JP2619708B2 - 射出成形法およびそこで用いるノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形法およびそこで用いるノズルに関
し、更に詳しくいえば、本発明は中空型の物品並びに構
造をもつ（structural）発泡物品を作ることのできる射
出成形法およびそこで用いるためのノズルに関するもの
である。

（従来の技術） プラスチック成形業界においては、物品の射出成形と
組合せて加圧流体を用いることは周知である。この加圧
流体は典型的には窒素ガスであり、これは溶融プラスチ
ックに導入される。

加圧流体は多くの目的を果たしている。まず、これは
中空の内部々分をもつように物品を成形することを可能
ならしめ、これによって物品の重量が軽量化されおよび
必要な材料が節約される。第２に、第２段階の高い注入
圧の利用を排除することにより成形物品の歪を最小化す
る。これは、また部材を完全にするのにガスが使用され
る点で該部材重量を減ずる。第３に、この加圧流体は外
側への圧力を及ぼして、該物品を設置したまま、該金型
キャビティ表面にプラスチックを強制的に押付ける。こ
れは、特により厚いプラスチック部分をもつ物品の領
域、例えば構造をもつリブまたはボスにおけるひけが除
かれることにより、表面特性が改善される。

流体を用いた射出成形に伴う一つの問題は、このガス
とプラスチックとが注入ノズル内で合流してしまうこと
にある。これにより、該ノズル内のプラスチックを該ガ
スで汚染してしまう。これは極めて望ましくないことで
ある。というのは後の金型内へのプラスチックの注入が
汚染されたプラスチックを含み、その品質が損われてし
まうからである。換言すれば、ノズル内で溶融プラスチ
ックとガスとが混合し、得られる樹脂が製品表面の品位
に影響する。

この問題を解決せんとした公知技術の一つは、ヤスイ
ケ（Yasuike）等の米国特許第4,106,887号に記載されて
おり、これはカタオカ（Kataoka）の米国特許第4,140,6
72号に記載の射出成形用ノズルに類似する射出成形用ノ
ズルを開示している。チェックバルブを縦方向に伸びた
流体通路内に配置して、注入材料の逆流を防止してい
る。このような公知技術に関る問題は、特に比較的高粘
性のプラスチックをノズルにより注入する際に、ノズル
を完全に閉じるに必要な力が不十分であることにある。

フリードリッヒ（Friederich）の米国特許第4,101,61
7号は、ガスおよび溶融樹脂両者を金型内に導入するた
めのノズルおよび中空体の射出成形法を開示している。
バルブをノズル内で往復動可能なものとして、金型中へ
のガスおよび溶融樹脂の流れを調節している。

ヘンドリー（Hendry）の米国特許第4,333,608号はシ
ャット−オフプランジャーを備えた射出成形ノズルを開
示しており、これは流体で動作され、かつノズルを介し
て可塑化材料を流すことにより閉じられる。ノズル外部
の制御棒は該シャット−オフプランジャーの動きを調節
し、かつノズルを通して流れる可塑化樹脂の量が調節さ
れるように調整できる。

カタオカ（Kataoka）の米国特許第4,140,672号は射出
成形用ノズルおよび射出成形法を開示し、ここでニード
ル型のノズルは金型キャビティに粘稠な液を注入するた
めの中央ダクトを備えている。

ヤスイケ（Yasuike）等の米国特許第3,966,372号は、
内蔵された可動マンドレルをもつ注入シリンダを備えた
ノズルを開示している。このマンドレルは該シリンダの
内径を２つの異るチャンバに分割している。このマンド
レルは中央通路を有し、これはマンドレルから放射状に
伸びて、前方および後方チャンバを連通している。第１
および第２の熱可塑性樹脂をノズル内に充填し、これを
一度に金型キャビティ内に注入する。

ヤスイケ（Yasuike）等の米国特許第4,129,635号はノ
ズル部を含む注入シリンダを開示している。このノズル
部は注入通路を含み、その内部にガス装入デバイスが配
置され、順に該デバイスは該注入通路を貫いて開放する
装入ノズルを備えている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の特定の目的は、射出成形によりプラスチック
樹脂から少なくとも一つの物品を作製するための改良法
およびそこで用いるノズルを提供することにあり、ここ
では該ノズルを通る溶融樹脂の流れは該ノズルピストン
に印加される流体差圧により調節される。

