JPH01198318A - 射出成形装置とその逆流防止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形機の射出機構に関し、特に可塑化ね
じの前端部に配置されてこのねじの軸方向運動と同時に
起こるねし山への可塑化材料の逆流を阻止して型腔部内
への可塑化材料の射出を生しさせる逆流防止弁に関する
。

〔従来の技術および解決しようとする課題〕高分子材料
が軟化して流動し得るように加熱さねたバレル内を通し
て前記高分子材料を搬送するため可塑化ねじを用いたプ
ラスチック成形機においては、このねじは可塑化材料を
ねじの前端部へ搬送するため回転させられる。材料がね
じの前方に蓄積するに従い、予め定めた量の可塑化材料
がねじの前方に蓄積するまて、ねじは軸方向後方へ移動
できるようになっている。

この時ねじの回転運動が停止され、ねじはバレルの出に
１に向ってｈｌ＋方向に進行させられ、これにより可塑
化旧料をこの出口を通るように押圧してこれを隣接する
型腔部内へ射出し、その結果予め定めた形態の部品が型
腔部内部の材料の冷却後に形成することができる。

射出工程中可塑化ねじがバレルの出口に向って軸方向に
進行する間、所要の予め定めた量の可塑化材料が完全な
部品を形成するために型腔部内に完全に射出されるよう
に、ねじの前方の空間からの可塑化材料のねし段への逆
流を阻止することが必要である。

可塑化ねじの前端部に支持された色々な形式の一方向性
部ち逆流防止弁構造が長年にわたり考案されており、こ
のような弁の一例は、１９８３年３月２２日発行のＷ　
、　Ｉｆ　、　Ｂ　ｉ　ｌ　、ｉ　ｅ　ｓの米国特許第
４．：１７７．１８０号に示され記載されている。この
米国特許に記載された一方向性弁は、ねじの前方端部に
支持され、ねじ軸心の方向に沿フである限られた距離た
け摺動し得る環状リングを含む。ねじが回転して材料を
可塑化する時、前記環状リングは最も前方の位置にあり
、可塑化された材料はこのリングの中心部を流動可能と
される。ねじのバレル出口への軸方向運動が始まると、
前記環状リングは軸方向に移動するねじにおりる封止部
と接触して、ねじ段部とねじの前方部分との間の流動路
を遮断し、これによりねじの前端部の前方における可塑
化材料の蓄積量の所要部分の射出を許容する。しかし、
他の多数の一方向性弁構造と類似するＢ１１ｊｅｓの構
造は、その周囲に環状リングが支持される先端部を含み
、この先端部はねじの前方端部に対して固定されてねじ
と共に回転する。機械が初めて始動される時は、ねじの
回転運動が開始される前に加熱により可塑化材料が軟化
されるまでは硬化した形態のグラスチック材料がバレル
内に存在し、ねじが回転する間ねじの先端部が硬化した
グラスチック材料により包囲されて固く膠着されるため
、この先端部が折損することがあり得ることが判りだ。

更に、ねじ先端部が可塑化操作中環状の封止リングに対
する前方のストッパとして働く故に、またねし先端部と
この封止リングとの間に相対的な回転運動が存在する故
に、ねじ先端部と封止リングの双方は、疲労によるこれ
ら部品の頻繁な交換の必要を避けるため、硬質の耐疲労
性材料から作ることが要求される。

（発明の目的） 本発明の目的は、従来技術の逆流防止弁構造に付随する
諸問題を克服し、比較的安い材料の使用を可能にする弁
構造を提供することにある。

本発明の別の目的は、寒冷時の始動生先端部を包囲する
プラスチック材料が充分に軟化された状態になくとも、
ねじの回転運動の開始時にねじ先端部が折損することの
ない逆流防止弁の提供にある。

木発明の他の目的および利点については、以降の記述か
ら明らかになるであろう。

（目的を達成するための手段） 要約すれば、木発明の１つの特質によれば、管状バレル
内に回転自在に支持された可塑化ねじの前端部に配置さ
れる逆流防止弁が提供される。

