JPH0747572A

JPH0747572A - 射出成形用のガス注入装置

Info

Publication number: JPH0747572A
Application number: JP6104075A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Kaneishi; 彰雅兼石; Kenji Kono; 憲治河野
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-02-21
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JP3277072B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金型キャビティ内に射出された溶融樹脂に加
圧ガスを注入する際、加圧ガスを確実に且つ円滑に注入
することを可能にし、キャビティ内に射出された溶融樹
脂がキャビティの外に洩れ出さないガス注入装置を提供
する。【構成】ガス注入装置は、（Ａ）ガス注入ノズル２
０、及び、（Ｂ）金型１４に設けられそしてキャビティ
１８と外部とに連通したガイド部１６内で、ガス注入ノ
ズルの先端部分２０Ａを往復行程させ得るガス注入ノズ
ル移動手段２６から成り、ガス注入ノズルの先端部分２
０Ａとガイド部１６との間にクリアランスｄ₁ｄ₂が設け
られており、溶融樹脂のキャビティ内への射出時、ガス
注入ノズルの先端部分２０Ａの少なくとも一部分はガイ
ド部１６と非接触状態にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ひけや反りのない優れ
た外観特性を有する射出成形品を射出成形法によって成
形するために使用するガス注入装置に関する。更に詳し
くは、射出成形装置に備えられた金型のキャビティ内に
射出された溶融樹脂の内部に加圧ガスを注入して中空部
を有する射出成形品を成形するためのガス注入装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ひけや反りのない優れた外観特性を有す
る射出成形品を成形するために、溶融した熱可塑性樹脂
を射出成形する射出成形装置が、例えば特開昭６４−１
４０１２号公報に開示されている。この公報に開示され
た射出成形装置を用いた射出成形方法においては、公報
の図１に示されているように、溶融したプラスチック材
料１９を金型キャビティ１３内に射出する。次いで、金
型キャビティ１３内に射出されたプラスチック材料１９
内に加圧ガスを注入して、プラスチック材料１９内にガ
ス含有中空部２５を形成する。その後、金型を開ける前
にガス含有中空部２５内の加圧ガスを大気に開放する。

【０００３】この公報に開示されたガス注入装置におい
ては、加圧ガスを金型キャビティ１３内の溶融したプラ
スチック材料１９に注入する際、公報の図２に示されて
いるように、ノズル２６を前進位置に移動させる。この
状態にあっては、ノズル２６のキャップ３２は、金型下
型１２にある挿入体４１に備えられた弁口４２の円錐形
弁座と圧接結合状態にある。ノズル２６のキャップ３２
と弁口４２の弁座とを圧接結合状態にすることによっ
て、金型キャビティ１３内に射出された溶融プラスチッ
ク材料１９がノズル２６の周囲に洩れ出すことを防止す
ることができる。また、加圧ガスを確実に溶融プラスチ
ック材料１９に注入することができる。ガス含有中空部
２５内の加圧ガスを大気に開放する際には、公報の図３
に示されているように、ノズル２６を後退位置に移動さ
せる。この状態にあっては、ノズル２６のキャップ３２
は弁口４２から離れており、ガス含有中空部２５からの
ガスは、ノズル２６の周りの弁口４２を通り、更にノズ
ル２６と挿入体４１との間の隙間を通って大気中に開放
される。尚、ノズル２６の移動はピストン２９とシリン
ダー２７によって制御されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなノズル２６及び弁口４２を有する射出成形装置にお
いては、ノズル２６の中心線と弁口４２の中心線がずれ
る、所謂芯ずれが発生することがある。この芯ずれは、
金型加工時や組み立て時に発生する場合があり、あるい
は又、ノズル２６を往復運動させるピストン２９とシリ
ンダー２７の動きに起因して発生する場合もある。

【０００５】このような芯ずれが生じると、ノズル２６
と弁口４２の弁座との間に隙間が生じ、金型キャビティ
１３内に射出された溶融プラスチック材料１９に加圧ガ
スを注入する際、加圧ガスのシールが十分に行えなくな
る。その結果、加圧ガスの一部がこの隙間から外部に洩
れてしまう。従って、プラスチック材料１９内には充分
な加圧ガスが注入されなくなり、射出成形品にガス含有
中空部２５が形成されなくなる。あるいは又、ガス含有
中空部２５が形成されたとしても所望の大きさ（体積）
のガス含有中空部２５が形成されなくなる。その結果、
射出成形品にひけや反りが発生し、外観特性が劣化する
という問題が生じる。また、芯ずれが大きくなると、金
型キャビティ１３内に射出されたプラスチック材料１９
がノズル２６と弁口４２の弁座との間に生じた隙間から
洩れ出し、ノズル２６の外壁に付着したり、金型の外へ
漏れ出すという問題も生じる。プラスチック材料１９が
ノズル２６の外壁に付着すると、ノズル２６を移動でき
なくなる場合もある。

【０００６】ノズル２６と弁口４２の弁座との圧接結合
状態の異常は、ノズル２６と弁口４２の円錐形弁座の芯
ずれによって生じるだけでなく、弁口４２の弁座の表面
加工時の仕上げ不良や、樹脂屑、金型削り屑、その他の
異物の弁口４２の弁座表面への付着によっても生じる。
このような場合にも、ノズル２６を前進位置に移動させ
た際、ノズル２６と弁口４２の弁座との間に隙間が生じ
る。更には、射出成形時の操作ミス等の何らかの原因で
ノズル２６を前進させない状態で、金型キャビティ１３
内に溶融した熱可塑性樹脂を射出した場合にも、ノズル
２６と弁口４２の弁座とは圧接結合状態にないので、上
述と同様の問題が生じ得る。

