JP3996591B2

JP3996591B2 - ノズル押圧機構

Info

Publication number: JP3996591B2
Application number: JP2004294716A
Authority: JP
Inventors: 悟春西野; 隆志篠田
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2024-10-07
Also published as: US7314369B2; US20060078646A1; JP2006103224A; CN100586696C; CN1757497A

Description

本発明は、射出装置のノズルを金型に押圧させる機構に関する。

射出装置のノズルを金型に押圧させる機構は、例えば、特許文献１に示すようなものがある。特許文献１は、射出ノズルを備える射出装置部分（加熱筒取付面）と金型取付盤との間の対向面に、１個又は２個以上の液圧シリンダ装置を、玉継手を介して取り付けたものである。これにより、射出ノズルと金型との当接状態を調節するために射出装置の中心線の水平との角度を変える場合においても、液圧シリンダ装置の中心線方向が射出装置の中心線方向の変化に順応して無理なく変更調節され、機械使用上多大の利便を有する。しかしながら、この機構により保護されるのは、液圧シリンダ装置のみである。すなわち、上記のように射出ノズルと金型との当接状態を調節するときには射出ノズルの金型への当接位置が変化して、図５に示すように、液圧シリンダ装置の金型取付盤への取付位置と前記射出ノズルと金型との当接位置との距離が変化するのであるから、液圧シリンダ装置に基づく射出ノズルの金型への押圧力の方向は射出ノズル（射出装置）の中心線からずれることになる。その結果、射出ノズルにはその中心線に直交する方向の分力が作用するため、溶融材料が射出ノズルと金型との当接面から漏洩したり、射出ノズル又は金型の当接面が損傷するのである。

また、射出ノズルはその中心線方向に長く重量の大きな加熱筒の先端に取り付けられているため、加熱筒は自重により垂下して湾曲する。そのため、液圧シリンダ装置に基づく射出ノズルの金型への押圧力の方向は射出ノズル（射出装置）の中心線からずれることになる。この現象は、大型の射出装置ほど顕著に現れ、上記と同様に、射出ノズルにその中心線と直交する方向の分力を発生させるため、溶融材料が射出ノズルと金型との当接面から漏洩したり、射出ノズル又は金型の当接面が損傷する他、加熱筒の湾曲を助長する等の悪影響を及ぼすのである。
実公昭３５−７９７８号公報（第１頁、第１−２図）

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ノズルの金型当接部からの溶融材料の漏洩又はノズル、金型若しくは加熱筒の損傷を防止することができるノズル押圧機構を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１の発明は、射出装置のノズルを金型に押圧させる機構であって、掛合体が掛合部に掛合又は非掛合となるように変位する掛合手段と、該掛合手段が一端に設けられ他端が前記射出装置に設けられる牽引手段とを備え、前記掛合手段の前記牽引手段側とは反対側は前記ノズルが前記金型に当接する部位の近傍に取り付けられ、前記掛合手段の前記掛合体は鉤の手部を有し、前記掛合部は丸棒であることを特徴とするノズル押圧機構に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記牽引手段は、前記射出装置の加熱筒前部に設けられるノズル押圧機構に係る。

請求項３の発明は、請求項２において、前記牽引手段は、シリンダヘッド前面の前記ノズルの両側に設けられるノズル押圧機構に係る。

請求項１の発明は、射出装置のノズルを金型に押圧させる機構であって、掛合体が掛合部に掛合又は非掛合となるように変位する掛合手段と、該掛合手段が一端に設けられ他端が前記射出装置に設けられる牽引手段とを備え、前記掛合手段の前記牽引手段側とは反対側は前記ノズルが前記金型に当接する部位の近傍に取り付けられることから、ノズルの金型への当接位置が変化してもノズルを金型に押圧する力の方向がノズルの中心線に一致し、ノズルと金型等との当接面からの溶融材料の漏洩又はノズル若しくは金型等の当接面の損傷を防止することができ、特に、前記掛合手段の前記掛合体は鉤の手部を有し、前記掛合部は丸棒であるから、掛合手段の非掛合時に掛合体と掛合部を容易に分離することができるとともに、掛合手段がノズルの当接位置の変化に容易に対応することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記牽引手段は、前記射出装置の加熱筒前部に設けられるから、加熱筒の湾曲の影響が軽減され、より効果的にノズルと金型等との当接面からの溶融材料の漏洩又はノズル若しくは金型等の当接面の損傷を防止することができる。

