JP3720077B2 - 射出成形用ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は射出成形装置に係り、特に取り外し可能な外部カラー部を有する射出成形用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
溶融材料をゲートに導くための中心孔を形成した射出成形用ノズルはよく知られている。通常、熱可塑性材料を成形するノズルには金型が冷却されることへの備えとして溶融材料を加熱する電熱線が備えられる。一方、熱硬化性材料を成形するノズルには金型が加熱されることに伴い、冷却が必要とされている。
【０００３】
このノズルにはフランジを備えた外部カラー部が形成される。金型への装着は金型の開口に形成した環状シート部に外部カラー部のフランジを当接して装着するようにしている。
【０００４】
本出願人の所有する米国特許第５２３５７３７号明細書に示されるように、従来、ノズルの外部カラー部は一体形のノズルとして内部本体の後端部にろう付けされている。この一体形のノズルは用途によっては利点が多いが、部材同士の一体化のために製造コストが高くなる難点がある。しかも、内部本体が磨耗したとき、あるいは十分な機能が得られなくなったとき、ノズル全体を廃棄しなければならない。さらに、長さの異なるノズルが選ばれることに備えるために完成したノズルを在庫品として常備する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は外部カラー部を内部本体に取り外し可能に保持するようにした射出成形用ノズルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも１個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部の該フランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える２個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】
図１はマルチキャビティに射出成形装置の一部を示している。この装置は金型１４内に装着される数本のノズル１２と連絡している分配マニホールド１０を有する。通常、金型１４には用途に応じて多数のプレートが用いられるが、本実施例においては図の簡略化のためにボルト２０で互いに固定されたキャビティプレート１６およびバックプレート１８のみを示している。
【０００８】
分配マニホールド１０は一体に設けられる電熱線２２によって加熱することができ、金型１４は外部から冷却孔２４にかけて供給される冷却水によって冷却することが可能である。
【０００９】
また、分配マニホールド１０はキャビティプレート１６とバックプレート１８との間に位置決めリング２６によって芯出しされており、分配マニホールド１０と金型１４との間に装着される絶縁スペーサ２８によって絶縁空間３０が保持される。
【００１０】
各ノズル１２の中心孔３８に溶融材料を導くために分配マニホールド１０内で入口部３６を貫く入口３４から溶融材料通路３２が分岐している。ノズル１２の中心孔３８を通った溶融材料はノズルシール４２の中心通路４０を経てキャビティプレート１６を貫き、キャビティ５０にかけて延びるゲート４８に流れる。ノズルシール４２は中空の内部片４４と、ねじを刻んだ外部片４６とから構成される。各ノズル１２の後端部５２は分配マニホールド１０の前面５４に当接され、前端部５６はノズルシール４２が装着されるねじを刻んだシート部５８を有する。
【００１１】
各ノズル１２は中心孔３８が形成される内部本体６２と、これを囲む外部カラー部６０とを有する。本実施例の内部本体６２はら旋部６６を備えた電熱線６４を有する。このら旋部６６は中空に形成される鋼製の芯部７０を囲むベリリウム銅製の熱伝導部６８内に鋳込まれる。ら旋部６６を確実に熱伝導部６８内に鋳込むために芯部７０にはねじを刻んだ外面７２が形成される。
【００１２】
第１のリード部７４からノズル１２の内部本体６２に沿って巻き付けられるら旋部６６は第２のリード部７６まで戻るように形成される。また、ら旋部６６は熱損失の大きいノズル１２の後端部５２および前端部５６の近くで他の部分よりも密に巻かれる。電熱線６４の第１および第２のリード部７４、７６はセラミック製の絶縁体８０内で電源（図示せず）から引き込むリード線７８と接続するために外方向に延びている。
【００１３】
ノズル１２は金型１４の開口８２にノズル１２の外面９０と金型１４の内面９２との間に絶縁空間８８を保持して装着されている。ノズル１２は外部カラー部６０のフランジ部８４が開口８２の環状シート部８６に収まるように装着される。また、この位置でノズル１２は分配マニホールド１０からキャビティプレート１６にかけて設けられるボルト９４によって確実に固定される。
【００１４】
図５を参照してノズル１２の組立方法ならびに分解方法について詳しく説明する。外部カラー部６０は半円形状の２個のセグメント９６、９８を有する。これらのセグメント９６、９８は絶縁体８０と共に内部本体６２の所定位置に位置決めスナップリング１００によって固定される。
【００１５】
