JPH11320612A - 金属射出成形機のロータリシャットオフノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリバルブから溶融材料が漏出するのを
防ぐ。 【解決手段】 加熱シリンダ１０から吐出された溶融材
料はバルブブロック３０のバルブブロック湯道３１を通
って射出ノズル２０に供給される。射出終了後は、ロー
タリバルブ４０を回転させてバルブブロック湯道３１を
遮断する。バルブブロック３０は、外部へ開放された溶
融材料回収用湯道３１ｃを有し、ロータリバルブ４０の
外周面に漏出する溶融材料を、直接または、凹所３２お
よび逃がし湯道３３を経て溶融材料回収用湯道３１ｃに
集めて、受箱等に回収し、安全に処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低融点金属等を加
熱、溶融し、金型に注入して成形品を得るための金属射
出成形機のロータリシャットオフノズルに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般的に樹脂等を成形材料とする射出成
形機においては、射出ノズルと加熱シリンダの間にロー
タリバルブを配設し、射出工程の終了時等においてロー
タリバルブを回転させることで前記湯道を遮断し、溶融
材料の供給を停止するように構成されている。

【０００３】図３は一従来例によるロータリシャットオ
フノズルを示すもので、これは、加熱シリンダ１１０と
射出ノズル１２０の間にバルブブロック１３０を介在さ
せ、該バルブブロック１３０を貫通して射出ノズル１２
０の射出ノズル湯道１２１に連通するバルブブロック湯
道１３１を、ロータリバルブ１４０によって開閉する。

【０００４】ロータリバルブ１４０は、円柱状の本体を
有し、該本体はバルブブロック１３０に設けられた円筒
穴１３０ａ内に回転自在に嵌合している。ロータリバル
ブ１４０の本体には、その断面を径方向に横断する貫通
孔１４１が湯道として設けられている。

【０００５】ロータリバルブ１４０の本体の一部分はバ
ルブブロック１３０の外へ突出しており、ここに取り付
けたレバー１４２を、連結金具１４３を介して、流体圧
シリンダ等からなる直動アクチュエータ１４４によって
回転させる。図３の（ａ）に示すように、ロータリバル
ブ１４０の貫通孔１４１とバルブブロック湯道１３１を
連通させた状態で、加熱シリンダ１１０から供給される
溶融樹脂等の射出が行なわれる。

【０００６】射出工程が終了したら、直動アクチュエー
タ１４４を駆動してレバー１４２を所定角度だけ回転さ
せ、図３の（ｂ）に示すように、ロータリバルブ１４０
の外周面によってバルブブロック湯道１３１を遮断す
る。すなわち、ロータリバルブ１４０の貫通孔１４１が
バルブブロック湯道１３１と連通しない回転位置までロ
ータリバルブ１４０を回転させる。このようにして、射
出が行なわれるとき以外は溶融樹脂の供給を停止して、
射出ノズル１２０から樹脂が流出するのを防ぐ。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、樹脂のように粘性の高い成形材料で、
その溶融温度も２００〜３００℃程度であれば、ロータ
リバルブの周囲に溶融材料が漏れることなく、装置外部
に溶融材料が流出したり、ロータリバルブの動作不良等
のトラブルを生じることもなく運転できるが、軽金属等
を成形材料とする金属射出成形機には適用できない。

【０００８】詳しく説明すると、成形材料が低融点金
属、例えばアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、鉛
等である場合は、これらの溶融状態は粘度の低いサラサ
ラの液体であって、湯道を通過する速度が樹脂に比べて
その３〜１０倍も速く、しかも圧力が高い。

【０００９】従って、ロータリバルブの周囲から溶融材
料が漏れないようにシールリング等を設けても、加熱シ
リンダから高速、高圧で供給される液状の溶融金属がロ
ータリバルブの本体の周囲へ漏出するのを確実に阻止す
るのが難しく、漏出分によってロータリバルブの動作不
良等を招く。加えて、溶融材料の温度が６００℃前後と
極めて高温であるから、バルブブロックの外へ溶融材料
が流出すると、急激な酸化や燃焼による爆発のおそれが
あり、作業者にとって大変危険である。

【００１０】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、ロータリバルブの周
囲へ流出する溶融材料を効率的に回収してこれによるト
ラブルを防ぐことのできる高性能で安全性の高い金属射
出成形機のロータリシャットオフノズルを提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の金属射出成形機のロータリシャットオフノ
ズルは、溶融材料を射出する射出ノズルと、第１および
第２の接続孔を備えたロータリバルブと、該ロータリバ
ルブを回転自在に収容する円筒穴を備えたバルブブロッ
クと、前記ロータリバルブを回転駆動する駆動手段を有
し、前記バルブブロックが、前記射出ノズルに連通する
第１の湯道と、一端が前記円筒穴に開口し他端が外部に
開放された第２の湯道を備えていることを特徴とする。

