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特許7550064シャットオフノズル装置、射出装置、射出成形機ならびにシャットオフノズルの駆動方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】シャットオフノズル装置、射出装置、射出成形機ならびにシャットオフノズルの駆動方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/23 20060101AFI20240905BHJP
   B29C 45/76 20060101ALI20240905BHJP
【FI】
B29C45/23
B29C45/76
【請求項の数】 17
(21)【出願番号】P 2021007766
(22)【出願日】2021-01-21
(65)【公開番号】P2022112108
(43)【公開日】2022-08-02
【審査請求日】2023-08-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【氏名又は名称】杉谷 嘉昭
(74)【代理人】
【識別番号】100147072
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 裕通
(72)【発明者】
【氏名】中山 清貴
【審査官】家城 雅美
(56)【参考文献】
【文献】特開平02-233223(JP,A)
【文献】特開2005-040993(JP,A)
【文献】特開平08-039639(JP,A)
【文献】特開平08-025417(JP,A)
【文献】特開2021-059048(JP,A)
【文献】特開2006-035686(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 45/23
B29C 45/76
B22D 17/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
加熱シリンダの先端に設けられている射出ノズルと、
前記射出ノズルの射出口を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁を駆動するピストンシリンダユニットと、
該ピストンシリンダユニットに流体を供給する流体供給装置と、を備え、
前記流体供給装置は、前記ニードル弁の駆動力を変更可能とするように前記流体の圧力を2段階以上に切替えて前記ピストンシリンダユニットに供給可能になっている、シャットオフノズル装置。
【請求項2】
前記ピストンシリンダユニットに供給する流体は油圧作動油からなる、請求項1に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項3】
前記流体供給装置は圧縮空気の圧力を前記油圧作動油の油圧に変換する流体変換手段を備える、請求項2に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項4】
前記流体供給装置は第1増圧手段が選択可能に設けられ、前記第1増圧手段が選択されると圧縮空気が増圧されて前記流体変換手段に供給されるようになっている、請求項3に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項5】
前記流体変換手段は第2増圧手段を備え、前記第2増圧手段は、圧縮空気の圧力を油圧に変換するとき、2段階以上の異なる油圧に変換可能になっている、請求項3または4に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項6】
前記流体変換手段は等圧変換手段と第3増圧手段とが選択可能に設けられ、前記等圧変換手段が選択されると圧縮空気の圧力が等圧の油圧に変換され、前記第3増圧手段が選択されると圧縮空気の圧力が増圧されて油圧に変換される、請求項3または4に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項7】
前記シャットオフノズル装置はコントローラを備え、該コントローラにおいて検出される前記ニードル弁の駆動に要する時間が規定時間を超えると前記流体の圧力を高圧に切り替えるようになっている、請求項1~6のいずれかの項に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項8】
前記シャットオフノズル装置は、前記ニードル弁を開方向に駆動するときと閉方向に駆動するときとで、前記流体の圧力を切り替えるようになっている、請求項1~6のいずれかの項に記載のシャットオフノズル装置。
【請求項9】
加熱シリンダと、
該加熱シリンダに設けられているスクリュと、
前記加熱シリンダの先端に設けられているシャットオフノズル装置と、を備え、
前記シャットオフノズル装置は、射出ノズルと、
前記射出ノズルの射出口を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁を駆動するピストンシリンダユニットと、
該ピストンシリンダユニットに流体を供給する流体供給装置と、を備え、
