(57)【要約】様々な実施形態は、圧縮または射出成形アセンブリ内の金型を冷却するための方法および装置を提供し、それによって、サイクリング速度および効率の向上を可能にする。実施形態は、冷却剤流体を、成形アセンブリのコアの周りの冷却リングの内外に輸送する冷却剤流路を含む。冷却剤流体は、冷却リング内で、いくつかのチャネルに分けることができる。冷却流路は、冷却剤の流れを調整するように構成された容積または断面積の変化を伴う連続した段階を含んでいてもよい。
2014517783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中心コアインレットおよび複数の中心コアアウトレットを含む中心コアと、
前記中心コアの周りに配置され、複数の内部溝と、複数の横断チャネルと、複数の弓形溝と、複数の外側溝と、を含む冷却リングと、
前記冷却リングの周りに配置されたねじコアと、を有し、
前記中心コア、前記冷却リングおよび前記ねじコアは、
冷却剤が通って前記複数の中心コアインレットに流入し、
前記複数の内部溝と前記中心コアとによって境界をつけられた複数の内部チャネルを通り、
前記複数の横断チャネルを通り、
前記複数の弓形溝と前記ねじコアとによって境界をつけられた複数の弓形チャネルを通り、
前記複数の外側溝と前記ねじコアとによって境界をつけられた複数の外側チャネルを通り、
前記複数の中心コアアウトレットを通って流れる流体冷却剤流路を規定するように構成される
ことを特徴とするプラスチック材料を成形するための成形装置。
【請求項２】
前記中心コアに結合され、バブラーインレットおよびバブラーアウトレットを含むバブラーをさらに有し、
前記バブラーは、冷却剤が前記中心コアインレットを通って前記バブラーインレットに流入するように、前記流体冷却剤流路をさらに規定するように構成され、
前記バブラーは、冷却剤が前記中心コアアウトレットから前記バブラーアウトレットを通って流出するように前記流体冷却剤流路をさらに規定するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記中心コア、前記冷却リングおよび前記ねじコアは、前記冷却剤の流れを制御するように構成された断面積を有する前記流体冷却剤流路を規定するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記中心コアは、前記バブラーインレットよりも大きな複合断面積を有する前記複数の中心コアを規定するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記中心コアおよび前記冷却リングは、前記バブラーインレットよりも小さな複合断面積を有する前記複数の内部チャネルを規定するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の成形装置。
【請求項６】
前記ねじコアおよび前記冷却リングは、前記複数の内部チャネルよりも小さな複合断面積を有する前記複数の外側チャネルを規定するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の成形装置。
【請求項７】
前記中心コアは、キャップを成形するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の成形装置。
【請求項８】
前記ねじコアは雄ねじを含むことを特徴とする請求項７に記載の成形装置。
【請求項９】
前記冷却リングは、成形動作中に、前記プラスチック材料に直接接触するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の成形装置。
【請求項１０】
前記成形装置は射出成形装置であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項１１】
前記成形装置は圧縮成形装置であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項１２】
流体冷却剤を有し、バブラーと、中心コアと、冷却リングと、ねじコアを含む成形装置を冷却する方法であって、
