JP3238515B2 - 数個取射出成形用加熱ノズル - Google Patents
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Description
り、より詳細にはメルト流路の出口の近傍を良く加熱で
きる数個取金型用ノズルに関するものである。
ルドの中に数個の異なるノズルに分岐するメルト通路又
はメルト流路を有することによって可能となった。その
一例が1984年1月10日に本願出願人に付与された
米国特許第4,424,622号明細書に示されてい
る。またノズル自体の中にメルト通路又はメルト流路の
分岐を有することによって数個取金型エッジゲートが提
供されることも周知である。これは1982年8月17
日にゲラートに付与された米国特許第4,344,75
0号明細書に示されている。これらのノズルは一体構造
の電気式発熱体を有するが、メルト通路の異なる分岐部
分と出口に適当に平均化した熱を供給できないという欠
点を有する。これは温度が致命的な多くの材料を成形す
る要請が高まるにつれてより厳しい課題になった。この
問題を解決する努力は1990年にゲラートに付与され
た米国特許第4,921,708号明細書に示されてい
る。この米国特許明細書は離間した多数の伝熱プローブ
を有すると共に各ゲートに心合せされたノズルを示して
いる。メルトはノズルの中央を貫流した後に、各伝達プ
ローブの周囲で外側方向に、かつ、各ゲートを貫くよう
に分岐する。しかしながら、このノズルは全ての応用に
対して充分な熱を供給することができない。またさら
に、広い面積の液状メルトはマニホールドに背圧を加え
るので高圧では漏洩が発生することがある。
は、従来の技術の欠点を少なくとも部分的に解決するた
めに、一体構造の発熱体を有し、この発熱体が各種のメ
ルト流路の出口の付近をより均一に加熱し得る数個取成
形用ノズルを提供することにある。
において解決するために、本発明は固定側型板の堅穴に
嵌め込まれる射出成形用ノズルを提供し、このノズルは
後端部と、前面と、メルト流路とを有し、このメルト流
路はノズルの後端部及び前面を貫いて延びてメルトを後
端部の入口から複数の離間したゲートの方向に送り、こ
のゲートは固定側型板を貫いており、メルト流路は中央
部と複数の対角線状部分とを有し、この中央部は上述の
後端部から縦方向に延び、対角線部分はそれぞれ対角線
状に複数の出口まで延び、これらの各出口は上述のそれ
ぞれ1つのゲートに達するように等間隔で離間してお
り、上述のノズルが一体構造の電気的に絶縁された発熱
体を有し、この発熱体がノズルの後端部に隣接する端子
と、ノズルの中でメルト流路の中央部分を少なくとも部
分的に取り囲むように延びている螺旋形部分とを有する
射出成形ノズルにおいて、発熱体が前部を有し、この前
部がメルト流路の対角線部分の等間隔に離間した出口の
間でノズル前面の横断方向に延び、発熱体の前部が、複
数のアームを備えた予め決められた形状を成し、上述の
各アームが上述の隣接する2つの各出口の間の中程に向
かって半径方向外側に延びるように改良されている。
に以下に行なう説明によって明らかにする。
置を部分的に示す。この部分は本発明の一形態に基いて
一体構造の加熱ノズル10を有する。この射出成形装置
は数個のノズル10にメルトを分配する剛性マニホール
ド12を有するが、他の射出成形装置では、1個のノズ
ルのみを有し、このノズル自体がメルトを後に詳細に説
明するように数個の異なるゲートに分配することも可能
である。各ノズル10は剛性の固定側型板16の中の竪
穴14の中に延びている。説明を容易にするために1個
の固定側型板のみを示したが、勿論、各種のスペーサ、
保持装置もしくは他のタイプのプレート、又は金型の形
状に応じたインサートを設けても差し支えない。この形
態では、各ノズル10が円形の断熱フランジ18を有
し、このフランジ18が心合せ肩部20に突当って竪穴
