(57)【要約】【課題】押出機シリンダ内が真空状態の場合の際、液体が流体注入ノズルから押出機シリンダ内に流出するのを防止する。【解決手段】流体注入ノズル１は、貫通孔１０が形成された本体１ａと、貫通孔１１が形成されたツナギ２と、液体が押出機シリンダ２０内へと流れ込むのを防止するための流入防止部３と、樹脂の逆流を防止するための逆流防止部４とを有する。流入防止部３は、ボール６と、ボール６を支持するボール受け７と、ボール受け７を付勢するバネ８と、保持部１０ｂに保持されているライナー９とを有する。ボール受け７には液体が通る流路である溝７ｂが形成されている。バネ８は、押出機シリンダ２０内の負圧のみでは収縮しないように付勢力が設定されたコイルバネである。逆流防止部４は、ボール１２と、ボール１２を受けるボール受け５とを有する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される流体を、樹脂成形用の押出機シリンダ内に注入する流体注入ノズルにおいて、
流体の流路である貫通孔（１１）が形成されたツナギ（２）と、
前記貫通孔（１１）と押出機シリンダ（２０）内とを連通させる貫通孔（１０）が形成された本体（１ａ）と、
前記押出機シリンダ（２０）内の負圧では収縮せず、かつ、前記貫通孔（１１）内の流体の圧力が所定の圧力以上になることで収縮するように設定されたバネ（８）で付勢されて前記貫通孔（１１）の出口（１６）に当接することで前記出口（１６）を封止している、前記貫通孔（１０）の中間部（１０ａ）内に収納されている封止部（１５）とを有することを特徴とする流体注入ノズル。
【請求項２】
前記封止部（１５）が、ボール（６）と、前記ボール（６）を受けるボール受け面（７ｃ）、流体の流路となる貫通孔（７ａ）および外周（７ｆ）から前記貫通孔（７ａ）に連通する少なくとも１つの溝（７ｂ）が形成され、下面（７ｅ）で前記バネ（８）からの付勢力を受けるボール受け（７）とを有する、請求項１に記載の流体注入ノズル。
【請求項３】
前記押出機シリンダ（２０）内からの樹脂圧力により、前記中間部（１０ａ）側と前記押出機シリンダ（２０）内とを連通させる連通部（１０ｃ）の出口（１０ｄ）に押しつけられて前記出口（１０ｄ）を封止するボール（１２）と、前記ボール（１２）を受けるボール受け面（５ｃ）、流体の流路となる貫通孔（５ａ）、外周（５ｆ）から前記貫通孔（５ａ）に連通する少なくとも１つの溝（５ｂ）が形成されたボール受け（５）とを具備する逆流防止部（４）を有する、請求項１または２に記載の流体注入ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から供給される流体を、樹脂成形用の押出機シリンダ内に注入する流体注入ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の押出成形機の押出機シリンダ内に、混練溶融されている樹脂材料の物性を改善するために、水、油類、難燃剤等の液体、あるいは気体を注入する流体注入ノズルの一例の側断面図を図４に示す。
【０００３】
流体注入ノズルは、貫通孔１０５が形成された円筒形状の本体１００と、本体１００を押出機シリンダ１０４に固定するためのオサエガネ１０２と、貫通孔１０５側からの液体による圧力、あるいは押出機シリンダ１０４内からの樹脂圧力により上下に移動可能なボール１０１およびこのボール１０１を受けるボール受け１０６からなる逆流防止部１０７とを有する。
【０００４】
この従来の流体注入ノズルにおける押出機シリンダへの液体の供給動作について説明する。
【０００５】
液体が外部から流体注入ノズルへと供給されると、液体は、まず貫通孔１０５を通り、ボール受け１０６上に位置するボール１０１と、貫通孔１０５の出口との隙間から流れ出す。ボール受け１０６には、ボール１０１が押しつけられた状態でも液体が流れる溝が形成されており、液体はこの溝を通って、押出機シリンダ１０４内へと流れ込む。
【０００６】
