JP2002513702A - 滑動リング式逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 主として射出成形機と共に使用するための滑動リング式逆止弁は、１つまたは複数の長手方向の溝が切られているフレームを利用する。材料はフランジ表面の周りを流れて入口区域に入り、フレームの外側表面にある長手方向の溝を通リ、その後に蓄積ボリューム６に入る。フレームの周りに滑動可能にぴったり合う大きさになっているリングが、上流位置にあるときは溝の中への流体の流れを遮断し、下流位置にあるときは材料が溝を通過できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の技術分野） 本発明は滑動リング式逆止弁に関する。特に逆止弁は、一貫した繰返し可能な
様式で弁を通過する材料の逆流を防止し、同時にリングの下流のストップおよび
リングを破損させる可能性のある周囲のバレルに対する摩擦を最小限にするため
に使用される。

【０００２】 （発明の背景と背景技術） 射出成形（溶融したプラスチックのある量またはショットを型の中に流し込む
方法）は今日、プラスチック物品製造の世界的に優勢な形式の１つである。しか
し、型の中に流し込まれる材料の量を完全に制御することはできないので、この
方法は製品の均一性の問題に悩まされている。この欠点は、主として多くの射出
成形機において見出される、射出段階において一貫した反復可能な様式で閉める
ための逆止弁の欠陥に起因するものである。

【０００３】 逆止弁は、溶融したプラスチックが供給スクリューから蓄積ボリュームへ流れ
ることを許す。蓄積ボリュームが一杯になると射出が起こる。射出中は、弁組立
品全体は前進行程を行い、溶融した材料を蓄積ボリュームから型の中へ押し込め
る。逆止弁は、射出工程中は閉じて弁を通る逆流を防ぐように設計されている。
従来の技術を振り返ると、射出段階中に材料の逆流を密封する２つの主な方法が
ある。すなわち、リング型遮断弁またはボール型チェック弁である。これらの方
法によれば、射出ラムが前進行程を行なうと、ボールまたはピストンが弁座に対
して押し付けられるか、またはテーパリングが相補テーパを有するもう１つのリ
ングに対して押し付けられる。ボール型弁では、ボールを越えるプラスチックの
逆漏れがボール両端間の圧力低下を起させる。この圧力低下は弁を閉じる主な力
となる。しかし、弁が閉じる前のどんな逆漏れ変動も、蓄積ボリュームにおける
プラスチックの量の変動を引き起こす。

【０００４】 リング型弁は、弁を閉じるためにボールではなく円筒状のリングを使用する。
図１ａ、図１ｂは従来技術のリング型弁の一例を図示する。このリングは、溶融
した材料が通過する弁本体の外側にぴったり合う。バレルは組立品全体を包含し
ている。リングの上流方向移動と下流方向移動は、上流リテーナと下流リテーナ
とによって制限される。リングの上流面は先細であるか、または弁の長手方向軸
線に直角な面からある量だけ角度が付けられている。開くと（図１ｂ）、材料は
、リングの上流ストップを越え、上流面と上流リテーナとの間と、弁本体の溝を
通ってリングの下を流れ、下流ストップの溝を通過して弁から出る。閉じると（
図１ａ）、リングの上流面のテーパ表面は上流ストップの相補表面に接触して、
密封面を形成し、弁を通る流れを遮断する。こうして、リングがその下流位置に
あるときには弁の流路は開き、上流位置にあるときにはリングは流路を遮断する
。既存のリング型弁は、密封のためのあるランド長を必要とする。この密封面の
長さ、すなわち、ランド長が大きいほど密封はよくなる。リング／弁本体組立品
は供給スクリューの下流端に取り付けられる。スクリューは、回転すると材料を
逆止弁の中に供給する。材料はリングをその開放位置に押し付けて、材料が弁を
通過して蓄積ボリュームの中へ流れるようにする。

