JPH0148850B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバルブ開閉式射出成形装置、特にバル
ブピンが直接空気圧で操作される中心入口のバル
ブ開閉式射出成形装置に関する。

従来、射出成形装置のバルブピンを駆動するの
に種々の異なつた装置が用いられてきた。本願出
願人の1977年３月22日発行された米国特許第
4013393号及び、1980年７月15日発行された米国
特許第4212672号に示されマルチキヤビテイ装置
に、適切な駆動装置を設けることはかなり容易な
ことである。しかしながら、多数のバルブピンを
駆動するのにレバー及びカム式駆動装置を用いた
これ等システムでは、共通の供給源からマニホー
ルドを通り供給される溶融材料が側方から流れ込
む構成であるので、バルブピンの被駆動端を駆動
装置に直接的に掛合させるには、駆動装置のため
に大きな空間が必要とされることとなる。

また、別個の溶融材料通路がバルブピン及びゲ
ートにほぼ一線をなして各装置に連通する中心入
口装置にあつては、駆動装置に対する空間の問題
は一層厳しいものがあり、1977年５月31日に発行
された本出願人の米国特許第4026528号、1980年
９月16日に発行された米国特許第4222733号、そ
して米国特許第4286941号から明らかなようにこ
の型式の装置では、溶融材料通路をバルブピンの
被駆動端の周りで片寄らせる必要があり、駆動装
置のための空間を狭めることとなつていた。加え
て、これ等従来の機械的リンク機構は、繰り返し
負荷を受けるのでリンク機構がかなり摩耗すると
言う欠点があつた。

したがつて、本出願人の1980月10月15日に出願
されたカナダ国特許願第362420号において開示し
たように、バルブピンを閉じるだけでなく、開く
ようにも複動させることができる駆動装置に関す
る幾つかの出願は、一層有用なものとなつてきて
いる。この装置によれば、バルブピンが固着する
のを阻止するばかりでなく、射出圧力に無関係に
開放時間を定めることができ、ある適用例にあつ
ては、ゲート区域近傍の溶融雑料に作用する力を
減ずることもできる。しかも、耐圧肩部
（pressure shouder）とシールに関する問題を減
少するバルブピンの拡大部とに関連した要求を除
くこともできる。

一方、空気圧作動する複動装置も既知である
が、通常この装置は、溶融材料通路の外側に位置
しているので、バルブピンに力を伝えることが困
難であり、さもなくば、溶融材料通路をピストン
の周囲に拡げるに充分な空間を設けることができ
なかつた。ちなみに、前者の型式は、1972年７月
18日に発行されたプトコフスキ（Putkowski）の
米国特許第367768号に例示されている。

これに対し、上述の特許に開示されたレバー及
びカム駆動装置を用いることに加え、バルブピン
にほぼ一線をなして配設され空気圧又は流体圧で
作動するピストンを用いることも知られている。
しかしながら、例えば、特開昭54−159465号公報
に開示されたその様な装置にあつてもバルブピン
の延在方向に斜交する溶融材料通路を、別個の構
成要素であるマニホールドに形成しなければなら
ず、したがつて溶融材料通路を含め、駆動装置の
占有空間が増大すると言う既述した問題は、未だ
解決されていない。またこの装置は、いわゆる多
数個取りを目的としたものであるので、いわゆる
一個取り成形に適用すると、バルブピンに対して
溶融材料通路が斜交する構成であるので、流動バ
ランスが悪化すると言う問題があつた。この問題
は、高い寸法精度が要求され製品を製造する単一
のキヤビテイのものにおいては一層顕著なものと
なつていた。

したがつて本願の目的は、溶融材料通路が、バ
ルブピンに共軸に配設されバルブピンを駆動する
空気圧で操作されるピストン及びシリンダの内側
に配置されたバツクプレートに形成される射出成
形装置を提供し、上述した問題の少なくとも一部
を解決することにある。

この目的を達成するため、本発明のバルブ開閉
射出成形装置は、中心入口を有するバツクプレー
トと、冷却したキヤビテイプレートに着座する加
熱キヤストと、キヤビテイプレートを貫通してキ
ヤビテイに連通するゲートと、加熱キヤストに形
成したバルブピン孔内を開放位置及び閉止位置間
で往復運動し、一端が、閉止位置にてゲートに着
座する細長いバルブピンと、バルブピンの他端に
係合しバルブピンを駆動するバルブピン駆動装置
と、バツクプレートの中心入口で成形機から加圧
溶融材料を受領し加熱キヤストを貫通してゲート
まで延在する溶融材料通路とを具えた単一キヤビ
テイバルブ開閉式射出成形装置において、バツク
プレートは、加熱キヤストに衝合する片寄部及び
その片寄部を経て中心入口に開口する貫通孔を具
備し、バルブピン駆動装置は、不動のバツクプレ
ートの外方に相対運動可能に配設され空気圧の作
用下で往復運動する環状のピストンと、この環状
のピストンを相対運動可能に収容する不動のシリ
ンダとを具備し、環状のピストンは、バツクプレ
ートの半径方向内方に突出して片寄部に対向しバ
ルブピンの一端に係合する舌状部と、シリンダの
内周面を摺動する外方カラー部とを有し、溶融材
料通路は、バツクプレートの中心入口からその片
寄部を貫通して、加熱キヤストを貫通する中心孔
に連通してなる。

