JP4648601B2 - 水平ブックプレスを備えた改良された着脱可能なクランプ装置を用いる改良された射出成形方法及び装置 - Google Patents
水平ブックプレスを備えた改良された着脱可能なクランプ装置を用いる改良された射出成形方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性材料のための改良された射出成形装置に関し、特に本発明は、改良されたクランプユニットを有する、改良された射出成形装置に関する。本発明は、特に、射出成形モールドの両半分に対して良好なアクセスを可能にするような、容易に移動可能なクランプユニットを提供するために、別個の、着脱可能な水平ブックプレスと組み合わされたスタンドアローン射出成形ユニットを含む改良された射出成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高い生産性、完全な自動化及び材料コストの節減が考慮される場合に射出成形が好適な成形方法とされてきた。更に、様々な色やそれらの組み合わせをもって成形することが可能である。射出成形に一般的に用いられる材料としては、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリスチレン、塩化ポリビニール、アクリル及び塩化ビリニデンがある。
【0003】
現在知られている射出成形装置は、2つの基本要素からなる。射出ユニットまたは可塑化ユニット及びクランプユニットである。射出ユニットは、通常ペレット状をなす原材料を、モールドダイに射出し得るような状態に変換、溶融または可塑化するものである。往復動スクリューは、その前方に向けて材料を搬送するために用いられる。スクリューの前方に材料が集められると、油圧の力によりスクリューを前方に押し出し、プラスチックをモールド内に射出する。
【0004】
クランプユニットは、モールドダイが取り付けられた機構であって、射出サイクルの間に、モールドが分離しないように、モールドに対して力を加える。射出成形圧力は、1平方インチあたり30,000ポンドを越えるため、射出の間にモールドを閉じた状態に保持するために、クランプは高い圧力を維持し得るものでなければならない。
【0005】
射出成形装置は本技術分野に広く知られている。一般的に用いられる射出成形装置は、米国 Des Moines, Iowa 50332 に所在するHettinga Equipment, Inc.、米国Batavia, Ohio 45103に所在する Cincinnati Milicron、カナダ国 Bolton, Ontario L7E, 5S5に所在するHusky Injection Molding Systems, Inc.、或いは米国 Elk Grove Village, Illinois 60007に所在する Toshiba Machine Company of Americaにより市販されている。
WO98/05487は、固定モールドベース(25)、可動サイドモールドコア(30)及び固定モールドベースに対して、対向した状態で近接離反する向きに回転し得る可動トップモールドコア(35)を含む板ガラス(S)を包むように成形するための装置を開示している。サイド及びトップモールドコア(30,35)は、油圧シリンダ(32,37)により、トグル機構(31,36)を介して回転する。サイド及びトップ可動コア(30,35)が閉じられた状態にあるとき、これらのコアは固定モールドベース(25)と共働してモールドキャビティを画定する。板ガラス(S)は、真空ヘッド(27)により固定モールドベースに固定される。ストッパ(26)が、板ガラス(S)を固定モールドベース(25)に対して位置決めするのを助ける。この装置は、板ガラスの廻りに製品を成形するために利用することができる。
特開平6−155476は、ベースステージ(1)の一端に固定された固定モールドプラテン(3)を開示しており、1対のモールドクランプ油圧シリンダ(3a)及びピストン(11)が固定モールドプラテン(3)の上部に設けられている。ピストンロッド(13)がピストン(11)に設けられており、ロッド(13)の先端に溝をなす首部分(13a)が設けられている。また、ベースステージの他端には、或る軸線(19)廻りに回転し得る回転モールドプラテン(15)が取り付けられている。ピストンロッド(13)を挿入するための孔が回転モールドプラテン(15)に設けられている。ロッド(13)が回転モールドプラテン(15)に挿入された後、ロッドの溝をなす首部(13a)が、ハーフナット(23)により固定され、油圧シリンダが作動し、モールドをクランプする。
特開平7−195415には、固定モールド(9)を備えた固定ダイプレート(11)及びモールド開放及び、閉止位置に向けて運動可能であって、可動モールド(5)を備えた可動ダイプレート(7)を有する射出成形装置が開示され、この射出成形装置は、更に、可動ダイプレート(7)の可動モールド(5)の反対の方向の側にて開放及び閉止位置に配置され、かつ固定することのできる制御プレート(17)と、可動ダイプレート(7)を制御プレート(17)に連結する揺動可能なリンク装置(31,25,41,45)と、可動ダイプレート(7)をモールド閉止位置に向けて駆動する駆動装置(53)とを有する。
【0006】
しかしながら、その普及にも関わらず、射出成形装置が大型であって、射出成形時に高い圧力が必要であるために、幾つかの欠点が見られる。そのような事情から、射出成形装置は、かなりアクセスの悪いモールドダイを備えた大型かつ高価な装置となっている。或る用途に於いては、射出成形が好まれる一方、ダイが容易にアクセス可能でなく或いは交換困難であることから、その用途が限定される。