前記流体供給装置は、前記ニードル弁の駆動力を変更可能とするように前記流体の圧力を2段階以上に切替えて前記ピストンシリンダユニットに供給可能になっている、射出装置。
【請求項10】
前記ピストンシリンダユニットに供給する流体は油圧作動油からなる、請求項9に記載の射出装置。
【請求項11】
前記流体供給装置は圧縮空気の圧力を前記油圧作動油の油圧に変換する流体変換手段を備える、請求項10に記載の射出装置。
【請求項12】
金型を型締する型締装置と、
樹脂を射出する射出装置と、
前記射出装置の先端に設けられているシャットオフノズル装置と、を備え、
前記シャットオフノズル装置は、射出ノズルと、
前記射出ノズルの射出口を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁を駆動するピストンシリンダユニットと、
該ピストンシリンダユニットに流体を供給する流体供給装置と、を備え、
前記流体供給装置は、前記ニードル弁の駆動力を変更可能とするように前記流体の圧力を2段階以上に切替えて前記ピストンシリンダユニットに供給可能になっている、射出成形機。
【請求項13】
前記ピストンシリンダユニットに供給する流体は油圧作動油からなる、請求項12に記載の射出成形機。
【請求項14】
前記流体供給装置は圧縮空気の圧力を前記油圧作動油の油圧に変換する流体変換手段を備える、請求項13に記載の射出成形機。
【請求項15】
射出ノズルと、
前記射出ノズルの射出口を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁を駆動するピストンシリンダユニットと、を備えたシャットオフノズル装置において、
前記ピストンシリンダユニットに供給する流体を、2段階以上に切替えて前記ニードル弁の駆動力を変更する、シャットオフノズルの駆動方法。
【請求項16】
前記ピストンシリンダユニットに供給する流体は油圧作動油からなる、請求項15に記載のシャットオフノズルの駆動方法。
【請求項17】
圧縮空気を供給し、該圧縮空気の圧力を前記油圧作動油の油圧に変換して前記ピストンシリンダユニットに供給する、請求項16に記載のシャットオフノズルの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ニードル弁によって射出口を開閉するようになっているシャットオフノズル装置、シャットオフノズルが設けられている射出装置、および射出成形機、ならびにシャットオフノズルの駆動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装置は、射出装置の加熱シリンダの先端に設けられている射出ノズルと、射出ノズルの射出口を開閉するニードル弁と、ニードル弁を駆動する駆動機構とから構成されている。シャットオフノズル装置には、例えば特許文献1に記載されているようにニードル弁が射出ノズルの樹脂流路内に同軸に設けられているものがある。あるいは、射出ノズルの側面から樹脂流路に連通する斜めの孔が開けられ、この孔にニードル弁が設けられているものもある。いずれも駆動装置によってニードル弁を駆動すると、ニードル弁の先端が樹脂流路つまり射出口を閉鎖し、あるいは射出口を開放するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2008-296386号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
シャットオフノズル装置の駆動機構には、予め設定された圧力の圧縮空気あるいは油圧作動油が供給されるようになっている。つまり固定の圧力でニードル弁が駆動される。しかしながらシャットオフノズル装置を長期間使用するとニードル弁が挿入されている挿入孔もしくは射出口に樹脂が堆積し、ニードル弁の動きに影響が生じる。そうするとニードル弁の駆動に要する時間が長くなり、さらにはニードル弁が駆動できなくなるおそれもある。
【0005】
本開示において、長期間の使用によってもニードル弁をスムーズに駆動して射出口を開閉することができる、シャットオフノズル装置、射出装置、射出成形機ならびにシャットオフノズルの駆動方法を提供する。
【0006】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は、シャットオフノズル装置において、ニードル弁を駆動するピストンシリンダユニットに供給する流体の圧力を調整可能にする。すなわち、流体の圧力を2段階以上に切替えられるように構成する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、長期運転によりニードル弁の動作が重くなったとしても流体の圧力を高くすることによって、ニードル弁をスムーズに駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本実施の形態に係る竪型射出成形機を示す正面図である。
図2】ニードル弁を駆動するピストンシリンダユニットに油圧を供給する、本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図3A】本実施の第1の形態に係る流体供給装置に設けられている、本実施の形態に係るエアハイドロブースタの正面断面図である。
図3B】本実施の他の形態に係るエアハイドロブースタの正面断面図である。
