JP2013220542A - 射出成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、成形型内に成形ノズルを挿入して使用する射出成形型において、成形ノズルの熱の影響による固定型の温度上昇を抑え、キャビティの周囲の温度を略均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止できる射出成形型を提供することである。
【解決手段】固定型５内に溶融樹脂材料の可塑化状態を維持するためのホットランナー（成形ノズル）Ａが挿入される射出成形型において、固定型５内におけるホットランナーＡの周壁部にホットランナーＡの周方向に第１空気層１５と、第２空気層２１とを積層させた空気層積層部５１を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホットランナーやロングノズルなどの成形ノズルを成形型の固定型内に挿入して使用する射出成形型に関する。

近年、環境問題への関心や成形コスト削減の取組みから、射出成形において、廃材となる樹脂流路部の樹脂使用量を削減するために、成形型の固定型内に成形ノズルが深く挿入されたホットランナーや、ロングノズルが多く使用されている。このような成形ノズルは、樹脂の可塑化状態を維持するために温度が低下しないようにするとともに、固定型に温度むらを与えないように固定型との接触を抑える工夫がなされている。

特許文献１には、ランナーレス成形の冷却工程において、トーピードからゲートまでの間に滞留する溶融樹脂の熱が固定型へ伝わり、樹脂温度が低下することを抑えることを目的として、溶融樹脂の滞留部にプロテクターと呼ばれる伝熱部材を配置するノズル構成が提案されている。

また、ホットランナー射出成形型において、可塑化温度まで高温に加熱されているホットチップ先端部を固定型に接触させないためには図１１および図１２に示すような型構成が用いられる。図１１および図１２に示す射出成形型はキャビティ１を、ボルト２により固定された対向する固定側入子３と、可動側入子４と、固定型５と、可動型６とにより構成している。また、図示していない成形機射出装置からの溶融樹脂の流路として２次スプルー８と、滞留部９と、ゲート１０と、コールドランナー１１とが構成されている。ホットランナーである２次スプルー８は、ホットチップ１２と、ヒーター１３と、ヒーターカバー１４とにより構成されている。そして、ヒーターカバー１４の外周には空隙が形成され、この空隙内に空気層１５が設けられている。これらのホットランナーは、ホットチップフランジ部１６およびヒーターカバー１４の末端の内方屈曲部１７が固定型５に対して図１１中で下方向に当て付くことで保持されている。これにより、ホットチップ１２の先端と固定型５との間には樹脂の滞留部９が設けられ、直接接触しないようにしてある。

特開２００８−１４３１５７号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、滞留部の溶融樹脂の温度低下を抑えることが開示されているだけであり、固定型の温度むらの軽減に対する手段が考慮されていない。このため、ホットランナー等の成形ノズルから固定型へ伝わる熱量は効果的には抑制できず、成形型のキャビティの周囲では温度勾配が大きく生じ、キャビティの周囲の温度が不均一になる。その結果、キャビティ内の樹脂の冷却が均一に行われなくなるため、溶融樹脂が固化収縮する際の応力に偏りが生じる。これにより、成形型から取り出した成形品には大きな反りが発生する可能性があり、そのため形状精度が低下する問題がある。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、成形型内に成形ノズルを挿入して使用する射出成形型において、成形ノズルの熱の影響による固定型の温度上昇を抑え、キャビティの周囲の温度を均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止できる射出成形型を提供することにある。

本発明の一局面の態様は、固定型内に溶融樹脂材料の可塑化状態を維持するための成形ノズルが挿入される射出成形型において、前記固定型内における前記成形ノズルの周壁部に前記成形ノズルの周方向の少なくとも一部分に複数の空気層を積層させた空気層積層部を有していることを特徴とする。
そして、上記構成では、成形ノズル周りの複数の空気層が段階的に成形ノズルから固定型への熱の伝わりを抑制することができる。

好ましくは、前記空気層積層部は、前記成形ノズルの中心線に対して前記空気層が同軸形状であることを特徴とする。
そして、上記構成では、成形ノズルに同軸に配置された空気層が、成形ノズルの熱の伝わり方に等方性をもたせることができる。
好ましくは、前記空気層積層部は、最外層の前記空気層の部分の空気を前記固定型の外部に排出するための通気手段、もしくは給排気手段の少なくともいずれか一方を有することを特徴とする。
そして、上記構成では、空気層の空気を対流させることにより、固定型の冷却温度以上に加熱された空気層積層部の空気層間の壁面部分から熱を奪い、その温度を低下させることができる。

