注入ノズル
【課題】熱硬化性樹脂の注型成形にあたり、金型に接続される注入ノズル内での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制し、注入ノズルの詰まりを抑制すると共に注入ノズルの洗浄が容易となる注入ノズルを提供する。
【解決手段】注入ノズル１は、熱硬化性樹脂６を注型成形するための金型４に装着され、前記金型４内のキャビティ５に連通して前記キャビティ５へ熱硬化性樹脂６を注入するために用いられる。この注入ノズル１は、前記キャビティ５に連通する熱硬化性樹脂６の流路である注入路２と、この注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却するための冷却手段３とを備える。このため、注型成形時に冷却手段３により注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂の温度上昇が抑制され、この熱硬化性樹脂の熱硬化が抑制される。
【解決手段】注入ノズル１は、熱硬化性樹脂６を注型成形するための金型４に装着され、前記金型４内のキャビティ５に連通して前記キャビティ５へ熱硬化性樹脂６を注入するために用いられる。この注入ノズル１は、前記キャビティ５に連通する熱硬化性樹脂６の流路である注入路２と、この注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却するための冷却手段３とを備える。このため、注型成形時に冷却手段３により注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂の温度上昇が抑制され、この熱硬化性樹脂の熱硬化が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂を金型にて注型成形するにあたり、金型内のキャビティへ熱硬化性樹脂を注入するために金型に装着される注入ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、熱硬化性樹脂６の注型成形法の一例を示す（特許文献１参照）。金型４は上型６０と下型６１とで構成される。上型６０と下型６１とは、両者の間にガスケット６９が介在した状態で型締めされ、この型締めされた状態で上型６０と下型６１との間にキャビティ５が形成される。この上型６０と下型６１の内部にはキャビティ５内を加熱するためのヒータ６５が埋設されている。符号６４は、上型６０に設けられた空気抜き孔を示す。
【０００３】
図９にも示す通り、下型６１の、上型６０との接合部付近には、キャビティ５に連通する注入口７０が設けられており、この注入口７０にはブッシュ６２が装着されている。ブッシュ６２の外側端部には、内面に連結用の雌ねじ溝（図示省略）が形成された雌ねじ部６３が設けられている。
【０００４】
この金型４には、注入ホース５７及び注入ノズル１を介して注入タンク５６が接続される。注入タンク５６は熱硬化性樹脂６を貯留する容器である。この注入タンク５６の下部に注入ホース５７が接続されている。この注入ホース５７の先端に注入ノズル１が接続される。
【０００５】
図１０に示す従来の注入ノズル１は円筒形状を有する。この注入ノズル１の前端面に吐出口２８が、後端面に導入口７１が、それぞれ開口し、注入ノズル１内には前記吐出口２８及び導入口７１に連通する注入路２が形成されている。注入路２は吐出口２８側ほど先細になるように形成されている。注入ノズル１の前端部の外周にはＯリング３７が取着されている。また、注入ノズル１の外周には外周側に突出する装着用雄ねじ部３４が形成され、この装着用雄ねじ部３４の外周面には雄ねじ（図示省略）が形成されている。注入ノズル１の前端から装着用雄ねじ部３４までの部分が、装着部２１として形成されている。また注入ノズル１の後端部には、後端側ほど大径になる締結部３３が形成されている。一方、注入ホース５７の先端には、先端側ほど大径になる締結具５８が装着されている。この締結具５８には、注入ホース５７内に連通する連通孔７２が開口している。
【０００６】
上記締結具５８の前端面と注入ノズル１の後端面とが突き合わせると共に注入ホース５７内が連通孔７２及び導入口７１を介して注入ノズル１の注入路２に連通する。この状態で、注入ノズル１の締結部３３と注入ホース５７に装着された締結具５８とが、クランプバンド５９によって締結されることで、注入ホース５７に注入ノズル１が接続される。
【０００７】
そして、注入ノズル１の装着部２１を注入口７０内に挿入すると共に、雌ねじ部６３に装着用雄ねじ部３４を螺着することで、注入ノズル１が金型４に取り付けられ、この注入ノズル１及び注入ホース５７を介して、金型４内のキャビティ５と注入タンク５６とが接続される。
【０００８】
図１１に上記注入ノズル１を用いた注型成形の工程の一例を示す。尚、図１１では金型４及び注入ノズル１の構造は簡略化して示されている。
【０００９】
まず図１１（ａ）に示すように、注入ノズル１を金型４に装着した状態で、注入タンク５６内の熱硬化性樹脂６にエア圧をかけると、熱硬化性樹脂６が注入ホース５７及び注入ノズル１を介して金型４内のキャビティ５に注入され、充填される。この間、キャビティ５内の空気は空気抜き孔６４から外部に放出されることで、キャビティ５内に熱硬化性樹脂６が充分に充填される。キャビティ５に充填された熱硬化性樹脂６はヒータ６５により加熱されて熱硬化し、図１１（ｂ）に示すように浴槽等の所定の形状の成形体７５が形成される。その後、図１１（ｃ）に示すように上型６０と下型６１とを型開きすることで、金型４から成形体７５が取り出される。
【００１０】
このようにして熱硬化性樹脂６の注型成形を行う場合には、キャビティ５内で熱硬化性樹脂６が熱硬化する際に、このキャビティ５内から注入ノズル１の注入路２内に熱が伝達されて、注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６も硬化してしまい、熱硬化性樹脂６の硬化物７４によって注入ノズル１が詰まってしまう（図１１（ｂ）参照）。このため、次のようにして注入路２内の熱硬化性樹脂６の硬化物７４を除去する必要がある。
【００１１】
まずキャビティ５内での熱硬化性樹脂６の熱硬化が終了した後、注入ノズル１を回転させて装着用雄ねじ部３４と雌ねじ部６３との螺着を解除し、金型４から注入ノズル１を脱離する（図１１（ｂ）（ｃ）参照）。このとき、注入路２が前記注入ノズル１の回転軸７３から偏心するように形成されていると、注入路２内の硬化物７４とキャビティ５内の成形体７５との間にせん断応力が働いて、硬化物７４が成形体７５から容易に切断される。この注入ノズル１の吐出口２８に図１２（ａ）に示すようにピン７６をあてがい、このピン７６をハンマー７７で叩打することにより注入路２内の硬化物７４並びに未硬化の熱硬化性樹脂６を導入口７１側から取り出す。次いで、図１２（ｂ）に示すようにこの注入ノズル１を溶剤７８に浸漬したり、注入路２内に適宜の洗浄具７９を差し入れて洗浄したりすることにより注入ノズル１を洗浄する。
【００１２】
上記の通り、従来は熱硬化性樹脂６の注型成形時に注入ノズル１内の注入路２で熱硬化性樹脂６が硬化してしまい、注型成形後には前記注入路２内の熱硬化性樹脂６の硬化物７４を除去するために煩雑な作業を必要とするため、作業効率及び生産効率が悪いものであった。
【特許文献１】特開２００５−３０５９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、熱硬化性樹脂の注型成形にあたり、金型に接続される注入ノズル内での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制し、注入ノズルの詰まりを抑制すると共に注入ノズルの洗浄が容易となる注入ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る注入ノズル１は、熱硬化性樹脂６を注型成形するための金型４に装着され、前記金型４内のキャビティ５に連通して前記キャビティ５へ熱硬化性樹脂６を注入するために用いられる。この注入ノズル１は、前記キャビティ５に連通する熱硬化性樹脂６の流路である注入路２と、この注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却するための冷却手段３とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このため、注型成形時に冷却手段３により注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制され、この熱硬化性樹脂の熱硬化が抑制される。
