(57)【要約】射出成形用の自己整列式の関節ジョイントは、射出ユニットとホットランナーとの間に配置されるように構成される。ジョイントは、第１及び第２の球面と、内部に設けられた溶融物通路とを有している。ジョイントは、射出ユニット及びホットランナーのうちの一方に結合される。第１及び第２の凹面パッドは、第１及び第２の球面にそれぞれ接触するように提供される。第１及び第２の凹面パッドは、第１及び第２の球面に対して可動なように構成されている。第１及び第２の凹面パッドのうちの少なくともひとつは、射出ユニット及びホットランナーのうちの他方に結合される。
2008515684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出ユニットと前記ホットランナーとの間に配置され、ホットランナー装置用の自己整列式の関節ジョイントであって、該自己整列式の関節ジョイントは、
第１および第２の球面と、内部に設けた溶融物通路とを有してなるジョイントであって、射出ユニットとホットランナーとのうちの一方に実質的に固定して結合されているジョイントと、
前記第１および第２の球面にそれぞれ接触し、該球面に対して可動に構成されてなる第１及び第２の凹面パッドであって、前記第１及び第２の凹面パッドの少なくともひとつは、射出ユニット及びホットランナーのうちの他方に実質的に固定して結合され、前記少なくともひとつの前記第１及び第２の凹面パッドは、前記ジョイントの溶融物通路に連通すべく構成されてなる溶融物通路を有しているような、上記第１及び第２の凹面パッドとを備えていることを特徴とする自己整列式の関節ジョイント。
【請求項２】
前記ジョイントはホットランナーに固定して結合されるべく構成され、前記第１の凹面パッドは射出ユニットに対して固定して結合されるべく構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自己整列式の関節ジョイント。
【請求項３】
装置がさらに、射出ユニットに固定して結合されるべく構成されてなる分配ブロックを備え、前記第１の凹面パッドは前記分配ブロックに固定して結合されていることを特徴とする請求項２に記載の自己整列式の関節ジョイント。
【請求項４】
第１の凹面パッドにおける溶融物通路は、前記ジョイントの溶融物通路に対して動くように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自己整列式の関節ジョイント。
【請求項５】
第１及び第２の凹面パッドは、前記第１及び第２の球面に対して動くように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自己整列式の関節ジョイント。
【請求項６】
装置がさらに、第１及び第２の凹面パッドを第１及び第２の球面に対して押圧すべく構成されてなるバネ装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の自己整列式の関節ジョイント。
【請求項７】
射出成形用のホットランナー装置であって、この装置が、
ホットランナーと、
関節ジョイントと、を備え、
前記関節ジョイントはホットランナーと共に配置され、両者の間の動きを許容すべく構成され、前記関節ジョイントが、
溶融物をホットランナーに提供するように構成されてなる溶融物通路と、
第１の凹面パッドに接触している第１の球面と、
第２の凹面パッドに接触している第２の球面と、を備え、一方の球面は、ホットランナーに結合されるべく構成され、凹面パッドは射出ユニットに結合されるべく構成されている、
ことを特徴とする射出成形用のホットランナー装置。
【請求項８】
装置がさらに、射出ユニットと関節ジョイントとの間に結合されるべく構成されてなる分配ブロックを備えていることを特徴とする請求項７に記載の射出成形用のホットランナー装置。
【請求項９】
前記分配ブロックは前記射出ユニットにボルト締めされ、前記関節ジョイントはホットランナーにボルト締めされていることを特徴とする請求項８に記載の射出成形用のホットランナー装置。
【請求項１０】
前記分配ブロックは、その内部に、射出ユニットと連通してなる溶融物通路を有し、第１の凹面パッドは、前記分配ブロックに結合され、第１の凹面パッドは、その内部に、分配ブロックの溶融物通路と関節ジョイントの溶融物通路との両方に連通してなる溶融物通路を有していることを特徴とする請求項９に記載の射出成形用のホットランナー装置。
【請求項１１】
装置がさらに、第１及び第２の凹面パッドを、第１及び第２の球面に対してそれぞれ押圧すべく構成されてなる構造部を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の射出成形用のホットランナー装置。
【請求項１２】
前記構造部は、前記分配ブロックの端部に結合されてなるバネ装置を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の射出成形用のホットランナー装置。
【請求項１３】
前記射出ユニットは、レールに対して動くように構成され、装置がさらに、複数の可撓性のパッドであって、（ｉ）前記射出ユニットとレールとの間に配置されるべく構成され、及び、（ｉｉ）加熱された構成要素の熱膨張及び／又は不正確なセットアップ／水平調整に起因する整列誤差によって引き起こされる、前記第２の射出ユニットとレールとの過負荷及び損傷を防ぐような、上記可撓性のパッドを備えていることを特徴とする請求項７に記載の射出成形用のホットランナー装置。
【請求項１４】
射出ユニットとホットランナーとを結合する射出成形用の関節ジョイントであって、前記関節ジョイントが、
第１及び第２の球面と、内部に設けた溶融物通路とを有してなるジョイントであって、射出ユニットとホットランナーとのうちの一方に結合されているような前記ジョイントと、
前記第１及び第２の球面にそれぞれ接触し、該球面に対して可動に構成されてなる第１及び第２の凹面部材であって、前記第１及び第２の凹面部材の少なくともひとつは、射出ユニット及びホットランナーのうちの他方に結合されているような、上記第１及び第２の凹面部材と、
を備えていることを特徴とする射出成形用の関節ジョイント。
【請求項１５】
射出成形装置において射出ユニットとホットランナーとを結合するための方法であって、この方法が、
射出ユニットとホットランナーとの間に関節ジョイントを配置する段階であって、関節ジョイントは、第１及び第２の凹面パッドに対してそれぞれ可動に構成されてなる第１及び第２の球面を備えているような、上記配置する段階と、
ホットランナー及び射出ユニットのうちの一方に関節ジョイントを結合する段階と、
ホットランナー及び射出ユニットのうちの他方に第１及び第２の凹面パッドを結合する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
射出ユニットは、ユニットのベースに対して相対的に可動になっていて、射出ユニットとユニットのベースとの間に可撓性のパッドを配置する段階をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された射出成形装置及び方法に関し、自己整列式の関節ジョイントによって、可動なモールドの構成要素における射出ユニットとランナー装置との間にて溶融材料を送り、もって、加熱された構成要素の熱膨張や、射出成形の周辺条件に起因する、射出ユニットと例えばホットランナー装置との間のわずかな動きに適合するものである。
【背景技術】
【０００２】
