JP3228652U - 成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型内部への差込部を有する混合装置において、大型化を回避しつつ混合物の残留等による不具合が発生しにくい高圧用合成樹脂混合装置を提供する。【解決手段】金型９０外部に配置される本体部１１と、本体部から突設されて金型内部に差し込まれ先端が吐出部２５として形成された差込部２０とを有し、本体部は各樹脂成分タンク１、２と接続された送出側接続部と戻り側接続部を有するとともに、切替ピストン６０と作動シリンダ部１５を有し、切替ピストンには混合停止時に各樹脂成分を各タンクへ循環送入する戻し溝６５、６６が形成され、差込部は混合室３０と吐出部より５〜７０ｍｍの後方位置にオリフィス部３５、３６を介して各樹脂成分を混合室に注入する注入口３１、３２を備えるとともに、注入口には本体部の送出側接続部と連通するように差込部の差込方向に貫設された流入管路４５、４６が設けられる。【選択図】図３

Description

この考案は、化学的に反応する各樹脂成分を高圧で噴射して混合室内で向流混合させる合成樹脂混合装置に関し、特に成形用金型内部への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に関する。

自動車のインストルメントパネル等の内装品では、触感の高級感を得るためにポリウレタンの樹脂材料が一般的に使用される。内装品等の樹脂成形品の成形加工に際しては、例えば、ミキシングヘッドと称する混合装置を所定の成形用金型に固定し、金型内に樹脂材料を注入して成形される。この種の混合装置としては、反応性の複数の樹脂成分を混合室内で向流混合する合成樹脂混合装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１０，１１に示す合成樹脂混合装置１００Ａは、外部の各樹脂成分タンク１，２と送出側配管部１４０Ａ，１４０Ｂ及び戻り側配管部１５０Ａ，１５０Ｂによって接続された混合室１３０と、混合室１３０内を進退する戻し溝１６５ａ，１６６ａを有する切替ピストン１６０Ａとを備え、混合停止時（図１０参照）には戻し溝１６５ａ，１６６ａを介して送出側配管部１４０Ａ，１４０Ｂから戻り側配管部１５０Ａ，１５０Ｂを経て各成分タンク１，２へ循環送入され、混合時（図１１参照）には切替ピストン１６０Ａが後退して送出側配管部１４０Ａ，１４０Ｂに連通する注入口１３１，１３２が開口されて混合室１３０内で向流混合される。

図１０，１１において、符号１１１は本体部、１１５は作動シリンダ部、１２０Ａは本体部１１１に突設されたノズル部、１２５はノズル部先端に形成された吐出部、１３３，１３４は混合室１３０の流出口、１４５，１４６は本体部１１１内に形成された送出側配管部１４０Ａ，１４０Ｂの流入路、１５５，１５６は本体部１１１内に形成された戻り側配管部１５０Ａ，１５０Ｂの流出路、１６１は切替ピストン１６０のピストン部、１６２は切替ピストン１６０Ａのロッド部、１６３はロッド部１６２の先端部である。

この種の混合装置１００Ａを用いた成形加工では、混合室１３０内で混合された複数の樹脂成分を所定の成形用金型１９０Ａのキャビティ１９５Ａに注入して、金型１９０Ａ内で反応固化させて成形を行う。混合される複数の樹脂成分は、混合した時点から非可逆的な化学反応が開始するため、樹脂材料が導入される金型１９０Ａ（キャビティ１９５Ａ）の直前で混合させる必要がある。その際、混合時の各樹脂成分の配合比率や品質は、注入の開始時や終了時も含めて厳しい精度が求められる。そこで、前記のように、混合装置１００Ａを用いて、外部に成分タンク１，２を設けて各樹脂成分の循環から混合及び混合から循環の切り替え操作を瞬時に行うことにより、各樹脂成分の混合比率精度や品質を十分に満足しつつ連続的な成形を行うことができる。

近年、インストルメントパネル等の内装品のデザインとして、起伏が大きい形状が増加している。そのため、従来は成形型のキャビティまでの距離が２０〜３０ｍｍ程度であったところが、キャビティまで５０ｍｍ以上（成形品の形状等によっては１１０ｍｍ以上）の長さがある金型が使用されるようになり、混合装置の金型へ差し込まれるノズル部を長くすることが必要とされている。そこで、図１２，１３に示す合成樹脂混合装置１００Ｂのように、金型１９０Ｂの差込凹部１９２の長さ（キャビティ１９５Ｂまでの距離）に対応して混合装置のノズル部１２０Ｂが長く形成したものが提案される。

