JP3892080B2 - 側面ゲート式射出成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形装置に係り、特に側面ゲートシールを装着するために、初めにノズルを前方に進ませるようにして横方向に位置決めし、その後、ノズルを引き戻して側面ゲートシールを組み立て位置に置きながらノズルを縦方向に位置決めするようにした側面ゲート式射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
たとえば、米国特許第４９８１４３１号明細書に示すように、金型内の開口に装着されたノズルから半径方向外側に延びる複数の端部ゲートシールを貫く端部ゲートを構成することはよく知られている。この従来の配置においてはノズルが金型内の肩部に固定された絶縁フランジによって縦方向に位置決めされている。これは用途によっては申し分ないものといえるが、キャビティがノズルの極く近くに設けられるので、端部ゲートシールが開口の内面から外側に向けて延ばせない。
【０００３】
また、これはノズルを金型内の開口に挿入する前に端部ゲートシールをノズルに装着することができる。さらに、これは、たとえばノズルとキャビティとの間に冷却通路を設ける場合のように大きい空間が必要とされる用途には適さない。この場合、金型内の開口を通して装着できないような長い側面ゲートシールが必要であり、組み立て時、側面ゲートシールは、初めにノズルを開口を通して挿入し、その後、ノズルに装着する必要がある。
【０００４】
従来、絶縁フランジを用いてノズルを縦方向に位置決めするには、ノズルの位置をゲートを通る共通な面から幾分かの距離をおいて配置しなければならない不利がある。これは熱膨張および収縮のために端部ゲートシールをゲートの中心に正確に位置決めすることが困難になる。かりに、運転温度で端部ゲートシールをゲートの中心に正確に芯出しできなくなると、信頼性は大きく損ねられ、品質管理にも重大な影響が生じる。
【０００５】
さらに、従来の配置においてはノズルが金型内の開口の内面に接しているゲートの外面に近い側面に置かれる。これはノズルを囲むすべての端部ゲートシールとの接触を与えるために製造上の許容差を厳密に維持して各要素部品を製作しなければならず、コストが上昇する不利がある。しかも、用途によって運転温度が変わるために側面の熱膨張差を見極めることが容易でなく、これに備えることが困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、組み立て時、側面ゲートシールを容易にノズルに取り付けることができ、さらにノズルの熱膨張および収縮に備えるためにノズルが縦方向に移動するのを可能にしながら、ノズルをゲートを通る共通な面に正確に位置決めするようにした側面ゲート式射出成形装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は少なくとも１個のノズルと、複数個の側面ゲートシールを備え、ノズルは後端部、金型内の中心開口を貫いて延びる前端部および円筒状の外面を有する前部本体ならびに金型内の複数のキャビティを満たすように溶融材料を供給する内部を貫いて延びる中心通路を具備し、中心開口はノズルの前部本体の外面との間に絶縁空間を保持する内面を備え、中心通路はノズルの後端部から延びる通路部および前部本体の前端部に近い通路部から外方向に分岐させた複数個の分岐通路部を有し、分岐通路部は金型内のゲートと共通の面に延びており、側面ゲートシールは内側端部、外側端部およびこれらの端部の間に延びる中心孔を具備するとともに、溶融材料を中心通路から前記ゲートに導くためにノズルの前部本体に分岐通路部とゲートとの間に同芯を保持し、絶縁空間を横切ってわたるように設けられてなる側面ゲート式射出成形装置において、初めに、側面ゲートシールがノズルの前部本体に容易に装着できるように、ノズルの位置決めフランジを金型内の中心開口と嵌合させ、ノズルの前部本体が中心開口から十分に前方に突出する前方装着位置