(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融材料通路を有するノズルと、
ゲートを介して前記溶融材料通路と通じたキャビティと、
前記溶融材料通路を通って延びると共に、細長いシャフトと前端部と後端部とを有するバルブ部材と、
前記バルブ部材の後端部に設けられ、ピストンの本体内に受け入れられる拡大されたヘッド部であって、前記バルブ部材の細長いシャフトが前記ピストンの本体内の中心孔を通って延びており、前記バルブ部材を後退した開放位置と前進した閉止位置との間で往復させるように、前記ピストンがシリンダ内でスライド自在となっており、前記閉止位置において前記バルブ部材の前端部が前記ゲート内に密着して置かれるようになっている、ヘッド部と、
前記バルブ部材が前記閉止位置にあるときに前記バルブ部材を前記ゲートに向かって付勢するために、前記バルブ部材のヘッド部と前記ピストンのキャップとの間に設けられたばねと、
を備え、
前記ピストンは、前記バルブ部材と軸方向で同芯を保っていることを特徴とするバルブゲート式射出成形装置。
【請求項２】
前記ばねは、前記バルブ部材が前記開放位置から前記閉止位置へ移動したときに、前記ゲート内での前記前端部の衝撃を弱めるように圧縮され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】
前記ばねが、中心のピンにスタックとして重ねて取り付けられた複数枚の皿ばねを備え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４】
前記ピンは、前記閉止位置で前記バルブ部材のヘッド部と接触する拡大したベースを有し、このベースと前記ピストンのキャップとの間で前記皿ばねのスタックを圧縮することでこれに予荷重を生じさせておき、これにより、前記ピンのベースを通じて前記バルブ部材のヘッド部に所定の力を加えるようにしたことを特徴とする請求項３記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記ピストンの本体に円筒状のばね室を形成すると共に、前記ばね室に前記開放位置で前記ベースと接して前記ピンを支持する環状の肩部を形成し、前記開放位置で分配マニホールドが熱膨張したとき、前記ヘッド部が前記ばね室を横方向に移動する間隙が保たれるように前記肩部を位置決めすることを特徴とする請求項４記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記皿ばねが僅かに円錐状に形成されることを特徴とする請求項３記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記皿ばねを各組が互いに反対方向を向くように複数個の組に分けて積み重ねるようにしたことを特徴とする請求項３記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は射出成形装置に係り、特にバルブ部材を動作させるピストン内にばねを内蔵して構成されるバルブゲート式射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
バルブ部材を往復させる空気圧駆動または油圧駆動ピストンを備えたバルブゲート式射出成形装置はよく知られている。たとえば、米国特許第４６９８０１３号明細書はピストンのキャップを弾性支持リングを用いて保持するものを開示している。しかしながら、この装置はバルブ部材の前端部をゲートに正確に置くのに熱膨張に対する余裕を持たせながら、構成部品の精度を極めて高く維持する必要があり、製作が容易でないという問題がある。このゲートの閉止では密着を固くしようとしても、バルブ部材の前端部が前方に十分伸長しなければ、ゲートに満足に当てることができない可能性がある。一方、バルブ部材の前端部があまり前方に伸長し過ぎると、ゲートの閉止中、前端部によって衝撃が加えられ、バルブ部材およびゲートの双方に磨耗が生じ、場合により金型が損傷することがある。
【０００３】
そこで、本発明の目的はゲート閉止中のバルブ部材の前端部およびゲートの双方の衝撃を弱めながら、閉止位置での堅固な密着を保つようにしたバルブゲート式射出成形装置を提供することにある。
【０００４】
【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、溶融材料通路を有するノズルと、ゲートを介して前記溶融材料通路と通じたキャビティと、前記溶融材料通路を通って延びると共に、細長いシャフトと前端部と後端部とを有するバルブ部材と、前記バルブ部材の後端部に設けられ、ピストンの本体内に受け入れられる拡大されたヘッド部であって、前記バルブ部材の細長いシャフトが前記ピストンの本体内の中心孔を通って延びており、前記バルブ部材を後退した開放位置と前進した閉止位置との間で往復させるように、前記ピストンがシリンダ内でスライド自在となっており、前記閉止位置において前記バルブ部材の前端部が前記ゲート内に密着して置かれるようになっている、ヘッド部と、前記バルブ部材が前記閉止位置にあるときに前記バルブ部材を前記ゲートに向かって付勢するために、前記バルブ部材のヘッド部と前記ピストンのキャップとの間に設けられたばねと、を備え、前記ピストンは、前記バルブ部材と軸方向で同芯を保っていることを特徴とするバルブゲート式射出成形装置としたものである。
