(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出ユニット（１７）を提供する過程及びフレーム（２１）を有するクランプユニット（１８）を提供する過程を含む射出成形方法であって、
ａ）ヒンジ手段（２９）を介してドアプラテン（２６）を前記フレーム（２１）に取付け、前記ドアプラテン（２６）が開放位置と閉止位置との間で前記ヒンジ手段（２９）で回転するように前記ドアプラテン（２６）を提供する過程と、
ｂ）往復動手段（４９）を介して可動モールドプラテン（２２）を前記フレーム（２１）に取付け、前記可動モールドプラテン（２２）が前記閉止位置にある前記ドアプラテン（２６）に対して対向する位置関係を保ちつつ水平方向に近接離反するように動くことができるように前記可動モールドプラテン（２２）を提供する過程と、
ｃ）モールドコア及びキャビティの一方を含むモールドベース（２４）を前記可動モールドプラテン（２２）上に提供し、射出ユニット（１７）から成形材料を導入するためのスプルー（９４）を提供する過程と、
ｄ）モールドコア及びキャビティの他方を前記ドアプラテン（２６）上に提供する過程と、
ｅ）成形製品が被着されるべき物品を前記モールドベース（２４）内に配置する過程と、
ｆ）前記ドアプラテン（２６）を、前記閉止位置に配置する過程と、
ｇ）前記可動モールドプラテン（２２）を前記ドアプラテン（２６）に向けて移動させることにより、前記モールドコア及びキャビティの一方を、前記モールドコア及びキャビティの他方に隣接する位置に移動させる過程と、
ｈ）前記射出ユニット（１７）を用いて、前記モールドベース（２４）の前記スプルー（９４）を介して、前記モールドベース（２４）及び前記モールドコアにより画定される前記キャビティ内に、成形材料を導入する過程とを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
射出ユニット（１７）及び、フレーム（２１）を有するクランプユニット（１８）を有する形式の射出成形装置であって、
ａ）前記クランプユニット（１８）が、可動プラテン（２２）及び、ドアプラテン（２６）を有し、前記可動プラテン（２２）は、前記可動プラテン（２２）を移動させる手段（４９）を介して前記フレーム（２１）に取り付けられ、前記ドアプラテン（２６）は、前記ドアプラテン（２６）を移動させる手段を介して前記フレーム（２１）に取り付けられると共に前記可動プラテン（２２）に対して開閉可能であり、前記ドアプラテン（２６）が閉じられたときに、前記可動プラテン（２２）が、前記ドアプラテン（２６）に対して対向する位置関係を保ちつつ水平方向に近接離反可能であって、
ｂ）前記クランプユニット（１８）を、別個であって、かつ別体の射出ユニット（１７）に結合するために、取り付け手段（１１３、１１４）が設けられていることを特徴とする成形装置。
【請求項３】
ａ）前記可動プラテン（２２）が、成形過程中にモールドの第１の部分を保持するための固定可能な可動プラテン（２２）を有し、前記ドアプラテン（２６）が、成形過程前及び成形過程中にモールド（２３）の第２の部分を前記モールドの第１の部分に対して固定した位置関係に保持し、前記可動プラテン（２２）が、前記ドアプラテン（２６）に対して水平方向に近接離反可能であり、前記第１の部分はモールドコア及びモールドキャビティの一方を含むモールドベース（２４）であり、前記第２の部分は、前記モールドコア及びモールドキャビティの他方であ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】
ａ）前記可動プラテンを移動させる手段及び前記ドアプラテン（２６）を移動させる手段を制御するための手段とを更に有す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】
ａ）前記可動プラテン（２２）に結合されたパワーアクチュエータ（６２）と、
ｂ）前記可動プラテン（２２）に結合されたモールドの第１の部分（２３）と、
ｃ）前記ドアプラテン（２６）に結合された第２のパワーアクチュエータ（３０）と、
ｄ）前記ドアプラテン（２６）に結合されたモールドの第２の部分（２５）とを更に有し、
前記ドアプラテン（２６）が、前記フレーム（２１）に取り付けられ、前記可動プラテン（２２）が前進位置にあるとき、前記可動プラテン（２２）に対して固定位置関係に固定可能であ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】
ａ）前記モールドの第１の部分（２３）及び前記モールドの第２の部分（２５）が、前記可動プラテン（２２）の前記前進位置及び前記ドアプラテン（２６）が前記可動プラテン（２２）に対して前記固定位置関係に固定される、前記ドアプラテン（２６）の閉止位置により画定される空間内に受容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】
ａ）前記ドアプラテン（２６）が、前記フレーム（２１）にヒンジ結合され、開放位置と、前記可動プラテン（２２）に対して対向する前記閉止位置との間を回転可能であ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】
前記モールドの第１の部分（２３）が、前記可動プラテン（２２）に取り付けられたモールドベース（２４）をなすことを特徴とする請求項７に記載の成形装置。
【請求項９】
ａ）前記モールドの第２の部分（２５）が、前記ドアプラテン（２６）に取り付けられたモールドキャビティをなすことを特徴とする請求項８に記載の成形装置。
【請求項１０】
ａ）成形過程中に板状材料を保持固定するために前記モールドベース（２４）に設けられた少なくとも１つの真空ヘッド（６４）と、