【００１６】
本発明に係る注入ノズル１は、上記注入路２の外周側に配される筒体７を具備し、上記冷却手段３として前記筒体７を冷却するものを備えることが好ましい。
【００１７】
この場合、冷却手段３が筒体７を冷却することによって、この筒体７の内側の注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却される。
【００１８】
また、本発明に係る注入ノズル１は、上記注入路２の内側に配されるバルブピン１１を備え、上記冷却手段３として前記バルブピン１１を冷却するものを備えることも好ましい。
【００１９】
この場合、注入ノズル１をバルブピン１１で開閉することができ、且つ冷却手段３が前記バルブピン１１を冷却することで、このバルブピン１１の外側の注入路２内の熱硬化性樹脂６の熱硬化が抑制される。
【００２０】
また、上記注入ノズル１の先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることも好ましい。
【００２１】
この場合、注入ノズル１が金型４に装着された状態で金型４から注入ノズル１への熱の伝導が抑制されて、注入ノズル１の温度上昇が抑制され、これにより熱硬化性樹脂６の熱硬化が更に抑制される。
【００２２】
また、本発明に係る注入ノズル１は、上記注入路２の内側に配されるバルブピン１１を備え、このバルブピン１１の先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることも好ましい。
【００２３】
この場合、注入ノズル１をバルブピン１１で開閉することができ、且つ金型５からのバルブピン１１への熱の伝導が抑制されて、バルブピン１１の温度上昇が抑制され、これにより熱硬化性樹脂６の熱硬化が更に抑制される。
【００２４】
また、上記バルブピン１１が、ピン体８と、このピン体８の先端部に取着され金属よりも断熱性の高い材質で形成された断熱部材９とを備え、前記ピン体８と断熱部材９との間に空気層１０が形成されていることが好ましい。
【００２５】
この場合、金型５からのピン体８への熱の伝導が断熱部材９及び空気層１０によって抑制されて、バルブピン１１の温度上昇が更に抑制され、これにより熱硬化性樹脂６の熱硬化が更に抑制される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、熱硬化性樹脂の注型成形にあたり、注入ノズルを介して金型に熱硬化性樹脂を注入する際に、注入ノズル内の熱硬化性樹脂が加熱硬化することが防止され、注入ノズルの詰まりを抑制すると共に注入ノズルの洗浄を容易に行うことができるようになる。よって、熱硬化性樹脂の注型成形の際の作業効率及び生産効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２８】
図１，２に注入ノズル１の構成を示す。この注入ノズル１は筒体７とバルブピンユニット８０とで構成される。
【００２９】
筒体７は、図３に示すように内筒部１２、外筒部１３、先端チップ１４等で構成される。
【００３０】
内筒部１２は適宜の金属材等で形成される。この内筒部１２は前端と後端に開口する中空孔１５を備える円筒形状を有し、前端側に冷却用筒部１６が、後端側に前記冷却用筒部１６よりも外径の大きな装着用筒部１７が形成されている。また、冷却用筒部１６の外周面には、この冷却用筒部１６の全体に亘り、外周側に開口する螺旋状の流通溝１８が形成されている。流通溝１８の両端は共に冷却用筒部１６の後端部の外周面に形成され、流通溝１８は冷却用筒部１６の後端部にある一端からこの冷却用筒部１６の前端部へ至り、更に冷却用筒部１６の後端部にある他端に戻るように形成される。また装着用筒部１７には、この装着用筒部１７の外周面と中空孔１５とを連通する接続孔１９が形成されている。
【００３１】
外筒部１３は適宜の金属材等で構成される。外筒部１３の前端側には装着部２１が、後端側には前記装着部２１よりも外径の大きな基部２２が形成されている。この外筒部１３には、この外筒部１３の前端面と後端面で開口する装着孔２０が形成されている。内筒部１２は外筒部１３の前記装着孔２０内に装着される。内筒部１２の外周面は外筒部１３の前記装着孔２０内の内周面と密接している。内筒部１２と外筒部１３の各後端面は面一になっている。一方、内筒部１２の前端面は外筒部１３の前端面よりも後方に位置する。
【００３２】
内筒部１２が外筒部１３に装着された状態では、内筒部１２の流通溝１８の外周側開口が外筒部１３の装着孔２０の内周面で閉塞されることで、この流通溝１８の内面と装着孔２０の内周面で囲まれた冷媒通路２３ａが形成されている。これにより、筒体７内に冷媒通路２３ａが、中空孔１５の先端側部分（内筒部１２の冷却用筒部１６に囲まれた部分）の周囲を囲むように螺旋状に形成される。冷媒通路２３ａは、冷却用筒部１６の後端部にある一端からこの冷却用筒部１６の前端部へ至り、更に冷却用筒部１６の前端部にある他端に戻るように形成される。この冷媒通路２３ａが、筒体７を冷却する冷却手段３を構成する。
【００３３】
外筒部１３の装着孔２０の前端側開口縁には全周に亘り、内周側に向けて延出する係止部２４が形成されている。係止部２４と内筒部１２の前端面とは隙間をあけて対向している。外筒部１３の装着孔２０の前端部に先端チップ１４が取着されている。先端チップ１４は金属よりも断熱性の高い材質で形成され、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂成形品で形成される。先端チップ１４は円盤状の形状を有し、前後方向に貫通する通孔２５が形成されている。通孔２５の内周面は弁座２６を構成する。この弁座２６は前端側ほど通孔２５の内径が小さくなるようにテーパ状に形成されている。先端チップ１４の外周面の後端部からは全周に亘り、外周方向に突出する鍔部２７が形成されている。この鍔部２７が外筒部１３の係止部２４と内筒部１２の前端面との間で挟持されることで先端チップ１４が外筒部１３に取着されている。この先端チップ１４の前端面は外筒部１３の前端面と面一になり、先端チップ１４の通孔２５は内筒部１２の中空孔１５と連通する。この先端チップ１４が設けられることにより、筒体７の先端部が金属よりも断熱性の高い材質で形成される。また、先端チップ１４の通孔２５の前面開口は吐出口２８を構成する。
【００３４】
また、外筒部１３には、基部２２の前端側の外周面から装着孔２０の内周面まで貫通する冷媒供給孔２９ａ及び冷媒導出孔３０ａが形成されている。冷媒供給孔２９ａは冷媒通路２３ａの一端に連通し、冷媒導出孔３０ａは冷媒通路２３ａの他端に連通している。
【００３５】
外筒部１３の基部２２の、冷媒供給孔２９ａ及び冷媒導出孔３０ａよりも後方には、外周側に突出する連結部３１が形成されている。外筒部１３には連結部３１の先端面と装着孔２０の内周面とを貫通する樹脂導入孔３２が形成されており、樹脂導入孔３２が接続孔１９に連通している。連結部３１の先端部には、先端側ほど大径になる締結部３３が形成されている。
【００３６】
また、基部２２の前端には、この基部２２の外周面の全周に亘り、外周方向に突出する装着用雄ねじ部３４が形成されている。装着用雄ねじ部３４の外周面には雄ねじ（図示省略）が形成されているが、この雄ねじは台形ねじであることが好ましい。基部２２の後端にはこの基部２２の他の部分よりも外径が小さい連結用雄ねじ部３５が形成されている。連結用雄ねじ部３５の外周面には雄ねじ（図示省略）が形成されている。
【００３７】
また、この筒体７では、内筒部１２の冷却用筒部１６の前端部、並びに装着用筒部１７の前後各端部の各外周面に形成された凹溝３６ａ，３６ｂ，３６ｃ内に、それぞれＯリング３７ａ，３７ｂ，３７ｃが取着され、内筒部１２の外周面と装着孔２０内の内周面との間に前記Ｏリング３７ａ，３７ｂ，３７ｃが介在している。これにより、冷媒用通路の形成位置の前方及び後方、樹脂導入孔３２及び接続孔１９の形成位置の前方及び後方、並びに冷媒通路２３ａの形成位置と樹脂導入孔３２及び接続孔１９の形成位置との間で、内筒部１２の外周面と外筒部１３の装着孔２０の外周面との間の高い密着性が確保されている。また、装着部２１の前端部にはその外周の全周に亘る凹溝３６ｄが形成され、この凹溝３６ｄにＯリング３７ｄが取着されている。
【００３８】
バルブピンユニット８０は、図４に示すようにバルブピン部３８とシリンダ部３９とで構成される。
【００３９】