【００１２】ロータリバルブが、第１の回転位置におい
て第１の接続孔によって加熱シリンダの吐出口をバルブ
ブロックの第１の湯道に連通させ、第２の回転位置にお
いて第２の接続孔によって前記加熱シリンダの前記吐出
口を前記バルブブロックの第２の湯道に連通させるよう
に構成されているとよい。

【００１３】バルブブロックが、円筒穴に漏出する溶融
材料を溜めるための凹所と、該凹所の溶融材料を第２の
湯道に導くための逃がし湯道を備えているとよい。

【００１４】ロータリバルブとバルブブロックを加熱す
る加熱手段が設けられているとよい。

【００１５】

【作用】駆動手段によってロータリバルブを回転させ、
第１の回転位置において第１の接続孔をバルブブロック
の第１の湯道に接続して射出ノズルに溶融材料を供給
し、金型内に射出する。射出工程の終了時には、ロータ
リバルブを所定角度だけ回転させて溶融材料の供給を停
止する。

【００１６】ロータリバルブの外周面に漏出する溶融材
料は、バルブブロックの第２の湯道に直接あるいは逃が
し湯道等を介して回収され、ここからバルブブロックの
外へ取り出されて安全に処理される。

【００１７】射出工程中や射出工程終了後に、ロータリ
バルブの外へ高温高圧の溶融金属等の溶融材料が噴出す
るおそれがないから、作業の安全性を大きく改善でき
る。また、漏出する溶融材料のためにロータリバルブが
動作不良を起こす等のトラブルも回避できる。

【００１８】加熱シリンダの溶融材料をパージするパー
ジ作業を行なうときは、第２の接続孔が加熱シリンダの
吐出口に連通する第２の回転位置までロータリバルブを
回転させ、パージされた溶融材料をバルブブロックの第
２の湯道から回収する。

【００１９】金型から射出ノズルを後退させて射出ノズ
ルの射出口から溶融材料を回収する場合に比べて、作業
が簡単であり、作業効率を大幅に向上できる。

【００２０】このようにして、作業者に対する安全性が
高く、作業効率も良好で、しかもロータリバルブの動作
不良等のトラブルのない高性能な金属射出成形機を実現
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２２】図１は一実施の形態を示すものでこれは、
加熱シリンダ１０と射出ノズル２０の間にバルブブロッ
ク３０を配設し、該バルブブロック３０を貫通して射出
ノズル２０の射出ノズル湯道２１に連通する第１の湯道
であるバルブブロック湯道３１を、ロータリバルブ４０
によって開閉する。

【００２３】ロータリバルブ４０は、円柱状の本体を有
し、該本体はバルブブロック３０の円筒穴３０ａ内に回
転自在に嵌合している。ロータリバルブ４０の本体に
は、第１、第２の接続孔であるロータリバルブ湯道４１
ａ，４１ｂ（図２参照）が設けられており、これらはロ
ータリバルブ４０の本体の断面を互いに略平行に横断す
る。

【００２４】ロータリバルブ４０の本体の一部分はバル
ブブロックの外へ突出しており、ここに取り付けたレバ
ー４２を、連結金具４３を介して、流体圧シリンダ等か
らなる駆動手段である直動アクチュエータ４４によって
回転させる。図１および図２の（ａ）に示すように、第
１のロータリバルブ湯道４１ａとバルブブロック湯道３
１を連通させた状態で、加熱シリンダ１０から供給され
る溶融金属等の溶融材料の射出が行なわれる。

【００２５】射出工程が終了したら、直動アクチュエー
タ４４を駆動してレバー４２を所定角度だけ回転させ、
図２の（ｂ）に示すように、ロータリバルブ４０の本体
の外周面によってバルブブロック湯道３１を遮断する。
すなわち、ロータリバルブ４０の第１のロータリバルブ
湯道４１ａがバルブブロック湯道３１と連通しない位置
までロータリバルブ４０を回転させる。このようにし
て、射出が行なわれるとき以外に溶融材料が射出ノズル
２０から流出するのを防ぐ。

【００２６】ロータリバルブ４０の中心部には、カート
リッジヒータ５１が埋め込まれており、バルブブロック
３０にも、ロータリバルブ４０を等間隔で囲むように複
数のカートリッジヒータ５２〜５５が埋め込まれてい
る。加熱手段であるこれらのカートリッジヒータ５１〜
５５によって、バルブブロック３０およびロータリバル
ブ４０が所定の加熱状態に維持される。

【００２７】第２のロータリバルブ湯道４１ｂは、後述
するように射出成形作業の途中で溶融材料をパージする
ために設けられたものである。第１、第２のロータリバ
ルブ湯道４１ａ，４１ｂは、中央のカートリッジヒータ
５１を挟んでその両側に配設される。