ｂ）前記真空ヘッドに接続された少なくとも１つの真空ポンプとを有することを特徴とする請求項９に記載の成形装置。
【請求項１１】
ａ）前記ドアプラテン（２６）を前記閉止位置に保持するためのショットピン（８９Ａ）を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の成形装置。
【請求項１２】
前記可動プラテンを移動させる手段が、
ａ）往復動機構（４９）を有することを特徴とする請求項１１に記載の成形装置。
【請求項１３】
前記往復動機構（４９）が、
ａ）２対の互いに対向するトグル機構（５０）を有することを特徴とする請求項１２に記載の成形装置。
【請求項１４】
２対の前記対向トグル機構のそれぞれが、
ａ）１対の互いに対向するトグル継手（５１Ａ，５１Ｂ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の成形装置。
【請求項１５】
互いに対向する対をなす前記トグル継手（５１Ａ，５１Ｂ）のそれぞれが、
ａ）前記フレーム（２１）上に互いに対向する関係で取り付けられた１対のベアリングブロック（５７Ａ，５７Ｂ）と、
ｂ）一端にて、対をなす前記ベアリングブロック（５７Ａ，５７Ｂ）の一方（５７Ａ）に結合された第１のリンク（５２Ａ，５２Ｂ）と、
ｃ）一端にて、対をなす前記ベアリングブロック（５７Ａ，５７Ｂ）の他方（５７Ｂ）に結合された第２のリンク（５３Ａ，５３Ｂ）とを有し、前記第１及び第２のリンクの他端同士が第２の軸（５４Ａ，５４Ｂ）により回転可能に結合されていることを特徴とする請求項１４に記載の成形装置。
【請求項１６】
ａ）互いに対向する対をなす前記トグル継手（５１Ａ，５１Ｂ）の前記第１（５２Ａ，５２Ｂ）及び第２（５３Ａ，５３Ｂ）のリンクを結合する前記両第２の軸間に結合されたトグル流体シリンダ（６２）と、
ｂ）前記シリンダのそれぞれに結合された制御弁と、
ｃ）前記トグル流体シリンダのそれぞれを操作するための前記手段を制御するための手段とを有することを特徴とする請求項１５に記載の成形装置。
【請求項１７】
前記トグル流体シリンダ（６２）のそれぞれがボールねじにより置換されていることを特徴とする請求項１６に記載の成形装置。
【請求項１８】
前記可動プラテン（２２）を操作するための前記手段が、
ａ）前記フレーム（２１）上に、互いに間隔をおいて平行に取付けられた複数のタイバー（７０）と、
ｂ）前記タイバー（７０）に対して摺動自在に係合するように前記可動プラテン（２２）に取付けられ、前記可動プラテン（２２）を前記タイバー（７０）に沿って前後に駆動するための前記タイバーと同数のタイバーベアリング（７１）とを有することを特徴とする請求項１６に記載の成形装置。
【請求項１９】
前記可動プラテン（２２）を操作するための前記手段が、更にジャム防止機構（７５）を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の成形装置。
【請求項２０】
前記ドアプラテン（２６）を操作するための前記手段が、
ａ）ヒンジアームを含み、前記ドアプラテン（２６）が開放位置と閉止位置との間を回転可能し得るように、前記フレーム（２１）に結合された第１のヒンジ手段（２９）と、
ｂ）前記ヒンジアーム（３３）に結合された往復動軸（３１）を含み、前記フレーム（２１）に回動可能に結合された第１の流体シリンダ（３０）とを有することを特徴とする請求項１９に記載の成形装置。
【請求項２１】
前記ドアプラテンを前記閉止位置に固定するための前記手段が、
ａ）前記ドアプラテンが前記固定位置にあるとき、前記ドアプラテン（２６）の隅部の近傍にて前記フレーム（２１）に取り付けられた往復動可能な軸（９０）を有する複数の流体シリンダ（８８）と、
ｂ）前記軸が伸長した状態にあるとき、前記往復動軸（９０）を受容するように前記ドアプラテン（２６）に取り付けられた、前記往復動軸と同数の軸ベアリング（８９Ａ）と
ｃ）所望に応じて、前記往復動軸を、前記軸ベアリングに係合させ、前記ドアプラテンを前記固定位置に固定するように、前記流体シリンダを操作するための手段とを有することを特徴とする請求項２０に記載の成形装置。
【請求項２２】
前記ジャム防止機構（７５）が、クロスリンクジャム防止機構からなることを特徴とする請求項２１に記載の成形装置。
【請求項２３】
前記ジャム防止機構（７５）が、ラックアンドピニオンジャム防止機構からなることを特徴とする請求項２１に記載の成形装置。
【請求項２４】
前記射出ユニット（１７）が、
ａ）往復動用スクリュースリーブアセンブリ（９７，１０２，１０３）と、
ｂ）前記往復動用スクリュースリーブアセンブリに連通するフィードホッパ（９８）と、
ｃ）可塑化された成形材料が前記往復動用スクリュースリーブアセンブリから押し出されるように貫通孔を備えたノズル（９６）とを有することを特徴とする請求項２３に記載の成形装置。
【請求項２５】
スリーブ流体シリンダ（１０２）を有し、該スリーブ流体シリンダが往復動軸（１０３）を含み、前記スリーブ流体シリンダが、前記射出ユニットの前記ベース（１０５）に結合され、前記往復動軸（１０３）が、前記可動プラテン（２２）の後部に結合されていることを特徴とする請求項２４に記載の成形装置。
【請求項２６】
ａ）前記スリーブ流体シリンダを操作するための手段を更に有することを特徴とする請求項２５に記載の成形装置。
【請求項２７】
ａ）水平を達成するために、前記射出ユニット（１７）の前記ベース（１０５）の４隅の近傍に設けられた調節可能な支脚（１１０）を更に有することを特徴とする請求項２６に記載の成形装置。
【請求項２８】
ａ）前記フレーム（２１）の底部の所定の所望位置に設けられた複数の調節可能な支脚（１１０）を更に有することを特徴とする請求項２７に記載の成形装置。
【請求項２９】
