(57)【要約】  引込式ピン射出成形アセンブリは、金型キャビティと、金型の後部で水および真空ラインを受け入れるキャビティスリーブと、エジェクタアセンブリと、ロックスライドのための溝を有するピン接続ブロックと、を備えるカートリッジを有し、それによりカートリッジを、射出成形アセンブリを分解することなく迅速に交換することができる。また、金型キャビティ内のエジェクタピンの長さを連続的に調整する機構も提供される。
2008508122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックスライドと係合する溝と、引込式ピン射出成形用金型アセンブリのピンホルダに取り付けるための手段と、を具備するピン接続ブロック。
【請求項２】
前記取り付けるための手段が、保持ねじまたはボルトを備える、請求項１に記載のピン接続ブロック。
【請求項３】
引込式ピン射出成形用金型アセンブリのエジェクタプレートに接続されるロックスライドであって、ピン接続ブロックの溝と係合するために嵌合される構造を有する、ロックスライド。
【請求項４】
前記構造が凹状弧である、請求項３に記載のロックスライド。
【請求項５】
ピン接続ブロックをエジェクタプレートに可逆的に取り付けるシステムであって、請求項３に記載のロックスライドと、請求項１に記載のピン接続ブロックと、を具備する、システム。
【請求項６】
ストップブロックであって、取付面と、当該ストップブロックを金型アセンブリに取り付ける手段と、ストップスタッドのためのねじ穴であってギャップを形成するように分離されるねじ穴と、ロック手段のためのビアであって該ギャップを通して形成されるビアと、を具備するストップブロック。
【請求項７】
前記ストップスタッドのための前記ねじ穴が、前記取付面に対して垂直である、請求項６に記載のストップブロック。
【請求項８】
前記ビアにねじ切りが施されており、前記ロック手段がねじまたはボルトを備える、請求項６に記載のストップブロック。
【請求項９】
前記取付手段が、取付ねじまたはボルトのための穴を備える、請求項６に記載のストップブロック。
【請求項１０】
ピンの前方位置を連続的に調整するシステムであって、金型アセンブリに取り付けられた請求項６に記載のストップブロックと、該金型アセンブリおよび該相補的片割れ金型アセンブリが係合した時に該ストップスタッドが支持される、相補的片割れ金型アセンブリの面と、を具備するシステム。
【請求項１１】
前記ストップブロックが該金型アセンブリの前記エジェクタプレートに取り付けられ、前記金型アセンブリと前記相補的片割れ金型アセンブリとが係合する時、前記ストップスタッドが、該相補的金型アセンブリの該エジェクタプレートの上に位置する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
引込式ピン射出成形用金型アセンブリのためのキャビティスリーブであって、キャビティを収容するようなサイズを有する開口と、該キャビティのランナにキャビティプレートのランナを接続する１つ以上のランナと、冷却剤を循環させる入口、出口およびラインと、通気ピンまたはコア位置決めピンを収容する１つ以上の穴と、該キャビティを位置合せする手段と、当該キャビティスリーブを該キャビティプレートに取り付ける手段と、を具備し、該入口および出口が、当該キャビティスリーブの該キャビティとは反対側に形成される、キャビティスリーブ。
【請求項１３】
前記キャビティを位置合せする前記手段が、１つ以上のキーまたはフラットを備え、または前記キャビティスリーブを前記キャビティプレートに取り付ける前記手段が、ボルトまたはダウェルを取り付けるための１つ以上の穴を含む、請求項１２に記載のキャビティスリーブ。
【請求項１４】
キャビティと、請求項１２に記載のキャビティスリーブと、真空溝を有する真空ブッシュと、冷却剤を循環させるための入口および出口を有する真空ブッシュスリーブであって、該真空ブッシュスリーブの該入口および出口が該キャビティスリーブの前記入口および出口に嵌合する、真空ブッシュスリーブと、該真空ブッシュの該真空溝に嵌合する真空接続部と、を具備するカートリッジアセンブリであって、さらに、１つ以上の真空ブッシュキャップと、１つ以上のコア位置決めピンと、１つ以上の通気ピンと、ピンホルダと、該真空ブッシュキャップに取外し可能に取り付けられるピン接続ブロックと、を具備するカートリッジアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のカートリッジを具備する金型アセンブリ。
