JPH01215522A - 射出成形法およびそこで用いるノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形法およびそこで用いるノズルに関し、
更に詳しくいえば、本発明は中空型の物品並びに構造を
もつ（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ）発泡物品を作ることので
きる射出成形法およびそこで用いるためのノズルに関す
るものである。

（従来の技術） プラスチック成形業界においては、物品の射出成形と組
合せて加圧流体を用いることは周知である。この加圧流
体は典型的には窒素ガスであり、これは溶融プラスチッ
クに導入される。　。

加圧流体は多くの目的を果たしている。まず、これは中
空の内部々分をもつように物品を成形することを可能な
らしめ、これによって物品の重量が軽量化されおよび必
要な材料が節約される。第２に、第２段階の高い注入圧
の利用を排除することにより成形物品の歪を最小化する
。これは、また部材を完全にするのにガスが使用される
点で該部材重量を減する。第３に、この加圧流体は外側
への圧力を及ぼして、該物品を設置したまま、該金型キ
ャビティ表面にプラスチックを強制的に押付ける。これ
は、特により厚いプラスチック部分をもつ物品の領域、
例えば構造をもつリブまたはボスにおけるひけが除かれ
ることにより、表面特性が改善される。

流体を用いた射出成形に伴う一つの問題は、このガスと
プラスチックとが注入ノズル内で合流してしまうことに
ある。これにより、該ノズル内のプラスチックを該ガス
で汚染してしまう。これは極めて望ましくないことであ
る。というのは後の金型内へのプラスチックの注入が汚
染されたプラスチックを含み、その品質が損われてしま
うからである。換言すれば、ノズル内で溶融プラスチッ
クとガスとが混合し、得られる樹脂が製品表面の品位に
影響する。

この問題を解決せんとした公知技術の一つは、ヤスイケ
（Ｙａｓｕｉｋｅ）等の米国特許第４．１０６．８８７
号に記載されており、これはカタオカ（Ｋａｔａｏｋａ
）の米国特許第４，１４０，６７２号に記載の射出成形
用ノズルに類似する射出成形用ノズルを開示している。

チェックバルブを縦方向に伸びた流体通路内に配置して
、注入材料の逆流を防止している。このような公知技術
に関る問題は、特に比較的高粘性のプラスチックをノズ
ルにより注入する際に、ノズルを完全に閉じるに必要な
力が不十分であることにある。

フリードリッヒ（Ｆｒｉｅｄｅｒｉｃｈ）の米国特許第
４゜１０１．６１７号は、ガスおよび溶融樹脂両者を金
型内に導入するためのノズルおよび中空体の射出成形法
を開示している。バルブをノズル内で往復動可能なもの
として、金型中へのガスおよび溶融樹脂の流れを調節し
ている。

ヘンドリー（Ｈｅｎｄｒｙ）の米国特許第４，３３３．
６０８号はシャフト−オフプランジャーを備えた射出成
形ノズルを開示しており、これは流体で動作され、かつ
ノズルを介して可塑化材料を流すことにより閉じられる
。ノズル外部の制御棒は該シャフト−オフプランジャー
の動きを調節し、かつノズルを通して流れる可塑化樹脂
の量が調節されるように調整できる。

カタオカ（Ｋａ　ｔａｏｋａ　）の米国特許第４．１４
０．６７２号は射出成形用ノズルおよび射出成形法を開
示し、ここでニードル型のノズルは金型キャビティに粘
稠な液を注入するための中央ダクトを備えている。

ヤスイケ（Ｙａｓｕｉｋｅ）等の米国特許第３，９６６
．３７２号は、内蔵された可動マンドレルをもつ注入シ
リンダを備えたノズルを開示している。このマンドレル
は該シリンダの内径を２つの異るチャンバに分割してい
る。このマンドレルは中央通路を有し、これはマンドレ
ルから放射状に伸びて、前方および後方チャンバを連通
している。第１および第２の熱可塑性樹脂をノズル内に
充填し、これを−度に金型キャビティ内に注入する。

ヤスイケ（Ｙａｇｕｉｋｅ）等の米国特許第４．１２９
．６３５号はノズル部を含む注入シリンダを開示してい
る。

このノズル部は注入通路を含み、その内部にガス装入デ
バイスが配置され、順に該デバイスは該注入通路を貫い
て開放する装入ノズルを備えている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の特定の目的は、射出成形によりプラスチック樹
脂から少なくとも一つの物品を作製するための改良法お
よびそこで用いるノズルを提供することにあり、ここで
は該ノズルを通る溶融樹脂の流れは該ノズルピストンに
印加される流体差圧により調節される。

