JP2007185842A - 縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】縦型射出成形機に適用した場合にドルーリングを防止し、広範な成形樹脂材の使用を可能とするシャットオフノズル装置を提供する。
【解決手段】樹脂流路７と樹脂材料の流出口をなすノズル孔８との間に、可動弁１０が配置される弁室９を設ける。樹脂材料の非供給時に弁室９内における可動弁１０の自重による前進移動によって、可動弁１０の前端部１２をノズル孔側弁座部１４に当接させ、ノズル孔８を閉状態とすることができる。よってドルーリングを防止し、粘性の比較的低い樹脂材料をも使用可能とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂の成形に用いられる縦型射出成形機のシャットオフノズル装置に関する。

一般に、射出成形機においては、加熱シリンダ内にスクリューが回転自在にかつ進退自在に配設される。そして計量工程において前記スクリューを回転させながら後退させ、その時に樹脂を加熱し溶融させてスクリューの前方に蓄え、射出工程において前記スクリューを前進させて樹脂をノズル装置から射出するようにしている。

ノズル装置にはオープンノズルとシャットオフノズルがある。オープンノズルは溶融樹脂の流路からノズル孔まで遮るものが全くない極めて単純な構造であり、粘性の高い材料には適している。しかし、粘性が高い材料であっても自重や残圧により溶融樹脂は押し出され、ノズルから樹脂が垂れるドルーリング現象が発生するため、使用される材料が限定され、また安定成形への悪影響が懸念される。一方でシャットオフノズルは内部に有する弁を進退させ開閉する構造で、ドルーリングを防止する。しかし、一般的に、オープンノズルと比較すると構造が複雑で高コストであり、流動性の高い樹脂材料では弁進退の制御部に樹脂材料が回り込みやすく、頻繁なクリーニングが必要といった問題点を抱えている。

射出成形機における従来のシャットオフノズル装置として、特許文献１に記載されたものを図１９に示す。このシャットオフノズル装置は、磁力を利用してコマ５３の位置を動かすことでドルーリングを防止する。シャットオフノズル装置は、金型（図示せず）に配設されたスプルーブシュ５１と、射出ノズル本体５２と、コマ５３とを備える。コマ５３は、図示されるように射出ノズル本体５２に対して後退（図の右側に移動）することにより射出ノズル本体５２内の樹脂流路５４を外部に連通し、樹脂材料の供給を可能にする。また、コマ５３は、図示の位置から射出ノズル本体５２に対して前進（図の左側に移動）することにより樹脂通路５４を外部から遮断し、樹脂材料の供給を停止する。この装置はドルーリングを防ぎ、ノズル口の開度を安定させる作用がある。しかし、コマ５０とスプルーブシュ５１との間の磁性吸着力により射出ノズル本体５２とコマ５３との相対移動を実現するため、一方を磁化させなければならず、現実的ではない。また磁力を制御する装置が必要な場合にはコスト面での問題もある。

特許文献２に記載のシャットオフノズル装置を図２０に示す。このシャットオフノズル装置においては、射出シリンダ部先端部においてコイルバネ５５をバルブ受部材５６に弾接することでボールバルブ５７を樹脂路開口に圧接する。また樹脂圧力がボールバルブ５７にかかることでバルブ受材５６はコイルバネ５５を押しバルブ受材５６の有する溝５８から溶融樹脂が流れる。しかし、バルブ受材５６と短筒体５９との摺動面に樹脂が残りやすく、溶融樹脂の流動抵抗増加や、色替えや樹脂替え不良の問題が発生するという欠点がある。また頻繁なクリーニングが必要となる。

次に、特許文献３に記載のシャットオフノズル装置を図２１に示す。このシャットオフノズル装置は、樹脂流路６０中に弁室６２を有するノズルチップ６３において、ボール６４が樹脂圧力により案内部６５に押し付けられ開状態となる。また、このシャットオフノズル装置は、ボール６４が弁座６１に密接して閉状態となり、樹脂材料の逆流を防止する。特許文献２の装置にあるようなコイルバネ５５、バルブ受材５６及び短筒体５９といった部材が存在せず、バルブ受材５６及び短筒体５９の摺動部も無い簡素な構造である。即ち弁室６２にボール６４を配置した単純な構造であるため、流動抵抗や色替え樹脂替え不良の改善が期待できる。

