JP4658485B2 - 独立流量制御を行う弁ゲート型の射出成形システム - Google Patents

Description

本発明は、全体として射出成形技術に関し、とりわけ射出サイクルに従って射出されるプラスチック量の動的な制御に関する。

プラスチック部品の射出成形には、一般的な製造工程がある。プラスチックボトル、歯ブラシ、子供のおもちゃのような市販物の様々な物品は、公知の射出成形技術を用いて製造される。射出成形は、一般的には、プラスチックの溶融工程と、溶融流体物を、高温および高圧で１または２以上のゲートを通って成形キャビティに押込む工程とを含む。完成部品を放出するために開口される成形キャビティの形状に沿って溶融物は冷却される。

弁ゲート型の射出成形装置は、参照のため本願明細書中に全部組み込まれた、ゲラート（Ｇｅｌｌｅｒｔ）のアメリカ特許第４，３８０，４２６号に開示および記載されているように公知である。概ね、弁軸は円柱型あるいはテーパ状の前部を有し、奧寄りの開口する部分と、前部がゲートの中に位置される前方の閉じた部分との間で往復運動を行う。適用例において、弁軸は反対の位置で機能を果たし、奧よりの位置で閉じる。

しかしながら、弁ゲート型の装置は、典型的にはゲートを開いたり閉じたりする二動作タイプに設計されている。すなわち、ゲートを通過する溶融流体物の割合や量を制御するために部分的に開かれることはなく、ゲートは、開かれるかあるいは閉じられるかのどちらかである。手動による工程においては、射出を行う間の溶融流体物を制御する能力が大いに望まれている。例えば、複数のゲートを通って溶融物が１つの成形キャビティに供給されるようなマルチゲートシステムでは、共通のマニホールドが全てのゲートに溶融物を供給する。しかしながら、一方のゲートから送られる溶融流体物が他方のゲートから送られる溶融流体物と混合する境界面において「ニットライン」が形成される。全てのゲートに共通して供給されるとしても、それぞれのゲートを通る流量の割合を制御する能力は、設計者に対して、構造上のあるいは美観的な目的のためにニットラインの位置を制御させることとなる。

溶融流体物の制御の他の望ましい例としては、複数の部品が同時に成形されることである。それぞれの成形キャビティは個々のゲートから供給される。しかしながら、構成部品を連動させる構成要素が同時に成形される場合、携帯電話のケースの部品やパッケージシステムの基台やカバーのように、成形キャビティは全て同じ大きさである必要はない。プラスチックの特性を成形キャビティの間で同一のものとするよう、共通の溶融流体物を形成することが重要である。しかしながら、成形キャビティが同一の大きさではない場合には、一般的には、一方の成形キャビティが他方に比べて充填されるのにより時間がかかる。しかしながら、大きな成形キャビティがより速く満たされれば、両方の成形物は、同時に成形キャビティから放出する準備を行うことができる。

溶融流体物の制御を行うこの種の技術に関して様々な方法が存在する。ゲートは全ての新しい生産物のために個々に製造されてもよいが、この方法は高価であり時間を浪費することとなる。参照することによってこの中に全部組み込まれた、カーマー（Ｋａｚｍｅｒ）のアメリカ特許第５，５５６，５８２号では、複数の適応可能な弁軸がマニホールドの各ゲートの中に位置されるシステムについて記載されている。各ゲートは、共通する成形キャビティに流体連通している。コンピュータによって、成形への射出位置またはその近くで計測された圧力データに基づいて、それぞれの弁軸は動的に適合されている。溶融流体物がゆっくりと終局的に完全停止するよう、それぞれの弁軸はテーパ頭部を有しそれぞれの溶融経路はこのテーパ頭部に対応する形状を有する。

他のシステムは、参照のため本願明細書中に全部組み込まれた、モス（Ｍｏｓｓ）のアメリカ特許第２００２／０１２１７１３号公開公報に記載されている。この公報では、弁軸はマニホールドの中に位置されており、テーパ状の弁軸の頭部はホットランナノズルの注入口に位置される。この注入口における溶融経路は、テーパ状の軸の頭部に適合する形状を有する。これにより、軸の頭部が注入口に押されたときに、溶融流体物がゆっくりと終局的に停止する。

