JPH04505433A - ノズル閉鎖弁 - 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】 ノズル閉鎖弁 技術分野 本発明は、射出成型機の射出装置に使用するに適したノズル閉鎖弁に関する。

詳細には本発明は円筒形の本体部分と該本体部分に滑動可能に担持されて弁の入 口と出口との間の選択的連通を与えるスリーブとを含む確動作用（ｐｏｓｉｔｉ ｖｅａｃｔｉｏｎ）のノズル閉鎖弁に関する。

従来技術 ノズル閉鎖弁は射出成型機の塑性化バレルの前方端すなわち排出端に設けられ、 バレルからのプラスティック材料の流れを制御する。弁は塑性化バレルからのプ ラスティック材料の流れを型空所を充填するに必要なだけの予め定めた量が塑性 化スクリュウの前方に蓄積されるまでは遮断している。予め定めた量が塑性化ス クリュウの前方に蓄積されると閉鎖弁は開いて塑性化スクリュウすなわちラムが バレル内を閉鎖弁の主宰に軸方向に運動してプラスティック材料を弁を通って型 空所内に充填する。型はバレルの排出端の出口ノズルに隣接して配置される。

各種の閉鎖弁が使用されている。米国特許第３５００５０１号明細書には流路に 対して横方向に運動可能なスプール形式の空気圧作動閉鎖弁を開示しており、ス プールには横方向貫通孔があって流路と選択的に整合し、その相対的位置によっ て流路を通る流れを許容しまたは遮断する。

米国特許第３４３１６００号明細書にはノズル形式の遮断弁が開示され、直径的 貫通孔を有する回転可能の球素子を含む。直径的貫通孔は流路に相対的に整合お よび非整合位置を選択的にとるようになされており、球素子を水平軸線の回りに 回転せしめる作動シリンダが設けられる。

米国特許第３８０９５１９号明細書にはノズル形式の閉鎖弁が開示され、１対の 入口が単一の出口に選択的に連結せしめられる。１対の横方向に延長して互いに 対して傾斜する貫通孔を有する円筒形本体が設けられる。それぞれの貫通孔は一 方または他方の入口に整合して該入口と弁の出口との間に連通を与える。

従来のノズル形式の閉鎖弁は通常は滴定に機能するが、塑性化バレルからの流れ を確動的に遮断しない。従つて本発明の目的はプラスティック材料の流れを確動 的に遮断する改良されたノズル閉鎖弁を得るにある。さらに、本発明の目的は構 造が簡単で、運動部品が少なく、制御容易なノズル閉鎖弁を得るにある。

発明の概要 本発明の一態様によれば、射出成型機の射出系に設けられるノズル閉鎖弁が与え られる。弁は外側表面と長手方向軸線とを有する内側本体部材を含む。該本体部 材は長手方向軸線に沿って間隔をおかれた１対の端部を含み、一方の端部に入口 開口が、他方端部に出口開口が設けられる。１対の通路が各端部の入口および出 口開口から内方に延長しており、各通路は内側本体の両端部間の中間位置の該本 体の外面のそれぞれの開口まで延びている。両開口は互いに間隔をおかれており 、本体部材内に入口開口から出口開口への連続的な流路はない。

内側本体部材を囲んで外側部材が設けられ、その内方表面上に内側本体部材の外 方表面が滑動可能に位置し外側部材と内側本体部材との相対的滑動運動を可能と する。外側部材には内側本体部材の外方表面の１対の間隔をおかれた開口間の連 通を与えるに十分な少くとも１つの連通路が設けられている。

本体部材と外側部材との一方に作動装置が担持されて両部材間に選択的に相対的 運動を与え、第１の位置において外側部材の連通路は内側部材の外面の１対の開 口間に連通を与え本体部材の入口および出口間の流れを可能とし、第２の位置に おいて外側部材の連通路は内側部材の外面の１対の開口間の連通を防止する位置 にあって本体部材の入口および出口間の流れを遮断する。