【０００７】従って、本発明の目的は、金型キャビティ
内に射出された溶融樹脂に加圧ガスを注入する際、加圧
ガスを確実に且つ円滑に溶融樹脂内に注入することを可
能にするガス注入装置を提供することにある。更に、本
発明の目的は、キャビティ内に射出された溶融樹脂がキ
ャビティの外に洩れ出さないガス注入装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、（Ａ）ガ
ス注入ノズル、及び、（Ｂ）金型に設けられそしてキャ
ビティと外部とに連通したガイド部内で、該ガス注入ノ
ズルの先端部分を往復行程させ得るガス注入ノズル移動
手段から成り、射出成形装置に備えられた金型のキャビ
ティ内に射出された溶融樹脂の内部にガス注入ノズルを
介して加圧ガスを注入して中空部を有する射出成形品を
成形するためのガス注入装置であって、該ガス注入ノズ
ルの先端部分とガイド部との間にクリアランスが設けら
れており、溶融樹脂のキャビティ内への射出時、該ガス
注入ノズルの先端部分の少なくとも一部分はガイド部と
非接触状態にあることを特徴とする本発明のガス注入装
置によって達成することができる。

【０００９】本発明のガス注入装置の好ましい第１の態
様においては、ガイド部内でのガス注入ノズルの先端部
分の往復行程を、ガス注入ノズルの軸線と平行な直線運
動とすることができる。この場合、ガス注入ノズルの軸
線と垂直方向におけるガス注入ノズルの先端部分及びガ
イド部の断面は、一定の断面積を有することが望まし
い。言い換えれば、ガス注入ノズルの軸線を含む平面で
ガス注入ノズルの先端部分及びガイド部を切断したと仮
定した場合のガス注入ノズルの先端部分及びガイド部の
断面形状が矩形であることが好ましい。ガス注入ノズル
の軸線と垂直方向におけるガス注入ノズルの先端部分の
断面形状とガイド部の断面形状とは相似形であることが
望ましい。尚、キャビティに向かって断面積が小さくな
るようにガス注入ノズルの先端部分及びガイド部、ある
いはガイド部のみにテーパーを付けてもよい。

【００１０】本発明のガス注入装置の好ましい第１の態
様においては、また、ガス注入ノズルの先端部分は、常
にガイド部内に収納されていることが望ましい。更に
は、ガス注入ノズルの軸線と垂直方向のガス注入ノズル
の先端部分の断面形状は、円形、楕円形、卵形、多角
形、頂点の部分に丸みを持たせた多角形等、任意の形状
とすることができるが、中でも、円形若しくは多角形で
あることが好ましい。

【００１１】本発明のガス注入装置の好ましい第２の態
様においては、ガイド部内でのガス注入ノズルの先端部
分の往復行程を、ガス注入ノズルの軸線を中心とした一
方方向あるいは正逆方向への回転運動とすることができ
る。この場合、ガス注入ノズルの軸線と垂直方向のガス
注入ノズルの先端部分の断面形状は、一部が切り欠かれ
た円形、あるいは一部に凹部を有する円形であることが
望ましい。

【００１２】本発明のガス注入装置においては、ガイド
部とガス注入ノズルの先端部分との間のクリアランス
は、ガイド部とガス注入ノズルの先端部分との間の隙間
に溶融樹脂が流入することを防止でき、且つ、冷却・固
化後の樹脂の内部に形成された中空部内の加圧ガスを外
部に放出できる範囲にあることが好ましい。

【００１３】この場合、本発明のガス注入装置の好まし
い第１の態様においては、ガイド部とガス注入ノズルの
先端部分との間のクリアランスは、使用する溶融樹脂、
溶融樹脂の温度や圧力条件に依存するが、０．００３ｍ
ｍ乃至０．８ｍｍ、より好ましくは０．００５乃至０．
５ｍｍ、更に好ましくは０．０１乃至０．１ｍｍである
ことが望ましい。クリアランスが０．００３ｍｍ未満で
は、冷却・固化後の樹脂の内部に形成された中空部内の
加圧ガスが、ガイド部とガス注入ノズルの先端部分との
間の隙間を通って大気中に放出され難くなる。また、ガ
イド部内でのガス注入ノズルの先端部分の往復移動が困
難となる。一方、クリアランスが０．８ｍｍを越える
と、キャビティ内に溶融樹脂を射出したとき、ガイド部
とガス注入ノズルの先端部分との間の隙間に溶融樹脂が
侵入する虞がある。尚、本発明のガス注入装置の好まし
い第１の態様においては、ガイド部とガス注入ノズルの
先端部分との間のクリアランスとは、ガイド部の内壁と
ガス注入ノズルの先端面近傍における先端部分の外壁と
の間の距離の合計（ｄ₁＋ｄ₂）の最大値を意味する。こ
こで、これらの距離ｄ₁及びｄ₂は、ガス注入ノズルの軸
線と垂直方向のガス注入ノズルの先端部分の断面の重心
点を通る直線に沿って測定する。尚、ガス注入ノズルの
先端面はキャビティに面している。