また、参照のため本願明細書中に全部組み込まれた、カーマー（Ｋａｚｍｅｒ）のＷＩＰＯの国際出願第０１／２１３７７号公報には他のシステムが記載されている。この公報では、マニホールドには「射出部」の技術が含まれている。溶融流体物の一部は、マニホールド溶融経路から迂回され、分離された区画または「容器部（ｗｅｌｌ）」に送られる。駆動ラムがこの容器部の中に位置されている。このラムは容器部の開口部を封水するよう位置されている。ノズルは容器部の下流側に位置されている。成形ゲートの開口部を通る溶融流体物は駆動弁軸によって制御される。溶融流体物がマニホールド溶融経路に送られたときには、弁軸は成形ゲートの開口部の中に位置されて流体物が成形キャビティへ送られるのが抑止される。ラムが奧寄りに位置されていることにより、溶融流体物からの溶融物の量が容器部に迂回されてこの容器部内に入る。射出を開始するために、容器部の上流側に位置されるゲート機構が溶融経路を閉じ、これにより新しい溶融物の容器部への流入が防止される。弁軸は成形キャビティの開口部から離れて位置されており、溶融物を成形キャビティに押圧する第１の速度をもってラムは前方に移動される。圧力センサのシステムがシステム内の圧力を測定して、測定された圧力と目標水準圧力との比較を行う。より大きな圧力が必要とされる場合には、ラムの速度が速くなる。一方、より小さな圧力が必要とされる場合には、ラムの速度が遅くなる。ラムが最も低い位置に達したときには、成形キャビティは満たされ、成形ゲートの開口部は閉じられる。このラムの速度の操作によって、溶融流体物の流量割合が制御される。この溶融流体物の制御は、溶融経路の一方の部分を完全に遮断することを必要とする。これにより、他方の部分で溶融流体物を処理することができる。

しかしながら、これらのシステムのいずれにおいても、流体物の割合および量が従来のゲートの遮断機能と分離しながら、かつ溶融流体物の補助的な中断が起きることなく溶融流体物の制御を行うことはできない。溶融流体物の制御のより優れた漸次的変化を達成する単純な機構により、システムの効率を向上させ、製造業者の時間と費用を節約することができる。

本発明は、多数のホットランナノズルに接続される多数の溶融経路を有する射出成形マニホールドを備えた射出成形装置である。それぞれのホットランナノズルは溶融経路を有し、成形キャビティまたは成形ゲートを通る成形キャビティの一部に接続されている。移動自在の弁軸は、ノズル溶融経路から成形キャビティに送られる溶融された物質の搬送を許容あるいは防止するよう各ノズルと協働する。さらに、弁軸は、各成形キャビティに送られる溶融された物質の量を調整するよう機能する。さらに付け加えられた流量制御軸は、弁軸が開口する位置にあるときに、それぞれの成形キャビティの中に射出される溶融された物質の量を独立して調整するよう用いられている。流量制御軸は、ノズルまたはマニホールドのいずれかの溶融経路の中に位置されている。温度計や圧力センサのような射出成形のプロセスセンサは、マニホールド溶融経路、ノズル溶融経路に沿って、および／または成形キャビティの中に配置され、温度、粘性および／または圧力の情報を、弁軸および流量制御軸の駆動機構に接続される成形コントローラに与える。流量制御軸の位置は、プロセスセンサによって得られたプロセスデータに基づいて、射出成形工程の前あるいは工程中に調整される。

本発明の一の実施形態においては、各成形キャビティは１つのホットランナノズルのみに流体連通しており、各成形キャビティは実質的に同一の大きさおよび形状を有する。他の実施形態においては、各成形キャビティは１つのホットランナノズルに流体連通しており、各成形キャビティは同一の大きさおよび形状を有さないものである。さらに他の実施形態においては、複数のノズルが分離された成形ゲートにおいて同一の成形キャビティに流体連通している。各実施形態において、各ノズルを通って供給され、各成形ゲートを通る溶融物の量を独立して制御する必要があり、これにより重量および／またはニットラインに関してより良く成形された部分を製造することができる。

したがって、溶融流体物に関し、多数の制御レベルを得ることができる射出成形システムを開示する。実施形態において、弁ゲート型のノズルはマニホールドからの溶融物が供給される。ゲート機構は弁駆動軸を備えており、溶融物が流れるよう弁軸が第１の位置にあるときに成形ゲート開口部が開かれるようになっている。溶融物が流れるのを抑止するよう弁軸が第２の位置にあるときには成形ゲート開口部は閉じている。さらには、流量制御軸が弁軸と同軸となるようノズルの溶融経路の中に位置されている。流量制御軸は溶融経路の形状に適合する形状を有する頭部を備えている。流量制御軸は、溶融流体物の流れを抑えるあるいは開放するよう、駆動機構により上げ下げされる。流量制御軸の動きは、予めプログラミングされており、あるいはノズルまたはその近くに設置された圧力および温度センサによって動的に始動されるようになっている。弁軸および流量制御軸は独立して駆動される。