（課題を解決するための手段） 上記のおよびその他の本発明の目的を果たすために、射
出成形システム内で少なくとも一種のプラスチック樹脂
から物品を作製する方法を提供する。このシステムは加
圧流体源と、注入開口および該開口を通して溶融樹脂用
の流路を設定するノズル本体を有する注入ノズルを備え
た金型と、ピストンおよび該ピストンと協動的に結合し
ていてこれと共に運動する先端部を備えたバルブ機構と
を含む。この先端部は、注入開口を介してノズル本体か
らのプラスチック樹脂の流れを連通ずる開放位置と閉鎖
位置とを有する。本発明の方法は以下の諸工程：即ち第
１の可変圧を上記ピストンに印加して、該先端部をその
開放位置に移動させ、上記金型の注入開口を介して上記
射出ノズルからのプラスチック樹脂の流れを連通させる
ことにより金型内に上記物品の調製に十分な量の溶融樹
脂を注入する工程；この溶融樹脂の注入工程と同時にま
たはその後に上記流体源からの加圧流体と該金型とを連
通させて、該金型内の内部表面に該溶融樹脂を分布せし
めて、中空体部分を形成する工程；第２の可変圧を上記
ピストンに印加して、上記先端部にその閉鎖位置をとら
しめる工程、ここで該第１および第２可変圧の圧力差が
該先端部をその閉鎖位置に移動させ、上記バルブ手段上
での該圧力差は該流体が上記ノズル本体中に該溶融樹脂
の流路から侵入するのを防止する；該物品を該樹脂の軟
化点以下の温度まで冷却する工程；該中空体内の圧力を
解除する工程；および最後に該金型を開放して該物品を
取出す工程、を含む。上記流体源からの加圧流体は少な
くとも上記第２の圧力の一部として利用されて、上記先
端部はその閉鎖位置に移動される。

上記システムで用いられるノズルは樹脂と金型とを結合
するのに適した第１の端部と、結合された射出成形機の
端部と樹脂とを接続するのに適した第２の端部とを有し
ている。バルブ機構は先端部の開放位置と閉鎖位置との
間で往復動するようになっている。ピストンは第１およ
び第２表面をもつ。先端部は圧力差によって開放位置と
閉鎖位置との間で運動して、ノズル本体内の樹脂の流路
に流体が侵入するのを防止する。このピストンの第２の
表面は流体源からの加圧流体を連通ずるようになってい
て、そのため先端部はその閉鎖位置をとり、かつその閉
鎖位置に維持される。

本発明は発泡性樹脂から構造をもつ発泡物品を作製する
方法で利用できる。

本発明は、またノズルの下流域で流体圧を連通および／
または解除することが望ましい諸用途においても利用で
きる。

多数の利点が本発明の方法並びにノズルによって得られ
る。例えば、本発明は多頭ノズル、ホットランナ−マニ
ホルドシステムで使用でき、これにより少なくとも一つ
の内部中空部分をもつ成形物品を形成するための周期的
なプラスチックおよびガスの注入を制御する二重がっ別
々の通路が与えられる。これは特に有利である。という
のは、多くの場合において、成形物品の形状または寸法
は比較的大きく、かつ多重注入点により最良のものが作
られるからである。このような多重注入点の利用も、単
一の注入点からの溶融プラスチックをキャビティの縁部
にまで押込みあるいは強制的に送る必要性を最小化する
。単一ノズルの使用に係る問題は金型キャビティの縁部
領域にまでプラスチックが移動しなければならない距離
に比例して粘度が増大することに関連する。

更に、ガス流路は便利な構造においては、ノズル内のプ
ラスチック流路から即座に分離される。

いずれにしろ、このガス流路は溶融プラスチック流路か
ら分離され、その結果ノズル内にガスおよびプラスチッ
ク用の共通の流路をもつ場合に伴う諸問題が回避される
。

好ましくは、プラスチックとガスの通路は同心状であり
、各通路は合流しない。また、プラスチックの流通を調
節するバルブ機構もその内部にガス流動用の第２の通路
を備えていることが好ましい。このバルブ機構は補償機
構をもつことが好ましく、゛この機構はバルブ機構の先
端部が閉じられるまで、金型内への流体の侵入を阻止す
るように設定される。

更に好ましいことに、本発明の方法およびノズルは単一
ノズルまたは多頭ノズルホットランナ−マニホルドいず
れにも有用であり、ここで、少なくとも一つのノズルが
本発明の特徴を備えている。

本発明の目的、特徴並びに利点は以下の添付図を参照し
つつ記載される本発明の最良の実施態様の詳細から容易
に理解される。

（実施例） 第１図を参照すると、参照番号１０で示された、プラス
チック樹脂からプラスチック物品を作るための、ガスを
用いた公知の射出成形システムが示されている。システ
ム１０の様々な部材の一般的理解は本発明の方法並びに
システムを理解する上で役立つ。

簡単にいえば、射出成形システム１０は参照番号１２で
示された射出成形機を含み、これは溶融樹脂の所定量ま
たは一発分の材料を注入するための、参照番号１４で示
されたノズルを有する。この射出成形機１２は油圧スク
リューラム１６を含み、このラムは射出成形機１２のバ
レル２０内に形成された孔１８内に配置されている。こ
のラム１６は樹脂を可塑化し、かつノズル１４の方向に
進ませる。当分野において周知であるように、樹脂が完
全に可塑化されると、スクリューラム１６がバレル２０
の端部２２に向゛けて油圧動作で進み、ノズル１４を介
して溶融プラスチックが射出される。