【請求項１６】
請求項６に記載のストップブロックをさらに具備する、請求項１５に記載の金型アセンブリ。
【請求項１７】
前記ランナのうちの１つ以上が半径流路である、請求項１５に記載の金型アセンブリ。
【請求項１８】
前記ランナのうちの１つ以上が、射出成形操作の過程の間に溶融熱可塑性材料にもたらされるせん断速度が約１０００ｓｅｃ-1以下であるような直径を有する、請求項１５に記載の金型アセンブリ。
【請求項１９】
１つ以上のヒータをさらに具備する、請求項１５に記載の金型アセンブリ。
【請求項２０】
前記ヒータが前記ランナを交差しない、請求項１９に記載の金型アセンブリ。
【請求項２１】
１つ以上のバルブゲートをさらに具備する、請求項１５に記載の金型アセンブリ。
【請求項２２】
熱可塑性材料を備える層状物品を射出成形する方法であって、
請求項１５に記載の金型アセンブリを提供するステップと、
該金型アセンブリまたは前記ランナの温度を、ポリマ処理温度を約華氏２０度下回る温度から該溶融熱可塑性材料の処理温度を約華氏２０度上回る温度までの範囲内に維持するステップと、
を含む、層状物品を射出成形する方法。
【請求項２３】
引込式ピン射出成形アセンブリにおいてキャビティを変更するシステムであって、請求項１４に記載のカートリッジアセンブリと、ピン接続ブロックをエジェクタプレートに可逆的に取り付ける請求項５に記載のシステムと、を具備するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典§１１９（ｅ）に従って、引用により開示内容がすべて本明細書に援用される２００４年７月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／５９２，００２号明細書に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、射出成形の分野に関し、特に、交換可能封入金型カートリッジを特徴とする射出成形用金型アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明が関連する最先端技術をより完全に説明するために、本明細書において１つ以上の特許を引用する。これら特許および刊行物の各々の開示全体が、引用により本明細書に援用される。
【０００４】
２つ以上の層を有する物体が射出成形で作製される場合、そのアセンブリの１つの要素が、熱可塑性材料の別の層によって完全に覆われるかまたは封入される場合がある。この構造を実現するためには、内側要素を、それより大きい金型の内側の適所に通常１組のピンによって保持し、その後、第２層のための充填操作が完了に近づくと、ピンを引っ込めることによって解放する。この解放により、熱可塑性材料が、内側要素を保持するために使用されるピンの上を流れ、継目なしの溶接部をもたらす。この種の操作に使用される射出成形用金型は複雑である。さらに、内側要素と層状要素とが同じ機械で製作される場合、製品のサイズまたはタイプを変更するために、金型を成形機械から取り除き分解しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、今日の製造環境では、柔軟性および最小休止時間が、生産性および収益性の重要な要素である。射出成形施設において、サイクル時間の短縮および迅速な金型切替が望ましい特徴であることになる。
【０００６】
したがって、本技術分野では、射出成形機械の柔軟性を向上させ、かつ機器切替のためのサイクル時間および休止時間を短縮する、射出成形用金型アセンブリが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、射出成形機械の柔軟性を向上させ、かつ機器切替のためのサイクル時間および休止時間を短縮する、射出成形用金型アセンブリを提供することである。
【０００８】
本発明の上記目的および他の目的を達成するために、引込式ピン射出成形アセンブリが提供される。引込式ピン射出成形アセンブリは、金型キャビティと、金型の後部において水および真空ラインを受け入れるキャビティスリーブと、エジェクタアセンブリと、ロックスライドのための溝を有するピン接続ブロックと、を備えるカートリッジを含み、そのためカートリッジを、射出成形アセンブリを分解することなく迅速に交換することができる。また、金型キャビティ内のエジェクタピンの長さを連続的に調整する機構も提供される。
【０００９】
