JPH079494A - 射出成形用ノズルにおけるゲート孔開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧あるいは空圧等の外部からの駆動源を必
要とせず、かつバルブの移動制御のための制御装置を必
要としない射出成形用ノズルにおけるゲート孔開閉装置
の提供。 【構成】 溶融樹脂が後方から導かれる樹脂通路６を内
部に有し、先端部には溶融樹脂を射出させるためのゲー
ト孔５を備えたホットノズル１において、ゲート孔５を
開閉するためのゲート孔開閉装置であって、樹脂通路６
の内壁に形成された雌ねじ７と螺合する移動部材１２を
スプライン連結手段１７，１８を介して回転部材１４と
追従回転可能に連結する。回転部材１４は溶融樹脂の射
出圧を受けて当該回転部材１４を一方向に回転させる翼
部１９を備えており、回転部材１４が回転すると、移動
部材１２は圧縮コイルスプリング２１の付勢力に抗して
後方に移動し、弁部材１５がゲート孔５から離れてこれ
を開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融樹脂が後方から導
かれる樹脂通路を内部に有し、先端部には溶融樹脂を射
出させるためのゲート孔を備えた射出成形用ノズルにお
いて、ゲート孔を開閉するためのゲート孔開閉装置に関
し、特にランナレス射出成形に利用されるホットノズル
におけるゲート孔の開閉に最適な開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、日用品、家電品、自動車部品等に
使用されるプラスチック製品の多くは射出成形により形
成されており、このような射出成形では金型のキャビテ
ィー内に加熱溶融した樹脂をランナを通じて高圧で充填
し、冷却の後に成形品を取り出すのであるが、このよう
な成形品にはランナ部で固化した樹脂が必然的に伴い、
従って、これを切断除去する作業が不可欠であった。

【０００３】このような切断除去作業は非常な時間と労
力を要する為、ランナをなくしてそれ自体温度調節可能
なノズル（ホットノズル）から溶融樹脂を直接金型内に
導くいわゆるホットランナシステムの利用が提案されて
おり、本願と同一出願人は特許第１５８９９６７号（特
公平第１−５９８９５号）において、構造が簡単でかつ
温度制御が容易なホットノズルを提案している。

【０００４】ところで、このようなホットノズルを利用
した射出成形において金型から製品を取り出す場合、ホ
ットノズルの内部の樹脂を温度調節により半固形状態
（保温加熱状態）として溶融樹脂を糸引きや外部への漏
出を防止するようになっているが、製品のゲート部は、
製品の取り出しとともに引きちぎられる状態となり、こ
のような切断面はゲート孔が小さい場合にはさほど外観
的に問題とならないが、ゲート孔が大口径となるほど引
きちぎりによるささくれが目立ち、外観が悪くなる問題
点を有していた。

【０００５】このため、ゲート孔をバルブにより開閉可
能とし、製品を取り出す場合にはゲート孔を閉じて切断
面を平滑にする構造が提案されている。このようなバル
ブはホットノズル内部に設けられて、射出に連動して、
ゲート孔を閉じる位置とゲート孔を開く位置との間を往
復動されるもので、その駆動には従来、空圧あるいは油
圧が利用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな空圧、あるいは油圧を利用した駆動方式では、空圧
シリンダ或いは油圧シリンダをノズル外部に配置して、
その駆動をノズル内のバルブに伝えねばならないため、
技術的に困難性が伴うがうえに、構造が複雑となりかつ
コスト高となり、さらには、空圧シリンダ或いは油圧シ
リンダを射出と連動させるための制御装置を設ける必要
があるので、さらにコスト高となる欠点を有していた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の欠点に鑑
み、本発明は、油圧あるいは空圧等の外部からの駆動源
を必要とせず、かつバルブの移動制御のための制御装置
を必要としない射出成形用ノズルにおけるゲート孔開閉
装置を提供することを目的とするもので、その構成は、
溶融樹脂が後方から導かれる樹脂通路を内部に有し、先
端部には溶融樹脂を射出させるためのゲート孔を備えた
射出成形用ノズルにおいて、前記ゲート孔を開閉するた
めのゲート孔開閉装置であって、前記樹脂通路の内壁に
形成された雌ネジと螺合し、回転に伴って前記樹脂通路
内を軸方向に移動可能な移動部材、前記移動部材に取付
けられた弁部材、前記樹脂通路内において前記移動部材
の後方に配置された回転部材、前記回転部材に設けら
れ、溶融樹脂の射出圧を受けて当該回転部材を一方向に
回転させる翼部、前記移動部材と前記回転部材の間に設
けられて、前記移動部材を前記回転部材と同方向に追従
回転させる連結手段、前記移動部材を前記弁部材が前記
ゲート孔を閉じる方向に常に付勢する付勢手段とからな
り、前記移動部材は、前記付勢手段により前記ゲート孔
を閉じる位置に通常保持され、前記連結手段を介する前
記回転部材に対する追従回転により、前記樹脂通路を後
方に動かされ、前記前記ゲート孔を開くことを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明では、弁部材は移動部材に加わる付勢手
段の付勢力によりゲート孔を閉じる位置に通常保持さ
れ、射出が開始されて溶融樹脂がノズル内に流入する
と、この溶融樹脂の圧力が回転部材の翼部に作用して、
該回転部材を回転させる。この回転部材の回転に追従し
て移動部材が回転し、樹脂通路内壁の雌ねじとの螺合に
より、樹脂通路中を付勢手段の付勢力に抗して後方に移
動する。これにより弁部材がゲート孔を開き、溶融樹脂
がゲート孔から射出される。射出が完了して射出圧が低
下すると、付勢手段の付勢力により移動手段はゲート孔
を閉じる位置に再び戻る。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の一実施例を添付の図面を参照
して説明する。図１に示したホッノズル１は、先に従来
技術に関連して説明したホットランナシステムに利用さ
れるもので、図示しない射出成形機から射出された溶融
樹脂を後部から受容する円筒状のケース部２とこのケー
ス部２の前端部に複数のボルト３〜３を介して固定され
たノズル部４とを有しており、このノズル部４の前部４
ａは先細状をなしており、先端にはゲート孔５が形成さ
れている。

