JP6647385B2 - 射出成形機用ノズル - Google Patents

Description

本発明は、ホットランナからの溶融樹脂を吐出するノズル孔を有する射出成形機用ノズルに関する。

従来、射出成形機用ノズルとして、ノズル孔の上流側に駒部材を装着し、駒部材のノズル孔に対向しない部分に開口部を形成して、溶融樹脂が開口部を通ってノズル孔に流れるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来のノズルは、駒部材のノズル孔に対向する部分で上流側の樹脂流路に対しノズル孔を遮蔽し、離型に際しての樹脂流路内の溶融樹脂の糸引きを抑制するものである。しかし、ノズル孔と駒部材との間の部分に残留する樹脂の固化に時間がかかり、離型タイミングを早くすると、ノズル孔と駒部材との間に残留する未固化の樹脂からの糸引きを生ずるという問題がある。

上記の従来のノズルの問題点を改善するため、上記駒部材のノズル孔に対向する部分にノズル孔に向けて突出する突起を形成したノズルが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このノズルにおいて、駒部材の突起によってノズル孔と駒部材との間の部分に残留する樹脂の固化が促進され、離型のタイミングを早くしても糸引きが生じ難く、上記問題はある程度は解消された。

特開昭６０−５６５２１号公報 特許第４３３５４００号公報

しかしながら、特許文献２に記載のノズルであっても、ホットランナとノズル孔とで熱が分断されず、ホットランナの熱がノズル孔に伝達されるため、離型のタイミングによっては未固化の樹脂が残留することがあり十分ではなかった。

本発明は、以上の従来の問題に鑑みなされたものであり、短時間で離型した場合における未固化の樹脂による糸引きを抑制し、サイクルタイムを短縮することができる射出成形機用ノズルを提供することにある。

本発明の、ホットランナからの溶融樹脂を吐出するノズル孔を有する射出成形機用ノズルであって、
前記ホットランナよりも熱伝導性が高い材料からなり、前記ホットランナの樹脂流路の最下流側に連通するノズル孔を有するノズルチップを備え、
前記ノズルチップは、断熱部材を介してホットランナに接合し、
前記ホットランナの下流側端部に、樹脂流路に連通する座繰り穴が設けられており、
前記ノズルチップは、前記ノズル孔を有する筒部と、前記筒部の底面に接合され、前記ノズル孔に連通する開口部を有するフランジ部とを有し、
前記断熱部材は、前記ホットランナの座繰り穴に当接する外壁と、前記ノズルチップの筒部の外周に当接する貫通孔とを有する筒状体からなり、
前記ノズルチップの筒部は、前記断熱部材の貫通孔に当接し、前記断熱部材の外壁は前記ホットランナの座繰り穴に当接しており、
前記ノズルチップのフランジ部と前記ホットランナの下流側端部との間、及び前記ノズルチップの筒部の先端部と前記ホットランナの座繰り穴の最奥部との間の両方に間隙を有することを特徴とすることを特徴とする。

本発明の射出成形機用ノズルは、ホットランナとノズルチップとが断熱部材を介して接合していることで、ホットランナからの熱がノズルチップに伝達されにくい。その上、ノズルチップは熱伝導性が高い材料からなるため熱を外部に放出しやすい。その結果、ノズル孔はホットランナと比較して温度が低くなり、ノズル孔内の溶融樹脂は短時間で固化するため、短時間で離型した場合であっても半固化の溶融樹脂による糸引きを抑えることができる。

本発明の射出成形機用ノズルにおいて、前記ホットランナと前記ノズルチップとの間に間隙を有することが好ましい。ホットランナとノズルチップの間に間隙が存在することで、その間隙によりホットランナからノズルチップへの熱の伝導が遮断される。そのため、ホットランナの熱のノズル孔への伝導を抑えられ、ノズル孔の低温化に寄与する。ひいては、ノズル孔内の樹脂を短時間で固化させることができる。

本発明の射出成形機用ノズルにおいて、前記ホットランナと前記ノズルチップとの間に間隙を有する態様としては、具体的には、前記ホットランナの下流側端部に、樹脂流路に連通する座繰り穴が設けられており、前記ノズルチップは、前記ノズル孔を有する筒部と、前記筒部の底面に接合され、前記ノズル孔に連通する開口部を有するフランジ部とを有し、 前記断熱部材は、前記ホットランナの座繰り穴に当接する外壁と、前記ノズルチップの筒部の外周に当接する貫通孔とを有する筒状体からなり、前記ノズルチップの筒部は、前記断熱部材の貫通孔に当接し、前記断熱部材の外壁は前記ホットランナの座繰り穴に当接しており、前記ノズルチップのフランジ部と前記ホットランナの下流側端部との間、及び前記ノズルチップの筒部の先端部と前記ホットランナの座繰り穴の最奥部との間の少なくとも一方に間隙を有する構成とすることができる。

