JP2008522871A

JP2008522871A - 射出成型用のノズルおよび装置

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Publication number: JP2008522871A
Application number: JP2007545434A
Authority: JP
Inventors: ステイル，フレッド; プルーデン，トレヴァー
Original assignee: ディー−エム−イー・カンパニー
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2008-07-03
Also published as: WO2006062539A1; BRPI0518393A2; US7220117B2; AU2005314642A1; CN101072666A; CA2588085C; US20060121155A1; EP1819497A1; CA2588085A1

Abstract

モールドアセンブリ内のメルトの流れを制御するためのノズルは、ノズル入口とノズル出口の間に置かれる弁ピン案内部、弁ピン案内部によって移動可能に支持される弁ピン、および弁ピンと係合し弁ピン案内部を横切りかつ通過する接触アームを備える。接触アームに作用する付勢手段が弁ピンを所定の位置に保持しメルトの流れを防止する。モールドアセンブリが閉じるとき、接触アームに加えられる力が付勢手段に打ち勝つ、弁ピンがメルトの流れを可能にする位置に移動するのを可能にする。保持されるメルトの圧力の解放は、それから弁ピンに加えられる力が付勢手段の調整可能な予荷重を超えるとき達成される。ノズルは、モールドアセンブリの要素の間隔範囲に対応するためにノズルの全長の調整を可能にするように、ノズル本体によって移動可能に支持される入口ブッシングを備えることが有利である。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般に射出成型に関する。より詳しくは、本発明は射出ユニットとモールドキャビティの間の導管を通るメルトの流れを制御するためのノズルに関する。

射出成型は、モールドキャビティを画定するモールドアセンブリが「開」状態と「閉」状態の間を動作可能な周期性プロセスであり、開状態は成型された物品を解放することができ、閉状態はキャビティを成型すべき材料で満たすことができる。モールドアセンブリは、主コア構成部品および主キャビティ構成部品を備える係合するモールド構成部品を備え、この主コア構成部品および主キャビティ構成部品は、モールドアセンブリが閉じられるときいわゆる「パーティングライン」に沿って接する。この係合モールド構成部品は、成型すべき物品の形状および寸法を画定するキャビティを形成する。成型機の押圧ユニット内のモールドアセンブリは、図１ａに図示される。キャビティの充填は、流動性を有する材料、例えば（「メルト」として知られている）溶融金属、ゴムまたは熱可塑性プラスチックを射出ユニットから導管を介してモールドキャビティに圧入することによって達成される。充填された後、溶融材料が固化する間モールドアセンブリは閉じたまま保持され、材料が十分に固化し、支持されなくても不適格に変形せずに成型された形態を保持できるとき、成型された物品を取り外すことができるように開かれる。射出成型では、射出ユニットからモールドアセンブリまでのメルトの流れを制御するための弁を設けることが知られている。

１対の係合するモールド構成部品が、複数のモールドキャビティを画定することは知られている。そのようなモールドアセンブリに対して、射出ユニットからメルトを複数のノズルに導くために導管を設けることが知られており、各ノズルは１つまたは複数のモールドキャビティへのメルトの流れを制御する。係合するモールド構成部品の分離に際して導管からのメルトの漏れを防止するために、ノズル内のメルト導通通路を開閉するためのノズル弁を設けることが知られている。例えば複数のキャビティ間の圧力を均衡させるため、またはモールド充填速度を制御できるようにモールドアセンブリ内へのメルトの流れを制御する所定の計画に応じて弁の開閉を制御するために、空圧または油圧アクチュエータによってそのような弁を動作させることが知られている。そのようなノズルの複雑性およびコストによって、モールドアセンブリが閉じているとき弁が全開する状態と、モールドアセンブリが閉じていないとき弁が全閉する状態との間においてのみ動作することが必要である用途に対して、これらは不適当である。ノズルへのメルトの流入からの力が付勢力に打ち勝ち弁を開くまで、弁を閉じた状態に保持する付勢手段を有する受動的作動弁を設けることも知られている。そのような弁は、モールドアセンブリが開いた後の制御された導管内の残留圧力が十分高く、弁の全閉を妨げ、その故「垂れ落ち」として知られる弁を通る漏れの原因となる可能性があるという欠点を有する。前述の観点から、モールドアセンブリの開動作及び閉動作によって動作する受動的手段によって効果的に全開および全閉するノズル弁が求められている。

