JP6061939B2

JP6061939B2 - ホットランナ成形装置

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Publication number: JP6061939B2
Application number: JP2014538472A
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Inventors: 広喜岩沢
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Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2017-01-18
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Description

本発明は、溶融樹脂をホットランナでキャビティに射出し、光学素子などの成形品を得る射出成形におけるホットランナ成形装置に関する。

一般的に、樹脂製の光学素子は、例えばデジタルカメラ、内視鏡、顕微鏡、携帯電話などで使用される小型レンズとして機能する。このような樹脂製の光学素子は、一般的に、射出成形によって成形される。最近では、環境負荷低減のために、また、光学素子用の樹脂材料は一般的な構造部品に用いられる材料と比較して高価であることから廃棄材料を削減するために、ホットランナを用いて光学素子が成形されている。ホットランナは、射出成形機から射出された溶融樹脂を、高温に維持した樹脂流路を通してキャビティに送り込むため、廃材となる樹脂流路の量を削減することができる。このため、現在では、様々な形態のホットランナが数多くのメーカーから提案されている。

特許文献１は、たとえば、オープントーピードタイプのホットランナを開示している。このオープントーピードタイプのホットランナにおいて、ホットランナノズルの先端に配設されているトーピード部がノズル孔の中心部で加熱する。ノズル孔は成形型に設けられており、樹脂を冷却している。このため、ノズル先端の樹脂の流動制御性が高く、ノズルを大きくした場合の洟垂れや糸曳き現象と、ノズルを小さくした場合に樹脂が詰まって射出できなくなるゲート塞がり現象とが発生しにくくなる。このため、このホットランナは、外観品質や形状精度が厳しい精密部品を成形することに適している。また、溶融樹脂は、ノズル先端付近まで１本の流路で送られ、ノズル先端において複数の孔によって分岐する。これにより、樹脂流路の管路抵抗が少なくなり、低圧で樹脂の射出が可能となる。

ノズルを有する先端チップは、チップホルダに対して交換可能となっている。交換によって樹脂や製品形状によってその形状がかわり、流路面積を変化させたりすることができるものが提案されている。交換において、チップホルダは、先端チップが嵌め込まれるねじ穴を有している。また先端チップは、先端チップの基端部に形成され、ねじ穴に螺着する雄ねじ部を有している。

特開平７−２３２３５３号公報

多数個取りの成形型に、特許文献１に開示されているホットランナの先端チップを採用することが考えられている。この場合には、特許文献１に開示されているホットランナの先端チップと、成形型に設けられたノズル孔との間において、射出ゲートが規定される。そして、複数のランナーが射出ゲートから分岐し、それぞれのランナーの先端にキャビティが配設される。ここで、先端チップが螺着によって交換可能に取り付けた場合には、先端チップの軸回り方向の取り付け位置を高精度に位置決めすることが難しい。このため、ホットランナの先端チップに設けられた樹脂通路用の孔と、ランナーとをそれぞれ１対１に対応させることが難しくなる。つまり孔と、ランナーとの相対位置の調整が難しい。そして、孔の位置とランナーの位置とが互いに対応していない場合、孔からランナーを介してキャビティに向けて射出された樹脂が流れ込む速度に差がつく。結果として、キャビティにおける成形品の形状精度に差が発生する可能性がある。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的は、多数個取りの成形型に適用した場合でも簡単な部材構成でキャビティ間の充填差を解消することができ、キャビティ差のない高品質な樹脂製の光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置を提供することにある。

本発明のホットランナ成形装置の一態様は、ホットランナノズルの中心軸上に配設され、溶融樹脂が流れる軸心流路部と、前記軸心流路部から前記軸心流路部の側方に複数分岐するようにホットランナノズルの先端部に配設され、前記溶融樹脂が流出する複数の流出孔部を有する流出流路部と、を有するホットランナノズルと、前記ホットランナノズルの先端部の外周面とホットランナ成形型の内周面との間に配設され前記流出孔部と連通する流路部と、前記外周面の先端部と前記内周面の先端部との間に配設され前記流路部と連通するゲート穴部とが形成されるように、前記ホットランナノズルの前記先端部が挿入される筒状のホットランナ成形型と、前記ゲート穴部から放射状に分岐する、前記複数の流出孔部と同数の複数のランナーを有し、複数の成形品を同時に成形する複数個取りのランナユニットと、を具備し、前記複数の流出孔部の位置が、前記複数のランナーの位置に対して回転対称に配設され、前記複数の流出孔部は前記ホットランナノズルの中心軸周りにおいて等分に配設され、前記複数のランナーは前記ホットランナノズルの中心軸周りにおいて等分に配設されることにより、前記ゲート穴部から前記複数のランナーに前記溶融樹脂が均等に分配される。

