JP4170755B2 - ガス弁のピン機構 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、ガス助勢の射出成形装置に使用するピンタイプの弁ゲート・ブッシュとノズルとに関する。
【０００２】
（発明の背景）
ガス助勢の射出成形に関しては今日多くの方法や技術が存在している。ガス助勢射出成形方法は、沈下マーク（シンクマーク）が最小で、歪性向が小さい、部分的に中空で、軽量で、剛性の部品を製造しうる可能性を備えたプラスチック部品の設計および製造に対する融通性を高めてきた。これらの方法は、材料に対する要求並びに設備費およびサイクル時間を低減することが可能であり、そのため従来の射出成形方法および技術に対して多くの用途において有利性を有する。
【０００３】
一般に、ガス助勢射出成形装置は、モールド内のプラスチック材料を膨張させ、モールドの空所の細部に合致させるように加圧したガスを利用する。ガス状の流体が、例えばブッシュあるいは１つ以上の空所における成形機ノズルを介して、あるいは一箇所以上の箇所において、数種の方法でモールド内に導入することができる。従来のプラスチック成型方法においては、溶融したプラスチックは加熱あるいは非加熱のスプルーブッシュを介して中空のモールド内に射出される。共通のマニフォールドに装着された２つ、あるいはそれ以上のスプルーブッシュが使用されることが多い。湯道（ランナ）を通して射出成形機から出てくる溶融プラスチックは個々のスプルーブッシュまで、加熱された分配ブロック（すなわち、マニフォールド）によって分配される。溶融した流れを制御するために使用された従来の一方法は、弁ゲート・ブッシュとしても知られている１つ以上のピンあるいはニードル弁を使用している。
【０００４】
これらの装置においては、ニードル弁がマニフォールドを介してスプルーブッシュ内へ挿入され、軸線方向運動が油圧、電気あるいは空気制御装置あるいは機構によって制御される。ニードル弁は細長いピン部材を有しており、該ピン部材が制御機構によって軸線方向に動かされ、スプルーブッシュからモールドの空所内への溶融プラスチックの通路を開閉するようにスプルーブッシュの端にあるオリフィス内に装嵌するようにされている。第２の運動可能なピン部材は細長いピン部材内に位置させることが可能で、２つのピン部材の端にある弁機構を介してガスがモールドの空所内のプラスチックへ進入しうるようにさせる。
【０００５】
（発明の要約）
本発明の目的は、ガス助勢射出成形方法に使用する改良された弁ゲート・ブッシュあるいは成形機ノズルを提供することである。また、本発明の目的はその閉鎖位置まで付勢され、ガス圧を利用してガスオリフィスを開放し、ガスがモールドの空所にあるプラスチック中へ流入しうるようにさせる可動のゲートピンを備えた改良された弁ゲートブッシュあるいはノズルを提供することである。
【０００６】
本発明は、ガス助勢装置に使用する改良された弁ゲートタイプのブッシュあるいはノズルを提供し、前述した目的を達成する。本発明は、所望通りにモールド内へのプラスチック材料の流れを容易に、かつ効果的に開閉し、また、モールドの空所内へのガス通路を容易に、かつ効果的に開閉するピンタイプの弁ゲート装置を提供する。
【０００７】
特に、モールドの空所にあるプラスチック材料中へガスを通すためのガス通路を開閉するように外側のピン部材と協働する可動の内側のピン部材が設けられている。内側のピン部材はばね座金などによってその弁閉鎖位置まで付勢される。内側および外側ピン部材の間の環状流路内にガスが入ると、ガスは内側のピン部材の大きな面に作用し、ばね座金の付勢力を上回りガス通路を開放してガスがモールドの空所内に、そしてプラスチック材料中へ入りうるようにする。外側および内側のピン部材の端は相互に適合してガス材料がモールドの空所内に入るための弁、すなわち「ゲート」を形成する。
本発明の目的を達成するための３つの主要形態を以下に示す。
Ａ．第１形態：
内部通路を有する外側ピン部材と、内側ピン部材と、ばね部材とを含むガスピン機構であり、
（ａ）前記外側ピン部材は、
第１の本体部分と、
内部に空所を有する、一端部における第１の頭部分と、
他端部における第１の弁部材とを含み、
（ｂ）前記内側ピン部材は、
前記内部通路に位置する第２の本体部分と、
一端部における第２の頭部分であり、前記第１の頭部分の前記空所内に位置する該第２の頭部分と、
他端部における第２の弁部材であり、前記第１の弁部材と組合う関係にある該第２の弁部材とを含み、
（ｃ）前記ばね部材は、前記内側ピン部材の長手方向において前記第２の頭部分の背面側に位置して、前記第１および第２の弁部材を組合わせる方向で前記外側ピン部材に対して相対的に前記内側ピン部材を付勢し、また、
（ｄ）前記第１および第２の弁部材が、流体材料の流れを制御するための弁機構を形成するようになされた、前記ガスピン機構において、
前記第２の頭部分に対して導入された流体材料が、前記内側ピン部材に対する前記ばね部材の付勢力に打ち勝って、前記第１の弁部材と前記第２の弁部材とを相互分離方向に動かし、前記弁機構部分を通る流体材料の流れを許容するように構成されているガスピン機構。
