JPH0999460A - 射出成形機のシャットオフノズル用ピストンリング - Google Patents

射出成形機のシャットオフノズル用ピストンリング

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JPH0999460A
JPH0999460A JP25979295A JP25979295A JPH0999460A JP H0999460 A JPH0999460 A JP H0999460A JP 25979295 A JP25979295 A JP 25979295A JP 25979295 A JP25979295 A JP 25979295A JP H0999460 A JPH0999460 A JP H0999460A
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JP
Japan
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piston ring
nozzle
pressing force
rectangular cross
section
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JP25979295A
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English (en)
Inventor
Masataka Mitsui
正敬 三井
Taizo Murakami
泰造 村上
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂漏れが少なく、かじりを起こさない、長
時間連続安定して使用できる射出成形機のシャットオフ
ノズルを提供するものである。 【解決手段】 射出成形機から金型キャビティ内へ溶融
樹脂を導く溶融樹脂通路を備えたノズルの途中に、内部
に貫通孔を持ち、かつ、回動自在に嵌装された円柱形の
ロータリバルブの外周面外側に巻着され、該ロータリバ
ルブの外周面摺動部に浸入する溶融樹脂をシールするピ
ストンリングであって、該ピストンリングは、矩形断面
に形成するとともに、該矩形断面の側面積が該矩形断面
の内周面積よりも大きくなるように該ピストンリングの
外径と内径ならびに幅を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機のシャ
ットオフノズル用ピストンリングに係り、特に、ピスト
ンリングの偏摩耗を少なくして長寿命化を図り、シール
性を向上させた射出成形機のシャットオフノズル用ピス
トンリングに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形機は、金型キャビティ内
へ溶融樹脂を射出充填する際、その経路を連通遮断する
シャットオフノズルを備えている。図8は、従来の射出
成形機のシャットオフノズル1を示したもので、射出室
とノズル先端口との間に貫通孔8を備えた円柱形のロー
タリバルブ2が配設され、油圧シリンダによりロータリ
バルブ2を90度回動して、溶融樹脂通路10を連通遮
断するようになっている。そして、シャットオフノズル
1のロータリバルブ2の両端部には、樹脂漏れを防止す
るピストンリング6が適当間隔に離間して複数列配置さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、下記に示すような問題があった。 (1)計量工程時のスクリュ背圧はせいぜい100〜2
00kg/cm2 程度の圧力であるので、ピストンリン
グ6によるシール性には何らの問題もなく長時間の使用
に耐えるが、射出工程時には500kg/cm2 程度の
樹脂圧力がかかり、さらに、充填終了から保圧工程開始
直後には射出工程時以上の樹脂圧力がピストンリング6
にかかるので、樹脂圧力に耐えられずにピストンリング
6がピストンリング用溝内で傾転した場合には、ピスト
ンリング6が偏摩耗したり変形したりして、樹脂漏れを
起こす。 (2)漏れた溶融樹脂は、付帯設備のヒータ配線に付着
して断線事故を引き起こしたり、このような断線事故を
防止するための付着樹脂の除去作業をあらたに必要とす
るので、メンテナンス費用の増大を招いていた。 (3)ロータリバルブの潤滑については、通常少しずつ
漏れてきた溶融樹脂が潤滑剤の役目を果たしているが、
