JP3720077B2 - 射出成形用ノズル - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は射出成形装置に係り、特に取り外し可能な外部カラー部を有する射出成形用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
溶融材料をゲートに導くための中心孔を形成した射出成形用ノズルはよく知られている。通常、熱可塑性材料を成形するノズルには金型が冷却されることへの備えとして溶融材料を加熱する電熱線が備えられる。一方、熱硬化性材料を成形するノズルには金型が加熱されることに伴い、冷却が必要とされている。
【0003】
このノズルにはフランジを備えた外部カラー部が形成される。金型への装着は金型の開口に形成した環状シート部に外部カラー部のフランジを当接して装着するようにしている。
【0004】
本出願人の所有する米国特許第5235737号明細書に示されるように、従来、ノズルの外部カラー部は一体形のノズルとして内部本体の後端部にろう付けされている。この一体形のノズルは用途によっては利点が多いが、部材同士の一体化のために製造コストが高くなる難点がある。しかも、内部本体が磨耗したとき、あるいは十分な機能が得られなくなったとき、ノズル全体を廃棄しなければならない。さらに、長さの異なるノズルが選ばれることに備えるために完成したノズルを在庫品として常備する必要がある。
【0005】
本発明の目的は外部カラー部を内部本体に取り外し可能に保持するようにした射出成形用ノズルを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも1個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部の該フランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える2個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにしたことを特徴とするものである。
【0007】
【実施例】
図1はマルチキャビティに射出成形装置の一部を示している。この装置は金型14内に装着される数本のノズル12と連絡している分配マニホールド10を有する。通常、金型14には用途に応じて多数のプレートが用いられるが、本実施例においては図の簡略化のためにボルト20で互いに固定されたキャビティプレート16およびバックプレート18のみを示している。
【0008】
分配マニホールド10は一体に設けられる電熱線22によって加熱することができ、金型14は外部から冷却孔24にかけて供給される冷却水によって冷却することが可能である。
【0009】
また、分配マニホールド10はキャビティプレート16とバックプレート18との間に位置決めリング26によって芯出しされており、分配マニホールド10と金型14との間に装着される絶縁スペーサ28によって絶縁空間30が保持される。
【0010】
各ノズル12の中心孔38に溶融材料を導くために分配マニホールド10内で入口部36を貫く入口34から溶融材料通路32が分岐している。ノズル12の中心孔38を通った溶融材料はノズルシール42の中心通路40を経てキャビティプレート16を貫き、キャビティ50にかけて延びるゲート48に流れる。ノズルシール42は中空の内部片44と、ねじを刻んだ外部片46とから構成される。各ノズル12の後端部52は分配マニホールド10の前面54に当接され、前端部56はノズルシール42が装着されるねじを刻んだシート部58を有する。
【0011】
各ノズル12は中心孔38が形成される内部本体62と、これを囲む外部カラー部60とを有する。本実施例の内部本体62はら旋部66を備えた電熱線64を有する。このら旋部66は中空に形成される鋼製の芯部70を囲むベリリウム銅製の熱伝導部68内に鋳込まれる。ら旋部66を確実に熱伝導部68内に鋳込むために芯部70にはねじを刻んだ外面72が形成される。
【0012】
第1のリード部74からノズル12の内部本体62に沿って巻き付けられるら旋部66は第2のリード部76まで戻るように形成される。また、ら旋部66は熱損失の大きいノズル12の後端部52および前端部56の近くで他の部分よりも密に巻かれる。電熱線64の第1および第2のリード部74、76はセラミック製の絶縁体80内で電源(図示せず)から引き込むリード線78と接続するために外方向に延びている。
【0013】
ノズル12は金型14の開口82にノズル12の外面90と金型14の内面92との間に絶縁空間88を保持して装着されている。ノズル12は外部カラー部60のフランジ部84が開口82の環状シート部86に収まるように装着される。また、この位置でノズル12は分配マニホールド10からキャビティプレート16にかけて設けられるボルト94によって確実に固定される。
【0014】
図5を参照してノズル12の組立方法ならびに分解方法について詳しく説明する。外部カラー部60は半円形状の2個のセグメント96、98を有する。これらのセグメント96、98は絶縁体80と共に内部本体62の所定位置に位置決めスナップリング100によって固定される。
【0015】