Ｂ．第２形態：
第１内部通路、および、該第１内部通路の排出端に位置する第１の弁部材を有するブッシュと、
前記排出端からのプラスチック材料の排出を制御するために前記ブッシュ内に位置づけられるガスピン機構とを含む弁ゲート・ブッシュ機構において、
前記ガスピン機構が、第２の内部通路を有する外側ピン部材と、内側ピン部材と、ばね部材とを含み、
（ａ）前記外側ピン部材は、
第１の本体部分と、
内部に空所を有する、一端部における第１の頭部分と、
前記第１の弁部材と組合う関係にある、他端部における第２および第３の弁部材とを含み、
（ｂ）前記内側ピン部材は、
前記第２の内部通路に位置する第２の本体部分と、
一端部における第２の頭部分であり、前記第１の頭部分の前記空所内に位置する該第２の頭部分と、
他端部における第４の弁部材であり、前記第３の弁部材と組合う関係にある該第４の弁部材とを含み、
（ｃ）前記ばね部材は、前記内側ピン部材の長手方向において前記第２の頭部分の背面側 に位置して、前記第３および第４の弁部材を組合わせる方向で前記外側ピン部材に対して相対的に前記内側ピン部材を付勢し、また、
（ｄ）前記第１および第２の弁部材が、プラスチック材料の流れを制御するための第１の弁機構を形成し、前記第３および第４の弁部材が、ガス材料の流れを制御するための第２の弁機構を形成している弁ゲート・ブッシュ機構。
Ｃ．第３形態：
第１の内部通路、および、該第１の内部通路の排出端に位置する第１の弁部材を有する成形機ノズルと、
前記排出端からのプラスチック材料の排出を制御するために前記成形機ノズル内に位置づけられるガスピン機構とを含む弁ゲート・成形機ノズル機構において、
前記ガスピン機構が、第２の内部通路を有する外側ピン部材と、内側ピン部材と、ばね部材とを含み、
（ａ）前記外側ピン部材は、
第１の本体部分と、
内部に空所を有する、一端部における第１の頭部分と、
前記第１の弁部材と組合う関係にある、他端部における第２および第３の弁部材とを含み、
（ｂ）前記内側ピン部材は、
前記第２の内部通路に位置する第２の本体部分と、
一端部における第２の頭部分であり、前記第１の頭部分の前記空所内に位置する該第２の頭部分と、
他端部における第４の弁部材であり、前記第３の弁部材と組合う関係にある該第４の弁部材とを含み、
（ｃ）前記ばね部材は、前記内側ピン部材の長手方向において前記第２の頭部分の背面側に位置して、前記第３および第４の弁部材を組合わせる方向で前記外側ピン部材に対して相対的に前記内側ピン部材を付勢し、また、
（ｄ）前記第１および第２の弁部材が、プラスチック材料の流れを制御するための第１の弁機構を形成し、前記第３および第４の弁部材が、ガス材料の流れを制御するための第２の弁機構を形成している弁ゲート・成形機ノズル機構。
【０００８】
本発明の前記目的、および、その他の目的、特徴および利点については添付図面と特許請求の範囲の記載とを併せ検討すれば、本発明の以下の説明から明らかになるだろう。
【０００９】
（発明を実施するための最良の態様）
図３と図４とは本発明の好適実施例１０を示し、一方図１、図２および図５から図７まではガス助勢射出成形装置における本発明の代表的な使用例を示す。この点に関して、本発明は特にガス助勢射出成形方法、あるいは装置において使用するようにされており、本明細書ではこの態様を参照する。しかしながら、ガスの代わりにその他の流体も使用してもよいので、本明細書における「ガス」という用語は本発明に対して限定的な意味でないことを理解すべきである。
【００１０】
また、本発明は特にスプルーブッシュ、あるいは成形機ノズルに使用するようにされている。この点に関して、本発明は一タイプのスプルーブッシュ８０（図１参照）と成形機ノズルの一実施例（図６および図７参照）に使用することについて本明細書において説明する。本発明に対して、その他のサイズ、形状およびタイプのスプルーブッシュ、成形機ノズルなどを使用することが可能であり、それらは本発明の精神と範囲内に入ることは勿論である。
【００１１】
図中、弁ゲートピン機構は、全体として符号１０で示されている。特に、図３、図４に示すように、ピン機構は細長い通路１３を有する外側ピン部材１２と前記細長い中空の通路１３内に位置する内側ピン部材１４とを含む。外側の中空ピン部材１２は細長い本体部分１６と大きな頭部分１７とを有する。前記頭部分は中央空所１８を有する。内側ピン部材１４も同様に、細長い本体部分２０と大きな頭部分２２とを有する。前記頭部分２２は、空所１８内に位置している。前記の２つの頭部分１７と２２を互いにシールし、ガスあるいはその他の流体が通過するのを阻止するために、シール部材２４が、頭部分２２にある環状の空所、すなわち溝２５内に位置している。同じ目的に対して、代替的に、シール部材と溝とは空所１８の壁に位置させてもよいことを理解すべきである。
【００１２】
キャップ部材３０が頭部分１７に位置され、空所１８内に装嵌する挿入部分３２を有する。キャップ部材３０は、例えばボルト、あるいはその他の装具により、あるいは相合するねじ機構３４によるようないずれかの従来の方法によって頭部分１７に固定することができる。