ある種の射出成形の用途においては、モールド成形される材料は、例えば射出ユニットとホットランナー装置との間の境界にある部品を切り離すことなどによって、モールド成形工程中に酸素に曝されると、所望の特性を喪失する。その結果、これらの用途においては、モールドのキャビティに材料を分配中の、モールドのホットランナー装置に対して連続的に密封されるような、材料を可塑化する、射出成形機の射出ユニットを求める要望がある。また、モールド成形サイクルにおけるモールドの移動部分の全体にわたって、射出ユニットは、モールド又は機械の可動部分（材料供給ポートを含む）に直接結合されて密封されたままに維持されることが望ましい。このことが特に真実であると言えるのは、射出ユニットのひとつが、モールドの可動な部分と共に動くような、ある種の多材料の射出成形の用途である。こうした動きは、振動や、熱サイクル、金属疲労などの射出成形の周辺条件と一緒になって、射出ユニットとホットランナー装置との間の境界に損傷を引き起こし、高圧下にある溶融物の漏れにつながる。理解できるだろうが、ホットランナーは、（機械的負荷及び熱負荷の両方の観点から）高度に応力を受ける構成要素であって、ホットランナーが偏向し又は撓むと、特に溶融物の漏れに関連した、装置の問題点を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
リーズによる特許文献１と、シャドによる特許文献２とはいずれも、多材料用のタレット式の射出成形機を開示しており、これらの装置は、それらの２つの射出ユニットのうちのひとつを、機械の可動なプラテンに取り付けられ、従来のシールノズル／ブッシュの境界を用いて、可動なプラテンに取り付けられた、モールドのかかる部分に直接的に結合されている。ノズルは、可動なプラテンの頂部に取り付けられてこれと共に移動する射出ユニットのおかげで、モールド成形サイクルの全期間にわたって、モールドの供給ポートに密封されて結合されたままに維持される。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，２４３，３６２号明細書
【０００５】
【特許文献２】米国特許第４，４４４，７１１号明細書
【０００６】
ショウイチによる特許文献３は、２つの射出ユニットを有する多材料用の射出成形機を開示しており、射出ユニットは、ノズルを介して、ホットランナーに結合され、ホットランナーは中間の可動なプラテンの内部に設けられる。モールド成形サイクルの全体にわたって、射出ユニットがホットランナーに密封されたままに維持されることについては、まったく開示がない。しかしながら、図面から推論すると、モールド成形サイクルの全体にわたって、射出ユニットが密封された結合部を維持しないならば、射出ユニットは、モールドを開くとき、可動なプラテンの動きを許容すべく、充分なクラアランスが提供されるように、ホットランナーとのシール係合から出入りしなければならない。
【０００７】
【特許文献３】特開昭６１―１２１９１２号公報
【０００８】
リビによる特許文献４が開示している射出ユニットは、モールド上に取り付けられ、モールド成形サイクルの全体にわたって、モールドの供給ポートへの密封された結合部を維持する。
【０００９】
【特許文献４】国際公開第ＷＯ９９／３６２４４号パンフレット
【００１０】
シュウェットによる特許文献５が開示している射出成形機は、摺動可能に並んでクランプ機構に対して平行に取り付けられた単一の射出ユニットを有していて、クランプ機構は、シリンダによって、モールドの供給ポートに着脱可能に密封され、シリンダは、モールド成形サイクルの全体にわたって、密封された関係を維持する。シリンダは、射出ユニットをモールドの供給ポートから切り離し、射出ユニットをパージのための特殊な位置へと再配置する。射出ユニットのシールの特徴や、自己整列の特徴についてはなんらの開示もない。
【００１１】
【特許文献５】国際公開第ＷＯ０２／２２３４０号パンフレット
【００１２】
ゴードンによる米国特許文献６が開示している射出成形機は、マニホールドにピボット式に取り付けられてなる複数のノズルを備えている。それぞれのノズル本体は、マニホールドに球形状の取付部を具備し、マニホールドとの整列に関して、それがピボットすることを許容している。バネを用いて、ノズルをモールドとの境界に向けて押圧する。残念ながら、様々な動作温度にて、構成要素の熱膨張の量が異なるため、球面と溶融物通路との境界において、材料の漏れや可動部品の焼き付きの可能性がある。
【００１３】
【特許文献６】米国特許第３，７１８，１６６号明細書
【００１４】
シュミットによる特許文献７が開示しているピボット可能なホットランナーノズルは、モールドのキャビティ面に対して整列されるように回転式に向けられる一方、ホットランナーマニホールドへの密封された結合を維持する。いったん、ノズルが手作業で整列されたならば、ノズルは所定位置にクランプされ、ノズルはもはや構成要素のあらゆるその後の動きによって再整列されることがない。
【００１５】
【特許文献７】米国特許第４，７０２，６８９号明細書
【００１６】
タカダによる特許文献８が開示している成形機のノズルへのホットランナー結合部は、回転可能な結合部を有していて、これに溶融物通路が通っている。
【００１７】
【特許文献８】米国特許第５，５４０，５８０号明細書
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の観点によれば、射出ユニットとホットランナーとの間に配置されるべく構成されてなる射出成形用の自己整列式の関節ジョイントに関する構造及び／又は段階の独特な組合せが提供される。ジョイントは、第１及び第２の球面と、内部に設けられた溶融物通路とを有している。ジョイントは、射出ユニット及びホットランナーのうちの一方に実質的に固定して結合される。第１及び第２の凹面パッドは、第１及び第２の球面にそれぞれ接触するように提供される。第１及び第２の凹面パッドは、第１及び第２の球面に対して可動なように構成されている。第１及び第２の凹面パッドのうちの少なくともひとつは、射出ユニット及びホットランナーのうちの他方に実質的に固定して結合される。第１及び第２の凹面パッドのうちの少なくともひとつは、ジョイントの溶融物通路に連通すべく構成されてなる溶融物通路を有する。
【００１９】
本発明の第２の観点によれば、溶融材料を提供すべく構成された射出ユニットを有してなる射出成形用のホットランナー装置に関する構造及び／又は段階の独特な組合せが提供される。ホットランナーは、射出された溶融材料をモールドに提供するように構成される。関節ジョイントは、射出ユニットとホットランナーとの間に配置され、両者の間に動きを許容するように構成されている。関節ジョイントは、（ｉ）射出された溶融物をホットランナーに提供すべく構成されてなる溶融物通路と、（ｉｉ）第１の凹面パッドに接触している第１の球面と、（ｉｉｉ）第２の凹面パッドに接触している第２の球面とを備え、球面は、ホットランナー及び射出ユニットのうちの一方に結合され、凹面パッドは、ホットランナー及び射出ユニットのうちの他方に結合されている。
【００２０】
本発明の第３の観点によれば、射出成形装置において、射出ユニットとホットランナーとを結合させる方法に関する段階の独特な組合せが提供される。関節ジョイントは、射出ユニットとホットランナーとの間に配置される。望ましくは、関節ジョイントは第１及び第２の球面を具備し、これらの球面は、第１及び第２の凹面パッドに対してそれぞれ可動なように構成されている。関節ジョイントは、ホットランナー及び射出ユニットのうちの一方に結合され、第１及び第２の凹面パッドは、ホットランナー及び射出ユニットのうちの他方に結合される。
【００２１】