本発明の上述およびその他の目的および効果は以下の説明により明確となされる 。

図面の簡単な説明 図１は射出成吻機の射出装置の一部の部分断面側面図で、本発明の実施例による 閉鎖弁を通ってプラスティック材料が成形型内に射出される状態を示す図。

図２は本発明によるノズル閉鎖弁の側面図。

図３は図２の矢印Ａ方向に見た端面図。

図４は本発明のノズル閉鎖弁の一部を形成する内側本体の側面図。

図５は図４の内側本体の頂面図。

図６はノズル閉鎖弁の一部を形成する外側スリーブ部材の長手方向断面図。

図７は図６の外側スリーブ部材の端面図。

図８は本発明のノズル閉鎖弁の別の実施例の概略側面断面図。

望ましい実施例の説明 図１に往復運動スクリュウ型射出成型機１０の塑性化および射出部が示される。

機械ｌＯは管状のバレル１２を含み、その内部に塑性化スクリュウ１４が回転可 能、軸方向に滑動可能に収容される。バレル１２は材料入口１６を含み、上方に 延長する円錐形のホッパ１８が塑性化される重合性材料の粒子を受入れる。され に、バレル１２には出口２０と、閉鎖弁２１と、出口ノズル２２とが設けられ、 ノズル２２は通路２４を有し、通路２４は１対の共働する型半部２８．３２によ って限定される型の一方の半部２８に設けられた湯口２６に連通ずる。両型半部 は湯口２６に連通する型空所３０を限定している。

バレル１２には複数の軸方向に間隔をおかれ円周方向に配置されたバンドヒータ ３４が設けられてバレルを加熱し、重合性材料を軟化し型空所３０内に射出する ために溶融せしめるスクリュウの機械的作用を補助する。外部的熱源として電気 抵抗バンドヒータが示されるが、所望により他の形式の熱源を使用することも当 業者には容易である。

塑性化スクリュウ１４は、はぼ円筒形または円錐形本体３５を含み、その外周に １つ以上の螺旋形羽根３６が設けられる。スクリュウ１４は重合性材料の粒子を バレル入口１６からバレル出口２０に搬送する。搬送時に該粒子は塑性化スクリ ュウ１４が粒子に作用する機械的作用の結果として発生する熱とバンドヒータ３ ４によって与えられる外部的熱とによりて軟化する。

スクリュウ１４は歯車列４０．４２を介する適宜のモータ３８などによって回転 せしめられ、塑性化された材料がバレル出口２０に向ってスクリュウの前方部分 に搬送されると、軟化した材料は閉鎖弁２１が閉鎖しているのでバレル１２の前 方端の集積容積部４４に集積せしめられる。集積された材料の量が増加するに伴 って該スクリュウ１４は図１において左方に徐々に押されノズル２２から離れる 。スクリュウ１４の後方端４６にピストン４８があってシリンダ５０内に滑動可 能に収容される。ピストン４８の後面に導管５１を介して流体圧力が維持され、 集積される材料に背圧を維持する。

軟化した塑性化材料はスクリュウの羽根の間を通りスクリュウの前方端の逆流防 止弁５４を通りバレル１２の前方端の集積容積部４４に入る。通常ショッｈ（ｓ ｈｏｔ）と名付けられる所望の量の材料がスクリュウの前方に集積されると、ス クリュウの回転は停止する。高圧の流体が導管５１を通ってシリンダ５０内に入 りピストン４８の後面に作用する。ノズル閉鎖弁２１が開きスクリュウ１４の図 １において右方への運動を可能とし、プラスティック材料のショットがバレルの 出口２０、閉鎖弁２１、ノズル２２、湯口２６を通って型空所３０に入る。型内 で材料が充分に冷却するまで圧力は維持され型製品が固化状態で得られるように する。その後ノズル閉鎖弁２１が閉じてスクリュウは再び回転して次のショット を集積する。サイクルは繰り返されて型製品がつぎつぎに生産される。

