(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧された溶融材料を受け入れる溶融材料通路を有するマニホールドと、
前記マニホールドの溶融材料通路から前記溶融材料を受け入れ該溶融材料をゲートを通じてキャビティへ流すための中心孔と、後端部と、前端部とを有するノズルと、
前記ノズルの中心孔を貫いて延びると共に、後方の開放位置と、その前端部が前記ゲートに収まるような前方の閉止位置との間で移動可能なバルブ部材と、
前記ノズルの前端部と前記ゲートとの間に設けられたシールと、
前記ノズルの前端部に設けられたシート部の中に取り付けられて前記シールによって保持されると共に、外側カラー部と、内側部とを有するバルブ部材用位置決めインサートと、
前記外側カラー部と前記内側部との間を半径方向に延びるベーン部と、
を備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記内側部がカラーとなっている、ことを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記ベーン部および前記内側部は、前記外側カラー部から内側かつ下流方向に半径方向に対して斜めに延びる上流端部と、前記外側カラー部に向かって外側かつ下流方向に半径方向に対して斜めに延びる下流端部とを有することを特徴とする請求項２記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記シールは内側部材を含む２部材からなり、シールはノズルの前端部のシール部にねじ止めされていることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記ベーン部は、単一のベーン部からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバルブゲート式射出成形装置に係り、特にノズルの前端部に装着して用いられるバルブ部材を位置決めする射出成形用位置決めインサートに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ノズルの中心孔に挿入されるバルブ部材を往復させる駆動装置を有するバルブゲート式射出成形装置はよく知られている。ここで、駆動装置はそのバルブ部材の後端部に連結されている。また、バルブ部材が閉止位置に駆動されるとき、金型の一部が傷つくのを防ぐため、多くの場合、バルブ部材を正確に位置決めする必要があることもよく知られている。
【０００３】
通常、このバルブ部材は分配マニホールドと後端部のシールブッシュとを貫く孔にゲートと同心を保って位置決めされている。しかしながら、特にゲートが円筒状のものにおいてはバルブ部材を常に正確に位置決めすることができないという問題がある。
【０００４】
日本国特許出願公開第５０９６５７８号公報（１９９３年４月２０日公開）に示されるように、内側カラー部にかけて延びる３枚のフィンないしベーンを有するバルブ部材のための位置決めインサートを設けることはよく知られている。このやり方はバルブ部材の位置決めを改善するのに効果はあるものの、一部の溶融材料がベーン部を通って流れるために成形品に３本の流線が生じる不都合がある。また、これはベーン部とカラー部とがカラーないし材料変更に伴い溶融材料中に攪流を生成し、さらにデッドスポットを生じる可能性が高く、品質の劣った成形品が製造されることになる。
【０００５】
出願人に付与された米国特許第５３３４００８号明細書はバルブ部材を所定の位置に保持するようにバルブ部材を囲み曲面に形成される一対の螺旋羽根を有するバルブ部材用位置決めインサートを開示している。これは用途によっては望ましい結果が得られているが、溶融材料を２つの部分に分けて流すことから、成形された製品に２本の流線が生じており、未だ十分といえない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は溶融材料中に生じるデッドスポットを抑制し、さらに攪流を減少させると共に、カラー変更をより早めることのできる射出成形用位置決めインサートを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明はノズルの中心孔内を往復するバルブ部材を位置決めする射出成形用位置決めインサートであって、位置決めインサートは内側カラー部、およびこの内側カラー部との間に溶融材料通路を形成するように内側カラーを囲み、それと同心を保って設けられた外側カラー部を備え、内側カラー部は中心孔内にバルブ部材を正確に位置決めする内部を貫く中心開口を有し、内側カラー部と外側カラー部との間にノズルの中心孔と同心の溶融材料通路を形成するように外側カラー部がノズルの前端部のシート部に装着されるものにおいて、内側カラー部と外側カラー部との間に内側カラー部が溶融材料通路内の所定の位置に保持されるように単一のベーン部を設け、ベーン部および内側カラー部に外側カラー部から内側かつ下流方向に斜めに延びる上流端部を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はバルブゲート式射出成形装置の一部を示している。