前記取り付け手段が、
ａ）衝当機構（１１３）と、
ｂ）取付け機構（１１４）とを有することを特徴とする請求項２８に記載の成形装置。
【請求項３０】
前記衝当機構（１１３）が、
ａ）前記フレーム（２１）の後部の近傍に設けられ、後方に延出する１対のフレーム延長部（１１６）を有することを特徴とする請求項２９に記載の成形装置。
【請求項３１】
前記フレーム延長部（１１６）が、前記射出ユニット（１７）のベース（１０５）に対して干渉しない程度に、十分な距離横方向に十分な距離の間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項３０に記載の成形装置。
【請求項３２】
前記フレーム延長部が、
ａ）複数の突部（１１８）と、
ｂ）同数の第１の衝当面（１２０）とを有することを特徴とする請求項３１に記載の成形装置。
【請求項３３】
ａ）複数の軸受面（１１９）と、
ｂ）同数の第２の衝当面（１２１）とを有することを特徴とする請求項３２に記載の成形装置。
【請求項３４】
前記第１の衝当面（１２０）が前記フレーム延長部（１１６）に設けられ、前記第２の衝当面（１２１）が前記射出ユニット（１１７）の前記ベース（１０５）に設けられていることを特徴とする請求項３３に記載の成形装置。
【請求項３５】
前記取り付け機構（１１４）が、
ａ）前記フレームの前記下部近傍に取り付けられた少なくとも１つのフック（１２４）と、
ｂ）前記射出ユニットの前記ベースに設けられた少なくとも１つの対応フック受け入れ部（１２６）とを有することを特徴とする請求項３４に記載の成形装置。
【請求項３６】
前記対応フック受け入れ部（１２６）が、
ａ）前記ベースに互いに間隔をおいて固着された１対の板部材（１２７）と、
ｂ）前記両板部材間にて横方向に延在するピン（１２５）とを有することを特徴とする請求項３５に記載の成形装置。
【請求項３７】
前記フレーム（２１）の機体外側の支（１１１）脚が引き込められたとき、前記フック（１２４）が前記ピンの（１２５）回りを回転し、前記突部（１１８）と前記第１の衝当面（１２０）との間及び前記軸受面（１１９）と前記第２の衝当面（１２１）との間に空隙を形成し、機体外側の支脚が引き込められたとき、前記射出ユニット（１７）から前記クランプユニット（１８）を取り外し得るようにしたことを特徴とする請求項３６に記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性材料のための改良された射出成形装置に関し、特に本発明は、改良されたクランプユニットを有する、改良された射出成形装置に関する。本発明は、特に、射出成形モールドの両半分に対して良好なアクセスを可能にするような、容易に移動可能なクランプユニットを提供するために、別個の、着脱可能な水平ブックプレスと組み合わされたスタンドアローン射出成形ユニットを含む改良された射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高い生産性、完全な自動化及び材料コストの節減が考慮される場合に射出成形が好適な成形方法とされてきた。更に、様々な色やそれらの組み合わせをもって成形することが可能である。射出成形に一般的に用いられる材料としては、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリスチレン、塩化ポリビニール、アクリル及び塩化ビリニデンがある。
【０００３】
現在知られている射出成形装置は、２つの基本要素からなる。射出ユニットまたは可塑化ユニット及びクランプユニットである。射出ユニットは、通常ペレット状をなす原材料を、モールドダイに射出し得るような状態に変換、溶融または可塑化するものである。往復動スクリューは、その前方に向けて材料を搬送するために用いられる。スクリューの前方に材料が集められると、油圧の力によりスクリューを前方に押し出し、プラスチックをモールド内に射出する。
【０００４】
クランプユニットは、モールドダイが取り付けられた機構であって、射出サイクルの間に、モールドが分離しないように、モールドに対して力を加える。射出成形圧力は、１平方インチあたり３０，０００ポンドを越えるため、射出の間にモールドを閉じた状態に保持するために、クランプは高い圧力を維持し得るものでなければならない。
【０００５】
射出成形装置は本技術分野に広く知られている。一般的に用いられる射出成形装置は、米国 Des Moines, Iowa 50332 に所在するHettinga Equipment, Inc.、米国Batavia, Ohio 45103に所在する Cincinnati Milicron、カナダ国 Bolton, Ontario L7E, 5S5に所在するHusky Injection Molding Systems, Inc.、或いは米国 Elk Grove Village, Illinois 60007に所在する Toshiba Machine Company of Americaにより市販されている。
ＷＯ９８／０５４８７は、固定モールドベース（２５）、可動サイドモールドコア（３０）及び固定モールドベースに対して、対向した状態で近接離反する向きに回転し得る可動トップモールドコア（３５）を含む板ガラス（Ｓ）を包むように成形するための装置を開示している。サイド及びトップモールドコア（３０，３５）は、油圧シリンダ（３２，３７）により、トグル機構（３１，３６）を介して回転する。サイド及びトップ可動コア（３０，３５）が閉じられた状態にあるとき、これらのコアは固定モールドベース（２５）と共働してモールドキャビティを画定する。板ガラス（Ｓ）は、真空ヘッド（２７）により固定モールドベースに固定される。ストッパ（２６）が、板ガラス（Ｓ）を固定モールドベース（２５）に対して位置決めするのを助ける。この装置は、板ガラスの廻りに製品を成形するために利用することができる。