しかるに、この混合装置１００Ｂでは、金型への差込部であるノズル部１２０Ｂが長くなることで、混合室１３０の長さ、すなわち各樹脂成分が向流混合する注入口１３１，１３２から吐出部１２５までの距離Ｄ２０が、結果的に長くなることが避けられない。つまり、通常の混合装置１００Ａの注入口１３１，１３２から吐出部１２５までの距離Ｄ１０よりも長くなる（Ｄ１０＜Ｄ２０）。上記したように混合される複数の樹脂成分は混合した時点で化学反応が開始することから、注入口１３１，１３２から吐出部１２５までの距離Ｄ２０が長いと、反応した混合物が混合室１３０内に残留しやすくなり、混合物によるノズル部１２０Ｂと切替ピストン１６０Ｂとの固着や焼きつき（カジリ）が発生する等の不具合の原因となるおそれがある。また、注入口１３１，１３２から吐出部１２５までの距離Ｄ２０が長くなることにより、各樹脂成分の混合後の圧力がノズル部１２０Ｂ内で低下して金型１９０Ｂのキャビティ１９５Ｂへの吐出圧力が不足したり、各樹脂成分の混合後に必要以上に乱流が生じたりする等の不具合が発生しやすくなるおそれがある。

さらに、ノズル部１２０Ｂが長くなることで必然的に切替ピストン１６０ＢのストロークＳ２０も、従来の混合装置１００Ａの切替ピストン１６０ＡのストロークＳ１０より長くなる（Ｓ１０＜Ｓ２０）。そのため、切替ピストン１６０Ｂを進退させるための作動シリンダ部１１５のストロークを長くしたり、ノズル部１２０Ｂと切替ピストン１６０Ｂとの摺動面積増大による抵抗の増加に対応するために作動シリンダ部１１５の直径を大きくしたりする等、当該混合装置１００Ｂの大型化が避けられない。

本考案者は、上の問題を解決するために、成形用金型内部に差し込まれるノズル部における各樹脂成分の混合の可能性を模索し、その結果、外部に配置された各成分タンクと連通する各樹脂成分の管路を差込部内に形成し、該管路を介して各樹脂成分の注入口を有する混合室を差込部内に設けることによって上記不利益を解消できる知見を得、本考案に至ったものである。

特許第４３２００９４号公報

従って、本考案は、成形用金型内部への差込部を有する高圧用混合装置において、大型化を回避しつつ混合物の残留等による不具合が発生しにくい成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置を提供するものである。

すなわち、請求項１の考案は、成形用金型の外部に配置される本体部と、前記本体部から突設されて前記成形用金型内部に差し込まれ先端が前記金型のキャビティに臨む吐出部として形成された差込部とを有し、前記本体部は、高圧ポンプにより樹脂成分が送出される各樹脂成分タンクと送出側配管部によって接続された各樹脂成分の送出側接続部と、前記各樹脂成分タンクと戻り側配管部によって接続された各樹脂成分の戻り側接続部を有し、前記本体部は、前記差込部を貫設する切替ピストンとその作動シリンダ部を有し、前記切替ピストンには混合停止時に各樹脂成分を前記各樹脂成分タンクへ循環送入する戻し溝がピストン軸方向に形成されており、前記差込部は、混合室と、前記吐出部より５〜７０ｍｍの後方位置に流路径を縮小させるオリフィス部を介して前記各樹脂成分を前記混合室に注入する注入口を備えているとともに、前記注入口には前記本体部の各樹脂成分の送出側接続部と連通するように当該差込部の差込方向に貫設された各樹脂成分の流入管路が設けられており、混合停止時には、前記差込部の混合室内を前記切替ピストンが前進して前記混合室内の前記注入口を閉じ、かつ前記切替ピストンの戻し溝を介して前記注入口と前記本体部の戻り側接続部とを接続して各樹脂成分を前記各成分タンクへ循環送入し、混合時には、前記差込部の混合室内の前記切替ピストンが後退して前記混合室内の前記注入口を開き、前記高圧ポンプにより前記各樹脂成分タンクから送出された各樹脂成分を前記本体部の送出側接続部から前記流入管路を経て前記オリフィス部を介して噴射させて前記混合室内に注入して向流混合するようにしたことを特徴とする成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に係る。

請求項２の考案は、前記差込部に、前記本体部の各樹脂成分の戻り側接続部と連通する各樹脂成分の流出管路が形成されていて、混合停止時には前記切替ピストンの戻し溝及び前記流出管路を介して前記注入口と前記戻り側接続部とが接続される請求項１に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に係る。

請求項３の考案は、前記差込部の注入口が吐出部より１０〜４０ｍｍの位置に形成されている請求項１に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に係る。

請求項４の考案は、前記差込部の長さが５０〜２００ｍｍである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に係る。

請求項５の考案は、前記差込部が四角柱形状に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に係る。

請求項６の考案は、前記混合室への樹脂成分の注入圧力が２〜２０ＭＰａである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置に係る。