（課題を解決するための手段） 上記のおよびその他の本発明の目的を果たすために、
射出成形システム内で少なくとも一種のプラスチック樹
脂から物品を作製する方法を提供する。このシステムは
加圧流体源と、注入開口および該開口を通して溶融樹脂
用の流路を設定するノズル本体を有する注入ノズルを備
えた金型と、ピストンおよび該ピストンと協動的に結合
していてこれと共に運動する先端部を備えたバルブ機構
とを含む。この先端部は、注入開口を介してノズル本体
からのプラスチック樹脂の流れを連通する開放位置と閉
鎖位置とを有する。本発明の方法は以下の諸工程：即ち
第１の可変圧を上記ピストンに印加して、該先端部をそ
の開放位置に移動させ、上記金型の注入開口を介して上
記射出ノズルからのプラスチック樹脂の流れを連通させ
ることにより金型内に上記物品の調製に十分な量の溶融
樹脂を注入する工程；この溶融樹脂の注入工程と同時に
またはその後に上記流体源からの加圧流体と該金型とを
連通させて、該金型内の内部表面に該溶融樹脂を分布せ
しめて、中空体部分を形成する工程；第２の可変圧を上
記ピストンに印加して、上記先端部にその閉鎖位置をと
らしめる工程、ここで該第１および第２可変圧の圧力差
が該先端部をその閉鎖位置に移動させ、上記バルブ手段
上での該圧力差は該流体が上記ノズル本体中に該溶融樹
脂の流路から侵入するのを防止する；該物品を該樹脂の
軟化点以下の温度まで冷却する工程；該中空体内の圧力
を解除する工程；および最後に該金型を開放して該物品
を取出す工程、を含む。上記流体源からの加圧流体は少
なくとも上記第２の圧力の一部として利用されて、上記
先端部はその閉鎖位置に移動される。

上記システムで用いられるノズルは樹脂と金型とを結
合するのに適した第１の端部と、結合された射出成形機
の端部と樹脂とを接続するのに適した第２の端部とを有
している。バルブ機構は先端部の開放位置と閉鎖位置と
の間で往復動するようになっている。ピストンは第１お
よび第２表面をもつ。先端部は圧力差によって開放位置
と閉鎖位置との間で運動して、ノズル本体内の樹脂の流
路に流体が侵入するのを防止する。このピストンの第２
の表面は流体源からの加圧流体を連通するようになって
いて、そのため先端部はその閉鎖位置をとり、かつその
閉鎖位置に維持される。

本発明は発泡性樹脂から構造をもつ発泡物品を作製す
る方法で利用できる。

本発明は、またノズルの下流域で流体圧を連通および
／または解除することが望ましい諸用途においても利用
できる。

多数の利点が本発明の方法並びにノズルによって得ら
れる。例えば、本発明は多頭ノズル、ホットランナーマ
ニホルドシステムで使用でき、これにより少なくとも一
つの内部中空部分をもつ成形物品を形成するための周期
的なプラスチックおよびガスの注入を制御する二重かつ
別々の通路が与えられる。これは特に有利である。とい
うのは、多くの場合において、成形物品の形状または寸
法は比較的大きく、かつ多重注入点により最良のものが
作られるからである。このような多重注入点の利用も、
単一の注入点からの溶融プラスチックをキャビティの縁
部にまで押込みあるいは強制的に送る必要性を最小化す
る。単一ノズルの使用に係る問題は金型キャビティの縁
部領域にまでプラスチックが移動しなければならない距
離に比例して粘度が増大することに関連する。

更に、ガス流路は便利な構造においては、ノズル内の
プラスチック流路から即座に分離される。いずれにし
ろ、このガス流路は溶融プラスチック流路から分離さ
れ、その結果ノズル内にガスおよびプラスチック用の共
通の流路をもつ場合に伴う諸問題が回避される。

好ましくは、プラスチックとガスの通路は同心状であ
り、各通路は合流しない。また、プラスチックの流通を
調節するバルブ機構もその内部にガス流動用の第２の通
路を備えていることが好ましい。このバルブ機構は補償
機構をもつことが好ましく、この機構はバルブ機構の先
端部が閉じられるまで、金型内への流体の侵入を阻止す
るように設定される。

更に好ましいことに、本発明の方法およびノズルは単
一ノズルまたは多頭ノズルホットランナーマニホルドい
ずれにも有用であり、ここで、少なくとも一つのノズル
が本発明の特徴を備えている。

本発明の目的、特徴並びに利点は以下の添付図を参照
しつつ記載される本発明の最良の実施態様の詳細から容
易に理解される。

（実施例） 第１図を参照すると、参照番号10で示された、プラス
チック樹脂からプラスチック物品を作るための、ガスを
用いた公知の射出成形システムが示されている。システ
ム10の様々な部材の一般的理解は本発明の方法並びにシ
ステムを理解する上で役立つ。

簡単にいえば、射出成形システム10は参照番号12で示
された射出成形機を含み、これは溶融樹脂の所定量また
は一発分の材料を注入するための、参照番号14で示され
たノズルを有する。この射出成形機12は油圧スクリュー
ラム16を含み、このラムは射出成形機12のバレル20内に
形成された孔18内に配置されている。このラム16は樹脂
を可塑化し、かつノズル14の方向に進ませる。当分野に
おいて周知であるように、樹脂が完全に可塑化される
と、スクリューラム16がバレル20の端部22に向けて油圧
動作で進み、ノズル14を介して溶融プラスチックが射出
される。

