JP5584455B2 - 射出成形用金型及び射出成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形用金型と射出成形用金型に対するノズルタッチ構造と射出成形装置と射出成形方法とに係り、特に、射出成形用金型のノズルタッチ部の改良された構造と、射出成形用金型のノズルタッチ部に対して、ノズルをタッチさせるための新規な構造と、そのような新規なノズルタッチ構造が採用されてなる射出成形装置と、ノズルタッチ部が改良された射出成形用金型を用いて有利に実施される射出成形方法とに関する。

従来より、射出成形装置が、様々な樹脂成形品の成形（製造）に広く用いられている。射出成形装置は、よく知られているように、射出成形用金型と射出装置と型締装置とを備えた基本構造を有している。そして、射出装置内で溶融した溶融樹脂が、射出成形用金型のノズルタッチ部にノズルタッチした（組み付けられた）射出装置のノズルによって、射出成形用金型の内部の成形キャビティ内に射出されて、充填されることにより、目的とする樹脂成形品（射出成形品）が成形されるようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。

ところで、射出成形装置を用いて樹脂成形品を得る場合には、通常、射出成形用金型の成形キャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した後、それを固化させて、樹脂成形品を成形し、その後、かかる樹脂成形品を射出成形用金型から離型する操作が繰り返し行われて、複数の樹脂成形品が連続的に成形される。このような複数の樹脂成形品の連続成形を行う際には、多くの場合、溶融樹脂がノズルから射出された後、細孔からなるノズルの先端開口部内に残存する溶融樹脂が固化することにより、かかる固化物にて、ノズルの先端開口部が、一旦、閉塞される。そして、次回の射出操作の実施時に、ノズルの先端開口部内の固化物が、ノズル内に新たに導入される溶融樹脂の射出圧により溶融、除去され、以て、ノズルの先端開口部の固化物による閉塞が解消される。かくして、１回の射出操作の終了後から次回の射出操作の開始までの間におけるノズルの先端開口部からの溶融樹脂の漏れ出しが、防止されるようになっている。

ところが、従来の射出成形装置では、射出成形用金型の構造や、射出成形用金型に対するノズルタッチ構造よりして、固化物によるノズルの先端開口部からの溶融樹脂の漏出し防止が不十分なものとなってしまう恐れがあった。

すなわち、従来の射出成形装置の射出成形用金型では、その温度が、成形キャビティ内への溶融樹脂の射出前と射出後とにおいて、不可避的に大きく変動する。また、射出装置のノズルが、その先端面において、射出成形用金型のノズルタッチ部に当接して、配置されるようになっている。それ故、そのような射出成形用金型を備えた射出成形装置を用いて複数の樹脂成形品を得る際には、成形キャビティ内への溶融樹脂の射出によって高温となったノズルタッチ部の熱がノズルの先端部にダイレクトに伝達され、それによって、ノズルタッチ部に当接するノズルの先端部の温度が大きく上昇する。そのため、成形キャビティ内への溶融樹脂の射出後に、ノズルの先端開口部内に残存する溶融樹脂が十分に固化されない事態が生ずる恐れがあった。そして、そうなった場合には、ノズルの先端開口部の固化物による一時的な閉塞状態が不十分なものとなって、射出操作の前後におけるノズル先端開口部からの溶融樹脂の漏出しを十分に防止することが困難となり、その結果、そのような溶融樹脂の漏出しに起因した成形不良が生ずる可能性があったのである。

また、従来の射出成形装置では、前回の射出操作の終了から次回の射出操作の開始までの時間が長いと、射出成形用金型が十分に冷えてしまい、それによって、ノズルタッチ部に当接するノズルの先端開口部内の溶融樹脂の固化が必要以上に進行してしまう恐れもある。そうした場合には、ノズルの先端開口部に固化物が強固に固着し、それにより、次回の射出操作の実施時に、固化物が、ノズル内に新たに導入される溶融樹脂の射出圧によっても十分に、溶融、除去されずに、固化物の一部がノズルの先端開口部に残存するようになって、ショートショットが惹起されたり、或いは一部の固化物が、そのまま成形キャビティ内への侵入する現象（スラグ不良）が生じ、それらが原因で、各種の成形不良を発生する可能性があったのである。

特開２０００−２２９３３６号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、ノズルタッチ部とノズルとの間の熱伝達が十分に抑制されることにより、ノズルの先端開口部内に、それを一時的に閉塞する固化物を常に良好且つ好ましい固化状態で形成させることが出来、以て、成形不良のない安定した品質の射出成形品が有利に得られるように改良された射出成形用金型の構造を提供することにある。また、本発明にあっては、ノズルタッチ部とノズルとの間の熱伝達が十分に抑制されるように、ノズルをノズルタッチ部にノズルタッチさせ得る、射出成形用金型に対するノズルタッチ構造を提供することも、その解決課題とするものである。更に、本発明は、そのような射出成形用金型に対するノズルタッチ構造が採用されてなる射出成形装置の新規な構造を提供すること、また、上記の如き優れた特徴を有する射出成形用金型を用いて、高品質の射出成形品を有利に成形し得る射出成形方法を提供することも、その解決課題とするところである。

本発明は、上記した課題、又は本明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙する各種の態様において、好適に実施され得るものである。また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて、認識され得るものであることが、理解されるべきである。

そして、本発明にあっては、上記した射出成形用金型に係る課題の解決のために、ノズルタッチ部にノズルタッチした、射出装置のノズルから射出される溶融樹脂を成形キャビティ内に受け入れて、樹脂製品を成形する射出成形用金型において、前記ノズルの前記ノズルタッチ部へのノズルタッチ状態下で、それらノズルとノズルタッチ部との間に介装される介装部を有すると共に、該介装部に通孔が設けられてなるノズルアダプタを備え、該ノズルアダプタの通孔を通じて、該ノズルの先端開口部と前記成形キャビティとを相互に連通させ、且つ該ノズルと前記ノズルタッチ部とを非接触とする位置において、該ノズルアダプタの介装部が、該ノズルと該ノズルタッチ部との間に介装されるように、該ノズルアダプタが、該ノズルタッチ部に組み付けられており、更に、該ノズルアダプタの介装部と該ノズルタッチ部との間に、該通孔の周方向に延びる環状の空隙が形成されていることを特徴とする射出成形用金型を、その要旨とするものである。

