JPH0489220A - ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶融樹脂とガス体を型キャビティに圧太し、ガ
ス体によって形成される中空部を有する成形体を得る方
法に用いるノズル装置に関し、圧入した溶融樹脂とガス
体を設定した時期に各々の供給源側に逆流させることを
可能にする構造のノズル装置に関する。

［従来の技術］ 溶融樹脂とガス体を型キャビティに圧入するノズル装置
は特開昭５１−１１９０６３号公報に、外部駆動機構の
力によって摺動するニードル弁で、樹脂通路を開閉する
ノズル装置において、ニードル弁の芯部に逆流防止弁骨
のガス体通路を設けたノズル装置が開示されている。（
第３図）特開昭５１−１１９０６３号公報のノズル装置
は、 ａ、溶融樹脂とガス体の通路が各々独立に設けられ、ノ
ズル装置の先端まで相互に混合させない。

ｂ、溶融樹脂とガス体とを型キャビティに圧入する工程
で、高圧の溶融樹脂をガス体の通路に逆流させない。

Ｃ，ガス体の圧力を型キャビティに圧入保持中に、ガス
体を射出シリンダ側に逆流させない。

等の機能が満足されており、中空部を有する成形体を得
る方法に用いられる。

しかしながら、高圧の溶融樹脂がガス体の通路に逆流あ
るいは漏洩することを防止する構造のために、ガス体の
通路に設置した後方への逆流防止弁によって、型キャビ
ティに圧入したガス体を、キャビテイ外へ排出してキャ
ビティ内ガス体の圧力を、設定した圧力に制御すること
ができない。

即ち、ノズル装置のガス体通路の逆流防止弁から型キヤ
ビテイ内の中空部までの空間に封じ込められたガス体の
圧力を、設定に従って任意に制御（例えば降圧等）する
ことができない問題がある。

更に詳しく述べると型キヤビテイ内の溶融樹脂の芯部に
、あるいはキャビティ内の厚さが増加した部分に沿って
形成される中空部に圧入されたガス体が封じ込められて
しまい、型キャビティの中空部に高い圧力のガス体が保
持され、種々の問題を生じる原因となる。

一般に、型キャビティに圧入されるガス体の圧力は、 ａ、圧入口の樹脂圧に打勝つこと、 ｂ、スプルー・ランナーに圧入し中空部を形成する時、
排除すべき溶融樹脂のゲート及びキャビティへの流動を
可能にすること、 Ｃ，ゲート部を通過すること、 ｄ、キャビティ内に中空部を形成する時に排除する溶融
樹脂のキャビティ内への流動を可能にすること が要求され、溶融樹脂の粘度、型のデザインおよびキャ
ビティへの溶融樹脂の充填量などの要因によって型キャ
ビティに圧入するガスの必要な圧力が決まる。

型キヤビテイ内の溶融樹脂の芯部に圧入さねたガス体は
、中空部が形成された後、あるいはキャビティ内の溶融
樹脂の冷却が進み、流動温度以下に冷却同化した後は、
中空部を包含する樹脂層を押圧し、°゛ヒケ°゛発生を
防止する。ところが、このガス体の圧力が高い場合は中
空部を包含する樹脂層に残留歪を生じさせる。特にキャ
ビティの特定の位置だけに、選択的に中空部が形成され
る場合は、中空部と中実部の界面に集中した残留歪を生
じてしまう。（第４図） 中空部の周囲樹脂層に高い圧力が加えられ、樹脂層に残
留歪が生じると、使用する樹脂の特性によって下記の品
質不良が発生する。