特開平８−２００４３号公報 実開平６−６８８１０号公報 実登録３０２８２４３号公報

ところで、特許文献３記載のシャットオフノズル装置は、図面の記載に鑑みて横型射出成形機に適用するものと思料される。しかしながら、これを縦型射出成形機に適用したとして考えると、樹脂逆流防止のためのボール状逆止弁６４が弁座６１に密接して閉状態となったのち、金型が開いてバックフローの保圧がなくなると、ボール６４は自重により落下して案内部６５に当たる。この状態が開状態のためドルーリングが発生する。

また、ボール６４を停止させる案内部６５が弁室６２の中間位置に設けられるため、開状態においてボール６４の停止位置から前端側の体積が比較的大きくなり、ドルーリング量が多量となることが予測される。

よって、特許文献３記載のシャットオフノズル装置の場合、縦型射出成形機に適用するとオープンノズルと同程度のドルーリングの問題が発生し、材料も自ずと粘性の高いものに限定されてしまう。

そこで、本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、縦型射出成形機に適用した場合にドルーリングを防止し、広範な成形樹脂材の使用を可能とするシャットオフノズル装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態は、樹脂流路と樹脂材料の流出口をなすノズル孔との間に、可動弁が配置される弁室を設け、該弁室内における前記可動弁の自重による前進移動によって、前記可動弁の前端部を、前記ノズル孔の後端外周側に形成されたノズル孔側弁座部に当接させ、前記ノズル孔を閉状態とすることを特徴とする縦型射出成形機のシャットオフノズル装置を提供する。

この本発明の一形態によれば、樹脂材料の非供給時に可動弁を自重により前進移動させてノズル孔を閉状態とすることができる。よってドルーリングを防止し、粘性の比較的低い樹脂材料をも使用可能として広範な成形樹脂材の使用を可能とすることができる。

好ましくは、前記ノズル孔の閉状態において、前記弁室と前記ノズル孔とを連通する連通路を設け、該連通路の前記弁室側の開口端を、前記可動弁の前端部に臨ませると共に、前記ノズル孔の閉状態であって樹脂材料の非供給時に前記弁室からの樹脂材料の流入を阻止するような大きさとする。

この本発明の好ましい一形態によれば、ノズル孔の閉状態であって樹脂材料の非供給時に、弁室から連通路への樹脂材料の流入を阻止し、ドルーリングを防止することができる。また、樹脂材料の供給開始時に加圧樹脂材料を連通路内に流入させ、このときの材料圧力により可動弁を後退移動させることができる。よって可動弁の後退移動を確実に実行でき、ノズル孔を開状態として樹脂材料の供給を実行することができる。

好ましくは、前記連通路を、前記ノズル孔の内周面に設けられ前記ノズル孔側弁座部の位置で開口する溝によって形成する。

これによれば、簡単な加工且つ低コストで連通路を形成することが可能になる。そしてこの溝によってノズル孔内の材料の流動性を高めることができる。

好ましくは、前記ノズル孔の閉状態において、前記可動弁の前端部と前記ノズル孔側弁座部との当接位置の外周側に、前記可動弁の前端部と前記ノズル孔側弁座部との間の隙間を形成する。

これによれば、樹脂材料の供給時に前記隙間に樹脂材料が入り込んでくるときの材料圧力により可動弁を後退移動させ、ノズル孔を開状態として樹脂材料の供給を実行することができる。

好ましくは、前記可動弁の前端部の表面と前記ノズル孔側弁座部とをテーパ面から形成する。これによれば、可動弁の前端部の表面とノズル孔側弁座部との間を材料が流れるときの流動抵抗が抑えられる。

この場合、前記可動弁の前端部の表面を、互いに隣接する複数のテーパ面から形成し、これらテーパ面のテーパ角を前方に向かうほど次第に大きくし、そのテーパ角の変更位置で、前記可動弁の前端部を前記ノズル孔側弁座部に当接させてもよい。

これによれば、樹脂圧力が当接位置に到達するまでの距離が短縮され、可動弁の開弁特性を向上することができる。

或いは、前記可動弁の前端部の表面を球面状に形成し、前記ノズル孔側弁座部をテーパ面から形成するかまたは球面状に形成するのも好ましい。

これによれば、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）のような炭化しやすい高温樹脂材料で長期に渡る連続成形を行った際の炭化樹脂の付着発生の影響を小さくすることが可能となる。また、可動弁の後退後は弁室内において安定した樹脂圧力を得られる。特に前記連通路がある場合、可動弁が傾斜しつつノズル孔側弁座部に接しても、球面での接触になるので連通路の形状を同一に保つことができる。このため可動弁の傾きの影響を受けずにシャットオフ機能を得ることが可能となる。