本発明の特徴となる新規のこれらおよびさまざまな他の利点および特徴は、本明細書に添付されかつその一部を形成する特許請求の範囲において詳細に示されている。しかしながら、本発明、その利点、およびそれを使用することで得られるものがより理解されるように、本発明の好ましい実施形態が例示されかつ記述されている、本明細書のさらなる部分を形成する図面と、付随する記述的内容と、が参照されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ここでの定義は、特定の場合において特に限定されない限り、本明細書を通して使用される用語に適用される。
【００１１】
本明細書で使用する「前方」という用語は、射出成形用金型の２つの半部が接合される時に移動する方向を指す。
【００１２】
本明細書で使用する「後方」という用語は、射出成形用金型の２つの半部が分離時に移動する方向を指す。
【００１３】
「約」という用語は、量、サイズ、処方、パラメータおよび他の分量および特性が厳密ではなくかつ厳密である必要はなく、公差、換算率、丸め、測定誤差等、および当業者には既知である他の要因を反映して、要求に応じて、近似しかつ／またはより大きいかまたは小さくてもよい、ということを意味する。概して、量、サイズ、処方、パラメータまたは他の分量または特性は、明示的に述べるか否かに関わらず「約」または「およそ」である。
【００１４】
ここで、図面（各図において同じ参照数字は対応する構造を示す）を参照し、特に図１Ａを参照すると、従来技術の引込式ピン射出成形用金型アセンブリ１００は、１つ以上の金型キャビティ２０が存在する本体１０を含む。溶融した熱可塑性材料が、入口ポート３０を通して本体に入り、ランナ４０として知られる管系により本体を通して金型キャビティ２０まで導かれる。引込式ピン射出成形用金型アセンブリ１００はまた、１つ又は複数のエジェクタアセンブリ５０と、１つ以上のシリンダアセンブリ６０と、１つ以上のエジェクタアセンブリ５０の前方移動を停止する１つ以上のストップキャップ７０と、を有する。エジェクタアセンブリ５０は、成型品を排出するだけでなく、射出サイクル中に封入されるべき物品をその適当な位置に保持する。金型をその相補的片割れと嵌合する構造は、位置合せダウェル７１、受容穴等を含む場合がある。
【００１５】
ここで図１Ｂを参照すると、引込式ピン射出成形用金型アセンブリ１００およびそのもう片方１０１はまた、キャビティ２０を保持しランナ系４０を含むキャビティプレート８０も含む。キャビティプレート８０は、冷却剤、通常水がキャビティ２０を循環することができるようにするラインまたは管４５を内部に有する場合がある。
【００１６】
また、射出成形用金型アセンブリ１００および１０１には、嵌合する金型アセンブリ１００および１０１の各々のキャビティ２０が、熱可塑性材料の射出中に加えられる大きな圧力で押し離されないように、バックアップまたは支持プレート９０も含まれる。バックアッププレート９０はまた、真空ラインのための接続部４６も有する。
【００１７】
引込式ピン射出成形用金型アセンブリ１００およびそのもう片方１０１はまた、キャビティプレート８０およびバックアッププレート９０を取付プレートアセンブリ９７に取り付けるための平行アセンブリ９５も含む。これら平行アセンブリ９５は、射出サイクルに必要な場合にエジェクタアセンブリ５０が前方および後方に移動するのを可能にする開口または「ボックス」をもたらす。
【００１８】
さらに図１Ｂを参照すると、シリンダアセンブリ６０は、エジェクタアセンブリ５０および取付プレート９７に取り付けられる。エジェクタアセンブリ５０を前方および後方に移動させるシリンダアセンブリ６０は、通常、液圧シリンダを含むが、機械的装置、たとえばサーボモータ等の駆動機構に取り付けられたくさびもまた、この目的に適している可能性がある。
【００１９】
金型アセンブリ１００および１０１は、エジェクタアセンブリ５０の前方への動きを適当な場所で停止させるストップキャップ７０およびストップブロック７２をさらに有する。また、エジェクタアセンブリ５０の後方への動きを適当な場所で停止させるストップレール７４およびストップパッド７６も含まれる。
【００２０】
当業者は、金型アセンブリ１００および１０１はまた、図１Ａおよび図１Ｂに示さない支持支柱、ダウェル、ノズル弁座等の追加の要素を含んでもよい、ということが分かる。
【００２１】