システム１０は加圧流、体供給源２４をも含み、これは
加圧流体（即ち、典型的には窒素ガス）を、流動制御バ
ルブ２６（−または複数）を介してノズル１４に供給す
る。バルブ２６は、これも当分野で周知の如く、ノズル
１４からの溶融プラスチックの射出と同期して流体供給
源２４からの加圧流体の流れを制御する。プラスチック
射出および流体連通を整合するに要する諸工程の調時お
よび順序は様々な広範な構造のいずれによっても与える
ことができるものと理解すべきである。

システム１０は更に参照番号２８で示される金型、即ち
金型本体を含む。第１図に示したようにこの金型２８は
２枚構成金型本体を含む、板の一方はノズル１４の射出
端部を位置決めするための定位リング３０を含む、この
定位リング３０はクランプ板３２に取付けられ、これは
順にキャビテイ板３４またはキャビティ保持板に固定連
結される。スプルーブツシュ３６が定位リング３０内に
設けられ、かつクランプ板３２で支持されている。

キャビテイ板３４上のリーダピン３８は２枚構成金型２
８の第１および第２の板の雄／雌結合の雄部分を与える
。特に、第２の板はリーグピンブツシュ４０（一つだけ
図示）を含み、該ブツシュは金型２８の閉じた位置にお
いて、その内部にリーダビン３８を摺動自在に受理しか
つ維持する。

リーグピンブツシュ４０はコア保持板４２内に保持され
る。コア保持板４２は支持板４４に固定連結され、順に
支持板４４は突出部保持板４６に連結される。突出部保
持板４６は突出板４８に結合され、突出板４８は順次支
柱５０により支持される。支持板４４は、またＵ−字形
突出部ハウジング５２の端部に固定結合され、このハウ
ジングには支柱５０も結合されている。

板４６は複数の戻しピン５４、突出ピン５６およびスプ
ルー引取りピン５８を支持し、これらは板３４の方向に
伸びかつ板４２．４４を貫通している。突出ピン５６は
金型２８内に形成された突出部Ｐに対し設けられている
。スプルー引取りピン５８はスプルーブツシュ３６と整
合する。

第１図に示したように、物品Ｐはスプルー６０、ランナ
ー６２およびゲート６４によって相互に連結され、これ
らはスプルーブツシュ３６からキャビティ６６までの樹
脂流路を画成する。ｉおよび雌金型部６８と７０の対向
面はキャビティ６６を画成する。この金型部６８は板４
６で支持され、−労金型部７０はキャビティ保持板３４
上に支持されている。

次に第３図をみると、本発明のノズルの一態様が図示さ
れている。特に参照番号１０６で示されたノズルは参照
番号１０８で示されたノズル本体を含み、ノズル本体は
参照番号１１０で示されたネジ切られた第１の端部を含
んでいる。この第１端部１１０は樹脂と参照番号１１２
で示された結合された金型とを結合するようになってい
る。金型１１２は圧力源１１４により予め加圧しおよび
／または圧力解除することができ、該圧力源は金型１１
２のキャビティ１１６と連絡しており、その目的は以下
により詳しく述べる。しかし、金型１１２はノズル１０
６によって予備加圧することが好ましい。

ノズル本体１０８もネジ切りされた第２の端部１１８を
含み、該端部は樹脂と、結合された射出成形機１２０の
端部とを連結するようになっている。第１および第２の
端部１１０と１１８とは夫々これらの間の中央部分１２
２にネジ込み固定されて、ノズル本体１０８を形成する
。

第１および第２端部１１０および１１８夫々および中央
部分１２２は射出成形機１２０と金型１１２との間に溶
融樹脂用の流路を設定する。第２の端部１１８は中央樹
脂間口１２４を含み、該開口は第２端部１１８内で補助
樹脂開口１２６に分岐している。補助樹脂開口１２６は
中央部分１２２内に形成された各樹脂開口１２８と連通
し、中央部分１２２は第１の端部１１０内の第２の中央
樹脂開口１３０と連絡している。

一般的に参照番号１３２で示したバルブ手段または機構
はノズル本体１０Ｂ内に配置され、このノズル本体を介
して樹脂の流れを調整する。バルブ機構１３２はピスト
ンまたはピストンアセンブリ１３４を含み、これは中央
部分１２２内で往復動するようになっている。バルブ機
構１３２の残部は明確化のために閉じた位置で図示され
ているが、ピストンアセンブリ１３４は、夫々中央部分
１２２および第２端部１１８の表面１３５と１３７との
間の実質的に中間位置にあるように第３図に示されてい
る。

ピストンアセンブリ１３４は第１ピストン部材１３６を
含み、そこでは第２ピストン部材１３８がネジ込みによ
り固定されている。この第１ピストン部材１３６は表面
１４０をもち、この表面は第２の開口１３０から伸び中
央部分１２２を貫通する通路１４１を通して溶融樹脂と
連絡している。

同様に、第２ピストン部材１３８は表面１４２をもち、
この表面は流体制御バルブ２Ｇおよび中央部１２２を貫
いて放射状に形成された孔１４４を介して流体供給源２
４と連絡し、かつ第２のピストン部材１３８内に設けら
れた周辺溝１４６と連通している。