好ましくは、前記可動弁に、前方に突出して前記ノズル孔に挿入される延長部を設ける。

これによれば、可動弁の延長部がノズル孔に挿入されるので、ノズル孔の閉鎖時における可動弁の偏りを防止し、可動弁の前端部をノズル孔側弁座部に均等に接触させ、シャットオフ機能を確実に持たせることができる。また可動弁の偏りによるドル−リング量増加を防ぐことができる。さらに延長部によりノズル孔の容積を減らすため、ドルーリング量を減らすことができる。

好ましくは、前記弁室内における前記可動弁の後退移動によって、前記可動弁の後端部を、前記樹脂流路の前端外周側に形成された樹脂流路側弁座部に当接させ、前記樹脂流路を閉状態とする。

これによれば、金型内に樹脂材料が充填された後の逆流方向の材料圧力により可動弁を後退移動させ、樹脂流路を閉じることができる。よって樹脂材料の逆流を防止できる。

好ましくは、前記可動弁の後端部の表面と前記樹脂流路側弁座部とをテーパ面から形成する。これによれば、樹脂流路側弁座部と前記可動弁の後端部の表面との間を材料が流れるときの流動抵抗が抑えられる。

或いは、前記可動弁の後端部の表面を球面状に形成し、前記樹脂流路側弁座部をテーパ面から形成するかまたは球面状に形成するのも好ましい。こうすることにより、可動弁の前端部側で同様の構成としたときと同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、縦型射出成形機に適用した場合にドルーリングを抑制し、広範な成形樹脂材の使用を可能とするシャットオフノズル装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳述する。
［第１実施形態］
図１には本発明の第１実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示し、図２にはその要部を拡大して示す。なお、本明細書では樹脂材料の供給方向下流側に向かう方向を「前」、その供給方向上流側に向かう方向を「後」という。本実施形態においてシャットオフノズル装置は縦型射出成形機に適用される。そして樹脂材料の供給時において樹脂材料は上方から下方に向かって流れる。従って本実施形態では下方が「前」、上方が「後」である。

図１及び図２において、１がノズルボディ、２がノズルキャップであり、ノズルキャップ２はネジ部３を介してノズルボディ１の前端部の外周部に螺合して取り付けられる。ノズルボディ１の後端外周部がネジ部４を介してシリンダ５の前端内周部に螺合して取り付けられる。シリンダ５内にはシリンダライナー６が嵌め込んで取り付けられており、ノズルボディ１の取付状態においてシリンダライナー６とノズルボディ１とは密接される。ノズルボディ１の中心軸即ちノズル軸に対し、シリンダ５、シリンダライナー６及びノズルキャップ２は同軸状態にある。ノズルボディ１及びシリンダライナー６の中心部に沿って、溶融樹脂材料を供給する流路をなす樹脂流路７が形成されている。樹脂材料の流出口をなすノズル孔８が、ノズルキャップ２の前端中心部に設けられている。

図示しない金型内に樹脂材料を供給するとき、ノズルキャップ２の前端面２Ａが図示しない金型に押し付けられ、ノズル孔８が金型側の材料導入路に符合される。そして樹脂材料の供給時、樹脂流路７内では図中上方から下方へと（矢印参照）樹脂材料が流され、この樹脂材料はノズル孔８から流出し、金型側の材料導入路を通じて金型内のキャビティに充填される。

なお、周知のように、シリンダ５の外周部には内部の樹脂材料を加熱するためのヒータ（図示せず）が設けられる。かかるヒータはノズルボディ１及びノズルキャップ２の外周部に設けられてもよい。図１の図外後方（上方）には樹脂材料を供給する供給装置や、溶融した樹脂材料を混練し押し出す進退可能なスクリュー等が設けられる。

図２に詳細に示すように、樹脂流路７とノズル孔８との間に弁室９が設けられる。これら樹脂流路７、弁室９及びノズル孔８はノズル軸と同軸で連通状態にある。弁室９は、ノズルボディ１とノズルキャップ２とが接合面Ｓにおいて互いに密接されることで区画形成される。弁室９には前進後退移動可能な可動弁１０が配置されている。

可動弁１０は、ノズル軸方向に延びる中心軸を有し、円柱状の中間部１１と、この中間部１１の前後にそれぞれ隣接する前端部１２及び後端部１３とを有する。前端部１２は、前方に向かうほど縮径するテーパ面１２Ａ（前端側テーパ面）、特に円錐面から形成されている。後端部１３も同様に、後方に向かうほど縮径するテーパ面（後端側テーパ面）１３Ａ、特に円錐面から形成されている。弁室９の内径Ｄは、可動弁１０の過度の転倒（ましてや回転）を防止すると共に可動弁１０の側方に十分な材料の流路面積を確保できるよう、可動弁１０の外径ｄより大きくされている。可動弁１０の進退移動に際し、可動弁１０は弁室９の側壁上を摺動しない。また弁室９内にコイルバネは存在しない。

