JP2020128039A - 射出ミキシングノズル - Google Patents

Abstract

【課題】従来品に比べ簡易な構成で十分な混錬をすること、樹脂材料を変更するときの作業を容易にすること、ができる射出ミキシングノズルを提供する。【解決手段】射出ミキシングノズル１００は、ノズルボディ１１０と、圧力低減部材１５０と、を備え、圧力低減部材１５０は、外周の長さが樹脂通路１２２の内周の長さに比べて短くなるように形成されているとともに樹脂通路１２２を仕切る第一壁部１５２と、外周面が樹脂通路１３２の内周面に当接することによって樹脂通路１２２，１３２を仕切る第二壁部１５７と、を有し、ノズルボディ１１０に配設されることによって、第一壁部１５２と樹脂通路１２２との間の樹脂通路Ｐ１１と、樹脂通路Ｐ１１を通過した溶融樹脂が混錬される空間Ｖ１と、空間Ｖ１から第二壁部１５７の下流側に溶融樹脂を送出するための樹脂通路Ｐ１２ａと、を形成することを特徴とする。【選択図】図３−１

Description

本発明は、射出ミキシングノズルに関するものであり、特に、樹脂の射出成形機に用いられる射出ミキシングノズルに関する。

従来、射出ミキシングノズルとしては、筒状に形成され一端側に流体が導入される導入口が設けられ、他端側に導入された流体を導出する導出口が設けられたノズル本体と、ノズル本体の導入口と導出口との間に配置され導入口からノズル本体内に導入された流体を複数のエレメント穴から導入して混錬する複数のエレメントを備えたものがある。そして、このような複数のエレメントを備えた射出ミキシングノズルであれば、複数種類の樹脂材料（溶融樹脂）の混錬を十分に行うことができるものとして好適なものとされている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１４−８３７５３号公報

ところが、このような従来の射出ミキシングノズルでは、十分な混錬を行うための複数のエレメントを備えるため、精密な部品点数が多く、複雑な構成となっている。そのため、例えば、エレメント穴に樹脂材料が目詰まりしてしまい、期待するような性能を発揮できなくなってしまう問題がある。また、このような射出ミキシングノズルは、上述のような目詰まりが発生したときや、樹脂材料を変更するときに、射出ミキシングノズルを分解して清掃する必要がある。このとき、部品点数が多く複雑な構成となっているため、清掃作業に手間が生じたり、分解清掃が出来ないノズルであったり、といった問題もある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、射出ミキシングノズルであって、従来品に比べ簡易な構成で十分な混錬を行うことができるとともに、目詰まりが発生したときや樹脂材料を変更するときの作業を容易にすることができる射出ミキシングノズルの提供を目的とする。また、糸引き等の不具合の発生を抑制可能な射出ミキシングノズルの提供も目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明等は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

本発明の適用例である射出ミキシングノズル（１００，２００）は、射出成形機（１）における加熱シリンダ（２，４）の先端部分に取付けられ、加熱シリンダから送られる溶融樹脂（Ｙ）を通過させる樹脂通路（１２２，１３２）、及び樹脂通路の先端に形成され溶融樹脂を射出させる放出口（１３１）を有するノズルボディ（１１０）と、ノズルボディの樹脂通路内に配設され、加熱シリンダ側から加えられる溶融樹脂の圧力（樹脂圧）を低減する圧力低減部材（１５０，２５０）と、を備え、圧力低減部材は、外周の長さが樹脂通路の内周の長さに比べて短くなるように形成されているとともに、樹脂通路を仕切る第一壁部（１５２，２５２ａ〜２５２ｃ）と、第一壁部に比べて樹脂通路の下流側に設けられ、外周面が樹脂通路の内周面に当接することによって樹脂通路を仕切る第二壁部（１５７，２５７）と、を有し、ノズルボディに配設されることによって、第一壁部の外周面と樹脂通路の内周面との間の空隙（Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃ）と、第一壁部と第二壁部とによって挟まれた空間であって、空隙を通過した溶融樹脂が混錬される混錬空間（Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃ）と、混錬空間から第二壁部の下流側に溶融樹脂が送出されるための壁通路（Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃ，Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃ）と、を形成することを要旨とする。

また、上述の適用例の射出ミキシングノズル（１００，２００）において、圧力低減部材は、空隙を第一壁部の周囲に亘って形成するように、第二壁部が樹脂通路の内周面に当接されていてもよい。

さらに、上述の適用例の射出ミキシングノズル（１００，２００）において、圧力低減部材は、第一壁部に近い部分の外周が第二壁部に近い部分の外周に比べて長くなるように形成されており、第一壁部と第二壁部とを連結する連結部（１５５，２５５ｃ）、を有していてもよい。

そして、上述の適用例の射出ミキシングノズル（１００，２００）において、ノズルボディは、樹脂通路を形成するボディ通路部（１２０）と、ボディ通路部に対して着脱可能に設けられ、ボディ通路部から連通されることで樹脂通路を形成するとともに放出口が形成された放出口部（１３０）と、を有し、圧力低減部材は、第二壁部が放出口部の内周面に当接するように構成されていてもよい。

