JP5671142B2 - ばね接触セクション間に介装されているばね非接触セクションを有するノズル位置決め断熱体 - Google Patents

Description

一態様が包括的には、ノズル位置決め断熱体、このノズル位置決め断熱体を有する金型システム、及び／又は、このノズル位置決め断熱体を含むこの金型システムを有する成形システムに関する（がこれに限定されない）。

最初の人工プラスチックは、アレクサンダー・パークス（Alexander PARKES）によって１８５１年に英国で発明された。パークスは、１８６２年ロンドン万国博覧会においてその物質をパークシン（Parkesine）と呼んで公表した。パークシンはセルロースに由来しており、加熱され、成形され、かつ冷却時にその形状を保つことができた。しかしながら、パークシンは、生産コストが高く、クラッキングしがちであり、また引火性が高いものであった。１８６８年、アメリカ人発明者のジョン・ウェズリー・ハイアット（John Wesley HYATT）が、パークスの発明を改良して、彼がセルロイドと名付けたプラスチック材料を開発し、その結果、このプラスチック材料を加工処理して完成形にすることができた。ハイアットは、１８７２年、最初の射出成形機の特許を取得した。この射出成形機は、プランジャーを用いてプラスチックを加熱されたシリンダーを通じて金型内へ射出する、大きい皮下注射針のように機能するものであった。第２次世界大戦が廉価な大量生産品への大きな需要を生み出したため、この産業は１９４０年代に急速に拡大した。１９４６年、アメリカ人発明者のジェームス・ワトソン・ヘンドリー（James Watson HENDRY）が、最初のスクリュー式射出成形機を作り上げた。この成形機によって、射出前に材料を混合することも可能になったため、射出前に色つきプラスチック又は再生プラスチックを未使用材料に加えて完全に混合することができるようになった。１９７０年代、ヘンドリーは続いて、最初のガスアシスト射出成形プロセスを開発した。射出成形機は、材料ホッパーと、射出ラム又はねじ型プランジャーと、加熱ユニットとからなる。それらの射出成形機はプレス機としても知られており、構成要素が成形される金型を保持する。プレス機は、自身が加えることができるクランプ力の大きさを表すトン数によって定格される。この力によって、射出プロセス中に金型は閉じたままとなる。トン数は、５トン未満乃至６０００トンで変動することができ、より高い桁数のトンが比較的少数の製造工程において用いられる。総クランプ力は、成形される部分の投影面積によって求められる。この投影面積は、投影面積平方インチごとに２トン乃至８トンのクランプ力によって乗算される。大まかには、大抵の製品に対して、平方インチ当たり４トン又は５トンを使用することができる。プラスチック材料は、非常に硬い場合、金型に充填するためにより多くの射出圧力、したがって、金型を閉じたままに保持するためにより大きいクランプトン数を必要とする場合がある。必要とされる力はまた、用いられる材料とその部分のサイズとによっても決まる可能性があり、より大きな部分はより高いクランプ力を必要とする。射出成形を用いて、粒状のプラスチックを重力によってホッパーから加熱されたバレル内に給送する。この粒状のプラスチックがねじ型プランジャーによって前方にゆっくりと移動されると、このプラスチックは、加熱されたチャンバー内に押し込められて、このチャンバーにおいて融解される。プランジャーが前進するにつれて、融解されたプラスチックは、金型に当接するノズルに押し通されて、ゲートランナーシステムを通じて金型キャビティに入ることが可能となる。金型は冷たいままであるため、プラスチックは、金型が充填されるとほぼ同時に固化する。金型アセンブリ又は金型ダイは、成形においてプラスチック部品を作製するのに用いられる工具を説明するために使用される用語である。金型アセンブリは、何千もの部品が生産される大量生産において使用される。金型は通常、硬化鋼等から構成される。ホットランナーシステムは、金型アセンブリとともに、プラスチック品の製造のために成形システムにおいて用いられる。通例、ホットランナーシステム及び金型アセンブリは、成形システムとは別個に販売及び供給することができる工具として扱われている。

特許文献１は、第１の端部から内方に延びる第１のフランジを有する概ね円筒形の本体を含む、射出成形装置のホットランナーノズル用のカラーを開示している。第一のフランジは、ノズルのノズルヘッドとノズル本体の少なくとも一部とに当接するように設けられている。位置合わせフランジが、概ね円筒形の本体の内壁から突出し、第１のフランジから離間している。位置合わせフランジは、射出成形装置の組み付け中にノズルに対するカラーの傾斜を制限するようにノズル本体に接触する。

米国特許第６，８９０，４７３号

一態様によれば、ノズル位置決め断熱体３００であって、
本体アセンブリ３０２であって、
ばね向き面３０４であって、
ばね接触セクション３０６と、
前記ばね接触セクション３０６間に介装されているばね非接触セクション３０８と、
を含む、ばね向き面を有する、本体アセンブリを備える、ノズル位置決め断熱体が提供される。