なお、本発明に従う射出成形用金型の有利な態様の一つによれば、前記ノズルアダプタの介装部が、前記ノズルの先端面に当接した状態で、該ノズルと前記ノズルタッチ部との間に介装される。

また、本発明に従う射出成形用金型の好適な態様の一つによれば、前記ノズルアダプタと前記ノズルタッチ部との間に、前記成形キャビティと前記空隙とを連通するガスベントと、該空隙を大気に開放する開放部とが設けられる。

さらに、本発明に従う射出成形用金型の望ましい態様の一つによれば、前記ノズルアダプタの通孔が、前記成形キャビティ内に開口するスプルーレス構造を有して形成される。

更にまた、本発明に従う射出成形用金型の別の有利な態様の一つによれば、前記ノズルタッチ部が、前記ノズルの先端部が突入可能な凹所形態を有する一方、前記ノズルアダプタの介装部が、該凹所形態を有するノズルタッチ部内に嵌入可能な筒部と、該筒部の一端側開口部を閉塞する底部とを備えた片側有底の筒形状を呈し、該介装部における該底部に、前記通孔が形成されると共に、該介装部における該筒部の外周面と該ノズルタッチ部の内周面との間に、前記空隙が形成される。

また、本発明に従う射出成形用金型の他の好ましい態様の一つによれば、前記ノズルタッチ部を冷却する冷却媒体が内部を流通する冷却流路が、該ノズルタッチ部の近傍に形成される。

そして、本発明にあっては、前記せる射出成形用金型に対するノズルタッチ構造に係る課題の解決のために、射出装置のノズルを、射出成形用金型のノズルタッチ部にノズルタッチさせるための構造であって、前記ノズルと前記射出成形用金型のノズルタッチ部との間に介装される介装部を有すると共に、該介装部に通孔が設けられてなるノズルアダプタを用い、該射出成形用金型の内部に形成される成形キャビティと該ノズルの先端開口部とが、該ノズルアダプタの通孔を通じて相互に連通し、且つ該ノズルが該ノズルタッチ部に対して非接触となるように、該ノズルアダプタの介装部を、該ノズルと該ノズルタッチ部との間に介装させると共に、該介装部と該ノズルタッチ部との間に、該通孔の周方向に延びる環状の空隙を形成した状態で、該ノズルを該ノズルタッチ部にノズルタッチさせることを特徴とする、射出成形用金型に対するノズルタッチ構造を、その要旨とする。

なお、本発明に従う射出成形用金型に対するノズルタッチ構造の望ましい態様の一つによれば、前記ノズルが、ノズル孔内を流通する溶融樹脂を加熱するための加熱手段を内蔵している一方、該加熱手段による加熱温度が、予め設定された温度となるように、制御機構により制御されるように構成される。

また、本発明にあっては、前記せる射出成形装置に係る課題を解決するために、射出装置のノズルと射出成形用金型のノズルタッチ部との間に介装される介装部を有すると共に、該介装部に通孔が設けられてなるノズルアダプタを含み、該射出成形用金型の内部に形成される成形キャビティと該ノズルの先端開口部とが、該ノズルアダプタの通孔を通じて相互に連通し、且つ該ノズルと該ノズルタッチ部とが非接触となる位置において、該ノズルアダプタの介装部が、該ノズルと該ノズルタッチ部との間に介装されるように、該ノズルアダプタが、該射出成形用金型に組み付けられており、更に、該ノズルアダプタの介装部と該ノズルタッチ部との間に、前記通孔の周方向に延びる環状の空隙が形成されていることを特徴とする射出成形装置を、その要旨とするものである。

さらに、本発明にあっては、前記せる射出成形方法に係る課題の解決のために、射出装置のノズルと射出成形用金型のノズルタッチ部との間に介装される介装部を有すると共に、該介装部に通孔が設けられてなるノズルアダプタを用い、該射出成形用金型の内部に形成される成形キャビティと該ノズルの先端開口部とが、該ノズルアダプタの通孔を通じて相互に連通し、且つ該ノズルが該ノズルタッチ部に対して非接触となるように、該ノズルアダプタの介装部を、該ノズルと該ノズルタッチ部との間に介装させると共に、該介装部と該ノズルタッチ部との間に、該通孔の周方向に延びる環状の空隙を形成した状態で、該ノズルを該ノズルタッチ部に、該ノズルアダプタを介してノズルタッチさせた後、該ノズルアダプタの前記通孔を通じて、溶融樹脂を、該ノズルから前記成形キャビティ内に射出するようにしたことを特徴とする射出成形方法をも、また、その要旨とするものである。

すなわち、本発明に従う射出成形用金型においては、ノズルアダプタの介装部がノズルとノズルタッチ部との間に介装されて、ノズルが、ノズルタッチ部に対して非接触とされているところから、ノズルタッチ部とノズルとの間で、ダイレクトに熱交換が行われることがない。

しかも、本発明に係る射出成形用金型にあっては、ノズルアダプタの介装部とノズルタッチ部との間に、環状の空隙が、ノズルの先端開口部と成形キャビティとを連通させる通孔の周方向に延びるように形成されている。このような環状の空隙は、ノズルアダプタの介装部とノズルタッチ部との間を断熱する空気断熱層として、有利に機能する。そのためノズルタッチ部からノズル先端部への熱伝達と、ノズル先端部からノズルタッチ部への熱伝達とが、何れも、効果的に抑制され得る。

それ故、本発明に従う射出成形用金型では、成形キャビティ内への高温の溶融樹脂の射出により、ノズルタッチ部の温度が急上昇したときに、それに伴って、ノズルタッチ部にノズルタッチしたノズルの先端部の温度を大きく上昇させることが、効果的に解消され得る。そして、それにより、成形キャビティ内への溶融樹脂の射出後に、ノズルの先端開口部内やそれに連通するノズルアダプタの通孔内に残存する溶融樹脂が十分に固化され、以て、それらノズル先端開口部や通孔からの溶融樹脂の漏出しを防止する固化物が、常に、良好且つ好ましい固化状態において確実に形成され得る。その結果、前回の射出操作の終了から次回の射出操作開始までの間でのノズルの先端開口部や通孔からの溶融樹脂の漏出しによる各種の成形不良の発生が、未然に阻止され得ることとなる。

