JP2023519481A - 射出成形中の漏れ検出に適合された方法及び射出成形マニホールド - Google Patents

Abstract

射出成形中の漏れ検出に適合された射出成形ホット・ランナ・システムは、マニホールドと、該マニホールドを囲むハウジングと、を備え、上記マニホールド及び上記ハウジングは、離間していることで１つ又は複数のポケットを画定し、上記マニホールドは、該マニホールドに取り付けられた構成要素に対して接続を確立する少なくとも１つの接合点を有し、少なくとも１つの接合点において、上記ポケット内にセンサが位置付けられ、該センサは、上記接合点における漏れに起因して溶融プラスチックと接触すると漏れを示すように構成されている。

Description

本出願は、２０２０年２月２７日に出願された米国出願第１６／８０２，８７４号の優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、射出成形機に関し、より詳細には、射出成形中の漏れ（漏洩）検出に適合されたホット・ランナ・システムを通して加圧溶融プラスチックを金型キャビティ内へ射出するために取り付けられたノズルを有するタイプの射出成形機における改良に関する。

一般的に、かかる射出成形機は、１つ又は複数のノズルを有するマニホールドを用いる。ノズルは、ノズルとスプルー・ブシュとの間から溶融プラスチックの漏れを防ぐためにシールされるか又はしっかりと嵌まっているが、とりわけ、金型内への不十分なプラスチック供給の送達、適正圧力の損失、材料浪費、例えば漏れる溶融プラスチック材料の高温に起因する上記成形機の高感度制御部及び部品に対する損傷、並びに、修理及び高い完成部品のスクラップに対する結果的に生じるマシン・ダウン・タイムを含む付随的な問題を伴う、そのような漏れが生じるという、既知の繰り返し起こる問題がある。ノズル漏れは、主にノズル端部キャップの相互接続面において生じるが、溶融プラスチックをノズルに送達するマニホールドへの入口ノズルにおける等、ノズルと関連付けられた他の場所において生じることが知られている。ノズル漏れが生じる場所及び漏れの割合に応じて、漏れる溶融プラスチックは種々の異なる進路又は経路にわたって流れる可能性がある。例えば、或るタイプの漏れでは、溶融プラスチックは、ノズル端部キャップからノズル・ヒータを囲む空気スペース内へ急速に広がるか又は膨らむ。他の漏れは、ノズルに実際にくっついてノズルの長さに徐々に達し、最終的にはノズルを覆うか、又は、成形機の動作に関連付けられた高感度領域に達する、遅いグリッタリングのタイプである。

したがって、成形機の高価な部品又は過剰なスクラップ部品に対する損傷に直面する前に適正な測定が開始されることができるように、かかる成形機のノズルに関連付けられた漏れを検出する手段を提供すれば非常に望ましい。

課題は、特許請求の範囲による射出成形ホット・ランナ・システムによって解決される。

射出成形中の漏れ検出に適合された射出成形ホット・ランナ・システムは、マニホールドと、該マニホールドを囲むハウジングと、を備え、このホット・ランナ・システムのさらなる構成要素は、入口ノズル及び出口ノズル（複数可）である。マニホールドは、異なる構造及び構成要素を有することができる。マニホールドは、１つ又は複数のノズルと、ノズルを駆動する（開く又は閉じる）アクチュエータのための相互接続面／ボアと、を有することができる。また、マニホールドは、内側接合部において互いに連結される１つ又は複数のサブ・マニホールドから作製されることができる。マニホールドは、溶融プラスチックがノズルに移送される内部チャネルを含む。ノズルはチャネルと接続している。さらに、マニホールドはハウジングによって囲まれている。マニホールド及びハウジングは、離間していることで１つ又は複数のポケットを画定する。マニホールドの外壁とハウジングの内壁との間のスペースによってポケットが画定される。ストラットの形態の支持体が、マニホールドとハウジングとの間にスペースを画定する。ハウジングは、いくつかの板から作製されることができる。マニホールドは、該マニホールドに取り付けられる１つ又は複数の構成要素に対する接続を確立する１つ又は複数の接合点を含む。これら構成要素は、ノズル、入口ノズル、プラスチック用の入口ライン、ノズルを駆動するアクチュエータ、他のマニホールド／サブ・マニホールドとすることができる。少なくとも１つのセンサが、各接合点におけるポケット内に位置付けられることができる。センサは好ましくは、接合点の近くに位置付けられ、そのため、漏れ出て接合点に入り込む溶融プラスチックが検出される。好ましい実施例において、センサは、ハウジング又はマニホールドの特性によって影響を及ぼされないように位置付けられる。例えば、センサは、ハウジング又はマニホールドの熱又は膨張が誤った漏れ警報を生じさないように位置付けられることができる。

さらに、センサは、接合点における漏れに起因して溶融プラスチックと接触すると漏れを示すように構成されている。

可能な実施例において、接合点は、マニホールド及びハウジングから離間する支持ストラットを取り付けるためのボアである。ボアは、ひび、構成要素の疲労又は品質の変動に起因し、マニホールドに及ぶ可能性があり、溶融プラスチックがボアを通ってポケットに入り込む可能性がある。また、支持体は、例えばノズルである別の構成要素のボアの近くに位置付けられて、センサのための支持体として働くことができる。この場合、支持体は、２つの機能を有する。一方の機能は間隔を画定するためのものであり、他方はセンサを支持又は保持するためのものである。

