JP2002544004A - 多段スタック金型における溶融物分岐方法および装置 - Google Patents
多段スタック金型における溶融物分岐方法および装置Info
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Abstract
Description
岐に関する。
何倍にもできて有利である。しかしスタック成形は、溶融物ランナーシステムが
、可動側プラテンを通ってキャビティに達するまで長い距離が必要であるという
欠点がある。
の質を大きく左右することがよく知られている。金型の各キャビティに等圧下で
溶融物を流すことができないと、キャビティの充填に違いができ、成形品にキャ
ビティごとのばらつきが生じる。したがって多くの場合、キャビティごとの圧が
確実に均一となるように、ランナー通路についてその長さ、曲げ数、半径や円弧
を同じにする。これは通常、主要分岐マニホールドを、スタック成形の金型の中
央、通常は可動側プラテンのうちの1つに配置することで達成される。
うに、圧をかけられた溶融物を可動側プラテンまで移送する(固定側プラテンと
可動側プラテンとの間の第1部分ラインを横切る)ために、スプルバーが、成形
機のノズルから固定側プラテンを通って可動側プラテンまで延びている。この構
造は、金型を開くときにスプルバーが邪魔になって、成形品に損傷を与えるとい
う欠点がある。さらにスプルバーは、成形品の突き出し、金型合せ面の準備など
を補助するために提供されるロボットアームの妨害にもなっている。
て、十分な利用ができない。たとえばアメリカ特許第5,370,523号やヨ
ーロッパ特許出願第911139号では、加圧された溶融物を、スタック成形の
多段金型の種々の可動側プラテンまで供給するスプルバー設備について開示して
いる。しかし中心にスプルバーがあるため、スプルバーの位置や金型キャビティ
の配置に邪魔されて、金型からの成形品を大きいサイズにしにくくなる。
用する複雑な偏心スプルバー設備について開示している。しかしスプルバーが多
数あるということは、上記の問題をより悪化させるだけで、成形品になる部分の
サイズを限定するおそれもある。
の開位置と閉位置との間で成形機が動ける距離と、金型の各段に必要なスペース
の大きさとから限定されるということである。たとえば、ヨーロッパ特許出願第
911139号のスプルバーの伸縮自在構造でも、プラテンをより大きく離間し
たい場合は、さらに長く延びなければならない。アメリカ特許第5,846,4
72号は、また、2つに分れるスプルバーにして金型分割の際にプラテンをより
大きく離間できるようにしたものを開示しているが、成形品になる部分のサイズ
限定問題については上記したとおりである。
がほぼ同じ、溶融金属の分岐設備の必要性が高まっている。さらに、スタック成
形の多段金型において、中央に位置するスプルバーが不要であって成形品になる
部分だけが金型の中心軸を通って延びる溶融金属の分岐設備の必要性が高まって
いる。さらにまた、スタック成形の多段金型において、スプルバーの利用数を最
小限にして、成形プロセスへの妨害を最小限に抑える、溶融金属の分岐設備の必
要性が高まっている。さらにまた、スタック成形の多段金型で用いる、ドルーリ
ング制御装置の必要性も高まっている。
テンと、実質的に中央に配置された金型軸に実質的に平行な長手方向における開
位置と閉位置との間で可動の第1、第2および第3可動プラテンと、固定プラテ
ンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、前記金型キャビ
ティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置された第1金型キャビ
ティマニホールドと、前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可動
プラテンに配置された第2金型キャビティマニホールドと、固定プラテンから第
2プラテンへの加圧された溶融物の流れを選択的に提供して第1および第2金型
キャビティマニホールドへ分岐させるための、第1プラテンを通って延びるスプ
ルバー組立体とを備える。
テンと、実質的に中央に配置された金型軸に実質的に平行な長手方向における開
位置と閉位置との間で可動の第1、第2および第3可動プラテンと、固定プラテ
ンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、前記金型キャビ
ティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置された第1金型キャビ
ティマニホールドと、前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可動
プラテンに配置された第2金型キャビティマニホールドと、固定プラテンから第
2プラテンへの加圧された溶融物の流れを選択的に提供する第1プラテンを通っ
て延びる2つに分れるスプルバー組立体であって、流体連通している第1部分と