可動弁１０は、前進移動したときに図２に示す如くノズル孔８を閉じ、後退移動したときに図７に示す如く樹脂流路７を閉じるようになっている。これについて詳しく述べると、図２に示すように、ノズル孔８の後端開口の外周側には、可動弁１０の前進移動時に可動弁１０の前端部１２を当接させるためのノズル孔側弁座部１４が設けられている。ノズル孔側弁座部１４は、前方に向かうほど縮径するテーパ面（ノズル孔側テーパ面）１４Ａから形成されている。可動弁１０の前端側テーパ面１２Ａのテーパ角θ１は、ノズル孔側テーパ面１４Ａのテーパ角α１より若干小さくされる。これにより可動弁１０の前端側テーパ面１２Ａは最も中心側の位置でノズル孔側テーパ面１４Ａに線状に当接するようになる。この当接位置の外周側では、可動弁１０の前端側テーパ面１２Ａとノズル孔側テーパ面１４Ａとの間に微小な隙間１５が形成される。

ここで特に、可動弁１０の前端部１２がノズル孔側弁座部１４に当接するノズル孔８の閉状態において、弁室９とノズル孔８とを連通する連通路１６が設けられている。具体的には、ノズル孔８は、前方に向かうほど縮径する形状とされており、図５にも示すように、ノズル孔８の内周面にはノズル軸方向に延びる溝１７が周方向に等間隔で複数（本実施形態では三つ）設けられている。これら溝１７はノズル孔側テーパ面１４Ａの位置で開口する。そして図４に示すような前端側テーパ面１２Ａとノズル孔側テーパ面１４Ａとの当接位置において、溝１７のノズル中心側の一部が可動弁１０の前端部１２によって閉じられる。そして溝１７の外周側の一部は弁室９に臨んで開口し、弁室９とノズル孔８とを連通する。このように連通路１６は溝１７によって形成され、連通路１６の弁室９側の開口端は可動弁１０の前端部１２に臨ませられる。なお本実施形態の連通路１６ないし溝１７は半円状の断面形状を有するが、これに限られるものではない。

図４に示される各連通路１６の弁室９側の開口端は、ノズル孔８の閉状態において樹脂材料の非供給時に弁室９からの樹脂材料の流入を阻止するような大きさとされる。言い換えれば、各連通路１６の弁室９側の開口端は、ノズル孔８の閉状態において樹脂材料の非供給時に樹脂材料が自身の粘性により自重で流れ込むことのできない程度の断面積を有する。

次に樹脂流路７側の構成を説明する。図２及び図３に示すように、樹脂流路７の前端部１９ないし弁室９側の開放端部は、段差状に縮径されると共に、その内周面にノズル軸方向に延びる溝１８が周方向に複数（本実施形態では四つ）等間隔で設けられている。この縮径された前端部１９とその後方の基準径を有する部分２０とはテーパ面２１で接続される。本実施形態の溝１８は半円状の断面形状を有するが、これに限られるものではない。

樹脂流路７の前端開口の外周側には、可動弁１０の後退移動時にその後端部１３を当接させるための樹脂流路側弁座部２２が設けられている。樹脂流路側弁座部２２は、前方に向かうほど拡径するテーパ面（樹脂流路側テーパ面）２２Ａから形成されている。可動弁１０の後端側テーパ面１３Ａのテーパ角θ２は、樹脂流路側テーパ面２２Ａのテーパ角α２と等しくされる。これにより図７に示されるように、可動弁１０の後端側テーパ面１３Ａは樹脂流路側テーパ面２２Ａに面接触するようになる。なお、可動弁１０の後端側テーパ面１３Ａのテーパ角θ２を、樹脂流路側テーパ面２２Ａのテーパ角α２より僅かに小さくしてもよい。