【００１４】他方、本発明のガス注入装置の好ましい第
２の態様においては、ガイド部とガス注入ノズルの先端
部分との間のクリアランスは、使用する溶融樹脂、溶融
樹脂の温度や圧力条件に依存するが、０．００１５ｍｍ
乃至０．４ｍｍ、より好ましくは０．００２５乃至０．
２５ｍｍ、更に好ましくは０．００５乃至０．０５ｍｍ
であることが望ましい。クリアランスが０．００１５ｍ
ｍ未満では、冷却・固化後の樹脂の内部に形成された中
空部内の加圧ガスが、ガイド部とガス注入ノズルの先端
部分との間の隙間を通って大気中に放出され難くなる。
また、ガイド部内でのガス注入ノズルの先端部分の往復
移動が困難となる。一方、クリアランスが０．４ｍｍを
越えると、キャビティ内に溶融樹脂を射出したとき、ガ
イド部とガス注入ノズルの先端部分との間の隙間に溶融
樹脂が侵入する虞がある。尚、本発明のガス注入装置の
好ましい第２の態様においては、ガイド部とガス注入ノ
ズルの先端部分との間のクリアランスとは、キャビティ
に面したガス注入ノズルの先端面と、それに対向したガ
イド部との間の最大距離（ｄ）を意味する。

【００１５】本発明のガス注入装置においては、更に、
ガス注入ノズルの先端部分に形成された先端面は、溶融
樹脂のキャビティ内への射出時にキャビティの一部を構
成することが望ましい。

【００１６】また、ガス注入ノズルには、溶融樹脂の侵
入を防止するための逆止弁を配設することが望ましい。
ガス注入ノズル移動手段は任意の機構とすることができ
るが、例えば、油圧シリンダーから構成し、あるいは
又、モータとギアとの組み合わせから構成することが好
ましい。

【００１７】尚、ガス注入ノズルを、特開平４−３１０
１５号公報に開示されている加熱装置によって加熱する
ことも、ガス注入ノズルの樹脂による閉塞を防止しそし
てガス注入を確実に行うために、有効である。具体的に
は、ガス注入ノズルの先端部分の外壁にリング状のヒー
ターを取り付ければよい。

【００１８】本発明にて用いられる樹脂には、特に制約
はなく、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＶＣ樹脂、メタアクリル樹脂、含
フッ素樹脂等で例示される、所謂汎用プラスチックスは
もとより、ナイロン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタ
ール樹脂、ポリスルホン樹脂、変性ポリフェニレンエー
テル樹脂等で例示されるエンジニアリングプラスチック
スも使用できる。所望に応じて、これらの樹脂に、繊維
強化材、フィラー、安定剤等を配合した材料も使用でき
る。注入する加圧ガスとして、窒素ガス、炭酸ガス、空
気、ヘリウムガス等常温でガス状の物質を使用すること
ができるが、高圧下で液化したガスも含み得る。

【００１９】

【作用】本発明のガス注入装置においては、金型に弁座
を有する弁口を設ける必要がない。従って、弁座に異物
が付着してガス注入ノズルのキャップと弁口の弁座との
間の圧接結合状態が不良になるという従来技術における
問題を根本的に解決することができる。即ち、キャビテ
ィ内に溶融樹脂を射出した際、溶融樹脂がガス注入ノズ
ルの先端部分の周りから洩れ出し、ガス注入ノズルの先
端部分の外壁に付着することを効果的に防止することが
できる。また、キャビティ内の溶融樹脂に加圧ガスを注
入する際、加圧ガスがガス注入ノズルの先端部分の周り
から金型の外部に洩れることを効果的に防止することが
できる。

【００２０】従来技術においては、ガス注入ノズルの先
端部分に配設されたキャップが射出成形の１ショット毎
に弁口の弁座と接触し弁座と離れる動作を繰り返すた
め、ガス注入ノズルの寿命が懸念され、焼き入れされた
硬度の高い材質をガス注入ノズルに使用する必要があっ
た。本発明のガス注入装置においては、ガス注入ノズル
の先端部分は金型と圧接しない。従って、ガス注入ノズ
ル及び金型のガイド部の材質のグレードを下げることが
可能となった。

【００２１】更に、本発明のガス注入装置の好ましい第
１の態様において、ガス注入ノズルの先端部分が常にガ
イド部内に収納されているように構成した場合、即ち、
ガス注入ノズルの後退端の位置においてガス注入ノズル
の先端部分がガイド部から抜け出さないように、例え
ば、後退端の位置にあるガス注入ノズルの先端部分がガ
イド部の中に例えば１ｍｍ以上留まっているように構成
した場合、射出成形装置の操作ミス等によりガス注入ノ
ズルが後退端に位置したまま溶融樹脂をキャビティ内に
射出したとしても、ガイド部から溶融樹脂が洩れ、樹脂
がガス注入ノズルの先端部分の外壁に付着したり金型の
外部に洩れ出すことを防止することができる。尚、従来
技術においては、ガス注入ノズルが後退端に位置したま
ま溶融樹脂をキャビティ内に射出した場合、弁口から大
量の溶融樹脂が洩れ出し、ガス注入ノズルの先端部分の
外壁に樹脂が付着・固化し、ガイド部内でのガス注入ノ
ズルの先端部分の移動が不可能となり、成形ができなく
なる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。