【０００５】
【実施例】
図１は本発明のバルブゲート式マルチキャビティ射出成形装置の一部を示している。
【０００６】
分配マニホールド１２内の溶融材料通路１０は金型２０に形成されたキャビティ１８と通じた各ゲート１６に溶融した樹脂材料を導く各ノズル１４と連絡している。この分配マニホールド１２は円筒状の入口部２２を備えると共に、一体に設けられる電熱線２４によって加熱されるようになっている。
【０００７】
各ノズル１４は外面２６、後端部２８、前端部３０および内部を貫く中心孔３２を有する。このノズル１４はら旋部３６および外部ターミナル３８を備えた電熱線３４によって加熱される。このら旋部３６は中心孔３２を囲むように巻き付けられ、また、外部ターミナル３８は外部の電源とリート線４０によって接続されている。
【０００８】
ノズル１４の前端部３０には内側の円筒４４および外面にねじを刻んだ外側の外筒４６からなるノズルシール４２が装着されている。前端部３０のシート部４８にはねじが刻まれ、ここに外筒４６のねじを螺合させることによりノズルシール４２が決められた位置に固定される。
【０００９】
通常、金型２０にはその用途に従い多数のプレートが使用されるが、簡略化のために本図に示されるのはキャビティプレート５０およびシリンダプレート５２のみである。双方のプレート５０、５２は固定ボルト５４によって一体に連結されている。キャビティプレート５０およびシリンダプレート５２内には冷却孔５６が形成されており、金型２０が外部から供給される冷却水によって冷却されるようになっている。
【００１０】
分配マニホールド１２は、このキャビティプレート５０とシリンダプレート５２との間に位置決めシリンダ５８および気密ブッシュ６０によって支持されている。気密ブッシュ６０は分配マニホールド１２の貫通孔６４に挿入され、上部のフランジ部６６でシリンダプレート５２を支えている。この気密ブッシュ６０は分配マニホールド１２に小ねじ６２によって固定されている。このため、加熱される分配マニホールド１２と冷却されるキャビティプレート５０およびシリンダプレート５２との間には絶縁空間６８が形成される。
【００１１】
ノズル２４は位置決めフランジ７２によってキャビティプレート５０の縦孔７０に形成した肩部７４に位置決めされている。このため、縦孔７０の内面７８とノズル１４の外面２６との間には冷却される金型２０と、加熱されるノズル１４との熱絶縁を保持する絶縁空間７６が形成される。
【００１２】
この射出成形装置は気密ブッシュ６０の中心孔８９およびノズル１４の中心孔３２を貫くバルブ部材８０を設けている。このバルブ部材８０はテーパ状に形成される前端部８４を有するシャフト８２と、後端部８８を備えたヘッド部８６とから構成されている。前端部８４はノズルシール４２を貫いてゲート１６まで延びている。後に詳しく述べるように、バルブ部材８０を閉止位置に置いたとき、ゲート１６は閉じる。
【００１３】
バルブ部材８０の後端部８８はシリンダプレート５２内に設けられたシリンダ９２内を往復するピストン９０と連結されている。図２に示すように、シリンダ９２はシリンダプレート５２にボルト９６によって一体に設けられた円形カバー９４に支持されている。シリンダプレート５２内にはピストン９０と反対側のシリンダ９２に連絡するように油通路９８、１００が形成されており、ここを通してピストン９０およびバルブ部材８０を往復運動させる作動油が供給される。ピストン９０はばね室１０４を備えた本体１０２と、シリンダ９２の開口１０８を貫いて前方に延びるネック部１０６とを有する。このネック部１０６は加圧された作動油が漏洩するのを防ぐためにシリンダ９２内に装着されたＶ字状のシール１１０によって囲われている。
【００１４】
また、ばね室１０４は後端部１１２および前端部１１６を有する。後端部１１２は取外し可能なキャップ１１４によって閉じることができ、前端部１１６からはネック部１０６を貫く中心孔１１８が延びている。バルブ部材８０のシャフト８２はばね室１０４に装着されたヘッド部８６から中心孔１１８を貫いて延びている。このヘッド部８６は中心孔１１８よりも直径が大きく、ヘッド部８６がばね室１０４の前端部１１６に当たったとき、移動が停止する。
【００１５】
図２に示すように、僅かに円錐状に形成される皿ばね１２０を重ねたスタック１２２がばね室１０４の中心に挿入されるピン１２４により支持されている。本実施例のスタック１２２は５枚を１組として、全部で３組からなり、互いの向きを反対方向に向けて積み重ねている。皿ばね１２０からなるスタック１２２はベース１２６上に置き、ピン１２４の後端部１３２にある外面１３０に装着するスナップリング１２８によって固定する。
【００１６】
キャップ１１４が締付けられたとき、皿ばね１２０が圧縮され、ピン１２４の軸方向に予荷重が生じ、このため、ピストン９０が閉止位置に動作すると、ベース１２６を通してバルブ部材８０のヘッド部８６に力が加えられる。