射出成型の改良された生産性は、係合するモールド構成部品が射出成型機の押圧またはクランプユニットを画定する固定金型取付盤と移動可能な主金型取付盤との間に置かれる中間移動可能金型取付盤上に担持される複数のパーティングラインを有する複数のモールドアセンブリを備えるモールド配置によって達成される。そのような装置は「スタックモールド（ｓｔａｃｋｍｏｌｄ）」または「デュアルモールド（ｄｕａｌｍｏｌｄ）」として知られており、図１ｂは成型機の押圧ユニット内のそのようなモールド配置を図示する。そのようなモールド配置ではメルトは、中間の移動可能な金型取付盤によって担持されるモールド構成部品の周期的な分離に対応する導管を介して、射出ユニットからモールドキャビティに運搬される。中間金型取付盤の移動から生じる距離の変動に対応するために有効な導管長さを変更するための要素を有する導管を設けることが知られている。そのような構造は複雑性を生じさせ、そのようなモールド配置用に必要な導管のコストをかなり増加させる。導管を通る流れを制御するために導管の分離部のところに、空圧または油圧アクチュエータによって動作する弁の配列を設けることも知られている。そのようなアクチュエータの使用は、導管を通るメルトの流れを制御するための弁の複雑性およびコストを増加させる。それ故、知られた装置の欠点を克服するように、複数のモールドアセンブリを備えるモールド配置用の導管を通るメルトの流れを制御することが求められている。

射出成型装置の導管を通るメルトの流れを制御するためのノズルを提供することが本発明の１つの目的であり、それを通るメルトの通路はノズルを備えかつモールドアセンブリの開動作および閉動作によって開かれかつ閉じられる弁によって制御される。

モールドアセンブリの導管を通るメルトの流れを制御するためのノズルを提供することが本発明の別の目的であり、それを通るメルトの通路はノズルを備えかつモールドアセンブリの開動作および閉動作によって開かれかつ閉じられる弁によって制御され、かつ所定の制限を超える内部圧力によって開かれる。

複数のモールドアセンブリを備えるモールド配置を通るメルトの流れを制御するための装置を提供することが本発明のさらに別の目的であり、この装置は射出ユニットから少なくとも１つのモールドアセンブリにメルトを運搬するための少なくとも１つの導管を備え、この導管はモールドアセンブリが閉鎖している場合に当接し、モールドアセンブリが開放している場合に分離される係合セグメントを備え、この係合セグメントのうちの少なくとも１つがそれを通るメルトの通路を制御するための弁、およびモールドアセンブリの構成部品の間隔範囲に対応するための、ノズルに対して移動可能な入口ブッシングを備えるノズルとを備え、かつその弁はモールドアセンブリの開動作および閉動作によって作動する。

本発明の別の目的および利点は、添付の図面および以下のその説明から明らかにされるであろう。

前述の目的に従って、本発明はモールドアセンブリの導管を通るメルトの流れを制御するためのノズルであって、このノズルは、内部を貫通してノズル入口およびノズル出口を連結するノズル通路を有するノズル本体と、ノズル入口とノズル出口との間に配置される弁ピン案内部であって、弁ピン案内部の内部にある弁ピン案内部穴、および弁ピン案内部によって分離されるノズル通路の部分と連通する少なくとも１つの案内部通路を有する弁ピン案内部と、移動可能に弁ピン案内部穴内に支持され、メルトがノズルを通って流れることを可能にする開位置と、メルトがノズルを通って流れることを防止する閉位置との間を移動可能である弁ピンと、弁ピン案内部の開口部を横切りかつ通過し、弁ピンの端部と内部で係合する接触アームであって、接触アームの両端がノズル通路を越えて延びる接触アームと、閉位置の方向に向かって接触アームに力を加える付勢手段とを備え、このノズルは、モールドアセンブリの閉鎖により接触アームに加えられる力によって、接触アームが弁ピン開位置に変位するように取付けられる。このノズルは、保持されるメルトからの所定の限度を超える内部圧力を解放する手段をさらに備え、圧力解放手段は、弁ピンを開位置に移動させる方向に、メルト圧力からの力を弁ピンに加えるための弁ピン上の作用表面と、内部圧力の解放が起きるときの付勢手段の力を調整するための予荷重調整手段とを備えるのが有利である。さらに本発明は複数のモールドアセンブリを備えるモールド構成を通るメルトの流れを制御するための装置を提供し、この装置は、射出ユニットから少なくとも１つのモールドアセンブリにメルトを運搬するための少なくとも１つの導管を備え、この導管は、モールドアセンブリが閉鎖している場合に当接し、モールドアセンブリが開放している場合に分離される係合セグメントを備え、この係合セグメントのうちの少なくとも１つは、本発明によるノズルを備え、このノズルは、導管セグメントに接続するための、ノズル入口のところでノズル本体内に受け入れられる入口ブッシングであって、入口ブッシングのノーズ部分がノズル通路内に移動可能に受け入れられる入口ブッシングと、入口ブッシングとノズル本体との相対的位置の最先端部を調整することによって、入口ブッシングを含むノズルの最大全体長さを調整するための手段と、入口ブッシングを、入口ブッシングとノズル本体との相対的位置の最先端部に向けて付勢するための入口ブッシング付勢手段とを備える。

