JPH0236348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はバルブゲート型射出成形装置に係り、
とりわけキヤビテイプレート（雌型）の開口を通
して直接キヤビテイ（空洞）まで延び、それ自体
にバルブピンの先端がキヤビテイへの溶融体の流
れを制御するために挿入されるゲート（湯口）の
形成されている鼻部分を備えたヒートノズルの改
良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来良く知られているように、このタイプの射
出成形装置は、ヒートノズルと冷却されたキヤビ
テイプレートとの間に絶縁された空気スペースが
設けられている。従来の多くの装置においては、
このスペースは、部分的に凝固され絶縁体として
作用する溶融体により満されることを許容してい
た。しかしながら、このことは色および／または
材料の異なる以前の材料を除去することを困難と
し、さらにある材料に対してはバルブピンをゲー
トに確実に密接させるためゲート領域に付加的な
加熱を必要とするというような欠点を有してい
る。

そこで、このような問題点を解決するために、
本出願人は、米国特許第4043740号（1977年８月
23日発行）明細書に記載されているように、チタ
ンにより形成された中空円筒状ノズルシールを提
供した。このシールはノズルとキヤビテイプレー
トとの両方に設置され、ゲートのまわりの空気ス
ペースを埋めている。さらに最近においては、本
出願人の米国特許第4286941号（1981年９月１日
発行）に記載されているように、キヤビテイプレ
ートの開口を通つてキヤビテイへまつすぐに延
び、キヤビテイに隣接するゲート領域により多く
の熱を与えるチタンノズルシールが提示されてい
る。これらの従来の装置は大変有効であるが、特
別のゲート寸法に対しては特別のユニツトを用い
なければならず、鋳型メーカーは、正しい寸法と
角度のゲートを製造する上で、非常な正確さを要
求されるという欠点を有している。

ゲート（湯口）の他の観点に関する最近の出願
において、本出願人はカナダ特許出願第370734号
（出願日1981年２月12日、発明の名称「固定スパ
イラルブレードを備えたヒートノズルブツシユ」）
明細書中で、キヤビテイプレートを通過してキヤ
ビテイへ延びる部分を有するヒートノズルあるい
はノズルブツシユについて開示した。しかしなが
ら、この構造はスパイラルブレードをキヤビテイ
へまつすぐに延長させる必要があり、また、バル
ブピンをゲートに密接させるのに要求されるバル
ブゲート装置に対し取り換え得る技術の何らの示
唆もない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、容易に製造できるキヤビテイ
プレートの開口内に受入れられる鼻部分を有する
ヒートノズルを備えたバルブゲート装置を提供す
ることにより、従来技術の欠点を解決することに
ある。本発明によれば、鼻部分の一部分を機械加
工で切断することにより、特別寸法のゲートに対
しヒートノズルを適合させることができる。

〔発明の概要〕

本発明は、冷却されたキヤビテイプレートに取
付けられたヒートノズルと、このヒートノズル内
を開放位置と閉鎖位置との間で往復移動する細長
いバルブピンと、孔を通してヒートノズル内のバ
ルブピンのまわりまで延び、鋳造機から、キヤビ
テイプレートの面により一方の側が部分的に形成
されているキヤビテイに通じているゲートまで、
圧力熱溶融体を運ぶ溶融通路とを備え、前記バル
ブピンが、駆動端と、閉鎖位置において前記ゲー
トに着座する先端とを有し、さらに前記バルブピ
ンの駆動端がバルブピンを開放位置と閉鎖位置と
の間を往復移動させるようバルブピン作動機構に
係合しているバルブゲート型射出成形装置であつ
て、前記ヒートノズルが前端面を有する鼻部分を
備え、この鼻部分は、キヤビテイプレートの開口
内にキヤビテイに向けて固く嵌挿され、さらに前
記鼻部分は、前端面がキヤビテイの一方の側を形
成するキヤビテイプレートの面とほぼ整列するよ
うな位置に前記開口を通して延びており、かつ前
記鼻部分は内部に前記孔からキヤビテイまで延び
るゲートを有していることを特徴としている。

また、ヒートノズルの鼻部分には、少なくと
も、前記ヒートノズルの孔から離れるに従い寸法
が小さくなるテーパ形状をしたゲート部分が形成
され、鼻部分の予め定められた位置を組立前に切
断することにより、鼻部分の前端面においてゲー
トの最小寸法を増大させるとともに、鼻部分の長
さを減少させるようにしてある。

