JPH0732418A - 射出成形機用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構成で樹脂焼けを防止することの出来
る射出成形機用ノズルの提供。 【構成】 ノズル１の基部２から胴体部３が延び、吐出
口５に至る樹脂流路４が形成される。胴体部３の前部に
はノズルヒータ６ｄが巻回される。胴体部３の後部には
断熱材料被覆部１０ｄが設けられる。７ｄは被加熱領域
の温度を検知する熱電対、８ｄはケーブル、９ｄはリー
ド線である。ケーブル８ｄ及びリード線９ｄは制御装置
に接続され、熱電対７ｄの出力に基づき、ノズルヒータ
６ｄへの供給電力が制御される。ノズルヒータ６ｄと被
覆部１０ｄは部材１１で一体化され、基部側からリード
線９ｄが引き出され、金型や固定プラテンとの干渉が防
止される。断熱手段１０ｄの保温効果により加熱手段を
胴体前部・後部に個別に設け、２系統の制御チャンネル
を付設することなくＡ部分で発生し易かった樹脂焼け現
象を防止することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、射出成形機の加熱シ
リンダ内の溶融成形樹脂材料を金型のキャビティ内へ射
出する為のノズルに関し、特に、成形樹脂材料流路の加
熱に起因した溶融樹脂のやけを、簡素化された構造によ
って防止出来るように改良された射出成形機用ノズルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機を用いて樹脂材料の成形を行
なう場合には、射出成形機の加熱シリンダ内に樹脂材料
を供給し、計量・溶融された樹脂材料を加熱シリンダに
取付けられたノズルを介して型締めされた金型内に送り
込み（射出工程）、金型内の樹脂材料を冷却固化した後
に金型を開いて成形品を取り出す工程が繰り返される。

【０００３】ノズルの周囲には、樹脂材料の溶融状態を
保つ為にヒータを備えた加熱手段とノズル内部の樹脂流
路内の温度を一定に保つ為の温度検出手段が設けられ
る。図１は、このような公知の加熱・保温機構を有する
ノズルの断面構造を表わしたものである。

【０００４】図１において、全体を符号１で示したノズ
ルは、図示しない加熱シリンダに取り付けられる基部２
から前方に向かって延在する厚い円筒状の胴体部３によ
って樹脂流路４を形成し、その先端には図示しない金型
のスプルー部に当接される吐出口５が設けられている。
樹脂流路４内を流れる溶融樹脂材料を高温に保つ為に、
胴体部３のほぼ全長の全周に亙ってノズルヒータからな
る加熱手段６が装着されている。７は胴体部３の樹脂温
度を検知する熱電対であり、８は熱電対７の出力信号を
取り出す信号線を含むケーブルである。また、９はノズ
ルヒータ６に加熱用の電力を供給する為のリード線であ
り、ケーブル８と共に図示しない加熱制御装置に接続さ
れ、樹脂温度を設定された温度に保つように制御された
加熱電力をノズルヒータへ供給する為に使用される。

【０００５】上記構成を有するノズルを使用することに
よって、樹脂流路４内を流れる溶融樹脂材料の温度制御
を一応達成することが出来るが、ノズルの全長に亙って
流路内の樹脂温度を均一に保つことが困難であるという
問題点がある。

【０００６】即ち、ノズル先端の吐出口５に近い部分で
は、元来放熱表面積が大きい上、吐出口周辺部が金型に
接触した際には相対的に低温状態にある金型に向かって
熱が逃げる現象が発生する。そこで、溶融樹脂の温度制
御に際しては、この点を考慮に入れて溶融樹脂の流動性
を保つ為の加熱温度設定がなされることになる。

【０００７】ところが、ノズル先端部近くで熱電対７を
用いて温度を検知し、樹脂温度を最適の設定温度に保つ
ように加熱手段（ヒータ）６に電力を供給した場合、ノ
ズル基部２に近い部分（図中Ａで示した部分）では加熱
シリンダに近い上に放熱も少ない為、加熱が過剰傾向と
なって樹脂温度が設定温度を大きく上回った状態（例え
ば、１０℃〜数１０℃の設定温度オーバー）が示現され
る。

【０００８】従って、図１に示されたような構造のノズ
ル（以下、旧来型のノズル構造と言う。）では、ノズル
基部２に近いＡ部分でいわゆる「樹脂焼け」による樹脂
品質の劣化が起こり、成形品に、焼け、炭化物混入、シ
ルバー等の品質低下低下現象をもたらす恐れがあった。