【0007】
また、射出成形装置は大型であって容易に移動することができないため、それらは、射出成形の製品のエンドユーザーから遠い場所に配置されるのが一般的である。それらは、エンドユーザーの近く或いは、例えば生産ライン上に配置することが困難である。更に、射出成形装置は、互いに近接した対向する関係に置かれた可動部分及び固定部分を含むことから、熱可塑性部品の全体を製造するため以外の目的には容易に利用することができない。例えば、塩化ポリビニールの部品を、シート状または板状材料上に成形することが困難である。なぜなら、シート状または板状材料をモールドのキャビティ内に容易に挿入することができないからである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、本技術分野に於ける当業者は、軽量かつ小型であってモールドダイに対して完全なアクセスが可能であって、別の部品上に所望の部品を成形し、必要な場所に於いて或いはその近くに於いて用いることができ、射出ユニットまたは可塑化ユニットのダウンタイムを最小化するように、製造される部品の種類の変更に合わせて、迅速かつ容易に交換若しくは取り替え可能なクランプユニットを有する射出成形ユニットを提供する方法を求めていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記したような問題は、本発明によれば、公知の可塑化ユニット又は射出成形ユニットに水平ブックプレスを組み合わせて従来知られていなかった新規な装置及び方法を提供することにより解決される。
【0010】
本発明の或る実施例によれば、水平ブックプレスは、可塑化ユニット又は射出成形ユニットに結合されている。
【0011】
本発明の別の実施例によれば、水平ブックプレスが、スタンドアローン射出成形ユニット交換可能に結合されている。
【0012】
本発明の別の実施例によれば、水平ブックプレスが、1つ又は複数のモールドのベース部分を保持し、それに固定され、或いはそれを支持する、第1の可動モールドプラテンを有する。第2の、即ちドアプラテンは、1つ又は複数のモールドのコア又はキャビティ部分に固定され、或いはそれを支持するものであって良い。第2の、即ちドアプラテンは、可動モールドプラテンに対して、本の表紙を開くように揺動して開閉し得るように、水平ブックプレスのフレームにヒンジ結合されている。
【0013】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、リンク及びトグル機構により往復動又は変位される。
【0014】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、ラックピニオンにより往復動又は変位される。
【0015】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、ボールねじ機構により往復動又は変位される。
【0016】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、流体シリンダにより往復動又は変位される。
【0017】
本発明の更に別の実施例によれば、水平ブックプレスが、軽量であって、必要に応じて、容易に移動し得るような、上記形式の射出成形装置が提供される。
【0018】
本発明の更に別の実施例によれば、水平ブックプレス全体を、必要に応じて、他の水平ブックプレスと交換し得るような、上記形式の射出成形装置が提供される。
【0019】
本発明の更に別の実施例によれば、自己充足的な上記形式の射出成形装置が提供される。
【0020】
このように、本発明の目的の1つは、部品を射出成形するための新規な成形方法及び装置を提供することにある。
【0021】
本発明のもう1つの目的は、完全にアクセス可能なモールド部分を有する射出成形装置を提供することにある。
【0022】
本発明の更にもう1つの目的は、製造された部品を生産現場に運搬するためのコストを実質的に節約し得るように、部品を、必要とされる場所で、或いはその十分に近い場所で製造し得るような、移動可能な、自己充足的な射出成形装置を提供することにある。
【0023】
本発明の更にもう1つの目的は、完全にアクセス可能なモールド或いは1つ又は複数のモールド部分に挿入し得る別の部品上にプラスチック部品を射出成形し得るような射出成形装置を提供することにある。
【0024】
本発明の更なる目的及び利点は、本明細書の一部をなす添付の図面を参照した以下の説明及び添付の請求の範囲の記載から自ずと明らかになろう。明細書中に於いて、対応する部分には同様の符号を付した。
【0025】
【発明の実施の形態】
射出成形ユニットに関する上記したような問題を解決するために、出願人は、上記したような製造者により市販されているスタンドアローン射出成形ユニットを改造したものと共に用いるための1998年12月9日に出願された米国特許仮出願第60/111,467の対象であるコンパクトな成形装置及び方法を採用した。これには、自己充足的な、符号15により示された改良された射出成形装置が示されている。射出成形装置15は、スタンドアローンタイプのものであって良い射出ユニット17と水平ブックプレス18とを備えている。
【0026】
水平ブックプレス18は、概ね平行四辺形の形状をなすフレーム21を備えている。好適実施例に於いては、フレーム21は直立または垂直な姿勢を有する。しかしながら、フレーム21は、所望に応じて傾斜したものであっても良いことを了解されたい。可動モールドプラテン22がフレーム21に取り付けられている。フレーム21には、第1のヒンジ手段29によりドアプラテン26が取り付けられている。ドアプラテン26は、本の表紙のように揺動して開閉運動を行う。