【０００５】 リング型弁は、弁を閉じるために逆漏れによって誘導される圧力低下に依存す
るものではない。その代わりに、リング型弁は、射出中にバルブ本体が前進行程
を行なうときにリングを適所に保持する摩擦力を作るために、リングの外径とバ
レルの内径との間の非常に狭い隙間に依存し、プラスチックのショットを弁から
押し出して型の中へ入れる。換言すれば、バルブ本体が前進行程を行なうと、摩
擦力はリングを固定されたバレルに対して適所に保持することになる。弁がバレ
ルの内部で前方に移動すると、リングは弁本体に対して上流へ移動し、材料の流
路を遮断する。リングとバレルの間の摩擦力はまた、スクリューが回転し始めて
材料を弁本体の中へ供給するときに、リングの下流方向移動に対抗する。これは
、弁本体に対するリングの下流方向速度を低下させ、また結果として得られる下
流リテーナに衝撃を与えるための力も低下させる。リングとバレルとの間の摩擦
はまた、スクリューが回転して弁本体を通して材料を供給するときに、弁本体と
共にリングが回転することに対抗する力も作り出す。こうして、弁本体は、バレ
ルの内表面に対して摩擦力によってほとんど定置状態に保たれるリングの内部で
回転することになる。弁の下流リテーナは弁本体と共に回転し、リングの下流表
面は下流リテーナに接触しているので、リングの下流座面とリテーナとの間に回
転摩擦力が生ずる。この結果、リングの摩耗−リングの短縮−およびリテーナの
摩耗が起こる。結果的に生じるこれらの表面の侵食は、弁入口を覆うために射出
中にリングが下流方向に移動しなければならない距離を増加させ、閉じる前の弁
の閉止時間と弁の漏れを増加させる。リングの外表面とバレルの内表面との間の
蓄積された摩耗が増えると、リングとバレルとの間の隙間は増えて、摩擦力は低
下し、材料の流れによって作られる動的な力は弁を閉じる主な力となる。しかし
、これらの同じ流れによって誘導される動的な力は、リングの速すぎる開放を引
き起こし、大きな速度によってリングの下流保持装置に衝撃を与える可能性があ
る。最後には、リングとバレルとの間の摩擦低下は、リングが大きな速度によっ
て下流リテーナに衝撃を与えることを可能にする。結局、より長いランド長また
は密封表面は弁を通る漏れを最小限に抑えるが、リング上流表面の表面積の増加
は結果的に、流れによって誘導される動的な力が弁を閉じるときに、（所定の圧
力について）リングにかかる下流方向の力を増加させる。弁の寿命を通じて、こ
の衝撃は摩耗の増加とさらに弁の早すぎる損傷を引き起こす可能性がある。リン
グと下流ストップの侵食を最小限に抑えるために、従来技術の弁は、必然的に特
に硬化された保持表面を有するＨ−１３工具鋼などの非常に硬い材料で作ること
が多い。これらの材料は高価であり、さらにその高いぜい性が衝撃の繰返しによ
る破局的な損傷の機会を増す。

【０００６】 ボール型弁とリング型弁の両方では、密封表面の粒子汚染、悪い整合、および
摩耗が、弁の閉止後でも完全密封を阻害し、弁を通る逆漏れを許すことによって
逆漏れ（および続く射出量の変動）をさらに悪くする。したがって、プラスチッ
ク、充てん剤、汚染、生産される製品、または摩耗に関係なく同じショット量を
常に供給する逆止弁の必要性が存在する。この弁は、既存の射出成形機または逆
止弁を利用しないその他のあらゆる装置と協働できるように設計される必要があ
る。この弁は、弁をその閉位置に動かすのに必要な力を発生させるために、リン
グ摩擦に対する弁またはバレルを通る漏れのみに依存してはならない。さらにま
た、この弁は、粒子が密封を決して妨げないように設計されるべきである。結局
、弁はその保持装置に対する閉じるリングの衝撃を制限すべきである。

【０００７】 （発明の開示） 本発明は、スクリュー型射出プランジャを備えた射出成形機において使用する
ための滑動リング式逆止弁を提供するが、これは液体または気体材料の一方向流
を必要とするどのような適用にも使用することができる。その最も簡単な形では
、弁は、材料が通過して流れる外表面に沿う１つまたは複数の溝を有するフレー
ムを含む。これらの溝は弁の長手方向軸線に平行にすることもできるが、これら
が入口溝から弁の下流端部における蓄積ボリュームまでつながっている限り、ど
のような形状（例えばらせん形）であってもよい。フレームは一般に円筒状であ
り、典型的には遠位すなわち下流端部と一体になった先細の円錐形保持キャップ
を有する。近位すなわち上流端部はねじ山が切られており、バレルの中にあるス
クリューと連結できる。弁の外径はバレルの内径に極めて近似していなければな
らない。フレームの長手方向軸線に直角の平面でフレームの中に切られた入口溝
によって、材料は供給溝の中に流れ込むことができる。材料が弁を通って流れる
ので、その近位端部は「上流」とも呼ばれ、その遠位端部は「下流」とも呼ばれ
る。

【０００８】 リングは、フレームの外側にぴったり合う大きさになっている。既存のリング
弁とは異なり、本発明は正しい密封のためにランド長を必要としないので、リン
グを、既存のリング弁で見られるものよりはるかに薄くすることができる。リン
グ外径とバレル内径の間の隙間は通常、既存のリング弁のものよりも大きい。し
かしながら、リング外表面とバレル内表面との間における漏れすなわち外部漏れ
は、隙間とリング長の両方によって防止される。設計考察上、より短い弁長さが
必要であるときには、リングの長さを制限することができる。したがって、外部
漏れを最小限にするためにより狭い隙間が必要になる。それでも通常、隙間は既
存のリング弁に見られる隙間よりも大きくなろう。この隙間の増加はリングとバ
レルとの間の摩擦力を低下させ、リングの滑りをさらに容易にすることができる
。保持キャップ−弁の下流端部と一体化された環状キャップ−は、リングの下流
方向移動を制限する。バレルの内径より小さな直径を有するフランジ表面、すな
わちディスクは、リングの上流方向移動を制限する。フランジ表面は供給スクリ
ューを有するフレームの上流端部に滑動可能に付着して、フランジを適所に保持
する。リングが上流位置にあるときにはリングは入口溝を遮断し、リングが下流
位置にあるときにはリングはこの溝を部分的に露出させる。

