JP2020199779A - バルブステムの作動 - Google Patents

Abstract

【課題】作動プレートが閉位置に向けて移動している際にバルブステムが障害に遭遇した場合、バルブステムを保護することができる構成を提供する。【解決手段】バルブステム組立体（５５３）は、ゲートを開閉するバルブステム（５０２）と、該バルブステムに結合しているピストン（５０６）と、ピストンに設けられたチャンバに配置されるバネ（５５０）とを備えている。バネはバルブステムをピストンの方向に向けて付勢し、バルブステムが障害に遭遇した場合にバネが圧縮できるように構成されている。【選択図】図６Ｂ

Description

本開示された実施形態は、概して射出成形機に関し、より具体的にはバルブステムの作動に関する。

射出成形機は、例えば、飲料容器にブロー成形可能なタイプのプリフォームのプラスチック成形部品を製造するのに使用される。典型的には、ホットランナは、スプルーブッシングからホットメルトを１つ以上のノズルに送るマニホルドを含み、該ノズルは、次いで、モールドの個々のキャビティにホットメルトを送る。いくつかのホットランナにおいては、ノズルを通しての成型材料の流動を、前後に作動されてノズルの端部においてゲートを開閉するバルブステムにより制御される。

バルブステムは、油圧、空気圧、または電気作動の構成によりそれぞれ作動されるか、１つ以上の作動プレートを介して同時に作動される。このようなバルブステムを同時に作動させるのに使用されるシステムは、すべての様態において満足する解決方法を提供していない。

一態様によれば、モールドキャビティに溶融物を分配するための射出成形機のホットランナが提供される。ホットランナは、第１バルブステムを有する第１バルブゲートノズルと、第１バルブステムに結合された第１ピストンと、第１ピストンに作用し、開位置と閉位置間で第１バルブステムを移動するように構成された作動プレートと、を含む。第１ピストンは、加圧空気（Ａ）により作動プレートの少なくとも一部に対して保持（付勢）されて、作動プレートの移動により移動する。

一態様によれば、モールドキャビティに溶融物を送り込む射出成形機のバルブステム組立体が提供される。バルブステム組立体は、ゲートを開閉するバルブステムと、バルブステムに結合しているピストンと、ピストンに設けられたチャンバに配置されるバネとを備えている。バネはバルブステムをピストンの方向に向けて付勢し、バルブステムが障害に遭遇した場合にバネが圧縮できるように構成されている。

上記の概念と、下記で述べる追加の概念は、本開示がこの点において制限されないように、任意の適切な組み合わせで構成することができることを認識しなければならない。

本教示の上記およびその他の態様、実施形態、および特徴を、添付図面と共に以下の説明からより十分に理解することができる。

添付図面は、一定の縮尺で図示されていることを意図されたものではない。図面において、様々な図面に図示された各同一のまたはほぼ同一の要素は、同様の参照番号によって表される。明確さのため、各図面のすべての要素について符番付けはされていない。
一実施形態によるバルブステムが開位置にある、バルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 図１Ａのバルブステム作動システムのバルブステムが閉位置にある図である。 図１Ａのバルブステム作動システムのバルブステムの一つが動けなくなった位置にある図である。 一実施形態による作動プレートの底面図である。 一実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部を表示する概略断面図である。 他の実施形態によるバルブステム作動システムの一部の分解斜視図である。

射出成形機は、プラステック成形部材の製造に使用される。典型的には、そのような射出成型機は、また溶融物と称される溶融された成形材料をノズルに送るマニホルドを含み、次いで該ノズルは溶融物を個々のモールドキャビティに送る。あるホットランナにノズルは、ノズルの末端でゲートを開閉するために前後に往復運動するバルブステムを含む。

あるシステムにおいては、バルブステムは個々に作動されることができるが、同時にすべてのバルブステムを一斉に作動させることが有利である。そのようなシステムでは、バルブステムを動けすため前後に往復運動をさせる作動プレートにバルブステムが取り付けられている。同時作動の場合において、もし一つのバルブステムが作動しなくなった場合（例えば、閉位置で動けなってしまった場合）、問題を解決するために射出成型機を停止させなければならない。一方、個別作動の場合において、もし一つのバルブステムが作動しなくなった場合、該一つのバルブステムを作動させることはできないが、その他のバルブステムは引き続き作動させることができる。