【0027】
ドアプラテン26は、可動モールドプラテン22上の位置に向けて閉じる。可動モールドプラテン22は、ドアプラテン26に対して近接離反する運動を行う。1つまたは複数のモールド23(図4)は、可動プラテン22の格納位置及びドアプラテン26の閉止位置により画定される空間内に含まれる。モールドは、所望に応じて、ドアプラテン26及び可動モールドプラテン22のエッジを越えて横方向に延出するものであっても良い。モールドの一部が、本発明の方法及び装置が適用される特定の用途に応じて、ドアプラテン26及びまたはモールドプラテン22と共に運動し得るものであってよい。
【0028】
本発明の好適実施例が、ガラス板Sなどのような脆い材料の板材上にプラスチック製品を被着し或いは射出成形することに関連して以下に説明する。図示されたモールド23は、本発明の一部をなすものではない。
【0029】
本発明の1つの用途に於いて、射出成形装置が、板材の少なくとも一部を覆うような成形を行うために用いられ、可動モールドプラテンに取り付けられたモールドまたはモールドベースの第1の所望の部分を含む。ドアプラテンのような固定された或いは固定可能なプラテンに取り付けられたモールド、モールドコアまたはモールドキャビティの第2の所望の部分が、モールドベースと共働する。
【0030】
1つまたは複数の真空ヘッドを、モールドベース及びまたはモールドコアに設け、板材をそれに対して適切な位置に保持することにより、少なくとも1つのモールドコアが、固定可能な或いは固定されたモールドプラテンにより、可動モールドプラテンに取り付けられたモールドベースに対して嵌合または対向する位置関係におかれ、熱可塑性成形材料が、モールドベース及びモールドコアまたはキャビティにより形成されたモールドキャビティ内に導入された時に、板材の全てまたは一部がモールド製品により覆われるようにする。
【0031】
本発明の別の用途に於いては、本発明の射出成形装置は、可動モールドプラテン及び、該可動モールドプラテンに対して対向するような位置に回転可能なドアプラテンを有する。適宜なモールドベースが可動モールドプラテンに取り付けられ、適宜なモールドコアまたはキャビティがドアプラテンに取り付けられる。成形製品が被着されるべきガラス板は、モールドベースとモールドコアまたはキャビティとの間に挟持される。板ガラスは、モールドキャビティの一部を画定し、或いはその一部をなすものであってよい。成形材料が被着されるべき板ガラスの表面及び周縁部は、更にシール手段により画定されるものであってよい。モールドベース及びモールドコアまたはキャビティの一方または両者に、板材の外周または表面に於いてモールド製品が被着されるべきブラケット、ヒンジなどを保持するような対策を講じることもできる。
【0032】
本発明の更に別の用途に於いては、予めセラミックエナメルバンドが被着された板ガラスが、可動モールドプラテンに取り付けられたモールドベース内に配置され、1つまたは複数の真空ヘッドにより固定される。モールドコアまたはキャビティが、ドアプラテンに取り付けられる。ドアプラテンは、閉じられ即ちモールドベース及びモールドコアまたはキャビティの対向面が隣接するような位置に回転する。ドアプラテンは、成形動作が開始する前に適宜な手段により所定位置にて固定される。モールドベースは、可動モールドプラテンによりモールドコアまたはキャビティに隣接する位置に移動する。熱可塑性成形材料が、それらにより画定されたキャビティ内に導入され、板ガラスの1つまたは複数のエッジに被着される。
【0033】
好適実施例に於いては、本発明に基づく改良された射出成形装置は、板ガラスのような脆い板材S上に成形材料を被着し或いは射出成形するものとして示されているが、従来技術に基づく射出成形装置に関連して期待される全ての目的を果たすために或いはそのような用途に於いて用い得るものであることを了解されたい。
【0034】
図1〜6に示されるように、モールド23の第1の所望部分即ちモールドベース24は、可動モールドプラテン22に取り付けることができる。モールドコアまたはモールドキャビティ25などからなるものであってよいモールドの第2の所望部分は、第2の即ちドアプラテン26に固着されている。ドアプラテン26は、第1のヒンジ手段29により可動モールドプラテン22の固定可能な位置または固定された位置に対して進退可能である。第1のヒンジ手段29は、第1の流体シリンダ30が軸31を進退させるのに応じてドアプラテン26を回動させることにより開閉することができる。
【0035】
軸31は、ヨーク32によりヒンジアーム33に取り付けられている。軸31が往復動する時に、ヒンジアーム33はヒンジピン34を回転させることが理解できよう。
【0036】
第2即ちドアプラテン26に関する記述に用いられる「固定」なる用語は、プラテンが閉じられ、プラテンが固定された後のプラテンの位置を表すものであることを了解されたい。これは、可動モールドプラテン22が、モールドベース24を、モールドコア25に対して隣接するまたは係合する位置関係に前進させる直前に引き起こされる。
【0037】
好適実施例の1つに於いて、ドアプラテン26は、閉じられた時に、可動モールドプラテン22に対して平行に対向するものとして示されている。しかしながら、用途に応じては、閉じられた時のドアプラテン26の固定位置は、用いられたモールド23及びモールドされるべき部品の形状その他のファクタに応じて任意の固定位置であってよく、これらは全て本発明の概念に含まれる。