請求項１の考案に係る差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置は、成形用金型の外部に配置される本体部と、前記本体部から突設されて前記成形用金型内部に差し込まれ先端が前記金型のキャビティに臨む吐出部として形成された差込部とを有し、前記本体部は、高圧ポンプにより樹脂成分が送出される各樹脂成分タンクと送出側配管部によって接続された各樹脂成分の送出側接続部と、前記各樹脂成分タンクと戻り側配管部によって接続された各樹脂成分の戻り側接続部を有し、前記本体部は、前記差込部を貫設する切替ピストンとその作動シリンダ部を有し、前記切替ピストンには混合停止時に各樹脂成分を前記各樹脂成分タンクへ循環送入する戻し溝がピストン軸方向に形成されており、前記差込部は、混合室と、前記吐出部より５〜７０ｍｍの後方位置に流路径を縮小させるオリフィス部を介して前記各樹脂成分を前記混合室に注入する注入口を備えているとともに、前記注入口には前記本体部の各樹脂成分の送出側接続部と連通するように当該差込部の差込方向に貫設された各樹脂成分の流入管路が設けられており、混合停止時には、前記差込部の混合室内を前記切替ピストンが前進して前記混合室内の前記注入口を閉じ、かつ前記切替ピストンの戻し溝を介して前記注入口と前記本体部の戻り側接続部とを接続して各樹脂成分を前記各成分タンクへ循環送入し、混合時には、前記差込部の混合室内の前記切替ピストンが後退して前記混合室内の前記注入口を開き、前記高圧ポンプにより前記各樹脂成分タンクから送出された各樹脂成分を前記本体部の送出側接続部から前記流入管路を経て前記オリフィス部を介して噴射させて前記混合室内に注入して向流混合するようにしたものであるから、成形用金型内部への差込部の長さに影響されることなく注入口から吐出部までの距離を短くすることができ、混合直後の混合成分を迅速かつ適切に金型キャビティ内へ導入でき、混合室内の混合成分の残留等による不具合が発生しにくくなるとともに、高品質の成形品を成形することができ、さらに、切替ピストンのストロークが従来と比較して大幅に短くなって、混合装置自体の小型化を図ることができ、省スペース化や作業時の取り回しにおける利便性が向上する。

請求項２の考案は、請求項１において、前記差込部に、前記本体部の各樹脂成分の戻り側接続部と連通する各樹脂成分の流出管路が形成されていて、混合停止時には前記切替ピストンの戻し溝及び前記流出管路を介して前記注入口と前記戻り側接続部とが接続されるため、切替ピストンの戻し溝を短くすることが可能となって戻し溝での圧力損失を抑制して適切に各樹脂成分を向流混合させることができるとともに、切替ピストンのセルフシールが形成されやすくなってクロスオーバー現象の発生を効果的に防止することができ、さらに差込部をより長く形成することができる。

請求項３の考案は、請求項１において、前記差込部の注入口が吐出部より１０〜４０ｍｍの位置に形成されているため、この考案の混合装置による上記の利点を最も効果的に実現することができる。

請求項４の考案は、請求項１ないし３において、前記差込部の長さが５０〜２００ｍｍであるため、この種差込部を有する合成樹脂混合装置おいてこの考案を有効かつ効果的に実現することができる。

請求項５の考案は、請求項１ないし４において、前記差込部が四角柱形状に形成されているため、差込部内に貫設される管路を有効に設置することができる。

請求項６の考案は、請求項１ないし５において、前記混合室への樹脂成分の注入圧力が２〜２０ＭＰａであるため、オリフィス部を経由して高速で混合室に噴出される樹脂材料が、羽根等の機械的な攪拌装置を使用せずに、その運動エネルギーによって自身で乱流を起こしてお互いの混合ができる。

高圧用合成樹脂混合装置の設置状態を表す概略図である。 この考案の第１実施例に係る高圧用合成樹脂混合装置の混合停止時の概略断面図である。 この考案の第１実施例に係る高圧用合成樹脂混合装置の混合時の概略断面図である。 この考案の第２実施例に係る高圧用合成樹脂混合装置の内部構造を表す概略斜視図である。 図４のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線での概略断面図である。 図５のＣ−Ｃ線での概略断面図である。 図５のＤ−Ｄ線での概略断面図である。 図５のＥ−Ｅ線での混合停止時の概略断面である。 図５のＥ−Ｅ線での混合時の概略断面である。 従来の合成樹脂混合装置の混合停止時の概略断面図である。 従来の合成樹脂混合装置の混合時の概略断面図である。 長いノズル部を有する従来の合成樹脂混合装置の混合停止時の概略断面図である。 長いノズル部を有する従来の合成樹脂混合装置の混合時の概略断面図である。

図１は、反応性の複数の樹脂成分を向流混合するための合成樹脂混合装置１０の設置状態を表した概略図である。合成樹脂混合装置１０は、ミキシングヘッドと称され、所定形状の成形用金型（成形型）９０の外部に配置される本体部１１と、本体部１１から突設されて成形用金型９０内部の差込凹部９２に差込み配置され、先端が金型のキャビティ９５に臨む吐出部２５として形成された差込部２０を有する。なお、本考案の差込部２０は、従来はノズル部とも称されていた構成部分である。本考案ではこの部分は、単なるノズル機能だけではなく、後述するように、注入口３１，３２を有する混合室３０及び流入管路４５，４６等が設けられることから差込部と称することとする。

本考案の合成樹脂混合装置１０は、高圧用（高圧注入用）の混合装置である。高圧用の混合装置とは、オリフィスを経由して高速で混合室に噴出される樹脂材料が、羽根等の機械的な攪拌装置を使用せずに、その運動エネルギーによって自身で乱流を起こしてお互いの混合ができるように構成された装置である。この種の高圧用合成樹脂混合装置は、例えば、低圧で各樹脂を注入して混合させる混合装置と比較して、混合室内に残った混合樹脂を溶剤等の洗浄剤を使用せずに瞬時に全て排出可能となる等の利点がある。なお、樹脂成分の注入圧力は、使用する樹脂成分の種類によって異なるが、例えば低圧（低圧注入）の混合装置では約０．２〜０．５ＭＰａであり、高圧（高圧注入）の混合装置では約２〜２０ＭＰａである。