本発明は、有利には、可動なモールドの構成要素において、射出ユニットとホットランナー装置との間にて溶融物を伝えるような、自己整列関節式の射出成形結合部を提供する。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、モールド成形サイクルにおけるモールドの移動部分の全体にわたって、可動なモールド部分のホットランナー装置に確実に密封されたままに維持されるような射出ユニットが有益に提供される。さらに、本発明の構成は、据え付け、維持、及び保守が容易であることを意味する。
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態における好ましい特徴について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明のいくつかの実施形態に関して説明するが、かかる実施形態は、異なる２つのランナー装置、特にホットランナー装置を介して、２つの異なるプラスチックの溶融物をモールドに注入するような、プラスチックの射出成形機である。第２の射出ユニットは、モールドの可動部分に取り付けられ、動作環境全体にわたって良好なシールを維持する改良された関節結合部を介して、第２のプラスチック溶融物を供給される。しかしながら、本発明は、関節結合部を介して溶融物を提供可能なことによって利益が得られるような、あらゆる射出成形工程（チキソモールディングや、射出吹き込み成形、及び射出圧縮成形など）に適用可能である。
【００２５】
図１乃至図３は、本発明の好ましい実施形態による、多材料の射出成形機を示した模式的な斜視図である。射出成形機は、クランプユニット５０と、第１の射出ユニット５１と、第２の射出ユニット５２とを備えている。第２の射出ユニット５２は、分配ブロック２０にボルト締めされ、分配ブロック２０はホットランナー２２にボルト締めされ、ホットランナー２２は、移動プラテン５３に取り付けられている。ホットランナー２２は、実際には、図４に示したインシュレーターブロック２０６から２１２によって所定位置に保持されることを理解されたい。
【００２６】
図２及び図８に示すように、第２の射出ユニット５２は、キャリッジ組立体７６に取り付けられ、キャリッジ組立体７６は、直動ベアリング７５（この事例では合計４個）に載ったサブプレート７３を具備している。直動ベアリング７５は、直線レール５４に取り付けられ、直線レール５４は、第２の射出ユニットのベース５５に取り付けられている。移動プラテン５３が、モールドを開いた位置（図１に示される）から、モールドを閉じた位置へと移動すると、移動プラテンは、これに沿って、第２の射出ユニット５２を移動させる。第２の射出ユニットについて、モールドが閉じた位置は、図１の符号５６にて示している。従って、第２の射出ユニット５２と、分配ブロック２０と、ホットランナー２２との間の結合部は、これらの移動力を伝達できるように充分に頑丈でなければならず、一方、熱膨張や、整列誤差によって生じることのある、移動プラテン５３の軌道と直線レール５４との間の整列のあらゆる変動に適合できなければならない。移動プラテン５３の大きな質量が運動（及び加速及び減速）すると、クランプユニット５０のベースに歪を引き起こし、かかる歪は、分配ブロック２０と、第２の射出ユニット５２及びホットランナー２２の両方との間の結合部に、多軸的な運動を生じさせる。
【００２７】
図８は、可撓性のパッド７０，７１および７２（代表的には略矩形である配列に構成される）を示していて、これらのパッドは、サブプレート７３と、第２の射出ユニット５２の底面７４との間に配置され、第２の射出ユニット５２と可動プラテン５３（ホットランナー２２を収容している。）との間の位置及び整列の小さな変動に適合し、それにより、第２の射出ユニットのキャリッジ組立体７６と、直線レール５４と、ホットランナーへの結合部とに加わる応力及び摩耗を最小化する。言い換えれば、可撓性のパッド７０から７２は、第２の射出ユニットのベース５５に対して、第２の射出ユニット５２の位置の動的な調整を支持し、もって、構成要素の動きによって生じる機械的な応力を緩和する。従って、可撓性のパッド７０から７２は、第２の射出ユニットの動きによって引き起こされる衝撃及び振動を吸収する。
【００２８】
望ましくは、それぞれの可撓性のパッドは、ポリウレタンから作られている。もちろん、他の材料を使用しても良く、それらには、あらゆるゴムや、あらゆる可撓性のプラスチック材料、又は任意の種類の鋼バネによる結合部が含まれる。可撓性のパッド７０から７２の構成と全体的なサイズは、射出ユニットの全体的な寸法に基づいて変化する。そうした可撓性のパッド７０から７２の代表的なサイズは、長さが約８５０ミリメートルで、幅が約６５ミリメートルで、厚みが約２５ミリメートルである。もちろん、１以上の可撓性のパッドに、任意の所望の構成を提供しても良い。この構造については、より詳細に、２００４年１０月１５日に出願された、発明の名称を「射出成形用の結合装置及び結合方法("INJECTION MOLDING COUPLING APPARATUS AND METHOD OF COUPLING")」とする、係属中の米国特許第１０／９６６，７１０号（参照番号は、Ｈ−８１９−０−ＵＳ）、及び、これに続いて出願された国際特許出願ＸＸＸＸＸＸＸ号（番号は未付与である）に開示されている。
【００２９】
図４乃至図７は、可動な関節式の密封された結合部２００を用いて、ホットランナー２２の端部に結合されてなる、分配ブロック２０を示している。分配ブロック２０は、溶融物通路３３を具備していて、この溶融物通路は、使用時に、プラスチック溶融物を、第２の射出ユニット５２からランナー装置２２へと伝える。望ましくは、可動な密封された結合部２００は、ホットランナー延長部２１を備えている。ホットランナー延長部２１は、ボルト２９を用いて、ホットランナー２２に固定されているけれども、ホットランナー２２と一体的に形成しても良く、その選択は、製造上の好みや、生産コスト、及び内部に配置される通路のための機械加工的な能力に従う。ホットランナー延長部２１は、ホットランナー延長部の溶融物通路２０２を具備していて、この溶融物通路は、ホットランナー及び分配ブロック２０に設けた溶融物通路に結合及び整列される。望ましくは、不可欠ではないけれども、ホットランナー延長部２１は、別個の部品として形成される。
【００３０】
ホットランナー延長部２１は、対向する球面２３，２４を有している。好ましい実施形態においては、これらの球面２３，２４は共に凸面であるけれども、これらは両方とも凹面であっても良い。同じく、片方の球面が凹面で、他方が凸面であっても良い。これらの球面２３，２４は、相補的な形状を有してなる第１及び第２の支持パッド２５，２６に合致するように構成されており、それにより、開いたボールとソケットタイプの境界をなしている。言い換えれば、ホットランナー延長部２１が凸面の球面を有するならば、第１及び第２の支持パッドは相補的な凹面を有する。支持パッド２５，２６は、ホットランナー延長部の両側に配置され、特に、キャップ２７（ネジ２８を用いて分配ブロック２０に例えばボルト締めされて結合されている。）と分配ブロック２０との間に配置される。
【００３１】
望ましくは、それぞれの凹面支持パッド２５，２６は、Ｈ１３の鋼から作られるけれども、例えばセラミックや、任意の鋼、又は銅合金などの、他の材料及び構成を提供しても良い。支持パッド２５，２６の寸法は、射出ユニット及びランナー装置の全体的なサイズに従って変化するけれども、代表的なサイズは、直径が約８０ミリメートルで、厚みが約４０ミリメートルである。
【００３２】
ホットランナー延長部２１の球面２４と分配ブロック２０との境界をなしている第１の支持パッド２６について見ると、この第１の支持パッド２６は、パッドの溶融物通路３１を有していて、この溶融物通路は、分配ブロック２０の溶融物通路３３及びホットランナー延長部の通路２０２との両方に対して整列されて境界をなしている。
【００３３】