以下本発明を図面により説明する。

第１図はキヤビテイプレート１２に着座する加
熱キヤスト１０を具える中心入口のバルブ開閉式
射出成形装置を示す。モールドアセンブリは位置
決めリング２０を貫通するボルト１８により支持
板１６の適所に固着されるカラー部分１４を有す
る。加熱キヤスト１０を絶縁ブツシユ２１により
キヤビテイプレート１２内に配置すると共に、一
方位置決めリング２０により取り付けられるバツ
クプレート２２により適当な位置に保持する。溶
融材料通路２４は中心入口２６からバツクプレー
ト２２、加熱キヤスト１０に着座したバルブブツ
シユシール２８及び加熱キヤスト自体を貫通す
る。位置決めリング２０は成型機（図示せず）の
ノズルを収容するため傾斜した内面３０を有し、
この斜面から高温高圧の溶融材料が溶融材料通路
２４、キヤビテイプレート１２のゲート３２を通
りキヤビテイ３４内に流入する。被駆動端３８と
先端４０とを有する細長いバルブピン３６は加熱
キヤスト１０の中心孔４２を貫通する。

熱に対して考慮することは、装置を満足に操作
するのに勿論非常に重要である。冷却装置（図示
せず）によりキヤビテイプレート１２を冷却する
ことが必要であるが、一方加熱キヤスト１０内に
鋳込まれ、端子４６から電力を受ける電気式加熱
素子４４により加熱キヤスト１０を加熱する。加
熱キヤスト１０は突出したノズル部分４８を具
え、加圧された溶融材料が溶融材料通路２４を流
れる時溶融材料を均一な温度に保持できるよう十
分に熱を伝えるベリリウム銅の如き高熱伝導材料
で形成する。絶縁ブツシユ２１は高温の加熱キヤ
スト１０と低温のキヤビテイプレート１２との間
に絶縁のための空間５０を形成する。通通常は円
筒状をしたノズル５２を加熱キヤスト１０に着座
させ、ゲート３２のまわりの空間５０を遮断す
る。ノズルシート５２をチタン合金で形成し、加
圧した溶融材料が漏れるのを阻止すると共に、
1977年８月23日に発行された本出願人の米国特許
第4043740号に記載した様にゲート区域での熱損
失を最少にする。

細長いバルブピン３６は加熱キヤストの中心孔
４２の中心の縦軸線５４に沿つて往復動する。閉
止位置では、バルブピン３６の先端４０をゲート
３２に着座させ、開放位置では溶融材料がゲート
を通り自在に流れることができるようバルブピン
を十分移動させる。第１図に示す様に、加熱キヤ
スト１０を貫通する中心孔４２は溶融材料通路２
４につながる拡大部５６をバルブピン３６の周囲
に有する。上述した様に、成型機がバルブピン３
６とキヤビテイ３４とから片寄るのを避けるた
め、溶融材料通路２４をバルブピン３６の被駆動
端３８の周囲に延在させることが必要である。こ
のため中心入口２６からバツクプレート２２の片
寄部５８を貫通し、加熱キヤスト１０に着座する
バルブブツシユシール２８まで延在する溶融材料
通路２４を設ける。バルブピン３６用の中心孔４
２は加熱キヤスト１０からバルブブツシユシール
を貫通する。もつとも、加圧した溶融材料が過度
に漏洩するのを阻止するため、バルブピンに対し
密接な公差になるようバルブブツシユシールの寸
法を減ずる。圧力を下げると叫に有害なガス及び
液体を釈放する外部に連通した通気孔（図示せ
ず）をバルブピン３６の周囲の円周方向の開孔６
０に設ける。溶融材料通路２４を中心孔４２の拡
大部が始まる部分においてバルブブツシユシール
内の孔４２に接続する。本出願人の上述の米国特
許第4026518号に明瞭に記述したように、ブツシ
ユシール２８はブツシユシールとこのシールに衝
合するバツクプレート２２との間の漏洩を失くす
と共に、溶融材料通路２４をバルブピン孔４２に
接続する構造物の製造を容易にする。