特開平６−１５５４７６は、ベースステージ（１）の一端に固定された固定モールドプラテン（３）を開示しており、１対のモールドクランプ油圧シリンダ（３ａ）及びピストン（１１）が固定モールドプラテン（３）の上部に設けられている。ピストンロッド（１３）がピストン（１１）に設けられており、ロッド（１３）の先端に溝をなす首部分（１３ａ）が設けられている。また、ベースステージの他端には、或る軸線（１９）廻りに回転し得る回転モールドプラテン（１５）が取り付けられている。ピストンロッド（１３）を挿入するための孔が回転モールドプラテン（１５）に設けられている。ロッド（１３）が回転モールドプラテン（１５）に挿入された後、ロッドの溝をなす首部（１３ａ）が、ハーフナット（２３）により固定され、油圧シリンダが作動し、モールドをクランプする。
特開平７−１９５４１５には、固定モールド（９）を備えた固定ダイプレート（１１）及びモールド開放及び、閉止位置に向けて運動可能であって、可動モールド（５）を備えた可動ダイプレート（７）を有する射出成形装置が開示され、この射出成形装置は、更に、可動ダイプレート（７）の可動モールド（５）の反対の方向の側にて開放及び閉止位置に配置され、かつ固定することのできる制御プレート（１７）と、可動ダイプレート（７）を制御プレート（１７）に連結する揺動可能なリンク装置（３１，２５，４１，４５）と、可動ダイプレート（７）をモールド閉止位置に向けて駆動する駆動装置（５３）とを有する。
【０００６】
しかしながら、その普及にも関わらず、射出成形装置が大型であって、射出成形時に高い圧力が必要であるために、幾つかの欠点が見られる。そのような事情から、射出成形装置は、かなりアクセスの悪いモールドダイを備えた大型かつ高価な装置となっている。或る用途に於いては、射出成形が好まれる一方、ダイが容易にアクセス可能でなく或いは交換困難であることから、その用途が限定される。
【０００７】
また、射出成形装置は大型であって容易に移動することができないため、それらは、射出成形の製品のエンドユーザーから遠い場所に配置されるのが一般的である。それらは、エンドユーザーの近く或いは、例えば生産ライン上に配置することが困難である。更に、射出成形装置は、互いに近接した対向する関係に置かれた可動部分及び固定部分を含むことから、熱可塑性部品の全体を製造するため以外の目的には容易に利用することができない。例えば、塩化ポリビニールの部品を、シート状または板状材料上に成形することが困難である。なぜなら、シート状または板状材料をモールドのキャビティ内に容易に挿入することができないからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、本技術分野に於ける当業者は、軽量かつ小型であってモールドダイに対して完全なアクセスが可能であって、別の部品上に所望の部品を成形し、必要な場所に於いて或いはその近くに於いて用いることができ、射出ユニットまたは可塑化ユニットのダウンタイムを最小化するように、製造される部品の種類の変更に合わせて、迅速かつ容易に交換若しくは取り替え可能なクランプユニットを有する射出成形ユニットを提供する方法を求めていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記したような問題は、本発明によれば、公知の可塑化ユニット又は射出成形ユニットに水平ブックプレスを組み合わせて従来知られていなかった新規な装置及び方法を提供することにより解決される。
【００１０】
本発明の或る実施例によれば、水平ブックプレスは、可塑化ユニット又は射出成形ユニットに結合されている。
【００１１】
本発明の別の実施例によれば、水平ブックプレスが、スタンドアローン射出成形ユニット交換可能に結合されている。
【００１２】
本発明の別の実施例によれば、水平ブックプレスが、１つ又は複数のモールドのベース部分を保持し、それに固定され、或いはそれを支持する、第１の可動モールドプラテンを有する。第２の、即ちドアプラテンは、１つ又は複数のモールドのコア又はキャビティ部分に固定され、或いはそれを支持するものであって良い。第２の、即ちドアプラテンは、可動モールドプラテンに対して、本の表紙を開くように揺動して開閉し得るように、水平ブックプレスのフレームにヒンジ結合されている。
【００１３】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、リンク及びトグル機構により往復動又は変位される。
【００１４】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、ラックピニオンにより往復動又は変位される。
【００１５】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、ボールねじ機構により往復動又は変位される。
【００１６】
本発明の更に別の実施例によれば、可動モールドプラテンは、流体シリンダにより往復動又は変位される。
【００１７】
本発明の更に別の実施例によれば、水平ブックプレスが、軽量であって、必要に応じて、容易に移動し得るような、上記形式の射出成形装置が提供される。
【００１８】
本発明の更に別の実施例によれば、水平ブックプレス全体を、必要に応じて、他の水平ブックプレスと交換し得るような、上記形式の射出成形装置が提供される。
【００１９】
本発明の更に別の実施例によれば、自己充足的な上記形式の射出成形装置が提供される。
【００２０】
このように、本発明の目的の１つは、部品を射出成形するための新規な成形方法及び装置を提供することにある。
【００２１】
本発明のもう１つの目的は、完全にアクセス可能なモールド部分を有する射出成形装置を提供することにある。