【0038】
好適実施例に於いては、可動モールドプラテン22は、ドアプラテン26に対して対向する位置関係を保ちつつ近接離反する。好適実施例に於いてドアプラテン26及び可動モールドプラテン22は、成形過程の間に180度の対向する位置関係を保つが、成形過程の間に於いて他の位置関係をとることも本発明の概念に含まれることを了解されたい。
【0039】
図2〜4に示されるように、可動プラテン22の運動は、往復動手段49により達成される。一対の互いに対向するトグル機構50が、往復動手段49に含まれる。対をなす対向トグル機構50は、対向する一対のトグル継手(51A、51B)を含む。各対の対向トグル継手(51A、51B)が概ね同一のものからなるため、以下に於いてはその1つのみについて説明し、適切な添字をつけた同一の符号を他方の対の対向トグル継手に付すものとする。用途に応じては、当該技術分野に於いて知られている他の往復動手段を用いることも可能であることを了解されたい。
【0040】
各トグル継手(51A、51B)は、第1のリンク(52A、52B)及び第2のリンク(53A、53B)を有し、これら両リンクは中心部(CA,CB)に於いて第2の軸(54A、54B)により結合されている。第1のリンク(52A、52B)は、軸受ブロック(57A、57B)により支持される第3の軸(56A、56B)の中心線上に位置する枢着点(P3A,P3B)の周りを自由に回動することができる。軸受ブロック(57A、57B)が、それぞれ可動プラテン22の1つの隅の近傍に取り付けられている。
【0041】
第2のリンク(53A、53B)は同様に、第2の枢着点(P4A,P4B)の周りを自由に回転することができる。第2の枢着点(P4A,P4B)は、第2の軸受ブロック(60A、60B)により支持された第4の軸(59A、59B)の中心線上に位置している。第2の軸受ブロック(60A、60B)は、第1の軸受ブロック(57A、57B)に対して180度対向する位置にてフレーム21に取り付けられている。
【0042】
トグル流体シリンダ62は、対向トグル継手51Aの第1の対の中心CAと第2の対の対向トグル継手51Bの中心CBとの間に作動可能に結合されている。トグル流体シリンダ62が伸長及び収縮することにより、可動プラテン22が、図3に示された開放位置即ち収縮位置と、図4に示されたその伸長即ち閉止位置との間を動くことができる。
【0043】
可動プラテン22のドアプラテン26に対する近接離反運動を円滑にし、且つ所望の方向に引き起こすために、可動プラテン22は、複数のタイバー70上を移動する。図示された実施例では4本のタイバー70が用いられている。各タイバー70は、両端にてフレーム21に取り付けられ、タイバー70同士が互いに平行をなすようにされている。各タイバー70は、可動プラテン22の隅部の近傍に取り付けられたタイバー軸受71を貫通している。可動プラテンには、タイバー70が貫通し得るように適宜な開口71Aが設けられている。
【0044】
トグル流体シリンダ62が作動する際に、可動プラテン22が捩れ或いはジャムするのを防止するために、ギアを用いたジャム防止手段75が設けられている。図2、4、9及び10に示されているように、図示された実施例に於いてはジャム防止機構75がラックアンドピニオンアセンブリをなしている。
【0045】
ラックアンドピニオンアセンブリ77は、一対のL字形支持体(79A、79B)の助けによりフレーム21に対して平行に互いに間隔を保つように取り付けられた一対のラック(78A、78B)を含む。L字形支持体(79A、79B)が、フレーム21に締結されたスペーサ(80A、80B)に取り付けられている。
【0046】
一対の軸受ブロック(83A、83B)が、軸85を回転可能に支持するために軸線方向に整合した状態で可動プラテン22の下面に取り付けられている。軸85の各端にはピニオンギア86が取り付けられている。各ピニオンギア86は、好ましくはそれぞれ同数の歯を有し、対応するラック(78A、78B)に歯合している。
【0047】
可動プラテン22がタイバー70に沿って運動する時、ピニオンギア(86A、86B)に係合するラック(78A、78B)が、軸110を回転させることが理解されよう。可動プラテン22が、ドアプラテン26に対して近接離反する方向に一様に運動する限り、軸85及びピニオン(86A、86B)は単に従動運動を行う。しかしながら、可動プラテン22がタイバー70上で捩れたり不均一に運動しようとすると、ラック(78A、78B)、L字形支持体(79A、79B)、スペーサ(80A、80B)、軸受ブロック(83A、83B)、軸85及びピニオンギア(86A、86B)を含むジャム防止手段75は、そのような運動に抵抗する。
【0048】
可動プラテン22を不均一に運動させようとすると、ピニオン(86A、86B)の一方が他方よりも早く回転しようとする。両ピニオン(86A、86B)が軸85に固定されていることから、これは軸85を捩ろうとする。軸85を捩ろうとする力は、トグル機構51A−Dの力に対抗するために必要な力よりも大きいことから、追い越されるべき可動プラテン22の側が減速され、他方の側がそれに追いつくことができ、円滑且つ均一な運動を継続することができる。
【0049】
他の形式のジャム防止機構を用いることもできる。1998年12月9日に出願された同一出願人による米国特許仮出願60/111,467に開示されているクロスリンク式ジャム防止機構を用いることもできる。同期ボールねじ機構を用いることもできる。可動モールドプラテン22を捩れを防止するようなあらゆるジャム防止機構は、本発明の概念に含まれる。