システム10は加圧流体供給源24をも含み、これは加圧
流体（即ち、典型的には窒素ガス）を、流動制御バルブ
26（一または複数）を介してノズル14に供給する。バル
ブ26は、これも当分野で周知の如く、ノズル14からの溶
融プラスチックの射出と同期して流体供給源24からの加
圧流体の流れを制御する。プラスチック射出および流体
連通を整合するに要する諸工程の調時および順序は様々
な広範な構造のいずれによっても与えることができるも
のと理解すべきである。

システム10は更に参照番号28で示される金型、即ち金
型本体を含む。第１図に示したようにこの金型28は２枚
構成金型本体を含む。板の一方はノズル14の射出端部を
位置決めするための定位リング30を含む。この定位リン
グ30はクランプ板32に取付けられ、これは順にキャビテ
ィ板34またはキャビティ保持板に固定連結される。スプ
ルーブッシュ36が定位リング30内に設けられ、かつクラ
ンプ板32で支持されている。

キャビティ板34上のリーダピン38は２枚構成金型28の
第１および第２の板の雄／雌結合の雄部分を与える。特
に、第２の板はリーダピンブッシュ40（一つだけ図示）
を含み、該ブッシュは金型28の閉じた位置において、そ
の内部にリーダピン38を摺動自在に受理しかつ維持す
る。リーダピンブッシュ40はコア保持板42内に保持され
る。コア保持板42は支持板44に固定連結され、順に支持
板44は突出部保持板46に連結される。突出部保持板46は
突出板48に結合され、突出板48は順次支柱50により支持
される。支持板44は、またＵ−字形突出部ハウジング52
の端部に固定結合され、このハウジングには支柱50も結
合されている。

板46は複数の戻しピン54、突出ピン56およびスプルー
引取りピン58を支持し、これらは板34の方向に伸びかつ
板42,44を貫通している。突出ピン56は金型28内に形成
された突出部Ｐに対し設けられている。スプルー引取り
ピン58はスプルーブッシュ36と整合する。

第１図に示したように、物品Ｐはスプルー60、ランナ
ー62およびゲート64によって相互に連結され、これらは
スプルーブッシュ36からキャビティ66までの樹脂流路を
画成する。雄および雌金型部68と70の対向面はキャビテ
ィ66を画成する。この金型部68は板46で支持され、一方
金型部70はキャビティ保持板34上に支持されている。

次に第３図をみると、本発明のノズルの一態様が図示
されている。特に参照番号106で示されたノズルは参照
番号108で示されたノズル本体を含み、ノズル本体は参
照番号110で示されたネジ切られた第１の端部を含んで
いる。この第１端部110は樹脂と参照番号112で示された
結合された金型とを結合するようになっている。金型11
2は圧力源114により予め加圧しおよび／または圧力解除
することができ、該圧力源は金型112のキャビティ116と
連絡しており、その目的は以下により詳しく述べる。し
かし、金型112はノズル106によって予備加圧することが
好ましい。

ノズル本体108もネジ切りされた第２の端部118を含
み、該端部は樹脂と、結合された射出成形機120の端部
とを連結するようになっている。第１および第２の端部
110と118とは夫々これらの間の中央部分122にネジ込み
固定されて、ノズル本体108を形成する。

第１および第２端部110および118夫々および中央部分
122は射出成形機120と金型112との間に溶融樹脂用の流
路を設定する。第２の端部118は中央樹脂開口124を含
み、該開口は第２端部118内で補助樹脂開口126に分岐し
ている。補助樹脂開口126は中央部分122内に形成された
各樹脂開口128と連通し、中央部分122は第１の端部110
内の第２の中央樹脂開口130と連絡している。

一般的に参照番号132で示したバルブ手段または機構
はノズル本体108内に配置され、このノズル本体を介し
て樹脂の流れを調整する。バルブ機構132はピストンま
たはピストンアセンブリ134を含み、これは中央部分122
内で往復動するようになっている。バルブ機構132の残
部は明確化のために閉じた位置で図示されているが、ピ
ストンアセンブリ134は、夫々中央部分122および第２端
部118の表面135と137との間の実質的に中間位置にある
ように第３図に示されている。

ピストンアセンブリ134は第１ピストン部材136を含
み、そこでは第２ピストン部材138がネジ込みにより固
定されている。この第１ピストン部材136は表面140をも
ち、この表面は第２の開口130から伸び中央部分122を貫
通する通路141を通して溶融樹脂と連絡している。同様
に、第２ピストン部材138は表面142をもち、この表面は
流体制御バルブ26および中央部122を貫いて放射状に形
成された孔144を介して流体供給源24と連絡し、かつ第
２のピストン部材138内に設けられた周辺溝146と連通し
ている。