第2部分とを有し、第2部分は第1部分と離間可能に適合でき、中央金型軸から
偏心して配置されるスプルバー組立体と、スプルバー組立体と流体連通し第2プ
ラテンに配置され、第1および第2金型キャビティマニホールドに加圧された溶
融物の流れを選択的に提供する分岐マニホールドとを備え、それによって、金型
が閉位置にあるときは、スプルバー組立体の第1部分と第2部分とが相互に連通
し、分岐マニホールドが第1および第2キャビティマニホールドと連通するよう
にしている。
テンと、金型の実質的に中央に配置された金型軸に実質的に平行な長手方向にお
ける開位置と閉位置との間で可動の第1、第2および第3可動プラテンと、 固定プラテンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、前記
金型キャビティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置された第1
金型キャビティマニホールドと、前記金型キャビティの少なくとも1つと連通す
る第3可動プラテンに配置された第2金型キャビティマニホールドと、前記可動
プラテンの1つに設けられた分岐マニホールドと、中央金型軸から偏心して配置
され、分岐マニホールドに接続連通され、加圧された溶融物の流れを分岐マニホ
ールドに提供する2つに分れるスプルバー組立体とを備え、スプルバー組立体と
分岐マニホールドが非同軸に配列されていることを特徴とする。
溶融物の分岐方法は、多段スタック金型が、固定プラテンと、金型のほぼ中央に
配置された金型軸にほぼ平行な長手方向における開位置と閉位置との間で可動の
第1、第2および第3可動プラテンと、固定プラテンと可動プラテンとの間に形
成された複数の金型キャビティと、前記金型キャビティの少なくとも1つと連通
する第1可動プラテンに配置された第1金型キャビティマニホールドと、前記金
型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可動プラテンに配置された第2金
型キャビティマニホールドを備え、加圧された溶融物を固定プラテンから第2可
動プラテン内の分岐マニホールドに移送する工程と、加圧された溶融物を第1お
よび第2金型キャビティマニホールドを介して第1および第3可動プラテンに分
岐して複数の金型キャビティに送る工程とを有する。
スタック金型が全体を10として示されている。
1可動プラテン14と、第2可動プラテン16と、第3可動プラテン18と、第
4可動プラテン20とを備える。可動プラテン12、14、16、18、20は
、それぞれ、第1パーティングライン22、第2パーティングライン24、第3
パーティングライン26、第4パーティングライン28と選択的に組み合わせら
れる。スタック金型10は、可動ラテンが開いたり閉じたりするときの長手方向
を成す金型射出軸線30を有する。
スプルブッシュ36を介して加熱されたランナシステム34と連通している。加
熱ランナシステム34は、背面プレートランナ通路38、スプルバー組立体40
、中央分岐マニホールド42、第1プラテンマニホールド44、および第3プラ
テンマニホールド46を備える。第1プラテンマニホールド44と第3プラテン
マニホールド46は、複数の金型キャビティゲート48を介してパーティングラ
インのところでプラテン同士の間に形成される複数の金型キャビティ(図示せず
)と連通している。
分40’と第2部分40”は、第1溶融物流量制御バルブ組立体49と選択的に
接合される。スプルバー組立体40の内側で、第1ランナ通路50が、第1溶融
物流量制御バルブ組立体49を介して第2ランナ通路と60と連通している。第
1溶融物流量制御バルブ組立体49は、第1ランナゲート52と第2ランナゲー
ト62とを備え、第1ランナゲート52は、第1アクチュエーター56によって
作動される第1バルブピン54によって選択的に閉鎖可能であり、第2ランナゲ
ート62は、第2アクチュエーター66によって作動される第2バルブピン64
によって選択的に閉鎖可能である。第1溶融物流量制御バルブ組立体49の好適
な構造については、アメリカ特許第4,212,626号に特に詳しいが以下に
さらに述べる。
ラテンマニホールド44と連通している。第2流量制御バルブ組立体69が、第
1流量制御バルブ組立体49と同一の構造、つまり、第3ランナ通路70を備え
、これが第3ランナゲート72、第3バルブピン74および第3アクチュエータ
ー76を有し、さらに第3ランナ通路70は第4ランナ通路80と連通し、これ
が第4ランナゲート82、第4バルブピン84および第4アクチュエーター86
を有するようになっていると好ましい。
3プラテンマニホールド46と連通している。第3流量制御バルブ組立体89は
、第1および第2流量制御バルブ組立体49と同一の構造、つまり、第5ランナ
通路90を備え、これが第5ランナゲート92、第5バルブピン94および第5
アクチュエーター96を有し、さらに第5ランナ通路90は第6ランナ通路10
0と連通し、これが第6ランナゲート102、第6バルブピン104および第6
アクチュエーター106を有するようになっていると好ましい。