14の中に収まり、竪穴14はこの竪穴14と加熱ノズ
ル10との間に所要の断熱空間22を形成する形状であ
る。各ノズル10は前面24と後端部26を有し、この
後端部26にメルト分配マニホールド12が接触する。
このマニホールド12は円筒形の入口部分28と電熱式
発熱体30を有するが、これは1992年8月25日に
本願出願人に付与された米国特許第5,142,126
号「一体構造の加熱入口部分を有する射出成形用マニホ
ールド」の明細書の記載と同様である。マニホールド1
2は固定側型板16と可動側取付板32との間で延びる
ように取り付けられる。固定側型板16と可動側取付板
32は冷却水で冷却され、この冷却水はポンプを用いて
冷却水導路34から送られる。リング36はマニホール
ド12と固定側型板16との間に嵌め込まれて、マニホ
ールド12を所要の位置に正確に配置する。断熱性と弾
力性を有する二重スペーサ部材38はマニホールド12
と可動側取付板32との間にピン40で配置される。可
動側取付板32は所要の位置に保持ボルト42で保持さ
れ、保持ボルト42は固定側型板16の中に延びてい
る。可動側取付板32はスペーサ部材38と加熱マニホ
ールド12に力を加え、このマニホールド12はノズル
10を所要の位置に保持している。このようにすれば、
加熱メルト分配マニホールド10は所要の位置に配置保
持され、この所要位置はマニホールドとその近くの冷え
た固定側型板16と可動側取付板12との間に断熱空間
44を形成する。周知のように、この構造は金型の加熱
冷却される構成部品間の実際の鋼と鋼との接触を最小に
して顕著な熱的分離を行なうことができる。
ホールド12の入口部分28の中に延び、外側方向に分
岐して各ノズル10に達し、ここでメルト流路50を通
って延びている。各ノズル10のメルト流路50は中央
部分52と数個の対角線部分54とを有する。中央部分
52は入口56の後端部26から縦方向に延び、対角線
部分54は中央部分52から離間出口58まで対角線状
に外側方向に分岐している。この形態では、出口58が
ノズル10の前面24の周囲に等間隔に離間しており、
それぞれゲート60に達し、ゲート60は固定側型板1
6を貫いて1つのキャビティ62まで延びている。ノズ
ル10を貫くメルト流路50の傾めの各部分54は拡大
受座64を有し、この拡大受座はトーピード66と中空
円筒形の封止装置68を受け入れて保持している。19
91年7月2日に本願出願人に付与された米国特許第
5,028,227号明細書に示してあるように、各ト
ーピード66は外環70と数個の離間したフィン72を
有し、このフィン72はとがった先端部74までテーパ
ー形であり、このとがった先端部74は1つのゲート6
0に整合される。各ノズル10は合せピン76を有し、
合せピン76は固定側型板16の開口部78の中まで延
び、この開口部でカム80により保持されて、トーピー
ド66のとがった先端部74と各ゲート60との整合を
正確に維持する。各封止装置68は1つの受座64の中
に滑動嵌合されて1つのトーピード66を所要の位置に
保持し、固定側型板16の1つのゲート60の周囲で延
びている円形受座82に接触して、断熱空間22の中へ
の加圧メルトの漏洩を防止している。各封止装置68は
着脱可能の円形フランジ84を有し、このフランジ84
は付加的な強度を与えるものであり、トーピード66交
換用の適当な工具で受座64から取り出される。
れた発熱体86によって加熱されるものであり、図3を
参照して製造する方法を説明する。発熱体86はニッケ
ルカドミウム抵抗線88を有し、このニクロム線88は
鋼製ケーシング92の中の耐火物粉末90、例えば酸化
マグネシウムを貫いて延びている。このニクロム線はノ
ズル10の中に一体になるようにろう付けされて螺旋形
部分94を有し、この螺旋形部分94はメルト流路50
の中央部分52を取り囲んで外部電気端子96まで延び