第２ピストン部分138は肩部143をもち、第２端部118
は面145をもち、面と肩部との間においてバネ147を受け
かつ保持している。バネ147は第３図に示されているよ
うに、ピストン134を左側に偏らせている。

第２のピストン部材138は先端部150をもつピン148と
一体式に形成される。先端部150は第３図に示された実
線と点線との間で可動であり、第１端部110内に形成さ
れた樹脂オリフィス152を交互に開放かつ閉鎖する。第
１端部110は他の端部と互換性であって該樹脂オリフィ
スの寸法を変更し得ることが好ましい。

ピン148と第２ピストン部138との間の接合部におい
て、長手方向に伸びた通路156を介してガスの流れを調
節するためにバネ155により偏らされたボール154を含む
チェックバルブ152が配置されている。通路156はピン14
8を完全に貫通して伸びている。特に、ボール154はピン
148を介してガスが逆流するのを防止する。しかし、チ
ェックバルブ152は、ノズルを介して中空体部分の圧力
を解除したい場合には省くことができることを理解すべ
きである。

バネ155はその一端において開口をもつリング158内に
収容され、かつボール154をその反対側の端部に偏らせ
る。ボール154は開口をもつプラグ160に当接されてお
り、プラグ160はピストン部分138内にネジ込みにより固
定されている。ボール154は、流体源24からの流体の力
がバネ155の偏向作用を越えた後に、開口156の極く近傍
において、開口をもつリング158を介してガスが流れる
ことを可能とする。バネ155の力−偏向特性は、ボール1
54がプラグ160に当接したままであり、かつピストンア
センブリ134がピン148をその閉鎖位置に移動するように
選ばれる。ピン148がその閉鎖位置にある場合にのみ、
流体の力はボール154に及ぼされない。

様々な環状のバックアップおよび封止リング162,164,
169および170の形状の封止手段または機構は、ノズル本
体内でのガスと樹脂との連通を更に防止するのに役立
つ。更に、リング162と164との間には、第１のピストン
部材136内に周辺溝166が形成され、ピストン部材136は
放出口168と連絡していて、リング164をバイパスする可
能性のあるあらゆるガスをブリードする。

ノズル106の操作中、先端部150はその閉鎖位置から開
放位置に、第１ピストン部材136の面140における溶融樹
脂により及ぼされる可変圧力のために移動する。次い
で、この溶融樹脂はノズル106、スプルーを通って流れ
金型キャビティ116内に流入する。樹脂の注入後、ピン1
48は前進して、バネ147の偏向作用とボール154での流体
圧との作用下で、先端部150をその閉鎖位置に移動させ
る。先端部150がその閉鎖位置をとった後、ガスによる
追加の圧力はボール154をプラグ160から離し、かつガス
はピン148内の開口156を通って流れる。ガス注入または
連通工程は、当分野で周知のタイマーあるいは他のプロ
セス制御パラメータによって調節されるバルブ配列によ
って達成できる。

ガス装入量の注入が完了した際に、ガスバルブ26は閉
じられ、かつガスは金型内の物品中に維持される。チェ
ックバルブ152はピン148を介してガスが逆流するのを防
止する。先端部150の小さな面積の領域は、表面142にお
ける大きな表面積の領域に対して、先端部150に対する
任意のガス流によるノズル106の開放を防止する。換言
すれば、バルブ機構132上での圧力差が、ノズル本体108
内の溶融樹脂がガスにより汚染されないことを保証す
る。

最後に、ガスは金型112から解除される。このガスは
多数の別法のいずれかにより解除できる。一つの可能性
は、ガスを導入した通路を通して排気することである。
この可能な方法に関しては、チェックバルブ152は不要
である。また、ガスは先端部150の下流部で金型から抜
気できる。

第４図をみると、バルブゲートあるいは公知の多頭ノ
ズルホットランナーマニホルドシステム172が図示され
ており、該システムは本件出願の発明に利用すべく改良
されている。この種の設計においては、プラスチック用
の多重入口点を用いて、成形物品を形成するようになっ
ている。かかるシステムは多くの場合に利用され、そこ
で成形物品の形状または寸法は比較的大きく、最良のも
のは多重注入点によって作られる。

システム172は定位リング174、マニホルド176および
シリンダアセンブリ178一対を含む。各シリンダアセン
ブリ178はシャットオフピン180を含み、これは該アセン
ブリを貫通して長手方向に伸びているガス注入用の通路
をもつ。