第２ピストン部分１３８は肩部５Ｌ４３をもち、第２端
部１１８は面１４５をもち、面と肩部との間においてバ
ネ１４７を受けかつ保持している。

バネ１４７は第３図に示されているように、ピストン１
３４を左側に偏らせている。

第２のピストン部材１３８゛は先端部１５０をもつピン
１４８と一体式に形成される。先端部１５０は第３図に
示された実線と点線との間で可動であり、第１端部１１
０内に形成された樹脂オリフィス１５２を交互に開放か
つ閉鎖する。第１端部１１０は他の端部と互換性であっ
て該樹脂オリフィスの寸法を変更し得ることが好ましい
。

ピン１４８と第２ピストン部１３８との間の接合部にお
いて、長手方向に伸びた通路１５６を介してガスの流れ
を調節するためにバネ１５５により偏らされたボール１
５４を含むチェックバルブ１５２が配置されている。通
路１５６はピン１４８を完全に貫通して伸びている。特
に、ボール１５４はピン１４８を介してガスが逆流する
のを防止する。しかし、チェックバルブ１５２は、ノズ
ルを介して中空体部分の圧力を解除したい場合には省く
ことができることを理解すべきである。

バネ１５５はその一端において開口をもつリング１５８
内に収容され、かつボール１５４をその反対側の端部に
偏らせる。ボール１５４は開口をもつプラグ１６０に当
接されており、プラグ１６０はピストン部分１３８内に
ネジ込みにより固定されている。ボール１５４は、流体
源２４からの流体の力がバネ１５５の偏向作用を越えた
後に、開口１５６の極く近傍において、開口をもつリン
グ１５８を介してガスが流れることを可能とする。

バネ１５５のカー偏向特性は、ボール１５４がプラグ１
６０に当接したままであり、かつピストンアセンブリ１
３４がピン１４８をその閉鎖位置に移動するように選ば
れる。ピン１４８がその閉鎖位置にある場合にのみ、流
体の力はポール１５４に及ぼされない。

様々な環状のバックアップおよび封止リング１６２．１
６４．１６９および１７０の形状の封止手段または機構
は、ノズル本体内でのガスと樹脂との連通を更に防止す
るのに役立つ。更に、リング１６２と１６４との間には
、第１のピストン部材１３６内に周辺溝１６６が形成さ
れ、ピストン′部材１３６は放出口１６８と連絡してい
て、リング１６４をバイパスする可能性のあるあらゆる
ガスをブリードする。

ノズル１０６の操作中、先端部１５０はその閉鎖位置か
ら開放位置に、第１ピストン部材１３６の面１４０にお
ける溶融樹脂により及ぼされる可変圧力のために移動す
る。次いで、この溶融樹脂はノズル１０６、スプルーを
通って流れ金型キャビティ１１６内に流入する。樹脂の
注入後、ピン１４８は前進して、バネ１４７の偏向作用
とポール１５４での流体圧との作用下で、先端部１５０
をその閉鎖位置に移動させる。先端部１５０がその閉鎖
位置をとった後、ガスによる追加の圧力はポール１５４
をプラグ１６０から離し、かつガスはピン１４８内の開
口１５６を通って流れる。ガス注入または連通工程は、
当分野で周知のタイマーあるいは他のプロセス制御パラ
メータによって調節されるバルブ配列によって達成でき
る。

ガス装入量の注入が完了した際に、ガスバルブ２６は閉
じられ、かつガスは金型内の物品中に維持される。チエ
ツクバルブ１５２はピン１４８を介してガスが逆流する
のを防止する。゛先端部１５０の小さな面積の領域は、
表面１４２における大きな表面積の領域に対して、先端
部１５０に対する任意のガス流によるノズル１０６の開
放を防止する。換言すれば、バルブ機構１３２上での圧
力差が、ノズル本体１０８内の溶融樹脂がガスにより汚
染されないことを保証する。

最後に、ガスは金型１１２から解除される。このガスは
多数の別法のいずれかにより解除できる。

一つの可能性は、ガスを導入した通路を通して排気する
ことである。この可能な方法に関しては、チェックバル
ブ１５２は不要である。また、ガスは先端部１５０の下
流部で金型から抜気できる。

第４図をみると、バルブゲートあるいは公知の多頭ノズ
ルホットランナ−マニホルドシステム１７２が図示され
ており、該システムは本件出願の発明に利用すべく改良
されている。この種の設計においては、プラスチック用
の多重人口点を用いて、成形物品を形成するようになっ
ている。かがるシステムは多くの場合に利用され、そこ
で成形物品の形状または寸法は比較的大きく、最良のも
のは多重注入点によって作られる。

システム１７２は定位リング１７４、マニホルド１７６
およびシリンダアセンブリ１７８一対を含む。各シリン
ダアセンブリ１７８はシャットオフピン１８０を含み、
これは該アセンブリを貫通して長手方向に伸びているガ
ス注入用の通路をもつ。

