JP6263139B2 - プラスチック材料の射出成形装置の金型の固定板 - Google Patents

Description

本発明は、概して、金型と、金型の固定板と、射出されるプラスチック材料の分配器と、プラスチック材料を金型キャビティに射出する分配器に接続されている連続したインジェクタとを備える種類のプラスチック材料の射出成形装置に関する。

いわゆる閉塞具（obturator）型の成形装置では、各インジェクタは、分配器に接続されているノズルを備える。ノズル内ではバルブピンが軸方向に移動可能であり、閉位置と開位置の間で移動を制御するモータによって動作され、分配器から金型キャビティに、圧力下において、プラスチック材料の流体が流動可能である。

特に、本発明はこのような射出成形装置の固定板に関する。

前述の種類の射出成形装置では、インジェクタバルブの動作は、流体又は電気モータによって実行可能である。

電気モータの使用は、この機能のために流体アクチュエータ（水力又は空力）を使用するシステムと比較して、連続的な制御が可能であり、従って分配器又はホットチャンバから金型キャビティにプラスチック材料の流体を流動させるためのより正確でより適切なバルブピンの配置が可能であるという利点を有する。

同出願人による欧州特許出願２６７９３７４号では、上述の種類の射出成形装置が記載されており、各インジェクタに関連する電気モータは回転電気モータであり、モータシャフトとバルブピンとの間にトランスミッションを備え、それはねじとナットのアセンブリを含む。回転電気モータと、ねじとナットのアセンブリとによって形成される一群は、分配器に直接固定された支持部によって担持され、インジェクタの軸に対して複数の構成が可能である。

アクチュエータ手段が分配器に電気モータが直接取り付けられることを想定している他の解決策と同様に、この配置は、早老化しやすく、その結果として断裂するか又は関連するケースと結合しやすい関連ワイヤに関するものと同様に、回転部材に関しての機械的プロファイル、及び、モータのコイルとその電気的な構成要素に対しての電気的プロファイルの両方の観点で、分配器自体の温度によって生じる問題に繋がり得る。これらの場合、直接的及び間接の高コストと同様に、結果として成形装置が無視できない動作の中断をする可能性を有するそのアクセス性が便利ではない損傷した部品の交換が必要である。この欠点を解消するために、モータの冷却システムを設けることが必要である。

分配器から（回転型又は直線型の）電気モータを熱的に分離することは、例えば米国特許第７０１８１９８号及び国際公開２０１０／１２６３３０号においてすでに提案されており、これらでは電気モータを金型の固定板に取り付けている。別の解決策は米国特許７２１４０４８号に記載されており、金型の固定板と分配器との間に設けられた中間冷却ブロックに電気モータを取り付けることを提案している。

また、米国特許第８０９１２０２号公報及び米国特許第８２８２３８８号では、（電気又は流体）アクチュエータが金型の固定板によって担持され、径方向の移動によってインジェクタのバルブピンに対して連結及び解除可能である射出成形システムが記載されている。

全てのこれらの公知の解決策では、アクチュエータは、それらの軸が揃えられて配置されているか、又はいずれの場合でも各インジェクタの軸に平行に配置されている。

これらの構成は全て同じ欠点を有している。それは、成形装置全体としての対応する想定容積に関係した厚みを考慮して金型の固定板が非常に大きな寸法になることである。この全容積は、分配器が典型的に支持板の下方に配置されているか、又はむしろ支持板と金型の間に介在しているという事実によってさらに強調される。

さらに、例えばメンテナンス又は交換のためのインジェクタのアクチュエータへのアクセスは、通常、複雑で不便である。

米国特許６０７９９７１号公報により、金型の方へ向けられた面上で分配器が内部に収容される座部を有する射出成形装置の金型の固定板は、公知であり、この容積部分は、固定板の厚み内に基本的に収容されている。しかしながらこのケースは、射出成形装置のインジェクタが閉塞具型のものではない。即ちそれらは各電気又は他の種類のアクチュエータと関連していないため、分配器からアクチュエータを分離する問題も、アクチュエータの存在に起因する固定板の容積部分に対する問題も発生しない。