ａ、中空部の周囲にマイクロ・クレージングあるいは白
化が発生する。あるいは、成形後の経時応力緩和によっ
て経時後にクレージングを発生する。

ｂ、中空部の周囲樹脂層が膨れる。（第５図）更に、型
キヤビテイ内の中空部に過剰の圧力のガス体が保持され
ていると、成形品を取出す工程に先立って、中空部のガ
ス体の圧力を大気圧まで放出するのに時間を要し、成形
サイクルを長（し生産性を損う原因となる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明のノズル装置は、前述の溶融樹脂とガス体とを型
キャビティに圧入するノズル装置に必要な機能を有し、
更に下記の新規な機能を追加して有するノズル装置であ
る。

本発明のノズル装置の第１の目的は、溶融樹脂の圧ノい
次いであるいは溶融樹脂の圧入と同時にガス体の圧入を
行い、ガス体の圧力を保持する間に、ガス体逆流通路を
開（ことによって、ノズル装置のガス体圧入通路の逆流
防止弁から型のキャビティ内の中空部までの空間に圧入
され封じ込められたガス体を、ノズル装置のガス体逆流
通路に逆流させ、型キヤビテイ内の中空部のガス体の圧
力を設定した圧力まで降下させ、圧入初期のガス体の圧
力より低い圧力で保持して、型キヤビテイ内の樹脂を冷
却し、発生する成形品の品質不良を解決することにある
。

本発明のノズル装置の第２の目的は、溶融樹脂とガス体
の圧入後、ガス体の圧力を保持する間に、ガス体逆流通
路を開くことによって、型キャビティ内中空部のガス体
の圧力を徐々に低下させ、型キヤビテイ内の樹脂の冷却
・固化が終了する時には、中空部のガス体の圧力をほぼ
大気圧まで降下させ、成形サイクルの短縮を可能にする
ことにある。

本発明のノズル装置の第３の目的は、溶融樹脂の圧入後
、ガス体の圧入を行う方法において、射出シリンダの射
出スクリュを後退させ、射出樹脂圧によって発生する溶
融樹脂の体積圧縮分を、射出シリンダに逆流させること
により、ガス体の圧入口の樹脂圧を降下させ、ガス体の
圧入を容易にすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、先端開口を有し、かつ、ノズル体の後部開
口から先端開口に連通した樹脂通路を有する外殻部と、 軸線方向に摺動可能に設置され、前記ノズル体の先端開
口と一致する位置に先端開口を有する作動弁と、該作動
弁内部に軸線方向に摺動可能に設置され、前記ノズル体
及び動作弁の先端開口と略−致する位置に先端開口を有
するニードル弁を有し、かつ該作動弁内部の先端部に逆
流防止弁を介してを開口したガス体圧入通路と、ノズル
体の先端開口から該逆流防止弁後部に連通ずるガス体逆
流通路を有する、外殻部内部に設置された弁体部とより
なるノズル装置によって達成される。

［作用］ 本発明のノズル装置は、溶融樹脂とガス体の通路を持ち
、外部の駆動機構の力によって、設定された時期に各々
の通路を開・閉することができる構造のノズル装置で、
公知の射出成形機の射出シノンダの先端に取付け、型締
された金型の導入口にノズル装置の先端が圧接された時
、溶融樹脂とガス体とを型キャビティに圧入すること、
圧入を停止することおよび圧入した溶融樹脂とガス体の
逆流を設定した時期に可能にする装置である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。

本発明のノズル装置３は、外殻部と弁体部で構成されて
いる。

外殻部はノズル本体４とノズル先端５とから成り、ノズ
ル本体４は射出シリンダ１に取付けられ、射出シリンダ
１の溶融樹脂２を後部開口８ａで受入れる。ノズル先端
５は金型１２に圧接して、樹脂通路８．樹脂通路前部８
ｂをノズル先端間口５ｅを経由して金型１２のスプルー
ブツシュ１３を介してキャビティ１４に接続する。樹脂
通路８は、ノズル本体４の芯部（作動弁６の摺動部）と
外周との間に設けられる。