各アセンブリ１７８は各々のピン１８０の一端で固定さ
れこれと共に移動するピストン１８２を含む。制御ガス
源１８６からのガスにより生ずるピストンの往復動はピ
ン１８０を往復動せしめて、各ノズル１８４を開放し、
閉鎖する。シャフトオフピン１８０が後退位置にある場
合、ノズル１８４は開放され、かつ連通ずるプラスチッ
クがスプルーを通って金型キャビティ中に流入すること
を可能とする。このシャフトオフピンが前進、即ち封鎖
位置にある場合、ノズル先端は閉じられる。

ノズル先端が閉じられた後、空気を、制御されたガス源
１８６から調節された様式で流して、金型の内表面上に
溶融樹脂を分布させることが可能である。容易に理解さ
れるように、容易に１以上のノズル１０６はマニホルド
１７６にネジ込み式に取付は得るようにすることができ
る。このような構成において、ピストン１３４はノズル
本体１０８の外部に設けることが好ましく、かつピスト
ン１８２の位置をとらせることが好ましい。

第５図をみると、第４図に示した態様とは別の態様が図
示されており、ここでは中実のピン１８８が中空ピン１
８０の代りに与えられている。（ガスをピン１８８を通
して供給するよりも）制御ガス源１０６は、例えば金型
のスプルー１９２を貫いて伸びている開口１９０を通し
て、ノズル１０２の下流域にガスを供給する。しかし、
ガスはノズル１０６の下流域の任意の有利な位置で供給
し得るものと理解すべきである。ガス源１８６からのガ
スは、また作動手段または機構にも連通していて、この
手段はピン１８８を前進しもしくは後退するために、円
筒状部材内のピストンの形状をとることが好ましい。

第６図をみると、第３図に示されたノズル１０６を含む
射出成形システム中で、発泡性樹脂から構造をもつ発泡
体を作るための様々な工程がフローチャート形式で示さ
れている。

工程２００において、金型１１２は圧力源１１４を通し
て加圧される。

工程２０２において、発泡性樹脂はノズル１０６を通し
て注入される。

工程２０４において、先端部１５０はノズル１０６を閉
じるように伸びている。

工程２０６において、圧力は金型１１２内で解除されて
、該発泡性樹脂を発泡せしめる。

工程２０８において、本体は冷却される。

工程２１０において、金型は開放され、部材が取外され
る。

第６図に概説した工程に加えて、流体（即ち窒素ガス）
をノズル１０６からの圧力下で金型１１２内に注入して
、金型１１２の内面上に溶融樹脂を分布することができ
る。この工程の後、ガスにより生ずる圧力を解除する。

この圧力は金型内にあるいは中空ピン１４８を介して解
除することができる。

第７図をみると、拡大された補償手段または機構２２０
が図示されており、これはピストンアセンブリ１３４′
内に配置されている。一般に、補償機構２２０も、バル
ブ機構１３２の先端部が閉じられるまで、流体が金型１
１２内に侵入することを防止する。

第３図に示された部材と同一のあるいはこれに類似の機
能または構造をもつ第７図の部材は同一の参照番号で示
されるが、ダッシュを付して表示されていることを理解
すべきである。

ピストンアセンブリ１３４′は先端部（図示せず。しか
しこれはピン１４８′の端部にネジ込み式に固定されて
いる）をもつピン１４８′と一体式に形成される。

チェックバルブ１５２に類似のチエツクバルブ１５２′
がピン１４８′内に含まれている。チエツクバルブ１５
２′はボール１５４′を含み、このボールは着脱式の先
端部内に形成された通路１５６′に隣接して、ピン１４
８′内に設けられている。

補償機構２２０は圧縮バネ２２２を含み、このバネはピ
ン１４８′内に形成された肩部２２１と、ピン１４８′
内に配置されたバネ支持体２２４の肩部２２３との間に
配置される。バネ支持体２２４は内部キャビティ２２６
を含み、このキャビティはバネ２２２を受け、かつ少な
くとも部分的には肩部２２３によって画成される。キャ
ビティ２２６は、傾斜した通路２２８により、ピン１４
８′内に形成された第２のキャビティ２２９と流体接続
状態にある。

通路２２８は内部キャビティ２２６に対向するバネ支持
体２２４の外面２３０と連通している。

更に、外面２３０は通路２３４，２３８および２４０を
介して、ピストンアセンブリ１３４′の面１４２′と１
３７′並びにノズルの第２端部１１８′に夫々連絡して
いる。通路２３４は調節プラグ２３２内に作られ、かつ
調節プラグ２３２並びに圧カブｏ−７り（ｐｒｅｓｓｕ
ｒｅ　ｂｌｏｃｋ）　２３６内に形成された通路２３８
と直接連通している。最後に、通路２４０は、通路２３
８と間接々続している圧力ブロック２３６内に形成され
ている。

通路２３４の寸法とバネ２２２の強さとの両者が、流体
が通路１５６′を通って移動する圧力を決定する。例え
ば、この通路２３４の径が小さい程かつバネ２２２が強
力であればある程、圧力は一層高くなる。このような高
い圧力は著しく粘稠なプラスチックに対して必要とされ
る。