【００２３】（実施例１）図１の（Ａ）に、本発明の好
ましい第１の態様のガス注入装置を備えた射出成形装置
の金型の部分の模式的な断面図を示す。また、図１の
（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って眺めたガス注入ノズル及びガ
イド部の模式図を、図１の（Ｂ）に示す。尚、図１の
（Ｂ）において、ガス注入ノズル及びガイド部を明確に
するために斜線を付した。金型は、固定金型部１０と移
動金型部１４から構成されている。固定金型部１０の一
部分と移動金型部１４の一部分とによって、キャビティ
１８が形成されている。固定金型部１０にはスプルー部
１２が設けられており、このスプルー部１２を介して溶
融樹脂がキャビティ１８内に射出される。移動金型部１
４にはガイド部１６が設けられている。ガイド部１６
は、キャビティ１８と外部とに連通しており、両端が開
口した略円筒形状を有する。ガイド部１６は移動金型部
１４の一部として形成してもよいし、ガイド部材として
作製して移動金型部１４に組み込んでもよい。

【００２４】ガス注入ノズル２０は、先端部分２０Ａ及
び後端部分２０Ｂから構成されている。ガス注入ノズル
２０の先端部分２０Ａと後端部分２０Ｂとを、一体に作
製してもよいし、別々に作製して組み立ててもよい。ガ
ス注入ノズル２０の往復行程はガス注入ノズルの軸線と
平行な直線運動である。ガス注入ノズル２０の先端部分
２０Ａが、ガイド部１６内を移動させられる。ガス注入
ノズル２０の後端部分２０Ｂは、油圧シリンダーから成
るガス注入ノズル移動手段２６に取り付けられている。

【００２５】ガス注入ノズル２０の中心部分にはガス流
路２４が設けられている。このガス流路２４の一端は、
ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａに形成された先端
面２２まで延びており、キャビティ１８に向かって開口
している。ガス流路２４の他端は、図示しない配管に接
続されており、この配管は加圧ガス源（図示せず）につ
ながっている。ガス注入ノズル２０の先端面２２の近傍
のガス流路２４には、加圧ガスの逆流や溶融樹脂の侵入
を防止するための逆止弁（図示せず）を配設することが
望ましい。

【００２６】ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａに形
成された先端面２２は、溶融樹脂のキャビティ１８内へ
の射出時にキャビティ１８の一部を構成するような形状
を有している。例えば、ガス注入ノズル２０の先端面２
２は平らであり、その平面形状は円形である。

【００２７】ガス注入ノズルの軸線と垂直方向のガス注
入ノズル２０の先端部分２０Ａ及びガイド部１６の断面
形状を円形とした。また、ガス注入ノズルの軸線と垂直
方向におけるガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａ及び
ガイド部１６の断面は、一定の断面積を有する。言い換
えれば、ガス注入ノズルの軸線を含む平面でガス注入ノ
ズル２０の先端部分２０Ａ及びガイド部１６を切断した
と仮定した場合のガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａ
及びガイド部１６の断面形状を矩形とした。ガス注入ノ
ズル２０の先端部分２０Ａの外径を１０ｍｍ一定とし
た。また、ガイド部１６の内径を１０．０４±０．０１
ｍｍとした。即ち、ガス注入ノズル２０の先端部分２０
Ａとガイド部１６との間に設けられたクリアランスｄ₁
＋ｄ₂は、０．０３〜０．０５ｍｍである。ガイド部１
６の長さを８ｍｍとした。

【００２８】このようなクリアランスｄ₁＋ｄ₂を設け
ることによって、キャビティ１８内に溶融樹脂を射出し
たとき、あるいは、溶融樹脂の内部に加圧ガスを注入し
たとき、キャビティ１８内の溶融樹脂がガイド部１６と
ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａとの間の隙間に侵
入することを防止できる（図２参照）。また、キャビテ
ィ１８内で溶融樹脂を冷却・固化した後、ガス注入ノズ
ル移動手段２６によってガス注入ノズル２０を後退させ
ることによりガス注入ノズル２０の先端面２２と樹脂成
形品との間に空隙を生じさせ、この空隙からガイド部１
６とガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａとの間の隙間
を介して樹脂成形品の中空部内の加圧ガスを短時間で大
気中に開放することができる（図４参照）。

【００２９】ガス注入ノズル移動手段２６は、ガス注入
ノズル２０全体を移動させる。即ち、ガス注入ノズル移
動手段２６は、移動金型部１４に設けられたガイド部１
６内で、ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａを往復行
程、より具体的には、ガス注入ノズルの軸線と平行な直
線運動をさせ得る。実施例１においては、ガス注入ノズ
ル２０の往復行程が５ｍｍとなるようなガス注入ノズル
移動手段２６を使用した。即ち、ガス注入ノズル２０の
前進端あるいは後進端への移動は、ガス注入ノズル移動
手段２６によって制御される。ガス注入ノズル２０が後
進端に位置したとき、ガス注入ノズル２０の先端部分２
０Ａはガイド部１６の中に約３ｍｍ留まっている（図４
参照）。