【０００９】上記欠点の解決策として、図２に示した様
なノズル構造が提案されている。図２中、図１と共通し
た部分には共通した符号が付されており、ノズル１は基
部２から延びた厚い円筒状の胴体部３によって樹脂流路
４を形成し、その先端には吐出口５が設けられている点
は図１に示した構造と変わるところはない。図２に示さ
れたノズル構造の特徴は、加熱手段と温度検知手段の配
置にあり、加熱手段（ヒータ）６ａ、６ｂと温度検知手
段（熱電対）７ａ、７ｂが、図示された如くノズル胴体
部３の前部と後部に分けて配設され、前部と後部の設定
温度を独立して定めることが出来るようになっている。
８ａ、８ｂは各熱電対７ａ、７ｂの出力信号を取り出す
信号線を含むケーブルである。９ａ、９ｂは、ノズルヒ
ータ６ａ、６ｂに個別に加熱用電力を供給する為のリー
ド線であり、ケーブル８ａ、８ｂと共に図示しない加熱
制御装置に接続され、ノズル胴体部３の前部及び後部の
樹脂温度を設定された温度に保つように制御された加熱
電力をノズルヒータ６ａ、６ｂへ供給する為に使用され
る。

【００１０】この旧来型の構造を改良したノズル構造
（以下、改良型ノズル構造と言う。）によれば、後部側
に設けられた熱電対８ｂによってノズル基部２に近い側
のＡ部分の樹脂温度を監視し、Ａ部分の樹脂温度が過剰
高温にならないように抑制された電力をヒータ６ｂに供
給することによって、樹脂焼けの発生を防止することが
出来る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図２の改良
型の構造における胴体後部側ヒータ６ｂの通電時間を調
査したところ、極めて短い時間しか通電がなされておら
ず、胴体後部側ヒータ６ｂが有効に働いているとは言い
難いことが判った。そして、図２の構造では、加熱ヒー
タからなる加熱部６ａ、６ｂ、熱電対７ａ、７ｂ、付属
ケーブル８ａ、８ｂ、加熱電力供給用リード線９ａ、９
ｂ及び加熱制御部が各々２個乃至２チャンネル必要とな
り、経済的には明らかに不利である。

【００１２】そこで本願発明の目的は、このような２系
統の加熱及び加熱制御系統を設けることなく、より安価
で簡潔な構成によって図１の旧来型のノズル構造を採用
した場合に生じていた樹脂焼けの問題点を解決すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願発明は、胴体前部の
周囲に加熱手段を設け、胴体後部周囲に断熱材料を含む
断熱手段を設けるとともに、加熱手段に対する加熱電力
の供給を制御する為の温度検知手段を加熱手段からの熱
供給を受ける領域内に配設した射出成形機用ノズルによ
って上記問題点を解決したものである。

【００１４】

【作用】本願発明は、ノズル胴体後部については特に積
極的な熱供給を行なわずとも、胴体外側表面からの放熱
を防止するのみで溶融樹脂温度を保ち流動性を確保する
ことが十分可能であるという新たな知見に基づいてなさ
れたものである。図２に示した改良型のノズル構造で
は、図１の旧来型ノズル構造の胴体後部流路内における
過剰高温による樹脂焼けを防止する為に胴体後部専用の
加熱部と温度検知機構を設けるという考え方が採用され
ているが、これは、ノズル内を流れる溶融樹脂の流動性
を確保する為には、樹脂流路全体に亙って無条件に樹脂
加熱が不可欠であるという旧来の発想から脱却し得てい
ないことを物語っている。

【００１５】これに対して本願発明は、図２の構造にお
ける後部ヒータ６ｂの通電時間が極めて短く、積極的な
加熱手段としては機能していないことに着目し、ノズル
胴体後部には加熱手段に代えて保温機能を果たすだけの
断熱手段を採用して構造を簡素化し、コストダウンを図
ることに成功したものである。

【００１６】本願発明の構成によれば、溶融樹脂に対す
る積極的な加熱は、専ら胴体前部の周囲に配設された加
熱手段（ノズルヒータあるいはこれに代わる加熱素子を
利用することが出来る。）によって行なわれ、胴体後部
では周囲に断熱材料を含む断熱手段による保温のみが行
なわれる。ノズル基部２側に連通した加熱シリンダ内で
適正温度に加熱溶融された樹脂がスクリュー手段によっ
てノズル内に送り込まれると、先ずノズル胴体後部の流
路部分（図１でＡに相当する部分）を通過するが、該部
分ではノズル前部におけるような大きな熱の逸散が無い
上に、周囲を断熱材料で囲まれているので、樹脂温度の
低下をもたらす要因は極めて小さい。そして、胴体前部
の加熱手段からの伝熱効果も樹脂温度の変動を阻止する
方向に寄与すると考えられるから、積極的な加熱を行な
わずとも、熱の需給バランスが大きく崩れることはな
い。

【００１７】胴体後部の樹脂流路部分を通過した溶融樹
脂が胴体前部の流路部分に進入するに従い、胴体前部周
囲に設けられた加熱手段の積極的加熱効果が効き始め、
ノズル先端に近づくにつれて大きくなる熱逸散とバラン
スを保ちながら溶融樹脂が胴体前部の樹脂流路部分を通
過することになる。