ある既知の同時作動システムには、バルブステムの１つが動けなくなっても、射出成形機が作動し続けることができるように構成されている。例えば、バルブステムが閉位置において動けなくなってしまった場合、開位置に向かうプレートの移動によりバルブステムが破損するように、バルブステムを破損させたり、切断したりするように構成されている。そのような構成が米国特許８，２８２，８７０号に示され記載されており、その内容は全て引用により本願に含まれる。他の例としては、バルブステムは、バネを介してプレートに機械的に結合されていて、バルブステムが閉位置で動けなくなりプレートが開位置に向かって移動する場合、バルブステムを開位置に押し込み（例えば、射出サイクルが終わった時に）、押し縮めるように構成されている。そのような構成が米国特許７，２１０，９２２号に示され記載されており、その内容全体が引用により本願に含まれる。さらに別の例として、バルブステムが磁気的に作動プレートに結合されており、バルブステムが動けなくなった場合にプレートから分離するように構成されている。しかし、このような既知のシステムは、すべての面において満足する解決方法を提供するものではない。

本出願人は、空気バネとして作用する加圧空気を用いてバルブステムと作動プレートの一部との接触を維持することで、様々な利点を奏することを実現させた。例えば、いくつかの実施形態では、１つ以上のバルブステムが閉位置で動けなくなった場合でもホットランナを継続して動作させることができる。いくつかの実施形態では、加圧空気を使ってバルブステムと作動プレートの一部との間の接触を維持することで、バルブステムが開位置と閉位置間の往復移動を行っている際に閉位置において動けなくなってしまったり、および／または支障が生じてしまったり（例えば、成型キャビティにおいて）した場合であってもバルブステムを保護することができる。そのような目的のために、本明細書に開示する実施形態は、プレート作動時に加圧空気を使ってバルブステムを作動プレートの一部、例えば作動プレートの背後に位置するリテーナプレートに対して保持するホットランナを備えている。空気バネ結合の他の技術的効果としては、ホットランナの起動の簡略化である。起動時には、成形プロセスの開始の前に、プレート作動部のキャリブレーションをしておく必要がある。キャリブレーションは、作動部を数回行き来させてバルブステムを閉位置と開位置間で再配置することで行われる。空気バネ結合により、キャリブレーションをホットランナが冷温状態でも高温状態でも行うことができる。具体的には、空気バネへの空気の供給が停止すると、オペレータが低温状態でも高温状態でもキャリブレートすることができるので、便利である。高温時に空気が停止すると、バルブステムは作動プレートがキャリブレーションされている間閉位置に保たれる。上記の利点としては、バルブステムが閉じた状態のままなので、キャビティに流れ込むドローリングのリスクを減少させることができ、それによってプロセスの開始前にキャビティから凝固したドロール（drool）を取り除くためのオペレータへの追加的要件を緩和することができ、それによって時間を節約することができる。

かかる目的のため、バルブステムを作動プレートの一部に対して保持するということは、プレート作動中にバルブステム（またはその延長部）が作動プレートの一部に対して押圧されている、または、作動プレートの一部に対して所定の位置に付勢されていることを意味している。加圧空気源が止まると、バルブステムが作動プレートの一部に対して押圧されなくなることは理解されよう。いくつかの実施形態では、バルブステムは作動プレートに直接的に接触させることができる。いくつかの実施形態では、バルブステムは作動プレートに間接的に（例えば、ピストンを介して）接触させることができる。バルブステムは作動プレートに対して上方向に（即ち、開位置の方向に）押圧されることができる。いくつかの実施形態では、バルブステムを作動プレートの一部に保持するということは、プレート作動時にバルブステムの位置が作動プレートの位置に対して維持されるということを意味している。

一態様によれば、ホットランナは、バルブステムを作動プレートの一部（例えば、リテーナプレートに対して）に対して保持する空気ピストンを含む。即ち、各バルブステムは、空気ピストンに結合され、加圧空気Ａが作動プレートの一部に対してピストンを保持することができる。バルブステムは、ピストンに対して任意の適切な方法で結合され得る（例えば、ねじ、磁石、スロット結合、など）ことは理解されよう。また、ピストンは、加圧空気が止まると、作動プレートの一部に対して保持されなくなることは理解されよう。バルブステムが対応する空気ピストンに印加された加圧空気により作動プレートの一部（例えば、リテーナプレート）に対して保持されている開位置のホットランナの一例を、下記により詳細に述べられる、図１Ａに例示されている。このような態様で、加圧空気は空気バネとして作用する。

いくつかの実施形態では、加圧空気は空気ピストンに印加される力を生成する。いくつかの実施形態では、空気ピストンに閾値空気圧が印加される。この目的のため、閾値空気圧とは、ホットランナの通常（例えば、途切れない）運転において作動プレート（例えば、リテーナプレート）に対して空気ピストンを保持することができる閾値力を生じるのに十分な空気圧を含むことができる。即ち、バルブステムが開位置および閉位置間で往復移動する時に、閾値力はピストンと作動プレートの一部との間の接触を維持する。いくつかの実施形態では、閾値空気圧は約１００および１５０ｐｓｉであるが、他の適切な圧力を使用することができる。いくつかの実施形態では、作動プレートに形成された空気供給回路の空気圧チャンネルを介して空気ピストンの下側（例えば、下流側）に閾値空気圧が印加される。即ち、空気ピストンのクランプ側に圧力が印加されることができる。いくつかの実施形態では、ピストンの下側において空気圧を維持するためシールが使用される。