好ましくは、前記空気層は、前記成形ノズルの周囲に有底円筒状のキャップ状部材を配置することで、前記キャップ状部材の外周面もしくは内周面の少なくともいずれか一方に少なくとも１層の空気層を構成することを特徴とする。
そして、上記構成では、成形ノズルにキャップ状部材を被せるように配置することにより、固定型を掘り込むことで複数の空気層を設けずに済む。これにより、キャップ状部材が成形ノズルと固定型との間にあった一つの空気層を複数に分割し、それぞれの空気層が熱抵抗として作用する。また、キャップ状部材の材質を変更することにより、熱伝導率や輻射熱の反射や吸収を任意の値にすることが可能となる。

好ましくは、前記キャップ状部材は、断熱部材を介して前記固定型に設置されていることを特徴とする。
そして、上記構成では、キャップ状部材を固定型に設置する上で少なくとも１箇所以上ある、固定型とキャップ状部材の接触面に断熱部材を配置することにより、キャップ状部材から固定型への熱の伝わりを抑制することができる。

好ましくは、前記キャップ状部材は、金属材料、セラミックス材料、または反射コートを施したガラス材料、または樹脂材料のうちの少なくともいずれか１つの材料で製作されていることを特徴とする。
そして、上記構成では、金属材料、セラミックス材料および反射コートした材料は輻射熱の反射率が高く、射出率が低いという特性から、成形ノズルからの輻射熱をキャップ状部材が吸収して温度が上昇することを抑えることができる。

好ましくは、前記キャップ状部材は、前記空気層に接する表面に研磨加工部または算術平均粗さ１０μm以下の微小な表面粗さを有することを特徴とする。
そして、上記構成では、キャップ状部材の空気層に接する表面が研磨加工されていることで、その表面に有色の膜状物質がなく、また、酸化していない状態であり、かつ、滑らかな表面にすることができる。これにより、成形ノズルからの輻射熱の反射率が高く、また、吸収率が低い状態とすることができる。

本発明によれば、成形型内に成形ノズルを挿入して使用する射出成形型において、成形ノズルの熱の影響による固定型の温度上昇を抑え、キャビティの周囲の温度を略均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止できる射出成形型を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態の射出成形型の概略構成を示す縦断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 本発明の第２の実施の形態の射出成形型の概略構成を示す縦断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。 本発明の第３の実施の形態の射出成形型の概略構成を示す縦断面図。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。 本発明の第４の実施の形態の射出成形型の概略構成を示す縦断面図。 第４の実施の形態の射出成形型の１つの射出成形ノズルの周辺部分の概略構成を示す縦断面図。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。 第４の実施の形態の射出成形型の射出成形ノズルの周辺部分の変形例の要部構成を示す縦断面図。 従来の射出成形型の概略構成を示す縦断面図。 図１１のＸＩ−ＸＩ線断面図。

［第１の実施の形態］
（構成）
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態を示す。図１は、成形ノズルとしてのホットランナーＡを使用して例えば樹脂製の光学レンズなどの成形品を射出成形する射出成形型の概要を示す要部の部分断面図である。図１に示すように射出成形型は、固定型５と、この固定型５に対して開閉可能な可動型６とを有する。本実施の形態の射出成形型は、固定型５の中央部分に１つのホットランナーＡが配置され、このホットランナーＡの両側にキャビティ１の一部を構成する固定側入子３がそれぞれ配設されている。固定型５の型部材５ａには、ホットランナーＡを収容する第１の円形穴部５ａ１と、固定側入子３を収容する２つの第２の円形穴部５ａ２とがそれぞれ形成されている。

ホットランナーＡは、円筒状のホットチップ１２と、このホットチップ１２の周囲を囲む状態で配置されたヒーター１３と、このヒーター１３の周囲を囲む状態で配置された円筒状のヒーターカバー１４とにより構成される。ヒーターカバー１４は、ホットランナーＡの中心線に対して同軸形状に配置されている。ホットランナーＡの内部には、樹脂の溶融状態が維持される２次スプルー８が形成されている。固定側入子３の下面はパーティング面２２に面した状態で配置されている。固定側入子３は、上端部がボルト２により固定型５に固定されている。ホットチップ１２の上端部には、ホットチップ１２の外周方向に突出するリング状のフランジ部１６が形成されている。そして、ホットチップ１２は、このフランジ部１６の下面が断熱部材２０を介して固定型５の型部材５ａに当て付けられている。