【０００９】 スクリューは、材料、一般的には溶融したプラスチックをフランジ表面の外径
とバレル内径との間の隙間を通じて供給する。この材料は、入口溝を通じて供給
溝に到達する。材料はリングを下流位置に向かって押し、入口溝を部分的に露出
する。リングが長手方向溝の中への適切な流れを保証するために必要な最小面積
を露出するように、弁は設計されている。実際に、リングは単に部分的に入口溝
を開くだけであるから、リングは材料の流れを絞る。しかし、流体は入口への短
い距離のみ（本質的に、リングの下流下隅部における縁部または面取り部のみ）
を移動する必要があって、流体は一般的に溶融したプラスチックまたは樹脂など
の圧縮可能な弾性流体であるから、入口溝開口部の両端間の圧力低下は最小限に
抑えられる。

【００１０】 フランジ表面とバレルの断面積の差は、材料が供給スクリューから弁に入ると
きに通る面積になる。フランジ表面の直径は、この面積を−したがって流量を−
制限するために設計され、リングの上流表面に対する結果的に得られる力と、下
流方向のリングの速度とを低下させる。リングは保持キャップに当たって停止す
る。材料は弁から出て入口溝と供給溝の中に進み、蓄積ボリュームの中へ進む。
この面積が選択された量のプラスチックを集めると、スクリューは回転を停止す
る。一般的に、溶融プラスチックにおいてスクリューを支援するために使用され
る背圧は最低限に抑えられる。射出の前に射出ノズルからの「流ぜん（涎）」ま
たはプラスチックの漏れを防止するために、弁またはスクリューを短い一定の距
離だけ上流側に移動させる。これを「引き戻し」と呼ぶ。

【００１１】 この時点で、型にはすでにある量の冷えつつあるプラスチックが入っている。
この事前に製造された部品が十分に冷却した後に、型を開いて部品を取り出し、
型を再び閉じる。次いでバレルの中でスクリュー・ラムが前方に動き、蓄積ボリ
ュームの中の圧力を高めて、材料を型の中に押し込む。この圧力は材料を出口通
路の中に押し戻し、弁を通して戻す。しかし、スクリュー・ラムは前方に動くと
、材料を上流の保持キャップの周囲に押し戻し、リングをその後方閉位置に向け
て押し、入口溝への材料の流れを遮断する。

【００１２】 射出されたショットの体積はスクリューの距離によって決定され、弁は閉じる
前に上流方向に転置される。材料が蓄積ボリュームを満たすと、スクリューは蓄
積ボリュームから後方に転置されて戻される。この後方への移動は、射出される
べきプラスチックの所定体積に対応する正確な位置に限定される。スクリューは
この設定位置に達すると停止する。ショットのために材料はもう加えられない。
引き戻しが圧力に影響するが、質量は射出用に一定のままである。

【００１３】 関与する材料と圧力に応じて、スクリューが回転を停止したとき、および引き
戻しの前に、弁は自動的に閉じる。これは「事前閉鎖」と呼ばれ、次のように生
じる。すなわち、供給スクリューが回転して弁を通して蓄積ボリュームの中に材
料を供給すると、蓄積ボリュームの中の圧力は上述のように上昇する。蓄積圧力
が上昇すると、ある流体−溶融したプラスチックおよび樹脂など−は縮む。スク
リューが回転を停止して蓄積ボリュームの圧力が減ずると、縮んだ材料は膨張し
て下流保持キャップの外側の周りに流れてリングの下流座面に力を加え、これを
上流に押し、入口溝を覆って弁を閉じる。事前閉鎖はさらに、スクリュー・ラム
が前方に動く前に弁を閉じることによって、射出段階中の弁の漏れを最小限に抑
える−または実際には完全に−防ぐことができる。引き戻しは、リングの下流面
に負圧を加え、リングを僅かな距離だけリングを押すことによって弁を開くこと
になる。しかしながら、この距離は、弁の開口部が一般的に引き戻しの後に露出
されないほど小さなものである。

【００１４】 好ましい代替実施形態では、材料は、弁本体の外表面に沿って切られた溝を通
るのではなく、弁本体を通って流れる。入口孔はフレームの外表面からフレーム
の内孔に通じている。弁がその閉位置にあるときには、リングは入口を覆ってい
る。開いているときは、リングはこれらの開口部を開けている。保持キャップは
リングの下流方向移動を制限する。キャップはねじを介してフレームの下流端部
に取り付けることもでき、またはフレームと一体化することもできる。フレーム
と一体化するかフレームに着脱可能に取り付けることのできるフランジ表面は、
入口孔のすぐ上流であってスクリューの下流において弁フレームに付着し、リン
グの上流方向移動を制限する。フランジ表面は、その周囲に切られた１つまたは
複数の溝を有する。材料は、これらの溝を通って供給スクリューから弁入口の中
へ流れる。これらの溝の大きさは、溝の合計断面積が入口孔の合計断面積に近似
する大きさである。これらの設計上の相異とは別に、この代替実施形態は本質的
に上記の設計と同じ様式で動作する。

