(57)【要約】成形装置において使用されるスプルー装置(５１)であって、成形機ノズル(４８)を成形装置(２６)のランナーシステムと接続するもの。スプルー装置は、複数の温度調節器を備えており、成形プロセスを支持するにおける局部化された温度制御のために、それらの温度調節器は、スプルー装置(５１)の長さを区分している複数の温度ゾーンを調節する。複数のゾーンは、成形機ノズルと成形装置との間の実質的に漏れのない接続を可能にするように、温度調節され得る。スプルー装置は、加熱されたスプルーブッシュをキャリジ力から実質的に隔離する隔離継手(５３)を備え得る。本発明は、金属合金(例えばマグネシウム基材合金)を、チキソトロープ状態にあるときに、射出する場合において特に有用であることが見出されている。
2006514885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形装置(２６)内に受容されるべく構成されており且つ成形機ノズル(４８)を成形装置(２６)のランナーシステムと接続するスプルー装置(５１)であって、
スプルー装置(５１)の第１端部におけるノズル接続インターフェース部(９４)であって、使用時に、成形機ノズル(４８)における相補的な接続インターフェース部との接続部を形成すべく構成されているものと、
溶融体ダクト(８９)であって、第１端部から第２端部まで、スプルー装置(５１)を貫通して延びているものと、
スプルー装置(５１)の第２端部における金型接続インターフェース部(９３)であって、使用時に、溶融体ダクトの金型ランナーシステムとの接続用の、成形装置(２６)における相補的な接続インターフェース部との接続部を形成すべく構成されているものと、
スプルー装置(５１)に沿って配置されている複数の温度調節器と、
を具備しており、
温度調節器は、スプルー装置(５１)の長さを区分している複数の温度ゾーンを調節して、使用時に、溶融体ダクト(８９)内の成形材料の局部温度制御をもたらす、
スプルー装置(５１)。
【請求項２】
複数のゾーンのうちの少なくとも１つのゾーンが、温度調節される封止ゾーンであって、使用時に、成形機ノズル(４８)と成形装置(２６)との間に、実質的に漏れのない接続をもたらすものである請求項１に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項３】
少なくとも１つの封止ゾーンが、成形機ノズル(４８)とスプルー装置(５１)との間の接続部を包含している請求項２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項４】
成形機ノズル(４８)とスプルー装置(５１)との間の接続部が、スピゴット接続部である請求項３に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項５】
少なくとも１つの封止ゾーンが、スプルー装置(５１)と成形装置(５１)との間の接続部を包含している請求項２に記載のスプルー装置。
【請求項６】
スプルー装置(５１)と成形装置(２６)との間の接続部が、スピゴット接続部である
請求項５に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項７】
少なくとも１つの封止ゾーンが、スプルー装置(５１)の部品間の接続部を包含している請求項２に記載のスプルー装置。
【請求項８】
スプルーブッシュ(５２)であって、スプルーブッシュ(５２)のかなりの部分が成形機ノズル(４８)を通して作用するキャリジ力から隔離されるようにして、隔離継手(５３)内に収容されているものを更に具備している請求項２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項９】
スプルーブッシュが、それの第１端部におけるノズル接続インターフェース部(９４)と、ノズル接続インターフェース部(９４)近傍の第１隔離継手接続部(７２)と、溶融体ダクト(８９)であって、第１端部から第２端部まで、スプルーブッシュを貫通して延びているものと、第２端部における第２隔離継手接続インターフェース部(７４)とを備えている請求項８に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１０】
隔離継手(５３)が、第１端部における第１スプルーブッシュ接続インターフェース部(７６)と、第２端部における第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)と、第２端部における金型接続インターフェース部(９３)と、スプルーブッシュ(５２)の溶融体ダクト(８９)を成形装置(２６)のランナーシステムと接続している溶融体ダクト延長部とを備えている請求項９に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１１】