また、かかる射出成形用金型においては、前回の射出操作の終了から次回の射出操作の開始までの時間が長いために十分に冷えてしまっても、それが原因で、ノズルタッチ部にノズルタッチしたノズルの先端開口部内や通孔内の溶融樹脂の固化が必要以上に進行してしまうことが、有利に回避され得る。そして、それにより、次回の射出操作の実施時には、ノズルの先端開口部内や通孔内を一時的に閉塞していた固化物が、ノズル内に新たに導入される溶融樹脂の射出圧によって確実に溶融、除去される。以て、ノズルの先端開口部内や通孔内での固化物の残存に起因したショートショットや、かかる固化物の一部の未溶融のままでの成形キャビティ内への侵入等により、様々な成形不良が生ずることが、効果的に防止され得ることとなる。

従って、かくの如き本発明に従う射出成形用金型にあっては、複数の射出成形品を、成形不良のない安定した品質をもって、連続的に且つ確実に成形し得ることとなったのである。

そして、本発明に従う射出成形用金型に対するノズルタッチ構造と射出成形装置と射出成形方法とにあっても、上記せるような射出成形用金型において奏される優れた作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、それぞれ、有効に享受され得るのである。

本発明に従う射出成形用金型の一実施形態を示す縦断面説明図である。 図１に示された射出成形用金型の固定型と可動型とを、型閉じ状態において示す縦断面説明図であって、図３のII−II断面に相当する図である。 図２の III矢視説明図である。 図１に示された射出成形用金型に装着されるノズルアダプタの縦断面説明図であって、図５のIV−IV断面に相当する図である。 図４のＶ矢視説明図である。 図４のVI矢視説明図である。 図１に示された射出成形用金型を用いて射出成形を実施した際の一工程例を示す説明図であって、成形キャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した状態を示している。 本発明に従う射出成形用金型の別の実施形態を示す、図７に対応する図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う構造を有する射出成形用金型の一実施形態が、ノズルが組み付けられた状態での縦断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、本実施形態の射出成形用金型１０は、互いに対向配置された固定型１２と可動型１４とを有している。なお、ここでは、断面コ字状を呈する樹脂成形品を射出成形する射出成形用金型１０を例示して説明するが、成形されるべき樹脂成形品の形状は、例示の形状に何等限定されるものでないことは、言うまでもないところである。

より具体的には、固定型１２は、図示しない固定盤に取り付けられて、位置固定とされている。可動型１４は、固定盤に対して接近／離隔移動可能とされた可動盤（図示せず）に取り付けられている。そして、可動盤の移動に伴って、可動型１４が、固定型１２に対して接近／離隔移動させられるようになっている。

また、固定型１２の可動型１４との対向面には、キャビティ形成凹部１６が、設けられている。このキャビティ形成凹部１６の内面の全面が、射出成形されるべき樹脂成形品の一方の面に対応した形状を有する固定型側キャビティ面１８とされている。一方、可動型１４の固定型１２との対向面には、固定型１２のキャビティ形成凹部１６に突入可能なキャビティ形成凸部２０が、一体的に設けられている。このキャビティ形成凸部２０の外面の全面が、射出成形されるべき樹脂成形品の他方の面に対応した形状を有する可動型側キャビティ面２２とされている。

そして、それら可動型１４と固定型１２とが型閉めされて、固定型１２のキャビティ形成凹部１６内に、可動型１４のキャビティ形成凸部２０が突入することにより、固定型側キャビティ面１８と可動型側キャビティ面２２との間に、目的とする樹脂成形品の外形形状に対応した形状を有する成形キャビティ２４が形成されるようになっている。

また、図１乃至図３に示されるように、固定型１２の中央部には、ノズルタッチ部２６が形成されている。このノズルタッチ部２６は、固定型１２のキャビティ形成凹部１６の形成側（可動型１４との対向側）とは反対側の面において開口する凹所形態を有している。また、そのようなノズルタッチ部２６の内周面の深さ方向中間部には、その深さ方向に対して直角な方向に広がる段差面２８が設けられている。この段差面２８におけるノズルタッチ部２６の中心を間に挟んだ両側の箇所には、雌ネジ孔３０が、それぞれ一つずつ形成されている。

そして、そのような段付の凹所形態を呈するノズルタッチ部２６においては、段差面２８よりも開口部側に位置する部分が、円弧状の内周面を有する開口側収容部３２とされている一方、段差面２８よりも底部３５側に位置する部分が、ノズルタッチ部２６の底部３５に向かって次第に小径化するテーパ状の内周面を有する底部側収容部３４とされている。また、底部３５には、ノズルタッチ部２６の内側空間とキャビティ形成凹部１６の内側空間（成形キャビティ２４）とを連通するように、固定型１２を貫通して延びる円形の透孔３６が形成されている。

さらに、ノズルタッチ部２６を有する固定型１２には、それを貫通する貫通孔からなる冷却流路３８が形成されている。この冷却流路３８は、固定型１２を冷却するための冷却媒体（ここでは、冷却水）を供給する供給機構（図示せず）に接続されて、かかる冷却媒体が、内部を流通するようになっている。そして、ここでは、特に、そのような冷却流路３８が、ノズルタッチ部２６における底部側収容部３４の内周面の近傍に形成されている。これによって、固定型１２のうち、特に、ノズルタッチ部２６（底部側収容部３４）が、集中的に迅速に且つ効率的に冷却されるようになっている。

