(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルホルダーの先端に取り付けられたノズルヘッドの内部空間に、断面円形部分のヘッド部分と該ヘッド部分全周から連続して形成されている括れ部と軸部と矢羽状突起とを有するスプールと、ノズルヘッドの内部空間に配設されスプールの軸部の外径を摺動自在に支持してスプールのガイドとなると共に先端部がゲート近傍まで達するように伸びているカラーと、前記スプールを反ゲート方向に付勢するコイルバネとから成るゲート開閉機構を配置し、樹脂の圧力がある一定値以下である時には前記スプールが前記コイルバネにより反ゲート方向に付勢されて前記スプールのヘッド部分の断面円形の全周がノズルヘッドのゲート内壁に当接して樹脂流路が閉となり、樹脂の圧力がある一定値以上になると前記コイルバネの付勢力に打ち勝って前記スプールのヘッド部分がノズルヘッドのゲートの外側に突出され、前記スプールの括れ部とゲート内壁部分との間に樹脂流路が形成されて樹脂流路が開となる構成であり、前記カラーによるスプール軸部の支持が、２〜４点支持であることを特徴とするバルブノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂の成形機に利用されるバルブノズル、更に詳しくは、ホットランナ成形に使用するバルブノズル、シャットオフノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バルブノズルとしては、ノズルヘッドの先端のゲートにシャットオフピンの先端を当接させて流路の開閉を行なうもので、シャットオフピンは密閉室に内蔵されているコイルバネによりゲート方向に付勢されており、樹脂の圧力がある値以上になりコイルバネの付勢力に打ち勝つと、密閉室内方向に移動しゲートが開となる構成のものが特開昭５７−１６３５４２号公報に示されている。
【０００３】
該特開昭５７−１６３５４２号公報に示されている方式のものは、樹脂流路を閉とした段階でゲート付近の残留応力が大きく、成形品がこの部分で割れ易くなる難点がある。更に、樹脂流路を開としてゲートを通して樹脂の射出を行なうと、樹脂はゲートの空間に沿って直進し、金型に当接してから横方向に流れを変えて進むことになる。このため、この構成ではゲート付近の樹脂の流れが悪いというものである。
【０００４】
そこで本発明者は、ゲート付近の樹脂の流れを良好にし、また、ゲート付近の残留応力の少ないバルブノズルとして、特願平９−２０９８０８号を先に提案した。
先提案技術では上記特開昭５７−１６３５４２号の問題点は解決することができたが、樹脂の最適な温度範囲が狭いためにゲート付近の樹脂の流れが悪くならないように温度管理を厳格に行う必要があり、また成形品にフローマークがつき易いという改良すべき点があることがわかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者はさらに研究を進め原因を究明したところ、樹脂流路がヘッド部分の切欠部のみであるため、即ち、樹脂の流れが一部の流れであるためにゲート近傍での樹脂の熱バランスが悪くなることが原因であることがわかった。
【０００６】
そこで本発明の課題は、温度管理幅が広く、フローマークの目立たない成形品を得ることができるバルブノズルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の課題は下記構成によって達成される。
１．ノズルホルダーの先端に取り付けられたノズルヘッドの内部空間に、断面円形部分のヘッド部分と該ヘッド部分全周から連続して形成されている括れ部と軸部と矢羽状突起とを有するスプールと、ノズルヘッドの内部空間に配設されスプールの軸部の外径を摺動自在に支持してスプールのガイドとなると共に先端部がゲート近傍まで達するように伸びているカラーと、前記スプールを反ゲート方向に付勢するコイルバネとから成るゲート開閉機構を配置し、樹脂の圧力がある一定値以下である時には前記スプールが前記コイルバネにより反ゲート方向に付勢されて前記スプールのヘッド部分の断面円形の全周がノズルヘッドのゲート内壁に当接して樹脂流路が閉となり、樹脂の圧力がある一定値以上になると前記コイルバネの付勢力に打ち勝って前記スプールのヘッド部分がノズルヘッドのゲートの外側に突出され、前記スプールの括れ部とゲート内壁部分との間に樹脂流路が形成されて樹脂流路が開となる構成であり、前記カラーによるスプール軸部の支持が、２〜４点支持であることを特徴とするバルブノズル。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面に従って本発明を更に詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に係るバルブノズルの一実施例を示すもので、図１は閉の状態、図２は開の状態、図３は拡大端面図である。
【０００９】
図１において、ノズルヘッド１０は、先端中央部に円孔で形成されているゲート１１を持ち、ノズルホルダー１２の先端にネジ機構により脱着自在に取り付けられる。２０はスプールであり、先端のヘッド部分２１・該ヘッド部分２１全周から連続して細狭く縊れ形成されている括れ部２２・中間の軸部２３・後端に配置されている矢羽状突起２４で構成されている。３０はカラーであり、ノズルヘッド１０の内部空間に配設されスプール２０の軸部２１の外径を摺動自在に支持してスプール２０のガイドとなると共に先端部３１がゲート１１近傍まで達するように伸びている。