【0050】
ドアプラテン26のような固定可能な或いは固定されたプラテン20は、成形過程の間に可動モールドプラテン22に対して固定した位置関係を保つために、流体シリンダ88(図2)がフレーム21の四隅の近傍に設けられている。流体シリンダ88は、軸軸受89Aを含む取り付けブロック86に取り付けられている。軸軸受89Aが、流体シリンダ88により駆動される可動軸90を含み、これらのシリンダは、当該技術分野に於いてよく知られている適切な制御手段を用いることにより、可動軸90に、ドアプラテン26の四隅の近傍に取り付けられたドア軸軸受91を係合させることができる。これにより、ドアプラテン26を、モールド23におけるスプルー94(図4)に導入される射出成形材料の圧力に対抗して、閉じられた状態に、特にモールド又はモールドベース24の第1の所望の位置に保持することが可能となる。
【0051】
適当な射出成形材料が、本発明の改良された射出成形装置15の一部をなす射出成形ユニット17により支持されるノズル96のオリフィス95を通過するようにスプルー94に導入される。
【0052】
典型的な射出成形ユニット17はスクリュースリーブアセンブリ97を有する。往復動スクリュースリーブアセンブリ97の一端は、原材料を貯要するフィードホッパー98に連通している。フィードホッパー98は、往復動スクリュースリーブアセンブリ97に連通しており、このアセンブリに於いては、当該技術分野に於いてよく知られているようにフィードホッパー98内の材料が、モールド内に押し込まれ、即ち注入され得るような状態に可塑化、即ち変換される。材料をスクリューの前方に押し出すために往復動スクリューが用いられる。材料がスクリューの前方に集められると、油圧によりスクリューを前方に押し出し、プラスチックを、ノズル96,オリフィス95、スプルーブッシング100(図4)及びスプルー94を経てモールドに向けて、更にモールドベース24に注入する。
【0053】
ノズル96は、往復動スクリュースリーブアセンブリ97を経てモールドのスプルーブッシング100に接続され、スリーブとモールドとの間のシールを形成する。スリーブが、その前進処理位置にある時、ノズルの半径は、スプルーブッシングの凹形をなす半径内にシール可能に支承される。成形過程の最後に、ノズルをパージする間に、スリーブが、スプルーから後退し、パージ用の材料は、ノズルから自由に落下することができる。
【0054】
本発明に基づく改良された可塑化ユニット17に於いては、これを達成するために新規な装置が用いられる。スリーブアセンブリ97は、スプルーブッシング100から後退し得るばかりでなく、スプルーブッシング100は、また可動プラテン24と共に動くものであることを要する。これを達成するために(図4)、往復動軸103を備えるスリーブ流体シリンダ102が、当該技術分野に於いて知られているコネクタ手段を用いて、アダプタ106を用いる射出成形ユニット17のベース105に結合されている。軸103の遊端は、可動プラテン24の後部に結合されたヨーク107に結合されている。スリーブ流体シリンダ102は、通常油圧によるものであるが、当該技術分野に於いてよく知られているように適宜な流体供給源及び流体制御要素を備えている。
【0055】
シリンダ102に圧力が加えられ、ノズル96が、スプルーブッシング100内に支承されるような完全に伸長した処理位置に到達する。成形過程の終了の後、モールドベース24の後方への運動により、回転可能なスクリュースリーブアセンブリ96及びフィードホッパー98を、ベース105上に取り付けられたレール99に沿って後方に移動させる。シリンダ102の更なる伸長により、ノズル96がスプルーブッシング100から離れる向きに移動し、必要に応じて、次の成形過程を開始する前にノズルをパージすることができる。次の成形過程の開始時に於いては、流体シリンダ102が概ね反対方向に作動する。
【0056】
図6〜8を参照すれば、本発明が、どのようにして完全にアクセス可能なモールドを備えた着脱可能なクランプユニットを提供するかが明らかとなろう。射出成形ユニット17のベース105は、少なくともその四隅に於いて通常調節可能な支脚110を有し、往復動スクリュースリーブアセンブリ97が、通常水平であるような所定の所望の軌道に沿って運動し得るようにベース105を調節することができる。ノズル96が、モールドベース24に設けられたスプルーブッシングに突入し得るように、スプルーブッシングが概ね水平であることを要する。これは、モールドベース24及びモールドキャビティ25が、正確に垂直方向を向くように調節されることを必要とする。
【0057】
これを達成するために、フレーム21の底部の所定の所望位置に第2の複数の調節可能な支脚111が設けられている。図6は、スタンドアローン射出成形ユニット17が、取り付けられた、即ち作動可能な位置にある状態を示しており、図7はスタンドアローン射出成形ユニット17がそのベース105から取り外される前の状態を示している。水平ブックプレス18の、スタンドアローン射出ユニット17に対する取付け即ち結合或いは取外し即ち分離は、衝当機構113及び取り付け機構114を用いて行われる。
【0058】
一対のフレーム延長部116は、フレーム21の後部近傍に設けられ、後方に延出している。フレーム延長部116は、射出成形ユニット17のベース105と干渉しないように互いに横方向に十分な間隔を保っている。フレーム延長部116は、複数の第1の突部即ちボス118及び同数の軸受面119を備えている。各ボス即ち突部118は、図6に示された閉止位置に於いては、平坦であるのが好ましい第1の衝当面120に当接或いは衝当している。各軸受面119は、好ましくは円筒形をなし、図示されているような横方向に水平に延出する中空の円筒形をなしているものであってよい第2の衝当面121に衝当する。
