JP3813527B2 - ホットランナ金型の型内ノズル構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製の成型品を成形する際に用いるホットランナ金型の型内ノズル構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の型内ノズル構造の説明図であり、型内ノズル構造は、金型１０１内に型内ノズル本体１０２を配置し、この型内ノズル本体１０２の中央に溶融した樹脂１０３を導く流路１０４，１０５を形成し、型内ノズル本体１０２の外周面１０６に加熱手段１０７を取付けた構造で、加熱手段１０７により流路１０４の樹脂１０３を所定温度に保ち、流路１０４内で凝固するのを防止することができるというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記に示す構造では、金型１０１から成形品を離した際に糸引きを起こす場合がある。次図で従来の型内ノズル構造に起因する糸引きを説明する。
図６は従来の型内ノズル構造の課題を説明する図である。
金型から成形品１０８を矢印方向に離す際に、ランナ部１０９に糸引き１１１が生じるとともに、流路１０４内の溶融した樹脂１０３の先端１１２にも糸引き１１３が生じる。この樹脂が糸状に延びた糸引き１１３は成形の際に成形品に介在して成形不良の原因となる。
糸引き１１１、１１３を防止するためには、樹脂１０３の温度制御を細かく行ったり、弁による制御も考えられるが構造が複雑になり金型の生産コストが嵩む。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、糸引きの発生を防止し、金型の生産コストを抑えたホットランナ金型の型内ノズル構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、キャビテイに臨むゲートまたはランナに型内ノズルを配置し、この型内ノズルを加熱手段で加熱するようにしたホットランナ金型において、型内ノズルは、ノズル外周面に加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えるとともに、先端側に開けられて、溶融した樹脂を供給するテーパ孔であるランナを備え、断熱溝は、型内ノズルの先端側に形成されるとともに、ランナの位置するノズル外周面に形成されて、加熱手段の熱が先端のランナに伝わるのを抑え、伝熱リングは、型内ノズルの先端で且つ、ランナの位置するノズル外周面に取付けられるとともに、型内ノズルを嵌めるノズル取付け穴に外面の嵌合面が熱膨張で密着してノズル先端のランナの熱を金型側へ逃がすようにしたことを特徴とする。
【０００６】
型内ノズルでは、ノズル外周面に断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えることで、断熱溝で加熱手段の熱がノズルの先端に向かうのを抑え、伝熱リングでノズル先端の熱を金型側へ逃がす。この結果、ノズル先端側の樹脂を効果的に冷却することができ、成形品をノズル先端から離す際に、成形品と型内ノズルの先端との間で糸引きは発生しない。
また、型内ノズルは、加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングとを備えた構成なので、構成は簡単である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るホットランナ金型の側面図であり、ホットランナ金型１０は、樹脂成形品１１を造るための型で、固定金型１２と、この固定金型１２に嵌合する可動金型１３と、からなり、射出成形機１４に取付けて樹脂成形品１１を成形する。
【０００８】
射出成形機１４は、架台１６と、この架台１６に配置した押出し機１７と、型締め機構１８とを備える。
型締め機構１８は、固定盤２１と、この固定盤２１に取付けたタイバー２２・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）と、これらのタイバー２２・・・にスライド可能に取付けた可動盤２３とを有し、可動盤２３を矢印▲１▼の如くスライドさせて可動盤２３に取付けた可動金型１３を二点鎖線で示すように所定圧力で型閉する。また、矢印▲２▼の方向に可動盤２３をスライドさせて可動金型１３を実線に示す位置まで戻して型開を行う。
【０００９】
固定金型１２は、本体２４内に設けた押出し機１７に連通するランナ部材２５と、このランナ部材２５に接続する型内ノズル２６と、この型内ノズル２６に連通するランナ２７と、このランナ２７および図に示していないゲートに連通する型面２８を有する。２９は型面２８と可動金型１３とで形成するキャビテイを示す。
【００１０】
図２は図１の２部詳細図であり、型内ノズル２６を示す。
