌合プレート１８の熱膨張を抑制することができる。その結果、嵌合プレート１８に対してロングノズル４側を主に膨張させて嵌合プレート１８とロングノズル４との間での良好なシール特性を確保することができる。

また、さらに、本実施形態の金型装置５０は、固定型２４が第１の固定型２４ａと第２の固定型２４ｂとに分離可能である。よって、金型を成形機に取り付けた状態で、嵌合プレート１８に対するロングノズル４の嵌合および分離が可能となり、従来のロングノズル装置やホットランナシステムと変わらない操作性を確保することができる。

また、ランナなどの不要部分が大幅に削減できるため、製品歩留まりの向上や不良品の発生を低減させることができる。

また、スプルブッシュ６、断熱リング１７ａ及び嵌合プレート１８等からなる金型部品は、第２の固定型２４ｂに対して着脱可能であるため、多種の金型にも対応できる互換性が得られる。その結果、金型製造コストを大幅に引き下げる効果も得られる。

本発明の一実施形態の金型装置及びこの金型装置にノズル先端が挿入された状態の射出装置の側断面図である。 図１の金型装置の要部を拡大した図である。 従来のロングノズルを備えた射出成形機の一例の概略構成を示す側断面図である。 従来のホットランナを備えた金型の一例の概略構成を示す側断面図である。

符号の説明

１ ヒータ
２ シリンダ
３ スクリュ
４ ロングノズル
４ａ 先端部
６ スプルブッシュ
８ 母型
９ 入れ子
１０ エジェクタプレート
１１ エジェクタピン
１４ キャビティ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 外部加熱装置
１７ａ、１７ｂ 断熱リング
１８ 嵌合プレート
１８ａ 挿入孔
２０ａ 分割面
２０ｂ パーティング面
２１ ボルト
２３ 可動型
２３ａ パーティング面
２４ 固定型
２４ａ 第１の固定型
２４ｂ 第２の固定型
２６ 湯口
２７ マニホールド
２８ ホットノズル
３０ 孔
３１ 凹部
５０ 金型装置
６０ 射出装置
７０ 加熱制御装置

Claims (10)

1. キャビティ（１４）に連通するホットノズル（２８）、前記ホットノズル（２８）に連通するマニホールド（２７）、及び前記マニホールド（２７）に連通する湯口（２６）を有するホットランナシステムを備えた第１の固定型（２４ａ）と、
   前記第１の固定型（２４ａ）の、前記湯口（２６）側に形成された分割面（２０）にて前記第１の固定型（２４ａ）に当接する第２の固定型（２４ｂ）と、
   前記湯口（２６）内へと溶融材料を射出するロングノズル（４）の先端部（４ａ）が挿入される挿入孔（１８ａ）を有し、スプルブッシュ（６）を介して前記第２の固定型（２４ｂ）に保持された嵌合プレート（１８）と、
   前記ホットランナシステム及び前記挿入孔（１８ａ）に挿入された前記先端部（４ａ）を加熱する外部加熱装置（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）と、
   前記外部加熱装置（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の温度制御を行う加熱制御装置（７０）と、を有する金型装置。
2. 前記嵌合プレート（１８）の熱伝導率が前記ロングノズル（４）の熱伝導率よりも低い、請求項１に記載の金型装置。
3. 前記嵌合プレート（１８）を冷却する冷却手段を有する、請求項１または２に記載の金型装置。
4. 前記加熱制御装置は、前記ホットランナシステムを加熱する前記外部加熱装置（１６ｂ、１６ｃ）と、前記挿入孔（４ａ）に挿入された前記先端部（４ａ）を加熱する前記外部加熱装置（１６ａ）とを、それぞれ個別に温度制御する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の金型装置。
5. 前記第２の固定型（２４ｂ）を前記分割面（２０）に当接させた状態で、前記第１の固定型（２４ａ）と前記第２の固定型（２４ｂ）とを固定保持する固定手段を有する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の金型装置。
6. キャビティ（１４）に連通するホットノズル（２８）、前記ホットノズル（２８）に連通するマニホールド（２７）、及び前記マニホールド（２７）に連通する湯口（２６）を有するホットランナシステムを備えた第１の固定型（２４ａ）の前記湯口（２６）側に形成された分割面（２０）に、嵌合プレート（１８）を保持したスプルブッシュ（６）を備えた第２の固定型（２４ｂ）を当接させ、
   前記嵌合プレート（１８）の挿入孔（１８ａ）に挿入された、前記湯口（２６）内へと溶融材料を射出するロングノズル（４）の先端部（４ａ）を前記湯口（２６）に当接させ、
   前記挿入孔（１８ａ）に挿入されている前記先端部（４ａ）を加熱して前記先端部（４ａ）を熱膨張させることで前記先端部（４ａ）を前記嵌合プレート（１８）に密着させる、射出成形方法。
7. 前記ロングノズル（４）の熱伝導率よりも低い熱伝導率の前記嵌合プレート（１８）を準備する工程を含む、請求項６に記載の射出成形方法。
8. 前記先端部（４ａ）を加熱する際に前記嵌合プレート（１８）を冷却する、請求項６または７に記載の射出成形方法。
9. 前記ホットランナシステムと前記先端部（４ａ）とを個別に加熱する、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の射出成形方法。
10. 前記第１の固定型（２４ａ）と前記第２の固定型（２４ｂ）とを固定手段により互いに固定する、請求項６ないし９のいずれか１項に記載の射出成形方法。

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