開放及び閉止位置の間でバルブピン３６を作動
させる機構はシリンダ６４に着座させた空気作動
するピストン６２である。図面から明らかなよう
に、位置決めリング２０とこのリングを貫通する
ボルト１８とによりシリンダ６４を所定位置に取
り付ける。ピストン６２は外方カラー部６６と、
このカラー部６６から内方に突出するピストンに
一体の舌状部６８とを有する。カラー部６６をシ
リンダ６４とバツクプレート２２との間に収容
し、ピストンが往復運動する時の気密シールとし
てピストンリング７０を設ける。バツクプレート
２２の片寄部５８が形成する空間に突出する舌状
部６８は溝孔７２を有し、この溝孔はバルブピン
３６の被駆動端３８の拡大した頭部７４を収容す
る。空気導入管７６，７８が外部連結部８０，８
２からピストン６２にカラー部６６の両側まで延
在するよう空気導管７６，７８をシリンダ６４及
びカラー部１４に貫通穿孔する。Ｏ−リング８
４，８６をシリンダ６４とモールドのカラー部１
４との間に設け過度の空気の漏洩を阻止する。シ
リンダ６４を介してバツクプレート２２からの熱
損失を最小にすると共に、空気用通路を設けるた
め、凹面８８を有するよう位置決めリング２０を
形成する。同様な目的で、ピストンリング７０に
隣接してピストン６２とシリンダ６４との間に付
加の空間９０も設ける。本実施例ではピストン６
２をＨ１３の高温加工鋼材で、シリンダ６４を微
細粒子鋳造物で、そしてピストンリング７０をク
ロムメツキした高性能リングで造る。

本装置の使用に際しては、既述及び図示した様
に装置を組立て加熱素子４４に電力を加え、操作
温度までこのコイルを加熱する。約7.03Kg／cm²
（100p.s.i.）の外部空気供給源（図示せず）をバ
ルブを用いて外部連結部に接合する。成型機から
の溶融材料に圧力を作用させると共に逐次反復的
に圧力を作用及び釈放するタイミング回路により
このバルブを制御する。バルブピン３６が開放位
置にある時、溶融材料に圧力を加え高温の溶融材
料通路２４及びゲート３２を通じて溶融材料を注
入しキヤビテイ３４を満す。キヤビテイを充填す
る短時間の間溶融材料の圧力を保持した後、ピス
トン６２及びバルブピン３６を第１図に示す閉止
位置に駆動するよう空気圧を切替え、溶融材料の
圧力を釈放する。冷却のため数秒間この位置を保
持し、モールドを開いて完成品を取り出す。次い
でモールドを閉じ、溶融材料の圧力が再び作用す
る前にバルブピン３６を開かせるため空気圧を逆
変させる。各工程の正確なタイミングと、材料及
び製品の種類による温度並びに圧力で、このシー
ケンスを１分間当り数回繰返す。明らかな様に、
バルブピン３６に作動力を作用させるピストン６
２の舌状部６８はピストン６２の舌（tongue）
を働かせるレバーアームを形成する。しかし、こ
のレバーアームは、外部カラー部６６の形状の差
だけオフセツトされており、外部カラー部が空気
圧による力をバルブピン３６の周囲に分散させる
ので、詰まつて動かないと言う問題を回避するこ
とができる。

本発明の他の実施例によるピストン及びバルブ
ピン形状を第３図に示す。この構造は特定のモー
ルデイングの利用に適つた成型装置を作動させて
いる間バルブピンが回転しないよう固定されてい
るのでバルブピンの先端を成型品の粒子又は模様
に適合させることが出来る。

第３図に示すピストン６２は舌状部６８が異な
つた形状である以外は構造も作動も上述したもの
と同一である。本実施例では舌状部６８は均一な
長方形断面をしたより大きな溝１０２に通じる溝
孔１００を有する。図より明らかなように、バル
ブピン３６は平坦で平行な側面１０６及び１０８
を有する長楕円形の頭部１０４を有し、ピストン
の舌状部の溝１０２にきつちり滑入する寸法に造
る。使用に際しては溝１０２に収容したバルブピ
ンの頭部１０４と装置とを組み合わせる。無論、
バルブピンの頭部はバルブピンが使用中回転する
のを阻止する。