第２隔離継手接続インターフェース部(７４)と、隔離継手(５３)の第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)との間の接続部が、スピゴット接続部である請求項１０に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１２】
隔離継手(５３)が、更に、冷却インサート(５６)と接続されている前部ハウジング(５４)を備えており、冷却インサート(５６)は、スプルーブッシュ(５２)の第１端部に位置させられているノズル封止ゾーン(Ｚ１)の選択的な冷却用の温度調節器の機能を提供する請求項１０に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１３】
冷却インサート(５６)が、冷却液を循環させるための冷却チャンネル(１４２)を備えている請求項１２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１４】
冷却インサート(５６)が、冷却インサート(５６)とスプルーブッシュ(５２)との間のインターフェース部領域に隣接して位置させられている装着部(１２８)内に熱電対を備えている請求項１３に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１５】
前部ハウジング(５４)が、第２封止ゾーン内での、冷却された成形装置(２６)とスプルーブッシュ(５２)の第２端部との間の熱伝導用の熱導管を提供しており、熱導管は、温度調節器の機能を提供する請求項１４に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１６】
前部ハウジング(５４)が、前部ハウジング(５４)を貫通して第１端部から第２端部まで延びている内腔(９０)を備えていると共に、スプルーブッシュの長さのかなりの部分に沿ってスプルーブッシュを取り囲んでいるポケットを提供しており、それらの間のクリアランス空間は、比較的冷たい金型部分(２６)からの、スプルーブッシュ(５２)用絶縁空隙と、ヒーター及び熱電対のリード線(９５)の経路選択用空間とを提供している請求項１２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１７】
内腔(９０)が、更に、前部ハウジング(５４)の第２端部近傍の円筒面であって、第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)を提供するものと、第２端部と直に隣接している外方テーパ部であって、溶融体ダクト(８９)を延長させているものとを備えている請求項１６に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１８】
前部ハウジング(５４)が、金型装置(２６)内に受容されるべく構成されている外面を備えており、第２端部に隣接して位置させられている、その外面の部分は、金型接続インターフェース部(９３)を提供している請求項１７に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１９】
ノズル接続インターフェース部(９４)が、スプルーブッシュ(５２)の第１端部に凹設されている円筒状内腔(８７)の内面によって提供されている請求項９に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２０】
第１隔離継手接続インターフェース部(７４)が、スプルーブッシュ(５２)の第１端部に位置させられている円筒状フランジ(８６)の外径上の面によって提供されている請求項１９に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２１】
フランジ(８６)の内側の面における溝として形成されている熱チョーク(１２４)を更に具備している請求項２０に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２２】
溶融体ダクトが、更に、内腔(８７)に隣接している内方縮径テーパ部と、主要溶融体部とスプルーブッシュ(５２)の第２端部に直に隣接している外方拡径テーパ部との間の段付遷移部(１７０)とを備えている請求項２１に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２３】
スプルーブッシュ(５２)が、更に、それの第２端部における延長円形スピゴットリング部(８８)であって、第２隔離継手接続インターフェース部(７４)を提供している外面を有しているものを備えている請求項２２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２４】