この装置は以下に詳述される本発明によるバルブ部材のための位置決めインサート１０を有する。図に示されるように、加圧された溶融材料は分配マニホールド２０内で中心入口１８から分岐している溶融材料通路１６を通り、金型２６内に装着された数個のノズル２４の中心孔２２を通ってキャビティ１４と通じているゲート１２に流れる。
【０００９】
通常、金型２６には用途により多数のプレートが使用されるが、本実施の形態では図の簡略化のために共にボルト３４によって固定されたキャビティプレート２８、シリンダプレート３０およびバックプレート３２のみを示している。
【００１０】
それぞれノズル２４は分配マニホールド２０と接している後端部３６および前端部３８を有し、外部ターミナル４４にかけて中心孔２２を囲むように巻かれるコイル４２からなる電熱線４０によって加熱することができる。
【００１１】
この金型２６は冷却通路４６を通して供給される冷却水によって冷却することができる。さらに、各ノズル２４は加熱されるノズル２４と冷却される金型２６との間に絶縁空間５４を形成するためにキャビティプレート２８の縦穴５２に形成された位置決め用肩５０に当てる位置決めフランジ４８を有する。
【００１２】
また、分配マニホールド２０は電熱線５６によって加熱することができ、位置決めリング５８およびシールブッシング６０を介してキャビティプレート２８とシリンダプレート３０との間に介装されている。それぞれシールブッシング６０は分配マニホールド２０内のシート部６２に複数個の止めねじ６２によって固定されており、シリンダプレート３０に当接されるフランジ６６を有する。このシールブッシング６０により加熱される分配マニホールド２０と冷却されるキャビティプレート２８およびシリンダプレート３０との間にもう１つの絶縁空間６８が形成される。
【００１３】
さらに、ノズル２４の中心孔２２と同芯を保ってバルブ部材７０が設けられている。このバルブ部材７０はシールブッシング６０の孔７２および分配マニホールド２０の孔７４を貫いて延びる。また、バルブ部材７０は後端部７６および閉止位置においてゲート１２に納まる前端部７８を有する。
【００１４】
バルブ部材７０の後端部７６はシリンダプレート３０のシリンダ８２内に挿入されたピストン８０を有する空気式駆動装置と連結されている。バルブ部材７０を後方の開放位置と前方の閉止位置との間を往復させるために圧縮空気がバックプレート３２を貫く空気孔８４、８６を通してピストン８０の背面側に供給される。
【００１５】
この閉止位置において、バルブ部材７０の前端部７８がゲート１２に入り、ゲート１２が密封される。本実施の形態においては、図示が容易な空気式駆動装置で構成したものを示しているが、別の多くの用途ではこれに代えて油圧式駆動装置を使用することができる。さらに、ノズル２４を貫く中心孔２２はバルブ部材用位置決めインサート１０が納まるシート部８８を形成するための他の部分よりも直径の大きい拡大部を有する。
【００１６】
図２ないし図５に示されるように、この位置決めインサート１０は半径方向に延びる単一のベーン部９４によって互いに連結された内側カラー部９０および外側カラー部９２を有する。外側カラー部９２は内側カラー部９０を囲み、それと同芯に形成されており、位置決めインサート１０を固定するためにノズル２４の前端部３８のシート部８８内に装着されている。
【００１７】
位置決めインサート１０はノズル２４の前端部３８のシート部８８にねじで固定される２部材からなるノズルシール９６によって所定の位置に固定されている。ベーン部９４は内側カラー部９０と外側カラー部９２との間にＣ字形の溶融材料通路９８を保持する。この溶融材料通路９８はノズル２４の中心孔２２と同芯を保って形成される。
【００１８】
外側カラー部９２の内面１００は中心孔２２の内面１０２と面一に形成されており、ノズルシール９６の内側部材１０４は溶融材料中に生成する攪流を抑えるためにゲート１２と同芯を保って内側にテーパに形成されている。
【００１９】
内側カラー部９０はバルブ部材７０を通す中心開口１０６を有する。この中心開口１０６は、一方でバルブ部材７０を往復動作させるためにバルブ部材７０としっくりと嵌合し、また、他方でバルブ部材７０が閉止位置に駆動されるとき、金型の一部が傷つくのを防ぐために前端部７８とゲート１２と正確に同芯を保ってバルブ部材７０を位置決めする。