米国特許第７０１８１９８号公報 国際公開２０１０／１２６３３０号明細書 米国特許７２１４０４８号公報 米国特許第８０９１２０２号公報 米国特許第８２８２３８８号公報 米国特許６０７９９７１号公報

本発明の目的は、上述の種類の成形装置の固定板の厚みを低減することに対する上述の問題を解決することである。

さらなる目的は、取り外しを可能にしてインジェクタの電気モータへのアクセスが非常に容易で便利である上述の種類の成形装置の固定板を提供することである。

これらの目的を達成する観点から、本発明は、請求項１の前段部分に定義されている、既に引用した米国特許８０９１２０２号及び米国特許８２８２３８８号公報で記載されているものに概略一致する射出成形装置の金型の固定板に関する。この特有の特徴は、第１の面上に、分配器が内部に収容される金型に向けて面したキャビティを有するという事実と、関連するトランスミッションを有する各電気モータが、対応するインジェクタに対して側方に、第１の面に対向する固定板の第２の面上に設けられた各座部内に迅速に挿入可能及び取り外し可能な態様で収容されるという事実とにある。

この解決策により、アクチュエータ要素（電気モータ及び機構的なトランスミッション）は、分配器が高温であることの弊害から有効に保護されるだけでなく、あらゆる修理又は交換作業において直接的にアクセス可能となる。その厚みを考慮して完全に収容されるための制限内で固定板の寸法を維持する一方で、成形装置全体の大きさの最大寸法が減少する利点を有する。

また、この配置には、複数の用途において、関連するチャンネル及び関連するコネクタを伴う冷却システムを有する支持板を備える必要性を回避する追加的な利点があり、そして実質的により低コストで構造を単純化できる利点がある。

便利なことに、各電気モータの軸は各インジェクタの軸に直交して配置され、各電気モータはインジェクタの軸に平行な方向に、即ち固定板の第２の面に直交する方向に各座部に対して挿入可能及び取り外し可能である。

各インジェクタのバルブピンが静止している間、各電気モータは、固定板の各座部に対して有利なことに挿入可能及び取り外し可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、電気モータは回転モータであり、トランスミッションはねじとナットのアセンブリを備える。電気回転モータと、ねじとナットのアセンブリとは、並んで配置され、便利なことに互いに平行な軸を有し、バルブピンの軸に直交している。

また有利なことには、トランスミッションは、ねじとナットのアセンブリと、バルブピンとの間に動作的に介在する揺動レバーを含んでいる。

揺動レバーは、分配器によって担持されていてもよく、この場合、迅速な連結手段がこの揺動レバーと、ねじとナットのアセンブリとの間に設けられている。これに代えて、揺動レバーは、ねじとナットのアセンブリに担持されていてもよく、この場合、迅速な連結手段は、揺動レバーとバルブピンとの間に設けられる。

両方の場合において、揺動レバー、及び、バルブピン及び／又はねじとナットのアセンブリへの関連する接続は、分配器の熱膨張が可能であることを補償するように構成されている。

固定板の追加的な特徴、及び、この固定板を備える装置は、従属項に記載されている。

本発明の固定板を含むプラスチック射出成形装置の模式的な部分断面図。 固定板の前方斜視図。 固定板の後方斜視図。 図３の分解図。 図１の部分拡大図。 図５のＶＩ−ＶＩ線での拡大した水平断面図。 異なる動作状態における図１及び図５の拡大詳細図。 本発明の固定板の構成要素のアセンブリのモードを例示している図５と同様の図。

ここで単に非限定的な例として設けられている添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

最初に図１を参照して、本発明の射出成形装置は、基本的に、符号１で全体に示されている金型と、分配器ないしホットチャンバ２と、分配器２から金型キャビティ１に圧力下でプラスチック材料の流体を導入する充填インジェクタ３と、各インジェクタ３の動作に対して全体に符号４で示されているアクチュエータデバイスとを備える。

符号５は、追加的な板と組み合わせて、固定用にそれ自体公知の態様で構成されている、射出装置の押圧面に対する金型１の固定板ないしクランプ板を示している。固定板の用語は、意味を限定するものとして解釈されてはならないが、金型１と押圧面との間に介在する任意の板を指定する意図を特に有している。