別の接合点は、射出ノズルを取り付けるための、マニホールド又はハウジングにおけるボアである。射出ノズルはその入口がマニホールド及び該マニホールド内のチャネルと接続される。ノズルは、ノズル・シャンクを介してマニホールドにおけるボアと接続される。この接続は、ねじ山及びシーリングを用いることができる。シーリングの不具合に起因してノズル・シャンクにおける漏れが生じる可能性があり、溶融プラスチックが流れ出てポケットに入り込む可能性があることが考えられ得る。射出ノズルは、ポケットを通ってハウジングの開口／ボアに入って金型に至る。ノズルの端部キャップ、又は、パーティング・ラインにおける該端部キャップと金型との相互接続面もまた、漏れの原因であり得る。また、この領域は、センサを位置付けるための接合点として画定されることができる。

別の接合点は、射出ノズルを開閉するように駆動する油圧、電気又は空気圧アクチュエータが通って延びる、マニホールド又はハウジングにおけるボアとすることができる。アクチュエータによって直線駆動されるバルブ・ピンが、ノズルのニードルを押してノズルを開くか又は閉じる。バルブ・ピンは、マニホールドのボアを通ってノズルへ延びる。シール（バルブ・ピンに対して内側又はマニホールドに対して外側）がうまく機能せず、溶融プラスチックが漏れてポケットに入り込む可能性がある。

接合点が、部品が組み立てられるとともに漏れが生じる可能性がある接合部、ねじ山又は相互接続面であり得、それらから溶融プラスチックが漏出する可能性がある、ということが、上記から推論されることができる。

可能な実施例において、ノズル・ヒータが位置付けられる、ハウジングのボアは、ポケットと連通しており、そのため、射出ノズルの先端における漏れに起因して溶融プラスチックがポケット内に及ぶ。溶融プラスチックは、ハウジング壁とノズル・ヒータとの間に流れてポケットに入り込む。可能な実施例において、ノズル・ヒータの周り又は該ノズル・ヒータ上のセンサが、漏れに起因する溶融プラスチックの流れを検出することができる。

可能な実施例において、センサは、以下の、すなわち、温度センサ、機械的スイッチ、温度コイル、接触センサ、光学センサ、圧力センサ、誘導センサ、容量センサ、抵抗センサ、及び圧電センサ、のうちの１つ又は複数である。

温度センサは、通常条件に比して温度偏差（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ；逸脱）を検出することができる。漏れがある場合、高温プラスチックが、標準温度に比してポケット内に温度増加を引き起こしかねない。好ましくはプロセスの所定の時間において予め設定された閾値を超えると、漏れが検出されることができる。閾値は、経時関数として規定されることができる。

機械的スイッチは、溶融プラスチックと物理的に接触すると、電力線を確立又は中断することができる。溶融プラスチックが外側からコイルを囲むことに起因して温度が増加すると、コイルがその電気特性を変える可能性がある。例えば、ノズル・ヒータの加熱コイルは、溶融プラスチックによって囲まれると異なる抵抗を有する可能性があるか、又は、ノズルを加熱するのに異なる電力／電流を必要とする。通常条件との電流の偏差が検出されることができ、漏れが示されることができる。

別のセンサは、接触センサとすることができる。接触センサは、漏れるプラスチックがセンサと接触すると起動される電気／光学センサ又は機械的センサとすることができる。機械的とは、機械要素が押されるか又は曲げられてスイッチを起動させることを意味する。光学とは、センサの光ビーム又は窓が覆われ、そのため、光ビームが通ることができないことを意味する。

また、漏れるプラスチックによって特定の領域又は経路が覆われていることを示す光学センサが使用されることができる。光学センサは、光源と、特定の光パターンを検出する検出器と、を備え、特定の光パターンは、漏れるプラスチックが光源と検出器との間のスペースに及ぶときには認識されることができない。また、レーザによって測定される特定の距離を検出するレーザ・センサが使用されることができ、レーザは、漏れるプラスチックによって遮られる。

可能な実施例において、光学センサは、溶融プラスチックと接触すると異なる配光を示す、ファイバ・センサである。ファイバは、覆われるか、破断されるか又は曲げられ得、異なる配光又は内部反射を引き起こし得る。

センサの他の例は、ポケット内の漏れるプラスチックによってかけられる圧力を測定する圧力センサ又は圧電センサとすることができる。漏れるプラスチックが押されてポケットに入り込むと、圧力変化が検出されることができるとともに信号が生成されることができる。圧力センサは、圧電センサ又は他のタイプの圧力センサとして実施されることができる。また、誘導センサが使用されることができ、誘導センサは、該センサを液体プラスチックが囲んでいることに起因する容量変化を測定する。ポケット内の２つの点／電極間の抵抗を測定する抵抗センサ又は周波数／交流抵抗センサが使用されることができる。漏れるプラスチックが２つの点間に及ぶと、異なる抵抗が測定されて、漏れが生じていることを示すことができる。