本発明の他の実施形態としては、弁ゲート型のノズルはマニホールドから溶融物が供給される。成形ゲート開口部は弁駆動軸を備えており、溶融物が流れるよう弁軸が第１の位置にあるときに成形ゲート開口部が開かれるようになっている。溶融物が流れるのを抑止するよう弁軸が第２の位置にあるときには成形ゲート開口部は閉じている。流量制御軸はマニホールド溶融経路の中に位置されており、ノズルの溶融経路から分岐されている。流量制御軸はマニホールド溶融経路の形状に適合する形状を有する頭部を備えている。流量制御軸は、溶融流体物の流れを抑えるあるいは開放するよう、駆動機構により上げ下げされる。流量制御軸の動きは、予めプログラミングされており、あるいはノズルまたはその近くに設置された圧力および温度センサによって動的に始動されるようになっている。弁軸および流量制御軸は独立して駆動される。

本発明の詳細の実施形態を、図面を参照して記載する。同一の参照番号は、同一のあるいは機能的に類似する要素を示す。

図１を参照して本発明の第１の実施形態を記載する。射出成形システム１００はマニホールド１０２と、ノズル１０４のような多数のノズルとを備えている。ノズル１０４は、ヒータ１２７とサーモカップル１２８とを有する弁ゲート型のホットランナノズルである。

マニホールド溶融経路１０６は、マニホールド１０２の中に配置されており、溶融物を例えばノズル溶融経路１０７のような多数のノズル経路に搬送し、さらにこの溶融物を、ゲート１０８を通って成形キャビティ１０９の中に搬送する。本実施例では、例えば成形キャビティ１０９のような、同一の、あるいはほぼ同一の大きさおよび形状の数個の成形キャビティがあり、ノズル１０４のような数個のノズル（図示せず）に接続している。各キャビティは１つの成形ゲート１０８を有する。本発明では、後に詳述するように、マニホールド１０２を通過する溶融流体物の「釣り合い」によって、同一の大きさの複数のキャビティが同一のサイクルまたは期間内に充填されるようにすることができる。

ゲート１０８が弁ゲートであり、弁軸１１０の頭部はノズル溶融経路１０７の中に配置されている。弁軸１１０は、マニホールド溶融経路１０６の一部を通って、マニホールド１０２の縦方向における上部に配置される弁軸駆動機構１１２まで延びる。ゲート１０８は溶融流体物を成形キャビティ１０９の中に流す。第１の位置においては、弁軸１１０は弁軸駆動機構１１２の動作によってゲート１０８から離れた位置とされ、溶融流体物を、ゲート１０８を通って成形キャビティ１０９に流す。第２の位置においては、図３および図４に示すように、弁軸１１０が弁軸駆動機構１１２の動作によってゲート１０８の中に配置され、溶融流体物の成形キャビティ１０９への流れが妨げられる。

弁軸駆動機構１１２は、空気圧、水圧、カム、レバー装置等、公知技術の様々な駆動運転機構によって駆動されるピストン１１３を有しているが、これらの駆動運転機構に限定されない。空気圧による駆動システムは、連通する外部の空気圧により、ピストン駆動機構に対して動作を行う。この空気圧による駆動システムは、成形システムからの溶融物に対して圧力を適用する場合の反復的な時間シーケンスに圧力を加えたり解放したりするタイミング回路により制御される弁を有している。水圧による駆動システムは、単に空気の代わりに液状流体物を用いている点を除くと、空気圧によるシステムと同じ方法で動作する。

他の実施形態としては、参照のため本願明細書中に組み込まれた同一出願人による２００２年３月１４日の同時係属出願であるアメリカ出願第６０／３６３８９１号に開示され記載されている、浮袋ピストンを用いることができる。浮袋ピストンは、伸縮自在であり長く伸びた袋であり、この袋は空気、水、油のような加圧された流体が充填されるとその長さが短くなる。浮袋の一端は弁軸に接続されており、浮袋が加圧されるとその長さが収縮し、弁軸が成形ゲートの開口部から離れ、溶融物を成形キャビティの中へ流す。同様に、浮袋が減圧されるとこの浮袋の長さが伸び、成形ゲートの開口部の中に弁軸が着座し、溶融物の成形キャビティへの流れを停止させる。

