JP4990892B2 - 金型注入物の送出 - Google Patents

Description

本発明の開示は、密閉シェル又は密閉シェル内の密封ライナを圧縮成形するようなプラスチック物品を成形するための機械に金型注入物を入れるための装置及び方法に関する。

密閉シェルを圧縮成形するための又は密閉シェル内の密封ライナを圧縮成形するための機械は、一般的に、垂直軸線の周りに回転するタレット又はカルーセルを含む。複数の金型が、回転軸線に平行な垂直軸線に沿って整列した雄及び雌金型部分の形態でカルーセルの周囲の回りに設けられる。金型部分は、成形された部品が雄金型部分から型抜きされ、プラスチック材料の注入物が雌金型部分に入れられる開放位置と、雄及び雌金型部分が合わせられて部品を圧縮成形する閉鎖位置との間で駆動される。密閉シェルを成形する機械においては、プラスチック材料の注入物は、雌金型空洞に直接入れられる。密封ライナを成形するための機械においては、予備成形された密閉シェルが、金型部分が開かれた時にネスト内に置かれ、ライナのための材料の注入物は、各シェルがネスト内に置かれる前又は後のいずれかにシェル内に入れられる。プラスチック密閉シェルを圧縮成形するためのこの種の機械は、米国特許第５、６７０、１００号、第５、９８９、００７号、第６、０７４、５８３号、及び第６、４７８、５６８号に示されている。密閉シェル内の密封ライナを圧縮成形するためのこの種の機械は、米国特許第５、４５１、３６０号に示されている。

一部の事例においては、溶融プラスチック注入物が金型空洞内の成形表面上に推進させられるか又は投じられ、それは、金型注入物の空洞内への整合性のない配置をもたらす可能性があった。これは、低下する部品品質、並びに送出装置及び金型注入物配置装置の増大する複雑性を含む運転上の問題点、並びにペレット注入物の送出ミス又はペレットの一部分のみが金型空洞内に受け取られる送出による困難をもたらす可能性がある。他のシステムには、全ての成形位置又は空洞に個々のカッターが必要であり、これは、初期投資、製作及び維持費用、並びにシステム及びその制御装置の全般的な複雑性を著しく付加する。

米国特許第５、６７０、１００号 米国特許第５、９８９、００７号 米国特許第６、０７４、５８３号 米国特許第６、４７８、５６８号 米国特許第５、４５１、３６０号

本発明の開示は、互いと別々に又は互いに組合せて実施することができるいくつかの態様又は発明を伴っている。
本発明の開示の第１の態様によれば、空洞（例えば、金型空洞又は予備成形された密閉シェルの空洞のいずれか）に金型注入物を入れるための装置は、平行な軸線の周りの回転のために装着された１対のハブ、この平行な軸線に対して偏心した位置でハブ間に連結されたリンク、及びリンクに連結されたブレードを含む。ハブの回転により、ブレードは、押出しオリフィスに対して楕円形の径路で進行し、オリフィスから金型注入物を切断し、金型注入物をブレードのすぐ下を通過する空洞に入れる。装置は、好ましくは、押出しオリフィス及び空洞に対してブレードを駆動するためにハブの両方を同時に回転させる駆動部材を含む。ブレードは、好ましくは、１つの空洞から次のものへの金型注入物の一貫した正確な配置のために空洞の底部に金型注入物を入れる空洞内に延びるアームを含む。リンクは、ハブの軸線に対して異なる距離で各ハブに連結することができ、ハブが回転する時に、ハブの回転軸に対してピボット式に回転するか又は回転するように適応させることができる。ブレードの径路の更に別の制御は、ブレードの進行径路を変化させるためのハブの互いに対する段階的な回転によって達成することができる。
本発明の開示内容は、その付加的な目的、特徴、利点、及び態様と共に、以下の説明、特許請求の範囲、及び添付の図面から最も良く理解されるであろう。