この第１の支持パッド２６を分配ブロック２０に結合させるには多数のやり方があり、それらには、パッド２６を分配ブロック２０にボルトで締めつける、または、分配ブロック２０の表面に支持パッド２６を着座させることが含まれる。変形例としては、第１の支持パッドを分配ブロック２０に連結するには、ボア孔（第１の支持パッド２６と分配ブロック２０とが当接している表面に設ける。）と、圧縮状態にてボア孔の内部に保持される相互結合管との組合せを用いても良い。「薄い」壁の管は、ボア孔に比べて長い全長を有し、両端に（圧縮状態の）薄い壁のシールを備え、溶融物通路３３とホットランナー延長部の溶融物通路２０２との間にて溶融物通路を連結する。他の着座機構には、円筒形の境界部分など、他の可撓性の結合部の使用が含まれる。さらに他の結合技術には、ボルト締めや、構成要素をインターロックするように作用する、機械加工された段差の使用が含まれる。好ましくはないけれども、第１の支持パッド２６を分配ブロック２０に対して、圧縮荷重の下で、保持させることも可能である。そうした異なった結合機構は、当業者によって、明確に認識されるだろう。
【００３４】
第１の支持パッド２６と、ホットランナー延長部２１とは、連通して互いに当接しているけれども、それにもかかわらず、両者は、この境界面において相対的な摺動運動を受けることができる。特に、相補的ではあるが合致した球面のために、相対的な摺動は制御され及び存立可能である。
【００３５】
ホットランナー延長部の通路２０２と、パッドの溶融物通路３１との間に効果的なシールを得るために、第２の支持パッド２５を使用して、ホットランナー延長部２１を第１の支持パッド２６に対してサンドイッチにする。より詳しくは、キャップ２７は分配ブロック２０に結合されているので、キャップ２７と、第２の支持パッド２５の後面との間にバネパック３０を含むことで、第１の支持パッド２６とホットランナー延長部２１との間の球面の境界部に、能動的なシール力が生み出される（パッドの溶融物通路３１とホットランナー延長部の通路２０２との間の境界の領域に特に作用する。）。
【００３６】
言い換えれば、凹面パッド２５が、凹面パッド２６に対してホットランナー延長部２１を押圧するようにバネパック３０が配置され、それにより、（凹面パッド２６を通り抜けている）凹面パッドの溶融物通路３１の境界に良好なシールを維持する。従って、使用時には、溶融材料は、射出ユニットのバレルヘッド３２から、分配ブロックの溶融物通路３３を通り、凹面パッドの溶融物通路３１を通り、ホットランナー延長部の溶融物通路２０２を通り、ホットランナーの溶融物通路２０４に流入する。
【００３７】
従って、すべての事例において、ホットランナー２２と射出ユニットのバレルヘッド３２との間には、可動だが、密封可能な結合部が提供される。結合部は、分配ブロックに、ホットランナー延長部２１に対するユニバーサルな軸線運動を提供し、分配ブロック２０をホットランナーから切り離して、（特に第２の射出ユニット５２からの）動きや偏向に起因する応力が、ホットランナー２２に伝わらないことを確保する。言い換えれば、ホットランナー延長部２１と（分配ブロック２０との境界をなす）第１の支持パッド２６との間の球面の結合に浮動的な性質があるために、圧縮シール環境を通る、相互に結合された溶融物通路に、（あらゆる方向について）概略の軸方向の整列を保証する。より詳しくは、第２の射出ユニット５２は、可撓性のパッド７０から７２を介して、第２の射出ユニットのベースユニット５５に結合されていることから、また、第２の射出ユニットのバレルは、比較的長くて、バレルヘッド３２は、射出ユニットの底面７４から離れた端部にて（図８参照）、分配ブロック２０に取り付けられていることから、射出ユニットのあらゆる不都合な動きは、第１の支持パッド２６とホットランナー延長部２１との合致する球面によって実現された密封面に対して、比較的わずかの衝撃しか与えることがない。その結果、可動に密封された結合部２００は、ホットランナー２２を介して伝えられるであろう、応力を排除する。
【００３８】
両方の支持パッド２５，２６は、それぞれの座部にボルト締めされるか、または、単に、バネパック３０からの圧縮力によって保持される。
【００３９】
望ましくは、それぞれの球面２３，２４は、Ｈ１３の鋼から作られている。球面２３，２４は、代表的に、半球形状を有し、そのサイズは、全体的な成形機のサイズ、すなわち、型締トン数に依存する。代表的な球面の直径は、約１２０ミリメートルであり、支持パッドの球面は、これに対して相補的である。
【００４０】
望ましくは、分配ブロック２０は一般に、第２の射出ユニット５２とは別個の部品として（一体的な延長部としてではなく）製造されるが、というのは、そうすれば、分配ブロック２０は、例えば、独立した表面硬化処理を受けられるためである。ひとつの実施形態においては、分配ブロック２０は、ホットランナー延長部２１を収容して配置するようにデザインされてなる首部延長部を具備しており、首部延長部は、ホットランナー延長部２１の下方へ延びて、キャップ及び第２の支持パッド２５を首部延長部に直接取り付けられるようになっている（図４に示す）。
【００４１】
分配ブロック２０には、３ポジションの遮断バルブプランジャー３４が取り付けられ、プランジャーの位置に応じて、材料を、（ｉ）バルブに通過させ、（ｉｉ）バルブによって遮断し、または、（ｉｉｉ）パージ通路３５に導く、ように構成されている。図５を参照のこと。３ポジションの遮断バルブ組立体については、２００４年１０月１５日に出願された、発明の名称を「射出成形用の三方遮断バルブ及び方法("INJECTION MOLDING THREE-WAY SHUT OFF VALVE AND METHOD")」とする、係属中の米国特許出願第１０／９６６７１５号（参照番号は、Ｈ−８１１−０−ＵＳ）、及び、これに続いて出願された国際特許出願ＸＸＸＸＸＸＸＸ号（番号は未付与である）に開示されている。図３には、三方遮断バルブ３４を制御するための、第１のピストン８０の第１のシリンダ８１のハウジングを示している。
【００４２】
分配ブロック２０は、従来の管状ヒータ３６などによって加熱される。分配ブロック２０は、射出ユニットのバレルヘッド３２にボルト締めされ、射出ユニットのバレルヘッド３２とホットランナー２２との間の幾何学的な関係の変動（熱膨張や、成形機の開閉ストローク中の動きによって引き起こされる）には、ホットランナー延長部との境界にある球面２３，２４と支持パッド２５，２６との間の密封結合によって適応する。
［好ましい実施形態の動作］
動作に際しては、第２の射出ユニット５２が可動プラテン５３と一緒に動くと、射出ユニットのバレルヘッド３２とホットランナー２２との間の、（関節式の）可動な密封された結合部２００がわずかに動いて、分配ブロック２０をホットランナー２２に対して任意の方向に回転させる。第１及び第２の支持パッド２５，２６は、この動きに適応すべく、それらに対応する球面２３，２４と共に動く。さらに、第２の射出ユニット５２がレール５４に沿って動く間に、可撓性のパッド７０から７２は、かかる動きによって引き起こされる、あらゆる整列誤差を吸収する。
【００４３】
本発明による有利な特徴には、ホットランナー延長部を分配ブロックの結合部に自己整列式に密封する特徴が含まれる。従って、本発明は明確に、射出成形機における自己整列式の関節結合部を提供する。
【００４４】
従って、開示された自己整列式の関節型の射出成形結合部の方法及び装置によれば、ランナー装置への総合的な応力を減少させつつ、可動なモールドの構成要素において、射出ユニットとホットランナー装置との間にて溶融物を送ることができる
【００４５】
添付図面に概要を示し又はブロックによって示した個々の構成要素は、射出成形の当業界において、すべて周知のものであるから、それらの特定の構造及び動作は、本発明を実施する動作又はベストモードにおいて重要なことではない。