バルブピン部３８は、図５に示すようにバルブピン１１と、このバルブピン１１の後端に取着された接続部４０から構成される。バルブピン１１は、筒体７の中空孔１５の内径と合致する外径寸法を有する基体４１の前面に、バルブピン１１の主体となるピン体８が接続されることで構成される。ピン体８は、前記中空孔１５の内径よりも小さい外径寸法を有する。ピン体８の前端から後端までの寸法は、筒体７の中空孔１５の、吐出口２８から通孔２５の形成位置までの寸法以上であり、且つ中空孔１５全体の前後寸法よりは小さい。またピン体８の前端から基体４１の後端までの寸法は中空孔１５全体の前後寸法以上である。基体４１の前端部寄りにはその外周の全周に亘る凹溝３６ｅが形成され、この凹溝３６ｅにＯリング３７ｅが取着されている。
【００４０】
ピン体８の先端部の外周には、先端チップ１４の通孔２５の内周面（弁座２６）の形状と合致するテーパ状の当接面８１が形成されている。ピン体８の先端面には、取着凹部４２が凹設されており、この取着凹部４２に断熱部材９が取着されている。断熱部材９は金属よりも断熱性の高い材質で形成され、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂成形品で形成される。この断熱部材９は取着凹部４２と合致する形状を有するが、後端面の一部（中央部）には後方に突出するスペーサ４３が形成されている。断熱部材９は取着凹部４２内に圧入されるなどして、ピン体８に取着される。これにより、バルブピン１１の先端部が金属よりも断熱性の高い材質で形成される。このとき、断熱部材９の後端面では、スペーサ４３が取着凹部４２の底面と密接するが、スペーサ４３が形成されていない箇所では取着凹部４２の底面と断熱部材９の後端面との間に中空の空気層１０が形成されている。
【００４１】
接続部４０は基体４１よりも大きな外径寸法を有する。この基体４１の後端には連結部６６が設けられている。
【００４２】
接続部４０内にはその外周面に開口する冷媒供給孔２９ｂ及び冷媒導出孔３０ｂが形成されており、バルブピン１１内には前記冷媒供給孔２９ｂ及び冷媒導出孔３０ｂに連通する冷媒通路２３ｂが形成されている。この冷媒通路２３ｂが、バルブピン１１を冷却する冷却手段３を構成する。また、バルブピン部３８の内部には仕切り部４４が形成されている。前記冷媒供給孔２９ｂ及び冷媒導出孔３０ｂは、接続部４０の外周面の二つの開口を連通する貫通孔４５が仕切り部４４で仕切られることで形成されている。また、冷媒通路２３ｂは前記貫通孔４５からピン体８の前端部に至るまで形成されており、この冷媒通路２３ｂは前記仕切り部４４で仕切られることで、ピン体８の前端部で折り返す略Ｕ字状に形成されている。この冷媒通路２３の一端が冷媒供給孔２９ｂに連通し、他端が冷媒導出孔３０ｂに連通している。
【００４３】
図６はバルブピン部３８の他の形態の例を示す。このバルブピン部３８では、ピン体８の先端部の外周には、上記当接面８１よりも後方に隣接して、先端側ほど外径が大きくなる拡径部８２が形成されている。
【００４４】
シリンダ部３９は、支持体４６と、この支持体４６に支持されるシリンダ機構６７とで構成される。支持体４６は前後に対向する前板４７と後板４８とを複数の連結バー４９で連結して構成される。後板４８には前後に貫通する開口部６８が形成され、この開口部６８の内周面には雌ねじ（図示省略）が形成されている。シリンダ機構６７は、支持体４６の後板４８の背面で支持されるエアシリンダ等のシリンダ５０と、シリンダ５０から後板４８の前方に突出し、このシリンダ５０によって前後方向に進退駆動するロッド５１とで構成される。ロッド５１の先端は前板４７と後板４８の間に位置する。ロッド５１の先端にはこのロッド５１の他の部分よりも大径の取着部５２が形成されている。このロッド５１には連結部５３が取着されている。連結部５３にはロッド５１の取着部５２と合致する形状の前面に開口する収容凹部５４が形成されていると共にこの収容凹部５４の底面から連結部５３の背面まで貫通する挿通孔５５が形成されている。この挿通孔５５にロッド５１が挿通されると共に収容凹部５４内に取着部５２が収容されることで、前記連結部５３がロッド５１に取着されている。
【００４５】
このようなバルブピン部３８とシリンダ部３９とを連結部６６，５３同士で連結することで、バルブピンユニット８０が構成される。連結部６６，５３同士の連結は、図示はしていないが、例えばねじ締め等による締結にて両者を連結するなどして行われ、これにより、バルブピン部３８とシリンダ部３９とが着脱自在となる。このときシリンダ部３９は後板４８の開口部６８を挿通するように配置される。このように連結部６６，５３同士を連結すると、シリンダ部３９の連結部５３の収容凹部５４の開口がバルブピン部３８の連結部６６によって閉塞されて、ロッド５１の取着部５２が連結部６６，５３間で挟持される。これによりバルブピン部３８はシリンダ部３９のロッド５１の先端に支持され、ロッド５１が進退駆動するとバルブピン部３８も連動して進退駆動する。
【００４６】
上記のように構成される筒体７とバルブピンユニット８０が着脱自在に連結することで、図１，２に示すように注入ノズル１が構成される。筒体７とバルブピンユニット８０との連結は、上記筒体７の中空孔１５にバルブピンユニット８０のバルブピン１１を挿入すると共に、筒体７の後端の連結用雄ねじ部３５を筒体７の前板４７の開口部６８内面の雌ねじに螺着することによってなされる。
【００４７】
この注入ノズル１では、中空孔１５に挿入されたバルブピン１１の基体４１は中空孔１５内の接続孔１９よりも後方に配置され、この基体４１の外周面が中空孔１５の内周面と密接している。一方、バルブピン１１のピン体８の外面と中空孔１５の内面との間には隙間が形成され、この隙間によって注入路２が構成されている。これにより、冷媒通路２３ａを有する筒体７が注入路２の外側を囲むように配されると共に、冷媒通路２３ｂを有するバルブピン１１が注入路２の内側に配される。注入路２の後端は接続孔１９を介して樹脂導入孔３２に連通し、注入路２の前端は先端チップ１４の通孔２５を介して吐出口２８に連通している。
【００４８】
また、バルブピン１１はシリンダ５０によって中空孔１５内を進退駆動することで、吐出口２８を開閉する。すなわち、バルブピン１１が後退すると、図２に示すようにバルブピン１１の先端の当接面８１が弁座２６から後方に離間して吐出口２８が開放され、注入路２が吐出口２８を介して外部に連通する。一方、バルブピン１１が前進すると、図１に示すようにバルブピン１１の先端の当接面８１が弁座２６に当接し、このバルブピン１１によって吐出口２８が閉塞される。
【００４９】
この注入ノズル１を用いた熱硬化性樹脂６の注型成形について説明する。
【００５０】
図８は、熱硬化性樹脂６の注型成形法の一例を示し、図９は金型の要部の構成を示す。金型４、注入タンク５６及び注入ホース５７の構成は、上記背景技術の欄で説明されているものと同一であるため、説明を省略する。
【００５１】
注入ノズル１には注入ホース５７を接続することで、注入ホース５７が注入ノズル１の樹脂導入孔３２、接続孔１９を介して、注入路２に連通するようにする。注入ノズル１と注入ホース５７との接続にあたっては、例えば図１０に示す従来技術と同様に、注入ホース５７に装着された締結具５８の前端面と注入ノズル１の締結部３３の端面とを突き合わせ、この締結具５８と締結部３３とをクランプバンド５９等によって締結することで、注入ノズル１の締結部３３に締結具５８を介して注入ホース５７を接続することができる。
【００５２】
図７にこの注入ノズル１を用いた注型成形の工程の一例を示す。尚、図７では金型４及び注入ノズル１の構造は簡略化して示されている。
【００５３】
まず図７（ａ）に示すように注入ノズル１の装着部２１を、上型６０と下型６１とで構成される金型４の注入口７０内に挿入すると共に、雌ねじ部６３に注入ノズル１の装着用雄ねじ部３４を螺着することで、注入ノズル１が金型４に取り付けられ、この注入ノズル１及び注入ホース５７を介して、金型４内のキャビティ５と注入タンク５６とが接続される。
【００５４】
また、この注入ノズル１の各冷媒供給孔２９ａ，２９ｂには冷媒供給用の配管８３，８３をそれぞれ接続すると共に各冷媒導出孔３０ａ，３０ｂには冷媒導出用の配管８４，８４をそれぞれ接続しておく。冷媒は水等の適宜のものが使用される。
【００５５】
まず、注入ノズル１のバルブピン１１は後退させておき、吐出口２８を開放しておく（図２参照）。
【００５６】
この状態で、注入タンク５６内の熱硬化性樹脂６にエア圧をかけると、図７（ｂ）に示すように熱硬化性樹脂６が注入ホース５７及び注入ノズル１を介して金型４内のキャビティ５に注入され、充填される。注入ノズル１内では、熱硬化性樹脂６は樹脂導入孔３２、接続孔１９を介して、注入路２に供給され、この注入路２から吐出口２８を介して金型４内のキャビティ５に注入される。この間、キャビティ５内の空気は上型６０に形成された空気抜き孔６４から外部に放出されることで、キャビティ５内に熱硬化性樹脂６が充分に充填される。
