JP5980967B2

JP5980967B2 - 射出成形機用ノズル

Info

Publication number: JP5980967B2
Application number: JP2015013613A
Authority: JP
Inventors: 彰太朗関口; 裕泰浅岡
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: CN105818332B; US9782920B2; CN105818332A; DE102016000542B9; DE102016000542A1; DE102016000542B4; JP2016137632A; US20160214295A1

Description

本発明は射出成形機用ノズルに関する。

射出成形機は、一般的に機台上に型締機構部と射出機構部とを備えて構成されている。射出機構部は樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出するものである。型締機構部は主に金型の開閉を行うものである。
型締機構部においては、固定プラテン、可動プラテン、及び可動プラテンの背後に配置されたリアプラテンが複数のタイバーによって結合されており、タイバーに沿って可動プラテン及びリアプラテンが移動する。また、固定プラテンと可動プラテンの互いに対向する加工面には、それぞれ金型が取りつけられており、型締及び型開き動作を行う。

射出機構部では、射出ユニットを固定プラテンに対して前後進させ、射出ユニットの射出シリンダ先端のノズルを、固定プラテンの樹脂注入口に密着させて、射出シリンダを経由して樹脂を供給する。ここで、射出ユニットの射出シリンダ先端のノズルを、固定プラテンの樹脂注入口に密着又は離間させるためのノズルタッチ機構が設けられている。そして、連続成形運転中には、ノズルタッチ機構によって、射出シリンダ先端のノズルは、固定プラテンの樹脂注入口に押し付けられるように構成されている。

図６は、射出機構部のノズル周辺の部品構成を示した図である。シリンダ１の前方にノズル２が設けられており、シリンダ１とノズル２とはボルト３によって固定されている。シリンダ１とノズル２とは面合わせで設置されており、７は両者の合わせ面を示している。また、６は図示しないホッパから供給される溶融樹脂を固定プラテンの樹脂注入口に供給する溶融樹脂通路である。シリンダ１及びノズル２の外径部には、それぞれヒータ４、ヒータ５が巻かれている。これらのヒータ（４，５）に通電することによって、シリンダ１及びノズル２の温度調節が行われている。

溶融樹脂通路６の内部において、溶融樹脂からガスが発生する場合がある。発生したガスが金型内に侵入すると、成形品に影響を及ぼして成形品の外観不良や強度の低下の原因となることがあるため、金型内にガスが侵入することを防ぐ方が好ましい。金型内へのガスの侵入量を防ぐために、シリンダ１やノズル２に排気口を設けてガスを除去する手法が行われている。図６における８は排気溝であり、シリンダ１とノズル２との合わせ面に微小な隙間を形成して設けられている。

特許文献１には、射出成形機用のノズルにおいて、ノズルを基部と先端部に分割して、ノズル本体の樹脂通路に、樹脂の流出は阻止し、ガスの通過は許容するガス抜き通路を形成する技術が開示されている。
特許文献２には、射出成形機のノズルにおいて、ノズルと加熱筒との当り面に脱気用溝を放射状に設けて、ノズル外周の環状段部で形成する環状空所に連通し、さらにこの環状空所と待機とを連通する連通孔を加熱筒に設けて、シリンダの径方向からガスを排出する技術が開示されている。
特許文献３には、射出成形機の射出部において、リング形をした多孔性のガス抜き部材を設け、ガス抜き部材を通じて内部で発生したガスを排出する技術が開示されている。

実願平３−５３８５６号（実開平５−７４２３号）のＣＤ−ＲＯＭ登録実用新案第３０１４７９３号公報特開平１１−１７０３２０号公報

図６に示されている技術においては、シリンダ１の外径部に、シリンダ１の外径の大部分を覆うようにヒータ４が設置されているため、排気溝８がヒータ４の設置されていない箇所に限られてしまい、ヒータ４によるシリンダ１の温度調節に影響を及ぼすおそれがあった。逆に、排気溝８をヒータ４が覆うように設置してしまうと、排気溝８からのガスの排出がうまく行われず、ガスがシリンダ１の内部に滞留して、ヒータ４や周辺の部材が腐食するおそれがある。