詳細に説明されるであろう好ましい実施形態を参照して本発明を説明する。本発明がこの好ましい実施形態に限定されることは出願人の意図ではなく、本発明は添付の特許請求の範囲およびその全ての均等物によって定義されるべきである。

図１ａを参照すると、モールドアセンブリ５０は主コア構成部品５２および主キャビティ構成部品５４を備える。主コア構成部品５２は移動可能な金型取付盤５６によって支持され、主キャビティ構成部品５４は固定金型取付盤５８によって支持される。モールドアセンブリ５０はパーティングライン６０を有する。移動可能な金型取付盤５６および固定金型取付盤５８は、射出成型機の押圧ユニットを備える。移動可能な金型取付盤５６はモールドアセンブリ５０を開閉するために移動し、移動可能な金型取付盤５６の開位置は図１ａの想像線（破線）に示す。メルトは、図１ａに示す断面によって図示されるように、メルトが固定金型取付盤５８の通路を通るのを許され、射出ユニット６２からモールドアセンブリ５０に射出される。主要コア構成部品５２および主キャビティ構成部品５４は、複数のモールドキャビティ（図示せず）を画定するのが有利である。それらのキャビティへのメルトの供給は、固定金型取付盤５８を通る通路のところでメルトを受け取りノズルを通りキャビティにメルトを運搬する導管およびノズル（図１ａに図示せず）の構造によって達成されるのが有利である。本発明によるノズルは、モールドアセンブリ５０を閉じることによってノズルが開き、モールドアセンブリ５０を開けることによってノズルが閉じるモールドアセンブリ５０に適用することができるので有利である。

図１ｂを参照すると、モールドアセンブリ７０〜７４はそれぞれパーティングライン１１０〜１１４を有し、モールドアセンブリ７０は主コア構成部品７６および主キャビティ構成部品７８を備え、モールドアセンブリ７２は主コア構成部品８０および主キャビティ構成部品８２を備え、モールドアセンブリ７４は主コア構成部品８４および主キャビティ構成部品８６を備える。移動可能な金型取付盤９０および固定金型取付盤８８は、中間の移動可能な金型取付盤９２および９４と共に、射出成型機の押圧ユニットを構成する。移動可能な金型取付盤９０、移動可能な中間金型取付盤９４、および移動可能な中間金型取付盤９２は、モールドアセンブリ７０〜７４を開きかつ閉じるために移動し、移動可能な金型取付盤９０および移動可能な中間金型取付盤９２および９４の開位置は図１ｂの想像線（破線）に示されている。主キャビティ構成部品７８は固定金型取付盤８８によって支持され、主コア構成部品８４は移動可能な金型取付盤９０によって支持され、主キャビティ構成部品８６および主コア構成部品８０は中間移動可能金型取付盤９４によって支持され、主キャビティ構成部品８２および主コア構成部品７６は中間移動可能金型取付盤９２によって支持される。メルトは射出ユニット６２から、固定金型取付盤８８を貫通する通路またはその周りの導管を経由してモールドアセンブリ７０に、接合部１１６を通る導管１００を備える導管対９８ａおよび９８ｂを経由してモールドアセンブリ７２を備える導管に、導管１００を備える導管対１００ａおよび１００ｂを経由して接合部１１６に、かつ接合部１１６から接合部１１８を通る導管１００を備える導管対１００ｃおよび１００ｄを経由してモールドアセンブリ７４を備える導管に射出される。導管対９８ａおよび９８ｂ、１００ａおよび１００ｂ、ならびに１００ｃおよび１００ｄは、各対のセグメントがスタックモールドアセンブリの動作と共に分離しかつ係合するいわゆる「スプルーバー」セグメントを備える。それぞれモールドパーティングライン１１０および１１２に近接して接するように図示されているが、各対のセグメントは、セグメントの支持部の間の長さ内の任意の場所で接することができる。成型サイクルの最初から終わりまで、その中に収容されるメルトの流動性を有する状態を維持するために、加熱器が導管１００および９８、ならびに中間金型取付盤９２および９４を備える導管に有利に適用される。成型材料がモールドキャビティ内で固化してしまっても、メルトはそのような導管内で液体のままであり、モールドアセンブリの開放に際してはそこからの漏れを防止するための制御が必要である。本発明によるノズル（図１ｂに図示せず）は、本明細書でさらに完全に説明するように、射出ユニット６２からモールドアセンブリ７０〜７４へのメルトの流れを制御するために適用することができるので有利である。

