JP2003522654A - 動的給送制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動的給送制御システムを提供する。 【解決手段】 射出サイクル中材料流量が制御される射出成形装置およびシステムが提供される。１つの好ましい実施形態によれば、流圧源を含む射出成形機と、前記射出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビティに導く複数のゲートに分配するマニホールドと、材料が射出サイクル中前記ゲートを通って射出されるそれぞれの流量を個別に制御するコントローラとを含む射出成形システムが提供される。このコントローラは、流圧源に結合され、この流圧源は、流圧を射出成形機におよび前記それぞれの流量を制御するための両方に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本出願は、１９９８年４月２１日に出願された名称が「流量制御を有するマニ
ホールドシステム（ＭＡＮＩＦＯＬＤ ＳＹＳＴＥＭ ＨＡＶＩＮＧ ＦＬＯＷ ＣＯＮＴＲＯＬ）」である米国特許出願第０９／０６３，７６２号の一部継続
出願であり、１９９９年９月２８日に出願された名称が「動的給送制御装置（Ｄ
ＹＮＡＭＩＣ ＦＥＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ）」である仮出願第６０／１５６，９
２５号に対して米国特許法第１１９（ｅ）条に基づいて優先権を主張する１９９
９年９月２１日に出願された名称が「流量制御を有するマニホールドシステム（
ＭＡＮＩＦＯＬＤ ＳＹＳＴＥＭ ＨＡＶＩＮＧ ＦＬＯＷ ＣＯＮＴＲＯＬ）
」である米国特許出願第０９／４００，５３３号の米国特許法第１２０条に基づ
いた一部継続出願である。

【０００２】 本発明は、ホットランナシステムで溶融されたプラスチックの射出成形のよう
なマニホールドを通る加圧材料の射出に関するものである。より詳細には、本発
明は、溶融流量が射出成形サイクル中ゲートによって制御される改良された射出
成形ホットランナシステムに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】

米国特許第５，５５６，５８２号は、個別のゲートを通る溶融流量が特定のタ
ーゲット処理条件に従って制御システムを介して独立して制御される多数ゲート
単一キャビティシステムを開示している。このシステムによって、構成部分の溶
接ライン（一方のゲートからの溶融物が他方のゲートからの溶融物に出会う構成
部分の接合部分）は選択的に設置できる。それによって、溶接ラインの形状はよ
り強い結合を形成するように変えることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

‘５８２特許は、モールドキャビティへのゲートの先細にされたバルブピンで
溶融物流量を制御することを開示している。この特許は、モールドキャビティ内
に圧力トランスジューサを設置することも開示している。圧力トランスジューサ
をモールドキャビティに設置することは、バルブピンが閉じられるときに生じ得
る圧力スパイクを圧力トランスジューサで検出することになり得る。トランスジ
ューサによって検出される圧力スパイクは、制御システムから意図されていない
応答を生じる可能性があり、所望よりもあまり正確でない溶融物流量の制御を生
じる。

【０００５】 ’５８２特許に開示された制御システムは、バルブピン位置およびキャビティ
圧力の変数を使用し、バルブピンはどの位置にあるべきであるかを決定する。し
たがって、’５８２特許の制御システムで実行されるアルゴリズムは、２つの変
数を使用し、空洞への溶融物流量を制御する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

射出サイクル中材料流量が制御される射出成形装置およびシステムが提供され
る。１つの好ましい実施形態によれば、流体流圧源を含む射出成形機と、前記射
出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビティに導
く複数のゲートに分配するマニホールドと、材料が射出サイクル中前記ゲートを
通って射出されるそれぞれの流量を個別に制御するコントローラとを含む射出成
形システムが提供される。このコントローラは、流体流圧源に結合され、この流
体流圧源は、流体流圧を射出成形機におよび前記それぞれの流量を制御するため
の両方に供給する。

【０００７】 他の実施形態によれば、射出成形機と、前記射出成形機から射出された材料を
１つあるいはそれ以上のモールドキャビティに導く複数のゲートに分配するマニ
ホールドとを含む射出成形システムが提供される。この射出成形機は、材料が射
出サイクル中前記ゲートを通って射出されるそれそれの流量を個別に制御するコ
ントローラを含む。

【０００８】 他の実施形態によれば、射出成形機と、前記射出成形機のノズルから射出され
た材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビティに導く複数のゲートに分配
するマニホールドと、材料が射出サイクル中前記ゲートを通って射出されるそれ
ぞれの流量を個別に制御するコントローラと、前記射出成形機のノズルに結合さ
れた圧力トランスジューサとを含む射出成形システムが提供される。このコント
ローラは圧力データを圧力トランスジューサから受け取る。

【０００９】 他の実施形態によれば、射出成形機と、前記射出成形機の複数のノズルから射
出された材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビティに導く複数のゲート
に分配するマニホールドと、材料が射出サイクル中前記ゲートを通って射出され
るそれぞれの流量を個別に制御するコントローラと、前記射出成形機のねじに結
合された位置トランスジューサとを含む射出成形システムが提供される。このコ
ントローラはねじの位置データを位置トランスジューサから受け取る。

【００１０】 他の実施形態によれば、射出成形機と、マニホールドおよび複数の射出ノズル
を含み、前記射出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールド
キャビティに導く複数のゲートに分配するホットランナと、材料が射出サイクル
中前記ゲートを通って射出されるそれぞれの流量を個別に制御するコントローラ
と、１つあるいはそれ以上のキャビティに取り付けられた少なくとも１つの圧力
トランスジューサとを含む射出成形システムが提供され、圧力トランスジューサ
は、コントローラに結合され、圧力データをコントローラに送る。このコントロ
ーラは、圧力トランスジューサが所定の圧力値を検出する場合、少なくとも１つ
のそれそれの流量を射出圧力から詰込み圧力に変更する。

【００１１】 他の実施形態によれば、射出成形機と、マニホールドおよび複数の射出ノズル
を含み、前記射出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールド
キャビティに導く複数のゲートに分配するホットランナと、材料が射出サイクル
中前記ゲートを通って射出されるそれぞれの流量を個別に制御するコントローラ
と、１つあるいはそれ以上のキャビティに取り付けられた少なくとも１つの圧力
トランスジューサとを含む射出成形システムが提供され、この圧力トランスジュ
ーサは、コントローラに結合され、圧力データをコントローラに送る。このコン
トローラは、圧力トランスジューサが所定の圧力値を検出する場合、少なくとも
１つのそれそれの流量のための射出サイクルの詰込み期間の終了を検出する。

【００１２】 他の実施形態によれば、射出成形機と、マニホールドおよび複数の射出ノズル
を含み、前記射出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールド
キャビティに導く複数のゲートに分配するホットランナと、前記ホットランナに
結合され、前記ゲートに流れる材料圧力を検出する複数の圧力トランスジューサ
と、１つあるいはそれ以上のキャビティに取り付けられた少なくとも１つの圧力
トランスジューサとを含む射出成形システムが提供され、この圧力トランスジュ
ーサは、１つあるいはそれ以上のキャビティ内の材料圧力を検出する。

【００１３】

【発明の実施の形態】

図１、２は、本発明による射出成形装置の一つの実施形態を示す。該射出成形
システム１は、溶融材料３がゲート７および９からキャビティ５へ注入される多
数ゲート単一キャビティシステムである。溶融材料３は射出成形機１１から延長
注入口１３を介してマニホールド１５内に注入される。マニホールド１５は溶融
物を流路１７および１９を介して分配する。プラスチック溶融物が注入されるホ
ットランナシステムが図示されているが、本発明は、材料（例えば、金属又は複
合材料）がキャビティに供給される速度を制御するのに有効な他のタイプの射出
システムにも適用できる。

【００１４】 溶融物は、マニホールドによって流路１７および１９を介してノズル２１およ
び２３の穴１８および２０にそれぞれ分配される。混合物はノズル２１および２
３から、モールドプレート２５および２７で形成される（部品が形成される）キ
ャビティ５内に注入される。多数ゲート単一キャビティシステムが図示されてい
るが、本発明は、このタイプのシステムに限定されず、以下に詳述するように、
例えば多数キャビティシステムにも適用できる。

【００１５】 注入ノズル２１および２３は、モールドプレート２７内に形成されたウェル２
８、２９内にそれぞれ収容されている。注入ノズル２１および２３は、それぞれ
支持リング３１および３３内に収容されている。該支持リングは、ノズルをゲー
ト７および９に整合し、かつノズルを金型から絶縁するように働く。マニホール
ド１５は、ノズルの後端の頂部に位置し、射出成形機のクランプ（図示せず）に
よりアセンブリに働く圧縮力を介して該ノズルとの接触を維持する。Ｏリング３
６は、ノズルとマニホールドとの間の溶融物の漏れを防ぐために設けられている
。ダボ７３はマニホールドをモールドプレート２７上にセンタリングする。ダボ
３２および３４は、それぞれノズル２３および支持リング３３の金型２７に対す
る回転を防ぐ。

【００１６】 ノズルはまたヒータ３５（図２）を有する。電気バンドヒータが図示されてい
るが、他のヒータも使用できる。また、（例えば、米国特許第４，３８９，００
２号に開示されている）ヒートパイプを各ノズルに配置し、単独で、またはヒー
タ３５と共に用いることができる。該ヒータは、ゲート７および９に達するまで
溶融材料を処理温度に維持するために用いられる。ノズル２１、２３はまた、挿
入部３７および先端部３９を有する。該挿入部は、熱をヒータ３５から溶融物に
伝えることによりゲートに達するまで該溶融物をその処理温度に維持するために
高熱伝導率を有する（例えばベリリウム銅）材料で形成することができる。先端
部３９は、モールドプレート２７を密閉するために用いられ、好ましくは、ノズ
ルから金型への伝熱を低減するような低熱伝導率を有する（例えばチタン合金又
はステンレス鋼）物質である。

【００１７】 ヘッド４３を有するバルブピン４１は、それぞれのゲート７および９への溶融
材料の流れの速度を制御するのに用いられる。該バルブピンは、マニホールドの
中を往復運動する。バルブピンブッシュ４４は、溶融物がバルブピンのステム１
０２に沿って漏れることを防ぐために設けられている。該バルブピン・ブッシュ
は、ねじ込み可能に取付けられたキャップ４６によって定位置に保持されている
。該バルブピンは、射出サイクルの初期段階では開かれ、射出サイクルの最期で
は閉じられる。該サイクル中、該バルブピンは、溶融物の流れの速度を増減する
ために、全開および閉位置間の中間の位置をとることができる。上記ヘッドは、
マニホールドの縦穴１９の表面４７との間に間隙８１を形成する傾斜部分４５を
有する。バルブピンをずらすことにより該間隙のサイズを増減すると、それに応
じてゲートへの溶融材料の流れが増減する。バルブピンが閉じられると、バルブ
ピンヘッドの傾斜部分４５がマニホールドの縦穴の表面４７に接触し密閉する。

【００１８】 図２は、バルブピンのヘッドを、閉位置を点線で示し、溶融物が最高速度で流
れることができる全開位置を実線で示す。溶融物の速度を減じるために、バルブ
ピンはアクチュエータ４９によってゲートから離れて引っ込められ、それにより
バルブピンとマニホールドの縦穴１９との間の間隙８１の幅が減少する。

【００１９】 該アクチュエータ４９（例えば、出願番号０８／８７４，９６２号に開示され
たタイプ）は、射出成形機１を覆うクランププレート５１内に取付けられている
。該アクチュエータ４９は、流圧式アクチュエータであるが、空気圧式又は電子
式アクチュエータも用いることができる。アクチュエータ４９は、バルブピン４
１が部分５５にねじ込み可能に取付けられている可動ピストン５３を含む流圧回
路を有する。従って、ピストン５３が移動するにつれて、バルブピン４１も一緒
に動く。アクチュエータ４９は、サーボバルブ１および２によって制御される流
圧ライン５７および５９を含む。流圧ライン５７は、通電によりバルブピン４１
をゲートへ向けて開位置に動かし、流圧ライン５９は、通電によりバルブピンを
ゲートから離して閉位置に引っ込める。アクチュエータキャップ６１は、ピスト
ン５３の垂直方向における軸方向運動を制限する。Ｏリング６３は、流圧流体が
該アクチュエータから漏れるのを防ぐためのシールを可能にする。アクチュエー
タ本体６５はネジ６７を介してマニホールドに取付けられている。

【００２０】 圧力変換器６９は、バルブピンヘッド４３下流のマニホールドの縦穴内の圧力
を検知するために用いられる。稼働中、各ノズルと連動する該圧力変換器６９に
より検知された状態は、図１に概略的に示すコントローラＰＩＤ1 、ＰＩＤ2 お
よびＣＰＵを有する制御システムにフィードバックされる。該ＣＰＵは、圧力変
換器から（所定時間に）検知された圧力とプログラムされた（所定時間内の）目
標圧力とを比較するＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ，ｉｎｔｅｇｒａｌ，ｄ
ｅｒｉｖａｔｉｖｅ）アルゴリズムを実行する。該ＣＰＵは、所定時間内に目標
圧力を再現するためにアクチュエータ４９を用いてバルブピンを調節するように
、ＰＩＤコントローラに指示する。このようにして、各ゲート７および９に対す
る特定の部品のための射出サイクルのためのプログラムされた目標圧力特性に従
うことができる。

【００２１】 開示した実施形態においては、検知した状態は圧力であるが、メルトフローイ
ンデックスに関連する他の検知状態も用いることができる。例えば、バルブピン
の位置あるいはバルブピンの負荷も検知状態として可能である。その場合、位置
センサや負荷センサを、検知状態をＰＩＤコントローラにフィードバックするの
に用いることができる。同様にして上述したように、ＣＰＵは、ＰＩＤアルゴリ
ズムを用いて感知した状態をプログラムされた目標位置特性又は金型キャビティ
への特定のゲートのための負荷特性と比較し、それに応じてバルブピンを調節す
るであろう。

【００２２】 メルトフローインデックスは、縦穴１９内で検知された圧力に直接関連してい
る。すなわち、コントローラＰＩＤ1 およびＰＩＤ2 を用いると、溶融物がゲー
ト７および９に流れ込む速度を、所望の圧力特性にしたがって、所定の射出成形
サイクル中に調節することができる。該圧力（および溶融物の流れの速度）は、
バルブピンを引っ込めることおよびバルブピンとマニホールドの縦穴との間の間
隙８１の幅を減少させることによって減少すると共に、該圧力（および溶融物の
流れの速度）は、バルブピンをゲート９の方へ変位させることおよび間隙８１の
幅を増加させることによって増加する。ＰＩＤコントローラは、サーボバルブ１
および２へ命令を送ることによってアクチュエータピストン５１の位置を調節す
る。