上述のように大量の樹脂が漏れてきた場合には、ロータ
リバルブとハウジングとの間の面圧が異常に高くなり、
ロータリバルブの回動動作にかじりが出て円滑な動作を
阻害したり、著しい場合には全く回動できなくなること
が生じる。この対策として、ロータリバルブとハウジン
グの間のクリアランスを単純に広げるとますます樹脂漏
れが増大するという矛盾に逢着することになる。 (4)ロータリバルブの回動は、1成形サイクル中に4
回もある。すなわち、射出開始に閉から開、保圧終了時
に開から閉、サックバック開始時に閉から開、サックバ
ック終了時に開から閉の都合4回である。このうち、第
3回目の動作の際(サックバック開始時)には、ロータ
リバルブのノズル側(高圧)とスクリュ側(大気圧)と
の圧力差が非常に大きく、この状態でロータリバルブに
回動力が加わると、大きな曲げ応力が発生するととも
に、変形が生じてかじりを起こし、この現象を繰り返す
とロータリバルブやこれに接触するハウジング等の機器
を損傷する。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
して、ピストンリングの偏摩耗を防いでシール性を高
め、異常な樹脂漏れを防止して、長時間安定してロータ
リバルブの円滑な動作を確保できるための射出成形機の
シャットオフノズル用ピストンリングを供給するため
に、本発明においては、第1の発明では、射出成形機か
ら金型キャビティ内へ溶融樹脂を導く溶融樹脂通路を備
えたノズルの途中に、内部に貫通孔を持ち、かつ、回動
自在に嵌装された円柱形のロータリバルブの外周面外側
に巻着され、該ロータリバルブの外周面摺動部に浸入す
る溶融樹脂をシールするピストンリングであって、該ピ
ストンリングは、矩形断面に形成するとともに、該矩形
断面の側面積が該矩形断面の内周面積よりも大きくなる
ように該ピストンリングの外径と内径ならびに幅を設定
した。また、第2の発明では、矩形断面の側面積が、該
矩形断面の内周面積の1.2〜1.6倍となるようにピ
ストンリングの外径と内径ならびに幅を設定した。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明においては、溶融樹脂通路
を備えたノズルの途中に、内部に貫通孔を持ち、かつ、
回動自在に嵌装された円柱形のロータリバルブの外周面
外側に巻着され、該ロータリバルブの外周面摺動部に浸
入する溶融樹脂をシールするピストンリングを矩形断面
に形成するとともに、該矩形断面の側面積が該矩形断面
の内周面積よりも大きくなるように該ピストンリングの
外径と内径ならびに幅を設定したので、ピストンリング
の側壁に加わる軸方向の樹脂圧力による押圧力とピスト
ンリング内周面に加わる外周方向の樹脂圧力による押圧
力とが平凖化し、ピストンリングの溝内での傾転が防止
され、ピストンリングの偏摩耗や異常な変形が防止さ
れ、シール性が維持されることによって樹脂漏れを防ぐ
ことができ、長時間の安定運転が可能となる。
【0006】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図7は本発明に係り、図1はシ
ャットオフノズルを備えた射出用ノズルの断面図、図2
は図1のA−A視の横断断面図、図3はシャットオフノ
ズルの縦断面図、図4はシャットオフノズルのシール部
の要部断面図、図5は図4の要部拡大断面図、図6はピ
ストンリングの形状を示す断面図、図7はシャットオフ
ノズルのシール部の要部拡大断面図である。
【0007】図1において、射出装置14は加熱シリン
ダ16を備え、加熱シリンダ16の先端部の加熱シリン
ダヘッド17にはノズル18がボルト17aによって装
着され、この加熱シリンダ16内にスクリュ20が回転
自在にかつ軸方向移動自在に挿通されている。このスク
リュ20の回転は、スクリュ20の後部に連結された図
示しないモータにより行なわれ、軸方向移動は図示しな
い油圧シリンダによって操作される。ノズル18の先端
は金型22に穿設されたホットランナ部24に当接し、
ノズル18内に配設された溶融樹脂通路10とホットラ
ンナ部24が連絡され、スクリュ20からホットランナ
部24に至る溶融樹脂通路が形成される。
【0008】ノズル18内に設けられた溶融樹脂通路1
0の途中には、シャットオフノズル1が配設されるとと
もに、シャットオフノズル1の両端部には、ノズル開閉
プレート26が固着される。また、ノズル開閉プレート