【００５７】
キャビティ５への熱硬化性樹脂６の充填が終了したら、図７（ｃ）に示すようにバルブピン１１を前進駆動させて吐出口２８を閉塞する（図１参照）。注入ノズル１の注入路２内には、金型４へ注入されなかった熱硬化性樹脂６が残存する。続いて、キャビティ５に充填された熱硬化性樹脂６をヒータ６５により加熱して熱硬化する。
【００５８】
金型４内で熱硬化性樹脂６が加熱される際、配管８３，８３を通じて、筒体７とバルブピンユニット８０にそれぞれ設けられた冷媒供給孔２９ａ，２９ｂへ水等の冷媒を供給する。この冷媒は、この注型成形の工程の当初から供給されていても良い。筒体７の冷媒供給孔２９ａに供給された冷媒は、注入路２の周囲を囲む筒体７内の冷媒通路２３ａを流通した後、冷媒導出孔３０ａから配管８４を通じて外部へ導出される。これにより注入路２の外周を囲むように配された筒体７が冷媒によって冷却され、更に注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制される。またバルブピンユニット８０の冷媒供給孔２９ｂに供給された冷媒はバルブピン１１内の冷媒通路２３ｂを流通した後、冷媒導出孔３０ｂから配管８４を通じて外部へ導出される。これにより注入路２の内側に配されたバルブピン１１が冷却され、更に注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制される。更に、このように前記二種類の冷媒通路２３ａ，２３ｂに冷媒が流通することで、注入路２内の熱硬化性樹脂６は外側と内側の両方から冷却されて、温度上昇が効果的に抑制される。
【００５９】
また、この注入ノズル１は、その先端部が金属よりも断熱性の高い材質で形成されているため、キャビティ５内の熱硬化性樹脂６から注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６への熱の伝達が抑制され、これにより注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６の温度上昇が更に効果的に抑制される。すなわち、筒体７の先端部には金属よりも断熱性の高い材質で形成された先端チップ１４が取着されているので、キャビティ５内の熱硬化性樹脂６から前記先端チップ１４を介した筒体７への熱の伝達が抑制されて、筒体７の温度上昇が抑制され、注入路２内の熱硬化性樹脂６の温度上昇も抑制される。またバルブピン１１のピン体８の先端には金属よりも断熱性の高い材質で形成された断熱部材９が取着されているので、キャビティ５内の熱硬化性樹脂６から前記断熱部材９を介したピン体８への熱の伝達が抑制されて、バルブピン１１の温度上昇が抑制され、注入路２内の熱硬化性樹脂６の温度上昇も抑制される。更に、ピン体８と断熱部材９との間には既述の通り空気層１０が形成されているため、この空気層１０によっても熱の伝達が抑制され、バルブピン１１の温度上昇が更に抑制される。
【００６０】
注入ノズル１に供給される水等の冷媒の温度は、金型４の加熱条件や熱硬化性樹脂６の硬化温度等に応じ、注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６の硬化が充分に抑制されるように適宜設定されるが、例えば加熱前の金型４の温度が５０℃、加熱時の金型４の温度が９０℃の場合に、冷媒の温度を１５〜３０℃の範囲とすることができる。
【００６１】
このように注入ノズル１内に残存する熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制されるため、この熱硬化性樹脂６の熱硬化が防止され、注入ノズル１に詰まりが生じることが抑制される。また、この注入ノズル１を洗浄する際は、前記のように注入ノズル１の詰まりが抑制されているので、注入ノズル１の洗浄が容易となる。
【００６２】
尚、本実施形態におけるバルブピン部３８は上述のとおり図５に示す構成を有するが、バルブピン部３８が図６に示す構成を有する場合には、ピン体８に拡径部８２が形成されているため、この拡径部８２よりも後端側においてピン体８の外径を小さくすることで、注入路２の断面積を大きくすることができる。このため、注入路２を流通する熱硬化性樹脂６の流量を増大させることが容易になり、注型成形時の熱硬化性樹脂６の注入効率が向上する。また、注入路２の断面積を大きくしつつ注入ノズル１の小型化を図ることが可能となり、注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却する際にキャビティ５内の熱硬化性樹脂６まで冷却されて成形不良が発生してしまうようなことを防止することもできる。
【００６３】
また、本実施形態では、冷却手段３を冷媒通路２３ａ，２３ｂで構成しているが、筒体７やバルブピン１１を冷却することにより注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却することが可能であれば、冷却手段３の機構は特に限定されない。また本実施形態では筒体７を冷却する冷却手段３とバルブピン１１を冷却する冷却手段３の両方が設けられているが、筒体７とバルブピン１１のうちいずれか一方を冷却する冷却手段３が設けられていても良い。
【００６４】
この注入ノズル１の洗浄について説明する。熱硬化性樹脂６の注型成形後、注入ノズル１の装着用雄ねじ部３４とブッシュ６２の雌ねじ部６３との螺合を解除することで金型４から注入ノズル１を取り外すと共に、注入ホース５７と注入ノズル１の連結を解除する。この注入ノズル１の筒体７とバルブピンユニット８０との連結を解除して筒体７の中空孔１５からバルブピン１１を引き抜く。この筒体７を適宜の溶剤中に浸漬するなどして中空孔１５内の熱硬化性樹脂６を除去する。このとき筒体７内に残存する熱硬化性樹脂６の熱硬化が抑制されているために、この熱硬化性樹脂６を容易に除去することができる。また、バルブピンユニット８０のバルブピン部３８とシリンダ部３９との連結を解除し、バルブピン部３８を適宜の溶剤中に浸漬するなどしてバルブピン１１の外表面に付着している熱硬化性樹脂６を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の実施の形態の動作を示す断面図である。
【図３】同上の実施の形態における筒体の構造を示す断面図である。
【図４】同上の実施の形態におけるバルブピンユニットの構造を示す断面図である。
【図５】同上の実施の形態におけるバルブピン部の構造を示す断面図である。
【図６】バルブピン部の構造の他例を示す断面図である。
【図７】同上の実施の形態の一例における注入ノズルを使用した注型成形の工程の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）は概略の断面図である。
【図８】注型成形方法の一例を示す概略図である。
【図９】同上の注型成形方法における金型の構成を示す一部の断面図である。
【図１０】従来技術の一例を示す断面図である。
【図１１】同上の従来技術の一例における注入ノズルを使用した注型成形の工程の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）は概略の断面図である。
【図１２】同上の従来技術の一例における注入ノズルの洗浄方法の一例を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 注入ノズル
２ 注入路
３ 冷却手段
４ 金型
５ キャビティ
６ 熱硬化性樹脂
７ 筒体
８ ピン体
９ 断熱部材
１０ 空気層
１１ バルブピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂を金型にて注型成形するにあたり、金型内のキャビティへ熱硬化性樹脂を注入するために金型に装着される注入ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、熱硬化性樹脂６の注型成形法の一例を示す（特許文献１参照）。金型４は上型６０と下型６１とで構成される。上型６０と下型６１とは、両者の間にガスケット６９が介在した状態で型締めされ、この型締めされた状態で上型６０と下型６１との間にキャビティ５が形成される。この上型６０と下型６１の内部にはキャビティ５内を加熱するためのヒータ６５が埋設されている。符号６４は、上型６０に設けられた空気抜き孔を示す。
【０００３】