【００２３】 （図１に示す）単一キャビティ装置内の圧力を制御することにより、米国特許
第５，５５６，５８２号に開示されたように、ゲート７からの溶融物の流れ７５
がゲート９からの溶融物の流れ７７に交わるときに形成される溶接線の位置およ
び形を調節することが可能である。しかし、本発明は、多数キャビティシステム
にも有効である。多数キャビティシステムにおいては、本発明を、各キャビティ
内で充填速度と詰込み特性とを均衡させるのに用いることができる。このことは
、例えば、複数の同様の部品を異なるキャビティ内で成形する場合に有効である
。このようなシステムにおいては、部品の均一性を達成するために、キャビティ
の充填速度および詰込み特性は、可能な限り等しくしなければならない。各ノズ
ルに対して同じプログラムされた圧力特性を用いると、キャビティからキャビテ
ィへの予測できない充填速度の変動が克服され、各キャビティから一貫して均一
な部品が形成される。

【００２４】 本発明の他の利点は、異なる充填速度および詰込み特性を要する異なるサイズ
の部品を形成するキャビティ内にノズルが注入される多数キャビティシステムに
見られる。この場合、複数の圧力特性を、各キャビティのそれぞれのコントロー
ラに対してプログラムすることができる。さらに他の利点は、キャビティのサイ
ズが定期的に変化する場合、例えば、部品が形成される成形挿入物を変更するこ
とによって異なるサイズの部品を造る場合である。新規の部品に対して充填速度
および詰込み特性を変更するためにハードウェア（例えばノズル）を変更するよ
りも、形成する新規の部品に応じてユーザにより新しいプログラムが選択される
。

【００２５】 図１および２の実施形態は、ゲート７および９での溶融物の流れの速度よりも
むしろマニホールド１５内部のゲートから離れる溶融物の流れの速度を制御する
という利点を有する。ゲートから離れる溶融物の流れの速度を制御することは、
圧力変換器を（図１〜図５の）ゲートから離して配置することを可能にする。こ
のように、圧力変換器は、金型キャビティ内部に配置する必要がなく、また圧力
変換器が金型キャビティ内又はゲートの近くに配置された場合に発生する圧力ス
パイクに影響されない。金型キャビティ内の圧力スパイクは、ゲート近くのバル
ブピンで生じる。この圧力スパイクは、例えば、バルブピンが閉じるべき時の、
圧力を減じるバルブピンの開きのような、意図されたものでない反応を制御シス
テムから生じる。

【００２６】 金型に対してゲートを閉じることで生じる圧力スパイクの影響を回避すること
は、制御システムをより正確かつ予想通りに機能させる。ゲートから離れた流れ
を制御することは、単一の検知状態（例えば圧力）のみを変数として用いて、正
確な制御を可能にする。米国特許第’５８２号は、圧力スパイクによる意図した
ものではない反応を補償するために２つの検知状態（バルブ位置および圧力）を
用いることを開示している。２つの状態を検知することは、（２つの変数を用い
る）より複雑な制御アルゴリズムおよびより複雑なハードウェア（圧力および位
置センサ）を要することになる。

【００２７】 ゲートから離れる溶融物の流れの速度を制御することの他の利点は、バルブピ
ンがゲートで閉じる場合に用いられるものよりも大きなバルブピンヘッド４３の
使用である。より大きなバルブピンヘッドは、より大きなバルブピンヘッドを収
容するためにより大きく形成することができる溶融物の流れの縦穴１９を形成す
ることができるマニホールド内に配置することができるので、使用することがで
きる。大きなサイズのバルブピンヘッドを、ノズル２３、先端部３９および挿入
部３７の端部内のゲート領域内に収容することは、一般に望ましくない。これは
、ゲート領域におけるノズル、先端部および挿入部のサイズの増加は、金型の構
成、例えば、好ましくはゲート近くに配置される金型内の水ラインの配置に干渉
するからである。従って、大きなバルブピンヘッドはゲートから離して収容する
ことができる。

【００２８】 より大きなバルブピンヘッドの使用は、制御間隙８１を形成するための、バル
ブピンヘッド上のより大きな表面４５および縦穴上のより大きな表面４７の使用
を可能にする。この制御表面（４５および４７）および制御間隙（８１）は、バ
ルブピンの動き当たりの溶融物の流れの変化の速度がより小さいので、メルトフ
ローインデックスおよび圧力のより正確な制御が可能となる。図１〜図３におい
て、間隙のサイズおよび溶融物の流れの速度は、間隙の幅を調節することによっ
て調節されるが、間隙のサイズの調節および材料の流れの速度の調節は、間隙の
長さを変更することによっても達成することができ、例えば、間隙をより長くす
ると流れはより制限される。すなわち、間隙のサイズを変更することおよび材料
の流れの速度を制御することは、間隙の長さ又は幅を変更することによって達成
することができる。

【００２９】 バルブピンヘッドは、中間部８３と、該中間部から部分８５に向けて先細にな
った先端円錐形状部９５とを有する。この形状は、溶融物が制御間隙８１を通過
するときの均一な溶融物の流れを容易にするのを補助する。バルブピンの形状は
また、間隙８１の下流の溶融物の流れにおける静止点の除去を助ける。

【００３０】 図３は、プラグ８７がマニホールド１５内に挿入され、キャップ８９によって
定位置に保持された他の態様を示す。ダボ８６は、該プラグの、該プラグが取付
けられたマニホールドの凹部内での回転を阻止する。該プラグは、マニホールド
、ノズルおよび金型を分解することなく、バルブピン４１を容易に取外すことを
可能にする。プラグがマニホールドから取外された場合、プラグが中にあるマニ
ホールド内の凹部の直径が、その最も幅広の部分におけるバルブピンヘッドの直
径よりも大きいので、バルブピンを、プラグが配置されたマニホールドから引き
出すことができる。従って、作業中止時間なしで、バルブピンを容易に交換する
ことができる。

【００３１】 図４および図５は、支持リングノズル様式に代わって、ねじ込みノズル様式が
用いられた本発明の別の実施形態を示す。このねじ込みノズル様式においては、
ノズル２３は、ネジ山９１を介してマニホールド１５内に直接ねじ込まれている
。また、コイルヒータ９３が、図１〜図３に示すバンドヒータの代わりに用いら
れている。ねじ込みノズル様式は、単一の要素としてマニホールドおよびノズル
（２１および２３）の取外しを可能にするという点で有利である。ノズルがマニ
ホールド上にねじ込まれている場合、溶融物の漏れの可能性も少しある。支持リ
ング様式（図１〜図３）は、マニホールドをノズルから分離するためにマニホー
ルドが冷えるのを待つ必要がないという点で有利である。図５はまた、バルブピ
ン４１の便利な取外しのためのプラグ８７の使用を示す。

【００３２】 図６〜図１０は、図１〜図５に示す引っ込められた締切りの代わりに前方締切
りが用いられた本発明の代替の実施形態を示す。図６および図７の実施形態にお
いては、バルブピンヘッド４３の先端円錐状先細り部分９５は、ノズル２３の内
縦穴２０の表面９７を用いて溶融物の流れを制御するのに用いられる。この配置
の利点は、バルブピンステム１０２が、図１〜図５のように、溶融物の流れを制
限しないことである。図１〜図５に見られるように、ステム１０２とマニホール
ドの縦穴１９との間の隙間１００は、図６および図７の隙間と同じ大きさでない
。図６および図７の増大した隙間１００は、より小さな圧力降下およびプラスチ
ック上のより小さな剪断変形をもたらす。

【００３３】 図６および図７においては、前方円錐状部分９５とノズル２３の後端部の縦穴
２０の表面９７とによって制御間隙９８が形成されている。圧力変換器６９は、
制御間隙の下流側に配置されており、従って、図６および図７においては、図１
〜図５に示すようにマニホールド内に取付けられている圧力変換器に対して、ノ
ズルが圧力変換器を収容するように機械加工されている。

【００３４】 図７は、実線で開位置のバルブピンを示し、点線で閉位置のバルブピンを示す
。溶融物の流れを制限して溶融物の圧力を低減するために、バルブピンは、開位
置から、制御間隙９８の幅を減少させる縦穴２０の表面９７の方へ移動している
。溶融物の流れを増加させるためには、バルブピンが引っ込められて間隙９８の
サイズを増大させる。

【００３５】 バルブピンヘッド４３の後部４５は、バルブピン４１のステム１０２から傾斜
がつけられている。表面４５は、本実施形態においては、密閉機能を果たさない
が、均一な溶融の流れを容易にするためおよび静止点を低減するためにステムか
ら傾斜がつけられている。

【００３６】 図１〜図５に示すように、圧力の読取りは制御システム（ＣＰＵおよびＰＩＤ
コントローラ）にフィードバックされ、それによりバルブピン４１の位置を調節
して目標圧力特性に従うことができる。図６および図７に示す前方締切り配置は
、長い制御間隙９８および大きな制御表面９７を形成するために大きなバルブピ
ンヘッド４３が用いられるという図１〜図５に示す実施形態の利点も有する。上
述したように、長い制御間隙および大きな制御表面は、圧力およびメルトフロー
インデックスのより正確な制御を可能にする。

【００３７】 図８および図９は、ノズル２３の後部で締め切られ、締切りがマニホールド内
の表面１０１に位置していることを除いて、図６および図７と同様の前方締切り
配置を示す。従って、図８および図９に示す実施形態においては、マニホールド
が図１〜図５に示すように圧力変換器６９を収容するように機械加工されている
ので、従来のねじ込みノズル２３をマニホールド１５を用いて使用することがで
きる。スペーサ８８は、マニホールドを金型から絶縁するために設けられている
。この実施形態はまた、バルブピンヘッド４３の容易な取外しのためのプラグ８
７を有する。

【００３８】 図１０は、図６〜図９で用いられた前方締切りバルブピンヘッドが図示された
本発明の別の実施形態を示す。しかし、この実施形態においては、バルブピン上
の前方円錐状テーパ部９５は、盛上がり部１０３および凹部１０４を有する。リ
ッジ部１０５は、盛上がり部分が始まり、凹部が終わるところを示す。従って、
間隙１０７は、溶融物が流れるノズルの縦穴２０と、バルブピンが閉位置にある
場合のバルブピンヘッドの表面との間に残る。すなわち、非常に小さな表面１０
９がバルブピンを密閉するために用いられる。該間隙１０７は、射出成形機が射
出サイクルを開始したときに溶融物から力Ｆを受けるバルブピンの開きを補助す
るという利点を有する。射出が始まると、溶融物は間隙１０７内に流れてアクチ
ュエータがバルブピンを引っ込めて開くのを助ける力成分Ｆ1 を生成する。従っ
て、バルブピンを引っ込めるときに大きな力を発生させる必要がないので、より
小さなアクチュエータ、あるいはより少ない流圧が加えられた同様のアクチュエ
ータを用いることができる。さらに、バルブピンのヘッド上の応力が低減される
。

【００３９】 間隙１０７がシーリング機能を果たさないという事実にもかかわらず、その幅
は、バルブピンが開いたときに制御間隙として働き、かつそれに応じて、図１〜
図９の実施形態のように、正確な圧力で溶融物の流れを調節するのに十分小さい
。

【００４０】 図１１および図１２は、上述の実施形態のように、溶融物の流れの制御がゲー
トから離れているフロー制御を有する別のホットランナシステムを示す。圧力変
換器６９およびＰＩＤ制御システムの使用は、上述の実施形態と同様である。し
かし、この実施形態においては、バルブピン４１は、フロー制御の領域を過ぎて
延長部１１０を通ってゲートまで伸びている。該バルブピンは、実線で全開位置
が示され、点線で閉位置が示されている。上述したゲートから離れたフロー制御
の利点に加えて、上記延長したバルブピンは、バルブピン４１の先細り端部１１
２を用いて流れをゲートで締め切るという利点を有する。

【００４１】 ゲートを閉じるためにバルブピンを延長することは、いくつかの利点を有する
。第一に、それは射出サイクル時間を短縮する。上述の実施形態においては、熱
ゲートが用いられている。熱ゲートにおいては、先行サイクルでの部品がキャビ
ティから排出されるまで成形は始まらない。このことは、部品が排出されている
ときに材料がゲートに存在することを防ぐ。しかし、バルブピンを用いると、バ
ルブピンが閉じているときに成形を金型の開きと同時に行なうことができ、これ
により、より早く成形を開始することでサイクル時間が短くなる。バルブピンを
用いると、より滑らかなゲート表面を部品上に生じることができる。

【００４２】 フロー制御領域が図１２に拡大して示されている。最大の溶融物の流れが可能
である全開位置のバルブピンが実線で示されている。該バルブピンは、バルブピ
ン４１のステム１０２の端部１２８から小さな直径のスロート領域１１６に向か
って先細になる凸状表面１１４を有する。スロート領域１１６から、該バルブピ
ンは、バルブピンの先細の端部まで均一な直径で延びている延長部１１０まで部
分１１８の直径は拡大している。

【００４３】 フロー制御領域において、マニホールドは、表面１２２で画定された小さな直
径の部分に向けて先細りになる表面１２０によって画定された第一の部分を有す
る。小さな直径の部分から、ノズル２０の縦穴と連通するマニホールドの出口１
２６まで、マニホールドは、表面１２４で画定された部分の直径が拡大している
。図１１および図１２は、図１〜図３と同様の支持リング様式ノズルを示す。し
かし、例えば、図８に示すねじ込みノズルのような他のタイプのノズルを用いる
こともできる。

【００４４】 上述したように、バルブピンは、全開位置が実線で示されている。図１２にお
いて、フロー制御は達成され、溶融物の流れは、バルブピン４１をゲートに向け
て前方に動かすことによって減少し、それにより、制御間隙９８が減少する。こ
れにより、表面１１４はマニホールドの表面１２０に近づいて制御間隙の幅およ
びマニホールドを通ってゲートに向かう溶融物の流れの速度は減少する。

【００４５】 マニホールドの縦穴１９からの溶融物の流れを防ぐためおよび射出サイクルを
終わらせるために、バルブピンの端部１２８、例えばステム１０２が曲面１１４
の始まりと交わるところは、マニホールドの縦穴１９の小さな直径の部分を画定
する表面１２２の始まりである部分１３０を通り過ぎて移動する。端部１２８が
マニホールドの縦穴の部分１３０を通り過ぎて延びている場合、バルブのステム
１０２の表面がマニホールドの表面１２２を塞いでいるので溶融物の流れは妨げ
られる。端部１２８が表面１２２を密閉するのに十分前方にある場合のバルブピ
ンを点線で示してある。しかし、この位置では、バルブピンはまだゲートを閉じ
ていない。ゲートを閉じるために、バルブピンの端部１１２がゲートを塞ぐまで
、バルブピンは、マニホールドの表面１２２を密閉しながらステム１０２の表面
と共にさらに前方へ移動する。