26を約90度回動させてシャットオフノズル1を約9
0度回動し、溶融樹脂通路10を遮断することによって
保圧工程とは無縁の状態にして直ちに次ショットの計量
工程に入ることが可能なように、シャットオフノズル駆
動装置28が加熱シリンダ16の下部に配設される。こ
のシャットオフノズル駆動装置28はシャットオフノズ
ル用シリンダ30とシャットオフノズル用リンクプレー
ト32とシャットオフアーム34などから構成される。
【0009】図1に示すように、略三角形をしたシャッ
トオフノズル用リンクプレート32の一端部は、支軸を
移動を許さず回転のみ自在に軸支され、他端部にシャッ
トオフノズル用シリンダ30のロッド30a先端部なら
びにシャットオフアーム34にピン接合され、支軸回り
に回動される。シャットオフアーム34の他端部は、前
述したノズル開閉プレート26の下部にピン接合され
る。
【0010】このシャットオフノズル1は、シャットオ
フノズル用シリンダ30に作動油を供給することによっ
てロッド30aを前進させて貫通孔8を溶融樹脂通路1
0と導通させ、反対にロッド30aを後退させて貫通孔
8を溶融樹脂通路10と遮断するよう構成される。な
お、符号36はヒータである。
【0011】シャットオフノズル1は、図2〜図3に示
すように、スリーブ38、第1ハウジング39、ロータ
リバルブ2、第2ハウジング42、スリーブ押え板4
3、ピストンリング6およびバッファリング44から構
成される。図3に示されるように、ロータリバルブ2の
軸芯と直交方向に貫通孔8が穿設されている。この貫通
孔8の両端側にはスリーブ38が嵌装され、ロータリバ
ルブ2の外周には第1ハウジング39と第2ハウジング
42が嵌着される。
【0012】第1ハウジング39の両側にはボルトで締
結されたスリーブ押え板43が設けられ、ロータリバル
ブ2との摺動面間にはブッシュ45が嵌装され、スリー
ブ38とロータリバルブ2と間にキー46が取り付けら
れる。ロータリバルブ2の両端部の第1ハウジング39
と接する部分には、溶融樹脂の漏れを防止するための矩
形断面を有するピストンリング6が軸方向に2対配列さ
れて設けられる。
【0013】また、第1ハウジング39とスリーブ38
ならびに第2ハウジング42と当接箇所には、図4や図
5に示すように、矢印形状のバッファリング44が重畳
して配設されており、該当接箇所の空間部48にバッフ
ァリング44が密着して係合し、シール機能を確実に付
与できるようになっている。
【0014】図6は、ピストンリング6の形状を示して
いる。ピストンリング6は、断面が矩形状で、かつ、合
い口をなしており、外径D、内径d、幅Bで厚さはTで
ある。合い口からの樹脂漏れを少しでも少なくするた
め、相互に180度ずらして配列されている。
【0015】図7は、シャットオフノズルのシール部の
要部拡大断面図であり、ピストンリング6には、右方向
から左方向に流入してくる樹脂によってピストンリング
6の側面に左方向に押圧力F1 がかかるとともに、内周
面に外向きに押圧力F2 がかかる。ピストンリング6の
外周面と第1ハウジング39の内周面とがロータリバル
ブ2が回動するときの摺動面である。ピストンリング6
に樹脂圧がかかるとき、図7に示すように、ピストンリ
ング用溝6A内においてピストンリング6が溝6Aの側
壁に強く押し付けられ、かつ、樹脂流れの上流に近いと
ころほど大きな樹脂圧がかかるので、ピストンリング側
面に外周面に近いほど大きく、内周側ほど小さな三角形
状の偏荷重が加わったままロータリバルブ2が回動する
ので、ピストンリング6が、図10に示すように、傾動
して異常な偏摩耗変形(傾動したピストンリング6外周
面の接触部のみの偏摩耗)や損傷を起こし、寿命を低下
させるとともに、樹脂漏れの原因を惹起するに至る。そ
こで、本発明では、押圧力F1 をうける側面積S1 を、
押圧力F2 をうける内周面積S2 よりも大きく形成し、
押圧力F1 を押圧力F2 よりも大きくして、側面を溝6
Aの側壁に強く当接して、ピストンリング6の傾動を阻
止することにより、上述の偏摩耗や損傷を防止する。
【0016】以上のように構成された本発明の射出成形
機のシャットオフノズルの作動について説明する。ま
ず、スクリュ20を回動しながら適宜な距離ほど後退さ
せたうえで、計量工程としてスクリュ20の前方の貯溜
部に所定の量の溶融樹脂を貯溜する。このとき、計量工
程中のシャットオフノズル1は溶融樹脂通路10を遮断
した状態にしておくことは勿論である。計量工程が終了