【００３０】ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａはガ
イド部１６内に収納されており、ガス注入ノズル２０の
先端部分２０Ａの外壁とガイド部１６の内壁とは接触し
ていない。尚、ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａの
外壁とガイド部１６の内壁とが部分的に接触していても
差し支えない。ガイド部１６は、ガス注入ノズル２０の
前進移動を停止させるための座面を有しない形状であ
る。従って、ガス注入ノズル２０を介してガス注入ノズ
ル移動手段２６によって移動金型部１４に力が加わるこ
とはない。ガス注入ノズル移動手段２６によってガス注
入ノズル２０に加えられる力を１．２トンに設定した。
言い換えれば、ガス注入ノズル２０の先端面２２に、図
１の（Ａ）の右手方向から約１５００ｋｇ／ｃｍ²を越
える樹脂圧力が加わった場合にのみ、ガス注入ノズル２
０が図１の（Ａ）の左手方向に動く。

【００３１】以下、図１に示した装置を用いた射出成形
法を、図１〜図４を参照して説明する。

【００３２】図１に模式的に示した金型を使用して、箱
型の射出成形品を成形した。射出成形装置として、東芝
機械株式会社製、型式：ＩＳ３５０Ｅ−１７Ｂを使用し
た。また、熱可塑性樹脂材料として、ポリカーボネート
樹脂（三菱瓦斯化学株式会社製、商品名：ユーピロン
Ｓ３０００）を使用した。

【００３３】先ず、金型を開いた状態で、ガス注入ノズ
ル移動手段２６を動作させてガス注入ノズル２０を後退
端に配置した。次に、射出成形装置のシリンダー（図示
せず）内でキャビティ１８を充填するに足りる量の樹脂
を可塑化・計量した。その後、移動金型部１４を移動さ
せて型締めし、型締め力を３５０トンに昇圧した。そし
て、ガス注入ノズル移動手段２６を動作させて、ガス注
入ノズル２０を前進端に配置した。これによって、図１
に示すように、ガス注入ノズル２０の先端部分２０Ａに
形成された先端面２２でキャビティ１８の一部が構成さ
れる。

【００３４】次に、キャビティ１８内に溶融樹脂３０を
射出した。具体的には、射出成形装置の射出ユニット
（図示せず）を前進させて、射出成形装置のシリンダー
のノズル部（図示せず）を固定金型部１０のスプルー部
１２と係合させて、シリンダー内で予め計量された溶融
樹脂をキャビティ１８内へ射出圧力１２００ｋｇ／ｃｍ
²にて射出した。尚、溶融樹脂３０のキャビティ１８内
への射出中の状態を、図２に模式的に示す。

【００３５】キャビティ１８内への溶融樹脂の射出が完
了してから０．５秒後に、加圧ガス源（図示せず）から
配管（図示せず）及びガス流路２４を介して、ガス注入
ノズル２０の先端面２２からキャビティ１８内の溶融樹
脂３０に加圧ガスを注入した。注入時の加圧ガスの圧力
を７５ｋｇ／ｃｍ²−Ｇとした。これによって、キャビ
ティ１８内の溶融樹脂３０の内部に中空部３２が形成さ
れた。尚、中空部３２が形成された状態を、図３に模式
的に示す。

【００３６】その後、キャビティ１８内の溶融樹脂３０
が冷却・固化するまで４０秒間、この状態を保持した。
４０秒間経過後、キャビティ１８内の樹脂に注入された
加圧ガスの圧力は４８ｋｇ／ｃｍ²−Ｇになっていた。
キャビティ１８内の溶融樹脂３０が冷却・固化するま
で、中空部３２内の加圧ガスによって溶融樹脂あるいは
冷却・固化中の樹脂は、キャビティ１８の金型面に押し
付けられる。これによって、冷却・固化後の射出成形品
にひけや反りが発生することを効果的に防止することが
できる。

【００３７】次いで、ガス注入ノズル移動手段２６によ
って後進端にガス注入ノズル２０を移動させ、ガス注入
ノズル２０の先端面２２を射出成形品３０Ａの表面から
離間させた。この状態を図４に模式的に示す。これによ
って、キャビティ１８内の射出成形品３０Ａの内部に形
成された中空部３２内のガスは、ガス注入ノズル２０の
先端部分２０Ａとガイド部１６との間の隙間を介して大
気圧に開放された。

【００３８】最後に、移動金型部１４を移動させて金型
を開き、金型から射出成形品３０Ａを取り出した。射出
成形品３０Ａはひけや反りのない優れた外観特性を有し
ていた。

【００３９】（実施例２）図５の（Ａ）に、本発明の好
ましい第２の態様のガス注入装置を備えた射出成形装置
の金型の部分の模式的な断面図を示す。また、図５の
（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って眺めたガス注入ノズル及びガ
イド部の模式図を図５の（Ｂ）に示す。尚、図５の
（Ｂ）において、ガス注入ノズル及びガイド部を明確に
するために斜線を付した。更に、図５の（Ａ）の線Ｘ−
Ｘ及び線Ｙ−Ｙに沿ったガス注入ノズル及びガイド部の
模式的な断面図を、それぞれ図６の（Ａ）及び図６の
（Ｂ）に示す。但し、固定金型部１０の図示は省略し
た。金型の構造は、図１にて説明した金型と同様の構造
を有する。ガイド部１６は、一端が開口し、他端１６Ａ
が閉塞され且つ他端近傍の側面に円形の開口部１６Ｃが
形成された略円筒形状を有する。尚、円筒形状のガイド
部１６の側部を参照番号１６Ｂで示した。