【００４６】 このように、ゲートが閉じられる前に、ステム１０２が表面１２２を密閉する
ので、バルブピンは、ゲートとマニホールドの流れの縦穴１９とを同時に塞ぐよ
うに機械加工する必要がない。さらに、マニホールド内にシールが形成された後
にバルブピンが閉じられるので、バルブピンの締切りはいかなる不必要な圧力ス
パイクも生成しない。また、バルブピンがゲートで開かれたとき、一旦バルブピ
ンが、間隙９８を通って溶融物の流れが可能なだけ引っ込むと、該バルブピンの
端部は所定距離ゲートから離れるので、バルブピンの端部１１２は溶融物の流れ
を妨げない。バルブピンは、全開位置から、ステム１０２と表面１２２との間に
最初にシールが生成されるところまで例えば６ｍｍ移動し、さらにゲートを閉じ
るために６ｍｍ移動する。すなわち、バルブピンは、フロー制御のための６ｍｍ
と、ゲートを閉じるために妨げられる流れに対しての６ｍｍの１２ｍｍの移動距
離を有する。もちろん、本発明は、この範囲のバルブピンの移動距離に限定され
るず、他の範囲も用いることができる。

【００４７】 図１３〜図１５は、材料の流れの制御がゲートから離れているフロー制御を有
する別のホットランナシステムを示す。図１１および図１２に示す実施形態と同
様に、図１１〜図１３に示す実施形態も、材料の流れの完了後にバルブピンがゲ
ートを塞ぐ延長バルブピンデザインを利用している。しかし、図１１および図１
２の実施形態と違って、フロー制御は、図１〜図５に示すバルブピンデザインと
同様に、「逆テーパ」ピンデザインを用いて行われる。

【００４８】 バルブピン２００は、マニホールドの表面２０９と間隙２０７（図１４参照）
を形成するための逆テーパ制御表面２０５を有する。該ピン２００をゲート２１
１から離して変位させる動きは間隙２０７のサイズを減少させる。従って、ノズ
ル２１５およびマニホールド２３１の縦穴２０８および２１４を通る材料の流れ
の速度はそれぞれ減じられ、それにより圧力変換器２１７により測定される圧力
は減少する。単一のノズル２１５のみが図示されているが、マニホールド２３１
は２つ又はそれ以上の図１３〜図１５に図示されたのと同様のノズル装置を支持
し、各ノズルは単一又は多数のキャビティ内に注入される。

【００４９】 バルブピン２００は、アクチュエータ本体２２５内に配置されたピストン２２
３の動きによって往復運動する。このアクチュエータは、係属中の米国特許出願
第０８／８７４，９６２号に記載されている。その出願に開示されているように
、このアクチュエータを用いると、アクチュエータ本体２２５およびピストン２
２３を、保持リング２４０を外すことによって簡単にマニホールドおよびバルブ
ピンから取り外すことができるという点で、容易にバルブピン２００に接近でき
る。

【００５０】 逆締切り法は、図６〜９、１１、および１２に示される前方締切り方に対して
ゲートから離れて移動するバルブピン２００の動作は、材料をゲートから外すよ
うに作用し、それにより流速および圧力を減じるという所望の効果を助ける。

【００５１】 図６〜図９に示す前方締切り法においては、ピンの前方への動きは、該ピンと
マニホールド（又はノズル）の縦穴表面との間の制御間隙を減少させようとし、
それにより流速および圧力を減少させる。しかし、ピンの前方への動きは、材料
をゲートおよびキャビティ内へずらそうとし、それにより圧力を増加させ、予定
したピンの動きに逆らって作用して流れを制限する。

【００５２】 図６〜図９に示した実施形態および図１１および１２に示した実施形態と同様
に、ゲートから離れるバルブピンの動きもまた流速および圧力を増加させようと
する。しかし、この動きも、ゲートから離して材料をずらそうとし、圧力を減少
させる。従って、どちらの設計も用いることができるが、逆テーパデザインが、
目標圧力をたどる際により良い制御安定性を与えるように見出されてきた。

【００５３】 図１３〜図１５に示す実施形態はまた、ノズル内の挿入部２２１の周りに配置
された先端ヒータ２１９を有する。該先端ヒータは、材料をその処理温度に保つ
ために余分の熱をゲートに提供する。上述の先端ヒータは、「先端加熱ホットラ
ンナノズル」と題する米国特許第５，８７１，７８６号に記載されている。ヒー
トパイプ２４２が、注入ノズル２１５の周りおよび先端領域に均一に熱を伝導す
るために設けられている。このようなヒートパイプは、米国特許第４，３８９，
００２号に記載されている。

【００５４】 図１３から図１５は、３つの異なる位置にあるバルブピンを示す。図１３は、
射出サイクルの開始時のバルブの位置を表す。一般的に、射出サイクルは、１）
モールドキャビティ内に材料を射出するために、かなりの圧力が射出成形機から
溶融したストリームにかけられる射出期間、２）溶融した材料が相対的に一定し
た圧力でモールドキャビティの中に積め込まれる射出成形機からの減圧、および
３）圧力がゼロまで減少し、モールド内の製品が凝固する冷却期間を含む。

【００５５】 射出開始直前に、先細にされた制御面２０５は、材料の流れを防ぐためにマニ
ホールド面２０９と接触している。射出開始時、ピン２００は、材料の流れを可
能とするために開かれる。射出サイクルを開始するために、バルブピン２００は
、図１４に示されるように、材料の流れを可能とするためにゲートに向かって変
位する（注記：用途によっては、すべてのピンが最初に解放されないが、ゲート
によってはピン開口は、単一キャビティまたは複数のキャビティのどちらかの中
への充填量を順に行うために変えられるだろう）。図１５は、ピーク後の射出サ
イクルの最後でのバルブピンを示す。パーツは、ピンが図１５に図示されている
位置にある間にモールドから排出される。

【００５６】 前記実施形態においてのように、ピン位置は、コントローラ２１０によって、
圧力センサ２１７から該コントローラに送られる圧力読取り値に基づいて制御さ
れるだろう。好ましい実施形態においては、コントローラは、例えば、ＧＥ−フ
ァナック（ＧＥ−Ｆａｎｕｃ）製の型番号９０−３０ＰＬＣなどのプログラマブ
ルコントローラ、つまり「ＰＬＣ」である。該コントローラは、検知された圧力
を目標圧力に比較し、該目標圧力を追跡調査するために、サーボバルブ２１２を
介してバルブピンの位置を調整し、材料の流れ（および圧力）を増大するために
は、ピンをゲートに向かって前方に変位させ、材料の流れ（および圧力）を減少
するためにはゲートからピンを引っ込める。好ましい実施形態においては、コン
トローラはこの比較を実行し、ＰＩＤアルゴリズムに従ってピン位置を制御する
。さらに、代替策として、バルブ２１２が高速比例バルブである場合もある。

【００５７】 コントローラは、マニホールド２３１に結合された他の射出ノズル（図示され
ていない）のためにこれらの機能も実行する。これらのノズルの各々と関連付け
られているのは、バルブピンまたは材料の流量を制御するためのなんらかの型の
制御バルブ、圧力変換器、圧力変換器の出力信号を読み取るための入力装置、信
号比較およびＰＩＤ計算のための手段（例えば、コントローラ２１０）、ターゲ
ットプロファイルを設定、変更、および記憶するための手段（例えば、インタフ
ェース２１４）、サーボバルブまたは比例バルブを制御するための出力手段、お
よびバルブピンを移動するためのアクチュエータである。該アクチュエータは、
空気式、液圧式、または電気式である場合がある。各ノズルを通る流量を制御す
るために各ノズルと関連付けられている前記構成部品は、制御ゾーンまたは制御
軸と呼ばれる。代わりに、すべての制御ゾーンを制御するために使用される単一
コントローラの代わりに、個々のコントローラが、単一制御ゾーンまたは制御ゾ
ーンのグループで使用できる。

【００５８】 例えば、パーソナルコンピュータなどのオペレータインタフェース２１４は、
ある特定の目標圧力プロファイルをコントローラ２１０の中に書き込むために使
用される。パーソナルコンピュータが使用されるが、該インタフェース２１４は
、任意の適切なグラフィックまたは英数字表示装置であり、直接コントローラに
取り付けることができる。前記実施形態でのように、ターゲットプロファイルは
、（好ましくは、少なくとも射出圧力、射出時間、詰込み圧力、および詰込み時
間を含む）ターゲットプロファイルを事前に選択し、コントローラ２１０の中に
該ターゲットプロファイルを書き込み、プロセスを実行することによって、それ
と関連付けられているノズルおよびゲートのそれぞれに選択される。

【００５９】 異なるパーツが、それぞれのノズルに関連付けられている独立したキャビティ
内で生産されている多数キャビティ用途のケース（「ファミリーツール」モール
ド）では、異なる形状および寸法で作られたキャビティは優れたパーツを生産す
る異なるプロファイルを有することがあるため、各ターゲットプロファイルを別
個に作成することが好ましい。

【００６０】 例えば、ある特定のノズルおよびキャビティ用のプロファイルを作成するため
に、４つの別個のキャビティの中に射出するために４つのノズルがそこに結合さ
れているマニホールドを有するシステムでは、ターゲットプロファイルが第４の
ために作成される間に、４つのノズルの内の３つが遮断される。４つのノズルの
内の３つは、溶融した流れがキャビティの中に許されない図１３または図１５に
図示されている位置に、バルブピンを保つことによって遮断される。

【００６１】 それと関連付けられた特定のノズルおよびキャビティ用のターゲットプロファ
イルを作成するために、射出成形機は、最大射出圧力およびスクリュー速度で設
定され、射出圧力、射出時間、詰込み圧力および詰込み時間に関係するパラメー
タは、鋳型工の概算が、パーツサイズ、形状、使用されている材料、経験等に基
づいて優れたパーツを作成する値でコントローラ２１０に関して設定される。射
出サイクルは、選択されたノズルおよびキャビティに関して実行され、生産され
ているパーツの状態に応じて、改変が前記パラメータに加えられる。満足の行く
パーツが生産されると、満足の行くパーツを生産したプロファイルが、そのノズ
ルおよびそれと関連付けられたキャビティに関して決定される。

【００６２】 このプロセスは、ターゲットプロファイルが各ノズルおよびそれと関連付けら
れるキャビティに関して確かめられるまで、（選択されているノズルの外形が作
られる間に、３つのバルブピンを閉じた状態に保つ）４つすべてのノズルに関し
て繰り返される。好ましくは、許容できるターゲットプロファイルは、例えば、
インタフェース２１４内に記憶されるファイル上のコンピュータ部材内に記憶さ
れ、生産のためにコントローラ２１０によって使用される。それから、プロセス
は、４つの特殊化されたプロファイルを使用して４つすべてのキャビティに関し
て実行できる。

【００６３】 言うまでもなく、プロファイル作成の前記プロセスは、４つのノズルを有する
マニホールドとの使用に制限されるのではなく、任意の数のノズルと使用するこ
とができる。さらに、「ファミリーツール」モールド用途において（他のノズル
が閉じられている間に）一度に１つのノズルおよびキャビティの外形を作ること
が好ましいが、ターゲットプロファイルは、すべてのノズルを同時に運転し、同
様に生産されているパーツの質に従ってそれぞれのノズルプロファイルを調整す
ることによっても作成することができる。これは、プロファイルが、同じでない
ならば、各ノズルおよびそれと関連付けられているキャビティに関して同様でな
ければならないため、すべてのノズルが類似したキャビティの中に射出している
用途で好ましい。

【００６４】 （１つのマニホールドからの複数のノズルが、単一キャビティの中に射出して
いる）単一キャビティ用途では、ターゲットプロファイルは、同時にノズルを運
転し、生産されているパーツの質に従ってノズルごとにプロファイルを調整する
ことによっても作成される。このシステムは、各ターゲットプロファイルをコン
トローラ２１０の中のコンピュータ読取り可能媒体に記憶できるか、あるいはパ
ラメータをコントローラ上で手動で設定できるインタフェース２１４を使用しな
くても簡略化できる。

【００６５】 図１４は、射出および／または詰込み中に材料の流れを可能にする位置にある
ピン位置を示す。前述されたように、ターゲットプロファイルが圧力の上昇を要
求すると、コントローラは、材料の流れを増加し、それが圧力変換器２１７によ
り検知される圧力を強める間隙２０７を拡大するために、バルブピン２００を前
方に移動させる。しかしながら、射出成形機が十分な圧力（つまり目標圧力を上
回る）を提供していない場合、ピンを前方に移動しても、目標圧力に達するほど
十分に変換器２１７によって検知される圧力は上昇せず、コントローラは圧力の
増加を要求してピンを前方に移動し続ける。ピンをさらに前方に移動すると、バ
ルブピンの頭２２７がゲートを閉じ、ゲートを通るおよびゲートの回りの材料の
流れを弱める傾向があるため、これは制御の損失につながる。

【００６６】 その結果、不十分な射出圧力のための制御の損失を防ぐために、射出成形機の
出力圧力は、圧力が目標圧力を基準としてある特定の値を下回るとオペレータに
警告を与えるために監視することができる。代わりに、（図１３の位置から図１
４の位置への）バルブピンの前方への行程は、射出および詰込み中は制限できる
。好ましい実施形態においては、ピン行程は、約４ミリメートルに制限されてい
る。用途に応じて、さらに大きなまたはさらに小さな範囲のピン移動が使用でき
る。十分な射出圧力が問題ではない場合には、これらの保護手段のいずれも必要
ではない。

【００６７】 バルブピンが、射出中および詰込み中に前方に移動し過ぎるのを防ぐために、
いくつかの方法を使用することができる。例えば、コントローラからサーボバル
ブへの出力信号が監視される、コントローラ２１０によって実行される制御論理
回路を使用することができる。この信号に基づいて、バルブピン位置の概算が行
われる。バルブピン位置が所望の最大値、例えば４ミリメートルを上回る場合、
ピンの前方移動は停止されるか、ゲートからわずかに離れて逆転される。射出サ
イクルの最後では、ピンが図１５の閉じられた位置に移動され、流れの弱化がも
はや懸念ではないため、制御論理回路はもはや必要とされていない。このように
して、射出サイクルの詰込み部分の最後では、図１５の閉じられた位置にピンを
前方に移動するために、信号がサーボバルブに送信される。