【００２０】
本実施の形態の単一のベーン部９４および内側カラー部９０には斜めに延びる上流端部１０８および下流端部１１０が形成されている。図５に示されるように、上流端部１０８は外部カラー部９２から内側かつ下流方向に斜めに延びている。これに対し、下流端部１１０は外部カラー部９２に向かい外側かつ下流方向に斜めに延びている。
【００２１】
この上流端部１０８および下流端部１１０により溶融材料は角度のついた上流端部１０８および下流端部１１０に沿ってそこを洗いつつ、勢いよく流れ、これにより溶融材料中にデッドスポットが生じるのを防ぎ、また一方、攪乱流が生成するのを抑えることができる。
【００２２】
本実施の形態の上流端部１０８および下流端部１１０は角度が約４５°に形成されている。しかし、角度は溶融材料で洗浄作用を十分に高めるためにこれ以外の角度で形成してもよい。上流端部１０８および下流端部１１０に沿った流れで洗浄作用を向上させるために上流端部１０８および下流端部１１０は、好ましくは図示のような連続した平らな面がよいが、洗浄作用を妨げないものであれば、これ以外の形状にしてもよい。
【００２３】
図５に示されるように、本実施の形態においては下流端部１１２はノズルシール９６の内側部材１０４の内面１１４と面一になるように凸部１１２にかけて延びている。
【００２４】
運転にあたり、分配マニホールド２０とノズル２４とを材料成分に従い予め決められた温度に加熱するために電熱線５６と電熱線４０とに電気が供給される。予め決められたサイクルに従いピストン８０とバルブ部材７０とを制御するために空気孔８４、８６を通してシリンダ８２に圧縮空気が供給される。
【００２５】
バルブ部材７０が図１に示される開放位置にあるとき、溶融材料が予め決められたサイクルに従い射出成形機（図示せず）から射出される。この溶融材料は中心入口１８から溶融材料通路１６にかけて流れる。
【００２６】
溶融材料通路１６は分配マニホールド２０内で分岐しており、溶融材料は各ノズル２４の中心孔２２を通り、位置決めインサート１０の溶融材料通路９８を経てキャビティ１４を満たすために各ゲート１２に流れる。
【００２７】
上記したように、位置決めインサート１０を通って流れる溶融材料はベーン部９４および内側カラー部９０の上流端部１０８および下流端部１１０の平らな面に沿ってそこを洗いつつ、斜めに流れる。この洗浄作用により溶融材料中にデッドスポットが発生するのを防ぎ、また、攪乱流が生成されるのを抑える。さらに、カラー変更を早めることができる。
【００２８】
キャビティ１４が溶融材料で満たされたとき、充填のために射出圧力を一時保持する。この後、バルブ部材７０の前端部７８がゲート１２に納まる閉止位置に動かすためにピストン８０への空気圧力を切り換える。さらに、射出圧力を逃がし、短い冷却時間を経た後、成形品を突き出すために金型を開く。突き出しを完了した後、金型を閉じ、バルブ部材７０を開放位置に後退させるように空気圧力を切り換え、再びキャビティ１４を満たすために射出圧力を高める。これはキャビティ１４の数が大きさならびに成形される材料の種類に応じた頻度で連続して繰り返される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は位置決めインサートの内側カラー部と外側カラー部との間に単一のベーン部を設け、ベーン部および内側カラー部に外側カラー部から内側かつ下流方向に斜めに延びる上流端部を形成したので、溶融材料が角度のついた上流端部を洗いつつ、勢いよく流れ、溶融材料中に生じるデッドスポットを抑制し、さらに攪乱流を減少させることができる。
【００３０】
したがって、本発明によれば、優れて品質の高い成形品を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置決めインサートを組み込んで構成される射出成形装置の断面図。
【図２】ノズルの前端部のノズルシールと位置決めインサートとを示す分解斜視図。
【図３】本発明に係る位置決めインサートを示す斜視図。
【図４】本発明に係る位置決めインサートの平面図。
【図５】図４の５−５線に沿う断面図。
【符号の説明】
１０  位置決めインサート
２０  分配マニホールド
２４  ノズル
７０  バルブ部材
９０  内側カラー部
９２  外側カラー部
９４  ベーン部
１０８  上流端部
１１０  下流端部
【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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