図１Ｂに示すように、作動プレートは閉位置に向かって（例えば、ゲートに向かって）移動し、バルブステムによりモールドキャビティへのホットメルトの流れを遮断している。いくつかの実施形態では、作動プレートと、関連するリテーナプレートは空気ピストンを押して、空気ピストンとバルブステムをゲートまで動けす。作動プレートが閉位置に向かって動く間、閾値力は空気ピストンをリテーナプレートに対して保持することは理解されよう。いくつかの実施形態では、バルブステムが開位置と閉位置の間で移動する距離（また、ストローク距離Ｌとも称す、図１Ａ参照）は約１５ｍｍである。

射出サイクルが終わると、作動プレートは開位置に戻る。キャビティでの支障がない（例えば、中断されない射出サイクル）実施形態では、バルブステムは作動プレートによる作動を介して閉位置と開位置間を自由に動くことができる。そのような状況では、閾値力はピストンを作動プレートに対して保持し、作動プレートがゲートからバルブステムを牽引することができるようにする。即ち、閾値力は、ゲートにおいてバルブステムに作用する如何なる保持力（例えば、モールドの冷めた溶融物または他の障害によって発生する、バルブステムがゲートから移動するのを妨害する力）より大きい。

しかし、図１Ｃに示すように、時に１つ以上のバルブステムが閉位置にて動けなくなる（例えば、ゲートにおいて動けなくなる）場合がある。そのような場合、空気ピストンに印加される閾値力（即ち、空気ピストンの下側に印加される加圧空気）は、ピストンを作動プレート／リテーナプレートを保持したり、ゲートからバルブステムを牽引するのには十分ではなくなる。即ち、閾値力は、ゲートにおいてバルブステムに作用する保持力より小さくなる。

バルブステムがゲートで動けなくなった場合、作動プレートが開放位置に移動する間、対応する動けなくなったピストンが、作動プレートの一部（例えばリテーナプレート）から離れる。本明細書では、作動プレートの一部から離れるとは、加圧空気Ａが作動プレートの一部（例えば、リテーナプレート）に対してピストンを押圧していなくなることを意味し得る。即ち、動けなくなったピストンは、作動プレートの移動と共に移動しなくなる（例えば、動けなくなったピストンは、開位置と閉位置間で往復移動しない）。代わりに、作動プレートは、対応する動けなくなったバルブステムと関連するピストンに対して動く。下記により詳細に説明するが、動けなくなったピストンは作動プレートの一部から離れても、動けなくなったピストンが作動プレート内に（例えば、作動プレートのピストンボア内に）まだ残っていてもよい。

１つ以上のバルブステムがゲートにおいて動けなくなっても（例えば、一つ以上のモールドキャビティに不良が生じた場合）、ホットランナは動けるピストンとバルブステムを開位置および閉位置間で動けし続ける構成でもよい。そのような状況において、加圧空気が動けるバルブステムに印加する閾値力は、プレートの作動時に動けるバルブステムを作動プレートの一部に対して保持するのにまだ十分である。動けなくなったバルブステムとそれに関連する空気ピストンは、前後に動いている作動プレートに対して静止位置にありつづけることは理解されよう。例えば、作動プレートは空気ピストンを収容するピストンボアを備えていてもよい。作動プレートが往復移動をする際に、空気ピストンは、動けなくなったバルブステムにより保持されて、ピストンボア内で静止しつづける。動けなくなったピストンが作動プレートから分離され、作動プレートに対し静止し続ける実施形態では、空気ピストン下の加圧空気は単純に圧縮されることは理解されよう。

１つ以上のキャビティに問題が生じた場合（即ち、１つ以上のバルブステムが閉位置にて動けなくなった場合）、システムを止めて修理してもよいことは、さらに理解されよう。そのような状況において、本機が止まり、加圧空気供給が止まったら、ピストンを作動プレートから分離し、修理のため取り外す構成であってもよい。

図を参照すると、図１Ａ〜１Ｃに一態様によるホットランナ１００の一例を示す。図１Ａに示すように、射出サイクルの開始時に作動プレート１０４が開位置にある時、バルブステム１０２の両方が、加圧空気Ａにより作動プレートの一部に対して押圧される。そのような一実施形態において、バルブステム１０２は、ピストン１０６に結合され、加圧空気Ａは、作動プレート１０４の背後においてピストンを上方に（矢印表示されたＵを参照）リテーナプレート１０７に対して保持（付勢）する。加圧空気Ａは、作動プレート１０４に形成された空気供給回路の空気チャンネル１０８を介して移動する。また、ホットランナ１００は、とりわけ、スプルーブッシング（図示せず）からノズル（図示せず）にホットメルトを送り込むマニホルド１１０、マニホルド支持プレート１１２、および支持プレート１１４を含む。