図９にも示す通り、下型６１の、上型６０との接合部付近には、キャビティ５に連通する注入口７０が設けられており、この注入口７０にはブッシュ６２が装着されている。ブッシュ６２の外側端部には、内面に連結用の雌ねじ溝（図示省略）が形成された雌ねじ部６３が設けられている。
【０００４】
この金型４には、注入ホース５７及び注入ノズル１を介して注入タンク５６が接続される。注入タンク５６は熱硬化性樹脂６を貯留する容器である。この注入タンク５６の下部に注入ホース５７が接続されている。この注入ホース５７の先端に注入ノズル１が接続される。
【０００５】
図１０に示す従来の注入ノズル１は円筒形状を有する。この注入ノズル１の前端面に吐出口２８が、後端面に導入口７１が、それぞれ開口し、注入ノズル１内には前記吐出口２８及び導入口７１に連通する注入路２が形成されている。注入路２は吐出口２８側ほど先細になるように形成されている。注入ノズル１の前端部の外周にはＯリング３７が取着されている。また、注入ノズル１の外周には外周側に突出する装着用雄ねじ部３４が形成され、この装着用雄ねじ部３４の外周面には雄ねじ（図示省略）が形成されている。注入ノズル１の前端から装着用雄ねじ部３４までの部分が、装着部２１として形成されている。また注入ノズル１の後端部には、後端側ほど大径になる締結部３３が形成されている。一方、注入ホース５７の先端には、先端側ほど大径になる締結具５８が装着されている。この締結具５８には、注入ホース５７内に連通する連通孔７２が開口している。
【０００６】
上記締結具５８の前端面と注入ノズル１の後端面とが突き合わせると共に注入ホース５７内が連通孔７２及び導入口７１を介して注入ノズル１の注入路２に連通する。この状態で、注入ノズル１の締結部３３と注入ホース５７に装着された締結具５８とが、クランプバンド５９によって締結されることで、注入ホース５７に注入ノズル１が接続される。
【０００７】
そして、注入ノズル１の装着部２１を注入口７０内に挿入すると共に、雌ねじ部６３に装着用雄ねじ部３４を螺着することで、注入ノズル１が金型４に取り付けられ、この注入ノズル１及び注入ホース５７を介して、金型４内のキャビティ５と注入タンク５６とが接続される。
【０００８】
図１１に上記注入ノズル１を用いた注型成形の工程の一例を示す。尚、図１１では金型４及び注入ノズル１の構造は簡略化して示されている。
【０００９】
まず図１１（ａ）に示すように、注入ノズル１を金型４に装着した状態で、注入タンク５６内の熱硬化性樹脂６にエア圧をかけると、熱硬化性樹脂６が注入ホース５７及び注入ノズル１を介して金型４内のキャビティ５に注入され、充填される。この間、キャビティ５内の空気は空気抜き孔６４から外部に放出されることで、キャビティ５内に熱硬化性樹脂６が充分に充填される。キャビティ５に充填された熱硬化性樹脂６はヒータ６５により加熱されて熱硬化し、図１１（ｂ）に示すように浴槽等の所定の形状の成形体７５が形成される。その後、図１１（ｃ）に示すように上型６０と下型６１とを型開きすることで、金型４から成形体７５が取り出される。
【００１０】
このようにして熱硬化性樹脂６の注型成形を行う場合には、キャビティ５内で熱硬化性樹脂６が熱硬化する際に、このキャビティ５内から注入ノズル１の注入路２内に熱が伝達されて、注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６も硬化してしまい、熱硬化性樹脂６の硬化物７４によって注入ノズル１が詰まってしまう（図１１（ｂ）参照）。このため、次のようにして注入路２内の熱硬化性樹脂６の硬化物７４を除去する必要がある。
【００１１】
まずキャビティ５内での熱硬化性樹脂６の熱硬化が終了した後、注入ノズル１を回転させて装着用雄ねじ部３４と雌ねじ部６３との螺着を解除し、金型４から注入ノズル１を脱離する（図１１（ｂ）（ｃ）参照）。このとき、注入路２が前記注入ノズル１の回転軸７３から偏心するように形成されていると、注入路２内の硬化物７４とキャビティ５内の成形体７５との間にせん断応力が働いて、硬化物７４が成形体７５から容易に切断される。この注入ノズル１の吐出口２８に図１２（ａ）に示すようにピン７６をあてがい、このピン７６をハンマー７７で叩打することにより注入路２内の硬化物７４並びに未硬化の熱硬化性樹脂６を導入口７１側から取り出す。次いで、図１２（ｂ）に示すようにこの注入ノズル１を溶剤７８に浸漬したり、注入路２内に適宜の洗浄具７９を差し入れて洗浄したりすることにより注入ノズル１を洗浄する。
【００１２】
上記の通り、従来は熱硬化性樹脂６の注型成形時に注入ノズル１内の注入路２で熱硬化性樹脂６が硬化してしまい、注型成形後には前記注入路２内の熱硬化性樹脂６の硬化物７４を除去するために煩雑な作業を必要とするため、作業効率及び生産効率が悪いものであった。
【特許文献１】特開２００５−３０５９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、熱硬化性樹脂の注型成形にあたり、金型に接続される注入ノズル内での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制し、注入ノズルの詰まりを抑制すると共に注入ノズルの洗浄が容易となる注入ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る注入ノズル１は、熱硬化性樹脂６を注型成形するための金型４に装着され、前記金型４内のキャビティ５に連通して前記キャビティ５へ熱硬化性樹脂６を注入するために用いられる。この注入ノズル１は、前記キャビティ５に連通する熱硬化性樹脂６の流路である注入路２と、この注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却するための冷却手段３とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このため、注型成形時に冷却手段３により注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制され、この熱硬化性樹脂の熱硬化が抑制される。
【００１６】
本発明に係る注入ノズル１は、上記注入路２の外周側に配される筒体７を具備し、上記冷却手段３として前記筒体７を冷却するものを備えることが好ましい。
【００１７】
この場合、冷却手段３が筒体７を冷却することによって、この筒体７の内側の注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却される。
【００１８】
また、本発明に係る注入ノズル１は、上記注入路２の内側に配されるバルブピン１１を備え、上記冷却手段３として前記バルブピン１１を冷却するものを備えることも好ましい。
【００１９】
この場合、注入ノズル１をバルブピン１１で開閉することができ、且つ冷却手段３が前記バルブピン１１を冷却することで、このバルブピン１１の外側の注入路２内の熱硬化性樹脂６の熱硬化が抑制される。
【００２０】
また、上記注入ノズル１の先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることも好ましい。
【００２１】
この場合、注入ノズル１が金型４に装着された状態で金型４から注入ノズル１への熱の伝導が抑制されて、注入ノズル１の温度上昇が抑制され、これにより熱硬化性樹脂６の熱硬化が更に抑制される。
【００２２】
また、本発明に係る注入ノズル１は、上記注入路２の内側に配されるバルブピン１１を備え、このバルブピン１１の先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることも好ましい。
【００２３】
この場合、注入ノズル１をバルブピン１１で開閉することができ、且つ金型５からのバルブピン１１への熱の伝導が抑制されて、バルブピン１１の温度上昇が抑制され、これにより熱硬化性樹脂６の熱硬化が更に抑制される。
【００２４】
また、上記バルブピン１１が、ピン体８と、このピン体８の先端部に取着され金属よりも断熱性の高い材質で形成された断熱部材９とを備え、前記ピン体８と断熱部材９との間に空気層１０が形成されていることが好ましい。
【００２５】
この場合、金型５からのピン体８への熱の伝導が断熱部材９及び空気層１０によって抑制されて、バルブピン１１の温度上昇が更に抑制され、これにより熱硬化性樹脂６の熱硬化が更に抑制される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、熱硬化性樹脂の注型成形にあたり、注入ノズルを介して金型に熱硬化性樹脂を注入する際に、注入ノズル内の熱硬化性樹脂が加熱硬化することが防止され、注入ノズルの詰まりを抑制すると共に注入ノズルの洗浄を容易に行うことができるようになる。よって、熱硬化性樹脂の注型成形の際の作業効率及び生産効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２８】