この弁は、可塑化ねじの前端部から外方に延長６するロ
ッド装置を含み、このロッド装置は、ねじの前端部に慴
動自在に収受された前端部を含んでロッド装置とねじと
の間の相対的な回転運動を許容し、また第１の端部から
外側に隔てられかつねじの前端部の軸方向前方に置かれ
る第２の端部を含む。前記ロッド装置をねじに対して軸
方向に保持するため、またロッド装置とねじとの間に相
対的な回転運動を許すだめの保持装置が設けられる。こ
の保持装置は、ねじの前端部の外方に向き弁座を画成す
る端部を有する。ロッド装置を包囲してこれから外側に
隔てられてその間に流通路を画成する環状弁装置が設け
られている。この弁装置は、バレルの内面と略封止する
係合状態にある外表面を有し、また弁座と係合可能な封
止面を有する。この弁装置は、保持装置に対して軸方向
に運動自在である。

停止装置が設けられ、前記ロッド装置の第２の端部に隣
接してこのロッド装置により支持される。この停止装置
は、前記保持装置に対する弁装置の軸方向外方の運動を
制限するだめの停止面を含む。

〔実施例〕

次に図面において、特に第１図においては、往復ねじ型
射出成形機ＩＯの可塑化部および射出部の一部が示され
ている。この機械は、内部に可塑化ねじ１４が回転自在
かつ軸方向に慴動自在に収受された管状バレル１２を有
する。バレル１２は、材料入口１６と、可塑化される高
分子材料の粒子を受取るための上方に延在する円錐状ホ
ッパー１８とを有する。バレル１２は出口２ｏを有し、
この出口には出口ノズル２２が固定され、このノズルは
１対の共働する型半部２８および３２により画成される
型の半部２８に設けられたスプルー２６と連通状態にあ
る通路２４を有する。この型半部は２つで、スプルー２
６と連通ずる型腔部３ｏを画成する。複数の軸方向に隔
てられた周方向に配された帯ビータ３４がバレル１２上
に設けられ、高分子材料を軟化させてこれを型腔部３ｏ
内に射出するための融解状態にさせるためバレルを加熱
する。抵抗帯ヒータの形態をとフだ外装熱源を示したが
、当業者には、他の形態の外装熱源もまた必要に応じて
使用できることは明らがであろう。

可塑化ねじＩ４は略円筒状または円錐状胴部３５を有し
、その外周部には１つ以上の螺旋状のねじ段３６が設け
られている。回転されると、ねじ１４はバレルの人［１
１１６からバレル出口２０へ高分子材料の粒子を搬送す
る。バレル内部のこれらの地点間の搬送中、粒子は可塑
化ねし１４の粒子に対する機械的な作用の結果生じる熱
、ならびに帯ヒータ３４により供給される外部の熱によ
り軟化される。

ねじ１４は歯車列４０．４２を介して適当なモータ３８
によって回転させられ、可塑化された材料がバレル出口
２０に向ってねじの前方部分へ運ばれるので、軟化され
た材料はバレル１２の前端部の空間４４内に蓄積され、
蓄積される材料量が増加するに従い、ねじ１４が第１図
における左側へ遮断弁（図示せず）が内蔵されたノズル
２２から離れるように徐々に押圧される。

ねじ１４の最も後方の端部は、シリンダ５ｏ内部に摺動
自在に収受されるピストン４８を有する。

ピストン４８の後方面に対して管路５２を介して液圧が
維持され、蓄積される材料に対して背圧を維持する。

軟化された可塑化材料は、ねし段部からねじの前端部に
置かれた逆流防止弁５４を経て、バレル１２の前方端部
における空間４４に至る。所要量の可塑化材料がねじの
前方に通常「ショット」と呼ばれる分量が蓄積されると
、ねじの回転運動が停止される。その後、ノズル遮断弁
（図示せず）が開かれている間、高い圧力の作動流体が
管路５２を介してシリンダ５０内へピストン４８の後面
に対して導入されて、ねじ１４を第１図における右側へ
移動させて１ショット分の可塑化材料をバレル出口２０
、ノズル２２、スプルー２６を介して型腔部３０内へ流
入させる。型内の可塑化材料に加えられる圧力は、型が
充分に冷却されて型内の材料が硬化状態となるまで維持
される。

これと同時に、ノズル遮断弁（図示せず）は閉鎖され、
ねじは再び回転させられて別のショツト分を蓄積し、こ
の運転サイクルが順次反復されて連続的に成形される部
品を提供する。

次に第２図および第３図においては、ねじ１４の最前端
部がバレル１２内にある状態て示されている。第２図に
おいては、逆流防止弁がその開口状態にある。ねし１４
はその最前端部にねじを設けた開［１１６０を有し、開
［１６０は内部の環状肩部６２で終る。肩部６２の内側
には、開口６０の直径よりも小さな直径の平滑なざくり
を施した円筒面６４があり、ねじの軸心および開口６０
に対して同軸をなしている。キャリア部材を画成するス
タッド即ちロッド６６は、ざぐり部６４に収受される最
も内側の円筒状端部６８を有する。端部６８の外径およ
びざぐり部６４の内径は、固渋を生じることなくその間
の相対的な回転運動を許容するように選択されている。