上記したように、内部本体62は電熱線64のら旋部66が熱伝導部68に鋳込まれて製作される。この内部本体62は後端部52の近くに横断面が矩形となっている環状溝102を有する。外部カラー部60のセグメント96、98は内面が内部本体62と嵌合するように仕上げられ、また、内部本体62の環状溝102と嵌合する内側に突出させた環状(半円形状)フランジ部104、106を有する。このフランジ部104、106により内部本体62が外部カラー部60に対し縦方向に動くのが拘束される。後端部52に近い固定位置でセグメント96、98を装着するとき、端面108と端面110とを、また端面112と端面114とをそれぞれ組み合わせて装着する。このとき、セグメント96、98の一組の端面108、110の間に半径方向に向く開口120を形成するようにそれぞれのノッチ116、118を合わせて組み付ける。この2個のセグメント96、98の間に形成される開口120には絶縁体80のテーパ状の端部122を確実に固定するために端部122に合わせて切り込みを入れる。
【0016】
本実施例では2個のセグメント96、98が同一形状、同一サイズのものとして示されているが、図4に示されるように、運転温度を監視するための熱電対128を通す貫通孔126が穿たれる凸部124を1個のセグメントの内面に設けてもよい。図5には1個のセグメント96に貫通孔126を穿ったものが示されるが、熱電対128の取り付け位置を変えること、あるいは2個の熱電対を設けることが望ましい場合、もう1個のセグメント98にも貫通孔を形成することが可能である。
【0017】
組み立ての際には、初めに、絶縁体80の一対の孔130に電熱線64のリード部74、76を引き込む。次に環状溝102にフランジ104、106を挿入しながら、外部カラー部60のセグメント96、98を内部本体62に取り付け、さらに開口120に絶縁体80の端部122を嵌めて確実に固定する。
【0018】
この後、2個のセグメント96、98を固定するためにセグメント96、98に刻まれた環状溝132にスナップリング100を嵌め込み、すべての要素が所定の位置に固定される。スナップリング100には互いに向き合う端部136にプライヤ(図示せず)を掛けるための2個の小孔134が穿たれており、このためスナップリング100を容易に取り付け、また取り外すことができる。
【0019】
ノズル12は金型へ取り付けられる代わりに需要者への出荷前はこの方法で組み立てる。出荷中、絶縁体80に損傷が生じるようなことがあれば、スナップリング100を取り外し、絶縁体80を交換することも容易である。本実施例のスナップリング100は17−4−PHステンレス鋼のような弾性の高い材料で作られており、内面には互いに距離を保って複数個の接触部138、外面には同様に互いに距離を保って複数個の接触部140がそれぞれ形成される。
【0020】
ノズル12が金型14内に装着されたとき、図1に示されるように、内面側の接触部138はセグメント96、98を囲む環状溝132に装着され、外面側の接触部140はノズル12の外部カラー部60を囲む金型14の円筒状の内面142に当接して置かれる。これにより加熱されるノズル12から冷却される金型14にかけてスナップリング100を通して多量の熱が失われるのを防ぎつつ、金型14の開口82にノズル12の後端部52を正確に位置決めすることができる。
【0021】
電源から延びるリード線78は絶縁体80内で電熱線64のリード部74、76に接続し、止めねじ144で固定される。
【0022】
使用にあたり、組み立てられたノズル12が図1に示されるように金型14内に装着される。分配マニホールド10とノズル12とを予め決められた運転温度に加熱するために分配マニホールド10の電熱線22と、ノズル12の電熱線64とに電気が供給される。射出成形機(図示せず)で加圧されて送られる溶融材料は予め決められたサイクルに従い溶融材料通路32の入口34に流れる。この溶融材料は分配マニホールド10、ノズル12、ノズルシール42およびゲート48を通ってキャビティ50に達する。
【0023】
キャビティ50に満たされた後、適当な充填時間および冷却時間をおき、その後、射出圧力を逃がし、ゲート48での材料の糸引きを避けて減圧する。
【0024】
この後、成形品を取り出すために金型14を開放する。放出完了後、金型14を閉じる。これはキャビティ50の大きさおよび成形される材料の種類から決まるあるサイクル時間を保って連続して繰り返される。
【0025】
スナップリング100に与えられる力は環状溝102内にあるセグメント96、98のフランジ104、106を十分な強さで内部本体62に押し付けることができ、これによりシート部86に装着された外部カラー部60に対し、内部本体62が縦方向へ動くことなく、ノズル12に作用するシール圧力に耐えることが可能である。
【0026】
本発明の他の実施例を図6を参照して説明する。
要素の大部分は上述したものと同一であり、同一要素には同じ符号を用いて示している。本実施例においてはスナップリング100が円形であること、さらにスナップリング100を取り外す工具が掛かり易くするためにセグメント96、98の1個にノッチ146が設けられることを除き、すべて上記実施例と同一の要素からなる。
【0027】
図7も他の実施例を示しており、セグメント96、98を固定するためにスナップリングを用いるのに代えてセグメント96、98を固く締め上げるワイヤ148を用いている。しかし、ワイヤ148を切断することでノズル12の分解そのものは容易であり、ノズル12を再び組み付けるために交換が可能である。また、別の実施例においては分解するために2個のセグメント96、98をてこで簡単に分離できる程度の強さでセグメント96、98同士をスポット溶接で固定してもよい。
【0028】