なお、冷却流路３８の固定型１２内での具体的な形成位置は、何等限定されるものではないものの、ノズルタッチ部２６の内周面との間の最小距離：ｄ（ここでは、冷却流路の内周面と底部側収容部３４の内周面との間の距離となる）が、好ましくは３〜１０ｍｍ程度とされている。何故なら、かかる最小距離：ｄが３ｍｍ未満であると、ノズルタッチ部２６の内周面と冷却流路３８との間の固定型１２部分の肉厚が極めて薄くなって、かかる固定型１２部分の強度が、著しく低下する恐れがあるからであり、また、ノズルタッチ部２６の内周面と冷却流路３８との間の最小距離：ｄが１０ｍｍを超える場合には、ノズルタッチ部２６を集中的且つ効率的に冷却することが困難となる可能性があるからである。

ところで、図１に示されるように、本実施形態の射出成形用金型１０においては、ノズルタッチ部２６に対して、金属製のノズルアダプタ４０が組み付けられている。このノズルアダプタ４０は、図４乃至図６から明らかなように、介装部４１と取付部４２とを一体的に有している。

ノズルアダプタ４０の介装部４１は、薄肉のテーパ筒部４４と、このテーパ筒部４４の小径側開口部を閉塞する底部４６とを更に有し、全体として、片側有底の筒形状を呈している。この介装部４１のテーパ筒部４４は、図１に示されるように、固定型１２に設けられたノズルタッチ部２６の、テーパ状内周面を有する底部側収容部３４内に収容可能な大きさを有している。そして、かかるテーパ筒部４４のテーパ角度が、底部側収容部３４のテーパ状内周面のテーパ角度よりも所定量だけ大きくされている。

また、図４乃至図６に示されるように、介装部４１の底部４６は、テーパ筒部４４と略同一の厚さを有している。そして、かかる底部４６の中心部には、大径の貫通孔４７が設けられ、また、底部４６の外面（図４中の下面）には、貫通孔４７と連通する内孔を備えた筒状突起４８が一体形成されている。この筒状突起４８にあっては、その軸方向中間部に段付け部５０が形成されており、かかる段付け部５０よりも基部側の部分が、大径部５２とされている一方、段付け部５０よりも先端側部分が、小径部５４とされている。また、そのような筒状突起４８の大径部５２の内周面が、円筒面とされており、小径部５４の内周面が、先端側（大径部５２側とは反対側）に向かって小径化するテーパ面とされている。

かくして、ここでは、ノズルアダプタ４０の内側空間をテーパ筒部４４の小径側において外部に連通させる小径の通孔５６が、筒状突起４８の小径部５４側の開口部（先端開口部）にて、形成されている。また、そのような通孔５６を有する筒状突起４８の小径部５４は、その外径が、ノズルタッチ部２６の底部３５に設けられた前記透孔３６の内径よりも僅かに小さな寸法とされている（図７参照）。そして、筒状突起４８の先端面が、中心部に通孔５６を備え、且つノズルタッチ部２６の透孔３６の内径よりも僅かに小さな外径を有する円環平面５７とされている。

一方、取付部４２は、介装部４１に対して、テーパ筒部４４の大径側端部から径方向外方に延び出すようにして、一体形成されている。この取付部４２は、ノズルタッチ部２６の開口側収容部３２の形状に対応し、且つそれよりも一周り小さな大きさの略厚肉平板形状を呈している。そして、そのような取付部４２においては、テーパ筒部４４の大径側開口部の中心を間に挟んで両側に位置する二箇所に、ボルト挿通孔５８が、それぞれ一つずつ穿設されている。それら各ボルト挿通孔５８は、Ｔ頭ボルトの頭部を収容可能な大径部と、その脚部を挿通可能な小径部とを備えた段付形状を呈している。

また、取付部４２の厚さ方向両側の板面のうち、テーパ筒部４４（介装部４１）側の板面には、凹溝６０が、四つ設けられている。それらの凹溝６０は、何れも、比較的に狭い幅と浅い深さとを有し、各ボルト挿通孔５８を間に挟んだテーパ筒部４４の周方向両側の位置において、取付部４２におけるテーパ筒部４４の外周面との境界となる内側端縁から外側端縁に向かって、放射状に真っ直ぐに延びるように形成されている。

そして、本実施形態の射出成形用金型１０においては、図１に示されるように、上記の如き構造を有するノズルアダプタ４０が、固定型１２に設けられた、凹所形態を呈するノズルタッチ部２６内に収容配置されている。即ち、ノズルアダプタ４０の取付部４２が、ノズルタッチ部２６の段差面２８上に載置された状態で、開口側収容部３２内に収容されていると共に、介装部４１のテーパ筒部４４が、ノズルタッチ部２６の底部側収容部３４内に収容され、更に、介装部４１の底部４６に設けられた筒状突起４８の小径部５４が、ノズルタッチ部２６の透孔３６内に突入した状態で、ノズルアダプタ４０が、ノズルタッチ部２６内に組み付けられている。そして、そのような組付状態下で、ノズルアダプタ４０の取付部４２の二つのボルト挿通孔５８（図１には一つだけを示す）内にそれぞれ挿通された取付ボルト６２が、ノズルタッチ部２６の段差面２８に形成された二つの雌ネジ孔３０（図１には一つだけを示す）にそれぞれ螺入されており、以て、ノズルアダプタ４０が、ノズルタッチ部２６に固定されている。

また、ノズルアダプタ４０のノズルタッチ部２６への固定状態下では、図１及び図７に示されるように、ノズルタッチ部２６の透孔３６の内周面と、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の外周面との間に、ノズルアダプタ４０の通孔５６の周方向に延びる筒状のガスベント６４が、形成されている。このガスベント６４は、空気は通過させるものの、前記成形キャビティ２４内に射出される溶融樹脂は通過させない程度の極めて狭い幅を有している。この幅は、特に限定されるものではないものの、例えば、０．０１〜０．０５ｍｍ程度とされる。