各アセンブリ178は各々のピン180の一端で固定されこ
れと共に移動するピストン182を含む。制御ガス源186か
らのガスにより生ずるピストンの往復動はピン180を往
復動せしめて、各ノズル184を開放し、閉鎖する。シャ
ットオフピン180が後退位置にある場合、ノズル184は開
放され、かつ連通するプラスチックがスプルーを通って
金型キャビティ中に流入することを可能とする。このシ
ャットオフピンが前進、即ち封鎖位置にある場合、ノズ
ル先端は閉じられる。ノズル先端が閉じられた後、空気
を、制御されたガス源186から調節された様式で流し
て、金型の内表面上に溶融樹脂を分布させることが可能
である。容易に理解されるように、容易に１以上のノズ
ル106はマニホルド176にネジ込み式に取付け得るように
することができる。このような構成において、ピストン
134はノズル本体108の外部に設けることが好ましく、か
つピストン182の位置をとらせることが好ましい。

第５図をみると、第４図に示した態様とは別の態様が
図示されており、ここでは中実のピン188が中空ピン180
の代りに与えられている。（ガスをピン188を通して供
給するよりも）制御ガス源106は、例えば金型のスプル
ー192を貫いて伸びている開口190を通して、ノズル102
の下流域にガスを供給する。しかし、ガスはノズル106
の下流域の任意の有利な位置で供給し得るものと理解す
べきである。ガス源186からのガスは、また作動手段ま
たは機構にも連通していて、この手段はピン188を前進
しもしくは後退するために、円筒状部材内のピストンの
形状をとることが好ましい。

第６図をみると、第３図に示されたノズル106を含む
射出成形システム中で、発泡性樹脂から構造をもつ発泡
体を作るための様々な工程がフローチャート形式で示さ
れている。

工程200において、金型112は圧力源114を通して加圧
される。

工程202において、発泡性樹脂はノズル106を通して注
入される。

工程204において、先端部150はノズル106を閉じるよ
うに伸びている。

工程206において、圧力は金型112内で解除されて、該
発泡性樹脂を発泡せしめる。

工程208において、本体は冷却される。

工程210において、金型は開放され、部材が取外され
る。

第６図に概説した工程に加えて、流体（即ち窒素ガ
ス）をノズル106からの圧力下で金型112内に注入して、
金型112の内面上に溶融樹脂を分布することができる。
この工程の後、ガスにより生ずる圧力を解除する。この
圧力は金型内にあるいは中空ピン148を介して解除する
ことができる。

第７図をみると、拡大された補償手段または機構220
が図示されており、これはピストンアセンブリ134′内
に配置されている。一般に、補償機構220も、バルブ機
構132の先端部が閉じられるまで、流体が金型112内に侵
入することを防止する。

第３図に示された部材と同一のあるいはこれに類似の
機能または構造をもつ第７図の部材は同一の参照番号で
示されるが、ダッシュを付して表示されていることを理
解すべきである。

ピストンアセンブリ134′は先端部（図示せず。しか
しこれはピン148′の端部にネジ込み式に固定されてい
る）をもつピン148′と一体式に形成される。

チェックバルブ152に類似のチェックバルブ152′がピ
ン148′内に含まれている。チェックバルブ152′はボー
ル154′を含み、このボールは着脱式の先端部内に形成
された通路156′に隣接して、ピン148′内に設けられて
いる。

補償機構220は圧縮バネ222を含み、このバネはピン14
8′内に形成された肩部221と、ピン148′内に配置され
たバネ支持体224の肩部223との間に配置される。バネ支
持体224は内部キャビティ226を含み、このキャビティは
バネ222を受け、かつ少なくとも部分的には肩部223によ
って画成される。キャビティ226は、傾斜した通路228に
より、ピン148′内に形成された第２のキャビティ229と
流体接続状態にある。

通路228は内部キャビティ226に対向するバネ支持体22
4の外面230と連通している。更に、外面230は通路234,2
38および240を介して、ピストンアセンブリ134′の面14
2′と137′並びにノズルの第２端部118′に夫々連絡し
ている。通路234は調節プラグ232内に作られ、かつ調節
プラグ232並びに圧力ブロック（pressure block）236内
に形成された通路238と直接連通している。最後に、通
路240は、通路238と間接々続している圧力ブロック236
内に形成されている。

通路234の寸法とバネ222の強さとの両者が、流体が通
路156′を通って移動する圧力を決定する。例えば、こ
の通路234の径が小さい程かつバネ222が強力であればあ
る程、圧力は一層高くなる。このような高い圧力は著し
く粘稠なプラスチックに対して必要とされる。