【００４０】ガス注入ノズル４０は、先端部分４０Ａ及
び後端部分４０Ｂから構成されており、一体に作製され
ている。ガス注入ノズル４０の先端部分４０Ａは、ガイ
ド部１６に設けられた開口部１６Ｃを介してキャビティ
１８に面している。ガス注入ノズル４０の後端部分４０
Ｂは、ガイド部の側部１６Ｂ内に収められている。ガス
注入ノズル４０の先端部分４０Ａの往復行程は、ガス注
入ノズルの軸線を中心とした一方方向あるいは正逆方向
への回転運動である。ガス注入ノズル４０の後端部分４
０Ｂは、モータとギアの組み合わせから成るガス注入ノ
ズル移動手段４６に取り付けられている。ガス注入ノズ
ル４０の中心部分にはガス流路４４が設けられている。
このガス流路４４の一端は、ガス注入ノズル４０の先端
部分４０Ａに形成された先端面４２Ａまで延びており、
キャビティ１８に向かって開口している。ガス流路４４
の他端は、図示しない配管に接続されており、この配管
は加圧ガス源（図示せず）につながっている。ガス注入
ノズル４０の先端面４２Ａの近傍のガス流路４４には、
加圧ガスの逆流や溶融樹脂の侵入を防止するための逆止
弁（図示せず）を配設することが望ましい。

【００４１】ガス注入ノズル４０の先端部分４０Ａに形
成された先端面４２Ａは、溶融樹脂のキャビティ１８内
への射出時にキャビティ１８の一部を構成するような形
状を有することが好ましい。

【００４２】図６の（Ａ）に示すように、ガス注入ノズ
ルの軸線と垂直方向のガス注入ノズル４０の先端部分４
０Ａの断面形状を、一部が切り欠かれた円形とした。弧
の部分が先端面４２Ａを構成する。一方、弦の部分（切
り欠き部）４２Ｂを設けることによって、樹脂成形品の
中空部内の加圧ガスを短時間で大気中に開放することが
できる。図５の（Ａ）あるいは図６の（Ａ）に示すよう
に、ガス注入ノズル４０の先端部分４０Ａとガイド部１
６との間に設けられたクリアランス（より具体的には、
キャビティ１８に面したガス注入ノズル４０の先端面４
２Ａと、それに対向したガイド部１６Ａ，１６Ｂとの間
の最大距離）ｄを、０．０１５〜０．０２５ｍｍとし
た。このようなクリアランスｄを設けることによって、
キャビティ１８内に溶融樹脂を射出したとき、あるい
は、溶融樹脂の内部に加圧ガスを注入したとき、溶融樹
脂がガイド部１６Ａ，１６Ｂとガス注入ノズル４０の先
端部分４０Ａとの間の隙間に侵入することを防止でき
る。また、キャビティ１８内で溶融樹脂を冷却・固化し
た後、ガス注入ノズル移動手段４６によってガス注入ノ
ズル４０を回転若しくは回動させることによりガス注入
ノズル４０の先端面４２Ａと樹脂成形品とが離間する。
これによって、ガス注入ノズル４０の切り欠き部４２Ｂ
とガイド部１６Ａ，１６Ｂとの間の隙間、及びガス注入
ノズル４０の後端部分４０Ｂとガイド部の側部１６Ｂと
の間の隙間を介して、樹脂成形品の中空部内の加圧ガス
を短時間で大気中に開放することができる。

【００４３】ガス注入ノズル移動手段４６は、ガス注入
ノズル４０全体を、ガス注入ノズルの軸線を中心とした
一方方向へ回転させ、あるいは正逆方向へ回転（回動）
させる。更に具体的には、ガス注入ノズル移動手段４６
は、移動金型部１４に設けられたガイド部１６内で、ガ
ス注入ノズル４０の先端部分４０Ａを往復行程、より具
体的には、ガス注入ノズルの軸線を中心とした一方方向
あるいは正逆方向へ回転運動させ得る。

【００４４】ガス注入ノズル４０の先端部分４０Ａの外
壁とガイド部１６Ａ，１６Ｂの内壁とは接触していな
い。従って、ガス注入ノズル４０を介してガス注入ノズ
ル移動手段４６によって移動金型部１４に力が加わるこ
とはない。

【００４５】以下、図５及び図６に示したガス注入装置
を備えた装置を用いた射出成形法を、図７及び図８を参
照して説明する。尚、図７及び図８は、図５の（Ａ）の
線Ｘ−Ｘに沿ったガス注入ノズル及びガイド部の模式的
な断面図である。但し、固定金型部１０の図示は省略し
た。

【００４６】図５に模式的に示した金型を使用して、箱
型の射出成形品を成形した。射出成形装置として、実施
例１と同様に、東芝機械株式会社製、型式：ＩＳ３５０
Ｅ−１７Ｂを使用した。また、熱可塑性樹脂材料とし
て、ポリカーボネート樹脂（三菱瓦斯化学株式会社製、
商品名：ユーピロンＳ３０００）を使用した。

【００４７】先ず、射出成形装置のシリンダー（図示せ
ず）内でキャビティ１８を充填するに足りる量の樹脂を
可塑化・計量した。その後、移動金型部１４を移動させ
て型締めし、型締め力を３５０トンに昇圧した。そし
て、ガス注入ノズル移動手段４６を動作させて、ガス注
入ノズル４０の先端面４２Ａがキャビティ１８に面する
ようにガス注入ノズル４０を回転させ、前進移動させる
（図５及び図６参照）。これによって、図５に示すよう
に、ガス注入ノズル４０の先端部分４０Ａに形成された
先端面４２Ａでキャビティ１８の一部が構成され、ガス
注入ノズル４０は前進端に位置される。