【００２２】
本発明の更にもう１つの目的は、製造された部品を生産現場に運搬するためのコストを実質的に節約し得るように、部品を、必要とされる場所で、或いはその十分に近い場所で製造し得るような、移動可能な、自己充足的な射出成形装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の更にもう１つの目的は、完全にアクセス可能なモールド或いは１つ又は複数のモールド部分に挿入し得る別の部品上にプラスチック部品を射出成形し得るような射出成形装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の更なる目的及び利点は、本明細書の一部をなす添付の図面を参照した以下の説明及び添付の請求の範囲の記載から自ずと明らかになろう。明細書中に於いて、対応する部分には同様の符号を付した。
【００２５】
【発明の実施の形態】
射出成形ユニットに関する上記したような問題を解決するために、出願人は、上記したような製造者により市販されているスタンドアローン射出成形ユニットを改造したものと共に用いるための１９９８年１２月９日に出願された米国特許仮出願第６０／１１１，４６７の対象であるコンパクトな成形装置及び方法を採用した。これには、自己充足的な、符号１５により示された改良された射出成形装置が示されている。射出成形装置１５は、スタンドアローンタイプのものであって良い射出ユニット１７と水平ブックプレス１８とを備えている。
【００２６】
水平ブックプレス１８は、概ね平行四辺形の形状をなすフレーム２１を備えている。好適実施例に於いては、フレーム２１は直立または垂直な姿勢を有する。しかしながら、フレーム２１は、所望に応じて傾斜したものであっても良いことを了解されたい。可動モールドプラテン２２がフレーム２１に取り付けられている。フレーム２１には、第１のヒンジ手段２９によりドアプラテン２６が取り付けられている。ドアプラテン２６は、本の表紙のように揺動して開閉運動を行う。
【００２７】
ドアプラテン２６は、可動モールドプラテン２２上の位置に向けて閉じる。可動モールドプラテン２２は、ドアプラテン２６に対して近接離反する運動を行う。１つまたは複数のモールド２３（図４）は、可動プラテン２２の格納位置及びドアプラテン２６の閉止位置により画定される空間内に含まれる。モールドは、所望に応じて、ドアプラテン２６及び可動モールドプラテン２２のエッジを越えて横方向に延出するものであっても良い。モールドの一部が、本発明の方法及び装置が適用される特定の用途に応じて、ドアプラテン２６及びまたはモールドプラテン２２と共に運動し得るものであってよい。
【００２８】
本発明の好適実施例が、ガラス板Ｓなどのような脆い材料の板材上にプラスチック製品を被着し或いは射出成形することに関連して以下に説明する。図示されたモールド２３は、本発明の一部をなすものではない。
【００２９】
本発明の１つの用途に於いて、射出成形装置が、板材の少なくとも一部を覆うような成形を行うために用いられ、可動モールドプラテンに取り付けられたモールドまたはモールドベースの第１の所望の部分を含む。ドアプラテンのような固定された或いは固定可能なプラテンに取り付けられたモールド、モールドコアまたはモールドキャビティの第２の所望の部分が、モールドベースと共働する。
【００３０】
１つまたは複数の真空ヘッドを、モールドベース及びまたはモールドコアに設け、板材をそれに対して適切な位置に保持することにより、少なくとも１つのモールドコアが、固定可能な或いは固定されたモールドプラテンにより、可動モールドプラテンに取り付けられたモールドベースに対して嵌合または対向する位置関係におかれ、熱可塑性成形材料が、モールドベース及びモールドコアまたはキャビティにより形成されたモールドキャビティ内に導入された時に、板材の全てまたは一部がモールド製品により覆われるようにする。
【００３１】
本発明の別の用途に於いては、本発明の射出成形装置は、可動モールドプラテン及び、該可動モールドプラテンに対して対向するような位置に回転可能なドアプラテンを有する。適宜なモールドベースが可動モールドプラテンに取り付けられ、適宜なモールドコアまたはキャビティがドアプラテンに取り付けられる。成形製品が被着されるべきガラス板は、モールドベースとモールドコアまたはキャビティとの間に挟持される。板ガラスは、モールドキャビティの一部を画定し、或いはその一部をなすものであってよい。成形材料が被着されるべき板ガラスの表面及び周縁部は、更にシール手段により画定されるものであってよい。モールドベース及びモールドコアまたはキャビティの一方または両者に、板材の外周または表面に於いてモールド製品が被着されるべきブラケット、ヒンジなどを保持するような対策を講じることもできる。
【００３２】
本発明の更に別の用途に於いては、予めセラミックエナメルバンドが被着された板ガラスが、可動モールドプラテンに取り付けられたモールドベース内に配置され、１つまたは複数の真空ヘッドにより固定される。モールドコアまたはキャビティが、ドアプラテンに取り付けられる。ドアプラテンは、閉じられ即ちモールドベース及びモールドコアまたはキャビティの対向面が隣接するような位置に回転する。ドアプラテンは、成形動作が開始する前に適宜な手段により所定位置にて固定される。モールドベースは、可動モールドプラテンによりモールドコアまたはキャビティに隣接する位置に移動する。熱可塑性成形材料が、それらにより画定されたキャビティ内に導入され、板ガラスの１つまたは複数のエッジに被着される。
【００３３】
好適実施例に於いては、本発明に基づく改良された射出成形装置は、板ガラスのような脆い板材Ｓ上に成形材料を被着し或いは射出成形するものとして示されているが、従来技術に基づく射出成形装置に関連して期待される全ての目的を果たすために或いはそのような用途に於いて用い得るものであることを了解されたい。
