JP2014091313A - 射出成形機のホットランナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホットランナ側に熱膨張や熱収縮が生じてもノズルに過大な曲げ応力が生じるのを抑制できる射出成形機のホットランナ装置を提供する。
【解決手段】先端部１９と基端部２０との間の内部に溶融樹脂の流路１８１，１８２を有し、成形型１１，１２のキャビティ１３の開口部１４に向けて前記基端部から導入された溶融樹脂を前記先端部から射出するノズル１６と、前記ノズルの基端部が固定され、前記溶融樹脂を前記ノズルの流路へ案内する流路２２が形成されたホットランナブロック２１と、前記ノズルの流路を開閉する開閉ピン２３と、を有し、前記ノズル１６は、前記成形型に熱的に接するように固定され、前記先端部を含む第１ノズル１６１と、前記ホットランナブロックに熱的に接するように固定され、前記基端部を含む第２ノズル１６２と、を含み、前記第１ノズルと前記第２ノズルは、接合面１７を中心にして傾倒可能に圧接されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形機のホットランナ装置に関するものである。

ホットランナ式射出成形機では、ホットランナ側（高温）と成形型側（低温）とに温度差があるためゲートの位置ずれが生じる。この問題を解決するため、先端開口部がキャビティブロックのゲートに臨むノズルの基部を、マニホールドに固定し、ノズルの先端外周面部にシールリングを嵌着し、このシールリングの外周に摺接する穴をそなえたスライドリングを、固定側型板とキャビティブロックとの接合面部に設けた凹部に、横方向に摺動自在に嵌込んだホットランナ装置が知られている（特許文献１）。

特開２００２−１１３７４６号公報

しかしながら、上記従来のホットランナ装置では、ノズル自体はマニホールドの熱膨張に合わせて移動するため、ノズルの先端位置と基端位置とのズレはノズル自体の撓みによって吸収する構造とされている。そのため、ノズルの長さやマニホールドの熱膨張量によっては、ノズルの撓みによって大きい曲げ応力が生じてしまうという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、ホットランナ側に熱膨張や熱収縮が生じてもノズルに過大な曲げ応力が生じるのを抑制できる射出成形機のホットランナ装置を提供することである。

本発明は、成形型に熱的に接するように固定された第１ノズルと、ホットランナブロックに熱的に接するように固定された第２ノズルとを、傾倒可能な接合面で圧接することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、ホットランナブロックが熱膨張してこれに固定された第２ノズルの基端部が位置ずれしても、第１ノズルと第２ノズルとが接合面において相対的に傾倒するので、ノズルに作用する曲げ応力を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係るホットランナ装置を適用した射出成形機（成形時）を示す断面図である。 図１のノズルの先端部を示す拡大断面図である。 図１の射出成形機の常温時の状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るホットランナ装置を適用した射出成形機１の成形時の状態を示す断面図であり、本例の射出成形機１は、第１成形型１１と第２成形型１２とを備え、これら第１成形型１１と第２成形型が相対的に接近して型締めされることにより、内部にキャビティ１３が形成され、このキャビティ１３に開口部１４を介して溶融樹脂が注入される。なお成形時においては、第１成形型１１及び第２成形型１２のそれぞれに設けられたウォータジャケットに冷却水を循環させることで、注入された樹脂を冷却する。

本例の射出成形機１では、第１成形型１１が図示しない基台に固定された固定型であり、第２成形型１２が図示しない駆動装置に固定された移動型であり、第２成形型１２が第１成形型１１に対して接近する位置と離間する位置との間を往復移動可能に設けられている。なお、第１成形型１１と第２成形型１２とは、相対的に接近して型締めする位置と、相対的に離間して型開きする位置との間を駆動すればよいので、たとえば第１成形型１１を移動型とし、第２成形型１２を固定型としたり、第１成形型１１と第２成形型１２の両方を移動型としたりしてもよい。

本例の第１成形型１１の一端には空洞部１５が形成され、ここにノズル１６が設けられている。また、第１成形型１１に近接した位置に溶融樹脂をノズル１６に導入するホットランナブロック２１が設けられている。