可能な実施例において、温度センサは、ポケットの上壁に接続されることで上からポケットのスペース内へ延びる。この垂下取り付けにより、ポケットによって画定されたスペースの真ん中の位置がハウジング又はマニホールドの影響を最小限に抑えることが可能となる。センサの前部はＬ字状を有し、そのため、センサ先端は下方へポケット内に延びる。可能な実施例において、前部は、温度センサに影響を及ぼす、マニホールドからの熱を回避するように断熱される。

可能な実施例において、温度センサは、ハウジング及びマニホールドの温度影響を減らすように断熱される。断熱物がセンサを囲む。好ましい実施例では、センサ先端のみが自由にポケット内に延びる。断熱物は、センサをその位置に保持し、センサをハウジング及びマニホールドの熱放射から保護する。また、断熱材間に挟まれる金属板内にセンサが位置付けられることが可能である。金属板は、センサが位置付けられるボアを含む。センサの先端は、比較的大きい直径を有する拡張ボア内に位置付けられる。

可能な実施例において、温度センサはセラミック成分によって断熱される。例えばアルミノケイ酸塩をベースとする、熱抵抗である他の材料が選択されることができる。

可能な実施例において、断熱物が支持ストラットを囲んでおり、温度センサは断熱物に取り付けられる。取り付け部は、センサが通って延びるボアとすることができる。また、ストラットは、マニホールドに比して熱伝導率が比較的低い材料から作製されることが可能である。例えば、支持ストラットは、マニホールド及び／又はハウジングの金属／鋼よりも低い熱伝導率を有する金属から作製される。また、支持ストラットは、それ自体セラミック化合物から作製されることができる。

可能な実施例において、断熱物は、ストラットが位置付けられるとともに支持される内部ボアを有する管状形態を有する。割線に沿うボアを管状壁が含み、このボア内にセンサが半径に対して平行に位置付けられる。

可能な実施例において、いくつかのセンサが１つの管状断熱物内に位置付けられる。好ましくは、センサは支持ストラットの対向する両側に位置付けられる。

可能な実施例において、温度センサは、漏れを通過する溶融プラスチックと接触すると温度偏差を検出するように構成される。センサは、漏れを示す閾値又はパラメータ曲線を記憶するコントローラに接続される。曲線は、時間に関連する及び／又はプロセスに関連するものとすることができる。曲線は、特定の時点／プロセス時間においてセンサ値が特定の値未満である必要があることを示すことができる。

可能な実施例において、ノズル組立体は、マニホールドに締結されるノズル・シャンクを含む。シャンクは、ねじ山を用いることによってマニホールドにねじ込まれることができる。シャンクに接続される管状ヒータは、ハウジングのボア内に延びる。可能な実施例において、温度センサは、管状ヒータ及びノズル・シャンクの近くにおいてポケット内に位置付けられる。シャンクは、ポケット内に部分的に位置付けられる。この場所は、センサが種々の異なる位置における漏れを検出することができることを可能にする。

代替的な実施例では、射出成形中の漏れ検出に適合された射出成形ホット・ランナ・システムが開示される。ホット・ランナ・システムは、マニホールドと、該マニホールドを囲むハウジングと、を備え、マニホールド及びハウジングは、離間していることで１つ又は複数のポケットを画定する。ノズル組立体が、マニホールドからポケットを介してハウジングのボアを通って延びる。ノズル端部キャップが金型と接続している。ノズルは、マニホールドと金型との間に接続を確立し、ハウジングを通って延びる。ノズル組立体は、ボア内に位置付けられたノズル・ヒータを含む。ボアを通って押される漏れるプラスチックを検出するために、ノズル・ヒータが延びるボア内にセンサが位置付けられる。

この実施例もまた、上述したセンサを使用する、つまり、センサは、以下の、すなわち、温度センサ、機械的センサ、機械的スイッチ、温度コイル、接触センサ、光学センサ、圧力センサ、誘導センサ、容量センサ、抵抗センサ、及び圧電センサ、のうちの１つ又は複数である。

可能な実施例において、センサは、ノズル・ヒータ上に若しくは該ノズル・ヒータ内に、又はノズル・ヒータの上端に位置付けられる。

可能な実施例において、センサは、ノズル・ヒータの溝内又は外側シェルに位置付けられる。この溝は、周方向又は長手方向とすることができる。溝には、ハウジングにおけるボアとノズルとの間に押されるとともにノズル・シャンクへ向けて押される漏れるプラスチックを検出する温度センサが位置付けられることができる。

別の実施例では、センサは、ノズル組立体が通って延びる、ハウジングにおけるボアの近くのポケット内に位置付けられる。センサは、漏れるプラスチックがポケットに入る瞬間である、該プラスチックがボアを通ってポケットに入り込むときを検出することができる。

ヒータによって用いられる加熱コイルもまた、漏れセンサとして使用されることができる。コントローラは、ヒータを特定の温度に駆動するのに必要とされる電流を解析する。電流が、コントローラによって記憶されている所定の標準値から外れる必要がある場合、コントローラは漏れを示す。加熱コイルを駆動するのに用いられる電流が、プロセスの特定の時間において予め設定された閾値を超えると、漏れが検出されることができる。