図１，２に注入ノズル１の構成を示す。この注入ノズル１は筒体７とバルブピンユニット８０とで構成される。
【００２９】
筒体７は、図３に示すように内筒部１２、外筒部１３、先端チップ１４等で構成される。
【００３０】
内筒部１２は適宜の金属材等で形成される。この内筒部１２は前端と後端に開口する中空孔１５を備える円筒形状を有し、前端側に冷却用筒部１６が、後端側に前記冷却用筒部１６よりも外径の大きな装着用筒部１７が形成されている。また、冷却用筒部１６の外周面には、この冷却用筒部１６の全体に亘り、外周側に開口する螺旋状の流通溝１８が形成されている。流通溝１８の両端は共に冷却用筒部１６の後端部の外周面に形成され、流通溝１８は冷却用筒部１６の後端部にある一端からこの冷却用筒部１６の前端部へ至り、更に冷却用筒部１６の後端部にある他端に戻るように形成される。また装着用筒部１７には、この装着用筒部１７の外周面と中空孔１５とを連通する接続孔１９が形成されている。
【００３１】
外筒部１３は適宜の金属材等で構成される。外筒部１３の前端側には装着部２１が、後端側には前記装着部２１よりも外径の大きな基部２２が形成されている。この外筒部１３には、この外筒部１３の前端面と後端面で開口する装着孔２０が形成されている。内筒部１２は外筒部１３の前記装着孔２０内に装着される。内筒部１２の外周面は外筒部１３の前記装着孔２０内の内周面と密接している。内筒部１２と外筒部１３の各後端面は面一になっている。一方、内筒部１２の前端面は外筒部１３の前端面よりも後方に位置する。
【００３２】
内筒部１２が外筒部１３に装着された状態では、内筒部１２の流通溝１８の外周側開口が外筒部１３の装着孔２０の内周面で閉塞されることで、この流通溝１８の内面と装着孔２０の内周面で囲まれた冷媒通路２３ａが形成されている。これにより、筒体７内に冷媒通路２３ａが、中空孔１５の先端側部分（内筒部１２の冷却用筒部１６に囲まれた部分）の周囲を囲むように螺旋状に形成される。冷媒通路２３ａは、冷却用筒部１６の後端部にある一端からこの冷却用筒部１６の前端部へ至り、更に冷却用筒部１６の前端部にある他端に戻るように形成される。この冷媒通路２３ａが、筒体７を冷却する冷却手段３を構成する。
【００３３】
外筒部１３の装着孔２０の前端側開口縁には全周に亘り、内周側に向けて延出する係止部２４が形成されている。係止部２４と内筒部１２の前端面とは隙間をあけて対向している。外筒部１３の装着孔２０の前端部に先端チップ１４が取着されている。先端チップ１４は金属よりも断熱性の高い材質で形成され、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂成形品で形成される。先端チップ１４は円盤状の形状を有し、前後方向に貫通する通孔２５が形成されている。通孔２５の内周面は弁座２６を構成する。この弁座２６は前端側ほど通孔２５の内径が小さくなるようにテーパ状に形成されている。先端チップ１４の外周面の後端部からは全周に亘り、外周方向に突出する鍔部２７が形成されている。この鍔部２７が外筒部１３の係止部２４と内筒部１２の前端面との間で挟持されることで先端チップ１４が外筒部１３に取着されている。この先端チップ１４の前端面は外筒部１３の前端面と面一になり、先端チップ１４の通孔２５は内筒部１２の中空孔１５と連通する。この先端チップ１４が設けられることにより、筒体７の先端部が金属よりも断熱性の高い材質で形成される。また、先端チップ１４の通孔２５の前面開口は吐出口２８を構成する。
【００３４】
また、外筒部１３には、基部２２の前端側の外周面から装着孔２０の内周面まで貫通する冷媒供給孔２９ａ及び冷媒導出孔３０ａが形成されている。冷媒供給孔２９ａは冷媒通路２３ａの一端に連通し、冷媒導出孔３０ａは冷媒通路２３ａの他端に連通している。
【００３５】
外筒部１３の基部２２の、冷媒供給孔２９ａ及び冷媒導出孔３０ａよりも後方には、外周側に突出する連結部３１が形成されている。外筒部１３には連結部３１の先端面と装着孔２０の内周面とを貫通する樹脂導入孔３２が形成されており、樹脂導入孔３２が接続孔１９に連通している。連結部３１の先端部には、先端側ほど大径になる締結部３３が形成されている。
【００３６】
また、基部２２の前端には、この基部２２の外周面の全周に亘り、外周方向に突出する装着用雄ねじ部３４が形成されている。装着用雄ねじ部３４の外周面には雄ねじ（図示省略）が形成されているが、この雄ねじは台形ねじであることが好ましい。基部２２の後端にはこの基部２２の他の部分よりも外径が小さい連結用雄ねじ部３５が形成されている。連結用雄ねじ部３５の外周面には雄ねじ（図示省略）が形成されている。
【００３７】
また、この筒体７では、内筒部１２の冷却用筒部１６の前端部、並びに装着用筒部１７の前後各端部の各外周面に形成された凹溝３６ａ，３６ｂ，３６ｃ内に、それぞれＯリング３７ａ，３７ｂ，３７ｃが取着され、内筒部１２の外周面と装着孔２０内の内周面との間に前記Ｏリング３７ａ，３７ｂ，３７ｃが介在している。これにより、冷媒用通路の形成位置の前方及び後方、樹脂導入孔３２及び接続孔１９の形成位置の前方及び後方、並びに冷媒通路２３ａの形成位置と樹脂導入孔３２及び接続孔１９の形成位置との間で、内筒部１２の外周面と外筒部１３の装着孔２０の外周面との間の高い密着性が確保されている。また、装着部２１の前端部にはその外周の全周に亘る凹溝３６ｄが形成され、この凹溝３６ｄにＯリング３７ｄが取着されている。
【００３８】
バルブピンユニット８０は、図４に示すようにバルブピン部３８とシリンダ部３９とで構成される。
【００３９】
バルブピン部３８は、図５に示すようにバルブピン１１と、このバルブピン１１の後端に取着された接続部４０から構成される。バルブピン１１は、筒体７の中空孔１５の内径と合致する外径寸法を有する基体４１の前面に、バルブピン１１の主体となるピン体８が接続されることで構成される。ピン体８は、前記中空孔１５の内径よりも小さい外径寸法を有する。ピン体８の前端から後端までの寸法は、筒体７の中空孔１５の、吐出口２８から通孔２５の形成位置までの寸法以上であり、且つ中空孔１５全体の前後寸法よりは小さい。またピン体８の前端から基体４１の後端までの寸法は中空孔１５全体の前後寸法以上である。基体４１の前端部寄りにはその外周の全周に亘る凹溝３６ｅが形成され、この凹溝３６ｅにＯリング３７ｅが取着されている。
【００４０】
ピン体８の先端部の外周には、先端チップ１４の通孔２５の内周面（弁座２６）の形状と合致するテーパ状の当接面８１が形成されている。ピン体８の先端面には、取着凹部４２が凹設されており、この取着凹部４２に断熱部材９が取着されている。断熱部材９は金属よりも断熱性の高い材質で形成され、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂成形品で形成される。この断熱部材９は取着凹部４２と合致する形状を有するが、後端面の一部（中央部）には後方に突出するスペーサ４３が形成されている。断熱部材９は取着凹部４２内に圧入されるなどして、ピン体８に取着される。これにより、バルブピン１１の先端部が金属よりも断熱性の高い材質で形成される。このとき、断熱部材９の後端面では、スペーサ４３が取着凹部４２の底面と密接するが、スペーサ４３が形成されていない箇所では取着凹部４２の底面と断熱部材９の後端面との間に中空の空気層１０が形成されている。
【００４１】
接続部４０は基体４１よりも大きな外径寸法を有する。この基体４１の後端には連結部６６が設けられている。
【００４２】
接続部４０内にはその外周面に開口する冷媒供給孔２９ｂ及び冷媒導出孔３０ｂが形成されており、バルブピン１１内には前記冷媒供給孔２９ｂ及び冷媒導出孔３０ｂに連通する冷媒通路２３ｂが形成されている。この冷媒通路２３ｂが、バルブピン１１を冷却する冷却手段３を構成する。また、バルブピン部３８の内部には仕切り部４４が形成されている。前記冷媒供給孔２９ｂ及び冷媒導出孔３０ｂは、接続部４０の外周面の二つの開口を連通する貫通孔４５が仕切り部４４で仕切られることで形成されている。また、冷媒通路２３ｂは前記貫通孔４５からピン体８の前端部に至るまで形成されており、この冷媒通路２３ｂは前記仕切り部４４で仕切られることで、ピン体８の前端部で折り返す略Ｕ字状に形成されている。この冷媒通路２３の一端が冷媒供給孔２９ｂに連通し、他端が冷媒導出孔３０ｂに連通している。
【００４３】