図面をより詳細に参照すると、図１〜４は、密閉金型空洞、又は密封ライナが形成される予備成形された密閉シェルの空洞のような空洞１２にプラスチック金型注入物を送出する金型注入物送出装置１０を示している。装置１０は、駆動アセンブリ１４、駆動アセンブリ１４に連結され、かつ平行な軸線２０、２２の周りにそれぞれ回転可能である１対のハブ１６、１８、ハブ１６、１８の両方に関連するリンク２４、並びに押出し機３０の押出しオリフィス２８及び押出しオリフィス２８のすぐ下を順番に通過する１つ又はそれよりも多くの空洞１２に対する移動のためにリンク２４によって担持されたブレード２６を含む。ハブ１６、１８が回転する時、リンク２４及びブレード２６が移動され、ブレード２６に溶融プラスチック注入物を押出しオリフィス２８から受けさせ、密閉シェル又は密閉シェルのためのライナのような望ましい部品へのプラスチック注入物のその後の成形のために溶融プラスチック注入物を空洞１２に送出させる。参照図面に示す現在好ましい実施形態では、金型注入物は、垂直軸線３４の周りに回転し、かつ従って予備成形された密閉シェルを押出しオリフィス２８に対して水平に移動させるタレット又はカルーセル３２の周囲の回りに担持された予備成形された密閉シェルに入れられる。カルーセル３２は、その中に金型注入物を入れた状態の密閉シェルを垂直軸ライナ成形機械又は水平軸垂直ホイールライナ成形機械に給送することができる。金型注入物送出装置１０は、密閉シェルを圧縮成形するための垂直軸機械、又は水平軸線の周りに空洞を回転させる垂直ホイール成形機械と組合せても同様に使用することができる。

現在好ましい実施形態では、水平に配置されたカルーセル３２は、空洞１２がカム３６を通過して回転する時、空洞１２（例えば、予備成形された密閉シェル）をカルーセル３２の周囲に対して変位させるカム３６に対してその垂直軸線３４の周りに回転する。これは、例えば、空洞１２、又はカム３６によって係合される時にカルーセル３２に対する半径方向の移動に対して空洞を運ぶ関連の金型部分を摺動自在に装着することによって達成することができる。この関連の金型部分は、カルーセルに対する空洞の移動を容易にするために、１つ又はそれよりも多くのカム従動子又はローラを含むことができる。望ましくは、カム３６は、押出しオリフィス２８の領域及び金型注入物送出装置１０内に配置され、送出装置１０に対して好ましくは直線状の一貫した進行径路を提供し、それによって金型注入物の空洞１２への送出を容易にする。図示の実施形態では、カム３６は、空洞１２の進行のほぼ直線の部分を提供するほぼ平坦なカム表面４２を有し、この直線部分は、ブレード２６の進行径路を含む平面４４にほぼ平行であり、金型注入物が空洞１２に入れられるカルーセル３２の回転の一部の間の空洞１２及びブレード２６のアラインメントを容易にする。

金型注入物送出装置１０の駆動アセンブリ１４は、好ましくは、駆動ホイール４６が同軸的に装着された駆動シャフト４５を回転させる電気モータ４７（図３）を含む。駆動部材又は第１のハブ１６は、それと共回転するために駆動シャフト４４上に同軸的に装着されている。駆動シャフト４８（図４）は、駆動シャフト４４の軸線２０に平行な軸線２２の周りの回転のために装置によって担持され、駆動ホイール５０は、駆動シャフト４８上に同軸的に装着され、チェーン又はベルト５２のような動力伝達部材により駆動ホイール４６に連結されている。第２のハブ１８はまた、それと共回転するために駆動シャフト４８上に同軸的に装着されている。従って、１つの現在好ましい実施形態では、第１のハブ１６及び第２のハブ１８は、離間した平行な軸線２０、２２の周りに同時に回転する。好ましくは、軸線２０、２２は、カルーセル３２の回転軸３４に垂直である。モータ４７は、より詳細に以下に説明するように、ブレード２６の空洞との正確なアラインメントを容易にするように、カルーセル３２の回転と望ましい同期をとるためにサーボ制御することができる。別々のモータ、又はハブ１６、１８の各々のための駆動部、及び／又はリンク２４及びブレード２６の進行径路の更に別の変化及び制御を可能にするための互いに対するハブの段階的な回転のような他の駆動配置を使用することができる。また、ハブ１６、１８の方向は、本明細書に説明した方向と異なることができる。例えば、ハブ１６、１８の回転軸線２０、２２は、空洞１２を水平軸線の周りに回転させる機械と共に使用するために垂直に配置することができる。別の選択肢として、ハブ１６、１８の回転及びカルーセル３２の回転は、垂直及び水平の金型ホイールの回転と機械的に同期させることができる。