図２，３，及び４を参照して、本発明の固定板５は、従来例と比較して、後述する構造によって、明らかに厚みが減少し、構造が非常に単純化している。

本発明の第１の態様によれば、分配器２は、金型１に面して充填インジェクタ３が突出している固定板の面５ａに形成されているキャビティ６内に収容ないし包含される。分配器２は、面５ａに固定されたワイヤ３０による公知の方式で電気的に加熱され、固定板５の片側に設けられたターミナル３１に接続されており、例えばチタンである断熱スタッドによって直接接触することなく固定板５に固定されている。

各インジェクタ３は従来の態様で管状ノズル７を備え、管状ノズル７内では、バルブピン８は、前進閉鎖位置と、分配器２から金型キャビティ１への流体の流動を許容する後退開放位置との間で軸方向に移動可能である。

各インジェクタ３のバルブピン８の移動を制御するアクチュエータデバイス４は、回転電気モータ９と、図６に最も明瞭に示すように、揺動レバー１１に接続されているねじとナットのアセンブリ１０とを備える。

回転電気モータ９及びねじとナットのアセンブリ１０は、一群を形成する。本発明の別の態様によると、この一群は、固定板５の面５ｂに形成され、金型１から離れた方へ向いており、キャビティ６と接続している各開口した座部１２内に収容される。座部１２は、キャビティ６の片側に配置されているため、電気モータ９と、ねじとナットのアセンブリ１０とは、インジェクタ３に対して側方にオフセットされた位置で固定板５によって担持されている。

このように、その電気的な構成要素及びワイヤ１３を有する電気モータ９と、ねじとナットのアセンブリ１０に関連する機械的な構成要素との両方は、単に露出しておらず分配器２が高温であることに起因した熱の影響を受けないだけでなく、メンテナンス又は交換作業のために外部から容易にアクセス可能である。

サイドターミナル３２に接続されたワイヤ１３は、固定板５の面５ｂ内に入れられ、分配器２のワイヤ３０からそれらを物理的に分離する。

図示の例の場合、電気的な回転モータ９及びねじとナットのアセンブリ１０は、インジェクタ３の軸Ａに直行して相互に平行な各軸Ｂ，Ｃに一致した状態で座部１２内に配置されている。また注意すべきことに、その配置は、例えば軸Ａと同一平面にある軸Ｂ及び軸Ｃと異なっていることである。しかしながら、図示の配置は、固定板５の厚みの減少の影響を考慮すると、より有用である。

いずれの場合でも、各インジェクタ３のバルブピン８を静止させている間、各電気モータ９の軸Ｂは、各インジェクタ３の軸Ａと直交して配置され、図示のように、各座部１２に対してインジェクタの軸Ａに平行な方向に、又はむしろ固定板５の面５ｂに対して直交した方向に挿入可能及び取り外し可能である。

図示の構成では、電気的な回転モータ９のシャフトは、ギヤトランスミッション１６を介して、ねじとナットのアセンブリ１０のねじ１５の回転を制御する。符号１６で示されているねじとナットのアセンブリ１０のナットは、Ｃ軸に沿って横断し、キャビティ６に突出した自由端でヘッド１７を担持している。

揺動レバー１１は、バルブピン８の前進閉鎖位置に一致する角度位置が図１及び図５で表され、バルブピン８の後退開放位置に一致する角度位置が拡大したスケールで図７に表わされており、軸Ａ，Ｂ，Ｃに直交してピボット１８の周りで関節接続され、分配器２の周りで固定されている支持部１９によって担持されている。この揺動レバー１１は、ねじとナットのアセンブリ１０のナット１６に接続されている１つのアーム１１ａと、バルブピン８に接続されている他のアーム１１ｂとを有する全体がＬ字形構造である。詳細には、アーム１１ａは、例えばバヨネット（bayonet）型である迅速な連結及び解除システムによってナット１６に担持されているヘッド１７に順に接続されている取付部材２１の接合部２０を担持している。その他のアーム１１ｂは、ジョイントヘッド２４を有する摺動部２３を介して、バルブピン８に接続されている。その配置は、有利なことにその移動の間、バルブピン８の正確なアラインメントを維持するのと同時に、ねじとナットのアセンブリ１０に付与される好ましくない軸力を発生させ得る任意の寸法公差と、分配器２の熱変形とを補償することが可能である。