【００１３】
挿入部分３２と内側ピン部材の頭部分２２との間にばね部材３６が位置している。詳しくは、ばね部材３６はキャップ部材３０の下面３０Ａと頭部分２２の上面２２Ａとの間に位置している。
【００１４】
前記ばね部材は、例えば皿ばね座金であることが好ましい。ばね座金部材の代わりに、例えば小さいコイルばね部材などのようなその他の付勢ばね部材を用いてもよく、また所望する付勢力の大きさに応じて１つ以上のばね部材を用いることもできる。
【００１５】
ピン機構の下面１０Ａはモールド部材４２（あるいは以下説明するスプルーブッシュ８０、あるいは成形機ノズル２００）のオリフィス４０と適合するようにされている。オリフィス４０は相手側のモールド部材４６の空所４４内へ開放している。前記下面１０Ａはオリフィス４０と適合し、プラスチック通路４８からのプラスチック材料のモールド空所４４内への流量を制御する弁機構を形成する。プラスチックはプラスチック射出成形機（「ＩＭ」）から導管４９を介して前記通路４８内に導入される。
【００１６】
ガス源５２（「ＧＡＳ」）からの加圧されたガスは外側ピン部材１２の通路１３に導入される。外側ピン部材１２に対する内側ピン部材１４の相対運動によってガスがモールド空所４４へ入るのを制御する。この点に関して、通路１３の下端１３Ａにはテーパが付されており、内側ピン部材１４のテーパの付いた下端１４Ａとで弁機構５６を形成する。
【００１７】
ばね部材３６が内側ピン部材１４を図３に示す弁閉鎖位置に向かって付勢する。このような状態において、弁機構５６は閉鎖されており、通路１３内のガスがモールドの空所４４内に入るのを阻止する。弁機構５６を図４に示す弁開放位置まで開放するために、ガス源５２からの加圧されたガスが通路１３内に導入され、そこで内側ピン部材１４の頭部分２２の面２２Ｂに対して作用する。図４において矢印６０で示すガスの力が矢印６２で示すばね部材３６の力を上回ると、ばね部材が撓み、平たくされて、内側ピン部材１４が軸線方向上方へ運動し、弁機構５６を開放できるようにする。
【００１８】
ガス圧が加えられない場合、モールドの空所、すなわち湯道系におけるプラスチックの若干の圧力もまた、内側ピン部材１４の端の面６４に作用する。しかしながら、前記面６４の面積はばね部材３６の力を上回るに十分な力を提供するには不十分である。
【００１９】
要約すれば、ガス圧がピン機構１０の内部に加えられると、弁ピンを離座させ、ばね座金３６を圧縮させる力が発生する。前記座金が圧縮されると、内側ピンが後退して、ガス通路がピンの端で逃げうるようにする。
【００２０】
外側ピン部材１２の端１２Ａには環状の溝６６が設けられている。前記溝はモールド空所４４内に射出されたプラスチック材料が、前記空所内に導入されたガスが前記モールドの空所において形成されつつあるプラスチック部品の外面の周りを通過しないようにするシールを形成できるようにする。前記シールは中空の空所を形成し、プラスチックをモールドの空所の壁に対して膨張させるようプラスチック材料の塊中へガスを導き易くする。溝６６のサイズは、プラスチックが固まり始めるにつれて、ガスによって前記溝の壁に対して押圧されると満足なシールを形成するプラスチックの薄い突縁（すなわち、フラッシュ）の形成を許容する十分小さなものである。
【００２１】
本発明の好適な使用例が図１、図２に示されている。図示のように、ピン機構１０はピストン部材７０に接続され、スプルーブッシュ８０と組み合わされて使用される。
【００２２】
スプルーブッシュ８０は本体部分８２と、頭部分８４と、環状の加熱部材８６とを含む。加熱要素８６は環状のコイル、あるいは抵抗型の加熱要素であることが好ましく、導管８８を介して電気によって作動する。加熱部材８６からの熱はプラスチック材料を中央の通路９０において溶融状態に保つ。
【００２３】
スプルーブッシュ８０はマニフォールド９２に装着されている。マニフォールド９２は１つ以上の通路９４を有し、該通路９４は射出成形機（「ＩＭ」）に接続され、該射出成形機は溶融したプラスチック材料を従来の要領で前記通路まで供給する。前記通路９４におけるプラスチック材料はマニフォールド９２内、あるいはその上に位置された１つ以上の加熱要素（図示せず）によって溶融状態に保持される。
【００２４】
モールド部材４６に位置するモールド空所４４内に射出成形機からプラスチック材料が流れうるように、通路９４はスプルーブッシュの通路９０と整合する開口９６を有する。スプルーブッシュ８０はモールド部材１００の空所９８に位置している。
【００２５】
先端部材１０２が、スプルーブッシュ８０の本体部材８２の端にねじで固定されている。先端部材１０２の外面１０４はモールド部材１００の開口１０６と適合し、その中に位置している。また、先端部材１０２は、外側ピン部材１２の下端すなわち先端１２Ａと適合した中央オリフィス４０を有する。
【００２６】