特許文献１に開示されている技術は、ノズルを基部と先端部に分割してガス抜き経路を形成しているため、ガス抜き経路の形成のためにノズルを基部と先端部とに分割する必要があり、１ピース構造のノズルに比べて構造が複雑でコストが高くなるおそれがある。
特許文献２に開示されている技術は、図６に示されている技術と同様に、シリンダの径方向からガスを逃がす構造とされているため、ガス抜き経路の設置箇所がヒータの巻かれていない箇所に限られたり、逆にガス抜き経路をヒータが塞いでしまうと、内部にガスが滞留してしまうおそれがある。
特許文献３に開示されている技術は、ガス抜きのために、ガス抜き用の専用部材である多孔性部品を用いてのノズルを形成する必要がある。

そこで本発明は、射出成形機用ノズルにおいて、ノズル内部の溶融樹脂で発生したガスを効果的に排出できる射出成形機用ノズルを提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、射出成形機の加熱シリンダの先端に、該加熱シリンダと合わせ面において面合わせで設置可能な樹脂射出ノズルであって、前記合わせ面は、内径側に設けられた第１の合わせ面と、該第１の合わせ面より外径側に設けられた第２の合わせ面を有し、前記第１の合わせ面と前記第２の合わせ面との間に形成される空隙から前記樹脂射出ノズルの先端方向へと通じる貫通穴を少なくとも１個備え、前記加熱シリンダと前記樹脂射出ノズルは、前記貫通穴を通じて固定部材によって固定されたことを特徴とする樹脂射出ノズルが提供される。

請求項１に係る発明では、第１の合わせ面と第２の合わせ面との間に形成される空隙から樹脂射出ノズルの先端方向への通じる貫通穴を有することによって、溶融樹脂内で発生したガスが、第１の合わせ面を透過し、空隙と貫通穴を通じてノズルの先端方向に送られて外部へ排出することが可能となる。ノズルの径方向の外部には、ヒータが設けられていることによって排気の妨げとなる場合もあるが、ノズルの先端方向には排気を遮る物が少ないため、溶融樹脂内で発生したガスを効果的に排出することが可能となる。
また、固定部材が貫通穴を通じて加熱シリンダと樹脂射出ノズルを固定しているため、加熱シリンダと樹脂射出ノズルを固定するための固定部材を貫通する穴と、溶融樹脂内で発生したガスを排出するための貫通穴を兼ねることができ、個別に穴を設ける必要がなくなる。

本願の請求項２に係る発明では、前記貫通穴を通じてエアの吸引又は供給を行う装置を有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂射出ノズルが提供される。
請求項２に係る発明では、貫通穴を通じてエアの吸引又は供給を行う装置を有することによって、自然に貫通穴を通じてガスの排出を行うことと比較して、より効率的に溶融樹脂内で発生したガスを排出することが可能となる。

本発明により、射出成形機用ノズルにおいて、ノズル内部の溶融樹脂で発生したガスを効果的に排出することが可能となる。

本発明の第１の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図である。本発明の第２の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図である。本発明の第３の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図である。本発明の第４の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図である。本発明の第５の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図である。従来のノズル周辺の部品構成を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ断面をシリンダ方向から見た図である。シリンダ１１の前方にノズル２１が設けられており、また、６１は図示しないホッパから供給される溶融樹脂を固定プラテンの樹脂注入口に供給する溶融樹脂通路である。シリンダ１１及びノズル２１の外径部には、それぞれヒータ４１、ヒータ５１が巻かれている。これらのヒータ（４１，５１）に通電することによって、シリンダ１１及びノズル２１の温度調節が行われている。

シリンダ１１とノズル２１とは図示しないボルトによって固定されている。シリンダ１１とノズル２１とは面合わせで設置されているが、両社の合わせ面の構造が、図６に示された従来技術とは異なっている。本実施形態においては、シリンダ１１とノズル２１との合わせ面が、溶融樹脂通路６１と隣接する第１の合わせ面Ａ１と、第１の合わせ面Ａ１からシリンダ１１の外径側に離間した環状の第２の合わせ面Ｂ１の２つの合わせ面において、シリンダ１１とノズル２１とが面合わせとなるように設置されている。また、第１の合わせ面Ａ１と第２の合わせ面Ｂ１との間には空隙Ｎ１が形成されている。第１の合わせ面Ａ１の近傍において、空隙Ｎ１と連通してノズル２１の先端方向へと通じる排気通路Ｈ１が形成されている。