〔発明の実施例〕

第１図は、キヤビテイプレート（雌型）１２と
可動定盤１６との間にキヤビテイ１４を生じさせ
るようなキヤビテイプレート１２内に装着され、
油圧により駆動される、多くのキヤビテイを備え
たバルブゲート型射出成形装置の１つのヒートノ
ズル１０を示している。ヒートノズル１０とキヤ
ビテイプレート１２と背板２２との間に存在する
設置リング２０により、マニホルド１８が配設さ
れている。ヒートノズル１０は、一般に、腐食お
よび摩耗に対して強い材料、例えばスチールによ
り形成されているが、このスチール部分に熱をよ
り早く伝達し得る高熱伝導性材料、例えば銅によ
り形成された内側部分に鋳込まれた電熱要素（電
気的加熱要素）２４を有している。このヒートノ
ズル１０は、駆動端３２と先端３４とを有してい
る細長いバルブピン３０の挿通する中央孔２８を
備えている。バルブピン３０の駆動端３２は、背
板２２内に装着された油圧駆動機構に係合し、バ
ルブピン３０を、図示された開放位置と先端３４
がキヤビテイ１４に通じるゲート３６を閉ざす閉
鎖位置との間で長手方向に往復移動させるように
なつている。

油圧駆動機構は、背板２２内の穴に装着された
シリンダ４０内を往復移動するピストン３８を有
している。シリンダ４０は、フランジ部４４を挿
通するボルト４２により固着されている。シリン
ダ４０は、キヤツプ４６をシリンダ４０内にねじ
込み、キヤツプ４６の頂部の小孔４８に係合する
ピンを有するフオーク型レンチ（図示せず）を用
いて締付けることにより、密閉されている。バル
ブピン３０はピストン３８の孔を挿通し、プラグ
５０によりピストン３８に固定されている。この
プラグ５０は、六角形レンチ（図示せず）をソケ
ツト５２に挿入することによりバルブピン３０の
駆動端３２に対し締付けられている。ピストン３
８は、ピストン３８とシリンダ４０の間のシール
を行うためＯリング５４を備え、溝内に装着され
たエクスパンシヨンワツシヤ６０により保持され
るＶ形可撓性リング５８を用いて、ピストン３８
のネツク５６のまわりに高熱シールが設けられて
いる。ピストン３８とキヤツプ４６との間に接触
スリーブ６２が配設され、接触スリーブ６２の高
さを変えることにより、開放位置におけるピスト
ン３８とバルブピン３０の移動量を調整し得るよ
うになつている。本出願人によるカナダ特許出願
第424371号（出願日1983年３月24日、発明の名称
「交互の油圧コネクシヨンを備えた油圧駆動射出
成形システム」）明細書中により詳しく説明され
ているように、ピストン３８に対し互いに反対側
にあるようシリンダ４０に設けられた２つのダク
ト６４，６６を通して圧力油を供給することによ
り、予め定められたサイクルに従つて駆動され
る。

凹形入口７０から枝分れした溶融通路６８は、
マニホルド１８を通り、ヒートノズル１０内の中
央孔２８を挿通するバルブピン３０の周囲を通つ
てゲート３６まで延びている。溶融通路６８はヒ
ートノズル１０内に装着されたステンレススチー
ル製ブツシングシール７２を用いて中央孔２８に
接続されている。本出願人の米国特許第4026518
号（1977年５月31日発行）明細書に記載されてい
るように、ブツシングシールは、往復移動するバ
ルブピン３０に沿つて圧力溶融体が漏洩するのを
防ぐ。

キヤビテイプレート１２および背板２２が、冷
却チヤンネル７４を用いて通常の方法で冷却され
る。上述したように、ヒートノズル１０は、ヒー
トノズル１０内に鋳込まれた絶縁性電熱要素２４
にターミナル７６（１つのみ図示）から電力を受
けることにより加熱され、溶融通路６８を通して
流れる溶融体を所要の温度範囲内に維持する。ヒ
ートノズル１０は、キヤビテイプレート１２内
に、ヒートノズル１０とキヤビテイプレート１２
との間に絶縁空気スペース８０を与える絶縁ブツ
シユ７８を用いて装着されている。同様に、設置
リング２０は、熱いマニホルド１８を冷却されて
いるキヤビテイプレート１２から分離し、ヒート
ノズル１０とキヤビテイプレート１２との間に絶
縁空気スペース８０が維持されることを確実にす
る。明らかなように、第２の絶縁空気スペース８
２が冷却された背板２２と熱いマニホルド１８と
の間に存在している。

上述したように、従来においては、キヤビテイ
へのゲートは、キヤビテイプレート自体を通つて
延びており、ヒートノズル１０とキヤビテイプレ
ート１２との間の空気スペース８０は、ゲートの
まわりまで延びる円筒状のチタニウムノズルシー
ルにより埋められている。