にノズルを進めて横方向に位置決めし、この後、各側面ゲートシールが金型内の各ゲートと芯出しされる組み立て位置にノズルを引き戻し、さらに、この後、側面ゲートシールを金型内の半径方向開口に装着してノズルを組み立て位置において縦方向に位置決めし、これにより、ノズルの熱膨張および収縮に備えるために位置決めフランジが縦方向に十分に移動するのを可能にしながら、ノズルをゲートを通る共通な面に合わせて縦方向に位置決めするようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の側面ゲート式マルチキャビティ射出成形装置の一実施の形態の一部を示している。この装置は溶融材料を金型１４内のキャビティ２０と通じたゲート１８に溶融材料通路１６を通して導くために開口１２に装着された数個のノズル１０を備えている。本実施の形態の数個のキャビティ２０は各々ノズル１０を囲み、それとの間に距離をおいて配置されており、また、各ゲート１８は金型１４に装着されたゲートインサート２２を貫いて延びている。さらに、ゲート１８はそれぞれ側面ゲートシール２４と同芯を保って配置されている。この側面ゲートシール２４はノズル１０のねじを刻んだシート部２８にねじで固定される内側端部２６を有する。
【０００９】
通常、金型は多様なプレートが適用可能であるが、本実施の形態では、互いにボルト３６によって固定されたキャビティプレート３２とバックプレーと３４との間にスペーサプレート３０が装着されている。このスペーサプレート３０とキャビティプレート３２とは位置決めピン（図示せず）によって正確に芯出しされている。キャビティ２０はゲートインサート２２の内部にその一部が延び、さらにゲートインサート２２が固く装着されるキャビティインサート３８の内部にも一部が延びている。
【００１０】
複数個のキャビティインサート３８はキャビティプレート３２に穿たれた貫通孔４０にノズル１０を囲み、ノズル１０との間に距離を保って配置されている。キャビティインサート３８を囲み、周方向に延びる冷却通路４２を通して加熱されるノズル１０とキャビティ２０との間を循環する冷却水が供給され、これらを冷却するようになっている。
【００１１】
ノズル１０はスペーサプレート３０とバックプレート３４との間に配置される分配マニホールド４４と互いに連結されている。また、ノズル１０は分配マニホールド４４にその後端部４６を当ててボルト４８によって固定されている。
【００１２】
分配マニホールド４４は一体に設けられる電熱線５０によって加熱され、それと冷却されるスペーサプレート３０およびバックプレート３４との間に絶縁空間５２が保たれている。
【００１３】
射出成形機（図示せず）から射出された溶融材料は、バックプレート３４に装着された位置決めリング５６の中心入口５４から溶融材料通路１６に流れ、さらに分配マニホールド４４内で分岐してそれぞれノズル１０の中心通路５８に達する。位置決めリング５６は絶縁リング６２を貫き、バックプレート３４にかけて延びるボルト６０によって所定の位置に固定されている。絶縁リング６２はグラス−エポキシ材料によって作られる。
【００１４】
本実施の形態の位置決めリング５６は、分配マニホールド４４の入口部６６に突出しているスプルー軸６４を有する。この突出させたスプルー軸６４により位置決めリング５６から分配マニホールド４４内の溶融材料通路１６の入口部６８にかけて溶融材料を導くすべり連結構造を与えることができる。すべり連結構造は、組み立て時においては分配マニホールド４４と固定されたノズル１０の縦方向の移動を可能にし、また後に詳しく説明されるように熱膨張および収縮によるノズル１０の変位を許容するものである。
【００１５】
他の実施の形態では、すべり連結構造は多様な方法で設けることができ、射出成形装置から分配マニホールド４４にかけて直接溶融材料を導くことができる。
【００１６】