【００１５】 従来技術の滑動リング弁およびボールチェック弁とは異なり、上述の実施形態
はいずれも、望ましくない弁を横切る漏えい流を必要としない。したがって、リ
ングは射出段階の開始時に急速かつ反復可能に閉じる。リングはまた、その途中
におけるあらゆる汚染を除去するので、閉鎖後の詰まりおよび漏れを最小限に抑
える。結局、開示された弁は正しい動作のためにリングとバレルとの間の狭い隙
間に依存しないので、摩擦による侵食の心配は少なくなる。したがって、弁を安
価で新種の軟らかい材料で製造することができる。

【００１６】 次に本発明をさらに完全に理解するため、および本発明のさらなる詳細と利点
のために、添付図面を参照して詳細な説明を行なう。

【００１７】 （本発明を実施するための形態） 本発明による弁は、従来の技術において見られる欠点の多くを克服する確実動
作型の逆止弁である。図２〜図５に本発明を実現する滑動リング逆止弁を示す。
弁１００はスクリューが回転している時には材料を通過させるが、スクリューが
回転せずに前方に移動されるときには閉じる。

【００１８】 弁１００は一般的には鋼で作られ、一端には射出ノズルを有し、他端にはバレ
ル内で移動可能なスクリューを有するバレルを備えた射出成形機の一部として使
用される。リングと他の構成部分との間に高い摩擦力があるので（Ｈ−１３工具
鋼などの）非常に硬い材料で作られた従来技術の弁とは異なり、本発明の弁は、
４１４０鋼などのもっと軟らかい安価な材料で作ることができる。

【００１９】 逆止弁１００は、図２に示すようにスクリュー２に取り付けられるか、または
スクリュー２の一部であり、これらは両方とも図３に示すようにバレル８の中に
位置し、弁１００の下流には蓄積ボリューム６がある。スクリュー２と弁１００
は両方とも滑動可能にバレルの内部にぴったり合っている。弁１００は一般に円
筒状のフレーム１１２を含む。キャップ１１６またはその他の保持手段がフレー
ム１１２と一体になっており、キャップまたは保持手段はその下流端部に、先細
になった表面１１４を有する。リング１６０は、フレーム１１２の周りに滑動可
能にぴったり合う大きさになっている。弁１００は少なくとも１つの溝１０２を
含み、この溝を通って材料が流れる。溝１０２は弁本体及び一体化された保持キ
ャップの表面に沿って走っている。図面では弁の長手方向軸線に平行な溝が示さ
れているが、溝はらせん形またはその他の形状にすることもできる。入口溝１０
４は、弁本体のその上流端部に近い外周に沿って切られている。入口溝１０４の
平面は弁の長手方向軸線に直角をなす。フランジ表面１５０は、入口溝１０４の
すぐ上流側でスクリュー２のすぐ下流側においてフレーム１１２に滑動可能に取
り付けられている。フランジ表面１５０はリング１６０用の上流リテーナまたは
ストップとして役に立ち、放射方向の密封表面を画定する。フランジ表面１５０
の直径はバレル８の内側周囲よりも小さい。こうして、溶融した材料は、フラン
ジ表面１５０とバレル８の内側周囲との間の隙間によって形成された区域を通っ
て流れる。この区域−フランジ表面１５０とバレル８の間−は、溝１０２の断面
積の総和に近似している。これは、リングの上流側表面にかかる力を最小限にす
る絞り効果を作り出す。回転するスクリュー２は、フランジ表面１５０の外側の
周りで材料を入口溝１０４の中に供給する。入口溝１０４から、材料は下流の溝
１０２の中に流れて蓄積ボリューム６に入る。

【００２０】 弁１００を使用する射出方法は一般に、次の段階すなわち回復、引き戻し、お
よび射出を含む。「回復」は１ショットが射出されて蓄積ボリュームが空になっ
た後に起こる。弁は閉じ、リング１６０はその上流位置にある。スクリュー２と
弁１００はバレル８に対して下流にある。スクリュー２は回転してプラスチック
は流れ、フランジ表面１５０はの周りに材料を供給する。フランジ表面１５０の
周りを流れる−またフランジ表面１５０によって制限される−材料によって及ぼ
される力は、リング１６０をその下流位置にゆっくり押す。次に材料は入口溝１
０４に入って溝１０２を通過し、蓄積ボリューム６を満たし始める。蓄積ボリュ
ーム６が一杯になると、その圧力は上昇し、この圧力はスクリューを後方に強制
する。スクリューが−望みの量のプラスチックまたはショット分量に対応する−
その事前設定位置に達すると、スクリューは回転を止め、弁を通る追加のプラス
チックはない。スクリューが材料を通ってねじ戻しすることを防止し、また蓄積
ボリューム６における望みの圧力を設定するために、公称背圧がスクリューにか
けられる。

【００２１】 「引き戻し」は「回復」の後に起る。引き戻し中、スクリュー２は回転を停止
し、スクリュー２および弁１００は僅かな距離だけ引き戻される。引き戻しは僅
かな負圧をリングの下流側の面にかけ、型が開いたときの蓄積ボリュームから型
へのあらゆる材料漏れを最低限にする。僅かな負圧はリングを僅かに下流方向に
引っ張ることになる。