図２ないし図６に本発明によるノズル閉鎖弁２１の詳細を示す。弁２１は内側円 筒形本体５２を含み、本体５２は入口端５６に入口開口５４を、出口端６０に出 口開口５８を有する。両端部５６．６０間は実質的に円筒形の中央本体６２をな し、４つの傾斜した円形通路６４．６６．６８．７０が内側円筒形本体５２の中 心軸線から延長してそれぞれ中央本体６２の外周の間隔をおかれた楕円形の開ロ ア２．７４．７６．７８まで延びている。傾斜通路の一方の対６４．６６は内側 円筒形本体５２の内部で実質的に長手方向軸線の位置で終っており交っており、 入口通路８０を介して弁入口開口５４と連通する。同様に、傾斜通路の他方の対 ６８．７０は内側円筒形本体５２の長手方向軸線の位置で終っており交っており 、出口通路８２を介して弁出口開口５８と連通している。すなわち、内側円筒形 本体５２の入口開口５４と出口開口５８とは直接には連通されておらず、内側円 筒形本体５２を経由する連続的な流路は弁２１の入口開口５４と出口開口５８と の間に形成されていない。

内側円筒形本体５２を囲んで管状の外側スリーブ８４が中央本体部分６２に滑動 可能に担持される。外側スリーブ８４は凹所または凹入部８６．８８の形式の１ 対の直径的に対向して該スリーブの内面９０から半径方向に外方に延長する連通 路を含む。凹入部８６．８８は細長い形状をなして外側スリーブ８４の軸線に対 してほぼ軸方向に延長している。凹入部８６．８８の軸方向長さは中央本体部分 ６２の周縁の間隔をおかれ隣接する２つの開ロア２．７８および７４．７６間の 連通を、それぞれの凹入部がそれぞれ１対の間隔をおかれた開口上に位置すると きに、可能とするようになされ、この場合にそれぞれの傾斜通路が連通する。

また、例えば外側スリーブ８４の内側本体５２に相対的な回転などによって凹入 部が中央本体部分６２から円層方向に移動すると、中央本体部分６２の周縁のそ れぞれの開口は直接に連通しなくなり、その間の、従って弁２１を通る流体の流 れは遮断される。

図２および図３に示すように、内側円筒形本体５２の入口端５６には内側ねじ９ ２が設けられており、バレル１２の出口の内面の対応する内側ねじ（図示しない ）と係合して弁２１をバレル１２に固定するに適している。同様に、弁２１の出 口端６０には内側ねじ９４が設けられてノズルチップ２２（図１）の図示しない 外側ねじと係合する。外側スリーブ８４が内側円筒形本体５２に担持され、その 軸方向長さは中央本体部分６２よりも長く、外側スリーブ８４が内側円筒形本体 ５２に設けられた１対の軸方向に間隔をおかれた封止リング溝９６．９８のそれ ぞれを超えて延長する。封止リング溝９６．９８は例えばＯリングなどの図示し ない適宜の封止リングを収容する。外側スリーブの両端の軸方向の外方にそれぞ れシリンダ取付はブラケット１００．１０２が内側円筒形本体５２の外面に担持 されて設けられ、各ブラケットは内側円筒形本体５２にロールピン１０４によっ てピン止めされている。すなわち、シリンダ取付はブラケット１００．１０２は 内側円筒形本体５２に非回転的に担持されている。

各シリンダ取付はブラケット１００．１０２には弁２１の長手方向軸線から半径 方向外方に位置するボス１０６．１０８が設けられ、ボスはそれぞれ有底孔１１ ０．１１２を有している。有底孔１１０．１１２は流体圧シリンダ１１８に担持 されて該シリンダを取付はブラケット１００．１０２間にピボット的に支持する ように同軸に配置されたピボットピン１１４．１１６に対面し収容する。流体圧 シリンダ１１８はそれから外方に延長するロッド部材１２０を含み、部材１２０ は軸方向に延長するピン１２２に連結され、その両端はスリーブ腕１２４．１２ ６に連結され、腕は弁２１に対して実質的に半径方向に延長して外側スリーブ８ ４にキャップねじによって連結され、キャップねじは外側スリーブ８４の両端に 設けられた半径方向溝孔１３２．１３４に隣接して軸方向に延長する孔１２８． １３０にそれぞれねじ係合する。