各ノズル１０は前端部７２および円筒状の外面７４を備えた前部本体７０を有する。また、ノズル１０はスペーサプレート３０内の開口１２と嵌合させたノズルを横方向に位置決めするための円筒状の位置決めフランジ７６を有する。このノズル１０の横方向の位置決めによりノズル１０と分配マニホールド４４とを初めに、前部本体７０が金型１４の開口１２から前方に突出する前方装着位置に進ませることができる。これにより、側面ゲートシール２４をノズル１０の前部本体７０にあるねじを刻んだシート部２８に容易にねじで固定することができる。また、これは後に説明するようにノズル１０の熱膨張および収縮に伴って位置決めフランジ７６が縦方向に変位するとき、十分な移動を与えることが可能である。このため、ノズル１０の前部本体７０はキャビティ２０と、前部本体７０の外面７４と開口１２の内面８０との間に形成される絶縁空間７８との間に正確に芯出しして配置される。
【００１７】
ノズル１０の中心通路５８は後端部４６からノズル１０の前端部７２の近くで外側に分岐する複数個の分岐通路部８４にかけて延びる通路部８２を有する。各分岐通路部８４はすべてのノズル１０を通じて共通の平面に設けられ、それぞれがゲート１８と同芯を保っている。ノズル１０は一体に設けられる電熱線８６によって加熱される。この電熱線８６は中心通路５８の通路部８２を囲むように設けられ、外側に突出している外部ターミナル８８を有する。ノズル１０の前端部７２の近くには運転温度を監視するための熱電対９０が延びている。
【００１８】
上記したように、側面ゲートシール２４はノズル１０が前方装着位置に進んだとき、ノズル１０のシート部２８にねじで固定されるが、このとき、側面ゲートシール２４はノズル１０を囲む絶縁空間７８を横切って外側に突出する。さらに、側面ゲートシール２４はノズル１０に固定する際、レンチを掛けて回すための六角部９２を有する。また、側面ゲートシール２４は中心通路５８の分岐通路部８４から流れる溶融材料を流入させるために芯出しされた中心孔９４を有する。
【００１９】
さらに、側面ゲートシール２４は円錐部１００を囲む環状のリム９８を備えた外側端部９６を有する。円錐部１００には先端を尖らせたチップ部１０２が形成されている。一方、金型１４の一部を形成しているゲートインサート２２はゲート１８と通じさせた半径方向開口１０４を有する。側面ゲートシール２４の外側端部９６はこの半径方向開口１０４に装着される。この半径方向開口１０４はゲート１８と同芯を保っている環状の摺動部１０６を有する。
【００２０】
それぞれ側面ゲートシール２４はリム９８を半径方向開口１０４の摺動部１０６と嵌合させながら、ゲートインサート２２の半径方向開口１０４に外側端部９６を収容するように装着されている。ここで、環状のリム９８と摺動部１０６とは接触しているが、リム９８の外側端面１０８とゲートインサート２２とは全く接触しない。このため、側面ゲートシール２４はチップ部１０２をゲート１８の中心に正確に芯出ししてノズル１０を位置決めするが、側面ゲートシール２４の環状のリム９８はノズル１０および側面ゲートシール２４の熱膨張による変位を許容するために半径方向開口１０４の摺動部１０６内で内および外側へ自由にすべることができる。
【００２１】
また、環状のリム９８と摺動部１０６との接触により側面ゲートシール２４の円錐部１００を囲むゲートインサート２２の半径方向開口１０４内に環状空間１１０が形成される。側面ゲートシール２４を貫く中心孔９４は溶融材料を環状空間１１０に導くために外側に延びる斜孔１１２を備える。この後、溶融材料は環状空間１１０からチップ部１０２を回りつつ、ゲート１８を通ってキャビティ２０に流れる。他の実施の形態においては側面ゲートシール２４を貫く中心孔９４はゲート１８と同芯に保たれるノズルのテーパ状の端部から直接延ばすことができる。本実施の形態の側面ゲートシール２４の外側端部９６はノズル１０とキャビティ２０との間に冷却通路４２を形成するのに十分な空間を与えるように開口１２の内面８０より遠い位置に延びている。
【００２２】