図６はバルブピン部３８の他の形態の例を示す。このバルブピン部３８では、ピン体８の先端部の外周には、上記当接面８１よりも後方に隣接して、先端側ほど外径が大きくなる拡径部８２が形成されている。
【００４４】
シリンダ部３９は、支持体４６と、この支持体４６に支持されるシリンダ機構６７とで構成される。支持体４６は前後に対向する前板４７と後板４８とを複数の連結バー４９で連結して構成される。後板４８には前後に貫通する開口部６８が形成され、この開口部６８の内周面には雌ねじ（図示省略）が形成されている。シリンダ機構６７は、支持体４６の後板４８の背面で支持されるエアシリンダ等のシリンダ５０と、シリンダ５０から後板４８の前方に突出し、このシリンダ５０によって前後方向に進退駆動するロッド５１とで構成される。ロッド５１の先端は前板４７と後板４８の間に位置する。ロッド５１の先端にはこのロッド５１の他の部分よりも大径の取着部５２が形成されている。このロッド５１には連結部５３が取着されている。連結部５３にはロッド５１の取着部５２と合致する形状の前面に開口する収容凹部５４が形成されていると共にこの収容凹部５４の底面から連結部５３の背面まで貫通する挿通孔５５が形成されている。この挿通孔５５にロッド５１が挿通されると共に収容凹部５４内に取着部５２が収容されることで、前記連結部５３がロッド５１に取着されている。
【００４５】
このようなバルブピン部３８とシリンダ部３９とを連結部６６，５３同士で連結することで、バルブピンユニット８０が構成される。連結部６６，５３同士の連結は、図示はしていないが、例えばねじ締め等による締結にて両者を連結するなどして行われ、これにより、バルブピン部３８とシリンダ部３９とが着脱自在となる。このときシリンダ部３９は後板４８の開口部６８を挿通するように配置される。このように連結部６６，５３同士を連結すると、シリンダ部３９の連結部５３の収容凹部５４の開口がバルブピン部３８の連結部６６によって閉塞されて、ロッド５１の取着部５２が連結部６６，５３間で挟持される。これによりバルブピン部３８はシリンダ部３９のロッド５１の先端に支持され、ロッド５１が進退駆動するとバルブピン部３８も連動して進退駆動する。
【００４６】
上記のように構成される筒体７とバルブピンユニット８０が着脱自在に連結することで、図１，２に示すように注入ノズル１が構成される。筒体７とバルブピンユニット８０との連結は、上記筒体７の中空孔１５にバルブピンユニット８０のバルブピン１１を挿入すると共に、筒体７の後端の連結用雄ねじ部３５を筒体７の前板４７の開口部６８内面の雌ねじに螺着することによってなされる。
【００４７】
この注入ノズル１では、中空孔１５に挿入されたバルブピン１１の基体４１は中空孔１５内の接続孔１９よりも後方に配置され、この基体４１の外周面が中空孔１５の内周面と密接している。一方、バルブピン１１のピン体８の外面と中空孔１５の内面との間には隙間が形成され、この隙間によって注入路２が構成されている。これにより、冷媒通路２３ａを有する筒体７が注入路２の外側を囲むように配されると共に、冷媒通路２３ｂを有するバルブピン１１が注入路２の内側に配される。注入路２の後端は接続孔１９を介して樹脂導入孔３２に連通し、注入路２の前端は先端チップ１４の通孔２５を介して吐出口２８に連通している。
【００４８】
また、バルブピン１１はシリンダ５０によって中空孔１５内を進退駆動することで、吐出口２８を開閉する。すなわち、バルブピン１１が後退すると、図２に示すようにバルブピン１１の先端の当接面８１が弁座２６から後方に離間して吐出口２８が開放され、注入路２が吐出口２８を介して外部に連通する。一方、バルブピン１１が前進すると、図１に示すようにバルブピン１１の先端の当接面８１が弁座２６に当接し、このバルブピン１１によって吐出口２８が閉塞される。
【００４９】
この注入ノズル１を用いた熱硬化性樹脂６の注型成形について説明する。
【００５０】
図８は、熱硬化性樹脂６の注型成形法の一例を示し、図９は金型の要部の構成を示す。金型４、注入タンク５６及び注入ホース５７の構成は、上記背景技術の欄で説明されているものと同一であるため、説明を省略する。
【００５１】
注入ノズル１には注入ホース５７を接続することで、注入ホース５７が注入ノズル１の樹脂導入孔３２、接続孔１９を介して、注入路２に連通するようにする。注入ノズル１と注入ホース５７との接続にあたっては、例えば図１０に示す従来技術と同様に、注入ホース５７に装着された締結具５８の前端面と注入ノズル１の締結部３３の端面とを突き合わせ、この締結具５８と締結部３３とをクランプバンド５９等によって締結することで、注入ノズル１の締結部３３に締結具５８を介して注入ホース５７を接続することができる。
【００５２】
図７にこの注入ノズル１を用いた注型成形の工程の一例を示す。尚、図７では金型４及び注入ノズル１の構造は簡略化して示されている。
【００５３】
まず図７（ａ）に示すように注入ノズル１の装着部２１を、上型６０と下型６１とで構成される金型４の注入口７０内に挿入すると共に、雌ねじ部６３に注入ノズル１の装着用雄ねじ部３４を螺着することで、注入ノズル１が金型４に取り付けられ、この注入ノズル１及び注入ホース５７を介して、金型４内のキャビティ５と注入タンク５６とが接続される。
【００５４】
また、この注入ノズル１の各冷媒供給孔２９ａ，２９ｂには冷媒供給用の配管８３，８３をそれぞれ接続すると共に各冷媒導出孔３０ａ，３０ｂには冷媒導出用の配管８４，８４をそれぞれ接続しておく。冷媒は水等の適宜のものが使用される。
【００５５】
まず、注入ノズル１のバルブピン１１は後退させておき、吐出口２８を開放しておく（図２参照）。
【００５６】
この状態で、注入タンク５６内の熱硬化性樹脂６にエア圧をかけると、図７（ｂ）に示すように熱硬化性樹脂６が注入ホース５７及び注入ノズル１を介して金型４内のキャビティ５に注入され、充填される。注入ノズル１内では、熱硬化性樹脂６は樹脂導入孔３２、接続孔１９を介して、注入路２に供給され、この注入路２から吐出口２８を介して金型４内のキャビティ５に注入される。この間、キャビティ５内の空気は上型６０に形成された空気抜き孔６４から外部に放出されることで、キャビティ５内に熱硬化性樹脂６が充分に充填される。
【００５７】
キャビティ５への熱硬化性樹脂６の充填が終了したら、図７（ｃ）に示すようにバルブピン１１を前進駆動させて吐出口２８を閉塞する（図１参照）。注入ノズル１の注入路２内には、金型４へ注入されなかった熱硬化性樹脂６が残存する。続いて、キャビティ５に充填された熱硬化性樹脂６をヒータ６５により加熱して熱硬化する。
【００５８】
金型４内で熱硬化性樹脂６が加熱される際、配管８３，８３を通じて、筒体７とバルブピンユニット８０にそれぞれ設けられた冷媒供給孔２９ａ，２９ｂへ水等の冷媒を供給する。この冷媒は、この注型成形の工程の当初から供給されていても良い。筒体７の冷媒供給孔２９ａに供給された冷媒は、注入路２の周囲を囲む筒体７内の冷媒通路２３ａを流通した後、冷媒導出孔３０ａから配管８４を通じて外部へ導出される。これにより注入路２の外周を囲むように配された筒体７が冷媒によって冷却され、更に注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制される。またバルブピンユニット８０の冷媒供給孔２９ｂに供給された冷媒はバルブピン１１内の冷媒通路２３ｂを流通した後、冷媒導出孔３０ｂから配管８４を通じて外部へ導出される。これにより注入路２の内側に配されたバルブピン１１が冷却され、更に注入路２内の熱硬化性樹脂６が冷却されてこの熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制される。更に、このように前記二種類の冷媒通路２３ａ，２３ｂに冷媒が流通することで、注入路２内の熱硬化性樹脂６は外側と内側の両方から冷却されて、温度上昇が効果的に抑制される。
【００５９】
また、この注入ノズル１は、その先端部が金属よりも断熱性の高い材質で形成されているため、キャビティ５内の熱硬化性樹脂６から注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６への熱の伝達が抑制され、これにより注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６の温度上昇が更に効果的に抑制される。すなわち、筒体７の先端部には金属よりも断熱性の高い材質で形成された先端チップ１４が取着されているので、キャビティ５内の熱硬化性樹脂６から前記先端チップ１４を介した筒体７への熱の伝達が抑制されて、筒体７の温度上昇が抑制され、注入路２内の熱硬化性樹脂６の温度上昇も抑制される。またバルブピン１１のピン体８の先端には金属よりも断熱性の高い材質で形成された断熱部材９が取着されているので、キャビティ５内の熱硬化性樹脂６から前記断熱部材９を介したピン体８への熱の伝達が抑制されて、バルブピン１１の温度上昇が抑制され、注入路２内の熱硬化性樹脂６の温度上昇も抑制される。更に、ピン体８と断熱部材９との間には既述の通り空気層１０が形成されているため、この空気層１０によっても熱の伝達が抑制され、バルブピン１１の温度上昇が更に抑制される。
