(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出ノズルの外周面からノズル内樹脂流路に達する斜めの孔に挿入されているニードル弁が、流体で作動するピストンシリンダユニットにより駆動されて前記ノズル内樹脂流路を開閉するようになっているシャットオフノズルにおいて、
前記孔は前記ノズル内樹脂流路を横断して前記ノズル内樹脂流路の内周面に所定深さの凹みを形成するように深く空けるようにし、それによって前記ニードル弁を前進させるとき前記ニードル弁の側面が前記ノズル内樹脂流路を閉鎖してもさらに前進して前記ニードル弁の先端部が前記凹みに収納されるようにし、
前記シャットオフノズルには、所定のリミットスイッチを設けて、前記ニードル弁が後退して前記樹脂流路が開放される第１の位置と、前記ニードル弁が前進して前記樹脂流路が閉鎖される第２の位置と、前記ニードル弁がさらに前進して前記先端部が前記凹みに収納される第３の位置とを検出するようにし、
前記ピストンシリンダユニットにより前記ニードル弁を前記第１の位置から前記第２の位置を経て前記第３の位置に駆動するとき、前記第１の位置から前記第２の位置に到達する第１の時間と、前記第２の位置から前記第３の位置に到達する第２の時間とを測定し、正常時のそれぞれの前記第１、２の時間と比較して偏差量が所定量だけ大きいとき、前記シャットオフノズルのメンテナンスが必要であると診断することを特徴とする、ニードル式シャットオフノズルの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出ノズルに対して斜め方向から挿入されているニードル弁がピストンシリンダユニットにより駆動されて射出ノズルの樹脂流路を開閉するようになっているニードル式シャットオフノズルにおいて、そのメンテナンスの要否を判断する診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シャットオフノズルは、射出ノズルの樹脂流路を遮断したり開放したりするようになっているので、射出ノズルから樹脂が漏れるいわゆるハナタレが発生し易い樹脂を扱う場合に使用されている。また、発泡樹脂が射出ノズル内で発泡するのを抑制したい場合等、他の目的でも使用されている。シャットオフノズルには弁の構造によって回転バルブ式、ニードル式等があるが、ニードル式の場合にはニードル弁が射出ノズルの樹脂流路を射出ノズルの出口近傍で閉鎖するようになっている。従ってよりハナタレや発泡樹脂の発泡を適切に抑制でき優れていると言える。ところでニードル式シャットオフノズルには、ニードル弁が射出ノズルと同軸になるように射出ノズル内に収納されているものもあるが、このようなタイプの場合にはニードル弁を駆動する機構が若干複雑になると共に、射出ノズル内における樹脂流路の形状が複雑になる。これに対して、特許文献１、２に記載されているようにニードル弁が射出ノズルに対して斜め方向から挿入されているタイプも周知である。このようなタイプのシャットオフノズルは、ニードル弁が油圧／エア駆動のピストンシリンダユニットによって駆動され、ピストンシリンダユニットは射出ノズルの外部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭４９−８６４３９号公報
【特許文献２】特開平３−２７４１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２等に記載されているような、ニードル弁が射出ノズルに対して斜め方向から挿入され駆動されるようになっているシャットオフノズルは、ピストンシリンダユニットからなる駆動機構が射出ノズルの外部に配置されているので構造がシンプルである。従って、製造コストを小さくできると共にメンテナンスし易いという利点がある。しかしながら解決すべき課題も見受けられる。まず、ニードル弁によって開閉する樹脂流路内に劣化した樹脂が少しでも蓄積したらニードル弁による閉鎖に影響が出る、という構造上の問題がある。仮に、この構造上の問題を解決して、劣化した樹脂が多少蓄積してもニードル弁によって十分に閉鎖が可能になったとしても、蓄積量が多くなったら清掃等のメンテナンスが必要になるはずである。しかしながらこのようなメンテナンスについて、その要否、時期等について判断する基準がない。あるいはニードル弁は射出ノズルに開けられた斜めの孔に挿入されているが、孔もしくはニードル弁が摩耗すると隙間が生じて樹脂漏れが生じる。このような事故が発生する前に交換したいが、交換時期を知ることもできない。
【０００５】
