JP2004034681A

JP2004034681A - 閉止ノズル

Info

Publication number: JP2004034681A
Application number: JP2002227966A
Authority: JP
Inventors: Robert F Dray Sr; ロバート、エフ、ドレイ、シニア
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05
Also published as: CA2392148A1; EP1378333A1; US6413076B1

Abstract

【課題】積極的に作動される閉止機能が組み込まれた射出成形装置の、射出ユニットと型の間の改善された結合を提供すること。
【解決手段】本発明によれば、射出成形装置の射出ユニットから、細長い突出部またはプローブが延びている。この突出部を通って通路が延び、射出ユニットと流体連絡している。概して円筒状の受け部が、概して同心滑動関係で突出部を受け入れるように型の一部分に形成されている。この受け部は型の空洞と流体連絡しており、突出部と受け部の間の相対移動が、射出ユニットを選択的に型と流体連絡させる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形装置によって使用するための閉止弁に関し、特に、射出ユニットから射出成形装置の型部分（モールド部分）の中への材料流を明確に休止または停止するために使用される閉止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形、すなわち一定量または１ショットの溶融プラスチックを型の中へ射出する方法は、今日、世界的に主要なプラスチック物品製造形式の１つになっている。この方法では、プラスチックまたはポリマが、通常は加熱された封じ込めバレルの内部で回転し往復動するねじスクリューの使用により、熱と運動エネルギーとの組合せ適用によって流動化される。型は、特定の１つまたは複数の部品が成形されることを可能にする窪み構造を伴って設計製造されている。型は射出成形機のクランプに取り付けられている。型内部の上流端にはスプルー・ブッシュがある。それから流動性プラスチックが、通常はスクリューの作用によって、射出ユニットに結合された型の窪みの中へ射出される。
【０００３】
射出ユニットと型との間における従来の結合部（カップリング）は、スプルー・ブッシュと呼ばれる型の部分に形成された窪みと対合する、通常はノズルと呼ばれる射出ユニットからの突出部を含む。従来は、ノズルは、スプルー・ブッシュの中の該当する半球状の窪みと合う凸状半球形を有する。この半球形の配置は業界では標準であって、結合部に自動整列機能を与えるものであるが、漏れ防止にはならず、溶融プラスチックの厄介で危険の可能性のある「涎」の源泉となる。シールは適正に切削された半球状構成部分であり、適正な整列に依存している。これらの構成部分のいずれかが破損または不整合になると、漏れが発生する。漏れは通常であり、度々この漏れたプラスチックに引火する可能性があり、その度にスプルー・ブッシュは詰まり、トーチで熱しなければならない。
【０００４】
一般的に、射出ユニットは、ノズルをスプルー・ブッシュに接触させる液圧作動式「スレッド（ｓｌｅｄ）」の上に取り付けられている。このスレッドは、「スプルー・ブレーク」と呼ばれる作業を行うために設けられているが、これは現在では一般的でなく、加熱されたランナー・システムが射出成形において一般的である。スプルーを加熱する前に、動かなくなったかまたは凝固したプラスチックがスプルー・ブッシュとノズルの中に蓄積している。スプルー・ブッシュとノズルを分離して、動かなくなったプラスチック「スプルー」を壊すためにスレッドが使用される。ほとんどの射出成形装置はまだ液圧式または電気式スレッド装置を備えている。
【０００５】
射出成形工程が始まる前に、射出ユニットから空気をパージしてプラスチックの型の中への完全ショットを確実に行うことが普通である。通常これは、ノズルとスプルー・ブッシングを分離してスプルー・ブッシングと取付け盤（型組立品の一部分）を板紙で覆い、これらの構成部分上へのプラスチックの凝固と不動化を防止している間に行われる。次に、ノズルをスプルー・ブッシングに対向するように持ってきて、射出が始まる。漏洩とパージングによるプラスチックは火災の危険性を有し、また近くの人間に対して危険である。
