JP2000343561A - ガスノズル開閉機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な駆動源を設けることなくノズルの開閉
を行い、構造が簡単で安価なガスノズル開閉機構を提供
する。 【解決手段】 金型キャビティ２内に突出された端部近
傍に形成されガス供給路に連通されるガス注入口１０を
有する固定ピン５と、金型キャビティ２に樹脂が未充填
のときは前記固定ピン２のガス注入口１０を塞ぐ位置に
あり、金型キャビティ２内に充填される樹脂圧により前
記固定ピン５のガス注入口を開口するよう移動する開閉
体６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金型キャビティ内に
射出された溶融樹脂中に加圧ガスを注入して中空部を有
する樹脂中空成形品を製造する中空射出成形金型に用い
られるガスノズル機構に関し、特に可動ニードル方式に
属するガスノズル開閉機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】中空射出成形においては、ガスノズル機
構によって金型キャビティ内に射出された溶融樹脂中に
加圧ガスを注入して中空部を有する樹脂中空成形品を形
成するものである。

【０００３】このような、中空射出成形に使用されるガ
スノズル機構としては、ノズル部に加熱ヒータを組込
み、バルブ開閉を行う固定ニードル方式と、油圧または
空圧シリンダ等の駆動源を利用して溶融樹脂射出後にガ
スノズルを開閉する可動ニードル方式がある。

【０００４】固定ニードル方式はノズル部に付着した樹
脂が固化しないよう加熱ヒータでノズル部の樹脂を溶か
しガス注入を行うものであり、樹脂の種類に応じたヒー
タの温度制御を行う必要がある。

【０００５】すなわち、固定ニードル方式では、樹脂射
出時の金型キャビティ内での固化状態、各成形材料（樹
脂）毎の温度特性、金型温度の変化、その他の条件によ
りノズル部の加熱温度を細かく調整する必要があり、ま
たそのためにノズル部に温度センサなどを組込まなくて
はならず、制御、調整が難しく、面倒である等の問題が
ある。

【０００６】したがって、現在では、加熱ヒータの温度
制御を必要としない後者の可動ニードル方式が主流にな
りつつある。このような可動ニードル方式に関する従来
技術としてはつぎのようなものがある。

【０００７】特開平７−１５６１８５号公報には、油圧
シリンダにノズルの開閉を行う弁を連結し、油圧シリン
ダの往復移動を利用してノズルの開閉を行うことが示さ
れている。

【０００８】また、特開平７−１００８６４号公報で
は、加圧流体ノズル内に栓体を配し、この栓体を油圧又
は空圧シリンダのピストンに連結し、前記シリンダの往
復移動を利用して前記栓体を移動させることで、ノズル
開閉を行うようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の可
動ニードル方式では、油圧または空圧シリンダ等の専用
の駆動源を金型内に配し、この駆動源の力を利用してノ
ズルの開閉を行うようにしているので、構造的に複雑で
ある、油圧又は空圧シリンダ等の駆動源を金型内に設置
するためのスペースを大きくとる、コスト高になるなど
の問題点を有している。

【００１０】本発明は上記間題点に鑑みなされたもので
あり、可動ニードル方式において、油圧または空圧等の
駆動源を別に持たずに加圧ガスの注入をなし得、かつ構
造が簡単で安価なガスノズル開閉機構を提供することを
解決課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
めに本発明では、金型キャビティ内に充填される樹脂圧
を利用してノズルの開閉を行うようにする。

【００１２】すなわち本発明では、射出シリンダより金
型キャビティ内に射出された溶融樹脂の中に加圧ガスを
注入して樹脂中空成形品を形成する中空射出成形金型に
用いられるガスノズル開閉機構において、前記金型キャ
ビティ内に突出された端部近傍に形成されガス供給路に
連通されるガス注入口を有する固定ピンと、前記金型キ
ャビティに樹脂が未充填のときは前記固定ピンのガス注
入口を塞ぐ位置にあり、前記金型キャビティ内に充填さ
れる樹脂圧により前記固定ピンのガス注入口を開口する
よう移動する開閉体とを備えるようにしている。前記開
閉体は、例えば、一方の受圧面が金型キャビティ内にあ
り、他方の受圧面が弾性体によって付勢されているピス
トン部材とする。

【００１３】この発明では、金型キャビティ内に充填さ
れる樹脂圧を利用して開閉体を移動させることで、固定
ピンのガス注入口（ノズル）を開口するようにしてい
る。

【００１４】また、この発明では、前記ガス注入口は、
金型キャビティ内での樹脂流動方向とほぼ平行、あるい
は１５〜３０°程度の若干の角度傾斜するように形成す
るようにしている。