この混合装置の本体部１１は、連続成形が可能なように装置の外部に配置された反応性の各樹脂成分（図の例では第１の樹脂成分と第２の樹脂成分の２種類）の各樹脂成分タンク１，２と送出側配管部４０Ａ，４０Ｂによって接続された送出側接続部１２ａ，１２ｂと、各樹脂成分タンク１，２と戻り側配管部５０Ａ，５０Ｂによって接続された戻り側接続部１３ａ，１３ｂを有する。各樹脂成分タンク１，２には、各樹脂成分の高圧注入を可能とするための高圧ポンプＰ１，Ｐ２が配置され、高精度に計量されて樹脂成分が正確に送り出される。高圧ポンプＰ１，Ｐ２は、樹脂成分タンク１，２から樹脂成分を適切に送出することが可能であれば、樹脂成分タンク１，２と送出側接続部１２ａ，１２ｂ間のどこに配置されても構わない。その他、必要に応じて熱交換器等の適宜の機器を送出側配管部４０Ａ，４０Ｂや戻り側配管部５０Ａ，５０Ｂに配置することができる。

この混合装置１０で使用される反応性の各樹脂成分及びその混合成分としては、例えば、ポリオールとイソシアネートとを用いて合成されるポリウレタン、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとを用いて合成されるエポキシ、触媒が添加されたイプシロンカプロラクタムと活性剤が添加されたイプシロンカプロラクタムとを用いて合成されるポリアミド（６ナイロン）等の公知の樹脂材料が挙げられる。

成形用金型９０は、例えば深絞り形状等の比較的起伏の激しい成形品を得るためのものであって、上型９１と下型９６とで成形品の形状に対応したキャビティ９５を形成する。この金型９０では、キャビティ９５の形状に対応して、混合装置１０を設置するための差込凹部９２が上型９１に形成されている。この差込凹部９２は成形品の形状や大きさ等によって適宜に設定されるが、例えば５０〜２００ｍｍの長さを有する。図において、符号９３はキャビティ９５と連通するための差込凹部９２先端の導入部である。

この考案の高圧用合成樹脂混合装置１０は、上記したように、成形用金型９０の外部に配置される本体部１１と、成形用金型９０内部への差込部２０とを備える。

本体部１１は、前述のように、送出側配管部４０Ａ，４０Ｂ及び戻り側配管部５０Ａ，５０Ｂが連結されるとともに、切替ピストン６０を作動させるための作動シリンダ部１５を有する。図において、符号１６，１７は作動シリンダ部１５に形成された作動流体の流出入部、１８は切替ピストン６０のための本体部１１側のピストン貫通部である。

差込部２０は、本体部１１から突設されて成形用金型９０の差込凹部９２に差し込まれる部位である。この差込部２０は、先端に各樹脂成分の混合成分の吐出部２５が形成され、成形用金型９０の差込凹部９２に差し込まれた際に、吐出部２５がキャビティ９５を臨む位置に配置される。また、差込部２０の形状は、四角柱形状形成される。差込部２０が差し込まれる成形用金型９０の差込凹部９２は、この形状に対応して形成される。

差込部２０は、混合室３０と、注入口３１，３２を備えている。注入口３１，３２は、流路径を縮小させるオリフィス部３５，３６を介して各樹脂成分を混合室３０に注入するための部位である。注入口３１，３２の位置は、差込部２０内であって、差込部先端の吐出部２５より５〜７０ｍｍの後方位置に形成される。つまり、注入口３１，３２から吐出部２５までの距離Ｄ１を、５〜７０ｍｍとしたものである。距離Ｄ１は、吐出部２５前端から注入口３１，３２のオリフィス部３５，３６中心までの長さ距離である。もっとも、この距離Ｄ１は差込部２０の長さにも依拠するが、注入口に配置されるオリフィス部品を考慮して最少距離は５ｍｍ、差込部が長くなる場合（１００ｍｍ以上）でも、最大として７０ｍｍがこの装置の利点を実現する限度であると考えられる。なお、より好ましい長さ距離は１０〜４０ｍｍである。この注入口３１，３２は、差込部２０の差込方向に貫設された流入管路４５，４６を介して前記本体部１１の各樹脂成分の送出側接続部１２ａ、１２ｂと連通している。