可能な実施例において、機械的センサは、溶融プラスチックと接触すると、漏れを示すように構成される。機械的センサは、溶融プラスチックと接触すると閉じる及び／又は開くように構成されたスイッチである。可能な実施例において、機械的センサは、溶融プラスチックと接触すると破断するように構成されたワイヤである。ワイヤは、ワイヤ・メッシュであって、ノズル・ヒータ又はノズル組立体を囲むとともに、該メッシュのワイヤの変形又は破断に起因して、漏れるプラスチックと接触すると、抵抗を変え得る、ワイヤ・メッシュとすることができる。メッシュはまた、該メッシュの変位がある場合に漏れを示すために該メッシュに接続されている機械的センサをトリガすることができる。

可能な実施例において、機械的センサは、溶融プラスチックによって押されると接触を確立するように構成された、ノズル組立体の周りに位置付けられた管の形態を有する。管は、ハウジングのボア内でノズル組立体を囲む。溶融プラスチックがボア内に及ぶと、管が押されてボア内で位置変更され、これにより、該管に接続されているか又は位置変更を検出することができるセンサが漏れを示すことができる。

本発明の上記及びさらなる利点は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによってよりよく理解されることができる。

マニホールドに接続されているとともにハウジングを通って金型内に延びているノズルを示す、ホット・ランナ・システム中の断面図である。 マニホールドへの溶融プラスチックの導入を制御する機械ノズルを示す、ホット・ランナ・システム中の断面図である。 漏れが生じる可能性がある、図１ａのデバイスの接合点を示す図である。 漏れが生じる可能性がある、図１ｂのデバイスの接合点を示す図である。 考えられ得る漏れ領域を有する、ノズルの先端の断面図である。 考えられ得る漏れ領域を生じさせる、互いに接合される２つのマニホールドから成る、より大きなホット・ランナ・アセンブリの断面図であり、さらに、ノズルを駆動するとともにマニホールドを通って延びる、考えられ得るさらなる漏れ領域をもたらす油圧、電気又は空気圧アクチュエータが示されている。 断熱されているとともにセラミック断熱材間に挟まれている、支持ストラットに取り付けられた温度センサの配置を示す図である。 断熱されているとともにセラミック断熱材間に挟まれている、支持ストラットに取り付けられた温度センサの配置を示す図である。 断熱されているとともに支持ストラットを囲んでいる、支持ストラットに取り付けられた温度センサの配置を示す図である。 断熱されているとともに支持ストラットを囲んでいる、支持ストラットに取り付けられた温度センサの配置を示す図である。 ポケット内の温度センサの配置を断面図で示す図であり、センサが、マニホールドに接続されたスペーサによって保持され、マニホールドからホット・ランナ・システムのハウジングにおけるボアの近くのポケット内に延びている。 ポケット内の温度センサによって測定された、ホット・ランナ・システム内又は金型内に漏れがある場合の温度偏差を示す、ダイヤグラムである。 ポケット内の温度センサの２つの異なる配置を断面図で示す図である。一配置では、第１のセンサが、ハウジングのボアに隣接した支持ストラットに取り付けられ、第２のセンサは、マニホールドに固定されているとともにマニホールドに対して平行にポケット内に延びている。 ポケット内の温度センサの２つの異なる配置を断面図で示す図である。一配置では、第１のセンサが、ハウジングのボアに隣接した支持ストラットに取り付けられ、第２のセンサは、マニホールドに固定されているとともにマニホールドに対して平行にポケット内に延びている。 センサが支持ストラットに巻かれているとともにクリップによって固定されている実施例を示す図である。 センサが支持ストラットに巻かれているとともにクリップによって固定されている実施例を示す図である。 図９ａ及び図９ｂにおける温度センサと漏れがある場合のセンサ２のセンサ情報とに関連した時間－温度ダイヤグラムである。 ノズルのヒータを囲むとともにノズルの先端又は金型に漏れがある場合に溶融プラスチックと接触するノズル・ヒータ・スリーブにおけるセンサを示す図である。 種々の異なる機能を有することができる、ヒータを囲むスリーブの形態の機械的センサを示す図である。 図１２の温度センサによる漏れ検出がある場合の時間－温度関係のダイヤグラムである。 スリーブが、漏れるプラスチックによって上方に押されるとともにスイッチを起動させている、図１３のセンサの一実施例を示す図である。 スリーブが、漏れるプラスチックによって上方に押されるとともにスイッチを起動させている、図１３のセンサの一実施例を示す図である。 光ファイバであって、溶融プラスチックによって覆われるとともに満たされ得る溝であって、該光ファイバを通る光を遮る若しくは低減させるか又は反射を変化させる溝を含む、光ファイバを示す図である。 光ファイバであって、溶融プラスチックによって覆われるとともに満たされ得る溝であって、該光ファイバを通る光を遮る若しくは低減させるか又は反射を変化させる溝を含む、光ファイバを示す図である。 ノズルのヒータを囲むメッシュであって、漏れる溶融プラスチックによって押されると曲げられるか又は破断されることで該メッシュの抵抗を変える、メッシュを示す図である。 押されてポケットに入り込んだプラスチックに起因して破断される金属接点の実例を示す図である。 押されてポケットに入り込むプラスチックに起因して破断される金属接点の実例を示す図である。