さらに、ノズルアダプタ４０のノズルタッチ部２６への固定状態では、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の先端面からなる円環平面５７が、固定型側キャビティ面１８と面一となる位置に配置されている。そうして、ノズルタッチ部２６の透孔３６の成形キャビティ２４内への開口部が、その中心部分（通孔５６が位置する部分）と外周部分（ガスベント６４が位置する部分）を除いて、かかる筒状突起４８の円環平面５７にて閉鎖されている。かくして、透孔３６の成形キャビティ２４への開口部内に、固定型側キャビティ面１８と実質的に連続するキャビティ面部分が、筒状突起４８の円環平面５７にて、形成されている。そして、それと共に、ノズルアダプタ４０の底部３５（筒状突起４８）に設けられた通孔５６が、成形キャビティ２４内に開口しており、以て、ノズルアダプタ４０の内側空間が、かかる通孔５６と前記貫通孔４７とを通じて、成形キャビティ２４内に連通している。このことから明らかなように、本実施形態では、固定型１２が、スプルーやサブスプルー等が省略されたスプルーレス構造とされている。そして、成形キャビティ２４内に開口する通孔５６が、ゲート部５７とされている。また、このゲート部５７の近傍に、それを取り囲むようにして、ガスベント６４が形成されているのである。

そして、ノズルタッチ部２６の底部３５の内面と、ノズルアダプタ４０における筒状突起４８の大径部５２の外周面及び底部４６の外面との間、更にはノズルタッチ部２６の底部側収容部３４の内周面と、ノズルアダプタ４０のテーパ筒部４４の外周面との間には、円環板状部分とテーパ筒状部分とを有する環状の空隙６６が、形成されている。この空隙６６は、前記ガスベント６４に連通し、且つガスベント６４と同様に、ゲート５７（通孔５６）の周方向に延びるように形成されている。これにより、ノズルタッチ部２６の底部側収容部３４及び底部３５と、ノズルアダプタ４０のテーパ筒部４４及び底部４６との間の熱伝達を可及的に阻止する空気断熱層６８が、環状の空隙６６にて形成されている。

また、ここでは、上記の如く、ノズルアダプタ４０の取付部４２が、ノズルタッチ部２６の段差面２８上に載置されている。これによって、取付部４２の一方の板面（図１及び図７における下面）に設けられた四つの凹溝６０，６０，６０，６０と段差面２８との間で、それら各凹溝６０の内面と段差面２８とを内周面とする連通路７０が、四つ（図１及び図７には、一つのみを示した）形成されている。

それら各連通路７０は、図には明示されてはいないものの、ノズルアダプタ４０の取付部４２とノズルタッチ部２６の段差面２８との間で、各凹溝６０と同様に、放射状に延びるように配置されている。そして、図１から明らかなように、各連通路７０が、取付部４２の内周縁部側において、前記環状の空隙６６に連通している一方、取付部４２の外周縁部側において、ノズルアダプタ４０の取付部４２とノズルタッチ部２６の開口側収容部３２との間に形成される隙間７２を通じて、大気に開放されている。このことから明らかなように、本実施形態では、連通路７０、及び取付部４２と開口側収容部３２との間の隙間７２にて、開放部が構成されている。

そして、このような構造とされた本実施形態の射出成形用金型１０においては、図１及び図７に示されるように、射出装置（図示せず）のノズル７４が、ノズルタッチ部２６にノズルタッチした状態下で、それらノズル７４とノズルタッチ部２６との間に、ノズルアダプタ４０が介装されるようになっている。

より詳細には、ここでは、ノズル７４が、中心部を軸方向に貫通して延びるノズル孔７６を備えたノズル本体７８を有している。このノズル本体７８の内部には、コイルヒータ７９が、ノズル本体７８の先端に達する位置にまで埋設されている。また、ノズル本体７８においては、ノズル本体７８の先端部側に位置するノズル孔７６部分が、それ以外の部分よりも大径化された嵌入孔部８０とされており、この嵌合孔部８０内に、トーピード８２が嵌入されている。

トーピード８２は、先端に向かって次第に小径となるテーパ状外周面を有するテーパ状底部８４と、かかるテーパ状底部８４側が小径化された段付円筒状の筒部８５とを備えた有底筒状の全体形状を有している。また、そのようなトーピード８２のテーパ状底部８４には、それを貫通する細径の連通孔８６が、複数形成されており、それら複数の連通孔８６を通じて、トーピード８２（筒部８５）の内孔８８が、外部に連通している。そして、このようなトーピード８２が、ノズル本体７８のノズル孔７６に内孔８８を連通させると共に、ノズル孔７６（嵌入孔部８０）からテーパ状底部８４を突出させた状態で、ノズル孔７６の嵌入孔部８０内に収容配置されている。

また、嵌入孔部８０内には、トーピード８２と共に、固定ブッシュ９０が収容されている。この固定ブッシュ９０は、軸方向一端部が小径部９２とされている一方、軸方向中間部が大径部９４とされ、更に、軸方向他端部が、外周面に雄ネジ部が形成された中径部９６とされている。

そして、このような固定ブッシュ９０が、トーピード８２の筒部８５の小径部分に外挿された状態で、嵌入孔部８０内に挿入されていると共に、嵌入孔部８０の内周面に形成された雌ネジに対して、中径部９６の雄ネジ部が螺合されて、ノズル本体７８の先端部に固定されている。また、そのような固定状態下で、中径部９６の端面が、トーピード８２の筒部８５の小径部分と大径部分とを段付けする段付け面に当接している。更に、固定ブッシュ９０の大径部９４と小径部９２とが、ノズル本体７８の嵌入孔部８０の先端開口部から突出している。

かくして、トーピード８２が、ノズル本体７８の先端部に、固定ブッシュ９０を介して固定されている。また、それにより、固定ブッシュ９０の小径部９２側の開口部にて、ノズル孔７６の先端開口部９８が、構成されている。そして、かかる構造とされたノズル７４において、ノズル孔７６内を流動する溶融樹脂が、トーピード８２の筒部８５の内孔８８からテーパ状筒部８４の複数の連通孔８６を通じて、固定ブッシュ９０の小径部９２側の開口部にまで導かれるようになっている。これによって、図示しない射出装置からノズル孔７６内に導入された溶融樹脂が、ノズル本体７８に内蔵されたコイルヒータ７９にて加熱されつつ、ノズル孔７６の先端開口部９８を通じて射出されるようになっているのである。

