JPH0533296Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、肉厚成形体であつても均質でキレ、
変形の少ない成形体を成形できる射出成形機用ノ
ズルに関する。本考案は、セラミツクに有機バイ
ンダ、可塑剤及び滑剤等を配合した調合物を用い
て所定形状の成形体を射出成形する際に使用する
ノズルに利用される。

〔従来の技術〕

セラミツク製品を製造する方法として、複雑形
状品を大量生産するのに適する射出成形が、最近
注目されている。この射出成形とは、セラミツク
に有機バインダ及び可塑剤等を添加した調合物
を、射出成形機により所定形状のキヤビテイ内に
射出して所定形状の成形体を成形するものであ
る。

この場合、従来用いられるノズルとしては、第
７図及び第８図に示すように１つの流路をもつオ
ープンノズル１ａ，１ｂが知られている。

この場合、第７図に示す一般にプラスチツクの
成形に利用されるノズル１ａ、即ちノズル径（ノ
ズル口部分以外の部分の内径）が比較的小さくか
つそのノズル口径ｄがそれよりも小さいものを用
いて、セラミツク調合物８をキヤビテイ６１内に
充填すると、ノズル径より小径の紐状のセラミツ
ク調合物が金型内に充填されるので、型内では、
ジエテイングが生じ易くウエドライン等の欠陥が
生じ易い。特に、セラミツク調合物は熱伝導が大
きく圧力損失が大きいので、製品の肉厚部に歪み
が残存し、後工程にてキレ、ヒケ等の欠陥が発生
し易い。

従つて、セラミツクの射出成形、特に、肉厚製
品の成形に対しては、第６図及び第８図に示すよ
うに、ノズルでの可塑化は無視し、製品設計状可
能なかぎりノズル径及びノズル口径ｄを大きくし
たノズル１ｂを用いて、流速を遅くしジエツテイ
ングをおさえ、充填時間を短くして、肉厚部に発
生する応力歪みを少なくさせている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、肉厚部を有するセラミツク偏肉製品
（例えばターボチヤージヤロータ）等の場合、上
記第６図及び第８図のノズル１ｂのノズル径及び
ノズル口径ｄが大きいので、ノズル内部で素地の
温度むら及び圧力伝達むらが生じ、良好に均質な
成形体が得られないという問題があつた。また、
そのような成形体を後工程にて脱脂、焼成すると
製品の成形時の不均一性よりキレ、変形が発生す
る。

本考案は、上記問題点を解消するものであり、
肉厚又は偏肉成形体であつても均質でキレ、変形
の少ない成形体を成形でき、ひいてはキレ、変形
の少ない焼結体が得られる射出成形機用ノズルを
提供することを目的する。

〔課題を解決するための手段〕

本ノズルは、該ノズルの先端部に連結する後方
部の内部に蜂の巣状流路が形成され、該先端部の
ノズル口の直径が５mm以上であり、該蜂の巣状流
路の全横断面積が上記先端部のノズル口の開口面
積よりも大きいことを特徴とする。

上記「蜂の巣状」とは２以上の複数の管状流路
をもつもので、この流路の横断面形状は真円、楕
円、六角、八角等種々選択できる。またこの流路
の配置場所は特に限定されないが、均熱性の点で
その外側に等間隔で円周状に配置するのがよい。
この流路の横断面径の大きさ、長さ、数等も種々
選択できる。更に、この蜂の巣状流路をもつ後方
部は、第１図に示すようにノズルの中間に形成さ
れその後端部１３は従来と同様のノズル形状をし
てもよいし、この後方部が後端部まで続き、即ち
この蜂の巣状流路が先端部を除いた部分全部に形
成されていてもよい。またこの前者の場合には、
この後端部のノズル径が先端部のノズル径と同じ
でもよいし、異なつてもよい。

