JP3564063B2 - 射出成形機のノズル装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は第一射出部から供給される第一材料と第二射出部から供給される第二材料を選択的又は同時に射出する射出成形機のノズル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、第一射出部から供給される第一材料と第二射出部から供給される第二材料を選択的又は同時に射出する射出成形機のノズル装置としては、既に本出願人が特許第3002812号公報で提案した射出成形機のノズル装置が知られている。
【0003】
このノズル装置は、外ノズル部と、この外ノズル部の内部に配した内ノズル部と、この内ノズル部の内部に配したニードル部と、外ノズル部に対する内ノズル部の相対変位により、外ノズル部先端の第一ノズル口を内ノズル部先端の第一弁体部により開閉する第一開閉部と、内ノズル部に対するニードル部の相対変位により、内ノズル部先端の第二ノズル口をニードル部先端の第二弁体部により開閉する第二開閉部とを備え、外ノズル部と内ノズル部間に供給される第一材料及び内ノズル部とニードル部間に供給される第二材料を選択的又は同時に射出することができる基本構成を有し、特に、ニードル部の位置を外ノズル部に対して固定することにより、内ノズル部のみを駆動機構部により移動可能にし、内ノズル部の後退位置で第一開閉部を開き、かつ第二開閉部を閉じるとともに、内ノズル部の前進位置で第一開閉部を閉じ、かつ第二開閉部を開くように構成したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のノズル装置は、次のような改善すべき課題も存在した。
【0005】
第一に、外ノズル部,内ノズル部及びニードル部を設けて構成し、内ノズル部を移動させることにより切換を行うため、ノズル装置全体の構造が複雑となり、組立性の悪化やコストアップを招く。
【0006】
第二に、駆動機構部に一対の油圧シリンダを使用し、各油圧シリンダを組み合わせた制御により、内ノズル部の位置制御を行うため、制御応答性に難があり、速やかな切換制御を行うことができない。
【0007】
本発明は、上述した従来の技術に存在する課題を解決したものであり、ノズル装置全体の構造を簡易化して組立性の向上及びコストダウンを図ることができるとともに、制御応答性を高めて速やかな切換制御を行うことができる射出成形機のノズル装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、第一射出部Miaから供給される第一材料Laと第二射出部Mibから供給される第二材料Lbを選択的又は同時に射出する射出成形機Mのノズル装置1を構成するに際して、ノズル本体部2と、このノズル本体部2の内部に形成したノズル孔部Roに進退自在に挿入したニードル部3と、このニードル部3を前進位置Xf,中間位置Xm又は後退位置Xrへ選択的に変位させる駆動機構部4を備え、ノズル本体部2に、第一射出部Miaとノズル孔部Roを連通させる第一材料通路Ra及び第二射出部Mibとノズル孔部Roを連通させる第二材料通路Rbを設けるとともに、ニードル部3にニードル孔部Riを設け、ニードル部3の前進位置Xfでは、当該ニードル部3により第一材料通路Raと第二材料通路Rbを遮断し、ニードル部3の中間位置Xmでは、第一材料通路Raとノズル孔部Roを連通させ、かつニードル部3により第二材料通路Rbを遮断し、ニードル部3の後退位置Xrでは、第一材料通路Raとノズル孔部Roを連通させ、かつ第二材料通路Rbとノズル孔部Roをニードル孔部Riを介して連通させるように構成したことを特徴とする。
【0009】
この場合、好適な実施の形態により、ノズル本体部2は、ノズル外体部11,ノズル中体部12及びノズル内体部13を同軸上に組付け、ノズル外体部11とノズル中体部12間に第一材料通路Raを設け、ノズル中体部12とノズル内体部13間に第二材料通路Rbを設ける。また、駆動機構部4は、ピストン14pを最前進させてニードル部3を前進位置Xfへ変位させ、かつピストン14pを最後退させてニードル部3を後退位置Xrへ変位させる切換シリンダ14と、ニードル部3を前進方向に位置規制して当該ニードル部3を中間位置Xmへ変位させる規制機構部15を備えて構成する。なお、規制機構部15は、ニードル部3に形成した被係止部16と、この被係止部16に係止可能な係止部17と、この係止部17を係止位置Xp又はリリース位置Xqに変位させる規制シリンダ18を備えて構成することができるし、ニードル部3に設けた被係止部19と、この被係止部19に対して進入することにより当該被係止部19を変位させる楔形の係止部20を有する係止機構21と、この係止部20を進入位置Xi又はリリース位置Xoに変位させる規制シリンダ18を備えて構成することもできる。さらに、駆動機構部4の他の形態としては、ニードル部3に設けた従動部22と、この従動部22を前進位置Xf,中間位置Xm及び後退位置Xrに対応して変位させるカム部23を有するカム機構24と、このカム部23を変位させる切換シリンダ14を備えて構成することもできる。