【００１５】すなわち、前記ガス注入口を樹脂流動方向
に対し直角に近い角度になるように形成した場合、ガス
注入口は固定ピンの金型チャンバに直対する端面に形成
されることになるので、加圧ガスの噴出によって溶融樹
脂圧による開閉体端面への押圧力が解放されて、ノズル
が途中で閉成される可能性がある。したがって、ガス注
入口は、金型キャビティ内での樹脂流動方向とほぼ平
行、あるいは１５〜３０°程度の若干の角度傾斜するよ
うに形成するようにして、上記のような事態を未然に防
止している。

【００１６】また、この発明では、前記開閉体が開にな
ると検出信号を出力する検出手段と、この検出手段の検
出信号に基づいて、例えば検出信号の入力時点から所定
の時間後に前記ガス注入開始信号を発生するなどして、
ガス注入を開始させるガス注入開始信号を発生する制御
手段とをさらに備えるようにしている。

【００１７】すなわち、樹脂射出初期の充填が不安定な
状態で、前記ガス注入口が開口する場合、この時点で即
座にガス注入を開始させると、加圧ガスが樹脂を突き破
って漏れてしまうことが考えられるが、この発明では、
ノズルの開時点を検出し、この検出時点から、予め設定
された所定時間後にガス注入開始信号を発生するなどの
注入時期のタイミング調整を行うようにしているので、
上記のような事態は発生しない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施形態を説明する。

【００１９】図１は本発明に係わる全体構成図を示すも
のである。

【００２０】図１において、射出成形機の加熱シリンダ
１内で可塑化溶融された樹脂３が、金型２０内の金型キ
ャビティ２内に約２００〜５００kg／cm2の圧力でもっ
て充填される。

【００２１】金型２０内には、中空射出成形用の加圧ガ
スを注入するためのガスノズル機構３０が設けられてい
る。

【００２２】このガスノズル機構３０は、固定配置され
る固定ピン５と、固定ピン５の外側に組合わされた開閉
シャッタ６と、開閉シャッタ６のキャビティ２側の反対
側の受圧面を付勢するばね（スプリング）8を備えてい
る。

【００２３】固定ピン５は、金型キャビティ２内にその
端部が突出し、この端部近傍にガス注入口１０が形成さ
れている。ガス注入口１０は、図２にも示すように、こ
の場合、樹脂の流動方向にほぼ平行になるように形成さ
れている。固定ピン５の内部には、ガス注入口１０に連
通するガス通路１１が形成されおり、ガス通路１１はガ
ス注入回収口１２に連結されている。

【００２４】開閉シャッタ６は、図３にも示すように、
一方の受圧面が金型キャビティ２内にあり、他方の受圧
面がバネ８によって付勢されているピストン部材の形態
をなしており、バネ８のバネ力は、キャビティ２内の溶
融樹脂圧より若干小さな値に調整されている。

【００２５】したがって、初期状態（樹脂射出前）のと
きには、開閉シャッタ６は、図４(a)に示すように、固
定ピン５のガス注入口１０を覆う位置に位置している
が、射出成形後上記バネ８の設定圧以上に金型キャビテ
ィ２内に充填される溶融樹脂の樹脂圧が上昇すると、開
閉シャッタ６は、図４(b)に示すように、下方へ移動
し、ガス注入口１０を開口する。

【００２６】シャッタ開感知用センサ７は、光あるいは
リミットスイッチなどの適宜の手法を用いて、開閉シャ
ッタ６が開位置に変位したことを検出し、検出信号を出
力する。たとえば、この場合は、開閉シャッタ６の後部
１３が下降端に移動したことを検出するようにしてい
る。

【００２７】コントローラ９は、センサ７の検出信号が
入力されると、この検出信号を予め設定された所定の時
間だけ遅延した後、ガスの注入を開始させるガス注入開
始信号を出力する。

【００２８】つぎにかかる構成の動作を説明する。

【００２９】射出成形前は、前述したように、開閉シャ
ッタ６は、図４(a)に示すように、固定ピン５のガス注
入口１０を覆う位置に位置している。

【００３０】射出成形が開始され、射出成形機の加熱シ
リンダ１内で可塑化溶融された樹脂３が、金型２０内の
金型キャビティ２内に充填されていく。

【００３１】この樹脂充填中に、開閉シャッタ６の端面
に作用する樹脂圧が、バネ８の設定圧以上になると、図
４(b)に示すように、シャッタ６は押し下げられ、これ
により固定ピン５に設けられたガス注入口１０がキャビ
ティ２と開口する。

【００３２】センサ７はシャッタ６の下降を検出し、シ
ャッタ開検出信号をコントローラ９に出力する。コント
ローラ９は、このシャッタ開検出信号に基づいて、検出
信号の入力時点から所定の時間後に前記ガス注入開始信
号を発生するなどのタイミング調整を行い、このタイミ
ング調整の後に、ガス注入開始信号を出力する。

【００３３】このガス注入開始信号を受け、加圧コント
ロールされた高圧ガスが溶融樹脂内に注入される。

【００３４】その後、金型２０内で成形品が冷却固化さ
れた後、注入ガスをガスノズル機構３０を介して回収す
る。この後、成形品を取り出したときに、開閉シャッタ
６にかかっていた押圧力が解放され、スプリング８の復
元力によりガスノズル機構３０のガス注入口１０は閉じ
た位置にもどる。

