JP5073246B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、防振ゴム等のゴム製品を加硫成形する際に使用する射出成形機に係り、射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入する射出成形機に関する。

通常、防振ゴム等のゴム製品を射出成形機にて加硫する場合、生産性を向上させるために加硫時間の短縮が重要な要因となっている。このような加硫時間の短縮のための一般的な手法として、型内で成形すべき成形材料の温度を予め上げておくことが有効な方法として従来から種々の技術が提案されて採用されてきた。なかでも一般に用いられている方法は、射出機のノズルの内径を小さく形成して絞り部を構成し、該絞り部を通過する成形材料（未加硫の生ゴム等）の自己発熱を利用して成形材料の温度を予め上げておくことができる。このような加硫に先立って成形材料を予め昇温させておく典型的な技術として下記特許文献１および特許文献２に開示されたものが提案された。
特開２０００−３１７９８６号公報（公報請求項１参照）。 特開２００４−１８８８２５号公報（公報請求項１参照）。

図３を用いて前記特許文献１に開示された第１従来例の射出成形機を説明する。この特許文献１に開示されたものは、射出機のノズル先端に絞り部を形成したもので、ノズル１０１を貫通して延びる射出用流路１０５を有するものにおいて、前記射出用流路１０５の少なくとも１つの部分が非円形断面を有するオリフィス１０６として形成され、このオリフィス１０６の断面形状が、一方向に長く、かつその長軸方向の少なくとも両端部において、これら両端部に近くなるほど前記長軸と直交する方向の寸法が漸次小さくなる偏平形状をなすように構成されたものである。このような構成により、ノズル１０１を通過する成形材料が剪断摩擦により自己発熱し、加硫に先立って予め昇温されるので、成形材料の加硫時間が短縮されることとなった。

しかしながら、第１従来例のものではノズル１０１のオリフィス１０６を成形材料が通過することで、型１４０内における加硫に先立って、成形材料の温度を予め昇温させておくことで加硫時間の短縮が可能となったものの、オリフィス１０６の径が小さく形成されたことで、成形材料の内部発熱による昇温が金属部であるノズル自体の温度も過度に昇温させる虞れが生じる。これによって、次回の射出待機時に、ノズル自体の高熱により該ノズル部に充填されたままの前回の未加硫の成形材料が加硫されてしまい、流動性を失った加硫材料によりノズルが詰まり、以後の射出成形の続行不能に陥る虞れがあった。

そこで、図４に示す特許文献２に開示されたような第２従来例の型側に絞り部を配置したものが提案された。この特許文献２に開示されたものを説明すると、射出機２０１の先端のノズル２０５が金型２０４のノズルタッチ２１０に当接して、射出機２０１から成形材料を金型２０４に注入射出する射出成形機において、型２０４のランナー２１２とノズルタッチ２１０の両面間に形成されているスプール２１１に同心的に分流子２１６を遊嵌し、前記分流子２１６を前記スプール２１１の軸方向に移動可能にし、前記分流子２１６を移動させる駆動手段２５０を設けたもので、型２０４側にて、スプール２１１と分流子２１６との間に絞り部が形成され、この絞り部にて成形材料の自己発熱による昇温がなされるので、前記図３の射出機のノズル先端に絞り部を形成したもののように、ノズル自体の高熱により該ノズル部に充填されたままの前回の未加硫の成形材料が加硫されて、流動性を失った加硫材料によりノズルが詰まり、射出成形の続行不能に陥る虞れがなくなった。

そのようなことから、前記図４の特許文献２に開示されたものが、型２０４内において、鉛直状のスプ−ル２０６から注入射出された成形材料が、スプール２１１と分流子２１６との間や水平状の複数のランナ２０７内の突条２１０による絞り部にて自己発熱して昇温するように構成されているため、注入ノズル側の流路を絞る必要がなく、比較的広いノズル径でもよいこともあって、製作も容易なことから採用されてきている。

一方、射出後の注入ノズルは、注入ノズル内にある次回射出のための成形材料が加硫されてしまうのを回避するため、通常、高熱の型との接触を避けた位置に上昇させて待機させる。また、次回射出のための成形材料の再計量を行うには、注入ノズルを金型２０４のノズルタッチ２１０から離した位置にてなされるが、前述したように、注入ノズル径が比較的広くてよいことから、ノズル部での成形材料の抵抗が少ないために計量中の成形材料がノズル口から漏洩してしまう「鼻垂れ」現象が生じ易くなる。これによりノズル先端に付着した生ゴムが高熱の型との接触により反応・硬化して異物化し、何らかの理由により正常の成形材料に混入して、前述の絞り部の流路を閉塞してしまい、射出トラブルを生じたり、加硫製品不良を引き起こす虞れがあった。

