JPH034020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は多成分液状プラスチツク原料の混合ヘ
ツドに関し、各原料液を循環させておくときの混
合ヘツド内におけるシール構造の改良に関する。

＜従来の技術＞ 従来、この種の混合ヘツドとして、例えばウレ
タン反応射出成形用の第１２〜１４図に示した如
くのものがあつた（特公昭57−35101号公報等参
照）。第１２図は棒状弁体２が前死点に位置する
ときの混合ヘツド縦断面を示し、この混合ヘツド
はヘツドブロツク１の軸線方向に貫通孔３が形成
されるとともに一側ずつ貫通孔３にそれぞれ連通
してＡ液噴出孔・戻り孔４，５及びＢ液噴出孔・
戻り孔６，７が形成されている。当然Ａ液噴出孔
４とＢ液噴出孔６の軸線は一致している。上記貫
通孔３には循環用溝１０，１１を備えた棒状弁体
２が軸線方向へ移動可能に嵌挿されている。そし
て、棒状弁体２が前死点に位置するとき、図示し
ないポンプにより各原料液は各原料タンクとの間
を、原料タンク→噴出孔４→循環用溝１０→戻り
孔５→原料タンク、又は原料タンク→噴出孔６→
循環用溝１０→戻り孔７→原料タンクのように循
環している。

第１３図は棒状弁体２が後死点に位置するとき
の混合ヘツドの断面（ヘツドブロツク１のみを切
欠いた）を示し、このように棒状弁体２が後死点
に位置すると、各循環用溝１０，１１が閉じられ
て、各原料液は噴出孔４，６から高圧噴出し、棒
状弁体２の先端面直前部で衝突混合するとともに
棒状弁体２の軸方向前方へ射出される。

上記混合ヘツドにおいて、棒状弁体２の周面に
は、第１３，１４図の如く、循環用溝１０，１１
の間の位置に、棒状弁体２の全長に及ぶ軸方向の
シール縦溝８が各々３条形成されている。また、
棒状弁体２の前後端部には周方向のシール横溝９
が各々２条形成されている。そして、シール縦溝
８へＡ液、Ｂ液がまわり込んで接触混合するとウ
レタンシールが成形され、自己シール的にＡ液、
Ｂ液のそれ以上の接触が防止される。同様にシー
ル横溝９にもウレタンシールが形成されて、Ａ
液、Ｂ液の棒状弁体２の軸方向への漏れが防止さ
れることとなる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、上記混合ヘツドには以下に示す問題点
があつた。

(a) シール縦溝８、シール横溝９において、Ａ液
とＢ液を理想の混合比で反応固化させることが
できないので、ウレタンシールの物性が均一に
ならず、シール性にバラツキが生ずる。更に
は、硬質ウレタンが生成される場合には、シー
ル性を奏し得ない。また、ウレタンシールはＡ
液、Ｂ液が少しずつシール縦溝８やシール横溝
９へ流れ込んで反応固化した多層構造となるの
で、貫通孔３の内壁と摺動する際表面層（これ
がシール作用をする）が剥れやすい。つまり、
これらのウレタンシールに完全なシール性を期
待できず、いきおい棒状弁体２と貫通孔３の寸
法精度を高めて極力Ａ液、Ｂ液の漏れを少なく
することとなる。従つて、混合ヘツドの加工、
組付けがコスト高となり、また棒状弁体２や貫
通孔３の内壁の摩耗により耐久性も高いものが
望めない。

(b) Ａ液、Ｂ液が反応性の場合はよいが、未反応
性の原料液を混合する場合（例えばオイルとオ
イルの添加剤）には、上記シール縦溝８やシー
ル横溝９は自己シール作用を奏し得ない。

上記(a)、(b)の問題点は、特に棒状弁体の周方向
において防止する必要がある。理由は、他の原料
液が循環用溝まで回り込むと、原料液の循環流路
において“つまり”の発生する虞れがあるからで
ある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、 ヘツド本体には、貫通孔が設けられるととも
に、該貫通孔の側壁に互いに周方向位置をずらし
て開口する異なる原料液の噴出口が複数具備さ
れ、前記貫通孔へ棒状弁体が往復運動可能に嵌挿
されて、前記棒状弁体が前死点に位置するとき、
前記各原料液は各原料タンクとの間に循環され、
前記棒状弁体が後死点に位置するとき、前記各原
料液は衝突混合されて前記棒状弁体の前方軸線方
向へ射出される構成の混合ヘツドにおいて、 前記棒状弁体は、軸線方向位置に前記貫通孔の
側壁と摺動する第１シール部および第２シール部
を有し、該第１シール部、第２シール部は当該棒
状弁体が前死点に位置するとき軸線方向において
前記各噴出口の両側に位置し、 前記棒状弁体の外周面における周方向位置であ
つて、周方向において互いに隣り合う前記各噴出
口の中間位置に摺接する、前記第１シール部から
前記第２シール部に至る軸線方向に沿つたシール
部材が埋設され、且つ／又は、前記貫通孔の内壁
における周方向位置であつて、周方向において互
いに隣り合う噴出口の中間位置に、前記棒状弁体
が前死点に位置するとき、前記第１シール部と当
接する軸方向位置から前記第２シール部と当接す
る軸方向位置に至る軸方向に沿つたシール部材が
埋設されていることを特徴とする 混合ヘツドである。