本発明によれば、多数個取りの成形型に適用した場合でも簡単な部材構成でキャビティ間の充填差を解消することができ、キャビティ差のない高品質な樹脂製の光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態のホットランナ成形装置を示す縦断面図である。図２は、第１の実施の形態のホットランナ成形装置のホットランナノズルを示す要部の縦断面図である。図３Ａは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置のホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示し、図１中の矢印Ａ方向から見た平面図である。図３Ｂは、ホットランナ成形装置の可動型のランナーの配置状態を示し、図１中の矢印Ｂ方向から見た平面図である。図４Ａは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置の第１の変形例を示し、ホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示す平面図である。図４Ｂは、第１の変形例を示し、ホットランナ成形装置の可動型のランナーの配置状態を示す平面図である。図５Ａは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置の第２の変形例を示し、ホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示す平面図である。図５Ｂは、第２の変形例を示し、ホットランナ成形装置の可動型のランナーの配置状態を示す平面図である。図６Ａは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置の第３の変形例を示し、ホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示す平面図である。図６Ｂは、第３の変形例を示し、ホットランナ成形装置の可動型のランナーの配置状態を示す平面図である。図７Ａは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置の第４の変形例のホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示す平面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。図８は、第１の実施の形態のホットランナ成形装置の第５の変形例のホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示す平面図である。図９は、本発明の第２の実施の形態のホットランナ成形装置を示す縦断面図である。図１０は、第２の実施の形態のホットランナ成形装置のホットランナノズルの樹脂流出孔の配置状態を示す図９中の矢印Ａ方向から見た平面図である。図１１は、第２の実施の形態のホットランナ成形装置の可動型のランナーの配置状態を示す図９中の矢印Ｂ方向から見た平面図である。

発明を実施するため形態

［第１の実施の形態］
（構成）
図１と図２と図３Ａと図３Ｂとは、本発明の第１の実施の形態を示す。図１は、本実施の形態の射出成形として機能するホットランナ成形装置１００の構成図を示す。本実施の形態のホットランナ成形装置１００は、複数の成形品を同時に成形する複数個取りの成形装置１００である。本実施の形態では、一例として４個取りの成形装置である。ホットランナ成形装置１００は、固定側金型（以下、固定型１と称する）と、この固定型１に対して開閉可能に対向配置された可動側金型（以下、可動型２と称する）とを有する。

［固定型１］
固定型１は、固定側プラテン３に取り付けられた固定側ベース４を有する。固定側ベース４は、固定側ベース４の中心部に配設されているホットランナ取り付け孔部５を有している。また固定側ベース４は、このホットランナ取り付け孔部５の周囲に配設されている固定側入れ子挿入穴部６を有している。固定側入れ子挿入穴部６は、可動型２との接合面（パーティング面）側に同時に成形される成形品の取り数と同数配設されている。このため、本実施形態では、固定側入れ子挿入穴部６は、４つ配設されている。固定側入れ子挿入穴部６同士は、互いに等間隔離れて配設されている。また固定側ベース４は、各固定側入れ子挿入穴部６に挿通される例えば円柱状の固定側入れ子７を有している。この固定側入れ子７は、固定側入れ子７の先端部に配設され、成形キャビティの光学成形面を形成する固定側成形部７ａを有している。この固定側入れ子７は、固定側入れ子挿入穴部６に組み付けられている。

固定側プラテン３は、固定側プラテン３の中央部に装着される図示しない射出成形機の射出ノズル８を有している。なお、射出ノズル８には、射出ノズル８のプランジャ８ａが配設される。固定型１は、ライザーパッド９を介して固定側プラテン３に取り付けられているマニホールド１０を有している。ライザーパッド９は、断熱性の高いセラミックからなる。マニホールド１０は、マニホールド１０全体を加熱可能な加熱ヒータ１１を有している。またマニホールド１０は、射出ノズル８と連結するようにマニホールド１０の中央部に配設されている樹脂流路部１２を有している。

ホットランナ成形装置１００は、射出ノズル８と反対側に配設されるようにマニホールド１０に配設されている例えば円筒状のホットランナノズル１３を有している。ホットランナノズル１３の基端部は、ホットランナノズル１３がホットランナ取り付け孔部５に挿入された状態で、マニホールド１０に取り付けられている。ホットランナノズル１３は、ホットランナノズル１３の中心軸上に配設され、溶融樹脂が流れる軸心流路部１３ａを有している。軸心流路部１３ａは、孔として機能する。軸心流路部１３ａの基端部は、樹脂流路部１２の下流側の開口部に連結されている。ホットランナノズル１３は、軸心流路部１３ａの周囲に配設され、軸心流路部１３ａを流れる樹脂を含むホットランナノズル１３を加熱するホットランナヒータ１３ｂを有している。ホットランナノズル１３の基端部は、ホットランナホルダ１３ｃを介してマニホールド１０に取り付けられている。