ロッド６６の小径の端部は、ねじ１４の最前端部を越え
て外方に延在し、略円雌状のねじ先端部７２を収受する
外ねじを有する。ねし先端部７２の端面図は第４図に示
され、この先端部は２対の対向する半径方向に延長した
アーム７４を有し、隣接するアーム間の空間は可塑化し
た材料に対する流通路を提供する。

再び第２図によれば、環状の保持リング７６が、ねじの
最前端部におけるねじを設けた開口６０に螺合され、ロ
ッド６６を囲繞している。この保持リングは、肩部６２
と当接して環状ストッパを画成し、ねじＩ４に対する軸
方向のロッド６６の外方の運動を阻止するようロッド６
６の端部の環状肩部６７に当たるよう作用する内側端部
７８を有する。

また、各部品間の結合状態は、ロッド６６がねじ１４お
よび保持リング７６の双方に対して回転することができ
るようになっている。

保持リング７６とねじの先端部７２との間には、バレル
Ｉ２の内径と略等しい外径を有してこれとシールをなし
かつその間の流通を阻止する環状の封止リング８０が配
置されている。封止リング８０の内径は、ロッド６６の
外径よりも大きく、その間で流通ができるようになって
いる。ねじ１４に対する封止リング８０の最前部はねじ
先端部７２のアーム７４の後面と当接係合状態にあり、
封止リング８０のねし１４に対する最奥部は円錐台形状
の封止面８２を有し、該封止面８２は、保持リング７６
の前面に形成された対応する円錐台形状の封止面８４と
接触状態にある時、該封止面８４との間の流通を阻止す
るように該封止面８４と係合するようにされている。

ロッド６６の円筒状端部６８は、レンチの受入れのため
１８０°離れた１対の平坦面６９を有し、ロッド６６に
対するねし先端部７２の組立てを容易にする。

同様に、保持リング７６は、レンチを受入れるため１８
０°離れた１対の平坦面７７を含み、ねじ１４に対する
保持リング７８の組立てを容易にする。

保持リング７６が緊締されると、ロッド６６は軸方向に
拘束されるが、ねじ１４に対しては回転することができ
る。

第２図に示されるように、可塑化された材料は（第２図
における右から左へ）ねし段に沿ってバレル１２と保持
リング７６の半径方向に最も外方の面との間に画成され
た環状通路８６まて移動することができる。この時、可
塑化材料は圧力下にあるため、この材料は封止面８２に
当接し、封止リング８０がねじの先端部７２の半径方向
アーム７４により画成される停止面に当たるまで、同リ
ングをねじ１４に対して前方向へ押圧する。この時、材
料は通路８６から封止面８２および８４を通って封止リ
ング８０とロッド６６間の環状空間内に進み、次いでね
じの先端部７２の各半径方向アーム７４間の空間を通過
する。

先に述べた如き各部品間の結合および嵌合により、ねじ
３５が可塑化動作中回転しつつある時は、ねじ先端部７
２と封止リング８０との間にはほとんど、あるいは全く
相対的な回転運動がないことが望ましい。その結果、封
止リング８０およびねじ先端部７２は、ねじ先端部と環
状の封止リングとの間に相対的な回転運動が存在するね
し型先端部逆流防止弁において通常要求される焼結炭化
物合金の如きより高価な耐摩耗材料の代りに、比較的安
価なニトラロイ（ｎｉｔｒａｌｌｏｙ）または工具鋼か
ら作ることがてきる。更に、本逆流防止弁構造を含む射
出成形機か、前の稼動サイクルにおける硬化した高分子
材料がねじ先端部を包囲して充分に軟化されていない寒
冷時の状態て始動されても、ねじ先端部７２はロッド６
６と可塑化ねじ３５との間に許される相対的な回転運動
によって静止状態を維持することかできるので、ねじ先
端部の折損が回避される。

