JPS602169B2 - 射出成形ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂質材料の射出成形技術に関するものであり
、更に詳しく言えば射出ノズルを開閉し射出動作を改良
し且つノズルを貫流する可塑化材料の流れを制御する技
術に関するものである。

プラスチック部品を製造する方法においてノズルの確実
な遮断は、モールド半分体を分離し部品を取り出すとき
にノズルからモールドへの材料の漏出を防止するために
極めて重要である。もしノズルからモールドへの漏出が
あれば樹脂は部分的に固化し、次の射出成形工程時にこ
の一部固化した樹脂により製造部品中に異変が起るであ
ろう。又ノズルを作動させるのに流体圧シリンダが使用
されるが流体圧流体の洩れ及び頻繁な保守といった問題
が附随して起る。一つのノズル遮断手段が米国特許番号
第 ２３１８０３１号に開示されている。

該特許において、ノズルは該ノズル自体の出口部にロー
タリ弁を付設して利用している。該弁は流体圧モータに
よって回転される。弁体によって流通路が断続され可塑
化樹脂の流れを断続する。該特許には他の弁作動方法が
図示される。該方法ではノズルの開放は純粋の機械的手
段によって達成される。該手段において弁閉鎖部村はノ
ズルの端部から突出して弁に連結されたロッドを有する
。モールドが閉鎖すると、ロッドはモールドの表面に係
合して弁を開放し、材料をモールド内へと流動せしめる
。モールドが開放されると、弁はユニット内の樹脂圧力
を遮断するであろう。米国特許番号第３２３１９巡号は
ばね作動式ノズル手段を示す。

該手段において可塑化樹脂はノズル内の圧力を増大させ
、遮断部材はばねに抗して押されモールドへの入口が開
放される。射出工程が完了すると、樹脂の圧力は減少し
、ばねは遮断部材を元の位置に戻し、それによって可塑
化樹脂のモールドへの流れを遮断する。他の米国特許番
号第３２４１１９１号は遮断弁を作動させるためのばね
−てこ式機械的方法を開示する。該方法によると圧力下
の樹脂によりノズル遮断部材はノズルチップを貫流する
樹脂の流れを調整するべく作用する中間位置へと移動さ
れる。弁は２段作動式のものであり、モールドが充填さ
れるとモールド内の樹脂圧力により遮断部材は樹脂のモ
ールドへの流れを遮断している‘まねに抗して機械的ア
ーム部材を介して元に戻されるであろう。該特許におい
て樹脂の流れ及びばね偏俺手段は弁を開放しそして遮断
位置に戻すために使用されている。米国特許番号第３５
７１８５６号は流体圧アクチュェー夕によって制御され
る遮断手段を開示する。

又流体圧アクチュェータは玉継手にてロッド‘こ連結さ
れ、該ロッドはモールドｌこ開口するオリフイスを持っ
たマニホルド手段に連結されている。ロッドはモールド
‘こ対してオリフィスを開閉するべく可動される。ロッ
ドは可塑化樹脂がノズル手段からオリフィスを通りモー
ルドキャビティへと流動するのを遮断する弁として作動
する。ノズルを通る可塑化樹脂の流れを遮断する他の手
段は本発明者による米国特許番号第３９０２６６５号に
開示される。

該特許は可塑化樹脂の押圧機からノズル自体への流れを
停止するために流体圧によって作動される種々の遮断手
段を示す。該特許ではノズル遮断手段の開閉は流体手段
によって行なわれる。即ち、遮断手段の開放は弁を坐着
位置へと押し付けている遮断ロッドに抗した可塑化樹脂
の力によって行なわれる。又閉鎖位置への復帰は圧縮空
気又は流体手段によって達成される。米国特許番号第３
私９１４８号はノズルのオリフィスを制御する手段を示
す。該手段は可塑化樹脂が吹込成形によるビンの製造に
際し、ノズルから押出されたとき該樹脂の壁厚を制御す
るために流体手段を使用して作動する構成のものである
。本発明はノズルを貫流する可塑化樹脂の流れを正確に
制御することによって従来技術を改良せんとするもので
ある。