図3C】本実施のさらに他の形態に係るエアハイドロブースタの正面断面図である。
図4A】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4B】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4C】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4D】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4E】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4F】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4G】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図4H】本実施の第1の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図5】本実施の第2の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図6】本実施の第3の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
図7】本実施の第4の形態に係る流体供給装置の空気圧回路と油圧回路とを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。
【0011】
本実施の形態を説明する。
<竪型射出成形機>
本実施の形態に係る竪型射出成形機1は、図1に示されているように、型締装置2と射出装置3とから概略構成されている。射出装置3には後で詳しく説明する、本実施の形態に係るシャットオフノズル装置5が設けられている。竪型射出成形機1にはコントローラ6が設けられ、型締装置2、射出装置3を制御するようになっている。またコントローラ6は、本実施の形態に係るシャットオフノズル装置5も制御するようになっている。
【0012】
<型締装置>
型締装置2は直圧式から構成することもでき、型開閉する機構についてその種類は限定されない。本実施の形態に係る型締装置2はトグル式からなる。すなわち、型締装置2は、固定盤9と、上可動盤11と、下可動盤12と、タイバー13、13、…と、トグル機構15とから構成されている。固定盤9は筐体8に支持されている。上可動盤11は、固定盤9の上方に配置されている。下可動盤12は、固定盤9の下方に配置されている。タイバー13、13、…は、上可動盤11と下可動盤12とを連結している。トグル機構15は、固定盤9と下可動盤12の間に設けられている。このような型締装置2の固定盤9と上可動盤11には金型16、17が設けられている。したがってトグル機構15を駆動すると金型16、17が型締めされるようになっている。
【0013】
<射出装置>
射出装置3は、図示されない支柱によって上可動盤11に対して支持されている。射出装置3は、加熱シリンダ18と、この加熱シリンダ18に入れられているスクリュ19とから概略構成されている。スクリュ19は図示されない駆動装置によって回転方向と軸方向とに駆動されるようになっている。
【0014】
<シャットオフノズル装置>
射出装置3に設けられている本実施の形態に係るシャットオフノズル装置5を説明する。シャットオフノズル装置5は、射出ノズル21と、ニードル弁23と、ピストンシリンダユニット24と、流体供給装置26とから構成されている。射出ノズル21は、加熱シリンダ18に設けられている。ニードル弁23は射出ノズル21に設けられている。ピストンシリンダユニット24は、ニードル弁23を駆動する。流体供給装置26は、ピストンシリンダユニット24に油圧作動油を供給する。本実施の形態においては、射出ノズル21にはその側面から樹脂流路に連通する斜めの孔が開けられており、この孔にニードル弁23が進退自在に挿入されている。したがって、ピストンシリンダユニット24を駆動してニードル弁23を前進させるとニードル弁23の先端が射出ノズル21の射出口を閉鎖し、ニードル弁23を後退させると射出口が開放されるようになっている。
【0015】
ニードル弁23を駆動するピストンシリンダユニット24には、複数個のリミッタスイッチ28が設けられている。これらのリミッタスイッチ28はコントローラ6に接続されており、コントローラ6によってニードル弁23の前進位置、後退位置が検出されるようになっている。
【0016】
<流体供給装置>
本実施の形態に係るシャットオフノズル装置5を構成している流体供給装置26は、以下の説明で明らかになるように、ピストンシリンダユニット24に供給する流体の圧力を少なくとも2段階以上に切替えて、ニードル弁23を駆動する力を変更できる点に最大の特徴がある。このような作用を奏する流体供給装置26は色々な構成を採ることができる。最初に図2に基づいて本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aを説明する。
【0017】