した後の射出工程では、シャットオフノズル1を連通状
態にした後、貯溜部に貯溜された溶融樹脂は、スクリュ
20の前進動(ただし回転はなし)にて図示しない金型
間のキャビティ内にホットランナ部24を経由して射出
充填される。
【0017】充填完了と同時に、シャットオフノズル用
シリンダ30に作動油を導入するとロッド30aが前進
し、シャットオフアーム34ならびにノズル開閉プレー
ト26を介してシャットオフノズル1が約90度回動す
ることにより、溶融樹脂通路は遮断される。シャットオ
フノズル1が溶融樹脂通路10を遮断すると、スクリュ
20を後退、かつ、回動しながら再度計量工程に入る。
一方、キャビティ部へ充填された溶融樹脂は金型によっ
て冷却される間に起こる、樹脂の収縮(換言すれば、ひ
け)分を補うため、シャットオフノズル1を遮断して保
圧工程に入り、冷却中のキャビティ内の溶融樹脂に約2
0秒間、所定の加圧を付与する。
【0018】一定時間の金型による樹脂の冷却固化が完
了すると、保圧工程は終了し、金型を開いて成形品を取
り出し、再度金型の型締を行なうとともに、シャットオ
フノズル1を連通状態に復元して溶融樹脂通路10を開
放して、射出工程に入る。このような計量工程、射出工
程、保圧工程(保圧工程中には次ショットの計量工程を
含む)の繰り返しにより、射出成形時の射出圧力が、例
えば、1000kg/cm2 になったり、あるいは、そ
の後の保圧工程時にはそれ以上の圧力を負荷するので、
従来のようなピストンリング6だけのシール機構では、
ピストンリング6が溝6A内で傾動を起こして偏摩耗
(局部摩耗)し、溶融樹脂の漏れを起こすことになる。
【0019】したがって、本発明では、ピストンリング
6を矩形断面に形成し、該矩形断面の側面積が該矩形断
面の内周面積よりも大きくなるように該ピストンリング
の外径と内径ならびに幅を設定して、ピストンリング6
のピストンリング用溝6A内での傾転を防止し、ピスト
ンリング6を溝6Aの側面に密着させたままロータリバ
ルブ2と一体的に回動させ、ピストンリング6の外周面
を均等に摺動面に当接してロータリバルブ2を回動させ
るようにしたので、樹脂漏れが少なく、ピストンリング
6の異常摩耗(偏摩耗、すなわち、局部摩耗)も防止さ
れ、長寿命化が達成される。したがって、 ピストンリ
ング6をこのような形状に構成することによって、射出
成形時や保圧工程時の約1000kg/cm2 程度やそ
れ以上の高い樹脂圧力に対しても、高いシール性を確保
することが出来、従来構造のピストンリングに比べて、
約3倍(6ケ月)の連続長期運転に耐えられる。
【0020】そして、さらに、第2の発明では、矩形断
面の側面積S1 が、該矩形断面の内周面積S2 の1.2
〜1.6倍となるように該ピストンリングの外径と内径
ならびに幅を設定したが、これに伴い押圧力F1 も、押
圧力F2 よりもほぼ1.2〜1.6倍の大きさになる。
この数値限定理由を述べると、1.2倍以下では、ピス
トンリング6の傾動阻止効果が弱く、また、1.6倍以
上にすると、押圧力F 2 にくらべて押圧力F1 が著しく
大きくなり摺動面の通常摩耗が増加するうえ、ピストン
リング6の断面形状が細長スリム形状となり、剛性が低
下する。また、ピストンリング6の溝6A内への挿着が
難しくなる。
【0021】本発明を採用した具体的な実施例について
述べると、外径D=54mm、内径=4.7mm、厚さ
T=3.5mm、幅B=3mmとした結果、側面積S1
=5.55cm2 、内周面積S2 =4.43cm2 とな
り、その比はRは、1.25であったが、非常によい運
転を実施することが出来た。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、射出成形機から金型キャビティ内へ溶融樹脂を導く
溶融樹脂通路を備えたノズルの途中に、内部に貫通孔を
持ち、かつ、回動自在に嵌装された円柱形のロータリバ
ルブの外周面外側に巻着され、該ロータリバルブの外周
面摺動部に浸入する溶融樹脂をシールするピストンリン
グであって、該ピストンリングは、矩形断面に形成する
とともに、該矩形断面の側面積が該矩形断面の内周面積
よりも大きくなるように該ピストンリングの外径と内径
ならびに幅を設定したので、下記のような優れた効果を
発揮できる。 (1)樹脂圧に押圧されても、ピストンリングがピスト
ンリング用溝内で傾転しにくいので、異常摩耗(偏摩
耗)が少なく、長寿命化を図ることができるとともに、