図１Ｂに、作動プレートがストローク長さＬ（図１Ａ参照）を進み、バルブステムがゲート１０５を閉じた（ノズルは図示せず）後の閉位置の作動プレート１０４を示す。図１Ａ同様に、バルブステムは、ピストンに作用している加圧空気Ａによりリテーナプレート１０７に対してまだ押圧されている。

図１Ｃに、再び開位置にある作動プレート１０４を図示するが、本実施形態では、バルブステム１０２ｓの１つがゲート１０５で動けなくなっている。そのような実施形態では、ゲートにてバルブステムに印加される保持力は、上向きにリテーナプレート１０７に対してバルブステム１０２ｓ／ピストン１０６ｓを押圧する閾値力より大きい。本図に示すように、対応する動けなくなった空気ピストン１０６ｓは、動けなくなったバルブステム１０２ｓに結合されており、リテーナプレート１０７にはもう押圧されておらず（例えば、ピストン１０６ｓとリテーナプレート１０７間の空間Ｏを参照）、作動プレート１０４の動きと共に動くことはない。一方、動けるバルブステム１０２は、その対応するピストン１０６を介してまだリテーナプレート１０７に押圧されており、作動プレート１０４と共に開位置に移動する。

図１Ａにおいて、２つのバルブステム１０２が作動プレート１０４に対して押圧されているが（例えば、リテーナプレートに対して押圧されている２つの対応する空気ピストンを介して）、ホットランナは、１つ以上のバルブステム１０２を備えた構成であってもよいことは理解されよう。例えば、作動プレートの底面（下側）図である図２に示すように、作動プレート１０４は、４８本のバルブステムと対応するピストンを収容するように構成することができる。即ち、作動プレート１０４は、１つ以上のドロップ１１６（例えば、図２に示す４８のドロップ）を有する構成であってもよく、そこでは空気ピストンが作動プレート１０４に対して保持されている（図１を参照）。他のシステムでは、ドロップの数は多くても少なくてもよく、例えば、２４、７２、９６、それ以上を含むことができる。また、本明細書に記載の態様ではバルブステムを上向きに動けしてゲートを開けるものを述べているが、作動システムはこれに限らず、バルブステムは上向きに動いてゲートを閉めることができる。その場合、加圧空気はピストンの上側に供給され得ることは当業者には容易に理解されよう。

図３に示すように、ピストン２０６は、リテーナプレート２０７に接触して保持されることができる。いくつかの実施形態では、当業者には明らかなように、シール２０９を使用してピストンの下側のシリンダ／ボア内の空気圧Ａを維持している。後述するように、上記シリンダは作動プレート２０４に形成された空気ピストンボア２２６であり得る。ホットランナ２００が通常に作動する実施形態では、シール（複数）２０９は、例えばＯ−リングシールのように静止してとどまっている。そのような実施形態では、作動プレートが動くと、空気ピストン２０６も動き、加圧空気により作動プレートを押圧する。バルブステムが動けなくなった位置にあり、作動プレートが動けなくなったバルブステム／ピストンに対して動く場合、シール２０９はスライディングダイナミックシールとして作用する。

図２に示すように、空気供給回路は、作動プレート１０４内の空気チャンネル１０８を介して加圧空気Ａを各ピストン１０４に供給する。一実施形態では、すべての空気チャンネルは、お互い同士および空気圧源と流体連通している。この図に示すように、作動プレート１０４と空気チャンネル１０８は、回路内の圧力およびまたは各ドロップにおける圧力を検知する１つ以上の圧力センサ１１８に動作可能に接続されている。圧力センサは、バルブ１２２を介して回路への加圧空気供給Ｓを制御する制御部１２０にフィードバックを提供する構成であってもよい。システムは、モールディングプロセス時に失圧、即ち圧力が所定の値を下回ったことを圧力センサが検知すると成形プロセスを停止させる。センサは、ホットランナを過度な圧力から防ぐ。失圧すると、ピストン（およびバルブステム）は、作動プレートの動きに遅れ、バルブステムが閉位置または部分的に開いた位置で射出が行われることがある。圧力センサは、空気供給接続が本機とホットランナ間で完了していない場合、システムが起動時に射出することを防ぐ。いくつかの実施形態では、バルブ１２２が、閾値圧が各ドロップにて維持されるようにバルブ１２２を調整する。いつくかの実施形態では、作動プレート１００も、ソフトウェアと制御部（図示せず）を備えオペレータがキャビティ不良機能とキャビティ不良メンテナンス機能を起動することを可能にするユーザインタフェースに動作可能に接続されている。本明細書では、キャビティ不良とは、バルブステムがゲートにて動けなくなり、キャビティ１０９が射出モールディングに使用できなくなることを意味する。