そして、ここでは、かくの如き構造を有するノズル７４が、その先端部において、射出成形用金型１０の固定型１２に設けられた、凹所形態を有するノズルタッチ部２６内に突入している。また、かかる突入下で、固定ブッシュ９０の小径部９２と大径部９４との間に位置する段付け面が、ノズルタッチ部２６に取り付けられたノズルアダプタ４０の底部４６の内面に当接しており、また、小径部９２と、この小径部９２の開口部から突出するトーピード８２のテーパ状底部８４の先端部分とが、かかる底部４６に突設された筒状突起４８の内孔内に突入している。

これにより、ノズル孔７６の先端開口部９８が、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の内孔内に開口していると共に、成形キャビティ２４内に開口する筒状突起４８のゲート部５７（通孔５６）を通じて、成形キャビティ２４に連通している。そして、そのような状態下で、ノズル７４が、ノズルタッチ部２６に対して、直接には何等接触することなくノズルタッチしており、以て、ノズルタッチ部２６の底部３５及び底部側収容部３４とノズル７４との間に、ノズルアダプタ４０が、その介装部４１（底部４６とテーパ筒部４４）において介装されているのである。また、かかる介装下では、ノズル７４が、ノズルアダプタ４０の介装部４１の底部４６と筒状突起４８に対して、固定ブッシュ９０の大径部９４と小径部９２とのみにおいて接触しており、それ以外の部分は、ノズルアダプタ４０に対して非接触とされている。

ところで、上述の如くして、ノズル７４が射出成形用金型１０の固定型１２のノズルタッチ部２６にノズルタッチする射出成形装置を用いて、目的とする樹脂成形品を得る場合には、先ず、図１に示されるように、型締装置（図示せず）により、射出成形用金型１０の固定型１２と可動型１４とを型閉じして、それら固定型１２と可動型１４との間に成形キャビティ２４を形成する。

次いで、図７に示されるように、射出装置（図示せず）からノズル孔７６内に導入された溶融樹脂９９を、ノズル本体７８に内蔵されたコイルヒータ７９にて加熱しつつ、ノズル孔７６の先端開口部９８とゲート部５７（ノズルアダプタ４０の通孔５６）とを通じて、成形キャビティ２４内に射出し、充填する。

このとき、図７に矢印で示されるように、成形キャビティ２４内の空気が、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の外周面とノズルタッチ部２６の透孔３６の内周面との間に形成されたガスベント６４を通じて、ノズルアダプタ４０のテーパ筒部４４及び底部４６とノズルタッチ部２６の底部側収容部３４及び底部３５との間に形成された空隙６６内に導かれ、更に、かかる空隙６６に連通する前記連通路７０と隙間７２とを通じて大気中に排出される（図１参照）。これによって、成形キャビティ２４内への溶融樹脂９９の射出、充填が、よりスムーズに実施され得ると共に、溶融樹脂９９の射出、充填後における成形キャビティ２４内への空気の残存に起因したガス焼けや白化等の種々の成形不良の発生が、未然に防止され得ることとなる。しかも、ここでは、ガスベント６４が、ゲート部５７の近傍において、その周方向に延びるように形成されている。このため、成形キャビティ２４内で、射出時において最大の圧力が掛かり、ガス焼けの発生が最も懸念されるゲート部５７付近からのガス抜きが、より確実且つスムーズに行われ得る。その結果として、ガス焼けの発生が、更に一層効果的に防止され得るのである。また、前述したように、射出成形用金型１０がスプルーレス構造とされているため、スプルーやサブスプルー内に溶融樹脂９９が残存するようなことが解消され、それによって、原料樹脂の節約が図られ得る。

その後、固定型１２のノズルタッチ部２６の近傍に形成された冷却流路３８内や、可動型１４内に形成された、図示しない冷却流路内を流通する冷却媒体（ここでは、冷却水）によって、射出成形用金型１０を冷却することにより、成形キャビティ２４内に射出、充填された溶融樹脂９９を効率的に冷却、固化させる。そうして、目的とする樹脂成形品を得るのである。

なお、ここでは、ノズル孔７６内の溶融樹脂９９に対するコイルヒータ７９等の加熱手段による加熱温度が、溶融樹脂９９の軟化温度に近似した温度となるように、図示しないコントローラ等の制御機構により制御されている。一方、成形キャビティ２４内に溶融樹脂９９を射出、充填する射出操作の終了後において、ノズル７４の固定ブッシュ９０やノズルアダプタ４０が放冷されること等により、ゲート部５７内では、そこに残存する溶融樹脂９９が冷却されて、固化する。これによって、ゲート部５７内に、溶融樹脂９９の固化物からなるゲートシール部（図示せず）が形成されて、ゲート部５７が、かかるゲートシール部にて、一旦、閉鎖される。また、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の小径部５４の内周面上には、層状の固化物からなるスキン層も形成される。

そして、本実施形態の射出成形用金型１０においては、特に、ノズルアダプタ４０のテーパ筒部４４及び底部４６とノズルタッチ部２６の底部側収容部３４及び底部３５との間に、環状の空隙６６からなる空気断熱層６８が形成されて、ノズルタッチ部２６の底部側収容部３４及び底部３５と、ノズルアダプタ４０のテーパ筒部４４及び底部４６との間の熱伝達が可及的に阻止されるようになっている。

それ故、ノズルタッチ部２６の温度が、成形キャビティ２４内に射出された高温の溶融樹脂９９によって急上昇したときに、ノズルアダプタ４０を介してノズルタッチ部２６にノズルタッチしたノズル７４の先端側部分の温度が、ノズルタッチ部２６の温度上昇に伴って大きく上昇するようなことが、有利に防止され得る。そして、それにより、成形キャビティ２４内への溶融樹脂９９の射出操作の終了後に、ゲートシール部が、ゲート部５７内に、ノズルタッチ部２６の温度上昇による影響を殆ど受けることなく、良好且つ好ましい固化状態において確実に形成され得る。しかも、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の小径部５４の内周面上に形成されるスキン層の厚さも適正な厚さとされ、それによっても、ゲートシール部が安定的に形成される。その結果、射出操作の終了後に、ノズル孔７６内に残存する溶融樹脂９９が、ゲート部５７を通じて、成形キャビティ２４内に漏れ出すこと、更には、そのような溶融樹脂９９の漏出しにより、次回の射出操作で成形される樹脂成形品に成形不良が生ずることが、未然に阻止され得ることとなる。