調節プラグ232はピストンアセンブリ134′内に調節可
能な状態でネジ込み式に固定され、これによって補償機
構220のバネ222が設置され、ピストン先端がその前方位
置で閉じられるまで、金型内へのガスの侵入を防止す
る。即ち、バネ147′と共に空気圧が表面142′に圧力を
及ぼし、ピストンアセンブリ134′を移動させ、かつ結
果としてピン148′の先端部が閉じられるまでピン148′
を左側に移動せしめる。このように設定した後、バネ支
持体224の表面230に及ぼされる空気圧はバネ支持体234
を左側に移動せしめ、これによって流体が開口234,238
および240、開口228を通り、バネ222を越え、通路156′
およびピン148′を通って流動することが可能となる。
ボール154′は、流体を金型により妨害されずに流し、
かつ流体が通路156′を介して逆流するのを防止（即ち
ボール154′は一方向バルブとして動作する）すること
により、第３図に示した態様のボール154と同じ様式で
動作する。

また、チェックバルブ152′は、中空体部分内の圧力
を少なくとも部分的にノズルを介して解除しようとする
場合には、省略できるものと理解すべきである。補償機
構220は、少なくとも中空体部分の圧力が、例えば400ps
iなる値に達するまで（この圧力の下で補償機構220は流
体の逆流を防止する）、圧力解除することを可能とす
る。

本発明の方法およびノズルの種々の態様はノズル内で
のガスとプラスチック樹脂との相互の混合を防止する。
結果として、優れた表面仕上げの部品が本発明によって
与えられる。

本発明を実施する最良の態様をここで詳しく述べてき
たが、本発明が関与する技術に馴染みのある者は、上記
の特許請求の範囲に規定されたような本発明を実施する
ための様々な異る設計並びに態様を認識するであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は開放位置にある金型と、加圧流体源およびこれ
に関連する制御バルブと、ノズルをもつ射出成形機とを
含む公知の流体−射出成形システムの一部取除いたかつ
断面で示した模式図であり、 第２図は本発明の一態様の様々な工程を示すブロック図
であり、 第３図は本発明のノズルの第１の態様の一部取除いた断
面図で示した側面図であり、 第４図は本発明のノズルの第２の態様を、多頭ノズルと
共に使用するのに適したホットランナーマニホルドと組
合せて示した断面図であり、 第５図は本発明のノズルの更に別の態様の一部取除いた
断面図で示した模式図であり、 第６図は本発明の方法の第２の態様の種々の工程を示す
ブロック図であり、および 第７図は本発明のノズルの好ましい態様で用いる補償機
構の、一部取除いた断面図で示した側面図である。 （主な参照番号） 10……射出成形システム、12……射出成形機、14……ノ
ズル、16……油圧スクリューラム、18……孔、20……バ
レル、22……バレル端部、24……加圧流体供給源、26…
…流動制御バルブ、28……金型、30……定位リング、32
……クランプ板、34……キャビティ板、36……スプルー
ブッシュ、38……リーダピン、40……リーダピンブッシ
ュ、42……コア保持板、44……支持板、46……突出部保
持板、48……突出板、50……支柱、52……ハウジング、
54……戻しピン、56……突出ピン、58……スプルー引取
ピン、60……スプルー、62……ランナー、64……ゲー
ト、66……キャビティ、68……金型雄型、70……金型雌
型、106……ノズル、108……ノズル本体、110……第１
端部、112……金型、114……圧力源、116……キャビテ
ィ、118……第２端部、120……射出成形機、124……中
央樹脂開口、126……補助樹脂開口、132……バルブ手
段、134……ピストン、136……第１ピストン部材、138
……第２ピストン部材、144……孔、146……周辺溝、14
7……バネ、148……ピン、152……チェックバルブ、154
……ボール、155……バネ、158……リング、160……プ
ラグ、162,164,169,170……封止リング、172……多頭ノ
ズルホットランナーマニホルドシステム、174……定位
リング、176……マニホルド、178……シリンダアセンブ
リ、180……シャットオフピン、182……ピストン、184
……ノズル、186……制御ガス源、188……中実ピン、19
0……開口、192……スプルー、220……補償機構、222…
…圧縮バネ、224……バネ支持体、226……内部キャビテ
ィ、232……調節プラグ、236……圧力ブロック。