前記流体冷却剤を、前記バブラーのバブラーインレットに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記バブラーから前記中心コアの複数の中心コアインレットに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記中心コアインレットから、前記冷却リングの複数の内部チャネルと前記中心コアとによって境界をつけられた複数の内部チャネルに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記複数の内部チャネルから、前記冷却リングの複数の横断チャネルに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記複数の横断チャネルから、前記冷却リングの複数の弓形溝と前記ねじコアとによって境界をつけられた複数の弓形チャネルに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記複数の弓形チャネルから、前記冷却リングの外側溝と前記ねじコアとによって規定された複数の長手方向に流れるチャネルに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記複数の長手方向に流れるチャネルから、前記中心コアの複数の中心コアアウトレットに誘導し、
前記流体冷却剤を、前記複数の中心コアアウトレットから、前記バブラーのバブラーアウトレットに誘導し、前記成形装置の外部へ誘導することを特徴とする成形装置冷却方法。
【請求項１３】
バブラーと、
中心コアと、
冷却リングと、
ねじコアと、
流体冷却剤を前記中心コアに導くための手段と、
前記流体冷却剤を前記中心コアと前記冷却リングとの間に導くための手段と、
前記冷却リングを介して前記流体冷却剤を導くための手段と、
前記流体冷却剤を、前記冷却リングと前記ねじコアとの間に導くための手段と、
前記中心コアを介して前記流体冷却剤を外部へ導くための手段と、を備えることを特徴とするプラスチック材料を成形するための成形装置。
【請求項１４】
バブラーを介して前記流体冷却剤を内部へ導くための手段と、
前記バブラーを介して前記流体冷却剤を外部へ導くための手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記中心コアを介して流体冷却剤を内部へ導くための手段は、バブラーを介して前記流体冷却剤を内部へ導くための手段よりも大きな複合断面積を有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記流体冷却剤を前記中心コアと冷却リングとの間に導くための手段は、バブラーを介して前記流体冷却剤を内部へ導くための手段よりも小さな複合断面積を有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記流体冷却剤を前記冷却リングと前記ねじコアとの間に導くための手段は、前記流体冷却剤を前記中心コアと冷却リングとの間に導くための手段よりも小さな複合断面積を有することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記中心コアは、キャップを成形するように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ねじコアは雄ねじを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記冷却リングは、成形動作中に、前記プラスチック材料に直接接触するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記成形装置は射出成形装置であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記成形装置は圧縮成形装置であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
圧縮成形（Compression molding）は、種々のプラスチックから成形品（producing molded object）を作り出すための公知の製造プロセスである。プラスチック材料は、開けられた金型キャビティ（open mold cavity）内に入れられる。そして、プラグまたは他の型締め部材（forcing member）が金型を閉じ、材料を圧縮して金型キャビティの形状に広がらせる。そして、金型を開いて、パーツを取り出す。通常、プラスチック材料は、成形のためにプラスチック材料をより軟らかくするため、多くの場合、その融点以上の温度に予備加熱される。一旦、プラスチック材料が圧縮されて、金型キャビティの形になると、成形されたプラスチックは取り出され、このサイクルが繰り返される。このプロセスは、大量の成形品を迅速に作るために頻繁に繰り返されてもよい。この動作の高速化を可能にするために、金型を能動的に冷却してもよい。
