JP4245674B2 - 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関し、より詳しくはマルチゲート式ホットチップ成形に用いられるノズル・マニホールドを備えた射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融物の流路が溶融物分配マニホールド中において分岐し、かつ各分岐が、マニホールドに固着された加熱ノズルの中を延びるような、マルチ・ゲート射出成形用の射出成形装置が良く知られている。
【０００３】
いくつかのエッジ・ゲートに向かって溶融物流路が外側に分岐するような加熱ノズルを設けることは、本願の出願人に１９７８年６月１３日に特許された米国特許第４，０９４，４４７号に記載されている。これは、エッジ・ゲートには適しているが、ノズルの前部がそれぞれ平らな面を有するので、ホットチップ・ゲートには適していない。
【０００４】
また、本願の出願人に１９９０年５月１日に特許された米国特許第４，９２１，７０８号には、マルチゲート式の射出成形装置が示されているが、この装置は加熱ノズルのまわりに取り付けられた４つの細長いプローブによって提供されるホットチップを有している。
【０００５】
マルチ・チップ・ノズルの他の構造もまた、良く知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの射出成形装置におけるノズル・マニホールドは、全て円形後面を有した略円筒状とされているので、当接するマニホールドへの面接触が制限されている。多数のゲートを持つシステムにおいては、ゲートをできる限り互いに接近させることによって全体寸法を小さくすることが望ましい。これに対して、熱伝達を最大にするべく、当接するマニホールドとの接触面積を最大にすることも望ましい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、全体寸法を増加させることなく、当接するマニホールドである溶融物分配マニホールドとの接触面積を最大とすることができるノズルマニホールドを備えた射出成形装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明の射出成形装置は、溶融物流路を有し、加熱される溶融物分配マニホールドと、この溶融物分配マニホールドの前面に取り付けられて間接的に加熱される複数のノズル・マニホールドと、を備えた射出成形装置であって、各ノズル・マニホールドは、前記溶融物分配マニホールドの前面に対して、その後面全体を当接させるための後部マニホールド部分を有し、各ノズル・マニホールドは、溶融物分配マニホールド内の前記溶融物流路から加圧された溶融物を受け取るための、前記後面上の入口から当該ノズル・マニホールドを貫通して延びる溶融物チャネルを有し、この溶融物チャネルは、前記後部マニホールド部分内において複数の分岐に枝分かれし、当該射出成形装置は、前記後部マニホールド部分から前方に延びるとともに互いに間隔を置いて配置された複数のノズル部を更に備え、前記ノズル・マニホールドは互いに近接して取り付けられ、各ノズル・マニホールドの後部マニホールド部分は、その横断面形状が矩形状であり、かつ、その横断面の面積は後面からノズル部まで一定であり、各ノズル部は、射出ゲートと同軸に取り付けられる先端の尖ったチップへ向かって延びる円錐状の前面を有し、各ノズル部における前記円錐状前面上の出口に向かって、それぞれ対応する１つの前記分岐が延びている。
【０００９】
すなわち、本発明の射出成形装置が備えるノズル・マニホールドは、その後部マニホールドの横断面形状が矩形状とされているので、当接する溶融物分配マニホールドとの接触面積を最大とすることができる。これにより、ノズルマニホールドの寸法を増加させることなく、ノズル・マニホールドと溶融物分配マニホールドとの間における最大限の熱伝達を保証することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による射出成形装置の一実施形態を、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係る好ましい一実施形態である多数のノズル・マニホールドを有したマルチ・ゲート射出成形装置の部分断面図、図２は図１に示したノズル・マニホールドの斜視図、図３は図２に示したノズル・マニホールドの上面図、図４は図３中に示した４−４線に沿った断面図、図５は図３中に示した５−５線に沿った断面図である。