ぼ平行に配置されている。スプルバー組立体40は、第1プラテン貫通路112
を介して第1可動プラテン14を通過する(図5参照)。第1プラテン貫通路1
12によって、スプルバー組立体40は、加圧された溶融物を第2プラテン16
に配置された中央分岐マニホールド42に直接送ることができる。中央分岐マニ
ホールド42は、ある角度(好ましくは90°、ただし180°より小さい角度
であればほとんど限定されない)で、スプルバー組立体40と連通しており、加
圧された溶融物を第2プラテン16の中央部分に送る。溶融物を第1プラテンマ
ニホールド44と第3プラテンマニホールド46とに移送し、上述したように、
溶融物キャビティに送る。分岐マニホールド42がスプルバー組立体40から角
度を有して曲がっているため、アクチュエーター66からのランナシステム34
における加圧された溶融物の流れに対する干渉が避けられる。同様に、それぞれ
のアクチュエーターの位置(すなわちアクチュエーター56、66、76、86
、96および106)ごとに、ランナシステムの種々の区分との間にも、このよ
うな角度関係が必要である。
6によって設計されたものであると好ましい。図5および6に示されているよう
に、第1流量制御バルブ組立体49が、第1バルブピン54の先端部58によっ
てシール可能な第1ランナゲート52を備えていると好ましい。この流量制御バ
ルブ組立体の開位置(図5)では、第1アクチュエーター56によって(図1参
照)、第1バルブピン54がゲート52から引き出され、加圧された溶融物は、
ゲート52を介して流れ、第1ランナ通路50から出る。第2バルブピン64も
同様に作用し、第1バルブピンと協働して、先端部68をゲート62から引き出
したときに、加圧された溶融物がゲート62に入る。図6に示されているように
、金型の分割に先だって(あるいは同時に)、ピン54とピン64とをアクチュ
エーターでそれぞれ移動して、先端部58と先端部68とがそれぞれ、ゲート5
2とゲート62とをシールする。この様式でランナゲートをシールしておけば、
(図2に示されたように)金型のプラテンが分離するときに、ゲート52やゲー
ト62から溶融物がドルーリングを起こすおそれはない。
置(図6)を取る。当業者であれば理解できるように、バルブピン同士の作動は
時機を合せ同調しあって、金型のプラテンが閉じるとき、流量制御バルブ組立体
が開いて、スタック成形の金型10を開くとき、またはそれに先だって、制御バ
ルブ組立体のバルブピンは閉じた位置まで移動する。
る基準パーティングラインを表している。ただし第1流量制御バルブ組立体49
については、図1および2に示されたように、制御バルブ組立体49は、金型の
パーティングライン22、24、26または28のうちの1本に沿って分離する
のではなく、第1プラテン14内で第1流量制御バルブ組立体49自体の個別の
パーティングラインに沿って分離している。
も、第1流量制御バルブ組立体49の場合と同じようになっていると好ましい。
ただし第2流量制御バルブ組立体69および第3流量制御バルブ組立体89のパ
ーティングライン(「P/L」)はそれぞれ、パーティングライン24およびパー
ティングライン26に一致する。
ルーリング防止手段を170、170’、170”のところに提供してもよい。
この詳細は後述する。
9、89はそれぞれ、開位置になる。次いで成形機が作動し、加圧された溶融物
の流れを、ノズル32を介して背面側のプレートランナ通路38内に流す。加圧
された溶融物を、加熱されたランナシステム34を介してスタック金型10内の
複数の金型キャビティに移送する。射出段階と充填段階の後、本技術分野で公知
のとおり、流量制御バルブユニットのバルブピンを、それぞれ該当するアクチュ
エーターで作動し、流量制御バルブユニットを閉鎖する。次いで、図2に示され
たように、スタック金型10を開いて、成形品をスタック金型10から取り出す
。金型10を開くと、2つに分れるスプルバー組立体40は、第1部分40’と
第2部分40”とに分れる。第1部分40’と第2部分40”を、金型が開くに
つれ、第1プラテン貫通路112から引き出していく。金型が開けば、成形品を
、該当するキャビティから取り出すことができる。それから、金型が閉じ、そし
て流量制御バルブ組立体が次の成形サイクルに備えて開く。
16の中央分岐マニホールド42と直接連通できるようになっていると好ましい
。このような構造にすると、加圧された溶融物の第1プラテンマニホールドと第
3プラテンマニホールドとへの中央分岐ができ、それによってランナシステム全
体にわたって、ランナの長さを、均衡のよくとれた設計にできる。ただし、貫通
路112は必ず設けなければならないものではなく、スプルバー40が第1プラ
テン14を貫通せずに周りを通る場合もあることが理解できる。
図1および2の場合と同様に、3段スタック金型10’のような多段スタック金
型構造に適用している。3段スタック金型10’は、上記の構造と同様に、プラ
テン12、14、16および18を有する。分岐マニホールド42は上記のよう