【００２８】バルブブロック湯道３１は、一端が加熱シ
リンダ１０の吐出口に接続され、他端がバルブブロック
３０の円筒穴３０ａに開口するシリンダ側湯道３１ａ
と、一端がバルブブロック３０の円筒穴３０ａに開口
し、他端が射出ノズル２０の射出ノズル湯道２１に接続
されたノズル側湯道３１ｂからなる。これらに加えてバ
ルブブロック３０は、一端がバルブブロック３０の円筒
穴３０ａに開口し、他端がバルブブロック３０の外部に
開放された第２の湯道である溶融材料回収用湯道３１ｃ
を有する。

【００２９】加熱シリンダ１０から供給される溶融材料
が高温高圧で液状のアルミニウム、マグネシウム、亜
鉛、錫あるいは鉛等の金属であれば、ロータリバルブ４
０の本体の外周面へ漏出するのを回避できず、漏出した
溶融金属がバルブブロック３０の円筒穴３０ａの開口端
から外部へ噴出したり、ロータリバルブ４０の回転を障
げて動作不良等のトラブルを生じるおそれがある。

【００３０】特に、射出工程が終了してロータリバルブ
４０を閉じているときに加熱シリンダ２０側に高圧が発
生すると、ロータリバルブ４０の周囲から高圧の溶融材
料が噴出し、爆発等を起こすため、作業者にとって極め
て危険である。また、射出工程中に射出ノズル湯道２１
等が詰まった場合にも、ひき続き加熱シリンダ２０から
供給される溶融材料がバルブブロック３０から噴出し
て、上記のトラブルを起こす。

【００３１】ロータリバルブ４０に漏出を防ぐためのシ
ールリング４６を配設しても、バルブブロック３０の円
筒穴３０ａの開口端に向かって溶融材料が流動するのを
完全に止めることはできない。

【００３２】そこで、ロータリバルブ４０の外周面に開
口する溶融材料回収用湯道３１ｃをバルブブロック３０
に設けて、ロータリバルブ４０の周囲に漏出した溶融材
料の一部を直接回収するとともに、バルブブロック３０
の円筒穴３０ａの開口端に流出した溶融材料を溜めるた
めの凹所３２と、該凹所３２に溜まった溶融材料を溶融
材料回収用湯道３１ｃに導入するための逃がし湯道３３
を設ける。

【００３３】バルブブロック３０の凹所３２から逃がし
湯道３３を通って溶融材料回収用湯道３１ｃに戻された
溶融材料は、前述のように溶融材料回収用湯道３１ｃに
直接回収された漏出分とともに、溶融材料回収用湯道３
１ｃの開口端に取り付けられた図示しない受箱等に回収
されたのち、安全に処理される。

【００３４】ロータリバルブから漏出する溶融材料をす
べて受箱等に回収して安全に処理することができるた
め、従来例のように、漏出する溶融金属等によって作業
の安全性が損われたり、ロータリバルブの動作不良等の
トラブルを生じるおそれはない。

【００３５】これによって、安全性が高く、しかも高性
能な金属射出成形機を実現できる。

【００３６】なお、溶融金属は空気中で急激に酸化した
り、燃焼する危険性があるから、上記受箱等は密閉式と
し、内部に不活性ガスを充満させることが望ましい。

【００３７】バルブブロック３０の円筒穴３０ａの開口
端は、ロータリバルブ４０の本体の外周面に突出するフ
ランジ４０ａによって閉じられており、ロータリバルブ
４０をバルブブロック３０に固定する押え板４０ｂは、
ビス４０ｃによってバルブブロック３０に固着される。
レバー４２は、ロータリバルブ４０の本体の端部に加工
した角軸４０ｄに組み付けられ、座金４０ｅと押えボル
ト４０ｆによって固着されている。また、押えボルト４
０ｆの中央にはカートリッジヒータ５１の配線を通す穴
が開けられている。

【００３８】次に、ロータリバルブ４０の動作を説明す
る。

【００３９】前述のように射出工程においては、バルブ
ブロック３０のシリンダ側湯道３１ａとノズル側湯道３
１ｂの間が第１のロータリバルブ湯道４１ａによって連
通する回転角度（第１の回転位置）にロータリバルブ４
０が位置する（図２の（ａ）参照）。加熱シリンダ１０
から供給された溶融材料は、バルブブロック３０のシリ
ンダ側湯道３１ａ、ロータリバルブ湯道４１ａおよびバ
ルブブロック３０のノズル側湯道３１ｂを経て、射出ノ
ズル湯道２１から射出される。