ピストン部材７０は、ブロック部材１１２の空所１１０に位置している。ピストン部材７０は空所すなわちチャンバ１１０内を軸線方向、すなわち長手方向に摺動するようにされ、ピン機構１０に取り付けられている。特に、ピン機構１０のキャップ部材３０はピストン部材７０のねじを切った開口、すなわち通路１２０にねじ係合して位置している。ピン機構１０とピストン部材７０との間のねじ係合によってこれら２つの要素の間のしっかりした接続を提供し、同時にオリフィス４０内でピン機構１０の下端を所望通り適合させるために、希望に応じてピン部材をピストン部材に対して調整できるようにする。この点に関して、ピストン部材７０に対してピン機構１０を軸線方向に調整するには中央開口１２０を通して器具あるいは工具を挿入することによって達成することができる。この目的に対して、従来のレンチ用ソケットあるいはスクリュードライバ用スロットがキャップ部材３０に設けられている。
【００２７】
キャップ部材１３０がブロック部材１１２の頂部に固定され、ピストン部材７０を空所１１０内でしっかりと保持する。流体圧源（「ＦＰＳ」）１３２からの流体圧の導入および排出によってチャンバ１１０内でピストン部材７０を運動させる。流体圧源１３２は導管１３４および１３６によってそれぞれ開口１３５および１３７に接続されており、該開口は空所１１０と流体連通し、ピストン部材７０の両側に位置している。
【００２８】
複数のシールすなわちシール部材が空所１１０内の流体圧を保持する。これらは、キャップ部材１３０とブロック部材１１２との間のシール１４０と、キャップ部材１３０とピストン部材７０との間のシール１４２と、ピストン１７０とチャンバ１１０の壁との間に位置する一対のシール１４４と、ブロック部材１１２とピストン部材７０との間に位置するシール１４６とを含む。シールは環状の溝すなわち空所に位置し、流体圧源からの油圧流体あるいは空気流体の漏洩を阻止する。
【００２９】
作動時、ピストン部材７０は開口１３５および１３７を介してＦＰＳからの流体圧を適当に加えることによってチャンバ１１０内で軸線方向に運動する。この点に関して、導管１３４および開口１３５を介して導入される圧力はピストン部材７０をチャンバ１１０の面１１０Ａに向かって押圧し、それによってピン機構１０をオリフィス４０と相互に係合するように降下させる。同様に、導管１３４を介してチャンバ１１０から解放され、流体圧が導管１３６を介して付勢されると、ピストン部材７０はキャップ部材１３０の面１３０Ａに向かってチャンバ１１０内で運動することによって、ピン機構１０を上昇させ、オリフィス４０を開放させる。
【００３０】
外側ピン部材１２と内側ピン部材１４との間の環状通路１３内に、ガスあるいはその他の所望の流体が導管５３を介して導入される。この点に関して、ピン機構１０をガス源５２からのガスをモールドの空所４４におけるプラスチック材料Ｐ中へ導入できるように作動させることについては図３および図５を参照して前述したものと同じである。このように、ガスが供給源５２からピン部材１２と１４の間の環状通路１３内に供給されると、ばね部材３６が圧縮され、内側ピン部材１４が外側ピン部材１２に対して軸線方向に上方へ運動することによってガスがプラスチック材料Ｐ中へ流入しうるようにする。ガスがピン機構１０に供給されていない休止すなわち閉鎖位置において、ばね部材３６は内側ピン部材１４に対して付勢力を加え、ガスが環状通路を通してプラスチック材料中へ流れないようにする。
【００３１】
図１、図２に示す射出成形装置の作動時において、ピストン部材７０はブロック部材１１２内で長手方向に運動し、オリフィス４０を開閉して射出成形機５０からプラスチック材料をモールド空所４４内に導入できるようにする。この点に関して、ピストン部材７０が図１に示す位置にあると、ピン機構１０の下端１０Ａがオリフィス４０の上方に持ち上げられ、通路９０におけるプラスチックがモールドの空所４４内に流入しうるようにする。所望量のプラスチック材料がモールドの空所内に射出されると、流体圧源が付勢され、ピストン部材７０が図２に示す位置まで運動する。このことによって、ピン機構１０の下端１０Ａがオリフィス４０と適合し、プラスチック材料がそれ以上モールドの空所内に流れないようにする。この点に関して、ピン機構１０の下端１０Ａとオリフィス４０の壁とは弁機構５６を形成する。
【００３２】
モールドの空所におけるプラスチック材料中へガスあるいは別の流体を噴射したい場合、ガスが供給源５２からピン機構１０の通路内に導入され、それによって内側ピン部材１４を外側ピン部材１２に対して運動させ、図３および図４を参照して前述したようにガスがプラスチック材料Ｐへ入りうるようにする。
【００３３】
成形部品に張りをもたせるためにガス圧は保持され、これはまた内側ピンを後退状態に保つ。ガス圧が解放され、すなわち通気されると、圧縮された座金の力がガスによって発生した力を上回るようにするに十分成形装置における残りの圧力が低減するまで内側ピンは後退状態に留まる。内側ピンが再び閉鎖されると、モールドから排出される時に部品に傷をつけないようにするに十分該部品における残りのガス圧は低くなっている。
【００３４】
ブロック部材１１２は複数のスペーサ、すなわち立ち上がり部材９９によって分離、すなわち離隔されている。ブロック部材１１２、スペーサ部材９９、マニフォールド９２およびモールド部材１００は、例えばボルト、その他の固定具、クランプ機構などのような従来の方法で相互に接続されている。
