(57)【要約】【課題】三以上の流路における複数の流路を多様な形態で容易に切り換えることができるとともに、溶融材料の漏れを減少させた射出装置の流路切換装置を提供する。【解決手段】成形材料を可塑化して溶融材料５１となしそれを射出する射出装置１０に設けられる流路切換装置１１であって、溶融材料５１の三以上の流路における複数の流路を連通させるかまたは遮断させる弁棒１５と、該弁棒１５をその中心軸方向に往復移動させる移動手段４８と、前記弁棒１５をその中心軸周りに回動させる回動手段４９とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を可塑化して溶融材料となしそれを射出する射出装置に設けられる流路切換装置であって、
溶融材料の三以上の流路における複数の流路を連通させるかまたは遮断させる弁棒と、該弁棒をその中心軸方向に往復移動させる移動手段と、前記弁棒をその中心軸周りに回動させる回動手段とを有することを特徴とする射出装置の流路切換装置。
【請求項２】
前記回動手段により前記弁棒を回動させたとき、前記移動手段が回動しないように構成された請求項１に記載の射出装置の流路切換装置。
【請求項３】
射出成形作動に直接要求される流路の切換が前記移動手段または前記回動手段のいずれか一方のみによる駆動で実行されるように、前記弁棒の流路孔と流路溝の双方あるいはいずれか一方が形成される請求項１に記載の射出装置の流路切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形材料を可塑化して溶融材料となしそれを射出する射出装置に設けられる溶融材料の流路切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、予備可塑化式射出装置において、樹脂材料がロータリバルブによりスクリュ装置からプランジャ装置へあるいはプランジャ装置から射出ノズルへ択一的に接続通路を接続する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１における樹脂材料の接続通路の接続はロータリバルブの回動のみにより実行されており、その接続通路はロータリバルブの外周面に設けられた周方向に延びる凹溝により形成されている。したがって、接続通路が三より多い場合や複数の接続通路を同時に連通または遮断させるようなときには、ロータリバルブの回転角度を小さくしたり凹溝を複雑な形状にする必要がある。そのためには、ロータリバルブの直径を大きくしなければならず、射出装置が大型化するとともに、樹脂材料の滞留部分が増加して樹脂焼け等の成形不良を招くことになる。
【０００３】
また、特許文献２には、予備可塑化式射出装置において、溶融樹脂がスライドバルブによりスクリュ装置からプランジャ装置へあるいはプランジャ装置から射出ノズルへ択一的に接続樹脂通路を切り換える技術が開示されている。しかしながら、特許文献２における溶融樹脂の接続樹脂通路の切り換え・接続はスライドバルブの往復移動のみにより実行されており、その接続樹脂通路はスライドバルブの外周面に開口して周方向に略１／３周の長さで延びるバルブ溝と径方向に貫通して延びるバルブ孔により形成されている。したがって、接続樹脂通路が三より多い場合や複数の接続樹脂通路を同時に連通または遮断させるようなときには、増加する接続樹脂通路の数や接続形態に応じてスライドバルブの長さを延長する必要がある。そのようにすると、スライドバルブに多数のバルブ溝やバルブ孔が設けられているため、温度上昇に伴ってスライドバルブが不規則に変形し往復移動が不可能となったり齧りが発生する。それを防止するためには先端ブロックのバルブ装着孔とスライドバルブとの隙間を大きくしなければならず、その結果、該隙間からの溶融樹脂漏れが避けられなかった。
【特許文献１】特開平１０−２８６８４９号公報（第７−９頁、第１−３図）
【特許文献２】特許第３４５９２１４号（第７−８頁、第２図，第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、三以上の流路における複数の流路を多様な形態で容易に切り換えることができるとともに、溶融材料の漏れを減少させた射出装置の流路切換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、請求項１の発明は、成形材料を可塑化して溶融材料となしそれを射出する射出装置に設けられる流路切換装置であって、溶融材料の三以上の流路における複数の流路を連通させるかまたは遮断させる弁棒と、該弁棒をその中心軸方向に往復移動させる移動手段と、前記弁棒をその中心軸周りに回動させる回動手段とを有することを特徴とする射出装置の流路切換装置に係る。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、前記回動手段により前記弁棒を回動させたとき、前記移動手段が回動しないように構成された射出装置の流路切換装置に係る。