いつくかの実施形態では、空気チャンネル１０８が、所望の通路に沿って作動プレートを貫通するガンドリリングボアまたは穴を開け、ボアの端をプラグで塞ぐことで形成されている。作動プレートも他のプロセスにより必要なチャンネルを形成して製造されてもよいことは理解されよう。例えば、作動プレートは、接合された２枚の作動プレート（例えば、２枚の作動プレートを溶接、ろう着、または拡散接合）して形成されてもよい。また、作動プレートは、また、付加製造法としても知られるソリッドフリーフォーム造形固体自由形状造形法を用いて形成されてもよい。

いくつかの実施形態では、ホットランナはキャビティ１０９（図１Ｃ）が不良の場合（例えば、バルブステムがキャビティに続くゲートで動けなくなった場合）でも作動するように構成されていてもよい。以下に詳細を後述するが、これはプレートが動いている時にゲートにて対応するバルブステムが動けなくなった時に動けなくなったピストンの位置を維持することで達成されてもよい。例えば、ピストンは、動けなくなった位置で作動プレート内に留まってもよい。そのような実施形態では、作動プレートは、動けなくなったバルブステム（複数）および／または対応する動けなくなったピストン（複数）により制止されることなく、往復移動を続けることができる。

図３に示すように、例えば、作動プレートは、空気ピストン２０６を収容するピストンボア２２６を有していてもよい。ピストンボア２２６のサイズと形は空気ピストン２０６のサイズと形に対応したものであることは当業者には明らかであろう。例えば、ピストンボアの直径は、空気ピストン２０６の外径に対応し、シールを収容し得るサイズであり得る。一実施形態では、ピストンとピストンボアは、ピストンとピストンボアは両方共円筒状であるが、他の適切な形状を使用してもよい。

ホットランナが通常に作動している実施形態では、空気ピストン２０６はピストンボア２２６内に配置され、加圧空気Ａによりリテーナプレート２０７に対して押圧されている。そのような実施形態では、シール２０９がピストンの下側にてピストンボア２２６の空気圧を維持している。加圧空気Ａが存在していて、保持力より大きい閾値力を生ずる限り、空気ピストン２０６が作動プレート２０４の往復移動により前後に移動し得ることは理解されよう。また、加圧空気Ａが止められると、ピストンがリテーナプレート２０７に対して留まらなくなり、バルブステム２０２が作動プレートの動きにより往復移動しないことも理解されよう。

保持力が閾値力より大きく、バルブステム２０２がゲート（図示せず）にて動けなくなった実施形態では、対応する動けなくなったピストンが作動プレートから効果的に分離され、作動プレートを動けるようにして、ピストンの下の空気を更に圧縮する。動けなくなった空気ピストンの位置を点線表示されたＰにて示す。この図に示すように、動けなくなったピストンは、リテーナプレート２０７に対してもう押圧されていないが、動けなくなったピストンは依然としてピストンボア２２６の中に留まっている。即ち、ピストンボア２２６は、空気ピストン２０６の動けなくなった位置と動ける位置に適合するサイズを有している。一実施形態では、孔の長さＬＢは、ストローク長さＬより長く、空気ピストン２０６の動けなくなった位置Ｐに適合する。

ホットランナがキャビティ不良の状態で作動し続ける（例えば、作動プレートを往復移動させて、動けなくなっていないバルブステムを開位置と閉位置間で移動させている）実施形態では、往復移動している作動プレートは、動けなくなった空気ピストンに対して移動する。即ち、作動プレートが往復移動している時、ピストンボア２２６は、動けなくなった空気ピストン２０６の周囲で自由に動いている。結果として、ホットランナは該ピストンを作動プレートから物理的に分離しなくても作動し続けることができる。

他の態様によれば、ホットランナは、バルブステムに印加される力を制限することによりバルブステムを保護するように構成されていてもよい。例えば、バルブステムがピストンに作用する力より大きな力を作用する障害（例えば、ドロップ内の異物）に遭遇した場合にバルブステムを保護するようにしてもよい。バルブステム保護機構を備えたホットランナ１００の例を図４および５Ａ〜５Ｃに挙げる。

例えば、図４に図示するように、ホットランナ３００は、ピストンとリテーナプレート３０７の間のチャンバ３４１に加圧空気供給Ｓが運ばれる空気通路３３０を備えたピストン３４０を備えた構成であってもよい（例えば、加圧空気は空気チャンネル３０８から運ばれる）。いつくかの実施形態では、チャンバは空気ピストンボアであってもよい。