【００１０】ホットノズル１の内部にはケース１の後部
からゲート孔５に至る樹脂通路６が形成されており、こ
の樹脂通路６は、ケース１の後部に設けられて溶融樹脂
を受け入れる比較的小径の通路６Ａと、ケース１の前部
において通路６Ａに連通形成された大径の通路６Ｂと、
ノズル部４の内部において通路６Ｂに連通形成された通
路６Ｃとからなっている。

【００１１】上記ケース１の前部の大径の通路６Ｂの内
部には図３（Ａ）に示すように、内周に左雌ねじ７（３
条ねじ）を形成した前方のねじ筒８と、図３（Ｂ）に示
すように、内周に上記雌ねじ７と同ピッチの右雌ねじ９
（同じく３条ねじ）を形成した後方のねじ筒１０とが嵌
着固定されており、ねじ筒８の後端にはねじ筒１０に向
けて後方に突出する一対の突片８ａ（図は一方のみを示
す）が直径方向に対向する部位に形成され、またねじ筒
１０の前端には上記突片８ａが係合する同様に直径方向
一対の切欠１０ａ（図は一方のみを示す）が形成され、
これらの係合により、ねじ筒８とねじ筒１０との互いに
対する回転が確実に防止されている。

【００１２】さらに、通路６Ｂの内部には上記ねじ筒８
の雌ねじ７と螺合する雄ねじ１１を外周に備えた筒状の
移動部材１２が配置されており、かつこの移動部材１２
の後方には上記ねじ筒１０の雌ねじ９と螺合する雄ねじ
１３を外周に備えた筒状の回転部材１４が配置されてい
る。

【００１３】移動部材１２の構成を図４及び図５を参照
して説明すると、移動部材１２の前端には弁部材１５の
取付部１６が一体形成されており、この取付部１６は弁
部材１５の弁軸１５ａが螺合固定された中央のボス部１
６ａと、該ボス部１６ａを中心として放射状に形成され
た複数のリブ１６ｂ〜１６ｂとからなっている。また、
移動部材１２の内周部には円周方向９０°間隔で、長手
方向の突条１７〜１７が形成されており、この作用につ
いては以降で説明する。

【００１４】また、弁部材１５の弁軸１５ａの先端には
弁体１５ｂが膨出状に一体形成されている。この弁体１
５ｂは平滑な先端面を有しており、図１に示すように、
移動部材１２が最前方に位置した状態で、ノズル部４の
先端部４ｂの端部内周に密着するとともにその先端面を
ゲート孔５の開口面と面一にした状態で該ゲート孔５を
塞ぐようになっている。