スプルーブッシュ(５２)が、スプルーブッシュ(５２)の縦軸に沿って位置させられており且つ選択的に制御され得るヒーター(９６ａ,９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄ)を備えおり、ヒーターは、封止ゾーン間の少なくとも１つの状態調節ゾーンの選択加熱用の温度調節器の機能を提供する請求項２３に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２５】
スプルーブッシュ(５２)が、更に、それの長さに沿って位置させられている装着部(１２２ａ,１２２ｂ及び１２２ｃ)内に熱電対を備えており、熱電対は、使用時において、スプルーブッシュ(５２)の長さに沿う温度状態の温度フィードバックを、温度調節器の温度設定を制御する少なくとも１つの制御装置へ供給する請求項２４に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２６】
スプルーブッシュ(５２)が、それの第２端部近傍に、成形材料における急速な温度変化を可能にするための狭小部を備えている請求項２５に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２７】
成形機ノズル(４８)を成形装置(２６)のランナーシステムと接続するスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法であって、
スプルー装置(５１)をそれの長さに沿って区分している複数の温度ゾーンを構成する工程と、
複数の温度ゾーンの少なくとも部分的な組における温度を調整する１つ又は２つ以上の温度調節器を配置する工程と、
成形プロセスに応じて、温度調節器の少なくとも部分的な組を駆動する１つ又は２つ以上の制御装置を、それぞれの温度ゾーンからの温度フィードバックに基づいて作動させる工程と、
を具備している、スプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項２８】
複数の温度ゾーンのうちの１つの温度ゾーンを、ノズル接続インターフェース部(９４)とスプルー装置(５１)の第１端部における溶融体ダクト部分(８９ａ)とを包囲しているノズル封止ゾーン(Ｚ１)として構成する工程を更に具備している請求項２７に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項２９】
ノズル接続インターフェース部(９４)における温度が成形材料の融点未満に維持されるように、同時に、溶融体ダクト部分(８９ａ)内の成形材料が所望されている加工温度に維持されるように、ノズル封止ゾーン(Ｚ１)におけるスプルーブッシュ(５１)の温度を調節する工程を更に具備している請求項２８に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項３０】
複数の温度ゾーンのうちの少なくとも１つの温度ゾーンを、ノズル封止ゾーン(Ｚ１)に隣接して位置させられている状態調節ゾーン(Ｚ２及びＺ３)として構成する工程を更に具備しており、この場合、包囲されている溶融体ダクト部分(８９ｂ及び８９ｃ)内の成形材料は、所望されている加工温度に維持される請求項２９に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項３１】
複数の温度ゾーンのうちの１つの温度ゾーンを、スプルー装置(５１)の第２端部に位置させられているサイクルゾーン(Ｚ４)であって、包囲されている溶融体ダクト部分(８９ｄ)における凝固した成形材料の局在化プラグの制御された形成のためのものとして構成する工程を更に具備している請求項３０に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項３２】
スプルー装置(５１)が、隔離継手(５３)内に収容されているスプルーブッシュ(５２)を具備しており、隔離継手(５３)は、それ自体、冷却インサート(５６)と接続されている前部ハウジング(５４)を備えており、冷却インサート(５６)は、ノズル封止ゾーン(Ｚ１)の選択冷却用の温度調節器の機能を提供する請求項３１に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項３３】
スプルーブッシュ(５２)が、スプルーブッシュ(５２)の縦軸に沿って位置させられており且つ選択的に制御され得るヒーター(９６ａ,９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄ)を備えおり、ヒーターは、少なくとも１つの状態調節ゾーン(Ｚ２及びＺ３)の選択加熱用の温度調節器の機能を提供する請求項３２に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項３４】