【００３５】このようにこの実施形態では、金型キャビ
ティ２内に充填される樹脂圧を利用して開閉シャッタ６
を移動させることで、固定ピン５のガス注入口１０を開
口するようにしているので、油圧等の駆動源を別に持つ
必要がなくなる。また、ガス注入口１０は、金型キャビ
ティ２内での樹脂流動方向とほぼ平行に形成するように
しているので、加圧ガスの噴出によって溶融樹脂圧によ
る開閉シャッタ端面への押圧力が解放されて、ガス注入
口１０が途中で閉じてしまうことがなくなる。また、ガ
スノズル機構３０が開状態に移行したことを検出し、こ
の検出信号に基づいてタイミング調整を行ってガス注入
開始信号を発生するようにしたので、溶融樹脂が不安定
な状態にある射出成形初期などにおいて、加圧ガスが樹
脂を突き破って漏れてしまうような事態が確実に防止さ
れる。

【００３６】なお、ガス注入口１０は、図５に示すよう
に、樹脂流動方向より上方に１５〜３０°程度の若干角
度傾斜させるようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
型キャビティ内に充填される樹脂圧を利用して開閉体を
移動させることで、固定ピンのガス注入口を開口するよ
うにしているので、油圧等の駆動源を持つ必要がなくな
り、これにより構造が簡単で、安価な中空射出成形用ガ
スノズル開閉機構を提供することができる。

【００３８】またこの発明では、ガス注入口は、金型キ
ャビティ内での樹脂流動方向とほぼ平行、あるいは若干
の角度だけ傾斜させるようにしているので、加圧ガスの
噴出によって溶融樹脂圧による開閉体端面への押圧力が
解放されて、ノズルが途中で閉じてしまうことがなくな
り、信頼性の高いノズル開閉機構を実現できる。

【００３９】さらにこの発明では、ノズル開閉機構が開
状態に移行したことを検出し、この検出信号に基づいて
タイミング調整を行ってガス注入開始信号を発生するよ
うにしたので、溶融樹脂が不安定な状態にある射出成形
初期などにおいて、加圧ガスが樹脂を突き破って漏れて
しまうような事態が確実に防止され、安定した成形およ
び型製作費用の削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の全体構成図を示すものであ
る。

【図２】固定ピンの詳細断面図である。

【図３】固定ピンおよび開閉シャッタを示す透視図であ
る。

【図４】樹脂射出前と射出後のノズル開閉シャッタの動
作状態を示す図である。

【図５】ノズル開口部の他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１ 加熱シリンダ ２ 金型キャビティ ３ 溶融樹脂 ４ 中空部 ５ 固定ピン ６ 開閉シャッタ ７ シャッタ開感知用センサ ８ スプリング（バネ） ９ コントローラ １０ ガス注入口 １１ ガス通路 １２ ガス注入回収口 １３ 開閉シャッター後部 ２０ 金型 ３０ ガスノズル機構

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出シリンダより金型キャビティ内に射
   出された溶融樹脂の中に加圧ガスを注入して樹脂中空成
   形品を形成する中空射出成形金型に用いられるガスノズ
   ル開閉機構において、 前記金型キャビティ内に突出された端部近傍に形成され
   ガス供給路に連通されるガス注入口を有する固定ピン
   と、 前記金型キャビティに樹脂が未充填のときは前記固定ピ
   ンのガス注入口を塞ぐ位置にあり、前記金型キャビティ
   内に充填される樹脂圧により前記固定ピンのガス注入口
   を開口するよう移動する開閉体と、 を備えるようにしたことを特徴とするガスノズル開閉機
   構。
2. 【請求項２】 前記開閉体は、一方の受圧面が金型キャ
   ビティ内にあり、他方の受圧面が弾性体によって付勢さ
   れているピストン部材であることを特徴とする請求項１
   記載のガスノズル開閉機構。
3. 【請求項３】 前記ガス注入口は、金型キャビティ内で
   の樹脂流動方向とほぼ平行に形成されていることを特徴
   とする請求項１記載のガスノズル開閉機構。
4. 【請求項４】 前記ガス注入口は、金型キャビティ内で
   の樹脂流動方向に対して若干の角度傾斜するように形成
   されていることを特徴とする請求項１記載のガスノズル
   開閉機構。
5. 【請求項５】 前記ガス注入口は複数個形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のガスノズル開閉機構。
6. 【請求項６】 前記開閉体が開になると検出信号を出力
   する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づいてガ
   ス注入を開始させるガス注入開始信号を発生する制御手
   段と、をさらに備えるようにしたことを特徴とするガス
   ノズル開閉機構。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記検出信号が入力さ
   れると、この入力時点から所定の時間後に前記ガス注入
   開始信号を発生することを特徴とする請求項６記載のガ
   スノズル開閉機構。