明らかなように、本発明によれば、ヒートノズ
ル１０は、ゲート３６を通つてキヤビテイ１４ま
で延びる円筒状の鼻部分８４を有している。この
鼻部分８４は、キヤビテイプレート１２を通過す
る円筒状開口８６内に固く嵌挿され、熱作用を受
ける前端面８８は、部分的にキヤビテイ１４を形
成するキヤビテイプレート１２の面９０と同一に
されている。圧力溶融体から空気スペース８０を
密閉することに加えて、この構造は、ポリエステ
ルのような臨界温度材料や、非常に高い温度で敏
感な溶融点を有する材料にとつて、より均等な温
度をキヤビテイ内に直ちに与えられるという長所
を有している。言い換えれば、改良された熱伝達
状態がゲート領域に与えられ、キヤビテイ付近で
温度が低くなりすぎないよう、電熱要素２４の領
域で溶融体をオーバーヒートさせる必要がない。
徐々に軟化する傾向を有する非常に多くのポリマ
ーについて比較してみると、高い温度で敏感な溶
融点を有する、熱と剪断に影響されやすい種々の
ポリマーがあり、この場合には、システム内の他
のいかなる点においても、溶融点より約20℃以上
溶融体の温度を上げることなくポリマーの溶融点
によりやや低い温度のゲート温度を有することが
望まれる。このことは特に透明なポリマーにとつ
ては、加熱手段を別々にすることなくゲート温度
を調整できる単一な手段は重要である。

さらに、第２図に詳細に示すように、この構造
は、ノズル製造者が、特別の使用のため必要なゲ
ート寸法に対し、使用者である鋳物メーカーによ
りただちに適用できる単一サイズのノズルを供給
することを可能とする。第２図は、取付け前にノ
ズル製造者により供給される鼻部分８４とバルブ
ピン３０の先端３４を示している。鋳物メーカー
は、第２図に点線で示すうちの１つに従つて、鼻
部分８４を特別の長さに機械加工し、これによ
り、ゲート３６がテーパ形状となつているので、
前端面８８において選択された最小直径のゲート
が得られる。ノズル製造者は、例えば1.5mm、2.0
mm、2.5mmあるいは3.0mmの最小ゲート直径を得る
ために鼻部分が機械加工されるべきノズル長さを
示す図表を鋳物メーカーに与える。もちろんバル
ブピン３０の先端３４も同様に、第２図に破線で
示すように、最小ゲート直径に応じて選択された
長さに機械加工される。バルブピン３０の先端３
４は、閉鎖位置にあるとき完全なシールが得られ
るように、ゲート３６のテーパにぴつたり合うテ
ーパ形状をしている。これらのテーパは製造者に
より形成され、ゲートは通常被覆されているの
で、良好にぴつたり合わせることができる。かく
して鋳物メーカーは、特別のバルブピンに合致す
る特別寸法のテーパ状ゲートを形成するよりはは
るかに容易な、キヤビテイプレートを通過する円
筒状開口８６を形成する作業を行えば良い。

使用において、鋳物メーカーは、ノズルの鼻部
分８４とバルブピン３０の先端３４を機械加工す
ることにより特別寸法のゲートを得、第１図に示
すように装置を組立てることができる。キヤビテ
イプレート１２の円筒状開口８６は、ノズル１０
が冷却されている時、ノズル１０の鼻部分８４を
受入れられるよう作られ、ノズル１０が作動中の
温度に加熱された時、ノズルが拡大して固く圧接
されるようにしてある。ゲート領域の熱量は、鋳
物メーカーにより、冷却されたキヤビテイプレー
ト１２と加熱されたノズル１０の鼻部分８４との
間の接触長さＨを減少させることにより増大させ
られる。これは鋳造される材料による。例えば、
ナイロンに対しては長さＨは約２mm、PVCある
いはABSに対しては約４mmである。もちろん、
絶縁ブツシユ７８を機械加工することにより、作
動温度において熱膨張させた後に、隣接するキヤ
ビテイプレート１２の面９０に鼻部分８４の前端
面８８が整列するようにすることは必要である。
同様に、設置リング２０の高さを調整し、マニホ
ルド１８をノズル１０に対し正確に位置付けるこ
とが必要である。

電力が電熱要素２４のターミナル７６に供給さ
れ、ノズル１０を作動温度まで加熱する。鋳造機
からの圧力溶融体が溶融通路６８に導入され、通
常の方法により予め定められたサイクルに従つて
制御された液圧が作動機構に加えられる。キヤビ
テイ１４を満たすに十分な溶融体が射出され、充
填するための短い時間の間、高い射出圧力が維持
れた後、バルブピン３０およびピストン３８を、
バルブピンの先端３４がゲート３６に密接する閉
鎖位置へ往復移動させるよう油圧が加えられる。
溶融体の圧力は減少され、鋳型が排出のため開か
れる前の冷却期間中、その位置が保たれる。鋳型
が再び閉じられた後、油圧が加えられバルブピン
３０を開放位置へ往復移動させ、高い射出圧力が
再び加えられる。鼻部分８４の前端面８８および
キヤビテイプレート１２の隣接面９０は、キヤビ
テイ１４の一面側を形成し、したがつてこれらの
間をしつかりと適合させることは、ゲート内に所
望の温度を与え、製品上に生ずる鋳造線を最小化
し、漏洩を防止する上で重要である。