図２に示すように、ホットランナノズル１３は、ホットランナノズル１３の先端部に着脱自在に取り付けられる先端チップ１４を有している。先端チップ１４がホットランナノズル１３の先端部に取り付けられた際に、先端チップ１４の中止軸は、ホットランナノズル１３の中心軸と同軸となる。ここで、軸心流路部１３ａの先端部は、ねじ穴部１３ｄを有している。また、先端チップ１４は、先端チップ１４の基端部に配設されている円筒部１４ａを有している。この円筒部１４ａは、円筒部１４ａの外周面に形成され、ねじ穴部１３ｄに螺着される雄ねじ部１４ｂを有している。そして、雄ねじ部１４ｂがねじ穴部１３ｄに螺着された状態で、軸心流路部１３ａと円筒部１４ａの内腔とが互いに連通される。

またホットランナノズル１３は、先端チップ１４がホットランナノズル１３の先端部に取り付けられた際に軸心流路部１３ａと連通し、先端チップ１４の中心軸上且つ内部に配設される軸心流路部１４ｄと、軸心流路部１４ｄと連通し、軸心流路部１４ｄから軸心流路部１４ｄの側方に複数に分岐するようにホットランナノズル１３の先端部である先端チップ１４の先端部の内部に配設され、軸心流路部１４ｄから溶融樹脂が流れる複数の流出流路部１４ｅとを有している。流出流路部１４ｅは、軸心流路部１４ｄから分岐しており、ホットランナノズル１３の中心軸に対して斜行している。

また、先端チップ１４は、先端チップ１４の先端部に配設されているほぼ円錐形状のチップ頭部１４ｃを有している。このチップ頭部１４ｃは、チップ頭部１４ｃの外周面に形成され、溶融樹脂が外部に流出する樹脂流出孔部１５を有している。樹脂流出孔部１５は、流出流路部１４ｅの一部として機能し、流出流路部１４ｅと連通している。樹脂流出孔部１５は、同時に成形される成形品の取り数と同数配設されている。このため、本実施形態では、図３Ａに示すように、樹脂流出孔部１５は、４つ配設されている。図３Ａに示すように、樹脂流出孔部１５同士は、互いに等間隔離れて配設されている。前記は、流出流路部１４ｅについても同様である。流出流路部１４ｅと樹脂流出孔部１５とは、後述するランナー２４と同数配設されている。ホットランナノズル１３の先端において、溶融樹脂は、１つの軸心流路部１４ｄから４つの流出流路部１４ｅに分岐され、各樹脂流出孔部１５から外部に射出される。このため、本実施の形態のホットランナノズル１３は、樹脂流路がホットランナノズル１３の先端において４つ分岐されたオープントーピードタイプとして機能する。

またホットランナ成形装置１００は、ホットランナ取り付け孔部５に装着されるほぼ円筒状のホットランナブッシュ１６を有している。ホットランナブッシュ１６は、ホットランナ成形型として機能する。このホットランナブッシュ１６は、ホットランナノズル１３および先端チップ１４の外周面を所定の間隙を介してカバーする状態で組み付けられている。ホットランナブッシュ１６は、ホットランナブッシュ１６の先端部の内周面として機能し、ホットランナノズル１３の先端チップ１４の円錐形状に沿って配設されている円錐形状の先細のガイド面１６ａを有している。このガイド面１６ａと、先端チップ１４の外周麺との間には空間部が形成され、この空間部はリング状樹脂流路部３１として機能するそして、リング状樹脂流路部３１の先端部に配置されるホットランナブッシュ１６のガイド面１６ａの先端部と、先端チップ１４の先端部との間にリング状のゲート穴部（射出ゲート）３１ａが形成されている。ゲート穴部３１ａの中心は、ホットランナノズル１３の中心軸上に配設される。

このようにホットランナノズル１３の先端部であるチップ頭部１４ｃの外周面とホットランナブッシュ１６の内周面であるガイド面１６ａとの間に配設され樹脂流出孔部１５と連通するリング状樹脂流路部３１と、外周面の先端部と内周面の先端部との間に配設されリング状樹脂流路部３１の先端部と連通するゲート穴部３１ａとが形成されるように、ホットランナノズルの先端部が挿入される筒状のホットランナ成形型を、ホットランナ成形装置１００は有している。