【００１５】次に、上記回転部材１４の構成を説明する
と、図６に示すように、回転部材１４は、上記雄ねじ１
３を備えた後部１４ａと、雄ねじ１３を有しない前部１
４ｂとからなっている。前部１４ｂの外径は上記移動部
材１２の内径とほほ等しく形成されて図１に示すように
これに挿通されており、また、前部１４ｂの長さは後述
する当該回転部材１４の移動さらにはこれに伴う移動部
材１２の移動にかかわらず前部１４ｂの少なくとも一部
が移動部材１２に対し挿通状態に保たれるように設定さ
れている。さらに前部１４ｂには上記移動部材１２の突
条１７〜１７が摺動可能に嵌合する溝１８〜１８（図７
参照）が形成されている。すなわち、これらの突条１７
〜１７と溝１８〜１８とはスプライン連結機構を構成す
るものであり、軸方向の相対位置の変動にかかわらず、
回転部材１４の回転が移動部材１２に常に伝達されるよ
うになっている。

【００１６】一方、回転部材１４の後部１４ａの端部に
は図８及び図９に斜視及び端面視で示した翼部１９が一
体で形成され、この翼部１９は、円周方向等間隔で、３
箇所に受圧面２０〜２０を有している。これらの受圧面
２０〜２０は図９中反時計方向で紙面の奥方（軸方向前
方）に傾斜しており、上記通路６Ａから大径の通路６Ｂ
内に流入した溶融樹脂の圧力を受けて、これを時計方向
の回転力に変換するものである。

【００１７】さらに、上記移動部材１２と回転部材１４
との間には、圧縮コイルスプリング２１がこれらの内部
に挿通状態で介在されており、この圧縮コイルスプリン
グ２１は一端側を移動部材１２のリブ１６ｂ〜１６ｂの
外端部に係止され、また他端側を回転部材１４の先端部
に上記翼部１９とともに一体で形成された内向のフラン
ジ部２２に係止されている。

【００１８】次に上記実施例の作用に関し説明すると、
まず、図示しない射出成形機からホットノズル１に溶融
樹脂が供給されていない状態では、圧縮コイルスプリン
グ２１の付勢力により、図１に示したように、移動部材
１２に取付けられた弁部材１５の弁体１５ｂはゲート孔
５を閉じる位置に保持され、一方、回転部材１４は上記
翼部１９を有する後端の外周部が、上記通路６Ｂの内壁
に設けられた段部２ａに係止された最後退位置に保持さ
れている。

【００１９】この状態から、射出成形機からホットノズ
ル１に加圧状態で溶融樹脂が供給されると、通路６Ａか
ら通路６Ｂの後端に至った溶融樹脂は回転部材１４の後
部１４ａの翼部１９に軸方向で当たる。このような軸方
向の力は、翼部１９の受圧面２０〜２０の作用により、
図９中時計方向の回転力に変換され、回転部材１４が回
転される。

【００２０】回転部材１４はこのような回転に伴い雄ね
じ１３とねじ筒１０の雌ねじ９（右ねじ）との螺合によ
り前方に移動する。一方、回転部材１４の回転は突条１
７〜１７と溝１８〜１８とによるスプライン連結機構を
介して移動部材１２に伝達され、移動部材１２は回転部
材１４と同方向に回転する。ここで、移動部材１２の雄
ねじ１１ははねじ筒８の雌ねじ７と螺合しており、この
雌ねじ７は左ねじであるため、移動部材１２は圧縮コイ
ルスプリング２１の付勢力に抗して後方に移動し、図２
に示すように弁部材１５の弁体１５ｂがゲート孔５から
離れてこれを開く。

【００２１】なお、ねじ筒１０の雌ねじ９とねじ筒８の
雌ねじ７とは同ピッチであり、これらに螺合する雄ねじ
１３と雄ねじ１１も同ピッチであるため、回転部材１４
と移動部材１２とは互いに向けて同速度で同距離移動す
る。これら移動ストロークが図示したストロークＬに達
すると、図２に示すように、回転部材１４の後部１４ａ
の前端すなわちねじ端とこれに対面する移動部材１２の
後端とが当接して移動が停止され、これらの当接端の位
置は、ねじ筒８とねじ筒１０の当接端と一致している。

【００２２】かくて、溶融樹脂は、通路６Ａから通路６
Ｂさらには通路６Ｃを経てゲート孔５よりホットノズル
１から射出され、図示しない金型のキャビティー内に充
填される。ここで、図２に示したゲート孔５の開状態は
溶融樹脂が射出成形機から供給されているかぎり、すな
わち、翼部１９の受圧面２０〜２０が溶融樹脂の圧力
（軸方向）を受けているかぎり維持されるのである。