ここで図２を参照すると、従来技術の引込式ピン射出成形用金型アセンブリ１００および１０１は、以下のように操作される。金型半部１００および１０１が分離されると、封入されるべき物品（以下、「コア」と呼ぶ）が金型に載せられる。この操作中、１つ以上のコア保持ピン５２は前方にあっても引っ込まれていてもよい。そして、金型１００および１０１の相補的半部は閉じられ互いに締結される。コア保持ピン５２がすでに前方にある場合、ストップブロック７２の動きが制限されているため、コアはその適当な位置にある。ピン５２が引っ込まれている場合、ここでピンはコアを位置決めするために前方に移動する。封入材料の射出が開始される。成形機械のねじ位置および射出圧力がモニタリングされる。金型キャビティ２０が真空にされることにより、気体が除去され熱可塑性材料の流れが容易になる。金型に一定量の熱可塑性材料が充填されると、コア保持ピン５２は、ストップパッド７６によって確定される位置まで引っ込められ、コアはすでに射出された材料によって支持されたままになる。金型が充填しコアが完全に封入されるまで、熱可塑性材料の射出は続く。射出された材料が十分に冷却されると、金型が開かれ、成型品が排出される。
【００２２】
さらに図２を参照すると、エジェクタアセンブリ５０は、コア保持ピン５２とランナエジェクタピン（図示せず）とともに、シリンダアセンブリ６０に取り付けられるエジェクタプレート５５と、ピンホルダ５７を受容するように適合されたピンリテーナプレート５６と、を備える。保持フランジ５８を特徴としてもよいピンホルダ５７は、ピン５２を保持し、それらを適当な向きで維持する。図２はまた、真空ブッシュ５９を介する真空のキャビティ２０までの接続も示す。
【００２３】
ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、従来の引込式ピン金型１００において、かつ本発明の引込式ピン金型５００において、キャビティ２０は、型枠２１である空間を画定する。型枠２１は、層状射出成形物品のために望ましい形状およびサイズの逆像である。キャビティ２０は、キャビティプレート８０に挿入され、フランジ２２、もしくは別法として保持リングまたはねじによって保持される。キャビティ２０の外径は、Ｏリングのために１つ以上の溝２３を有する。また、キャビティ２０の外側には、冷却剤溝２５も形成され、それにより、層状物品をたとえば水を循環させることによって冷却することができ、それによってサイクル時間が短縮する。キャビティ２０はまた、コア保持ピン５２のための１つ以上の穴２６と、通気ピンのための１つ以上の穴２７と、を有する。供給ランナ２５のための入口２４により、高温の熱可塑性材料が１つ以上の出口またはゲート２８を通して型枠２１に入ることができる。キャビティ２０はまた、金型１００または５００内に設置された時に入口２４およびピン穴２６および２７を適当に位置合せする位置決めフラット２９または他の手段も有する。
【００２４】
ここで図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃを参照すると、従来の引込式ピン金型１００においてかつ本発明の引込式ピン金型５００において真空ブッシュ１１０が使用される。キャビティ２０内に熱可塑性材料が射出されると、キャビティ２０内の空気と加熱された熱可塑性材料によって生成された任意の気体とが、押しのけによって除去される。コア保持ピン５２および通気ピン（図示せず）のうちの１つ以上は、これら気体がキャビティ２０から逃げるのを可能にするためにその周縁に沿って通気孔を有してもよい。押しのけの効率を向上させるために、かつ金型を充填するのをさらに容易にするために、コア保持ピン５２および通気ピンのうちの１つ以上の周囲を真空にすることも一般的である。これは、キャビティの後方にたとえば真空ブッシュ１１０を備えるアセンブリを有することによって達成される。真空ブッシュ１１０は、ピンホール１１４を横切る真空のための溝１１２を備える。図４Ｃに示すように、ピンホールに、Ｏリングのためのポケット１１５を備えてもよい。Ｏリングまたは同様の封止装置のための１つ以上の溝１１６が、キャビティ２０の後部に対しかつピンの周囲においてブッシュ１１０を封止する。ブッシュ１１０に、１つ以上の位置合せダウェル１１８を含めてもよい。溝１１６においてＯリング封止の間を真空にしてもよい。真空は、コア保持ピン５２および通気ピンを介してキャビティ２０にもたらされる。射出後、成型品の排出を容易にするためにこのアセンブリを通して気体を入れることによりキャビティ２０を加圧することもまた一般的である。
【００２５】