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１において、射出成形作動に直接要求される流路の切換が前記移動手段または前記回動手段のいずれか一方のみによる駆動で実行されるように、前記弁棒の流路孔と流路溝の双方あるいはいずれか一方が形成される射出装置の流路切換装置に係る。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明は、成形材料を可塑化して溶融材料となしそれを射出する射出装置に設けられる流路切換装置であって、溶融材料の三以上の流路における複数の流路を連通させるかまたは遮断させる弁棒と、該弁棒をその中心軸方向に往復移動させる移動手段と、前記弁棒をその中心軸周りに回動させる回動手段とを有するから、三以上の流路における複数の流路を多様な形態で容易に切り換えることができるとともに、溶融材料の漏れを減少させることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、前記回動手段により前記弁棒を回動させたとき、前記移動手段が回動しないように構成されているから、移動手段の損傷を防止することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、射出成形作動に直接要求される流路の切換が前記移動手段または前記回動手段のいずれか一方のみによる駆動で実行されるように、前記弁棒の流路孔と流路溝の双方あるいはいずれか一方が形成されているから、流路切換の作動時間を短縮することができるとともに射出装置の寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の流路切換装置が設けられた射出装置の正面図、図２は図１における縦断面図、図３は本発明の流路切換装置が設けられた射出装置の底面図、図４は図３における射出直前の状態の横断面図、図５は弁棒の斜視図、図６は射出直後の状態の射出装置の縦断面図、図７は可塑化終了後の状態の射出装置の縦断面図、図８は材料替えの状態の射出装置の縦断面図、図９は可塑化手段と射出手段の調整時等の状態の射出装置の縦断面図である。
【００１２】
射出装置１０は、流路切換装置１１と、可塑化手段１２と、射出手段１３と、ノズル部１４とから構成される予備可塑化式射出装置である。可塑化手段１２は、ヒータで外周が加熱される可塑化筒３７と、可塑化筒３７の内孔に回転往復動可能に嵌挿され可塑化筒３７の後方（図２において右側）から供給される成形材料を可塑化筒３７と協働して溶融しつつ混錬して前方へ搬送し溶融材料５１となすスクリュ３８と、可塑化筒３７の前端面に固着されスクリュ３８先端部の円錐形状と相似の内孔形状を有するシリンダヘッド３９とからなる。スクリュ３８は、図示しない駆動装置により、成形材料の可塑化のために回転駆動され、また、溶融材料の押出しのために前進駆動される。溶融材料５１は、樹脂または金属の単体あるいはそれらの混合物等である成形材料が溶融して流動性を有するものである。
【００１３】
射出手段１３は、ヒータで外周が加熱される射出筒４２と、射出筒４２の内孔に往復動可能に嵌挿され可塑化筒３７から流路切換装置１１を介して供給される溶融材料５１をその前方に貯留するプランジャ４３とからなる。プランジャ４３は、図示しない駆動装置により、溶融材料５１を射出するために前進駆動される。
【００１４】
ノズル部１４は、半球状のノズル先端部４４と、貫通孔である流路４７とを備え、外周にヒータが捲着された筒状体である。ノズル先端部４４は、図示しない金型に当接し、射出された溶融材料５１を金型のキャビティへ導く。
【００１５】
流路切換装置１１は、弁体４１と、弁体４１の対向する二面に設けた貫通孔５０に回動往復動可能に嵌挿された弁棒１５と、弁棒１５をその中心軸方向に所定距離で往復移動させる移動手段４８と、弁棒１５をその中心軸周りに所定回転角度で回動させる回動手段４９とからなる。弁体４１は、平行六面体であり、その対向する二面に貫通孔５０が穿孔され、貫通孔５０に平行な他の三面に流路４５，４６，４７が貫通孔５０に連通するように穿孔されている。そして、弁体４１の流路４５の面には、連結部４０を介して可塑化手段１２が固着され、流路４５は延長されて可塑化手段１２に連通している。弁体４１の流路４６の面には、射出手段１３が固着され、流路４６は拡径延長されて射出手段１３に連通している。さらに、弁体４１の流路４７の面には、ノズル部１４が固着され、流路４７はノズル先端部４４まで延長されて開口する。なお、弁体４１の下方に向いた残る一面には、ヒータが取付けられている。
【００１６】