【０００６】
多くの射出成形適用例において、射出ユニットから射出成形装置の型ツールの中への材料流を明確に休止または「閉止」できることが望ましい。従来、論理的には「閉止」弁と呼ばれるこの機能を達成するための弁が設けられている。これらの弁は一般的には、射出ユニットと型自体との間に位置している。
【０００７】
従来の閉止弁の中には、射出ユニットのノズル部分との間の強制接触によって操作されるものもあり、すなわち、ノズルが型ツールに対して堅く圧されると流れが可能になり、ノズルの圧力が解除されると流れが停止または閉止される。この装置に関する改善または変形は、１９７３年３月６日の米国特許第３７１９３１０号に見られ、この特許は、射出ユニットのパージのために、ノズルがスプルー・ブッシングと接触していないときでも、ノズルからの限られた流れを可能にするかなり複雑な弁装置を提供する。
【０００８】
さまざまな機械式、圧気式、および液圧式アクチュエータを使用して、射出ユニットと型との間における流れの通過と遮断との間で弁を循環させるという、別の閉止弁もある。圧気式で操作される閉止弁の一例は、同一譲受人の米国特許第５９７５１２７号に見られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような弁の欠点は、一般的にはこれらが既存の射出成形装置の大幅な変更を必要とすることである。必要とされる変更は一般的に、閉止弁の使用を可能にすること以外の目的には役立たない。これに加えて、弁の多くは、圧縮空気や作動流体などの作動のための追加動力源を必要とし、これはすでに複雑化された組立品にさらに装備とメンテナンスを加えることになる。
【００１０】
したがって、改善された連結部と従来の技術に見られる欠点に対処する閉止弁が必要とされる。
【００１１】
本発明の総合的な目的は、積極的に作動される閉止機能が組み込まれた射出成形装置の、射出ユニットと型の間の改善された結合を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のこの目的およびその他の目的は、射出ユニットから細長い突出部を設けることによって達成される。この突出部を通って通路が延び、射出ユニットと流体連絡している。概して円筒状の受け部が、一般に同心滑動関係で突出部を受け入れるために、型の一部分に形成されている。この受け部は型の空洞と流体連絡しており、突出部と受け部の間の相対移動が、射出ユニットを選択的に型と流体連絡させる。
【００１３】
好ましい本発明の一実施形態によれば、細長い突出部は概して円錐状の端部を含む。
【００１４】
好ましい本発明の一実施形態によれば、受け部は概して円錐状の開口部を含む。
【００１５】
好ましい本発明の一実施形態によれば、細長い突出部は、横断方向に延び且つ通路と連絡している少なくとも１つのポートを含む。
【００１６】
好ましい本発明の一実施形態によれば、受け部は、突出部のポートを流体の流れに対して遮断し封止するように寸法決めされている。
【００１７】
好ましい本発明の一実施形態によれば、受け部は拡大された直径の部分を含み、突出部と拡大直径部分の間との整列によって、突出部のポートが流体の流れに対して遮断されず封止されないようになっている。
【００１８】
好ましい本発明の一実施形態によれば、受け部は突出部のポートとの選択的整列のためのパージ通路を含む。
【００１９】
好ましい本発明の一実施形態によれば、突出部と受け部との間の相対移動が、射出ユニットを型に対して移動させる液圧スレッドを使用することによって液圧的に発生する。
【００２０】
本発明のその他の目的、機能、利点は、本発明の図面と詳細な説明によって当業者には明らかになろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