【発明の概要】
【０００２】
様々な実施形態のアセンブリ（assembly）は、プラスチック材料を成形するための圧縮成形（compression molding）または射出成形（injection molding）を含み、アセンブリは複数の段階（stage）を含む冷却流路（coolant flow path）を備えており、複数の段階のうちの少なくとも１つは、他の段階よりも大きな複合断面積（combined cross sectional area）を有し、冷却流路は、圧縮または射出成形アセンブリの中心コア（center core）を冷却するように構成されている。
【０００３】
さらに、実施形態は、プラスチック材料を成形するための圧縮または射出成形装置を含み、該装置は、バブラーインレット（bubbler inlet）およびバブラーアウトレット（bubbler outlet）を備えたバブラーと、複数の中心コアインレット（center core inlet）および複数の中心コアアウトレット（center core outlet）を有し、バブラーの端部に配置された中心コア（center core）と、複数の内部溝（internal groove）を有し、中心コアの周りに配置された冷却リング（cooling ring）と、複数の横断チャネル（traversing channel）と、複数の弓形溝（arcuate groove）と、複数の外側溝（external groove）と、該冷却リングの周りに配置されたねじコア（thread core）とを含み、バブラー、中心コア、冷却リングおよびねじコアは、流体冷却剤（fluid coolant）が、バブラー入力と、複数の中心コアインレットと、複数の内部溝と中心コアとによって境界をつけられた複数の内部チャネルと、複数の横断チャネルと、複数の弓形溝とねじコアとによって境界をつけられた複数の弓形チャネル（arcuate channel）と、複数の外側溝とねじコアとによって境界をつけられた複数の外側チャネル（external channel）と、複数の中心コアアウトレットと、バブラーアウトレットとを通って流れるように構成される。
【０００４】
さらなる実施形態は、流体冷却剤を有する圧縮または射出成形装置を冷却するための方法を含み、圧縮または射出成形装置は、バブラーと、中心コアと、冷却リングと、ねじコアとを含んでいる。該方法は、流体冷却剤をバブラーのバブラーインレットに誘導し、流体冷却剤を中心コアの複数の中心コアインレットに誘導し、流体冷却剤を冷却リングの複数の内部チャネルと中心コアとによって境界をつけられた複数の内部チャネルに誘導し、流体冷却剤を冷却リングの複数の横断チャネルに誘導し、流体冷却剤を冷却リングの複数の弓形溝とねじコアとによって境界をつけられた複数の弓形チャネルに誘導し、流体冷却剤を冷却リングの複数の外側溝に誘導し、流体冷却剤を中心コアの複数の中心コアアウトレットに誘導し、流体冷却剤をバブラーのバブラーアウトレットに誘導することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本願明細書に組み入れられ、この明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の例示的な実施形態を説明するものである。また、上記の概略的な説明および下記の詳細な説明とともに、本発明の特徴を説明するのに役に立つものである。
【０００６】
【図１Ａ】キャビティスタック内への冷却剤流路を示すキャビティスタックの断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのキャビティスタック内の冷却剤流路の拡大図である。
【図２】底部から見た冷却リングの斜視図である。
【図３】上部から見た冷却リングの斜視図である。
【図４】キャビティスタックの外部の冷却剤流路を示すために３０度回転された図１Ａのキャビティスタックの断面図である。
【図５】キャビティスタック内への冷却剤流路を示す、プラグシールのないキャップを形成するためのキャビティスタックの断面図である。
【図６】キャビティスタックの外部の冷却剤流路を示すために３０度回転された図５のキャビティスタックの断面図である。