＜実施例＞ 以下、ウレタンの反応射出成形用混合ヘツドを
例に採り、本発明を詳細に説明する。

第１図は本実施例の混合ヘツド２１の半断面図
を、第２図はＡ液（ポリイソシアネート成分）と
Ｂ液（ポリオール成分）の循環流路を示す概略斜
視図である。

実施例の混合ヘツド２１のヘツド本体２３に
は、金型のスプルー延長線上に位置する貫通孔２
５が穿設され、この貫通孔２５へ棒状弁体５１
（第５図参照）が軸方向へ摺動可能に嵌挿されて
いる。そして、第２図に示した如く、ヘツド本体
２３の一方の側面に形成されたＡ液の液入口２７
から貫通孔２５の上側に、Ａ液の循環流路２９が
形成されている。同様にヘツド本体２３の他方の
側面に形成されたＢ液の液入口３１から貫通孔２
５の下側に、Ｂ液の循環流路３３が形成されてい
る。各循環流路２９，３３は、ヘツド本体２３の
前面円筒部２４において貫通孔２５に向けた噴出
口２８，３２を有する。勿論、これら噴出口２
８，３２の軸線は一致する。そして、各循環流路
２９，３３は、例えばヘツド本体２３の後部分で
同一平面上を上方へ立ち上り、プランジヤー嵌挿
孔３５で一旦分断された後、Ａ液、Ｂ液の液出口
３７，３９に達する。

プランジヤー嵌挿孔３５には、第３図の如く、
切換えプランジヤー４１がプランジヤー嵌挿孔３
５の軸方向へ移動可能に嵌挿されている。この切
換えプランジヤー４１の制御は、棒状弁体５１と
同一の油圧系で行い、両者の移動を同期させるこ
とが望ましい。切換えプランジヤー４１はプラン
ジヤー嵌挿孔３５と同径の大径部４３，４４と小
径部４５，４６を各循環流路２９，３３に対応し
て具備している。この小径部４５，４６は、第３
図の如く、循環流路２９，３３のプランジヤー嵌
挿孔３５によつて分断された切口３０，３４へ同
時に対向し、Ａ液、Ｂ液を第３図で下から上へ同
時に流通させる。尚、第４図は第３図の−矢
視線に示す部分断面図であり、このように小径部
４５が切口３０に対向するとき、小径部４５とプ
ランジヤー嵌挿孔３５の周壁の間にできる環状間
隙４７をＡ液は流通することとなる。同じくＢ液
は環状間隙４８を流通することとなる。一方、切
換えプランジヤー４１が第３図において左側へ移
動すると、大径部４３，４４が循環流路２９，３
３の各切口３０，３４へ同時に対向し、環状間隙
４７，４８が同時に閉塞される。従つて、一本の
切換えプランジヤー４１を往復動させることによ
り、Ａ液、Ｂ液の循環流路２９，３３は同時に開
放及び遮蔽がなされることとなる。

次に、ヘツド本体２３の貫通孔２５へ嵌挿され
る棒状弁体５１について説明する。

第５図は棒状弁体５１の側面を示し、実施例の
棒状弁体５１はロツド部５３、第１シール部５
５、遮蔽弁部５７、第２シール部５９及び絞り弁
６５からなり、後端部には作動装置７５のピスト
ン７７に取付けられるフランジ部６２が配設され
ている（第１図参照）。ロツド部５３の中腹には
長円形のキー溝５４が穿設されている。また、第
１シール部５５、第２シール部５９には各々周方
向にシール溝５６，５８が形成されており、この
溝５６，５８へＡ液、Ｂ液が流れ込むと反応して
ウレタンシールを形成し、自己シール作用を奏す
る。勿論各シール溝５６，５８へシールリングを
装着してもよい。

第２シール部５９から遮蔽弁部５７及び第１シ
ール部５５にかけて形成されている横長部分はシ
ール部材６１の周面を示す。該シール部材６１は
上辺を円弧とした断面略台形のフツ素樹脂製の板
状部材であり、第６図（第５図における−矢
視線断面図）に示した如く、棒状弁体５１の両側
部分に形成された２条のアリ溝６３に埋植されて
いる。このシール部材６１は遮蔽弁部５７が噴出
口２８，３２を遮蔽するとき（第１図の状態）、
その外周面を貫通孔２５の周壁へ密着させて、Ａ
液、Ｂ液が遮蔽弁部５７の周方向へ漏れないよう
にしている。