ここで図を、特に図１を見ると、射出ユニット１３と型１５（型の取付け盤部分が示されている）との間の従来の技術による結合部１１が示されている。射出ユニットは完全に従来のもので、細長い突出部またはノズル１７がこれから延びており、半球状の端部片１９で終端となっている。半球状の端部片は、スプルー・ブッシュと呼ばれる型の一部分に形成された凸状半球窪みまたは受け部２１に合って、この中に受け入れられる。２つの係合する半球状部分は自動心合わせまたは整列の機能をもたらすので、突出部と型における流体通路２３、２５は整列し、射出ユニットと型との間に流体連絡が確立される。この従来の技術による結合部は「閉止」機能を持たず、型と射出ユニットは連結されているか連結されていないかのいずれかであり、流れを射出ユニットから閉止する能力はない。一般的に、射出ユニットは、液圧スレッドの上に取り付けられて、ノズルとスプルー・ブッシュとの間の相対移動と係合を可能にし、また上に論述した「スプルー・ブレーク」作業を実施する。
【００２２】
図２、３、および４は、本発明による閉止結合部１１１を示す断面図である。結合部１１１は、端部片１１９（個別部品である必要はなく、また個別部品ではない）において、またその長さに沿って概ね円筒状の外形構成を有する細長い突出部またはノズル１１７を含む。ノズル端部片１１９は、スプルー・ブッシュの中に形成された概して円筒状の凹所または受け部１２１の中に、同心滑動可能な関係で受け入れられる。凹所は、ノズル端部片を滑動関係で受け入れるが、これらの間の隙間における漏洩に対して十分にきつく封止するように寸法決めされる。図示されてはいないが、Ｏリングまたはその他のエラストマ・シール要素がノズルまたは受け部で支えられて、装置の封止能力を強化する。最終的に、端部片は円錐状端部１１９Ａを備え、また受け部の開口部は凹状円錐開口部１２１Ａを備えてており、自動心合わせと整列の機能が提供される。
【００２３】
流体通路１２３、１２５がノズルとスプルー・ブッシュとの中に形成されて、射出ユニットと型の型空洞部分との間の流体連絡を可能にする。拡大直径部分１２７が、受け部の選択された深さまたは距離に形成されている。少なくとも一対の概して横断方向のポート１２９がノズルの端部片に形成され、ノズル内の通路と流体連絡している。したがって、端部片が、拡大直径部分が形成されている受け部の選択された深さまたは距離に到達すると、通路１２３、１２５間の流体の流れと、射出ユニットと型との間の流体連絡とが、図２に示すように確立される。
【００２４】
端部片とポート１２９が、拡大直径部分の深さより小さな受け部内の深さにあるときには、図４に示すように、ポートは遮断されて、射出ユニットと型との間の流体連絡は「閉止」される。端部片を、ポート１２９が部分的にのみ遮断される個所に動かすこともできる。プラスチックを小さな開口部を通じて押し出すことによって、せん断速度は増加し、プラスチックの粘性は低下し、成形工程をさらに制御することができる。
【００２５】
受け部の開口部の近くにパージ・ポート１３１が設けられている。端部片とノズルがパージ・ポートの深さにあるときには、ポート１２９、１３１は整列して、流動性のプラスチックはシステムからパージされる。言い換えれば、流動性のプラスチックは射出ユニットとノズルから流出するが、型の中には流入しない。これは、ノズルと射出ユニットにおける空所から空気をパージして最初の完全ショットを確実にするために、開始時に有用になり得る。
【００２６】
射出ユニットと型の間の相対移動は、閉止結合のための作動をもたらす。大抵の射出成形機または装置は液圧式または電気式で作動されるスレッドを備えている。この配置を、リミット・スイッチまたは線形変換器などの適切な制御装置と共に使用して、プローブおよび受け部を互いに移動させ、結合部を「開放」、「閉止」、「パージ」位置の間で動かすことができる。
【００２７】
図５は、本発明の代替実施形態を示している。図２〜４の実施形態では、ねじによって射出ユニット１３に連結された従来のノズル１７は、型１５の従来のスプルー・ブッシュ部分と共に簡単に取り替えられる。この実施形態では、２つの部片２１５、２１７からなるアダプタがあって、一方の部片２１５は、型の取付け盤部分にボルト締めされ、また細長い受け部部片２１７を受け入れるための内部ねじを含んでいる。図１に示す従来の半球状結合部はなお採用されているが、これは射出ユニットと型の間の主要連結部ではない。したがって、本発明による閉止弁は、既存の装置を改装するため、ならびにオリジナル設備の製造のためにキット形式として販売するのに非常に適している。