図２および３を参照すると、ノズル１０はノズル本体１２を有しており、ノズル本体は、ノズル入口１６及びノズル先端部１９を備えるノズル出口１８を連結する、ノズル本体を貫通するノズル通路１４を有している。ノズル本体１２を備える弁ピン案内部２２が、ノズル入口１６とノズル出口１８との間に置かれる。案内部通路２４などの弁ピン案内部を通る少なくとも１つの通路が弁ピン案内部２２によって分離されるノズル通路１４の部分と連通する。案内部通路２４は、ノズル入口１６とノズル出口１８との間のメルトの流れを可能にする。弁ピン２０は、弁ピン案内部２２の穴２３内に移動可能に支持される。穴２３は、ノズル出口１８に近接する弁ピン案内部２２の端部で開口する。弁ピン２０は、ノズル出口１８で密閉部を形成するような寸法の弁端部２８およびノズル通路１４内の押圧されたメルトからの力に対する作用表面をもたらす、段部２１などの少なくとも１つの直径方向の段部を備える。弁端部２８の反対側の弁ピン２０の端部は、接触アーム３０に当接または取付けられている。接触アーム３０は弁ピン案内部２２を横切っており、その中の開口部２５を通過する。接触アーム３０の両端は、ノズル本体１２内の開口部４０および４２を通りノズル通路１４を越えて突出している。開口部４０、４２および２５のいずれも案内部通路２４と交差しない。故に、開口部４０、４２および２５は、ノズル１０内のメルト運搬通路と接続しない。

図２および３を続いて参照すると、接触アーム３０は、例えば、接触アーム３０のねじ切りされた穴と係合する接触ピン３４および３６の各々のねじ切りされた端部によって、ねじ切りされた係合によって接触アーム３０に取付けられる接触ピン３４および３６を備える。接触ピン３４および３６の反対側端部は、図３に概略的に図示される表面と接触するように露出している。ばね３８がノズル本体１２の周辺部に位置する。ばね３８の一端は接触アーム３０と当接し、ばね３８のもう一端はノズル本体１２のショルダ４４と当接する。ばね３８は、弁ピン２０を図３に示す閉位置に保持するための付勢力をもたらす。ノズル本体１２は、モールドアセンブリの閉鎖に際して、接触ピン３４および３６の自由端がノズル本体１２とモールドアセンブリの表面との間の相対的な移動の結果として（概略的に図３に示す）この表面と接触するように取付けられる。その後、ノズル本体１２および表面が、継続的にその間の距離を減少させるように相対的に移動することで、ばね３８の力に打ち勝ち、接触ピン３４、３６および接触アーム３０が、ノズル本体１２に対して、ノズル先端部１９から離れて弁ピンの開き位置まで移動する。接触アーム３０に取付けられる弁ピン２０によって、接触アーム３０のこの相対的な移動が弁端部２８をノズル出口１８から分離させる。別法として、弁ピン２０が接触アーム３０に取付けられない場合は、ノズル通路１４内のメルト圧力から弁ピン２０の作用表面に働く力が弁ピン２０を駆動して先端部１９から離すのに十分なとき、接触アーム３０の相対的な動きは弁端部２８のノズル出口１８からの分離を可能にする。モールドアセンブリが完全に閉じている場合、ノズル本体１２と表面との間の距離は最小であり、弁ピン２０は開位置（図示せず）のところのノズル通路１４内に位置するであろう。弁ピン２０の開位置は、メルトが、ノズル入口１６とノズル出口１８の間の案内部通路２４を通り、メルトがノズル１０を通って流れることを可能にする。モールドアセンブリの開放に際し、ノズル本体１２と表面との間の距離は増加し、接触ピン３４および３６は接触アーム３０に働くばね３８の力によって図３に示す位置に復帰させられる。それ故、このばね３８は、ノズル１０を閉状態に保持する、すなわちこのばね力に打ち勝つための力が接触アーム３０に加えられないときはいつでも弁ピン２０を閉位置に保持するための付勢手段として機能する。

ノズル１０内に保持されるメルトは、ノズル本体１２からメルトへの熱の伝達によって適切な流動性を有する状態に維持される。熱は、ノズル１０が取付けられるモールドアセンブリ構成部品から、またはノズル本体１２の周辺部に適用されるまたはその中に内部的に設置される補助加熱器（図示せず）から供給することができる。保持されるメルトの加熱に伴う圧力を解放するために、ノズル１０は、保持されるメルトからの内部圧力が所定の限度を超える場合、弁ピン２０を開位置に移動させる手段を備えることが有利である。図示のように弁ピン２０は、弁ピン２０をその開位置に向かって移動させる方向にメルト圧力からの力が弁ピン２０に加えられる作用表面を備える、弁端部２８と接触アーム３０の中間にある少なくとも１つの段部２１を備える。ばね３８の予荷重は、圧力解放のために弁ピン２０がその開位置に駆動されるべき力に応じて調整される。ばね３８の予荷重の調整は、調整リング４３によって達成される。調整リング４３の内部ねじはノズル本体１２の外側の外部ねじ１５と係合し、調整リングの４３の回転によって外部ねじ１５の長さに沿った調整リング４３の相対的な位置の設定が可能になる。ばね３８を圧縮するように位置する調整リング４３によって、ばね３８は追加の固定要素なしに外部ねじ１５の所定の位置に調整リング４３を固定することが達成される。予荷重の大きさが調整リングを４３を所定の位置に固定するのに不十分である場合は、位置決めねじ（図示せず）などの固定手段を、内部ねじを外部ねじ１５に対してクランプするのに適当な力を供給するために調整リング４３に加えることは有利であろう。