隔離継手(５３)が、サイクルゾーン(Ｚ４)内に収容されている第２封止ゾーン内での、冷却された成形装置(２６)とスプルーブッシュ(５２)の第２端部との間の熱伝導用の熱導管を提供しており、熱導管は、温度調節器の機能を提供する請求項３３に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、広くは、成形装置において使用されるスプルー装置に関する。より具体的には、本発明は、射出成形機又はダイカスト成形機において使用されるスプルー装置に関しており、特に、但し排他的にではなく、金属材料を、その材料がチキソトロープ状態にあるときに、金型のキャビティ内へ射出成形し得るスプルー装置に関する。
【０００２】
発明の背景
成形装置用のスプルーブッシュは、当業界において良く知られている。例えば、Ｈｅｒｂｅｒｔ Ｒｅｅｓによる“Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”という題名の書籍(著作権１９９４、ＩＳＢＮ１−５６９９０−１３０−９)は、６１ページにホット・スプルーを記載している。本質的に、スプルーブッシュは、成形機ノズルと、金型のランナーシステムであって、金型のキャビティ内へ溶融成形材料を少なくとも部分的に射出するものとの間の接続部を提供する。少なくとも部分的に溶融した材料(時々、溶融体と呼ばれる)は、成形機ノズルから、スプルーブッシュ内に位置させられているダクト内へ、そして、金型のキャビティ内へ移動する。成形プロセスの間に成形機ノズルとスプルーブッシュとの間の接続部を封止するためのキャリジ力が、通常、スプルーブッシュを通るように縦方向に方向付けられる。一般的に、２種類のスプルー(コールド及びホット)が、存在する。
【０００３】
コールド・スプルーは、加熱されない。コールド・スプルー内の、進行を止められた溶融材料は、スプルーブッシュにおけるダクトの部分内で凝固しよう。凝固した材料は、後続の射出サイクルの前に、スプルーブッシュから除去されなければならない。凝固した材料は、無駄であり、屑材料の結果として、成形品のコストを上昇させる。
【０００４】
ホット・スプルーは、通常、電気的に加熱される。熱は、スプルーへ、内部から又は外部から加えられ得る。通常、ホット・スプルーは、単一の加熱ゾーンを通して、スプルーブッシュのダクト内の材料を溶融状態に保つ。
【０００５】
１９９９年３月２３日に発行された、Ｈｏｔｓｅｔへの米国特許第５,８８４,６８７号は、ダイカスト成形機用の、熱チャンバを備えているホット・スプルーを教示している。供給スリーブが、材料の溶融体を受容する中央通路を備えている。単一の熱ゾーンをもたらすヒーターが、供給スリーブを取り囲んでいる。供給スリーブの一方の端部が、液状金属の供給部と係合し、そして、キャリジ力が、スプルーブッシュの部分を通るように方向付けられる。固形物のプラグが、ゲートの近傍に生じ、そして、成形プロセスの間に、射出圧力を加えられることによって押し出される。
【０００６】
２０００年８月１日に発行された、Ｐｏｌｙｓｈｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎへの米国特許第６,０９５,７８９号は、調節可能なホット・スプルーブッシュを教示している。ブッシュの本体を取り囲んでいる抵抗ヒーターが、示されている。ワイヤーのターン数が、ブッシュの遠位端部において増大させられており、これにより、その遠位端部において、より多い熱エネルギーが、この遠位端部における高い熱伝達又は加熱損失を補償すべく供給される。これは、ブッシュの長さ全体に沿う一定の温度を、単一の均一温度ゾーンにもたらすための試みである。
【０００７】
Ｈｏｔｆｌｏ Ｄｉｅ ＣａｓｔｉｎｇのＰＣＴ出願ＷＯ ０１/１９５５２号は、別体の移行チャンネルと組み合わされるスプルーチップインサートを教示している。スプルーの長さ全体に沿う温度は、単一の均一温度ゾーンとして制御されるように思われる。スプルーの長さ全体における材料が、流れを保証するに十分に高い温度にある。別体の嵌め合いダイが、スプルーの下流に移行チャンネルを備えている。移行チャンネルは、移行チャンネルにおける材料を凝固させるべく、スプルーとは独立に制御される。
【０００８】