さらに、ノズル14は電熱線を使用しないことも可能であり、あるいは熱硬化性材料を成形するために冷却するようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は内部本体と外部カラー部とが分離した要素からなり、外部カラー部を固定位置で内部本体が外部カラー部に対して縦方向に動くのを抑える2個のセグメントから構成し、内部本体を囲む固定位置で2個のセグメントを取り外し可能な保持手段で固定するようにしたので、外部カラーを内部本体から容易に取り外すことができ、内部本体だけを交換し、あるいは廃棄する場合など、部分的な交換あるいは廃棄で済ますことが可能であって、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるノズルを組み込んで構成される射出成形装置の断面図。
【図2】本発明によるノズルの斜視図。
【図3】図2に示されるノズルの平面図。
【図4】図3のIV−IV線に沿う断面図。
【図5】図1に示されるノズルの製造方法を示す斜視図。
【図6】本発明の他の実施例に係るノズルの斜視図。
【図7】本発明の他の実施例に係るノズルの斜視図。
【符号の説明】
10 分配マニホールド
12 ノズル
14 金型
60 外部カラー部
62 内部本体
80 絶縁体
96、98 セグメント
100 スナップリング
120 開口
148 ワイヤ

Claims (7)

  1. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも1個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える2個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
    前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の2個の半体からなり、
    前記保持手段が2個の前記セグメントを共に締め付けるために該セグメントを囲む環状溝に装着されるスプリットリングであることを特徴とする射出成形用ノズル。
  2. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも1個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える2個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
    前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の2個の半体からなり、
    前記保持手段が2個の前記セグメントを共に締め付けるために該セグメントを囲む環状溝に固く巻き付けられるワイヤであることを特徴とする射出成形用ノズル。
  3. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも1個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える2個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
    前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の2個の半体からなり、
    前記保持手段が取り外しのために分離可能な2個の前記セグメントの間に施されたスポット溶接であることを特徴とする射出成形用ノズル。
  4. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも1個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える2個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
    前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の2個の半体からなり、
    前記ノズルが前記外部カラー部を貫いて絶縁体内に配置される2本のリード部の間に延びるら旋部を備えた電熱線を有し、前記ら旋部は中空の芯部を囲む熱伝導部内に鋳込まれており、2個の前記セグメントの一組の端部の一つが前記絶縁体の端部を装着するための開口を該外部カラー部を貫くノッチを有し、
    前記絶縁体の該端部がテーパ状に形成され、前記外部カラー部を貫く該開口に固定位置で前記絶縁体を固定するように前記絶縁体の該端部に合わせて切り込みを入れることを特徴とする射出成形用ノズル。
  5. 前記ノズルが装着される前記金型の該開口が前記ノズルの該外部カラー部に隣接する円筒状の内面を有し、前記スプリットリングの内面には互いに距離を保って複数個の接触部および前記スプリットリングの外面には互いに距離を保って複数個の接触部を有し、前記内面側の接触部が2個の前記セグメントを囲む前記環状溝に装着され、前記外面側の接触部が前記金型の該開口に前記ノズルの該後端部を位置決めするように前記金型の該開口の内面に当接して装着されることを特徴とする請求項1記載の射出成形用ノズル。
  6. 一の前記内部本体および前記外部カラー部がそれを囲む環状溝を有し、他の前記内部本体および前記外部カラー部がそれを囲み、固定位置で前記環状溝に装着される環状フランジを備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の射出成形用ノズル。
  7. 前記環状溝および前記環状フランジの断面形状が矩形となっていることを特徴とする請求項6記載の射出成形用ノズル。
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