これは遮断プランジャ手段と交差する制御ロッド手段に
よって達成される。該制御。ッドは遮断プランジャの運
動量を該プランジャの運動距離又は長さを制御すること
によって制御する。該制御により又関口の程度が制御さ
れる。従って、ノズル及びノズルチップを流動し得る可
塑化樹脂量が正確に制御される。調整手段を使用し、プ
ランジャに対する制御ロッドの位置及び体積流量に対す
るプランジャの位置を調整することによってノズルチッ
プを流れる樹脂の量を多少調整することができる。制御
ロッドの中心部を貫通して穴が形成される。該穴を介し
て流体圧が付加され、正確な量の樹脂がモールド内へと
射出された後ノズルを遮断するようにされる。該遮断方
法はノズルのチップ部にプランジャを押入し可塑化樹脂
の流れを遮断するために圧縮空気、窒素又は他の流体媒
体を利用する。本発明は要約すると、摺動自在の遮断プ
ランジヤを有した射出成形ノズルを備え、該遮断プラン
ジャは正確に位置決めされ且つ樹脂の体積流量を制御す
るための制御ロッド手段と協同して作動する。

制御ロッドはノズル本体の中心を貫通しており、又制御
ロッドはその中心に沿って穴を有する。該穴は遮断プラ
ンジャに形成された室へと関口している。樹脂流が最初
に供給されるときには該室は大気圧又は幾分低圧状態へ
と通気されており、それによって異なる面積領域に作用
する可塑化樹脂の圧力によってプランジャはノズルを開
放するべく運動せられる。プランジャは制御ロッドの端
部に当援するまで動き、それ以上は動くことができない
。サイクルが完了すると、該室の加圧状態によってプラ
ンジャは前方向へと動き可塑化樹脂の流れを遮断する。
本発明の目的はプランジャの運動長を制御するために螺
子手段によって調整自在とされた制御ロッドを提供する
ことである。

本発明の他の目的はプランジャ手段の端部がノズルの遮
断時にノズルチップの端部と同一平面となるように形成
することである。本発明の目的はロッドをノズル本体の
内部に隔設するために案内ピン手段を取付けることであ
る。本発明の目的はノズルがマニホルド部材に直接取付
け得るようにノズルを形成することである。本鳩明の目
的は可塑化樹脂の流れを正確に計測するためにノズルの
閉口容量を制御することである。本発明の目的はノズル
を作動させるために非流体圧手段を使用することである
。次に第１図を参照すると、ノズルチップ１０、プラン
ジャ手段５０、制御ロッド手段７０、及びマニホルド手
段９４に取付けられたノズル本体３０から成る射出ノズ
ル組立体が図示される。

ノズルチップ１０は外表面１２及び外隆部１４を有した
切頭円錐形状とされる。ノズルチップの端部１８には貫
通穴１６が形成される。該穴はチップ内面２０と連接す
る。該円錐表面２０はノズルチップを貫通する可塑化流
動体通路を構成するチップ流動穴２２に連結する。ノズ
ルチップ１０の一端には螺子部２４が形成され、該螺子
部及びノズル螺子部３２によってノズルチップ１０はノ
ズル本体３川こ取付けられる。表面２６はノズルを本体
に締め付けるためのレンチ用表面を提供する。本体３０
は外怪部４０及び内穴３６を具備し、一端には本体と一
体に形成されたフランジ３８が設けられる。環状クラン
プ４２はノズル本体３０をマニホルド９４へと取付ける
ためのボルト４４を有する。ノズル本体はマニホルド９
４の座ぐり部９６に係合する案内１００を有する。再び
第１図のノズル端部を参照すると、ノズルチップの内側
にはプランジャ手段５０が配置されている。