【００４６】
本発明について、好ましい実施形態であると現在考えられるものに関連して説明したけれども、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。反対に、本発明は、特許請求の範囲の範囲内に含まれる、様々な変形例及び均等物の構成を包含することを意図している。そうしたすべての変形例及び均等物の構造及び機能を包含するために、特許請求の範囲の領域は、最も広義に解釈されたものに一致する。
【００４７】
上述したすべての米国及び国際特許文献は、参照によって、発明の詳細な説明に引用される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の好ましい実施形態による、多材料の射出成形機を示した模式的な平面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による、多材料の射出成形機を示した斜視図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による、関節ジョイントの位置を示した拡大斜視図である。
【図４】図１の好ましい実施形態における、ホットランナーと射出ユニットとの結合部組立体を示した模式的な平面図である。
【図５】図１の好ましい実施形態による、分配ブロックとホットランナー延長部とを示した断面図である。
【図６】図１の好ましい実施形態による、分配ブロックとホットランナー延長部とを示した斜視図である。
【図７】図１の好ましい実施形態による、分配ブロックを示した端面図である。
【図８】図１の好ましい実施形態による、第２の射出ユニット取付部を示した分解斜視図である。
【図１】
2008515684.tif 000003
【図２】
2008515684.tif 000004
【図３】
2008515684.tif 000005
【図４】
2008515684.tif 000006
【図５】
2008515684.tif 000007
【図６】
2008515684.tif 000008
【図７】
2008515684.tif 000009
【図８】
2008515684.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月9日(2006.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形用のホットランナー装置（５２，５３）であって、
可動キャリア（５３）に取り付けられるホットランナー（２１，２２）と、
該ホットランナー（２１，２２）に選択的に取り付け可能な射出ユニット（５２）と、
該ホットランナー（２２）と共に配置される関節ジョイント（２００）であって、両者の間の動きを許容するような関節ジョイント（２００）とを備え、
該関節ジョイント（２００）
使用時に、溶融物をホットランナー（２１，２２）に提供するように構成される溶融物通路（２０２）と、
第１の凹面パッド（２６）に接触している第１の球面（２４）と、
第２の凹面パッド（２５）に接触している第２の球面（２３）とを備え、
前記球面のうちの一方の球面（２３，２４）は、該ホットランナー（２１，２２）に結合されるようになっていて、前記両凹面パッド（２５，２６）は射出ユニット（３２，５２）に結合されるようになっていて、
前記射出ユニット（５２）は、レール（５４）に対して動くようになっていて、複数の可撓性のパッド（７９，７１，７２）は、
（ｉ）前記射出ユニット（５２）とレール（５４）との間に配置され、かつ
（ｉｉ）加熱された構成要素の熱膨張及び／又は不正確なセットアップ／水平調整に起因する整列誤差によって引き起こされる前記射出ユニット（５２）とレール（５４）との過負荷及び損傷を防ぐことを特徴とする射出成形用のホットランナー装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形用のホットランナー装置であって、
該装置はさらに、射出ユニット（５２）と関節ジョイント（２００）との間に結合されてなる分配ブロック（２０）を備えていることを特徴とするホットランナー装置。
【請求項３】
請求項２に記載の射出成形用のホットランナー装置であって、
前記分配ブロック（２０）は前記射出ユニット（５２）にボルト締めされ、前記関節ジョイント（２００）はホットランナー（２１，２２）にボルト（２９）締めされていることを特徴とするホットランナー装置。
【請求項４】
請求項３に記載の射出成形用のホットランナー装置であって、
前記分配ブロック（２０）は、その内部に、射出ユニット（３２，５２）と連通してなる溶融物通路（３３）を有し、該第１の凹面パッド（２６）は前記分配ブロック（２０）に結合され、該第１の凹面パッド（２６）は、その内部に、分配ブロックの溶融物通路（３３）と関節ジョイントの溶融物通路（２０２）との両方に連通する溶融物通路（３１）を有していることを特徴とするホットランナー装置。
【請求項５】
請求項４に記載の射出成形用のホットランナー装置であって、該装置はさらに、第１および第２の凹面パッド（２５，２６）を、第１および第２の球面（２３，２４）に対してそれぞれ押圧すべく構成されてなる構造部（２７，２８，３０）を備えていることを特徴とするホットランナー装置。
【請求項６】
請求項５に記載の射出成形用のホットランナー装置であって、前記構造部は、前記分配ブロック（２０）の端部に結合されたバネ装置（３０）を備えていることを特徴とするホットランナー装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された射出成形装置及び方法に関し、自己整列式の関節ジョイントによって、可動なモールドの構成要素における射出ユニットとランナー装置との間にて溶融材料を送り、もって、加熱された構成要素の熱膨張や、射出成形の周辺条件に起因する、射出ユニットと例えばホットランナー装置との間のわずかな動きに適合するものである。
【背景技術】
【０００２】
ある種の射出成形の用途においては、モールド成形される材料は、例えば射出ユニットとホットランナー装置との間の境界にある部品を切り離すことなどによって、モールド成形工程中に酸素に曝されると、所望の特性を喪失する。その結果、これらの用途においては、モールドのキャビティに材料を分配中の、モールドのホットランナー装置に対して連続的に密封されるような、材料を可塑化する、射出成形機の射出ユニットを求める要望がある。また、モールド成形サイクルにおけるモールドの移動部分の全体にわたって、射出ユニットは、モールド又は機械の可動部分（材料供給ポートを含む）に直接結合されて密封されたままに維持されることが望ましい。このことが特に真実であると言えるのは、射出ユニットのひとつが、モールドの可動な部分と共に動くような、ある種の多材料の射出成形の用途である。こうした動きは、振動や、熱サイクル、金属疲労などの射出成形の周辺条件と一緒になって、射出ユニットとホットランナー装置との間の境界に損傷を引き起こし、高圧下にある溶融物の漏れにつながる。理解できるだろうが、ホットランナーは、（機械的負荷及び熱負荷の両方の観点から）高度に応力を受ける構成要素であって、ホットランナーが偏向し又は撓むと、特に溶融物の漏れに関連した、装置の問題点を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