型内ノズル２６は、ノズル本体３１の端にランナ部材２５に接続するフランジ部３２を形成し、ノズル本体３１の中央に流路３３を形成するとともに、ランナ３４を形成し、ノズル外周面３５に加熱手段３６、断熱溝３７および伝熱リング３８を樹脂の流れ方向（矢印▲３▼の方向）に順に設けたものである。４１はフランジ部３２のシート面、４２はノズル本体３１の先端４３のシート面、４４は固定金型１２に形成したノズル取付け穴を示す。
ノズル本体３１の材質は、炭素鋼であり、例えば、Ｓ４５Ｃである。
【００１１】
流路３３は、内径をＤに設定し、先端に絞り部４５を形成し、絞り部４５の内径をＤｓに設定した。
ランナ３４は、絞り部４５から連続するテーパ孔で、テーパの角度をθに設定した。テーパ孔および絞り部４５を形成することで、型開の際に成形品を絞り部４５から切り離すことができる。
加熱手段３６は、バンドヒータであり、容量をＱに設定し、流路３３側を加熱する。
【００１２】
断熱溝３７は、絞り部４５の近傍で且つノズル本体３１の外周面３５に形成したもので、深さをＭ、幅をＢに設定した。
伝熱リング３８は、内面にノズル本体３１のおねじにねじ込むめねじを形成し、外面にノズル取付け穴４４に密着する嵌合面４６を形成したものである。
伝熱リング３８の材質は、例えば、アルミニウム（合金を含む）または銅（合金を含む）である。
【００１３】
ここで、型内ノズル２６の流路３３側の温度をＴｎとし、固定金型１２の温度をＴｆとしたときに、型内ノズル２６の先端４３側の温度はＴｔ、伝熱リング３８の温度はＴｒである。このときの固定金型１２の温度Ｔｆは、Ｔｆ＜Ｔｒ＜Ｔｔ＜Ｔｎである。
【００１４】
次に、型内ノズル２６の組付け要領を簡単に説明する。
まず、ノズル本体３１の外周面３５に加熱手段３６を取付け、引き続き、ノズル本体３１に伝熱リング３８をねじ込んで取付ける。その次に、固定金型１２のノズル取付け穴４４にノズル本体３１とともに伝熱リング３８を嵌める。最後に、ランナ部材２５を取付け、シート面４１，４２を押圧して密着させる。
【００１５】
図３は図２の３−３線断面図であり、固定金型１２のノズル取付け穴４４に伝熱リング３８の外面の嵌合面４６を密着させたことを示す。このように、伝熱リング３８は成形中に熱膨張してノズル取付け穴４４に密着するので、隙間の発生を防止することができる。
【００１６】
以上に述べたホットランナ金型の型内ノズル構造の作用を次に説明する。
図４は本発明に係るホットランナ金型の型内ノズル構造の作用図である。
型内ノズル２６の流路３３内の樹脂５１は矢印▲４▼の如く流れ、ランナ３４，２７を介してキャビテイ２９（図１参照）を満たした後、キャビテイおよびランナ３４，２７で凝固を始める。その際、型内ノズル２６では、ノズル本体３１の外周面３５に設けた加熱手段３６で絞り部４５近傍を矢印▲５▼，▲５▼の如く加熱することにより、樹脂５１に熱を伝達し、流路３３内の樹脂５１を所定温度に保持することができ、樹脂５１の温度低下を抑えて凝固を防ぐことができる。
【００１７】
また、型内ノズル２６では、ノズル本体３１の外周面３５に断熱溝３７を設けることで、先端４３と加熱手段３６との間におけるノズル本体３１の表面積を大きくし、先端４３側への熱の伝導を抑えることができる。この結果、型内ノズル２６の先端４３側の温度上昇を抑えることができる。
【００１８】
さらに、ノズル本体３１の先端４３の外周面３５に伝熱リング３８を設けると、伝熱リング３８と固定金型１２との密着によって型内ノズル２６の先端４３は固定金型１２と一体的になるので、先端４３側の熱は矢印▲５▼，▲５▼の如く固定金型１２に伝導し、先端４３側の温度Ｔｔを流路３３側の温度Ｔｎより下げることができる。従って、ランナ３４内の溶融した樹脂５１を効率よく冷却することができ、糸引きの発生を防止することができる。
【００１９】
図４に示すように、型内ノズル２６は、加熱手段３６と、断熱溝３７と、伝熱リング３８とを備えた構成であり、構成が簡単で金型の生産コストを抑えることができる。
【００２０】
伝熱リング３８の材質には、ノズル本体３１の材質より熱伝導率の高い材料のアルミニウム（合金を含む）または銅（合金を含む）を用いることで、熱伝導の向上を図り、固定金型１２へ型内ノズル２６の先端４３の熱を効率的に伝えることができる。
【００２１】
尚、本発明の実施の形態に示した図２の固定金型１２のランナ２７に型内ノズル２６を接続したが、樹脂成形品の形態によってはゲートに型内ノズル２６を接続してもよい。
断熱溝３７の形状は任意である。
ノズル本体３１に伝熱リング３８をねじ込んだが、ねじの有無は任意である。