ている。この端子96は1989年6月13日にゲラー
トに付与された米国特許第4,837,925号明細書
に記載されていると同様に多数の構成部品から成り外部
電源(図示せず)からのリード線98をねじ止め接続す
ることができる。発熱体86はさらに前部100を有
し、この前部100はノズル10の前面24に隣接して
横断方向に予め決められた形状で延びている。この形態
では、メルト流路50は4つの出口58を有し、この出
口58はノズル10の前面24の周囲で等間隔に離間さ
れている。発熱体86は対角線方向の前端部102を形
成し得る長さに切られて、その内部の抵抗線88が露出
される。その次にこの抵抗線は、使用前にその前端部1
02の近傍が予め決められた形状に曲げられて前部10
0が形成される。図3に示すように、この形態では、前
部100が2つの層104と4本の半径方向に延びたア
ーム106から成っている。この前部100は整合溝1
08の中に挿入され、この溝108はノズル10の前面
24に機械加工により形成されている。このようにすれ
ば、各アーム106が、発熱体86の前部100は、隣
接した2つの各出口58の間の中程に向かって延びるよ
う、メルト流路50の4つの出口58の間で延びる。こ
の構造はメルト流路の出口58の近傍をよりよく加熱で
き、加えた熱が、出口58の間で均一に平均化する。ノ
ズル10は外面110を有し、外面110はテーパ部分
112を有する。発熱体86は前部100から挿入され
てノズル10の中の縦の穴114を貫いて延び、その後
にノズルの外面110の周囲の螺旋溝115に巻き付け
られて発熱体86の螺旋部分94を形成する。中空の充
填管(図示せず)が、溝108がノズル10の前面24
で交差するところに取り付けられ、ニッケル合金を受け
入れる。その後に、ノズル10が回分方式で真空炉の中
に入れられる。この炉はニッケル合金の融点まで徐々に
加熱されるので、全ての酸素をほぼ完全に除去するため
に比較的高い真空度まで減圧される。この真空はニッケ
ル合金の融点に達するよりもかなり前に、アルゴン又は
窒素ガス等の不活性ガスが送り込まれて部分的に破られ
る。ニッケル合金は溶融時に毛管作用で流れ落ちて発熱
体86を溝108,112の中に一体にろう付けし、ノ
ズル10の他の部品も一緒に一体にろう付けされる。こ
の真空炉内でのろう付けはニッケル合金を鋼製部品に金
属接着させることができ、この金属接着が発熱体86か
らの熱伝達効率を向上させる。勿論、ニッケル合金は抵
抗線88の対角線部分の前端部102に接触してこれを
溶融させ、この前端部102は発熱体86を電気的に接
地させる。各ノズルにはさらに縦に延びた熱電対の穴1
16も設けられて、メルト流路50の出口58の近傍の
操作温度を監視する熱電対線118が着脱可能に挿入さ
れる。
うに組み立てられる。電力はマニホールド12の中の発
熱体30とノズル10の中の発熱体86に加えられて、
これらの発熱体を予め決められた操作温度に加熱する。
その後に成形機(図示せず)からの加圧メルトが、予め
決められたサイクルに基き、従来の方法で、共通の入口
48からメルト流路46の中に射出される。この形態で
は、加圧メルトはまず最初にマニホールド12の中に分
流し、その後に各ノズル10の中に分流し、ゲート60
まで流れてキャビティ62を充填する。キャビティ62
が充填された後に、射出圧が充填のために短時間保持さ
れた後に除去される。短い冷却時間を置いて金型が開か
れて成形された製品が取り出される。製品取出しの後
に、金型が閉じられ、キャビティ62再充填のための射
出圧が再び加えられる。このサイクルはキャビティの寸
法及び形状と成形する材料のタイプに応じた周期で連続
的に反復される。各ノズル10の中のメルト流路50の
対角線部分54を分岐させ、発熱体86の前部100を
出口58の間に配置することによって、出口58付近の
メルトを付加的に加熱し、この熱を各種の対角線部分5