本発明は以上のような問題を解決したニードル式シャットオフノズルの診断方法を提供することを目的としている。具体的には、射出ノズルに対して斜めに設けられているニードル弁がピストンシリンダユニットにより駆動されて射出ノズル内の樹脂流路を開放・閉鎖するようになっているニードル式シャットオフノズルにおいて、劣化した樹脂が多少蓄積してもある程度ニードル弁によって樹脂流路の閉鎖が可能な構造を提案し、その上でメンテナンスの要否を判断することができる、診断方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、射出ノズルの外周面からノズル内樹脂流路に達する斜めの孔に挿入されているニードル弁が、流体で作動するピストンシリンダユニットにより駆動されて前記ノズル内樹脂流路を開閉するようになっているシャットオフノズルにおいて、前記孔は前記ノズル内樹脂流路を横断して前記ノズル内樹脂流路の内周面に所定深さの凹みを形成するように深く空けるようにし、それによって前記ニードル弁を前進させるとき前記ニードル弁の側面が前記ノズル内樹脂流路を閉鎖してもさらに前進して前記ニードル弁の先端部が前記凹みに収納されるようにし、前記シャットオフノズルには、所定のリミットスイッチを設けて、前記ニードル弁が後退して前記樹脂流路が開放される第１の位置と、前記ニードル弁が前進して前記樹脂流路が閉鎖される第２の位置と、前記ニードル弁がさらに前進して前記先端部が前記凹みに収納される第３の位置とを検出するようにし、前記ピストンシリンダユニットにより前記ニードル弁を前記第１の位置から前記第２の位置を経て前記第３の位置に駆動するとき、前記第１の位置から前記第２の位置に到達する第１の時間と、前記第２の位置から前記第３の位置に到達する第２の時間とを測定し、正常時のそれぞれの前記第１、２の時間と比較して偏差量が所定量だけ大きいとき、前記シャットオフノズルのメンテナンスが必要であると診断することを特徴とする、ニードル式シャットオフノズルの診断方法として構成される。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明は、射出ノズルの外周面からノズル内樹脂流路に達する斜めの孔に挿入されているニードル弁が、流体で作動するピストンシリンダユニットにより駆動されてノズル内樹脂流路を開閉するようになっているシャットオフノズルを対象としている。つまり構造がシンプルで比較的コストが小さいニードル式シャットオフノズルを対象としている。ただし本発明においては、孔はノズル内樹脂流路を横断してノズル内樹脂流路の内周面に所定深さの凹みを形成するように深く空けるようにし、それによってニードル弁を前進させるときニードル弁の側面がノズル内樹脂流路を閉鎖してもさらにしてニードル弁の先端部が凹みに収納される状態になるように構成されている。これによって、ノズル内樹脂流路に劣化した樹脂が多少蓄積しても、ニードル弁によって安定的にノズル内樹脂流路を閉鎖することができる。そして本発明によるとシャットオフノズルには、所定のリミットスイッチを設けて、ニードル弁が後退して樹脂流路が開放される第１の位置と、ニードル弁が前進して樹脂流路が閉鎖される第２の位置と、ニードル弁がさらに前進して先端部が凹みに収納される第３の位置とを検出するように構成する。そしてピストンシリンダユニットによりニードル弁を第１の位置から第２の位置を経て第３の位置に駆動するとき、第１の位置から第２の位置に到達する第１の時間と、第２の位置から第３の位置に到達する第２の時間とを測定し、正常時のそれぞれの第１、２の時間と比較して偏差量が所定量だけ大きいとき、シャットオフノズルのメンテナンスが必要であると診断するように構成される。従って、メンテナンスの要否を判断する基準が明確であり、エンジニアの熟練度に左右されずに必要なタイミングでニードル式シャットオフノズルを保守することができる。この診断用法によってメンテナンスが必要であると判断することができる異常として、例えば劣化樹脂の堆積によるニードル弁の閉鎖不良がある。斜めの孔の底部である凹みに劣化樹脂がある程度堆積すると、ニードル弁が第３の位置に実質的に到達できない。そうすると第２の時間が非常に長くなってこれを検出することができる。また、斜めの孔とニードル弁との間に劣化樹脂が堆積すると、ニードル弁の駆動がスムーズに行えなくなって第１、２の時間が長くなる。これについても異常を検出できる。また斜めの孔、またはニードル弁の摩耗によりこれらのクリアランスが大きくなると、第１、２の時間が早くなる。このような異常も検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係るニードル式シャットオフノズルを備えた射出装置を示す図で、その（Ａ）は射出装置の一部を示す正面断面図であり、その（Ｂ）はシャットオフノズルの一部を拡大して示す正面断面図である。