ホットランナブロック２１は、内部に溶融樹脂の流路２２が形成され、その右端は、樹脂を可塑化し、軽量し、射出する機能を有する射出装置（不図示）に接続されている。この射出装置から所定量・所定圧の溶融樹脂がホットランナブロック２１の流路２２に供給される。ホットランナブロック２１には、射出装置にて溶融状態とされた樹脂を所定温度に維持するためにバンドヒータやカートリッジヒータなどのヒータが設けられている。本例のホットランナブロック２１は、第１成形型１１に固定されるのではなく、図外の基台に固定され、熱膨張や熱収縮すると、第１成形型１１に対して図１に示すＸ方向に位置がずれるようになっている。

本例のノズル１６は、第１成形型１１に熱的に接するように当該第１成形型１１に固定され、先端部１９を含む第１ノズル１６１と、ホットランナブロック２１に熱的に接するように固定され、基端部２０を含む第２ノズル１６２と、の２つの部品で構成されている。そして、第１ノズル１６１の内部には溶融樹脂が流れる流路１８１が形成され、第２ノズル１６２の内部には溶融樹脂が流れる流路１８２が形成され、接合面１７において２つの流路１８１，１８２は連通する。また、ホットランナブロック２１と同様に、射出装置にて溶融状態とされた樹脂を所定温度に維持するためにバンドヒータやカートリッジヒータなどのヒータが設けられている。

図１に示す第１ノズル１６１の下端と、第２ノズル１６２の上端は、接合面１７を中心にして傾倒可能に圧接されている。この接合面１７は、ホットランナブロック２１の熱膨張及び熱収縮する方向、すなわち図１に示すＸ方向に対して第２ノズル１６２が傾倒する形状であればよく、少なくとも線接触する曲面又は面接触する曲面で構成することが望ましい。特に、ノズル１６やホットランナブロック２１が常温状態にあるときに第１ノズル１６１に対して圧力が作用するように第２ノズル１６２の設置位置を設定することが望ましい。こうすることで、成形時においてノズル１６が膨張すると接合面における第１ノズル１６１と第２ノズル１６２との接合圧がより大きくなり、溶融樹脂のシール性が高まることになる。

ノズル１６の内部に形成された溶融樹脂の流路１８１，１８２に対してほぼ直交するように、当該流路１８１，１８２を開閉する開閉ピン２３が進退移動可能に設けられている。そして、この開閉ピン２３は、油圧シリンダなどのアクチュエータ２４によって、流路１８１，１８２を閉塞するように前進する位置と、流路１８１，１８２を開放するように後退する位置との間を駆動する。本例のアクチュエータ２４は、第１成形型１１の側壁面に固定され、開閉ピン２３は、ここから図示するように第１成形型１１を水平に貫通し、さらに第１ノズル１６１を貫通して当該第１ノズル１６１の流路１８１を開閉するように設けられている。

次に作用を説明する。
図１は、ホットランナブロック２１及びノズル１６を加温する成形時の射出成形機１を示す断面図、図３はホットランナブロック２１及びノズル１６の加温を停止した常温時の射出成形機１を示す断面図である。最初にたとえば、図１に示す成形時、すなわちホットランナブロック２１が熱膨張して図示するＸ方向左側へ位置がずれた状態で、第１ノズル１６１の流路１８１の軸心と第２ノズル１６２の流路１８２の軸心とが一直線となるように、ホットランナブロック２１、第１成形型１１及びノズル１６の位置関係を設定する。これにより、ノズル１６に曲げ応力が作用しない状態で成形を実施することができ、併せて溶融樹脂の漏れも防止することができる。

成形時には、開閉ピン２３を前進位置に駆動して第１ノズル１６１の流路１８１を閉塞した状態で、ホットランナブロック２１及びノズル１６を加温し、図外の射出装置から所定量及び所定圧の溶融樹脂をホットランナブロック２１の流路２２⇒第２ノズル１６２の流路１８２⇒第１ノズル１６１の流路１８１に導入する。これと並行して第２成形型１２を下降させて第１成形型１１と型締めする。そして、開閉ピン２３を後退位置に駆動することで、溶融樹脂が開口部１４からキャビティ１３内に注入され、同時に第１成形型１１及び第２成形型１２のウォータジャケットに流された冷却水によって冷却される。

この成形時には、ホットランナブロック２１はヒータによって加熱されているため、図１に示すＸ方向に熱膨張するが、熱膨張した状態において第１ノズル１６１の流路１８１の軸心と、第２ノズル１６２の流路１８２の軸心とが一致するように設定されているため、ノズル１６には無理な曲げ応力が作用せず、また接合面１７からの溶融樹脂の漏洩も防止される。さらに、本例では、第１ノズル１６１の先端部１９は第１成形型１１に固定され、第２ノズル１６２の基端部２０はホットランナブロック２１に固定されているので、ここからの溶融樹脂の漏洩も防止される。