また、可動型６の型部材６ａは、固定型５と対向する面にセンターピン２３と２つの可動側入子４とが配設されている。センターピン２３は、ホットチップ１２と対応する位置に配置されている。２つの可動側入子４は、２つの固定側入子３とそれぞれ対応する位置に配置されている。そして、本実施の形態では２つのキャビティ１が、固定型５と、可動型６と、固定側入子３と、可動側入子４とにより構成されている。固定型５と、可動型６との間には２つのキャビティ１間にコールドランナー１１が形成されている。

なお、本実施の形態では１つのホットランナーＡと、２つのキャビティ１とを備え、２個の成形品を射出成形する２個取りの構成の成形型を示したが、成形品の取り数は、２個取りに限定されるものではなく、２個取り以外の複数個取りの成形型でもよく、また１個取りの成形型でもよい。

また、図示していない成形機射出装置から射出成形型の２つのキャビティ１に溶融樹脂を供給する溶融樹脂の流路としてマニホールド７と、ホットランナーＡの内部の２次スプルー８と、滞留部９と、ゲート１０と、コールドランナー１１とが構成されている。そして、ホットランナーＡは、ホットチップ１２の末端部（図１中で下端部）３８が固定型５に当て付くことで成形型との相対位置を保持している。

また、固定型５の型部材５ａには、第１の円形穴部５ａ１の内周壁面と、ヒーターカバー１４の外周面との間にクリアランスが形成されている。この固定型５の第１の円形穴部５ａ１の内周壁面と、ホットランナーＡの外周面との間のクリアランスにより、図２に示すようにホットランナーＡの中心線に対して同軸形状で、リング状の断面形状の第１空気層１５が形成されている。さらに、固定型５の型部材５ａには、第１の円形穴部５ａ１の外周壁部にホットランナーＡの中心線に対して同軸形状で、リング状の断面形状のリング状溝５ａ３が形成され、このリング状溝５ａ３によって第２空気層２１が形成されている。そして、固定型５の型部材５ａには、第１空気層１５と、第２空気層２１との間に境界部３９が形成されている。これにより、固定型５内にはホットランナーＡの周壁部にホットランナーＡの周方向に第１空気層１５と、第２空気層２１とを積層させた空気層積層部５１を有している。

さらに、固定型５の型部材５ａには、第２空気層２１に連通する給気孔４０と、排気孔４３とが設けられている。給気孔４０の外端部は、継手４１を介して給気配管４２に接続されている。排気孔４３の外端部は、継手４１を介して排気配管４４に接続されている。このようにして固定型５には、給気孔４０から給気される空気が第２空気層２１の内部に流入し、第２空気層２１の内部の空気を排気孔４３を通して排出するための通気孔が形成されている。

また、境界部３９の上端部とホットチップ１２との間には、第１空気層１５の上端部および第２空気層２１の上端部を閉塞するようにして断熱部材２０が設けられている。なお、固定型５の型部材５ａおよび可動型６の型部材６ａ内には、冷却管２４が設けられており、この中には任意温度の温調媒体が常時流れることで成形型の冷却（温度調節）が行われている。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の射出成形型では、成形時において、溶融樹脂は、図示しない成形機射出装置より供給され、マニホールド７からホットランナーＡの２次スプルー８、滞留部９およびゲート１０からコールドランナー１１の中央部位に流出される。続いて、コールドランナー１１を通り、左右のキャビティ１にそれぞれ充填される。その後、溶融樹脂は冷却工程を経て固化し、離型工程ではパーティング面２２で成形型が開き、可動型６側に保持された成形品は、センターピン２３と可動側入子４が前進し、図示しない取り出し装置によりキャビティ１の外部に取り出される。

上記一連の成形工程において、２次スプルー８内を通る溶融樹脂は、ホットチップ１２に取り付けられたヒーター１３の発熱により可塑化温度を維持される。尚、ヒーター１３の発熱はヒーターカバー１４にも伝わるため、ヒーターカバー１４の内面の温度は可塑化温度とほぼ同じといえる。そのため、ヒーターカバー１４、ホットチップ１２のフランジ部１６および滞留部９の熱をキャビティ１の周囲へ伝えないことが高精度な成形品を得るためには重要となる。

本実施の形態では、まず、はじめに、第１空気層１５がヒーターカバー１４の外周方向へ伝わる熱伝達をおおよそ遮る。そのため、ヒーターカバー１４の直径方向への熱の伝わりは、ヒーターカバー１４から出る輻射熱と第一空気層内の空気の対流が主となる。しかしながら、第１空気層１５の外周は、成形型の型部材５ａに使用される金属材料であるために、輻射熱の吸収は少ない。