［可動型２］
また、可動型２は、固定型１に対向して開閉自在に配置され、可動プラテン１７に取り付けられた可動側ベース１８を有する。可動側ベース１８は、固定型１のホットランナ取り付け孔部５と対向する位置に配設されているセンターピン取り付け孔１９を有している。可動側ベース１８は、センターピン取り付け孔１９に配設され、センターピン取り付け孔１９を摺動自在なセンターピン２０を有している。

さらに、可動側ベース１８は、固定側ベース４の４つの固定側入れ子挿入穴部６と対向する位置に配設されている４つの可動側入れ子挿入穴部２１を有している。可動側ベース１８は、４つの可動側入れ子挿入穴部２１に配設され、固定側入れ子７と対向し、可動側入れ子挿入穴部２１を型締め方向に摺動自在な可動側入れ子２２を有している。可動側入れ子２２は、可動側入れ子２２の先端部に配設され、成形キャビティの光学成形面を形成する可動側成形部２２ａを有している。固定側入れ子７と可動側入れ子２２との間、詳細には、固定側成形部７ａと可動側成形部２２ａとの間には、成形品の形状のキャビティ２３が形成される。

また、ランナユニットとして機能する可動側ベース１８は、可動側ベース１８の固定側ベース４に接触する面に配設され、ゲート穴部３１ａ（センターピン取り付け孔１９）から放射状に分岐する４本の直線溝であるランナー溝部２４を有している。図３Ｂに示すように、４本のランナー溝部２４は、互いに等間隔離れて配設されており、例えば十字を形成するように配設されている。このため、ランナー溝部２４は、互いに直交している。可動側ベース１８は、４つのランナー溝部２４の先端に配設され、キャビティ２３に連通するゲート２５を有している。

可動側ベース１８は、４つのランナー溝部２４にそれぞれ連通する４つのエジェクタピン２６を有している。エジェクタピン２６は、開閉方向に摺動自在となっている。さらに、センターピン２０と、４つの可動側入れ子２２と、４つのエジェクタピン２６とは、同じ１つの突き出し板２７に取り付けられている。なお突き出し板２７は、突き出し板２７を型開き方向に付勢するばね部材２８を有している。そして、突き出し板２７は、図示せぬアクチュエータによってばね部材２８のばね力に抗して型閉じ方向に駆動される。４つのランナー溝部２４内の残留物は、４つのエジェクタピン２６によって突き出される。これにより、この４つのランナー溝部２４内の残留物と一体的にキャビティ２３内の成形品が突き出し可能になっている。

（作用）
次に、上記構成による本発明のホットランナ成形装置１００の作用について説明する。本実施の形態のホットランナ成形装置１００の使用時（溶融樹脂の充填時）において、射出ノズル８から射出された溶融樹脂は、マニホールド１０の樹脂流路部１２を通り、軸心流路部１３ａから軸心流路部１４ｄを介して４つの流出流路部１４ｅと４つの樹脂流出孔部１５まで、ほとんど冷却されること無く流れる。

さらに、溶融樹脂は、樹脂流出孔部１５から、ホットランナブッシュ１６におけるガイド面１６ａとホットランナノズル１３の先端チップ１４との間に形成されるリング状樹脂流路部３１に流入する。溶融樹脂は、その後、リング状樹脂流路部３１からリング状樹脂流路部３１の先端に配設されるリング状のゲート穴部３１ａに流れる。そして溶融樹脂は、ゲート穴部３１ａから４本のランナー溝部２４をそれぞれ経由して４つのキャビティ２３に充填される。

ここで、ホットランナノズル１３の軸心流路部１３ａから先端チップ１４に流入した溶融樹脂は、４つの流出流路部１４ｅで４方向に分岐する。このとき、各樹脂流出孔部１５は、ホットランナノズル１３の中心軸を中心として対称に配設されている。この点は、ランナー溝部２４も同様である。そして樹脂流出孔部１５の位置は、ランナー溝部２４の位置に対して回転対称に配設されている。このため、４つの樹脂流出孔部１５からリング状樹脂流路部３１に流入した溶融樹脂は、ゲート穴部３１ａから４本のランナー溝部２４の全てにそれぞれ同じ速度で流れる。したがって、その後、４本のランナー溝部２４をそれぞれ経由して４つのキャビティ２３に均等に分配され、各キャビティ２３に充填される。

（効果）
そこで、上記構成のホットランナ成形装置１００にあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では、ゲート穴部３１ａから４つのランナー溝部２４に溶融樹脂が均等に分配されるように４つの樹脂流出孔部１５の位置を４つのランナー溝部２４の位置に対して回転対称となるように配設されている。ここで、樹脂流出孔部１５の数は、ランナー溝部２４と同数に配設されている。これにより、ホットランナノズル１３から射出される樹脂が４つの樹脂流出孔部１５から４つのランナー溝部２４およびゲート２５を通り成形品キャビティ２３に至るまでの流路は全てのキャビティ２３で同じになる。このため、全てのキャビティ２３で充填速度が同じになり、形状精度の高い光学素子などの成形品を得ることが可能になる。