内側円筒形本体５２の構造が図４、図５に、外側スリーブ部材８４の構造が図６ および図７に示される。図６、図７において外側スリーブ部材８４の内面９０に は軸方向に延長する凹所８６．８８が直径方向に対向して設けられる。各凹所は ほぼＵ字形の断面を有し、内方に傾斜した端壁が内面９０に滑らかに移行し、中 央本体部分６２の外周縁の隣接して間隔をおかれた開口間のプラスティック材料 の流れを容易とする。図２には凹所８６．８８のそれぞれの周縁開口に相対的な 方向が明示され、凹所が周縁開口間の連通を可能とし、弁を通る直接的の流れを 与えることが判る。

作動時にプラスティック材料が塑性化されてバレル１２の前方端に集積されると きに弁２１は閉じており、所望の型製品を得るために型空所３０を実質的に充填 するに充分な量のプラスティック材料がスクリュウ１４の前方に集積されること を可能とする。必要量の材料が集積されると塑性化スクリュウ１４の回転は停止 し、高圧流体が導管５２を通ってピストン４８の頭部側に導入されスクリュウ１ ４はノズルチップ２２に向って運動し、プラスティック材料は型空所３０内に強 制的に流れる。実質的に同時に弁２１が開くが、このため高圧空気を空気圧シリ ンダ１１８の頭部端に導入しピストンロッド１２０をシリンダ１１８から外方・ に運動せしめピン１２２とスリーブ腕１２４．１２６を図３において反時計方向 に充分な距離だけ運動せしめて、外側スリーブ８４の凹所が内側本体部材５２の 傾斜した通路７２．７８および７４．７６のそれぞれと整合しそれぞれの間隔を おかれた開口間の連通を与えるようにすることによって行われ、蓄積されたプラ スティック材料は閉鎖弁２１、ノズルチップ２２を通って型空所３０内に入る。

プラスティック材料の射出が完了すると高圧空気が空気圧シリンダ１１８のロッ ド端に導入され、ピストンロッド１２０はシリンダ１１８内に後退し、ピン１２ ２、スリーブ腕１２４．１２６および外側スリーブ８４は図３において時計方向 に運動し、実質的に図３に示す位置をとる。この位置で外側スリーブ８４のそれ ぞれの凹所は内側本体部材５２の周縁開口と整合する位置から移動して、弁２１ を通る流れを遮断する。その後に塑性化作業が再開され、スクリュウ１４の前方 にプラスティック材料が集積され、充分な材料が集積され第１回の射出作業によ る製品が型から除去された後に、第２回の射出作業が行われる。

外側スリーブ８４を内側円筒形本体５２に相対的に回転して傾斜通路を選択的に 互いに連通せしめ遮断すること以外に、外側スリーブ８４を軸方向に内側円筒形 本体に対して運動可能としてもよい。この実施例を図８に示すが、内側本体５２ ａと外側スリーブ８４ａとは図２および図３に示すものと実質的に同等な構造で ある。図２および図３に示す半径方向に作用する空気圧シリンダの代りに、この 実施例のスリーブ８４ａの直線運動は１対の長手方向に配置されたシリンダ１３ ３．１３５によって行われ、シリンダは弁２１ａの軸線に相対的に互いに直径的 に対向して配置される。各シリンダ１３３．１３５はそれぞれピストンロッド１ ３６．１３８を含み、これらが外側スリーブ８４ａの一端に固定されたブツシャ 板１４２に連結されている。外側スリーブ８４ａの端部と弁２１ａの入口および 出口端との間には充分な軸方向間隔が設けられて、外側スリーブ８４ａの内側円 筒形本体５２ａに相対的な直線的滑動運動を可能とする。従って、図８に示す位 置において外側スリーブ８４ａの凹所８５ａ、８８ａは中央本体部分６２ａの周 縁開口に相対的に、間隔をおかれた開口間の直接連通を与える位置として示され る。外側スリーブ８４ａの横方向移動は図８の左方でも右方でも凹所を軸方向に 、充分な距離だけ移動せしめ、一方の傾斜通路のみと連通ずるようになされ、そ の結果、弁２１ａを通る流れは遮断される。スリーブ８４ａを図８に示す位Ｉに 戻すことによって、流れは再開される。