本発明の射出成形機用ノズルにおいて、前記ホットランナ内の樹脂流路の下流側端部は、ノズル孔に連通する部位に向けて先細りするテーパ形状であることが好ましい。ホットランナ内の樹脂流路がノズルチップ近傍において径が大きいと、その部分で溶融樹脂が滞留してしまう。その状態で、成形に使用する樹脂を別の色の樹脂に変更した場合、変更前後の樹脂が混ざり合うため、滞留した樹脂の除去が必要となる。そこで、ホットランナ内の樹脂流路のノズル孔近傍をテーパ形状とすることで、上記のような樹脂の滞留を抑えることができる。その結果、成形に使用する樹脂を別の色の樹脂に変更する場合であっても、樹脂の除去作業を簡便化することができる。

本発明の射出成形機用ノズルにおいて、前記ノズル孔の上流側に、前記ホットランナからの溶融樹脂が流通する開口部と、前記溶融樹脂を遮蔽する遮蔽部と、前記遮蔽部からノズル孔の下流側に向けて突出する突出部とを備える駒部材が設けられていることが好ましい。駒部材の遮蔽部により、ホットランナの樹脂流路からの溶融樹脂が遮蔽され、離型時の糸引きを抑制することができる。また、駒部材の突出部により、ノズル孔と駒部材との間に残留する溶融樹脂の固化が促進され、糸引きを抑制することができる。

また、前記駒部材の遮蔽部は、前記ホットランナの樹脂流路から前記ノズルチップのノズル孔に向けて幅が広がる立体形状であることが好ましい。駒部材を設けると、離型時において遮蔽部の近傍で樹脂が切断されるが、遮蔽部の形状が上記のような立体形状であると、その断面で巾の広い部分ほど熱引けが良くなり、巾の広い部分、すなわち下流側の部分に切断部が生じるため切断位置がより下流側となると推察される。また、ノズル孔内の溶融樹脂は下流側ほど低温となっているため下流側ほど固化が進んでいる。従って、駒部材の遮蔽部を上記のような立体形状とすることで切断位置をより下流側にすることができ、離型時における糸引きを抑制することができる。

本実施形態の射出成形機用ノズルの断面図。 図１に示す射出成形機用ノズルのホットランナ、断熱部材及びノズルチップそれぞれを接合前の状態説明図。 本実施形態の駒部材の斜視図。 図３に示す駒部材の上面図。 図３に示す駒部材の側面図。

以下、本発明の射出成形機用ノズルの実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の射出成形機用ノズル１０は、ホットランナ１２と、断熱部材１４と、ノズルチップ１６とを備える。ホットランナ１２には、下流側端部に樹脂流路１２Ａに連通する座繰り穴１２Ｂが形成されており、断熱部材１４及びノズルチップ１６は座繰り穴１２Ｂ内に位置しており、ノズルチップ１６は、断熱部材１４を介してホットランナ１２に接合している。また、ホットランナ１２の外部には樹脂流路を加温するヒータ１８が設けられており、ホットランナ１２内の溶融樹脂が固化しないように加温しつつ、ノズルチップに溶融樹脂を導くように構成されている。以下に各部材の詳細について説明する。

ホットランナ１２は、内部に樹脂流路１２Ａと、樹脂流路１２Ａに連通する座繰り穴１２Ｂとが形成された筒状体である。射出成形に際し、ホットランナ１２には、不図示のスクリューからの溶融樹脂が樹脂流路１２Ａの上方から流入し、樹脂流路１２Ａの最下流側に連通するノズルチップ１６のノズル孔１６Ｂに向けて流れる。このとき、樹脂流路１２Ａを通過する溶融樹脂の温度低下による固化を防止するため、ホットランナ１２はヒータ１８により加温される。そして、射出成形に際し、溶融樹脂はノズル孔１６Ｂの先端部から吐出し、不図示の金型内のキャビティに流入する。