第３図は本発明の他の実施例を示し、この実施
例においては、ノズル１０の鼻部分８４がいくぶ
ん異なつた形状をしている。この実施例において
は、鼻部分８４は、縮小された直径の首部分９４
から前端面まで延びる円筒状ヘツド部分９２を有
するようアンダーカツトされている。この構造
は、空気スペース８０を縮小された首部分９４の
まわりまで延長させ、キヤビテイプレート１２へ
の熱損失を減少させ、同時にゲート領域への熱伝
達を高める。かくして、このアンダーカツトされ
た形状は、前端面８８においてより少ない熱が要
求されるかあるいは許容され得るような材料のた
めに、高さＨを増大させることに加えてあるいは
増大させる代わりに用いられる。他の点について
は、本実施例の構成および作用は、前述した実施
例と同様であり、繰返して説明しない。

特別の実施例について本発明の説明がなされた
が、本発明は制限されて解釈されるべきでない。
当業者にとつては、変更および応用が可能であ
る。たとえば、異なつた型のノズルあるいは作動
機構を本発明の範囲内において使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバルブゲート型射出成形
装置の一実施例を示す部分断面図、第２図は第１
図に示したヒートノズルの部分断面図であり、鼻
部分を機械加工する前の状態を示しており、第３
図は本発明の他の実施例によるヒートノズルの鼻
部分を示す部分断面図である。 １０……ヒートノズル、１２……キヤビテイプ
レート、１４……キヤビテイ、１８……マニホル
ド、２４……電熱要素、２８……中央孔、３０…
…バルブピン、３２……駆動端、３４……先端、
３６……ゲート、６８……溶融通路、８４……鼻
部分、８６……前端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却されたキヤビテイプレートに取付けられ
   たヒートノズルと、このヒートノズル内を開放位
   置と閉鎖位置との間で往復移動する細長いバルブ
   ピンと、孔を通してヒートノズル内のバルブピン
   のまわりまで延び、鋳造機から、キヤビテイプレ
   ートの面により一方の側が部分的に形成されてい
   るキヤビテイに通じているゲートまで、圧力熱溶
   融体を運ぶ溶融通路とを備え、前記バルブピン
   が、駆動端と、閉鎖位置において前記ゲートに着
   座する先端とを有し、さらにバルブピン作動機構
   が前記バルブピンの駆動端に係合することにより
   バルブピンを開放位置と閉鎖位置との間を往復移
   動するようにされたバルブゲート型射出成形装置
   において、前記ヒートノズルはキヤビテイプレー
   トの開口内にキヤビテイに向けて固く嵌挿される
   鼻部分を有し、この鼻部分は、作動温度において
   前端面がキヤビテイの一方の側を形成するキヤビ
   テイプレートの面とほぼ整列するような位置に前
   記開口を通して延び、内部に前記キヤビテイプレ
   ートの孔からキヤビテイまで延びるゲートを有し
   ているとともに、鼻部分の予め定められた位置を
   組立前に切断することにより、鼻部分の前端面に
   おいてゲートの最小寸法を増大させ、鼻部分の長
   さを減少させるように、前記ヒートノズルの孔か
   ら離れるに従い寸法が小さくなるテーパ状をした
   ゲート部分が形成されていることを特徴とするバ
   ルブゲート型射出成形装置。 ２ ヒートノズルの鼻部分は、冷却時にキヤビテ
   イプレートの開口内に挿入され、ヒートノズルが
   加熱された際の鼻部分の熱膨張によりキヤビテイ
   プレートに鼻部分が固く係合し、キヤビテイプレ
   ートと鼻部分との間から圧力溶融体が漏洩するこ
   とを防止し得るような形状をしていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のバルブゲー
   ト型射出成形装置。 ３ ヒートノズルの鼻部分とこの鼻部分が嵌挿さ
   れるキヤビテイプレートに設けられた開口とは円
   筒形状をしていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載のバルブゲート型射出成形装置。 ４ ヒートノズルの鼻部分は、直径が縮小された
   首部分から前端面に向けてキヤビテイプレートの
   開口内を延びる円筒形状のヘツド部分を有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   バルブゲート型射出成形装置。