<本実施の第1の形態に係る流体供給装置>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aは、ピストンシリンダユニット24に供給する流体が油圧作動油からなる。ただし、流体供給装置26Aにおいて、駆動源は圧縮空気であり、これが内部で油圧に変換されてピストンシリンダユニット24に供給されるようになっている。図2は二点鎖線によって上下に分割されているが、分割された下半分において圧縮空気が供給される圧縮空気回路が示され、そして上半分において圧縮空気を油圧に変換する流体変換手段と、油圧が供給される油圧回路が示されている。
【0018】
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aの圧縮空気回路には、圧縮空気を供給する空気源31と、エアフィルタ(F)、レギュレータ(R)、ルブリケータ(L)からなるFRLユニット32と、第3の電磁切換弁33とが設けられている。第3の電磁切換弁33の下流は分岐した2本の管路になっており、第3の電磁切換弁33はこれら管路を切り替えるようになっている。一方の分岐した管路には第1のチェック弁35が設けられ、他方の分岐した管路には増圧弁36とアキュムレータ37と第2のチェック弁39とが設けられている。後で説明するように、この他方の分岐の増圧弁36とアキュムレータ37は、圧縮空気の空気圧を増圧する第1増圧手段になっている。
【0019】
これらの2本の分岐した管路は第1、2のチェック弁35、39の下流で合流し、残圧抜きバルブ40に接続されている。残圧抜きバルブ40はメンテナンス時等において管路に残った圧縮空気を排出するためものである。残圧抜きバルブ40の下流は2本の管路に分岐しており、それぞれの分岐は第1、2の電磁切換弁42、43に接続されている。
【0020】
第1の電磁切換弁42の下流は2本の管路に分岐し、次に説明する本実施の形態に係る第1のエアハイドロブースタ45のAポート、Bポートにそれぞれ接続されている。同様に本実施の形態に係る第2の電磁切換弁43の下流も2本の管路に分岐し、第2のエアハイドロブースタ46のAポート、Bポートにそれぞれ接続されている。第1、2のエアハイドロブースタ45、46においては圧縮空気の空気圧が油圧作動油の油圧に変換され、それぞれの油圧管路から油圧作動油が供給される。これら管路には、リバースレギュレータとチェック弁とからなる第1、2のチェック弁付きリバースレギュレータ48、49と、可変絞り弁とチェック弁とからなる第1、2のチェック弁付き可変絞り弁51、52とが設けられている。また、第1、2のチェック弁付き可変絞り弁51、52は、それぞれピストンシリンダユニット24のAポート、Bポートに接続されている。
【0021】
第1、2の電磁切換弁42、43には、それぞれ圧縮空気が排出される管路が設けられ、これら管路にはサイレンサ64、64が接続されている。なお、第3の電磁切換弁33や次に説明する第1、2のエアハイドロブースタ45、46等にも圧縮空気を排出する管路とサイレンサとが設けられているが、図2においてこれらは省略されている。
【0022】
<本実施の形態に係るエアハイドロブースタ>
本実施の形態に係る第1、2のエアハイドロブースタ45、46は、図3Aに示されているように、互いに連通した大シリンダ53と小シリンダ54と、大シリンダ53と小シリンダ54内に設けられているピストン56、57とから構成されている。そしてこれらピストン56、57はロッド58によって連結されて一体的に駆動されるようになっている。小シリンダ54の先端にはオイルポット60が接続され油圧作動油が供給されるようになっている。
【0023】
本実施の形態に係る第1、2のエアハイドロブースタ45、46は、大シリンダ53において仕切壁59が設けられている点に特徴がある。したがって大シリンダ53内は3個のエリアに分割されている。すなわちピストン56によって仕切られた左側の第1のエリア61と、ピストン56と仕切壁59とに仕切られた第2のエリア62と、仕切壁59によって仕切られた右側の第3のエリア63である。第3のエリア63は小シリンダ54に連通している。これら第1~3のエリア61、62、63には、それぞれAポート、サイレンサ64、Bポートが接続されている。
【0024】
本実施の形態に係る第1、2のエアハイドロブースタ45、46において、Aポートから第1のエリア61に圧縮空気を供給すると、ピストン56、57は図において右方に駆動され、空気圧が増圧された油圧に変換される。また、Bポートから第3のエリア63に圧縮空気を供給すると、やはりピストン56、57は右方に駆動されて空気圧が等圧の油圧に変換されるようになっている。つまり本実施の形態に係る第1、2のエアハイドロブースタ45、46は、空気圧から油圧に変換するとき2段階の異なる圧力に変換する第2増圧手段になっている。
【0025】
<本実施の第1の形態に係る流体供給装置の作用>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aは、第1~3の電磁切換弁42、43、33がコントローラ6(図1参照)に接続され、コントローラ6の司令によってそれぞれの電磁コイルa、bが駆動されるようになっている。コントローラ6が第1~3の電磁切換弁42、43、33を操作することによって、ピストンシリンダユニット24に供給する油圧作動油の供給先のA、Bポートが切替えられるだけでなく、油圧も複数段階に切替えられるようになっている。つまりニードル弁23はその進退方向を切替えられるだけでなく、その駆動力も複数段階に切替えられる。これを説明する。