弁棒１５は、図２、図４および図５に示すように、弁体４１の対向する二面間の距離より僅か長い丸棒である。弁棒１５の中心軸方向（長さ方向）の中心位置外周面には、外周の略１／４周に相当する流路溝１７が凹状に延びて刻設されている。そして、流路溝１７の一の端部が流路４５に連通するとき、流路溝１７の他の端部は流路４６に連通するように構成されている。また、流路溝１７から弁棒１５の中心軸方向に所定距離離れた位置の直径方向であって、流路溝１７の前記他の端部と弁棒１５の円周上同一角度位置に、流路孔１６が穿孔されている。弁棒１５と貫通孔５０との間隙は、２５〜３０μｍであり、従来のものにおける８０μｍと比較して小さくすることができ、齧りが発生しない範囲内で溶融材料５１が隙間から漏れることを減少させることができた。しかし、溶融材料５１の漏れは皆無ではないので、流路溝１７と流路孔１６との間および弁棒１５の両端部近傍には、環状溝１８が設けられている。環状溝１８には、流路溝１７や流路孔１６から漏れ出した溶融材料５１が導き入れられ、その溶融材料５１は、各環状溝１８に連通し弁棒１５の流路孔１６側の端面に開口する図示しない通路を介して外方へ排出される。
【００１７】
移動手段４８は、図３および図４に示すように、弁棒１５の端面に固着した回動箱１９と、回動箱１９の凹部２１にベアリング２２により軸方向移動不能かつ軸周り回動自在に係合された係合軸２３と、係合軸２３の所定位置に螺着した二重ナット２４と、係合軸２３に延長・固着されたロッド２９と、貫通されたロッド２９を往復駆動するシリンダ部３０と、シリンダ部３０から突出したロッド２９に螺着した二重ナット５２と、シリンダ部３０を中間座２８を介して支持し弁体４１の貫通孔５０のある面に固着するＬ字形状の取付座２７とからなる。回動箱１９は、その側面に突設されたレバー２０を有する。なお、取付座２７の延長軸突出部に嵌挿されているオイルシール２６は、シリンダ部３０のロッド２９に漏れ出す作動油を密封するものである。
【００１８】
移動手段４８は、上記のように構成されているのでシリンダ部３０の油圧シリンダ等に圧油を供給することにより、弁棒１５を流路溝１７と流路孔１６との間隔に相当する所定距離往復移動させることができる。図４に示す状態は、弁棒１５が弁体４１に押し込まれたときであり、弁棒１５の押し込み移動の位置決めは、ロッド２９の外方端に螺着した二重ナット５２がシリンダ部３０の端面に当接することにより行われる。図示の状態では、弁棒１５の流路溝１７が流路４５と流路４６を連通させている。
【００１９】
一方、シリンダ部３０の油圧シリンダ等に、前記とは反対側に圧油等を供給すれば、弁棒１５を弁体４１から引き抜く方向に移動させることができる。このとき、弁棒１５の引き抜き方向の位置決めは、二重ナット２４のシリンダ部３０側の端面が取付座２７の端面に当接することにより行われる。そして、図６および図７に示すように、弁棒１５の流路孔１６が流路４６と流路４７を連通させることになる。なお、弁棒１５の往復移動の位置決めを、二重ナット２４，５２によって行うように説明したが、シリンダ部３０自体に備える衝止部やピストンで行うようにしてもよい。
【００２０】
回動手段４９は、前記レバー２０の先端に設けたボールジョイント３１と、ボールジョイント３１を介して接続された継手３２と、継手３２に固着されたロッド３３と、ロッド３３を進退駆動するシリンダ部３４と、シリンダ部３４のロッド３３のない側の端部に設けたボールジョイント３５と、ボールジョイント３５を射出手段１３に固着する取付座３６とからなる。
【００２１】
シリンダ部３４に圧油等を供給してロッド３３を進退させると、レバー２０により回動箱１９が回動させられ、弁棒１５がシリンダ部３４の所定の駆動距離で規定される角度内に回動する。この実施の形態では、図１および図２に示すように、ロッド３３の前進限度位置において、弁棒１５が押し込まれた位置であるから、流路溝１７により流路４５と流路４６が連通している。また、弁棒１５の押し込まれた位置で、ロッド３３が後退限度位置になると弁棒１５は９０度反時計回りに回転するので、図８に示すように、流路溝１７により流路４５と流路４７が連通するようになる。このとき、係合軸２３はベアリング２２を介して回動箱１９の凹部２１と係合しているので、回動箱１９が回動しても移動手段４８は回動せずに往復移動のみを実行することができる。これにより、シリンダ部３０やオイルシール２６の損傷を防止することができる。
【００２２】
また、移動手段４８の往復移動に伴って回動箱１９は弁体４１に接近・離隔するので、回動箱１９のレバー２０に接続されている回動手段４９も変位する。この変位に対して、ボールジョイント３１とボールジョイント３５が効果的に作用して回動手段４９を追従させるのである。
【００２３】