【００２２】 「射出」中は、スクリューと弁は前方に移動してショットを型の中へ射出する
。リングは自動的に上流位置へ移動し、蓄積ボリュームの中で発生した高い材料
圧とキャップ１１６の周囲の−およびキャップの中に切られた溝を通る−材料の
逆流とによるフランジ表面１５０によって画定された放射方向密封表面に対して
、またリング１６０の下流側表面に対して密封する。換言すれば、リングは材料
の流路をオーバーストロークする。ショットはバレル出口を通じて排出される。

【００２３】 リングは、入口を塞ぐことおよびフランジ上の放射方向密封表面を密封するこ
との組合せによって、溝への流れに対抗して閉じる。これは、密封の長さまたは
質を犠牲にすることなく、弁に比較的小さな「閉鎖までの距離」（弁を閉じるた
めに必要なリングの行程距離）をもたらす。

【００２４】 材料および関与する圧力に応じて、スクリューが回転を止めたときに弁は「事
前閉鎖」することができる。粘弾性材料−ある種の溶融プラスチックまたは樹脂
など−は圧縮可能である。蓄積ボリュームの圧力が上昇すると、蓄積ボリューム
におけるこれらの材料は圧縮される。スクリュー２が回転を止めると蓄積ボリュ
ーム６の圧力は解除され、材料はキャップ１１６の外縁部の周りに−および外周
部に切られた溝を通って−膨張し、リング１６０の下流側表面に対して力を加え
、これを上流側に入口溝１０４を越えるように押して、弁を閉じる。射出行程を
開始する前に弁を閉じることによる「事前閉鎖」は、射出中に弁を通る材料の逆
漏れを最小限にするか、または防止する。

【００２５】 図４に、射出方法の「事前閉鎖後の引き戻し」段階中におけるリングを示す。
事前閉鎖後に、スクリュー２と弁１００は射出準備において引き戻される。しか
し、引き戻し中のリングの下流面にかかる負圧にもかかわらず、入口溝１０４の
上流縁部の先に多少延びているリングの長さ、および引き戻しの短い持続時間の
せいで、弁は閉じたままである。換言すれば、閉じた位置では、リングの上流面
は入口溝の上流縁部からいくらか上流の距離にある。引き戻し中は、リングは、
これが入口を露出させない短い距離だけ下流方向に移動する。

【００２６】 要するに、この好ましい実施形態では、弁１００は従来技術の逆止弁と同じ区
域の中にぴったり合う。材料は、弁１００に到達するまで、スクリューの回転に
よってスクリューの回転羽根の間を下流方向に進む。弁に到達すると、材料はフ
ランジ表面１５０の周りを流れて、リング１６０を下流位置の中にゆっくり押し
込み、入口溝１０４を露出させる。それから材料は溝１０２に入る。材料は、溝
１０２の下流端部において弁１００から放出されるまで溝１０２を流れて、蓄積
ボリューム６に入る。蓄積ボリューム６がその選択された容積にまで満たされる
と、スクリュー２はその回転を停止する。事前に成形された部品が型から外され
た後に、前進行程が始まって、リング１６０は上流位置に移動して、入口溝１０
４を遮断し、確実動作の締め切りを発生させる。

【００２７】 図６〜図１１を同時に参照すると、一代替実施形態では、弁２００は上流端部
に取り付け表面２１８を有する概ね円筒状のフレーム２１２を含む。先細の表面
２１４を下流端部に、また貫通中央通路２０８を有するキャップ２１６またはそ
の他の保持手段が、一般的にはねじ付き連結部２１７によってフレーム２１２に
取り付けられている。リング２６０は、フレーム２１２の周りに滑動可能にぴっ
たり合う大きさになっている。逆止弁２００は図６に示すようにスクリュー２に
取り付けられるか、またはスクリューの一部分であるが、図７に示すように、こ
れらは両方ともバレル８の中に位置し、蓄積ボリューム６は弁２００の下流に位
置する。スクリュー２および弁２００は両方ともバレルの内部に滑動可能にぴっ
たり合っている。リング２６０とバレル８の内表面との間の隙間は、通常既存の
滑動リング弁よりも大きく、リングとバレルの間の摩擦力を最小限に抑える。回
転するスクリュー２は、材料をフランジ表面２５０上の溝２５２を通じて入口２
３０の中へ供給する。入口２３０は中央通路２３２につながり、中央通路２３２
はバレル、スクリュー、および弁２００と同軸線である。入口２３０は放射方向
にフレーム２１２の軸線４にまで延びている。中央通路２３２はフレーム２１２
において入口２３０のすぐ下流に同軸線に位置し、入口２３０からフレーム２１
２の下流端部における出口２４０にまで延びている。

【００２８】 図６、図７は、入口２３０、出口２４０、および中央通路２３２の典型的な関
係を示す、弁２００の断面図である。４つの入口と１つの出口は好ましいが、弁
２００は１つの入口を必要とするだけである。溝２５０の全断面積は入口２３０
への開口部の全断面積より小さいか、またはこれと同じである。