したがって、本実施の形態では簡単な部材構成で１つのホットランナノズル１３から先端チップ１４の４つの樹脂流出孔部１５およびリング状のゲート穴部３１ａを経て４本のランナー溝部２４に射出される樹脂の流路を同じ形状にすることにより、それぞれのランナー溝部２４を流れる樹脂の速度差をなくし、４つのキャビティ２３で各キャビティ２３毎に差のない形状精度のよい光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置１００を提供することができる。

また本実施の形態では、先端チップ１４は、着脱自在である。これにより取り数の異なる成形型でも、先端チップ１４のみを交換することで、ホットランナノズル全体を交換することなしに樹脂流出孔部１５とランナー溝部２４の数との関係を対応させることが可能となる。

また本実施の形態では、流出流路部１４ｅは、軸心流路部１４ｄから分岐しており、ホットランナノズル１３の中心軸に対して斜行している。これにより、流出流路部１４ｅがホットランナノズル１３の中心軸に沿って直線状に配設されている場合に比べて、流路部の長さが長くなる。このため、流出流路部１４ｅを流れる溶融樹脂をより長い時間加熱でき、溶融樹脂の流動性御性を高めることができる。そして、樹脂流出孔部１５が大きい場合における洟垂れや糸曳き現象と、樹脂流出孔部１５が小さい場合に樹脂が樹脂流出孔部１５に詰まって射出できなくなるゲート塞がり現象とが発生することを防止できる。また管路抵抗が少なくなり、低圧で溶融樹脂を射出できる。

［第１の実施の形態の第１の変形例］
（構成）
図４Ａと図４Ｂとは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置１００の第１の変形例を示す。図４Ａは先端チップ１４の樹脂流出孔部１５の配置状態を示す平面図、図４Ｂは可動型２のランナー溝部２４の配置状態を示す平面図である。なお、図４Ａと図４Ｂとにおいて、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例では、先端チップ１４に４つの樹脂流出孔部１５が配設され、可動側ベース１８に４つのランナー溝部２４が配設されている。つまり樹脂流出孔部１５の数は、ランナー溝部２４と同数に配設されている。さらに、図４Ａに示す４つの樹脂流出孔部１５は、図４Ｂに示す４つのランナー溝部２４の配設方向と同方向に位置合わせした状態でそれぞれ配置されている。

（作用・効果）
本変形例では、４つの樹脂流出孔部１５の位置と、４つのランナー溝部２４の位置とはホットランナノズル１３の中心軸から周方向に向けて同じ角度となる位置関係に配置されている。これにより、４つの樹脂流出孔部１５から射出された樹脂の射出抵抗による圧力損失が無く、４つのランナー溝部２４に樹脂が円滑に流れる。このため、射出圧力が低減できる。よって、４つのキャビティ２３の全てで充填速度が同じになり、キャビティ２３毎の充填速度差を一層、効果的に低減することができる。この結果、４つのキャビティ２３で各キャビティ２３毎に差のない形状精度のよい光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置１００を提供することができる。さらに、本変形例では樹脂流路が最短となり、圧力損失が減ることにより、低負荷で応答性があがり、さらに形状精度の良い成形品を得ることが可能となる。

なお、本変形例では、ホットランナノズル１３の樹脂流出孔部１５の数と、ランナー溝部２４の数はそれぞれ４個としているが、それ以外でも均等にあるいは対称に配置し、それぞれの樹脂流路が同じ形状、あるいは対称形状になっていればよい。

［第１の実施の形態の第２の変形例］
（構成）
図５Ａと図５Ｂとは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置１００の第２の変形例を示す。図５Ａは先端チップ１４の樹脂流出孔部１５の配置状態を示す平面図、図５Ｂは可動型２のランナー溝部２４の配置状態を示す平面図である。なお、図５Ａと図５Ｂとにおいて、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例では、先端チップ１４に３つの樹脂流出孔部１５が配設され、可動側ベース１８に３つのランナー溝部２４が配設されている。つまり樹脂流出孔部１５の数は、ランナー溝部２４と同数に配設されている。さらに、図５Ａに示す３つの樹脂流出孔部１５は、図５Ｂに示す３つのランナー溝部２４の配設方向と同方向に位置合わせした状態でそれぞれ配置されている。