【００４０】この間、溶融材料が射出ノズル湯道２１や
バルブブロック３０のノズル側湯道３１ｂで詰まると、
溶融材料がロータリバルブ４０の本体の外周面に漏出す
るが、このような漏出分はすべて、直接あるいは、バル
ブブロック３０の開口端の凹所３２から逃がし湯道３３
等を通って溶融材料回収用湯道３１ｃに導入され、ここ
から受箱等に回収されて安全に処理される。

【００４１】射出終了時には、直動アクチュエータ４４
の駆動によってロータリバルブ４０が所定角度だけ回転
され、第１、第２のロータリバルブ湯道４１ａ，４１ｂ
が双方とも閉じられた図２の（ｂ）に示す状態となる。

【００４２】このとき加熱シリンダ１０に高圧が発生す
ると、やはり溶融材料がロータリバルブ４０の外周面に
漏出するが、上記と同様に溶融材料回収用湯道３１ｃに
導入され、受箱に回収される。

【００４３】射出成形作業の途中で溶融材料をパージす
るときは、図２の（ｃ）に示すように、第２のロータリ
バルブ湯道４１ｂによってバルブブロック３０のシリン
ダ側湯道３１ａと溶融材料回収用湯道３１ｃが連通する
第２の回転位置までロータリバルブ４０を回転させたう
えで、射出ノズル２０を金型から後退させる。加熱シリ
ンダ１０からパージされる溶融材料は、第２のロータリ
バルブ湯道４１ｂから溶融材料回収用湯道３１ｃを経て
受箱等に回収される。

【００４４】このような回収手段がない場合は、パージ
作業を行なうたびに、金型から射出ノズル２０を後退さ
せ、射出ノズル２０の前方にパージ受け等の遮蔽物を用
意しなければならない。

【００４５】ロータリバルブ４０に第２のロータリバル
ブ湯道４１ｂを設けておくだけで、溶融材料回収用湯道
３１ｃを利用してパージを行なうことができるため、わ
ざわざ金型から射出ノズル２０を後退させる必要がな
い。

【００４６】このように、パージ作業を大幅に簡略化で
きるという特筆すべき長所もある。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００４８】ロータリバルブから漏出する溶融材料を効
率的に回収して、ロータリバルブの動作不良等のトラブ
ルを回避し、また、作業者の安全を確保することができ
る。

【００４９】加えて、パージ作業の効率を大幅に向上さ
せ、金属射出成形機の生産性を高めることができる。

【００５０】このようなロータリシャットオフノズルを
用いることで、高性能でしかも安全性の高い金属射出成
形機を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による金属射出成形機のロータリ
シャットオフノズルを示すもので、（ａ）はその模式立
面図、（ｂ）はバルブブロックの一部分とロータリバル
ブを示す部分断面図である。

【図２】図１の装置の動作を説明する図である。

【図３】一従来例を示すもので、（ａ）はその模式立面
図、（ｂ）はバルブブロックの一部分とロータリバルブ
を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 加熱シリンダ ２０ 射出ノズル ２１ 射出ノズル湯道 ３０ バルブブロック ３０ａ 円筒穴 ３１ バルブブロック湯道 ３１ｃ 溶融材料回収用湯道 ３２ 凹所 ３３ 逃がし湯道 ４０ ロータリバルブ ４１ａ，４１ｂ ロータリバルブ湯道 ４２ レバー ４４ 直動アクチュエータ ５１〜５５ カートリッジヒータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融材料を射出する射出ノズル（２０）
   と、第１および第２の接続孔（４１ａ，４１ｂ）を備え
   たロータリバルブ（４０）と、該ロータリバルブを回転
   自在に収容する円筒穴（３０ａ）を備えたバルブブロッ
   ク（３０）と、前記ロータリバルブを回転駆動する駆動
   手段（４４）を有し、前記バルブブロックが、前記射出
   ノズルに連通する第１の湯道（３１）と、一端が前記円
   筒穴に開口し他端が外部に開放された第２の湯道（３１
   ｃ）を備えていることを特徴とする金属射出成形機のロ
   ータリシャットオフノズル。
2. 【請求項２】 ロータリバルブが、第１の回転位置にお
   いて第１の接続孔によって加熱シリンダ（１０）の吐出
   口をバルブブロックの第１の湯道に連通させ、第２の回
   転位置において第２の接続孔によって前記加熱シリンダ
   の前記吐出口を前記バルブブロックの第２の湯道に連通
   させるように構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の金属射出成形機のロータリシャットオフノズル。
3. 【請求項３】 バルブブロックが、円筒穴に漏出する溶
   融材料を溜めるための凹所（３２）と、該凹所の溶融材
   料を第２の湯道に導くための逃がし湯道（３３）を備え
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の金属射
   出成形機のロータリシャットオフノズル。
4. 【請求項４】 ロータリバルブとバルブブロックを加熱
   する加熱手段（５１〜５５）が設けられていることを特
   徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の金属射出
   成形機のロータリシャットオフノズル。