請求項３の発明は、請求項２において、前記牽引手段は、シリンダヘッド前面の前記ノズルの両側に設けられるから、より効果的にノズルと金型等との当接面からの溶融材料の漏洩又はノズル若しくは金型等の当接面の損傷を防止するとともに、ノズル押圧機構を小型に構成することができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のノズル押圧機構の正面図、図２は本発明のノズル押圧機構の平面図、図３は本発明のノズル押圧機構において射出装置を伏せてノズルの金型への当接位置を下方に調節したときの正面図、図４は本発明のノズル押圧機構において牽引手段を射出装置の加熱筒取付面に取り付けたときの正面図、図５は従来のノズル押圧機構において射出装置を伏せてノズルの金型への当接位置を下方に調節したときの正面図である。

図１及び図３に示すように、射出装置１０は、その金型３３側の前面である加熱筒取付面に加熱筒３１を有する。加熱筒３１の前端部には取付環３０を介してシリンダヘッド２９が固着され、シリンダヘッド２９の前端面にはノズル２６が螺着されている。ノズル２６とシリンダヘッド２９の外周面にはヒータ２７，２８がそれぞれ捲着されている。また、加熱筒３１の外周面にも図示しないヒータが捲着され、カバー３２が覆設されている。加熱筒３１、シリンダヘッド２９及びノズル２６には中心孔が穿孔され、該中心孔が加熱筒３１からノズル２６の先端まで連通している。加熱筒３１の中心孔には図示しないスクリュ又はプランジャが往復移動可能に嵌挿されている。そして、射出装置１０は、前記スクリュ又はプランジャを前後進駆動する図示しない射出駆動装置を備えている。前記スクリュ又はプランジャが後退してその前方の加熱筒３１内に、溶融されて可塑化されたプラスチック等の溶融材料が貯留される。貯留された溶融材料は、前記射出駆動装置により前進駆動される前記スクリュ又はプランジャによって押圧されて、スプルブッシュ３４に当接したノズル２６を介して金型３３内のキャビティへ射出される。

牽引手段１１と掛合手段１２は、ノズル２６を金型３３（スプルブッシュ３４）に当接させ押圧させるためのものであり、ノズル２６を平衡状態で金型３３に当接させるため、ノズル２６の両側に二組設けられる。牽引手段１１は、シリンダヘッド２９の前面に固着した取付座１３と、取付座１３に螺着したピストンロッド１４と、ピストンロッド１４の先端に固着したピストン１５と、ピストン１５を往復動可能に嵌挿するシリンダ１６と、シリンダ１６のピストンロッド１４側端面に固着されピストン１５の牽引室１７に連通する通路を有する後板１９と、シリンダ１６のピストンロッド１４側とは反対の端面に固着されピストン１５の開放室１８に連通する通路を有する前板２０とからなる。

掛合手段１２は、図１及び図２に示すように、コ字状における非開放底部を前板２０に固着された支持体２１と、支持体２１のコ字状の開放部に軸ピン２２で揺動自在に枢設され鉤の手状の鉤の手部４３を有する掛合体２３と、掛合体２３の鉤の手部４３が掛合する丸棒からなる掛合部２４と、掛合部２４の両端を支持し金型３３の表面に固着する支持柱２５とからなる。なお、掛合部２４は、直線状の丸棒であるが、それに掛合する掛合体２３が鉤の手部４３に直交する方向に変位したときに効果的に掛合可能とするため、軸ピン２２側に突出した円弧状に形成してもよい。また、適宜の間隙を鉤の手部４３と支持柱２５との間に設けることが好ましい。さらに、掛合手段１２は、支持体２１が金型３３に固着され、支持柱２５が前板２０に固着されて、掛合関係が実施例とは逆になるように構成してもよい。

金型３３は固定金型であっても可動金型であってもよく、ノズル２６は金型３３の側面に設けたスプルブッシュ３４に当接するように構成される。また、ノズル２６は、固定金型と可動金型の型合わせ面に当接してパーティング射出を実行するようにしてもよい。この場合、二の掛合手段１２の内の一方の掛合手段１２の支持柱２５と他方の掛合手段１２の支持柱２５は、それぞれ固定金型と可動金型とのいずれか一方又は双方に取り付けられることになる。なお、実施例では支持柱２５が金型３３に取り付けられるが、支持柱２５が固定金型を取り付ける固定盤に取り付けられ、ノズル２６が固定盤を遊貫して固定金型に当接するように構成してもよい。

図２に示すように、取付座３７が取付座１３の側面に固着され、ロッド３８が取付座３７に固着されている。ロッド３８は、後板１９の側面に固着された取付座３９の内孔に往復動可能に嵌挿されている。この機構によりシリンダ１６がピストンロッド１４の中心線で揺動することを防止し、掛合体２３と掛合部２４との掛合関係が好ましい位置に維持される。