【００６８】 バルブピン２００の前方への変位を検出および制限するためのそれ以外の方法
および装置が、射出中および詰込み中に使用できる。例えば、射出成形機ノズル
での圧力は、マニホールドに供給される材料圧力を監視するために測定できる。
マニホールドへの入力圧力が目標圧力未満である、あるいは例えば５００ｐ．ｓ
．ｉなどの目標圧力を超えるある特定量未満である場合、エラーメッセージが生
成される。

【００６９】 ピンの前方移動を制限するための別の手段とは、前述された制御論理回路の代
わりにゲートに向かうバルブピンの変位を検出、制限するために使用できる機械
的なスイッチまたは近接スイッチである。機械的なスイッチまたは近接スイッチ
は、ピンが制御範囲（例えば、４ミリメートル）を超えて移動するときを示す。
スイッチが状態を変更すると、ピン移動の方向は停止されるか、あるいは所望の
範囲の移動内でピンを維持するためにわずかに逆転される。

【００７０】 ピンの前方移動を制限するための別の手段は、例えば、移動されるピン距離に
比例して出力信号を出すためにピンシャフトの上に取り付けられる線形電圧（ｌ
ｉｎｅａｒ ｖｏｌｔａｇｅ）差動変圧器（ＬＶＤＴ）である位置センサである
。出力信号がピンが制御範囲を超えて移動したことを示すと、移動は停止される
か、わずかに逆にされる。

【００７１】 ピンの前方移動を制限するためのさらに別の手段とは、電子アクチュエータで
ある。電子アクチュエータは、図１３から図１５に図示されている液圧式または
空気式のアクチュエータの代わりにピンを移動するために使用される。適切な電
子アクチュエータの例は、同時係続米国出願番号第０９／１８７，９７４合に示
されている。電子アクチュエータを使用すると、サーボバルブモータへの出力信
号は、ピン位置を概算するために使用することができるか、あるいはエンコーダ
がピン位置に比例して出力信号を与えるためにモータに追加することができる。
前記のオプションでのように、ピン位置が制御範囲を超えて移動する場合には、
方向はわずかに逆転されるか、あるいは位置が維持される。

【００７２】 射出サイクルの詰込み部分の最後で、バルブピン２００は、図１５に図示され
ているようにゲートを封鎖するために前方へずっと移動される。前記例では、（
図１３の位置から図１５の位置への）ピンの完全な行程は約１２ミリメートルで
ある。言うまでもなく、用途に応じて異なる範囲の移動を使用することができる
。

【００７３】 ゲートは、それが開放され、図１３に図示されている位置に移動される次の射
出サイクルの開始直前まで閉じられたままとなる。図１５に図示されているよう
に、ゲートが閉じられている間に、射出成形機は、パーツが冷却され、モールド
から排出されるので次の射出サイクルのためのｐｌａｓｔｉｃａｔｉｏｎを開始
する。

【００７４】 図１６の（Ａ）、（Ｂ）並びに図１７の（Ａ）、（Ｂ）は、マニホールドブロ
ック２３１に取り付けられている４つのノズルに関連付けられている４つの圧力
変換器によって検出される圧力の時間対圧力のグラフ（２３５、２３７，２３９
，２４１）を示す。該４つのノズルは、実質的には図１３から図１５に図示され
ているノズルに類似し、圧力変換器２１７と同じようにコントローラ２１０に結
合される圧力変換器を含む。

【００７５】 図１６の（Ａ）、（Ｂ）並びに図１７の（Ａ）、（Ｂ）のグラフは、ユーザが
、リアルタイムで射出サイクル中に、あるいはサイクルが完了した後に、実際の
圧力対目標圧力の追跡調査を観察できるように、ユーザインタフェース２１４上
で生成される。図１６の（Ａ）、（Ｂ）並びに図１７の（Ａ）、（Ｂ）の４つの
異なるグラフは、個々の４つのノズルによって計算される（「所望される」）４
つの独立した目標圧力プロファイルを示す。異なるターゲットプロファイルは、
それぞれのノズルと関連付けられている異なる寸法に作られた個々のキャビティ
を均一に充填するために、あるいは単一のキャビティの異なる寸法に作られたセ
クションを均一に充填するために望ましい。これらのようなグラフは、ここに説
明されている前記実施形態のいずれに関しても作成することができる。

【００７６】 グラフ２３５に関連付けられているバルブピンは、他の３つのグラフ（２３７
，２３９および２４１）と関連付けられているバルブが．００秒で開放された実
質的には５秒後に開放される。図１３から図１５を参照し直すと、開放の直前に
、バルブピンは図１３に図示されている位置にあるが、射出サイクルの最後の約
６．２５秒では、４つすべてのバルブピンは図１５に図示されている位置にある
。グラフの射出部分（例えば図１６の（Ｂ）の．００秒から１．０秒）および詰
込み部分（例えば図１６の（Ｂ）の１．０秒から６．２５秒）の間、それぞれの
バルブピンは複数の位置に制御され、目標圧力を追跡調査するためにそれと関連
付けられている圧力変換器によって検知される圧力を改変する。

【００７７】 ユーザインタフェース２１４を通して、ターゲットプロファイルは設計するこ
とができ、標準的なウィンドウズ（登録商標）ベースの編集技法を使用して、タ
ーゲットプロファイルのいずれかに変更を加えることができる。それから、プロ
ファイルは、バルブピンの位置を制御するためにコントローラ２１０によって使
用される。例えば、図１８は、インタフェース２１４上で生成されるプロファイ
ル作成編集画面アイコン３００の例を示す。

【００７８】 画面アイコン３００は、インタフェース２１４上で実行されるウィンドウズベ
ースのアプリケーションによって生成される。代わりに、このアイコンは、コン
トローラ２１０と関連するインタフェースで生成できるだろう。画面アイコン３
００は、ユーザに、任意の指定されたノズルおよびそこに関連付けられるキャビ
ティに関して、新しいターゲットプロファイルを作成する、あるいは既存のター
ゲットプロファイルを編集する能力を与える。ここに説明されている画面アイコ
ン３００およびプロファイル作成テキスト技法は、それらはここに説明されてい
るすべての実施形態に適用可能であるが、図１３から図１５に関して説明される
。

【００７９】 プロファイル３１０は、外形を作られている特定のノズルのために圧力変換器
によってか検知される所望される圧力を表す時間値３２０と圧力値３３０に相当
する（ｘ、ｙ）データ対を含む。図１８に図示されている画面アイコンは、パラ
メータの制限されたグループがプロファイルを生成するために入力される「基本
」モードで図示される。例えば、前記実施形態においては、「基本」モードは、
ユーザが３４０で表示されている開始時刻、３５０で表示されている（射出圧力
としても知られている）最大充填圧力、３６０で表示されている詰込み時間の開
始、３７０で表示されている詰込み圧力、および３８０で表示されている総サイ
クル時間を入力することができようにする。

【００８０】 画面は、ユーザが、３９０に表示されている、彼らが制御している特定のバル
ブを選択し、４００で表示されている成形中のパーツに名前を指定できるように
もする。これらのパラメータのそれぞれは、上／下矢印４１０を作動するために
カーソルを使用するなどの標準的なウィンドウズをベースにした編集技法を使用
して、あるいは単にキーボードで値を入力することによって独立して調整するこ
とができる。これらのパラメータが入力、修正されるにつれて、プロファイルは
、その時点で選択されているパラメータに従ってグラフ４２０に表示されるだろ
う。

【００８１】 プルダウンメニュー矢印３９１をクリックすることによって、ユーザは、選択
されたノズルバルブおよびそこに関連付けられたキャビティのためにプロファイ
ルを作成、表示、または編集するために、さまざまなノズルバルブを選択するこ
とができる。また、パーツ名（Part Name）４００は、選択されたノズルバルブ
ごとに入力、表示することができる。

【００８２】 新規に編集されたプロファイルは、個々にコンピュータメモリに保存できる、
あるいはある特定の単一キャビティモールド、または複数キャビティモールドの
中に射出するノズルのグループのためのプロファイルのグループとして保存する
ことができる。用語「レシピ」(Recipe)は、ある特定のモールドのためのプロフ
ァイルのグループを記述するために使用され、該特定のレシピの名前は画面アイ
コン上で４３０に表示される。

【００８３】 新規プロファイルまたは既存のプロファイルを作成するには、ユーザは、最初
に、外形が作られている特定のレシピグループに関してバルブグループの特定の
ノズルバルブを選択する。バルブ選択は３９０に表示されている。ユーザは、作
成中のプロファイルと関連付けられる英数字名を入力し、ファミリーツールモー
ルドの場合、これは４００に表示されているパーツ名と呼ばれてよい。それから
、ユーザは、射出がいつ開始されるのかを指定するために、３４０に表示されて
いる時刻を入力する。バルブピンの開放および溶融した材料のモールドのさまざ
まなゲートへの射出を順番に行うために、遅延がある特定のバルブにある場合が
ある。

【００８４】 それから、ユーザは、３５０に表示されている充填（射出）圧力を入力する。
基本モードでは、ゼロ圧力から最大充填圧力(Max Fill Pressure)への傾斜は、
例えば３秒という固定時間である。ユーザは、射出サイクルの詰込み段階が開始
するときを示すために、次に詰込み開始時刻(Start Pack Time)を入力する。充
填段階から詰込み団塊への傾斜も、例えば３秒などの基本モードでの固定時間で
ある。

【００８５】 最終パラメータは、ユーザが、詰込み段階（および射出サイクル）が終了する
ときを指定する３８０で表示されるサイクル時間である。詰込み段階からゼロ圧
力への傾斜は、図１３の実施形態でのように、バルブピンがゲートを閉じるため
に使用されるときには瞬間的であるか、あるいはパーツがいったんキャビティ内
で凝固するとゼロ圧力に崩壊するだろうキャビティ内の残留圧力のために熱ゲー
ト内でよりゆっくりとしている（図１を参照）。

【００８６】 ユーザ入力ボタン４１５から４５５は、ターゲットプロファイルを保存、ロー
ドするために使用される。ボタン４１５は、ユーザが画面を閉じることができる
ようにする。このボタンがクリックされると、プロファイルのカレントグループ
が外形が作られているレシピに対して有効となるだろう。取消し（Cancel）ボタ
ン４２５は、カレントプロファイルの変更を無視し、元のプロファイルに立ち返
り、画面を閉じるために使用される。トレース読取り(Read Trace)ボタン４３５
は、メモリから、既存のターゲットプロファイルおよび保存されているターゲッ
トプロファイルをロードするために使用される。プロファイルは、インタフェー
ス２１５あるいはコントローラ２１０に具備されているメモリに記憶することが
できる。トレース保存(Save Trace)ボタン４４０は、カレントプロファイルを保
存するために使用される。グループ読取り(Read Group)ボタン４４５は、既存の
レシプグループをロードするために使用される。グループ保存(Save Group)ボタ
ン４５０は、ノズルバルブピンのグループに関してターゲットプロファイルのカ
レントグループを保存するために使用される。プロセス調整(Process Turning)
ボタン４５５は、ユーザが、制御ゾーン内のある特定のノズルバルブのＰＩＤ設
定値（例えば、利得）を変更できるようにする。やはり表示されているのは、射
出成形用途用の圧力範囲４６５である。

【００８７】 ボタン４６０は、ユーザが、「上級」(Advanced)モードプロファイル作成と編
集画面にトグルできるようにする。上級プロファイル作成および編集画面は、図
１９に図示されている。上級モードは、基本モードより多くの数のプロファイル
ポイントを挿入、編集、または削除できるようにする。基本モードにおいてのよ
うに、プロファイルが変更されるにつれて、結果として生じるプロファイルが表
示される。

【００８８】 上級モードは、ユーザが個々の時間と圧力データの対に値を選択できるため、
さらに大きな収益性を提供する。グラフ４２０で図示されるように、表示されて
いるプロファイル４７０は、基本モードにあるように、それぞれ充填および詰込
みのための単一圧力に制限されない。上級モードでは、個々の（ｘ、ｙ）データ
対（時間と圧力）が、射出サイクル中のどこかで選択できる。

【００８９】 上級モードを使用してプロファイルを作成、編集するために、ユーザは、射出
サイクル中に複数回（例えば、別々に１６回）選択し、選択された時間ごとに圧
力値を選択することができる。標準的なウィンドウズベースの編集技法（矢印４
７５）を使用すると、ユーザは（４７８に表示されている）プロファイルに沿っ
た連続する点、４８０に表示されている特定の時間値、および４８５に表示され
ている特定の圧力値を割り当てる。

【００９０】 次のボタン４９０は、編集のためにプロファイル上で次の点を選択するために
使用される。前(Prev)ボタン４９５は、編集のためにプロファイル上で過去の点
を選択するために使用される。削除(Delete)ボタン５００は、現在選択されてい
る点を削除するために使用される。削除ボタンが使用されると、２つの隣接する
点が再描画され、１本の直線セグメントを示す。

【００９１】 追加(Add<F9>)ボタン５１０は、時間値および圧力値が新しい点のために入力
される現在選択されている点の後に新しい点を追加するために使用される。追加
ボタンが使用されると、２つの隣接した点が再描画され、新しい点に繋がる２つ
のセグメントを示す。

【００９２】 図２０から図２４は、射出成形システムの別の代替実施形態を示す。システム
は、複数のキャビティ５２５の中に溶融した材料を射出するためにそれに結合さ
れている複数のノズル５２０を有するマニホールド５１５を含む。代わりに、ノ
ズルは、単一キャビティの中に射出することもできる。図２０では、１つのノズ
ル５２０だけが図示されているが、以下の記述はマニホールド５１５に結合され
るすべてのノズルに当てはまる。

【００９３】 前記実施形態でのように、システム内の各ノズルは、各射出成形ノズルに関し
て、それによってノズル５２０を通り、モールドキャビティ５２５の中への溶融
流れの速度の表示を示す、マニホールド内の溶融した材料の圧力を検知するため
にそれと関連付けられている圧力変換器５３０を含む。キャビティ５２５は、射
出サイクル後に、キャビティ５２５ないで形成されている成形済みのパーツを排
出するために分離される、モールドの半分５２６と５２７によって形成されてい
る。前記実施形態でのように、圧力変換器は、ノズル、マニホールド、またはキ
ャビティ内に位置することもできる。