棒状弁体５１の先端に形成される絞り弁部６５
は、第７図の如く断面弓状の突出片６７，６９を
上下に形成したものであり、棒状弁体５１を構成
する他の部分とは別体に形成し、ねじ止め等で周
方向に回動可能に固定される。

棒状弁体５１が前死点にある第１図の状態か
ら、作動装置７５のピストン７７を図で左へ移動
させ、棒状弁体５１を後死点へ位置させると（第
８図参照）、ヘツド本体２３から外部へ突出して
いた絞り弁部６５は、Ａ液、Ｂ液の各循環流路２
９，３３の噴出口２８，３２に対向する。このと
き、第９図（第８図の−矢視線断面を示す）
の如く、上側の突出片６７は噴出口２８を所定量
遮蔽し、同様に下側の突出片６９は噴出口３２を
所定量遮蔽する。そして、第９図において絞り弁
部６５を左右に回動させると、噴出口２８，３２
の開口量は無段階的に調節でき、且つ突出片６
７，６９が対象的に形成されているのならば、各
噴出口２８，３２の開口量の増減量は比例して行
なわれる。

尚、第１０図は棒状弁体５１が前死点にあると
きの第９図と同じ部分の断面図を示す（第１図に
おける−矢視線断面図）。各循環流路２９，
３０の開口部２８，３２は遮蔽弁部５７により完
全に遮蔽されている。

次に、本混合ヘツド２１の作用を説明する。

まず第１図の如く棒状弁体５１を前死点に位置
させ、かつ、第３図の如く切換えプランジヤー４
１の各小径部４５，４６を循環径路２９，３０の
各切口３０，３４に対向させる。そしてＡ液、Ｂ
液をそれぞれポンプ（図示せず）を稼動させて各
原料タンク（図示せず）との間を、液入口２７→
循環流路２９→環状間隙４７→液出口３７又は液
入口３１→循環流路３３→環状間隙４８→液出口
３９を経て所定時間循環させる。

次に、第８図の如く棒状弁体５１を後死点に位
置させ、かつ、第３図の切換えプランジヤー４１
を左へ移動させて大径部４３，４４を切口３０，
３４に対向させて各循環流路２９，３３を同時に
遮蔽する。そして前記にて高圧に加圧されたＡ
液、Ｂ液は、第９図の如く各噴出口２８，３２か
ら高圧噴出して絞り弁部６５の内で衝突混合し、
棒状弁体５１の軸方向前方へ射出されることとな
る。

その後、再び棒状弁体５１を前死点（第１図の
状態）に位置させると、絞り弁部６５はヘツド本
体２３の前面円筒部４１から突出した状態となる
ので、必要に応じ洗浄を行うことが可能となる。

尚、上記混合ヘツド２１において、各原料液の
噴出口を貫通孔２５のもつと深い位置に形成して
もよく、そのときには、棒状弁体５１も対応して
短くなり、前死点にあるときでも絞り弁部６５は
ヘツド本体２３から突出しなくなる。

また、３種以上の原料液を混合する場合には、
原料液の数に応じた液入口、循環流路、噴出口及
び液出口を形成する。このとき、各噴出口は軸心
が貫通孔２５の略中心で交差するように設計さ
れ、各循環流路を直線的に貫通するようにシリン
ダ嵌挿孔が形成される。そして、棒状弁体の遮蔽
弁部周面には、各噴出口を分割するように軸方向
のシール部材が埋植される。

以上説明してきた混合ヘツド２１において、本
実施例の特徴とするところは、棒状弁体２の遮蔽
弁部５７へ周面に各噴出口２８，３２の中間位置
に軸方向へ２条のフツ素樹脂製のシール部材６１
が埋設され、該シール部材６１と貫通孔２５の内
壁との密着により積極的にＡ液、Ｂ液の漏れを防
止することにある。

上記において、シール部材６１を遮蔽弁部５７
に対応する貫通孔３の内壁側へ同様に埋設しても
よい。更には、遮蔽弁部５７及び貫通孔の内壁へ
各々埋設してもよく、勿論、各噴出口２８，３２
が隔離するようにされれば、シール部材６１の埋
設条数は特に限定されない。板状部材であるシー
ル部材６１が埋め込まれる溝も、上記アリ溝６３
に限定されないが、シール部材６１が剥れないよ
うに、半径方向にアンダーカツトとすることが望
ましい。