図１ａは、マニホールドに接続されているとともにハウジングを通って金型へ延びているノズルを示す、ホット・ランナ・システム中の断面図を示す。マニホールドは、いくつかの板から成るハウジングによって囲まれている。それら板は固定板及び上クランプ板を含み得、双方ともマニホールドの上に位置付けられている。さらに、ハウジングは、マニホールドの側部に位置付けられている１つ又は複数のマニホールド板を含む。マニホールドの下に、Ａ板及びＢ板がある。双方の板間に金型が位置付けられており、この金型内で部品が作製される。Ａ板及びＢ板はパーティング・ラインによって分割される。Ｂ板において、キャビティ・インサートが位置付けられており、金型を画定している。それら板間に、上側支持体及び下側支持体を含むマニホールド支持体が位置付けられており、ハウジング／板とマニホールドとの間にスペースを画定している。このスペースはポケットとも呼ばれる。このポケット内に、センサが位置付けられることができる。また、マニホールド内の溝に位置付けられた管状ヒータが、ポケットを介してアクセス可能である。図１ａ及び図１ｂにおけるＡは、センサの考えられ得る場所を示す。

ノズルのノズル端部キャップが、Ａ板の下端において金型と当接する。端部キャップは、ゲート領域とも呼ばれる、Ａ板におけるノズル先端を、金型に対してシールする。ノズルは、Ａ板のボア内に位置付けられているノズル・ヒータを備え、このノズル・ヒータはポケットへ延びている。端部キャップにおいて漏れがある場合、溶融プラスチックが押されてボアを通ってポケットに入り込み、ノズル・ヒータを囲む可能性がある。

図１ｂは、可能な実施例において、マニホールドの入口ノズルに機械ノズル先端を有する機械ノズルを示す。射出機が射出する際、機械ノズルが開かれるとともに入口ノズルが開かれ、プラスチックがノズル（複数可）に向かってマニホールド内に及ぶ。また、機械ノズルはヒータ、シャンク及び機械ノズル先端を有する。金型がそれによって位置合わせされる位置決めリングが、正確な金型位置決めを担う。ノズル、入口及び出口はいずれも、いくつかの部品が相互接続面を介して組み立てられるため、漏れの要因となる可能性がある。マニホールドにおける固定もまた、漏れの要因となる可能性がある。図１ｂは、マニホールドへの溶融プラスチックの導入を制御する機械ノズルを示す、ホット・ランナ・システム中の断面図を示す。

図２ａ及び図２ｂは、図１ａ及び図１ｂのデバイスの接合点であって、漏れが生じる可能性がある接合点を示す。図２ａから見てとることができるように、マニホールドに対する（出口）ノズル・シャンクのための内側接合部は、漏れ領域であり得る。したがって、この領域内に位置付けられるセンサは漏れを迅速に検出することができる。ノズルのシャンクの内側の端部キャップは、考えられ得る漏れ領域である。同様に、ゲート領域及び端部キャップと金型との外側接合部は、考えられ得る漏れ領域であり、これは、プラスチックが金型からＡ板におけるノズルのボア内へ漏出し得る要因となる。入口ノズル（図２ｂ）に関して、考えられ得る漏れ領域は、入口ノズルとマニホールドとの内側接合部及び機械ノズル先端と入口ノズルとの外側接合部である。ノズル自体もまた、漏れる可能性がある。

図３は、シャンクの内側のノズル先端の断面図を示す。端部キャップ及びノズル先端は、内側接合部及び外側接合部を含む。内側接合部は、シャンク／先端に対してシールすることでノズルを閉じる。先端はシャンク内に位置付けられている。外側接合部は、端部キャップを金型に対してシールする。これら接合部は双方とも、適正に固定されない場合、漏れの要因となる可能性がある。

図４は、考えられ得る漏れ領域を生じさせる、互いに接合される２つのマニホールドから成る、より大きなホット・ランナ・アセンブリの断面図を示す。一方のマニホールドと他方のマニホールドとのこの内側接合部は、漏れを生じさせる可能性がある。さらに、ピンによって（出口）ノズルを駆動するとともにマニホールドを通って延びる、考えられ得るさらなる漏れ領域をもたらす油圧、電気又は空気圧アクチュエータが示されている。ピンは、アクチュエータによって動かされ、先端へ向かってマニホールド内へ延出するか、又はマニホールドから後退する。ピンの接合部はスリーブ・シールによってシールされる。シールは、その外側がマニホールドと接触し、その内側がピンと接触する。これら接触領域は双方とも、漏れ領域であり得る。

図５ａ及び図５ｂは、断熱されているとともにセラミック断熱材間に挟まれている、支持ストラットに取り付けられた温度センサの配置を示す。図５ａに、離間している２つの支持ストラットの断面図が示されている。２つの支持ストラット間には、図５ｂから見てとることができるように、センサが位置付けられている。センサは、鋼板のボア内に位置付けられている。鋼板は、センサをマニホールド及び板／ハウジングから断熱する２つのセラミック板によって挟まれている。図５ｂは、センサ（ＴＣプローブ）の先端が拡張ボア内に位置付けられていることを示し、この拡張ボアは、漏れるプラスチックが及ぶ可能性のあるスペースを先端の周りにもたらし、これにより、より質の高いセンサ値が可能となる。