成形を終了すると、ホットランナブロック２１及びノズル１６のヒータをＯＦＦするが、これによりホットランナブロック２１は、図３に示すようにＸ方向に熱収縮する。このとき、第２ノズル１６２の基端部２０はホットランナブロック２１にねじ締めなどの手段によって固定されているので、第２ノズル１６２の基端部２０はホットランナブロック２１の熱収縮にともなって図１に示すＸ方向の右側に傾倒しようとするが、当該第２ノズル１６２は、第１成形型１１に固定された第１ノズル１６１に対して、接合面１７を中心にして傾倒する。これにより、ノズル１６（特に第２ノズル１６２）に過大な曲げ応力が作用するのを抑制することができる。なお、図３に示すように第１ノズル１６１の流路１８１の軸心に対して第２ノズル１６２の流路１８２の軸心が傾くが、図３に示す状態は成形時ではないので溶融樹脂の漏洩の問題は生じない。

以上のとおり、本例の射出成形機のホットランナ装置によれば、第１ノズル１６１は第１成形型１１に気密に固定され、第２ノズル１６２の基端部２０はホットランナブロック２１に気密に固定され、さらに第１ノズル１６１と第２ノズル１６２の接合面も圧接されることで気密に接合されているので、成形時における溶融樹脂の漏洩を防止することができる。

また、ホットランナブロック２１の熱膨張及び熱収縮に応じて第２ノズル１６２の基端部２０の位置もずれることになるが、第２ノズル１６２は、接合面１７において第１ノズル１６１に対して傾倒することになり、その結果、ノズル１６、特に第２ノズル１６２に過大な曲げ応力が作用するのを抑制することができる。

また本例のホットランナ装置によれば、ノズル１６の流路１８１，１８２を開閉する開閉ピン２３を、ノズル１６の内部ではなく、ホットランナブロック２１の熱膨張及び熱収縮による第２ノズル１６２の傾倒に影響を受けない部位に設けているので、開閉ピン２３と開口部１４との干渉などが生じるのを防止することができる。

また本例のホットランナ装置によれば、開閉ピン２３及びそのアクチュエータ２４を第１成形型１１の側壁面からノズル１６の延在方向に直交する方向に沿って設けているので、射出成形機１の高さ方向（図１の上下方向）を低くすることができる。また、開閉ピン２３やアクチュエータ２４へのアクセスが容易になるのでメンテナンス作業性も向上する。

１…射出成形機
１１…第１成形型
１２…第２成形型
１３…キャビティ
１４…開口部
１５…空洞部
１６…ノズル
１６１…第１ノズル
１６２…第２ノズル
１７…接合面
１８１，１８２…ノズルの流路
１９…ノズルの先端部
２０…ノズルの基端部
２１…ホットランナブロック
２２…ホットランナブロックの流路
２３…開閉ピン
２４…アクチュエータ

Claims (4)

1. 先端部と基端部との間の内部に溶融樹脂の流路を有し、成形型のキャビティの開口部に向けて前記基端部から導入された溶融樹脂を前記先端部から射出するノズルと、
   前記ノズルの基端部が固定され、前記溶融樹脂を前記ノズルの流路へ案内する流路が形成されたホットランナブロックと、
   前記ノズルの流路を開閉する開閉ピンと、を有し、
   前記ノズルは、
   前記成形型に熱的に接するように固定され、前記先端部を含む第１ノズルと、
   前記ホットランナブロックに熱的に接するように固定され、前記基端部を含む第２ノズルと、を含み、
   前記第１ノズルと前記第２ノズルは、接合面を中心にして傾倒可能に圧接されている射出成形機のホットランナ装置。
2. 前記第１ノズルと前記第２ノズルとの接合面は、曲面で構成されている請求項１に記載の射出成形機のホットランナ装置。
3. 前記開閉ピンは、前記ノズルの流路の外部であって、当該ノズルの流路に直交する方向に沿って進退移動する請求項１又は２に記載の射出成形機のホットランナ装置。
4. 前記開閉ピンは、前記第１ノズルの流路を開閉する請求項３に記載の射出成形機のホットランナ装置。

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