【００２９】 リング２６０は、２インチ半（６３．５ｍｍ）の弁ではリング２６０とフレー
ムとの間がせいぜい１０００分の３〜５インチ（０．０７６〜０．１２７ｍｍ）
の典型的間隙で、フレーム２１２の周りに密接であるが滑動可能にぴったり合う
大きさになっている。キャップ２１６は下流端部においてリング２６０の移動を
制限し、フランジ表面２５０は上流端部において移動を制限し、放射方向密封表
面を提供する。リング２６０がキャップ２１６に対して前方位置にあるときには
、プラスチックは入口２３０から中央通路２３２の中へ流れて、出口２４０を通
る。閉位置では、リング２６０は入口２３０を遮断し、フランジ２５０の放射方
向密封表面を密封する。

【００３０】 弁２００を使用する射出方法は一般的に次の段階を含む。すなわち、回復、引
き戻し、射出である。「回復」は、ショットが射出されて蓄積ボリュームが空に
なった後に発生する。弁は閉じて、リング２６０はその上流位置にある。スクリ
ュー２と弁２００はバレル８に対して下流にある。スクリュー２が回転してプラ
スチックが流れ、溝２５２と入口２３０を通じて材料を供給する。溝２５２を通
って流れる−また溝２５２によって制限される−材料によって及ぼされる力は、
リング２６０をその下流位置にゆっくり押す。次に材料は中央通路２３２に入っ
て出口２４０を通り、蓄積ボリューム６を満たし始める。蓄積ボリューム６が一
杯になると、その圧力は上昇し、この圧力はスクリューを後方に強制する。スク
リューが−望みの量のプラスチックまたはショット分量に対応する−その事前設
定位置に達すると、スクリューは回転を止め、弁を通る追加のプラスチックはな
い。スクリューが材料を通ってねじ戻しすることを防止し、また蓄積ボリューム
６における望みの圧力を設定するために、公称背圧がスクリューにかけられる。

【００３１】 「引き戻し」は「回復」の後に発生する。引き戻し中、スクリュー２はその回
転を止め、スクリュー２および弁２００は僅かな距離だけ引き戻される。引き戻
しはリングの下流面に僅かな負圧をかけて、型が開いたときの蓄積ボリュームか
ら型へのあらゆる材料漏れを最低限にする。僅かな負圧はリングを僅かに下流方
向に引っ張ることになる。

【００３２】 「射出」中は、スクリューと弁は前方に移動してショットを型の中へ射出する
。リングは、フランジ表面２５０に対して、また蓄積ボリュームの中で発生した
高い材料圧と、キャップ２１６の周りにおける材料の逆流とにより、リング２６
０の下流側表面に対して自動的に上流位置へ移動する。換言すれば、リングは材
料の流路をオーバーストロークする。ショットはバレル出口を通じて排出される
。

【００３３】 材料および関与する圧力に応じて、スクリューが回転を止めたときに弁は「事
前閉鎖」することができる。材料には−ある種の溶融プラスチックまたは樹脂な
ど−圧縮可能なものもある。蓄積ボリュームの圧力が上昇すると、蓄積ボリュー
ムにおけるこれらの材料は圧縮される。スクリュー２が回転を止めると蓄積ボリ
ューム６の圧力は解除され、材料はキャップ２１６の外縁部の周りで膨張し、リ
ング２６０の下流側表面に対して力を加え、これを上流側に入口２３０を越える
ように押して弁を閉じる。射出行程を開始する前に弁を閉じることによる「事前
閉鎖」は、射出中に弁を通る材料の逆漏れを最小限にするか、または防止する。

【００３４】 図８に、射出方法の「事前閉鎖後の引き戻し」段階中における好ましい代替実
施形態を示す。事前閉鎖後に、スクリュー２と弁２００は射出準備において引き
戻される。しかし、リングの下流面にかかる負圧にもかかわらず、入口２３０の
上流縁部の先に多少延びているリングの長さ、および引き戻しの短い持続時間の
せいで、弁は閉じたままである。換言すれば、閉じた位置では、リングの上流面
は入口の上流縁部からいくらか上流の距離にある。引き戻し中は、リングは、こ
れが入口を露出しない短い距離だけ下流方向に移動する。

【００３５】 いずれの実施形態においても、リングとキャップによって提供される下流スト
ップとの間に、コイルばねまたはその他の偏倚部材を配置して、リングを正規に
は閉じている状態に偏倚または動かすことができ、あらゆる条件における弁の閉
鎖を支援する。

【００３６】 要するに、この好ましい実施形態では、弁２００は従来技術の逆止弁と同じ区
域の中にぴったり合う。材料は、弁２００に到達するまで、スクリューの回転に
よってスクリューの回転羽根の間を下流方向に進む。弁に到達すると、材料は溝
２５２を通じてフランジ表面２５０の周りを流れて、リング２６０を下流位置に
中にゆっくり押し込み、入口２３０を露出させる。それから材料は４つの入口孔
２３０に入り、中央通路２３２に進む。材料は、出口通路２４０を通って弁２０
０から放出されるまで中央通路２３２を流れて、蓄積ボリューム６に入る。蓄積
ボリューム６がその選択された容積にまで満たされると、スクリュー２はその回
転を停止する。事前に成形された部品が型から外された後に、前進行程が始まっ
て、リング２６０は上流位置に移動して、入口２３０を遮断し、確実動作の締め
切りを発生させる。