リーズによる特許文献１と、シャドによる特許文献２とはいずれも、多材料用のタレット式の射出成形機を開示しており、これらの装置は、それらの２つの射出ユニットのうちのひとつを、機械の可動なプラテンに取り付けられ、従来のシールノズル／ブッシュの境界を用いて、可動なプラテンに取り付けられた、モールドのかかる部分に直接的に結合されている。ノズルは、可動なプラテンの頂部に取り付けられてこれと共に移動する射出ユニットのおかげで、モールド成形サイクルの全期間にわたって、モールドの供給ポートに密封されて結合されたままに維持される。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，２４３，３６２号明細書
【０００５】
【特許文献２】米国特許第４，４４４，７１１号明細書
【０００６】
ショウイチによる特許文献３は、２つの射出ユニットを有する多材料用の射出成形機を開示しており、射出ユニットは、ノズルを介して、ホットランナーに結合され、ホットランナーは中間の可動なプラテンの内部に設けられる。モールド成形サイクルの全体にわたって、射出ユニットがホットランナーに密封されたままに維持されることについては、まったく開示がない。しかしながら、図面から推論すると、モールド成形サイクルの全体にわたって、射出ユニットが密封された結合部を維持しないならば、射出ユニットは、モールドを開くとき、可動なプラテンの動きを許容すべく、充分なクラアランスが提供されるように、ホットランナーとのシール係合から出入りしなければならない。
【０００７】
【特許文献３】特開昭６１―１２１９１２号公報
【０００８】
リビによる特許文献４が開示している射出ユニットは、モールド上に取り付けられ、モールド成形サイクルの全体にわたって、モールドの供給ポートへの密封された結合部を維持する。
【０００９】
【特許文献４】国際公開第ＷＯ９９／３６２４４号パンフレット
【００１０】
シュウェットによる特許文献５が開示している射出成形機は、摺動可能に並んでクランプ機構に対して平行に取り付けられた単一の射出ユニットを有していて、クランプ機構は、シリンダによって、モールドの供給ポートに着脱可能に密封され、シリンダは、モールド成形サイクルの全体にわたって、密封された関係を維持する。シリンダは、射出ユニットをモールドの供給ポートから切り離し、射出ユニットをパージのための特殊な位置へと再配置する。射出ユニットのシールの特徴や、自己整列の特徴についてはなんらの開示もない。
【００１１】
【特許文献５】国際公開第ＷＯ０２／２２３４０号パンフレット
【００１２】
ゴードンによる米国特許文献６が開示している射出成形機は、マニホールドにピボット式に取り付けられてなる複数のノズルを備えている。それぞれのノズル本体は、マニホールドに球形状の取付部を具備し、マニホールドとの整列に関して、それがピボットすることを許容している。バネを用いて、ノズルをモールドとの境界に向けて押圧する。残念ながら、様々な動作温度にて、構成要素の熱膨張の量が異なるため、球面と溶融物通路との境界において、材料の漏れや可動部品の焼き付きの可能性がある。
【００１３】
【特許文献６】米国特許第３，７１８，１６６号明細書
【００１４】
シュミットによる特許文献７が開示しているピボット可能なホットランナーノズルは、モールドのキャビティ面に対して整列されるように回転式に向けられる一方、ホットランナーマニホールドへの密封された結合を維持する。いったん、ノズルが手作業で整列されたならば、ノズルは所定位置にクランプされ、ノズルはもはや構成要素のあらゆるその後の動きによって再整列されることがない。
【００１５】
【特許文献７】米国特許第４，７０２，６８９号明細書
【００１６】
タカダによる特許文献８が開示している成形機のノズルへのホットランナー結合部は、回転可能な結合部を有していて、これに溶融物通路が通っている。
【００１７】
【特許文献８】米国特許第５，５４０，５８０号明細書
【００１８】
シャッドによる特許文献９は、モールドシステムバネ駆動のピボットノズルチップアダプタインターフェースを開示している。特許文献９におけるマルチモールド環境は、はっきりと識別できるホットランナーと、可動なモールドキャリアとが、可塑化ユニットからの溶融チャンネルで、循環的に結合され、（さまざまな長さのスプルーバーを介して）整列される。ノズルチップの相補的な凹凸上面とアダプタとが、システムに戻り位置誤差公差を保障し、結果として溶融チャンネルとスプルーバーの誤整合を回動／球面インターフェースにおいて補償する。
【００１９】
【特許文献９】米国特許第５，５２２，７２０号明細書
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の観点によれば、射出成形用のホットランナー装置であって、可動キャリアに取り付けられるホットランナーと、該ホットランナーに選択的に取り付け可能な射出ユニットと、該ホットランナーと共に配置される関節ジョイントであって、両者の間の動きを許容するような関節ジョイントとを備え、該関節ジョイント、使用時に、溶融物をホットランナーに提供するように構成される溶融物通路と、第１の凹面パッドに接触している第１の球面と、第２の凹面パッドに接触している第２の球面とを備え、前記球面のうちの一方の球面は、該ホットランナーに結合されるようになっていて、前記両凹面パッドは射出ユニットに結合されるようになっていて、前記射出ユニットは、レールに対して動くようになっていて、複数の可撓性のパッドは、（ｉ）前記射出ユニットとレールとの間に配置され、かつ（ｉｉ）加熱された構成要素の熱膨張及び／又は不正確なセットアップ／水平調整に起因する整列誤差によって引き起こされる前記射出ユニットとレールとの過負荷及び損傷を防ぐことを特徴とする射出成形用のホットランナー装置を提供するものである。
【００２１】
本発明は、有利には、可動なモールドの構成要素において、射出ユニットとホットランナー装置との間にて溶融物を伝えるような、自己整列関節式の射出成形結合部を提供する。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、モールド成形サイクルにおけるモールドの移動部分の全体にわたって、可動なモールド部分のホットランナー装置に確実に密封されたままに維持されるような射出ユニットが有益に提供される。さらに、本発明の構成は、据え付け、維持、及び保守が容易であることを意味する。
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態における好ましい特徴について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明のいくつかの実施形態に関して説明するが、かかる実施形態は、異なる２つのランナー装置、特にホットランナー装置を介して、２つの異なるプラスチックの溶融物をモールドに注入するような、プラスチックの射出成形機である。第２の射出ユニットは、モールドの可動部分に取り付けられ、動作環境全体にわたって良好なシールを維持する改良された関節結合部を介して、第２のプラスチック溶融物を供給される。しかしながら、本発明は、関節結合部を介して溶融物を提供可能なことによって利益が得られるような、あらゆる射出成形工程（チキソモールディングや、射出吹き込み成形、及び射出圧縮成形など）に適用可能である。
【００２５】
図１乃至図３は、本発明の好ましい実施形態による、多材料の射出成形機を示した模式的な斜視図である。射出成形機は、クランプユニット５０と、第１の射出ユニット５１と、第２の射出ユニット５２とを備えている。第２の射出ユニット５２は、分配ブロック２０にボルト締めされ、分配ブロック２０はホットランナー２２にボルト締めされ、ホットランナー２２は、移動プラテン５３に取り付けられている。ホットランナー２２は、実際には、図４に示したインシュレーターブロック２０６から２１２によって所定位置に保持されることを理解されたい。
【００２６】