次に、本実施形態のシャットオフノズル装置の作動を説明する。

図２に示すように、樹脂材料の金型内への供給開始前、ノズル孔８は閉状態となっている。即ち、可動弁１０は自重によりその前端部１２ないし前端側テーパ面１２Ａがノズル孔側弁座部１４ないしノズル孔側テーパ面１４Ａに当接している。そして当接部の外周側では可動弁１０の前端側テーパ面１２Ａとノズル孔側テーパ面１４Ａとの間に隙間１５ができている。弁室９とノズル孔８とは連通路１６によって連通されている。樹脂流路７と弁室９とは前回供給時の樹脂材料によって満たされており、隙間１５にも樹脂材料が入り込んでいる。しかし、材料供給前なので材料は加圧されておらず、連通路１６の弁室９側の開口端の大きさと樹脂材料の粘性とにより樹脂材料の連通路１６内への流入は阻止されている。

次に、樹脂材料の供給が開始されると、射出圧力を受けた樹脂材料が連通路１６内に流入する。この連通路１６内に流入するときの材料圧力により、可動弁１０が第一段階的に後退移動（上昇）する。これと同時に、樹脂材料は隙間１５内に入り込んでくるようになり、このときの材料圧力によっても可動弁１０は第二段階的に後退移動（上昇）するようになる。こうして、可動弁１０の前端側テーパ面１２Ａとノズル孔側テーパ面１４Ａとの間に十分な流路が確保されるようになり、弁室９からノズル孔８への材料流入が可能になる。前端側テーパ面１２Ａとノズル孔側テーパ面１４Ａとの間を材料が流動するので流動抵抗を抑制することができる。

材料供給中の状態を図６に示す。樹脂材料は樹脂流路７から溝１８に案内されながら弁室９内に流入し、可動弁１０の側方を通過してノズル孔８へと流れる。このとき、可動弁１０は、弁室９内で浮いた状態或いはフリーな状態となり、材料の流れの中でバランスされた状態となる。即ち、可動弁１０の後端部１３が受ける下向きの力と、可動弁１０の自重による下向きの力と、可動弁１０の前端部１２が受ける上向きの力とが釣り合う。これにより流動抵抗を効果的に減少することが可能になる。

この後、金型内のキャビティに樹脂材料が充填されると、逆流方向の材料圧力が発生する。これにより可動弁１０は後退移動（上昇）し、やがて図７に示すように可動弁１０の後端部１３が樹脂流路側弁座部２２に押し付けられ、樹脂流路７が完全に閉じられる。これにより樹脂材料の供給が停止されると共に、樹脂材料の逆流が防止される。この状態は金型が開くまでの保圧・冷却を含むサイクルの間保持される。

金型が開かれると、金型内圧が外部に逃げるため、可動弁１０は自重により前進移動（落下）し、図２に示すような閉弁状態に復帰する。この可動弁１０の閉弁状態への復帰の過程で、ノズル孔８から樹脂材料が漏れ出すドルーリング現象が発生する。しかし、可動弁１０が一旦閉まってしまえば、射出圧力のかかっていない状態で材料の連通路１６内への流入は起こらず、ドルーリングは起こらない。このためドルーリング量は図７の状態における弁室９及びノズル孔８の容量分に抑えられる。

以上述べたように、本装置によれば、樹脂材料の非供給時に可動弁１０を自重により前進移動させてノズル孔８を閉状態とすることができる。よってドルーリングを防止し、粘性の比較的低い樹脂材料をも使用可能として広範な成形樹脂材の使用を可能とすることができる。

また、ノズル孔８の閉状態であって樹脂材料の非供給時に、弁室９から連通路１６への樹脂材料の流入を阻止することができる。よってこのときのドルーリングを防止することができる。樹脂材料の供給開始時には加圧樹脂材料を連通路１６内に流入させ、このときの材料圧力により可動弁１０を後退移動させることができる。よって可動弁１０の後退移動を確実に実行でき、ノズル孔８を開状態として樹脂材料の供給を実行することができる。

また、連通路１６を、ノズル孔８の内周面に設けた溝１７によって形成したので、簡単な加工且つ低コストで連通路１６を形成することが可能になる。そしてこの溝１７によってノズル孔８内の材料の流動性を高めることができる。

ノズル孔８の閉状態においてノズル孔側弁座部１４と可動弁の前端部１２との間に隙間１５を形成した。よって、この隙間１５に樹脂材料が入り込んでくるときの材料圧力によっても可動弁１０を後退移動させ、ノズル孔８を開状態として樹脂材料の供給を実行することができる。

なお、連通路１６と隙間１５については本実施形態のように両方設けるのが好ましいが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