図３、４ａ、４ｂおよび５を参照すると、弁端部２８ならびにノズル出口１８およびノズル先端部１９の代替の構造が示されている。図３は、ノズル本体１２から突出している凸の係合表面を有するノズル先端部１９を示す。図５は、内向きに凹んだ凹形状の係合表面を有するノズル先端部１９を示す。段付きの円筒形態の弁端部が図４ａに示されている。テーパの付いた形態の弁端部が図４ｂに示されている。図４ａおよび４ｂの各々で、ノズル出口１８は弁端部２８の形態に合致するノズル先端１９を備える。

ノズル１０は、モールドアセンブリの構成部品間の間隔範囲に対応するための長さ調整要素をさらに備えるのが有利である。長さ調整はどのようなモールドアセンブリに対しても望ましいであろうが、図１ｂに示すような複数のモールドアセンブリを備えるモールド配置に適用されるとき特に有利である。そのようなモールド配置では、スプルーバー対９８ａおよび９８ｂ、１００ａおよび１００ｂ、ならびに１００ｃおよび１００ｄのセグメントの長さを形成する間隔は、移動可能な金型取付盤の移動方向に平行に測定される、パーティングラインで係合するモールド構成部品の「シャットハイト（ｓｈｕｔｈｅｉｇｈｔ）」として知られている全体寸法に一部は依存している。調整可能な長さのノズルを設けることによって、シャットハイトを有するモールドアセンブリ用の固定長さのスプルーバーセグメントの使用が容易になる。本発明によるノズルは、セグメントを通るメルトの流れを制御するために、係合する導管セグメントの接合面のところに適用されるのが有利である。そのような用途では、係合するセグメントのノズルは、１つが凸のノズル先端部を１つが凹のノズル先端部を有し、モールドアセンブリが閉状態のとき、この両ノズル先端部が着座するように、対向するように配置される。ノズル長さの調整によって、所望のセグメント長さ範囲を画定するモールドアセンブリ用の固定長さのスプルーバーセグメントの使用が可能になる。

再び図２および３を参照すると、入口ブッシング３２などの入口ブッシングがノズル本体１２内にノズル入口１６から移動可能に受けられる。入口ブッシング３２は、ブッシング通路４７がブッシング入口４６およびブッシング出口４９をそれを通り連結させるブッシング本体４８を備える。ブッシング出口４９は、ノズル通路１４内に受けられるブッシング本体４８のノーズ部分を備え、ブッシング入口４６は、ブッシング本体４８のスタブ部分を備え、このスタブ部分は、例えばねじ結合によって、モールドアセンブリの導管に連結される。入口ブッシング３２を有するノズル１０の最大全体長さを調整することは、入口ブッシング３２およびノズル本体１２の相対的な位置の外向きの最先端部を設定するための手段を使用して達成される。図３に示すように入口ブッシング３２は、ノズル１０の最大全体長さを画定するノズル本体１２に対する相対的なその移動範囲の外向きの最先端のところに位置する。モールド閉鎖に際して入口ブッシング３２は、ノズル先端部１９に向かってノズル本体１２に対して相対的に移動して、ノズル１０の全体長さより短い係合するスプルーバーセグメント間の間隔に対応することができる。この調整手段は停止ナット４５と共に調整ピン３７および３９を備える。調整ピン３７および３９の頭の端部は、ピン固定具２９によってピン固定カラー４１上に保持される。調整ピン３７および３９の軸は調整リング４３を通過する。調整ピン３７および３９の有効長さは、ノズル本体１２の基準表面すなわち調整リング４３と、入口ブッシング４１の基準表面すなわちピン固定カラー４１との間の距離に及ぶ。停止ナット４５は、調整リング４３を越えて突出している調整ピン３７および３９の両端部上にねじ留めされる。ノズル本体１２に対する入口ブッシング３２の長手方向延長部の最先端は、ノズル１０の入口ブッシング３２を含む最大全体長さを形成するように、調整ピン３７および３９の有効長さを調整することによって形成される。ばね３３および３５がそれぞれ調整ピン３７および３９を取り囲み、調整リング４３とピン固定カラー４１との間の分離を減少させる傾向にある入口ブッシング３２およびノズル本体１２の相対的な移動に抵抗する入口ブッシング付勢手段として働く。２つのピンが示されているが、さらなる調整ピンおよび入口ブッシング付勢ばねも設けることができる。ノズル１０の入口ブッシング３２を含む全体長さが、モールドアセンブリが閉じているとき、係合導管セグメントなどの係合するモールド構成部品間の間隔より長くなるように調整することは有利である。モールドアセンブリが閉じる際に、入口ブッシング付勢手段によって加えられる力に打ち勝つのに十分なノズル１０に加えられる力は、ばね３７および３９を圧縮し、ノズル本体１２および入口ブッシング３２をその間隔に等しくなるように全体長さを減少させるように互いに対して相対的に移動させる。