ノズル口径は５mm以上であり、好ましくは10mm
以上である。５mm以上とするのは、従来使用され
ている樹脂用ノズル径が約３〜４mmであり、これ
以上とするのが本目的に沿うこと、セラミツク用
としては大きい方がジエツテイング及び肉厚部で
の応力歪みを少なくできることのためである、更
に、10mm以上の場合は、セラミツク用としてより
好ましい。この理由は、上記に加えて、更に具体
的に言えば以下の通りである。即ち、ノズルの剪
断発熱、ジエツテイング等の成形不具合を生じさ
せなくするには、剪断速度を0.8c.c.／秒以下とす
る必要がある。通常、汎用ロータの外径60mmφの
場合、キヤビテイ容積が約60c.c.であり、この中へ
溶融体を冷えないうちに充填するには約１秒が必
要であるので、射出速度を約60c.c.／秒とする必要
がある。以上より、ノズル口径を10mm以上とす
る。尚、この10mm以上とすればセラミツク射出成
形条件を種々かえてもほとんど良好に適用できる
ものである。

蜂の巣状流路の全横断面積が上記先端部のノズ
ル口の開口面積よりも大きいとするのは、これよ
りも小さい場合は、蜂の巣状流路からノズル口へ
射出されるとき圧力が減少して、空気をかむこと
があるからである。

〔作用〕

第７図及び第８図に示すように、金型キヤビテ
イ６１内へセラミツク調合物８を充填する際に
は、紐状物が肉厚部にて蛇がどくろを巻く様に充
填される。この際、第７図のようにノズル口径ｄ
が小さい場合、セラミツク調合物８の剪断速度が
早く剪断発熱も起こりやすので、特に肉厚部にガ
ス溜まりが生じ、紐状調合物の融着不足による空
隙（ヒケ）や、圧力伝達不足によるヒケが生じ易
い。そのため、第８図に示すように、ノズル口径
ｄを大きくすると、キヤビテイ６１内でのどくろ
の数が少なくなり剪断速度も小さくなるので、ガ
スの発生が抑止され欠陥の少ない製品が得られ
る。

しかし、この場合第９図に示すように、ノズル
部の壁部Ｂと中心部Ｃとでは温度差、流速差が生
じ、射出された紐状調合物の内部で不均一が発生
する。また、ノズル口径ｄが大きいので射出速度
が小さくなり、練り効果が減少し均一性が低減さ
れる。

一方、本考案において、第１図に示すように、
ノズル１の先端部１１の後方部１２の内部に、蜂
の巣状流路２２を設ける場合、この蜂の巣状流路
２２を流れるセラミツク調合物の径が小さくなる
のでこの調合物の均温性を増し、その流速を均質
化できそれへの圧力伝達を均質にすることがで
き、そのため射出成形体の均質性が増し、製品に
発生するキレ、ヒケ等の不良をなくすことができ
る。

〔実施例〕

以下、実施例により本考案を明らかにする。

本ノズル（外径約50mmφ、長さ約100mm）は、
第１図及び第２図に示すように、その先端部１１
及び後端部１３はその径が約10mmφの従来と同様
な１つの流路２１，２３をもち、この中間にはこ
れらと接続する６つの流路（約５mmφ、長さ30
mm）をもつ蜂の巣状流路２２が形成されている。
この６つの各流路は、横断面が真円形状であり、
円周状に等間隔をもつて配列されている。

そしてこのノズル１の後端を第４図に示すよう
に、射出成形機５の先端に取付け、このノズル１
の先端には金型４を配置する。ノズル１の外周に
はバンドヒータが巻かれており、ノズルを加熱で
きる構成となつている。尚、この金型４のキヤビ
テイ６はターボチヤージヤロータ成形用のもので
ある。また、この金型４にはキヤビテイ６内の空
気を排除するための真空ポンプ７が接続されてい
る。