弁体部はノズル本体４に内蔵されており、ノズル本体４
に軸線方向に摺動可能に内蔵された作動弁６と、作動弁
６に軸線方向に摺動可能に内蔵されたニードル弁７と、
作動弁６内部の先端部に逆流防止弁ｌＯを介して開口し
たガス体圧入通路９と、ノズル先端５の先端開口５ｅか
ら該逆流防止弁１０後部に連通ずるガス体逆流通路１１
よりなり、作動弁６、ニードル弁７が前進あるいは後退
して、樹脂通路８あるいはガス体通路を開・閉する。

樹脂通路８は作動弁６が前進してノズル先端５の内側内
壁５ｂと作動弁６の先端外壁６ａを圧接することにより
樹脂通路前部８ｂが閉鎖され、後退して前記の圧接を解
放することにより樹脂通路前部８ｂが開放される。

作動弁６内部のガス体圧入通路９は前方向に開口し、後
方向へ閉鎖した逆流防止弁１０を介して、ガス体供給源
（図示省略）への接続口９ａと、先端部ロアｅを連通し
、作動弁６、ニードル弁７の前進によって、作動弁６の
先端間口６ｅ、ノズル先端５の先端開口５ｅを介して、
金型１２のキャビティ１４に接続される。

逆流防止弁１０には、逆流防止用ボールを後方に押圧す
るスプリングを併設してもよい。

ガス体逆流通路１１は、作動弁６の芯部内壁とニードル
弁７の外周部の間に形成された溝又は円環溝であり、逆
流防止弁１０の後部で連絡路１１ａにより、ガス体圧入
通路９と接続され、ガス体の回収が可能となっている。

ガス体逆流通路１１は、ニードル弁７が前進して作動弁
６の内側内壁６ｂとニードル弁７の先端外壁７ａを圧接
することにより閉鎖され、後退して前記の圧接を解放す
ることにより開放される。

尚ガス体逆流通路１１は作動弁６の内壁によって閉鎖さ
れる位置であれば、ニードル弁７内部に形成してもよい
。

作動弁６とニードル弁７は、ノズル本体４のスパイダー
開口部に対応する位置で、各々外部駆動機構の力を受け
るレバー６ｃおよび７ｃを挿入するレバー受溝６ｆ、７
ｆを持ち、レバー６ｃ。

７ｃの支点６ｇ、７ｇで外部駆動機構の力によって、各
々独立に前進・後退する。外部駆動機構は、公知の油圧
あるいは空圧アクチュエータ（図示省略）を用いる。外
部駆動機構の力は、各々連絡棒６ｄ、７ｄ及び連結ビン
６ｈ、７ｈによって、レバー６ｃ、７ｃに伝えられる。

次に本発明のノズル装置の作動を実施例の図面を参照し
て説明する。

（１）計量工程　第２ｂ図参照 作動弁６か前進し、ノズル先端５の先端内壁５ｂと作動
弁６の先端外壁６ａとが圧接し、樹脂流路８を先端で閉
鎖し、必要に応じてニードル弁７も前進し、作動弁６の
先端内壁６ｂとニードル弁７の先端外壁７ａとを圧接し
た状態で射出シリンダ１の射出スクリュ１ａにより、必
要量の樹脂を可塑化計量する。

（２）射出工程　第２ａ図参照 次に射出シリンダ１の前進によりノズル装置３のノズル
先端５の先端外壁５ａが型締下の金型１２のスプルーブ
ツシュ１３に圧接する。作動弁６は、先端内壁６ｂにニ
ードル弁７の先端外壁７ａが圧接したまま、後退し、ノ
ズル先端５の先端内壁５ｂと作動弁６の先端外壁６ａと
が離れ、樹脂通路８を開（。射出シリンダ］の射出スク
ノユ１ａが前進し、計量した溶融樹脂２は、ノズル装置
の樹脂通路８、ノズル先端５の先端開口５ｅ、スプルー
ブツシュ１３を経由して、キャビティ１４に圧入される
。この時、逆流防止弁１０により、ガス体圧入通路９へ
の溶融樹脂の逆流は防止され、またガス体逆流通路１１
は閉鎖されているためガス体逆流通路１１への逆流も防
止される。