リンク２４は、ハブ１６、１８の各々に連結され、ハブ１６、１８の回転に応答して押出しオリフィス２８に対する移動のために駆動される。図４に最も良く示すように、リンク２４は、位置オフセットして又は第１のハブ１６の軸線２０から離間して、第１のハブ１６によって担持された車軸６４の端部を受けるようになった貫通孔６２を有する第１の部分６０を含む。ベアリング６６は、好ましくは、車軸６４の周りにリンク２４によって担持され、このハブが回転する時、第１のハブ１６に固定され、かつこのハブと共に動く車軸６４の周りのリンク２４の第１の部分６０の回転を可能にする。リンク２４の第１の部分６０は、第１のハブ１６とリンク２４の第１の部分６０との間にアセンブリとして配置された車軸６４の半径方向外側に延びるフランジ６８によって第１のハブ１６から離間することができる。第１の部分６０はまた、リンク２４の第２の部分７４に形成される相補空洞７２内における往復運動のために摺動自在に受け取られるロッド７０を含む。

リンク２４の第２の部分７４は、第２のハブ１８によって担持され、第２のハブから延びる車軸７８を受けるようになった貫通孔７６を含む。貫通孔７６は、好ましくは、環状ベアリング８２が車軸７８の端部の周りで受け取られる対向孔８０を含み、従って、リンク２４の第２の部分７４は、第２の車軸７８の周りに回転又はピボット回転することができる。カバープレート８４は、図２及び図４に最も良く示すように、第２の部分７４に固定することができる。軸線方向に延びる環状壁８６は、第２のハブ１８とリンク２４の第２の部分７４との間の適切な間隔を維持することができる。ロッド７０は、好ましくは、車軸６４、７８、又はリンク２４のハブ１６、１８に対する他の取付点と交差する線又は平面に沿って空洞７２内を摺る。

アーム９０は、リンク２４の一部分から延びるか、又はリンク２４の一部分として形成することができる。図示のように、アーム９０は、ハブ１６、１８の回転軸線２０、２２に垂直で、好ましくはブレード２６の進行径路を含む平面４４にある軸線９２に沿ってリンク２４の第２の部分７４から外側に延びる。アーム９０は、好ましくは、リンク２４の第２の部分７４に対して摺動自在に調節可能であり、押出しオリフィス２８及び空洞１２に対してアーム９０によって担持されたブレード２６の位置の調節を容易にする。

ブレード２６は、アーム９０によって担持され、好ましくはアーム９０内の孔９８を通して配置され、かつ例えば嵌合ネジ、装着ファスナ、クランプ、又は溶接を含むいずれかの適切な方法によってその上に保持されたシャンク９６を含む。ブレード２６及びそのシャンク９６は、好ましくは、ハブ１６、１８の回転軸線２０、２２を含む平面９４に平行にアーム９０に垂直に配置され、好ましくは平坦なカム表面４２に平行である。ブレード２６の端部１００は、好ましくは、カップ形であり、ブレード２６によって担持され、かつその後の成形部品への形成のために空洞１２に置かれた個々の金型注入物ペレットに、押出しオリフィス２８から放出された押出し流を切断するようになっている。

車軸６４、７８、又はリンク２４のハブ１６、１８に対する他の取付点は、ハブ１６、１８の回転軸線２０、２２に対して必要に応じて移動させることができる。ハブ１６、１８は、異なる直径を有し、そのそれぞれのハブ１６、１８の軸線２０、２２からの各車軸６４、７８の軸線の距離は異なることができる。従って、ハブ１６、１８が共回転する時、車軸６４、７８の間の距離は変化し、第１のリンク部分６０のロッド７０は、第２のリンク部分７４の空洞７２内で往復運動することになる。そのハブ軸線２０、２２に対する各車軸６４、７８のオフセット量における違いはまた、ハブ１６、１８の回転軸２０、２２を含む平面９４に対して、リンク２４又は各車軸６４、７８の軸線を含む平面を斜めにするか又は傾ける。