すなわち、この考案の混合装置１０の混合室３０は、差込部２０内に形成され、各樹脂成分の注入口３１，３２からオリフィス部３５，３６を介して注入された各樹脂成分が向流混合される空間部である。また、オリフィス部３５，３６は、注入口３１，３２に接続された流入管路４５，４６の流路径より小径に形成されて、高圧ポンプＰ１，Ｐ２により高速・高圧で送出された各樹脂成分を、混合に必要な運動エネルギーを得るために単位断面積当たりの流速を大きくして混合室３０に対して注入可能としたものである。オリフィス部３５，３６の流路径は、樹脂成分の性質や混合室３０に注入する際の流量（流速）等に応じて適宜に設定される。この種の高圧用混合装置においては、例えば、約１００ｍ／ｓの超高速で樹脂成分を噴射させることを想定して、使用する樹脂成分の粘性等の性質を考慮してオリフィス径を設定している。実施例のオリフィス径としては、約０．２〜１．５ｍｍ程度である。

図２，３に示す合成樹脂混合装置１０（１０Ａ）は、各樹脂成分タンク１，２と送出側配管部４０Ａ、４０Ｂによって接続された各樹脂成分の注入口３１、３２と、前記各樹脂成分タンクと戻り側配管部５０Ａ、５０Ｂによって接続された各樹脂成分の流出口３３，３４と、前記各樹脂成分の注入口３１，３２と連通し混合成分の吐出部２５を有する混合室３０とを備える。そして、混合室３０内には戻し溝６５，６６を有する切替ピストン６０が進退する。

合成樹脂混合装置１０（１０Ａ）は、混合停止時には、図２のように、混合室３０内の切替ピストン６０が前進して各樹脂成分の注入口３１，３２を閉じ、切替ピストン６０の戻し溝６５，６６を介して各樹脂成分の注入口３１，３２と本体部１１の戻り側接続部１３ａ，１３ｂとを接続して、戻り側配管部５０Ａ，５０Ｂから前記各成分タンク１，２へ各樹脂成分を循環送入する。流出口３３，３４、本体部１１に形成され、流出管路５５、５６によって戻り側接続部１３ａ，１３ｂと接続している。一方、混合時には、図３のように、混合室３０内の切替ピストン６０が後退して各樹脂成分の注入口３１，３２を開き各樹脂成分を混合室３０内に注入して向流混合する。

送出側配管部４０Ａ，４０Ｂは、各タンク１，２と各注入口３１，３２とを接続する流路であって、各タンク１，２と混合装置１０間に配置される流入配管４１，４２（４１ａ，４２ａ）と、各流入配管４１，４２（４１ａ，４２ａ）と本体部の送出側接続部１２ａ，１２ｂを介して各注入口３１，３２とを接続するように設けられた流入管路４５，４６（４５ａ，４６ａ）とを有する。

切替ピストン６０は、混合室３０内を進退して各樹脂成分の向流混合と循環送入とを行う部材であって、ピストン部６１と、ロッド部６２と、戻し溝６５，６６とを有する。ピストン部６１は、作動シリンダ部１５内に嵌挿され、作動流体により作動シリンダ部１５内を進退動する。ロッド部６２は、ピストン部６１と一体に設けられて本体部１１のピストン貫通部１８及び差込部２０のピストン貫通部２１内を進退し、混合室３０の注入口３１，３２を開閉する部材である。戻し溝６５，６６は、ロッド部６２にピストン軸方向に形成された溝部であって、ロッド部６２の前進時に各注入口３１，３２と本体部１１の戻り側接続部１３ａ，１３ｂとを接続して各樹脂成分を各成分タンク１，２へ循環送入させる部位である。図において、符号６３はロッド部の先端部である。

本考案の高圧用合成樹脂混合装置１０にあっては、各樹脂成分の注入口３１，３２が成形用金型９０内部の差込部２０内に貫設された流入管路４５，４６を介して、差込部２０に形成される。以下、合成樹脂混合装置１０の実施例について、図２〜図９を用いて具体的に説明する。

図２，３に示す第１実施例に係る高圧用合成樹脂混合装置１０Ａは、本体部１１内から差込部２０Ａ内の先端側にわたって貫設された流入管路４５ａ，４６ａを介して注入口３１，３２が差込部２０Ａ先端近傍に形成されるとともに、本体部１１内に貫設された流出管路５５，５６を介して流出口３３，３４が注入口３１，３２の差込部２０Ａ軸方向後部の本体部１１に形成された例である。この実施例では、金型９０の差込凹部９２の長さ（キャビティまでの距離）が約５０ｍｍであり、これに対応して差込部２０Ａの長さは５０ｍｍである。また、注入口３１，３２から吐出部２５までの距離Ｄ１は２０ｍｍである。図の符号６５ａ、６６ａは切替ピストン６０Ａの戻し溝である。

図１２，１３で先述した従来の混合装置１００Ｂでは、送出側配管部１４０Ａ，１４０Ｂが接続される注入口１３１，１３２は、金型１９０Ｂの外部に配置される本体部１１１に貫設された流入管路１４５，１４６を介して本体部１１１に形成されていた。そのため、前記したように、金型１９０Ｂの差込凹部１９２の長さが長くなることに対応して差込部（ノズル部）１２０Ｂを長くしたことで、注入口１３１，１３２から吐出部１２５までの距離Ｄ２０も長くなっていた。