（作用・効果）
本変形例では、等分に設けた３つの樹脂流出孔部１５の位置と、３つのランナー溝部２４の位置とはホットランナノズル１３の中心軸から周方向に向けて同じ角度となる位置関係に配置されている。これにより、３つの樹脂流出孔部１５から射出された樹脂の射出抵抗による圧力損失が無く、３つのランナー溝部２４に樹脂が円滑に流れる。このため、射出圧力が低減できる。よって、３つのキャビティ２３の全てで充填速度が同じになり、キャビティ２３毎の充填速度差を低減することができる。この結果、３つのキャビティ２３で各キャビティ２３毎に差のない形状精度のよい光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置１００を提供することができる。

［第１の実施の形態の第３の変形例］
（構成）
図６Ａと図６Ｂとは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置１００の第３の変形例を示す。図６Ａは先端チップ１４の樹脂流出孔部１５の配置状態を示す平面図、図６Ｂは可動型２のランナー溝部２４の配置状態を示す平面図である。なお、図６Ａと図６Ｂとにおいて、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例では、先端チップ１４に４つの樹脂流出孔部１５が配設されている。可動側ベース１８にはセンターピン取り付け孔１９から放射状に４本の直線溝である４つのランナー溝部２４が配設されている。これに加えて、各ランナー溝部２４の延出端部には、さらに２つに分岐される２つの分岐ランナー溝４１がそれぞれ配設されている。２つの分岐ランナー溝４１は各ランナー溝部２４の中心軸を中心として線対称となる位置関係で配置されている。そして、各分岐ランナー溝４１の先端にはキャビティ２３につながるゲート２５がそれぞれ設けられている。これにより、本変形例では８つのキャビティ２３が設けられている。

ここで、ホットランナノズル１３の樹脂流出孔部１５の数は、ランナー溝部２４と同数に配設されている。さらに、図６Ａに示す４つの樹脂流出孔部１５は、図６Ｂに示す４つのランナー溝部２４の配設方向と同方向に位置合わせした状態でそれぞれ配設されている。

（作用・効果）
本変形例では、等分に設けた４つの樹脂流出孔部１５の位置と、４つのランナー溝部２４の位置とはホットランナノズル１３の中心から周方向に向けて同じ角度となる位置関係に配置されている。これにより、先端チップ１４の４つの樹脂流出孔部１５から射出された樹脂の射出抵抗による圧力損失が無く、４つのランナー溝部２４に樹脂が円滑に流れる。

さらに、２つの分岐ランナー溝４１は各ランナー溝部２４の中心軸を中心として線対称となる位置関係で配置されている。これにより、４つのランナー溝部２４から２つの分岐ランナー溝４１にそれぞれ流入される樹脂の射出抵抗による圧力損失の差を無くすことができる。そのため、８つのキャビティ２３の全てで充填速度が同じになり、キャビティ２３毎の充填速度差を低減することができる。この結果、８つのキャビティ２３で各キャビティ２３毎に差のない形状精度のよい光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置１００を提供することができる。

［第１の実施の形態の第４の変形例］
（構成）
図７Ａおよび図７Ｂは、第１の実施の形態のホットランナ成形装置１００の第４の変形例を示す。図７Ａはホットランナノズル１３の先端チップ１４の樹脂流出孔部１５の配置状態を示す平面図、図７Ｂは図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。なお、図７Ａおよび図７Ｂ中で、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例では、チップ頭部１４ｃに８つの樹脂流出孔部１５が配設されている。このうちの４つの樹脂流出孔部１５は図７Ｂに示すようにホットランナノズル１３の中心軸に沿って樹脂流路の上流側に周方向に等分に配置されている。残りの４つの樹脂流出孔部１５はホットランナノズル１３の中心軸に沿って樹脂流路の下流側に周方向に等分に配置されている。これら８つの樹脂流出孔部１５は流出流路部１４ｅと連通している。

さらに、樹脂流路の上流側の４つの樹脂流出孔部１５と、下流側の４つの樹脂流出孔部１５とは、ホットランナノズル１３の中心軸方向に沿って１対１で対応する同じ位置に配置されている。これにより、８つの樹脂流出孔部１５はホットランナノズル１３の中心軸を中心として線対称で、かつ点対称となる位置関係で配置されている。

（作用・効果）
本変形例では、等分に設けたホットランナノズル１３の先端チップ１４の８つの樹脂流出孔部１５の位置と、４つのランナー溝部２４の位置とはホットランナノズル１３の中心から周方向に向けて同じ角度となる位置関係に配置されている。これにより、先端チップ１４の８つの樹脂流出孔部１５から射出された樹脂の射出抵抗による圧力損失が無く、４つのランナー溝部２４に樹脂が円滑に流れる。このため、４つのキャビティ２３の全てで充填速度が同じになり、キャビティ２３毎の充填速度差を低減することができる。この結果、４つのキャビティ２３で各キャビティ２３毎に差のない形状精度のよい光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置１００を提供することができる。