そこで本発明は、このような従来の射出成形機の諸課題を解決し、再計量等のために型から離れた位置に退避させた注入ノズル等から成形材料が漏洩することを防止できる射出成形機を提供することを目的とする。

このため本発明は、射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入する射出成形機において、少なくとも注入ノズルの開口部に、型からノズルが離れた際の成形材料の漏洩を防止する漏洩防止部材を配設し、該漏洩防止部材がボール部材からなる逆止弁であり、該逆止弁は、注入ノズルが型と接触した際に軸動するロッド部材により開弁するように構成されたことを特徴とするもので、これを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入する射出成形機において、少なくとも注入ノズルの開口部に、型からノズルが離れた際の成形材料の漏洩を防止する漏洩防止部材を配設し、該漏洩防止部材がボール部材からなる逆止弁であり、該逆止弁は、注入ノズルが型と接触した際に軸動するロッド部材により開弁するように構成されたことにより、注入ノズルが次回射出のために型から離れた待機位置にあっても、注入ノズル内の成形材料が漏洩落下することがなく、材料の損失の防止や型への充填効率を向上させ、さらには漏洩した成形材料が高熱の型との接触により反応・硬化して異物を発生することもなく、加硫製品の高い品質が確保される。しかも、注入ノズルの内部に漏洩部材を収容できて外部に露呈せず見映えが良い上、逆止弁構造物を備えた注入ノズルとして射出機に変更可能に取り付けることが可能となり、射出機への取付部のみを共用とすれば、漏洩防止への構造改変が容易となる上、格別の開弁機構を用いることなく射出時に逆止弁を開弁できて構成が簡素化される。

以下、本発明の射出成形機の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の射出成形機の第１実施例を示す要部断面図、図２は本発明の射出成形機の参考例を示す要部断面図である。本発明の基本的な構成は図１に示すように、射出機１の注入ノズル２を型３の注入口４に当接させて射出機１からの成形材料５を型３に注入する射出成形機において、少なくとも注入ノズル２の開口部２Ｈに、型３からノズル２が離れた際の成形材料５の漏洩を防止する漏洩防止部材７を配設し、該漏洩防止部材７がボール部材からなる逆止弁７であり、該逆止弁７は、注入ノズル２が型３と接触した際に軸動するロッド部材１０により開弁するように構成されたことを特徴とする。

図１は本発明の射出成形機の第１実施例を示す要部断面図である。左半分が上昇待機時、右半分が下降射出時を示す。射出機１は、図示外のスクリュ押出機により溶融状態にて押し出されてきた成形材料５がポット内から射出機流路８内に流下する。同時にその圧力によりポット上方に収容された図示外の射出用のプランジャを上昇させるとともに、射出機１の下端部に設置された注入ノズル２に到達するように構成されている。そして、射出機１の下方に設置された金型等の型３は、上方から順次積層配設された、ランナー部材３Ｃ、上型３Ａおよび下型３Ｂとから構成される。前記ランナー部材３Ｃの略中央の上面にはロケート部材１２が取付ボルト１３により取り付けられる。ロケート部材の略中央には、前記注入ノズル２から射出された成形材料５を受け入れる注入口４および鉛直状の注入流路６が形成される。注入流路６はランナー部材３Ｃにまで延設して形成される。

前記注入ノズル２は、射出機１の下端の取付部１Ａに螺合等により取り付けられる本体部２Ａと、該本体部２Ａの下端外周に螺合される蓋部２Ｂとから構成される。本体部２Ａの内部空間には漏洩防止部材で逆止弁を構成するボール部材７が遊嵌される。前記蓋部２Ｂの中央部には開口部２Ｈが形成され、該開口部２Ｈにはロッド部材１０が軸動自在に遊嵌される。該ロッド部材１０の上端部にはフランジが形成され、蓋部２Ｂにおける開口部２Ｈ上部の段部に係止可能にされて、注入ノズル２からの落下が防止される。また、ロッド部材１０の外周と蓋部２Ｂの開口部２Ｈの内周部との間には隙間が形成されており、該隙間は成形材料５の射出時の注入流路を構成する。