【００３７】 本発明の好ましい実施形態を上の記述によって説明し添付の図面に図示したが
、本発明が開示された実施形態には限定されず、本発明の精神から逸脱すること
なく部品や要素の多くの配置転換、変更、および取替えが可能であることは理解
されよう。したがって本発明は、このような部品や要素の多くの配置転換、変更
、および取替えを、本発明の精神と範囲の枠内にあるとして含めるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 閉位置にある従来技術の弁を示す図である。

【図１ｂ】 開位置にある従来技術の弁を示す図である。

【図２】 開位置にある弁を示す断面図である。

【図３】 閉位置にある弁を示す断面図である。

【図４】 「閉鎖後の引き戻し」位置にある弁を示す図である。

【図５】 弁の分解図である。

【図６】 開位置にある代替実施形態を示す断面図である。

【図７】 閉位置にある代替実施形態を示す断面図である。

【図８】 「閉鎖後の引き戻し」位置にある代替実施形態を示す図である。

【図９】 分解された代替実施形態の分解図である。

【図１０】 図８のＡ−Ａから見た図である。

【図１１】 図８のＢ−Ｂから見た図である。

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路を有するフレームであって、流体通路はフレームの
   近位端部からフレームの遠位端部に延びており、フレームの外側表面の一部分は
   軸線方向密封表面を画定する、フレームと、 フレームの遠位端部に取り付けられたリテーナであって、リテーナの一部分は
   放射方向密封表面を画定する、リテーナと、 フレーム中の流体通路が妨げられてリングが前記軸線方向密封表面と放射方向
   密封表面とに当たって密封する閉位置と、溝が妨げられない開位置との間で、滑
   動可能なリング部材と を含む滑動リング式逆止弁。
2. 【請求項２】 前記流体通路が前記フレームの前記外側表面に形成された溝
   である請求項１に記載の逆止弁。
3. 【請求項３】 前記流体通路が前記フレームの内部に形成された通路である
   請求項１に記載の逆止弁。
4. 【請求項４】 前記溝の近位端部において前記フレームの中央軸線に直角な
   入口溝をさらに含む請求項２に記載の逆止弁。
5. 【請求項５】 前記弁が格納バレルの内部に動作可能に配置されている請求
   項１に記載の逆止弁。
6. 【請求項６】 前記リングと前記バレルとの間に動作可能に作用する隙間が
   存在する請求項１に記載の逆止弁。
7. 【請求項７】 前記隙間の断面積が前記流体通路の断面積より小さい請求項
   １に記載の逆止弁。
8. 【請求項８】 前記保持手段が前記フレームの遠位端部と一体である請求項
   １に記載の逆止弁。
9. 【請求項９】 前記溝が前記フレームの長手方向軸線の周りにらせん状に配
   置されている請求項２に記載の逆止弁。
10. 【請求項１０】 前記弁が中硬鋼で作られている請求項１に記載の逆止弁。
11. 【請求項１１】 前記弁が４１４０鋼で作られている請求項１に記載の逆止
    弁。
12. 【請求項１２】 材料供給通路を画定しているバレル内の駆動スクリューと
    共に使用するための滑動リング式逆止弁であって、 前記バレルの内部に滑動可能に配置されたフレームであって、遠位端部と近位
    端部とを有し、近位端部は前記駆動スクリューに取り付けられているフレームと
    、 前記近位端部と前記駆動スクリューとの間の前記フレームに形成され、前記バ
    レルの内径より小さな外径を有し、放射方向密封表面を画定するフランジ表面と 前記フレームの外側表面に沿っており、前記材料供給通路と連通している複数
    の溝と、 前記フレームの遠位端部における保持キャップと、 前記保持キャップと前記フランジとの間の前記フレーム上を滑動可能なリング
    部材であって、該リング部材は、前記溝が妨げられない、前記保持キャップに隣
    接する第１位置と、前記溝が妨げられる、前記フランジ上の前記放射方向密封表
    面に隣接する第２位置との間で滑動可能である、リング部材と を含む滑動リング式逆止弁。
13. 【請求項１３】 前記弁が前記フレームの表面に入口溝をさらに含み、前記
    入口溝はアクセスに直角であり、前記入口溝は前記溝の近位端部において前記溝
    と交差している請求項１２に記載の逆止弁。
14. 【請求項１４】 隙間区域が前記フランジ表面の外径と前記バレルの内径と
    の間に画定され、前記隙間区域は前記溝の断面積によって画定された区域に近似
    している請求項１２に記載の逆止弁。
15. 【請求項１５】 前記保持キャップが前記フレームと一体化されている請求
    項１２に記載の逆止弁。
16. 【請求項１６】 軸線の周りに回転可能であり、軸線に沿って往復動し、そ
    の排出端部において作業流体を排出するスクリューを有した射出成形装置におい
    て使用するための滑動リング式逆止弁であって、 バレルの内部に密接にぴったり合っているが回転可能な概ね円筒状のフレーム