［第１の実施の形態の第５の変形例］
（構成）
図８は、第１の実施の形態のホットランナ成形装置１００の第５の変形例を示す。図８は、本変形例のホットランナノズル１３の樹脂流出孔部１５の配置状態を示す平面図である。なお、図８において、第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例の先端チップ１４は、ホットランナブッシュ１６の先端部のガイド面１６ａと、先端チップ１４との間のリング状樹脂流路部３１と対向する円錐形状のチップ頭部１４ｃの壁面に配設され、樹脂流出孔部１５と同数配設され、ランナー溝部２４の配設方向と同方向にそれぞれ配設されている面取り部５１を有している。面取り部５１は、本実施の形態では４つ配設されている。

（作用・効果）
本変形例では、４つの面取り部５１が樹脂流出孔部１５と同数設けられ、かつ４つの面取り部５１が４本のランナー溝部２４の配設方向と同方向にそれぞれ配置されている。このため、等分に設けた４つの樹脂流出孔部１５および４つの面取り部５１の位置と、４つのランナー溝部２４の位置とはホットランナノズル１３の中心から周方向に向けて同じ角度となる位置関係に配置されている。これにより、ホットランナノズル１３から射出される樹脂が４つの樹脂流出孔部１５から４つのランナー溝部２４およびゲート２５を通り成形品キャビティ２３に至るまでの流路は全てのキャビティ２３で同じになる。そのため、全てのキャビティ２３で充填速度が同じになり、形状精度の高い光学素子などの成形品を得ることが可能になる。

［第２の実施の形態］
（構成）
図９と図１０と図１１とは、本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態のホットランナ成形装置１００のホットランナノズル１３の構成を次の通り変更した例である。図９は、本実施の形態の射出成形型である４個取りのホットランナ成形装置１００の構成図を示す。なお、ホットランナノズル１３の変更部分以外の構成は第１の実施の形態と同じである。そのため、図９と図１０と図１１中で、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、第１の実施の形態では、雄ねじ部１４ｂがねじ穴部１３ｄに螺着される構成を示した。これに対し、本実施の形態では、先端チップ６１がマニホールド１０に複数のネジ６２で直接固定されている。

ホットランナノズル１３は、軸心流路部１３ａと連通し、軸心流路部１３ａから軸心流路部１３ａの側方に複数に分岐するようにホットランナノズル１３の先端部である先端チップ６４の先端部の内部に配設され、軸心流路部１３ａから溶融樹脂が流れる複数の流出流路部６４ｅを有している。流出流路部６４ｅは、軸心流路部１３ａから分岐しており、ホットランナノズル１３の中心軸に対して斜行している。

本実施の形態の先端チップ６１は、ホットランナノズル１３の本体に外嵌される円筒部材６３を有している。この円筒部材６３は、円筒部材６３の先端部に配設され、ほぼ円錐形状のチップ頭部６４を有している。チップ頭部６４は、チップ頭部６４の円錐形状の外周面に配設され、溶融樹脂が外部に流出する樹脂流出孔部６５を有している。樹脂流出孔部６５は、流出流路部６４ｅの一部として機能し、流出流路部６４ｅと連通している。樹脂流出孔部６５は、同時に成形する成形品の取り数と同数の複数配設されている。このため、本実施の形態では樹脂流出孔部６５は、４つ配設されている。樹脂流出孔部６５同士は、互いに等間隔離れて配設されている。前記は、流出流路部６４ｅについても同様である。ホットランナノズル１３の先端において、溶融樹脂は、１つの軸心流路部１３ａから４つの流出流路部６４ｅに分岐され、各樹脂流出孔部６５から外部に射出される。また、図１０に示す４つの樹脂流出孔部６５は、図１１に示す４つのランナー溝部２４の配設方向と同方向に位置合わせした状態でそれぞれ配置されている。

先端チップ６１は、の円筒部材６３の基端部に配設され、大径なリング状のフランジ部６６を有している。このフランジ部６６は複数のねじ挿通孔を有している。各ねじ挿通孔に挿通されたネジ６２の先端部がマニホールド１０にねじ止め固定されている。これにより、先端チップ６１がマニホールド１０に複数のネジ６２で直接固定されている。

（作用）
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のホットランナ成形装置１００の使用時（溶融樹脂の充填時）には、射出ノズル８から射出された溶融樹脂は、マニホールド１０の樹脂流路部１２を通り、軸心流路部１３ａから流出流路部６４ｅを介して樹脂流出孔部６５まで、ほとんど冷却されること無く流れる。