次に、射出工程における各部品の位置を示す第３図によ
れば、逆流防止弁が閉鎖される時、封止リング８０はね
じ先端部７２から後方に隔てられ、封止面８２は保持リ
ング７６における封止面８４と当接係合状態にある。こ
の係合状態は、ねじ１４の第２図および第３図における
左方への軸方向前方の運動によってもたらされ、その結
果の封止リングと保持リング間の接触が、ねじ先端部７
２の前方の可塑化材料収集領域９０からねじの周部の環
状通路８６を遮断する。その結果、バレルに対するねじ
の連続する左方への運動は、環状通路８６およびねじ股
領域への材料の逆流を生じることなく、ねじ先端部の前
方に蓄積された可塑化材料を型腔部内に射出させること
になる。

ねじ先端部７２もまた封止リング８０に対する前方スト
ッパとして機能するので、第４図に示される４つのアー
ム形態を持つ必要はない。

その代り、第５図に示される２つのアーム形態を使用す
ることもでき、この形態は必要とする金属材料も少なく
てすみ、また可塑化された材料に対するより大きな流動
領域を提供する。このため、明らかなように、第４図の
実施例は封止リングに対して４つの周部に隔てられた停
止面を有するが、第５図の実施例てはこのような僅かに
２つの停止面を有する。

（発明の効果） このように、木発明は、これまてに単位された弁と比較
して弁構造の各部品間の疲労面積が少ないため、比較的
安価な材料から作ることができる改善された逆流防止弁
を提供する。