【００４８】次に、キャビティ１８内に溶融樹脂３０を
射出した。具体的には、射出成形装置の射出ユニット
（図示せず）を前進させて、射出成形装置のシリンダー
のノズル部（図示せず）を固定金型部１０のスプルー部
１２と係合させて、シリンダー内で予め計量された溶融
樹脂をキャビティ１８内へ射出圧力１２００ｋｇ／ｃｍ
²にて射出した。尚、溶融樹脂３０のキャビティ１８内
への射出中の状態を、図７の（Ａ）に模式的に示す。

【００４９】キャビティ１８内への溶融樹脂の射出が完
了してから０．５秒後に、加圧ガス源（図示せず）から
配管（図示せず）及びガス流路４４を介して、ガス注入
ノズル４０の先端面４２Ａからキャビティ１８内の溶融
樹脂３０に加圧ガスを注入した。注入時の加圧ガスの圧
力を７５ｋｇ／ｃｍ²−Ｇとした。これによって、キャ
ビティ１８内の溶融樹脂３０の内部に中空部３２が形成
された。尚、中空部３２が形成された状態を、図７の
（Ｂ）に模式的に示す。

【００５０】その後、キャビティ１８内の溶融樹脂３０
が冷却・固化するまで４０秒間、この状態を保持した。
４０秒間経過後、キャビティ１８内の樹脂に注入された
加圧ガスの圧力は４８ｋｇ／ｃｍ²−Ｇになっていた。
キャビティ１８内の溶融樹脂３０が冷却・固化するま
で、中空部３２内の加圧ガスによって溶融樹脂あるいは
冷却・固化中の樹脂は、キャビティ１８の金型面に押し
付けられる。これによって、冷却・固化後の射出成形品
３０Ａにひけや反りが発生することを効果的に防止する
ことができる。

【００５１】次いで、切り欠き部４２Ｂがキャビティ１
８に面するように、ガス注入ノズル移動手段４６によっ
てガス注入ノズル４０を回転若しくは回動させ、ガス注
入ノズル４０を後進端に位置させる・これによって、ガ
ス注入ノズル４０の先端面４２Ａを射出成形品３０Ａの
表面から離間させた。この状態を図８に模式的に示す。
これによって、キャビティ１８内の射出成形品３０Ａの
内部に形成された中空部３２内のガスは、ガス注入ノズ
ル４０の先端部分４０Ａとガイド部１６との間の隙間を
介して大気圧に開放された。

【００５２】最後に、移動金型部１４を移動させて金型
を開き、金型から射出成形品３０Ａを取り出した。射出
成形品３０Ａはひけや反りのない優れた外観特性を有し
ていた。

【００５３】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。溶融樹脂の射出条件、加圧ガスの注入条件や樹
脂の冷却・固化条件は例示であり、適宜変更することが
できる。尚、射出成形時の溶融樹脂の量、温度、圧力あ
るいは射出速度、導入すべきガスの量、圧力あるいは速
度、金型の冷却時間等、種々の条件は、使用する樹脂の
種類、キャビティの形状等に依存して、適宜選択、制御
する必要があり、一義的に定めることはできない。射出
成形品の形状、射出成形装置や金型の構造、ガス注入ノ
ズルやガス注入装置の構造、キャビティに対するガス注
入ノズルの配置状態も適宜設計変更することができる。
実施例においては、キャビティ内への溶融樹脂の射出完
了から一定時間経過後に加圧ガスを溶融樹脂内に注入し
たが、キャビティ内への溶融樹脂の射出完了と同時に、
あるいは溶融樹脂の射出中に、加圧ガスを溶融樹脂内に
注入してもよい。尚、溶融樹脂の射出中とは、溶融樹脂
の射出開始から所定量の溶融樹脂の射出が完了する前の
期間を意味する。

【００５４】実施例２で説明したガス注入装置のモータ
とギアの組み合わせから成るガス注入ノズル移動手段４
６を、実施例１で説明した油圧シリンダーから成るガス
注入ノズル移動手段２６と交換することによって、実施
例２で説明したガス注入ノズルの先端部分の往復行程
を、ガス注入ノズルの軸線と平行な直線運動とすること
も可能である。

【００５５】

【発明の効果】本発明のガス注入装置においては、金型
に弁座を有する弁口を設ける必要がなく、弁座に異物が
付着してガス注入ノズルのキャップと弁口の弁座との間
の圧接結合状態が不良になるという従来技術における問
題を根本的に解決することができる。即ち、キャビティ
内に溶融樹脂を射出した際、溶融樹脂がガス注入ノズル
の先端部分の周りから洩れ出し、ガス注入ノズルの先端
部分の外壁に付着することを効果的に防止することがで
きる。また、キャビティ内の溶融樹脂に加圧ガスを注入
する際、加圧ガスがガス注入ノズルの先端部分の周りか
ら金型の外部に洩れることを効果的に防止することがで
きる。