また、固定型５の型部材５ａにはホットチップ１２の末端部３８および樹脂の滞留部９から樹脂を可塑化する程度の熱が伝わってくる。しかしながら、固定型５の型部材５ａは、パーティング面２２の付近まで延びた第２空気層２１が設けられているため、キャビティ１の付近まで伝わる熱量は少ない。さらに、境界部３９は、図示しない空気供給装置から給気孔４０へ導入された空気が排気孔４３へ排出されることで生じる第２空気層２１の内部の強制対流により、任意の成形型温度に保たれる。これにより、空気を介した熱伝達と境界部３９から生じる輻射熱を抑えることができる。

（効果）
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の射出成形型では、固定型５の型部材５ａにホットランナーＡの周囲にリング状の断面形状の第１空気層１５と第２空気層２１とを積層させた空気層積層部５１を形成している。これにより、第１空気層１５による断熱効果と、第２空気層２１の内部の強性対流により、ホットランナーＡから固定型５の型部材５ａに伝わる熱と輻射熱を大幅に遮断することができる。そのため、ホットランナーＡの熱が固定型５の型部材５ａに伝わりにくくなるので、キャビティ１の周囲の成形型の温度勾配を小さく抑え、キャビティの周囲の温度を略均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止することができる。

さらに、空気層積層部５１は、ホットランナーＡの中心線に対して第１空気層１５と第２空気層２１とが同軸形状であるので、ホットランナーＡに同軸に配置された第１空気層１５と第２空気層２１とが、少なからず生じるホットランナーＡから固定型５への熱の伝わり方に等方性をもたせることができる。そのため、キャビティ１の周囲の成形型の温度を一層、効果的に均一化することができる。

また、固定型５の型部材５ａには、第２空気層２１に連通する給気孔４０と、排気孔４３とを設け、第２空気層２１の内部の空気を対流させることにより、固定型５の冷却温度以上に加熱された空気層積層部５１の第１空気層１５と第２空気層２１と間の境界部３９の壁面部分から熱を奪い、その温度を低下させることができる。

その結果、射出成形型による成形時において、例えば樹脂製の光学レンズなどの成形品の反りなどを抑制することができ、成形品の成形精度を高めることができる。したがって、本実施の形態では成形型の固定型５内にホットランナーＡを挿入して使用する射出成形型において、ホットランナーＡの熱の影響による固定型５の温度上昇を抑え、キャビティ１の周囲の温度を均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止できる射出成形型を提供することができる。また、ホットランナーＡについても固定型５の型部材５ａからの冷却の影響を受けにくくなり、温度が下がりにくくなるので、ヒーター１３の発熱量が少なくなり、消費電力を抑えることができる。

［第２の実施の形態］
（構成）
図３および図４は、本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態（図１および図２参照）の射出成形型の構成を次の通り変更した変形例である。なお、この変更箇所以外の構成は、第１の実施の形態と同じであるので、図３および図４中で、図１および図２と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、本実施の形態では、固定型５の型部材５ａの第２空気層２１に連通する給気孔４０を第２空気層２１の上部に配置し、排気孔４３を第２空気層２１の下部に配置したものである。これにより、給気孔４０と排気孔４３とが第２空気層２１の上下に最も離れた箇所に接続されている。

（作用・効果）
上記構成の射出成形型では、第２空気層２１の上部に配置した給気孔４０から第２空気層２１に空気が供給され、第２空気層２１内の空気が第２空気層２１の下部の排気孔４３から外部に流出される。そのため、第２空気層２１内に送気した際に、第２空気層２１の内部の空気全体を効率的に任意の温度の空気に置換させることができる。その結果、本実施の形態では第１実施形態の効果に加え、第２空気層２１の空気を介した熱伝達をより効率的に低減することができる効果がある。

また、給気孔４０に連通される給気配管４２を塞ぎ、排気孔４３に連通される排気配管４４より空気を吸引し、第２空気層２１の空間を真空状態としても良い。これにより、第２空気層２１による熱の伝わり方は輻射熱のみとなるため、更に効果的な断熱作用を得ることができる。

