JP2009056779A

JP2009056779A - 射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプール

Info

Publication number: JP2009056779A
Application number: JP2007228123A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsuda; 順一松田; Kunihiro Funayama; 訓宏船山; Manabu Sato; 学佐藤
Original assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-03-19

Abstract

【課題】流路の摩耗を効果的に抑制することが可能な射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプールを提供する。
【解決手段】被成形材料を流す流路２ａを有するノズル本体部２と、流路２ａより被成形材料を射出する射出口３ａを形成する耐摩耗部品３と、ノズル本体部２と耐摩耗部品３とを接着する接着層４と、を備えた、射出成形機用ノズル１。
【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプールに関するものである。

通常、射出成形機には、被成形材料を射出する射出側に凸部を有した部材が設けられ、被成形材料を固化する金型側には凹部を有した部材が設けられている。一般に、前者はノズル、後者はスプールなどと呼ばれている。このノズルおよびスプールは、それぞれに設けられた貫通孔を連結して流路を形成し、液状化された被成形材料を比較的高い流速で受け渡している。

ノズルおよびスプールに設けられている流路は、高い流速で移動する被成形材料によって摩耗しやすい。この流路の耐摩耗性を向上する技術として、例えば、特許文献１には、放電表面処理技術を用いて、射出成形機のノズルに硬質被膜を形成する技術が開示されている。
特開２００６−２１３００４号公報

しかしながら、上記のノズルであっても耐摩耗性は不十分であり、ノズルの射出口やスプールの注入口に摩耗がみられる場合がある。

本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、流路の摩耗を効果的に抑制することが可能な射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプールを提供することを課題とする。

本発明に係る射出成形機用ノズルは、被成形材料を流す流路を有するノズル本体と、流路より被成形材料を射出する射出口を形成する耐摩耗部品と、ノズル本体と耐摩耗部品とを接着する接着層と、を備える。

また、本発明に係る射出成形機用スプールは、被成形材料を流す流路を有するスプール本体と、流路に対して被成形材料を注入する注入口を形成する耐摩耗部品と、スプール本体と耐摩耗部品とを接着する接着層と、を備える。

このようにすれば、ノズル本体およびスプール本体がそれぞれ接着層によって耐摩耗部品と接着され、ノズルの射出口およびスプールの注入口が耐摩耗部品によって形成される。そのため、摩耗しやすいノズルの射出口およびスプールの注入口の摩耗を抑制して、流路の摩耗を効果的に抑制することができる。

ここで、上記作用を好適に奏する耐摩耗部品の材料としては、具体的には、ダイヤモンド焼結体またはＣＢＮ焼結体が挙げられる。

また、本発明に係る射出成形機用ノズルおよびスプールは、流路の内周面に設けられたダイヤモンド層をさらに備えることが好ましい。

このようにすれば、上記の射出成形機用ノズルおよびスプールに比べてさらに耐摩耗性が高められる。

本発明の射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプールによれば、流路の摩耗を効果的に抑制することが可能である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

まず、図１〜図３を参照して、実施形態にかかる射出成形機用ノズル（以下ノズル）の構成について説明する。ここで、図１は本実施形態に係るノズルを示す斜視図である。図２は図１に示されたノズルの平面図である。図３は図１に示されたノズルの射出口付近を拡大した縦断面図である。

図１〜図３に示されるように、本実施形態に係るノズル１は、ノズル本体部２、耐摩耗部品３、接着層４、およびダイヤモンド層５を備えて構成されている。なお、ノズル１は、ダイヤモンド層５を備えない構成であってもよい。

ノズル本体部２は、内部に被成形材料（例えば、熱可塑性樹脂など）を流す流路を有する金属部材である。例えば、このノズル本体部２は、一端側の開口２ｏが他方側の開口２ｉに比べて小さな開口面積で形成され軸線Ｘ方向に貫通するノズル貫通孔２a（流路）を有する。以下、開口面積の小さな開口２ｏを小ノズル開口、開口面積の大きな開口２ｉを大ノズル開口と呼ぶ。ノズル１の使用時には、大ノズル開口２ｉから小ノズル開口２ｏに向かって被成形材料が流される。

ノズル貫通孔２ａの内周面には、その内周面に沿ってダイヤモンド層５が設けられている。例えば、このダイヤモンド層５は、ＣＶＤ法などによってノズル貫通孔２ａの内周面に形成される。このようにすれば、ノズル１の使用時においてダイヤモンド層５がノズル貫通孔２ａの内周面を保護するため、ノズル貫通孔２ａ内周面の耐摩耗性をより向上することができる。