【図７】圧縮または射出成形装置を冷却するための実施形態の方法のプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本出願は、２０１１年５月２４日に出願された米国特許出願第１３／１１４，３２７号および２０１１年１０月１９日に出願された米国特許出願第１３／２７７，０２２号に対する優先権を主張する。これらの出願１３／１１４，３２７号および１３／２７７，０２２号は、参照によってそれらの全体を本願明細書に組み入れるものとする。
【０００８】
以下、本発明のアセンブリ、装置および方法について、本発明の実施形態が図示された添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、該アセンブリ、装置および方法は、様々な形態で具体化することができ、本願明細書に記載されている実施形態に限定するように解釈すべきではない。むしろ本発明の実施形態は、本開示が詳細かつ完全になるように提供されるものであり、本発明の範囲を当業者に伝えるように記載されている。同様の数字は、全体を通して同様の構成要素を指すものとする。
【０００９】
この説明において、「例示的な」という用語は、本願明細書において、「実施例、事例または実例として役に立つこと」を意味するのに用いられている。本願明細書において「例示的に」記載されている実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好適または有利なものとして解釈される必要はない。
【００１０】
様々な実施形態は、圧縮または射出成形アセンブリを冷却するための方法および装置を提供し、それによって、サイクリング速度および効率の向上を可能にする。実施形態は、冷却剤流体（例えば、水）が、成形アセンブリのコアの周りの冷却リングに流入し、流出する、金型アセンブリを通る冷却剤流路を備えている。冷却剤流路は、従来のデザインによりも効率的な熱伝達の実現と、金型アセンブリ内での熱プロファイルをより均一にするために、冷却リングの内部および周りで、いくつかのチャネルに分けることができる。冷却流路は、冷却剤の流れを調整するように構成された容積または断面積の変化を伴う連続した段階を含んでいてもよい。実施形態の方法および装置は、より少ない冷却剤流量で、生産率を向上させることができる。
【００１１】
図１Ａは、プラスチック製キャップを成形するために用いることのできる、実施形態の圧縮成形アセンブリ１００の断面図である。成形アセンブリ１００は、上部アセンブリ１０２と、ベースアセンブリ１０４を備えることができる。上部アセンブリ１０２は、ストリッパ（stripper）２９と、タンパーバンドコア（tamper band core）１３と、ねじコア１２と、冷却リング１１と、中心コア１０と、マンドレル（mandrel）３６とを含むことができる。
【００１２】
中心コア１０は、動作時に、プラスチック材料（図示せず）に接触して圧縮することができる。冷却リング１１は、中心コア１０の周りに構成される。ねじコア１２の第１の端部は、冷却リング１１の周りに構成される。ねじコア１２、冷却リング１１および中心コア１０は、全て図１Ａに示すような同心の中心軸とすることができる。
【００１３】
ねじコア１２の第２の端部は、マンドレル３６の周りに組み付けることができる。図１Ａに示す実施形態において、ねじコア１２は、キャップのタンパーバンドを形成するタンパーバンドコア１３内に配置されている。しかし、タンパーバンドコア１３は、任意のものであり、このコンポーネントがない実施形態を図５および図６を参照して以下で説明する。タンパーバンドコア１３は、キャップが形成された後、形成されたキャップを金型アセンブリ１００から押し出すストリッパ２９内に組み付けることができる。動作時に、ベースアセンブリ１０４は、２つのアセンブリ間の容積内でプラスチック材料を圧縮するために、上部アセンブリ１０２に対して相対的に移動することができる。
【００１４】
ベースアセンブリ１０４は、キャビティ底部３２を有するキャビティ３０を含むことができる。動作中、プラスチック材料はキャビティ３０内に投入され、上部アセンブリまたはベースアセンブリを相対的に動かすことによって圧縮することができる。典型的には、上部アセンブリ１０２はカルーセルにねじ込まれ、また、ベースアセンブリ１０４は上部アセンブリ１０２に対して昇降させるプレス機構（例えば、水圧ラム）に取り付けられる。圧縮されたプラスチック材料は、ベースアセンブリ１０４と上部アセンブリ１０２との間の金型キャビティ内の空間の形状となる。例えば、図１Ａのアセンブリ１００において、その圧縮されたプラスチック材料は、キャビティ３０とキャビティ底部３２の境界を満たす。