２００２年３月１９日に発行された、本発明の譲受人への米国特許第６,３５７,５１１号は、スピゴット接続部を教示しており、このスピゴット接続部は、射出成形機の溶融体チャンネル部品間の、特に、成形機ノズルと、金属材料のチキソトロープ成形用の他の典型的なスプルーブッシュとの間の、改良された接続インターフェース部を提供する。スピゴット接続部は、第１の部品の環状円筒部であって、第２の部品の円筒状内腔内に受容されるものを備えている。スピゴット接続部の嵌合は、環状円筒部の外面と円筒状内腔の対応内面との間の、直径方向の締り嵌めとして特徴付けられており、その締り嵌めは、初期溶融体の滲出を支持する小さい環状の隙間と、封止の損失を伴うことのない軸方向の限られた相対運動を許容するに十分な長さの縦方向係合とを含み得る。スピゴット接続部は、嵌合に基づく、溶融体の漏れに対するシールを提供し、そのシールは、凝固した成形材料の滲出であって、小さい隙間の中に生じているものにより、増強され得る。
【０００９】
既知のスプルー装置には、スプルーブッシュの長さに沿う貧弱な温度調節に起因する多くの問題が、存在しており、この場合、単一の温度ゾーンのみが、スプルーブッシュを通って流れる成形材料の状態を維持するのに専念させられている。例えば、成形プロセスを支持するにおいて成形材料の温度調節に専念させられている単一の温度制御ゾーンでは、スピゴット接続部として要求されている、嵌まり合っている溶融体チャンネル部品間の接続部を独立に温度調節して、成形材料の漏れに対する信頼性の高いシールを保証するのは、不可能である。溶融材料の漏れは、高い処理温度における急速な且つ管理はずれの酸化の可能性のために、軽合金(例えば、チキソ成形プロセスにおけるマグネシウム)を処理する場合に特に心配である。更に、望ましくない成形温度の変動のような問題を迎え撃つべく、スプループラグの形成を制御すべく又は全体的な処理の柔軟性を与えるべく、局部化された温度制御をスプルー装置の長さに沿ってもたらすことは、望ましいであろう。別の問題は、既知のスプルー装置が永久歪を受けやすい(マグネシウムをチキソ成形するのに必要な高い作業温度においてスプルー装置が弱体化させられている場合には特に)ということであり、その永久歪は、成形機ノズルとスプルー装置との間のシールを維持するのに必要な、縦方向に加えられるキャリジ力に起因している。特に、スプルー装置は、使用時において、成形機ノズルと成形装置との間に、それの長さに沿って拘束されており、このため、スプルー装置は、成形機ノズルを通るように方向付けられている、加えられたキャリジ力の下で圧縮される。スプルー装置は、それの細長い構造の故に、圧縮による永久歪を受けやすく、そして、スプルー装置の細長い構造は、スプルー装置の長さに沿って設けられているヒーターとスプルー装置の溶融体ダクト内の成形材料との間の、短い熱伝導路、従って、速い熱応答を提供する。更に別の問題は、ばらついている長さのスプループラグの形成及び突出しに起因する、望ましくないプロセス変動に関しており、スプループラグにおける変動は、不適切な温度調節と溶融体チャンネルの形状とに起因するものと考えられ得る。
【００１０】
発明の概要
本発明の第１の側面において、成形機ノズルを成形装置のランナーシステムと接続するスプルー装置が、提供される。スプルー装置は、成形装置内に受容されるべく構成されていると共に、第１端部におけるノズル接続インターフェース部であって、成形機ノズルにおける相補的な接続インターフェース部との接続部を形成すべく構成されているものと、第１端部から第２端部まで、スプルー装置を貫通して延びている溶融体ダクトと、第２端部における金型接続インターフェース部であって、溶融体ダクトの金型ランナーシステムとの接続用の、成形装置における相補的な接続インターフェース部との接続部を形成すべく構成されているものとを備えている。スプルー装置は、更に、スプルー装置に沿って配置されている、複数の温度調節器であって、包囲されている溶融体ダクト部分内の成形材料の局部化された温度制御のためにスプルー装置の長さを区分している複数の温度ゾーンを温度調節するものを備えている。スプルー装置は、部品であって、嵌まり合う部品の間に接続部を備えているものの組立体であってもよい。更に、成形機ノズルと成形装置のランナーシステムとの間の実質的に漏れのない接続を可能にするように、接続部は、温度調節され得る。
【００１１】
スプルー装置の接続インターフェース部は、米国特許第６,３５７,５１１号に記載されているスピゴット接続部を達成すべく構成され得る。
【００１２】
本発明の別の側面において、成形機ノズルの溶融体ダクトを成形装置のランナーシステムと接続するスプルー装置に沿って温度を制御する方法が、提供され、この方法は、i)スプルー装置をそれの長さに沿って区分している、複数の温度ゾーンを構成する工程と、ii)複数の温度ゾーンの少なくとも部分的な組における温度を調節する１つ又は２つ以上の温度調節器を配置する工程と、iii)成形プロセスに応じて、温度調節器の少なくとも部分的な組を駆動する１つ又は２つ以上の制御装置を、それぞれの温度ゾーンからの温度フィードバックに基づいて作動させる工程とを備えている。
【００１３】