そこで、この考案の混合装置１０では、本体部１１内から差込部２０内の先端側にわたって流入管路４５，４６を貫設して、注入口３１，３２を吐出部２５より後方位置の差込部２０内に形成したものである。これにより、各樹脂成分の混合位置が差込部２０内（金型内部）に配置される。このように差込部２０内の先端側にわたって流入管路４５，４６を貫設することによって、注入口３１，３２を差込部２０内の適宜の位置に形成することが可能となる。したがって、差込部２０の長さに関係なく、吐出部２５と各樹脂成分の混合位置（注入口３１，３２の位置）との距離を、混合される各樹脂成分の種類等に応じた適正な距離に設定することができる。

また特に、混合装置１０では、注入口３１，３２が差込部２０先端近傍に形成される。注入口３１，３２が差込部２０先端近傍に形成されることにより、注入口３１，３２から吐出部２５までの距離Ｄ１を差込部２０の長さに影響されることなく短くすることができる。距離Ｄ１は、従来の混合装置１００Ａ，１００Ｂの注入口１３１，１３２から吐出部１２５までの距離Ｄ１０，Ｄ２０よりも短く形成される（Ｄ１＜Ｄ１０＜Ｄ２０）。すなわち、従来では、キャビティまでの距離（起伏が小さい場合は２０〜３０ｍｍ程度、起伏が大きい場合は５０ｍｍ以上）に対応して、差込部の長さとともに吐出部までの距離Ｄ１０，Ｄ２０が、それと同等かそれ以上必要とされていたが、本考案の混合装置１０Ａでは、差込部２０が長くなっても（例えば５０ｍｍ以上）、吐出部２５までの距離Ｄ１を従来（Ｄ１０やＤ２０）より短くすることができる。そのため、混合成分は、混合直後に差込部２０先端の吐出部２５に到達する。その際、吐出部２５が金型９０のキャビティ９５を臨む位置に配置されているため、混合直後の混合成分を直ちにキャビティ９５内へ導入することができる。

このように、本考案装置では、混合直後に混合成分を金型９０のキャビティ９５内へ導入可能であることから、各樹脂成分の混合後の圧力低下や必要以上の乱流の発生が抑制されて吐出部２５から適切に混合成分を吐出させることができ、混合してすぐに反応が開始する混合成分であっても迅速かつ適切に金型９０内へ充填させることが可能となって、高品質の成形品を成形することができる。また、混合室３０内で反応した混合成分が直ちにキャビティ９５内へ導入されるため、混合室３０内の混合成分の残留も抑制することができる。

さらに、注入口３１，３２から吐出部２５までの距離Ｄ１が短くなることで、切替ピストン６０のストロークＳ１を、従来の混合装置１００Ａ，１００Ｂの切替ピストン１６０Ａ，１６０ＢのストロークＳ１０，Ｓ２０より大幅に短くすることができる（Ｓ１＜Ｓ１０＜Ｓ２０）。そのため、作動シリンダ部１５のストロークが短くなって、作動シリンダ部１５を小さくすることができる。従って、差込部２０を長くしても、従来と比較して混合装置１０が小型化されて、省スペース化や作業時の取り回しにおける利便性が向上する。

図４〜図９に示す第２実施例に係る高圧用合成樹脂混合装置１０Ｂは、本体部１１内から差込部２０Ｂ内の先端側にわたって貫設された流入管路４５ｂ，４６ｂを介して注入口３１，３２が差込部２０Ｂ先端近傍に形成されるとともに、差込部２０Ｂに本体部１１の各樹脂成分の戻り側接続部１３ａ，１３ｂと連通する各樹脂成分の流出管路５７，５８が形成されていて、混合停止時には切替ピストンの戻し溝６５，６６を介して混合室３０の注入口３１，３２と前記戻り側接続部１３ａ，１３ｂとが接続されるように構成される。この実施例では、金型９０の差込凹部９２の長さ（キャビティまでの距離）が約１１０ｍｍであり、これに対応して差込部２０Ｂの長さは１１０ｍｍである。なお、注入口３１，３２から吐出部２５までの距離Ｄ１は２０ｍｍである。図の符号３７，３８は注入口３１，３２の差込部２０軸方向後部に形成された流出管路５７，５８への流出口である。なお、図４〜図７では、金型は省略している。

この混合装置１０Ｂでは、各流入管路４５ｂ、４６ｂと各流出管路５７，５８は、本体部１１内から差込部２０Ｂ内において互いに干渉しない経路であれば、どのように配置されてもかまわない。例えば、図４，５（ａ），６に示すように、各流入管路４５ｂ、４６ｂの経路は、注入口３１，３２から差込部２０Ｂの側方に延設され、そこから背面方向へ屈折させて、本体部１１側に向かって貫設される。すなわち、各流入管路４５ｂ，４６ｂは、主に差込部２０Ｂの背面側に配置される。また、図４，５（ｂ），７に示すように、各流出管路５７、５８の経路は、流出口３７，３８から差込部２０Ｂの側方に延設され、そこから流入管路４５ｂ，４６ｂの屈折方向と反対側の前面方向へ屈折させて、本体部１１側に向かって貫設される。すなわち、各流出管路５７，５８は、主に各流入管路４５ｂ、４６ｂと反対側の差込部２０Ｂの前面側に配置される。このように、各流入管路４５ｂ、４６ｂと各流出管路５７、５８とを差込部２０Ｂ内で互いに反対方向に配置することにより、各管路４５ｂ，４６ｂ，５７，５８が互いに干渉せず、差込部２０Ｂの過剰な大型化を回避することができる。