図２及び図８に示すように、第２の射出ユニット５２は、キャリッジ組立体７６に取り付けられ、キャリッジ組立体７６は、直動ベアリング７５（この事例では合計４個）に載ったサブプレート７３を具備している。直動ベアリング７５は、直線レール５４に取り付けられ、直線レール５４は、第２の射出ユニットのベース５５に取り付けられている。移動プラテン５３が、モールドを開いた位置（図１に示される）から、モールドを閉じた位置へと移動すると、移動プラテンは、これに沿って、第２の射出ユニット５２を移動させる。第２の射出ユニットについて、モールドが閉じた位置は、図１の符号５６にて示している。従って、第２の射出ユニット５２と、分配ブロック２０と、ホットランナー２２との間の結合部は、これらの移動力を伝達できるように充分に頑丈でなければならず、一方、熱膨張や、整列誤差によって生じることのある、移動プラテン５３の軌道と直線レール５４との間の整列のあらゆる変動に適合できなければならない。移動プラテン５３の大きな質量が運動（及び加速及び減速）すると、クランプユニット５０のベースに歪を引き起こし、かかる歪は、分配ブロック２０と、第２の射出ユニット５２及びホットランナー２２の両方との間の結合部に、多軸的な運動を生じさせる。
【００２７】
図８は、可撓性のパッド７０，７１および７２（代表的には略矩形である配列に構成される）を示していて、これらのパッドは、サブプレート７３と、第２の射出ユニット５２の底面７４との間に配置され、第２の射出ユニット５２と可動プラテン５３（ホットランナー２２を収容している。）との間の位置及び整列の小さな変動に適合し、それにより、第２の射出ユニットのキャリッジ組立体７６と、直線レール５４と、ホットランナーへの結合部とに加わる応力及び摩耗を最小化する。言い換えれば、可撓性のパッド７０から７２は、第２の射出ユニットのベース５５に対して、第２の射出ユニット５２の位置の動的な調整を支持し、もって、構成要素の動きによって生じる機械的な応力を緩和する。従って、可撓性のパッド７０から７２は、第２の射出ユニットの動きによって引き起こされる衝撃及び振動を吸収する。
【００２８】
望ましくは、それぞれの可撓性のパッドは、ポリウレタンから作られている。もちろん、他の材料を使用しても良く、それらには、あらゆるゴムや、あらゆる可撓性のプラスチック材料、又は任意の種類の鋼バネによる結合部が含まれる。可撓性のパッド７０から７２の構成と全体的なサイズは、射出ユニットの全体的な寸法に基づいて変化する。そうした可撓性のパッド７０から７２の代表的なサイズは、長さが約８５０ミリメートルで、幅が約６５ミリメートルで、厚みが約２５ミリメートルである。もちろん、１以上の可撓性のパッドに、任意の所望の構成を提供しても良い。この構造については、より詳細に、２００４年１０月１５日に出願された、発明の名称を「射出成形用の結合装置及び結合方法("INJECTION MOLDING COUPLING APPARATUS AND METHOD OF COUPLING")」とする、係属中の米国特許第１０／９６６，７１０号（参照番号は、Ｈ−８１９−０−ＵＳ）、及びこれに続いて出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＣＡ２００５／００１４１６号に開示されている。
【００２９】
図４乃至図７は、可動な関節式の密封された結合部２００を用いて、ホットランナー２２の端部に結合されてなる、分配ブロック２０を示している。分配ブロック２０は、溶融物通路３３を具備していて、この溶融物通路は、使用時に、プラスチック溶融物を、第２の射出ユニット５２からランナー装置２２へと伝える。望ましくは、可動な密封された結合部２００は、ホットランナー延長部２１を備えている。ホットランナー延長部２１は、ボルト２９を用いて、ホットランナー２２に固定されているけれども、ホットランナー２２と一体的に形成しても良く、その選択は、製造上の好みや、生産コスト、及び内部に配置される通路のための機械加工的な能力に従う。ホットランナー延長部２１は、ホットランナー延長部の溶融物通路２０２を具備していて、この溶融物通路は、ホットランナー及び分配ブロック２０に設けた溶融物通路に結合及び整列される。望ましくは、不可欠ではないけれども、ホットランナー延長部２１は、別個の部品として形成される。
【００３０】
ホットランナー延長部２１は、対向する球面２３，２４を有している。好ましい実施形態においては、これらの球面２３，２４は共に凸面であるけれども、これらは両方とも凹面であっても良い。同じく、片方の球面が凹面で、他方が凸面であっても良い。これらの球面２３，２４は、相補的な形状を有してなる第１及び第２の支持パッド２５，２６に合致するように構成されており、それにより、開いたボールとソケットタイプの境界をなしている。言い換えれば、ホットランナー延長部２１が凸面の球面を有するならば、第１及び第２の支持パッドは相補的な凹面を有する。支持パッド２５，２６は、ホットランナー延長部の両側に配置され、特に、キャップ２７（ネジ２８を用いて分配ブロック２０に例えばボルト締めされて結合されている。）と分配ブロック２０との間に配置される。
【００３１】
望ましくは、それぞれの凹面支持パッド２５，２６は、Ｈ１３の鋼から作られるけれども、例えばセラミックや、任意の鋼、又は銅合金などの、他の材料及び構成を提供しても良い。支持パッド２５，２６の寸法は、射出ユニット及びランナー装置の全体的なサイズに従って変化するけれども、代表的なサイズは、直径が約８０ミリメートルで、厚みが約４０ミリメートルである。
【００３２】
ホットランナー延長部２１の球面２４と分配ブロック２０との境界をなしている第１の支持パッド２６について見ると、この第１の支持パッド２６は、パッドの溶融物通路３１を有していて、この溶融物通路は、分配ブロック２０の溶融物通路３３及びホットランナー延長部の通路２０２との両方に対して整列されて境界をなしている。
【００３３】
この第１の支持パッド２６を分配ブロック２０に結合させるには多数のやり方があり、それらには、パッド２６を分配ブロック２０にボルトで締めつける、または、分配ブロック２０の表面に支持パッド２６を着座させることが含まれる。変形例としては、第１の支持パッドを分配ブロック２０に連結するには、ボア孔（第１の支持パッド２６と分配ブロック２０とが当接している表面に設ける。）と、圧縮状態にてボア孔の内部に保持される相互結合管との組合せを用いても良い。「薄い」壁の管は、ボア孔に比べて長い全長を有し、両端に（圧縮状態の）薄い壁のシールを備え、溶融物通路３３とホットランナー延長部の溶融物通路２０２との間にて溶融物通路を連結する。他の着座機構には、円筒形の境界部分など、他の可撓性の結合部の使用が含まれる。さらに他の結合技術には、ボルト締めや、構成要素をインターロックするように作用する、機械加工された段差の使用が含まれる。好ましくはないけれども、第１の支持パッド２６を分配ブロック２０に対して、圧縮荷重の下で、保持させることも可能である。そうした異なった結合機構は、当業者によって、明確に認識されるだろう。
【００３４】
第１の支持パッド２６と、ホットランナー延長部２１とは、連通して互いに当接しているけれども、それにもかかわらず、両者は、この境界面において相対的な摺動運動を受けることができる。特に、相補的ではあるが合致した球面のために、相対的な摺動は制御され及び存立可能である。
【００３５】
ホットランナー延長部の通路２０２と、パッドの溶融物通路３１との間に効果的なシールを得るために、第２の支持パッド２５を使用して、ホットランナー延長部２１を第１の支持パッド２６に対してサンドイッチにする。より詳しくは、キャップ２７は分配ブロック２０に結合されているので、キャップ２７と、第２の支持パッド２５の後面との間にバネパック３０を含むことで、第１の支持パッド２６とホットランナー延長部２１との間の球面の境界部に、能動的なシール力が生み出される（パッドの溶融物通路３１とホットランナー延長部の通路２０２との間の境界の領域に特に作用する。）。