該プランジャ手段５０はプランジャ本体５２及びプラン
ジャ遮断直径部５４を有する。プランジャ遮断直径部５
４は斜切面取部５６を介してプランジャ直経部５８に連
結している。プランジャ手段５０内の穴６川ま表面６２
に終わっている。室６４が制御ロッド手段７０の端部、
表面７４、プランジャ表面６２及び直径部６０の間に形
成される。又第２図を参照すると、プランジャ本体は弧
状表面６６及びプランジャ段部則ちリブ６８を有する。
プランジャリブ６８はノズルチップ穴２２に係合してい
る。弧状表面６６、穴２２及びプランジャリブ６８によ
って流通路が形成され、それによって可塑化された樹脂
がノズルのチップの方へと流動するであろう。制御ロッ
ド手段７０はプランジャ手段５０の穴６０と係合する外
蓬部７２を有する。プランジャ手段と係合する外径部の
端部にバランス用溝９０及び座ぐり穴７６が設けられる
。穴７８が制御ロッド７２の中心部を貫通して形成され
る。該穴７８を介して室６４へと流体圧がもたらされる
。第４図により明瞭に図示されるように、制御ロッド７
２の概略半分程度戻った所にロッドピン８８が配置され
る。該ピンはノズルの作動時に制御ロッドを穴３６の中
心位置にて案内し且つ保持するための補助作用をなす。
もし必要ならば制御ロッド手段７０１こ更に追加の案内
ピンを設け得ることは明らかであろう。第１図において
、右側にはマニホルド９４に取付けられたブッシュ１０
４が配置されている。該プッシュ！０４を貫通して制御
ロッドが配談される。シール１０３がマニホルド９４内
にてロッド直径部７２上に配置される。穴１０２は制御
ロッド要素を通過せしめるべく幾分大きくされた穴とさ
れる。ブッシュはスベーサ１０６によって適所に保持さ
れる。制御ロッドの端部には螺子部８２が設けられ、該
端子部は螺子１１川こよってマニホルドに保持されたス
ＩＪープナツトに螺合する。螺子部８２はスべ−サ１０
６及び１０４を貫通することができる。六角形状調整手
段１１８が制御ロッドの最端部に設けられる。取付臭１
２０が制御ロッド７０の端部に装着される。該取付具１
２０は該取付具から制御弁１２４へと至る管路１２２を
有する。制御弁１２４への配管は慣用の圧力源へと接続
されるであろう。ノズル手段３０及び調整手段１０８が
取付けられたマニホルド９４は可塑化樹脂をノズルチッ
プへと分与するための横穴１１６と交差する穴１１４を
有する。作動 第１図において、ノズルは遮断状態が図示されている。

ノズルは機械に装着され、モールド手段（図示せず）に
係合しているものとする。押出機からの可塑化樹脂は横
穴１１６を通り穴１１４へとマニホルド９４内に流入す
る。溶融体は案内ピン８８のまわりを流れ、穴３６を通
りプランジャの方へと進み、次で第２図に最もよく図示
されるようにプランジャ手段５０の弧状表面６６とリプ
６８とによって形成されたプランジャ閉口部及び穴２２
へと流動する。次で該可塑化樹脂は穴２２と表面２０と
によって形成されたノズルのチップ部へと流入する。プ
ランジャ手段５０が閉成状態にあるときの可塑化樹脂の
ノズルへの初期流入時においては樹脂は穴２２、表面２
０及びプランジャ直径部５８によって形成され，た所定
容積の室内に捕捉されるであろう。