【0026】
<ニードル弁23の前進操作、1段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Aに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルbを駆動すると共に、第1の電磁切換弁42の電磁コイルbを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気はFRLユニット32、第3の電磁切換弁33、第1のチェック弁35、残圧抜きバルブ40、第1の電磁切換弁42を経由して第1のエアハイドロブースタ45のBポートに供給される。Bポートに供給される圧縮空気は増圧されていないので、空気源31から供給される空気圧、例えば0.5MPaになっている。
【0027】
第1のエアハイドロブースタ45において空気圧と等圧の油圧に変換される。つまり、例えば0.5MPaの油圧に変換される。この油圧の油圧作動油が第1のチェック弁付きリバースレギュレータ48、第1のチェック付き可変絞り弁51を経て油圧と流速とが調整され、ピストンシリンダユニット24のAポートに供給される。これによって1段階目の圧力によってニードル弁23が前進する。そして射出ノズル21(図1参照)の射出口が閉鎖される。
【0028】
<ニードル弁23の前進操作、2段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Bに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルaを駆動すると共に、第1の電磁切換弁42の電磁コイルbを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気はFRLユニット32、第3の電磁切換弁33、増圧弁36、アキュムレータ37に流れる。空気源31からの圧縮空気は増圧弁36によって増圧され、例えば1MPaになる。これがアキュムレータ37によって安定した空気圧に調整され、第2のチェック弁39、残圧抜きバルブ40、第1の電磁切換弁42を経由して第1のエアハイドロブースタ45のBポートに供給される。
【0029】
Bポートに供給された増圧した圧縮空気は第1のエアハイドロブースタ45において等圧の油圧に変換される。つまり、例えば1MPaの油圧に変換される。この油圧作動油がピストンシリンダユニット24のAポートに供給される。つまり2段階目の圧力によってニードル弁23が前進する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が閉鎖される。
【0030】
<ニードル弁23の前進操作、3段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Cに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルbを駆動すると共に、第1の電磁切換弁42の電磁コイルaを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気は、増圧されずに例えば0.5MPaの空気圧で第1の電磁切換弁42を経由して第1のエアハイドロブースタ45のAポートに供給される。Aポートに供給された圧縮空気は第1のエアハイドロブースタ45において増圧された油圧に変換される。つまり、例えば7MPaの油圧に変換される。この油圧作動油がピストンシリンダユニット24のAポートに供給される。すなわち3段階目の圧力によってニードル弁23が前進する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が閉鎖される。
【0031】
<ニードル弁23の前進操作、4段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Dに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルaを駆動すると共に、第1の電磁切換弁42の電磁コイルaを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気は、増圧弁36によって増圧されて例えば1MPaになる。この圧縮空気が第1の電磁切換弁42を経由して第1のエアハイドロブースタ45のAポートに供給される。Aポートに供給された圧縮空気は第1のエアハイドロブースタ45において増圧された油圧に変換される。つまり、例えば14MPaの油圧に変換される。この油圧作動油がピストンシリンダユニット24のAポートに供給される。すなわち4段階目の圧力によってニードル弁23が前進する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が閉鎖される。
【0032】