【００３５】
本発明の使用を示す別の実施例が図５に示されている。この実施例においては、ガス弁ピンが単一の弁ゲートの適用例において使用されている。
【００３６】
図５において、本発明によるピン機構１０は射出成形モールドの空所内へのプラスチック材料の流量を制御する装置あるいは機構に使用される。この点に関して、プラスチック材料はスプルーブッシュ１５２に装着されたアダプタ機構１５０内に直接射出成形機（「ＩＭ」）５０から射出される。射出成形機５０からのプラスチックはアダプタ部材１５０の通路１７６を通してスプルーブッシュ１５２の通路１６２内に挿入される。スプル−ブッシュ１５２は図１を参照して前述したスプルーブッシュ８０と類似である。スプルーブッシュ１５２は中央の本体部分１５４と、頭部材１５６と、環状の加熱要素１５８と、先端部材１６０とを有する。本体部材１５４は中央の通路１６２を有し、該通路を通してプラスチックはモールドの空所１７４内に流れうるようにされる。スプルーブッシュ１５２はモールド部材１６６の空所１６４に位置している。モールド部材１６６は開口１７０を有し、その中に先端部材１６０が位置している。モールド部材１７２はモールド部材１６６と接触して位置しており、その内部にプラスチック材料が噴射される空所１７４を含んでいる。
【００３７】
ピン機構１０が軸線方向に運動するとスプルーブッシュにおける弁部材５６を開閉し、モールド空所内へのプラスチック材料の噴射を可能とするか、あるいはそれ以上の噴射を阻止する。ピン機構１０の運動は作動機構１８０によって起動される。作動部材１８０は枢動アーム部材１８２とピストン機構１８４とを含む。ピストン機構１８４はハウジング１９０のチャンバ１８８に位置するピストン部材１８６を含む。流体圧源１３２からの流体は空所１８８におけるピストン部材１８６を作動させ、その作動を制御する。ピストン部材１８６が作動することによって矢印１９４の方向にロッド部材１９２を運動させる。ロッド部材１９２の運動はアーム部材１８２を枢動部材１８３の周りで枢動させる。アーム部材１８２の一端１８２Ａはピン機構１０の上端１０Ｂに装着され、一方アーム部材の他端１８２Ｂはロッド部材１９２に接続されている。アーム部材１８２を枢動させるとピン機構１０をスプルーブッシュ１５２に対して軸線方向、すなわち長手方向に運動させるよう作用する。このことによって、弁部材５６を開閉させ、モールドの空所内へのプラスチック材料の噴射を制御する。
【００３８】
作動時、ピストン部材１８６とロッド部材１９２とが運動することによって、アーム部材１８２の端部１８２Ｂを運動させ、該アーム部材の端部１８２Ｂの方はアーム部材の端部１８２Ａを反対方向に運動させて、ピン機構１０が弁機構５６を開閉するようにさせる。弁機構５６を形成する際のピン機構１０の位置調整はピストン部材１８６に対するロッド部材１９２の長さを調整することによって達成される。ロッド部材１９２はこの目的に対して、ねじ１９３によってピストン部材１８６にねじ係合により固定されている。
【００３９】
図６、図７は成形機ノズルにおいて本発明を使用した例を示している。成形機ノズルは射出成形機の標準的な部品である。図６において、射出成形機は全体的に参照番号２０２で指示されている。射出成形機２０２は典型的には、プラスチック成型部品を形成するためにモールド２１０を保持するのに使用される一対のプレート部材２０６および２０８と共に共通の基部２０４に位置されている。射出成形機２０２は典型的に、成形機ノズルと共に、本体部２１２と、ホッパ２１４と、バレル部材２１６とを含む。図示のように、成形機ノズル２００はバレル２１６の前端に位置している。この点に関して、成形機ノズル２００は典型的にバレル部材２１６の端にねじ込まれ、図７に示すように、複数のねじ２１８によって保持されている。
【００４０】
射出成形方法において、プラスチックのペレットがホッパ部材２１４を通して中央の空所、すなわちチャンバ（図示せず）内へと射出成形機２０２に送入される。回転スクリュー部材（図示せず）が前記チャンバに位置されて、バレルおよび成形機ノズルを介してモールドの空所２２０内にプラスチック材料を運び込むために使用される。バレル部材２１６の外側で、かつ射出成形機２０２のその他の重要な位置に位置している複数の加熱部材２２２がプラスチック材料を溶融し、成形機ノズルを介してモールドの空所内に射出できるように溶融状態に保持する。この点に関して、加熱部材２２４も、図７に示すように、典型的に成形機ノズル２００の外端の周りに位置している。加熱部材２２４は典型的にはコイルあるいは抵抗型ヒータであって、この場合リード線あるいはコネクタ２２６を介して付勢、すなわち給電される。
【００４１】
プレート部材２０６は固定のプレート部材２０８に対して運動可能である。２つのプレート部材は接続され、ロッド部材２３０に沿って運動可能である。この点について、典型的には４つのロッド部材２３０が提供される。
【００４２】