また、ノズル孔側弁座部１４と可動弁１０の前端部１２の表面とをテーパ面１４Ａ，１２Ａから形成したので、これらの間を材料が流れるときの流動抵抗が抑えられる。同様に、樹脂流路側弁座部２２と可動弁１０の後端部１３の表面とをテーパ面２２Ａ，１３Ａから形成したので、これらの間を材料が流れるときの流動抵抗が抑えられる。これら両者の特徴を併せ持つ本実施形態においては、樹脂流路７から可動弁１０の側方を通過してノズル孔８に至るといった材料の流れをスムーズに行わせることができ、樹脂材料供給中の流動抵抗を最小限に抑えられる。

さらに樹脂材料供給中、可動弁１０は弁室９内でバランスされて浮いた状態となるので、流動抵抗を減少しつつ樹脂材料の連続的な供給が可能になる。即ち、流動抵抗の大きい箇所があればその流動抵抗を減少するように可動弁１０が自動的に修正移動する。これによって弁室９内の流動抵抗は均等化され、全体として流動抵抗が減少され、射出圧力の損失も減少される。

弁室９には可動弁１０のみが存在し、コイルバネや他の可動部材が存在しない非常に簡素な構造である。よって特許文献２に開示された従来技術と比較して、流動抵抗や色替え樹脂替え不良の問題を改善できる。またクリーニングも容易となる。

金型内に樹脂材料が充填された後の逆流方向の材料圧力により可動弁１０を後退移動させ、樹脂流路７を閉じることができる。よって樹脂材料の逆流を防止できる。

また金型が開かれた後には、可動弁１０を自重により前進移動させ、閉弁状態に復帰させることができる。この復帰の過程でドルーリング現象が発生するが、復帰初期状態（図７の状態）における可動弁１０より前方の弁室９及びノズル孔８の容量が小さいのでドルーリング量を少量に抑えることができる。

このように、本実施形態のシャットオフノズル装置は、縦型射出成形機に適用した場合にドルーリングを防止し、広範な成形樹脂材の使用を可能とする。

［第２実施形態］
図８乃至図１１に本発明の第２実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す。なお前記第１実施形態と同様の部位については図中同一符合を付して説明を省略し、異なる部位について主に説明を行う。

この第２実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、ノズル孔８の内径が拡大されている。そして図１０及び図１１から理解されるように、ノズル孔８の内周面に設けられる溝１７の数が増加され、本実施形態では周方向に等間隔で四つ設けられている。この結果、連通路１６の数及び合計流路面積も増加されている。

この第２実施形態は、前記第１実施形態と同様の作用効果を備えると共に、連通路１６の合計流路面積が増加されるので、粘性が高く流動性に難点のある樹脂材料にも好適に対応可能となる。このようにノズル孔８の寸法、連通路１６及び溝１７の数及び寸法、連通路１６の合計流路面積等は、使用する樹脂材料の粘性等の特性に応じて適宜変更可能である。例えば連通路１６の数を減らすことも可能である。また、樹脂流路７の前端部１９についても同様のことがいえ、本実施形態ではその前端部１９に設けられる溝１８の数が五つといったように増加されている（図９参照）。

［第３実施形態］
図１２及び図１３に本発明の第３実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す。なお前記第１実施形態と同様の部位については図中同一符合を付して説明を省略し、異なる部位について主に説明を行う。

この第３実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、可動弁１０の前端部１２の構成が相違する。即ち、前端部１２は、互いに隣接する複数（本実施形態では二つ）のテーパ面、即ち、前方から順に形成された第１テーパ面１２Ｂと第２テーパ面１２Ｃとから形成される。そして前端部１２は、前方に向かって次第に大きくなる複数（本実施形態では二つ）のテーパ角θ３，θ４を有する。第１テーパ面１２Ｂのテーパ角θ３は第２テーパ面１２Ｃのテーパ角θ４より大きい。そしてそのテーパ角の変更位置で、可動弁１０の前端部１２が、ノズル孔側弁座部１４即ちノズル孔側テーパ面１４Ａに当接する（図１３参照）。この結果、可動弁１０の前端部１２とノズル孔側弁座部１４との当接位置は前記第１実施形態よりも外周側にずれることになる。ノズル孔８の内周面に設けられる溝１７の弁室９側の開口端は、当該当接位置の外周側で弁室９に臨んで開口し、弁室９とノズル孔８とを連通している。

この第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の作用効果に加え、樹脂圧力が当接位置に到達するまでの距離が短縮され、また、第２テーパ面１２Ｃとノズル孔側テーパ面１４Ａとの間の隙間１５が拡大される。よって、連通路１６及び第２テーパ面１２Ｃにより高い材料圧力を付加できるようになり、可動弁１０の開弁特性を向上することができる。