ノズル本体部２の小ノズル開口２ｏ側には、接着面２ｂが設けられている。この接着面２ｂは、接着層４（後述）を介して耐摩耗部品３（後述）を収容するための溝によって形成される。

耐摩耗部品３は、ノズル貫通孔２ａを流れる被成形材料を射出する射出口を形成する。例えば、この耐摩耗部品３は、放電加工機などによって貫通孔３ａを形成された環状のダイヤモンド焼結体またはＣＢＮ焼結体である。また、耐摩耗部品３は、単結晶ダイヤモンドや多結晶ダイヤモンドからなるものであってもよい。貫通孔３ａは小ノズル開口２ｏ側において流路を形成する。このようにすれば、被成形材料が超砥粒（ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒）などの超硬質砥粒を含むような場合においても、ノズル１の射出口の摩耗が抑制される。

接着層４は、耐摩耗部品３とノズル本体部２とを接着する。例えば、この接着層４は、加熱によって耐摩耗部品３とノズル本体部２の接着面２ｂとをろう接するろう接用溶加材（はんだなど）からなる。

次に、ノズル１の製造方法の概略について説明する。

まず、放電加工機などによって耐摩耗部品３を切り出す。次に、切り出された耐摩耗部品３と接着面２ｂとの間に板状のろう接用溶加材を挟み、耐摩耗部品３およびノズル本体部２を固定しながらろう接用溶加材を高周波加熱する。高周波加熱は加熱および冷却時間を短縮することができる。このとき、耐摩耗部品３は、貫通孔３ａの軸線がノズル貫通孔２ａの軸線Ｘに一致するように固定される。耐摩耗部品３がろう接されたノズル本体部２を冷却した後、ＣＶＤ法によってノズル貫通孔２ａの内周面にダイヤモンド層５を形成する。最後に、耐摩耗部品３を研磨修正する。

次に、図４〜図６を参照して、第一実施形態にかかる射出成形機用スプール（以下スプール）の構成について説明する。ここで、図４は本実施形態に係るスプールを示す斜視図である。図５は図４に示されたスプールの平面図である。図６は図４に示されたスプールの注入口付近を拡大した縦断面図である。

図４〜図６に示されるように、スプール２０は、スプール本体部６、耐摩耗部品７、接着層８、およびダイヤモンド層９を備えて構成されている。なお、スプール２０は、ダイヤモンド層９を備えない構成であってもよい。

スプール本体部６は、内部に被成形材料（例えば、熱可塑性樹脂など）を流す流路を有する金属部材である。例えば、このスプール本体部６は、一端側の開口６ｉが他方側の開口６ｏに比べて小さな開口面積で形成され軸線Ｙ方向に貫通するスプール貫通孔６a（流路）を有する。以下、開口面積の小さな開口６ｉを小スプール開口、大きな開口６ｏを大スプール開口と呼ぶ。スプール２０の使用時には、小スプール開口６ｉ側から大スプール開口６ｏに向かって被成形材料が流される。

スプール貫通孔６ａの内周面には、内周面に沿ってダイヤモンド層９が設けられている。例えば、このダイヤモンド層９は、ＣＶＤ法などによってスプール貫通孔６ａの内周面に形成される。このようにすれば、スプール２０の使用時においてダイヤモンド層９がスプール貫通孔６ａの内周面を保護するため、スプール貫通孔６ａ内周面の耐摩耗性をより向上することができる。

スプール本体部６の小スプール開口６ｉ側には、接着面６ｂが設けられている。この接着面６ｂは、接着層８（後述）を介して耐摩耗部品７（後述）を収容するための溝によって形成される。

耐摩耗部品７は、スプール貫通孔６ａを流れる被成形材料を注入する注入口を形成する。例えば、この耐摩耗部品７は、放電加工機などによって貫通孔７ａを形成された環状のダイヤモンド焼結体またはＣＢＮ焼結体である。また、耐摩耗部品７は、単結晶ダイヤモンドや多結晶ダイヤモンドからなるものであってもよい。貫通孔７ａは小スプール開口６ｉ側において流路を形成する。このようにすれば、被成形材料が超砥粒（ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒）などの硬質砥粒を含むような場合においても、スプール２０の注入口の摩耗が抑制される。