（３）ガス体の圧入・保持工程　第２ｂ図参照次に計量
された溶融樹脂の圧入中は、作動弁６はニードル弁７の
前進による圧接状態のまま後退の位置を保持し、樹脂通
路８を開放した状態で、溶融樹脂の圧入後はニードル弁
７と作動弁６を圧接状態のまま作動弁６を前進し、樹脂
通路８をノズル先端５の先端開口５ｅの人口で閉鎖した
状態で、ガス体がガス体供給源から供給される。ガス体
は接続口９ａを経由し、ガス体圧入通路９、逆流防止弁
１０、ニードル弁７の先端間ロアｅ、作動弁６の先端開
口６ｅおよびノズル先端５の先端開口５ｅを経由し、金
型１２のスプルーブツシュ１３を通って、金型１２のキ
ャビティ１４に圧入された溶融樹脂の芯部あるいは厚さ
の増加した部分の芯部に圧入し、ガス体による中空部を
形成しながら、溶融樹脂をキャビティ１４の流動末端方
向に押流し、中空部周囲の樹脂をキャビティ１４の内壁
に、押圧する。

（４）圧入された中空部ガス体の圧力制御工程第２ｃ図
参照 中空部が形成された後、ガス体供給源からのガス体の供
給を停止し、次いで、あるいは一定時間放置後、作動弁
６を前進の位置に保持したまま、ニードル弁７を後退さ
せ、作動弁６の先端内壁６ｂとニードル弁７の先端外壁
７ａとの圧接を解除する。ノズル装置３のガス体圧入通
路９は逆流防止弁１０によってガス体の逆流が防止され
たまま、作動弁６の先端開口６ｅ、作動弁６の先端内壁
６ｂとニードル弁７の先端外壁７ａとの間隙通路、ニー
ドル弁７の外周のガス体逆流通路１１、連絡路１１ａを
経由して、ガス体圧入通路９に連通ずる。この時、ガス
体圧入通路９は、ノズル外で、大気に開放するか、低圧
容器（図示省略）に接続しておく。ニードル弁７の後退
により、金型１２のキャビティ１４内の樹脂芯部中空部
に圧入されていたガス体がガス体逆流通路９を逆流し、
キャビテイ１４内樹脂芯部中空部のガス体の圧力が降下
あるいは徐々に降圧される。

キャビティ１４内の樹脂芯部中空部に圧入されたガス体
の圧力が設定された圧力まで降下した時、再びニードル
弁７を前進すると、型キヤビテイ内のガス体の圧力を降
下された設定圧力に保持することもできる。

（５）成形体取出し工程 金型１２のキャビティ１４に圧入され、芯部に中空部を
持つ樹脂がキャビティ１４内で、固化した後、再度ニー
ドル弁７を後退し、ガス体逆流通陥９を開放し、ガス体
供給源との間から大気に残ガスを放出するか、回収容器
に回収する。あるいは、射出シリンダ１を後退して金型
１２のスプルーブツシュ１３とノズル先端５との圧接を
解除してキャビティ１４内のガス体の残圧を大気に放出
する。