【００１７】
この皿ばね１２０の大きさ、枚数、重ね方についてはバルブ部材８０のヘッド部８６に加えられる力がどの程度かを予め決めて適切なものを選定する。この予荷重を作用させるためには皿ばねに代えて他の圧縮ばねを用いてもよい。本実施例では、ばね室１０４に形成される肩部１３４がピン１２４のベース１２６と図２に示す開放位置で接触し、かつ分配マニホールド１２が加熱によって熱膨張したときに、そこに間隙が保たれるようにその位置を決めている。これは分配マニホールド１２が熱膨張により変位してもヘッド部８６が横に移動できるようにするためである。
【００１８】
使用にあたり、装置は図１に示すように組立てる。図の簡略化のために図１にはキャビティ１８は１個だけが示されるが、溶融材料通路１０は多数のキャビティ１８にかけてそれぞれノズル１４を通して溶融材料を導くために分配マニホールド１２内で分岐している。予め決められた運転温度に分配マニホールド１２およびノズル１４を加熱するためにそれぞれの電熱線２４、３４に電気を供給する。上記のように、分配マニホールド１２が加熱されると、熱膨張が生じるが、このとき、ピストン９０内ではバルブ部材８０が僅かに横方向に動くことができる。
【００１９】
この後、決められたサイクルに従い加圧された溶融材料が射出成形機（図示せず）から入口１３６を通して溶融材料通路１０に射出される。分配マニホールド１２内で分岐している溶融材料通路１０はそれぞれノズル１４の中心孔３２およびノズルシール４２を介して各ゲート１６に通じている。
【００２０】
本実施例ではピストン９０およびバルブ部材８０の動作を制御するためにシリンダ９２に油通路９８、１００を通して作動油が供給される。油圧によらないときはピストン９０を駆動するために空気圧を使用する。
【００２１】
図２に示す開放位置にバルブ部材８０およびピストン９０が引かれたとき、ピストン９０がカバー９４に当って停止し、この状態でキャップ１１４を回して予め決められた荷重が皿ばね１２０からなるスタック１２２に生じさせる。なお、キャップ１１４を回すにはソケット１３８にレンチを掛けて回す。図２から明らかなように、ピン１２４の後端部１３２とキャップ１１４との間にはゲート閉止中にスタック１２２をさらに圧縮できるように十分な間隙１４０がある。
【００２２】
溶融材料は溶融材料通路１０からゲート１８を通ってキャビティ１８に入り、そこを満たす。キャビティ１８が溶融材料で満たされたとき、充填を完了させるために射出圧力を一時保持する。
【００２３】
この後、バルブ部材８０およびピストン９０を図１の前端部８４がゲート１６に密着する閉止位置に移動させるため作動油の方向を切換える。この閉止中、スタック１２２がさらに縮み、前端部８４がゲート１６に収まるときの衝撃を弱めることができる。このとき、バルブ部材８０のヘッド部８６はばね室１０４に少し入りながら位置が決まる。この働きにより前端部８４がゲート１６に繰り返し当たるときの磨耗を減らすことができる。また、キャビティプレート５０の側でも磨耗を防ぐことができ、クラックの発生を抑えることが可能になる。
【００２４】
この閉止位置ではピン１２４のベース１２６と肩部１３４との間にスタック１２２の縮み量と等しい間隙１４２が保たれる。さらに、用途によっては、このスタック１２２の圧縮性を活かすゲート１６内に前の射出で凝固した樹脂があるとき、これを徐々に散らせる使い方が可能で、特にバルブ部材８０の前端部８４をゲート１６に堅固に密着させることができる。
【００２５】
ゲートの閉止を完了した後で射出圧力を逃がし、少しの間、冷却時間をおいて成形品を取り出すために金型を開く。取り出し後、金型を閉じ、バルブ部材８０を開放位置に戻すためにシリンダ９２に作動油を導く。この後、キャビティ１８を再び充填させるために射出圧力を高める。これはキャビティの数および大きさおよび成形材料の種類によって決まるある周期のもとで連続して繰り返される。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、バルブ部材のヘッド部とピストンのキャップとの間に設けられたばねにより、バルブ部材の前端部およびゲートの双方に加えられる衝撃を弱めることができ、これらの部品に磨耗が生じるのを防ぐことが可能になる。また、ばねにより与えられる軸方向の力によって閉止位置での堅固な密着を維持することができ、高品質な成形品を製作することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバルブゲート式射出成形装置の一実施例を示す断面図。
【図２】図１に示されるピストンおよびバルブ部材の詳細を示す断面図。
【符号の説明】
１４  ノズル
１６  ゲート
１８  キャビティ
２０  金型
８０  バルブ部材
８４  前端部
８６  ヘッド部
９０  ピストン
９２  シリンダ
１０４  ばね室
１１４  キャップ
１２０  皿ばね
【図１】
0003773557.tif 000002
【図２】
0003773557.tif 000003