<ニードル弁23の後退操作、1段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Eに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルbを駆動すると共に、第2の電磁切換弁43の電磁コイルbを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気はFRLユニット32、第3の電磁切換弁33、第1のチェック弁35、残圧抜きバルブ40、第1の電磁切換弁42を経由して第2のエアハイドロブースタ46のBポートに供給される。Bポートに供給される圧縮空気は増圧されていないので、空気源31から供給される空気圧、例えば0.5MPaになる。
【0033】
第2のエアハイドロブースタ46において空気圧と等圧の油圧に変換される。つまり、例えば0.5MPaの油圧に変換される。この油圧の油圧作動油が第2のチェック弁付きリバースレギュレータ49、第2のチェック付き可変絞り弁52を経て油圧と流速とが調整されてピストンシリンダユニット24のBポートに供給される。これによって1段階目の圧力によってニードル弁23が後退する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が開放される。
【0034】
<ニードル弁23の後退操作、2段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Fに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルaを駆動すると共に、第2の電磁切換弁43の電磁コイルbを駆動する。空気源31からの圧縮空気はFRLユニット32、第3の電磁切換弁33、増圧弁36、アキュムレータ37に流れる。空気源31からの圧縮空気は増圧弁36によって増圧され、例えば1MPaになる。これがアキュムレータ37によって安定した空気圧に調整され、第2のチェック弁39、残圧抜きバルブ40、第2の電磁切換弁43を経由して第2のエアハイドロブースタ46のBポートに供給される。
【0035】
Bポートに供給される増圧した圧縮空気は第2のエアハイドロブースタ46において等圧の油圧に変換される。つまり、例えば1MPaの油圧に変換される。この油圧作動油がピストンシリンダユニット24のBポートに供給され、2段階目の圧力によってニードル弁23が後退する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が開放される。
【0036】
<ニードル弁23の後退操作、3段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Gに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルbを駆動すると共に、第2の電磁切換弁43の電磁コイルaを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気は、増圧されずに例えば0.5MPaの空気圧で第2の電磁切換弁43を経由して第2のエアハイドロブースタ46のAポートに供給される。Aポートに供給された圧縮空気は増圧された油圧に変換される。つまり、例えば7MPaの油圧に変換される。この油圧作動油がピストンシリンダユニット24のBポートに供給され、3段階目の圧力によってニードル弁23が後退する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が開放される。
【0037】
<ニードル弁23の後退操作、4段階目の圧力>
本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aにおいて、図4Hに示されているように、第3の電磁切換弁33の電磁コイルaを駆動すると共に、第2の電磁切換弁43の電磁コイルaを駆動する。そうすると、空気源31からの圧縮空気は、増圧弁36によって増圧されて例えば1MPaになる。この圧縮空気が第2の電磁切換弁43を経由して第2のエアハイドロブースタ46のAポートに供給される。Aポートに供給された圧縮空気は増圧された油圧に変換される。つまり、例えば14MPaの油圧に変換される。この油圧作動油がピストンシリンダユニット24のBポートに供給され、4段階目の圧力によってニードル弁23が後退する。射出ノズル21(図1参照)の射出口が開放される。
【0038】
<シャットオフノズル装置の運転方法>
以上のように、本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aは、第1~3の電磁切換弁33、42、43を切り換えると、ニードル弁23の前後進を操作できるだけでなく、ニードル弁23を駆動する駆動力も4段階に変更できる。このような本実施の第1の形態に係る流体供給装置26Aを備えたシャットオフノズル装置5は、色々な運転方法により運転することができる。
【0039】
代表的な運転方法は、ニードル弁23の駆動に要する力が上昇したときに、ニードル弁23の駆動力を段階的に大きくする方法である。ニードル弁23は射出ノズル21に開けられた孔に挿入されている。長期間の使用によりこの孔に劣化した樹脂が蓄積するとニードル弁23の摺動抵抗が増加する。つまりニードル弁23の駆動に要する力が上昇する。初期の段階では1段階目の駆動力でニードル弁23を開閉するようにし、長期使用によってニードル弁23の摺動抵抗が増加するに従って、駆動力を2段階、3段階、および4段階に上げるようにすればよい。