シール性が高い。 (2)樹脂漏れが少ないので、樹脂の除去作業が不要で
メンテナンスが簡便容易である。 (3)樹脂圧力が高いときでも、ピストンリングの傾転
や異常変形がないので、ロータリバルブとハウジングと
が円滑に摺動運動し、両者間の摩擦発熱が少なくロータ
リバルブ回動時のかじりを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るシャットオフノズルを備
えた射出用ノズルの断面図である。
【図2】図1のA−A視の横断断面図である。
【図3】本発明の実施例に係るシャットオフノズルの縦
断面図である。
【図4】本発明の実施例に係るシャットオフノズルのシ
ール部の要部断面図である。
【図5】図4の要部拡大断面図である。
【図6】本発明の実施例に係るピストンリングの形状を
示す断面図である。
【図7】本発明の実施例に係るシャットオフノズルのシ
ール部の要部拡大断面図である。
【図8】従来のシャットオフノズルの縦断面図である。
【図9】従来のシール部の部分断面図である。
【図10】従来のシール部の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 シャットオフノズル 2 ロータリバルブ 4 ハウジング 6 ピストンリング 6A 溝(ピストンリング用溝) 8 貫通孔 10 溶融樹脂通路 12 隙間 14 射出装置 16 加熱シリンダ 18 ノズル 20 スクリュ 24 ホットランナ部 26 ノズル開閉プレート 30 シャットオフノズル用シリンダ 32 シャットオフノズル用リンクプレート 38 スリーブ 39 第1ハウジング 42 第2ハウジング 43 スリーブ押え板 44 バッファリング 45 ブッシュ 46 キー 48 空間部(当接空間部) F1 押圧力 F2 押圧力 S1 側面積 S2 内周面積 D 外径 d 内径 B 幅 T 厚さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形機から金型キャビティ内へ溶融
    樹脂を導く溶融樹脂通路を備えたノズルの途中に、内部
    に貫通孔を持ち、かつ、回動自在に嵌装された円柱形の
    ロータリバルブの外周面外側に巻着され、該ロータリバ
    ルブの外周面摺動部に浸入する溶融樹脂をシールするピ
    ストンリングであって、 該ピストンリングは、矩形断面に形成するとともに、該
    矩形断面の側面積が該矩形断面の内周面積よりも大きく
    なるように該ピストンリングの外径と内径ならびに幅を
    設定したことを特徴とする射出成形機のシャットオフノ
    ズル用ピストンリング。
  2. 【請求項2】 矩形断面の側面積が、該矩形断面の内周
    面積の1.2〜1.6倍となるように該ピストンリング
    の外径と内径ならびに幅を設定した請求項1記載の射出
    成形機のシャットオフノズル用ピストンリング。
JP25979295A 1995-10-06 1995-10-06 射出成形機のシャットオフノズル用ピストンリング Pending JPH0999460A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009006724A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Husky Injection Molding Systems Ltd. Rotary valve assembly for an injection nozzle

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WO2009006724A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Husky Injection Molding Systems Ltd. Rotary valve assembly for an injection nozzle
US7614871B2 (en) 2007-07-12 2009-11-10 Husky Injection Molding Systems Ltd Rotary valve assembly for an injection nozzle

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