【００３４】
図１〜６に示されるように、モールド２３の第１の所望部分即ちモールドベース２４は、可動モールドプラテン２２に取り付けることができる。モールドコアまたはモールドキャビティ２５などからなるものであってよいモールドの第２の所望部分は、第２の即ちドアプラテン２６に固着されている。ドアプラテン２６は、第１のヒンジ手段２９により可動モールドプラテン２２の固定可能な位置または固定された位置に対して進退可能である。第１のヒンジ手段２９は、第１の流体シリンダ３０が軸３１を進退させるのに応じてドアプラテン２６を回動させることにより開閉することができる。
【００３５】
軸３１は、ヨーク３２によりヒンジアーム３３に取り付けられている。軸３１が往復動する時に、ヒンジアーム３３はヒンジピン３４を回転させることが理解できよう。
【００３６】
第２即ちドアプラテン２６に関する記述に用いられる「固定」なる用語は、プラテンが閉じられ、プラテンが固定された後のプラテンの位置を表すものであることを了解されたい。これは、可動モールドプラテン２２が、モールドベース２４を、モールドコア２５に対して隣接するまたは係合する位置関係に前進させる直前に引き起こされる。
【００３７】
好適実施例の１つに於いて、ドアプラテン２６は、閉じられた時に、可動モールドプラテン２２に対して平行に対向するものとして示されている。しかしながら、用途に応じては、閉じられた時のドアプラテン２６の固定位置は、用いられたモールド２３及びモールドされるべき部品の形状その他のファクタに応じて任意の固定位置であってよく、これらは全て本発明の概念に含まれる。
【００３８】
好適実施例に於いては、可動モールドプラテン２２は、ドアプラテン２６に対して対向する位置関係を保ちつつ近接離反する。好適実施例に於いてドアプラテン２６及び可動モールドプラテン２２は、成形過程の間に１８０度の対向する位置関係を保つが、成形過程の間に於いて他の位置関係をとることも本発明の概念に含まれることを了解されたい。
【００３９】
図２〜４に示されるように、可動プラテン２２の運動は、往復動手段４９により達成される。一対の互いに対向するトグル機構５０が、往復動手段４９に含まれる。対をなす対向トグル機構５０は、対向する一対のトグル継手（５１Ａ、５１Ｂ）を含む。各対の対向トグル継手（５１Ａ、５１Ｂ）が概ね同一のものからなるため、以下に於いてはその１つのみについて説明し、適切な添字をつけた同一の符号を他方の対の対向トグル継手に付すものとする。用途に応じては、当該技術分野に於いて知られている他の往復動手段を用いることも可能であることを了解されたい。
【００４０】
各トグル継手（５１Ａ、５１Ｂ）は、第１のリンク（５２Ａ、５２Ｂ）及び第２のリンク（５３Ａ、５３Ｂ）を有し、これら両リンクは中心部（ＣＡ，ＣＢ）に於いて第２の軸（５４Ａ、５４Ｂ）により結合されている。第１のリンク（５２Ａ、５２Ｂ）は、軸受ブロック（５７Ａ、５７Ｂ）により支持される第３の軸（５６Ａ、５６Ｂ）の中心線上に位置する枢着点（Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂ）の周りを自由に回動することができる。軸受ブロック（５７Ａ、５７Ｂ）が、それぞれ可動プラテン２２の１つの隅の近傍に取り付けられている。
【００４１】
第２のリンク（５３Ａ、５３Ｂ）は同様に、第２の枢着点（Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂ）の周りを自由に回転することができる。第２の枢着点（Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂ）は、第２の軸受ブロック（６０Ａ、６０Ｂ）により支持された第４の軸（５９Ａ、５９Ｂ）の中心線上に位置している。第２の軸受ブロック（６０Ａ、６０Ｂ）は、第１の軸受ブロック（５７Ａ、５７Ｂ）に対して１８０度対向する位置にてフレーム２１に取り付けられている。
【００４２】
トグル流体シリンダ６２は、対向トグル継手５１Ａの第１の対の中心ＣＡと第２の対の対向トグル継手５１Ｂの中心ＣＢとの間に作動可能に結合されている。トグル流体シリンダ６２が伸長及び収縮することにより、可動プラテン２２が、図３に示された開放位置即ち収縮位置と、図４に示されたその伸長即ち閉止位置との間を動くことができる。
【００４３】
可動プラテン２２のドアプラテン２６に対する近接離反運動を円滑にし、且つ所望の方向に引き起こすために、可動プラテン２２は、複数のタイバー７０上を移動する。図示された実施例では４本のタイバー７０が用いられている。各タイバー７０は、両端にてフレーム２１に取り付けられ、タイバー７０同士が互いに平行をなすようにされている。各タイバー７０は、可動プラテン２２の隅部の近傍に取り付けられたタイバー軸受７１を貫通している。可動プラテンには、タイバー７０が貫通し得るように適宜な開口７１Ａが設けられている。
【００４４】
トグル流体シリンダ６２が作動する際に、可動プラテン２２が捩れ或いはジャムするのを防止するために、ギアを用いたジャム防止手段７５が設けられている。図２、４、９及び１０に示されているように、図示された実施例に於いてはジャム防止機構７５がラックアンドピニオンアセンブリをなしている。
【００４５】
ラックアンドピニオンアセンブリ７７は、一対のＬ字形支持体（７９Ａ、７９Ｂ）の助けによりフレーム２１に対して平行に互いに間隔を保つように取り付けられた一対のラック（７８Ａ、７８Ｂ）を含む。Ｌ字形支持体（７９Ａ、７９Ｂ）が、フレーム２１に締結されたスペーサ（８０Ａ、８０Ｂ）に取り付けられている。
【００４６】