ここで図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、各真空ブッシュ１１０に、１つまたは２つの真空ブッシュキャップ１２０を備えてもよい。真空ブッシュキャップ１２０を、任意の適当な材料から作製してもよい。好ましい材料は４１６Ｓ．Ｓ．である。真空ブッシュ１１０の穴１１４およびダウェル１１８と適合するように、真空ブッシュキャップ１２０に穴１２４およびダウェル１２６が設けられる。
【００２６】
ここで図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃを参照すると、本発明により、キャビティスリーブ１５０が提供される。キャビティスリーブ１５０は、キャビティ２０を適当な向きに保持し、キャビティ２０の周囲を封止し、キャビティ２０の周囲で冷却剤を循環させ、ランナピン５２がその本体を貫通するのを可能にし、金型のランナ４０をキャビティ２０に接続し、平滑でありまたはキャビティプレート８０に容易に挿入されるように他の方法で適合された外径を有する。
【００２７】
特に、キャビティスリーブ１５０は、キャビティ金型２０を収容するようなサイズを有する開口１５１を画定する。それは、キャビティプレート８０のランナ４０に適合するランナ１５２と、キャビティ２０のランナ２５と適合するランナ１５３と、を含む。キャビティスリーブ１５０はまた、冷却剤入口１５５および冷却剤出口１５６を備える、キャビティ２０の周囲に冷却剤を循環させるためのライン１５４も含む。また、キャビティスリーブ１５０には、キャビティをキャビティスリーブ内で位置合せするための１つ以上のキーまたはフラット１５７と、取付ボルトまたはダウェルのための１つ以上の穴１５８と、エジェクタピン（図示せず）のための１つ以上の穴１５９と、が含まれる。
【００２８】
ここで図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃを参照すると、真空ブッシュスリーブ１６０が使用され、それは、真空ブッシュ１１０をキャビティスリーブ１５０に取り付け、真空を接続し、ランナエジェクタピンがその本体を貫通するのを可能にし、冷却剤がその本体を通過してキャビティスリーブ１６０に至るのを可能にする。真空ブッシュスリーブ１６０は、真空ブッシュ１１０を収容するようなサイズを有する穴１６１を含む。スリーブ１６０の外径は平滑であり、またはキャビティプレート８０に容易に挿入されるように他の方法で適合される。真空ブッシュスリーブ１６０は、取付ボルトまたはダウェルのための穴１６２と、エジェクタピンのための１つ以上の穴１６３と、を含む。真空ブッシュスリーブ１６０は、キャビティスリーブ１５０の冷却剤入口１５５および出口１５６に嵌合する冷却剤入口１６５および冷却剤出口１６６をさらに含む。冷却剤入口１６５および出口１６６には、Ｏリングまたは他の封止手段のための溝１６７が設けられる。真空ブッシュの溝１１２と接続するために、真空ブッシュスリーブ１６０を通して真空接続部１６８が走っている。
【００２９】
図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、冷却剤供給ラインおよび真空ラインを本発明の金型カートリッジに対して迅速にかつ可逆的に取外しするために、ライン接続スタッド１７０が使用される。スタッド１７０は、Ｏリングのための１つ以上の溝１７２を含み、それにより、冷却剤または真空のカートリッジアセンブリ４００（図１３に示す）への接続が可逆的になりかつ漏れに対して封止される。また、スタッド１７０を冷却剤または真空ラインに可逆的に接続するためのねじ山１７５も含まれる。本発明は、ライン接続スタッド１７０の設計によって限定されない。本発明で使用するために、冷却剤または真空ラインをカートリッジアセンブリ４００に接続する任意の都合のよい可逆的かつ封止可能手段が適している。
【００３０】
ここで図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、引込式ピン５２を厳密な位置に保持しそれらをキャビティ２０に対して適当な方法で方向付けるために、本発明のピンホルダ１８０が使用される。この種の装置は、本技術分野において既知である引込式ピン金型１００で利用されてきたが、これら従来技術による装置は、エジェクタアセンブリのピン保持プレートにロックされており、ピンの後部のための位置決め機構としてエジェクタプレート５５を使用していた。本発明のピンホルダ１８０は、穴１８１を貫通する保持ねじを介してエジェクタプレート５５に取外し可能に取付可能である独立した装置である。１つ以上のダウェル１８２が、ピン５２をキャビティ２０の穴に位置合せする。ピン５２は、位置決めフラットによりポケット１８３内に収容される。