弁軸駆動機構１１２は、様々な方法により制御することができる。好ましくは、１またはそれ以上の圧力変換器１２５がサーボ弁１２３に連結されている。サーボ弁１２３は駆動機構（図示せず）に連結されている。圧力変換器１２５により測定されるシステム内の圧力が第１のレベルに達したときには、駆動機構からの流体または空気が弁軸駆動機構１１２に流れるようサーボ弁１２３のスイッチが入れられ、ピストン１１３が弁軸１１０をゲート１０８の中に移動させる。圧力変換器１２５により測定されるシステム内の圧力が第２のレベルに達したときには、駆動機構からの流体または空気が遮断されようサーボ弁１２３のスイッチが入れられ、ピストン１１３が弁軸１１０をゲート１０８から離すよう移動させる。

一方、弁軸駆動機構１１２はサーボ弁１２３以外の機構により制御されるものであってもよい。例えば、１つの実施形態としては、弁軸駆動機構１１２は前もって決定されたサイクルに従うコンピュータにより制御されるものであってもよい。コンピュータはサイクルに従って駆動機構に接続される電気回路に信号を送り、電気回路は駆動機構を始動させ、ピストン１１３が上下に駆動する。それゆえに、圧力値に基づいたサーボ弁１２３の動作よりも、各サイクルのタイミングに基づいた論理に制御されるコンピュータの方が弁軸１１０をより制御することができる。

流量制御軸１１４はノズル溶融経路１０７の中に配置される。流量制御軸１１４は、弁軸１１０を有しており、マニホールド溶融経路１０６の一部を通って流量制御軸駆動機構１１７まで延びる。流量制御軸駆動機構１１７は、マニホールド１０２と弁軸駆動機構１１２との間に位置されるが、駆動機構１１２と１１７との相対的な位置関係は逆であってもよい。流量制御軸１１４は、図１に示すように、第１の実施形態において弁軸１１０を囲む同軸のスリーブであるが、軸１１０と１１４は、ノズル融解経路１０７のより大きな直径の範囲内で単に互いに平行に延びるものであってもよい。

流量制御軸１１４は、弁軸１１０の機能と独立して、ノズル１０４を通る溶融物の流量の制御を可能にする。この目的を達成するために、流量制御軸１１４は、流量制御面１１６を有し、その頂部がノズル１０４内の流量制御軸１１４の端部に位置されている。図１に示す実施形態においては、流量制御面１１６は流量制御軸１１４のシャフトの直径よりも大きな直径を有し、流量制御面１１６の末端部はテーパ状の形状を有する。ノズル溶融経路１０７は、流量制御面１２０において適合する形状を有する。

図１および図２に示すように、第１の位置において流量制御面１１６は流量制御面１２０またはその近くに位置される。表面１１６および表面１２０におけるノズル溶融経路１０７の適合する形状により、表面１１６は、ノズル溶融チャンネル１０７を通る溶融物の流量を減少させて、ゲート１０８への物質の流量を減少させることにより溶融物の流量を減少させる。図３および図４に示すように、第２の位置において流量制御面１１６は流量制御面１２０から離れた位置となる。これにより、ノズル溶融経路１０７を通る溶融物の流量は減少しない。ノズル溶融経路１０７を通る溶融流体が部分的に減少される流量制御面１１６の中間の位置をとることも同様に可能である。

流量制御軸作動機構１１７は、弁軸駆動機構１１２と同様に、公知の駆動運転機構のいずれかにより駆動されるピストン１１８であり、例えば空気圧、水圧、カム、レバー装置、あるいは浮袋装置である。流量制御駆動機構１１７は上述のように弁軸駆動機構１１２と同様に制御される。流量制御駆動機構１１７は様々な方法によって制御されるものであってもよい。好ましくは、１または２以上の圧力変換器１２４がサーボ弁１２２に連結される。サーボ弁１２２は図示しない駆動機構に接続される。圧力変換器１２４により測定されるシステム内の圧力が第１のレベルに達したときには、駆動機構からの液体または空気が流量制御駆動機構１１７に流入するようサーボ弁１２２のスイッチが入れられ、ピストン１１８が流量制御軸１１０を流量制御面１２０に向かって駆動することとなる。圧力変換器１２４により測定されるシステム内の圧力が第２のレベルに達したときには、駆動機構からの液体または空気が遮断されるようサーボ弁１２２のスイッチが入れられて、ピストン１１８が流量制御軸１１４を流量制御面１２０から離すよう移動させる。