伝熱リング３８の近傍の金型に金型冷却の媒体を流すことも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、ホットランナ金型のキャビテイに臨むゲートまたはランナに配置した型内ノズルは、ノズル外周面に加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えるとともに、先端側に開けられて、溶融した樹脂を供給するテーパ孔であるランナを備え、断熱溝は、型内ノズルの先端側に形成されるとともに、ランナの位置するノズル外周面に形成されて、加熱手段の熱がノズルの先端のランナに伝わるのを抑え、伝熱リングは、型内ノズルの先端で且つ、ランナの位置するノズル外周面に取付けられるとともに、型内ノズルを嵌めるノズル取付け穴に外面の嵌合面が熱膨張で密着してノズル先端のランナの熱を金型側へ逃がすようにした。この結果、ノズル先端のランナ内の溶融した樹脂を効果的に冷却することができ、成形品をノズル先端のランナから離す際に、成形品と型内ノズルの先端のランナとの間での糸引きの発生を防止するこができる。
また、型内ノズルは、加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングとを備えた構成なので、構成が簡単で金型の生産コストを抑えることができる。
さらに、伝熱リングは、成形中に熱膨張してノズル取付け穴に密着するので、隙間の発生を防止することができる。その結果、伝熱リングと固定金型との密着によって、先端側の熱は固定金型に伝導し、ランナ内の溶融した樹脂を効率よく冷却することができ、糸引きの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホットランナ金型の側面図
【図２】図１の２部詳細図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明に係るホットランナ金型の型内ノズル構造の作用図
【図５】従来の型内ノズル構造の説明図
【図６】従来の型内ノズル構造の課題を説明する図
【符号の説明】
１０…ホットランナ金型、２６…型内ノズル、２７…固定金型のランナ、２９…キャビテイ、３４…型内ノズルのランナ、３５…ノズル外周面、３６…加熱手段、３７…断熱溝、３８…伝熱リング、４３…ノズルの先端。
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製の成型品を成形する際に用いるホットランナ金型の型内ノズル構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の型内ノズル構造の説明図であり、型内ノズル構造は、金型１０１内に型内ノズル本体１０２を配置し、この型内ノズル本体１０２の中央に溶融した樹脂１０３を導く流路１０４，１０５を形成し、型内ノズル本体１０２の外周面１０６に加熱手段１０７を取付けた構造で、加熱手段１０７により流路１０４の樹脂１０３を所定温度に保ち、流路１０４内で凝固するのを防止することができるというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記に示す構造では、金型１０１から成形品を離した際に糸引きを起こす場合がある。次図で従来の型内ノズル構造に起因する糸引きを説明する。
図６は従来の型内ノズル構造の課題を説明する図である。
金型から成形品１０８を矢印方向に離す際に、ランナ部１０９に糸引き１１１が生じるとともに、流路１０４内の溶融した樹脂１０３の先端１１２にも糸引き１１３が生じる。この樹脂が糸状に延びた糸引き１１３は成形の際に成形品に介在して成形不良の原因となる。
糸引き１１１、１１３を防止するためには、樹脂１０３の温度制御を細かく行ったり、弁による制御も考えられるが構造が複雑になり金型の生産コストが嵩む。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、糸引きの発生を防止し、金型の生産コストを抑えたホットランナ金型の型内ノズル構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、キャビテイに臨むゲートまたはランナに型内ノズルを配置し、この型内ノズルを加熱手段で加熱するようにしたホットランナ金型において、型内ノズルは、ノズル外周面に加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えるとともに、先端側に開けられて、溶融した樹脂を供給するテーパ孔であるランナを備え、断熱溝は、型内ノズルの先端側に形成されるとともに、ランナの位置するノズル外周面に形成されて、加熱手段の熱が先端のランナに伝わるのを抑え、伝熱リングは、型内ノズルの先端で且つ、ランナの位置するノズル外周面に取付けられるとともに、型内ノズルを嵌めるノズル取付け穴に外面の嵌合面が熱膨張で密着してノズル先端のランナの熱を金型側へ逃がすようにしたことを特徴とする。
【０００６】
型内ノズルでは、ノズル外周面に断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えることで、断熱溝で加熱手段の熱がノズルの先端に向かうのを抑え、伝熱リングでノズル先端の熱を金型側へ逃がす。この結果、ノズル先端側の樹脂を効果的に冷却することができ、成形品をノズル先端から離す際に、成形品と型内ノズルの先端との間で糸引きは発生しない。