第１実施形態の射出成型機１の概略構成を示す図である。 第１実施形態の射出成型機１の各工程の説明を示す図であり、（Ａ）は計量・貯留工程の説明を示す図であり、（Ｂ）は計量・貯留工程の説明を示す図であり、（Ｃ）は射出工程の説明を示す図である。 第１実施形態の射出ミキシングノズル１００の全体構成を示す断面図である。 第１実施形態の圧力低減部材１５０の外観図であり、（Ａ）は圧力低減部材１５０の斜視図であり、（Ｂ）は圧力低減部材１５０のＡ−Ａ断面図である。 第２実施形態の射出ミキシングノズル２００の概略構成を示す図であり、（Ａ）は射出ミキシングノズル２００の全体構成を示す断面図であり、（Ｂ）は第２実施形態の圧力低減部材２５０の断面図である。 その他の実施形態としての圧力低減部材３５０，４５０の外観図であり、（Ａ）は圧力低減部材３５０の斜視図であり、（Ｂ）は圧力低減部材４５０の斜視図である。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［第１実施形態］
＜射出成型機１の説明＞
図１を参照して、まず、本実施形態の射出成型機１の全体構成について説明する。図１は、第１実施形態の射出成型機１の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の射出成型機１は、シリンダ２、ヒータ４、ホッパ５、スクリュ６、射出ミキシングノズル１００、を備えている。シリンダ２は、樹脂通路２ａを内部に有する略円筒状に形成されている。ヒータ４は、シリンダ２の外周面に巻かれている。ホッパ５は、シリンダ２の根元側の上部に貫通された状態で接続されている。スクリュ６は、シリンダ２の樹脂通路２ａに配設されている。射出ミキシングノズル１００は、シリンダ２の先端部分に取付金具２ｃを介して取付けられており、詳細については後述する。

ヒータ４は、樹脂通路２ａを通過する樹脂材料Ｋを外部から加熱するものであり、シリンダ２と組合せることにより本実施形態の加熱シリンダとして機能している。なお、樹脂材料Ｋには、ヒータ４の熱だけではなく、スクリュ６の回転に伴う摩擦熱、及びシリンダ２の内周面との間で発生するせん断熱も加えられ、これらの熱により樹脂材料Ｋは溶融されながら溶融樹脂Ｙとして送られる。

ホッパ５は、固形状の樹脂材料Ｋ（例えば、樹脂ペレット）を貯えるとともに、底面に設けられた供給口（図示しない）からシリンダ２の根元側に、重力を利用して樹脂材料Ｋを供給するものである。つまり、ホッパ５の下方の樹脂通路２ａに空隙が生じると、その部分に対して樹脂材料Ｋを落とし込むことにより、樹脂通路２ａ内に樹脂材料Ｋを充填させる。

スクリュ６は、表面に螺旋溝が形成されており、樹脂通路２ａの略全域に亘って配置される長さに設定されている。また、スクリュ６は、回転可能で且つ軸方向に移動可能（進退可能）に支持されており、スクリュ６を回転させることで、ホッパ５から供給された樹脂材料Ｋをシリンダ２の先端部２ｂに送ることが可能な構成となっている。さらに、スクリュ６を前進させることで、先端部２ｂに貯留された樹脂材料（溶融樹脂Ｙ）を射出ミキシングノズル１００から所定の圧力で射出させることが可能な構成となっている。なお、スクリュ６には、射出ミキシングノズル１００側に向かって所定の圧力（すなわち背圧）が加えられており、スクリュ６を回転させたときに、スクリュ６の推進力によってスクリュ６が後退しないように構成されている。

ここで、射出成型機１は、スクリュ６を回転させる手段としての回転用モータ９及び回転伝達機構１０と、スクリュ６を軸方向に移動させる手段としての進退用モータ１５及び軸方向移動機構１６と、を備えている。

スクリュ６を回転させる手段である回転用モータ９は、その出力軸９ａを一定方向に回転させるサーボモータからなり、第一モータ駆動回路（図示しない）によって回転制御される。また、回転伝達機構１０は、回転用モータ９の回転をスクリュ６に伝達するものであり、スクリュ６の軸６ｃに接続された従動プーリ１１と、回転用モータ９の出力軸９ａに連結された駆動プーリ１２と、駆動プーリ１２及び従動プーリ１１を繋ぐ無端ベルト１３とから構成されている。

スクリュ６を軸方向に移動させる手段である進退用モータ１５は、サーボモータからなり、第二モータ駆動回路（図示しない）によって、回転数及び回転方向が制御される。また、軸方向移動機構１６は、進退用モータ１５の回転運動をスクリュ６の軸方向への直線運動に変換するものであり、シリンダ２の根元部分に固定された第一ベース板１７ａと、これに対向して配設された第二ベース板１７ｂと、二枚のベース板１７ａ，１７ｂを繋ぐ一対のガイド部材１８と、ガイド部材１８によってスクリュ６の軸方向に摺動可能に案内されるとともに内部に雌ネジ（図示しない）が形成されたスライド部材１９と、この雌ネジに螺合されるとともに第二ベース板１７ｂに対して回動可能に支持された送りネジ２０と、送りネジ２０の一端側に接続された従動プーリ２１と、進退用モータ１５の出力軸１５ａに接続された駆動プーリ２２と、従動プーリ２１及び駆動プーリ２２を繋ぐ無端ベルト２３とから構成されている。

なお、回転伝達機構１０の従動プーリ１１は、スライド部材１９に対して回動可能に連結されており、スライド部材１９がガイド部材１８に沿って直線運動すると、それに従って回転伝達機構１０及び回転用モータ９も移動するように構成されている。このため、進退用モータ１５を一定方向に回転させると、送りネジ２０によってスライド部材１９及び従動プーリ１１が前進し、スクリュ６が射出ミキシングノズル１００側に向かって移動する。