【0040】
ニードル弁23の摺動抵抗の増加は、ニードル弁23の駆動に要する時間の変化によって検出することができる。コントローラ6には、リミッタスイッチ28からの信号により、ニードル弁23の前進完了、後退完了が検出されるようになっている。そこでコントローラ6において、ニードル弁23の駆動を開始してから前進完了、あるいは後退完了までに要する時間を監視する。これらの時間が予め設定された規定時間を超えたら、あるいは前進完了や後退完了に至らない場合、ニードル弁23の摺動抵抗が増加したと判断する。すなわちニードル弁23の駆動力を段階的に上げる。
【0041】
本実施の形態に係るシャットオフノズル装置5の運転方法として、樹脂の色替えの作業や、パージの作業において実施する運転方法もある。色替えやパージにおいては樹脂温度を低下させて実施することがある。樹脂温度を低下させると樹脂の粘度が低下してニードル弁23の摺動抵抗が増加する。特にニードル弁23を後退させるときに駆動力を要することになる。そこで、色替えやパージの作業時において、ニードル弁23を後退させるときだけ、駆動力を段階的に引き上げて実施するようにする。
【0042】
<本実施の他の形態に係るエアハイドロブースタ>
本実施の他の形態に係るエアハイドロブースタ45、46は、変形することが可能である。他の実施の形態が図3Bに示されている。この実施の形態に係るエアハイドロブースタ45‘、46’は、大シリンダ53に入れられているピストン56に、先端部が所定長さだけ径が小さい突起部が形成された雄型ロッド66が設けられている。一方、小シリンダ54に入れられているピストン57には、その端面において軸方向に所定深さで孔が開けられた雌型ロッド67が設けられている。雄型ロッド66と雌型ロッド67は、突起部が孔に挿入されるようにして連結されている。この実施の形態に係るエアハイドロブースタ45‘、46’においてAポートから第1のエリア61に圧縮空気が供給されると、ピストン56、57が一体的に右方に駆動される。また、エアハイドロブースタ45‘、46’においてBポートから第3のエリア63に圧縮空気が供給されると、ピストン57のみが右方に駆動されるようになっている。
【0043】
図3Cには、変形された他の実施の形態に係るエアハイドロブースタ45‘’、46’‘が示されている。この実施の形態においては、油圧作動油が入れられている部屋に、バネ69が入れられている。Aポートから第1のエリア61に、あるいはBポートから第3のエリア63に圧縮空気が供給されると、バネ69の弾性力に抗してピストン56、57が駆動されて油圧作動油が供給されるようになっている。また、Aポートから第1のエリア61に、あるいはBポートから第3のエリア63に圧縮空気の供給がなくなると、バネ69の弾性力によってピストン56、57は左方に戻される。
【0044】
<本実施の第2の形態に係る流体供給装置>
図1に示されている本実施の形態に係る流体供給装置26は、色々な変形が可能である。第1の実施の形態に係る流体供給装置26A(図2参照)は、第1、2のエアハイドロブースタ45、46に特殊な構造を備えたエアハイドロブースタを使用する必要がある。具体的には、図3Aから図3Cに示されている、大シリンダ53内に仕切壁59を備えたエアハイドロブースタを使用する必要がある。これに対して、市販されている一般的な構造のエアハイドロブースタから流体供給装置26を構成することもできる。このような流体供給装置26として、図5に本実施の第2の形態に係る流体供給装置26Bが示されている。
【0045】
本実施の第2の形態に係る流体供給装置26Bは、第1、2のエアハイドロブースタ45x、46xに市販されている一般的な構造のエアハイドロブースタが採用されている。これらは空気圧を増圧して油圧に変換するので、第3増圧手段ということができる。ただし、これら第1、2のエアハイドロブースタ45x、46xにはオイルポッドの代わりにそれぞれ第1、2のエアハイドロコンバータ71、72が設けられている。すなわち、空気圧を等圧の油圧に変換する等圧変換手段が設けられている。そしてこれら第1、2のエアハイドロコンバータ71、72に圧縮空気を供給し、あるいは遮断するために、それぞれ第4、5の電磁切換弁74、75が設けられている。
【0046】
当業者であれば容易に理解されるように、第4の電磁切換弁74において電磁コイルaを駆動すると、圧縮空気が第1のエアハイドロコンバータ71に供給されて空気圧と等圧の油圧に変換されてピストンシリンダユニット24のAポートに供給される。第3の電磁切換弁33の切換位置に応じて1段階目もしくは2段階目の圧力によりニードル弁23が前進する。一方、第5の電磁切換弁75において電磁コイルaを駆動すると、圧縮空気が第2のエアハイドロコンバータ72に供給されて空気圧と等圧の油圧に変換されてピストンシリンダユニット24のBポートに供給される。第3の電磁切換弁33の切換位置に応じて1段階目もしくは2段階目の圧力によりニードル弁23が後退する。
【0047】
<本実施の第3の形態に係る流体供給装置>