第４図は被駆動端３８近くに対向して位置した
一対の切欠き１１０，１１２を有するバルブピン
３６の一実施例を示す。バルブピンのこの形状
は、バルブピンが比較的大きな直径であれば第３
図に示したピストンと共に使用される。切欠き１
１０及び１１２の間に形成された首部１１４が舌
状部の溝孔１００にきつちりと嵌着されると共
に、首部と被駆動端との間の頭部１１６が溝孔１
０２に収容されるよう両切欠きを造る。本実施例
の操作は勿論、上述した実施例を類似している
が、ピストン６２及びバルブピン３６のこの構造
は使用中バルブピンが回転するのを阻止する。

本射出成形装置は特定の実施例に関して説明し
てきたがこれに限定されるものではない。種々の
変形及び改良が考えられる。特に、ピストン、シ
リンダ、バツクプレート及び加熱キヤストの形状
を様々に変えることが出来るのは明らかである。
更に、複動構造のものを記述及び説明したが単動
構造のものも容易である。すなわち、ピストンと
バルブピンとの間の関係を使用に合わせて適当に
改めれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の単一キヤビテイバルブ開閉式
射出成形装置の好適な一実施例の一部断面図、第
２図は第１図に示す装置の分解等角図、第３図は
本発明の他の実施例におけるピストン及びバルブ
ピンの一部切断等角図、そして第４図は第３図に
示すピストンとして使用する他の実施例のバルブ
ピンの等角図である。 １０……加熱キヤスト、１２……キヤビテイプ
レート、１４……カラー部分、１６……支持板、
１８……ボルト、２０……位置決めリング、２２
……バツクプレート、２４……溶融材料通路、２
６……中心入口、２８……バルブブツシユシー
ル、３０……内面、３２……ゲート、３４……キ
ヤビテイ、３６……バルブピン、３８……被駆動
端、４０……先端、４２……中心孔、４４……電
気式加熱素子、４６……端子、４８……ノズル部
分、５０……空間、５２……ノズルシール、５４
……縦軸線、５６……拡大部、５８……片寄部、
６０……開孔、６２……ピストン、６４……シリ
ンダ、６６……外方カラー部、６８……舌状部、
７０……ピストンリング、７２……溝孔、７４…
…頭部、７６，７８……空気導入管、８０，８２
……外部連結部、８４，８６……Ｏ−リング、８
８……凹面、９０……空間、１００……溝孔、１
０２……溝、１０４……頭部、１０６，１０８…
…側面、１１０，１１２……切欠き。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心入口を有するバツクプレートと、冷却し
   たキヤビテイプレートに着座する加熱キヤスト
   と、キヤビテイプレートを貫通してキヤビテイに
   連通するゲートと、加熱キヤストに形成したバル
   ブピン孔内を開放位置及び閉止位置間で往復運動
   し、一端が、閉止位置にてゲートに着座する細長
   いバルブピンと、バルブピンの他端に係合しバル
   ブピンを駆動するバルブピン駆動装置と、バツク
   プレートの中心入口で成形機から加圧溶融材料を
   受領し加熱キヤストを貫通してゲートまで延在す
   る溶融材料通路とを具えた単一キヤビテイバルブ
   開閉式射出成形装置において、 バツクプレートは、加熱キヤストに衝合する片
   寄部及びその片寄部を経て中心入口に開口する貫
   通孔を具備し、 バルブピン駆動装置は、不動のバツクプレート
   の外側に相対運動可能に配設され空気圧の作用下
   で往復運動する環状のピストンと、この環状のピ
   ストンを相対運動可能に収容する不動のシリンダ
   とを具備し、 環状のピストンは、バツクプレートの半径方向
   内方に突出して片寄部に対向しバルブピンの一端
   に係合する舌状部と、シリンダの内周面を摺動す
   る外方カラー部とを有し、 溶融材料通路は、バツクプレートの中心入口か
   らその片寄部を貫通して、加熱キヤストを貫通す
   る中心孔に連通することを特徴とする単一キヤビ
   テイバルブ開閉式射出成形装置。 ２ 前記環状のピストンと、そのピストンを収容
   するシリンダを、バルブピンにほぼ共軸に配設し
   た特許請求の範囲第１項に記載の単一キヤビテイ
   バルブ開閉式射出成形装置。 ３ バツクプレートの片寄部を、加熱キヤスト内
   に着座させたブツシユシールに衝合させ、溶融材
   料通路を、ブツシユシールを貫通する中心孔に接
   続した特許請求の範囲第１項若しくは第２項に記
   載の単一キヤビテイバルブ開閉式射出成形装置。 ４ ピストンの舌状部に溝手段を設け、この溝手
   段に収容可能な頭部をバルブピンに設けてバルブ
   ピンの回転を阻止する特許請求の範囲第３項に記
   載の単一キヤビテイバルブ開閉式射出成形装置。