モールド２１０は典型的に芯部材２３２と空所部材２３４とを含む。２つのモールド部材（２３２および２３４）は、それぞれ２つのプレート部材２０６および２０８に接続されている、このように、モールド２１０はプレート部材２０６の固定プレート部材２０８の相対運動に応じて開閉しうる。
【００４３】
成形機ノズル２００はプレート部材２０８の開口２４０を通して挿入され、溶融プラスチック材料を直接モールドの空所２２０内に射出するように直接「スプルーブッシュ」２４２などに対して押圧される。この目的に対して、成形機ノズル２００は「スプルーブッシュ」などに対して適合する相方の球形面２４６を有する先端部材２４４をその外端、すなわち指状の端において有する。前記先端部材２４４は典型的にはねじ機構２４８によって成形機ノズル２００の端部にねじ係合により固定されている。
【００４４】
成形機ノズル２００へ入る溶融プラスチック材料は端部２５２において通路２５０内に注入され、その後先端部材２４４のオリフィス２５４を介してモールドの空所内に射出される。前記通路２５０は第１の部分２５０Ａと、第２の部分２５０Ｂと、第３の部分２５０Ｃとを含む。通路部分２５０Ａと２５０Ｂとは以下詳細に説明する作動機構２６０のための空間を提供するために、図７に示すように角度がつけられている。通路部分２５０Ｃは成形機ノズル２００の中央に位置され、プラスチック材料がピン機構１０の周りで先端部材２４４内に流入しうるようにする。
【００４５】
ピン機構１０は、図１〜図５について説明したピン機構１０と概ね同じである。この点に関して、ピン機構１０は細長い通路１３を有する外側ピン部材１２と前記通路１３内に位置する内側ピン部材１４とを含む。中空の外側ピン部材１２は細長い本体部分１６と大きな頭部分１７とを有する。前記頭部分は中央の空所１８を有する。内側ピン部材１４も同様に、細長い本体部分２０と前記空所１８内に位置している大きな頭部分２２とを有する。
【００４６】
キャップ部材３０が前記頭部分１７に位置しており、ばね部材３６が前記キャップ部材と頭部分２２との間に位置している。ばね部材３６は皿ばね座金のようなばね座金部材であることが好ましい。もっとも、前述のように、その他の均等な付勢ばね部材を使用することも可能である。
【００４７】
ピン機構の下端１０Ａはノズル部材２００の先端部材２４４のオリフィス２５４と適合するようにつくられている。前記下端１０Ａとオリフィス２５４とはプラスチック用通路２５０から最終的にはモールドの空所２２０内へのプラスチック材料の流量を制御する弁機構を形成する。
【００４８】
加圧ガス供給源５２（ＧＡＳ）からの加圧されたガスは導管５３を介して外側ピン部材１２の通路１３へ導入される。外側ピン部材１２に対する内側ピン部材１４の運動によってモールドの空所２２０へのガスの流入を制御する。この点に関して、通路１３の下端はテーパがつけられ、（前述したように）内側ピン部材１４の対応してテーパがつけられた端部と共に弁機構を形成する。
【００４９】
ピン機構１０は前述したのと同じ要領で作動する。要約すれば、ガス圧がピン機構１０の内側に加えられると、弁のピンを離座させ、ばね座金３６を圧縮する力が発生する。このことによって、ガスがピン機構からプラスチック材料およびモールドの空所内に流れうるようにする。座金が圧縮すると、内側ピンが後退し、ピンの端でガスが流れるようにする通路を提供する。
【００５０】
ピン機構１０の運動は作動機構２６０によって起動する。作動部材２６０は枢動アーム部材２６２とピストン機構２６４とを含む。ピストン機構２６４はハウジング２９０のチャンバ２６８に位置するピン部材２６６を含む。流体圧源（「ＦＰＳ」）からの流体は空所２６８においてピストン部材２６６を作動させ、かつその作動を制御する。ピストン部材２６６の作動によってロッド部材２９４を矢印２９６の方向に作動させる。ロッド部材２９４の運動によってアーム部材２６２を枢動部材２６３の周りで枢動させる。枢動アーム部材２６２の一端２６２Ａはピン機構１０の上端１０Ｂに取りつけられ、一方アーム部材２６２の他端２６２Ｂはロッド部材２９４に接続されている。アーム部材２６２が枢動することによってピン機構１０を成形機ノズル２００に対して軸線方向、すなわち長手方向に運動させる。このことによって、オリフィス２５４を開閉し、モールドの空所内へのプラスチック材料の射出を制御する。
【００５１】
枢動部材２６２の作動は、図５について説明した枢動アーム部材１８２の作動と概ね同じである。作動時、ピストン部材２６６およびロッド部材２９４が運動するとアーム部材２６２の端部２６２Ｂを運動させ、これがアーム部材２６２の端部２６２Ａを反対方向に運動させ、ピン機構１０がオリフィス２５４における弁機構を開閉させるようにする。弁機構を形成する上でのピン機構１０の位置調整はピストン部材２６６に対してロッド部材２９４の長さを調整することによって達成される。ロッド部材２９４はこの目的のためにねじ２９５によってピストン部材２６６にねじ係合により固定されている。
【００５２】