【図２】本実施の形態に係るニードル式シャットオフノズルにおいて、ニードル弁を駆動して樹脂流路を開状態から閉状態にするとき、ニードル弁が第１の位置から第２、３の位置に達するタイミングを示す、グラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る診断方法は、図１の（Ａ）に示されている射出装置１に設けられているニードル式のシャットオフノズル５に対して実施される。本実施の形態に係る射出装置１は、従来の射出装置と同様に、加熱シリンダ２、この加熱シリンダ２内に設けられているスクリュ３、等から構成されている。本実施の形態に係るシャットオフノズル５は、このような一般的な射出装置１に設けられている。
【００１０】
本実施の形態に係るシャットオフノズル５は、その構造に特徴があり次に詳しく説明するが、射出ノズル６と、ニードル弁７と、このニードル弁７を駆動するピストンシリンダユニット９とから構成されている。射出ノズル６は、ノズルアダプタ１１に設けられ、ノズルアダプタ１１が加熱シリンダ２に固定されている。射出ノズル６にはその内部に軸方向に貫通するノズル内樹脂流路１２が形成されているが、射出ノズル６には、その外周面からこのノズル内樹脂流路１２に達する斜めの孔１３が空けられている。孔１３は射出ノズル６の先端寄りにおいて、射出ノズル６の軸に対して斜め後方からノズル内樹脂流路１２に達するように形成されている。ニードル弁７は、その先端部分がこの孔１３に挿入されており、所定長さで小径の円柱状に形成されている。その外径Ｄは孔１３の内径と同じかわずかに小さくなっていて、孔１３内で滑らかに摺動するようになっている。
【００１１】
本実施の形態に係るシャットオフノズル５は、斜めの孔１３が、従来のこのようなタイプのニードル式シャットオフノズルより深く形成されている点に特徴がある。すなわち孔１３はノズル内樹脂流路１２を横断して深く開けられ、それによってノズル内樹脂流路１２の内周面には、図１の（Ｂ）に示されているように、孔１３を延長した位置に凹み１５が形成されている。この凹み１５は、ニードル弁７が最前進位置に駆動されたときに、その先端部１６が収納されるようになっている。また、本実施の形態に係るシャットオフノズル５においては、ニードル弁７の軸部の内径Ｄは、ノズル内樹脂流路１２の内径ｄより大きくなっている。本実施の形態に係るシャットオフノズル５はこれらの特徴によって、ニードル弁７が所定量だけ前進すると、ニードル弁７の側面によってノズル内樹脂流路１２が完全に閉鎖される。ニードル弁７はその後さらに符号１７で示されるように前進させることができ、最前進位置において先端部１６が凹み１５に当接する。つまりニードル弁７は、ノズル内樹脂流路１２を閉鎖した状態で符号１７で示される長さだけ駆動できるようになっている。従って、凹み１５等に劣化した樹脂が多少蓄積されても、ニードル弁７によるノズル内樹脂流路１２の閉鎖に影響が出にくい。
【００１２】
本実施の形態に係るシャットオフノズル５を構成しているピストンシリンダユニット９は、フレーム１９に固定され、エア、圧油等の流体によって作動して、ニードル弁７を駆動するようになっている。このピストンシリンダユニット９には磁気式からなる第１〜３のリミットスイッチ２１、２２、２３が設けられている。これらはピストンシリンダユニット９のピストン位置を検出するものであるが、これによってニードル弁７の位置、つまり第１〜３の位置を検出するようになっている。第１の位置はニードル弁７が後退してノズル内樹脂流路１２が開放される位置、第２の位置はニードル弁７が前進してノズル内樹脂流路１２が閉鎖される位置、第３の位置はニードル弁７がさらに前進してその先端部１６が凹み１５に収納される位置である。なお第２、３の位置をより詳しく説明すると、第２の位置は、ニードル弁７によってノズル内樹脂流路１２の閉鎖が実質的に完全になる位置のうち、最小の前進位置とする。そして第３の位置は、ニードル弁７の先端部１６が凹み１５に収納される位置であるが、先端部１６が凹み１５に当接する最前進位置よりもわずかに手前の位置とする。
【００１３】