一方、押出機シリンダ１０４内からの樹脂圧力を受ける場合には、ボール受け１０６上に位置するボール１０１が、この樹脂圧力により、貫通孔１０５の出口に当接するまで持ち上げられる。この持ち上げられたボール１０１により貫通孔１０５の出口が塞がれることで、押出機シリンダ１０４内の樹脂が貫通孔１０５内へと逆流するのを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の流体注入ノズルでは、押出機シリンダ内からの樹脂圧力がなく、押出機シリンダ内が真空状態のときには、その負圧によりボールが貫通孔を塞ぐことなく下げられてしまい、液体がボールと貫通孔の出口との隙間から流れ出し、押出機シリンダ内に入り込んでしまう場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、押出機シリンダ内が真空状態の場合であっても、液体が流体注入ノズルから押出機シリンダ内に入り込まない流体注入ノズルを提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、さらに、押出機シリンダ内の樹脂が流体注入ノズル内に逆流してこない流体注入ノズルを提供することを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の流体注入ノズルは、外部から供給される流体を、樹脂成形用の押出機シリンダ内に注入する流体注入ノズルにおいて、
流体の流路である貫通孔が形成されたツナギと、
前記貫通孔と押出機シリンダ内とを連通させる貫通孔が形成された本体と、
前記押出機シリンダ内の負圧では収縮せず、かつ、前記貫通孔内の流体の圧力が所定の圧力以上になることで収縮するように設定されたバネで付勢されて前記貫通孔の出口に当接することで前記出口を封止している、前記貫通孔の中間部内に収納されている封止部とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記の通り構成された本発明の流体注入ノズルは、外部から供給される流体を押出機シリンダ内に注入する際には、その流体に所定の圧力以上の圧力をかけることでバネを収縮させて、貫通孔の出口を開放することで流体が押出機シリンダ内に注入される。また、本発明の流体注入ノズルの封止部を付勢するバネは、押出機シリンダ内に樹脂がなく、押出機シリンダ内が真空状態、すなわち、負圧になった場合においても収縮しないように設定されているため、押出機シリンダ内が真空状態になったとしても、流体が押出機シリンダ内に流れ込むことがない。
【００１２】
また、本発明の流体注入ノズルは、封止部が、ボールと、ボールを受けるボール受け面、流体の流路となる貫通孔および外周から貫通孔に連通する少なくとも１つの溝が形成され、下面でバネからの付勢力を受けるボール受けとを有するものであってもよい。
【００１３】
さらに、本発明の流体注入ノズルは、押出機シリンダ内からの樹脂圧力により、中間部側と押出機シリンダ内とを連通させる連通部の出口に押しつけられて出口を封止するボールと、ボールを受けるボール受け面、流体の流路となる貫通孔、外周から貫通孔に連通する少なくともつの溝が形成されたボール受けとを具備する逆流防止部を有するものであってもよい。この逆流防止部を、中間部よりも、流体の供給される方向において下流の連通部側に有することにより、押出機シリンダ内の樹脂が中間部まで流れ込むのを防ぐことができ、よって、中間部に収納されているバネおよび封止部が、流れ込んできた樹脂により動作不良を起こすといったことを未然に防ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に、押出機シリンダに取り付けた状態の、本発明の一実施形態である流体注入ノズルの側断面図を示す。
【００１６】
本実施形態の流体注入ノズル１は、押出機シリンダ２０に着脱自在に取り付けられ、貫通孔１０が形成された円筒形状の本体１ａと、外部から供給される流体、すなわち、液体あるいは気体を本体１ａの貫通孔１０へと導入する貫通孔１１が形成されたツナギ２と、押出機シリンダ２０内部の圧力が負圧になった際、液体が押出機シリンダ２０内へと流れ込むのを防止するための流入防止部３と、押出機シリンダ２０内から流体注入ノズル１内への樹脂の逆流を防止するための逆流防止部４とを有する。