また、スクリュ６の先端側には、小径の頸部７が形成されており、この頸部７にチェックリング８が遊嵌されている。チェックリング８は、スクリュ６の頸部７に対して回動可能で、且つスクリュ６の軸方向に頸部７の長さ分だけ移動可能な状態で支持されている。さらに、チェックリング８の内周面と頸部７の間には、溶融樹脂Ｙを通過させ得る溝Ｓが形成されており、樹脂通路２ａにおいて、螺旋溝が形成されたスクリュ本体６ａ側の圧力が先端部２ｂの圧力よりも高い状態（すなわちスクリュ６が回転している状態）では、この圧力差によって、チェックリング８が先端部２ｂ側に移動することで溝Ｓが開放され（図２（Ａ）参照）、溶融樹脂Ｙを先端部２ｂに送ることが可能となる。一方、先端部２ｂに溶融樹脂Ｙが貯留された状態でスクリュ６の回転が停止すると、スクリュ本体６ａ側の圧力が先端部２ｂの圧力よりも低くなるため、その圧力差によってチェックリング８がスクリュ本体６ａ側に移動し、スクリュ本体６ａに当接する（図２（ｃ）参照）。これにより、溝Ｓが閉鎖され、先端部２ｂに貯留された溶融樹脂Ｙの逆流が防止される。

＜射出成型機１における計量・貯留工程、および射出工程の説明＞
図２を参照して、次に、射出成型機１における計量・貯留工程、および射出工程について説明する。図２は、第１実施形態の射出成型機１の各工程の説明を示す図であり、（Ａ）は計量・貯留工程の説明を示す図であり、（Ｂ）は計量・貯留工程の説明を示す図であり、（Ｃ）は射出工程の説明を示す図である。

図２（Ａ）に示すように、まず、計量・貯留工程では、ホッパ５から樹脂材料Ｋを供給しつつ、回転用モータ９（図１を参照。）及び回転伝達機構１０によってスクリュ６を一定方向（矢印の方向）に回転させる。すると、ホッパ５から供給された樹脂材料Ｋは、シリンダ２の周囲に巻かれたヒータ４からの熱、スクリュ６の回転に伴う摩擦熱、及びせん断熱によって加熱されながら、シリンダ２の先端部２ｂに向かって送られる。

図２（Ｂ）に示すように、次に、計量・貯留工程では、先端部２ｂにおいて蓄積される溶融樹脂Ｙの樹脂圧がスクリュ６の背圧よりも高くなると、その樹脂圧によってスクリュ６が後退する。このため、スクリュ６の位置を検出することにより、先端部２ｂにおいて溶融樹脂Ｙを計量しながら貯留させることが可能になる。

図２（Ｃ）に示すように、そして、射出工程では、進退用モータ１５（図１を参照。）及び軸方向移動機構１６によってスクリュ６を軸方向に前進させる。すると、シリンダ２の先端部２ｂに貯留されている溶融樹脂Ｙが射出ミキシングノズル１００から所定の圧力で射出され、型締めされた金型（図示しない）に対して所定の圧力で溶融樹脂Ｙを注入することが可能となる。そして、これらの計量・貯留工程、および射出工程を順次繰返し行うことにより、金型に対して溶融樹脂Ｙを所定量ずつ供給し、複数の成形品を連続的に成形することが可能となる。

＜射出ミキシングノズル１００の説明＞
図３−１および図３−２を参照して、次に、本実施形態の射出ミキシングノズル１００について説明する。図３−１は、第１実施形態の射出ミキシングノズル１００の全体構成を示す断面図である。図３−２は、第１実施形態の圧力低減部材１５０の外観図であり、（Ａ）は圧力低減部材１５０の斜視図であり、（Ｂ）は圧力低減部材１５０のＡ−Ａ断面図である。

図３−１に示すように、本実施形態の射出ミキシングノズル１００は、シリンダ２の先端部分に取付金具２ｃを介して着脱可能に取付けられるノズルボディ１１０と、ノズルボディ１１０の内部に配設される圧力低減部材１５０と、を備える。ノズルボディ１１０は、通路部１２０と、先端部１３０と、から構成されており、先端部１３０が通路部１２０に対して着脱可能に螺合するように構成されている。

通路部１２０は、溶融樹脂Ｙを通過させる樹脂通路１２２が中心部分を貫通して設けられた中空の略円筒形に形成された部材であって、一端にシリンダ２の取付金具２ｃに取付けられるフランジ１２１が形成されており、他端の内面に先端部１３０が装着されるように螺子溝１２５が形成されている。また、通路部１２０の樹脂通路１２２は、一端から他端に亘って略一定の内径となるように形成されている。

先端部１３０は、溶融樹脂Ｙを通過させる樹脂通路１３２が中心部分を貫通して設けられた略円錐台形の部材（先端側に向かって僅かに縮径するように形成された部材）であって、先端に溶融樹脂Ｙを射出する放出口１３１が形成されており、他端の外面に通路部１２０に装着できるように螺子溝１３５が形成されている。先端部１３０の樹脂通路１３２は、他端から先端に向かって漸次内径が小さくなるようにテーパ状に形成されたテーパ部１３７ａと、テーパ部１３７ａから放出口１３１までテーパ部１３７ａの先端側の内径と略同じ内径で貫通された貫通部１３７ｂと、が形成されている。

このように構成された通路部１２０の樹脂通路１２２と先端部１３０の樹脂通路１３２とを通過して、シリンダ２の先端部２ｂから供給された溶融樹脂Ｙが放出口１３１から射出される。