調節プラグ２３２はピストンアセンブリ１３４′内に調
節可能な状態でネジ込み式に固定され、これによって補
償機構２２０のバネ２２２が設置され、ピストン先端が
その前方位置で閉じられるまで、金型内へのガスの侵入
を防止する。即ち、バネ１４７′と共に空気圧が表面１
４２′に圧力を及ぼし、ピストンアセンブリ１３４′を
移動させ、かつ結果としてピン１４８′の先端部が閉じ
られるまでピン１４８′を左側に移動せしめる。このよ
うに設定した後、バネ支持体２２４の表面２３０に及ぼ
される空気圧はバネ支持体２３４を左側に移動せしめ、
これによって流体が開口２３４゜２３８および２４０、
開口２２８を通り、バネ２２２を越え、通路１５６′お
よびピン１４８′を通って流動することが可能となる。

ボール１５４′は、流体を金型により妨害されずに流し
、かつ流体が通路１５６′を介して逆流するのを防止（
即ちボール１５４′は一方向バルプとして動作する）す
ることにより、第３図に示した態様のボール１５４と同
じ様式で動作する。

また、チェックバルブ１５２′は、中空体部分内の圧力
を少なくとも部分的にノズルを介して解除しようとする
場合には、省略できるものと理解すべきである。補償機
構２２０は、少なくとも中空体部分の圧力が、例えば４
００ｐｓｉなる値に達するまで（この圧力の下で補償機
構２２０は流体の逆流を防止する）、圧力解除すること
を可能とする。

本発明の方法およびノズルの種々の態様はノズル内での
ガスとプラスチック梼脂との相互の混合を防止する。結
果として、優れた表面仕上げの部品が本発明によって与
えられる。

本発明を実施する最良の態様をここで詳しく述べてきた
が、本発明が関与する技術に馴染みのある者は、上記の
特許請求の範囲に規定されたような本発明を実施するた
めの様々な異る設計並びに態様を認識するであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は開放位置にある金型と、加圧流体源およびこれ
に関連する制御バルブと、ノズルをもつ射出成形機とを
含む公知の流体−射出成形システムの一部取除いたかつ
断面で示した模式図であり、 第２図は本発明の一態様の様々な工程を示すブロック図
であり、 第３図は本発明のノズルの第１の態様の一部取除いた断
面図で示した側面図であり、 第４図は本発明のノズルの第２の態様を、多頭ノズルと
共に使用するのに適したホントランナーマニホルドと組
合せて示した断面図であり、 第５図は本発明のノズルの更に別の態様の一部取除いた
断面図で示した模式図であり、第６図は本発明の方法の
第２の態様の種々の工程を示すブロック図であり、およ
び 第７図は本発明のノズルの好ましい態様で用いる補償機
構の、一部取除いた断面図で示した側面図である。 （主な参照番号） １０・・・射出成形システム、１２・・・射出成形機、
１４・・・ノズル、１６・・・油圧スクリューラム、１
８・・・孔、２０・・・バレル、２２・・・バレル端部
、２４・・・加圧流体供給源、２６・・・流動制御バル
ブ、２８・・・金型、３０・・・定位リング、３２・・
・クランプ板、３４・・・キャビテイ板、３６・・・ス
プループッシュ、３８・・・リーダピン、４０・・・リ
ーグピンブツシュ、４２・・・コア保持板、４４・・・
支持板、４６・・・突出部保持板、４８・・・突出板、
５０・・・支柱、５２・・・ハウジング、５４・・・戻
しピン、５６・・・突出ピン、５８・・・スプルー引取
ピン、６０・・・スプルー、６２・・・ランナー、６４
・・・ゲート、６６・・・キャビティ、６８・・・金型
雄型、７０・・・金型雌型、１０６・・・ノズル、１０
８・・・ノズル本体、１１０・・・第１端部、１１２・
・・金型、１１４・・・圧力源、１１６・・・キャビテ
ィ、１１８・・・第２端部、１２０・・・射出成形機、
１２４・・・中央樹脂開口、１２６・・・補助樹脂開口
、１３２・・・バルブ手段、１３４・・・ピストン、１
３６・・・第１ピストン部材、１３８・・・第２ピスト
ン部材、１４４・・・孔、１４６・・・周辺溝、１４７
・・・バネ、１４８・・・ピン、１５２・・・チェック
バルブ、１５４・・・ボール、１５５・・・バネ、１５
８・・・リング、１６０・・・プラグ、１６２．１６４
，１６９，１７０・・・封止リング、１７２・・・多頭
ノズルホットランナ−マニホルドシステム、１７４・・
・定位リング、１７６・・・マニホルド、１７８・・・
シリンダアセンブリ、１８０・・・シャフトオフピン、
１８２・・・ピストン、１８４・・・ノズル、１８６・
・・制御ガス源、１８８・・・中実ピン、１９０・・・
開口、１９２・・・スプルー、２２０・・・補償機構、
２２２・・・圧縮バネ、２２４・・・バネ支持体、２２
６・・・内部キャビティ、２３２・・・調節プラグ、２
３６・・・圧力ブロック。 特許出願人　　　　マイケル　ラドネイＦｉｇ、　２