【００２３】射出成形機による射出が完了し、供給樹脂
の圧力が低下して、翼部１９の受圧面２０〜２０に作用
する溶融樹脂の圧力（軸方向）が低下すると、圧縮コイ
ルスプリング２１の付勢力が溶融樹脂による力に打ち勝
って、移動部材１２を回転部材１４とともに上記とは逆
方向の回転を伴いつつ、軸方向に互いに離隔させる。移
動距離がストロークＬに達すると図１に示した状態に戻
り、弁部材１５の弁体１５ｂがゲート孔５を再び塞ぐこ
ととなる。すなわち、ゲート孔５は射出の完了とともに
確実に閉ざされ、金型側（冷却側）とノズル側（加熱
側）とが確実に隔てられる。

【００２４】従って本実施例においては、製品を金型か
らの取り出す際、該製品のゲート部は、引きちぎり等を
何等受けず、弁体１５ｂの平滑な先端面により平滑な切
断面が与えられ、極めて優れた外観の製品が得られるの
である。なお、射出の完了後もホットノズル１の内部の
樹脂は保温加熱状態とされ、射出を再び行う場合にはホ
ットノズル１の内部の樹脂はさらに加熱されるため、ゲ
ート孔５の開閉作用は樹脂により阻害されることなく円
滑に行われるものである。また、本実施例の重要な利点
として、ゲート孔５の開閉を溶融樹脂の圧力を利用して
行うものであり、開閉装置は何等別個に駆動装置或いは
制御装置を必要とせず、しかも、ゲート孔開閉装置の構
成部材は全てホットノズル１の内部に納められるもので
あるから、製造コストが極めて安価で済むとともに射出
サイクルに応じた極めて応答性の高い制御を行うことが
でき、しかも構造を極めてコンパクトとすることができ
る。さらに、翼部１９は射出圧を受け易い回転部材１４
の後端に配置されており、また、このような配置により
受圧面２０〜２０も比較的大きな受圧面積を有して構成
できるので、ゲート孔５の開閉制御の応答性をさらに高
めることができる。

【００２５】なお、以上の実施例では、回転部材１４は
回転に伴って軸方向に移動するものとしたが、軸方向の
移動を伴わずその場で回転するものであっても良く、要
は翼部１９の回転を移動部材に伝達できるものであれば
良い。

【００２６】

【効果】本発明では、ゲート孔の開閉動およびその制御
を溶融樹脂の圧力を利用して行うものであるから、射出
サイクルに応じた極めて応答性の高い制御を行うことが
でき、しかも弁部材の駆動のための駆動装置およびその
制御装置を別個に設ける必要がないので、製造コストが
極めて安価で済むとともに射出サイクルに応じた極めて
応答性の高い制御を行うことができ、しかも構造を極め
てコンパクトとすることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるゲート孔開閉装置を射
出成形用ホットノズルとともに示した断面図。

【図２】異なる作動状態を示す図１と同様な断面図。

【図３】図１に示した前方及び後方のねじ筒の断面図。

【図４】図１に示した移動部材の断面図で、図５のIV−
IV線断面に相当する図。

【図５】図４のV − V線断面図。

【図６】図１に示した回転部材の断面図。

【図７】図６のVII −VII 線断面図。

【図８】図１に示した回転部材の斜視図。

【図９】図６に示した回転部材を後方から見た端面図。

【符号の説明】

１ ホットノズル ４ ノズル部 ５ ゲート孔 ６ 樹脂通路 ７，９ 雌ねじ ８，１０ ねじ筒 １１，１３ 雄ねじ １２ 移動部材 １４ 回転部材 １５ 弁部材 １７ 突条 １８ 溝 １９ 翼部 ２１ 圧縮コイルスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融樹脂が後方から導かれる樹脂通路を
   内部に有し、先端部には溶融樹脂を射出させるためのゲ
   ート孔を備えた射出成形用ノズルにおいて、前記ゲート
   孔を開閉するためのゲート孔開閉装置であって、 前記樹脂通路の内壁に形成された雌ねじと螺合し、回転
   に伴って前記樹脂通路内を軸方向に移動可能な移動部
   材、 前記移動部材に取付けられた弁部材、 前記樹脂通路内において前記移動部材の後方に配置され
   た回転部材、 前記回転部材に設けられ、溶融樹脂の射出圧を受けて当
   該回転部材を一方向に回転させる翼部、 前記移動部材と前記回転部材の間に設けられて、前記移
   動部材を前記回転部材と同方向に追従回転させる連結手
   段、 前記移動部材を前記弁部材が前記ゲート孔を閉じる方向
   に常に付勢する付勢手段とからなり、 前記移動部材は、前記付勢手段により前記ゲート孔を閉
   じる位置に通常保持され、前記連結手段を介する前記回
   転部材に対する追従回転により、前記樹脂通路を後方に
   動かされ、前記前記ゲート孔を開くことを特徴とする、
   射出成形用ノズルにおけるゲート孔開閉装置。