次に、本発明の流路切換装置１１を備えた射出装置１０に基づく成形の作動について説明する。まず、回動手段４９をロッド３３が前進限度位置のままの状態（図１〜図３）にしておく。そして、移動手段４８を駆動して弁棒１５が引き抜かれた状態にすると、図７に示すようになる。このとき、流路４５は弁棒１５により遮断されているので、可塑化手段１２で可塑化された溶融材料５１は可塑化筒３７内部のスクリュ３８前方に所定量貯留される。その後、移動手段４８を駆動し、弁棒１５が押し込まれた位置にして、流路４５が流路４６に連通するようにする。そして、スクリュ３８を前進駆動させて溶融材料５１を射出筒4２内部のプランジャ４３前方へ所定量搬送する。図２はこの工程が終了した状況を示す。
【００２４】
続いて、移動手段４８を駆動して弁棒１５が再び引き抜かれた状態にして、流路４６が流路４７に連通するようにした後、プランジャ４３を前進駆動させて、可塑化筒３７内部のスクリュ３８前方に貯留された溶融材料５１をノズル先端部４４に当接した図示しない金型へ射出・充填する。図７はこの工程が終了した状況を示す。
【００２５】
上記工程を繰り返すことにより、可塑化から射出にいたる射出成形作動が直接的に実行される。すなわち、この射出成形作動に関わる流路切換装置１１の作動は、弁棒１５が上記のように構成された流路孔１６と流路溝１７とを有しているので、移動手段４８のみで実行され、回動手段４９はその一方の回動側に固定されたままで作動しない。なお、流路孔１６と流路溝１７の双方あるいはいずれか一方の形状を変更すれば、射出成形作動に関わる流路切換装置１１の作動を、回動手段４９のみで実行し、移動手段４８はその一方の移動側に固定されたままで作動しないようにして実施させることもできる。このように構成されたことにより、流路切換の作動時間を短縮することができるとともに、射出装置の寿命を長くすることができる。
【００２６】
ところで、射出装置１０においては、上記の射出成形に直接関与する流路切換装置１１の作動の他に種々の作動が要求される。例えば、成形材料の種類や色を変更するとき、可塑化手段１２内部に残留した変更前の溶融材料５１を排出しなければならない。そのためには、図８に示すように、前記移動手段４８を駆動して弁棒１５を押し込んだ位置にし、回動手段４９を駆動してロッド３３を後退限度位置にし、流路溝１７が流路４５と流路４７を連通させるようにする。このモードは、可塑化手段１２のみにより通常の射出成形を行うときにも適用可能である。
【００２７】
また、他の作動としては、可塑化手段１２や射出手段１３の駆動制御系の調整を行うために、それぞれの流路を遮断する必要がある。そのためには、図９に示すように、移動手段４８を駆動して弁棒１５を引き抜かれた位置にし、回動手段４９を駆動してロッド３３を後退限度位置にし、流路孔１６が流路４５と流路４６を遮断させるようにする。このように、本発明の流路切換装置１１は、従来の移動手段あるいは回動手段のいずれかのみによる流路切換装置と比較して、多くの切換態様を容易に得ることができ、しかも、溶融材料５１の漏れを減少させることができる。
【００２８】
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。例えば、弁棒に連通する流路は三のもので例示したが、三以上であってもよい。また、弁棒に連通する流路は弁棒の中心軸方向に対して同一の位置にあるもので例示したが、相互に異なる位置に流路を設けてもよい。さらに、弁棒に設けられる流路孔と流路溝は、複数の流路の連通または遮断の形態に応じて、それらの双方またはいずれか一方のみが設けられるようにしたりそれらの形状を変化させてもよい。またさらに、本発明の流路切換装置は予備可塑化式の射出装置に適用したものを例示したが、他の方式の射出装置（多色成形機等）に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の流路切換装置が設けられた射出装置の正面図である。
【図２】図１における縦断面図である。
【図３】本発明の流路切換装置が設けられた射出装置の底面図である。
【図４】図３における射出直前の状態の横断面図である。
【図５】弁棒の斜視図である。
【図６】射出直後の状態の射出装置の縦断面図である。
【図７】可塑化終了後の状態の射出装置の縦断面図である。
【図８】材料替えの状態の射出装置の縦断面図である。
【図９】可塑化手段と射出手段の調整時等の状態の射出装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  射出装置
１１  流路切換装置
１２  可塑化手段
１３  射出手段
１４  ノズル部
１５  弁棒
１６  流路孔
１７  流路溝
４５，４６，４７  流路
４８  移動手段
４９  回動手段
５１  溶融材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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