図６ａ及び図６ｂは、断熱されている、支持ストラットに取り付けられた温度センサの配置を示し、センサは断熱体において支持ストラットを囲んでいる。支持ストラットは、管状セラミック断熱体によって囲まれている。断熱体は、センサ（ＴＣプローブ）が保持される２つのボア（１つのボアも考えられ得る）を含む。ボアは、断熱体を通る割線の形態で延在している。センサの先端は断熱体の外側にある。

図７は、ポケット内の温度センサの配置を断面図で示し、マニホールドはセンサ（ＴＣ）に影響を及ぼす。センサの前部は、センサの先端が、ポケットの中央に位置付けられるように、又は、ノズル・シャンクの近く、及び、ヒータが通って延びる、ハウジングにおけるボアの近くにおいて、マニホールド及びハウジングから少なくとも離間するように、下方へ曲げられる。漏れるプラスチックが押されてボアを通ってポケットに入り込むと、先端がプラスチックの表面と接触することで、理想的な温度情報を提供する。

図８は、ポケット内の温度センサによって測定された、ホット・ランナ・システム内又は金型内に漏れがある場合の温度偏差を示す、ダイヤグラムである。ダイヤグラムは、或る時間帯にわたる種々の異なる温度曲線を示す。この時間帯は動作サイクルを表す。動作サイクルの初め、すべての構成要素における温度が上昇する、加熱段階の開始が示されている。ホット・ランナ・システム（マニホールド）及び金型内の温度もまた上昇する。金型内の温度は一般に、ホット・ランナ・システム自体におけるよりも低い。点線は、種々の異なる位置において漏れ温度センサによって測定された温度を示す。比較的高い温度を測定する漏れ温度センサは好ましくは、図９ａ及び図９ｂに示されるようにポケット内に位置付けられる。比較的低い温度を測定する漏れ温度センサは好ましくは、金型の近くに、例えば、Ａ板におけるノズルのボア内に位置付けられる。温度ピークの場合、センサに接続されたコントローラが加熱システムの動作を停止し、加熱システムの電源を切るか又は少なくとも警報を示す。

図９ａ及び図９ｂは、ポケット内の温度センサの２つの異なる配置を断面図で示す。一配置では、第２のセンサ２がハウジングのボアに隣接した支持ストラットに取り付けられ、第１のセンサ１がマニホールドに固定されているとともにマニホールドに対して平行にポケット内に延びている。第１のセンサは、マニホールドに取り付けられた管状ヒータの近くのマニホールドの温度を測定する。このセンサは、ホット・ランナ・システムの温度を測定する、図８におけるセンサとすることができる。第２のセンサは、点線によって示される比較的高い温度を測定する漏れ検出センサとすることができる。センサは、熱伝導率が比較的低い金属（鋼）から作製されたストラットに接続されている。図９ｂに開示されているような漏れがある場合、温度ピークは、図８及び図１１に示されるように第２のセンサにおいて測定されることができる。一般に、マニホールド温度はノズル及び入口ノズル温度と同等であり、その温度は最も高い温度である。曲線もこのことを示している（Ｔ°ホット・ランナ）。マニホールド温度と金型温度との間の温度を漏れ熱電対が示す（ホット・ランナにおける漏れ検出）。

図１０ａ及び図１０ｂは、センサが支持ストラットに巻かれているとともにクリップによって固定されている実施例を示す。センサであるＴＣプローブもまた支持ストラットにおけるボアを部分的に通り、先端は露出している。

図１１は、図９ａ及び図９ｂにおける温度センサと、漏れがある場合の、第２のセンサ２のセンサ情報とに関連した、時間－温度ダイヤグラムを示す。ホット・ランナ温度と漏れ検出センサとの温度差が所定の閾値未満になり、製造プロセスの特定の時点で漏れが検出される場合、製造プロセスは停止される。

図１２は、ノズルのヒータを囲むとともにノズルの先端／ノズル・キャップ又は金型自体に漏れがある場合に溶融プラスチックと接触するノズル・ヒータ・スリーブにおけるセンサ（ＴＣ）を示す。センサは、スリーブの溝内又はスリーブ自体に位置付けられることができる。ヒータの制御のためのセンサＴＣに平行して、熱検出を制御するためのセンサが設置されることができ、このセンサは、ノズル端部キャップの近くに位置付けられ、そのため、金型又は端部キャップにおける漏れの溶融プラスチックが容易に検出されることができる。

図１３は、漏れの場所に応じて上方又は下方へ押される、ヒータを囲むスリーブの形態の機械的センサを示す。スリーブの位置は定められることができる。スリーブが溶融プラスチックによって押されるとともに位置変更される場合、警報がトリガされることができる。位置センサは、スリーブの変位を示す、光学センサ、電気的センサ又は機械的センサとすることができる。また、スリーブが特定の場所に固定されるとともにプラスチックの流れの方向によってプラスチックを特定の経路に押し込み、それによって、プラスチックが、センサ、例えば熱センサに迂回されることが可能である。