【００１１】
最初に図１を参照すると、ホットチップ・ゲート式射出成形装置は、９６個のゲート１０を有している。メイン・マニホールド１２は、サブ・マニホールド１８の後面１６に、ねじ１４によって固着されている。これとは反対に、本実施形態の２４個のノズル・マニホールド２０は、サブ・マニホールド１８の前面２４に、ねじ２２によって固着されている。
しかしながら、他の構造においては、ノズル・マニホールド２０は、サブ・マニホールドを用いることなくメイン・マニホールド１２に直接に固着され得る。この場合、メイン・マニホールド１２が溶融物分配マニホールドとみなされる。
【００１２】
メイン・マニホールド１２およびサブ・マニホールド１８は鉄系材料から製造されるが、ノズル・マニホールド２０は、ＡＭＣＯ９４０系銅合金のような、より熱伝導性の高い材料から製造される。
【００１３】
加圧された溶融物は、メイン・マニホールド１２の入口部分３２における中央入口３０から延びてキャビティー２６に至る溶融物流路２８を介して、各ゲート１０に運ばれる。溶融物流路２８は、メイン・マニホールド１２中の６本の異なった分岐３４に枝分かれする。そして前記分岐３４は、さらに異なる４本の分岐３６に枝分かれする。これらの各分岐３６は、ノズル・マニホールド２０の１つの内部において、後述するように溶融物チャネル３８まで延びる。
【００１４】
メイン・マニホールド１２とサブ・マニホールド１８、およびノズル・マニホールド２０は、メイン・マニホールド１２の前面４２に一体的に埋め込まれた電気的加熱要素４０によって加熱されると同時に、成形機から受け取った溶融物の周囲の熱、および射出される加圧溶融物中に発生する剪断熱によっても加熱される。
【００１５】
金型４４は、一般に、用途に応じた多数のプレートを有するが、本実施形態においては、図示を容易にするために、キャビティ・プレート４６とスペーサ・プレート４８、およびねじ５４によってロケーティング・リング５２が固着されたバック・プレート５０のみ示されている。
【００１６】
金型４４のキャビティー２６は、冷却水導管５６にポンプ送りされる冷却水によって冷却される。
【００１７】
メイン・マニホールド１２とサブ・マニホールド１８、およびノズル・マニホールド２０は、メイン・マニホールド１２とバック・プレート５０との間に位置する熱絶縁性および弾性を有したスペーサ部材５８と、各ノズル・マニホールド２０のノズル部６６に嵌合する密封および位置決め用のスリーブ６０とによって、所定の位置に固定的に配置される。
【００１８】
本実施形態における前記密封および位置決め用スリーブ６０は、チタン合金から製造されるとともに、それぞれキャビティ・プレート４６に形成された円形座６２に着座する。これにより、加熱されたメイン・マニホールド１２とサブ・マニホールド１８およびノズル・マニホールド２０と、その周囲を囲む冷却された金型４４との間には、熱絶縁性の空気層６４が形成される。
【００１９】
図２乃至図５に最も良く示されるように、各ノズル・マニホールド２０は、後部マニホールド部分６８から前方に延びる、間隔を置いて配置された多数のノズル部６６を有する。後部マニホールド部分６８の後面７０は、サブ・マニホールド１８の前面２４に当接する（図１参照）。各ノズル・マニホールド２０の後部マニホールド部分６８にはねじ孔７６が形成されている（図３参照）。そしてノズル・マニホールド２０は、前記ねじ孔孔７６に向かってサブ・マニホールド１８から延びる、図１中に示された２つのねじ２２によってこの位置に固着される。
【００２０】
図示された実施形態においては、各ノズル・マニホールド２０は、４つの等間隔に配置されたノズル部６６と、横断面形状が正方形とされた後部マニホールド部分６８とを有する。そして、各ノズル部６６は、正方形状の後部マニホールド部分６８の各四隅部分７８から前方に向かってそれぞれ延びている（図３参照）。他の実施形態においては、ノズル・マニホールド２０は異なった数のノズル部６６を有することができる。
【００２１】
しかしながら、後部マニホールド部分６８の後面７０とサブ・マニホールド１８の前面２４の間における接触面積を最大にするために、後部マニホールド部分６８の横断面形状は矩形状とされる。このような接触面積の最大化によって、サブ・マニホールド１８と、このサブ・マニホールド１８に近接して取り付かれたノズル・マニホールド２０との間における最大限の熱伝達が保証される。