いくつかの実施形態では、加圧空気（矢印表示されたＤ１参照）がバルブステムを閉位置の方向に（例えば、ゲートの方向に）付勢している。即ち、図４に示すように、空気圧Ｄ１を使用してピストン／バルブステムを閉位置に向けて押してもよい。そのような構成においては、閉位置に向けて移動する時にバルブステムに障害があった場合、ピストンに作用する空気が圧縮され、作動プレートが閉位置に向かって動く際にバルブステム／ピストンが静止状態に留まることを可能にし、バルブステム／ピストンを保護しつつ、他の全ての障害のないバルブステムを閉位置に移動させる。これに対し、上記の実施形態において、作動プレートが閉位置に移動する際に障害３１１がゲートに存在しバルブステムが閉位置に移動することを妨げている場合には、リテーナプレートはピストン／バルブステムを押し続け、バルブステムに損傷が生じる可能性がある。

他の実施形態においては、システムは、バルブステムが動けなくなった場合、および／または障害に遭遇した場合にプレートの作動を維持するようにする。図５Ａに示すように、例えば、ホットランナ４００は、上記のようにバルブステムがゲートにおいて動けなくなった場合にでもプレートの作動の継続を可能にするバルブステムの作動用第１ピストン４０６を含むことができる。また、ホットランナは、バルブステム保護用の第２ピストン４４０を備えて、バルブステムが障害に遭遇した場合でも継続的なプレートの作動を可能にする。いくつかの実施形態では、第１ピストン４０６は、作動プレート４０４が往復移動してバルブステム４０２を駆動する際に、ピストン４０６に作用する加圧空気Ａによりリテーナー４０７に対してバルブステム４０２を保持する空気ピストン４０６を含むことができる。この第１ピストンの構成は、図１〜３を参照して上記にて説明したように作動する。第２ピストン４４０は図４において説明されたように構成されることができる。

図５に示すように、第２ピストン４４０は空気ピストン４０６に結合されることができ、リテーナプレート４０４を通して伸張することができる。より具体的には、第２ピストン４４０は、第１空気ピストンを通して延び、バルブステム４０２に直接結合されたシャフト部４４２を含むことができる。また、第１ピストン４０６は、第２ピストン４４０のシャフト部４４２を囲み、作動プレート４０４を通して延長するシャフト部４４４を備えている。また、第１ピストン４０６は、ピストン部に形成されバルブステムの反対方向に延在するハウジング４４６を備えている。このハウジングは、第２ピストン４４０の円筒状のボア（例えば、チャンバ４４１参照）として作用する。この第２ピストンは、ある障害４１１がバルブステムの閉位置への動きを妨害する場合にバルブステムへの損傷を防ぐ保護システムとして作用する。

図４同様に、図５Ａの空気ピストン４０６と保護ピストン４４０は、加圧空気を空気チャンネル４０８からチャンバ４４１に運ぶ空気通路４３０を含む。ホットランナが通常通り作動する実施形態では、加圧空気Ａが第１ピストンに作用し、リテーナー４０７に対して第１ピストン４０６を保持し、加圧空気Ｄ２が第２ピストン４４０に作用して、閉位置に向かって第２ピストン４４０を付勢する。このような態様において、作動プレートがバルブステム４０２を閉位置に移動させる時に、リテーナーが第１ピストン４０６を押し、空気圧Ｄ２が第２ピストン４４０に作用する。

バルブステムが閉位置にて動けなくなった（例えば、動けなくなったピストン４０６がリテーナー４０７から分離する）場合、空気ピストン４０６に作用する空気（例えば、ピストンボア４２６内の空気）は、図５Ｂに示すように、作動プレート４０６が開位置に移動するにつれ、容易に圧縮されることができる。具体的には、作動プレート４０４は開位置に移動し、第１ピストン４０６、ハウジング、およびバルブステム４０２は静止状態のままである。

もし、その代わりに、バルブステム４０２が閉時の際に型のキャビティ内において障害４１１に遭遇した場合、作動プレートはリテーナー４０７をまだ押し続け、それによりピストン４０６およびバルブステム４０２が押される。図５Ｃに示すように、そのような状況においてバルブステムを保護するため、第１ピストン４０６は、作動プレートが閉位置に向かって動く時にハウジングを牽引して、それにより第２ピストンに作用する空気（チャンバ４４１内の空気）を圧縮するように構成される。これにより、このような障害の状況においてバルブステムが作動プレート４０４に対して静止状態を続けることができ、バルブステムを障害に向けて押すようにされている圧力は単に圧縮され、バルブステムが静止状態にとどまることは、理解されよう。