圧力低減部材１５０は、樹脂通路１２２、１３２内に着脱可能に配設されることによって、シリンダ２側から加えられる溶融樹脂Ｙの樹脂圧を低減する部材である。つまり、圧力低減部材１５０の上流側の溶融樹脂Ｙにはスクリュ６（図２を参照。）の背圧に応じた圧力が加わるが、圧力低減部材１５０が抵抗となって圧力（樹脂圧）を降下させることで下流側の圧力（樹脂圧）を低くする。さらに、圧力低減部材１５０は、先端部１３０のテーパ部１３７ａの内周面に嵌合するような形状であり、下流側（放出口１３１に向かう方向）への移動が規制されている。

図３−２（Ａ）に示すように、圧力低減部材１５０は、上流側に配設される第一壁部１５２と、第一壁部１５２に対して下流側に配設される第二壁部１５７と、第一壁部１５２と第二壁部１５７とを連結する連結部１５５と、が一体成型された部材である。第一壁部１５２は、樹脂通路１２２を通過して流れてくる溶融樹脂Ｙが当接することによって、抵抗となって圧力（樹脂圧）を低減させるための壁として機能する。第二壁部１５７は、後述する第一壁部１５２と樹脂通路１２２との空隙（樹脂通路Ｐ１１）を通過した溶融樹脂Ｙが当接することによって、抵抗となって圧力（樹脂圧）を低減させるための壁として機能する。また、第二壁部１５７には、側面の上流側から下流側に亘った溝である３つの溝部１５９ａ〜１５９ｃが形成されている。

図３−２（Ｂ）に示すように、第一壁部１５２は、溶融樹脂Ｙの流れる方向に対して略鉛直となるように配設される略円形をなす面である第一壁面部１５３ａと、第一壁面部１５３ａに対する側面となる第一側面部１５３ｂと、を備える。第一側面部１５３ｂは、第一壁面部１５３ａから連結部１５５に向かって第一壁部１５２の径が漸次大きくなるようなテーパ状に形成されている。第二壁部１５７は、溶融樹脂Ｙの流れる方向に対して略鉛直となるように配設される略円形をなす面である第二壁面部１５８ａと、第二壁面部１５８ａに対する側面となる第二側面部１５８ｂと、を備える。第二側面部１５８ｂは、第二壁面部１５８ａから離間するに従い第二壁部１５７の径が漸次小さくなるようなテーパ状に形成されている。また、第二壁部１５７は、断面の形状が第二壁面部１５８ａから離間する方向に先細りとなった略台形となるような形状である。連結部１５５は、第一壁部１５２から第二壁部１５７に向かって径が漸次小さくなるようなテーパ状に形成されている。また、連結部１５５は、第一壁部１５２側の端部の径が第一側面部１５３ｂの最大の径と同じ大きさであり、第二壁部１５７側の端部の径が第二壁面部１５８ａの直径よりも小さくなっている。なお、圧力低減部材１５０は、第一壁面部１５３ａの面に対して鉛直をなすとともに面中心を通る線の延長上に、第二壁面部１５８ａの面中心が設けられるような構造である。

図３−１を参照して、ここで、本実施形態の射出ミキシングノズル１００において、ノズルボディ１１０の内部に圧力低減部材１５０が配設された状態について説明する。ノズルボディ１１０の内部に圧力低減部材１５０が配設されると、圧力低減部材１５０は、第二壁部１５７が先端部１３０のテーパ部１３７ａに嵌合するとともに、第一壁部１５２と連結部１５５とが、通路部１２０の樹脂通路１２２内に配設されるように設けられる。このような状態であると、圧力低減部材１５０の第一壁部１５２における最大の径ｈ（第一側面部１５３ｂにおける連結部１５５と連結された端部の径）が樹脂通路１２２の内径Ｈよりも小さい、つまりは、第一壁部１５２の外周の長さが樹脂通路１２２の内周の長さに比べて短いため、第一壁部１５２と樹脂通路１２２の壁面との間に空隙である樹脂通路Ｐ１１が形成される。また、圧力低減部材１５０の連結部１５５の側面と第二壁部１５７（第二壁面部１５８ａ）と樹脂通路１２２の壁面とに囲まれた空間Ｖ１が形成される。さらに、樹脂通路１３２のテーパ部１３７ａの壁面と第二壁部１５７の溝部１５９ａ〜１５９ｃとにより３つの樹脂通路Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃが形成される。なお、圧力低減部材１５０は、第一壁面部１５３ａと第二壁面部１５８ａとの面中心が、樹脂通路１２２、１３２における溶融樹脂Ｙの流れる方向と鉛直をなす断面の中心と略一致するように配設されているため、樹脂通路Ｐ１１は第一壁部１５２の周囲に亘って形成される。

図３−１を参照して、次に、本実施形態の射出ミキシングノズル１００おいて、溶融樹脂Ｙの流れる状態について説明する。まず、樹脂通路１２２の上流側から流れてきた溶融樹脂Ｙは、圧力低減部材１５０の第一壁部１５２（第一壁面部１５３ａ）に当接することで樹脂圧が低減されるとともに、樹脂通路Ｐ１１を通過して下流側に流れていく。なお、第一壁部１５２（第一側面部１５３ｂ）は上述のようにテーパ状に形成されているため、樹脂通路Ｐ１１は、上流側から下流側に向かって漸次狭まるような形状である。つまり、樹脂通路Ｐ１１を通過した溶融樹脂Ｙは、樹脂通路Ｐ１１に進入したときに比べて流速が増すこととなる。そして、樹脂通路Ｐ１１を通過した溶融樹脂Ｙは、空間Ｖ１に流れ込むこととなる。このように空間Ｖ１に流れ込んできた溶融樹脂Ｙは、空間Ｖ１を形成している面（第二壁面部１５８ａ、連結部１５５の側面、樹脂通路１２２の壁面）に当接することで対流し混錬されることとなる。つまり、空間Ｖ１は、溶融樹脂Ｙが混錬される混錬空間として機能する。なお、連結部１５５は上述のように第一壁部１５２から第二壁部１５７に向かって径が漸次小さくなるような（第一壁部１５２に近い部分の外周が第二壁部１５７に近い部分の外周に比べて長くなるような）テーパ状に形成されているため、空間Ｖ１は上流側から下流側に向かって広くなるような形状となっている。そして、空間Ｖ１にて混錬された溶融樹脂Ｙは、第二壁部１５７（第二壁面部１５８ａ）に当接することで樹脂圧が低減されるとともに、樹脂通路Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃを通過し、下流側の貫通部１３７ｂを通過して放出口１３１から射出される。このように放出口１３１から射出される溶融樹脂Ｙにおいては、圧力低減部材１５０により樹脂圧が低減されているため、放出口１３１から溶融樹脂Ｙが漏れ出ること、所謂、糸引きが抑制されている。