接着層８は、耐摩耗部品７とスプール本体部６とを接着する。例えば、この接着層８は、加熱によって耐摩耗部品７とスプール本体部６の接着面６ｂとをろう接するろう接用溶加材（はんだなど）からなる。

次に、スプール２０の製造方法の概略について説明する。

まず、放電加工機などによって耐摩耗部品７を切り出す。次に、切り出された耐摩耗部品７と接着面６ｂの間に板状のろう接用溶加材を挟み、耐摩耗部品７およびスプール本体部６を固定しながらろう接用溶加材を高周波加熱する。高周波加熱は加熱および冷却時間を短縮することができる。このとき、耐摩耗部品７は、貫通孔７ａの軸線がスプール貫通孔６ａの軸線Ｙに一致するように固定される。耐摩耗部品７がろう接されたスプール本体部６を冷却した後、ＣＶＤ法によってスプール貫通孔６ａの内周面にダイヤモンド層９を形成する。最後に、耐摩耗部品７を研磨修正する。

次に、図７を参照して、ノズル１およびスプール２０の動作および利点について説明する。ここで、図７は、ノズルおよびスプールの接続構造を示す図である。

ノズル１およびスプール２０を使用する場合には、貫通孔３ａと貫通孔７ａとが連結されるようにノズル１の耐摩耗部品３とスプール２０の耐摩耗部品７とを接触させて、ノズル１とスプール２０とを固定する。図７に図示された白矢印方向に被成形材料を流し込むと、被成形材料の流速は、小ノズル開口２ｏから小スプール開口６ｉまでの区間で高められる。この区間においてノズル１およびスプール２０の流路は、それぞれ耐摩耗部品３の貫通孔３ａおよび耐摩耗部品７の貫通孔７ａとによって形成されているため、ノズル１の射出口およびスプール２０の注入口の摩耗を抑制して、流路の摩耗を効果的に抑制することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプールの一例を示すものである。本発明に係る射出成形機用ノズルおよび射出成形機用スプールは、上記実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を変更しないように上記実施形態を変形したものであってもよい。

例えば、本実施形態においては、耐摩耗部品を１つの部品で構成する構成を示したが、耐摩耗部品は、複数の部品を組み合わせて構成されたものであってもよい。

本実施形態に係る射出成形機用ノズルを示す斜視図である。図１に示されたノズルの平面図である。図１に示されたノズルの射出口付近を拡大した縦断面図である。本実施形態に係る射出成形機用スプールを示す斜視図である。図４に示されたスプールの平面図である。図４に示されたスプールの注入口付近を拡大した縦断面図である。ノズルおよびスプールの接続構造を示す図である。

符号の説明

１…ノズル、２…ノズル本体部、２ａ…ノズル貫通孔（流路）、２ｂ…接着面、２ｉ…大ノズル開口、２ｏ…小ノズル開口、３，７…耐摩耗部品、３ａ…貫通孔（射出口）、４…接着層、５，９…ダイヤモンド層、６…スプール本体部、６ａ…スプール貫通孔（流路）、６ｂ…接着面、６ｉ…小ノズル開口、６ｏ…大ノズル開口、７ａ…貫通孔（注入口）、８…接着層、２０…スプール、Ｘ…ノズル貫通孔の軸線、Ｙ…スプール貫通孔の軸線。

Claims

被成形材料を流す流路を有するノズル本体と、
前記流路より前記被成形材料を射出する射出口を形成する耐摩耗部品と、
前記ノズル本体と前記耐摩耗部品とを接着する接着層と、
を備えた、射出成形機用ノズル。
前記耐摩耗部品は、ダイヤモンド焼結体またはＣＢＮ焼結体である、請求項１に記載の射出成形機用ノズル。
前記流路の内周面に設けられたダイヤモンド層をさらに備える、請求項１または２に記載の射出成形機用ノズル。
被成形材料を流す流路を有するスプール本体と、
前記流路に対して前記被成形材料を注入する注入口を形成する耐摩耗部品と、
前記スプール本体と前記耐摩耗部品とを接着する接着層と、
を備えた、射出成形機用スプール。
前記耐摩耗部品は、ダイヤモンド焼結体またはＣＢＮ焼結体である、請求項４に記載の射出成形機用スプール。
前記流路の内周面に設けられたダイヤモンド層をさらに備える、請求項４または５に記載の射出成形機用スプール。