【００１０】
図３のＣ図に示すように、カラー３０の先端部３１は３点支持の構成となっているが、スプール２０の軸部２３を摺動自在に支持でき且つ樹脂の流れを妨げない構成であれば、２点支持や４点支持の構成であっても構わない。
【００１１】
ノズルヘッド１０の内部空間において、カラー３０によって摺動自在に支持されたスプール２０は、コイルバネ４０により図面上右方向に付勢されており、ノズルが閉の状態では、矢羽状突起２４の先端がノズルホルダー１２に形成されている段部１３に当接した状態で静止している。４１はコイルバネ４０の抑え部材であるワッシャーである。
スプール２０の矢羽状突起２４は、三枚バネの構成となっているが、２枚バネや４枚バネ或いはそれ以上の枚数であっても構わない。
【００１２】
図３に示すように、スプール２０のヘッド部分２１の先端付近は断面円形であり、該円形が徐々に括れる構成で括れ部２２が形成されている。
ノズル閉の状態では、ヘッド部分２１の先端付近の断面円形部分の外周がゲート１１の円孔の内壁に当接しており、樹脂流路を閉ざしている。
【００１３】
樹脂の圧力がある一定値以上になると、スプール２０に加わる樹脂の圧力成分の内、ゲート方向圧力と反ゲート方向圧力は、スプール２０の軸部２３の断面積分だけゲート方向圧力の方が大となるので、その圧力差をコイルバネ４０の付勢力より大となるように設定すれば、図２に示すように、スプール２０はゲート１１方向に、矢羽状突起２４が移動規制位置（本態様ではカラー３０に形成されている）まで、移動する。この状態で、図３のＡ図及びＢ図に示すように、ゲート１１の円孔とスプール２０の括れ部２２との間に樹脂流路が形成される。
樹脂の圧力を或る一定値以下に小さくするとスプール２０は図１に示す状態に復帰し流路は閉となる。
【００１４】
スプール２０は、前述したようにカラー３０によって摺動自在に支持されている（図３のＤ図参照）ので、その移動に際してはカラー３０がガイドの役目を果たすため、ヘッド部分２１がゲート１１に対して位置ズレを起こすことなく正確に直線往復運動することができる。樹脂流路が開の状態の場合、図２に示されているように、スプール２０のヘッド部分２１がゲート１１の外側に突出し、括れ部２２の存在によりゲート１１の内周部分との間に樹脂流路が形成されることになる。
【００１５】
図３のＢ図から明らかなように樹脂流路は、括れ部２２の全周において形成されるので、コイルバネ４０の存在により樹脂が旋回し乍らゲート１１に向かう作用と相俟って、ヘッド部分の切欠部のみである先提案技術に比して樹脂の流れがよいだけでなく、３６０度全方向に樹脂が射出されるので良好な成形品が得られ且つ成形品のフローマークを著しく減じることができる。樹脂の流れがよくなったことにより、熱バランスが良好で先提案技術よりも温度管理幅が著しく広がった。
【００１６】
さらにカラー３０の先端部３１がゲート１１近傍まで達するように伸びていることにより、該カラー３０を伝わった熱がゲート１１近傍の樹脂まで届くので流動性が常に良好となるという付随的効果をも有している。
【００１７】
尚、本発明のバルブノズルでは、ゲート１１の外側にスプール２０のヘッド部分２１の先端部が突出する構成であるので、成形品の肉厚が薄いものを成形する場合には、ゲート１１部分に対応する金型に凹部を形成しておくようにすることが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係るバルブノズルによれば、ゲート１１の円孔とスプール２０の括れ部２２との間の全周に樹脂流路が形成されるので、樹脂の流れがよく、しかも３６０度全方向に樹脂を射出することができ、良好な成形品が得られ且つ成形品のフローマークを著しく減じることができる。さらにゲート１１における樹脂の流れがよいため熱バランスが良好で先提案技術よりも温度管理幅が著しく広がった。従って、頭記した課題が解決可能である。
【００１９】
スプール２０の軸部２３を摺動支持するカラー３０の先端部３１がゲート１１の近傍まで達するように伸びているため、ゲート１１近傍の樹脂まで熱が伝わるので流動性が常に良好となるという効果も期待できる。
【００２０】
更に詳述すれば、射出された樹脂は、直進することなく全方向に均等に且つ放射状に流動するため、ゲート１１付近の流れが良好、且つ樹脂の分子配向や充填剤の配向が弱められ、残留応力が小さいばかりでなく、先提案技術のような精密摺動する部分がなく、樹脂のリークもない構造のため、軸部２３の往復運動や、樹脂流動がスムースである効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す断面図
【図２】本発明の１実施例を示す断面図
【図３】本発明の１実施例を示す拡大端面図
【符号の説明】
１０−ノズルヘッド
１１−ゲート
１２−ノズルホルダー
１３−段部
２０−スプール
２１−スプールのヘッド部分
２２−スプールの括れ部
２３−スプールの軸部
２４−スプールの矢羽状突起
３０−カラー
３１−カラーの先端部
４０−コイルバネ
４１−ワッシャー
【図１】
0003566627.tif 000002
【図２】
0003566627.tif 000003
【図３】
0003566627.tif 000004