【００２２】
各ノズル部６６は、円筒状部分８２から先端の尖ったチップ８４まで延びる、円錐状の前面８０を有する。前記円筒状部分８２は密封および位置決め用の前記スリーブ６０と内嵌し、先端の尖ったチップ８４は複数のゲート１０の一つと同軸に配置される。
【００２３】
各ノズル・マニホールド２０は、溶融物チャネル３８を有する（図１参照）。溶融物チャネル３８は、図３乃至図５に最も良く示されるように、後面７０上の入口８６からノズル・マニホールド２０を貫通して延びるとともに、後部マニホールド部分６８内において外側および前方に向かって斜めに分岐８８する。そして、これらの分岐８８は、円錐状の前面８０上に形成された出口９０まで延びる（図５参照）。図１に示すように、各ノズル・マニホールド２０における溶融物チャネル３８への入口８６は、サブ・マニホールド１８における溶融物流路２８からの対応する出口９２と同軸とされる。
【００２４】
使用の際には、メイン・マニホールド１２に埋め込まれた前記電気加熱要素４０に電力が供給され、メイン・マニホールド１２とサブ・マニホールド１８、および各ノズル・マニホールド２０のそれぞれを、予め定められた動作温度にまで加熱する。前述したように、各ノズル・マニホールド２０の後面７０が、円形ではなく正方形とされているので、サブ・マニホールド１８とノズル・マニホールド２０との接触面積は最大とされ、サブ・マニホールド１８からノズル・マニホールド２０への熱の伝導効率が最大となる。
【００２５】
加圧された溶融物は、予め定められた射出サイクルにしたがって、図示されない成形機からメイン・マニホールド１２およびサブ・マニホールド１８を貫通して延びる溶融物流路２８に供給される。溶融物は、溶融物流路２８内の各分岐３６から各ノズル・マニホールド２０内の溶融物チャネル３８を通って、金型４４内におけるノズル部６６の円錐状の前面８０の周囲の空間９４に流入し、ゲート１０を介してキャビティー２６内に入り込む。図１から明らかなように、密封および位置決め用のスリーブ６０は、この空間９４からの溶融物の漏れ出しを防ぐとともに、先端の尖ったチップ８４を各ゲート１０と同軸に配置する。
【００２６】
キャビティー２６が充填され、かつ適当な密封および冷却期間が終了すると、開いたゲート１０からの糸引きを防止するために、射出圧力が解放され溶融物搬送システムが減圧される。そして、成形された製品を取り出すために金型４４が開かれる。製品が取り出されると、金型４４が閉じられ、キャビティーの寸法および成形材料の種類に依存するサイクルタイムに従って、射出成形サイクルが連続的に反復される。
【００２７】
以上、本発明に係る射出成形装置の一実施形態ついて詳しく説明したが、本発明の範囲から外れることなく様々な修正が可能であることは、この分野の技術に熟練した者にとっては明らかである。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の射出成形装置は、当接する溶融物分配マニホールドと面接触する後部マニホールドの横断面形状が矩形状とされたノズル・マニホールドを備えるので、ノズル・マニホールドと溶融物分配マニホールドとの接触面積を最大にすることができる。これにより、ノズル・マニホールドの寸法を増加させることなく、ノズル・マニホールドと溶融物分配マニホールドとの間における最大限の熱伝達を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る好ましい一実施形態である、多数のノズル・マニホールドを有したマルチ・ゲート射出成形システム若しくは装置の部分断面図。
【図２】図１に示したノズル・マニホールドの斜視図。
【図３】図２に示したノズル・マニホールドの上面図。
【図４】図３中に示した４−４線に沿った断面図。
【図５】図３中に示した５−５線に沿った断面図。
【符号の説明】
１０ ゲート
１２ メイン・マニホールド（溶融物分配マニホールド）
１６ サブ・マニホールドの後面
１８ サブ・マニホールド（溶融物分配マニホールド）
２０ ノズル・マニホールド
２４ サブ・マニホールドの前面
２６ キャビティ
２８ 溶融物流路
３４，３６ 分岐
３８ 溶融物チャネル
４０ 電気加熱要素
４２ メイン・マニホールドの前面
４４ 金型
４６ キャビティ・プレート
４８ スペーサ・プレート
５０ バックプレート