本実施の形態に係る診断方法を説明する。本実施の形態に係る射出装置１も、図示されていないがコントローラを備えており、このコントローラにおいてニードル弁７の駆動に要する時間を毎回測定するようにする。具体的には、ピストンシリンダユニット９によってニードル弁７を第１の位置から第２の位置を経由して第３の位置に駆動するとき、第１の位置から第２の位置に到達する時間を第１の時間として、第２の位置から第３の位置に到達する時間時間を第２の時間として、それぞれ測定するようにする。準備段階として、第１の時間、第２の時間について基準となる第１の基準時間、第２の基準時間を定める。第１、２の基準時間は、シャットオフノズル５が正常な状態における第１、２の時間のことであり、例えば次のように決定することができる。シャットオフノズル５が正常な状態のとき、例えばシャットオフノズル５を清掃する等のメンテナンスを実施した直後において、ピストンシリンダユニット９によってニードル弁７を繰り返し複数回駆動する。このときに複数回、第１、２の時間が測定されるが、それらの平均値を求めて第１、２の基準時間とする。第１、２の準備時間を決定したらこれをコントローラに設定して準備段階を完了する。図２には、正常時においてニードル弁７が第１の位置から第２、３の位置に駆動されるときの時間経過が符号３１のグラフに示されている。符号３２、３３はそれぞれ第１、２の基準時刻である。
【００１４】
通常の運転時において、ピストンシリンダユニット９によりニードル弁７を駆動するとき、コントローラにおいて第１、２の時間が測定される。測定された第１、２の時間が、図２において符号３５、３６として示されている。コントローラはこれら第１、２の時間３５、３６を、それぞれ第１、２の基準時刻３２、３３と比較する。第１、２の時間３５、３６のうち、いずれか一方でも第１、２の基準時間３２、３３から所定の偏差量だけずれていれば、シャットオフノズル５のメンテナンスが必要であると判断し、コントローラにおいてメッセージを表示する。この診断方法によって診断できる異常は次のようなものがある。まず、ノズル内流路１２の凹み１５に劣化した樹脂が蓄積する異常がある。蓄積量が少量であれば問題がないが、ある程度の量蓄積するとニードル弁７の先端部１６は凹み１５内に十分に収納されなくなり、第３の位置に到達できない。この場合には第２の時間３６が実質的に無限大になり、異常を検出できる。放置すると、さらに劣化した樹脂が蓄積し、それによってニードル弁７を前進させることができずにノズル内樹脂流路１２を完全に閉鎖できなくなる。速やかに清掃をする必要がある。ニードル弁７と孔１３の隙間に劣化した樹脂が蓄積してニードル弁７の駆動に影響がでる異常も検出できる。ニードル弁７と孔１３の隙間に劣化した樹脂が蓄積すると摩擦力によってニードル弁７を滑らかに駆動できなくなる。この場合第１、２の時間３５、３６が長くなり、異常を検出できる。速やかに清掃する必要がある。ニードル弁７と孔１３の摩耗が許容範囲を超えた場合についても検出できる。摩耗が大きくなるとニードル弁７と孔１３の摩擦力が小さくなり、ニードル弁７の駆動が速くなる。従って第１、２の時間３５、３６が短くなって異常を検出できる。ニードル弁７、または射出ノズル６の交換が必要になる。
【符号の説明】
【００１５】
１    射出装置                      ２    加熱シリンダ
３    スクリュ                      ５    シャットオフノズル
６    射出ノズル                    ７    ニードル弁
９    ピストンシリンダユニット    １１    ノズルアダプタ
１２    ノズル内樹脂流路            １３    孔
１５    凹み                        １６    先端部
２１    第１のリミットスイッチ      ２２    第２のリミットスイッチ
２３    第３のリミットスイッチ      ３２    第１の基準時間
３３    第２の基準時間              ３５    第１の時間
３６    第２の時間
【要約】
【課題】ニードル式シャットオフノズルにおいてメンテナンスの要否を判断することができる、診断方法を提供する。
【解決手段】射出ノズル（６）にそのノズル内樹脂流路（１２）に対して斜めに空けられた孔（１３）にニードル弁（７）が挿入され、所定のシリンダユニット（９）によって駆動されるシャットオフノズル（５）を対象とする。孔（１３）は深く空けて、ノズル内樹脂流路（１２）に凹み（１５）を形成する。ニードル弁（７）を前進するとき、ノズル内樹脂流路（１２）が開放されている第１の位置を開始として、ノズル内樹脂流路（１２）が閉鎖される第２の位置までの時間と、さらにニードル弁（７）を前進して先端部（１６）が凹み（１５）に収納される第３の位置までの時間とを測定し、それぞれ第１、２の時間とする。第１、２の時間が正常時の時間と比較して偏差が大きい場合、メンテナンス要と判定する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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