図２および３を継続して参照すると、ノズル本体１２および入口ブッシング３２の相対的な長手方向位置は、モールドアセンブリが閉じている場合、ばね３７および３９が圧縮されるように調整される。モールドアセンブリが閉鎖している場合、弁先端部２８はメルトがそこを通過できるように出口１８から分離される。それらの先端部が着座している２つのノズルの配置を考慮すると、メルトはノズル入口１６から第１の（前向きの）ノズルのノズル出口１８に通り、ノズル出口１８から第２の（後ろ向きの）ノズルのノズル入口１６を通る。モールド閉鎖に際して、係合するセグメント内に収容される残留メルトのメルト圧力のどのような相違も着座するノズルの接合面を横切るメルトの流れによって等しくされるであろう。各ノズルのノズル通路１４がメルトで一杯である状態の下では、メルト圧力はノズル先端部１９の内側にノズル出口１８の方向に力を加え、かつ入口ブッシング３２のノーズ部分にノズル入口１６の方向に力を加える。ノズル出口１８の方向に働く力は、ばね３７および３９の圧縮に起因してそのばねによって加えられる力との加算であり、ノズル入口１６の方向の力はばね３７および３９の力に対抗する。モールド閉鎖が完了するまでの射出が始まらない状態の下では、ばね３７および３９の力は均等化する前のメルト圧力からの正味の力に打ち勝つのに十分である。モールドキャビティの充填中、ノズル内のメルト圧力は射出の圧力によって主として決まる。モールド充填中、ノズル本体１２の入口ブッシング３２に対してノズル入口１６に向かう移動を防止するために、メルト圧力からの有効な力を決める表面の面積は、ばね３７および３９からの力が加算される力が対抗する力より確実に大きくなるように選択される。特に、ノズル先端部１９のところのノズル通路１４の横断面面積、弁ピン２０の横断面面積の正味、入口ブッシング３２のノーズ部分の横断面面積、ブッシング通路４７の横断面面積の正味は、ばね３７および３９との力の加算またはゼロのいずれかであるメルト圧力からの正味力に達するように選択される。故に、本発明による調整可能な長さのノズルは、モールド充填中ノズルを圧縮する傾向にある力に打ち勝つために、運搬されるメルトの圧力を使用して所望のノズル長さを維持するので有利である。

図２および３のノズルは、接触アーム３０に直接取付けられた接触ピン３４および３６を有するように示されているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく連結部を接触アーム３０と接触ピン３４および３６の間に挿入することができる。そのような配置は、ノズルが取付けられている構成部品の構造に対応するように、接触アーム３０から離れた接触ピン３３および３４の配置を可能にする。さらに、弁ピン付勢手段が（図２で螺旋ばねとして示されている）ばね３８として図示されているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく別の付勢手段も使用することができる。またさらに、好ましい実施形態では示されていないが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく交換可能な密閉部材を弁ピン２０に適用することができる。ノズル出口１８との密閉部をもたらすように選択されるそのような密閉部材は、弁ピンおよびノズル本体の熱膨張の差に適合的であり、ノズル本体の摩耗を減少させる。さらに、交換可能な密閉部材を、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなくノズル本体の周辺部ならびにそれを取り囲む入口および出口端部に設けることができる。選択されるそのような密閉部材は、ノズル本体およびそれに取付けられる構成部品の熱膨張の差に適合的である。同様に、ノズル内に保持されるメルトを流動性を有する状態に維持するために、既知の加熱器バンドおよびいわゆる「カートリッジ」加熱器などの加熱装置を、外部的にまたは内部的にノズルに適用することができる。当業者に知られた別の追加品および要素の代替品も、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく本明細書で示されかつ説明されたノズルおよび装置に適用することができる。

成型機の押圧ユニット内のモールドアセンブリを示す図である。成型機の押圧ユニット内のモールドアセンブリを示す図である。本発明によるノズルの３次元の図である。図２の線３−３に沿って取られたノズルの部分断面図である。図３の円４−４によって取り囲まれたノズル先端の部分の拡大断面図である。図３の円４−４によって取り囲まれたノズル先端の部分の拡大断面図である。代替のノズル先端部の部分断面図である。