【００３１】
ここで図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、本発明のピン接続ブロック１９０は、ピンホルダに接続し、かつ上述したエジェクタプレート５５のようにピン５２の後部を位置決めする。１つ以上のダウェル１９２が、ピンホルダ１８０との位置合せを確実にする。それはさらに、固定手段に接続するための溝１９５を提供し、保持ねじまたはコネクタをその本体に貫通させるための穴１９７を含む。本技術分野において既知である射出成形用金型１００では、各金型が単一サイズのコアにしか適合することができないように、ピン５２の位置は通常固定されている。よくても、ピン位置は、たとえばシム等により、不連続に調整可能である。対照的に、本発明のピンホルダ１８０およびピン接続ブロック１９０は、ピン位置の連続的な調整を可能にし、そのためある範囲のコアサイズに適合する。
【００３２】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、ロックスライド２００が、エジェクタプレート５５に、ボックス手段、リニアベアリング、当板または他の手段によって、１つの軸において水平にただし垂直にではなく自由に移動するように取り付けられる。この水平移動により、装置の端部における凹状弧２１０がピン接続ブロック１９０のスロット１９５に係合することができる。弧２１０およびスロット１９５の適合は、ピン接続ブロック１９０がエジェクタプレート５５に対して確実に保持されるというものである。これを、たとえば、弧の外形に段２１５を設けることによって達成してもよい。段２１５の高さは、ピンコネクタブロック１９０の底部からスロット１９５までの距離に対応する。ボール止めねじ等が、ピン接続ブロック１９０と係合したスライド２００の望ましくない水平移動を防止する。ボール止めねじのための穴２２０が示されている。このため、ロックスライド２００は、エジェクタプレートをカートリッジアセンブリ４００に取外し可能に取り付け、金型基部のストップブロック７２およびストップパッド７６がカートリッジアセンブリ４００の引込式ピン５２の前方および後方移動を制御することができるようにする。
【００３３】
ピン５２を、エジェクタプレート５５が後方位置にある時に適当な後方位置にあるような長さで作製することができるが、それらの前方位置はさまざまなコアサイズに適合するように変更しなければならない。図１Ｂの金型アセンブリでは、ピン５２を前方移動の適当な位置で停止させるために、ストップブロック７２を変更しまたは修正しなければならない。たとえば、従来技術の金型アセンブリ１００では、ピン５２の前方位置を調整するために、金型１００を分解するか、またはエジェクタプレート５５とバックアッププレート９０との間に１つ以上のシムを挿入するか、または両方が必要である。このため、ピン５２の前方位置は連続的に調整可能ではなく、非常に不便な方法でしか変更することができない。
【００３４】
ここで図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃを参照すると、ストップブロック２５０により、ピンの前方移動を容易にかつ連続的に調整可能とすることができる。金型アセンブリ１００のストップキャップ７０の代りに、１つ以上のストップブロック２５０が使用される。ストップブロック２５０には、好ましくはブロックの取付面２５４に対して垂直に、穴２５２が形成される。穴２５２には、研削されたまたはねじフライス削りされたねじ山２５３が設けられる。ねじ穴２５２は、ギャップ２５５およびビア２５７を形成するために、分離され、穴あけされ、その割れ目を通してタッピングされる。ビア２５７もまたねじ切りが施されていることが好ましい。ストップブロック２５０にはまた、エジェクタプレート５５に取り付けるための手段も設けられる。たとえば、ストップブロック２５０を、取付穴２５９で穴あけしてもよい。ストップブロック２５０を、都合のよい任意の点においてエジェクタプレート５５に取り付けてもよい。必要な場合は、ストップブロック２５０がキャビティプレート８０の周縁の外側で作用するように、エジェクタプレート５５を拡張してもよい。
【００３５】