一対の軸受ブロック（８３Ａ、８３Ｂ）が、軸８５を回転可能に支持するために軸線方向に整合した状態で可動プラテン２２の下面に取り付けられている。軸８５の各端にはピニオンギア８６が取り付けられている。各ピニオンギア８６は、好ましくはそれぞれ同数の歯を有し、対応するラック（７８Ａ、７８Ｂ）に歯合している。
【００４７】
可動プラテン２２がタイバー７０に沿って運動する時、ピニオンギア（８６Ａ、８６Ｂ）に係合するラック（７８Ａ、７８Ｂ）が、軸１１０を回転させることが理解されよう。可動プラテン２２が、ドアプラテン２６に対して近接離反する方向に一様に運動する限り、軸８５及びピニオン（８６Ａ、８６Ｂ）は単に従動運動を行う。しかしながら、可動プラテン２２がタイバー７０上で捩れたり不均一に運動しようとすると、ラック（７８Ａ、７８Ｂ）、Ｌ字形支持体（７９Ａ、７９Ｂ）、スペーサ（８０Ａ、８０Ｂ）、軸受ブロック（８３Ａ、８３Ｂ）、軸８５及びピニオンギア（８６Ａ、８６Ｂ）を含むジャム防止手段７５は、そのような運動に抵抗する。
【００４８】
可動プラテン２２を不均一に運動させようとすると、ピニオン（８６Ａ、８６Ｂ）の一方が他方よりも早く回転しようとする。両ピニオン（８６Ａ、８６Ｂ）が軸８５に固定されていることから、これは軸８５を捩ろうとする。軸８５を捩ろうとする力は、トグル機構５１Ａ−Ｄの力に対抗するために必要な力よりも大きいことから、追い越されるべき可動プラテン２２の側が減速され、他方の側がそれに追いつくことができ、円滑且つ均一な運動を継続することができる。
【００４９】
他の形式のジャム防止機構を用いることもできる。１９９８年１２月９日に出願された同一出願人による米国特許仮出願６０／１１１，４６７に開示されているクロスリンク式ジャム防止機構を用いることもできる。同期ボールねじ機構を用いることもできる。可動モールドプラテン２２を捩れを防止するようなあらゆるジャム防止機構は、本発明の概念に含まれる。
【００５０】
ドアプラテン２６のような固定可能な或いは固定されたプラテン２０は、成形過程の間に可動モールドプラテン２２に対して固定した位置関係を保つために、流体シリンダ８８（図２）がフレーム２１の四隅の近傍に設けられている。流体シリンダ８８は、軸軸受８９Ａを含む取り付けブロック８６に取り付けられている。軸軸受８９Ａが、流体シリンダ８８により駆動される可動軸９０を含み、これらのシリンダは、当該技術分野に於いてよく知られている適切な制御手段を用いることにより、可動軸９０に、ドアプラテン２６の四隅の近傍に取り付けられたドア軸軸受９１を係合させることができる。これにより、ドアプラテン２６を、モールド２３におけるスプルー９４（図４）に導入される射出成形材料の圧力に対抗して、閉じられた状態に、特にモールド又はモールドベース２４の第１の所望の位置に保持することが可能となる。
【００５１】
適当な射出成形材料が、本発明の改良された射出成形装置１５の一部をなす射出成形ユニット１７により支持されるノズル９６のオリフィス９５を通過するようにスプルー９４に導入される。
【００５２】
典型的な射出成形ユニット１７はスクリュースリーブアセンブリ９７を有する。往復動スクリュースリーブアセンブリ９７の一端は、原材料を貯要するフィードホッパー９８に連通している。フィードホッパー９８は、往復動スクリュースリーブアセンブリ９７に連通しており、このアセンブリに於いては、当該技術分野に於いてよく知られているようにフィードホッパー９８内の材料が、モールド内に押し込まれ、即ち注入され得るような状態に可塑化、即ち変換される。材料をスクリューの前方に押し出すために往復動スクリューが用いられる。材料がスクリューの前方に集められると、油圧によりスクリューを前方に押し出し、プラスチックを、ノズル９６，オリフィス９５、スプルーブッシング１００（図４）及びスプルー９４を経てモールドに向けて、更にモールドベース２４に注入する。
【００５３】
ノズル９６は、往復動スクリュースリーブアセンブリ９７を経てモールドのスプルーブッシング１００に接続され、スリーブとモールドとの間のシールを形成する。スリーブが、その前進処理位置にある時、ノズルの半径は、スプルーブッシングの凹形をなす半径内にシール可能に支承される。成形過程の最後に、ノズルをパージする間に、スリーブが、スプルーから後退し、パージ用の材料は、ノズルから自由に落下することができる。
【００５４】
本発明に基づく改良された可塑化ユニット１７に於いては、これを達成するために新規な装置が用いられる。スリーブアセンブリ９７は、スプルーブッシング１００から後退し得るばかりでなく、スプルーブッシング１００は、また可動プラテン２４と共に動くものであることを要する。これを達成するために（図４）、往復動軸１０３を備えるスリーブ流体シリンダ１０２が、当該技術分野に於いて知られているコネクタ手段を用いて、アダプタ１０６を用いる射出成形ユニット１７のベース１０５に結合されている。軸１０３の遊端は、可動プラテン２４の後部に結合されたヨーク１０７に結合されている。スリーブ流体シリンダ１０２は、通常油圧によるものであるが、当該技術分野に於いてよく知られているように適宜な流体供給源及び流体制御要素を備えている。
【００５５】
シリンダ１０２に圧力が加えられ、ノズル９６が、スプルーブッシング１００内に支承されるような完全に伸長した処理位置に到達する。成形過程の終了の後、モールドベース２４の後方への運動により、回転可能なスクリュースリーブアセンブリ９６及びフィードホッパー９８を、ベース１０５上に取り付けられたレール９９に沿って後方に移動させる。シリンダ１０２の更なる伸長により、ノズル９６がスプルーブッシング１００から離れる向きに移動し、必要に応じて、次の成形過程を開始する前にノズルをパージすることができる。次の成形過程の開始時に於いては、流体シリンダ１０２が概ね反対方向に作動する。
【００５６】