【００１７】
本実施形態の流体注入ノズル１の本体１ａには、押出機シリンダ２０に対して螺着される構成となっており、貫通孔１０の液体が流入される側にツナギ２が螺入され、液体を排出する側に逆流防止部４のボール受け５が螺入されており、これにより、貫通孔１０はツナギ２の貫通孔１１と押出機シリンダ２０内とを連通させている。また、貫通孔１０の中間部１０ａに流入防止部３が組み込まれている。
【００１８】
ツナギ２は、上述したように本体１ａに対して螺入され、さらにロックナット１１により固定されている。このツナギ２は、後述する、バネ８に付勢されたボール６を位置決めする機能も有する。
【００１９】
流入防止部３は、ツナギ２の貫通孔１１の内径よりも大きな直径を有するボール６、およびこのボール６を支持するボール受け７からなる封止部１５と、ボール受け７を付勢するバネ８と、保持部１０ｂに保持されているライナー９とを有する。
【００２０】
ボール受け７は、図２（ａ）の平面図、および図２（ｂ）の側断面図に示すように、貫通孔７ａが形成された円柱形状であり、上面７ｄ側内周にはボール６を受けるためボール受け面７ｃが面取り加工により形成されている。また、上面７ｄ側には貫通孔７ａからボール受け７の外周７ｆまで繋がる溝７ｂが４箇所形成されている。この溝７ｂは、ツナギ２の貫通孔１１を介して流入してきた液体が通る流路であり、後述するように液体は、ボール受け７の外周７ｆ側から溝７ｂを通って、貫通孔７ａへと流れ込む。また、ボール受け７は、その下面７ｅでバネ８の付勢力を受ける。
【００２１】
バネ８は、コイルバネであり、押出機シリンダ２０内の負圧のみでは収縮しないように付勢力が設定されており、このため、樹脂圧力がなく押出機シリンダ２０内が真空状態となった場合でも、ボール６を、ボール受け７を介してツナギ２の貫通孔１１の出口１６に対して押しつけて封止する。これにより、貫通孔１１内の液体が押出機シリンダ２０内に流れ込むのを防止している。また、バネ８は、貫通孔１１内の流体の圧力が所定の圧力以上になることで収縮するように設定されている。このバネ８のバネ荷重は約３００〜１０００ｋＰａの範囲で設定するのが好適である。
【００２２】
ライナー９は、バネ８のストローク量を調整するためのものであり、このライナー９にも液体が通るための貫通孔が形成されている。
【００２３】
逆流防止部４は、中間部１０ａと押出機シリンダ２０とを連通する連通部１０ｃの出口１０ｄの径よりも大きな直径を有するボール１２と、ボール１２を受けるボール受け５と、本体１ａとボール受け５との間をシールするパッキン１３ａと、押出機シリンダ２０とボール受け５との間をシールするパッキン１３ｂとを有する。この逆流防止部４は、液体の流れる方向において、中間部１０ａよりも下流側に設けられている。
【００２４】
ボール受け５の構造は、基本的に上述したボール受け７と同様であり、上面側内周にはボール１２を受けるためボール受け面５ｃが形成されているとともに、貫通孔５ａおよび外周５ｆから貫通孔５ａまで延びる複数の溝５ｂが形成されている。
【００２５】
次に、本実施形態の流体注入ノズルの動作について図３を参照しながら説明する。
【００２６】
まず、液体が押出機シリンダ２０内に注入される際の流体注入ノズル１の動作について図３（ａ）を用いて説明する。なお、図３（ａ）中、矢印Ａは液体の流入経路を示し、また、矢印Ｂは流入防止部３が押し下げられている状態を示している。
【００２７】
外部から、所定の圧力にて供給された液体は、ツナギ２の貫通孔１１を通り、貫通孔１１の出口１６に当接していたボール６を下方に押し下げる。貫通孔１１とボール６との隙間から中間部１０ａ内に流入した液体は、ボール受け７の溝７ｂから貫通孔７ａへと流れ込み、バネ８の内側、およびライナー９の貫通孔を通り、連通部１０ｃへと流れ込む。連通部１０ｃへと流れ込んだ液体は、ボール受け５の溝５ｂから貫通孔５ａへと流れ込み、押出機シリンダ２０内へと注入される。