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. （１）加圧流体源と、注入開口を備えた金型と、該注入
   開口を介して溶融樹脂用の流路を設定するためのノズル
   本体を備えた射出ノズルと、ピストンおよび該ピストン
   と協動的に結合しこれと共に動作する先端部を含むバル
   ブ手段とを含み、該先端部が閉鎖位置と開放位置とを有
   していて、該注入開口を介して該ノズル本体からのプラ
   スチック樹脂の流れを連通している射出成形システム内
   で、少なくとも一種のプラスチック樹脂から物品を製造
   する方法において、該方法が以下の諸工程：（ａ）第１
   の可変圧を上記ピストンに印加して、上記先端部をその
   開放位置に移動させて、上記注入開口を介して上記射出
   ノズルからのプラスチック樹脂の流れを連通せしめるこ
   とにより、上記金型内に上記物品の調製に十分な量の溶
   融樹脂を注入する工程、（ｂ）上記溶融樹脂の注入工程
   と同時にあるいはその後に上記流体源からの加圧流体と
   該金型とを連通させて、該金型の内部表面に該溶融樹脂
   を分布せしめて、中空部分を形成する工程、（ｃ）第２
   の可変圧を上記ピストンに印加して、上記先端部にその
   閉鎖位置をとらせる工程、ここで上記第１および第２可
   変圧間の圧力差が該先端部をその閉鎖位置に移動させ、
   上記バルブ手段上での該圧力差は該流体が上記ノズル本
   体中に該溶融樹脂の流路から侵入するのを防止する、（
   ｄ）該物品を該樹脂の軟化点以下の温度まで冷却する工
   程、（ｅ）該中空体部分の圧力を解除する工程、および
   （ｆ）該金型を開放して該物品を取出す工程、を含み、
   上記流体源からの加圧流体を、少なくとも上記第２の圧
   力の一部として、上記先端部をその閉鎖位置にするのに
   利用する、 ことを特徴とする上記方法。
2. （２）更に、上記中空体部分に一定量の溶融樹脂を注入
   する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. （３）上記ピストンが上記ノズル本体中で往復運動する
   ように取付けられており、上記第１の圧力が上記樹脂注
   入工程中の該樹脂によって与えられる請求項１記載の方
   法。
4. （４）上記ピストンが上記ノズル本体外で往復運動する
   ように取付けられている請求項１記載の方法。
5. （５）上記流体が上記注入開口を介して連通している請
   求項１記載の方法。
6. （６）上記流体が上記先端部を介して連通している請求
   項５記載の方法。
7. （７）上記中空体部分内の圧力が上記注入開口を介して
   解除される請求項１記載の方法。
8. （８）上記中空体部分内の圧力が少なくとも部分的に上
   記先端部を通して解除される請求項７記載の方法。
9. （９）上記圧力解除工程が少なくとも部分的に、上記冷
   却工程後に上記ノズルと金型とを分離することにより達
   成される請求項７または８記載の方法。
10. （１０）上記流体がガスである請求項１記載の方法。
11. （１１）該ガスが窒素である請求項１０記載の方法。
12. （１２）上記バルブ手段が偏向手段を含み、該偏向手段
    が上記第２の圧力の少なくとも一部を印加する請求項１
    記載の方法。
13. （１３）上記流体が上記連通工程中の第２の圧力の実質
    的すべてを印加する請求項１記載の方法。
14. （１４）上記中空体部分が上記金型内に流体を導入する
    ことにより該金型内に形成され、かつ更に該中空体部分
    における該ガス導入口を閉じるのに十分な量の樹脂を注
    入する工程を含む請求項１記載の方法。
15. （１５）上記圧力解除工程が、上記冷却工程後、上記中
    空体部分内部を周囲大気に対し開放することにより達成
    される請求項１４記載の方法。
16. （１６）上記金型がその内部に形成すべき上記物品の形
    状をもつ一定体積の金型キャビティを画成し、かつ該金
    型内に注入される上記溶融樹脂が初めにほんの部分的に
    のみ該金型キャビティを満たす請求項１または１４記載
    の方法。
17. （１７）上記金型が雌型部分と、該雌型部内で可動であ
    って、内部に可変体積の金型キャビティを画成する雄型
    とを含み、かつ該金型内に注入された上記溶融樹脂が少
    なくとも部分的に該金型キャビティを満たす請求項１ま
    たは１４記載の方法。
18. （１８）該体積が上記流体を上記金型内に注入した際に
    増大する請求項１７記載の方法。
19. （１９）上記加圧流体が上記ノズルの下流部で上記金型
    と連通している請求項１記載の方法。
20. （２０）上記中空体部分内の圧力が少なくとも部分的に
    上記ノズル下流部で解除される請求項１または１９記載
    の方法。
21. （２１）加圧流体源、注入開口をもつ金型および射出成
    形機を含む流体を用いる型の射出成形装置内で使用され
    、溶融樹脂用の流路を設定する手段をもつノズル本体と
    、該ノズル本体を通して樹脂の流れを調節するバルブ手
    段とを含み、該ノズル本体の第１の端部は該金型と樹脂