また、本考案装置１０では、差込部２０が四角柱形状に形成されている。この差込部２０の形状は、図５に示すように、横断面形状が四角形となることから、差込部２０の横断面の面積を大きく確保することができる。そのため、差込部２０内に管路（４５，４６，５７，５８）を貫設する場合、各管路の流路径を大きくしやすくなったり、管路の数が増加した場合に配置しやすくなったりする等、貫設される管路を有効に設置することができる。特に、管路の流路径が大きく形成されると、不要な圧力損失の発生を回避しやすくなるため好ましい。したがって、四角柱形状の差込部２０は、特に混合装置１０Ｂのように多数の管路４５ｂ，４６ｂ，５７，５８を貫設する場合に好適である。

混合装置１０Ｂでは、図８，９に示すように、第１実施例に係る混合装置１０Ａと同様に、注入口３１，３２が差込部２０Ｂ先端近傍、実施例では吐出部２５から２０ｍｍの位置に形成されたことにより、吐出部２５と各樹脂成分の混合位置（注入口３１，３２の位置）との距離を適正な距離に設定して、注入口３１，３２から吐出部２５までの距離Ｄ１を差込部２０の長さ（実施例では１１０ｍｍ）に影響されることなく短くすることができる（Ｄ１＜Ｄ１０＜Ｄ２０）。従って、混合直後に混合成分を金型９０のキャビティ９５内へ導入可能であり、混合成分の圧力低下や必要以上の乱流の発生を抑制して迅速かつ適切に金型９０内へ充填させることが可能となって、高品質の成形品を成形することができるとともに、混合室３０内の混合成分の残留も抑制することができる。さらに、混合装置１０Ｂでは、混合装置１０Ａと同様に、切替ピストン６０ＢのストロークＳ１を大幅に短くすることができる（Ｓ１＜Ｓ１０＜Ｓ２０）。

一方、差込部２０Ｂに流出管路５７，５８が貫設されてその流出口３７，３８が注入口３１，３２の差込部２０Ｂ軸方向後部に形成されたことにより、差込部２０Ｂの長さに影響されることなく切替ピストン６０Ｂの戻し溝６５ｂ，６６ｂの長さを短くすることができる。その際、図６〜９に示すように、切替ピストン６０のロッド部６２の戻し溝６５ｂ，６６ｂより後部側（ピストン部６１側）にくびれ部６４を形成することにより、差込部２０と切替ピストン６０との摺動面積を低減させることができる。そのため、切替ピストン６０の推進力の抑制が可能となって、ピストン部６１を小さくすることができる。したがって、切替ピストン６０Ｂのストロークの減少とともにピストン部６１の小型を図ることができ、作動シリンダ部１５の直径を大きくする必要がなくなって、作動シリンダ部１５を格段に小さくすることができる。

また特に、上記のように戻し溝６５ｂ，６６ｂが短くなることにより、差込部２０Ｂをより長く（例えば、１１０ｍｍ以上）形成することが可能であり、差込凹部がより深く形成される金型にも好適に対応することができる。さらに、戻し溝６５ｂ，６６ｂが短くなることにより、樹脂成分の循環時に戻し溝６５ｂ，６６ｂでの圧力損失を抑制することができるため、循環時と混合時の圧力差が少なくなって適切に各樹脂成分を向流混合させることができる。また、戻し溝６５ｂ，６６ｂが短いことにより、混合成分が差込部２０Ｂのピストン貫通部２１内面と切替ピストン６０Ｂのロッド部６２とのわずかな隙間に侵入し固化して隙間を封止するセルフシールが形成されやすくなり、混合停止時に各樹脂成分が反対側に入り込むクロスオーバー現象の発生を効果的に防止することができる。

以上図示し説明したように、本考案の高圧用合成樹脂混合装置では、差込部先端に各樹脂成分の混合成分の吐出部が形成されており、混合室への各樹脂成分の注入口が差込部内に貫設された流入管路を介して差込部先端近傍に形成されているため、吐出部と各樹脂成分の混合位置との距離を適正な距離に設定して、差込部の長さに影響されることなく注入口から吐出部までの距離が短くなって混合直後の混合成分を迅速かつ適切に金型内へ導入でき、混合室内の混合成分の残留が抑制されて、差込部と切替ピストンとの固着や焼きつき（カジリ）等の不具合が発生しにくくなるとともに、高品質の成形品を成形することができる。

また、注入口から吐出部までの距離が短いため、切替ピストンのストロークが従来と比較して大幅に短くなり、作動シリンダを格段に小さくすることが可能となって、従来と比較して混合装置自体の小型化を図ることができ、省スペース化や作業時の取り回しにおける利便性が向上する。

さらに、各樹脂成分の流出口が注入口の差込部軸方向後部に差込部内に貫設された流出管路を介して形成されているため、切替ピストンの戻し溝を短くすることが可能となって戻し溝での圧力損失を抑制して適切に各樹脂成分を向流混合させることができるとともに、切替ピストンのセルフシールが形成されやすくなってクロスオーバー現象の発生を効果的に防止することができ、さらに差込部をより長く形成することができる。