前記蓋部２Ｂの開口部２Ｈの上端部は弁座２Ｃを構成しており、前記ボール部材７の自重および成形材料の圧力によりボール部材７が弁座２Ｃに着座して閉弁する。射出時には射出機１が下降し、注入ノズル２が型３におけるロケート部材１２の上面に接触すると、注入ノズル２における蓋部２Ｂに遊嵌されたロッド部材１０が軸動することにより、ボール部材７が上方へ押されて開弁し、注入ノズル２内の成形材料５がロッド部材１０と蓋部２Ｂの開口部２Ｈとの隙間から流下して、型３におけるロケート部材３Ｃの注入口４から注入流路６内へと射出される。

前記注入流路６の上端部の注入口４は、前記射出機１の注入ノズル２からの成形材料を受け入れる適宜の形状、例えば、好適には注入ノズル２における蓋部２Ｂの開口部２Ｈの径と略一致する凹錐状面とされるが、蓋部２Ｂにおける開口部２Ｈの周囲とロケート部材１２の上面との接触部の密封性が確保されるならば、注入口４の径は開口部２Ｈの径より小さくてもよい。詳述はしないが、注入流路６内には、成形材料の自己発熱による昇温が可能なように適宜の絞り部７が形成されてもよい。注入口４の凹錐状面の下端部が最小径部を構成し、その下流に行くにしたがい、径を漸増させることで、注入流路６内に絞り部を形成してもよい。ランナー部３Ｃと上型３Ａとの接合面には、水平状の分岐流路１１が複数個形成される。図示の例では、ランナー部３Ｃ側に流路を構成する溝部が形成されるが、上型３Ａの上面に溝部を形成してもよい。

分岐流路１１は、加硫成形すべき製品の数に応じて形成されたキャビティ９の数に応じて形成される。図示の例ではキャビティ９が９Ａ、９Ｂの２個形成され、したがって、分岐流路も１１Ａ、１１Ｂの２本が形成される。３個、４個あるいはそれ以上のキャビティ９の数に応じて、３本、４本あるいはそれ以上の分岐流路が形成される。平面視で放射状に配設される。鉛直状の注入流路６から水平状の分岐流路１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ・・・に移行する地点に分岐部が形成される。キャビティ９は上型３Ａと下型３Ｂとの対向面に形成され、加硫成形後に、上型３Ａと下型３Ｂとを分離することで容易に成形品の離型を行うことができる。

図示の例では、注入口４がランナー部材３Ｃと分離可能なロケート部材１２に形成されているので、注入口４の形状を異にするロケート部材１２を幾つか準備しておくことで仕様変更に自在に対応することを可能にするとともに、保守・点検および交換が容易となる。また、互いに分離されるランナー部材３Ｃと上型３Ａとの間に複数のキャビティ９Ａ、９Ｂ・・への分岐流路１１Ａ、１１Ｂ・・等を形成することができるので、ランナー部材３Ｃと上型３Ａとを分離して露呈した分岐流路１１に残る成形物を容易に除去できる。

かくして、注入ノズル２が次回射出のために型３から離れ上方のた待機位置に退避した場合には、逆止弁であるボール部材７の自重および成形材料５の圧力によりボール部材７が弁座２Ｃに着座して閉弁するので、次回射出のための待機中に成形材料５が注入ノズル２の開口部２Ｈから外部に漏洩することが有効に防止される。したがって、注入ノズル内の成形材料が漏洩落下することで、材料のロスや型への充填不足、さらには高熱の型との接触により反応・硬化して異物を発生することもなく、加硫製品の高い品質が確保される。しかも、ボール部材７が注入ノズル２の内部に収容されていて外部に露呈せず見映えが良い上、逆止弁構造物を備えた注入ノズル２として射出機１に変更可能に取り付けることが可能となり、射出機１への取付部１Ａのみを共用として、漏洩防止への構造改変が容易となる。さらに、ボール部材７は、注入ノズル２が型３と接触した際に軸動するロッド部材１０により開弁するように構成され、格別の開弁機構を用いることなく開弁できて構成が簡素化される。
＜参考例＞

図２は本発明の射出成形機の参考例を示す要部断面図である。本参考例では、注入ノズル２の開口部から成形材料が漏洩するのを防止する漏洩防止部材として、注入ノズル２を閉塞可能な閉塞部材１５を設置したものである。閉塞部材１５は、注入ノズル２を閉塞する鉛直状の閉塞部１６と該閉塞部１６を支持する水平状の柄部１７とから構成される。閉塞部１６の上面は、注入ノズル２の開口部周囲の形状（例えば凸錐状面）と適合する形状（例えば凹錐状面）に形成される。閉塞部材１５は図示外の適宜進退機構により射出機１の上下動に連動させて水平方向に進退する。