【００９４】 前記実施形態でのように、コントローラ５３５は、（その内のただ１つだけが
表示されている）各ノズル５２０に結合されている圧力変換器５３０から信号を
受信する。コントローラ５３５は、バルブピン５５０に結合され、バルブピン５
５０を、ゲート５５５をキャビティ５２５まで開放または閉鎖するために往復運
動させるために動作するアクチュエータ５４５でのピストンの移動を制御する電
磁バルブ５４０を制御する。

【００９５】 また、コントローラは、代わりにラム５６５の移動を制御するアクチュエータ
５６０を制御し、さらに、ノズル５２０につながるマニホールド流路５８５を開
閉するように適応されるバルブ５８０を制御する別のアクチュエータ５７５に結
合される電磁バルブ５７０を制御するサーボバルブ５６０Ａに信号を送信する。
マニホールド５１５（図示されていない）に結合されるそれぞれの射出ノズルは
、前記アクチュエータ５４５、５７５および５６０、ラム５６５、電磁バルブ５
４０と５７０、および各ノズルからの流れを制御するためにそれと関連付けられ
ているサーボバルブ５６０Ａを含む。

【００９６】 アクチュエータは、マニホールド５１５に螺合自在に取り付けられている入口
ブッシュ６１０を受け入れる開口６００も含むクランププレート５９５に取り付
けられている。入口ブッシュ６１０は、射出成形機からノズル５９０を受け入れ
る。射出成形機は、例えば、往復運動または非往復運動押出し機である場合があ
る。射出成形機ノズル５９０は、溶融した材料を、複数の流路５８５と６３０（
および図示されていない他のもの）を介して対応する複数の射出成形ノズル５２
０の分岐する中央流路６２０の中への中央ブッシュ６１０の中に送る。

【００９７】 前記実施形態は、圧力変換器５３０が、射出サイクル中のキャビティ５２５の
中への溶融した材料の流量を示す圧力を測定するために使用されるという点で、
過去の実施形態に類似している（しかしながら、ここに記述されているアクチュ
エータは、液圧式、空気式、または電気式であるか、あるいはそれ以外の型の作
動も使用できる）。また、前記実施形態でのように、コントローラ５３５は、圧
力変換器によって検知された圧力をターゲットプロファイルのターゲット値に比
較し、ノズルごとのターゲットプロファイルを追跡調査するために圧力を増減す
るための制御信号を発行する。

【００９８】 前記実施形態においては、コントローラは、射出中に各ゲートで独立して流量
を調整するために、バルブピンの位置を制御した。前記実施形態は、射出中、プ
ラスチックの流量も、各ノズル５２０および各ゲートを通して無関係に制御でき
るようにする。しかしながら、図２０から図２４に図示されている実施形態では
、バルブピンは、前記実施形態でのように流量を制御するために使用されていな
い。むしろ、バルブピン５５０は、ゲート５５５を開閉するためだけに使用され
ている。

【００９９】 前記実施形態では、ラム５６５およびウェル６４０は以下のようにノズル５２
０を通ってキャビティ５２５に入る溶融された材料の流れを調整するために使用
される。

【０１００】 射出サイクルの開始時で、バルブゲート５５５は、バルブピン５５０によって
閉じられ、バルブ５８０は、マニホールド流路５８５を通る流れを可能とするた
めに開かれる（図２１を参照）。射出成形機ノズル５９０は、入口ブッシュ６１
０を通る溶融した材料をマニホールド５１５の中に射出し、その結果、それがウ
ェル６４０を充填する（図２１を参照）。バルブピン５５０は、ウェル６４０が
充填されている間、依然として閉鎖位置にある。ラム５６５は、所定の調整可能
な引っ込められた位置にあり、特定の量の溶融した材料がウェル６４０の中に集
まることができるようにする（図２２を参照）。図２２は、溶融した材料をキャ
ビティ５２５に射出する準備が完了したシステムを示す。

【０１０１】 それから、コントローラ５３５は、アクチュエータ５７５にバルブ５８０を閉
じさせ、マニホールド流路５８５を遮断させるためにもサーボバルブ５７０に信
号で知らせる一方で、アクチュエータ５４５にバルブピン５５０を引っ込め、ゲ
ート５５０を開かせるためにサーボバルブ５４０に信号で知らせる。キャビティ
の中に射出するときにバルブ５８０を閉じると、流路５８５を通る材料の逆流が
防止される。この位置が図２３に図示されている。

【０１０２】 それから、コントローラは、ラム５６５を前方に移動し、ウェル６４０からノ
ズル５２０を通ってキャビティ５２５の中に材料を射出するようにアクチュエー
タ５６０に信号で知らせる。この時間中、コントローラは、ラムが、ターゲット
圧力プロファイルに関して、圧力変換機５３０によって検知される圧力に従って
前方に移動する速度を制御する。その結果、圧力変換器５３０が射出サイクル中
のその特定の時点に関して目標圧力を下回る圧力を検知すると、コントローラ５
３５は、アクチュエータ５６０にラム５６５の速度を加速するように信号で知ら
せ、逆に検出された圧力が目標圧力を上回る場合には、コントローラは、ラムの
速度を前方へ減速するためにアクチュエータを制御するだろう。ラムが最も低い
位置に達すると、キャビティ５２５は一杯となり、ゲートが閉じられる（図２４
を参照）。代わりに、ラム５６５は、ラム位置を監視するために線形変換器を使
用することによって速度制御することができる。その場合、射出の最後で、ラム
は底に達せられず、制御は詰込み中に圧力変換器５３０に移譲することができる
。

【０１０３】 前記に述べられたように、往復運動または非往復運動押出し機を使用できる。
非往復運動押出し機が使用される場合、マニホールドの中へのｐｌａｓｔｉｃａ
ｔｉｏｎは連続的となることがあり、バルブ５８０は、この時間中にプラスチッ
クがマニホールド流路を通って流れることができないように、射出中、マニホー
ルド流路５８５を封鎖するために使用される。ウェル６４０が溶融した材料で充
填されると、非往復運動押出し機内でのｐｌａｓｔｉｃａｔｉｏｎは、次のサイ
クルまで停止できる。

【０１０４】 ここに記述されている前記実施形態でのように、好ましくはＰＩＤアルゴリズ
ムが、アクチュエータ５６０を制御し、ターゲットプロファイルを追跡調査する
ために使用される。ターゲットプロファイルは、前記実施形態に関して前述され
たのと同じ方法で作成できる。

【０１０５】 図２０から図２４に図示されている実施形態を使用して、各ゲートを通るプラ
スチックの流量は、独立して制御される。さらに、ウェル６４０を使用すること
で、各キャビティ５２５の中に射出される特定量のプラスチックを制御すること
ができるようになり、特に、それぞれのキャビティ５２５が同一のパーツである
多数キャビティ用途で整形するときに、パーツ対パーツの整合性につながる。溶
融した材料をウェル６４０の中に射出するときにラム５６５の位置を改変するこ
とにより、ウェル６４０内の材料の量を制御し、それによってキャビティ５２５
の中への材料の量を制御することができる。

【０１０６】 図２５から図２９は、バルブピン４１の表面１４２で作用する溶融圧力を検地
するためにロードセル１４０が使用される代替実施形態を示す。可能な場合には
、図１に共通な要素を参照する基準文字が使用される。前記実施形態でのように
、アクチュエータ４９は、ゲートに向かって、およびゲートから離れてバルブピ
ン４１を並進するために使用される。アクチュエータ４９は、ハウジング１４４
およびハウジング内で摺動自在に取り付けられているピストン１４６を含む。ア
クチュエータは、空気式ラインまたは流圧ライン１４８および１５０によて送ら
れる。例えば電気アクチュエータなどのその他のアクチュエータも使用されてよ
い。

【０１０７】 バルブピン４１は、ピンが、ピストンの移動とともに射出ノズル２３を通して
並進するようにピストン１４６に取り付けられる。バルブピンはピン１５２を介
してピストンに取り付けられる。ピン１５２は、バルブピンがピン１５２とピン
１４６に関して並進できる隙間１５４が存在するように溝を付けられる。バルブ
ピンは、ロードセル１４０の上でボタン１５６に当たっている。ロードセル１４
０は、ネジ１５８を介してピストンに取り付けられる。このようにして、図２６
に図示されるように、バルブピンに作用する力Ｆ２がロードボタン１５６を押さ
せる。励起電圧またはロードボタン１５６にかかる釣り合った力を示すその他の
種類の信号がケーブル１６０を通って搬送され、コントローラ１５１に送られる
。

【０１０８】 運転中、図２５で見られるように、溶融した材料は、射出成形機ノズル１１か
ら、それぞれの射出成形ノズル２１と２３を通ってマニホールド１５に取り付け
られている拡張された入口１３の中に、およびキャビティ１６２と１６４の中に
射出される。図示されている実施形態では、ノズル２１と２３が溶融した材料を
射出し、それぞれキャビティ１６２と１６４内で異なるサイズの成形済みパーツ
を形成する多数キャビティモールドが図示されている。図１に図示されている実
施形態に関して前述されたように、複数のゲートを備えるモールドキャビティを
使用することができるか、あるいは同じサイズを有するキャビティを備える複数
のモールドキャビティを使用することができる。

【０１０９】 バルブピン４１が、溶融した材料をキャビティ１６２の中に射出できるように
するために引っ込められると、溶融圧力がバルブピン１４２の表面に作用し、そ
の結果生じる力はバルブピンのシャフトを通してロードセンサ１４０に伝達され
る（図２６から図２７を参照）。このようにして、ロードセル１４０によって検
知されるロード（Ｆ２）は、溶融キャビティの中への溶融流量に直接的に関係す
る。

【０１１０】 バルブピン上に下方へ流れる溶融物によって引き起こされる剪断応力は、ロー
ドセルによって検知される圧力を削減する傾向があるだろうが、このような応力
は典型的には溶融圧力のために名目ロード未満である。このようにして、結果と
して生じる力Ｆ２は、バルブの当初の開放という例外は考えられるが、バルブピ
ンをロードセルのに向かって圧縮する傾向があり、ロードセルはゲートでの溶融
圧力の正確なインジケータを提供する。用途がＦ２を上回る剪断応力を生じさせ
る場合、ロードセルは、このような応力を補償するためにあらかじめ負荷するこ
とができる。

【０１１１】 前述された前記実施形態に同様に、ケーブル１６０を通って伝送される信号は
、コントローラ１５１によってターゲットプロファイルの目標値と比較され、コ
ントローラは、流量を増減するために相応してバルブピンの位置を調節する。こ
の実施形態では、ターゲットプロファイルは時間対圧力のプロファイルでもある
が、圧力変換器が溶融した材料の流れの力を直接的に検知する前記実施形態とは
対照的に、圧力はロードセルにかかるピンの力の結果である。プロファイルは、
前述された実施形態に類似した様式で作成される。つまり、プロセスを実行し、
許容できるパーツが生産されるまでプロファイルを調節するのである。

【０１１２】 バルブピンは、ゲートの近くに制御間隙１５３を形成するために、先細の端縁
１５５を使用してゲートを通る流量を制御する。しかしながら、ここに記述され
ているその他のバルブピン設計のいずれかをロードセル１４０とともに使用でき
ることに注記する必要がある。その結果、ロードセルによって検知される圧力が
、ターゲットプロファイルにかかるターゲット圧力未満であるときに、コントロ
ーラ１５１は、制御間隙１５３のサイズ、その結果流量を増大するためにバルブ
ピンを引っ込めるようにアクチュエータに信号で知らせる。ロードセル１４０に
よって検知される圧力が目標圧力を上回る場合、コントローラ１５１は、アクチ
ュエータに、制御間隙１５３のサイズ、その結果流量を削減するためにゲートに
向かってバルブピンを変位させるように信号で知らせる。

【０１１３】 ロードセルの使用は、図２８の（Ａ）に図示されている追加の用途を有する。
単一キャビティ複数ゲートシステムでは、多くの場合、溶融した材料の流れの前
部がゲートに達するとすぐに、カスケード様式でゲートを開放することが望まし
い。溶融した材料１６６がバルブピンのゲート領域内に流れ込むと、キャビティ
内の溶融物からの力Ｆ３がバルブピンの表面１４２にかけられる。

【０１１４】 このようにして、ゲートは、バルブピンが閉じられるときに、バルブピンの表
面にかかる溶融圧力の力を検知することによってカスケード式で連続して開放す
ることができる。．２インチという典型的なゲート直径および１０，０００ｐｓ
ｉという溶融圧力を考えると、セルの力が、ゲートの面積にゲートでの圧力を乗
算したものに等しいため、その結果生じる３００ポンドという力は、使用可能な
ロードセンサによって容易に測定される。このようにして、この溶融物の検出は
、その後で、連続バルブゲートでのようにゲートの開放を信号で知らせるために
使用できる。これが、ゲートが時期尚早に開かないことを保証する。

【０１１５】 図２９の（Ａ）および（Ｂ）が、バルブピンにかかる剪断応力が削減される代
替実施形態を示す。ノズル２１は、溶融流１６８用の流路、およびバルブピンが
そこを通って往復運動する縦穴１７０を含むように設計される。そのこと自体、
流れは、バルブピンにかかる軸に沿った剪断応力を引き起こさず、このようにし
て圧力検知における誤差を削減する。バルブピンにかかる側面負荷が削減される
ように、つまりバルブピンの両側にかかる圧力を一様にするために、凹み１７２
がノズル２１に設けられる。図２９の（Ａ）および（Ｂ）に図示されている形状
構成に対する追加の利点とは、材料の流れがバルブピンから離れるために、バル
ブピンは材料の流れを「分割」せず、成形されたパーツに対してパーツ線または
流れの筋目を生じさせる傾向があるという点である。

【０１１６】 図３０は、図２０に類似する本発明の別の実施形態を示す。図２０でのように
、ラム５６５は、制御された速度でキャビティ５２５の中にウェル６４０から材
料を押し込むために使用される。速度は、コントローラ５３５からサーボバルブ
５６０Ａに送信される信号によって制御され、その結果、アクチュエータ５６０
がラム５６５を前方に移動する速度を制御する。

【０１１７】 図３０では、アクチュエータ５６０が、ピストン５６４、アクチュエータチャ
ンバ５６６、およびサーボバルブ５６０Ａによって制御されている流圧ライン５
６１と５６２を含み、さらに詳細に図示されている。流圧ライン５６１を付勢し
、チャンバー５６６を充填すると、ピストン５６４およびラム５６５は、前方に
移動し、流路５８５およびノズル５２０を通ってウェル６４０からキャビティ５
２５の中に材料を変位させる。図２０の実施形態においては、コントローラが、
ラムがターゲットプロファイルに比較される圧力変換器５３０によって受信され
る信号に従って材料を射出する速度を制御する。図３０の実施形態においては、
圧力変換器５３０は、チャンバ５６６につながる流圧ライン５６１に沿って取り
付けられている圧力変換器５６３の利益となるように取り外されている。圧力変
換器５６０は、ライン５６１内の作動流体を検知し、コントローラ５３５に比例
信号を送信する。チャンバ５６６に入る作動流体の圧力は、ラム５６５が前方に
移動する速度に直接的に関係し、ラムが前方に移動する速度はキャビティ５２５
の中への材料の流れの速度に直接的に関係しているため、圧力変換器５６０によ
って検知される圧力は、キャビティ５２５の中への材料の流れの速度に直接的に
関係し、材料流量を制御するために使用できる。