【００１５】
ベースアセンブリ１０４は、外側リング３１およびカバープレート３３を含むこともできる。ベースアセンブリ１０４は、アダプタ３４上に装着することができ、アダプタは、支持体またはプレス機構にねじ込むことができる。マシンナット（machine nut）３５は、外側リング３１にはめ合せ、ベースアセンブリ１０４を支持体またはプレス機構とともに保持するように機能するリップ（lip）を含むことができる。
【００１６】
図１Ａに示す上部金型アセンブリ１０２は、マンドレル３６内にバブラーチューブ１４およびエアチューブ１５を含むことができる。エアチューブ１５およびバブラーチューブ１４は、バブラーチューブ１４内にエアチューブ１５が配置され、マンドレル３６の長手方向軸を同心軸とすることができる。エアチューブ１５は、中心コア１０内のエアプラグ１６まで延ばすことができる。空気圧は、エアチューブ１５を介してエアプラグ１６内に印加することができる。動作中、エアプラグ１６によって誘導された空気は、例えば、成形されたプラスチック製キャップと上部アセンブリ１０２との間での真空状態の生成を防ぐことにより、成形されたキャップの中心コア１０からの射出を補助するのに用いることができる。
【００１７】
水またはその他の流体等の冷却剤は、バブラーインレット２１を介して供給することができる。バブラーインレットは、バブラーチューブ１４の内面と、エアチューブ１５の外面とによって規定される。バブラーチューブ１４は、冷却剤から出た空気やその他のガスを保持するように構成することができる。冷却剤は、バブラーインレット２１から複数の中心コアインレット２２へ流れることができる。多数の中心コアインレット２２は中心コア１０の内側の面によって規定される。動作中、冷却剤は、中心コアインレット２２から冷却リング１１に隣接し、中心コアの外面と冷却リング１１の内面の複数の溝とによって規定された内部チャネル２３に流れることができる。そして、冷却剤は、冷却リング１１の内面から外面へ径方向に伸びている複数の穴によって画成された横断チャネル（traversing channel）２４に流入することができる。冷却リング１１の内部チャネル２３および横断チャネル２４を形成する溝の配置を、図２および図３を参照して、以下でより詳細に説明する。
【００１８】
アセンブリ１００は、漏れおよび空気の浸入を防ぐようにいくつかの部材によって冷却材流路をシールするために、多数のＯリングシールを様々な部材間に含むことができる。例えば、図１Ａにおいて、中心コアＯリング１７は、中心コア１０と冷却リング１１との間にシールを形成して、内部チャネル２３への流入や、横断チャネル２４への浸入による冷却剤の漏れを防いでいる。同様に、冷却リングＯリング１８は、ねじコア１２と冷却リング１１との間にシールを形成して、外側チャネル２５に流入するか、または、横断チャネル２４から出てくる冷却剤の漏れを防いでいる。マンドレルＯリング１９は、ねじコア１２の上部にシールを形成することができる。エアプラグＯリング２０は、中心コアインレット２２内の冷却剤がエアプラグに浸入することを防ぎ、および空気が冷却剤中に入ることを防ぐことができる。
【００１９】
図１Ｂは、図１Ａに示すアセンブリ１００の一部の拡大図であり、この実施形態においてアセンブリを通る冷却材流路１１２をより詳細に示している。冷却剤流路１１２は、中心コア１０、冷却リング１１およびねじコア１２の複数の面によって規定されている。プラス記号の網目模様で図示された実施形態のアセンブリに流入する冷却剤は、バブラーチューブ１４を通って、中心コア１０内の中心コアインレット２２内に流下する。冷却剤は、中心コアインレット２２から出て内部チャネル２３に流入する。内部チャネル２３は、冷却リング１１の内面の長手方向の溝と、中心コア１０の外面の長手方向の溝との間の空間に形成されている。冷却剤は、内部チャネル２３から、冷却リング１１の内面から冷却リング１１の外面へ冷却リング１１の壁部を横断する横断チャネル２４に流入する。横断チャネル２４から出る際に、冷却剤は、冷却リング１１の外面の長手方向の溝によって形成された長手方向のリターン流路へ誘導され、溝構造とねじコア１２の内面とによって規定された、弓形チャネル内の冷却リング１１の周辺部を流れることができる。
【００２０】