５２ ロケーティング・リング
５６ 冷却水導管
５８ スペーサ部材
６０ スリーブ
６２ 円形座
６４ 空気層
６６ ノズル部
６８ 後部マニホールド部分
７０ 後部マニホールド部分の後面
７８ 四隅部分
８０ 円錐状前面
８２ 円筒状部分
８４ チップ
８８ 溶融物チャネルの分岐
９０，９２ 出口
９４ 空間

Claims (8)

1. 溶融物流路（３４，３６）を有し、加熱される溶融物分配マニホールド（１２，１８）と、
   この溶融物分配マニホールド（１２，１８）の前面（４２，２４）に取り付けられて間接的に加熱される複数のノズル・マニホールド（２０）と、
   を備えた射出成形装置であって、
   各ノズル・マニホールド（２０）は、前記溶融物分配マニホールド（１２，１８）の前面（４２，２４）に対して、その後面（７０）全体を当接させるための後部マニホールド部分（６８）を有し、
   各ノズル・マニホールド（２０）は、溶融物分配マニホールド（１２，１８）内の前記溶融物流路（３４，３６）から加圧された溶融物を受け取るための、前記後面（７０）上の入口（８６）から当該ノズル・マニホールドを貫通して延びる溶融物チャネル（３８）を有し、この溶融物チャネル（３８）は、前記後部マニホールド部分（６８）内において複数の分岐（８８）に枝分かれし、
   当該射出成形装置は、前記後部マニホールド部分（６８）から前方に延びるとともに互いに間隔を置いて配置された複数のノズル部（６６）を更に備え、
   前記ノズル・マニホールド（２０）は互いに近接して取り付けられ、各ノズル・マニホールド（２０）の後部マニホールド部分（６８）は、その横断面形状が矩形状であり、かつ、その横断面の面積は後面（７０）からノズル部（６６）まで一定であり、
   各ノズル部（６６）は、射出ゲート（１０）と同軸に取り付けられる先端の尖ったチップ（８４）へ向かって延びる円錐状の前面（８０）を有し、
   各ノズル部（６６）における前記円錐状前面（８０）上の出口（９０）に向かって、それぞれ対応する１つの前記分岐（８８）が延びていることを特徴とする射出成形装置。
2. 前記溶融物分配マニホールド（１２）の前面（４２）内部に加熱要素（４０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
3. 前記ノズル・マニホールド（２０）と金型（４４）との間に熱絶縁性の密封を形成するために、前記ノズル・マニホールド（２０）上において各ノズル部（６６）の周囲に密封および位置決め用のスリーブ（６０）が嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形装置。
4. 前記ノズル・マニホールド（２０）は、前記溶融物分配マニホールド（１２，１８）よりも熱伝導性の高い材料から製造されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の射出成形装置。
5. 前記ノズル・マニホールド（２０）の後部マニホールド部分（６８）が、当該ノズル・マニホールド（２０）を前記溶融物分配マニホールド（１２，１８）に固着させるためのねじ手段（２２）を受ける複数のねじ穴（７６）を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の射出成形装置。
6. 前記ノズル・マニホールド（２０）の溶融物チャネル（３８）の分岐（８８）が、前記後部マニホールド部分（６８）の後面（７０）上の入口（８６）から外側にかつ前方に向かって斜めに延びることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の射出成形装置。
7. 前記ノズル・マニホールド（２０）の後部マニホールド部分（６８）における横断面形状が正方形とされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の射出成形装置。
8. 前記ノズル・マニホールド（２０）は、等間隔を置いて配置された４つの同一なノズル部（６６）を有し、各ノズル部（６６）は、前記後部マニホールド部分（６８）の四隅部分からそれぞれ前方に向かって延びることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の射出成形装置。

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