【０１１８】 その結果、前記実施形態でのように、許容できる成形済みパーツを生成するた
めに立証されたターゲットプロファイルが作成される。しかしながら、図３０の
実施形態では、ターゲットプロファイルは、材料圧力を直接的に検知することと
対照的に、圧力変換器５６３によって検知される流圧の目標値を表す。運転中、
コントローラは、圧力変換器５６３から検知される圧力信号を、ゲート５５５の
ターゲット圧力プロファイルに比較する。検知された圧力が低すぎる場合、コン
トローラは（材料の流量を増加するラムの速度を加速する）ライン５６１内の流
圧を増加し、圧力が高すぎる場合には、コントローラは（材料の流量を減少する
ラムの速度を減速する）流圧を減少するだろう。

【０１１９】 作動流体の目標圧力プロファイルは、作動流体の圧力がサイクルの射出部分中
は急激に上昇し、サイクルの詰込み部分中は横ばいになり、サイクルが終了しバ
ルブピン５５０が閉じるとゼロ圧力になるため、従来の材料プロファイルに類似
して見えるだろう。

【０１２０】 １つの射出ノズル５２０およびキャビティ５２５だけが示されているが、その
ゲートに関して作成されるターゲットプロファイルに従って、各ゲートから流れ
る溶融物を独立して制御するために、電磁バルブ５４０と５７０およびサーボバ
ルブ５６０だけではなく、アクチュエータ５７５、５６５、５４５の各噴射ノズ
ルとも関連付けられている類似した配列がある。また、単一キャビティ５２５が
示されているが、各ノズルは複数キャビティまたは単一キャビティモールドに射
出してよい。しかしながら、マニホールド５１５に関連付けられているすべての
ノズルを制御するには、ただ１つのコントローラ５３５だけが必要とされる。

【０１２１】 前記実施形態でのように、図３０の前記配列を使用すると、マニホールドの各
ノズルからの材料の流れは、独立して制御することができる。

【０１２２】 図３１は、本発明の別の代替実施形態を示す。図３１の実施形態は、圧力変換
器２１７がマニホールド２３１から、モールド半分６６０とともに、成形済みパ
ーツがその中で形成されるモールドキャビティ６７０を形成するモールド半分６
５０の内側に移動されるという例外はあるが、実質的には図１３に図示されてい
る実施形態と同じである。その結果、この実施形態では、ターゲットプロファイ
ルは、ゲート２１１の反対のキャビティの内側の圧力変換器２１７によって検知
される圧力のターゲット値を表す。

【０１２３】 図３１の実施形態の動作は、材料の流れを制御するためのターゲットプロファ
イルの作成およびバルブピンの使用という点で図１３に図示されている実施形態
に記述されているものと同じである（インタフェース２１４は図３１に図示され
ていないが、使用することができる）。しかしながら、圧力変換器をキャビティ
の中に設置すると、複数の優位点が提供される。例えば、キャビティの中では、
圧力変換器２１７は、図１３でのように、マニホールドによって発生する高温に
さらされない。また、マニホールド内に圧力変換器が存在すると、マニホールド
内での材料の流れがわずかに混乱する可能性がある。変換器をモールドの中に取
り付けるのか、それともマニホールドの中に取り付けるのかを選ぶ上での別の考
慮事項とは、モールドジオメトリがモールド内に変換器を取り付けることができ
るようにするかどうかである。

【０１２４】 図３２は、図１３（類似した参照文字が可能なところで使用されている）に類
似する本発明の別の代替実施形態である。バルブピン２００による流量制御動作
だけではなく、ターゲットプロファイル作成も、実質的には前述されたのと同じ
である。しかしながら、図３２は、キャビティ内への溶融された材料の流れを直
接的に検知するために、図１３に図示されるように圧力変換器２１７を含まない
。むしろ、図２５に図示されている実施形態と同様に、図３２に図示されている
配列は、バルブピンに対して溶融した材料によってかけられる材料圧力Ｆ２を検
知することによって流量制御を実行する。

【０１２５】 図２５では、バルブピンに対する負荷の測定は、ロードセル１４０を使用して
行われたが、図３２では、それは、それぞれアクチュエータチャンバ７４０と７
５０につながる流圧ライン７２０と７３０に沿って取り付けられる圧力変換器７
００と７１０によって実行される。ライン７２０と７３０を付勢し、アクチュエ
ータチャンバ７４０と７５０を充填すると、ピストン２２３の軸に沿った移動が
可能になり、それによってバルブピン２００を移動し、前述されたようにキャビ
ティ７６０の中への材料の流量に影響を及ぼす。

【０１２６】 圧力変換器７００と７１０は、材料の流量に直接的に関係しているバルブピン
２００にかけられる力に直接的に関係している差圧を検知する。例えば、材料の
流れがバルブピン２００に力Ｆ２を作用させると、力はバルブピンをピストンに
関係させ（ｒｅｌａｔｅｓ ｕｐ）、その結果チャンバ７４０とライン７２０内
の圧力を増大させ、チャンバ７５０とライン７３０内の圧力を減少させ、変換器
７００と７１０によって検知された圧力の差異の変更を直接的に引き起こす。そ
のため、差圧は、キャビティ内への材料の流量に直接的に関係する。

【０１２７】 いったん差圧の許容ターゲットプロファイルが前述された技法を使用して作成
されると、コントローラは、バルブピンの位置を改変し、材料の流量を変更し、
差圧ターゲットプロファイルを追跡調査することによって、サーボバルブ２１２
にこのターゲットプロファイルを追跡調査させる。例えば、差圧が高すぎる（例
えば、変換器７００によって検知される圧力が、ターゲット差圧を上回る量、変
換器７１０によって検知される圧力より高い）場合、コントローラは、サーボバ
ルブにバルブピンを後退させ、流量を削減し、それによってバルブピンにかかる
力Ｆ２を削減し、それによってチャンバ７４０とライン７２０内の圧力を減圧し
、それによって変換器７００によって検知される圧力を減圧し、それによって変
換器７００と７１０によって検知される圧力の差異を減少する。一定の用途では
、差圧が、バルブピンにかかる材料の剪断力のために負となることがあるが、こ
れはコントローラのターゲットプロファイルを追跡調査する能力に影響を及ぼさ
ない。

【０１２８】 図２５に図示されている実施形態でのように、図３２に図示されている実施形
態は、モールドまたはマニホールド内に圧力変換器を取り付けることが必要では
ないという優位点を提供する。すべての前記実施形態でのように、図３２に図示
されている実施形態が、マニホールドに取り付けられている各ノズルからの材料
の流れを独立して外形作成可能とできるようにする。

【０１２９】 図３３は、図１から図３２に前述された実施形態のいずれかとともに使用でき
る完全な制御システム機構８００を示す。図３３では、システムは、図１に図示
されているマニホールド、ノズルおよびモールド機構とともに示され、類似する
参照文字が可能なところどこでも使用されている。

【０１３０】 図１に同様に、制御システム８００は、機械ノズル１１から射出成形ノズル２
１と２３を通してモールドキャビティ５の中に射出される材料を計量配分するた
めのマニホールド１５を含む。前記に説明されるように、それぞれのノズルは、
ノズル２１と２３を通る、キャビティ５の中への材料の流れの速度を独立して制
御するために使用される、それと関連付けられているバルブピン４１ａと４１ｂ
を有する。サーボバルブ８０２は、代わりに制御アクチュエータ４９（ａ）およ
び４９（ｂ）を制御し、その特定のサーボバルブ、バルブピン、射出ノズル、圧
力変換器およびゲート（ここでは「制御ゾーン」と呼ばれている）と関連付けら
れるターゲット圧力プロファイルに従って各バルブピンのそれぞれの位置を改変
するためにコントローラ８０４によって制御される。前記に説明されるように、
制御ゾーンのバルブピンは、制御ゾーン内の圧力変換器によって読み取られる圧
力が、射出サイクルを通して、その制御ゾーンのためのターゲットプロファイル
内の圧力の目標値を追跡調査するように、制御ゾーンのゲートに流れる材料の流
量を調整する。

【０１３１】 リアルタイム制御は、材料圧力値を記録し、それらを、射出サイクルを通して
圧力値を目標値に比較するコントローラ８０４の中にフィードバックする圧力変
換器６９（ａ）と６９（ｂ）からのフィードバックを介して提供される。それか
ら、コントローラは、ターゲットプロファイルによって、材料圧力の増加が要求
されているのか、材料圧力の減少が要求されているのかに応じて、バルブピンを
変位させる。１つの好ましい実施形態に従って、ターゲットプロファイルは、例
えば、コントローラ８０４の中に記憶されているＰＩＤアルゴリズムによって実
行される。

【０１３２】 コントローラ８０４は、入力／出力接続を提供するために汎用シーケンスコン
トローラ（ＰＬＣ）を含むことができる。例えば、ＰＬＣは、圧力変換器６９（
ａ）および６９（ｂ）から材料圧力データを捕捉するために使用することができ
、サーボバルブ８０２に制御信号も提供する。コントローラ８０４は、サーボバ
ルブ８０２と流圧源（油圧源）８０８の両方に接続され、流圧源を監視、制御す
る。オペレータインタフェース８０５は、例えば、前記図１４から図１９に関し
て記述されるインタフェース２１４と同じである。

【０１３３】 ノズル１１を介してマニホールド１５の中に材料を射出する射出成形機８０６
を含む、完全な制御システム８００が図３３に図示されている。機械は、ホッパ
ー８１６から、射出成形機械から出る材料を強制的に送らせるために使用される
往復運動スクリュー８０９を含む。該スクリューは、オペレータインタフェース
８１４を含む機械コントローラ８１２によって制御される液圧式アクチュエータ
８１８に取り付けられている。加圧された作動流体は、射出成形機械液圧式電力
装置８１０を介してアクチュエータに供給される。オペレータインタフェースを
使用して、ユーザは、任意の指定される射出サイクルに関して、射出時間、射出
圧力、詰込み圧力、詰込み時間等を設定することができる。

【０１３４】 各制御ゾーンを通る材料の流れの速度を制御することに加え、コントローラ８
０４は複数の方法で射出成形機と接続する。コントローラ８０４は、射出成形機
コントローラ８１２に結合される。射出成形機コントローラ８１２は、コントロ
ーラに複数の異なる信号を提供することができる。例えば、コントローラ８１２
は、射出成形機上のすべてのゲートおよび安全装置が閉じられ、機械８０６が、
射出が発生できる状態にあることをコントローラ８０４に示すことができる。こ
の信号は、コントローラ８０４が射出サイクル中にその制御機能を実行している
間に受信されなければならない。

【０１３５】 また、射出成形機は、緊急停止が示されるとコントローラ８０４が制御動作を
実行しない、コントローラ８０４に結線できるだろう緊急停止ボタンを含むこと
もできる。コントローラ８１２は、射出成形機の物理的な特徴に基づいて射出の
開始を示すためにコントローラ８０４に信号を提供することもできる。この信号
は、射出および詰込みの最後まで高いままとなるべきである。その結果、コント
ローラ８０４は、ターゲットプロファイルに従って制御を開始するためにこの「
射出の開始」信号を使用することができる。例えば、射出信号の開始の立ち上が
り端は、射出の開始が始まった旨をコントローラ８０４に示すことができる。

【０１３６】 また、射出信号の開始は線形位置変換器８２０によってコントローラ８０４に
提供され、スクリュー８０９が、射出が開始した位置にあることを示すこともで
きる。射出の開始信号を提供する別の方法は、コントローラ８０４に結合されて
いる圧力変換器８２０によって機械ノズル１１内の材料の圧力を測定することで
ある。射出の開始信号を射出成形機に関連付けられるこれらの物理的な読取り値
に基づかせることで、コントローラ８０４がターゲットプロファイルを実行する
ことを開始するときに、適切な圧力がマニホールドに供給されていることを保証
することができる。

【０１３７】 射出の終わり信号をコントローラ８０４に提供することも望ましい。このよう
な信号を提供する１つの方法は、前述された射出成形機「オン」信号の立下り端
を検出することである。射出の終わり信号は、コントローラ８１２によって提供
される「射出成形機射出完了」信号の立ち上がり端によって示すこともできる。
最後に、コントローラ８０４自体は、すべてのプロファイルが完了したときに射
出の終わり信号を提供することができる。このようにして射出の終わり信号は、
射出プロセスが完了し、すべての射出機能性が打ち切られなければならない旨を
、射出成形機８０６、コントローラ８０４のどちらか、あるいは両方に知らせる
ために使用される。

【０１３８】 射出成形機８１２は、射出成形機が「射出圧力」から「詰込み圧力」に移行し
た旨の信号をコントローラ８０４に提供することもできる。ある実施形態に従っ
て、コントローラ８０４は、射出成形機がいつ移行中であるのかを決定し、前記
移行が詰込み圧力に移行するターゲットプロファイルの前であるかどうかを判断
するためにこの信号を使用することができる。射出成形機のこの早期移行は、完
全に充填しない１つまたは複数のキャビティを生じさせることがある。このよう
にして、コントローラ８０４が、早期移行が発生する場合に、オペレータインタ
フェース８０５を介して警告メッセージを生成するためにこの信号を使用できる
だろう。

【０１３９】 射出成形機コントローラ８１２は、射出成形機がその射出前方シーケンスの最
後に到達した（つまり、スクリュー８０９がその最前方の位置に達した）旨の信
号をコントローラ８０４に提供することもできる。コントローラ８０４は、ター
ゲットプロファイルのすべてが完了する前に射出成形機が射出を停止した場合に
、オペレータインタフェース８０５を介してオペレータに警告するためにこの信
号を使用できるだろう。この信号は、コントローラ８０４が射出サイクルの間に
すべてのターゲットプロファイルを完了した後も射出成形機が依然として射出し
ている場合に、サイクル時間が最小限に抑えられていない旨を示すために使用す
ることもできる。