【0010】
これにより、ニードル部3を前進位置Xfへ変位させれば、ニードル部3により第一材料通路Raと第二材料通路Rbの双方が遮断されるため、第一材料La及び第二材料Lbとも射出が阻止されるシャットオフ状態となる。また、ニードル部3を中間位置Xmへ変位させれば、第一材料通路Raとノズル孔部Roが連通し、かつニードル部3により第二材料通路Rbが遮断されるため、第一材料通路Raを通ってノズル孔部Roに供給される第一材料Laのみが射出される。さらに、ニードル部3を後退位置Xrに変位させれば、第一材料通路Raとノズル孔部Roが連通し、かつ第二材料通路Rbとノズル孔部Roがニードル孔部Riを介して連通するため、第一材料通路Raを通ってノズル孔部Roに供給される第一材料Laと第二材料通路Rb及びニードル孔部Riを通ってノズル孔部Roに供給される第二材料Lbの双方が同時に射出される。
【0011】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0012】
まず、本実施例に係るノズル装置1を含む射出成形機Mの構成について、図1〜図3を参照して説明する。
【0013】
射出成形機Mは、不図示の型締装置と図1に示す射出装置Miを備える。射出装置Miは、第一材料Laを射出する第一射出部Miaと第二材料Lbを射出する第二射出部Mibを備え、第一射出部Miaの前端と第二射出部Mibの前端は、共有部31を介して一体となる。第一射出部Miaは、加熱筒32及びこの加熱筒32の内部に挿通するスクリュ33を備えるとともに、第二射出部Mibは、加熱筒34及びこの加熱筒34の内部に挿通するスクリュ35を備える。
【0014】
また、射出装置Miには、本実施例に係るノズル装置1を備える。ノズル装置1は、共有部31の中央前端面に取付けたノズル本体部2と、このノズル本体部2の内部に形成したノズル孔部Roに進退自在に挿入したニードル部3と、このニードル部3を前進位置Xf,中間位置Xm又は後退位置Xrへ選択的に変位させる駆動機構部4を備える。
【0015】
ノズル本体部2は、図2及び図3に示すように、同軸上に組付けたノズル外体部11,ノズル中体部12及びノズル内体部13を備え、固定リング36により共有部31に固定する。そして、ノズル外体部11とノズル中体部12間には、第一材料通路Raを設けるとともに、ノズル中体部12とノズル内体部13間には第二材料通路Rbを設ける。なお、図面における第一材料通路Raと第二材料通路Rbは、軸方向へ直線状に描いてあるが、第一材料通路Raはノズル中体部12の外周面に形成した複数の螺旋溝を有するとともに、第二材料通路Rbはノズル内体部13の外周面に形成した複数の螺旋溝を有する。また、第一材料通路Raの後端は、周方向へリング状に形成した第一共通溝37に連通させ、この第一共通溝37は、第一供給路38を介して加熱筒32の内部前端に連通させるとともに、第二材料通路Rbの後端は、周方向へリング状に形成した第二共通溝39に連通させ、この第二共通溝39は、第二供給路40を介して加熱筒34の内部前端に連通させる。ノズル孔部Roは、大径孔部Rorとこの大径孔部Rorの前端に設けた小径孔部Rofを有し、この小径孔部Rofが射出口となる。また、大径孔部Rorの内周面には、第一材料通路Raに連通する材料供給溝Rasを形成する。
【0016】
一方、ニードル部3は、大径孔部Rorに収容される大径部3rとこの先端に設けて小径孔部Rofに挿入可能な小径部3fを有し、内部にはニードル孔部Riを設ける。ニードル孔部Riは、前端が小径部3fの前端に開口するとともに、後端は大径部3rの外周面に開口する。
【0017】
この場合、第一材料通路Ra,第二材料通路Rb及びニードル孔部Riの位置関係は次のようになる。まず、ニードル部3を図2に仮想線で示す前進位置Xfに変位させれば、ニードル部3により第一材料通路Raと第二材料通路Rbが共に遮断される。また、ニードル部3を図2に実線で示す中間位置Xmに変位させれば、第一材料通路Raとノズル孔部Roが連通し、かつニードル部3により第二材料通路Rbは遮断されたままとなる。さらに、ニードル部3を図2に仮想線で示す後退位置Xrに変位させれば、第一材料通路Raとノズル孔部Roが連通し、かつ第二材料通路Rbとノズル孔部Roがニードル孔部Riを介して連通する。