バルブステムが動けなくなったり、および／または障害に遭遇したりした場合、加圧空気を用いてバルブステムを保護するホットランナを図示し、説明してきたが、バルブステムを保護するために他の構成を使用されることができる。例えば、図６Ａ〜６Ｂおよび図７に示すように、ホットランナ５００は、バルブステム５０２の保護のためバネ５５０を含むことができる。

例えば、いくつかの実施形態においては、非溶融の成形材料がゲートを塞いだ時に複数材料ホットランナのパージプロセス時にバネ５５０を用いてバルブステムを保護することができる。理論により限定されることを望むものではないが、複数材料ホットランナを停止する時、第１（例えば、スキン）成形材料の逆流を用いて少なくとも部分的に第２（例えば、バリア）成形材料をノズルのバリアチャンネルに、（例えば、ノズルの内および／または外流れから）、パージすることが一般的である。そのような場合に第２成形材料をパージするために、バルブステムを後方位置に下げ、第１成形材料のショートショット（例えば、部分ショット）を、ノズルを介してモールディングキャビティに射出し、溶融物を固体化させる。固体化したホットメルトは、ゲートを塞ぐショート（例えば、部分的）成形物を形成するこことは理解されよう。第１成形材料が再び（例えば、低圧で）流れ出すと、詰まり物により、流れを変えてノズルの第２（例えば、バリア）チャンネルに流れ、パージを完了する。ホットランナの運転を再開をするには、固体化して詰まっているものを各ゲートから取り除く必要がある。これは、型の開放及び排出手順によりなされ、これにより詰まっていたものがショート（例えば、部分的）成形物と共に取り除かれる。残念ながら、１つ以上の詰りや、１つ以上の詰りの少なくとも一部がゲートに残ってしまうことがある。そのような状況において、バルブステムが閉止されている場合、バルブステムを空気ピストンに結合する安全ピンを破損させうる異常な（例えば、高い）閉鎖力がバルブステムに印加され得る。

他の実施例においては、図示しないが、例えば、単層ＰＥＴシステム（即ち、ＰＥＴ材料全体を複層にせずに成形する型に吹き込み成形用タイプのプレフォームの成形）などの他の使用例において、バネ５５０を用いてバルブステムを保護することができる。単層ＰＥＴシステムにおいては、しばしば、サイクルが開位置のバルブゲートで中断され、それにより、垂れたホットメルトが固体化して局所的にて「ゲートの塊」を生ずる（即ち、ゲートチャンネルの領域における部分的なモールディング）ことが生じてしまうという、起動時に困難が生ずることがある。固体化した塊は次のショットにより排出または再溶解できないので、プラステックでキャビティを充填できるように、通常、技術者は手作業でこのゲートの塊を取り除く。しかし、技術者が１つ以上の塊のすべてまたは一部を取り除かず残してしまい、ゲートチャンネルの次の閉鎖手順に対する妨害物になりうる場合がある。

図６Ａに示すように、バルブステム５０２は、空気ピストン５０６に結合されており、空気ピストンは空気チャンネル５０８を介して移動する加圧空気Ａを介してリテーナプレート５０７と接触して保持されている。他の実施形態と同じく、空気ピストン５０６は、作動プレート５０４に形成された空気ピストンボア５２６に受けられ、空気ピストンボア５２６に相対的に動く。シール５０９を使用して、ピストンボア５２６内の空気圧力Ａを維持することができる。

いくつかの実施形態では、空気ピストン５０６は、バネ５５０が収容されたボア（例えば、シリンダ５４１を参照）を有するハウジング５４６を含む。

いくつかの実施形態においては、バネ５５０がバルブステム組立体５５３を介してバルブステム５０２の近位端に結合されている（図７の分解斜視図も参照）。そのような実施形態では、バルブステム組立体５５３は、バルブステム保持部５５８のスリーブ５５６に受けられるバルブステムヘッド５５４を含むことができる。また、バルブステム組立体は、バルブステムヘッド５５４をバネ５５０に接続するシェアピン５６０を含むことができる。いくつかの実施形態において、シェアピン５６０は、着脱可能にバルブステムヘッド５５４に取り付けられていてもよく、着脱不可能に取り付けられていてもよいことは理解されよう。バネ５５０と同様に、バルブステム組立体も空気ピストン５０６のシリンダ５４１に収納されていてもよい。図６Ａに示すように、バネキャップ５５１は、ハウジングにネジ止めされ、シリンダを閉じ、バネ５５０をその中に保持する。