図２に最も良く示すように、１つの現在好ましい実施形態では、ハブ１６、１８及びリンク２４の１つの角度位置において、車軸６４、７８の軸線を含む平面は、ハブ１６、１８の回転軸２０、２２を含む平面９４と一致する。ブレード２６及びリンク２４は、一般的に、ハブ１６、１８の回転軸２０、２２に垂直でカルーセル３２の平坦なカム表面４２に平行な平面４４上にある楕円形の径路で移動され、従って、ブレード２６は、ブレード２６の空洞１２とのアラインメント及びその後の金型注入物の空洞１２への配置を容易にするために、カム３６に沿って直線的に通過する空洞１２と軸線方向に整列することができる。ブレード２６の楕円形の径路は、押出しオリフィス２８からの押出し流のせん断と、移動している空洞１２との横方向のアラインメント及び方向合わせ、及びブレード２６の空洞１２に対する垂直移動を容易にするための水平及び垂直成分を含む。１つの現在好ましい実施形態では、ブレード２６は、空洞１２とほぼ同じ速度で横方向に移動され、この横方向の移動中に、ブレード２６は、空洞１２の方向及び空洞１２から（この空洞の軸線に対して）軸線方向に移動され、空洞１２の下面上へ及びこの下面に隣接して金型注入物を挿入する。好ましくは、ブレード２６は、ほぼ凹面形で又は殆んど開いた下端部を有するカップ形であり、従って、金型注入物は、空洞１２の下部分と係合することができ、例えば、それらの間の温度差のために、溶融プラスチック注入物の表面張力及び／又は摩擦は、金型注入物が空洞１２の底部の中の適切な位置に留まる間にブレード２６の空洞１２からの除去を可能にする。これは、正確、反復可能、かつ一貫した金型注入物の空洞１２への配置を提供する。ハブ１６、１８の連続する回転は、空洞１２からブレード２６を引き抜くリンク２４の垂直方向の動きを作り出し、リンク２４及びブレード２６の更に別の動きは、その後の行程及び次の空洞１２へのその後の注入物の連続する送出のためにブレード２６を位置決めする。好ましくは、ブレード２６の進行径路を含む平面４４は、空洞１２の軸線１０２（図２）と平行である。

金型注入物の搬送及び配置を容易にするための修正として、搬送中に金型注入物を保持するためにブレードに真空を引くように、及び／又は空洞内における金型注入物の放出及び配置を容易にするために加圧空気を加えるように、空気ラインをブレード２６に接続することができる。
本発明の開示は、いくつかの現在好ましい実施形態に関連して示し、いくつかの付加的な修正及び変形を説明した。他の修正及び変形は、当業者には容易に想起されるであろう。本発明の開示は、そのような全ての修正及び変形を特許請求の範囲の精神及びその広範な範囲に該当するものとして含むものとする。

金型注入物を成形機械の垂直に方向付けられた空洞に入れるための金型注入物送出装置の１つの現在好ましい実施形態の斜視図である。 金型注入物送出装置の正面図である。 金型注入物送出装置の平面図である。 図２の線４−４にほぼ沿って切り取られた断面図である。

符号の説明

１２ 空洞
１４ 駆動部
１６、１８ １対のハブ
２４ リンク
２６ ブレード
２８ 押出しオリフィス
９６ アーム

Claims (17)