本装置の組み立て時、本実施の形態の各ノズル１０をボルト４８によって分配マニホールド４４に取り付ける。前部本体７０を取り付けたノズル１０を金型１４の開口１２を通して装着する。図２に示されるように、ノズル１０と分配マニホールド４４とをシート部２８に側面ゲートシール２４を容易に組み立てるのに十分な空間が保たれるところまで前方に進める。
【００２３】
この後、分配マニホールド４４とノズル１０とを図１に示される位置に引き戻し、側面ゲートシール２４に合わせて金型１４の一部を形成するゲートインサート２２を装着する。このとき、ゲートインサート２２を下側から上に向かって挿入し、さらに側面ゲートシール２４の外側端部９６を覆うように内側にすべらせて取り付ける。この後、ボルト（図示せず）によってゲートインサート保持プレーと１１４を固定する。
【００２４】
図３に示すように、ゲートインサート保持プレート１１４はゲートインサート２２がそこに収容される取り付け孔１１６を有する。ゲートインサート２２は半径方向を向く側面ゲートシール２４が納まる開口１０４を有する。
【００２５】
ゲートインサート保持プレート１１４の取り付け孔１１６とゲートインサート２２とは組み立てを容易にするために、また一方、嵌め合いを固くするためにテーパに形成されている。組み立ての最後に、中心冷却通路１２０を備えたキャビティコア１１８をゲートインサート２２の孔１２２を通してキャビティインサート３８にかけて挿入し、所定の位置に固定する。勿論、洗浄あるいは交換のためにこれらのノズル１０および側面ゲートシール２４はこれと逆の手順によって取り外すことができる。
【００２６】
他の実施の形態においてはゲート１８および半径方向開口１０４はノズル１０を位置決めするゲートインサート２２を用いることなく、キャビティインサート３８とゲートインサート保持プレート１１４との間に直接形成することも可能である。
【００２７】
本装置の使用にあたり、図１に示すように、金型１４内に上記した手順により組み立てる。分配マニホールド４４とノズル１０とを予め決められた運転温度に加熱するためにそれぞれの電熱線５０、８６に電気を供給する。上記のようにノズル１０はゲートインサート２２の半径方向開口１０４に装着された側面ゲートシール２４のリム９８によって縦方向に位置決めされている。装置の加熱が完了したとき、ノズル１０の熱膨張により浮いている分配マニホールド４４が僅かに後方に変位する。この変位は分配マニホールド４４の入口部６６の内部ですべるスプレー軸６４によって、さらにスペーサプレート３０の開口１２の内部ですべるノズル１０の位置決めフランジ７６によって吸収される。このため、各ノズル１０を側面ゲートシール２４によってゲート１８を通る共通の面１２４に合わせて縦方向に位置決めすることができる。
【００２８】
これにより、運転温度が変わり、これに従い熱膨張量が変化するときもそれと関係なく、それぞれ側面ゲートシール２４をゲート１８と同芯に保つことができる。縦方向の熱膨張差はノズル１０の後端部４６と分配マニホールド４４とが浮きつつ、縦方向に自由に移動し、吸収されることになる。これと同時に、横方向の熱膨張差は位置決めフランジ７６によって位置決めされたノズル１０が側面ゲートシール２４のリム９８がゲートインサート２２の開口１０４内ですべりつつ内および外側を自由に変位し、吸収されることになる。
【００２９】
さらに、加圧された溶融材料が予め決められたサイクルに従い射出成形機（図示せず）から溶融材料通路１６の中心入口５４に供給される。この溶融材料は分配マニホールド４４、ノズル１０、側面ゲートシール２４およびゲート１８を通ってキャビティ２０に達する。キャビティ２０が満たされた後、充填および冷却時間をおき、射出圧力を逃がす。さらに、ゲート１８から溶融材料が糸を引くのを避けるために溶融材料供給装置の圧力を下げる。
【００３０】
この後、成形品を取り出すために金型１４を開く。放出後、金型１４を閉じる。このサイクルはキャビティ２０の大きさおよび成形される材料の種類により決まるサイクル時間に従い、連続して繰り返される。
【００３１】