また、図１Ｂは、ねじコア１２の特徴も示している。ねじコア１２は、キャップの閉鎖ねじを成形するために構成された雄ねじ１０６を含むことができる。また、ねじコア１２は、内部アセンブリねじ１１０も含むことができる。中心コア１０は、冷却リング１１を介して組み付けることができ、ねじコア１２のアセンブリねじ１１０に係合される。このようなアセンブリは、３つの部材を一緒に保持することができ、それらの間に冷却剤チャネルを形成することができる。組み立てた場合、プレス動作中に、その中に圧縮されたプラスチック材料が流れる、冷却リング１１と中心コア１０との間のプラグシールギャップ１０８が形成される。
【００２１】
図２および図３は、分離された状態の冷却リング１１を示す。図２を参照すると、内部流路２３は、冷却リング１１の内面の溝によって部分的に規定することができる。内部チャネル２３を規定するその他の面は、中心コア１０と冷却リング１１とが一緒に組み付けられた場合の中心コア１０の外面である。上述したように、冷却剤は、内部チャネル２３内で中心コア１０と冷却リング１１との間に形成された内部チャネル２３を通って垂直方向に流れ、冷却リング１１の壁部を通過する穴である複数の横断チャネル２４を径方向外側へ流れる。
【００２２】
図３を参照すると、冷却リング１１の内部から横断チャネル２４を通って流れる冷却剤は、冷却リング１１の外側周辺を通る１つ以上の弓形チャネル２５に流入する。図３は、冷却リング１１の外面の溝によって形成されたこれらの弓形チャネル２５を示している。弓形流路を規定している外面は、ねじコア１２と冷却リング１１とが一緒に組み付けられた場合のねじコア１２の内面である。冷却剤は、弓形チャネル２５を通って、冷却リング１１の外面の複数の長手方向の流路２６に流れる。これらの外側の長手方向の流路２６は、冷却リング１１とねじコア１２が一緒に組み付けられた場合に、冷却リング１１の外側の符号２６で図示されている長手方向の溝、および、ねじコア１２の内面によって、一方の側に規定される。
【００２３】
図２および図３は、リングが単一のコンポーネントとして形成されている冷却リング１１の実施形態を示している。しかし、他の実施形態においては、冷却リングは、複数のコンポーネントを備えるアセンブリであってもよい。例えば、複合冷却リングを形成するために、複数のコンポーネントを追加のＯリングを用いて一緒に接合または密封することができる。複数のコンポーネントのうちの１つ以上は、冷却リング１１に関して説明したような様々なチャネルを規定することができる。
【００２４】
図４は、図１Ａと同様の例示的な成形アセンブリ１００を示しているが、金型アセンブリ１００から出て行く冷却剤の流路を明らかにするために、長手方向軸周りの回転角度が異なっている。図１Ａおよび図１Ｂにおいては、アセンブリ１００は、冷却剤がアセンブリに流入することを示す第１の方向で図示されている。図４においては、冷却リング１１に関して、内部流路２３から３０度ずれた冷却剤出口流路を示すために、アセンブリは３０度回転されている。この実施形態では、図４に示すように、冷却剤は横断チャネル２４から出て、流れが冷却リング１１の外面に沿って上方へ誘導される外側チャネル２６に到達する前に、冷却リング１１の周りの弓形チャネル２５を通って流れる。外部流路２６を形成する冷却リングの溝に関する詳細は図２および図３に示されており、これらの図には、これらの流路が長手方向軸周りの角度において、互いにオフセットされている程度が示されている。これらの図に示されている実施形態において、このオフセット角度は約３０度であるが、該角度はアセンブリの各段階における冷却チャネルの数によって変わってもよい。
【００２５】
冷却剤は、外側チャネル２６から中心コアアウトレット２７に流入する。多数の中心コアアウトレット２７は、中心コアインレット２２と同様に、中心コア１０の内側の面によって規定される。中心コアアウトレット２７は、冷却剤の流れをバブラーアウトレット２８へ誘導し、バブラーアウトレットは冷却剤の流れを成形アセンブリ１００の外部へ誘導する。バブラーアウトレット２８の流路は、バブラーチューブ１４の外面と、マンドレル３６の内面とによって規定される空間を通ることが可能である。
【００２６】
これらの図に図示されている実施形態において、冷却剤は、冷却剤流路１１２の様々な空間を通過する間に、中心コア１０、冷却リング１１およびねじコア１２に接触する。これにより、それらの部材から冷却剤に熱を伝達し、冷却剤がバブラーアウトレット２８から流出する際に、アセンブリ１００から熱を除去することを可能にする。冷却剤流路１１２内のいくつかの段階は、多数のチャネルを含むことができる。各段階の多数のチャネルが、それらの部材と接触する表面積を増加させて、熱伝達を改善することができる。多数のチャネルおよび流路は、金型アセンブリの部材内での均一な熱分布が得られるように設計または配置することができ、それによって、大量の成形動作中に、局所的なホットスポットが成形アセンブリ１００のパフォーマンスに悪影響を与えることを防ぐことができる。