以上のような構成の射出ミキシングノズル１００において、樹脂材料を変更したり洗浄したりするときの分解作業について説明する。まず、先端部１３０は通路部１２０に対して着脱可能に螺合されているため、先端部１３０を回転させると通路部１２０から取外すことができる。そして、圧力低減部材１５０は樹脂通路１２２内に配設された第一壁部１５２の径が樹脂通路１２２の略一定の内径に比べて小さいため、圧力低減部材１５０を通路部１２０の先端部１３０が取付けられていた側（下流側）から抜き出すことができる。このとき、先端部１３０を取外した状態でスクリュ６を回転させることによって、上流側から下流側に向かう方向の溶融樹脂Ｙによる樹脂圧を圧力低減部材１５０に作用させて、圧力低減部材１５０を下流側に押し込んで通路部１２０から抜き出すようにすることができる。なお、圧力低減部材１５０は、上流側から下流側に向かう方向の溶融樹脂Ｙからの樹脂圧によって、先端部１３０のテーパ部１３７に対して第二壁部１５７（第二側面部１５８ｂ）が圧着されることとなり、先端部１３０と圧力低減部材１５０とが一体となるように取外されることもある。

［第２実施形態］
図４を参照して、次に、第２実施形態の射出ミキシングノズル２００について説明する。図４は、第２実施形態の射出ミキシングノズル２００の概略構成を示す図であり、（Ａ）は射出ミキシングノズル２００の全体構成を示す断面図であり、（Ｂ）は第２実施形態の圧力低減部材２５０の断面図である。なお、第２実施形態における射出成型機は、第１実施形態と同様のものであるため、＜射出成型機１の全体構成について＞の説明、および＜計量・貯留工程、および射出工程について＞の説明は省略する。

図４（Ａ）に示すように、射出ミキシングノズル２００は、ノズルボディ１１０と、圧力低減部材２５０と、を備える。つまり、ノズルボディ１１０は、上述の第１実施形態と同様の構成である。したがって、ノズルボディ１１０の構成についての説明は省略する。圧力低減部材２５０は、第１実施形態の圧力低減部材１５０と同様に、樹脂通路１２２、１３２内に着脱可能に配設されることによって、シリンダ２側から加えられる溶融樹脂Ｙの樹脂圧を低減する部材である。また、圧力低減部材２５０は、第１実施形態の圧力低減部材１５０と同様に、先端部１３０のテーパ部１３７ａの内周面に嵌合するような形状であり、下流側（放出口１３１に向かう方向）への移動が規制されている。

図４（Ｂ）に示すように、圧力低減部材２５０は、上流側から順に配設される第一壁部２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃ、第四壁部２５７と、これらの壁部２５２ａ〜２５２ｃ，２５７の各々を連結する第一連結部２５５ａ、第二連結部２５５ｂ、第三連結部２５５ｃと、が一体成型された部材である。なお、第一壁部２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃは、各々が第１実施形態の圧力低減部材１５０における第一壁部１５２と同様の形状であるため、形状に関する詳細な説明を省略する。また、第四壁部２５７は、第１実施形態の圧力低減部材１５０における第二壁部１５７と同様の形状であるため、形状に関する詳細な説明を省略する。さらに、第一連結部２５５ａ、第二連結部２５５ｂ、第三連結部２５５ｃは、各々が第１実施形態の圧力低減部材１５０における連結部１５５と同様の形状であるため、形状に関する詳細な説明を省略する。そして、第四壁部２５７には、第１実施形態の圧力低減部材１５０と同様に、３つの溝部２５９ａ〜２５９ｃが形成されている。

図４（Ａ）を参照して、ここで、第２実施形態の射出ミキシングノズル２００において、ノズルボディ１１０の内部に圧力低減部材２５０が配設された状態について説明する。ノズルボディ１１０の内部に圧力低減部材２５０が配設されると、圧力低減部材２５０は、第四壁部２５７が先端部１３０のテーパ部１３７ａに嵌合するとともに、第一壁部２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃと第一連結部２５５ａ、第二連結部２５５ｂ、第三連結部２５５ｃとが、通路部１２０の樹脂通路１２２内に配設されるように設けられる。このような状態であると、第一壁部２５２ａと樹脂通路１２２の壁面との間の樹脂通路Ｐ２１ａ、第二壁部２５２ｂと樹脂通路１２２の壁面との間の樹脂通路Ｐ２１ｂ、第三壁部２５２ｃと樹脂通路１２２の壁面との間の樹脂通路Ｐ２１ｃ、が形成される。また、第一連結部２５５ａの側面と第二壁部２５２ｂと樹脂通路１２２の壁面とに囲まれた空間Ｖ２ａ、第二連結部２５５ｂの側面と第三壁部２５２ｃと樹脂通路１２２の壁面とに囲まれた空間Ｖ２ｂ、第三連結部２５５ｃの側面と第四壁部２５７と樹脂通路１２２の壁面とに囲まれた空間Ｖ２ｃ、が形成される。さらに、樹脂通路１３２のテーパ部１３７ａの壁面と第四壁部２５７の溝部２５９ａ〜２５９ｃとにより３つの樹脂通路Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃが形成される。なお、圧力低減部材２５０においても、第一壁部２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃにおける略円形の各壁面部の面中心が、樹脂通路１２２、１３２における溶融樹脂Ｙの流れる方向と鉛直をなす断面の中心と略一致するように配設されているため、樹脂通路Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃは各壁部２５２ａ〜２５２ｃの周囲に亘って形成される。