別の態様によれば、ノズル位置決め断熱体３００を有する金型システム１００が提供される。

更に別の態様によれば、ノズル位置決め断熱体３００を含む金型システム１００を有する成形システム２００が提供されている。

ここで、非限定的な実施形態の他の態様及び特徴が、添付の図面とともに非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を検討すれば当業者には明らかになるであろう。

非限定的な実施形態は、非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することによってより完全に理解されるであろう。

図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、想像線、図表示及び部分図によって示すことができる。或る特定の例では、実施形態の理解のために必ずしも必要ではない細部（及び／又は他の細部を認識困難にする細部）が省略されている場合がある。

ノズル位置決め断熱体３００、金型システム１００、及び成形システム２００の概略図である。 ノズル位置決め断熱体３００の他の概略図である。 ノズル位置決め断熱体３００の他の概略図である。

図１は、ノズル位置決め断熱体３００、金型システム１００、及び成形システム２００の概略図（具体的には断面図）を示す。金型システム１００は、ノズル位置決め断熱体３００を有することができる。成形システム２００は、金型システム１００を有することができる。ノズル位置決め断熱体３００、金型システム１００、及び成形システム２００は、別個に販売されている場合もあるし、単一の販売業者によって提供されている場合もあることが理解されるであろう。成形システム２００は例えば、固定プラテンと可動プラテンとを有するプラテンアセンブリ（図示されていないが既知である）を含む。金型システムは、成形システムのプラテンアセンブリによって支持されている。ノズル位置決め断熱体３００、金型システム１００及び成形システム２００はそれぞれ、当業者に既知である構成要素を含むことができ、これらの既知の構成要素は本明細書においては説明されない。これらの既知の構成要素は少なくとも部分的に、（例として）以下の参考文献において記載されている：（ｉ）OSSWALD／TURNG／GRAMANN著「Injection Molding Handbook（射出成形ハンドブック）」（ＩＳＢＮ：３−４４６−２１６６９―２）、（ｉｉ）ROSATO及びROSATO著「Injection Molding Handbook（射出成形ハンドブック）」（ＩＳＢＮ：０−４１２−９９３８１―３）、（ｉｉｉ）JOHANNABER著「Injection Molding Systems（射出成形システム）」第３版（ＩＳＢＮ：３−４４６−１７７３３―７）、及び／又は（ｉｖ）BEAUMONT著「Runner and Gating Design Handbook（ランナーとゲートの設計ハンドブック）（ＩＳＢＮ：１−４４６−２２６７２―９）。本明細書の目的に関して、「含む（が、〜に限定されない）（includes (but is not limited to)）」という句は、「備える、含む（comprising）」という語と等しいことが理解されるであろう。「備える、含む」という語は、特許請求項のプリアンブルと、発明自体が実際に何であるかを規定する特許請求項に記載される特定の要素とを関連付ける移行句又は移行語である。移行句は、特許請求項を限定するものとして働き、被疑侵害装置（等）が当該特許におけるその請求項よりも多いか又は少ない要素を含んでいる場合は、類似の装置、方法又は構成部分がその特許を侵害するか否かを示す。「備える、含む」という語は、請求項において特定されている要素がどんなものであってもそれにプリアンブルを限定しないため、最も広範な移行形式である開放的な移行句（open transition）として扱われるものである。

図２Ａ及び図２Ｂは、ノズル位置決め断熱体３００の他の概略図を示す。ノズル位置決め断熱体３００は、ばね向き面３０４を含む（がこれに限定されない）本体アセンブリ３０２を含む（がこれに限定されない）。ばね向き面３０４は、（ｉ）ばね接触セクション３０６と、（ｉｉ）ばね接触セクション３０６間に介装されているばね非接触セクション３０８とを含む（がこれに限定されない）。金型システム１００がノズル位置決め断熱体３００を有する場合、金型システム１００は、（ｉ）成形ノズルアセンブリ１０２と、（ｉｉ）ばねアセンブリ１１２とを含むことができる（がこれに限定されない）。ノズル位置決め断熱体３００の本体アセンブリ３０２は、成形ノズルアセンブリ１０２を収納するように構成されている中央通路３０９を画定することができる。ばね向き面３０４のばね接触セクション３０６は、ばねアセンブリ１１２に接触する。ばね向き面３０４のばね非接触セクション３０８は、ばねアセンブリ１１２とばね非接触セクション３０８との間に接触がないか又は接触が減るように、ばねアセンブリ１１２から離間させることができる。ばね非接触セクション３０８は、ばねアセンブリ１１２との表面接触を減少し（及び／又は少なくとも部分的になくし）、そのため成形ノズルアセンブリ１０２からノズル位置決め断熱体３００及びばねアセンブリ１１２を通じた熱損失が減少される。成形ノズルアセンブリ１０２は、ノズルハウジング１０６と、ノズルハウジング１０６に取り付けられているヒーター１０４とを含むことができる。ノズル位置決め断熱体３００はチタンから作ることができ、外側平坦面上にばねアセンブリ１１２が接触することができる複数の突起（隆起）面を有する。ばね接触セクション３０６を、ノズル位置決め断熱体３００の外側平坦面上に位置する突起面と称することができる。ばね非接触セクション３０８は、ばね接触セクション３０６間に介装されており、そのためばね接触セクション３０６とばねアセンブリ１１２との表面接触面積が減少し、したがって、成形ノズルアセンブリ１０２からノズル位置決め断熱体３００及びばねアセンブリ１１２を通じたマニフォルドプレート１１０までの熱損失が減少する。金型システム１００は、限定はされないが金型ゲート１１６とステム１１４等の既知の構成要素も含むことができる。ノズル位置決め断熱体３００の利点は、使用時に成形ノズルアセンブリ１０２からノズル位置決め断熱体３００及びばねアセンブリ１１２を通じたマニフォルドプレート１１０までの熱伝達の減少である。