図８が例示しているのは、電気的な回転モータ９／ねじとナットのアセンブリ１０の群及び各インジェクタ３のうちの１つのアセンブリと同様に、固定板５に対するインジェクタ３を有する分配器２のアセンブリのモードである。

この図から明らかであるように、分配器２は、片側でインジェクタ３を、反対側で揺動レバー１１を有する支持部１９を担持しており、矢印Ｆの方向に固定板５の面５ａのキャビティ６内に挿入され、それからキャビティ６内に完全に収容されるようにスタッド（stud）２５によって固定される。電気モータ９及びねじとナットのアセンブリ１０によって形成される群は、バルブピン８と揺動レバー１１が静止されている間、ヘッド１７が迅速な連結によって取付部材２１と係合するように、矢印Ｈで示されている反対方向に固定板５の面５ｂの各座部１２内に挿入される。この係合を容易にするために、及びアラインメントを改善するために、位置決めピン２６が便利なことに設けられており、固定板５の対応する穴２７と係合するように構成されている。

最後に、電気モータ９と、ねじとナットのアセンブリ１０とによって形成される各群は、１つ以上のねじによって固定板５に固定される。

動作中、電気モータ９の冷却は、有利なことに固定板５を有する単純な熱伝導によって行われる。

注意すべきは、装置の温度操作に依存して、固定板５は冷却されてもよいし、されなくてもよいことである。一部のプラスチック材料は３０℃から４０℃のオーダの金型温度を要し、従って固定板２を冷却する必要はない。いずれの場合でも、固定板５の冷却システムを設けることは可能であり、図示していないが固定板自体の内部に完全に収容されることは、当該技術分野の当業者の範囲内である。

本発明による利点は、以下のようにまとめられる。

−電気モータ９及び関連するトランスミッションによって形成されるユニットの特有の配置による、明らかに収容される固定板５の厚み

−有利なことにアセンブリ前の群として準備できる、固定板５のアセンブリの容易性

−分配器２、電気モータ９、関連するワイヤ１３、及びねじとナットのアセンブリ１０の構成要素の高温に起因した熱の影響の排除又は少なくとも著しい減少

−電気モータ９及びその構成要素の冷却システムの必要性が結果として不要

−分配器２からのプラスチック材料が減少した場合の損傷危険性の低減

−他の金型装置に再使用可能であるのと同様に交換可能であるため、関連するワイヤ１３と、ねじとナットのアセンブリ１０とを有する電気モータ９の取り外しが可能及びアクセスが容易。

当然ながら、構造の詳細及び実施形態は、以下の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱することなく、記載及び図示されたものに関して幅広く変更されてもよい。

従って、図示されていない本発明の変形において、揺動レバー１１は、分配器２の代わりにねじとナットのアセンブリ１０に永久的に接続されていてもよい。この場合、揺動レバー１１のアーム１１ｂとバルブピン８との間の連結は、バルブピン８に対して径方向の連結移動を伴うバヨネット型の接合部を有する従来の方法で達成される。

１ 金型
２ 分配器
３ インジェクタ
４ アクチュエータデバイス
５ 固定板
５ａ 第１の面
５ｂ 第２の面
６ キャビティ
７ ノズル
８ バルブピン
９ 電気モータ
１０ トランスミッション（ねじとナットのアセンブリ）
１１ 揺動レバー
１１ａ，１１ｂ アーム
１２ 座部
１３ ワイヤ
１５ ねじ
１６ ナット
１７ ヘッド
１８ 揺動軸（ピボット）
１９ 支持部
２０ 接合部
２１ 取付部材
２３ 摺動部
２４ ジョイントヘッド
２５ スタッド（断熱部材）
２６ 位置決めピン
２７ 穴
３０ ワイヤ
３１ ターミナル
３２ サイドターミナル