図４（Ａ）を参照して、次に、第２実施形態の射出ミキシングノズル２００おいて、溶融樹脂Ｙの流れる状態について説明する。まず、樹脂通路１２２の上流側から流れてきた溶融樹脂Ｙは、第一壁部２５２ａに当接することで樹脂圧が低減されるとともに、樹脂通路Ｐ２１ａを通過して空間Ｖ２ａに流れ込み、空間Ｖ２ａで混錬される。次に、空間Ｖ２ａで混錬された溶融樹脂Ｙは、第二壁部２５２ｂに当接することで樹脂圧が低減されるとともに、樹脂通路Ｐ２１ｂを通過して空間Ｖ２ｂに流れ込み、空間Ｖ２ｂで混錬される。次に、空間Ｖ２ｂで混錬された溶融樹脂Ｙは、第三壁部２５２ｃに当接することで樹脂圧が低減されるとともに、樹脂通路Ｐ２１ｃを通過して空間Ｖ２ｃに流れ込み、空間Ｖ２ｃで混錬される。そして、空間Ｖ２ｃにて混錬された溶融樹脂Ｙは、第四壁部２５７に当接することで樹脂圧が低減されるとともに、樹脂通路Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃを通過し、下流側の貫通部１３７ｂを通過して放出口１３１から射出される。

以上のような構成の射出ミキシングノズル２００において、樹脂材料を変更したり洗浄したりするときの分解作業について説明する。まずは、第１実施形態の射出ミキシングノズル１００と同様に、先端部１３０を回転させると通路部１２０から取外すことができ、圧力低減部材１５０を通路部１２０の先端部１３０が取付けられていた側（下流側）から抜き出すことができる。このときも、第１実施形態の射出ミキシングノズル１００と同様に、先端部１３０を取外した状態でスクリュ６を回転させることによって、圧力低減部材１５０を下流側に押し込んで通路部１２０から抜き出すようにすることができる。

［第１実施形態および第２実施形態の効果］
上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００によれば、圧力低減部材１５０，２５０は、外周の長さが樹脂通路１２２の内周の長さに比べて短くなるように形成されているとともに、樹脂通路１２２を仕切る第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃと、第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃに比べて樹脂通路１２２，１３２の下流側に設けられ、外周面が樹脂通路１３２の内周面に当接することによって樹脂通路１２２，１３２を仕切る第二壁部１５７、第四壁部２５７と、を有する。また、圧力低減部材１５０，２５０がノズルボディ１１０に配設されることによって、第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃの外周面と樹脂通路１２２の内周面との間の樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃと、第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃと第二壁部１５７、第四壁部２５７とによって挟まれた空間であって、樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃを通過した溶融樹脂Ｙが混錬される空間Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃと、空間Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃから第二壁部１５７、第四壁部２５７の下流側に溶融樹脂Ｙが送出されるための樹脂通路Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃ，Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃと、が形成される。

このような射出ミキシングノズル１００，２００であれば、圧力低減部材１５０，２５０を樹脂通路１２２，１３２に配設させる、といった簡易な構成で、溶融樹脂Ｙが混錬される空間Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃが形成されるため、このような空間が形成されていない従来品に比べて、複数の種類の溶融樹脂を十分に混錬することができる。また、このような射出ミキシングノズル１００，２００であれば、樹脂通路１２２，１３２内に圧力低減部材１５０，２５０が配設されて、加熱シリンダ２側から加えられる溶融樹脂Ｙの樹脂圧が低減されるため、金型から成形品を取出すときに、背圧によって圧力低減部材１５０，２５０の下流側に位置する放出口１３１から溶融樹脂Ｙが漏れ出ること、所謂、糸引きを抑制することができる。

また、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００によれば、圧力低減部材１５０，２５０は、樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃを第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃの周囲に亘って形成するように、第二壁部１５７、第四壁部２５７が樹脂通路１３２のテーパ部１３７ａの内周面に嵌合されている。このような射出ミキシングノズル１００，２００であれば、樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃが第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃの周囲に亘って形成されているため、従来に比べて、溶融樹脂Ｙが混錬される空間Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃにおいて発生する対流を大きなものにして、空間内での対流を隅々まで満遍なく行き渡らせることができる、つまり、十分な混錬をすることができる。

なお、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００においては、樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃは上流側から下流側に向かって漸次狭まるような形状であるため、樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃを通過した溶融樹脂Ｙは、樹脂通路Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃに進入したときに比べて流速が増すこととなる。したがって、溶融樹脂を混錬する空間に繋がる樹脂通路の内径が一定であるものに比べて、空間Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃにおける混錬が十分になされることとなる。