閉塞部材１５は、好適には、注入ノズル２と型３の注入口４との両方を閉塞すべく注入ノズル２と型３の注入口４との間に介設自在とされる。すなわち、注入ノズル２が射出を終えて、高熱の型３との接触を避けた位置に上昇して次回射出のために待機する状態にて、注入ノズル２と型３のロケート部材１２の上面との間隔に相当する上下寸法の閉塞部１６とした。また、前記閉塞部材１５における閉塞部１６の少なくとも表面を断熱性材料により構成した。なお、必要に応じて、成形材料の万一の型からの逆流を防止するために、閉塞部１６の下面とロケート部材１２の上面との間に互いに食い込む封止部を形成してもよい。

かくして、漏洩防止部材である閉塞部材１５が注入ノズル２と別体にて構成されて、外部から注入ノズル２を閉塞して封止するので、注入ノズル２自体に格別の漏洩防止機構を設ける必要がないので、注入ノズル２自体の構造が簡素化され、また、前記閉塞部材１５が、注入ノズル２と型３の注入口４との両方を閉塞すべく注入ノズル２と型の注入口４との間に介設自在とされた場合は、閉塞部材１５による閉塞動作のワンアクションにより、注入ノズル２側の封止はもとより型３の注入口４からの成形材料の逆流も有効に封止され、少なくとも表面が断熱性材料により構成された閉塞部材１５の封止時に、型３側の高熱が閉塞部材１５を介して注入ノズル２側に伝達するのを効果的に防いで、注入ノズル２内にある次回射出用の成形材料が硬化してしまうのが有効に防止される。なお、閉塞部材１５は全てを断熱性材料で構成してもよい。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、押出部（スクリュ等の回転による成形材料の溶融および押出し形態等）を含む射出機の形状、形式（ポットの形状や形式およびポット内における射出用プランジャの配設形態、射出用プランジャによる射出機からの成形材料の射出形態）、射出機における注入ノズルの形状（成形材料を昇温させて流動性を良化するために少しだけ絞り部を形成してもよい。漏洩防止部材である逆止弁として、ボール部材の他、各種錐状面を介した弁部材と弁座の組合せが選択できる。また、ロッド部材についても、弁部材と別体の他、弁部材と一体構成でもよい。本体部と蓋部との組合せ形態も、別体の他、一体でもよい等適宜選定できる。射出機への注入ノズルの取付形態についても、螺合の他、適宜のワンタッチ装着等により取り付けることも可能である）、形式、漏洩防止部材である閉塞部材の形状（柄部を有するハンマー形状の他、適宜の形状が採用される）形式および材質ならびにその進退のための制御形態（油圧等による直線状進退、円弧状動作による進退等。射出機の上下動への連動形態についても適宜選定できる）、ランナー部材、ロケート部材の形状、形式およびそれらの材質（注入口や注入流路を形成するのに適した素材を選定できる）、ならびにそれらの間の接合固定形態（直接に螺合、固定ビス等による固定等）等については適宜選定できる。

本発明の射出成形機の第１実施例を示す要部断面図である。 本発明の射出成形機の参考例を示す要部断面図である。 射出成形機の第１従来例の要部断面図である。 射出成形機の第２従来例の要部断面図である。

１ 射出機
１Ａ 取付部
２ 注入ノズル
２Ａ 本体部
２Ｂ 蓋部
２Ｃ 弁座
２Ｈ 開口部
３ 型
３Ａ 上型
３Ｂ 下型
３Ｃ ランナー部材
４ 注入口
５ 成形材料
６ 注入流路
７ 漏洩防止部材（ボール部材）
８ 射出機流路
９ キャビティ
１０ ロッド部材
１１ 分岐流路
１２ ロケート部材

Claims (1)

1. 射出機の注入ノズルを型の注入口に当接させて射出機からの成形材料を型に注入する射出成形機において、少なくとも注入ノズルの開口部に、型からノズルが離れた際の成形材料の漏洩を防止する漏洩防止部材を配設し、該漏洩防止部材がボール部材からなる逆止弁であり、該逆止弁は、注入ノズルが型と接触した際に軸動するロッド部材により開弁するように構成されたことを特徴とする射出成形機。

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