上記したように、内部本体６２は電熱線６４のら旋部６６が熱伝導部６８に鋳込まれて製作される。この内部本体６２は後端部５２の近くに横断面が矩形となっている環状溝１０２を有する。外部カラー部６０のセグメント９６、９８は内面が内部本体６２と嵌合するように仕上げられ、また、内部本体６２の環状溝１０２と嵌合する内側に突出させた環状（半円形状）フランジ部１０４、１０６を有する。このフランジ部１０４、１０６により内部本体６２が外部カラー部６０に対し縦方向に動くのが拘束される。後端部５２に近い固定位置でセグメント９６、９８を装着するとき、端面１０８と端面１１０とを、また端面１１２と端面１１４とをそれぞれ組み合わせて装着する。このとき、セグメント９６、９８の一組の端面１０８、１１０の間に半径方向に向く開口１２０を形成するようにそれぞれのノッチ１１６、１１８を合わせて組み付ける。この２個のセグメント９６、９８の間に形成される開口１２０には絶縁体８０のテーパ状の端部１２２を確実に固定するために端部１２２に合わせて切り込みを入れる。
【００１６】
本実施例では２個のセグメント９６、９８が同一形状、同一サイズのものとして示されているが、図４に示されるように、運転温度を監視するための熱電対１２８を通す貫通孔１２６が穿たれる凸部１２４を１個のセグメントの内面に設けてもよい。図５には１個のセグメント９６に貫通孔１２６を穿ったものが示されるが、熱電対１２８の取り付け位置を変えること、あるいは２個の熱電対を設けることが望ましい場合、もう１個のセグメント９８にも貫通孔を形成することが可能である。
【００１７】
組み立ての際には、初めに、絶縁体８０の一対の孔１３０に電熱線６４のリード部７４、７６を引き込む。次に環状溝１０２にフランジ１０４、１０６を挿入しながら、外部カラー部６０のセグメント９６、９８を内部本体６２に取り付け、さらに開口１２０に絶縁体８０の端部１２２を嵌めて確実に固定する。
【００１８】
この後、２個のセグメント９６、９８を固定するためにセグメント９６、９８に刻まれた環状溝１３２にスナップリング１００を嵌め込み、すべての要素が所定の位置に固定される。スナップリング１００には互いに向き合う端部１３６にプライヤ（図示せず）を掛けるための２個の小孔１３４が穿たれており、このためスナップリング１００を容易に取り付け、また取り外すことができる。
【００１９】
ノズル１２は金型へ取り付けられる代わりに需要者への出荷前はこの方法で組み立てる。出荷中、絶縁体８０に損傷が生じるようなことがあれば、スナップリング１００を取り外し、絶縁体８０を交換することも容易である。本実施例のスナップリング１００は１７−４−ＰＨステンレス鋼のような弾性の高い材料で作られており、内面には互いに距離を保って複数個の接触部１３８、外面には同様に互いに距離を保って複数個の接触部１４０がそれぞれ形成される。
【００２０】
ノズル１２が金型１４内に装着されたとき、図１に示されるように、内面側の接触部１３８はセグメント９６、９８を囲む環状溝１３２に装着され、外面側の接触部１４０はノズル１２の外部カラー部６０を囲む金型１４の円筒状の内面１４２に当接して置かれる。これにより加熱されるノズル１２から冷却される金型１４にかけてスナップリング１００を通して多量の熱が失われるのを防ぎつつ、金型１４の開口８２にノズル１２の後端部５２を正確に位置決めすることができる。
【００２１】
電源から延びるリード線７８は絶縁体８０内で電熱線６４のリード部７４、７６に接続し、止めねじ１４４で固定される。
【００２２】
使用にあたり、組み立てられたノズル１２が図１に示されるように金型１４内に装着される。分配マニホールド１０とノズル１２とを予め決められた運転温度に加熱するために分配マニホールド１０の電熱線２２と、ノズル１２の電熱線６４とに電気が供給される。射出成形機（図示せず）で加圧されて送られる溶融材料は予め決められたサイクルに従い溶融材料通路３２の入口３４に流れる。この溶融材料は分配マニホールド１０、ノズル１２、ノズルシール４２およびゲート４８を通ってキャビティ５０に達する。
【００２３】
キャビティ５０に満たされた後、適当な充填時間および冷却時間をおき、その後、射出圧力を逃がし、ゲート４８での材料の糸引きを避けて減圧する。
【００２４】
この後、成形品を取り出すために金型１４を開放する。放出完了後、金型１４を閉じる。これはキャビティ５０の大きさおよび成形される材料の種類から決まるあるサイクル時間を保って連続して繰り返される。
【００２５】
スナップリング１００に与えられる力は環状溝１０２内にあるセグメント９６、９８のフランジ１０４、１０６を十分な強さで内部本体６２に押し付けることができ、これによりシート部８６に装着された外部カラー部６０に対し、内部本体６２が縦方向へ動くことなく、ノズル１２に作用するシール圧力に耐えることが可能である。
【００２６】
本発明の他の実施例を図６を参照して説明する。
要素の大部分は上述したものと同一であり、同一要素には同じ符号を用いて示している。本実施例においてはスナップリング１００が円形であること、さらにスナップリング１００を取り外す工具が掛かり易くするためにセグメント９６、９８の１個にノッチ１４６が設けられることを除き、すべて上記実施例と同一の要素からなる。
【００２７】
図７も他の実施例を示しており、セグメント９６、９８を固定するためにスナップリングを用いるのに代えてセグメント９６、９８を固く締め上げるワイヤ１４８を用いている。しかし、ワイヤ１４８を切断することでノズル１２の分解そのものは容易であり、ノズル１２を再び組み付けるために交換が可能である。また、別の実施例においては分解するために２個のセグメント９６、９８をてこで簡単に分離できる程度の強さでセグメント９６、９８同士をスポット溶接で固定してもよい。
【００２８】
さらに、ノズル１４は電熱線を使用しないことも可能であり、あるいは熱硬化性材料を成形するために冷却するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は内部本体と外部カラー部とが分離した要素からなり、外部カラー部を固定位置で内部本体が外部カラー部に対して縦方向に動くのを抑える２個のセグメントから構成し、内部本体を囲む固定位置で２個のセグメントを取り外し可能な保持手段で固定するようにしたので、外部カラーを内部本体から容易に取り外すことができ、内部本体だけを交換し、あるいは廃棄する場合など、部分的な交換あるいは廃棄で済ますことが可能であって、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるノズルを組み込んで構成される射出成形装置の断面図。