4の間で均一に平均化させることができる。
説明する。この形態の殆ど全ての構成要素は既に説明し
た形態の構成要素と同様であるから、この2つの形態に
共通の構成要素をおなじ参照符号を用いて説明する。こ
の第2の形態では、ノズル10は形状が若干異なり、前
面24の近傍の周囲で延びた傾斜面120を有する。メ
ルト流路50の対角線部分54は中央部分52から出口
58まで外側方向に分岐し、出口58は傾斜面120の
周囲に等間隔に離間している。この形態では、封止装置
がゲートインサート122によって形成され、ゲートイ
ンサート122が各出口58を取り囲む受座64の中に
嵌め込まれている。図に示すように、各ゲートインサー
ト122はゲート60を有し、ゲート60は角度をなし
て延びて数個取金型のエッジゲートを形成している。穴
110は小さい角度で延び、発熱体86の前部100は
寸法が第1の形態と若干異なっている。受座64とゲー
トインサート122は螺合され、ゲートインサート12
2はこのゲートインサートを所要の位置に緊結するため
の六角形部分124を有する。この形態の他の説明及び
操作は上述の第1の形態と同様であり、繰り返して記述
するまでもない。
ノズルは発熱体に前部が設けられ、この前部がメルト流
路の対角線部分の等間隔に離間された出口の間で、複数
のアームを備えた予め決められた形状でノズルの前面に
て横断方向に延ばされ、上述のアームがそれぞれ上述の
2つの隣接する各出口の間の中程に向かって半径方向外
側に延ばされているので、どのように応用されても各種
のメルト流路の出口付近をより均一に加熱し得る利点を
有する。
形態について行なったが、当業者が理解し得るように本
発明の範囲を逸脱することなく各種の改良が可能なこと
は明らかであり、その改良は本発明に含まれる。
射出成形装置の部分断面図。
ルの前面を示す図。
Claims (6)
- 【請求項1】固定側型板の竪穴に嵌め込まれる射出成形
ノズルであり、該ノズルが、後端部と、前面と、該後端
部及び該前面を貫くように延びてメルトを該後端部の入
口から固定側型板を貫いて延びた複数の離間したゲート
の方向に送るメルト流路とを有し、該メルト流路が中央
部と複数の対角線部分とを有し、該中央部が後端部から
縦方向に延び、前記対角線部分がそれぞれ複数の出口ま
で対角線状に外側方向に分岐し、前記各出口が前記各ゲ
ートに達するように等間隔に離間しており、前記ノズル
が一体構造の電気的に絶縁された発熱体を有し、該発熱
体が、前記ノズルの後端部に隣接する端子と、メルト流
路の中央部を少なくとも部分的に取り囲んでノズルの中
で延びた螺旋部分とを有する射出成形用ノズルにおい
て、 発熱体が、メルト流路の対角線部分の等間隔に離された
出口の間で前記ノズルの前面に隣接して横断方向に延び
た前部を有し、該発熱体の前部が、複数のアームを備え
た予め決められた形状を成し、前記各アームが、前記隣
接する2つの各出口の間の中程に向かって半径方向外側
に延びる射出成形ノズル。 - 【請求項2】メルト流路の対角線部分の出口が、ノズル
の前面の周囲に等間隔に離間して成る請求項1記載の射
出成形ノズル。 - 【請求項3】ノズルが、前面に隣接する1つ以上の傾斜
面を有し、メルト流路の対角線部分が、傾斜面の周囲で
等間隔に離間して成る請求項1記載の射出成形ノズル。 - 【請求項4】発熱体の前部が、ノズルの前面の溝に一体
にろう付けされて成る請求項1記載の射出成形ノズル。 - 【請求項5】発熱体の前部が、ノズルの前面の溝に挿入
された2つの層を有して成る請求項4記載の射出成形ノ
ズル。 - 【請求項6】メルト流路の各対角線部分が、出口に隣接
する拡大受座を有し、該受座に中空の封止装置が心合せ
されて挿入され、該封止装置が隣接する固定側型板に封
止接触するように延びて成る請求項1記載の射出成形ノ
ズル。
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