【００３６】
言い換えれば、凹面パッド２５が、凹面パッド２６に対してホットランナー延長部２１を押圧するようにバネパック３０が配置され、それにより、（凹面パッド２６を通り抜けている）凹面パッドの溶融物通路３１の境界に良好なシールを維持する。従って、使用時には、溶融材料は、射出ユニットのバレルヘッド３２から、分配ブロックの溶融物通路３３を通り、凹面パッドの溶融物通路３１を通り、ホットランナー延長部の溶融物通路２０２を通り、ホットランナーの溶融物通路２０４に流入する。
【００３７】
従って、すべての事例において、ホットランナー２２と射出ユニットのバレルヘッド３２との間には、可動だが、密封可能な結合部が提供される。結合部は、分配ブロックに、ホットランナー延長部２１に対するユニバーサルな軸線運動を提供し、分配ブロック２０をホットランナーから切り離して、（特に第２の射出ユニット５２からの）動きや偏向に起因する応力が、ホットランナー２２に伝わらないことを確保する。言い換えれば、ホットランナー延長部２１と（分配ブロック２０との境界をなす）第１の支持パッド２６との間の球面の結合に浮動的な性質があるために、圧縮シール環境を通る、相互に結合された溶融物通路に、（あらゆる方向について）概略の軸方向の整列を保証する。より詳しくは、第２の射出ユニット５２は、可撓性のパッド７０から７２を介して、第２の射出ユニットのベースユニット５５に結合されていることから、また、第２の射出ユニットのバレルは、比較的長くて、バレルヘッド３２は、射出ユニットの底面７４から離れた端部にて（図８参照）、分配ブロック２０に取り付けられていることから、射出ユニットのあらゆる不都合な動きは、第１の支持パッド２６とホットランナー延長部２１との合致する球面によって実現された密封面に対して、比較的わずかの衝撃しか与えることがない。その結果、可動に密封された結合部２００は、ホットランナー２２を介して伝えられるであろう、応力を排除する。
【００３８】
両方の支持パッド２５，２６は、それぞれの座部にボルト締めされるか、または、単に、バネパック３０からの圧縮力によって保持される。
【００３９】
望ましくは、それぞれの球面２３，２４は、Ｈ１３の鋼から作られている。球面２３，２４は、代表的に、半球形状を有し、そのサイズは、全体的な成形機のサイズ、すなわち、型締トン数に依存する。代表的な球面の直径は、約１２０ミリメートルであり、支持パッドの球面は、これに対して相補的である。
【００４０】
望ましくは、分配ブロック２０は一般に、第２の射出ユニット５２とは別個の部品として（一体的な延長部としてではなく）製造されるが、というのは、そうすれば、分配ブロック２０は、例えば、独立した表面硬化処理を受けられるためである。ひとつの実施形態においては、分配ブロック２０は、ホットランナー延長部２１を収容して配置するようにデザインされてなる首部延長部を具備しており、首部延長部は、ホットランナー延長部２１の下方へ延びて、キャップ及び第２の支持パッド２５を首部延長部に直接取り付けられるようになっている（図４に示す）。
【００４１】
分配ブロック２０には、３ポジションの遮断バルブプランジャー３４が取り付けられ、プランジャーの位置に応じて、材料を、（ｉ）バルブに通過させ、（ｉｉ）バルブによって遮断し、または、（ｉｉｉ）パージ通路３５に導く、ように構成されている。図５を参照のこと。３ポジションの遮断バルブ組立体については、２００４年１０月１５日に出願された、発明の名称を「射出成形用の三方遮断バルブ及び方法("INJECTION MOLDING THREE-WAY SHUT OFF VALVE AND METHOD")」とする、係属中の米国特許出願第１０／９６６７１５号（参照番号は、Ｈ−８１１−０−ＵＳ）、及びこれに続いて出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＣＡ２００５／００１５０４号に開示されている。図３には、三方遮断バルブ３４を制御するための、第１のピストン８０の第１のシリンダ８１のハウジングを示している。
【００４２】
分配ブロック２０は、従来の管状ヒータ３６などによって加熱される。分配ブロック２０は、射出ユニットのバレルヘッド３２にボルト締めされ、射出ユニットのバレルヘッド３２とホットランナー２２との間の幾何学的な関係の変動（熱膨張や、成形機の開閉ストローク中の動きによって引き起こされる）には、ホットランナー延長部との境界にある球面２３，２４と支持パッド２５，２６との間の密封結合によって適応する。
［好ましい実施形態の動作］
動作に際しては、第２の射出ユニット５２が可動プラテン５３と一緒に動くと、射出ユニットのバレルヘッド３２とホットランナー２２との間の、（関節式の）可動な密封された結合部２００がわずかに動いて、分配ブロック２０をホットランナー２２に対して任意の方向に回転させる。第１及び第２の支持パッド２５，２６は、この動きに適応すべく、それらに対応する球面２３，２４と共に動く。さらに、第２の射出ユニット５２がレール５４に沿って動く間に、可撓性のパッド７０から７２は、かかる動きによって引き起こされる、あらゆる整列誤差を吸収する。
【００４３】
本発明による有利な特徴には、ホットランナー延長部を分配ブロックの結合部に自己整列式に密封する特徴が含まれる。従って、本発明は明確に、射出成形機における自己整列式の関節結合部を提供する。
【００４４】
従って、開示された自己整列式の関節型の射出成形結合部の方法及び装置によれば、ランナー装置への総合的な応力を減少させつつ、可動なモールドの構成要素において、射出ユニットとホットランナー装置との間にて溶融物を送ることができる
【００４５】
添付図面に概要を示し又はブロックによって示した個々の構成要素は、射出成形の当業界において、すべて周知のものであるから、それらの特定の構造及び動作は、本発明を実施する動作又はベストモードにおいて重要なことではない。
【００４６】
本発明について、好ましい実施形態であると現在考えられるものに関連して説明したけれども、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。反対に、本発明は、特許請求の範囲の範囲内に含まれる、様々な変形例及び均等物の構成を包含することを意図している。そうしたすべての変形例及び均等物の構造及び機能を包含するために、特許請求の範囲の領域は、最も広義に解釈されたものに一致する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の好ましい実施形態による、多材料の射出成形機を示した模式的な平面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による、多材料の射出成形機を示した斜視図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による、関節ジョイントの位置を示した拡大斜視図である。
【図４】図１の好ましい実施形態における、ホットランナーと射出ユニットとの結合部組立体を示した模式的な平面図である。
【図５】図１の好ましい実施形態による、分配ブロックとホットランナー延長部とを示した断面図である。
【図６】図１の好ましい実施形態による、分配ブロックとホットランナー延長部とを示した斜視図である。
【図７】図１の好ましい実施形態による、分配ブロックを示した端面図である。
【図８】図１の好ましい実施形態による、第２の射出ユニット取付部を示した分解斜視図である。
【国際調査報告】
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