【０１４０】 射出成形機コントローラ８１２は、事前減圧（スクリュー８０９がｐｌａｓｔ
ｉｃａｔｉｏｎの前にリセットされるとき）または減圧（スクリュー８０９がｐ
ｌａｓｔｉｃａｔｉｏｎ後にリセットされるとき）が完了するときに関して信号
を提供してもよい。信号は、コントローラ８０４が次の噴射サイクルに備える位
置にあるために、いつバルブピン４１（ａ）および４１（ｂ）を閉じる（つまり
、マニホールド流路が閉じられるまで、バルブピン４１（ａ）および４１（ｂ）
を引っ込める）ことができるのかを示すために使用することができる。この信号
が提供されない場合、コントローラは、バルブピン４１（ａ）および４１（ｂ）
を閉じるために単に射出サイクルの最後からの時間の期間を設定するだけである
。

【０１４１】 コントローラ８０４は、射出成形機コントローラ８１２に信号も通信できる。
コントローラ出力インタフェース８０５は、射出成形機に関して前述されたよう
に緊急停止を含むこともできる。この緊急停止信号は、コントローラ８１２に送
信することもでき、射出成形機を停止するために動作するだろう。コントローラ
８０４は、コントローラ８０４が常駐し、接続されなければならない旨をコント
ローラ８１２に示す信号も提供できる。信号は、例えば、両方のコントローラを
接続するジャンパケーブルによって搬送することができる。ジャンパは、コント
ローラ８０４が常駐することを示す射出成形機で入力回路を完了するだろう。

【０１４２】 コントローラ８０４は、流圧源８０８が準備完了している旨、および射出を妨
げるだろう警報が存在していない旨を示す「準備完了」信号をコントローラ８１
２に提供することもできる。

【０１４３】 コントローラ８０４は、コントローラ８０４によって実行されているすべての
ターゲットプロファイルが射出の充填段階から詰込み保持段階に移行した旨を示
す信号をコントローラ８１２に提供することもできる。一実施形態では、射出成
形機は、詰め込み段階と保持段階でもはや必要ではない大量のポンプを取り出す
ために、信号を使用する。信号の別の使用は、気体補助用途のための気体噴射の
開始をトリガすることである。射出サイクルのターゲットプロファイルは、その
後に気体がパーツを終わりにする（ｐａｃｋ ｕｐ）するために使用される溶融
した材料の射出後に終了するだろう。

【０１４４】 コントローラ８０４は、すべてのターゲットプロファイルが完了した旨を示す
信号を提供することもできる。それから、信号は、射出成形機サイクルを打ち切
り、このようにして浪費されたサイクル時間を短縮するために使用することもで
きる。この信号は、ターゲットプロファイルが完了された後も射出成形機が依然
として噴射している場合にサイクル時間が最小限に抑えられていない旨を示すた
めに使用することもできる。その結果、この情報は、射出成形機サイクル時間を
リセットするために使用できるだろう。コントローラ８０４は、射出サイクル中
に制御問題があり、それゆえパーツに欠陥があるだろうという高い尤度があった
旨を示す信号を射出成形機に提供することもできる。

【０１４５】 システム８００は、キャビティ圧力変換器８２４および８２６も含む。これら
の変換器は、成形プロセスに関係する役に立つ情報を提供する。変換器は、制御
ゾーンごとに圧力プロファイル曲線を介してキャビティ圧力を監視、表示するた
めに使用することができる。この情報は、あらゆるプロセス変更が発生したかど
うかを判断するために障害探索に使用することができる。該情報は、プロセスが
決定された動作範囲内に留まる旨を保証するために統計的なプロセス制御のため
に使用することもできる。例えば、これらの圧力変換器からの圧力読取り値は、
ピーク圧力、詰込み圧力、平均圧力、圧力曲線下の面積、または射出サイクル中
のその他の圧力値のための合格基準を確立することができる。これらの基準が満
たされなかったサイクルの間に作成されたパーツは、不合格とすることができる
か、あるいはオペレータに警告するためにオペレータインタフェース８０５で少
なくとも通知を作成することができる。

【０１４６】 キャビティ変換器８２４または８２６を使用すると、プロセスのさらに大きな
制御が提供される。例えば、変換器の１つが、一貫して、射出サイクル中のある
特定の時点で高すぎるまたは低すぎる圧力を登録する場合に、その制御ゾーンと
関連付けられているターゲットプロファイルは、オペレータインタフェース８０
５を使用して相応して改変することができる。これは、特に、複数のゲートを有
する大きなパーツで有効となることがある。キャビティ変換器をキャビティに沿
った複数の点に設置すると、プロセスの間にパーツがどの程度充填するのかに関
する情報、およびパーツが適切に充填していない場合には、どの制御ゾーンのど
のターゲットプロファイルが改変される必要があるのか、およびどのようにして
それらが改変されなければならないのかに関する情報が提供される。

【０１４７】 変換器８２４および８２６は、射出圧力から詰込み圧力へターゲットプロファ
イル（および／または射出成形器）内での切替えをトリガするために使用するこ
ともできる。前述された実施形態では、射出圧力から詰込み圧力への切替えは、
時間に従ったターゲットプロファイルによって決定されるが、圧力変換器を使用
すると、時間に関係なく、その時点でターゲットプロファイルがプロファイルの
「詰込み」領域に切り替わる設定点圧力を確立することができる。これは、各制
御ゾーンに関連付けられるキャビティ圧力変換器があるだろうために、ターゲッ
トプロファイルごとに別個に実行することができる。また、この変数は、射出成
形機がいつ射出圧力から詰込み圧力へ切り替わるのかを制御するために使用する
こともできる。

【０１４８】 また、切替えは、キャビティ５のどちらかの端部に変換器を設置することによ
って制御することもできる。圧力変換器がキャビティの最後で材料圧力を検出す
ると、コントローラ８０４は、ターゲットプロファイルの「詰込み」部分に、キ
ャビティのその最後に関連付けられる制御ゾーン（または複数のゾーン）を切り
替えることができる。この「切替え」を制御する方法が、パーツをさらに迅速に
またはゆっくりと充填させ、このようにして時間に基づいた「切替え」を不正確
にすることがある材料粘度の変動を説明することができる。

【０１４９】 「切替え」の制御は、図３６に図示されているように、複数のキャビティ用途
でも有効である。モールドが複数の類似するキャビティ５ａと５ｂを有する場合
、理想的には、コントローラ８０４は、射出サイクル中の同じ時点で、各制御ゾ
ーン（各キャビティが単一のゲートを有するときにキャビティに１つ）を噴射か
ら詰込みに「切り替える」だろう。しかしながら、複数のキャビティの中の材料
および流れの変動が、充填速度をあるキャビティから次のキャビティでわずかに
異ならせる可能性がある。前述されたように、各キャビティ５ａと５ｂ内で圧力
変換器を使用し、制御ゾーンごとに独立して切替えをトリガすると、これらの変
動が補償され、プロセスの反復性を高めることができる。代わりに、キャビティ
圧力変換器は、各キャビティから均一のキャビティ圧力読取り値（および均一な
パーツ）を作成するために各ターゲットプロファイルを「微調整する」ために使
用するすることができる。多数キャビティ用途では、圧力変換器は、図３３に類
似してゲートに隣接して、あるいは図示されているように各キャビティ５ａと５
ｂの端部に位置することができる。前述されたように、どちらかの場所が、切替
えを制御するために使用できる。

【０１５０】 また、キャビティ圧力変換器は、プロファイル自体が、射出開始後のある特定
の時点で詰込みの最後を支配する前記実施形態とは異なり、詰込み期間の最後を
決定するためにも使用することもできる。再び図３６を参照すると、キャビティ
５ａおよｂ５ｂの端部に位置している変換器は、キャビティの端部での圧力が、
パーツが充填されることを示す詰込み中のある特定の値にいつ達するのかを示す
ことによって個々のキャビティ（または単一キャビティ）の詰込み期間の終わり
を決定するために使用できる。このようにして、詰込みの最後は、ある特定の圧
力がいつ検出されるのかに従って、各制御ゾーン内で独立して設定することがで
きる。拡張されたバルブピンが使用される場合（図１１から図１５を参照）、バ
ルブピンは、この圧力に基づいた詰込みの最後の決定に従って閉じることができ
る。詰込みの最後を決定するために圧力を使用すると、ショットごとに変化する
ことがある１つまたは複数のキャビティの中での流量の変動を補償することによ
って、一貫したパーツ重量が保証される。

【０１５１】 カスケード成形の場合、キャビティ圧力変換器は、開放された初期ゲートの下
流にあるゲートに材料の流れの前部が到着したことを示すために使用することが
できる。いったん流れの前部が下流ゲートを通り過ぎると、キャビティ圧力変換
器は、圧力の上昇を見るだろう。コントローラ８０４は、キャビティ圧力変換器
によって測定される決定された圧力設定点に基づいて次のゲートで射出を開始す
ることができる。

【０１５２】 図３３に図示されているように、機械ノズル圧力変換器８２２とも接続する。
前記に説明されたように、この圧力は、ターゲットプロファイルを開始するため
にコントローラ８０４によって使用することもでき、供給圧力がプロセスを実行
するのに十分に高いことを保証するために使用することもできる。射出成形器８
０６が不十分な圧力を供給している場合、コントローラ８０４によって信号が生
成され、オペレータインタフェース８０５に表示されるだろう。

【０１５３】 コントローラは、ラム８０９の位置を測定する線形変換器８２０とも接続し、
パーツの中に射出される材料の量のインジケータとして使用することができる。
（前述された）ターゲットプロファイルと射出成形機の両方での射出圧力から詰
込み圧力への「切替え」は、適切な量の材料がモールドの中に射出された旨を示
す、線形変換器８２０と関連付けられる設定点値に基づくこともできる。

【０１５４】 図３４は、図３３に図示されているシステムに類似した代替実施形態を示す。
しかしながら、この実施形態では、流圧源８０８は排除され、サーボバルブ８０
２が射出成形機液圧式電力装置８１０に直接的に接続されている。このようにし
て、加圧された液のアクチュエータ４９（ａ）と４９（ｂ）への流れを管理する
ために使用されるサーボバルブ８０２への液圧電力は、射出成形機電力装置８１
０から直接的に取り除き可能で、この形状構成がサーボバルブ８０２に供給する
ための別個の電源８０８を有する費用を節約する。システムは、他のすべての点
において図３３に図示されているシステムと同じである。

【０１５５】 複数のそれ以外の代替形状構成が、図３４に関して考えられる。例えば、加圧
された液のサーボバルブ８０２への安定した供給を保証するために、その各アク
チュエータ４９（ａ）と４９（ｂ）に単一のサーボバルブがある液圧式電力装置
８１０に蓄電池（図示されていない）を接続することもできる。また、サーボバ
ルブ８０２は、射出成形機に直接的に、あるいは図示されているようにモールド
に取り付けられてよい。

【０１５６】 図３５は、図３４に図示されているシステムに類似した射出成形システムの別
の代替実施形態を示す。しかしながら、図３５では、コントローラ８０４および
オペレータインタフェース８０５は、射出成形機コントローラ８３０と８３２の
一部として一体化されている。コントローラ８０３およびオペレータインタフェ
ース８３２は、図３３と図３４のコントローラ８０４、８１２、およびオペレー
タインタフェース８０５と８１４の機能を実行する。この一体化により、システ
ムが簡略化され、システム内のハードウェアが縮小される。

【０１５７】 該一体化は、コントローラ８０４内で前述されたプログラマブルコントローラ
を、コントローラ８１２を備える射出成形機制御筐体の中に単に取り付けること
によって実行することができる。このようなケースでは、コントローラ８０４に
よって実行される入力機能および出力機能は、依然として同じＰＬＣによって実
行されるだろう。代わりに、すべての射出成形機コントローラ機能およびコント
ローラ８０４によって実行される機能を接続するために、単一のＰＬＣまたはそ
の他の種類のコントローラを使用することができる。オペレータインタフェース
８３２は、図３３と図３４のオペレータインタフェース８０５と８１４両方の機
能を実行し、メニュー、プロセス読取り値のセットアップ表示、およびその他の
機能のためにサーボバルブ８０２を制御するＰＬＣと直接的に接続する。

【０１５８】 図３５の液圧応用機械は、図３４と同じであり、サーボバルブ８０２は、射出
成形機液圧式電力装置８１０によって液圧電力を供給されている。代わりに、図
３３に図示されるように、別個の流圧源を使用することもできる。

【０１５９】 このようにして本発明の一定の実施形態を記述してきたが、当業者には、多様
な改変、修正、および改善が容易に思い浮かぶだろう。このような改変、修正お
よび改善は、本発明の精神および範囲内にあることが意図される。例えば、図３
２から図３４に図示されている実施形態においては、２つのゲートだけが単一キ
ャビティ５に対して図示されているが、１つまたは複数のキャビティの動作をゲ
ート制御するさらに多くのゲート（および関連付けられるノズル、バルブピン、
アクチュエータ、およびサーボバルブ、つまり制御ゾーン）が使用されてよい。

【０１６０】 さらに、サーボバルブが、図３３から図３６（および前記実施形態）に図示さ
れているが、本発明はこのように制限されず、比例バルブなどのその他の種類の
バルブが使用されてよい。また、液圧式アクチュエータ４９ａおよび４９ｂが図
３３から図３６（および前記実施形態）で使用されるが、空気式または電子式の
アクチュエータがバブルピン（例えば、ピン用電子アクチュエータを制御するた
めに使用できる（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＦＯＲ ＰＩＮ）
と題される同時係続特許出願番号第０９／１８７，９７４号に開示されている電
子アクチュエータ）。このようにして、本発明な特定の種類のアクチュエータに
制限されていない。さらに、依然として、液圧動力式の射出成形機が図３３から
図３６に図示されているが、本発明は特定の種類の射出成形機に制限されない。
例えば、電子射出成形機が使用できるだろう。

【０１６１】 したがって、前記記述は例によってのみであり、制限することが意図されてい
ない。本発明は、以下の請求項およびその同等物に定められるように制限される
だけである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の一実施形態による射出成形システムの部分概略断面図である
。