Claims

モールドアセンブリの導管を通るメルトの流れを制御するためのノズルであって、前記ノズルは、
内部を貫通してノズル入口およびノズル出口を連結するノズル通路を有するノズル本体と、
前記ノズル入口と前記ノズル出口との間に配置される弁ピン案内部であって、前記弁ピン案内部の内部にある弁ピン案内部穴、および前記弁ピン案内部によって分離される前記ノズル通路の部分と連通する少なくとも１つの案内部通路を有する弁ピン案内部と、
移動可能に前記弁ピン案内部穴内に支持され、メルトが前記ノズルを通って流れることを可能にする開位置と、メルトが前記ノズルを通って流れることを防止する閉位置との間を移動可能である弁ピンと、
前記弁ピン案内部の開口部を横切りかつ通過し、前記弁ピンの端部と内部で係合する接触アームであって、前記接触アームの両端が前記ノズル通路を越えて延びる接触アームと、
前記閉位置の方向に向かって前記接触アームに力を加える付勢手段とを備え、前記ノズルは、前記モールドアセンブリの閉鎖により前記接触アームに加えられる力によって、前記接触アームが前記弁ピン開位置に変位するように取付けられることを特徴とするノズル。
請求項１に記載のノズルであって、前記ノズルは、
保持されるメルトからの所定の限度を超える内部圧力を解放する手段をさらに備え、前記圧力解放手段は、前記弁ピンを開位置に移動させる方向に、メルト圧力からの力を前記弁ピンに加えるための前記弁ピン上の作用表面と、内部圧力の解放が起きるときの前記付勢手段の力を調整するための予荷重調整手段とを備えることを特徴とするノズル。
請求項２に記載のノズルであって、前記ノズルはさらに、前記ノズル内のメルトを流動性を有する状態に維持するための加熱器を備えることを特徴とするノズル。
請求項２に記載のノズルであって、前記ノズルは、
モールドアセンブリの導管に接続するための、前記ノズル入口のところで前記ノズル本体内に受け入れられる入口ブッシングと、
前記ノズル通路内に移動可能に支持される前記入口ブッシングのノーズ部分と、
前記入口ブッシングと前記ノズル本体との相対的位置の最先端部を調整することによって、入口ブッシングを含む前記ノズルの最大全体長さを調整するための手段と、
前記入口ブッシングを、前記入口ブッシングとノズル本体との相対的位置の前記最先端部に向けて付勢するための入口ブッシング付勢手段とをさらに備え、加えられる力が前記入口ブッシング付勢手段に打ち勝つのに十分なとき、入口ブッシングを含む前記ノズルの全体長さが、閉じたモールドアセンブリの構成部品間の間隔に減少することを特徴とするノズル。
請求項４に記載のノズルであって、入口ブッシングを含む前記ノズルの前記最大全体長さを調整するための手段はさらに、
前記ノズル本体の基準表面と前記入口ブッシングの基準表面との間の距離に渡る有効長さを有する調整ピンと、
前記調整ピンの前記有効長さを調整するための停止ナットとを備えることを特徴とするノズル。
請求項５に記載のノズルであって、前記予荷重調整手段は前記ノズル本体の基準表面を有し、前記調整ピンは前記入口ブッシングの基準表面を備えるピン保持カラーによって保持されることを特徴とするノズル。
請求項４に記載のノズルであって、モールド充填中のメルト圧力によって作用される表面の面積は、前記入口ブッシング付勢手段の抵抗力に打ち勝つのに十分な程度の、前記入口ブッシング付勢手段から与えられる力に加算される力を発生させるように作用することで、モールド充填中に、入口ブッシングを含む前記ノズルの全体長さを減少させる前記入口ブッシングと前記ノズル本体との相対的な移動が防止されることを特徴とするノズル。
請求項１に記載のノズルであって、前記ノズルは、
モールドアセンブリの導管に接続するための、前記ノズル入口のところで前記ノズル本体内に受け入れられる入口ブッシングと、
前記ノズル通路内に移動可能に支持される前記入口ブッシングのノーズ部分と、
前記入口ブッシングと前記ノズル本体との相対的位置の最先端部を調整することによって、入口ブッシングを含む前記ノズルの最大全体長さを調整するための手段と、
前記入口ブッシングを、前記入口ブッシングとノズル本体との相対的位置の前記最先端部に向けて付勢するための入口ブッシング付勢手段とをさらに備え、加えられる力が前記入口ブッシング付勢手段に打ち勝つのに十分なとき、入口ブッシングを含む前記ノズルの全体長さが、閉じたモールドアセンブリの構成部品間の間隔に減少することを特徴とするノズル。
請求項８に記載のノズルであって、入口ブッシングを含む前記ノズルの前記最大全体長さを調整するための前記手段はさらに、
前記ノズル本体の基準表面と前記入口ブッシングの基準表面との間の距離に渡る有効長さを有する調整ピンと、
前記調整ピンの前記有効長さを調整するための停止ナットとを備えることを特徴とするノズル。