室内の圧力が増大するにつれて、プランジャの前方領域
に発現された力はプランジャの最後面の力より大きくな
り、それによってプランジャは、第１図でみて、右側に
移動しチップ５４を穴１６から離動せしめる。この力の
差はプランジャの前方端即ちチップ端部と反対端即ちロ
ッド端部との間の面積の差によってもたらされる。前方
端の面積の方が大であるのでプランジャは移動し、ノズ
ルチップを開放するであろう。プランジャの表面６２は
次で制御ロッドの表面７４に接触し、ノズルは全開口状
態となるであろう。第３図に図示されるこの状態はノズ
ルチップ１０に起り得る最大の流量を提供するであろう
。この容量はプランジャの移動距離（ｘ）及び表面２０
の角度（８）の関数であるプランジャチップ直径部５４
と表面２０との間の面積に直接関連している。第１図を
参照すると、制御ロッドは制御ロッド螺子部８２のジャ
ムナット１１２を弛め、次で調整手段１１８によって制
御ロッド７０を回転せしめることによって調整し得るで
あろう。ロッド‘まチップの方へと前方向に移動しそれ
によってプランジャの表面６２と制御ロッドの表面７４
との間の距離を減少せしめるであろう。このような調整
が終わると、ジャムナットを締め、プランジャチップの
位置は第３図でみて左側へと移動されるであろう。これ
によって距離×、従ってプランジャ５４の端部とノズル
チップの表面２０との間の面積は減少するであろう。こ
のように面積が減少すると、ノズルチップを介して射出
される所定圧力の可塑化樹脂の容量は減少するであろう
。このような方法によって射出される樹脂の量は正確に
制御することができる。 構造用フオーム成形機におい
ては典型的には樹脂は射出される前にアキュムレータに
蓄積される。射出工程が完了すると、マニホルド内の樹
脂の圧力は射出ラム圧が減少すると共に低下する。ノズ
ルは制御弁１２４から管路１２２及び取付具１２０を介
し制御ロッド７０の後方に流入し、次で制御ロッド７０
の中央部を通る流通路７８及び穴７６へと流入する流体
圧によって遮断される。マニホルド圧力、従ってノズル
内の樹脂圧力が減少するにつれて、座ぐり穴７６内に捕
捉された流体は減少した樹脂圧力に打ち勝ちプランジャ
５川ま室６４を形成しながら前方向へと移動し始めるで
あろう。室６４が膨張するにつれて、プランジヤのチッ
プ底４はノズル穴１６に係合し、モールドへの可塑イけ
樹脂の流れを遮断し且つノズルチップから樹脂を一掃す
るであろう。第１図から分るように、プランジャが完全
に前方向位置へと移動した状態にある場合にプランジャ
の端部はノズルチップ表面１８の端部と同一平面になる
であろう。或る量のガス又は流体の漏出が制御ロッド７
０の直径部７２とプランジャ手段５０の穴との間に起る
であろう。制御ロッド７０の溝９０はプランジャを制御
ロッドの中心位置に位置せしめそして結着を防止する圧
力平衡溝手段である。ノズルチップは保守のためにバレ
ル即ちノズル本体３０から簡単に除去することができる
。

レンチ作用表面２６はノズルチップを把持するための手
段を提供し、それによってノズルチップは回転され、バ
レルから取外すことが可能となる。次でノズルを清掃し
、改修し又必要に応じ交換せられる。プランジャも又穴
３６から取外し、保守が可能である。制御ロッド７０も
又鉄止ナット１１２及び敬付具１２０を除去し次でブッ
シュ１０４、スベーサ１０６及びマニホルド閉口１０２
を貫通してロッドを情動させることによってノズル本体
から取外すことができる。シール１０３も又ロッド７０
と一緒に容易に交換することができるであろう。可塑化
樹脂がマニホルド及びノズル穴からチップへと流動する
射出工程時の流体がロッドに及ぼす圧力は低圧力に保持
されるであろう。