次に金型１２の型締を解放し、金型１２の移動型１２ｂ
を開き、固化した成形体を取出す。

なお、次の成形工程のための樹脂の可塑化計量は、溶融
樹脂２の圧入終了後、ノズル装置３の作動弁６が前進し
た後に、金型１２に圧入された溶融樹脂の冷却中に行う
。

［発明の効果］ 以上説明の如く、本発明のノズル装置３は、下記の効果
を持つ。

ａ、溶融樹脂の圧入と同時にあるいは溶融樹脂の圧入後
にガス体を圧入することによって、ガス体による中空部
が形成された後、ノズル装置のガス体圧入通路の逆流防
止弁から、型キヤビテイ内の樹脂の芯部に形成された中
空部までの空間に封じ込められたガス体を、ノズル装置
のガス体逆流通路を必要な時間だけ開いて、必要なガス
体だけをノズル装置のガス体逆流通路に逆流させること
により、型キヤビテイ内の樹脂の芯部に形成された中空
部のガス体の保持圧を、設定した圧力に制御することを
可能にする。型キヤビテイ内の溶融樹脂を、流動温度以
下まで冷却した後に、ノズル装置のガス体逆流通路を開
（ことによってガス体を逆流させるので、溶融樹脂が、
ガス体逆流通路に逆流してガス体逆流通路を詰まらせる
ことがない。

上記の型キヤビテイ内の樹脂の芯部に形成された中空部
に保持するガス体の圧力を制御することにより、中空部
周囲の樹脂層に生じる過大な残留ひずみを緩和し、マイ
クロ・クレージング、白化及びクレージング、あるいは
中空部を包含する成形品の表層だけが膨れるなどの品質
不良を解消することができる。

ｂ２溶融樹脂とガス体を型キャビティに圧太し、型キヤ
ビテイ内の溶融樹脂の芯部に中空部を形成した後、ノズ
ル装置のガス体圧入通路の逆流防止弁から、型キヤビテ
イ内の溶融樹脂の芯部に形成された中空部までの空間に
封じ込められたガス体を、ノズル装置のガス体逆流通路
を開き、ノズル装置のガス体逆流通路に、徐々に逆流さ
せて、中空部のガス体の圧力を制御する。

冷えた型キヤビテイ内の溶融樹脂の冷却の進行に対応し
て、中空部のガス体の圧力を徐々に大気圧まで低下させ
ることによって、過大なガス体の圧力下で中空部周囲の
樹脂を冷却・固化させることが無くなり、しかも型を開
いて成形品を取出す前に中空部のガス体の圧力を大気圧
まで降下させるのに必要な時間を短縮し、成形サイクル
を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のノズル装置の実施例の概略断面図を示
す。 第２図は本発明のノズル装置の工程毎の動作を示し、第
２ａ図は溶融樹脂の圧入工程、第２ｂ図はガス体の圧入
・保持工程、第２ｃ図は圧入した中空部ガス体の圧力制
御工程を示す。 第３図は、公知のノズル装置の概略断面図である。 第４図はガス体の圧入によって形成された中空部のガス
体の圧力を示し、第５図はガス体の圧力保持による表層
樹脂の膨れを示す。 ｌ・・・射出シリンダ　　１ａ・・・射出スクリュ２・
・・溶融樹脂　　　　３・・・ノズル装置４・・・ノズ
ル本体　　　５・・・ノズル先端５ｅ・・・先端開口　
　　６・・・作動弁６ｅ・・・先端開口　　　７・・・
ニードル弁７ｅ・・・先端開口　　　８・・・樹脂通路
８ａ・・・後部開口　　　９・・・ガス体圧入通路Ｏ・
・・逆流防止弁　　１１・・・ガス体逆流通路１ａ・・
・ガス体の逆流通路と圧入通路の連絡路２・・・型　　
　　　　１３・・・スプルーブツシュ４・・・キャビテ
ィ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端開口を有し、かつ、ノズル体の後部開口から
   先端開口に連通した樹脂通路を有する外殻部と、 軸線方向に摺動可能に設置され、前記ノズル体の先端開
   口と略一致する位置に先端開口を有する作動弁と、該作
   動弁内部に軸線方向に摺動可能に設置され、前記ノズル
   体及び作動弁の先端開口と略一致する位置に先端開口を
   有するニードル弁を有し、かつ該作動弁内部の先端部に
   逆流防止弁を介して開口したガス体圧入通路と、ノズル
   体の先端開口から該逆流防止弁後部に連通するガス体逆
   流通路を有する、外殻部内部に設置された弁体部とより
   なることを特徴とするノズル装置。