本発明を一つ以上の実施例に関連して説明してきたが、前述してきた特定の機構や技術は単に本発明の原理を例示したものであることを理解すべきである。特許請求の範囲によって定義される本発明の精神や範囲から逸脱することなく、前述した方法や装置に対して多数の修正が実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を利用しうる代表的な弁タイプのブッシュ機構を示す。
【図２】 ブッシュ機構とは別に図１に示すピストンとピン機構との個別の図である。
【図３】 閉鎖位置における本発明によるピン機構の拡大図である。
【図４】 図３に示すピン機構を示すが、但しガスがモールドの空所内に入りうるようにさせる開放位置にガス弁部材がある状態を示す図である。
【図５】 本発明の提案された代替的な使用例を示す。
【図６】 成形機ノズルにおける本発明の使用例を示す。
【図７】 成形機ノズルにおける本発明の使用例を示す。

Claims (28)

1. 内部通路を有する外側ピン部材と、内側ピン部材と、ばね部材とを含むガスピン機構であり、
   （ａ）前記外側ピン部材は、
   第１の本体部分と、
   内部に空所を有する、一端部における第１の頭部分と、
   他端部における第１の弁部材とを含み、
   （ｂ）前記内側ピン部材は、
   前記内部通路に位置する第２の本体部分と、
   一端部における第２の頭部分であり、前記第１の頭部分の前記空所内に位置する該第２の頭部分と、
   他端部における第２の弁部材であり、前記第１の弁部材と組合う関係にある該第２の弁部材とを含み、
   （ｃ）前記ばね部材は、前記内側ピン部材の長手方向において前記第２の頭部分の背面側に位置して、前記第１および第２の弁部材を組合わせる方向で前記外側ピン部材に対して相対的に前記内側ピン部材を付勢し、また、
   （ｄ）前記第１および第２の弁部材が、流体材料の流れを制御するための弁機構を形成するようになされた、前記ガスピン機構において、
   前記第２の頭部分に対して導入された流体材料が、前記内側ピン部材に対する前記ばね部材の付勢力に打ち勝って、前記第１の弁部材と前記第２の弁部材とを相互分離方向に動かし、前記弁機構部分を通る流体材料の流れを許容するように構成されているガスピン機構。
2. 前記ばね部材がばね座金を含む請求項１に記載されたガスピン機構。
3. 前記ばね座金が皿ばね座金を含む請求項２に記載されたガスピン機構。
4. 前記ばね部材は、流体が流れないようにする閉鎖位置に向かって前記弁機構を付勢するようになっている請求項１に記載されたガスピン機構。
5. 前記内側ピン部材と前記外側ピン部材との間の空間にガスを流入させるための、前記ガスピン機構内へのガス入口を更に含む請求項１に記載されたガスピン機構。
6. 前記ピン機構内へのガスの噴射が前記ばね部材の力を上回り、前記弁機構を開放するようになっている請求項１に記載されたガスピン機構。
7. 前記第２の頭部分が前記ガス入口を通して導入されるガス圧に露出される大きな面を有する請求項５に記載されたガスピン機構。
8. 第１内部通路、および、該第１内部通路の排出端に位置する第１の弁部材を有するブッシュと、
   前記排出端からのプラスチック材料の排出を制御するために前記ブッシュ内に位置づけられるガスピン機構とを含む弁ゲート・ブッシュ機構において、
   前記ガスピン機構が、第２の内部通路を有する外側ピン部材と、内側ピン部材と、ばね部材とを含み、
   （ａ）前記外側ピン部材は、
   第１の本体部分と、
   内部に空所を有する、一端部における第１の頭部分と、
   前記第１の弁部材と組合う関係にある、他端部における第２および第３の弁部材とを含み、
   （ｂ）前記内側ピン部材は、
   前記第２の内部通路に位置する第２の本体部分と、
   一端部における第２の頭部分であり、前記第１の頭部分の前記空所内に位置する該第２の頭部分と、
   他端部における第４の弁部材であり、前記第３の弁部材と組合う関係にある該第４の弁 部材とを含み、
   （ｃ）前記ばね部材は、前記内側ピン部材の長手方向において前記第２の頭部分の背面側に位置して、前記第３および第４の弁部材を組合わせる方向で前記外側ピン部材に対して相対的に前記内側ピン部材を付勢し、また、
   （ｄ）前記第１および第２の弁部材が、プラスチック材料の流れを制御するための第１の弁機構を形成し、前記第３および第４の弁部材が、ガス材料の流れを制御するための第２の弁機構を形成している弁ゲート・ブッシュ機構。
9. 前記ブッシュ機構における前記ピン機構の運動を制御するために前記ピン機構に取り付けられた可動のピストン部材を更に含む請求項８に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
10. 前記ばね部材が、ばね座金を含む請求項８に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
11. 前記ばね部材が、皿ばね座金部材を含む請求項１０に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
12. 前記ばね部材が流体が流れないようにする閉鎖位置まで前記弁機構を付勢するようになっている請求項８に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