【００５６】また、ガス注入ノズルの先端部分と金型と
が圧接することがないので、ガス注入ノズル及び金型の
ガイド部の材質のグレードを下げることが可能である。

【００５７】本発明のガス注入装置の好ましい第１の態
様において、ガス注入ノズルの先端部分が常にガイド部
内に収納されているように構成した場合、あるいは、本
発明のガス注入装置の好ましい第２の態様を採用した場
合、射出成形装置の操作ミス等によりガス注入ノズルが
後退端に位置したまま溶融樹脂をキャビティ内に射出し
たとしても、ガイド部から溶融樹脂が洩れ、樹脂がガス
注入ノズルの先端部分の外壁に付着したり金型の外部に
洩れ出すことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のガス注入装置を備えた射出成形装置
の金型の部分の模式的図である。

【図２】キャビティ内に溶融樹脂を射出している状態を
示す、実施例１における金型の部分の模式的な断面図で
ある。

【図３】キャビティ内に射出された溶融樹脂の内部に加
圧ガスを注入した状態を示す、実施例１における金型の
部分の模式的な断面図である。

【図４】冷却・固化した樹脂の内部の加圧ガスを大気に
放出する状態を示す、実施例１における金型の部分の模
式的な断面図である。

【図５】実施例２のガス注入装置を備えた射出成形装置
の金型の部分の模式図である。

【図６】図５の（Ａ）の線Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙに沿ったガ
ス注入ノズル及びガイド部の模式的な断面図である。

【図７】キャビティ内に溶融樹脂を射出している状態、
及び溶融樹脂の内部に加圧ガスを注入して中空部を形成
している状態を示す、実施例２のガス注入ノズル及びガ
イド部等の模式的な断面図である。

【図８】冷却・固化した樹脂の内部の加圧ガスを大気に
放出する状態を示す、実施例２のガス注入ノズル及びガ
イド部等の模式的な断面図である。

【符号の説明】

１０固定金型部１２スプルー部１４移動金型部１６ガイド部１８キャビティ２０ガス注入ノズル２２ガス注入ノズルの先端面２４ガス流路２６ガス注入ノズル移動手段４０ガス注入ノズル４２ガス注入ノズルの先端面４４ガス流路４６ガス注入ノズル移動手段３０溶融樹脂３０Ａ射出成形品３２中空部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ガス注入ノズル、及び、（Ｂ）金型に設けられそしてキャビティと外部とに連通
したガイド部内で、該ガス注入ノズルの先端部分を往復
行程させ得るガス注入ノズル移動手段、から成り、射出
成形装置に備えられた金型のキャビティ内に射出された
溶融樹脂の内部にガス注入ノズルを介して加圧ガスを注
入して中空部を有する射出成形品を成形するためのガス
注入装置であって、該ガス注入ノズルの先端部分とガイ
ド部との間にクリアランスが設けられており、溶融樹脂
のキャビティ内への射出時、該ガス注入ノズルの先端部
分の少なくとも一部分はガイド部と非接触状態にあるこ
とを特徴とするガス注入装置。
【請求項２】ガイド部内でのガス注入ノズルの先端部
分の往復行程は、ガス注入ノズルの軸線と平行な直線運
動であることを特徴とする請求項１に記載のガス注入装
置。
【請求項３】ガス注入ノズルの軸線と垂直方向におけ
るガス注入ノズルの先端部分及びガイド部の断面は、一
定の断面積を有することを特徴とする請求項２に記載の
ガス注入装置。
【請求項４】ガス注入ノズルの先端部分は、常にガイ
ド部内に収納されていることを特徴とする請求項２に記
載のガス注入装置。
【請求項５】ガス注入ノズルの軸線と垂直方向のガス
注入ノズルの先端部分の断面形状は円形若しくは多角形
であることを特徴とする請求項２に記載のガス注入装
置。
【請求項６】ガイド部とガス注入ノズルの先端部分と
の間のクリアランスは、ガイド部とガス注入ノズルの先
端部分との間の隙間に溶融樹脂が流入することを防止で
き、且つ、冷却・固化後の樹脂の内部に形成された中空
部内の加圧ガスを外部に放出できる範囲にあることを特
徴とする請求項２に記載のガス注入装置。
【請求項７】ガイド部とガス注入ノズルの先端部分と
の間のクリアランスは、０．００３ｍｍ乃至０．８ｍｍ
であることを特徴とする請求項６に記載のガス注入装
置。
【請求項８】ガイド部内でのガス注入ノズルの先端部
分の往復行程は、ガス注入ノズルの軸線を中心とした一
方方向あるいは正逆方向への回転運動であることを特徴
とする請求項１に記載のガス注入装置。
【請求項９】ガス注入ノズルの軸線と垂直方向のガス
注入ノズルの先端部分の断面形状は、一部が切り欠かれ
た円形であることを特徴とする請求項８に記載のガス注
入装置。
【請求項１０】ガイド部とガス注入ノズルの先端部分
との間のクリアランスは、ガイド部とガス注入ノズルの
先端部分との間の隙間に溶融樹脂が流入することを防止
でき、且つ、冷却・固化後の樹脂の内部に形成された中
空部内の加圧ガスを外部に放出できる範囲にあることを
特徴とする請求項８に記載のガス注入装置。
【請求項１１】ガイド部とガス注入ノズルの先端部分
との間のクリアランスは、０．００１５ｍｍ乃至０．４
ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載のガス注
入装置。
【請求項１２】ガス注入ノズルの先端部分に形成され
た先端面は、溶融樹脂のキャビティ内への射出時にキャ
ビティの一部を構成することを特徴とする請求項２又は
請求項８に記載のガス注入装置。