図１４は、ヒータ・スリーブの周りに位置付けられた、図１２の温度センサによる、漏れ検出の場合の、時間－温度関係のダイヤグラムを示す。漏れがある場合、スリーブにおいて測定された温度は上がり、プロセスが停止される（ｉ）。逆の状況が点線（ｊ）によって記載される。

図１５ａ及び図１５ｂは、スリーブが、漏れるプラスチックによって上方に押されるとともにスイッチを起動させている、図１３の機械的センサの一実施例を示す。スリーブが、漏れるプラスチックによって上方に押される場合、機械的スイッチがトリガされ、スリーブの移動を検出し、コントローラによってプロセスを停止するように処理される。図１５ｂでは、スリーブがもっぱらその非常に小さい部分がヒータと接触するとともに該スリーブの比較的大きい部分が離間していることで断熱空隙をもたらすように、ギャップとスリーブのフランジとが明示されている。

図１６ａ及び図１６ｂは、光ファイバであって、溶融プラスチックによって覆われるとともに満たされ得る溝であって、該光ファイバを通る光を遮る若しくは低減させる溝を含む、光ファイバを示す。ガラス繊維がヒータに沿って軸方向に延び（半径方向配置も考えられ得る）、複数の溝を含み、通常動作ではこれら溝を通って／これら溝にわたって光が通ることができる。溝がプラスチックで満たされる場合、光は通ることができないか、又は限られた量の光が通ることができ、これが漏れの兆候である。

図１７は、ノズルのヒータを囲むメッシュであって、漏れる溶融プラスチックによって押されると曲げられるか又は破断され、該メッシュの抵抗を変える、メッシュを示す。これは、メッシュに接続されたコントローラによって検出されることができる。

図１８ａ及び図１８ｂは、押されてポケットに入り込んだプラスチックに起因して破断される金属接点の例を示す。細い金属ワイヤが接触点間に引張されることができる。溶融プラスチックがワイヤを破断する場合、金属接点が中断され、途絶えた接触に起因して漏れが検出されることができる。同じ手法が薄い金属（銅、鉄等）板とともに用いられることができる。

本発明を例示的に説明してきた。用いられた術語は、その語の限定的な性質ではなく説明的な性質を有することを意図されていることを理解されたい。上記教示に鑑み、本発明の多くの変更及び変形が可能である。したがって、本発明は、具体的に説明したもの以外に実施されてもよい。

Ａ センサの考えられ得る場所
１ 固定プラテン
２ 上クランプ板
３ 上側支持体
４ マニホールド
５ 管状ヒータ
６ マニホールド板
７ ノズル・シャンク
８ ノズル・ヒータ
９ 端部キャップ
１０ Ａ板
１１ 成形部品
１２ パーティング・ライン
１３ キャビティ・インサート
１４ Ｂ板
１５ 機械ノズル
１６ 機械ノズル先端
１７ 位置決めリング
１８ 入口ノズル・ヒータ
１９ 入口ノズル
２０ 下側支持体
２１ ゲート領域
２２ セラミック又は断熱材
２３ 鋼板
２４ ＴＣプローブ
２５ 断熱体／セラミック
２６ 考えられ得る漏れ領域
２７ シャンクと先端との内側接合部
２８ 端部キャップと金型との外側接合部
２９ スペーサ
３０ 低Ｔ°伝導率鋼（鉄、チタン）
３１ 高Ｔ°伝導率鋼
３２ ホット・ランナ 例えば２８０℃
３３ 金型 例えば８０℃
３４ 溶融プラスチックの漏れ
３５ 支持体に巻かれているか又はクリップで固定されたＴＣプローブ
３６ ヒータ制御のためのＴＣプローブ
３７ 漏れ検出のためのセンサの位置
３８ 移動を検出するスイッチ
３９ プラスチック漏れによって上方に押されるスリーブ
４０ 断熱空気
４１ ＴＣへ向けてプラスチックを通す漏れガイド・スリーブ
４２ ガラス光ファイバ
４３ 漏れるプラスチックと接触すると光を異なるように拡散する溝
４４ プラスチックがそばを流れるか又はプラスチックによって動かされると異なる挙動を示す、抵抗又はコンデンサを変えるメッシュ
４５ 電気回路を開く溶融プラスチック
４６ 鉄、銅の薄板
４７ マニホールドとマニホールドとの内側接合部
４８ バルブ・ピン（内側）及びマニホールド（外側接触領域）と接触する、バルブ・ピンのための内側接合スリーブ・シール
４９ 油圧、電気又は空気圧アクチュエータ
５０ スリーブ・シール
５１ バルブ・ピン
５２ ゲート領域及び端部キャップと金型との外側接合部
５３ シャンクの内側の端部キャップの内側接合部
５４ ノズル・シャンクとマニホールドとの内側接合部
５５ 機械ノズル先端と入口ノズルとの外側接合部
５６ 入口ノズルとマニホールドとの内側接合部

Claims (25)