本発明の特定の実施態様について示し述べたが、当業者
には本発明の主旨から逸脱することなく種々の変更およ
び修正が可能であることが明らかてあろう。従って、頭
書の特許請求の範囲には木発明の範囲に該当するかかる
全ての変更および修正を包含することを意図するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、可塑化ねじの前端部における本発明による逆
流防止弁を内蔵する可塑化ねしを含むねし形式の射出成
形機の射出機構の一部を示す部分断面図、第２図は、ね
じ段部からねじ先端部の前方の空間に至る可塑化材料の
流れを許容する開口位置の逆流防止弁を示す第１図に示
された可塑化ねじの前端部を示す部分拡大断面図、第３
図は、可塑化材料の内部の流れを阻止する閉鎖位置の逆
流防止弁を示す第２図と類似する部分拡大断面図、第４
図は、第３図の線４−４に関する第１図乃至第３図に示
された機械の可塑化ねじのねじ先端部を示す端面図、お
よび第５図はねし先端部の別の実施態様を示す端面図で
ある。 １０・・・往復ねじ型射出成形機、１２・・・管状バレ
ル、１４・・・可塑化ねし、１６・・・材料入口、１８
・・・円錐状ホッパー、２０・・・出口、２２・・・出
［１ノズル、２４・・・通路、２６・・・スプルー、２
８．３２・・・型半部、３０・・・型腔部、３４・・・
帯ヒータ、３５・・・ねじ、３６・・・ねじ段部、３８
・・・モータ、４０．４２・・・歯車列、４４・・・空
間、４８・・・ピストン、５０・・・シリンダ、５２・
・・管路、５４・・・逆流防止弁、６０・・・開口、６
２・・・環状肩部、６４・・・円筒面、６６・・・ロッ
ド、６７・・・環状肩部、６８・・・最内側円筒状端部
、７２・・・ねじ先端部、７４・・・アーム、７６・・
・環状の保持リング、７８・・・内側端部、８０・・・
環状封止リング、８２．８４・・・円錐台形状の封止面
、８６・・・環状通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）内側面を有し、材料入口と、該材料入口から
   軸方向に隔てられた材料出口とを有する管状バレルと、 （ｂ）高分子材料を可塑化しかつ該バレル内の材料を前
   記材料入口から前記材料出口ヘ搬送するため、該バレル
   内で回転自在かつ摺動自在に支持され、前記材料出口に
   臨む前端を有する可塑化ねじと、（ｃ）前記材料出口に
   近いねじの前端部における可塑化ねじにより支持された
   流れ制御手段とを設け、該流れ制御手段は、前記ねじの
   前端部から外方に延在してねじと相対的に 回転することができるロッド手段と、該ロッド手段を前
   記ねじに対して所定位置に軸方向に保持しかつ弁座を画
   成する保持手段と、前記ロッド手段を包囲しかつこれか
   ら半径方向 外方に隔てられてその間に流通路を画成し、かつ前記弁
   座と係合自在な封止面を含み該弁座を通る可塑化材料の
   流れを阻止する弁手段とを含み、該弁手段は、前記ロッ
   ド手段に対し前記弁手段の封止面が前記弁座と封止作用
   的に係合する第１の位置と、前記弁手段封止面が前記弁
   座から隔てられてその間の流れを許容する第２の位置と
   の間で軸方向に運動自在であり、前記ロッド手段により
   支持されかつ 該ロッド手段に対する前記弁手段の軸方向前方への運動
   を制限するため前記弁座から軸方向前方に隔てられた停
   止手段を含むことを特徴とする射出成形装置。 ２、請求項１記載の射出成形装置において、前記弁手段
   の封止面が円錐台形状を呈することを特徴とする射出成
   形装置。 ３、請求項１記載の射出成形装置において、前記弁座が
   円錐台形状であることを特徴とする射出成形装置。 ４、請求項３記載の射出成形装置において、前記弁手段
   の封止面が円錐台形状であることを特徴とする射出成形
   装置。 ５、請求項１記載の射出成形装置において、前記保持手
   段がねじにより取外し自在に支持されて、該ロッド手段
   を該ねじから分離可能にしたことを特徴とする射出成形
   装置。 ６、請求項５記載の射出成形装置において、前記保持手
   段が前記ねじの前端部に螺合されることを特徴とする射
   出成形装置。 ７、請求項１記載の射出成形装置において、前記ロッド
   手段が第１の端部を有し、前記ねじの前端部が前記ロッ
   ド手段の第１の端部を回転自在に収受する内孔を有する
   ことを特徴とする射出成形装置。 ８、請求項７記載の射出成形装置において、前記ロッド
   手段が胴部を有し、前記第１の端部が前記胴部よりも大
   径であることを特徴とする射出成形装置。 ９、請求項１記載の射出成形装置において、前記弁手段
   が、前記バレルの内表面と実質的に封止する関係におい
   て係合可能な円筒状の外表面を有する環状リングである
   ことを特徴とする射出成形装置。 １０、請求項９記載の射出成形装置において、前記環状
   リングが、前記ロッド手段と実質的に同心状を呈し、か
   つ前記ロッド手段から半径方向外方に隔てられてその間
   の実質的に均一な環状流通路を画成する円筒状内表面を
   有することを特徴とする射出成形装置。 １１、請求項１記載の射出成形装置において、前記ロッ
   ド手段が前記第１の端部から軸方向に隔てられた第２の
   端部を有し、前記停止手段が前記ロッド手段の第２の端
   部に取外し自在に支持されることを特徴とする射出成形
   装置。 １２、請求項１１記載の射出成形装置において、前記停
   止手段が、実質的に円錐状先端部を画成し、かつ前記先
   端部と前記バレルとの間に 軸方向流通路を画成する複数の半径方向外方に延在する
   溝を有することを特徴とする射出成形装置。 １３、請求項１１記載の射出成形装置において、前記停
   止手段が、少なくとも１つのバレル内を横断方向に延在
   する停止面を有することを特徴とする射出成形装置。 １４、バレル内部に回転自在かつ軸方向に摺動自在に支
   持された可塑化ねじの前端部に定置するための逆流防止
   弁において、 （ａ）前記可塑化ねじの端部から外方に延在するロッド
   手段を設け、該ロッド手段は、 前記ねじの端部に摺動自在に収受されて前記ロッド手段
   と前記ねじとの間に相対的な回転を許す第１の端部を有
   し、前記ロッド手段は、該第１の端部から軸方向に隔て
   られかつ前記ねじの端部の軸方向外方に配された第２の
   端部を有し、 （ｂ）前記ねじに対し軸方向に前記ロッド手段を保持し
   、かつ該ロッド手段とねじとの間に相対的な回転運動を
   許すようにねじにより支持された保持手段を設け、該保
   持手段は前記ねじの端部の外方に面する端部を含みかつ
   弁座を画成し、 （ｃ）前記ロッド手段を包囲し、かつこれから半径方向
   外方に隔てられてその間に流通路を画成する環状弁手段
   を設け、該弁手段は、前記バレルと実質的に封止する係
   合状態にある外表面を有し、かつ前記弁座と係合可能の
   封止面を有し、該弁手段は前記保持手段に対して軸方向
   に自由に運動可能であり、 （ｄ）前記ロッド手段により支持され、かつ前記ロッド
   手段の第２の端部と隣接する停止手段を設け、該停止手
   段は、前記弁手段の 前記保持手段から離れようとする軸方向運動を制限する
   ための停止面を有することを特徴とする弁。 １５、請求項１４記載の弁において、前記停止手段が少
   なくとも１つの実質的に半径方向に延在する停止面を有
   することを特徴とする弁。