［第３の実施の形態］
（構成）
図５および図６は、本発明の第３の実施の形態を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態（図１および図２参照）の射出成形型の構成を次の通り変更した変形例である。なお、この変更箇所以外の構成は、第１の実施の形態と同じであるので、図５および図６中で、図１および図２と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、本実施の形態では、成形ノズルであるホットランナーＡの周囲に金属材料で製作された有底円筒状のキャップ状部材１８が配設されている。このキャップ状部材１８の内周部には第１空気層１５、外周部には第２空気層２１がそれぞれ設けられている。ここで、第１空気層１５は、キャップ状部材１８の内周面とヒーターカバー１４の外周面との間のクリアランスによって形成されている。さらに、第２空気層２１はキャップ状部材１８の外周面と固定型５の型部材５ａの第１の円形穴部５ａ１の内周壁面との間のクリアランスによって形成されている。本実施の形態では、キャップ状部材１８は金属材料で、第１空気層１５に接する表面は例えば算術平均粗さ１０μｍ以下の平滑面である研磨加工部５２を有する。

キャップ状部材１８の上部には、このキャップ状部材１８の外周方向に突出するリング状のフランジ部１９が形成されている。そして、キャップ状部材１８は、このフランジ部１９が断熱部材２０を介して固定型５の型部材５ａに当て付けられることで固定型５に保持されている。

さらに、ホットランナーＡのヒーターカバー１４の末端部には、内方にほぼ直角に屈曲された内方屈曲部１７が形成されている。そして、ヒーターカバー１４の末端部の内方屈曲部１７がキャップ状部材１８の内底部に下向きに当て付き、ホットチップ１２のフランジ部１６は、キャップ状部材１８の上端部に下向きに当て付けられている。これにより、ホットランナーＡは、ホットチップ１２のフランジ部１６がキャップ状部材１８に当て付けられるとともに、ヒーターカバー１４の内方屈曲部１７がキャップ状部材１８の内底部に下向きに当て付けられることで固定型５に保持されている。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の射出成形型では、成形時において、溶融樹脂は、図示しない成形機射出装置より供給され、マニホールド７からホットランナーＡの２次スプルー８、滞留部９およびゲート１０からコールドランナー１１の中央部位に流出される。続いて、コールドランナー１１を通り、左右のキャビティ１にそれぞれ充填される。その後、溶融樹脂は冷却工程を経て固化し、離型工程ではパーティング面２２で成形型が開き、可動型６側に保持された成形品は、センターピン２３と可動側入子４が前進し、図示しない取り出し装置によりキャビティ１の外部に取り出される。

上記一連の成形工程において、２次スプルー８内を通る溶融樹脂は、ホットチップ１２に取り付けられたヒーター１３の発熱により可塑化温度を維持している。尚、ヒーター１３の発熱はヒーターカバー１４にも伝わるため、ヒーターカバー１４の内面の温度は可塑化温度とほぼ同じといえる。そのため、ヒーターカバー１４、ホットチップ１２のフランジ部１６および滞留部９の熱をキャビティ１の周囲へ伝えないことが高精度な成形品を得るためには重要となる。

本実施の形態では、まず、はじめに、第１空気層１５がヒーターカバー１４の外周方向への熱伝達を遮る。そのため、ヒーターカバー１４の直径方向への熱の伝わりはヒーターカバー１４から出る輻射熱が主となる。しかしながら、第１空気層１５の外周は、算術平均粗さ１０μｍ以下の研磨加工部５２を有する金属材料で製作されたキャップ状部材１８により覆われているため、輻射熱の反射率が高く、その吸収は少ない。

また、キャップ状部材１８にはホットチップ１２のフランジ部１６、ヒーターカバー１４の末端部の内方屈曲部１７および樹脂の滞留部９から樹脂を可塑化する程度の熱が伝わっている。しかしながら、キャップ状部材１８のフランジ部１９と固定型５の型部材５ａとの間には断熱部材２０が介設されているので、キャップ状部材１８と固定型５の型部材５ａとの間の接触部分の熱伝達は大きく低減する。さらに、キャップ状部材１８のパーティング面２２側の円筒端面と固定型５の型部材５ａとの接触は、ほぼ点接触もしくは射出された樹脂がほとんど侵入しない１０μm以下のクリアランスによる非接触であるため、熱の移動量としては非常に僅かである。

（効果）
そこで、本実施の形態では、ホットランナーＡの周囲に有底円筒状のキャップ状部材１８を配置することで、このキャップ状部材１８の内周部には第１空気層１５、外周部には第２空気層２１がそれぞれ設けられている。そして、これら第１空気層１５と、第２空気層２１との２層の空気層と断熱部材２０により、キャップ状部材１８と固定型５の型部材５ａとの間の接触部分の熱伝達を低減することができる。さらに、金属材料で製作されたキャップ状部材１８により輻射熱を大幅に遮断することができるので、ホットランナーＡの熱が固定型５の型部材５ａに伝わりにくく、キャビティ１の周囲の成形型の温度勾配を小さく抑えてキャビティ１の周囲の温度を均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止することができる。