さらに、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００によれば、圧力低減部材１５０，２５０は、第一壁部１５２、第三壁部２５２ｃに近い部分の外周が第二壁部１５７、第四壁部２５７に近い部分の外周に比べて長くなるように形成されており、第一壁部１５２、第三壁部２５２ｃと第二壁部１５７、第四壁部２５７とを連結する連結部１５５，２５５ｃ、を有している。このような射出ミキシングノズル１００，２００であれば、連結部１５５，２５５ｃは第一壁部１５２、第三壁部２５２ｃから第二壁部１５７、第四壁部２５７に向かって径が漸次小さくなるようなテーパ状に形成されているため、溶融樹脂Ｙが混錬される空間Ｖ１、Ｖ２ｃは上流側から下流側に向かって広くなるような形状となる。そのため、例えば連結部の外周が一定となるように形成されている圧力低減部材による空間に比べて、連結部のテーパ状の面によって、空間内での溶融樹脂の対流が発生し易くなり、溶融樹脂が十分に混錬されることとなる。

そして、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００によれば、ノズルボディ１１０は、樹脂通路１２２を形成する通路部１２０と、通路部１２０に対して着脱可能に設けられ、通路部１２２から連通されることで樹脂通路１２２，１３２を形成するとともに放出口１３１が形成された先端部１３０と、を有し、圧力低減部材１５０，２５０は、第二壁部１５７、第四壁部２５７が先端部１３０のテーパ部１３７ａの内周面に当接するように構成されている。このような射出ミキシングノズル１００，２００であれば、目詰まりが発生したときや樹脂材料を変更するときには、圧力低減部材１５０，２５０が樹脂通路１２２内に配設された第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃの径が樹脂通路１２２の略一定の内径に比べて小さいため、先端部１３０を取外すと圧力低減部材１５０，２５０を通路部１２０の先端部１３０が取付けられていた側（下流側）から抜き出すことができる。つまり、目詰まりが発生したときや樹脂材料を変更するときに、射出ミキシングノズル１００，２００を容易に分解できるため、従来に比べて交換作業や清掃作業を容易に行うことができる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００において、樹脂通路Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃ，Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃは、樹脂通路１３２のテーパ部１３７ａに圧力低減部材１５０，２５０が嵌合することによって、テーパ部１３７ａの壁面と溝部１５９ａ〜１５９ｃ，２５９ａ〜２５９ｃとにより形成されるものとしたが、溶融樹脂Ｙが通過できる樹脂通路であればどのような構造であってもよい。このような構造の一例としては、図５（Ａ）に示すような圧力低減部材３５０が考えられ、以下に、図５（Ａ）を参照して、この圧力低減部材３５０の構成について説明する。図５（Ａ）は、その他の実施形態としての圧力低減部材３５０の斜視図である。

図５（Ａ）に示すように、圧力低減部材３５０は、上流側に配設される第一壁部３５２と、第一壁部３５２に対して下流側に配設される第二壁部３５７と、第一壁部３５２と第二壁部３５７とを連結する連結部３５５と、が一体成型された部材である。なお、第一壁部３５２は第１実施形態の圧力低減部材１５０における第一壁部１５２と同様の形状であり、連結部３５５は圧力低減部材１５０の連結部１５５と同様の形状であるため、各部の形状に関する詳細な説明を省略する。また、第二壁部３５７は、第１実施形態の圧力低減部材１５０における第二壁部１５７と同様に断面の形状が略台形となるような形状であるものの、第二壁部１５７と異なり、上流側から下流側に亘った貫通孔である３つの孔部３５９ａ〜３５９ｃが形成されている。このような圧力低減部材３５０を備える射出ミキシングノズルによれば、上流側から流れてきて混錬された溶融樹脂Ｙは、孔部３５９ａ〜３５９ｃを通過し、下流側の樹脂通路を通過して放出口から射出される。したがって、このような射出ミキシングノズルであっても、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００と同様の作用および効果を奏することができ、つまりは、従来品に比べ簡易な構成で十分な混錬を行うことができるとともに、糸引き等の不具合の発生を抑制することができる。。

また、上述した実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００において、圧力低減部材１５０，２５０は、樹脂通路１３２のテーパ部１３７ａに嵌合する第二壁部１５７、第四壁部２５７の断面の形状が略台形となるような形状であるものとしたが、先端部の樹脂通路に嵌合する形状であれば当該樹脂通路の形状に応じて種々の形状を採用してもよい。このような種々の形状の一例としては、図５（Ｂ）に示すような圧力低減部材４５０が考えられ、以下に、図５（Ｂ）を参照して、この圧力低減部材４５０の構成について説明する。図５（Ｂ）は、その他の実施形態としての圧力低減部材４５０の斜視図である。

図５（Ｂ）に示すように、圧力低減部材４５０は、上流側に配設される第一壁部４５２と、第一壁部４５２に対して下流側に配設される第二壁部４５７と、第一壁部４５２と第二壁部４５７とを連結する連結部４５５と、が一体成型された部材である。なお、第一壁部４５２は第１実施形態の圧力低減部材１５０における第一壁部１５２と同様の形状であり、連結部４５５は圧力低減部材１５０の連結部１５５と同様の形状であるため、各部の形状に関する詳細な説明を省略する。また、第二壁部４５７は、第１実施形態の圧力低減部材１５０における第二壁部１５７と同様に側面の上流側から下流側に亘った溝である３つの溝部４５９ａ〜４５９ｃが形成されているものの、第二壁部１５７と異なり、全体が略円柱状となるような形状である。このような圧力低減部材４５０を備える射出ミキシングノズルによれば、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００と同様に、第二壁部４５７が先端部の内周面に嵌合することにより下流側への移動が規制されていても、圧力低減部材４５０を通路部の先端部が取付けられていた側（下流側）から抜き出すことができる。したがって、このような射出ミキシングノズルであっても、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００と同様の作用および効果を奏することができ、特に、従来品に比べ樹脂材料を変更するときの作業を容易にすることができる。