一方、流量制御駆動機構１１７はサーボ弁１２２以外の装置により制御されるものであってもよい。例えば、一つの実施形態としては、流量制御駆動機構１１７は前もって決定されたサイクルに従うコンピュータにより制御されるものであってもよい。コンピュータはサイクルに従って駆動機構に接続される電気回路に信号を送り、電気回路は駆動機構を始動させ、ピストン１１８が上下に駆動する。それゆえに、圧力値に基づいたサーボ弁１２２の動作よりも、各サイクルのタイミングに基づいた論理に制御されるコンピュータの方が弁軸１１８をより制御することができる。

流量制御軸１１４を制御する圧力情報に加えて、本発明の他の実施形態としては、流量制御軸１１４を制御するために温度情報が用いられてもよく、これにより、流量制御軸１１４の位置が調整される。さらに、熱電対１２８に加えて、射出成形システム１００が溶融流量の制御に寄与する追加の温度センサ（図示せず）を有するものであってもよい。

ノズル溶融経路１０７の形状は、図１および図２に示されており、流量制御面１１６の領域よりもわずかに大きな直径を有する。すなわち、ノズル溶融経路は延伸し、流量制御面１２０の低い端部における元の直径に戻るよう先が細くなる。この形状により、流量制御軸１１４の他の部分よりも大きな直径を有する流量制御面１１６がノズル溶融経路１０７内で自由に動く。しかしながら、本発明により、多くの異なる形状を予測することができる。例えば、ノズル溶融経路１０７は、流量制御面１２０において第２の直径に向かって先が細くなる流量制御面１１６の直径よりも大きな第１の直径を有するものであってもよい。

図５および図６を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。射出成形システム５００はマニホールド５０２およびノズル５０４を有する。ノズル５０４は弁ゲート型のホットランナノズルである。

マニホールド溶融経路５０６はマニホールド５０２内に位置され、溶融体をノズル溶融経路５０７まで搬送し、さらに、溶融体を、ゲート５０８を通って成形キャビティ５０９まで運搬する。

弁軸５１０のシャフトは、マニホールド溶融経路５０６の一部を通って弁軸駆動機構（図示せず）まで延びる。弁軸駆動機構は、マニホールド５０２の縦方向上方に位置される。ゲート５０８は成形キャビティ５０９への溶融物の流量を制御する。第１の位置においては、弁軸５１０は、弁軸駆動機構の動作によって、溶融物がゲート５０８を通って成形キャビティ５０９に流れるよう、ゲート５０８から離れた位置にある。第２の位置においては、図６に示すように、弁軸５１０は、弁軸駆動機構の動作によって、溶融流体物が成形キャビティ５０９に流れるのを阻止するよう、ゲート５０８の中に位置される。

弁軸５１０の駆動および弁軸駆動機構の機能、変形例および制御は、上述の第１の実施形態のシステムと同一である。

流量制御軸５１４は、マニホールド溶融経路５０６の中に位置される。流量制御軸５１４のシャフトはマニホールド溶融経路５０６の一部を通って流量制御軸駆動機構５１７まで延びる。流量制御軸駆動機構５１７は、マニホールド５０２と弁軸駆動機構（図示せず）との間に位置されるが、これらの相対的な位置関係は逆であってもよい。

流量制御軸５１４により、弁軸５１０の機能と独立してノズル５０４を通る溶融物の流量の制御を行うことができる。この目的を達成するために、流量制御軸５１４は流量制御面５１６を有する。流量制御面５１６の頭部はマニホールド５０２の中の流量制御軸５１４の端部に位置される。流量制御面５１６は流量制御軸５１４のシャフトの直径よりも大きな直径を有し、流量制御面５１６の末端部はテーパ形状を有する。マニホールド溶融機構５０７は、流量制御面５２０において適合する形状を有する。

図５に示す第１の位置において、流量制御面５１６は流量制御面５２０またはその近くに位置される。面５１６および面５２０におけるマニホールド溶融経路５０６の適合する形状により、面５１６はマニホールド溶融経路５０７を通る溶融物の流量を減少させる。図６に示す第２の位置において、流量制御面５１６は流量制御面５２０から離れて位置され、これにより、マニホールド溶融経路５１６を通る溶融物の流量は減少されない。マニホールド溶融経路５０６を通る溶融物質の流量を部分的に減少させるよう、流量制御面５１６を中間の位置とすることも可能である。