【００２８】
運転中は、突出部１１７と射出ユニットは、端部片１１９が型の受け部１２１の中に受け入れられるような位置に移動する。型と射出ユニットの間のさらに正確な相対移動は、受け部１２１内で端部片１１９を動かし、ポート１２９を拡大直径部分１２７（開放または流動位置）、パージ・ポート１３１（パージ位置）、またはポートが完全または部分的に遮断される中間位置（閉止または粘性制御位置）と整列させる。通路１２５がプラスチックで満たされて射出が完備されると、突出部１１７を受け部１２１内で拡大直径部分１２７を通り過ぎて動かすことによって、追加の射出圧力を加え、可塑化スクリューを使用することなく「パック・アンド・ホールド」および「プルバック」または型減圧（射出圧を解放して型の涎を防ぐ）作業を可能にする。
【００２９】
本発明による結合部と閉止弁は多くの利点を示す。結合部は従来の技術よりもはるかに確実に動作し、漏れを防ぐ。閉止弁は簡単で、容易に製造され、動作は確実であり、作動のための追加の動力源は要らない。
【００３０】
本発明を好ましい実施形態に則して説明した。したがって本発明は限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく変更と変形を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による結合部の断面図である。
【図２】開いた流れ位置にある本発明による閉止結合部の断面図である。
【図３】閉じたパージ位置にある本発明による閉止結合部の断面図である。
【図４】射出ユニットと型との間の流れができない、閉じた位置にある本発明による閉止弁の断面図である。
【図５】本発明の代替実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１１　結合部
１３　射出ユニット
１５　型
１７　細長い突出部またはノズル
１９　半球状の端部片
２１　凸状半球窪みまたは受け部
２３、２５　流体通路
１１１　閉止結合部
１１７　突出部
１１９　端部片
１１９Ａ　円錐状端部
１２１　円筒状の凹所または受け部
１２１Ａ　凹状円錐開口部
１２３、１２５　流体通路
１２７　拡大直径部分
１２９　ポート
１３１　パージ・ポート
２１５、２１７　部片

Claims

射出成形装置の射出ユニットと型との間の結合部であって、該射出ユニットが流動可能なポリマを型内に射出するようになっている結合部において、
射出ユニットおよび型の一方からの延びた細長い突出部と、
該突出部を通して延びる、前記射出ユニットと流体連絡している通路と、
概ね同心の滑動関係で前記突出部を受け入れるために前記型の一部分に形成された概ね円筒状の受け部であって、前記型の空洞と流体連絡しており、前記突出部と該受け部の間の相対移動によって、射出ユニットが選択的に前記型と流体連絡される受け部と、
を含む結合部。
前記細長い突出部が、概ね円錐状の端部を含むことを特徴とする請求項１に記載の結合部。
前記受け部が、概ね円錐状の開口部を含むことを特徴とする請求項１に記載の結合部。
前記細長い突出部が、横断方向に延びて前記通路と連絡する少なくとも１つのポートを含むことを特徴とする請求項１に記載の結合部。
前記受け部が、前記突出部内のポートを流体の流れに関して遮断し封止するように寸法決めされている請求項４に記載の結合部。
前記受け部が拡大直径部分を含み、前記突出部と該拡大直径部分の間の整列によって、前記突出部のポートが流体の流れに関して遮断および封止されないことを特徴とする請求項５に記載の結合部。
前記受け部が、前記突出部内のポートと選択的に整列するパージ通路を含むことを特徴とする請求項４に記載の結合部。
前記突出部と前記受け部との間の相対移動が液圧によって発生することを特徴とする請求項１に記載の結合部。
射出ユニットと型の間の閉止結合部であって、
前記射出ユニットから延びる細長いプローブと、
前記射出ユニットと反対側のプローブ上の端部片と、
前記プローブと前記端部片とを通して延びる、前記射出ユニットと流体連絡している通路と、