Claims (39)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧流体源と、注入開口を備えた金型と、
   該注入開口を介して溶融樹脂用の流路を設定するための
   ノズル本体を備えた射出ノズルと、ピストンおよび該ピ
   ストンと協動的に結合しこれと共に動作する先端部を含
   むバルブ手段とを含み、該先端部が閉鎖位置と開放位置
   とを有していて、該注入開口を介して該ノズル本体から
   のプラスチック樹脂の流れを連通している射出成形シス
   テム内で、少なくとも一種のプラスチック樹脂から物品
   を製造する方法において、該方法が以下の諸工程：
   （ａ）第１の可変圧を上記ピストンに印加して、上記先
   端部をその開放位置に移動させて、上記注入開口を介し
   て上記射出ノズルからのプラスチック樹脂の流れを連通
   せしめることにより、上記金型内に上記物品の調製に十
   分な量の溶融樹脂を注入する工程、（ｂ）上記溶融樹脂
   の注入工程と同時にあるいはその後に上記流体源からの
   加圧流体と該金型とを連通させて、該金型の内部表面に
   該溶融樹脂を分布せしめて、中空部分を形成する工程、
   （ｃ）第２の可変圧を上記ピストンに印加して、上記先
   端部にその閉鎖位置をとらせる工程、ここで上記第１お
   よび第２可変圧間の圧力差が該先端部をその閉鎖位置に
   移動させ、上記バルブ手段上での該圧力差は該流体が上
   記ノズル本体中に該溶融樹脂の流路から侵入するのを防
   止する、（ｄ）該物品を該樹脂の軟化点以下の温度まで
   冷却する工程、（ｅ）該中空体部分の圧力を解除する工
   程、および（ｆ）該金型を開放して該物品を取出す工
   程、を含み、 上記流体源からの加圧流体を、少なくとも上記第２の圧
   力の一部として、上記先端部をその閉鎖位置にするのに
   利用する、 ことを特徴とする上記方法。
2. 【請求項２】更に、上記中空体部分に一定量の溶融樹脂
   を注入する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の
   方法。
3. 【請求項３】上記ピストンが上記ノズル本体中で往復運
   動するように取付けられており、上記第１の圧力が上記
   樹脂注入工程中の該樹脂によって与えられる請求項１記
   載の方法。
4. 【請求項４】上記ピストンが上記ノズル本体外で往復運
   動するように取付けられている請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】上記流体が上記注入開口を介して連通して
   いる請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】上記流体が上記先端部を介して連通してい
   る請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】上記中空体部分内の圧力が上記注入開口を
   介して解除される請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】上記中空体部分内の圧力が少なくとも部分
   的に上記先端部を通して解除される請求項７記載の方
   法。
9. 【請求項９】上記圧力解除工程が少なくとも部分的に、
   上記冷却工程後に上記ノズルと金型とを分離することに
   より達成される請求項７または８記載の方法。
10. 【請求項１０】上記流体がガスである請求項１記載の方
    法。
11. 【請求項１１】該ガスが窒素である請求項10記載の方
    法。
12. 【請求項１２】上記バルブ手段が偏向手段を含み、該偏
    向手段が上記第２の圧力の少なくとも一部を印加する請
    求項１記載の方法。
13. 【請求項１３】上記流体が上記連通工程中の第２の圧力
    の実質的すべてを印加する請求項１記載の方法。
14. 【請求項１４】上記中空体部分が上記金型内に流体を導
    入することにより該金型内に形成され、かつ更に該中空
    体部分における該ガス導入口を閉じるのに十分な量の樹
    脂を注入する工程を含む請求項１記載の方法。
15. 【請求項１５】上記圧力解除工程が、上記冷却工程後、
    上記中空体部分内部を周囲大気に対し開放することによ
    り達成される請求項14記載の方法。
16. 【請求項１６】上記金型がその内部に形成すべき上記物
    品の形状をもつ一定体積の金型キャビティを画成し、か
    つ該金型内に注入される上記溶融樹脂が初めにほんの部
    分的にのみ該金型キャビテイを満たす請求項１または14
    記載の方法。
17. 【請求項１７】上記金型が雌型部分と、該雌型部内で可
    動であって、内部に可変体積の金型キャビティを画成す
    る雄型とを含み、かつ該金型内に注入された上記溶融樹
    脂が少なくとも部分的に該金型キャビティを満たす請求
    項１または14記載の方法。
18. 【請求項１８】該体積が上記流体を上記金型内に注入し
    た際に増大する請求項17記載の方法。
19. 【請求項１９】上記加圧流体が上記ノズルの下流部で上
    記金型と連通している請求項１記載の方法。
20. 【請求項２０】上記中空体部分内の圧力が少なくとも部
    分的に上記ノズル下流部で解除される請求項１または19
    記載の方法。
21. 【請求項２１】加圧流体源、注入開口をもつ金型および
    射出成形機を含む流体を用いる型の射出成形装置内で使