に、第1マニホールド44と第2マニホールド46と連通している。ただしこの
態様ではマニホールド44は、44’と44’の半体に分かれて、当業者であれ
ば理解できるように、3段金型に変形構造に適応するようになっている。
ティのドルーリング防止機構について説明する。当業者にとって明らかなように
、図7から11は図1から4と同じ尺度ではないことに留意されたい。特に、第
2ランナ通路60の、バイパス174から分岐マニホールド42までに相当する
長さは、図示の都合上、短くなっている。
テムと組み合わせたキャビティのドルーリング防止システムを示している。当業
者であれば理解できるように、本明細書で述べるドルーリング防止機構は、この
組合わせに限定されるわけではなく、防止機構のみでも、別の流量制御バルブ構
造と組み合わされたものでも使うことができる。
部品170は、ピストン172と、第2ランナ通路60の拡大部分であるバイパ
ス室174とを備えている。ピストン172を第2バルブピン64に一体的に組
み込んで、バルブステム64上に位置づけており、その結果、ピストン172は
、第1位置においては、第2ランナ通路60の限定域176内に位置づけ可能で
、第2位置においてはバイパス室174に位置づけ可能となるようになっている
。
定域176およびバイパス室174は、第1位置においては第2ランナ通路60
をほぼブロックするように、ピストン172がバイパス室174内の第2位置に
あるときは溶融物がピストンの周りを流れられるような、形状およびサイズにな
っている。
して作用される。成形段階の準備において、図8に示されるように、アクチュエ
ーター66により、第2バルブピン64をその開位置まで移動する。この位置の
とき、ピストン172はバイパス室174内に位置する。同時に、第2ゲート6
2から引き出した第2バルブピン64の先端68と、第1ゲート52から引き出
した第1バルブピン54の先端58とによって、流量制御バルブ組立体49に流
れが通るようになる。以上のような論議にもかかわらず、これらの流量制御バル
ブ組立体の構成要素は、ドルーリング防止制御装置の部分を必ずしも形成すると
は限らない。
を通って第2ランナ通路60へ、ピストン172の周りでバイパス室174を通
って、分岐マニホールド42に流して、金型キャビティに送ることができる。金
型キャビティに溶融物が入ると、本技術分野で公知のように、成形圧が維持され
て、充填圧がかかる。
第2バルブピン64とピストン172を上流側に(流体的に言うと、金型キャビ
ティから遠ざかる方向に)移動する。それによってピストン172は限定域17
6に入る。ピストン172が限定域176に移動すると、第2溶融物通路60内
の溶融物材料は、ピストン172より上流側で第2溶融物通路60に沿って上流
方向に向かって限定域まで戻される。
くので、ピストン172のすぐ後ろで(つまりピストン172から下流側で)圧
力低下が生じる。これに対応してその圧力低下を、分岐マニホールド42に伝達
し、最終的にはゲート72と92とに伝送する。(同時に、第2バルブピン64
がそのフルストロークもしくは閉位置まで移動するので、流量制御バルブ組立体
49の下流側半分を閉じるために、第2バルブピン64の先端部68がゲート6
2内に収まって、流量制御バルブ組立体49は部分的に閉じる。)ピストン17
2のストローク長は、第1可動プラテン14のランナシステムの圧力低下が、意
図したドルーリング防止性能を達成するために必要な大きさになるように選択さ
れる。
ルブピン54も、先端部58全体がゲート52内に収まって閉じる。こうして流
量制御バルブ組立体49は完全に閉じる。続いて金型10が第1パーティングラ
イン22に沿って開いて(図2または4参照)、成形品を金型10から取り出す
。ドルーリング制御組立体170によって圧力低下がもたらされ、分岐マニホー
ルド42の減圧溶融物が、ゲート72やゲート92から溶融物自体のドルーリン
グをおこしにくいようにすると好適である。
る状態になる。
は、第2溶融物通路60と比べてほぼ同一だがわずかに小さく、さらにまたピス
トン172のほうだけが、その厚みを通って長手方向に切り込み180を有する
。減圧サイクル中にピストン172が上流側に進んでいくにつれ、切り込み18
0によって、いくらかの溶融物がピストン172を通過して流れることができる
。それによって上流側の溶融物からピストン172にかかる抵抗圧力が小さくな
る。切り込み180は好適には、ピストン172のサイズを小さくできる。当業
者であれば明らかなように、切り込み180のサイズや形状は、スタック成形金
型のマニホールドでの減圧性能を最適化させるための特定の成形への適用に合わ
せて、調整できる。
組立体170’および170”の構造と実質的に同じものであると好ましい。ド
ルーリング制御組立体170’を第4ランナ通路80に、そしてドルーリング制
御組立体170”を第6ランナ通路100にそれぞれ用いて、熱ゲート成形への
適用におけるゲート48でのドルーリングを防止するようになっていると好まし
い。
るピストンでなくともよく、ランナシステムにおいて溶融物を上流に移動でき、