【0018】
他方、駆動機構部4は、ニードル部3を進退移動させる切換シリンダ14を備える。切換シリンダ14は片ロッドタイプの油圧シリンダを利用し、第一射出部Miaと第二射出部Mib間に配設する。ニードル部3の後部は後方へ延出し、後端を切換シリンダ14のピストン14pに備える駆動ロッド14rの先端に結合する。なお、41はニードル部3をガイドするガイド部である。これにより、切換シリンダ14のピストン14pを最前進させれば、ニードル部3を前進位置Xfへ変位させることができるとともに、ピストン14pを最後退させれば、ニードル部3を後退位置Xrへ変位させることができる。
【0019】
また、ニードル部3に対して前進方向の位置規制を行う規制機構部15を設ける。規制機構部15は、ニードル部3の中間位置に形成した軸方向に長い凹部を用いた被係止部16と、この被係止部16に係止可能な係止ピンを用いた係止部17と、この係止部17を係止位置Xp又はリリース位置Xqに変位させる規制シリンダ18により構成する。これにより、規制シリンダ18により係止部17を前進させ、図1に示す係止位置Xpへ変位させることにより被係止部16に進入させれば、切換シリンダ14を前進させた際に、ニードル部3は係止部17に係止し、ニードル部3は中間位置Xmへ変位せしめられる。
【0020】
さらに、42は切換シリンダ14及び規制シリンダ18を駆動する油圧回路、43は油圧回路42に接続したコントローラであり、このコントローラ43により切換シリンダ14及び規制シリンダ18を予め設定したシーケンスプログラムに従って駆動制御する。
【0021】
次に、本実施例に係るノズル装置1を用いた成形方法の一例について、図1〜図3,図5及び図6を参照しつつ図4に示すフローチャートに従って説明する。実施例は、第一材料Laに新材を使用するとともに、第二材料Lbにリサイクル材を使用し、リサイクル材を新材で覆ったいわゆるサンドイッチ成形品を成形する方法を示す。
【0022】
まず、ニードル部3を中間位置Xmへ変位させる。この場合、図1に示すように、規制シリンダ18を駆動制御して係止部17を係止位置Xpへ前進させるとともに、切換シリンダ14を駆動制御してニードル部3を前進させる。これにより、ニードル部3の被係止部16は係止部17に係止し、ニードル部3は中間位置Xmに変位せしめられる(ステップS1)。中間位置Xmでは、図1に示すように、第一材料通路Raとノズル孔部Roが連通し、かつ第二材料通路Rbはニードル部3により遮断されるため、ノズル装置1からは、最初に、新材を用いた第一材料Laのみが不図示の金型に射出充填される(ステップS2)。
【0023】
予め設定した設定量だけ射出充填したなら、切換シリンダ14を駆動制御して最後退させる(ステップS3,S4)。これにより、ニードル部3は図5に示す後退位置Xrに変位し、第一材料通路Raとノズル孔部Roが連通するとともに、第二材料通路Rbとノズル孔部Roがニードル孔部Riを介して連通するため、ノズル装置1からは、新材を用いた第一材料Laとリサイクル材を用いた第二材料Lbが同時に金型に射出充填される(ステップS5)。この場合、ノズル孔部Roとニードル孔部Riの位置関係から、第一材料Laは外側に位置し、第二材料Lbは第一材料Laの内側に位置する。
【0024】
予め設定した設定量だけ射出充填したなら、切換シリンダ14を駆動制御してニードル部3を前進させる(ステップS6,S7)。これにより、図1に示すように、前進途中で係止部17にニードル部3が係止し、ニードル部3は中間位置Xmに変位せしめられる。よって、ノズル装置1からは、第一材料La(新材)のみが金型に射出充填される(ステップS8)。予め設定した設定量だけ射出充填したなら、規制シリンダ18を駆動制御して係止部17を後退させ、リリース位置Xqへ変位させるとともに、切換シリンダ14を駆動制御してニードル部3を最前進させる。これにより、ニードル部3は図6に示す前進位置Xfに変位し、第一材料通路Raと第二材料通路Rbは、ニードル部3により共に遮断されるシャットオフ状態となる(ステップS9,S10)。以上の工程を経て、リサイクル材を新材で覆ったいわゆるサンドイッチ成形品が成形される。なお、次の成形を行う場合には、切換シリンダ14を駆動制御してニードル部3を後退させる(ステップS11)。そして、上述したステップS1からの工程を同様に繰返せばよい。
【0025】