【図２】 図２は、図１の射出成形システムの一方の側の拡大部分断面図である。

【図３】 図３は、プラグがバルブピンを容易に取り外すために使用される、図１と同様
なシステムの他の実施形態の拡大部分断面図である。

【図４】 図４は、ねじが切ってあるノズルが使用される、図１と同様なシステムの他の
実施形態の拡大部分断面図である。

【図５】 図５は、プラグがバルブピンを容易に取り外すために使用される他の実施形態
を示す、図４と同様な図である。

【図６】 図６は、順方向遮断が使用される他の実施形態を示す、図１と同様なシステム
の部分断面図を示す。

【図７】 図７は、開放位置および閉鎖位置それぞれのバルブピンを示す、図６の実施形
態の拡大部分断面図を示す。

【図８】 図８は、ねじが切ってあるノズルがバルブピンを容易に取り外すためのピンと
併用される、図６と同様な本発明の他の実施形態の断面図である。

【図９】 図９は、バルブピンが開放位置および閉鎖位置で示されている、図８の実施形
態の拡大部分図である。

【図１０】 図１０は、閉鎖位置で示された、バルブピンの他の実施形態の拡大図である。

【図１１】 図１１は、ゲートに延びるバルブピンを含む流量制御を有する射出成形システ
ムの他の実施形態の部分断面図である。

【図１２】 図１２は、流量制御エリアの拡大部分断面詳細である。

【図１３】 図１３は、射出サイクルの開始より前の開始位置のバルブピンを示す、ゲート
に延びるバルブピンを含む流量制御を有する射出成形システムの他の代替実施形
態の部分断面図である。

【図１４】 図１４は、材料流量が許可される中間位置のバルブピンを示す、図１３の射出
成形システムの図である。

【図１５】 図１５は、射出サイクルの終了での閉鎖位置のバルブピンを示す、図１３の射
出成形システムの図である。

【図１６】 図１６の（Ａ）、（Ｂ）は、実際の圧力対図１３に示されたようなマニホール
ドに結合された２つの射出ノズルの中で測定されたターゲット圧力を示す一連の
グラフを示す。

【図１７】 図１７の（Ａ）、（Ｂ）は、実際の圧力対図１３に示されたようなマニホール
ドに結合された２つの射出ノズルの中で測定されたターゲット圧力を示す一連の
グラフを示す。

【図１８】 図１８は、ターゲットプロフィールを表示し、作成し、編集し、記憶するため
に使用される図１３のインタフェース１１４上に表示されたスクリーンアイコン
である。

【図１９】 図１９は、ターゲットプロフィールを表示し、作成し、編集し、記憶するため
に使用される図１３のインタフェース１１４上に表示されたスクリーンアイコン
である。

【図２０】 図２０は、ラムが材料を前記マニホールドのウェルからモールドキャビティに
射出するために使用される流量制御を有する射出成形システムの他の代替実施形
態の部分断面部分概略図である。

【図２１】 図２１は、ウェル６４０が射出成形機によって充填される図２０に示された実
施形態の部分図である。

【図２２】 図２２は、ウェルが材料で満杯であり、システムがいつでも材料をモールドキ
ャビティに射出することをできるようになった図２１と同様な図である。

【図２３】 図２３は、モールドキャビティへの射出が始まった図２１および図２２と同様
な図である。

【図２４】 図２４は、射出サイクルが完了した図２１〜図２３と同様な図である。

【図２５】 図２５は、バルブピンの後のロードセルが各射出ノズルの流量を制御するため
に使用される流量制御を有する射出成形システムの他の代替実施形態の断面部分
概略図である。

【図２６】 図２６は、図２５のバルブピンおよびアクチュエータの拡大部分断面図である
。

【図２７】 図２７は、図２５のロードセルおよびバルブピンの拡大図である。

【図２８】 図２８の（Ａ）、（Ｂ）は、ゲートを閉じ、流量を制御するバルブピンの先端
の拡大図を示す。

【図２９】 図２９の（Ａ）、（Ｂ）は、図２５に示されたシステムで使用するための射出
成形ノズルの代替構造を示す。

【図３０】 図３０は、圧力トランスジューサがアクチュエータに供給された流圧圧力を検
出するために使用される図２０と同様な流量制御を有する射出成形システムの代
替実施形態の断面部分概略図である。

【図３１】 図３１は、圧力トランスジューサがモールドキャビティに取り付けられている
図１３と同様な流量制御を有する射出成形システムの代替実施形態の部分断面図
を示す。

【図３２】 図３２は、流量制御がアクチュエータチャンバの差圧を測定することによって
行われる流量制御を有する射出成形システムの代替実施形態の部分断面図である
。

【図３３】 図３３は、図１に示されたホットランナシステムを使用する射出成形システム
の概略図である。

【図３４】 図３４は、サーボバルブ８０２に関連した流圧源が射出成形機流圧装置と一体
化された図３３のシステムの代替実施形態である。

【図３５】 図３５は、コントローラ８０４およびオペレータインタフェース８０５が射出
成形機コントローラ８３０およびインタフェース８３２に一体化された図３３お
よび図３４に示された射出成形システムの代替実施形態である。

【図３６】 空洞圧力トランスジューサ８２４および８２６が２つのモールドキャビティ５
ａおよび５ｂの端部にある図３３の射出成形システムの代替実施形態である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 モス、マーク・ディー アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 01921 ボックスフォード、キャリッジ・ ハウス・レーン 39 (72)発明者 ドイル、マーク アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 01950 ニューバリーポート、プランマ ー・アベニュー 37 Ｆターム(参考） 4F202 AR02 AR14 CA11 CK06 CK07 CK89 4F206 AR02 AR14 JA07 JL02 JM04 JN14 JQ81

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流圧源を含む射出成形機と、 前記射出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビ
   ティに導く複数のゲートに分配するマニホールドと、 材料が射出サイクル中前記ゲートを通って射出されるそれぞれの流量を個別に
   制御するコントローラとを備え、前記コントローラが前記流圧源に結合され、か
   つ前記流圧源は、流圧を前記射出成形機におよび前記それぞれの流量を制御する
   ための両方に供給することを特徴する射出成形システム。
2. 【請求項２】 前記複数のゲートにそれぞれ関連した複数のアクチュエータ
   をさらに具備し、前記流圧源は、流圧を前記複数のアクチュエータに供給する請
   求項１の射出成形システム。
3. 【請求項３】 複数のバルブピンをさらに具備し、各アクチュエータが、前
   記バルブピンの１つに結合され、バルブピンを軸方向に変位させ、それに関連し
   たゲートを通る材料の流量を変える請求項２の射出成形システム。
4. 【請求項４】 前記流圧源に結合された複数のサーボバルブをさらに具備し
   、前記サーボバルブが、前記アクチュエータへの作動流体の流れを調整するよう
   に前記コントローラによって制御される請求項４の射出成形システム。
5. 【請求項５】 射出成形機と、 この射出成形機から射出された材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビ
   ティに導く複数のゲートに分配するマニホールドとを具備し、前記射出成形機が
   、材料が射出サイクル中前記ゲートを通して射出されるそれぞれの流量を個別に
   制御するコントローラを含む射出成形システム。
6. 【請求項６】 前記射出成形機は、前記射出成形機が材料を前記マニホール
   ドに射出する流量を制御するコントローラも含む請求項５の射出成形システム。
7. 【請求項７】 同じコントローラが、材料が射出サイクル中前記ゲートを通
   って射出されるそれぞれの流量を個別に制御し、かつ前記射出成形機が材料を前
   記マニホールドに射出する流量を制御するために使用される請求項６の射出成形
   システム。
8. 【請求項８】 前記コントローラが前記マニホールド内のそれぞれの流量を
   制御する請求項５の射出成形システム。
9. 【請求項９】 前記コントローラは、各々がゲートに導く前記マニホールド
   に結合された個別の射出ノズル内のそれぞれの流量を制御する請求項５の射出成
   形システム。
10. 【請求項１０】前記射出成形機が、材料が射出サイクル中前記ゲートを通し
    て射出されるそれぞれの流量および前記射出成形機が材料を前記マニホールドに
    射出する前記流量に関連したパラメータを設定するために使用されるオペレータ
    インタフェースをさらに備える請求項６の射出成形システム。
11. 【請求項１１】 射出成形機と、 前記射出成形機の複数のノズルから射出された材料を１つあるいはそれ以上の
    モールドキャビティに導く複数のゲートに分配するマニホールドと、 材料が射出サイクル中前記ゲートを通して射出されるそれぞれの流量を個別に
    制御するコントローラと、 前記射出成形機の前記ノズルに結合された圧力トランスジューサとを具備し、
    前記コントローラが圧力データを前記圧力トランスジューサから受け取る射出成
    形システム。
12. 【請求項１２】前記コントローラは、前記圧力データを使用し、いつ前記射
    出成形機が射出を開始したかを決定する請求項１１の射出成形システム。
13. 【請求項１３】前記コントローラは、それに関連した前記ゲートを通る材料
    の流量に関連した検出状態に基づいて各それぞれの流量を制御する請求項１１の
    射出成形システム。
14. 【請求項１４】前記コントローラは、各ゲートに関連した前記検出状態のタ
    ーゲットプロフィールに基づいて各それぞれの流量を制御する請求項１３の射出
    成形システム。
15. 【請求項１５】 射出成形機と、 前記射出成形機の複数のノズルから射出された材料を１つあるいはそれ以上の
    モールドキャビティに導く複数のゲートに分配するマニホールドと、 材料が射出サイクル中前記ゲートを通して射出されるそれぞれの流量を個別に
    制御するコントローラと、 前記射出成形機のねじに結合された位置トランスジューサとを具備し、このコ
    ントローラは、前記ねじの位置データを前記位置トランスジューサから受け取る
    射出成形システム。
16. 【請求項１６】前記コントローラは、前記位置データを使用し、いつ前記射
    出成形機が射出を開始したかを決定する請求項１５の射出成形システム。
17. 【請求項１７】前記コントローラは、前記位置データを使用し、いつ各それ
    ぞれの流量を射出から詰込みに切り換えるかを決定する請求項１５の射出成形シ
    ステム。
18. 【請求項１８】前記コントローラは、それに関連した前記ゲートを通って材
    料の流量に関連した検出状態に基づいて各それぞれの流量を制御する請求項１５
    の射出成形システム。
19. 【請求項１９】前記コントローラは、各ゲートに関連した前記検出状態のタ
    ーゲットプロフィールに基づいて各それぞれの流量を制御する請求項１８の射出
    成形システム。
20. 【請求項２０】 射出成形機と、 マニホールドおよび複数の射出ノズルを含み、前記射出成形機から射出された
    材料を１つあるいはそれ以上のモールドキャビティに導く複数のゲートに分配す
    るホットランナと、 材料が射出サイクル中前記ゲートを通って射出されるそれぞれの流量を個別に
    制御するコントローラと、 前記１つあるいはそれ以上のキャビティに取り付けられた少なくとも１つの圧
    力トランスジューサとを具備し、この圧力トランスジューサは、前記コントロー
    ラに結合され、圧力データを前記コントローラに送り、前記圧力トランスジュー
    サが所定の圧力値を検出する場合、前記コントローラが、前記少なくとも１つの
    それぞれの流量を射出圧力から詰込み圧力に変更する射出成形システム。
21. 【請求項２１】各流量の制御が、各ゲートを通る材料の流量に関連した検出
    状態に基づいており、各検出状態は前記ホットランナ内の場所で検出される請求
    項２０の射出成形システム。
22. 【請求項２２】前記少なくとも１つの圧力トランスジューサは、各々が前記
    複数のゲートの中の１つにそれぞれに関連した複数の圧力トランスジューサであ
    る請求項２０の射出成形システム。
23. 【請求項２３】各圧力トランスジューサが、それに関連した前記ゲートに隣
    接して置かれている請求項２２の射出成形システム。
24. 【請求項２４】前記１つあるいはそれ以上のキャビティは、複数のキャビテ
    ィであり、かつ各圧力トランスジューサが前記複数のキャビティの中の１つの端
    部に隣接して置かれた請求項２２の射出成形システム。
25. 【請求項２５】前記ホットランナに結合され、前記検出状態を検出する複数
    の圧力トランスジューサをさらに具備し、各圧力変換器は前記ゲートの中の１つ
    に関連する請求項２１の射出成形システム。
26. 【請求項２６】各圧力トランスジューサは、前記複数の射出ノズルの中の１
    つに結合される請求項２５の射出成形システム。
27. 【請求項２７】各圧力トランスジューサは、前記マニホールドに結合される
    請求項２５の射出成形システム。
28. 【請求項２８】 射出成形機と、 マニホールドおよび複数の射出ノズルを含み、前記射出成形機から射出された
    材料を１つあるいはそれ以上のキャビティに導く複数のゲートに分配するホット
    ランナと、 材料が射出サイクル中前記ゲートを通って射出されるそれぞれの流量を個別に
    制御するコントローラと、 前記１つあるいはそれ以上のキャビティに取り付けられた少なくとも１つの圧
    力トランスジューサとを具備し、前記圧力トランスジューサが、前記コントロー
    ラに結合され、圧力データを前記コントローラに送り、前記圧力トランスジュー
    サが所定の圧力値を検出する場合、前記コントローラが、前記少なくとも１つの
    それぞれの流量のための前記射出サイクルの詰込み期間の終了を決定する射出成
    形システム。
29. 【請求項２９】前記少なくとも１つの圧力トランスジューサは、各々が前記
    複数のゲートの中の１つにそれぞれ関連した複数の圧力トランスジューサである
    請求項２８の射出成形システム。
30. 【請求項３０】前記１つあるいはそれ以上のキャビティは、複数のキャビテ
    ィであり、かつ各圧力トランスジューサが前記複数のキャビティの中の１つの端
    部に隣接して置かれた請求項２９の射出成形システム。
31. 【請求項３１】 射出成形機と、 マニホールドおよび複数の射出ノズルを含み、前記射出成形機から射出された
    材料を１つあるいはそれ以上のキャビティに導く複数のゲートに分配するホット
    ランナと、 前記ホットランナに結合され、前記ゲートに流れる材料圧力を検出する複数の
    圧力トランスジューサと、 前記１つあるいはそれ以上のキャビティに取り付けられた少なくとも１つの圧
    力トランスジューサとを具備し、この圧力トランスジューサは、前記１つあるい
    はそれ以上のキャビティ内部の材料圧力を検出する射出成形システム。
32. 【請求項３２】前記複数の圧力トランスジューサの各々は、前記複数の射出
    ノズルの１つに結合される請求項３１の射出成形システム。
33. 【請求項３３】前記複数の圧力トランスジューサの各々は、前記ゲートの１
    つに導く前記マニホールドの溝に結合される請求項３１の射出射出成形システム
    。
34. 【請求項３４】前記複数の圧力トランスジューサおよび前記少なくとも１つ
    の圧力トランスジューサが結合されるコントローラをさらに具備し、前記コント
    ローラが、前記複数の圧力トランスジューサおよび前記少なくとも１つの圧力ト
    ランスジューサからの圧力読み取り値に基づいて各ゲートを通る材料の流量を制
    御する請求項３１の射出成形システム。