さらに、溶融樹脂は、樹脂流出孔部６５からホットランナブッシュ１６におけるガイド面１６ａと、ホットランナノズル１３の先端チップ６１との間の形成されるリング状樹脂流路部３１に流入する。溶融樹脂は、その後、リング状樹脂流路部３１からリング状樹脂流路部３１の先端に配設されるリング状のゲート穴部３１ａに流れる。そして溶融樹脂は、ゲート穴部３１ａから４本のランナー溝部２４をそれぞれ経由して４つのキャビティ２３に充填される。

ここで、ホットランナノズル１３の軸心流路部１３ａから先端チップ６１に流入した溶融樹脂は、４つの樹脂流出孔部６５で４方向に分岐する。このとき、各樹脂流出孔部６５は、ホットランナノズル１３の中心軸を中心として対称に配設されている。この点は、ランナー溝部２４も同様である。そして樹脂流出孔部６５の位置は、ランナー溝部２４の位置に対して回転対称に配設されている。このため、４つの樹脂流出孔部６５からリング状樹脂流路部３１に流入した溶融樹脂は、ゲート穴部３１ａから４本のランナー溝部２４の全てにそれぞれ同じ速度で流れる。したがって、その後、４本のランナー溝部２４をそれぞれ経由して４つのキャビティ２３に均等に分配され、各キャビティ２３に充填される。

（効果）
そこで、本実施の形態のホットランナ成形装置１００では、先端チップ６１をマニホールド１０に複数のネジ６２で直接固定する。このため本実施形態では、４つの樹脂流出孔部６５と４つのランナー溝部２４とを、ホットランナノズル１３の中心から周方向に向けて同じ角度となる位置関係で固定できる。これにより、４つのランナー溝部２４の方向に先端チップ６１の４つの樹脂流出孔部６５を確実に配置することができる。よって、４つの樹脂流出孔部６５から射出された樹脂の射出抵抗による圧力損失が無く、４つのランナー溝部２４に樹脂を円滑に流すことができる。そして、射出圧力が低減できる。このため、４つのキャビティ２３の全てで充填速度が同じになり、キャビティ２３毎の充填速度差を一層、効果的に低減することができる。その結果、４つのキャビティ２３で各キャビティ２３毎に差のない形状精度のよい光学素子などの成形品を成形可能なホットランナ成形装置１００を提供することができる。さらに、本実施の形態では樹脂流路が最短となり、圧力損失が減ることにより、低負荷で応答性があがり、さらに形状精度の良い成形品を得ることが可能となる。

本発明は、樹脂製の光学素子などの成形品の成形を射出成形によって行うホットランナ成形装置１００を使用する技術分野や、樹脂製の光学素子などの成形品を射出成形によって製造する技術分野に有効である。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

Claims

ホットランナノズルの中心軸上に配設され、溶融樹脂が流れる軸心流路部と、前記軸心流路部から前記軸心流路部の側方に複数分岐するようにホットランナノズルの先端部に配設され、前記溶融樹脂が流出する複数の流出孔部を有する流出流路部と、を有するホットランナノズルと、
前記ホットランナノズルの先端部の外周面とホットランナ成形型の内周面との間に配設され前記流出孔部と連通する流路部と、前記外周面の先端部と前記内周面の先端部との間に配設され前記流路部と連通するゲート穴部とが形成されるように、前記ホットランナノズルの前記先端部が挿入される筒状のホットランナ成形型と、
前記ゲート穴部から放射状に分岐する、前記複数の流出孔部と同数の複数のランナーを有し、複数の成形品を同時に成形する複数個取りのランナユニットと、
を具備し、
前記複数の流出孔部の位置が、前記複数のランナーの位置に対して回転対称に配設され、前記複数の流出孔部は前記ホットランナノズルの中心軸周りにおいて等分に配設され、前記複数のランナーは前記ホットランナノズルの中心軸周りにおいて等分に配設されることにより、前記ゲート穴部から前記複数のランナーに前記溶融樹脂が均等に分配されるホットランナ成形装置。
前記流出孔部は、前記ランナーと同数に配設されている請求項１に記載のホットランナ成形装置。
前記流出孔部は、前記複数のランナーの配設方向と同方向に位置合わせした状態でそれぞれ配置されている請求項１に記載のホットランナ成形装置。
前記ホットランナノズルは、前記ホットランナノズルの前記先端部に着脱可能に取り付けられる先端チップを有し、
前記流出孔部は、前記先端チップに配設され、
前記流出孔部は、前記ランナーと同数配設されている請求項１に記載のホットランナ成形装置。
前記先端チップは、前記流路部と対向する壁面に配設され、前記流出孔部と同数配設され、前記ランナーの配設方向と同方向にそれぞれ配設されている面取り部を有する請求項４に記載のホットランナ成形装置。