【0059】
図7に示された取付け直後或いは取付け前の位置に於いては、各ボス即ち突部118と各第1の衝当面120との間には空隙Aが存在する。各軸受面119と各第2の衝当面121との間にも空隙Aが存在する。これにより、以下に説明するように、水平ブックプレスをスタンドアローン射出成形ユニット17に対して取付け或いは取外しを可能にする。
【0060】
取付け機構は、フレーム21の下部近傍に取り付けられた少なくとも1つのフック124を備えるものであってよい。1つまたは複数のフック124は、フック受入れ部126に支持される1つまたは複数のピン125に係合する。各フック受入れ部126は、互いに間隔を保って平行をなすようにバッキングプレート128に固着された一対の互いに間隔をおいて配置されたプレート127を備えている。プレート127は、図8に示されるように互いに鏡像をなすものであってよい。プレート127はそれぞれピン125を受容するべき軸線方向に整合する開口130を有する。受容部126は、ボルト131によりフレーム21の所定の所望位置に取り付けられている。
【0061】
水平ブックプレス18を必要に応じて射出成形ユニット17から取り外すためには、水平ブックプレス18の機体外側支脚111Bを、最大限或いはそれに近い位置まで下げ或いは格納し、1つ又は複数のフック124により、射出成形ユニット18が1つまたは複数のピン125の周りを回転するようにし、それによって図7に示されるように各ボス即ち突部118と各第1の衝当面120との間に空隙Aを設け、各軸受付面119と対応する衝当面121との間にやはり空隙を設けるようにする。ここで、このような動作が引き起こされる前に、ノズル96がスプルーブッシング100から離反する方向に引っ込められたものと仮定する。
【0062】
このような空隙が設けられていることから、フォークリフトの爪をフレーム111の下側に挿入し、フック124がピン125と干渉しないように十分な高さをもって水平ブックプレスを持ち上げ、ついで水平ブックプレス18を単純に、スタンドアローン射出成形ユニット17から水平方向に移動させることができる。
【0063】
他の水平ブックプレスを、迅速且つ容易に、スタンドアローン射出ユニット17に配置し取り付けることができ、新たな射出成形部品を、射出成形ユニットのダウンタイムを殆ど伴うことなく製造開始することができる。本発明の改良された射出成形装置における完全にアクセス可能なモールド及び着脱及び交換可能なクランプユニットは、射出成形方法の実施に於いて従来見られなかったフレキシビリティを提供するものである。このように、新規な且つ改良された射出成形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用された構造の斜視図。
【図2】 ドアプラテンが開放位置にあるときの図1に示された構造の部分立面図。
【図3】 ドアプラテンが開放位置にあるときの図2に示された構造の平面図。
【図4】 ドアプラテンが閉止位置にあるときの図3と同様の図。
【図5】 図2に示された構造の端面図。
【図6】 水平ブックプレスが、作動状態にあるスタンドアローン射出ユニットまたは可塑化ユニットに結合されている状態に於ける、本発明が適用された構造を一部破断して示す立面図。
【図7】 水平ブックプレスが、射出ユニットまたは可塑化ユニットから取り外される直前の傾斜した状態にある場合の図6と同様の図。
【図8】 図6の8−8矢印線の方向から見た断面図。
【図9】 図3の9−9線矢印の方向から見た断面図。
【図10】 図9の10−10線矢印の方向から見た断面図。
Claims (37)
- 射出ユニット(17)を提供する過程及びフレーム(21)を有するクランプユニット(18)を提供する過程を含む射出成形方法であって、
a)ヒンジ手段(29)を介してドアプラテン(26)を前記フレーム(21)に取付け、前記ドアプラテン(26)が開放位置と閉止位置との間で前記ヒンジ手段(29)で回転するように前記ドアプラテン(26)を提供する過程と、
b)往復動手段(49)を介して可動モールドプラテン(22)を前記フレーム(21)に取付け、前記可動モールドプラテン(22)が前記閉止位置にある前記ドアプラテン(26)に対して対向する位置関係を保ちつつ水平方向に近接離反するように動くことができるように前記可動モールドプラテン(22)を提供する過程と、
c)モールドコア及びキャビティの一方を含むモールドベース(24)を前記可動モールドプラテン(22)上に提供し、射出ユニット(17)から成形材料を導入するためのスプルー(94)を提供する過程と、
d)モールドコア及びキャビティの他方を前記ドアプラテン(26)上に提供する過程と、
e)成形製品が被着されるべき物品を前記モールドベース(24)内に配置する過程と、
f)前記ドアプラテン(26)を、前記閉止位置に配置する過程と、
g)前記可動モールドプラテン(22)を前記ドアプラテン(26)に向けて移動させることにより、前記モールドコア及びキャビティの一方を、前記モールドコア及びキャビティの他方に隣接する位置に移動させる過程と、
h)前記射出ユニット(17)を用いて、前記モールドベース(24)の前記スプルー(94)を介して、前記モールドベース(24)及び前記モールドコアにより画定される前記キャビティ内に、成形材料を導入する過程とを有することを特徴とする方法。 - 射出ユニット(17)及び、フレーム(21)を有するクランプユニット(18)を有する形式の射出成形装置であって、