取付座３９のロッド３８挿入面の反対面には、開閉駆動部４１の一端がジョイント４０を介して掛合体２３の揺動方向の面に揺動可能に設けられている。開閉駆動部４１の他端はジョイント４２に結合され、ジョイント４２は、掛合体２３の側面に開閉駆動部４１がジョイント４０と同一面に揺動可能となるように軸支されている。開閉駆動部４１は、油圧シリンダ装置又は空圧シリンダ装置からなることが好ましいが、電磁石等を用いてもよい。このように構成されているから、掛合体２３は、鉤の手部４３が開閉駆動部４１によって軸ピン２２を中心として円弧状に揺動する。

掛合体２３は、衝止部３５をジョイント４２が取り付けられた側面に対して軸ピン２２を隔てた他の側面に設けている。衝止部３５は、ボルト４４が立方体の部材の一面に螺入されてナットによって回り止めを施されたものである。衝止部３５は、ボルト４４の頂部が掛合体２３の鉤の手部４３に対して軸ピン２２を隔てるように該掛合体２３の側面に設けられている。ボルト４４の頂部の突出量は、掛合体２３が開閉駆動部４１により揺動して鉤の手部４３が掛合部２４と軸ピン２２を結ぶ線上に到達したときに、該ボルト４４の頂部が前板２０の前面に設けた当接座３６に当接するように調節されている。

次に、本発明のノズル押圧機構の作動を詳細に説明する。溶融材料が射出装置１０の加熱筒３１内の前方に貯留されたとき、開閉駆動部４１は、その長さが縮小するように駆動され、掛合体２３を図２において時計回転方向に揺動させる。そして、掛合体２３が掛合部２４と掛合しない状態において、図示しない前後駆動手段により射出装置１０を金型３３に接近させる。なお、特許文献１に示す従来技術では液圧シリンダ装置が前記前後駆動手段に相当し、該液圧シリンダ装置は射出装置を前後駆動する機能と射出ノズルを金型に押圧する機能を併せ持っている。したがって、有効受圧面積が大きくかつ長いシリンダ装置が必要となる。それに対し、本発明に用いられる前後駆動手段は、射出装置１０を前後動させるために比較的小さな出力しか必要としないので、有効受圧面積が小さい小型のシリンダ装置等で事足りるのである。また、本発明では、ノズルを金型へ押圧させる牽引手段１１は、射出装置を前後駆動する機能を必要とせず、掛合手段１２の遊びに僅かな余裕を加えただけの小さなストロークを有するのみであるから、極めて小型のものとなる。

前後駆動手段により前進する射出装置１０は、ノズル２６がスプルブッシュ３４に当接するか若しくは当接する僅か手前の位置に到達したときに停止する。そして、掛合体２３は、開閉駆動部４１をその長さが伸長するように駆動して衝止部３５のボルト４４の頂部が当接座３６に当接するまで時計回転とは逆方向に揺動されて掛合部２４に掛合可能となる。次に、牽引手段１１の牽引室１７に圧油を供給してピストンロッド１４を後退させ牽引手段１１を縮小させることによりシリンダヘッド２９と金型３３の間に引っ張り力を作用させて、ノズル２６をスプルブッシュ３４に押圧させる。牽引手段１１は、小型で高出力を得るために、図示する油圧シリンダ装置であることが好ましいが、電気モータ等の他の手段であってもよい。

ノズル２６がスプルブッシュ３４に十分な押圧力で押圧されたとき、射出装置１０の図示しない射出駆動装置は、図示しないスクリュ又はプランジャを前進駆動し、溶融材料をノズル２６とスプルブッシュ３４を介して金型３３のキャビティへ射出する。その後、牽引手段１１の牽引室１７へ供給していた圧油を開放室１８へ切り換えてピストンロッド１４を突出させるようにし、掛合体２３と掛合部２４との掛合を解除する。成形の状況によっては、掛合体２３を掛合部２４へ掛合させたまま又は前記のように掛合体２３と掛合部２４との掛合を解除した状態において、掛合体２３を揺動させずに次の成形サイクルの射出にそなえることもある。また、溶融材料の射出後にノズル２６をスプルブッシュ３４から十分離隔させる必要のある成形状況では、掛合体２３と掛合部２４との掛合を解除した後、掛合体２３を時計回転方向に揺動させ、射出装置１０を図示しない前後駆動手段により後退させる。なお、このように射出装置１０を牽引手段１１とともに後退させて掛合手段１２から容易に切り離して離隔させ得る機構は、金型３３やノズル２６近傍において頻発する溶融材料に絡む問題を処理するために、極めて効果的である。