第１の合わせ面Ａ１において、シリンダ１１とノズル２１とは密着しているが、溶融樹脂通路６１内の樹脂圧力が所定の圧力を超えると、溶融樹脂は通さず溶融樹脂通路６１内で発生したガスのみが透過できるようなわずかな隙間を生じるように、第１の合わせ面Ａ１の面積及び接触圧力が調整されている。図６に示された従来技術においては、溶融樹脂通路６からシリンダ１の外周面までの距離が長いため、図１に示されている本実施形態のように、合わせ面が通常は密着していて、溶融樹脂通路６内の樹脂圧力が所定の圧力を超えると、溶融樹脂通路６内で発生したガスのみが透過できるようなわずかな隙間を生じるように構成することは困難であるが、本実施形態においては、合わせ面を２つに分けた構成としているため、溶融樹脂通路６１から外部へ連通する排気通路Ｈ１までの距離を短く構成できるため、溶融樹脂通路６１内の樹脂圧力が所定の圧力を超えると、溶融樹脂は通さず溶融樹脂通路６１内で発生したガスのみが透過できるようなわずかな隙間を生じるように第１の合わせ面Ａ１を構成することが可能となる。

これに対して、第２の合わせ面Ｂ１においては、シリンダ１１とノズル２１とがより強く密着されており、また空隙Ｎ１は排気通路Ｈ１と連通しているため、空隙Ｎ１内の圧力はさほど高くなることはない。そのため、溶融樹脂内で発生したガスは、第１の合わせ面Ａ１を透過した後、第２の合わせ面Ｂ１から外部に排出されることなく、空隙Ｎ１と排気通路Ｈ１を通ってノズルの先端側から排出される（排出流路Ｐ）。なお、第１の合わせ面Ａ１の構造については、本実施形態の構造に限られたものではなく、溶融樹脂が漏洩しない程度にあらかじめ隙間が生じるように構成してもよいし、溝や凹凸を形成してガスが排出できるように構成することも可能である。

（第２の実施形態）
図２は、別の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した側面図である。先の実施形態との相違点は、ノズルが第１のノズル２２ａと第２のノズル２２ｂの２ピース構造となっている点と、第２の合わせ面Ｂ２が段差をもって形成されている点、および、吸引装置９２を設けた点である。

図２に示されているように、ノズルの構造は１ピース構造に限らず、第１のノズル２２ａと第２のノズル２２ｂの２ピース構造となっている場合であっても同様に構成することが可能である。また、第２の合わせ面Ｂ２が第１の合わせ面Ａ１とは段差をもって形成されて、両者が同一平面とはならないように形成することもできる。このように形成すれば、第２の合わせ面Ｂ２において、シリンダ１１とノズル２２ｂが接触することに加えて、第２の合わせ面Ｂ２を形成する箇所の側面部Ｃ２においても、シリンダ１１とノズル２２ｂとが接触するため、第２の合わせ面Ｂ２におけるシリンダ１１とノズル２２ｂとの接触によって、シリンダ１１と第２のノズル２２ｂとの位置決めを行うことが可能となる。

本実施形態においては、排気通路Ｈ１の外部と連通する箇所に吸引装置９２が設けられており、溶融樹脂通路６１内で発生して、空隙Ｎ１、排気通路Ｈ１に排出されてきたガスを吸引装置９２によって吸引している。これにより、排気通路Ｈ１に排出されてきたガスが自然に外部に排出される場合と比較して、より効率的にガスを排気することが可能となる。また、吸引装置９２に代えて、供給装置を設けるようにしてもよい。この場合は、外部から排気通路Ｈ１内に空気が供給され、供給された空気と排気通路Ｈ１内のガスは、複数設けられている他の排気通路Ｈ１から、外部に排気されることとなる。

なお、第１の実施形態と本実施形態とはノズルの構造、第２の合わせ面の構造、吸引装置の有無の３点において異なっているが、いずれか１点または２点異ならせたものであってもよい。

（第３の実施形態）
図３は、さらに別の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図であり、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ−Ｘ断面をシリンダ方向から見た図である。

本実施形態においては、図３（ｂ）に示されているように、第１の合わせ面Ａ３の周辺の一部に、径方向に凹む凹部Ｕ３を設けている。凹部Ｕ３を設けることにより、凹部Ｕ３の箇所において、溶融樹脂通路６１と空隙Ｎ３との間の距離が短くなるため、凹部Ｕ３を設けた箇所において、溶融樹脂から発生したガスが透過しやすくなる。また、本実施形態においては、第２の合わせ面Ｂ３を周方向に４つに分割して構成し、それぞれの第２の合わせ面Ｂ３の間に排気通路Ｈ３を設ける構成としている。このように構成すると、複数の第２の合わせ面Ｂ３によってシリンダ１１とノズル２１を突き当てることによって、ノズル２１をより安定して保持することが可能となる。