a)前記クランプユニット(18)が、可動プラテン(22)及び、ドアプラテン(26)を有し、前記可動プラテン(22)は、前記可動プラテン(22)を移動させる手段(49)を介して前記フレーム(21)に取り付けられ、前記ドアプラテン(26)は、前記ドアプラテン(26)を移動させる手段を介して前記フレーム(21)に取り付けられると共に前記可動プラテン(22)に対して開閉可能であり、前記ドアプラテン(26)が閉じられたときに、前記可動プラテン(22)が、前記ドアプラテン(26)に対して対向する位置関係を保ちつつ水平方向に近接離反可能であって、
b)前記クランプユニット(18)を、別個であって、かつ別体の射出ユニット(17)に結合するために、取り付け手段(113、114)が設けられていることを特徴とする成形装置。 - a)前記可動プラテン(22)が、成形過程中にモールドの第1の部分を保持するための固定可能な可動プラテン(22)を有し、前記ドアプラテン(26)が、成形過程前及び成形過程中にモールド(23)の第2の部分を前記モールドの第1の部分に対して固定した位置関係に保持し、前記可動プラテン(22)が、前記ドアプラテン(26)に対して水平方向に近接離反可能であり、前記第1の部分はモールドコア及びモールドキャビティの一方を含むモールドベース(24)であり、前記第2の部分は、前記モールドコア及びモールドキャビティの他方であることを特徴とする請求項2に記載の成形装置。
- a)前記可動プラテンを移動させる手段及び前記ドアプラテン(26)を移動させる手段を制御するための手段とを更に有することを特徴とする請求項3に記載の成形装置。
- a)前記可動プラテン(22)に結合されたパワーアクチュエータ(62)と、
b)前記可動プラテン(22)に結合されたモールドの第1の部分(23)と、
c)前記ドアプラテン(26)に結合された第2のパワーアクチュエータ(30)と、
d)前記ドアプラテン(26)に結合されたモールドの第2の部分(25)とを更に有し、
前記ドアプラテン(26)が、前記フレーム(21)に取り付けられ、前記可動プラテン(22)が前進位置にあるとき、前記可動プラテン(22)に対して固定位置関係に固定可能であることを特徴とする請求項4に記載の成形装置。 - a)前記モールドの第1の部分(23)及び前記モールドの第2の部分(25)が、前記可動プラテン(22)の前記前進位置及び前記ドアプラテン(26)が前記可動プラテン(22)に対して前記固定位置関係に固定される、前記ドアプラテン(26)の閉止位置により画定される空間内に受容されることを特徴とする請求項5に記載の成形装置。
- a)前記ドアプラテン(26)が、前記フレーム(21)にヒンジ結合され、開放位置と、前記可動プラテン(22)に対して対向する前記閉止位置との間を回転可能であることを特徴とする請求項6に記載の成形装置。
- 前記モールドの第1の部分(23)が、前記可動プラテン(22)に取り付けられたモールドベース(24)をなすことを特徴とする請求項7に記載の成形装置。
- a)前記モールドの第2の部分(25)が、前記ドアプラテン(26)に取り付けられたモールドキャビティをなすことを特徴とする請求項8に記載の成形装置。
- a)成形過程中に板状材料を保持固定するために前記モールドベース(24)に設けられた少なくとも1つの真空ヘッド(64)と、
b)前記真空ヘッドに接続された少なくとも1つの真空ポンプとを有することを特徴とする請求項9に記載の成形装置。 - a)前記ドアプラテン(26)を前記閉止位置に保持するためのショットピン(89A)を更に有することを特徴とする請求項10に記載の成形装置。
- 前記可動プラテンを移動させる手段が、
a)往復動機構(49)を有することを特徴とする請求項11に記載の成形装置。 - 前記往復動機構(49)が、
a)2対の互いに対向するトグル機構(50)を有することを特徴とする請求項12に記載の成形装置。 - 2対の前記対向トグル機構のそれぞれが、
a)1対の互いに対向するトグル継手(51A,51B)を有することを特徴とする請求項13に記載の成形装置。 - 互いに対向する対をなす前記トグル継手(51A,51B)のそれぞれが、
a)前記フレーム(21)上に互いに対向する関係で取り付けられた1対のベアリングブロック(57A,57B)と、
b)一端にて、対をなす前記ベアリングブロック(57A,57B)の一方(57A)に結合された第1のリンク(52A,52B)と、
c)一端にて、対をなす前記ベアリングブロック(57A,57B)の他方(57B)に結合された第2のリンク(53A,53B)とを有し、前記第1及び第2のリンクの他端同士が第2の軸(54A,54B)により回転可能に結合されていることを特徴とする請求項14に記載の成形装置。 - a)互いに対向する対をなす前記トグル継手(51A,51B)の前記第1(52A,52B)及び第2(53A,53B)のリンクを結合する前記両第2の軸間に結合されたトグル流体シリンダ(62)と、
b)前記シリンダのそれぞれに結合された制御弁と、
c)前記トグル流体シリンダのそれぞれを操作するための前記手段を制御するための手段とを有することを特徴とする請求項15に記載の成形装置。 - 前記トグル流体シリンダ(62)のそれぞれがボールねじにより置換されていることを特徴とする請求項16に記載の成形装置。
- 前記可動プラテン(22)を操作するための前記手段が、
a)前記フレーム(21)上に、互いに間隔をおいて平行に取付けられた複数のタイバー(70)と、