さらに図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃを参照すると、ストップスタッド２７５が、ストップブロック２５０のねじ山２５３に適合するねじ山２７７と、ねじ山２７７の移動の方向に対して垂直な研削端２７９と、を有する。研削端２７９は、ピン５２の前方位置を画定するために相補的片割れ金型のエジェクタプレート５５と係合する。ビア２５７を貫通した標準ねじまたはボルトを使用して、ギャップ２５５の幅を縮小することによりストップスタッド２７５を任意の位置で締結することができる。ストップスタッド２７５は、金型１００のストップブロック７２の代わりとなる。エジェクタプレート５５の、ピン５２の前方位置のために必要な移動が既知となると、ゲージブロックまたはフィラーゲージ等のスペーサを、エジェクタプレート５５とストップスタッド２７５との間に配置することができる。ストップスタッド２７５は、スペーサと接触するまで弛緩され回転し、再び締結される。ストップブロック２５０のすべてが調整されると、金型アセンブリ５００は新たなコアサイズを実施する用意ができる。
【００３６】
ここで図１３を参照すると、本発明の高速交換カートリッジアセンブリ４００は、キャビティスリーブ１５０によって包囲されかつそれに取外し可能に接続されたキャビティ２０を備える。キャビティ２０は、真空ブッシュ１１０に取外し可能に接続され、真空ブッシュ１１０は、真空ブッシュキャップ１２０に取外し可能に接続される。真空ブッシュ１１０は、真空ブッシュスリーブ１６０によって包囲されかつそれに取外し可能に接続される。１つ以上のコア保持ピン５２が、キャビティ２０からピンホルダ１８０まで延在する。ピンホルダ１８０は、保持ねじ４１０により、ピン接続ブロック１９０と真空ブッシュキャップ１２０とに接続される。カートリッジアセンブリ４００は、真空または冷却剤漏れに対して封止を維持する、断面において黒丸の対として示す複数のＯリングも含む。
【００３７】
特に、高速交換カートリッジアセンブリ４００は、従来技術による金型１００の特徴の大部分を含む。図１３は、キャビティ２０が適所にロックされており、真空ブッシュアセンブリ１１０、１２０および１６０が適所にロックされており、真空および冷却剤が準備されており、引込式ピン５２が、明確な前方および後方ストップが無いにも関わらず適所にありかつ自由に移動することができることを示す。
【００３８】
ここで図１４を参照すると、本発明の好ましい実施形態である金型アセンブリ５００では、高速交換カートリッジアセンブリ４００は、金型のキャビティプレート９０を通して、冷却剤入口ライン５０１、冷却剤出口ライン５０２および真空ライン５０３に接続される。ロックスライド２００は、ピン接続ブロック１９０に可逆的に係合する用意ができているように示されている。ロックスライド２００が係合されると、ピン５２はピンプレート５６にロックされ、エジェクタプレート５５とともに移動することができる。ロックスライド２００が外されると、取付ボルトをキャビティスリーブ１５０の面の穴１５８から取り外すことにより、カートリッジアセンブリ４００全体を金型アセンブリ５００から分離することができる。逆に、カートリッジアセンブリ４００を金型アセンブリ５００内に挿入し、ロックスライド２００を係合し取付ボルトをそれらの穴１５８に締付することによって固定してもよい。
【００３９】
有意には、本発明の金型アセンブリ５００では、カートリッジアセンブリ４００の任意の要素を、金型の他のカートリッジアセンブリ４００の製造での使用に影響を与えることなく交換することができる。この特性は、キャビティのサイズを変更するかまたはカートリッジアセンブリ４００の破損部品を交換する必要のある場合に効率的でありかつ経済的である。また有意には、取外し可能カートリッジ４００は、キャビティの周囲の媒体を冷却するための循環ライン１５４および熱可塑性材料をキャビティ２０内に引き込むのに役立つ真空ライン５０３等、従来の特徴を犠牲にしない。比較として、従来技術の金型アセンブリ１００では、キャビティ２０、真空ブッシュ１１０、ピン５２またはピンホルダ５７の任意の部品を変更しまたは交換するためには、金型全体を分解しなければならない。
【００４０】
本発明の封入金型アセンブリ５００および交換可能カートリッジ４００は、２００４年８月２５日に出願された同時係属米国特許出願第６０／６０４，３３２号明細書に記載されている装置および方法とともに有利に使用することができる。特に、溶融熱可塑性材料を、半径流路であるランナ４０を通してキャビティ２０および／またはキャビティスリーブ１５０に供給してもよい。半径流路は、溶融熱可塑性材料の経路においてデッドスポット、高せん断の急な角および他の乱流領域を回避することにより、ランナ４０における層流を促進する。このため、溶融熱可塑性材料の一部が留まり材料の大部分とは異なる熱履歴を展開する可能性がある「ホットスポット」を形成する傾向が低減する。ランナ４０は、射出成形操作の過程の間に溶融熱可塑性材料にもたらされるせん断速度が約１０００ｓｅｃ-1以下であるような直径を有することが好ましい。