［第４実施形態］
図１４及び図１５に本発明の第４実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す。なお前記第１実施形態と同様の部位については図中同一符合を付して説明を省略し、異なる部位について主に説明を行う。

この第３実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、可動弁１０の前端部１２及び後端部１３の構成が相違する。即ち、前端部１２及び後端部１３の表面はそれぞれ球面状又はドーム状に形成されている。前端部１２の表面のアール半径は後端部１３の表面のアール半径より小さい。この構成により、前端部１２及び後端部１３はそれぞれノズル孔側弁座部１４及び樹脂流路側弁座部２２に線接触するようになる。

この第３実施形態は、前記第１実施形態と同様の作用効果を備えると共に、特に、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）のような炭化しやすい高温樹脂材料で長期に渡る連続成形を行った際生じる炭化樹脂の付着を抑制するのに好適である。炭化樹脂の付着発生により、樹脂流路が均等でなくなり樹脂圧力がわずかに偏りをもつことが想定される。しかし、前端部１２及び後端部１３をそれぞれ球面状にすることで、炭化樹脂の付着発生の影響を小さくすることが可能である。

可動弁１０の前端部１２の表面を球面状としたので、連通路１６に効率よく材料圧力をかけることができる。可動弁１０の浮き上がり後は弁室９内において安定した樹脂圧力を得られる。前端部１２及び後端部１３をそれぞれ球面状にすると、可動弁１０が傾いてそれぞれノズル孔側弁座部１４又は樹脂流路側弁座部２２に接した場合の流路断面積の変化を最小限に抑制できる。特に可動弁１０が傾斜しつつノズル孔側弁座部１４に接しても、球面での接触になるので連通路１６の形状を同一に保つことができる。このため可動弁１０の傾きの影響を受けずにシャットオフ機能を得ることが可能となる。

［第５実施形態］
図１６及び図１７に本発明の第５実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す。なお前記第１実施形態と同様の部位については図中同一符合を付して説明を省略し、異なる部位について主に説明を行う。

この第５実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、可動弁１０の前端部１２の構成が相違する。即ち、前端部１２は前記第４実施形態と同様に球面状又はドーム状に形成されている。前端部１２は所定のアール半径を有する。この構成により、前端部１２はノズル孔側弁座部１４に線接触するようになる。

この第５実施形態は、前記第１実施形態と同様の作用効果を備えると共に、可動弁１０の前端部１２を球面状に形成した点について前記第４実施形態と同様の作用効果を備える。

なお、可動弁１０の前端部１２または後端部１３の表面を球面状に形成した場合、相手側のノズル孔側弁座部１４または樹脂流路側弁座部２２を球面状に形成してもよい。

［第６実施形態］
図１８に本発明の第６実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す。なお前記第１実施形態と同様の部位については図中同一符合を付して説明を省略し、異なる部位について主に説明を行う。

この第６実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、可動弁１０の構成が相違する。即ち、可動弁１０は、前方に突出してノズル孔８に挿入される延長部３０を有する。延長部３０は、可動弁１０の最前端から前方に同軸に且つ円軸状に突出し、可動弁１０によるノズル孔８の閉状態において、ノズル孔８に同軸に挿入される。延長部３０の長さは、ノズル孔８の閉状態においてはノズル孔８の前端開口から延長部３０が突出せず、樹脂流路７の閉状態においてはノズル孔８から延長部３０が抜けないような長さに設定される。なお延長部３０の外径はノズル孔８の内径より小さくされ、且つ、ノズル孔８の開状態において必要十分な流路面積を確保できるような外径に設定される。

この第６実施形態は、前記第１実施形態と同様の作用効果を備えると共に、特に次のような作用効果を備える。即ち、炭化の発生しやすい高温樹脂材料の成形では、加熱部流路壁面に炭化した樹脂が付着し樹脂の流動が偏る場合がある。そのため弁室９内で可動弁１０が横転したり、あるいは芯ズレして弁室９の内周側壁側に偏ったりする可能性がある。しかし本実施形態の場合、可動弁１０の延長部３０が常にノズル孔８に挿入されていて可動弁１０の同軸性が保たれる。よってノズル孔８の閉鎖時には可動弁１０の前端部１２をノズル孔側弁座部１４に均等に接触させ、シャットオフ機能を確実に持たせることができる。また可動弁１０の偏りによるドルーリング量増加を防ぐことができる。さらに、ノズル孔８の閉鎖時に延長部３０がノズル孔８に挿入されてノズル孔８の容積を減らすため、ドルーリング量を減らすことができる。