その結果、射出成形型による成形時において、例えば樹脂製の光学レンズなどの成形品の反りなどを抑制することができ、成形品の成形精度を高めることができる。また、ホットランナーＡについても固定型５の型部材５ａの冷却の影響を受けにくくなり、温度が下がりにくくなるので、ヒーター１３の発熱量が少なくなり、消費電力を抑えることができる。

なお、成形型の固定型５の型部材５ａに挿入されるロングノズル等の成形ノズルの挿入部位に本実施の形態のキャップ状部材１８を設置し、複数の空気層を設けることでも同様の作用を得ることが可能である。
［第４の実施の形態］
（構成）
図７は、本発明の第４の実施の形態を示す。本実施の形態は第３の実施の形態（図５および図６参照）のホットランナーＡを複数、本実施の形態では２つのホットランナーＡ１、Ａ２を設けた構成の射出成形型に適用した例である。なお、図７中で、図５および図６と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、成形機ノズル４８に連結されるマニホールド７が設けられている。このマニホールド７の内部には、１つの共通樹脂流路４５ａと、２つの分岐樹脂流路４５ｂ、４５ｃとが設けられている。共通樹脂流路４５ａの一端部（上流側端部）は、成形機ノズル４８と連結されている。共通樹脂流路４５ａの他端部（下流側端部）は、２つの分岐樹脂流路４５ｂ、４５ｃの内端部にそれぞれ連通されている。一方の分岐樹脂流路４５ｂの外端部は、第１のホットランナーＡ１の２次スプルー８に連通されている。他方の分岐樹脂流路４５ｃの外端部は、第２のホットランナーＡ２の２次スプルー８に連通されている。

そして、成形機ノズル４８はマニホールド７に押し付けられて、ノズル内樹脂流路４８aが共通樹脂流路４５ａに接合される。さらに、マニホールド７の共通樹脂流路４５ａは、一方の分岐樹脂流路４５ｂの外端部が第１のホットランナーＡ１のホットチップ１２と接続されることで、樹脂流路が第１のホットランナーＡ１の２次スプルー８と接続される。同様に、マニホールド７の共通樹脂流路４５ａは、他方の分岐樹脂流路４５ｃの外端部が第２のホットランナーＡ２のホットチップ１２と接続されることで、樹脂流路が第２のホットランナーＡ２の２次スプルー８と接続される。

マニホールド７は成形機内で断熱材であるライザーパッド４６とホットチップ１２に挟まれている。そして、成形機とマニホールド７との間にはクリアランス４７を設けてあり、断熱されている。
また、第１のホットランナーＡ１および第２のホットランナーＡ２の周りにはそれぞれ、第３の実施の形態と同様にキャップ状部材１８が配設されている。このキャップ状部材１８の内周部には第１空気層１５、外周部には第２空気層２１がそれぞれ設けられており、固定型５の型部材５ａへの熱移動を抑制している。

（作用・効果）
上記構成の２つのホットランナーＡ１、Ａ２を用いた射出成形型の場合にも第１のホットランナーＡ１および第２のホットランナーＡ２の周りにそれぞれ配設されたキャップ状部材１８によって第１空気層１５と、第２空気層２１がそれぞれ設けられているので、第３の実施の形態と同様に成形型の温度勾配を小さく抑え、キャビティ１の周囲の温度を略均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止することができる効果がある。

［第５の実施の形態］
（構成）
図８および図９は、本発明の第５の実施の形態を示す。本実施の形態は、第３の実施の形態（図５および図６参照）の射出成形型の構成を次の通り変更した変形例である。なお、この変更箇所以外の構成は、第３の実施の形態と同じであるので、図８および図９中で、図５および図６と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図８は、図示しない成形機射出装置に接続された成形ノズルであるロングノズル２６に対応した成形型を示す。ここでは、固定型５は成形機の固定側プラテン２５に図示しない固定手段で取り付けられている。ロングノズル２６内にはヒーター１３が配置され、図示しないヒーターカバーにより覆われており、略一体のものとなっている。

ロングノズル２６の周囲には、金属材料で製作された有底円筒状の２つのキャップ状部材（第１キャップ状部材３０と第２キャップ状部材３１）を設けている。ここで、第１キャップ状部材３０は、ロングノズル２６の周囲にクリアランスを介して配設され、第２キャップ状部材３１は、第１キャップ状部材３０の周囲にクリアランスを介して配設されている。そして、図９に示すように第１キャップ状部材３０と第２キャップ状部材３１は、ロングノズル２６の中心線に対して同軸形状で配置されている。