Claims (17)

1. プラスチック材料の射出成形装置の金型（１）の固定板（５）であって、前記射出成形装置は、射出されるプラスチック材料の分配器（２）と、前記分配器（２）に接続され、内部でバルブピン（８）が軸方向に移動可能であるノズル（７）を含んでいる連続したインジェクタ（３）とを備え、前記固定板（５）は、各インジェクタ（３）のトランスミッション（１０）と関連する各電気モータ（９）を支持し、閉位置と、前記分配器（２）から前記金型キャビティ（１）への圧力下におけるプラスチック材料の流体の流動を可能にする開位置との間で、前記バルブピン（８）の相対的な位置を制御しており、前記固定板（５）は、前記金型（１）に面した第１の面（５ａ）に前記分配器（２）が収容されているキャビティ（６）を有し、かつ、関連する前記トランスミッション（１０）を有する各電気モータ（９）は、挿入及び取り外し可能な態様で、前記第１の面（５ａ）に対向する前記固定板（５）の第２の面（５ｂ）に設けられている座部（１２）内に、対応する各インジェクタ（３）に対して側方に収容されていることを特徴とする、プラスチック材料の射出成形装置の金型（１）の固定板（５）。
2. 各電気モータ（９）の軸（Ｂ）は、前記各インジェクタ（３）の軸（Ａ）に直交して配置されている、請求項１に記載の固定板。
3. 前記関連するトランスミッション（１０）を有する各電気モータ（９）は、前記インジェクタの軸（Ａ）に平行な方向に、即ち前記固定板（５）の前記第２の面（５ｂ）に直交した方向に前記各座部（１２）に対して挿入可能及び取り外し可能であることを特徴とする、請求項２に記載の固定板。
4. 前記関連するトランスミッション（１０）を有する各電気モータ（９）は、前記各インジェクタ（３）の前記バルブピン（８）を静止させた状態で、前記各座部（１２）に対して挿入可能及び取り外し可能である、請求項２又は請求項３に記載の固定板。
5. 前記電気モータは回転モータ（９）であり、前記トランスミッションはねじとナットのアセンブリ（１０）を備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固定板。
6. 前記電気回転モータ（９）と、前記ねじとナットのアセンブリ（１０）とは、並んで配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の固定板。
7. 前記電気回転モータ（９）と、前記ねじとナットのアセンブリ（１０）とは、前記バルブピン（８）の軸（Ａ）に直交して互いに平行な各軸（Ｂ，Ｃ）を有することを特徴とする、請求項６に記載の固定板。
8. 前記トランスミッションはまた、前記ねじとナットのアセンブリ（１０）と、前記バルブピン（８）との間に、動作的に介在する揺動レバー（１１）を含むことを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の固定板。
9. 前記揺動レバー（１１）の揺動軸（１８）は、前記バルブピン（８）の軸（Ａ）に直交することを特徴とする請求項８に記載の固定板。
10. 前記揺動レバー（１１）は前記分配器（２）に担持され、係合手段が前記ねじとナットのアセンブリ（１０）と前記バルブピン（８）との間に設けられていることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の固定板。
11. 前記揺動レバー（１１）は、前記ねじとナットのアセンブリ（１０）に担持され、係合手段が前記揺動レバー（１１）と前記バルブピン（８）との間に設けられていることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の固定板。
12. 前記揺動レバー（１１）は、前記分配器（２）の任意の熱膨張を補償するように構成されていることを特徴とする、請求項１０又は請求項１１に記載の固定板。
13. 前記分配器（２）は、断熱部材（２５）によって前記固定板（５）に直接固定されていることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の板。
14. 前記電気モータ（９）のワイヤ（１３）と前記分配器（２）のワイヤ（３０）とを物理的に分離することを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の固定板。
15. 前記電気モータ（９）の冷却は、前記固定板（５）の熱伝導によって行われることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の板。
16. 前記固定板自体内に完全に収容される前記固定板単体（５）の冷却システムを含むことを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の板。
17. 請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の固定板（５）を備える、プラスチック材料の射出成形装置。

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