ところで、ノズル２６が押圧する金型３３部分やスプルブッシュ３４の位置は、金型毎に異なるため、金型を交換する度にノズル押圧状態を調節する必要がある。そのために、射出装置１０は、ノズル２６の先端位置が所定の範囲内に移動できるように旋回及び伏起可能にする機構を備えている。図３は、前記の伏起機構により射出装置１０を伏せてノズル２６を金型３３の比較的下方に当接させたときの状態を誇張して示す正面図である。図３からよく理解できるように、本発明のノズル押圧機構においては、牽引手段１１，１１は加熱筒３１と同一方向にそれぞれ固着されており、掛合手段１２は前記掛合体２３と前記掛合部２４との間に鉤の手部４３に直交する方向に間隙を設けているので、ノズル２６の中心線が傾いたときであってもノズル２６の金型３３への押圧力の方向がノズル２６の中心線と一致する。したがって、ノズル２６にはその中心線に直交する方向の分力が作用しないため、溶融材料がノズル２６と金型３３等との当接面から漏洩したり、ノズル２６又は金型３３等の当接面が損傷することがない。

これに対し、図５に基づいて、従来のノズル押圧機構において射出装置を伏せてノズルの金型への当接位置を下方に調節したときの状態を説明する。シリンダ装置１１１，１１１の一端は、加熱筒３１１の中心線から等距離Ａとなるように射出装置１０１の加熱筒取付面にそれぞれ取り付けられている。また、シリンダ装置１１１，１１１の他端は、加熱筒３１１の中心線（ノズル２６１の中心線）が金型３３１の面に垂直であるときの前記中心線から等距離Ａにそれぞれ取り付けられている。いま、射出装置１０１を伏せてノズル２６１の金型３３１への当接位置を下方に調節したとき、ノズル２６１の当接位置とその上方のシリンダ装置１１１との距離ＢはＡより大きくなり、ノズル２６１の当接位置とその下方のシリンダ装置１１１との距離ＣはＡより小さくなる。したがって、シリンダ装置１１１，１１１が出力する押圧力の方向はノズル２６１の中心線の方向とは異なり、分力が発生するため、溶融材料がノズル２６１と金型３３１等との当接面から漏洩したり、ノズル２６１又は金型３３１等の当接面が損傷することになる。

また、図４に示すように、牽引手段１１を射出装置１０の加熱筒取付面に取り付けて本発明のノズル押圧機構を構成したときであっても、大型の成形機における加熱筒３１は、中心線方向に長く重量が大きいためその自重により垂下して湾曲する。このような状態では、上記の従来の技術の場合と同様に、加熱筒３１の湾曲した角度αに起因して、溶融材料がノズル２６と金型３３との当接面から漏洩したり、ノズル２６又は金型３３等の当接面が損傷する他、加熱筒３１の湾曲を助長する等の問題が起こる。

この問題を解決するには、牽引手段１１を、射出装置１０の加熱筒取付面ではなく加熱筒３１の前部に設け、加熱筒３１の湾曲の影響を回避することが好ましい。このため、本発明の最良の形態では牽引手段１１をシリンダヘッド２９に設けているが、牽引手段１１を別途用意した取付具等により加熱筒前部の他の位置に設けてもよい。

なお、牽引手段１１をシリンダヘッド２９に取り付けることにより、ノズル押圧機構を小型に構成することができるとともに、それらの取付位置をノズル２６が金型３３に当接する部位の最も近傍にすることができ、一方の掛合手段１２と他方の掛合手段１２とを金型３３等へ取り付ける間隔を最小にすることができる。したがって、金型３３等に対するノズル２６の押圧力に伴って金型３３等に取り付けられた両掛合手段１２間に生ずる撓みが小さくなり、金型のキャビティの変形も少なくなるので、精密な成形品を得ることができる。

なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

本発明のノズル押圧機構の正面図である。本発明のノズル押圧機構の平面図である。本発明のノズル押圧機構において射出装置を伏せてノズルの金型への当接位置を下方に調節したときの正面図である。本発明のノズル押圧機構において牽引手段を射出装置の加熱筒取付面に取り付けたときの正面図である。従来のノズル押圧機構において射出装置を伏せてノズルの金型への当接位置を下方に調節したときの正面図である。

符号の説明

１０射出装置
１１牽引手段
１２掛合手段
２３掛合体
２４掛合部
２６ノズル
２９シリンダヘッド
３１加熱筒
３３金型
４３鉤の手部

Claims

射出装置のノズルを金型に押圧させる機構であって、
掛合体が掛合部に掛合又は非掛合となるように変位する掛合手段と、該掛合手段が一端に設けられ他端が前記射出装置に設けられる牽引手段とを備え、前記掛合手段の前記牽引手段側とは反対側は前記ノズルが前記金型に当接する部位の近傍に取り付けられ、
前記掛合手段の前記掛合体は鉤の手部を有し、前記掛合部は丸棒であることを特徴とするノズル押圧機構。
前記牽引手段は、前記射出装置の加熱筒前部に設けられる請求項１に記載のノズル押圧機構。
前記牽引手段は、シリンダヘッド前面の前記ノズルの両側に設けられる請求項２に記載のノズル押圧機構。