図４は本発明の他の実施の形態に係る側面ゲート式射出成形装置を示している。この装置では金型１４内の中心開口１２に１個のノズル１０だけが装着されている。本実施の形態の要素の大部分は上記実施の形態の要素と同じであり、双方の実施の形態に共通の要素には同じ参照符号を付している。この図から明らかなように、ノズル１０の位置決めフランジ７６および側面ゲートシール２４は上記実施の形態のものと同じである。したがって、ノズル１０の横および縦方向の位置決めはマルチノズル配置によるものが単一ノズル配置でも同一に機能する。
【００３２】
分配マニホールドは本実施の形態において使用されない。これに代わり、組み立て時ならびに熱膨張および収縮に備えるためにノズル１０とともに変位するノズル延長部１２６が後端部４６にボルト１２８によって固定されている。
【００３３】
このノズル延長部１２６はノズル１０を貫く中心通路５８の通路部８２と同芯を保っている中心孔１３４を有する。本実施の形態では射出成形機（図示せず）からの溶融材料を位置決めリング５６を介してノズル延長部１２６およびノズル１０に導くためのすべり連結構造が位置決めリング５６のスプルー軸６４を中心孔１３４に挿入して形成されている。本実施の形態の組み立ておよび使用方法は本質的に上述の実施の形態のものと同じであり、重複するために説明を省略する。
【００３４】
なお、金型１４はここで説明された側面ゲートシール２４によらない別の形式のものを収容する多様な配置により構成することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では組立時、側面ゲートシールをノズルの前部本体に容易に取り付けらることができる。さらに、ノズルが浮いて縦方向に自由に移動できるので、ノズルをゲートを通る共通な面に合わせて位置決めすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による側面ゲート式射出成形装置の一実施の形態の一部を示す縦断面図。
【図２】図１に示した射出成形装置の前方装着位置にあるノズルおよび側面ゲートシールを示す縦断面図。
【図３】図１に示した射出成形装置の組み立て方法を示す分解斜視図。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
１０ ノズル
１２ 開口
１４ 金型
１８ ゲート
２２ ゲートインサート
２４ 側面ゲートシール
４４ 分配マニホールド
７６ 位置決めフランジ
１１４ ゲートインサート保持プレート

Claims (4)

1. 金型（１４）内に設けられた少なくとも１個の加熱ノズル（１０）と、
   複数個の側面ゲートシール（２４）と、
   を備え、
   前記少なくとも１個の加熱ノズルは、
   円筒状の位置決めフランジ部（７６）を有する後端部（４６）と、
   前端部（７２）、及び、金型（１４）内の中心開口（１２）を貫いて延びる全体に円筒状の外面（７４）、を有する前方部分（前部本体）（７０）と、
   を有し、
   前記金型（１４）内の中心開口（１２）は、全体に円筒状の内面（８０）を有しており、
   前記ノズル（１０）の前方部分（７０）の外面（７４）と前記金型（１４）内の中心開口（１２）の内面（８０）との間に、絶縁空間（７８）が設けられており、
   前記少なくとも１個の加熱ノズル（１０）は、前記中心開口（１２）の周りの前記金型（１４）内の複数のキャビティ（２０）を満たすように溶融材料を供給する内部を貫いて延びる溶融材料路（中心通路）（５８）を有しており、
   前記溶融材料路（５８）は、前記ノズル（１０）の前記後端部（４６）から延びる中央部（通路部）（８２）と、前記ノズル（１０）の前方部分（７０）の前端部（７２）に近い前記中央部（８２）から外方向に分岐する複数の放射部（分岐通路部）（８４）と、を有しており、
   各放射部（８４）は、前記金型（１４）内に延びる各ゲート（１８）と整列して共通の面（１２４）に延びて、前記キャビティ（２０）の一つに至っており、
   各側面ゲートシール（２４）は、
   内側端部（２６）と、
   外側端部（９６）と、