また、型内ノズルは、加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングとを備えた構成なので、構成は簡単である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るホットランナ金型の側面図であり、ホットランナ金型１０は、樹脂成形品１１を造るための型で、固定金型１２と、この固定金型１２に嵌合する可動金型１３と、からなり、射出成形機１４に取付けて樹脂成形品１１を成形する。
【０００８】
射出成形機１４は、架台１６と、この架台１６に配置した押出し機１７と、型締め機構１８とを備える。
型締め機構１８は、固定盤２１と、この固定盤２１に取付けたタイバー２２・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）と、これらのタイバー２２・・・にスライド可能に取付けた可動盤２３とを有し、可動盤２３を矢印▲１▼の如くスライドさせて可動盤２３に取付けた可動金型１３を二点鎖線で示すように所定圧力で型閉する。また、矢印▲２▼の方向に可動盤２３をスライドさせて可動金型１３を実線に示す位置まで戻して型開を行う。
【０００９】
固定金型１２は、本体２４内に設けた押出し機１７に連通するランナ部材２５と、このランナ部材２５に接続する型内ノズル２６と、この型内ノズル２６に連通するランナ２７と、このランナ２７および図に示していないゲートに連通する型面２８を有する。２９は型面２８と可動金型１３とで形成するキャビテイを示す。
【００１０】
図２は図１の２部詳細図であり、型内ノズル２６を示す。
型内ノズル２６は、ノズル本体３１の端にランナ部材２５に接続するフランジ部３２を形成し、ノズル本体３１の中央に流路３３を形成するとともに、ランナ３４を形成し、ノズル外周面３５に加熱手段３６、断熱溝３７および伝熱リング３８を樹脂の流れ方向（矢印▲３▼の方向）に順に設けたものである。４１はフランジ部３２のシート面、４２はノズル本体３１の先端４３のシート面、４４は固定金型１２に形成したノズル取付け穴を示す。
ノズル本体３１の材質は、炭素鋼であり、例えば、Ｓ４５Ｃである。
【００１１】
流路３３は、内径をＤに設定し、先端に絞り部４５を形成し、絞り部４５の内径をＤｓに設定した。
ランナ３４は、絞り部４５から連続するテーパ孔で、テーパの角度をθに設定した。テーパ孔および絞り部４５を形成することで、型開の際に成形品を絞り部４５から切り離すことができる。
加熱手段３６は、バンドヒータであり、容量をＱに設定し、流路３３側を加熱する。
【００１２】
断熱溝３７は、絞り部４５の近傍で且つノズル本体３１の外周面３５に形成したもので、深さをＭ、幅をＢに設定した。
伝熱リング３８は、内面にノズル本体３１のおねじにねじ込むめねじを形成し、外面にノズル取付け穴４４に密着する嵌合面４６を形成したものである。
伝熱リング３８の材質は、例えば、アルミニウム（合金を含む）または銅（合金を含む）である。
【００１３】
ここで、型内ノズル２６の流路３３側の温度をＴｎとし、固定金型１２の温度をＴｆとしたときに、型内ノズル２６の先端４３側の温度はＴｔ、伝熱リング３８の温度はＴｒである。このときの固定金型１２の温度Ｔｆは、Ｔｆ＜Ｔｒ＜Ｔｔ＜Ｔｎである。
【００１４】
次に、型内ノズル２６の組付け要領を簡単に説明する。
まず、ノズル本体３１の外周面３５に加熱手段３６を取付け、引き続き、ノズル本体３１に伝熱リング３８をねじ込んで取付ける。その次に、固定金型１２のノズル取付け穴４４にノズル本体３１とともに伝熱リング３８を嵌める。最後に、ランナ部材２５を取付け、シート面４１，４２を押圧して密着させる。
【００１５】
図３は図２の３−３線断面図であり、固定金型１２のノズル取付け穴４４に伝熱リング３８の外面の嵌合面４６を密着させたことを示す。このように、伝熱リング３８は成形中に熱膨張してノズル取付け穴４４に密着するので、隙間の発生を防止することができる。
【００１６】
以上に述べたホットランナ金型の型内ノズル構造の作用を次に説明する。
図４は本発明に係るホットランナ金型の型内ノズル構造の作用図である。
型内ノズル２６の流路３３内の樹脂５１は矢印▲４▼の如く流れ、ランナ３４，２７を介してキャビテイ２９（図１参照）を満たした後、キャビテイおよびランナ３４，２７で凝固を始める。その際、型内ノズル２６では、ノズル本体３１の外周面３５に設けた加熱手段３６で絞り部４５近傍を矢印▲５▼，▲５▼の如く加熱することにより、樹脂５１に熱を伝達し、流路３３内の樹脂５１を所定温度に保持することができ、樹脂５１の温度低下を抑えて凝固を防ぐことができる。
【００１７】