射出圧力は極めて大きくなるので、室６４の圧力によっ
て発現される力より極めて大きな力が簡単に発現され、
プランジャは第１図でみて右側の方へと移動する。使用
される流体又はガスは可塑イリ樹脂の高温度条件下にて
も作動することのできる流体圧流体か又は金属シール環
境下にても作動することのできる乾燥窒素又は他の不活
性ガスとすることができる。又、説明を簡単にするため
にノズルに／ズル本体ヒータ又はヒータ要素は設けられ
てはいないが、勿論溶融体がノズル本体を貫流するとき
該溶融体の温度を維持するためにこれらヒータが直径部
７０のまわりに配列されるということを理解されたい。
第１図に図示されるロッドピン８８の他に追加のロッド
ピンを制御ロッド‘こ設けることができ又ノズル穴も深
形モールドの成形を容易とするべく延長することができ
る。ノズル本体３０の長さは適当な長さにて図示されて
いるが勿論相当長くすることもできる。更に又、複数の
ノズル組立体をマニホルドに付設することができ、何ら
の困難なく同時に作動させ得ることも理解されたい。本
発明は要約すると、ノズルチップに係合するプランジャ
と調整自在の制御ロッドが協働し、それによって可塑化
樹脂の流れがプランジヤとノズルチップとの係合を解除
し、ノズルチップを所定距離だけ移動させてノズルを開
放し、可塑化樹脂流をモールドへと流入せしめることを
特徴とする。

可塑化樹脂の射出、引き続いての射出圧力の降下が起る
と、流体又は例えば乾燥窒素のようなガスが制御ロッド
を貫通して流れ、プランジャを作動せしめそれによって
可塑化樹脂の流れを遮断するであろう。本発明はプラン
ジャのまわり及びノズルチップを貫いて流れる可塑イ○
樹脂の流れを正確に調整するための手段を具備する。制
御ロッドを調整するための他の手段及び他の流体又はガ
スをプランジャとノズルとの係合を達成するために使用
し得ることは明らかであり、又本発明の範囲内で他の種
々の変更実施態様が可能であろう。

本発明は上記説明の実施態様に限定されるものではない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉成状態則ち遮断状態にある射出成形ノズルの
機断面図である。 第２図は第１図の線２−２に沿って取ったプランジャの
横断面図である。第３図は開放状態にある射出成形ノズ
ル組立体の横断面図である。第４図は第３図の線４−４
に沿って取ったノズル本体の横断面図である。１０：ノ
ズルチップ、３０：ノズル本体、５０：プランジャ手段
、６４：室、７０：制御ロッド手段、８８：ロッド案内
ピン、９４：マニホルド手段、１０８，１１８：調整手
段。 第４図 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ノズル組立体を貫流する可塑化樹脂の流れを制御す
   るための装置であって、マニホルド手段に取付けられた
   ノズル本体手段、前記ノズル本体手段に取付けられたノ
   ズルチツプ手段、前記ノズル本体手段の穴と連通し且つ
   前記ノズルチツプ手段の穴と連通する前記マニホルド手
   段の内部に形成した通路手段、前記ノズル組立体の内部
   に設け前記ノズルチツプ手段と係合し協働するプランジ
   ヤ手段、及び内部に貫通穴を有し、前記プランジヤ手段
   と協働し、且つ内部に室を形成する制御ロツド手段を具
   備し、前記制御ロツド手段は前記プランジヤ手段の変位
   量を制御し可塑化樹脂の流量を変えるために前記マニホ
   ルド手段に調整自在に取付けられており、前記プランジ
   ヤ手段は該プランジヤの異なる面積に作用する樹脂によ
   って発現された力によって開放位置へと作動され、又前
   記プランジヤは前記室の流体圧によって発現された力に
   よって閉鎖位置へと作動されることを特徴とする前記装
   置。 ２ プランジヤのノズルチツプ端部と制御ロツド係合端
   部との間の面積比は１より大きくされて成る特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ３ 調整手段は、マニホルド手段に固着され制御ロツド
   手段の螺子部分に係合する螺子部材を具備して成る特許
   請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 制御ロツドとプランジヤ手段の最小係合量は制御ロ
   ツドの直径の２倍とされて成る特許請求の範囲第３項記
   載の装置。 ５ プランジヤ手段を作動するための流体源は乾燥窒素
   である特許請求の範囲第１項、第３項又は第４項記載の
   装置。 ６ プランジヤ手段を作動するための流体源は圧縮空気
   である特許請求の範囲第１項、第３項又は第４項記載の
   装置。 ７ 流体圧はノズルの作動時に室内に連続的に維持され
   て成る特許請求の範囲第１項記載の装置。