【００２７】
冷却剤流路１１２の様々なチャネルは、好ましい冷却剤流れを得ることができるように設計された断面積で形成することができる。例えば、複数の中心コアインレット２２の複合断面積は、バブラーインレット２１の断面積よりも大きくすることができる。内部チャネル２３の複合断面積は、バブラーインレット２１の断面積よりも小さくすることができる。外側チャネル２６の複合断面積は、内部チャネル２３の複合面積よりも小さくすることができる。これらの寸法パラメータによって、動作中の上部金型アセンブリ１０２を通る均一な流れを得ることができる。
【００２８】
流路の部分間の断面積の比は、冷却剤のフローを制御するように構成することができ、それによって熱伝達を改善することができる。各々の連続した要素または段階は、各段階における熱伝達を改善するために構成された、前述の段階のフロー面積比を有することができる。各フロー面積比は、バブラーインレット２１の断面積、または、冷却剤流路１１２の別の段階に対する関係を示してもよい。例えば、上述したフロー面積比を有するアセンブリにおいて、中心コアインレット２３は、アセンブリの他の部分よりも大きな複合断面積を有することが可能である。上部アセンブリ１０２を通る冷却剤流路の後に続く部分は、増加した流速と、一定の体積流量における圧力の低下に対応した、より小さな複合断面積を有することができる。そのため、冷却剤には、冷却剤流路１１２に沿った圧力勾配が供給される。この圧力勾配は、上部アセンブリ１０２を流れる冷却剤フローを調整するのに用いることができ、および金型構成要素から冷却剤への熱伝達を改善することができる。
【００２９】
他の実施形態は、異なる形状の中心コア、冷却リングおよびねじコアを含むことができる。それらの部材は、異なる量または形状の流路またはチャネルを画成することができる。より強力な冷却を要する実施形態は、より多くの冷却剤流路を含むことができる。他の実施形態として、より少ない冷却を要する実施形態は、より少ない冷却剤流路を含むことができ、それによって、使用する冷却剤の量を低減することができる。追加の実施形態において、別々の構成要素として本願明細書に図示、記載されたいくつかのコンポーネントは、同じまたは同様の特徴を呈し、同じまたは同様の機能を有する単一のコンポーネントに一体化することができる。また、単一の構造として本願明細書に図示され、記載されているコンポーネントは、多数のコンポーネントから成るアセンブリとして形成することができる。
【００３０】
図５は、他の実施形態の成形アセンブリを示す。図５に図示されている実施形態のアセンブリは、図１Ａ、図１Ｂおよび図４に関連し、上述した金型アセンブリ１００と同じ構成要素を多数含んでいる。しかし、図５に示す実施形態においては、中心コア１０と冷却リング１１は、中心コア１０の底部が、ねじコア１２まで延びるように、異なって構成されている。この実施形態は、図１Ｂに示すプラグシールギャップ１０８を含んでいなくてもよく、そのため、製造されたキャップはプラグシールを有していないことになる。プラグシールは、キャップと結合された容器のリップの内部に適合するシールであってもよい。この実施形態において、冷却リング１１は、成形されるプラスチック材料に直接接触しなくてもよい。熱は、プラスチック材料から中心コア１０またはねじコア１２を介して、冷却リング１１に間接的に伝達されてもよい。
【００３１】
図６は、冷却剤の上部アセンブリ１０２からの出口経路を示すために、３０度回転された図５の実施形態を示す。図５の場合と同様に、アセンブリは、プラグシールギャップ１０８を含んでいなくてもよく、また、冷却リング１１は成形されるプラスチック材料に接触するように構成しなくてもよい。
【００３２】