また、例えば、前回の成形キャビティ２４内への溶融樹脂９９の射出操作の終了後から、次回の射出操作の開始までの間に、長い時間が経過して、ノズルタッチ部２６が大幅に冷えてしまうようなことがあっても、ノズル７４の先端側部分の温度が、ノズルタッチ部２６の温度降下に多大な影響を受けて、大幅に低下してしまうことが、空気断熱層６８による断熱作用により、効果的に回避され得る。しかも、本実施形態では、射出操作の終了後も、ノズル孔７６内の溶融樹脂９９が、ノズル７４に内蔵されたコイルヒータ７９にて継続的に加熱されている。それ故、射出操作の終了後に、ノズルタッチ部２６の過剰な冷却により、ゲート部５７内に残存する溶融樹脂９９の固化状態が過度に進行することが有利に防止され得る。また、かかる溶融樹脂９９の固化状態の過度の進行は、ノズルアダプタ４０の筒状突起４８の小径部５４の内周面上に形成されるスキン層の厚さが適正な厚さとされていることによっても、効果的に防がれ得る。かくして、前回の射出操作の終了後に、ゲート部５７内に形成されるゲートシール部が、次回の射出操作の開始時に、ノズル孔７６内に新たに導入される溶融樹脂９９の射出圧によって確実に溶融、除去され得ることとなる。その結果、次回の射出成形操作の実施時において、ゲート部５７内でのゲートシール部の残存に起因したショートショットによる成形不良や、ゲートシール部の一部が固化状態のままでの成形キャビティ２４内に侵入して惹起される成形不良の発生が、効果的に防止され得ることとなる。

従って、かくの如き本実施形態の射出成形用金型１０を用いれば、良好な射出成形操作を繰り返し行うことが出来、以て、複数の樹脂成形品を、成形不良のない安定した品質をもって、連続的に且つ確実に成形することが出来るのである。

また、かかる射出成形用金型１０では、ノズル７４が、ノズルアダプタ４０を介して、ノズルタッチ部２６にノズルタッチしているため、かかるノズルタッチ状態下で、ノズル７４が、ノズルタッチ部２６に対して、直接には何等接触しないようになっている。しかも、ノズル７４が、ノズルアダプタ４０の底部４６と筒状突起４８に対してのみ接触して、それ以外の部分とは非接触とされている。これによって、ノズルタッチ部２６とノズル７４との間のノズルアダプタ４０を介しての熱伝導も、効果的に抑制され得る。そして、その結果として、ゲート部５７内に、良好な固化状態を有するゲートシール部が確実に形成され、以て、安定した品質の樹脂成形品が、より一層有利に得られるのである。

さらに、本実施形態の射出成形用金型１０においては、上記の如く、ノズル７４が、ノズルタッチ部２６に対して直接に接触することなく、ノズルアダプタ４０の底部４６に当接した状態で、固定型１２に組み付けられている。その上、ノズル７４が当接するノズルアダプタ４０の底部４６も、ノズルタッチ部２６に対して非接触とされている。それ故、ノズル７４のノズルタッチ部２６へのノズルタッチ時に、ノズル７４がノズルアダプタ４０の底部４６に当接したときの衝撃等により、ノズルタッチ部２６が損傷することが、有利に回避され得る。従って、たとえ、ノズル７４がノズルアダプタ４０の底部４６に当接したときの衝撃が大きくて、ノズルアダプタ４０が損傷する事態が生じたとしても、固定型１２を何等交換することなく、ノズルアダプタ４０のみを交換するだけで済む。それによって、ランニングコストの大幅なコストダウンが図られ得ることとなるのである。

次に、前記実施形態とは異なって、スプルーを備えた構造を有する別の実施形態について、説明する。なお、以下に説明する実施形態に関しては、前記実施形態と同様な構造とされた部材及び部位について、図１乃至図７と同一の符号を付して、その詳細な説明は省略した。

すなわち、本実施形態の射出成形用金型１００は、図８に示されるように、固定型１２に対して、スプルー１０２を有するスプルーブッシュ１０４と、かかるスプルー１０２を成形キャビティ２４に連通させるサブスプルー１０６とが設けられている。また、かかる射出成形用金型１００においては、固定型１２の表面において露出するスプルーブッシュ１０４の露出面部分にて、凹所形態を呈するノズルタッチ部２６が構成されており、このノズルタッチ部２６に対して、金属製のノズルアダプタ４０が組み付けられている。

ノズルアダプタ４０は、ノズルタッチ部２６の表面（ノズルタッチ面）に対応した形状を有する介装部４１と、介装部４１の外周部に一体形成された外フランジ状の取付部４２とを有している。介装部４１の中心部には、通孔５６が穿設されており、また、介装部４１の一方の面に対して、広幅の凹溝１０８が、通孔５６の周方向に延びる環状形態をもって形成されている。このようなノズルアダプタ４０が、介装部４１の通孔５６を通じて、ノズル７４の先端開口部９８とスプルー１０２とを相互に連通させ、且つ凹溝１０８の底面をノズルタッチ部２６に対向させるように配置させた状態で、取付部４２において、固定型１２にボルト固定されている。これにより、ノズルタッチ部２６と介装部４１との間に、凹溝１０８の内側空間からなる環状の空隙６６が、通孔５６の周方向に延びるように形成されている。

そして、本実施形態では、コイルヒータ等の加熱手段を何等有しないノズル７４が、その先端面において、ノズルアダプタ４０の介装部４１におけるノズルタッチ部２６との対向側とは反対側の面に当接し、且つノズル孔７６を、介装部４１の通孔５６を通じてスプルー１０２に連通させた状態で、ノズルタッチ部２６にノズルタッチしている。これにより、ノズル７４が、ノズルタッチ部２６と非接触とされていると共に、ノズルアダプタ４０の介装部４１が、それらノズル７４とノズルタッチ部２６との間に介装されているのである。