   これらの端部の間の中心孔（９４）と、
   を有し、
   前記内側端部（２６）は、前記ノズル（１０）の前記前方部分（７０）に着座しており、
   側面ゲートシール（２４）は、前記キャビティ（２０）を満たすべく、溶融材料を前記溶融材料路（５８）から外方向に前記ゲート（１８）に導くために、前記溶融材料路（５８）の各放射部（８４）と各ゲート（１８）との間に同芯を保持して、絶縁空間（７８）を横切って外方へ放射状に延びており、
   （ａ） 前記ノズル（１０）の円筒状の位置決めフランジ部（７６）は、前記ノズルの径方向に位置決め可能かつ当該ノズル（１０）の前後方向には移動可能に前記金型（１４）内の前記中心開口（１２）に嵌合しており、そのことは、前記ノズル（１０）が前方装着位置に進められることを許容し、当該位置では、前記側面ゲートシール（２４）の前記ノズル（１０）の前方部分（７０）への装着を十分に容易にすべく前記ノズル（１０）の前方部分（７０）が前記中心開口（１２）から前方に突出し、
   その後、各側面ゲートシール（２４）が前記金型（１４）内の各ゲート（１８）と芯出しされる組み立て位置に前記ノズル（１０）の円筒状の位置決めフランジ部（７６）が引き戻される、ということが可能であり、
   （ｂ） さらに、この後、各側面ゲートシール（２４）の外側端部（９６）が各ゲート（１８）に至る前記金型（１４）内の適合する半径方向開口（１０４）に装着されることにより、前記ノズル（１０）が前記組み立て位置において当該ノズル（１０）の前後方向に位置決めされ、
   これにより、前記ノズル（１０）の熱膨張および収縮に備えるために、前記位置決めフランジ部（７６）がノズルの前後方向に十分に移動するのを可能にしながら、前記ノズル（１０）が前記ゲート（１８）を通る前記共通な面（１２４）に合わせて縦方向に位置決めされる
   ことを特徴とする側面ゲート式射出成形装置。
2. 前記側面ゲートシール（２４）の外側端部（９６）は、環状のシールリム部（９８）を有し、
   前記金型（１４）内の各半径方向開口（１０４）は、それぞれの側面ゲートシール（２４）の前記リム部（９８）が受容される環状の外側部（摺動部）（１０６）を有し、
   これにより、熱膨張および収縮に備えるために、前記半径方向開口（１０４）内で前記リム部（９８）がノズルの径方向に十分に移動するのを可能にしながら、前記側面ゲートシール（２４）が前記半径方向開口（１０４）内でノズルの前後方向に位置決めされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の側面ゲート式射出成形装置。
3. 前記金型（１４）内の互いに分離された開口（１２）を貫いて延びる複数個のノズル（１０）を備え、
   前記ノズル（１０）の各々は、その後端部（４６）が、当該ノズルの後端部のノズルの前後方向移動とともに可動である共通溶融材料分配マニホールド（４４）に固定されており、
   前記分配マニホールド（４４）は、入口部（６８）から各ノズル（１０）を貫いて延びる溶融材料路（５８）に溶融材料を導くために分岐する溶融材料通路（１６）を有し、前記入口部（６８）は、溶融材料の投入を受ける部材に対して摺動可能に接続されている
   ことを特徴とする請求項２記載の側面ゲート式射出成形装置。
4. 前記金型（１４）の前記中心開口（１２）を貫いて延びる１個のノズル（１０）を備え、
   当該ノズル（１０）は、当該ノズルの後端部の縦方向移動とともに可動であるように当該ノズルの後端部（４６）に固定されたノズル延長部（１２６）を有し、
   前記ノズル延長部（１２６）は、前記ノズル（１０）を貫いて延びる前記溶融材料路（５８）と同芯に設けられた中心孔（１３４）を有し、前記中心孔（１３４）は、溶融材料の投入を受ける部材に対して摺動可能に接続されている
   ことを特徴とする請求項２記載の側面ゲート式射出成形装置。

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