1. 射出成形中の漏れ検出に適合された射出成形ホット・ランナ・システムであって、前記ホット・ランナ・システムは、マニホールドと、前記マニホールドを取り囲むハウジングとを有し、前記マニホールド及び前記ハウジングは離間して１つ又は複数のポケットを画定し、前記マニホールドは、前記マニホールドに取り付けられた構成要素への接続を確立する１つ又は複数の接合点を有し、少なくとも１つの接合点領域において、前記ポケット内にセンサが位置付けられ、前記センサは、前記接合点での漏れに起因して溶融プラスチックと接触すると漏れを示すように構成されている、射出成形ホット・ランナ・システム。
2. 前記接合点は、
   入口又は射出ノズルを取り付けるための、前記マニホールド内のボア又はねじ、
   ２つのマニホールド部分を接続するマニホールド接合部、
   前記射出ノズルを駆動するための、油圧、電気又は空気圧アクチュエータが通って延びる前記マニホールド内のボア
   のうちの１つ又は複数である、請求項１に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
3. 前記射出ノズルは、前記マニホールドから前記ハウジングのボアを通って延び、前記ハウジングの前記ボアは前記ポケットと連通し、それにより、前記射出ノズルでの漏れに起因して、溶融プラスチックが前記ポケット内に及び、前記ボアのところで前記ポケット内に位置付けられた前記センサによって検出可能である、請求項２に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
4. 前記センサは、前記マニホールド及び前記ハウジングから離間した支持体に接続される、請求項２に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
5. 前記ハウジングは、前記ハウジングを画定する複数の板を有する、請求項１に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
6. 前記センサは、温度センサ、機械的スイッチ、温度コイル、接触センサ、光学センサ、圧力センサ、誘導センサ、容量センサ、抵抗センサ、及び圧電センサのうちの１つ又は複数である、請求項１に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
7. 前記温度センサは、前記ポケットの上壁に接続され、チャネル内にへと下方に延びる、請求項６に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
8. 前記温度センサは、前記ハウジング又は前記マニホールドの温度影響を減らすように断熱される、請求項６に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
9. 前記温度センサは、セラミックによって断熱される、請求項８に記載の射出成形マニホールド・アセンブリ。
10. 断熱物が前記支持体を取り囲み、前記温度センサは前記断熱物に取り付けられる、請求項８に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
11. 前記温度センサは、上側断熱物と下側断熱物との間に位置付けられる、請求項８に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
12. 前記温度センサ及び温度読み取りデバイスが、前記漏れを通過する溶融プラスチックと接触したときに温度偏差を検出するように構成されている、請求項６に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
13. 前記ノズル組立体が、前記マニホールド内又は前記マニホールドに取り付けられたノズル・シャンクを有し、前記温度センサは、前記ノズル・シャンク又は入口ノズルの近くで前記マニホールドの下端又は上端の近傍に位置付けられる、請求項２に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
14. 射出成形中の漏れ検出に適合された射出成形ホット・ランナ・システムであって、前記ホット・ランナ・システムは、マニホールドと、前記マニホールドを取り囲むハウジングとを有し、前記マニホールド及び前記ハウジングは離間して１つ又は複数のポケットを画定し、ノズル組立体が前記マニホールドから前記ポケットを介して前記ハウジングのボアを通って延び、前記ノズル組立体は、前記ボア内に位置付けられたノズル・ヒータを有し、前記ボアを通して押される漏れるプラスチックを検出するために、前記ノズル・ヒータが延びる前記ボア内にセンサが位置付けられる、射出成形ホット・ランナ・システム。
15. 前記センサは、温度センサ、機械的センサ、機械的スイッチ、温度コイル、接触センサ、光学センサ、圧力センサ、誘導センサ、容量センサ、抵抗センサ、及び圧電センサのうちの１つ又は複数である、請求項１４に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
16. 前記温度センサは、漏れを通過する溶融プラスチックと接触したときに温度偏差を検出するように構成されている、請求項１５に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
17. 前記センサは、前記ノズル・ヒータ上に／前記ノズル・ヒータ内に、又は前記ノズル・ヒータの上端に位置付けられる、請求項１３に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
18. 前記センサは、前記ノズル・ヒータの外側シェルの溝内に位置付けられる、請求項１４に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
19. 前記ノズル・ヒータの加熱コイルは、前記加熱コイルを駆動するのに用いられる電流が予め設定された閾値を超えたときに漏れを示すセンサとして使用される、請求項１４に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
20. 機械的センサは、溶融プラスチックと接触したときに漏れを示すように構成されている、請求項１５に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
21. 前記機械的センサは、前記溶融プラスチックと接触すると閉じる又は開くように構成されたスイッチである、請求項２０に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
22. 前記機械的センサは、前記溶融プラスチックと接触すると破断するように構成されたワイヤである、請求項２０に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
23. 前記機械的センサは、前記ノズル組立体の周りに位置付けられた管の形態を有し、前記管は、溶融プラスチックによって押されるように構成され、且つ位置変更を示すように構成されている、請求項８に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
24. 前記センサは、溶融プラスチックと接触したときに電気的又は機械的又は光学的挙動を変化させる、前記ノズル組立体の周りのメッシュである、請求項１５に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。
25. 前記光学センサは、前記溶融プラスチックと接触したときに異なる配光を示す、又は異なる光量を通す、ファイバ・センサである、請求項１５に記載の射出成形ホット・ランナ・システム。

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