【００４１】
さらに、封入金型アセンブリ５００およびランナ４０を、溶融熱可塑性材料に使用されるプロセス温度の華氏２０度内で加熱しかつ制御してもよい。さらに、封入金型アセンブリ５００およびランナ４０を、ヒータを用いて加熱してもよい。「ホットスポット」の生成を回避するために、ヒータは、ランナ４０を交差しないように配置される。
【００４２】
封入金型アセンブリ５００に、キャビティ２０および／またはキャビティスリーブ１５０へのポリマの流れを遮断し、故に処分または再生利用のためにポリマのトリムを最小限にするためにバルブゲートを設けてもよい。
【００４３】
このように、引込式ピン射出成形用金型で層状物品を製造する方法では、熱可塑性材料は、封入金型アセンブリ５００においてランナ４０を通して流れることができる処理温度まで加熱され、封入金型アセンブリ５００およびランナ４０にヒータが設けられ、ヒータはランナ４０を交差しないことが好ましく、ランナ４０は半径流路であり、ランナ４０は、熱可塑性ポリマにもたらされるせん断速度が１０００ｓｅｃ-1以下であるようなサイズであることが好ましく、封入金型アセンブリ５００は任意にバルブゲートを備えてもよく、封入金型アセンブリ５００およびランナ４０の温度は、ポリマ処理温度を約華氏２０度下回る温度から処理温度を約華氏２０度上回る温度までの範囲内で制御される。
【００４４】
本明細書の説明は、特に、ゴルフボール等の球状物体を製造するための金型により例示し説明した。しかしながら、本明細書で説明した構造および方法は、球状か否かに関わらず、任意の層状物体または前駆体コアの製造に適用されることは明らかである。その際、前駆体コアは、熱可塑性材料の被覆層を受容するために射出成形用金型に配置される必要がある。
【００４５】
しかしながら、上述した説明において、本発明の多数の特徴および利点について、本発明の構造および機能の詳細とともに示したが、本開示は単に例示的なものであり、本発明の原理内で、添付の特許請求の範囲が表現される用語の広い一般的な意味によって示される完全な範囲まで、特に部品の形状、サイズおよび配置に関して詳細に変更を行ってもよい、ということが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】従来技術の引込式ピン射出成形用金型アセンブリの内面の平面図である。
【図１Ｂ】従来技術の引込式ピン射出成形用金型アセンブリの２つの係合していない相補的半部の側面図である。
【図２】従来技術の引込式ピン射出成形用金型アセンブリの部分断面図である。
【図３Ａ】引込式ピンキャビティの平面図である。
【図３Ｂ】引込式ピンキャビティの側面図である。
【図４Ａ】真空ブッシュの平面図である。
【図４Ｂ】真空ブッシュの側面図である。
【図４Ｃ】真空ブッシュの底面図である。
【図５Ａ】真空ブッシュキャップの側面図である。
【図５Ｂ】真空ブッシュキャップの平面図である。
【図６Ａ】本発明のキャビティスリーブの平面図である。
【図６Ｂ】本発明のキャビティスリーブの側面図である。
【図６Ｃ】本発明のキャビティスリーブの底面図である。
【図７Ａ】真空ブッシュスリーブの平面図である。
【図７Ｂ】真空ブッシュスリーブの側面図である。
【図７Ｃ】真空ブッシュの底面図である。
【図８Ａ】冷却剤または真空ラインのための接続スタッドの側面図である。
【図８Ｂ】冷却剤または真空ラインのための接続スタッドの平面図である。
【図９Ａ】ピンホルダの側面図である。
【図９Ｂ】ピンホルダの平面図である。
【図１０Ａ】本発明のピン接続ブロックの側面図である。
【図１０Ｂ】本発明のピン接続ブロックの平面図である。
【図１１Ａ】ロックスライドの側面図である。
【図１１Ｂ】ロックスライドの平面図である。
【図１２Ａ】ストップブロックの平面図である。
【図１２Ｂ】ストップブロックの側面図である。
【図１２Ｃ】ストップスタッドの側面図である。
【図１３】本発明の交換可能カートリッジアセンブリの断面図である。
【図１４】本発明の封入金型アセンブリの部分断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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