（第４の実施形態）
図４は、さらに別の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図であり、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘ断面をシリンダ方向から見た図である。

本実施形態において、３４はボルトであり、シリンダ１１とノズル２１とを固定している。本実施形態においては、シリンダ１１とノズル２１とを固定する際にボルト３４が挿入されるノズル２１の貫通穴を排気通路Ｈ４を兼ねて用いる点が、これまでの実施形態と異なっている。図４（ｂ）に示されているように、第２の合わせ面Ｂ４近傍に円周方向に８つのボルト３４の貫通穴兼排気通路Ｈ４が設けられており、この排気通路Ｈ４を通じて、溶融樹脂から発生したガスが外部に排出される。ここで、ボルト３４にはねじが切られているが、ボルト３４が挿入される側の、排気通路Ｈ４を兼ねた貫通穴側にはねじが切られてはいない。そのため、ボルト３４を挿入して締めた際にも、ボルト３４の外周面と貫通穴（排気通路Ｈ４）の内周面との間には若干の隙間が形成され、その隙間を通じてガスが外部に排出される。

また、貫通穴（排気通路Ｈ４）のボルト３４の近い側には、排気通路Ｈ４からノズル２１の径方向に伸びる排気孔Ｈ４’が設けられている。排気孔Ｈ４’を設けることにより、ボルト３４の頭部が大きい場合など、ボルト３４の頭部によって貫通穴（排気通路Ｈ４）をふさいでしまう場合などに、排気通路Ｈ４内のガスを排気孔Ｈ４’を通じて効果的に外部に排出することが可能となる。

（第５の実施形態）
図５は、さらに別の実施形態のノズル周辺の部品構成を示した図であり、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ−Ｘ断面をシリンダ方向から見た図である。

本実施形態において、３４はボルトであり、シリンダ１１とノズル２１とを固定している。本実施形態においては、シリンダ１１とノズル２１とをボルト３４が挿入されるノズル２１の貫通穴のうちの２つに溝Ｈ５’を設けた点が第４の実施形態と異なっている。図５（ｂ）に示されているように、第２の合わせ面Ｂ４近傍に円周方向に８つのボルト３４の貫通穴が設けられており、この８つの貫通穴のうちの２つに溝Ｈ５’を設けて、この溝Ｈ５’を通じて溶融樹脂から発生したガスが外部に排出される。第４の実施形態においては、ボルト３４が挿入される側の、排気通路Ｈ４を兼ねた貫通穴側にはねじが切られてはいない構成とされていたが、本実施形態においては溝Ｈ５’を通じてガスが外部に排出される構成とされているため、貫通穴側にもねじを切って、より強固に固定できる構成とすることも可能である。

また、第４の実施形態においては、貫通穴（排気通路Ｈ４）のボルト３４の近い側に、排気通路Ｈ４からノズル２１の径方向に伸びる排気孔Ｈ４’が設けられていたが、本実施形態においては、溝Ｈ５’においてガスの排出を行っているため、多少ボルト３４の頭部が大きかったとしても、排気孔を設けなくとも、ガスを効果的に外部に排出することが可能となる。

１シリンダ
２ノズル
３ボルト
４ヒータ
５ヒータ
６溶融樹脂通路
７合わせ面
８排気溝
１１シリンダ
２１ノズル
２２ａ第１のノズル
２２ｂ第２のノズル
３４ボルト
４１ヒータ
５１ヒータ
６１溶融樹脂通路
９２吸引装置
Ａ１，Ａ３，Ａ４第１の合わせ面
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４第２の合わせ面
Ｃ２（第２の合わせ面の）側面部
Ｎ１，Ｎ３，Ｎ４空隙
Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５排気通路
Ｈ４’ 排気孔
Ｈ５’ 溝
Ｕ３凹部
Ｐ排気流路

Claims

射出成形機の加熱シリンダの先端に、該加熱シリンダと合わせ面において面合わせで設置可能な樹脂射出ノズルであって、
前記合わせ面は、
内径側に設けられた第１の合わせ面と、
該第１の合わせ面より外径側に設けられた第２の合わせ面を有し、
前記第１の合わせ面と前記第２の合わせ面との間に形成される空隙から前記樹脂射出ノズルの先端方向へと通じる貫通穴を少なくとも１個備え、前記加熱シリンダと前記樹脂射出ノズルは、前記貫通穴を通じて固定部材によって固定されたことを特徴とする樹脂射出ノズル。
前記貫通穴を通じてエアの吸引又は供給を行う装置を有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂射出ノズル。