好適に、スプルー装置に沿って温度を制御する方法は、更に、複数の温度ゾーンのうちの１つの温度ゾーンを、成形機ノズル接続インターフェース部とスプルー装置の第１端部における溶融体ダクト部分とを包囲しているノズル封止ゾーンとして構成する工程を備えており、この場合、ノズル接続インターフェース部における温度は、成形材料の融点未満に維持され、同時に、溶融体ダクト部分内の成形材料は、所望されている加工温度に維持される。方法は、更に、複数の温度ゾーンのうちの少なくとも１つの温度ゾーンを、ノズル封止ゾーンに隣接して位置させられている状態調節ゾーンとして構成する工程を備えていてもよく、この場合、包囲されている溶融体ダクト部分内の成形材料は、所望されている加工温度に維持される。方法は、更に、複数の温度ゾーンのうちの１つの温度ゾーンを、スプルー装置の第２端部に位置させられているサイクルゾーンであって、包囲されている溶融体ダクト部分における凝固した成形材料の局在化プラグの制御された形成のためのものとして構成する工程を更に具備していてもよい。
【００１４】
本発明のスプルー装置の実施形態の利点は、スプルー装置に沿う複数の別個の温度ゾーンの温度調節及び制御であって、成形プロセスを支持すべく、溶融体ダクト内の成形材料を所望されている温度及び物理的状態に維持するものである。複数の温度ゾーンは、また、スピゴット接続部の温度調節であって、成形機ノズルと成形装置との間の信頼性の高い封止接続を保証するものをも提供し得る。
【００１５】
本発明のスプルー装置の実施形態の別の利点は、マグネシウムのチキソトロープ成形に要求される高い作業温度においてさえ耐久力のある構成である。特に、スプルー装置の傷つきやすい部品は、キャリジ力から実質的に隔離され得る。
【００１６】
本発明のスプルー装置の実施形態の別の利点は、流れの制御に使用される成形材料のプラグの形成を制御するサイクルゾーンの提供である。射出されたプラグのサイズがばらつきのない且つ最小のサイズのものであるように、従って、一打ちから一打ちへのプロセスの変動が小さくなるように、サイクルゾーンは、構成され且つ制御される。
【００１７】
本発明は、射出成形システムにおいて、チキソトロープ状態にある金属合金(例えばマグネシウム基材合金)を成形する場合に、特に有用であると見出されているが、金型への排出に先立って成形材料が可塑化され又は少なくとも部分的に溶融されるところの成形システムに概念は広く適用可能であるということが、理解されよう。
【００１８】
以下、本発明の例示としての実施形態が、添付図面を参照して記載される。
【００１９】
好適な実施形態の詳細な記載
本発明の実施形態が、図１に示されている典型的な射出成形システム１０との関連において(及びその射出成形システム１０内の本来の場所において)記載される。
【００２０】
射出成形システム１０は、射出ユニット１４と、型締ユニット１２とを備えている。射出ユニット１４は、成形材料を金型内への射出用に処理する。射出ユニット１４は、フレーム３２を備えており、このフレーム３２は、通常、成形機を制御・操作するための電気部品用のハウジング(図示せず)と、パワーパック用のハウジング(図示せず)とを支持している。キャリジ(図示せず)が、バレル４２を備えているバレル組立体３４を支持している。キャリジは、１対のキャリジシリンダ(図示せず)の作動により、フレーム３２に対して移動可能である。スクリュー４０が、バレル４２の内腔内に位置させられている。作動時、スクリュー４０は、スクリュー駆動装置３６により、当業界においては良く知られている態様で、バレル４２内において、回転させられると共に、通常、軸方向に並進させられる。スクリュー駆動装置３６は、スクリュー４０を回転させる電動機と、射出のためにスクリュー４０を並進させる液圧部品との組合せ体であってよい。完全な液圧駆動システム又は完全な電動機駆動システムが射出ユニット１４に適用され得るということを、当業者は、認識している。更に、一段往復スクリュー射出ユニットが、図示されているが、当業者は、二段射出ユニットが使用され得るということを認識しよう。
【００２１】
型締ユニット１２は、金型を開き、金型を閉じ、そして、型締力を金型へ加える。型締ユニット１２は、フレーム１８上に装着されている固定盤１６及び可動盤２０と、固定盤１６に対して可動盤２０を移動させるための型締駆動装置(図示せず)とを備えている。固定盤１６及び駆動装置は、通常、４つのタイバー３８によって相互接続されており、４つのタイバーのうちの２つのタイバーのみが、示されている。第１金型部分２４が、可動盤２０へ取着されていると共に、第２金型部分２６が、固定盤１６へ取着されている。
【００２２】
液圧駆動ユニット、完全な電動機型締駆動装置、又は電動機と液圧部品との組合せによって型締ユニット１２は駆動され得るということを、当業者は、認識している。
【００２３】