図6には、市販のエアハイドロコンバータを第1、2のエアハイドロコンバータ45x、46xとして採用した本実施の第3の形態に係る流体供給装置26Cが示されている。これら第1、2のエアハイドロコンバータ45x、46xにはオイルポット60、60が設けられ油圧作動油が供給されるようになっている。この実施の形態においては、第1、2のエアハイドロコンバータ45x、46xのAポートとBポートとの間に、それぞれ第3、4のチェック弁77、78が設けられている。
【0048】
この第3の形態に係る流体供給装置26Cにおいて、第1の電磁切換弁42の電磁コイルaを駆動すると圧縮空気は第1のエアハイドロブースタ45xのAポートにしか供給されない。すなわち圧縮空気の空気圧は増圧されて油圧に変換される。第3の電磁切換弁33の切換位置に応じて3段階目あるいは4段階目の油圧がピストンシリンダユニット24に供給され、ニードル弁23が前進方向に駆動される。しかしながら、第1の電磁切換弁42の電磁コイルbを駆動すると圧縮空気は第1のエアハイドロブースタ45xのBポートだけでなくAポートにも供給される。そうすると、第1のエアハイドロブースタ45xにおいて圧縮空気の空気圧は等圧の油圧に変換される。つまり第3の電磁切換弁33の切換位置に応じて1段階目あるいは2段階目の油圧がピストンシリンダユニット24に供給され、ニードル弁23が前進方向に駆動される。
【0049】
当業者であれば容易に理解されるので、詳しくは説明しないが、第2の電磁切換弁42の電磁コイルaを駆動すると圧縮空気が増圧された油圧に、電磁コイルbを駆動すると圧縮空気が等圧の油圧にそれぞれ変換され、ニードル弁23は後退方向に駆動される。
【0050】
<本実施の第4の形態に係る流体供給装置>
図7には、本実施の第3の形態に係る流体供給装置26C(図6参照)を変形した、本実施の第4の形態に係る流体供給装置26Dが示されている。第4の形態に係る流体供給装置26Dが第3の形態に係る流体供給装置26Cと相違している点は、第3、4のチェック弁77、78(図6参照)が設けられていない点、第1、2の電磁切換弁42‘、43’において符号79、80で示されている部分の流路が異なっている点である。この第4の実施の形態に係る流体供給装置26Dも、第3の実施の形態に係る流体供給装置26Cと同様に操作すると、同様の作用を奏する。すなわち、第1の電磁切換弁42‘の電磁コイルbを駆動すると圧縮空気は第1のエアハイドロブースタ45xのAポートとBポートとに供給される。また第2の電磁切換弁42’の電磁コイルbを駆動すると圧縮空気は第2のエアハイドロブースタ46xのAポートとBポートとに供給される。つまり第4の実施の形態に係る流体供給装置26Dも、第3の実施の形態に係る流体供給装置26Cと同様の操作をすることにより同様の作用を奏する。
【0051】
本実施の形態に係るシャットオフノズル装置5はさらに色々な変形が可能である。例えば、シャットオフノズル装置5が設けられているのは竪型射出成形機1であると説明したが、横置型の射出成形機であってもよい。また、ピストンシリンダユニット24を駆動する流体は油圧作動油であるように説明した。しかしながら、流体は圧縮空気等、他の流体を使用してもよい。どのような流体を採用するとしても2段階以上に圧力を変更できるようになっていればよい。さらには射出ノズル21とニードル弁23の構成も変更することができる。本実施の形態においてニードル弁23は射出ノズル21の側方に開けられた斜めの孔に挿入されているが、特許文献1に記載されているシャットオフノズル装置のように、ニードル弁23を射出ノズル21の樹脂流路内に射出ノズル21と同軸に設けるようにしてもよい。
【0052】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。
【符号の説明】
【0053】
1 竪型射出成形機 2 型締装置
3 射出装置 5 シャットオフノズル装置
6 コントローラ 9 固定盤
11 上可動盤 12 下可動盤
13 タイバー 15 トグル機構
16 金型 17 金型
18 加熱シリンダ 19 スクリュ
21 射出ノズル 23 ニードル弁
24 ピストンシリンダユニット
26 流体供給装置 28 リミッタスイッチ
31 空気源 32 FRLユニット
33 第3の電磁切換弁 35 第1のチェック弁
36 増圧弁 37 アキュムレータ
39 第2のチェック弁 40 残圧抜きバルブ
42 第1の電磁切換弁 43 第2の電磁切換弁
45 第1のエアハイドロブースタ
46 第2のエアハイドロブースタ
48 第1のチェック弁付きリバースレギュレータ
49 第2のチェック弁付きリバースレギュレータ
51 第1のチェック弁付き可変絞り弁
52 第2のチェック弁付き可変絞り弁
53 大シリンダ 54 小シリンダ
56 ピストン 57 ピストン
58 ロッド 59 仕切壁
60 オイルポッド 61 第1のエリア
62 第2のエリア 63 第3のエリア
64 サイレンサ
71 第1のエアハイドロコンバータ
72 第2のエアハイドロコンバータ
74 第4の電磁切換弁 75 第5の電磁切換弁
77 第3のチェック弁 78 第4のチェック弁
図1
図2
図3A
図3B
図3C
図4A
図4B
図4C
図4D
図4E
図4F
図4G
図4H
図5
図6
図7