しかも下流方向に減圧するようになっているものであれば特に限定されない。
グ制御組立体170の作動によってピストン172の上流側に位置された溶融物
材料が第1ランナ通路50に戻るようになっているのが望ましい。しかし当業者
であれば理解できるように、第2ランナ通路60において、ピストン172が進
むことによって上流側に位置する溶融物を流出させる適切な設備さえあれば、ド
ルーリング制御組立体170を金型の分割と同時に作動するような構造にしても
よい。
適切な範囲が正しく意味するところから離れることなく、変形し変更することが
可能である。
Claims (5)
- 【請求項1】 固定プラテンと、 ほぼ中央に配置された金型軸にほぼ平行な長手方向における開位置と閉位置と
の間で可動の第1、第2および第3可動プラテンと、 固定プラテンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、 前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置され
た第1金型キャビティマニホールドと、 前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可動プラテンに配置され
た第2金型キャビティマニホールドと、 固定プラテンから第2プラテンへの加圧された溶融物の流れを選択的に提供し
て、第1および第2金型キャビティマニホールドへ分岐させるための、第1プラ
テンを通って延びるスプルバー組立体とを備えることを特徴とする多段スタック
金型。 - 【請求項2】 固定プラテンと、 ほぼ中央に配置された金型軸にほぼ平行な長手方向における開位置と閉位置と
の間で可動の第1、第2および第3可動側プラテンと、 固定プラテンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、 前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置され
た第1金型キャビティマニホールドと、 前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可動プラテンに配置され
た第2金型キャビティマニホールドと、 流体連通している第1部分と第2部分とを有し、第2部分は第1部分と離間可
能に適合でき、中央金型軸から偏心して配置された、固定プラテンから第2プラ
テンへの加圧された溶融物の流れを選択的に提供する第1プラテンを通って延び
る2つに分れるスプルバー組立体と、 スプルバー組立体と流体連通し第2プラテンに配置され、第1および第2金型
キャビティマニホールドに加圧された溶融物の流れを選択的に提供する分岐マニ
ホールドを備え、 金型が閉位置にあるとき、スプルバー組立体の第1部分と第2部分とが相互に
連通し、分岐マニホールドが第1および第2キャビティマニホールドと連通する
ことを特徴とする多段スタック金型。 - 【請求項3】 固定プラテンと、 ほぼ中央に配置された金型軸にほぼ平行な長手方向における開位置と閉位置と
の間で可動の第1、第2および第3可動プラテンと、 固定プラテンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、 前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置され
た第1金型キャビティマニホールドと、 前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可動プラテンに配置され
た第2金型キャビティマニホールドと、 前記可動プラテンの1つに設けられた分岐マニホールドと、 中央金型軸から偏心して配置され、分岐マニホールドに接続かつ連通して加圧
溶融物の流れを分岐マニホールドに提供する2つに分れるスプルバー組立体とを
備え、スプルバー組立体と分岐マニホールドは非同軸に配列されていることを特
徴とする多段スタック金型。 - 【請求項4】 固定プラテンと、ほぼ中央に配置された金型軸にほぼ平行な長手方向における
開位置と閉位置との間で可動の第1、第2および第3可動プラテンと、固定プラ
テンと可動プラテンとの間に形成された複数の金型キャビティと、前記金型キャ
ビティの少なくとも1つと連通する第1可動プラテンに配置された第1金型キャ
ビティマニホールドと、前記金型キャビティの少なくとも1つと連通する第3可
動プラテンに配置された第2金型キャビティマニホールドとを有する多段スタッ
ク金型における溶融物の加圧分岐方法において、 (a)加圧された溶融物を固定側プラテンから第2可動プラテン内の分岐マニホ
ールドに移送する工程と、 (b)加圧された溶融物を第1および第2金型キャビティマニホールドを介して
第1および第3可動プラテンに分岐して複数の金型キャビティに送る工程とを有
することを特徴とする加圧された溶融物の分岐方法。 - 【請求項5】 この出願に述べられ示された装置と方法。
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