このように、本実施例に係るノズル装置1によれば、基本的構成として、ノズル本体部2と、このノズル本体部2の内部に形成したノズル孔部Roに進退自在に挿入したニードル部3と、このニードル部3を前進位置Xf,中間位置Xm又は後退位置Xrへ選択的に変位させる駆動機構部4を備えるため、ノズル装置1全体の構造が簡易化され、組立性の向上及びコストダウンが図られる。また、駆動機構部4は、ピストン14pを最前進させてニードル部3を前進位置Xfへ変位させ、かつピストン14pを最後退させてニードル部3を後退位置Xrへ変位させる切換シリンダ14と、ニードル部3に形成した被係止部16と、この被係止部16に係止可能な係止部17と、この係止部17を係止位置Xu又はリリース位置Xdに変位させる規制シリンダ18を有し、ニードル部3を前進方向に位置規制してニードル部3を中間位置Xmへ変位させる規制機構部15を備えて構成したため、切換シリンダ14と規制シリンダ18を単純な切換弁で切換制御すれば足りるため、制御系の単純化と低コスト化が図られるとともに、制御応答性が高められることにより速やかな切換制御が可能となる。
【0026】
他方、図7〜図9には、駆動機構部4の変更実施例を示す。図7及び図8は、駆動機構部4における規制機構部15の変更例である。図7及び図8に示す規制機構部15は、ニードル部3に設けたプレート状の被係止部19と、この被係止部19に対して進入させることにより被係止部19を変位させるコの字形をなし、かつ先端を楔形に形成した係止部20を有する係止機構21と、この係止部20を進入位置Xi又はリリース位置Xoに変位させる規制シリンダ18を備えて構成する。なお、51は係止部20を保持する固定ベース部であり、この固定ベース部51と係止部20により係止機構21を構成する。図7及び図8に示す規制機構部15は、係止部20をリリース位置Xoに変位させた状態において、切換シリンダ14によりニードル部3を最前進位置Xfと最後退位置Xrに変位させることができるとともに、規制シリンダ18により、係止部20を被係止部19に対してへ強制的に進入させ、進入位置Xiまで変位させれば、ニードル部3を中間位置Xmへ変位させることができる。
【0027】
また、図9は、駆動機構部4の変更実施例であり、ニードル部3から左右に突出した一対の従動部22…と、この従動部22…を前進位置Xf,中間位置Xm及び後退位置Xrに対応して変位させるカム溝部23f…,23m…,23r…を左右に一対有するカム部23を有するカム機構24と、このカム部23を変位させる切換シリンダ14を備えて構成する。なお、52は規制シリンダ14及びカム部23を支持する固定ベース部であり、このベース部52とカム部23によりカム機構24を構成する。図9に示す変更実施例では、規制シリンダが不要となり、コスト面で有利になる。なお、図7〜図9において、図1と同一部分には、同一符号を付した。
【0028】
以上、実施例(変更実施例)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。例えば、第一材料Laに新材を、第二材料Lbにリサイクル材を使用し、サンドイッチ成形品を成形する方法を例示したが、使用する材料及び成形方法は、これらに限定されるものではない。また、駆動機構部4の構成も同様の機能を有する例示以外の他の構成により置換できる。
【0029】
【発明の効果】
このように、本発明に係るノズル装置は、ノズル本体部と、このノズル本体部の内部に形成したノズル孔部に進退自在に挿入したニードル部と、このニードル部を前進位置,中間位置又は後退位置へ選択的に変位させる駆動機構部を備え、ノズル本体部に、第一射出部とノズル孔部を連通させる第一材料通路及び第二射出部とノズル孔部を連通させる第二材料通路を設けるとともに、ニードル部にニードル孔部を設けて構成したため、次のような顕著な効果を奏する。
【0030】
(1) ノズル装置全体の構造を簡易化して、組立性の向上及びコストダウンを図ることができる。
【0031】
(2) 好適な実施の形態により、駆動機構部を、ピストンを最前進させてニードル部を前進位置へ変位させ、かつ当該ピストンを最後退させてニードル部を後退位置へ変位させる切換シリンダと、ニードル部を前進方向に位置規制して当該ニードル部を中間位置へ変位させる規制機構部を備えて構成すれば、制御系の単純化と更なる低コスト化を図ることができるとともに、制御応答性を高めて速やかな切換制御を実現できる。
【0032】
(3) 好適な実施の形態により、駆動機構部を、ニードル部に設けた従動部と、この従動部を前進位置,中間位置及び後退位置に対応して変位させるカム部を有するカム機構と、このカム部を変位させる切換シリンダを備えて構成すれば、切換シリンダ以外のシリンダ(規制シリンダ)が不要となり、コスト面において更に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係るノズル装置を備える射出成形機の断面平面図、