なお、本考案の高圧用合成樹脂混合装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、第１実施例の混合装置では差込部の長さを５０ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、差込部の長さを１１０ｍｍとしたり、それ以上長く形成したりすることも可能である。また、第２実施例の混合装置の差込部の長さは１１０ｍｍとしたが、より長く（例えば２００ｍｍ）としてもよいし、より短く（例えば５０ｍｍ）としてもよい。

以上の通り、本考案の高圧用合成樹脂混合装置は、差込部を金型に深く差し込む場合において、切替ピストンのストロークを短くすることができて装置の小型化を図ることができ、混合物の残留等による不具合も発生しにくくなる。そのため、従来の高圧用合成樹脂混合装置の代替品として有望である。

１，２ 樹脂成分タンク
１０，１０Ａ，１０Ｂ 高圧用合成樹脂混合装置
１１ 本体部
１２ａ，１２ｂ 送出側接続部
１３ａ，１３ｂ 戻り側接続部
１５ 作動シリンダ部
１６，１７ 作動流体の流出入部
１８ ピストン貫通部（本体部）
２０，２０Ａ，２０Ｂ 差込部
２１ ピストン貫通部（差込部）
２５ 吐出部
３０ 混合室
３１，３２ 注入口（混合室）
３３，３４ 流出口（本体部）
３５，３６ オリフィス部
３７，３８ 流出口（差込部）
４０Ａ，４０Ｂ 送出側配管部
４１（４１ａ，４１ｂ），４２（４２ａ，４２ｂ） 流入配管（外部）
４５（４５ａ，４５ｂ），４６（４６ａ，４６ｂ） 流入管路
５０Ａ，５０Ｂ 戻り側配管部
５１（５１ａ，５１ｂ），５２（５２ａ，５２ｂ） 流出配管（外部）
５５，５６ 流出管路（本体部）
５７，５８ 流出管路（差込部）
６０，６０Ａ，６０Ｂ 切替ピストン
６１ ピストン部
６２ ロッド部
６３ ロッド部の先端部
６４ くびれ部
６５（６５ａ，６５ｂ），６６（６６ａ，６６ｂ） 戻し溝
９０ 成形用金型
９２ 差込凹部
９５ キャビティ
Ｄ１，Ｄ１０，Ｄ２０ 注入口から吐出部までの距離
Ｐ１，Ｐ２ 高圧ポンプ
Ｓ１，Ｓ１０，Ｓ２０ 切替ピストンのストローク

Claims (6)

1. 成形用金型の外部に配置される本体部と、
   前記本体部から突設されて前記成形用金型内部に差し込まれ先端が前記金型のキャビティに臨む吐出部として形成された差込部とを有し、
   前記本体部は、高圧ポンプにより樹脂成分が送出される各樹脂成分タンクと送出側配管部によって接続された各樹脂成分の送出側接続部と、前記各樹脂成分タンクと戻り側配管部によって接続された各樹脂成分の戻り側接続部を有し、
   前記本体部は、前記差込部を貫設する切替ピストンとその作動シリンダ部を有し、前記切替ピストンには混合停止時に各樹脂成分を前記各樹脂成分タンクへ循環送入する戻し溝がピストン軸方向に形成されており、
   前記差込部は、混合室と、前記吐出部より５〜７０ｍｍの後方位置に流路径を縮小させるオリフィス部を介して前記各樹脂成分を前記混合室に注入する注入口を備えているとともに、前記注入口には前記本体部の各樹脂成分の送出側接続部と連通するように当該差込部の差込方向に貫設された各樹脂成分の流入管路が設けられており、
   混合停止時には、前記差込部の混合室内を前記切替ピストンが前進して前記混合室内の前記注入口を閉じ、かつ前記切替ピストンの戻し溝を介して前記注入口と前記本体部の戻り側接続部とを接続して各樹脂成分を前記各成分タンクへ循環送入し、
   混合時には、前記差込部の混合室内の前記切替ピストンが後退して前記混合室内の前記注入口を開き、前記高圧ポンプにより前記各樹脂成分タンクから送出された各樹脂成分を前記本体部の送出側接続部から前記流入管路を経て前記オリフィス部を介して噴射させて前記混合室内に注入して向流混合するようにした
   ことを特徴とする成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置。
2. 前記差込部に、前記本体部の各樹脂成分の戻り側接続部と連通する各樹脂成分の流出管路が形成されていて、混合停止時には前記切替ピストンの戻し溝及び前記流出管路を介して前記注入口と前記戻り側接続部とが接続される請求項１に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置。
3. 前記差込部の注入口が吐出部より１０〜４０ｍｍの位置に形成されている請求項１に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置。
4. 前記差込部の長さが５０〜２００ｍｍである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置。
5. 前記差込部が四角柱形状に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置。
6. 前記混合室への樹脂成分の注入圧力が２〜２０ＭＰａである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形型への差込部を有する高圧用合成樹脂混合装置。

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