このように本実施形態の射出成形用金型１００においては、ノズルアダプタ４０の介装部４１とノズルタッチ部２６との間に環状の空隙６６が形成されているところから、この空隙６６が、ノズルタッチ部２６とノズルアダプタ４０の介装部４１との間での熱伝達を阻止する空気断熱層６８として機能する。また、ノズル７４が、ノズルタッチ部２６と非接触とされている。

それ故、本実施形態の射出成形用金型１００にあっても、前記実施形態と同様に、繰り返し行われる射出成形操作において、前回の射出操作の終了後に、ゲート部５７内に、ゲートシール部が、良好な固化状態で有利に形成され得る。また、次回の射出操作の開始時に、溶融樹脂の射出圧等により、かかるゲートシール部が確実に溶融、除去され得る。

従って、かくの如き本実施形態の射出成形金型１００を用いることにより、複数の樹脂成形品が、成形不良のない安定した品質をもって、連続的に且つ確実に成形され得ることとなるのである。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、ノズル７４にコイルヒータ７９等の加熱手段を内蔵させる場合には、それらの加熱手段の加熱制御方式が、例示した方式に何等限定されるものではない。即ち、例えば、ノズル７４から溶融樹脂９９が射出された後、一旦、それらの加熱手段による加熱がＯＦＦされ、また、次回の射出操作の開始に先立って、加熱手段がＯＮされるように、所定の制御機構により加熱制御する方式も、適宜に採用され得る。

また、ノズルアダプタ４０の全体形状や材質も、例示のものに、特に限定されるものでない。特に、ノズルアダプタ４０の形成材料としては、熱伝達性の低い材料が、好適に用いられ得る。

さらに、前記第一及び第二の実施形態では、ノズルアダプタ４０が、固定型１２にボルト固定されていたが、例えば、ノズルアダプタ４０を、射出成形用型１０，１００に何等固定することなく、単に、ノズル７４とノズルタッチ部２６とによる挟持力だけで、射出成形用型１０，１００に組み付けるようにしても良い。

更にまた、ノズルタッチ部２６とノズルアダプタ４０との間に形成される環状の空隙６６の大きさや形状も、適宜に変更可能であることは勿論である。

また、前記第一及び第二の実施形態では、ノズルアダプタ４０の介装部４１が、ノズル７４の先端面に接触した状態で、ノズル７４とノズルタッチ部２６との間に介装されていたが、例えば、ノズルアダプタ４０の介装部４１が、ノズル７４の外周面と接触した状態で、ノズル７４とノズルタッチ部２６との間に介装されるようになっていても、何等差し支えない。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

１０，１００ 射出成形用型 １２ 固定型
１４ 可動型 ２４ 成形キャビティ
２６ ノズルタッチ部 ３８ 冷却流路
４０ ノズルアダプタ ４１ 介装部
４２ 取付部 ５６ 通孔
５７ ゲート部 ６４ ガスベント
６６ 空隙 ６８ 空気断熱層
７４ ノズル ７６ ノズル孔
９８ 先端開口部

Claims (6)

1. ノズルタッチ部にノズルタッチした、射出装置のノズルから射出される溶融樹脂を成形キャビティ内に受け入れて、樹脂製品を成形する射出成形用金型において、
   前記ノズルの前記ノズルタッチ部へのノズルタッチ状態下で、それらノズルとノズルタッチ部との間に介装される介装部を有すると共に、該介装部に通孔が設けられてなるノズルアダプタを備え、該ノズルアダプタの通孔を通じて、該ノズルの先端開口部と前記成形キャビティとを相互に連通させ、且つ該ノズルと前記ノズルタッチ部とを非接触とする位置において、該ノズルアダプタの介装部が、該ノズルと該ノズルタッチ部との間に介装されるように、該ノズルアダプタが、該ノズルタッチ部に組み付けられており、更に、該ノズルアダプタの介装部と該ノズルタッチ部との間に、該通孔の周方向に延びる環状の空隙が形成されていると共に、該ノズルアダプタと該ノズルタッチ部との間に、該空隙と前記成形キャビティとを連通するガスベントと、該空隙を大気に開放する開放部とが設けられていることを特徴とする射出成形用金型。
2. 前記ノズルアダプタの介装部が、前記ノズルの先端面に当接した状態で、該ノズルと前記ノズルタッチ部との間に介装されるようになっている請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 前記ノズルアダプタの通孔が、前記成形キャビティ内に開口するスプルーレス構造を有している請求項１又は請求項２に記載の射出成形用金型。
4. 前記ノズルタッチ部が、前記ノズルの先端部が突入可能な凹所形態を有する一方、前記ノズルアダプタの介装部が、該凹所形態を有するノズルタッチ部内に嵌入可能な筒部と、該筒部の一端側開口部を閉塞する底部とを備えた片側有底の筒形状を呈し、該介装部における該底部に、前記通孔が形成されていると共に、該介装部における該筒部の外周面と該ノズルタッチ部の内周面との間に、前記空隙が形成されている請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載の射出成形用金型。
5. 前記ノズルタッチ部を冷却する冷却媒体が内部を流通する冷却流路が、該ノズルタッチ部の近傍に形成されている請求項１乃至請求項４のうちの何れか１項に記載の射出成形用金型。
6. 射出装置のノズルと射出成形用金型のノズルタッチ部との間に介装される介装部を有すると共に、該介装部に通孔が設けられてなるノズルアダプタを含み、該射出成形用金型の内部に形成される成形キャビティと該ノズルの先端開口部とが、該ノズルアダプタの通孔を通じて相互に連通し、且つ該ノズルと該ノズルタッチ部とが非接触となる位置において、該ノズルアダプタの介装部が、該ノズルと該ノズルタッチ部との間に介装されるように、該ノズルアダプタが、該射出成形用金型に組み付けられており、更に、該ノズルアダプタの介装部と該ノズルタッチ部との間に、前記通孔の周方向に延びる環状の空隙が形成されていると共に、該ノズルアダプタと該ノズルタッチ部との間に、該空隙と前記成形キャビティとを連通するガスベントと、該空隙を大気に開放する開放部とが設けられていることを特徴とする射出成形装置。

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