b)前記タイバー(70)に対して摺動自在に係合するように前記可動プラテン(22)に取付けられ、前記可動プラテン(22)を前記タイバー(70)に沿って前後に駆動するための前記タイバーと同数のタイバーベアリング(71)とを有することを特徴とする請求項16に記載の成形装置。 - 前記可動プラテン(22)を操作するための前記手段が、更にジャム防止機構(75)を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の成形装置。
- 前記ドアプラテン(26)を操作するための前記手段が、
a)ヒンジアームを含み、前記ドアプラテン(26)が開放位置と閉止位置との間を回転可能し得るように、前記フレーム(21)に結合された第1のヒンジ手段(29)と、
b)前記ヒンジアーム(33)に結合された往復動軸(31)を含み、前記フレーム(21)に回動可能に結合された第1の流体シリンダ(30)とを有することを特徴とする請求項19に記載の成形装置。 - 前記ドアプラテンを前記閉止位置に固定するための前記手段が、
a)前記ドアプラテンが前記固定位置にあるとき、前記ドアプラテン(26)の隅部の近傍にて前記フレーム(21)に取り付けられた往復動可能な軸(90)を有する複数の流体シリンダ(88)と、
b)前記軸が伸長した状態にあるとき、前記往復動軸(90)を受容するように前記ドアプラテン(26)に取り付けられた、前記往復動軸と同数の軸ベアリング(89A)と
c)所望に応じて、前記往復動軸を、前記軸ベアリングに係合させ、前記ドアプラテンを前記固定位置に固定するように、前記流体シリンダを操作するための手段とを有することを特徴とする請求項20に記載の成形装置。 - 前記ジャム防止機構(75)が、クロスリンクジャム防止機構からなることを特徴とする請求項21に記載の成形装置。
- 前記ジャム防止機構(75)が、ラックアンドピニオンジャム防止機構からなることを特徴とする請求項21に記載の成形装置。
- 前記射出ユニット(17)が、
a)往復動用スクリュースリーブアセンブリ(97,102,103)と、
b)前記往復動用スクリュースリーブアセンブリに連通するフィードホッパ(98)と、
c)可塑化された成形材料が前記往復動用スクリュースリーブアセンブリから押し出されるように貫通孔を備えたノズル(96)とを有することを特徴とする請求項23に記載の成形装置。 - スリーブ流体シリンダ(102)を有し、該スリーブ流体シリンダが往復動軸(103)を含み、前記スリーブ流体シリンダが、前記射出ユニットの前記ベース(105)に結合され、前記往復動軸(103)が、前記可動プラテン(22)の後部に結合されていることを特徴とする請求項24に記載の成形装置。
- a)前記スリーブ流体シリンダを操作するための手段を更に有することを特徴とする請求項25に記載の成形装置。
- a)水平を達成するために、前記射出ユニット(17)の前記ベース(105)の4隅の近傍に設けられた調節可能な支脚(110)を更に有することを特徴とする請求項26に記載の成形装置。
- a)前記フレーム(21)の底部の所定の所望位置に設けられた複数の調節可能な支脚(110)を更に有することを特徴とする請求項27に記載の成形装置。
- 前記取り付け手段が、
a)衝当機構(113)と、
b)取付け機構(114)とを有することを特徴とする請求項28に記載の成形装置。 - 前記衝当機構(113)が、
a)前記フレーム(21)の後部の近傍に設けられ、後方に延出する1対のフレーム延長部(116)を有することを特徴とする請求項29に記載の成形装置。 - 前記フレーム延長部(116)が、前記射出ユニット(17)のベース(105)に対して干渉しない程度に、十分な距離横方向に十分な距離の間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項30に記載の成形装置。
- 前記フレーム延長部が、
a)複数の突部(118)と、
b)同数の第1の衝当面(120)とを有することを特徴とする請求項31に記載の成形装置。 - a)複数の軸受面(119)と、
b)同数の第2の衝当面(121)とを有することを特徴とする請求項32に記載の成形装置。 - 前記第1の衝当面(120)が前記フレーム延長部(116)に設けられ、前記第2の衝当面(121)が前記射出ユニット(117)の前記ベース(105)に設けられていることを特徴とする請求項33に記載の成形装置。
- 前記取り付け機構(114)が、
a)前記フレームの前記下部近傍に取り付けられた少なくとも1つのフック(124)と、
b)前記射出ユニットの前記ベースに設けられた少なくとも1つの対応フック受け入れ部(126)とを有することを特徴とする請求項34に記載の成形装置。 - 前記対応フック受け入れ部(126)が、
a)前記ベースに互いに間隔をおいて固着された1対の板部材(127)と、
b)前記両板部材間にて横方向に延在するピン(125)とを有することを特徴とする請求項35に記載の成形装置。 - 前記フレーム(21)の機体外側の支(111)脚が引き込められたとき、前記フック(124)が前記ピンの(125)回りを回転し、前記突部(118)と前記第1の衝当面(120)との間及び前記軸受面(119)と前記第2の衝当面(121)との間に空隙を形成し、機体外側の支脚が引き込められたとき、前記射出ユニット(17)から前記クランプユニット(18)を取り外し得るようにしたことを特徴とする請求項36に記載の成形装置。
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