図５に示すように、マニホールド溶融経路５０６は、流量制御面５２０から一定の角度をもって分岐している。この分岐形状により、第２のマニホールド溶融経路５０６Ａをシステムに追加的に加えることができ、これにより、第２のノズル（５０４）がノズル５０４と同時に流量を制御することができる。しかしながら、本発明はこのような形状に限定されるものではなく、ノズル溶融経路５０７はマニホールド溶融経路５０６と同一線上に配置されてもよい。このような配置においては、流量制御軸５１４は上述の第１の実施形態と同様にスリーブに類似する構成を有する。

上述の第１の実施形態と同様に、流量制御軸駆動機構５１７は、公知の、例えば空気圧、水圧、カム、レバー装置、あるいは浮袋装置である駆動運転機構により駆動されるピストン５１８である。流量制御駆動機構５１７は上述の第１の実施形態と同様に制御される。

図７および図８は、本発明の他の実施形態を示し、射出成形システム７００内に弁軸７１０と独立して駆動する流量制御軸７１４とを有する他の形態について示している。この実施形態においては、弁軸７１０は、流量制御駆動軸７１４に対して角度αをもって横方向に分岐している。図７は第１の位置における弁軸７１０を示す。第１の位置において、この弁軸７１０はゲート７０８から離れて位置し、溶融物がゲート７０８を通って成形キャビティ７０９に送られるようになっている。図８は、溶融流体物が成形キャビティ７０９に送られるのを阻止するよう、ゲート７０８内に着座する弁軸７１０を示す。システム７００は、上述の第１および第２の実施形態と同様の機能を果たす。

図９および図１０は、本発明の他の実施形態を示し、射出成形システム９００の弁軸９１０と独立して駆動される流量制御軸９１４とを有する他の形態について示している。弁軸９１０および独立して駆動される流量制御軸９１４は、弁軸９１０を制御するサーボ弁９２２が除かれている点以外は、図１に示される配置と同様に位置される。図９は、第１の位置における弁軸９１０を示す。この弁軸９１０は、溶融流体物がゲート９０８を通って成形キャビティ９０９に送られるようゲート９０８から離れて位置されている。図１０は、溶融流体物が成形キャビティ９０９に送られるのを阻止するよう、弁軸駆動機構９１２によりゲート９０８の中に位置される弁軸９１０を示す。

システム９００は、弁軸駆動機構９１２がサーボ弁以外の方法で制御されることを除いては、上述の第１および第２の実施形態と同様の機能を果たす。前述のように、弁軸駆動機構９１２は、前もって決定されたサイクルに従うコンピュータにより制御されてもよい。
コンピュータはサイクルに従って駆動機構に接続される電気回路に信号を送り、電気回路は駆動機構を始動させ、ピストン９１３が上下に駆動する。また、弁軸駆動機構９１２は手動で駆動機構を始動させるオペレータにより制御されるものであってもよい。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、多数のノズル１１０４ａ、１１０４ｂが１つの大きな成形キャビティ１１０９に溶融物を供給する本発明の応用例を示す。弁軸１１１０ａ、１１１０ｂおよび独立して駆動される流量制御軸１１１４ａ、１１１４ｂは、図１に示される配置と同様に位置され、上述の第１および第２の実施形態と同様の機能を果たす。本発明の実施形態においては、弁軸１１１０ａ、１１１０ｂおよび流量制御軸１１１４ａ、１１１４ｂが、各々のノズル１１０４ａ、１１０４ｂからの溶融物が成形キャビティ１１０９に対応するような許容可能なニットラインを発生させる方法により制御される。図１１Ａは、溶融流体物がゲート１１０８ａを通って成形キャビティ１１０９に送られるようゲート１１０８ａから離れた弁軸１１１０ａを示すとともに、溶融流体物が成形キャビティ１１０９に送られるのを阻止するようゲート１１０８ｂの中に着座された弁軸１１０８ｂを示す。図１１Ｂにおいては、弁軸１１１０ａは、溶融流体物が成形キャビティ１１０９に送られるのを阻止するようゲート１１０８ａ内に着座し、一方、弁軸１１１０ｂは、溶融流体物がゲート１１０８ｂを通って成形キャビティ１１０９に送られるようゲート１１０８ｂから離れて位置される。当業者であれば、弁軸および流量制御軸が独立して駆動され、これにより成形キャビティ内で最適な成形状況を得るよう溶融物の流量を制御しながら調整し、このため改良された溶融化部分が得られることが理解される。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、第１のノズル１２０４ａが第１の成形キャビティ１２０９ａに溶融物を供給し、第２のノズル１２０４ｂが第１の成形キャビティ１２０９ａと大きさが異なる第２の成形キャビティ１２０９ｂに同様に溶融物を供給する本発明の他の応用例を示す。弁軸１２１０ａ、１２１０ｂおよび独立して駆動される流量制御軸１２１４ａ、１２１４ｂは図１に示される配置と同様に位置され、上述の第１および第２の実施形態と同様の機能を果たす。異なる大きさの複数のキャビティは、弁軸１２１０ａ、１２１０ｂおよび流量制御軸１２１４ａ、１２１４ｂにより行われる流量制御によって、同じサイクルまたは時間の周期により充填される。マニホールド１０２から各ノズルを通って各成形キャビティに送られる溶融物の流量の調整を行うよう、それぞれの弁軸および流量制御軸は独立して駆動される。