1. 金型注入物を空洞に入れるための装置であって、
   平行な軸線の周りの回転のために装着された１対のハブ（１６、１８）と、
   前記平行な軸線に対して偏心した位置で前記ハブの間に連結されたリンク（２４）と、
   ブレード（２６）であって、このブレードが、押出しオリフィス（２８）を通過し、この該オリフィスから金型注入物を切断し、前記ブレードの下を順番に通過する空洞（１２）に該注入物を入れるように前記ブレードを楕円形の径路で進行させるために前記リンクに連結された前記ブレード（２６）と、を含み、
   前記ブレードの楕円形の経路は、前記押出しオリフィス（２８）から押し出された金型注入物のせん断と、前記下方を通過している空洞（１２）との横方向のアライメント及び方向合わせ、及びブレード（２６）の空洞（１２）に対する垂直移動を容易にするための水平及び垂直成分を含むことを特徴とする装置。
2. 前記ブレード（２６）は、前記空洞（１２）内に延びて前記金型注入物を該空洞の底部に入れるためのシャンク（９６）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ハブ（１６、１８）の両方を同時に回転させるための駆動部（１４）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記駆動部（１４）は、前記ハブ（１６、１８）の少なくとも一方の他方のハブに対する前記回転の独立した制御を可能にすることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. ブレード（２６）が進行する前記楕円形の径路は、前記平行な軸線を包含する平面に垂直な平面にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記リンク（２４）は、前記ハブの対の第１のものに連結された第１の部分（６０）と、該ハブの対の第２のものに連結された第２の部分（７４）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記第１の部分及び第２の部分（６０、７４）の少なくとも一方は、そのそれぞれのハブ（１６、１８）に対してピボット回転式に移動するように連結されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記リンクの前記第１の部分（６０）及び第２の部分（７４）は、作動可能に相互接続されており、該第１の部分は、該第２の部分に対して摺動自在に移動可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
9. 前記第１の部分（６０）は、前記第２の部分（７４）に対して、該第１の部分及び第２の部分のそれらのそれぞれのハブ（１６、１８）への取付点と交差する線に沿って摺動可能に移動可能であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記第１の部分（６０）は、そのそれぞれのハブ（１６）にそのハブの回転軸から第１の距離に連結され、前記第２の部分（７４）は、そのそれぞれのハブ（１８）に該第１の距離と同じではないそのハブの軸線からの第２の距離に連結されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
11. 前記楕円形の径路において、前記ブレード（２６）は、前記空洞（１２）が前記押出しオリフィス（２８）に対して移動される時に該空洞内へ及びそこから移動されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. 前記ブレード（２６）は、金型注入物がそれを受け取る前記空洞に係合することを可能にして該金型注入物の該ブレードからの除去を容易にするように開いた下端部（１００）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. プラスチック物品を成形するための装置であって、
    押出しオリフィス（２８）を有し、それを通して金型注入物材料が供給される押出し機（３０）と、
    所定の径路に沿って少なくとも１つの空洞（１２）を移動し且つカム（４２）を有し、該カムは、該押出し機に対して固定された径路で該少なくとも１つの空洞を移動するためのものであるタレット（３２）と、
    請求項１乃至１２の何れか１項に記載の金型注入物を空洞に入れるための装置と、
    を含むことを特徴とする装置。
14. 前記タレット（３２）は、垂直軸線の周りに回転し、前記押出し機を通過して前記空洞（１２）を水平に移動させることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 押出し機（３０）から金型注入物を空洞（１２）内に入れる方法であって、
    前記空洞（１２）は、所定の軸線（１０２）を有し、
    前記方法は、ブレード（２６）が、該押出し機から金型注入物を受け取ってそれを担持し、前記ブレード（２６）が、その後、該空洞に対して移動されて該空洞内に該金型注入物を係合させ、前記ブレード（２６）が、その後、該金型注入物が該空洞に留まった状態で該空洞から離れるように、前記空洞の所定の軸線（１０２）に実質的に平行な平面（４４）内における楕円形の経路で押出し機に対して前記ブレード（２６）を移動させる段階、
    を含むことを特徴とする方法。
16. 前記ブレード（２６）は、１対のハブ（１６、１８）の間に該ハブが回転する平行な軸線に対して偏心した位置で連結されたリンク（２４）によって担持され、該ブレードを移動する前記段階は、該ハブを回転させて、該リンク及びブレードを前記楕円形の径路を通して移動させる段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記ハブ（１６、１８）は、同時に回転されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。

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