このノズル１に、所定のセラミツクに有機バイ
ンダを加えたセラミツク調合物の溶融体（約120
℃）を射出する場合、その後方部１２の内部の管
壁部Ｄと中心部Ｅ及び先端部１１の内部の中心部
Ｆの温度分布を測定し、その結果を第３図に示
す。尚、比較例として従来のオープンノズル（ノ
ズル径は10mmφ）を用いた結果も同図に示した。

この結果によれば、比較例では管壁部と中心部
とでは約30℃の温度差があるが、実施例ではその
両者Ｄ，Ｅの差はほとんどなく、その先端部１１
の流路２１の中心部Ｆとの温度差でも約５℃と小
さかつた。流速についても比較例では第１１図に
示すように中心部と管壁部とでは大きく異なる
が、本実施例では上記温度分布と同様にその流路
２２の径が小さいので、その流速度も著しく小さ
いことは明らかである。

この装置を用いて、第５図と同形状の成形体を
成形した。まず、第４図に示すように、真空ポン
プ７でキヤビテイ６内の空気を排除する。次に、
上記セラミツク調合物の溶融体を本ノズル１内に
流動させ、次いで金型４内のキヤビテイ６内に射
出充填して所定形状の成形体を成形した。その
後、この成形体を窒素中500℃までを４℃／時間
の昇温速度にて脱脂を行つて、第５図図示の脱脂
体９を製作した。この脱脂体９の肉厚部Ａのキレ
をマイクロフオーカスＸ線により確認した。20ケ
の脱脂体を検査したが、いずれも内部に欠陥は発
見されなかつた。一方、比較例において同様な試
験を行つた所、20ケ中５ケに内部欠陥（ヒケ）が
発見された。

以上より、本実施例において、セラミツク調合
物はノズル内流動中に均温化し、ノズルより射出
される時点で圧伝達も均質化される。また、キヤ
ビテイ内へ紐状溶融体が充填され、密着一体化し
ていく過程で、ノズル口径が大きくなる分、紐状
物が接触する面積が小さくなり、剪断速度が小さ
くなるので、発熱による発生ガスも少ない。従つ
て、このロータのような厚肉部をもつ偏肉成形体
及びその脱脂体においても、肉厚部に欠陥が少な
かつた。

〔考案の効果〕

本ノズルを用いる場合は、上記作用及び実施例
で述べたように、肉厚品でも厚肉部をもつ偏肉品
でも、その肉厚部に内部歪みの少ない均質な成形
体が得られ、そのためこの脱脂品又は焼結品にお
いてもキレ、ヒケ、変形等の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で使用したノズルの縦断面図、
第２図は第１図に示すノズルのＡ−Ａ矢視断面
図、第３図は実施例においてノズル位置と温度の
関係を示す説明図、第４図は実施例で用いた射出
成形システムを示す説明図、第５図は実施例で製
造された脱脂品の正面図、第６図は従来のオープ
ンノズルの縦断面図、第７図はノズル口径の小さ
なオープンノズルを用いて射出する状態を示す説
明図、第８図はノズル口径の大きなオープンノズ
ルを用いて射出する状態を示す説明図、第９図は
第８図において射出する場合のノズル内での流速
分布を示す説明図、第１０図は第９図に示すノズ
ル位置と温度の関係を示す説明図、第１１図は第
９図に示すノズル位置と流速の関係を示す説明図
である。 １……ノズル、１１……先端部、１２……先端
部の後方部、１３……後端部、２……流路、２２
……蜂の巣状流路、３……ノズル口、４……金
型、５……射出成形機、６……キヤビテイ、７…
…真空ポンプ、８……セラミツク調合物、９……
脱脂品。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. セラミツク射出成形機用ノズルにおいて、該ノ
   ズルの先端部に連結する後方部の内部には、蜂の
   巣状流路が形成され、該先端部のノズル口の直径
   が５mm以上であり、該蜂の巣状流路の全横断面積
   が上記先端部のノズル口の開口面積よりも大きい
   ことを特徴とするセラミツク射出成形機用ノズ
   ル。