【００２８】
次に、押出機シリンダ２０内が真空状態となった状態における流体注入ノズル１の動作について図３（ｂ）を用いて説明する。
【００２９】
押出機シリンダ２０内に樹脂がなく真空状態となった場合においても、バネ８はこの負圧により縮むことのないように設定されているため、ボール６は貫通孔１１の出口１６に押しつけられた状態を保持することができ、貫通孔１１はボール６により封止された状態を保つことができる。よって、貫通孔１１内の液体が押出機シリンダ２０内へと流れ込むのを防止している。
【００３０】
次に、押出機シリンダ２０内からの樹脂圧力がかかった状態における流体注入ノズル１の動作について図３（ｃ）を用いて説明する。
【００３１】
押出機シリンダ２０内からの樹脂圧力が流体注入ノズル１側にかかる状態では、ボール１２がこの樹脂圧力により持ち上げられ、貫通孔１０の出口１０ｄに押しつけられることとなる。これにより、貫通孔１０が封止されるので、押出機シリンダ２０からの樹脂が貫通孔１０内へと流れ込むのを防止することができる。すなわち、樹脂が中間部１０ａ内へと流れ込むのを防止することができるため、バネ８内に樹脂が入り込むことで動作不良を起こしてしまうといったことがない。
【００３２】
なお、液体を供給する所定の圧力としては、バネ８を押し下げることができる圧力以上であり、また、押出機シリンダ２０内からの樹脂圧力が流体注入ノズル１側にかかる状態では、ボール１２も押し下げる必要があるため、樹脂圧力よりも高い圧力がかけられることとなる。
【００３３】
また、本実施形態では、封止部１５が、ボール６と、ボール受け７とからなる構成を一例として示したが、これに限定されるものではなく、バネ８で付勢され、出口１６を封止し、この出口１６を開放した際には液体が貫通孔１０を通り押出機シリンダ２０内へと流れ込むことが可能な構成であれば、例えば、ボール６とボール受け７とが一体的に構成されているものであってもよいし、この場合、ボール６は球形以外の形状であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の流体注入ノズルによれば、押出機シリンダ内が負圧になった場合においても収縮しないように設定されたバネにより付勢されている封止部により、ツナギの貫通孔の出口を封止している。これにより、押出機シリンダ内が真空状態になった際に流体が押出機シリンダ内に流れ込んでしまうのを防止することができる。また、中間部よりも下流側に逆流防止部を設けているため、押出機シリンダからの樹脂が中間部まで流れ込むのを防ぐことができ、よって、中間部に収納されているバネおよび封止部が流れ込んできた樹脂により動作不良を起こすといったことを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出機シリンダに取り付けた状態の、本発明の一実施形態である流体注入ノズルの側断面図である。
【図２】図１に示した流体注入ノズルに用いるボール受けの平面図および側断面図である。
【図３】図１に示した流体注入ノズルの、液体が注入されている状態、シリンダ内真空時における液体流入を防止している状態、および樹脂の逆流を防止している状態をそれぞれ示す図である。
【図４】従来の流体注入ノズルの一例の側断面図である。
【符号の説明】
１　　流体注入ノズル
１ａ　　本体
２　　ツナギ
３　　流入防止部
４　　逆流防止部
５ｂ、７ｂ　　溝
５ａ、７ａ、１０、１１　　貫通孔
５ｃ、７ｃ　　ボール受け面
５ｆ、７ｆ　　外周
６、１２　　ボール
７ｄ　　上面
７ｅ　　下面
８　　バネ
９　　ライナー
１０ａ　　中間部
１０ｂ　　保持部
１０ｃ　　連通部
１０ｄ、１６　　出口
１１　　ロックナット
１３ａ、１３ｂ　　パッキン
１５　　封止部
２０　　押出機シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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