図６〜８を参照すれば、本発明が、どのようにして完全にアクセス可能なモールドを備えた着脱可能なクランプユニットを提供するかが明らかとなろう。射出成形ユニット１７のベース１０５は、少なくともその四隅に於いて通常調節可能な支脚１１０を有し、往復動スクリュースリーブアセンブリ９７が、通常水平であるような所定の所望の軌道に沿って運動し得るようにベース１０５を調節することができる。ノズル９６が、モールドベース２４に設けられたスプルーブッシングに突入し得るように、スプルーブッシングが概ね水平であることを要する。これは、モールドベース２４及びモールドキャビティ２５が、正確に垂直方向を向くように調節されることを必要とする。
【００５７】
これを達成するために、フレーム２１の底部の所定の所望位置に第２の複数の調節可能な支脚１１１が設けられている。図６は、スタンドアローン射出成形ユニット１７が、取り付けられた、即ち作動可能な位置にある状態を示しており、図７はスタンドアローン射出成形ユニット１７がそのベース１０５から取り外される前の状態を示している。水平ブックプレス１８の、スタンドアローン射出ユニット１７に対する取付け即ち結合或いは取外し即ち分離は、衝当機構１１３及び取り付け機構１１４を用いて行われる。
【００５８】
一対のフレーム延長部１１６は、フレーム２１の後部近傍に設けられ、後方に延出している。フレーム延長部１１６は、射出成形ユニット１７のベース１０５と干渉しないように互いに横方向に十分な間隔を保っている。フレーム延長部１１６は、複数の第１の突部即ちボス１１８及び同数の軸受面１１９を備えている。各ボス即ち突部１１８は、図６に示された閉止位置に於いては、平坦であるのが好ましい第１の衝当面１２０に当接或いは衝当している。各軸受面１１９は、好ましくは円筒形をなし、図示されているような横方向に水平に延出する中空の円筒形をなしているものであってよい第２の衝当面１２１に衝当する。
【００５９】
図７に示された取付け直後或いは取付け前の位置に於いては、各ボス即ち突部１１８と各第１の衝当面１２０との間には空隙Ａが存在する。各軸受面１１９と各第２の衝当面１２１との間にも空隙Ａが存在する。これにより、以下に説明するように、水平ブックプレスをスタンドアローン射出成形ユニット１７に対して取付け或いは取外しを可能にする。
【００６０】
取付け機構は、フレーム２１の下部近傍に取り付けられた少なくとも１つのフック１２４を備えるものであってよい。１つまたは複数のフック１２４は、フック受入れ部１２６に支持される１つまたは複数のピン１２５に係合する。各フック受入れ部１２６は、互いに間隔を保って平行をなすようにバッキングプレート１２８に固着された一対の互いに間隔をおいて配置されたプレート１２７を備えている。プレート１２７は、図８に示されるように互いに鏡像をなすものであってよい。プレート１２７はそれぞれピン１２５を受容するべき軸線方向に整合する開口１３０を有する。受容部１２６は、ボルト１３１によりフレーム２１の所定の所望位置に取り付けられている。
【００６１】
水平ブックプレス１８を必要に応じて射出成形ユニット１７から取り外すためには、水平ブックプレス１８の機体外側支脚１１１Ｂを、最大限或いはそれに近い位置まで下げ或いは格納し、１つ又は複数のフック１２４により、射出成形ユニット１８が１つまたは複数のピン１２５の周りを回転するようにし、それによって図７に示されるように各ボス即ち突部１１８と各第１の衝当面１２０との間に空隙Ａを設け、各軸受付面１１９と対応する衝当面１２１との間にやはり空隙を設けるようにする。ここで、このような動作が引き起こされる前に、ノズル９６がスプルーブッシング１００から離反する方向に引っ込められたものと仮定する。
【００６２】
このような空隙が設けられていることから、フォークリフトの爪をフレーム１１１の下側に挿入し、フック１２４がピン１２５と干渉しないように十分な高さをもって水平ブックプレスを持ち上げ、ついで水平ブックプレス１８を単純に、スタンドアローン射出成形ユニット１７から水平方向に移動させることができる。
【００６３】
他の水平ブックプレスを、迅速且つ容易に、スタンドアローン射出ユニット１７に配置し取り付けることができ、新たな射出成形部品を、射出成形ユニットのダウンタイムを殆ど伴うことなく製造開始することができる。本発明の改良された射出成形装置における完全にアクセス可能なモールド及び着脱及び交換可能なクランプユニットは、射出成形方法の実施に於いて従来見られなかったフレキシビリティを提供するものである。このように、新規な且つ改良された射出成形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用された構造の斜視図。
【図２】  ドアプラテンが開放位置にあるときの図１に示された構造の部分立面図。
【図３】  ドアプラテンが開放位置にあるときの図２に示された構造の平面図。
【図４】  ドアプラテンが閉止位置にあるときの図３と同様の図。
【図５】  図２に示された構造の端面図。
【図６】  水平ブックプレスが、作動状態にあるスタンドアローン射出ユニットまたは可塑化ユニットに結合されている状態に於ける、本発明が適用された構造を一部破断して示す立面図。
【図７】  水平ブックプレスが、射出ユニットまたは可塑化ユニットから取り外される直前の傾斜した状態にある場合の図６と同様の図。
【図８】  図６の８−８矢印線の方向から見た断面図。
【図９】  図３の９−９線矢印の方向から見た断面図。
【図１０】  図９の１０−１０線矢印の方向から見た断面図。
【図１】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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