ホットランナ１２内の樹脂流路１２Ａは、その下流側端部近傍においてノズル孔１６Ｂに連通する部位にむけて先細りするテーパ形状となっている。樹脂流路１２Ａの下流側端部近傍がこのようなテーパ形状であることにより、樹脂流路１２Ａ内で溶融樹脂が滞留するする事態を防止することができる。その結果、成形に使用する樹脂を別の色の樹脂に変更する場合でも、変更前後の樹脂が混ざり合うことないため、樹脂除去作業を簡便化することができる。

ホットランナ１２の座繰り穴１２Ｂの内壁には、図２に示すように、後述する断熱部材１４の外壁１４Ａに形成された雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。

断熱部材１４は断熱材料からなり、図２に示すように、ホットランナ１２の座繰り穴１２Ｂに当接する外壁１４Ａと、ノズルチップ１６の筒部１６Ａの外周に当接する貫通孔１４Ｂとを有する筒状体からなる。外壁１４Ａには雄ネジが形成され、貫通孔１４Ｂには雌ネジが形成されている。

断熱部材１４を構成する断熱材料としては、例えば、ステンレス、セラミックスなどを用いることができる。

ノズルチップ１６は、図２に示すように、ノズル孔１６Ｂを有する筒部１６Ａと、筒部１６Ａの底面に接合され、ノズル孔１６Ｂに連通する開口部を有するフランジ部１６Ｃとを有し、筒部１６Ａの外側には雄ネジが形成されている。また、ノズルチップ１６は、ホットランナ１２よりも熱伝導性が高い材料からなる。例えば、ホットランナ１２を構成する材料がＳ５０Ｃ等の炭素鋼である場合、ノズルチップ１６を構成する材料としてベリリウム銅、銅、アルミニウムなどを用いることができる。

本実施形態の射出成形機用ノズル１０は、断熱部材１４の外壁１４Ａの雄ネジがホットランナ１２の座繰り穴１２Ｂの雌ネジに螺合し、ノズルチップ１６の筒部１６Ａの雄ネジが断熱部材１４の貫通孔１４Ｂの雌ネジに螺合することによりそれらの部材が接合してなる。つまり、ノズルチップ１６は断熱部材１４を介してホットランナ１２と接合している。

一方、ノズルチップ１６のフランジ部１６Ｃはホットランナ１２の下流側端部と接触しておらず間隙を有する。同様に、ノズルチップ１６の筒部１６Ａの先端部は、ホットランナ１２の座繰り穴１２Ｂ内の最奥部と接触しておらず間隙を有する。これらについて図２を参照して説明する。図２に示すように、断熱部材１４の外壁１４Ａの長さ（＝貫通孔１４Ｂの長さ）をＬ１、ノズルチップ１６の筒部１６Ａの長さをＬ２、ホットランナ１２内の座繰り穴１２Ｂの奥行きをＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２（＝Ｌ３）となるように設定されている。従って、断熱部材１４の外壁１４Ａの長さＬ１がホットランナ１２内の座繰り穴１２Ｂの奥行きＬ３よりも長いため、ノズルチップ１６のフランジ部１６Ｃはホットランナ１２の下流側先端部と接触せず間隙を有する。また、断熱部材１４の貫通孔１４Ｂの長さＬ１がノズルチップ１６の筒部１６Ａの長さＬ２よりも長いため、ノズルチップ１６の筒部１６Ａの先端部とホットランナ１２の座繰り穴１２Ｂ内の最奥部と接触せず間隙を有する。そして、それらの間隙によりホットランナ１２からノズルチップ１６への熱の伝導が遮断される。もっとも、ノズルチップ１６の筒部１６Ａの先端部とホットランナ１２の座繰り穴１２Ｂ内の最奥部との間に間隙が存在すると、初回の樹脂成形時に溶融樹脂が当該間隙に埋入して固化し、その後もその樹脂が残存するため、残存した樹脂が熱の伝達を遮断する役割を果たす。また、上記２箇所の間隙はいずれか１箇所でもよい。

一方、ノズルチップ１６の上流側（ホットランナ１２の樹脂流路１２Ａの下流側端部）には、ホットランナ１２からの溶融樹脂が流通する開口部２０Ａと、溶融樹脂を遮蔽する遮蔽部２０Ｂと、遮蔽部２０Ｂからノズル孔１６Ｂの下流側に向けて突出する突出部２０Ｃとを備える駒部材２０が設けられている。駒部材２０の遮蔽部２０Ｂによりホットランナ１２の樹脂流路１２Ａからの溶融樹脂が遮蔽され、離型時の糸引きを抑制することができる。また、突出部２０Ｃにより、ノズル孔１６Ｂと駒部材２０との間に残留する溶融樹脂の固化が促進され、糸引きを抑制することができる。