以上、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明は他の実施形態を採ることもできる。例えば連通路は、ノズル孔側弁座部に設けられた溝によって形成してもよい。各構成要素の形状、寸法等は適宜変更が可能である。可動弁１０の中間部１１は省略されてもよい。

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

本発明の第１実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す断面図であり、樹脂材料供給前の状態を示す。 同要部拡大断面図である。 図２のIII-III線断面図である。 図２のIV-IV線断面図である。 図２のV-V線断面図である。 第１実施形態にかかるシャットオフノズル装置の樹脂材料供給時の状態を示す断面図である。 第１実施形態にかかるシャットオフノズル装置の樹脂材料供給後の状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す断面図であり、樹脂材料供給前の状態を示す。 図８のIX-IX線断面図である。 図８のX-X線断面図である。 図８のXI-XI線断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す断面図であり、樹脂材料供給前の状態を示す。 XIII部詳細図である。 本発明の第４実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す断面図であり、樹脂材料供給前の状態を示す。 図１４のXV-XV線断面図である。 本発明の第５実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す断面図であり、樹脂材料供給前の状態を示す。 図１６のXVII-XVII線断面図である。 本発明の第６実施形態にかかるシャットオフノズル装置を示す断面図であり、樹脂材料供給前の状態を示す。 特許文献１に記載の従来技術を示す断面図である。 特許文献２に記載の従来技術を示す断面図である。 特許文献３に記載の従来技術を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のXXI-XXI線断面図である。

符号の説明

７ 樹脂流路
８ ノズル孔
９ 弁室
１０ 可動弁
１２ 可動弁の前端部
１２Ａ 前端側テーパ面
１２Ｂ 第１テーパ面
１２Ｃ 第２テーパ面
１３ 可動弁の後端部
１３Ａ 後端側テーパ面
１４ ノズル孔側弁座部
１４Ａ ノズル孔側テーパ面
１５ 隙間
１６ 連通路
１７ 溝
２２ 樹脂流路側弁座部
２２Ａ 樹脂流路側テーパ面
３０ 延長部
θ３，θ４ テーパ角

Claims (11)

1. 樹脂流路と樹脂材料の流出口をなすノズル孔との間に、可動弁が配置される弁室を設け、前記弁室内における前記可動弁の自重による前進移動によって、前記可動弁の前端部を、前記ノズル孔の後端外周側に形成されたノズル孔側弁座部に当接させ、前記ノズル孔を閉状態とすることを特徴とする縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
2. 前記ノズル孔の閉状態において、前記弁室と前記ノズル孔とを連通する連通路を設け、該連通路の前記弁室側の開口端を、前記可動弁の前端部に臨ませると共に、前記ノズル孔の閉状態であって樹脂材料の非供給時に前記弁室からの樹脂材料の流入を阻止するような大きさとしたことを特徴とする請求項１記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
3. 前記連通路を、前記ノズル孔の内周面に設けられ前記ノズル孔側弁座部の位置で開口する溝によって形成したことを特徴とする請求項２記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
4. 前記ノズル孔の閉状態において、前記可動弁の前端部と前記ノズル孔側弁座部との当接位置の外周側に、前記可動弁の前端部と前記ノズル孔側弁座部との間の隙間を形成したことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
5. 前記可動弁の前端部の表面と前記ノズル孔側弁座部とをテーパ面から形成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
6. 前記可動弁の前端部の表面を、互いに隣接する複数のテーパ面から形成し、これらテーパ面のテーパ角を前方に向かうほど次第に大きくし、そのテーパ角の変更位置で、前記可動弁の前端部を前記ノズル孔側弁座部に当接させることを特徴とする請求項５記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
7. 前記可動弁の前端部の表面を球面状に形成し、前記ノズル孔側弁座部をテーパ面から形成するか或いは球面状に形成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
8. 前記可動弁に、前方に突出して前記ノズル孔に挿入される延長部を設けたことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
9. 前記弁室内における前記可動弁の後退移動によって、前記可動弁の後端部を、前記樹脂流路の前端外周側に形成された樹脂流路側弁座部に当接させ、前記樹脂流路を閉状態とすることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
10. 前記可動弁の後端部の表面と前記樹脂流路側弁座部とをテーパ面から形成したことを特徴とする請求項９記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
11. 前記可動弁の後端部の表面を球面状に形成し、前記樹脂流路側弁座部をテーパ面から形成するか又は球面状に形成したことを特徴とする請求項９記載の縦型射出成形機のシャットオフノズル装置。
    

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