請求項８に記載のノズルであって、モールド充填中のメルト圧力によって作用される表面の面積は、前記入口ブッシング付勢手段の抵抗力に打ち勝つのに十分な程度の、前記入口ブッシング付勢手段から与えられる力に加算される力を発生させるように作用することで、モールド充填中に、入口ブッシングを含む前記ノズルの全体長さを減少させる前記入口ブッシングと前記ノズル本体との相対的な移動が防止されることを特徴とするノズル。
請求項１に記載のノズルであって、前記ノズルはさらにノズル先端部を備え、前記ノズル先端部は前記ノズル出口を備えることを特徴とするノズル。
請求項１１に記載のノズルであって、前記弁ピンは、前記ノズル出口を密閉するための弁端部を備えることを特徴とする記載のノズル。
請求項１２に記載のノズルであって、前記弁端部は段付きの円筒形態を有することを特徴とするノズル。
請求項１２に記載のノズルであって、前記弁端部はテーパの付いた形態を有することを特徴とするノズル。
複数のモールドアセンブリを備えるモールド構成を通るメルトの流れを制御するための装置であって、前記装置は、
射出ユニットから少なくとも１つのモールドアセンブリにメルトを運搬するための少なくとも１つの導管を備え、前記導管は、前記モールドアセンブリが閉鎖している場合に当接し、前記モールドアセンブリが開放している場合に分離される係合セグメントを備え、前記係合セグメントのうちの少なくとも１つはノズルを備え、前記ノズルは、
（i）内部を貫通してノズル入口およびノズル出口を連結するノズル通路を有するノズル本体と、
（ii）前記ノズル入口と前記ノズル出口との間に配置される弁ピン案内部であって、前記弁ピン案内部の内部にある弁ピン案内部穴、および前記弁ピン案内部によって分離される前記ノズル通路の部分と連通する少なくとも１つの案内部通路を有する弁ピン案内部と、
（iii）移動可能に前記弁ピン案内部穴内に支持され、メルトが前記ノズルを通って流れることを可能にする開位置と、メルトが前記ノズルを通って流れることを防止する閉位置との間を移動可能である弁ピンと、
（iv）前記弁ピン案内部の開口部を横切りかつ通過し、前記弁ピンの端部と内部で係合する接触アームであって、前記接触アームの両端が前記ノズル通路を越えて延びる接触アームと、
（v）前記閉位置の方向に向かって前記接触アームに力を加える付勢手段であって、前記ノズルが、前記モールドアセンブリの閉鎖により前記接触アームに加えられる力によって、前記接触アームが前記弁ピン開位置に変位するように取付けられる付勢手段と、
（vi）導管セグメントに接続するための、前記ノズル入口のところで前記ノズル本体内に受け入れられる入口ブッシングであって、前記入口ブッシングのノーズ部分が前記ノズル通路内に移動可能に受けられる入口ブッシングと、
（vii）前記入口ブッシングと前記ノズル本体との相対的位置の最先端部を調整することによって、入口ブッシングを含む前記ノズルの最大全体長さを調整するための手段と、
（viii）前記入口ブッシングを、前記入口ブッシングとノズル本体との相対的位置の前記最先端部に向けて付勢するための入口ブッシング付勢手段とを備えることを特徴とする、装置。
請求項１５に記載の装置であって、入口ブッシングを含む前記ノズルの前記最大全体長さを調整するための手段はさらに、
前記ノズル本体の基準表面と前記入口ブッシングの基準表面との間の距離に渡る有効長さを有する調整ピンと、
前記調整ピンの前記有効長さを調整するための停止ナットとを備えることを特徴とする装置。
請求項１５に記載の装置であって、
モールド充填中のメルト圧力によって作用される表面の面積は、前記入口ブッシング付勢手段の抵抗力に打ち勝つのに十分な程度の、前記入口ブッシング付勢手段から与えられる力に加算される力を発生させるように作用することで、モールド充填中に、入口ブッシングを含む前記ノズルの全体長さを減少させる前記入口ブッシングと前記ノズル本体との相対的な移動が防止されることを特徴とする装置。
請求項１５に記載の装置あって、前記ノズルは、保持されるメルトからの所定の限度を超える内部圧力を解放する手段をさらに備え、
前記圧力解放手段は、前記弁ピンを開位置に移動させる方向に、メルト圧力からの力を前記弁ピンに加えるための前記弁ピン上の作用表面と、内部圧力の解放が起きるときの前記付勢手段の力を調整するための予荷重調整手段とを備えることを特徴とする装置。
請求項１５に記載の装置であって、前記ノズルはさらにノズル先端部を備え、前記ノズル先端部は前記ノズル出口を備え、前記弁ピンは前記ノズル出口とともに密閉部を形成する弁端部を備えることを特徴とする装置。
請求項１９に記載の装置であって、前記弁端部は段付きの円筒形態を有することを特徴とする装置。