ロングノズル２６の上端部には、外周方向に突出するロングノズルフランジ部２９が形成されている。同様に、第１キャップ状部材３０の上端部には、外周方向に突出する第１キャップ状部材フランジ部３３、第２キャップ状部材３１の上端部には、外周方向に突出する第２キャップ状部材フランジ部３４がそれぞれ形成されている。

また、ロングノズル２６は、ロングノズルフランジ部２９が第１キャップ状部材３０の上面に嵌合されている。第１キャップ状部材３０の第１キャップ状部材フランジ部３３と第２キャップ状部材３１の第２キャップ状部材フランジ部３４との間にはリング状の断熱部材２０が介設されている。そして、第１キャップ状部材フランジ部３３は、第２キャップ状部材フランジ部３４との間に断熱部材２０を挟んで、ボルト２により固定型５の型部材５ａに固定されている。

また、第１キャップ状部材３０の下端部には、内周方向に突出するリング状の第１内方向突出部３２、第２キャップ状部材３１の下端部には、内周方向に突出する第２内周方向突出部３６がそれぞれ形成されている。そして、第１キャップ状部材３０の第１内方向突出部３２は、第２キャップ状部材３１の第２内周方向突出部３６と嵌合状態で接合されている。

さらに、ロングノズル２６と第１キャップ状部材３０の間のクリアランスは、ロングノズル２６の下端部で、ロングノズル２６内のホットスプルー３５と連通されている。そして、成形時において、溶融樹脂は、ロングノズル２６内のホットスプルー３５からロングノズル２６と第１キャップ状部材３０の間のクリアランスに流入し、ロングノズル２６と第１キャップ状部材３０との間のクリアランスに成形樹脂の滞留部９が形成されるようになっている。これにより、ロングノズル２６と第１キャップ状部材３０との間の滞留部９によって樹脂の滞留範囲を広くすることで、ロングノズル２６と第１キャップ状部材３０との接触を抑えた成形型が形成されている。

また、第１キャップ状部材３０と第２キャップ状部材３１との間のクリアランスには、第１空気層１５、第２キャップ状部材３１と固定型５の型部材５ａの第１の円形穴部５ａ１との間のクリアランスには第２空気層２１がそれぞれ設けられている。これにより、固定型５内におけるロングノズル２６の周壁部にロングノズル２６の周方向に第１空気層１５と、第２空気層２１とを積層させた空気層積層部５１を有している。

なお、固定型５の型部材５ａおよび可動型６の型部材６ａ内には、冷却管２４が設けられており、この中には任意温度の温調媒体が常時流れることで成形型の冷却（温度調節）が行われている。
（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の射出成形型では、成形時において、溶融樹脂は、成形機のロングノズル２６のホットスプルー３５からロングノズル２６の出口部分でロングノズル２６と第１キャップ状部材３０との間のクリアランスに流入し、ロングノズル２６と第１キャップ状部材３０との間のクリアランスに成形樹脂の滞留部９が形成される。

さらに、ロングノズル２６と第１キャップ状部材３０との間のクリアランスに成形樹脂の滞留部９が形成された後、溶融樹脂はロングノズル２６内のホットスプルー３５を通り、ゲート１０よりコールドランナー１１に充填され、そしてコールドランナー１１を通りキャビティ１に充填される。

その後、樹脂は冷却工程を経て固化される。離型工程では、パーティング面２２で成形型が開き、可動型６に保持された成形品は、センターピン２３と可動側入子４が前進し、図示しない取り出し装置によりキャビティ１の外部に取り出される。
上記一連の成形工程において、ロングノズル２６内の溶融樹脂は、ヒーター１３の発熱により可塑化温度を維持している。しかしながら、成形型においては、ロングノズル２６の外周面およびこれと接触している樹脂の滞留部９から輻射熱が発生することと、ロングノズル２６の外周面の熱が滞留部９の樹脂を介した熱伝達により、第１キャップ状部材３０に多量に伝わる。そのため、第１キャップ状部材３０の熱をキャビティ１の周囲へ伝えないことが高精度な成形品を得るためには重要となる。

本実施の形態では、まず、はじめに、熱の伝わり方の一つである熱伝達については、第１空気層１５が、第１キャップ状部材３０の第１内方向突出部３２と第２キャップ状部材３１の第２内周方向突出部３６との嵌合部以外の部分について、第１キャップ状部材３０の外周方向へ伝わることを遮るとともに、断熱部材２０が第２キャップ状部材３１への熱伝達を小さくする。