【図2】同ノズル装置の要部を示す断面平面図、
【図3】図2中A−A線断面図、
【図4】同ノズル装置を用いた成形方法の一例を示すフローチャート、
【図5】同ノズル装置のニードル部を後退位置へ変位させた状態の断面平面図、
【図6】同ノズル装置のニードル部を前進位置へ変位させた状態の断面平面図、
【図7】同ノズル装置における駆動機構部の変更実施例を示す断面平面図、
【図8】図7中B−B線断面図、
【図9】同ノズル装置における駆動機構部の他の変更実施例を示す断面平面図、
【符号の説明】
1 ノズル装置
2 ノズル本体部
3 ニードル部
4 駆動機構部
11 ノズル外体部
12 ノズル中体部
13 ノズル内体部
14 切換シリンダ
14p ピストン
15 規制機構部
16 被係止部
17 係止部
18 規制シリンダ
19 被係止部
20 係止部
21 係止機構
22 従動部
23 カム部
24 カム機構
M 射出成形機
Mia 第一射出部
Mib 第二射出部
La 第一材料
Lb 第二材料
Ro ノズル孔部
Ri ニードル孔部
Ra 第一材料通路
Rb 第二材料通路
Xf 前進位置
Xm 中間位置
Xr 後退位置
Xp 係止位置
Xq リリース位置
Xi 進入位置
Xo リリース位置

Claims (6)

  1. 第一射出部から供給される第一材料と第二射出部から供給される第二材料を選択的又は同時に射出する射出成形機のノズル装置において、ノズル本体部と、このノズル本体部の内部に形成したノズル孔部に進退自在に挿入したニードル部と、このニードル部を前進位置,中間位置又は後退位置へ選択的に変位させる駆動機構部を備え、前記ノズル本体部に、前記第一射出部と前記ノズル孔部を連通させる第一材料通路及び前記第二射出部と前記ノズル孔部を連通させる第二材料通路を設けるとともに、前記ニードル部にニードル孔部を設け、前記ニードル部の前進位置では、当該ニードル部により前記第一材料通路と前記第二材料通路を遮断し、前記ニードル部の中間位置では、前記第一材料通路と前記ノズル孔部を連通させ、かつ前記ニードル部により前記第二材料通路を遮断し、前記ニードル部の後退位置では、前記第一材料通路と前記ノズル孔部を連通させ、かつ前記第二材料通路と前記ノズル孔部を前記ニードル孔部を介して連通させるように構成したことを特徴とする射出成形機のノズル装置。
  2. 前記ノズル本体部は、ノズル外体部,ノズル中体部及びノズル内体部を同軸上に組付け、前記ノズル外体部と前記ノズル中体部間に前記第一材料通路を設け、前記ノズル中体部と前記ノズル内体部間に前記第二材料通路を設けたことを特徴とする請求項1記載の射出成形機のノズル装置。
  3. 前記駆動機構部は、ピストンを最前進させて前記ニードル部を前記前進位置へ変位させ、かつ当該ピストンを最後退させて前記ニードル部を前記後退位置へ変位させる切換シリンダと、前記ニードル部を前進方向に位置規制して当該ニードル部を前記中間位置へ変位させる規制機構部を備えることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のノズル装置。
  4. 前記規制機構部は、前記ニードル部に形成した被係止部と、この被係止部に係止可能な係止部と、この係止部を係止位置又はリリース位置に変位させる規制シリンダを備えることを特徴とする請求項3記載の射出成形機のノズル装置。
  5. 前記規制機構部は、前記ニードル部に設けた被係止部と、この被係止部に対して進入することにより当該被係止部を変位させる楔形の係止部を有する係止機構と、この係止部を進入位置又はリリース位置に変位させる規制シリンダを備えることを特徴とする請求項3記載の射出成形機のノズル装置。
  6. 前記駆動機構部は、前記ニードル部に設けた従動部と、この従動部を前記前進位置,前記中間位置及び前記後退位置に対応して変位させるカム部を有するカム機構と、このカム部を変位させる切換シリンダを備えることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のノズル装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI821941B (zh) * 2022-03-09 2023-11-11 瑞皇精密工業股份有限公司 共射成型結構

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