例示としてのチキソトロープ成形システムとの関連において、マグネシウムのチップ１７８又は他の適切な材料が、ホッパ１８０内へ供給され且つバレル４２の供給口１３２を通して計量される。供給口１３２から、バレル４２に沿い、スクリュー４０の端部における逆止め弁４６を通り過ぎ、バレルのヘッドにおける且つノズル４８の前の蓄積ゾーン８２内へと成形材料を運ぶべく、スクリュー４０は、回転させられる。スクリューが材料を蓄積ゾーン８２及びノズル４８内へ運ぶにつれて、スクリュー４０は、バレル４２内を後ろに移動し、これにより、一発分の材料が、蓄積される。十分な材料が蓄積ゾーン８２内へ運ばれると、一発分の材料が、スプルー装置を通して金型２４,２６内へ射出される。この射出を遂行すべく、スクリュー駆動装置３６における液圧アクチュエータが、スクリュー４０を金型に向けて前方へ押し進め、これにより、材料を蓄積ゾーン８２からノズル４８を介して金型内へ射出する。逆止め弁４６は、スクリュー４０が前方へ移動させられつつある間に材料がバレル４２内へ流れ戻るのを防止する。所望されている加工温度と成形材料の所望されている状態とを達成し且つ維持すべく、ヒーター４４が、バレル４２とノズル４８(図２Ａ参照)とに沿って置かれている。
【００２４】
本発明のスプルー装置が、図２Ａ及び図２Ｂの実施形態に関連して、例示される。スプルー装置５１は、射出ユニット１４の成形機ノズル４８の溶融体ダクトと、第２金型部分２６のランナーシステム(図示せず)との間の接続部を提供する。スプルー装置５１は、第２金型部分２６内に受容されるべく構成されていると共に、第１端部にノズル接続インターフェース部９４を備えており、このノズル接続インターフェース部９４は、成形機ノズル４８の相補的な接続インターフェース部との接続部を形成すべく構成されている。溶融体ダクト８９が、第１端部から第２端部まで、スプルー装置５１を貫通して延びている。第２端部における金型接続インターフェース部９３が、溶融体ダクト８９の金型ランナーシステムとの接続のために、第２金型部分２６における相補的な接続インターフェース部との接続部を形成すべく構成されている。スプルー装置５１は、更に、スプルー装置５１に沿って配置されている複数の温度調節器を備えており、これらの温度調節器は、スプルー装置５１の長さを区分している複数の温度ゾーンを温度調節し、これにより、包囲されている溶融体ダクト部分内の成形材料の局部的な温度制御が、可能になる。スプルー装置は、部品の組立体であって、嵌め合い部品間の接続部を備えているものであってよい。更に、接続部は、成形機ノズル４８と第２金型部分２６のランナーシステムとの間の、実質的に漏れのない接続を可能にするよう、熱的に制御され得る。
【００２５】
成形機ノズル４８の接続インターフェース部４９は、円筒状のスピゴット先端延長部９２の縦方向面によって提供されている。ノズル接続インターフェース部９４と成形機ノズル４８の接続インターフェース部４９との間の接続部は、スピゴット接続部にとっては典型的であるように、小さい隙間を有しており、成形材料は、その隙間の中へ滲入し且つ凝固するのを可能にされており、これにより、その隙間は、封止される。温度調節が、接続部における温度を、成形材料の凝固点未満に維持する。この構成により、スプルー装置５１は、ノズル４８又は第２金型部分２６との封止接触を失うことなく、伸縮することができる。
【００２６】
好適に、スプルー装置は、更に、隔離継手５３内に収容されているスプルーブッシュ５２を具備している。スプルーブッシュ５２は、それの第１端部におけるノズル接続インターフェース部９４と、ノズル接続インターフェース部９４に近接している第１隔離継手接続インターフェース部７２とを備えている。溶融体ダクト８９は、第１端部から第２端部まで、スプルーブッシュ５２を貫通して延びている。第２隔離継手接続インターフェース部７４が、第２端部にある。第１隔離継手接続インターフェース部７２及び第２隔離継手接続インターフェース部７４は、隔離継手５３に設けられている、相補的な第１スプルーブッシュ接続インターフェース部７６及び第２スプルーブッシュ接続インターフェース部７８との接続部を形成すべく構成されている。隔離継手５３は、第２金型部分２６内に少なくとも部分的に受容されるべく構成されていると共に、更に、スプルーブッシュ５２の溶融体ダクト８９を第２金型部分２６のランナーシステムと相互接続すべく構成されている。隔離継手５３は、スプルーブッシュ５２の第１端部を通して作用する、縦方向に加えられるキャリジ力を第２金型部分２６へ分配するようにして、スプルーブッシュ５２と好適に接続しており、もって、スプルーブッシュ５２のかなりの部分が、キャリジ力から隔離されている。特に、隔離継手５３は、スプルーブッシュ５２の第１端部を縦方向に拘束している一方、それの残りの部分の拘束されない縦方向運動を許容している。隔離継手は、更に、複数の温度ゾーンのうちの少なくとも１つの温度ゾーンの温度調節を助け、それらの複数の温度ゾーンは、これらの複数の温度ゾーンのうちの１つ又は２つ以上の温度ゾーンの温度を上げ又は下げるための１つ又は２つ以上の温度調節器の敷設を通して、スプルー装置５１の長さを区分している。