【００１８】結局、本願発明によれば、旧来型ノズル
（図１参照）においてノズル全長に亙って設けられてい
た加熱手段をノズル胴体前部に限定して配設し、胴体後
部には簡単な断熱構造を設けるという簡素な構成で、十
分な溶融樹脂温度維持を果たしつつ、樹脂焼けを回避す
ることが可能となる。溶融樹脂温度を設定温度通りに維
持する為には、従来通り熱電対あるいはこれに代わる温
度検知手段を樹脂流路の適宜位置に臨んで配置すれば良
い。温度検知手段加熱手段と同じく胴体前部に選択され
ることが好ましいが、加熱手段からの熱供給の多寡によ
って温度が変動する領域内であれば、特に制限は無い。

【００１９】断熱材料を含む断熱手段は、ノズル胴体後
部の全周に亙って均等に配設されることが好ましいが、
保温作用が実質的に損なわれない範囲であれば配設態様
に自由度をもたせても構わない。同様に、加熱手段（典
型的にはノズルヒータ）についても、ノズル胴体前部の
全周に亙って均等に配設されることが好ましいが、均一
加熱作用が実質的に損なわれない限り、ノズル胴体の周
方向あるいは長さ方向について加熱手段配設密度に差が
あることも許容される。加熱手段と断熱手段の間には多
少の間隔を設けても良い（実施例参照）。

【００２０】なお、本願発明におけるノズルの「胴体前
部」あるいは「胴体後部」という語は、ノズル胴体部を
相対的に区分する趣旨で用いられるものであり、必ずし
もノズル胴体部全長を５０％づつに分けて前部・後部と
呼称している訳ではない。

【００２１】

【実施例】図３は、本願発明の第１の実施例に係る射出
成形機用ノズルの断面構造を表わした図であり、図１あ
るいは図２に示したノズル構造と共通する要素について
は同じ符号が付されている。ノズル１は、基部２から延
びた厚い円筒状の胴体部３によって内部に樹脂流路４を
形成し、その先端には吐出口５が設けられている。胴体
部３の前部周囲にはノズルヒータ６ｃが配設され、胴体
部３の後部から基部２の周囲には全周に亙って断熱材料
からなる被覆部１０ｃが設けられている。断熱材料は、
溶融樹脂材料の温度に耐えることが出来るものであれ
ば、一般に任意のものを使用することが出来、例えば、
ガラス繊維やアラミド繊維を利用した素材からなる断熱
材料の使用が考えられる。

【００２２】７ｃは被加熱領域の温度を検知する熱電対
であり、８ｃは熱電対７ｃの出力信号を取り出す信号線
を含むケーブルである。また９ｃはノズルヒータ６ｃに
加熱用の電力を供給するリード線である。ケーブル８ｃ
及びリード線９ｃは図示しない制御装置に接続され、熱
電対７ｃの検出出力に基づき、被加熱領域を設定された
温度に保つようにノズルヒータ６ｃへの供給電力が制御
される。

【００２３】一方、ノズル胴体後部及び基部２では、断
熱材料からなる被覆部１０ｃによってノズルの外側表面
からの放熱よる温度低下が防止されている。また、もし
胴体後部と胴体前部に温度差が発生した場合には、これ
を解消すべく高温部から低温部へ向かって熱伝導による
熱流が発生するから、多少の放熱が断熱材料を通してあ
ったとしても、大きな温度低下が起こる恐れはない。

【００２４】ノズル基部２側に連通した加熱シリンダ内
で適正温度に加熱溶融された樹脂がスクリュー手段によ
ってノズル内に送り込まれると、先ずノズル胴体後部の
流路部分（Ａに相当する部分）を通過するが、上記した
断熱材料からなる被覆部１０の断熱保温効果と胴体前部
の加熱手段からの伝熱効果によって、溶融樹脂温度が適
正な温度を保ったままノズル胴体部３の前部の流路部分
に向かうことになる。

【００２５】溶融樹脂が胴体前部の流路部分に進入する
に従い、胴体前部周囲に設けられたノズルヒータ６ｃの
積極的加熱効果が効き始め、ノズル先端に近づくにつれ
て大きくなる熱逸散とバランスを保って加熱制御部で設
定された温度を維持しながら胴体前部の樹脂流路部分を
通過して吐出口５に至る。