    であって、上流端部と下流端部を有し、該上流端部は前記スクリューに結合され
    、前記スクリューからフレームを通って１つまたは複数の通路の中へ至る少なく
    とも１つの入口を有し、前記通路は前記バレルにおける前記弁の下流の蓄積ボリ
    ュームと流体連通している、フレームと、 前記フレームの前記上流端部に形成されて、放射方向密封表面を含むフランジ
    と、 前記フレームと同軸線であって前記フレーム上で滑動可能であるリングであっ
    て、リングが上流位置にあるとき、前記通路を閉じ、前記フランジ上の放射方向
    密封表面と接触し、下流位置にあるとき、流体が流れることを許すリングと、 前記フレームの周りにその下流端部において確保され、前記リングの下流方向
    移動を制限する保持手段と を含む逆止弁。
17. 【請求項１７】 前記入口が概ね軸線に直角な平面を有する環状入口溝を含
    み、該入口溝は前記溝の上流端部にある請求項１６に記載の逆止弁。
18. 【請求項１８】 前記溝が概ね軸線に平行である請求項１６に記載の逆止弁
    。
19. 【請求項１９】 前記溝が軸線の周りにらせん状である請求項１６に記載の
    逆止弁。
20. 【請求項２０】 作業流体の緩和が前記リングを上流方向に押し込む請求項
    １６に記載の逆止弁。
21. 【請求項２１】 前記上流位置と前記下流位置が互いに接近している請求項
    １６に記載の逆止弁。
22. 【請求項２２】 外側表面、遠位端部、および近位端部を有するフレームと
    、 前記フレームを通って延び、前記近位端部において入口を、前記遠位端部にお
    いて出口を画定する少なくとも１つの流体通路と、 前記フレームの前記近位端部から放射方向に延び、放射方向密封表面を画定す
    るフランジと、 前記フレームの前記遠位端部に確保された保持キャップと、 前記保持キャップと前記フランジとの間で移動可能であるリング部材であり、
    該リングは、前記入口が覆われていない第１位置と、前記入口が覆われている第
    ２位置との間で移動可能であり、前記フランジ上の前記放射方向密封表面に対し
    て接触して密封するリング部材と を含む滑動リング式逆止弁。
23. 【請求項２３】 前記保持キャップはねじ山が切られている連結部によって
    前記フレームの前記遠位端部に取り付けられている請求項２２に記載の逆止弁。
24. 【請求項２４】 前記弁は中硬鋼で作られている請求項２２に記載の逆止弁
    。
25. 【請求項２５】 前記弁は４１４０鋼で作られている請求項２２に記載の逆
    止弁。
26. 【請求項２６】 材料供給通路を画定している軸線を有するバレル内のスク
    リューと共に使用するための滑動リング式逆止弁であって、 前記バレルの内部に滑動可能に配置されたフレームであって、遠位端部、近位
    端部、および該遠位端部で開いている中央通路を有し、前記近位端部は前記スク
    リューに確保されている、フレームと、 前記近位端部は周囲に溝が形成されているフランジを有し、該フランジは放射
    方向密封表面を画定する、フランジと、 前記材料供給通路と前記中央通路とを連結する少なくとも１つの入口と、 前記フレームに滑動可能に係合する大きさになっているリングであって、下流
    位置と上流位置とを有し、前記フランジの前記密封表面に接触して密封し、上流
    位置において流体の流れに対して前記入口通路を密封するリングと を含む滑動リング式逆止弁。
27. 【請求項２７】 前記中央通路が軸線と同軸線である請求項２６に記載の逆
    止弁。
28. 【請求項２８】 前記中央通路が円形断面を有する請求項２６に記載の逆止
    弁。
29. 【請求項２９】 前記フレームが前記スクリューと一体化されている請求項
    ２６に記載の逆止弁。
30. 【請求項３０】 射出成形装置のバレルの内部で回転し往復動する回転羽根
    付きスクリューと共に使用するための逆止弁であって、 一端で前記スクリューに結合されて、概ね円錐状の下流端部を有する概ね円筒
    状のフレームと、 前記スクリューに結合された前記端部の近くに前記フレーム上に形成されたフ
    ランジと、 前記下流端部の近くに前記フレームに形成された保持部材と、 前記フランジ近くの前記フレームの表面に形成された環状溝と、 前記フレームの表面に形成され、前記環状溝と交差して前記フレームの前記下
    流端部まで延びる複数の溝と、 前記フレームの周りに配置され、流体圧力に応答して前記フランジと前記保持
    部材との間で移動可能であり、前記環状溝を選択的に塞ぎ、前記溝を通じて流体
    の流れを少なくとも部分的に止める、リングと を含む逆止弁。
31. 【請求項３１】 前記溝が前記フレームの周りにらせん状に延びている請求
    項２６に記載の逆止弁。
32. 【請求項３２】 前記リングが前記バレルの中で自由に滑動可能である請求
    項２６に記載の逆止弁。
33. 【請求項３３】 前記フランジの上に形成された放射方向密封表面をさらに
    含み、前記リングは該密封表面に接触して前記溝における流体の流れを密封する
    請求項２６に記載の逆止弁。