本発明の範囲は独立請求項によって与えられる範囲に限定されることが理解され、また、本発明の範囲が（ｉ）従属請求項、（ｉｉ）非限定的な実施形態の詳細な説明、（ｉｉｉ）概要、（ｉｖ）要約書、及び／又は（ｖ）本特許出願以外（すなわち、出願時、審査時及び／又は付与時の本出願以外）において与えられる説明に限定されないことが理解される。本特許出願の目的に関して、「含む（が、〜に限定されない）」という句は「備える、含む」という語に等しいことが理解される。上記記載は、非限定的な実施形態（実施例）を概説したものであることが留意される。この説明は特定の非限定的な実施形態（実施例）についてなされたものである。非限定的な実施形態は、例としての例示に過ぎないことが理解される。

Claims (8)

1. 成形システム（２００）の成形ノズルアセンブリ（１０２）からの熱損失を減少させるためのノズル位置決め断熱体（３００）であって、
   本体アセンブリ（３０２）であって、
   ばね向き面（３０４）であって、
   １つ又は複数のばね非接触セクション（３０８）と、
   金型システム（１００）内のばねアセンブリ（１１２）と接触するように、前記ばね非接触セクション（３０８）から隆起している、１つ又は複数のばね接触セクション（３０６）であって、前記１つ又は複数のばね非接触セクション（３０８）は、前記ばね接触セクション（３０６）間に介装されている、１つ又は複数のばね接触セクション（３０６）と、
   を含む、ばね向き面（３０４）を有する、本体アセンブリ（３０２）を備える、ノズル位置決め断熱体（３００）。
   
2. 前記１つ又は複数のばね接触セクション（３０６）は、前記１つ又は複数のばね非接触セクション（３０８）によって離れている６つのばね接触セクション（３０６）を備える、請求項１に記載のノズル位置決め断熱体（３００）。
   
3. 前記ノズル位置決め断熱体（３００）は、前記成形ノズルアセンブリ（１０２）を収納するように構成されている中央通路（３０９）を画定しており、前記ばねアセンブリ（１１２）は、前記成形ノズルアセンブリ（１０２）と前記ノズル位置決め断熱体（３００）の前記本体アセンブリ（３０２）との間で機能する、請求項１に記載のノズル位置決め断熱体（３００）。
   
4. 前記本体アセンブリ（３０２）は、チタンから作られる、請求項１に記載のノズル位置決め断熱体（３００）。
   
5. 前記１つ又は複数のばね非接触セクション（３０８）は平坦であり、且つ前記ばね接触セクション（３０６）の各々は平坦である、請求項１に記載のノズル位置決め断熱体（３００）。
   
6. 前記ばね非接触セクション（３０８）は、前記ばねアセンブリ（１１２）が前記ばね接触セクション（３０６）と接触した際に、前記ばねアセンブリ（１１２）との間に断熱空隙を画定する、請求項１に記載のノズル位置決め断熱体（３００）。
   
7. 成形ノズルアセンブリ（１０２）であって、該成形ノズルアセンブリ（１０２）は、ノズルハウジング（１０６）を備える、成形ノズルアセンブリ（１０２）と、
   ばねアセンブリ（１１２）と、
   本体アセンブリ（３０２）であって、該本体アセンブリ（３０２）は中央通路（３０９）を画定しており、該中央通路（３０９）は、該中央通路（３０９）を通って前記成形ノズルアセンブリ（１０２）を収納するように構成されている、本体アセンブリ（３０２）と、
   前記ばねアセンブリ（１１２）と接触するように、ばね向き面（３０４）から隆起している、１つ又は複数のばね接触セクション（３０６）であって、前記ばねアセンブリ（１１２）は、前記ノズルハウジング（１０６）の一部と前記本体アセンブリ（３０２）との間で機能する、１つ又は複数のばね接触セクション（３０６）と、
   を備える、成形システム（２００）の成形ノズルアセンブリ（１０２）からの熱損失を減少させるためのノズル位置決め断熱体（３００）を有する金型システム（１００）。
   
8. ばね非接触セクション（３０８）と前記ばねアセンブリ（１１２）は、それらの間に断熱空隙を画定する、請求項７に記載の金型システム（１００）。

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