図１２Ａは、溶融流体物がゲート１２０８ａを通って第１のキャビティ１２０９ａに送られるようゲート１２０８ａから離れて位置される弁軸１２１０ａおよび溶融流体物が第２のキャビティ１２０９ｂに送られるのを阻止するようゲート１２０８ｂの中に位置される弁軸１２１０ｂを示す。図１２Ｂにおいては、弁軸１２１０ａは、溶融流体物が成形キャビティ１２０９ａに送られるのを阻止するようゲート１２０８ａの中に位置され、一方、弁軸１２１０ｂは、溶融流体物がゲート１２０８ｂを通って成形キャビティ１２０９ｂに送られるようゲート１２０８ｂから離れて位置される。

図１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａおよび１２Ｂにおいては、一方の弁軸はゲートに着座し、他方の弁軸はゲートから離れているが、両方の弁軸が、成形状況と独立して、同時にゲートに着座し、あるいは離れていてもよい。また、ノズル経路から成形キャビティに送られる溶融物の流量を制御するよう、各弁軸は種々の中間位置をとることができる。

本発明の種々の実施形態について説明したが、これらは一例に過ぎないものであってこの例に限定されないことが理解されよう。当業者にとって、本発明の趣旨や意図から離れることなく形態や細部に様々の変化を加えることができるのは明らかである。このように、本願発明の範囲は、上記の例示的な実施例のいずれかに限定されるものではなく、特許請求の範囲およびそれらの均等の範囲にのみ従って定義される。

本発明の第１の実施形態における、流れが抑制され成形ゲート開口部が開かれた射出注入システムの部分的な概要図 図１のノズルの拡大図 本発明の第１の実施形態における、流れが抑制されずに成形ゲート開口部が閉じられた射出注入システムの部分的な概要図 図３のノズルの拡大図 本発明の第２の実施形態における、流れが抑制され成形ゲート開口部が開かれた射出注入システムの部分的な概要図 本発明の第２の実施形態における、流れが抑制されずに成形ゲート開口部が閉じられた射出注入システムの部分的な概要図 本発明の第３の実施形態における、流れが抑制され成形ゲート開口部が開かれた射出注入システムの部分的な概要図 本発明の第３の実施形態における、流れが抑制されずに成形ゲート開口部が閉じられた射出注入システムの部分的な概要図 本発明の第４の実施形態における、流れが抑制され成形ゲート開口部が開かれた射出注入システムの部分的な概要図 本発明の第４の実施形態における、流れが抑制されずに成形ゲート開口部が閉じられた射出注入システムの部分的な概要図 本発明の第１の実施形態の第１の適用例における、ノズルが第１の位置にある射出注入システムのノズルの拡大図 本発明の第１の実施形態の第１の適用例における、ノズルが第２の位置にある射出注入システムのノズルの拡大図 本発明の第１の実施形態の第２の適用例における、ノズルが第１の位置にある射出注入システムのノズルの拡大図 本発明の第１の実施形態の第２の適用例における、ノズルが第２の位置にある射出注入システムのノズルの拡大図

Claims (22)