前記プローブを受け入れ且つ前記端部片とともに流体の漏れを封止するように寸法決めされた、前記型の一部分に設けられた概ね円筒状の受け部であって、前記プローブと該受け部との間の相対移動によって、プローブは、前記通路が遮断されずに型と射出ユニットが流体連絡状態にある開放位置と、前記通路が遮断されて前記型と前記射出ユニットが流体連絡状態にない閉止位置との間を動くようになっている受け部と、
を有する閉止結合部。
前記端部片が概ね円筒状であり、且つ概ね円錐状の端部を含んでいる請求項９に記載の結合部。
前記受け部が概ね円錐状の開口部を含む請求項９に記載の結合部。
前記端部片が、横断方向に延びて通路と連絡する少なくとも１つのポートを含む請求項９に記載の結合部。
前記受け部が、前記突出部内のポートを、流体の流れに関して遮断し封止するように寸法決めされている請求項１２に記載の結合部。
前記受け部が拡大直径部分を含み、前記突出部と該拡大直径部分の間の整列によって、前記突出部内のポートが流体の流れに関して遮断および封止されないようになっている請求項１３に記載の結合部。
前記受け部が、前記ポートとの選択的整列のためのパージ通路を含む請求項１２に記載の結合部。
前記突出部と前記受け部との間の相対移動が液圧によって発生する請求項９に記載の結合部。
射出ユニットと型の間の閉止結合部において、
前記射出ユニットから延びる細長いプローブであって、終端が概ね円筒状の端部片になっている細長いプローブと、
前記プローブを通して延びる、前記射出ユニットと流体連絡している通路であって、前記端部片において終端となっている通路と、
前記端部片に形成された、前記通路と流体連絡している少なくとも１つのポートと、
前記プローブを受け入れ且つ前記端部片とともに流体の漏れを封止するように寸法決めされた、前記型の一部分に設けられた概ね円筒状の受け部であって、前記射出ユニットと前記型との間の相対移動によって、前記プローブは、通路が遮断されずに型と射出ユニットが流体連絡状態にある開放位置と、通路が遮断されて型と射出ユニットが流体連絡状態にない閉止位置との間で動くようになっている受け部と、
を含む閉止結合部。
前記端部片が、概ね円錐状の端部を含む請求項１７に記載の結合部。
前記受け部が、概ね円錐状の開口部を有する請求項１７に記載の結合部。
前記受け部が拡大直径部分を含み、前記突出部と該拡大直径部分の間の整列によって、突出部内のポートが流体の流れに関して遮断および封止されないようになっていることを特徴とする請求項１７に記載の結合部。
前記受け部が、前記ポートと選択的に整列するパージ通路を含み、該パージ通路が、前記型の外部と流体連絡している請求項１７に記載の結合部。
前記型と前記射出ユニットとの間の相対移動が液圧によって発生する請求項１７に記載の結合部。
前記ポートを単に部分的に遮断することによって粘性の制御を可能にしたことを特徴とする請求項１７に記載の結合部。
射出成形装置の射出ユニットと型との間に改良された結合部を提供するために、射出ユニットと型とを変更するためのキットであって、
前記型の一部分に取り付けるための細長い受け部部材であって、該細長い部分が型と流体連絡している、概ね円筒状の受け部を有する受け部部材と、
前記射出ユニットの一部分に取り付けるための、該射出ユニットと流体連絡しているプローブ部材であって、終端が前記受け部に受け入れられるように寸法決めされた概ね円筒状の端部片になっているプローブ部材と、
を有するキットにおいて、
前記端部片は概ね同心の滑動関係で前記受け部に受け入れられ、前記細長い部材と前記プローブ部材との間の相対移動によって前記射出ユニットと前記型が選択的に流体連絡状態になされることを特徴とするキット。
前記端部片が概ね円錐状の端部を含む請求項２４に記載のキット。
前記受け部が概ね円錐状の開口部を含む請求項２４に記載のキット。
前記受け部が拡大直径部分を含み、前記突出部と該拡大直径部分の間との整列によって、該突出部内のポートが流体の流れに関して遮断および封止されないようになる請求項２４に記載のキット。
前記受け部がポートとの選択的整列のためのパージ通路を含み、該パージ通路は前記型の外部と流体連絡していることを特徴とする請求項２４に記載のキット。
前記型と前記射出ユニットとの間の相対移動が液圧によって発生する請求項２４に記載のキット。
前記細長い部材が、ねじによってスプルー・ブッシュに固定されることを特徴とする請求項２４に記載のキット。