さらに、上述した実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００において、樹脂通路Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃ，Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃは３つとしたが、４つ以上の複数の樹脂通路が形成されていてもよく、延いては、最も下流側に配設される壁部が網目状の構造となっていてもよい。例えば、射出ミキシングノズルにおいて、最も下流側に配設される壁部よりも上流側に配設される壁部により十分に溶融樹脂Ｙの樹脂圧が低減されていれば、最も下流側に配設される壁部にて樹脂圧を低減させる必要性を低くすることができ、最も下流側に配設される壁部に４つ以上の樹脂通路を形成したり、綱目状の構造としたりしてもよい。このような射出ミキシングノズルであっても、上述の実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００と同様の作用および効果を奏することができ、特に、糸引き等の不具合の発生を抑制することができる。

またさらに、上述した実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００において、圧力低減部材１００，２００は、複数の壁部１５２，１５７，２５２ａ〜２５２ｃ，２５７と、１つまたは複数の連結部１５５，２５５ａ〜２５５ｃと、が一体成型されたものとして説明したが、各壁部と連結部とは各々成型されたものであって、組み合されて一体として構成されたものであってもよい。またそして、上述した実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００において、圧力低減部材１００は壁部が２つであり、圧力低減部材２００は壁部が４つであったが、この壁部の数はこれに限定されず、樹脂部材や射出成型機等に応じて、３つまたは５つ以上であってもよい。さらにそして、上述した実施形態の射出ミキシングノズル１００，２００において、圧力低減部材１５０，２５０の第一壁部１５２，２５２ａ、第二壁部２５２ｂ、第三壁部２５２ｃの側面部に、上流側から下流側に亘った複数の溝部（例えば、３つの溝部）が形成されていてもよい。このような溝部が形成されていると、これらの壁部と樹脂通路１２２との空隙が大きくなり、より多くの溶融樹脂Ｙを下流側に供給することができる。

以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

１… 射出成型機、２…シリンダ（加熱シリンダ）、３…射出ミキシングノズル、４…ヒータ（加熱シリンダ）、１００，２００…射出ミキシングノズル、１１０…ノズルボディ、１２０…通路部（ボディ通路部）、１３０…先端部（放出口部）、１２２，１３２…樹脂通路、１３１…放出口、１５０，２５０…圧力低減部材、１５２，２５２ａ…第一壁部、１５５…連結部、１５７…第二壁部、２５２ｂ…第二壁部（第一壁部）、２５２ｃ…第三壁部（第一壁部）、２５５ｂ…第二連結部（連結部）、２５５ｃ…第三連結部（連結部）、２５７…第四壁部（第二壁部）、Ｐ１１，Ｐ２１ａ〜Ｐ２１ｃ…樹脂通路（空隙）、Ｖ１，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃ…空間（混錬空間）、Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃ，Ｐ２２ａ〜Ｐ２２ｃ…樹脂通路（壁通路）。

Claims (4)

1. 射出成形機における加熱シリンダの先端部分に取付けられ、前記加熱シリンダから送られる溶融樹脂を通過させる樹脂通路、及び前記樹脂通路の先端に形成され前記溶融樹脂を射出させる放出口を有するノズルボディと、
   前記ノズルボディの前記樹脂通路内に配設され、前記加熱シリンダ側から加えられる前記溶融樹脂の圧力を低減する圧力低減部材と、
   を備え、
   前記圧力低減部材は、
   外周の長さが前記樹脂通路の内周の長さに比べて短くなるように形成されているとともに、前記樹脂通路を仕切る第一壁部と、
   前記第一壁部に比べて前記樹脂通路の下流側に設けられ、外周面が前記樹脂通路の内周面に当接することによって前記樹脂通路を仕切る第二壁部と、
   を有し、
   前記ノズルボディに配設されることによって、
   前記第一壁部の外周面と前記樹脂通路の内周面との間の空隙と、
   前記第一壁部と前記第二壁部とによって挟まれた空間であって、前記空隙を通過した前記溶融樹脂が混錬される混錬空間と、
   前記混錬空間から前記第二壁部の下流側に前記溶融樹脂が送出されるための壁通路と、
   を形成する
   ことを特徴とする射出ミキシングノズル。
2. 請求項１に記載の射出ミキシングノズルにおいて、
   前記圧力低減部材は、
   前記空隙を前記第一壁部の周囲に亘って形成するように、前記第二壁部が前記樹脂通路の内周面に当接される
   ことを特徴とする射出ミキシングノズル。
3. 請求項１または請求項２に記載の射出ミキシングノズルにおいて、
   前記圧力低減部材は、
   前記第一壁部に近い部分の外周が前記第二壁部に近い部分の外周に比べて長くなるように形成されており、前記第一壁部と前記第二壁部とを連結する連結部、
   を有する
   ことを特徴とする射出ミキシングノズル。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれかに記載の射出ミキシングノズルにおいて、
   前記ノズルボディは、
   前記樹脂通路を形成するボディ通路部と、
   前記ボディ通路部に対して着脱可能に設けられ、前記ボディ通路部から連通されることで前記樹脂通路を形成するとともに前記放出口が形成された放出口部と、
   を有し、
   前記圧力低減部材は、前記第二壁部が前記放出口部の内周面に当接する
   ことを特徴とする射出ミキシングノズル。