ここで、第１キャップ状部材３０の第１内方向突出部３２は、第２キャップ状部材３１の第２内周方向突出部３６との嵌合部については接触面積が小さいながらも熱伝達が生じているが、第２キャップ状部材３１と固定型５の型部材５ａとの接触部は第２キャップ状部材フランジ部３４である。したがって、この第２キャップ状部材フランジ部３４は、第１キャップ状部材３０の第１内方向突出部３２と第２キャップ状部材３１の第２内周方向突出部３６との嵌合部から離れているため、固定型５の型部材５ａへの熱の伝わりは軽微となる。

次に、輻射熱については、第１キャップ状部材３０からの外周方向への輻射熱が発生する可能性があるものの、第１空気層１５の外周の第２キャップ状部材３１は、算術平均粗さ１０μｍ以下の金属材料により製作されているため、輻射熱の射出率は小さく、また、同じく金属材料で製作された第２キャップ状部材３１の内面の吸収率は小さいため、輻射熱による熱の伝わりは少ない。なお、第２キャップ状部材３１のパーティング面２２側と固定型５の型部材５ａとの接触は、ほぼ点接触もしくは射出された樹脂が侵入しづらい１０μm以下のクリアランスによる非接触であるため熱移動量としては非常に僅かとなる。

（効果）
そこで、本実施の形態によると、ロングノズル２６と成形型の固定型５の型部材５ａとの嵌合部およびロングノズル２６の外周の滞留部９の樹脂の熱が成形型の固定型５の型部材５ａに伝わる問題に対し、第１空気層１５と、第２空気層２１とを積層させた空気層積層部５１と断熱部材２０により熱伝達を低減するとともに、金属材料で製作された第１キャップ状部材３０と第２キャップ状部材３１により輻射熱を大幅に遮断することができる。そのため、ロングノズル２６の熱が固定型５の型部材５ａに伝わりにくく、キャビティ１の周囲の成形型温度勾配を小さく抑えてキャビティ１の周囲の温度を略均一にすることができ、成形品の形状精度の低下を防止することができる。また、ロングノズル２６についても固定型５の型部材５ａの冷却の影響による温度の低下を低減できるので、ヒーター１３の発熱量が少なくなり、消費電力を抑えることができる。

［変形例］
（構成）
図１０は、第５の実施の形態（図８および図９参照）の射出成形型の変形例を示す。本変形例は、第１キャップ状部材３０の第１内方向突出部３２と第２キャップ状部材３１の第２内周方向突出部３６との嵌合部の形状を互いにテーパー形状とした場合を示す。

（作用・効果）
本変形例では、第１キャップ状部材３０の第１内方向突出部３２と第２キャップ状部材３１の第２内周方向突出部３６との嵌合部は、互いに線接触となり、熱の移動を最小限に抑えることができる。そのため、上記構成のものにあっては第５実施形態の効果に加え、固定型５の冷却の影響によるロングノズル２６の温度の低下を一層、効果的に低減することができる。

さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。

５…固定型、Ａ…ホットランナー（成形ノズル）、１５…第１空気層、２１…第２空気層、５１…空気層積層部。

Claims (7)

1. 固定型内に溶融樹脂材料の可塑化状態を維持するための成形ノズルが挿入される射出成形型において、
   前記固定型内における前記成形ノズルの周壁部に前記成形ノズルの周方向の少なくとも一部分に複数の空気層を積層させた空気層積層部を有している
   ことを特徴とする射出成形型。
2. 前記空気層積層部は、前記成形ノズルの中心線に対して前記空気層が同軸形状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形型。
3. 前記空気層積層部は、最外層の前記空気層の部分の空気を前記固定型の外部に排出するための通気手段、もしくは給排気手段の少なくともいずれか一方を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形型。
4. 前記空気層は、前記成形ノズルの周囲に有底円筒状のキャップ状部材を配置することで、前記キャップ状部材の外周面もしくは内周面の少なくともいずれか一方に少なくとも１層の空気層を構成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形型。
5. 前記キャップ状部材は、断熱部材を介して前記固定型に設置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の射出成形型。
6. 前記キャップ状部材は、金属材料、セラミックス材料、または反射コートを施したガラス材料または樹脂材料のうちの少なくともいずれか１つの材料で製作されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の射出成形型。
7. 前記キャップ状部材は、前記空気層に接する表面に研磨加工部または算術平均粗さ１０μm以下の微小な表面粗さを有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の射出成形型。

Images