    用され、溶融樹脂用の流路を設定する手段をもつノズル
    本体と、該ノズル本体を通して樹脂の流れを調節するバ
    ルブ手段とを含み、該ノズル本体の第１の端部は該金型
    と樹脂とを連絡するのに適しており、その第２の端部は
    該射出成形機と樹脂との連絡に適しており、該バルブ手
    段はピストンと該ピストンと協動的に結合されてこれと
    共に動作する先端部を含み、該バルブ手段は開放位置と
    閉鎖位置との間を往復動するようになっており、該先端
    部は開放位置において上記ノズル本体を介して樹脂の流
    れを連通し、該ピストンは第１および第２の表面をも
    ち、該先端部は該バルブ手段上の圧力差によって上記開
    放位置と閉鎖位置の間を移動して上記流体が該ノズル本
    体内の溶融樹脂の上記通路に侵入するのを防止してい
    る、流体を用いる型の射出成形システムで使用するノズ
    ルであって、 上記ピストンの第２の表面が、上記先端部をその閉鎖位
    置とし、かつ該先端部を閉鎖位置に維持するための上記
    流体源からの加圧流体と連通するようになっていること
    を特徴とする上記ノズル。
22. 【請求項２２】上記バルブ手段が上記ノズル本体内に収
    容されており、かつ上記ピストンの第１の表面が上記樹
    脂と連通している請求項21記載のノズル。
23. 【請求項２３】上記ピストンが上記バルブ本体の外部で
    往復動するように取付けられており、かつ上記流体源か
    らの流体が上記ピストンの該第１表面に圧力を印加する
    請求項21記載のノズル。
24. 【請求項２４】上記バルブ手段がその内部に設けられた
    流体流路をもち、かつその一端において上記先端部分を
    通して開放状態にあり、該流体流路および該先端部分が
    上記金型内にて該加圧流体の流れを連通している請求項
    21〜23のいずれか１項記載のノズル。
25. 【請求項２５】上記流体がガスである請求項22または23
    記載のノズル。
26. 【請求項２６】該ガスが窒素である請求項25記載のノズ
    ル。
27. 【請求項２７】上記バルブ手段が更に上記ピストンを偏
    向するための偏向手段を含む請求項22または23記載のノ
    ズル。
28. 【請求項２８】該偏向手段が該ピストンを偏向すべく該
    ピストンの第２表面と協動的に結合されたバネを含む請
    求項27記載のノズル。
29. 【請求項２９】更に上記流路内にこれを通過する上記加
    圧流体の流れを制御するためのチェックバルブを含む請
    求項24記載のノズル。
30. 【請求項３０】多頭ノズルホットランナーマニホルドシ
    ステムで使用するのに適している請求項22または23記載
    のノズル。
31. 【請求項３１】上記先端部が上記ノズル本体の第１の端
    部と協動的に結合されている請求項22または23記載のノ
    ズル。
32. 【請求項３２】該ノズル本体がその第１端部および共通
    先端位置における互換性ノズル先端を含み、樹脂オリフ
    ィスのサイズを変え得る請求項31記載のノズル。
33. 【請求項３３】更に、上記ピストンにおいて、上記ノズ
    ル本体内での上記流体と樹脂との連通を防止するため、
    該ノズル本体内に設けられた封止手段をも含む請求項22
    または23記載のノズル。
34. 【請求項３４】上記バルブ手段が補償機構を備えてい
    て、該バルブ機構の先端部が用いられるまで、流体の金
    型内への流入を防止する請求項21〜23のいずれか１項記
    載のノズル。
35. 【請求項３５】該補償機構がバネ力を与えるバネ手段を
    含み、該バネの力が上記先端部をその閉鎖位置まで移動
    させるに要する力よりも大きい請求項34記載のノズル。
36. 【請求項３６】加圧流体源、金型、溶融樹脂の流路を設
    定するためのノズル本体を有する注入ノズルおよびピス
    トンと該ピストンと協動的に結合しこれと共に運動する
    先端部とをもつバルブ手段を含む射出成形システム内で
    発泡性樹脂から構造をもつ発泡物品を作製するための、
    以下の諸工程：（ａ）所定圧に該金型を加圧する工程、
    （ｂ）該金型内の注入開口を通して該注入ノズルから、
    該物品を少なくとも部分的に調製するのに十分な量の発
    泡性樹脂を注入する工程、（ｃ）該バルブ手段における
    差圧によって該ピストンを移動させて、該先端部をその
    閉鎖位置に移動せしめる工程、（ｄ）該金型内の圧力を
    解除して該樹脂を発泡する工程、（ｅ）該物品を該樹脂
    の軟化点以下の温度まで冷却する工程、および（ｆ）該
    金型を開放して該物品を取出す工程を含む方法であっ
    て、 該流体源からの加圧流体を、該先端部をその閉鎖位置に
    するための上記差圧の少なくとも一部として利用するこ
    とを特徴とする上記方法。
37. 【請求項３７】更に、所定量の溶融樹脂を注入する工程
    と同時にまたはその後に、加圧下にある上記金型に流体
    を注入して、該溶融樹脂を該金型の内部表面上に分布せ
    しめる工程を含む請求項36記載の方法。
38. 【請求項３８】該流体の注入工程後に、更に該物品内の
    圧力を解除する工程をも含む請求項37記載の方法。
39. 【請求項３９】上記バルブ手段がその内部に設けられた
    流体通路をもち、かつ上記更に圧力を解除する工程が該
    流体通路を通して該金型内の圧力を排除することにより
    達成される請求項38記載の方法。