【図２】本発明によるノズルの斜視図。
【図３】図２に示されるノズルの平面図。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】図１に示されるノズルの製造方法を示す斜視図。
【図６】本発明の他の実施例に係るノズルの斜視図。
【図７】本発明の他の実施例に係るノズルの斜視図。
【符号の説明】
１０ 分配マニホールド
１２ ノズル
１４ 金型
６０ 外部カラー部
６２ 内部本体
８０ 絶縁体
９６、９８ セグメント
１００ スナップリング
１２０ 開口
１４８ ワイヤ

Claims (7)

1. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも１個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える２個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
   前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の２個の半体からなり、
   前記保持手段が２個の前記セグメントを共に締め付けるために該セグメントを囲む環状溝に装着されるスプリットリングであることを特徴とする射出成形用ノズル。
2. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも１個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える２個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
   前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の２個の半体からなり、
   前記保持手段が２個の前記セグメントを共に締め付けるために該セグメントを囲む環状溝に固く巻き付けられるワイヤであることを特徴とする射出成形用ノズル。
3. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも１個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える２個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
   前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の２個の半体からなり、
   前記保持手段が取り外しのために分離可能な２個の前記セグメントの間に施されたスポット溶接であることを特徴とする射出成形用ノズル。
4. 金型内の開口に装着される射出成形用ノズルであって、前記ノズルは後端部、前端部および前記金型を貫き、キャビティにかけて延びる少なくとも１個のゲートに溶融材料を導く中心孔を備え、さらに、内部本体および前記後端部の近くで該内部本体を囲むように設けられた外部カラー部を有し、前記外部カラー部のフランジ部が該ノズルを位置決めするように前記金型内の該開口のシート部に装着されたものにおいて、前記内部本体と前記外部カラー部とが分離した要素からなり、前記外部カラーは前記内部本体を囲む固定位置で該内部本体が前記外部カラー部に対し、縦方向に動くのを抑える２個のセグメントから構成されており、前記内部本体を囲む固定位置で前記セグメントを取外し可能な保持手段で固定するようにし、
   前記外部カラー部の該セグメントが固定位置で互いに接する複数組の端部を備えた半円形状の２個の半体からなり、
   前記ノズルが前記外部カラー部を貫いて絶縁体内に配置される２本のリード部の間に延びるら旋部を備えた電熱線を有し、前記ら旋部は中空の芯部を囲む熱伝導部内に鋳込まれており、２個の前記セグメントの一組の端部の一つが前記絶縁体の端部を装着するための開口を該外部カラー部を貫くノッチを有し、
   前記絶縁体の該端部がテーパ状に形成され、前記外部カラー部を貫く該開口に固定位置で前記絶縁体を固定するように前記絶縁体の該端部に合わせて切り込みを入れることを特徴とする射出成形用ノズル。
5. 前記ノズルが装着される前記金型の該開口が前記ノズルの該外部カラー部に隣接する円筒状の内面を有し、前記スプリットリングの内面には互いに距離を保って複数個の接触部および前記スプリットリングの外面には互いに距離を保って複数個の接触部を有し、前記内面側の接触部が２個の前記セグメントを囲む前記環状溝に装着され、前記外面側の接触部が前記金型の該開口に前記ノズルの該後端部を位置決めするように前記金型の該開口の内面に当接して装着されることを特徴とする請求項１記載の射出成形用ノズル。
6. 一の前記内部本体および前記外部カラー部がそれを囲む環状溝を有し、他の前記内部本体および前記外部カラー部がそれを囲み、固定位置で前記環状溝に装着される環状フランジを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の射出成形用ノズル。
7. 前記環状溝および前記環状フランジの断面形状が矩形となっていることを特徴とする請求項６記載の射出成形用ノズル。

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