13. 前記内側ピン部材と前記外側ピン部材との間の空間にガスを流入させるための、前記ピン機構へのガス入口を更に含む請求項８に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
14. 前記ピン機構へのガスの噴射が前記ばね部材の付勢力を上回り、前記弁機構を開放するようになっている請求項８に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
15. 前記第２の頭部分が前記ガス入口を通して導入されるガス圧に露出される大きな面を有する請求項１３に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
16. 前記ブッシュ機構における前記ピン機構の運動を制御するよう前記ガスピン機構に接続された作動機構を更に含む請求項８に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
17. 前記作動機構が枢動アーム部材とピストン機構とから成る請求項１６に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
18. 前記枢動アーム部材が前記ピン機構に接続された第１の端部と、前記ピンストン機構に接続された第２の端部とを有する請求項１７に記載された弁ゲート・ブッシュ機構。
19. 第１の内部通路、および、該第１の内部通路の排出端に位置する第１の弁部材を有する成形機ノズルと、
    前記排出端からのプラスチック材料の排出を制御するために前記成形機ノズル内に位置づけられるガスピン機構とを含む弁ゲート・成形機ノズル機構において、
    前記ガスピン機構が、第２の内部通路を有する外側ピン部材と、内側ピン部材と、ばね部材とを含み、
    （ａ）前記外側ピン部材は、
    第１の本体部分と、
    内部に空所を有する、一端部における第１の頭部分と、
    前記第１の弁部材と組合う関係にある、他端部における第２および第３の弁部材とを含み、
    （ｂ）前記内側ピン部材は、
    前記第２の内部通路に位置する第２の本体部分と、
    一端部における第２の頭部分であり、前記第１の頭部分の前記空所内に位置する該第２の頭部分と、
    他端部における第４の弁部材であり、前記第３の弁部材と組合う関係にある該第４の弁部材とを含み、
    （ｃ）前記ばね部材は、前記内側ピン部材の長手方向において前記第２の頭部分の背面側に位置して、前記第３および第４の弁部材を組合わせる方向で前記外側ピン部材に対して 相対的に前記内側ピン部材を付勢し、また、
    （ｄ）前記第１および第２の弁部材が、プラスチック材料の流れを制御するための第１の弁機構を形成し、前記第３および第４の弁部材が、ガス材料の流れを制御するための第２の弁機構を形成している弁ゲート・成形機ノズル機構。
20. 前記ばね部材がばね座金から成る請求項１９に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
21. 前記ばね座金が皿ばね座金部材から成る請求項２０に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
22. 前記ばね部材は、流体が流れないようにする閉鎖位置まで前記弁機構を付勢するようになっている請求項１９に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
23. 前記内側ピン部材と前記外側ピン部材との間の空間にガスを流入させるための、前記ピン機構内へのガス入口を更に含む請求項１９に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
24. 前記ピン機構内へのガスの噴射が前記ばね部材の付勢力を上回り、前記弁機構を開放するようになっている請求項１９に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
25. 前記第２の頭部分が前記ガス入口を通して導入されるガス圧に露出される大きな面を有する請求項２３に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
26. 前記ブッシュ機構における前記ピンの運動を制御するために前記ガスピン機構に接続された作動機構を更に含む請求項１９に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
27. 前記作動機構が枢動アーム部材とピストン機構とから成る請求項２６に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。
28. 前記枢動アーム部材が前記ピン機構に接続された第１の端部と、前記ピストン機構に接続された第２の端部とを有する請求項２７に記載された弁ゲート・成形機ノズル機構。

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