【００２６】このようにして、ノズル全長に亙って溶融
樹脂温度が適正な温度に保たれるから、旧来型（図１参
照）のノズルのように胴体後部の流路部分（領域Ａ）で
樹脂焼けを引き起こすことがない。また、改良型のもの
（図２）に比しても、加熱手段、加熱電力供給用リード
線、温度検知手段（熱電対）、温度検知信号を取り出す
為の信号線（ケーブル）等を２個づつ使用する必要がな
く、２個の加熱手段の電力供給を適正に行なう為の制御
系統も１個で済むから、構成全体が簡素化され、製造コ
ストの低下に寄与すると共に温度制御部の調整も容易に
なる。

【００２７】図４は、本願発明の第２の実施例に係る射
出成形機用ノズルの断面構造を表わした図であり、図１
乃至図３に示したノズル構造と共通する要素については
同じ符号が付されている。この第２の実施例のノズル
は、上記説明した第１の実施例のノズルと類似した構造
を有している。これを簡単に述べると、ノズル１の基部
２からは厚い円筒状の胴体部３が延び、内部には吐出口
５に至る樹脂流路４が形成されると共に胴体部３の前部
周囲にはノズルヒータ６ｄが配設されている。また、胴
体部３の後部の周囲には全周に亙ってガラス繊維やアラ
ミド繊維等の断熱材料からなる被覆部１０ｄが設けられ
ていると共に、被加熱領域の温度を検知する熱電対７
ｄ、ケーブル８ｄ、リード線９ｄが図示した一に配設さ
れている。

【００２８】ケーブル８ｄ及びリード線９ｄが図示しな
い制御装置に接続され、熱電対７ｄの検出出力に基づ
き、被加熱領域を設定された温度に保つようにノズルヒ
ータ６ｄへの供給電力が制御されることは第１実施例の
場合と全く同様である。

【００２９】第２実施例のノズルが第１実施例のものと
異なるのは、後者ではノズルヒータ６ｃが被覆部１０ｃ
が別体に構成されると共に被覆部１０が基部２の一部に
及んでおり、胴体部３の中央付近からリード線９ｃが引
き出されているのに対して、前者ではノズルヒータ６ｄ
と被覆部１０ｄとを一体化する部材１１が設けられ、胴
体部３の中央付胴体部３の基部側からリード線９ｄが引
き出されているという点である。また、第２実施例で
は、被覆部１０ｄは胴体後部のみを覆う構造となってい
る（保温効果をより向上させる為に基部２にも、別途断
熱材被覆を施すことも考えられる。）。

【００３０】第２実施例の１つの利点は、リード線９ｄ
がノズル先端部から離れた位置から引き出されているの
で、金型あるいは固定プラテンとリード線が接触・干渉
する可能性を減ずることが出来るという点である。な
お、一体化用の部材１１には、金属製のものを使用して
も構わないが、断熱性のある耐熱材料からなる管状部材
とすれば保温効果を更に向上させることが出来る。ま
た、一体化用の部材１１の形状については、管状にこだ
わるものではないので、ノズルヒータ６ｄと被覆部１０
ｄをくるむ形状でも良い。

【００３１】

【発明の効果】本願発明によれば、旧来型ノズルにおい
てノズル全長に亙って設けられていた加熱手段をノズル
胴体前部に限定して配設し、胴体後部には簡単な断熱構
造を設けるという簡素な構成で、十分な溶融樹脂温度維
持を果たしつつ、樹脂焼けを回避することが可能とな
る。

【００３２】加熱手段、加熱電力供給用リード線、温度
検知手段（熱電対）、温度検知信号を取り出す為の信号
線（ケーブル）等を２個づつ使用し、２個の加熱手段の
電力供給を個別に行なう２系統の制御系統を設けた改良
型のものと比べて構成が簡素なので、製造コストを低下
させることが出来、温度制御部の調整等の取扱も容易に
なるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】旧来型の加熱・保温機構を有するノズルの断面
構造を表わした図である。

【図２】図１に示した旧来型のノズルに改良を加えた公
知のノズルの断面構造を表わした図である。

【図３】本願発明の第１の実施例に係る射出成形機用ノ
ズルの断面構造を表わした図である。

【図４】本願発明の第２の実施例に係る射出成形機用ノ
ズルの断面構造を表わした図である。

【符号の説明】

１ ノズル ２ 基部 ３ 胴体部 ４ 樹脂流路 ５ 吐出口 ６、６ａ〜６ｄ ノズルヒータ（加熱手段） ７、７ａ〜７ｄ 熱電対（温度検知手段） ８、８ａ〜８ｄ ケーブル ９、９ａ〜９ｄ リード線 １０ｃ、１０ｄ 被覆部 １１ 一体化部材 Ａ ノズル胴体後部の流路領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 胴体前部の周囲に加熱手段を設け、胴体
   後部周囲に断熱材料を含む断熱手段を設けるとともに、
   前記加熱手段に対する加熱電力の供給を制御する為の温
   度検知手段を前記加熱手段からの熱供給を受ける領域内
   に配設したことを特徴とする射出成形機用ノズル。