発明の効果 本発明によるノズル閉鎖弁は構造が簡単で、迅速な作動が可能であり、強制的な 流れと遮断特性とを有する。本発明は特にプラスティックの射出成型機に使用す るに適しており、高温で溶融したプラスティック材料の塑性化部分から型への流 れを制御し、流体の漏れの生起する箇所を減少するように改良された構造を有す る。

本発明の特定な実施例を図示し説明したが、当業者には本発明の精神内において 各種の変形および変更が可能である。請求の範囲の記載はこれらの変更および変 形を包含することを企図している。

ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、７ 要　約　書 射出成型機（１０）の射出装置に使用されるノズル閉鎖弁（２１）である。弁（ ２１）は軸方向に間隔をおかれた入口通路（５４）と出口通路（５８）とを有す る円筒形の内側本体部材（５２）を含む。傾斜通路（６４，６６，６８，７０） が入口通路（５４）と出口通路（５８）とから内側本体部材（５２）の外面のま で延長して内側本体部材（５２）の周縁の間隔をおかれた開口（７２，７４，７ ６，７８）まで延びている。管状の外側部材（８４）が内面に少くとも１つの凹 所（８６，８８）を有して設けられ、凹所（８６，８８）の長さは該凹所（８６ ）がそれぞれの開口（７２，７８）を覆う関係に位置したときに該内側本体部材 （５２）の１対の間隔をおかれた周縁開口（７２，７８）間に連通を与えるに充 分となされる。管状の外側部材（８４）の内側本体部材（５２）に相対的な回転 または移動によって凹所（８６）がそれぞれの周縁開口（７２，７８）と整合し な（なり、弁（２１）を通る流れが遮断される。管状の外側部材（８４）の移動 は内側本体部材（５２）に担持された空気圧シリンダ（１１８）により達成され る。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．射出成型機（１０）の塑性化バレル（１２）の射出出口（２０）を選択的に 開閉するノズル閉鎖弁（２１）にして、長手方向軸線と該長手方同軸線に沿って 互いに間隔をおかれて入口開口（５４）を有する第１の端部（５６）と出口開口 （５８）を有する第２の端部（６０）とを有する内側本体部材（５２）を含み、 該内側本体部材はさらに入口開口（５４）と流体連通する第１の開口（７２、７ ４）と出口開口（５８）と流体連通する第２の開口（７６、７８）とを有する外 側表面を有し、該閉鎖弁（２１）はさらに内側本体部材（５２）を囲んで内側本 体部材の外側表面上に滑動可能に位置する内側表面（９０）を有する外側部材（ ８４）を含み、該外側部材（８４）は内側本体部材（５２）の第１の開口（７２ 、７４）と第２の開口（７６、７８）との間に流体連通を外側部材（８４）が内 側本体部材（５２）に相対的に予め定めた位置にあることに応答して与える連通 手段（８６、８８）を有する閉鎖弁（２１）にして、内側本体部材（５２）に相 対的に固定位置にある第１の部分（１１８）と第１の部分（１１８）に相対的に 運動可能で外側部材（８４）に作動的に連結されて外側部材（８４）を第１の位 置と第２の位置との間に移動可能とするように第１の部分（１１８）に相対的に 運動可能の第２の部分（１２０）とを有する作動手段（１１８、１２０）が設け られ、第１の位置において内側本体部材（５２）の入口開口（５４）と出口開口 （５８）との間に連通が与えられ、第２の位置において入口開口（５４）と出口 開口（５８）との間の連通が遮断されることを特徴とするノズル閉鎖弁。 ２．請求項１に記載のノズル閉鎖弁にして、該外側部材（８４）が内側本体部材 （５２）に相対的に該内側本体部材の長手方向軸線に平行な方向に直線的に軸方 向に滑動可能であることを特徴とするノズル閉鎖弁。 ３．請求項１に記載のノズル閉鎖弁にして、該内側本体部材（５２）と外側部材 （８４）との間に、第１の開口（７２、７４）と第２の開口（７６、７８）との 軸方向外方に封止手段（９６、９８）が配置されて、内側本体部材と外側部材と の間の漏れを防止することを特徴とするノズル閉鎖弁。 ４．請求項３に記載のノズル閉鎖弁にして、作動手段（１１８、１２０）の第１ の部分（１１８）が内側本体部材（５２）によって担持されていることを特徴と するノズル閉鎖弁。 ５．請求項４に記載のノズル閉鎖弁にして、作動手段（１１８、１２０）の第１ の部分（１１８）が圧力流体作動シリンダ（１１８）であって、該シリンダ（１ １８）から延長して外側部材（８４）に連結される可動ロッド（１２０）を有し 、可動ロッド（１２０）は弁（２１）を通る流体媒体の流れを選択的に許容し防 止するため内側本体部材（５２）に相対的に外側部材（８４）を選択的に運動せ しめるように作動可能であることを特徴とするノズル閉鎖弁。 ６．請求項５に記載のノズル閉鎖弁（２１）にして、外側部材（８４）の連通手 段（８６、８８）が細長くて内側本体部材（５２）の長手方向軸線に実質的に平 行な長手方向軸線を有すことを特徴とするノズル閉鎖弁。 ７．請求項１に記載のノズル閉鎖弁にして、該外側部材（８４）が内側本体部材 （５２）に相対的に回転可能であり、作動手段（１１８、１２０）が内側本体部 材に担持されていることを特徴とするノズル閉鎖弁。 ８．請求項７に記載のノズル閉鎖弁にして、作動手段（１１８、１２０）が空気 圧アクチュエータであって、外側部材（８４）に連結されて該外側部材を内側本 体部材（５２）に相対的に選択的に運動せしめるように作動可能の可動ロッド（ １２０）を有することを特徴とするノズル閉鎖弁。 ９．請求項５に記載のノズル閉鎖弁にして、シリンダ（１１８）が内側本体部材 （５２）にピボット的に支持されて該内側本体部材の長手方向軸線に実質的に平 行な軸線の回りにピボット運動することを特徴とするノズル閉鎖弁。 １０．請求項９に記載のノズル閉鎖弁にして、該外側部材（８４）が内側本体部 材の長手方向軸線に相対的に実質的に半径方向外方に延長する少くとも１つのレ バー腕手段（１２４、１２６）を含み、可動ロッド（１２０）が内側本体部材（ ５２）に相対的な外側部材（８４）の位置を移動せしめるためにレバー腕手段（ １２４、１２６）に連結されていることを特徴とするノズル閉鎖弁。 １１．請求項１０に記載のノズル閉鎖弁（２１）にして、外側部材（８４）が２ つの半径方向外方に延長するレバー腕（１２４、１２６）と、２つのレバー腕間 に延長して内側本体部材の長手方向軸線から半径方向に外方に間隔をおかれたレ バー腕連結手段（１２２）とを含み、可動ロッド（１２０）がレバー腕連結手段 （１２２）に相対的に横方向に延長してレバー腕連結手段（１２２）にピボット 的に連結されて内側本体部材（５２）に相対的に外側部材（８４）を回転せしめ ることを特徴とするノズル閉鎖弁。 １２．請求項５に記載のノズル閉鎖弁にして、外側部材（８４）がプッシャ板手 段（１４２）を含み、可動ロッド（１３６、１３８）が内側本体部材（５２）の 長手方向軸線に実質的に平行に方向づけされ、プッシャ板手段（１４２）に連結 されて内側本体部材（５２）に相対的に軸方向に外側部材（８４）を移動せしめ ることを特徴とするノズル閉鎖弁。 １３．請求項１２に記載のノズル閉鎖弁（２１）にして、作動手段が少くとも２ つのシリンダ（１３３、１３５）を含み、該シリンダは内側本体部材（５２）の 長手方向軸線に実質的に平行に直径方向に対向して配置され、外側部材（８４） を内側本体部材（５２）に相対的に移動せしめることを特徴とするノズル閉鎖弁 。