【００６０】
注入ノズル１に供給される水等の冷媒の温度は、金型４の加熱条件や熱硬化性樹脂６の硬化温度等に応じ、注入ノズル１内の熱硬化性樹脂６の硬化が充分に抑制されるように適宜設定されるが、例えば加熱前の金型４の温度が５０℃、加熱時の金型４の温度が９０℃の場合に、冷媒の温度を１５〜３０℃の範囲とすることができる。
【００６１】
このように注入ノズル１内に残存する熱硬化性樹脂６の温度上昇が抑制されるため、この熱硬化性樹脂６の熱硬化が防止され、注入ノズル１に詰まりが生じることが抑制される。また、この注入ノズル１を洗浄する際は、前記のように注入ノズル１の詰まりが抑制されているので、注入ノズル１の洗浄が容易となる。
【００６２】
尚、本実施形態におけるバルブピン部３８は上述のとおり図５に示す構成を有するが、バルブピン部３８が図６に示す構成を有する場合には、ピン体８に拡径部８２が形成されているため、この拡径部８２よりも後端側においてピン体８の外径を小さくすることで、注入路２の断面積を大きくすることができる。このため、注入路２を流通する熱硬化性樹脂６の流量を増大させることが容易になり、注型成形時の熱硬化性樹脂６の注入効率が向上する。また、注入路２の断面積を大きくしつつ注入ノズル１の小型化を図ることが可能となり、注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却する際にキャビティ５内の熱硬化性樹脂６まで冷却されて成形不良が発生してしまうようなことを防止することもできる。
【００６３】
また、本実施形態では、冷却手段３を冷媒通路２３ａ，２３ｂで構成しているが、筒体７やバルブピン１１を冷却することにより注入路２内の熱硬化性樹脂６を冷却することが可能であれば、冷却手段３の機構は特に限定されない。また本実施形態では筒体７を冷却する冷却手段３とバルブピン１１を冷却する冷却手段３の両方が設けられているが、筒体７とバルブピン１１のうちいずれか一方を冷却する冷却手段３が設けられていても良い。
【００６４】
この注入ノズル１の洗浄について説明する。熱硬化性樹脂６の注型成形後、注入ノズル１の装着用雄ねじ部３４とブッシュ６２の雌ねじ部６３との螺合を解除することで金型４から注入ノズル１を取り外すと共に、注入ホース５７と注入ノズル１の連結を解除する。この注入ノズル１の筒体７とバルブピンユニット８０との連結を解除して筒体７の中空孔１５からバルブピン１１を引き抜く。この筒体７を適宜の溶剤中に浸漬するなどして中空孔１５内の熱硬化性樹脂６を除去する。このとき筒体７内に残存する熱硬化性樹脂６の熱硬化が抑制されているために、この熱硬化性樹脂６を容易に除去することができる。また、バルブピンユニット８０のバルブピン部３８とシリンダ部３９との連結を解除し、バルブピン部３８を適宜の溶剤中に浸漬するなどしてバルブピン１１の外表面に付着している熱硬化性樹脂６を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の実施の形態の動作を示す断面図である。
【図３】同上の実施の形態における筒体の構造を示す断面図である。
【図４】同上の実施の形態におけるバルブピンユニットの構造を示す断面図である。
【図５】同上の実施の形態におけるバルブピン部の構造を示す断面図である。
【図６】バルブピン部の構造の他例を示す断面図である。
【図７】同上の実施の形態の一例における注入ノズルを使用した注型成形の工程の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）は概略の断面図である。
【図８】注型成形方法の一例を示す概略図である。
【図９】同上の注型成形方法における金型の構成を示す一部の断面図である。
【図１０】従来技術の一例を示す断面図である。
【図１１】同上の従来技術の一例における注入ノズルを使用した注型成形の工程の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）は概略の断面図である。
【図１２】同上の従来技術の一例における注入ノズルの洗浄方法の一例を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 注入ノズル
２ 注入路
３ 冷却手段
４ 金型
５ キャビティ
６ 熱硬化性樹脂
７ 筒体
８ ピン体
９ 断熱部材
１０ 空気層
１１ バルブピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を注型成形するための金型に装着され、前記金型内のキャビティに連通して前記キャビティへ熱硬化性樹脂を注入するための注入ノズルであって、
前記キャビティに連通する熱硬化性樹脂の流路である注入路と、この注入路内の熱硬化性樹脂を冷却するための冷却手段とを備えることを特徴とする注入ノズル。
【請求項２】
上記注入路の外周側に配される筒体を具備し、上記冷却手段として前記筒体を冷却するものを備えることを特徴とする請求項１に記載の注入ノズル。
【請求項３】
上記注入路の内側に配されるバルブピンを備え、上記冷却手段として前記バルブピンを冷却するものを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の注入ノズル。
【請求項４】
上記注入ノズルの先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の注入ノズル。
【請求項５】
上記注入路の内側に配されるバルブピンを備え、このバルブピンの先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の注入ノズル。
【請求項６】
上記バルブピンが、ピン体と、このピン体の先端部に取着され金属よりも断熱性の高い材質で形成された断熱部材とを備え、前記ピン体と断熱部材との間に空気層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の注入ノズル。
【請求項１】
熱硬化性樹脂を注型成形するための金型に装着され、前記金型内のキャビティに連通して前記キャビティへ熱硬化性樹脂を注入するための注入ノズルであって、
前記キャビティに連通する熱硬化性樹脂の流路である注入路と、この注入路内の熱硬化性樹脂を冷却するための冷却手段とを備えることを特徴とする注入ノズル。
【請求項２】
上記注入路の外周側に配される筒体を具備し、上記冷却手段として前記筒体を冷却するものを備えることを特徴とする請求項１に記載の注入ノズル。
【請求項３】
上記注入路の内側に配されるバルブピンを備え、上記冷却手段として前記バルブピンを冷却するものを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の注入ノズル。
【請求項４】
上記注入ノズルの先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の注入ノズル。
【請求項５】
上記注入路の内側に配されるバルブピンを備え、このバルブピンの先端部が、金属よりも断熱性の高い材質で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の注入ノズル。
【請求項６】
上記バルブピンが、ピン体と、このピン体の先端部に取着され金属よりも断熱性の高い材質で形成された断熱部材とを備え、前記ピン体と断熱部材との間に空気層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の注入ノズル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−５２１９２（Ｐ２０１０−５２１９２Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１７３７０（Ｐ２００８−２１７３７０）
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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