図６Ａに示すように、通常運転位置では、バネ５５２は、バルブステム保持部とバネキャップ５５２の間に保持されており、プレートの作動時に前後に移動する。そのような通常運転位置では、バネは所定の力に予圧されていて、圧力によりバルブステムを後方に押せず、大きなゲート（Ｔａｌｌ ｇａｔｅ）を生成できないようにする構成であってもよい。いくつかの実施形態では、バネ５５２は、ピストンに向かってバルブステムに付勢する。いくつかの実施形態では、ギャップＧがバルブステム保持部５５８と空気ピストン５０６の間に維持され、それによりバルブステム５０２が空気ピストン５０６内で浮くことができるようにする。いくつかの実施形態では、上記ギャップはおよそ０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである。

バルブステム５０２が、バルブステム５０２の動きを止める障害５６２に遭遇している実施形態を図６Ｂに示す。本図に示すように、作動プレート５０４は、ゲートに向かって動き続け、それによりピストン５０６とバルブステム５０２を押す。そのような状況においてバルブステムを保護するために、バネ５５０は、作動プレート５０４が閉位置に向かって動くにつれ圧縮される構成であってもよい。理論により限定されることを望むものではないが、バネの圧縮は障害を介してバルブステムに作用する力を制限することができる。

いくつかの実施形態では、バネを圧縮することにより、バルブステムが作動プレート４０４に対して静止し続けることを可能にする。例えば、図６Ｂに示すように、ギャップＧはバネが圧縮するにつれ大きくなる。いくつかの実施形態では、図示するように、空気圧Ａはピストン５０６をリテーナプレート５０７に対して押圧した状態を維持するのに依然として十分である。

いくつかの実施形態では、ホットランナは、使用しているシールの寿命を維持および／または延長するように構成することができる。例えば、シールがダイナミックになった場合にその信頼性を確保するため、全てのノズルの先端のヒーターを停止した状態で作動プレートはメンテナンスモードにおいて起動する前にサイクル運転させることができる。全てのバルブステムとピストンが、固体化したドロップにより閉位置でロックされる可能性がある。その場合、当該機械は、作動プレートへの空気供給を止め、大気中に通気する。そして、作動プレートは、前後運動のサイクルを実行し、空気ピストンのシールを作動させることができる。このメンテナンスの後、本機は通常の運転を再開できる。

いくつかの実施形態においては、ホットランナは、本機が圧力の低下を検知した場合は停止するように構成されている。例えば、失圧した（例えば、加圧空気供給Ｓが減圧した）場合、本機はアラームを鳴らして、モールディングサイクルを停止することができる。成形機は、バルブステムの全てまたはいくつかが閉位置の状態で、またはバルブステムの全てまたはいくつかが遅れた状態で、またはゲートが完全には開いていない状態で射出が行われないように停止することができる。いくつかの実施形態では、この圧力モニタリングは、バルブステムが閉まった状態で射出するリスクや、ホットランナの過圧（例えば、内部リーク）のリスクを低減し得る。

バルブステムが空気ピストンを介して作動プレートに対して保持されている（即ち、空気ピストンが空気圧により作動プレートに対して保持されている）実施形態を図示し、説明してきたが、他の実施形態では、バルブステムのヘッド自体がリテーナプレートに対して押圧されることができる。即ち、バルブピンのバルブピンヘッド３０３が空気圧により作動プレートに対して保持され、適切なシールを介して孔の中に配置されることができる。

本教示は、様々な実施形態や実施例を参照して説明されているが、本教示がそのような実施形態や実施例に限定されることは意図されていない。本教示は、様々な、代替物、変形例、均等物を包含するものであることは当業者には理解されよう。よって、前記説明と図面は例示のためのものである。

Claims (5)

1. ゲートを開閉するバルブステム（５０２）と、チャンバ（５４１）を有し該バルブステム（５０２）に結合しているピストン（５０６）と、該ピストンの該チャンバに配置されるバネ（５５０）と、を備え、該バネは該バルブステムを該ピストンの方向に向けて付勢し、該バルブステムが障害に遭遇した場合に該バネが圧縮できるように構成されている、バルブステム組立体（５５３）。
2. バネキャップ（５６１）と、前記バルブステムを保持するバルブステム保持部（５５８）と、を備え、前記バネは該バルブステム保持部と該バネキャップとの間に保持される、請求項１に記載のバルブステム組立体。
3. 前記ピストンは、射出成型機の作動プレート内で加圧空気により付勢されており、該作動プレートの前記ピストンへの作動により前記バルブステムは閉位置及び開位置間で移動するようにされており、前記バネは前記バルブステムの移動とともに前後に移動する、請求項１または２に記載のバルブステム組立体。
4. 前記バルブステムの動きを止める障害に遭遇した場合、前記バネは、前記作動プレートが閉位置に向けて動くにつれ圧縮される、請求項３に記載のバルブステム組立体。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバルブステム組立体を備えた射出成型装置。

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