追加の実施形態は、成形アセンブリを冷却する方法を含む。これらの実施形態における方法は、圧縮または射出成形中に、上述した構造のうちの１つ以上を介して流体冷却剤を案内することを含むことができる。図７は、流体冷却剤が、冷却剤流路１１２の様々な構成要素に誘導される実施形態の方法２００を示す。具体的には、ステップ２０２において、流体冷却剤はバブラー入力に、またはバブラー入力を介して誘導され、ステップ２０４において、複数の中心コアインレットを介して誘導され、ステップ２０６において、冷却リングの複数の内部溝によって規定された長手方向の流路を介して誘導され、ステップ２０８において、冷却リングを通る複数の穴を介して誘導され、ステップ２１０において、冷却リングの複数の弓形溝によって規定された流路の周囲を通って誘導され、ステップ２１２において、冷却リングの複数の外側溝によって規定された長手方向の流路を介して誘導され、ステップ２１４において、複数の中心コアアウトレットを介して誘導され、ステップ２１６において、バブラーアウトレットを介してアセンブリの外部へ誘導することができる。
【００３３】
追加の実施形態は、本願明細書に記載されているような冷却材流路を備えた射出成形アセンブリを含む。図１Ａ〜図６は、圧縮成形アセンブリの実施形態における流路を示しているが、同様の構成および冷却剤流路を、他の実施形態における射出成形アセンブリに含ませることが可能である。例えば、様々な実施形態は、例えば水などの冷却剤流体が通る、成形アセンブリのコアの周辺の冷却リングに流入し、流出する射出成形アセンブリを含むことができる。実施形態の射出成形アセンブリは、流体冷却剤が、バブラー入力に、またはバブラー入力を介して誘導され、複数の中心コアインレットを介して誘導され、冷却リングの複数の内部溝によって規定された長手方向の流路を介して誘導され、冷却リングを通る複数の穴を介して誘導され、冷却リングの複数の弓形溝によって規定された流路の周囲を介して誘導され、冷却リングの複数の外側溝によって規定された長手方向の流路を介して誘導され、複数の中心コアアウトレットを介して誘導され、バブラーアウトレットを介してアセンブリの外部へ誘導することができるような冷却剤流路を含むことができる。加えて、射出成形アセンブリは、キャップを形成するためのプラスチック材料を通して金型に射出することができるプラスチック射出流路を含むことができる。金型アセンブリ内のこのようなプラスチック射出流路の配置および構造は変更することができ、また、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００３４】
様々な実施形態に関する上述の説明は、当業者なら誰でも本発明を実行または利用することを可能にするように記載されている。これらの実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に分かるであろう。また、本願明細書で定義されている全体的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、本願明細書に示されている実施形態に限定されることを意図するものではなく、それどころか、該クレームは、本願明細書で開示されている原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲を許容すべきである。
【００３５】
下記は、図面と、様々な実施形態の以下の説明に出てくる符号およびそれらの関連する構成要素のリストである。
【符号の説明】
【００３６】
１０    中心コア
１１    冷却リング
１２    ねじコア
１３    タンパーバンドコア
１４    バブラーチューブ
１５    エアチューブ
１６    エアプラグ
１７    Ｏリング−中心コア
１８    Ｏリング−冷却リング
１９    Ｏリング−マンドレル
２０    Ｏリング−エアプラグ
２１    冷却剤流路−バブラーインレット
２２    冷却剤流路−中心コアインレット
２３    冷却剤流路−冷却リングの内部チャネル
２４    冷却剤流路−冷却リングの横断チャネル
２５    冷却剤流路−冷却リングの弓形チャネル
２６    冷却剤流路−冷却リングの外側チャネル
２７    冷却剤流路−中心コアアウトレット
２８    冷却剤流路−バブラーアウトレット
２９    ストリッパ
３０    キャビティ
３１    外側リング
３２    キャビティ底部
３３    カバープレート
３４    アダプタ
３５    マシンナット
３６    マンドレル
１００  圧縮成形アセンブリ
１０２  上部アセンブリ
１０４  ベースアセンブリ
１０６  ねじコアの雄ねじ
１０８  プラグシールギャップ
１１０  ねじコアのアセンブリ雌ねじ
１１２  冷却剤流路
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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