駒部材２０の遮蔽部２０Ｂは、図４に示すように、ホットランナ１２の樹脂流路１２Ａからノズルチップ１６のノズル孔１６Ｂに向けて幅が広がる楔型形状（立体形状）となっている。駒部材２０を設けると、離型時において遮蔽部２０Ｂの近傍で樹脂が切断されるが、遮蔽部の形状が楔型形状であると、その楔型形状の断面で巾の広い部分ほど熱引けが良くなり、巾の広い部分、すなわち下流側の部分に切断部が生じるために切断位置がより下流側となると推察される。また、ノズル孔内の溶融樹脂は下流側ほど低温となっているため、下流側ほど固化が進んでいる。従って、駒部材の遮蔽部を上記のような立体形状とすることで切断位置をより下流側にすることができ、離型時における糸引きを抑制することができる。また、遮蔽部の形状は、上流側が先細りしていれば楔型形状以外の形状としてもよい。

以上の構成において、成形時においては、ホットランナ１２の樹脂流路１２Ａ内の溶融樹脂は、ヒータ１８により加温されるため溶融状態となっている。一方、ノズルチップ１６が熱伝導性が高い材料からなるため熱が逃げやすい。また、ホットランナ１２とノズルチップ１６とは断熱部材１４を介して接合しているため、ホットランナ１２の熱はノズルチップ１６には伝達されにくい。従って、ノズルチップ１６のノズル孔１６Ｂにおいては、溶融樹脂の温度が低くなり、ひいては短時間で固化することとなる。

さらに、ホットランナ１２とノズルチップ１６との間に設けられた駒部材２０は、上述の通り、ノズル孔１６Ｂと駒部材２０との間に残留する溶融樹脂の固化の促進、及び離型時の糸引き抑制に寄与する。従って、駒部材２０を設けることで、ホットランナ１２の樹脂流路１２Ａからノズルチップ１６のノズル孔１６Ｂに向けての低温への温度勾配と相まって、離型時における糸引きをより効果的に抑制することができる。ひいては、短時間で離型することができ、サイクルタイムを短縮することができる。

１０‥射出成形機用ノズル、１２‥ホットランナ、１４‥断熱部材、１６‥ノズルチップ、１８‥ヒータ、２０‥駒部材。

Claims (4)

1. ホットランナからの溶融樹脂を吐出するノズル孔を有する射出成形機用ノズルであって、
   前記ホットランナよりも熱伝導性が高い材料からなり、前記ホットランナの樹脂流路の最下流側に連通するノズル孔を有するノズルチップを備え、
   前記ノズルチップは、断熱部材を介してホットランナに接合し、
   前記ホットランナの下流側端部に、樹脂流路に連通する座繰り穴が設けられており、
   前記ノズルチップは、前記ノズル孔を有する筒部と、前記筒部の底面に接合され、前記ノズル孔に連通する開口部を有するフランジ部とを有し、
   前記断熱部材は、前記ホットランナの座繰り穴に当接する外壁と、前記ノズルチップの筒部の外周に当接する貫通孔とを有する筒状体からなり、
   前記ノズルチップの筒部は、前記断熱部材の貫通孔に当接し、前記断熱部材の外壁は前記ホットランナの座繰り穴に当接しており、
   前記ノズルチップのフランジ部と前記ホットランナの下流側端部との間、及び前記ノズルチップの筒部の先端部と前記ホットランナの座繰り穴の最奥部との間の両方に間隙を有することを特徴とすることを特徴とする射出成形機用ノズル。
2. 請求項１記載の射出成形機用ノズルにおいて、前記ホットランナ内の樹脂流路の下流側端部は、ノズル孔に連通する部位に向けて先細りするテーパ形状であることを特徴とする射出成形機用ノズル。
3. 請求項１記載の射出成形機用ノズルにおいて、前記ノズル孔の上流側に、前記ホットランナからの溶融樹脂が流通する開口部と、前記溶融樹脂を遮蔽する遮蔽部と、前記遮蔽部からノズル孔の下流側に向けて突出する突出部と、を備える駒部材が設けられていることを特徴とする射出成形機用ノズル。
4. 請求項３に記載の射出成形機用ノズルにおいて、前記駒部材の遮蔽部は、前記ホットランナの樹脂流路から前記ノズルチップのノズル孔に向けて幅が広がる立体形状であることを特徴とする射出成形機用ノズル。