    とを連絡するのに適しており、その第２の端部は該射出
    成形機と樹脂との連絡に適しており、該バルブ手段はピ
    ストンと該ピストンと協動的に結合されてこれと共に動
    作する先端部を含み、該バルブ手段は開放位置と閉鎖位
    置との間を往復動するようになっており、該先端部は開
    放位置において上記ノズル本体を介して樹脂の流れを連
    通し、該ピストンは第１および第２の表面をもち、該先
    端部は該バルブ手段上の圧力差によって上記開放位置と
    閉鎖位置の間を移動して上記流体が該ノズル本体内の溶
    融樹脂の上記通路に侵入するのを防止している、流体を
    用いる型の射出成形システムで使用するノズルであって
    、 上記ピストンの第２の表面が、上記先端部をその閉鎖位
    置とし、かつ該先端部を閉鎖位置に維持するための上記
    流体源からの加圧流体と連通するようになっていること
    を特徴とする上記ノズル。
22. （２２）上記バルブ手段が上記ノズル本体内に収容され
    ており、かつ上記ピストンの第１の表面が上記樹脂と連
    通している請求項２１記載のノズル。
23. （２３）上記ピストンが上記バルブ本体の外部で往復動
    するように取付けられており、かつ上記流体源からの流
    体が上記ピストンの該第１表面に圧力を印加する請求項
    ２１記載のノズル。
24. （２４）上記バルブ手段がその内部に設けられた流体流
    路をもち、かつその一端において上記先端部分を通して
    開放状態にあり、該流体流路および該先端部分が上記金
    型内にて該加圧流体の流れを連通している請求項２１〜
    ２３のいずれか１項記載のノズル。
25. （２５）上記流体がガスである請求項２２または２３記
    載のノズル。
26. （２６）該ガスが窒素である請求項２５記載のノズル。
27. （２７）上記バルブ手段が更に上記ピストンを偏向する
    ための偏向手段を含む請求項２２または２３記載のノズ
    ル。
28. （２８）該偏向手段が該ピストンを偏向すべく該ピスト
    ンの第２表面と協動的に結合されたバネを含む請求項２
    ７記載のノズル。
29. （２９）更に上記流路内にこれを通過する上記加圧流体
    の流れを制御するためのチェックバルブを含む請求項２
    ４記載のノズル。
30. （３０）多頭ノズルホットランナーマニホルドシステム
    で使用するのに適している請求項２２または２３記載の
    ノズル。
31. （３１）上記先端部が上記ノズル本体の第１の端部と協
    動的に結合されている請求項２２または２３記載のノズ
    ル。
32. （３２）該ノズル本体がその第１端部および共通先端位
    置における互換性ノズル先端を含み、樹脂オリフィスの
    サイズを変え得る請求項３１記載のノズル。
33. （３３）更に、上記ピストンにおいて、上記ノズル本体
    内での上記流体と樹脂との連通を防止するために、該ノ
    ズル本体内に設けられた封止手段をも含む請求項２２ま
    たは２３記載のノズル。
34. （３４）上記バルブ手段が補償機構を備えていて、該バ
    ルブ機構の先端部が用いられるまで、流体の金型内への
    流入を防止する請求項２１〜２３のいずれか１項記載の
    ノズル。
35. （３５）該補償機構がバネ力を与えるバネ手段を含み、
    該バネの力が上記先端部をその閉鎖位置まで移動させる
    に要する力よりも大きい請求項３４記載のノズル。
36. （３６）加圧流体源、金型、溶融樹脂の流路を設定する
    ためのノズル本体を有する注入ノズルおよびピストンと
    該ピストンと協動的に結合しこれと共に運動する先端部
    とをもつバルブ手段を含む射出成形システム内で発泡性
    樹脂から構造をもつ発泡物品を作製するための、以下の
    諸工程：（ａ）所定圧に該金型を加圧する工程、（ｂ）
    該金型内の注入開口を通して該注入ノズルから、該物品
    を少なくとも部分的に調製するのに十分な量の発泡性樹
    脂を注入する工程、（ｃ）該バルブ手段における差圧に
    よって該ピストンを移動させて、該先端部をその閉鎖位
    置に移動せしめる工程、（ｄ）該金型内の圧力を解除し
    て該樹脂を発泡する工程、（ｅ）該物品を該樹脂の軟化
    点以下の温度まで冷却する工程、および（ｆ）該金型を
    開放して該物品を取出す工程を含む方法であって、 該流体源からの加圧流体を、該先端部をその閉鎖位置に
    するための上記差圧の少なくとも一部として利用するこ
    とを特徴とする上記方法。
37. （３７）更に、所定量の溶融樹脂を注入する工程と同時
    にまたはその後に、加圧下にある上記金型に流体を注入
    して、該溶融樹脂を該金型の内部表面上に分布せしめる
    工程を含む請求項３６記載の方法。
38. （３８）該流体の注入工程後に、更に該物品内の圧力を
    解除する工程をも含む請求項３７記載の方法。
39. （３９）上記バルブ手段がその内部に設けられた流体通
    路をもち、かつ上記更に圧力を解除する工程が該流体通
    路を通して該金型内の圧力を排除することにより達成さ
    れる請求項３８記載の方法。