そしてまた、上記において、シール部材６１の
材料もフツ素樹脂に限定されず、貫通孔２５の内
壁又は棒状弁体２５よりも軟質であればよく、ポ
リアセタール等の他の合成樹脂、軟質の金属及び
セラミツクス等を例示できる。そして、貫通孔の
内壁又は棒状弁体との摺動により摩耗したら交換
するものとする。

尚、当然であるが、従来例の棒状弁体において
各シール溝８へ、同一断面形状を有するシール部
材６１を埋め込んでもよい（第１１図（第１４図
と同一断面を示す）参照）。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明の混合ヘツドは、
棒状弁体は、軸線方向位置に貫通孔の側壁と摺接
する第１シール部および第２シール部を有し、第
１シール部、第２シール部は棒状弁体が前死点に
位置するとき軸線方向において各噴出口の両側に
位置し、棒状弁体の外周面における周方向位置で
あつて、周方向において互いに隣り合う各噴出口
の中間位置に摺接する。第１シール部から第２シ
ール部に至る軸線方向に沿つたシール部材が埋設
され、且つ／又は、貫通孔の内壁における周方向
位置であつて、周方向において互いに隣り合う噴
出口の中間位置に、棒状弁体が前死点に位置する
とき、第１シール部と当接する軸方向位置から第
２シール部と当接する軸方向位置に至る軸方向に
沿つたシール部材が埋設されていることを特徴と
する混合ヘツドであるため、各原料液の棒状弁体
に対する周方向の漏れが完全にシールされること
となる。勿論、各原料液が未反応性の場合におい
ても何ら不具合は発生しない。従つて、混合ヘツ
ドにおける棒状弁体及び貫通孔の寸法精度がそれ
程高くなくても、“つまり”はほとんど発生しな
くなつてメインテナンスに手間がかからなくなる
とともに、混合ヘツドの加工、組付けコストを低
減可能となる。更に、シール部材は取換えること
ができるので、多少棒状弁体や貫通孔の内壁が摩
耗しても完全なシール性を維持可能となり、混合
ヘツドの耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

図は混合ヘツドの構成を示し、第１図は本発明
の第１実施例の混合ヘツドにおいて棒状弁体５１
が前死点にある状態を示す半断面図、第２図はＡ
液とＢ液の循環流路を示す概略斜視図、第３図は
切換えプランジヤー４１を示す第１図における
−矢視線断面図、第４図は環状間隙４７を示す
第３図における−矢視線断面図、第５図は棒
状弁体５１の側面図、第６図は第５図における
−矢視線断面図、第７図は絞り壁部６５を示す
斜視図、第８図は棒状弁体５１が後死点にある状
態を示す混合ヘツド２１の半断面図、第９図は噴
出口７１，７３を示す第８図における−矢視
線断面図、第１０図は第１図における−矢視
線断面図、第１１図は、従来例の混合ヘツドの棒
状弁体２のシール縦溝８へシール部材６１を埋植
した状態を示した断面図であり、第１２図は従来
例の混合ヘツドの断面図、第１３図は同じく棒状
弁体２の周面に形成されたシール縦溝８及びシー
ル横溝９を示す断面図、第１４図は第１２図にお
ける−矢視線断面図である。 ２１……混合ヘツド、２３……ヘツド本体、２
５……貫通孔、２８……噴出口、３２……噴出
口、５１……棒状弁体、５５……第１シール部、
５９……第２シール部、６１……シール部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘツド本体には、貫通孔が形成されるととも
   に、該貫通孔の側壁に互いに周方向位置をずらし
   て開口する異なる原料液の噴出口が複数具備さ
   れ、前記貫通孔へ棒状弁体が往復運動可能に嵌挿
   されて、前記棒状弁体が前死点に位置するとき、
   前記各原料液は各原料タンクとの間に循環され、
   前記棒状弁体が後死点に位置するとき、前記各原
   料液は衝突混合されて前記棒状弁体の前方軸線方
   向へ射出される構成の混合ヘツドにおいて、 前記棒状弁体は、軸線方向位置に前記貫通孔の
   側壁と摺接する第１シール部および第２シール部
   を有し、該第１シール部、第２シール部は当該棒
   状弁体が前死点に位置するとき軸線方向において
   前記各噴出口の両側に位置し、 前記棒状弁体の外周面における周方向位置であ
   つて、周方向において互いに隣り合う前記各噴出
   口の中間位置に摺接する、前記第１シール部から
   前記第２シール部に至る軸線方向に沿つたシール
   部材が埋設され、且つ／又は、前記貫通孔の内壁
   における周方向位置であつて、周方向において互
   いに隣り合う噴出口の中間位置に、前記棒状弁体
   が前死点に位置するとき、前記第１シール部と当
   接する軸方向位置から前記第２シール部と当接す
   る軸方向位置に至る軸方向に沿つたシール部材が
   埋設されていることを特徴とする混合ヘツド。