また、型内ノズル２６では、ノズル本体３１の外周面３５に断熱溝３７を設けることで、先端４３と加熱手段３６との間におけるノズル本体３１の表面積を大きくし、先端４３側への熱の伝導を抑えることができる。この結果、型内ノズル２６の先端４３側の温度上昇を抑えることができる。
【００１８】
さらに、ノズル本体３１の先端４３の外周面３５に伝熱リング３８を設けると、伝熱リング３８と固定金型１２との密着によって型内ノズル２６の先端４３は固定金型１２と一体的になるので、先端４３側の熱は矢印▲５▼，▲５▼の如く固定金型１２に伝導し、先端４３側の温度Ｔｔを流路３３側の温度Ｔｎより下げることができる。従って、ランナ３４内の溶融した樹脂５１を効率よく冷却することができ、糸引きの発生を防止することができる。
【００１９】
図４に示すように、型内ノズル２６は、加熱手段３６と、断熱溝３７と、伝熱リング３８とを備えた構成であり、構成が簡単で金型の生産コストを抑えることができる。
【００２０】
伝熱リング３８の材質には、ノズル本体３１の材質より熱伝導率の高い材料のアルミニウム（合金を含む）または銅（合金を含む）を用いることで、熱伝導の向上を図り、固定金型１２へ型内ノズル２６の先端４３の熱を効率的に伝えることができる。
【００２１】
尚、本発明の実施の形態に示した図２の固定金型１２のランナ２７に型内ノズル２６を接続したが、樹脂成形品の形態によってはゲートに型内ノズル２６を接続してもよい。
断熱溝３７の形状は任意である。
ノズル本体３１に伝熱リング３８をねじ込んだが、ねじの有無は任意である。
伝熱リング３８の近傍の金型に金型冷却の媒体を流すことも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、ホットランナ金型のキャビテイに臨むゲートまたはランナに配置した型内ノズルは、ノズル外周面に加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えるとともに、先端側に開けられて、溶融した樹脂を供給するテーパ孔であるランナを備え、断熱溝は、型内ノズルの先端側に形成されるとともに、ランナの位置するノズル外周面に形成されて、加熱手段の熱がノズルの先端のランナに伝わるのを抑え、伝熱リングは、型内ノズルの先端で且つ、ランナの位置するノズル外周面に取付けられるとともに、型内ノズルを嵌めるノズル取付け穴に外面の嵌合面が熱膨張で密着してノズル先端のランナの熱を金型側へ逃がすようにした。この結果、ノズル先端のランナ内の溶融した樹脂を効果的に冷却することができ、成形品をノズル先端のランナから離す際に、成形品と型内ノズルの先端のランナとの間での糸引きの発生を防止するこができる。
また、型内ノズルは、加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングとを備えた構成なので、構成が簡単で金型の生産コストを抑えることができる。
さらに、伝熱リングは、成形中に熱膨張してノズル取付け穴に密着するので、隙間の発生を防止することができる。その結果、伝熱リングと固定金型との密着によって、先端側の熱は固定金型に伝導し、ランナ内の溶融した樹脂を効率よく冷却することができ、糸引きの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホットランナ金型の側面図
【図２】図１の２部詳細図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明に係るホットランナ金型の型内ノズル構造の作用図
【図５】従来の型内ノズル構造の説明図
【図６】従来の型内ノズル構造の課題を説明する図
【符号の説明】
１０…ホットランナ金型、２６…型内ノズル、２７…固定金型のランナ、２９…キャビテイ、３４…型内ノズルのランナ、３５…ノズル外周面、３６…加熱手段、３７…断熱溝、３８…伝熱リング、４３…ノズルの先端。
Claims (1)
- キャビテイに臨むゲートまたはランナに型内ノズルを配置し、この型内ノズルを加熱手段で加熱するようにしたホットランナ金型において、
前記型内ノズルは、ノズル外周面に加熱手段と、断熱溝と、伝熱リングを樹脂の流れ方向に順に備えるとともに、先端側に開けられて、溶融した樹脂を供給するテーパ孔であるランナを備え、
前記断熱溝は、型内ノズルの先端側に形成されるとともに、前記ランナの位置する前記ノズル外周面に形成されて、加熱手段の熱が先端のランナに伝わるのを抑え、
前記伝熱リングは、型内ノズルの先端で且つ、前記ランナの位置する前記ノズル外周面に取付けられるとともに、型内ノズルを嵌めるノズル取付け穴に外面の嵌合面が熱膨張で密着してノズル先端のランナの熱を金型側へ逃がすようにしたことを特徴とするホットランナ金型の型内ノズル構造。
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