1. 溶融流体物を搬送するための多数のマニホールド溶融経路を有するマニホールドと、
   各マニホールド溶融経路に流体連通されたノズル溶融経路と、成形ゲートに隣接する前記ノズル溶融経路の一部に配置された端部を有し、成形ゲートを通って成形キャビティに流れる溶融流体物の流量を制御するためにスライドして位置自在となる弁駆動軸とをそれぞれが有する多数のノズルと、
   シャフトおよびこのシャフトの直径よりも大きな直径を有する末端部を有する流量制御駆動軸であって、前記弁駆動軸の端部の上流側に配置され、溶融物質の流量を減少するよう構成された流量制御面を有し、成形ゲートに向かう溶融流体物の流量を制御するためにスライドして位置自在となっており、独立して駆動する前記弁駆動軸を包囲してスライド自在に受け入れるスリーブとして設けられている流量制御駆動軸とを備えた射出成形システム。
2. 流量制御駆動軸は、ノズル溶融経路の中に配置されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
3. 流量制御駆動軸は、マニホールド溶融経路の中に配置されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
4. 各ノズルは分離した成形キャビティに流体連通していることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
5. 各成形キャビティは実質的に同一の大きさを有することを特徴とする請求項４記載の射出成形システム。
6. 少なくとも１つの成形キャビティは異なる大きさを有することを特徴とする請求項４記載の射出成形システム。
7. 少なくとも２つのノズルは、１つの成形キャビティに流体連通していることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
8. 前記の弁駆動軸と前記流量制御駆動軸は、少なくとも１つの圧力センサからの射出圧力情報に基づいて駆動されることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
9. 少なくとも１つの圧力センサは、前記ノズル溶融経路に接続されていることを特徴とする請求項８記載の射出成形システム。
10. 少なくとも１つの圧力センサは、前記成形キャビティに接続されていることを特徴とする請求項８記載の射出成形システム。
11. 少なくとも１つの前記弁駆動軸と前記流量制御駆動軸は、少なくとも１つの温度センサからの温度情報に基づいて駆動されることを特徴とする請求項１記載の射出成形システム。
12. マニホールド溶融経路を有するマニホールドと、
    ノズル溶融経路を有するノズルと、
    前記ノズル溶融経路からの溶融物質を受ける成形ゲートを有する成形キャビティと、
    シャフトおよびこのシャフトの直径よりも大きな直径を有する末端部を有する第１の弁駆動軸であって、前記溶融物質の流量を減少するよう構成された流量制御面を有し、前記溶融物質の流量を制御する第１の弁駆動軸と、
    前記ノズル溶融経路から成形ゲートを経て前記成形キャビティに流れる前記溶融物質の流量をさらに制御する第２の弁駆動軸とを備え、
    第１の弁駆動軸は、独立して駆動する前記第２の弁駆動軸を包囲してスライド自在に受け入れるスリーブとして設けられている射出成形装置。
13. 第１の弁駆動軸と第２の弁駆動軸の各々は少なくとも一部が前記ノズル溶融経路の中に配置された下流端を有することを特徴とする請求項１２記載の射出成形装置。
14. 前記第１の弁駆動軸は前記マニホールド溶融経路の中で移動自在の下流端を有し、前記第２の弁駆動軸は前記ノズル溶融経路の中で移動自在の下流端を有することを特徴とする請求項１２記載の射出成形装置。
15. 前記第１の弁駆動軸と前記第２の弁駆動軸は、少なくとも１つの圧力センサからの射出圧力情報に基づいて駆動することを特徴とする請求項１２記載の射出成形装置。
16. 少なくとも１つの圧力センサは、前記ノズル溶融経路に接続されていることを特徴とする請求項１５記載の射出成形装置。
17. 少なくとも１つの圧力センサは、前記成形キャビティに配置されていることを特徴とする請求項１５記載の射出成形装置。
18. 前記第２の弁駆動軸は前記ノズル溶融経路に沿って駆動されることを特徴とする請求項１２記載の射出成形装置。
19. 前記第１の弁駆動軸と前記第２の弁駆動軸は共通の軸に沿って移動自在となっていることを特徴とする請求項１３記載の射出成形装置。
20. 前記第１の弁駆動軸の前記流量制御面は、この流量制御面の形状に適合する形状を有する前記ノズル溶融経路の一部に位置されたときに前記溶融物質の流量を減少させることを特徴とする請求項１２記載の射出成形装置。
21. 前記流量制御面は、前記第１の弁駆動軸の下流端上に設けられており、この流量制御面の形状に適合する形状を有する前記マニホールド溶融経路の一部の中に位置されたときに前記溶融物質の流量を減少させることを特徴とする請求項１４記載の射出成形装置。
22. 前記第２の弁駆動軸は前記第１の弁駆動軸の側面に沿って駆動されることを特徴とする請求項１３記載の射出成形装置。

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