【００２７】
好適に、隔離継手５３は、冷却インサート５６へ接続されている前部ハウジング５４を具備している組立体である。
【００２８】
前部ハウジング５４は、第２金型部分２６内へ嵌入し、この場合、冷却インサート５６は、定位リング８４によって所定の位置に保持される。スプルーブッシュ５２を隔離継手５３内に保持するためのボルト１３０(図３参照)が、保持リング５８を貫通して螺子穴１３６内へ延びる。ノズル４８がスプルーブッシュ５２との係合を解くときには、(保持リング５８における)内側に延びているリップ部が、スプルーブッシュ５２を隔離継手内に保持する。
【００２９】
好適に、前部ハウジング５４は、温度調節器の機能を提供する、冷却された第２金型部分２６とスプルーブッシュ５２の第２端部との間の熱伝導用の熱導管を提供し、これにより、前部ハウジングの第２端部に近接している、第２隔離継手接続インターフェース部７４と第２スプルーブッシュ接続インターフェース部７８との間の接続部における温度が、制御される。好適に、その接続部は、スピゴット接続部であり、この場合、上述のように、温度調節が、凝固した成形材料からなるシールの形成をもたらす。
【００３０】
冷却インサート５６も、温度調節器の機能を提供する。ブッシュ１６８を有している、接合具７０を備えている冷却チューブ６６が、冷却液(好ましくは油)を冷却インサート５６へ供給し、これにより、より十分に後述されるように、スプルーブッシュ５２の選択的な冷却が、可能になる。
【００３１】
ヒーター９６ａ,９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄのような温度調節器が、やはり、スプルーブッシュ５２の縦軸に沿って位置させられていると共に、熱接触を保証し且つ維持すべく賦形されている。ヒーターは、必要に応じて、成形材料の温度を調節すべく選択的に制御され得る。ヒーター９６ｄは、スプルーブッシュ５２の細くされた部分を取り囲んでいてもよい。この例においては、スプルーブッシュ５２の細くされた部分は、ヒーター９６ｄと溶融体ダクト部分８９ｄ内の成形材料との間の、より短い熱伝導路を、従って、速い熱応答をもたらす。ヒーターの数及びヒーターの位置は変えられ得る、ということが、留意されるべきである。また、スプルーブッシュ５２の主要な部分は、それの長さ全体を通して単一の直径のものであってもよく、もって、全てのヒーターは、同じ内周を有しよう。
【００３２】
スプルーブッシュ５２の長さに沿って配置されている熱電対が、温度ゾーンに関する、温度のフィードバックを、少なくとも１つの制御装置(図示せず)へ供給し、この制御装置は、少なくとも部分的な組の温度調節器の熱設定を制御する。
【００３３】
第２金型部分２６を射出ユニット３４との正しい整合状態に位置させるべく、当業界においては良く知られている態様で、定盤定位リング３０が、金型定位リング８４と協働する。
【００３４】
ノズル４８は、ボルト６０によってバレルヘッド５０へ取着されている。バレルヘッド５０は、ボルト１８８によってバレル４２へ取着されている。
【００３５】
ここで図３を参照するに、好適な実施形態のスプルー装置５１が、構成部品の分解図として示されている。前部ハウジング５４は、アクセススロット１００を備えており、このアクセススロット１００は、ヒーター９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄ並びに熱電対の電気リード線９５の経路選択を可能にする。ボルト６８が、前部ハウジング５４を冷却インサート５６へ接合すべく、ハウジング５４の拡径カラー１０２を貫通して延びる。冷却インサート５６は、ヒーター９６ａ用の電気リード線を受容するスロット１０４と、冷却管路６６を受容する第２のスロット１０６(図７参照)とを備えている。
【００３６】
発熱体９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄは、ハウジング５４内に嵌まる一方、発熱体９６ａは、冷却インサート５６内に嵌まる。図３に示されている実施形態においては、４つの発熱体が、単なる例として、図示されており、従って、発熱体の数及び位置は要望又は必要に応じて変更され得る、ということは、認識されよう。更に、使用されるヒーターのタイプは、完全に任意であり、制限を受けることなく、抵抗ヒーター、誘導ヒーター、誘導−抵抗ヒーターのあらゆる組合せを含み得、更に、薄膜ヒーター又は厚膜ヒーターをも含み得る。
【００３７】
上述のように、スプルーブッシュ５２は、発熱体の内側に嵌まっていると共に、保持リング５８により、前部ハウジング５４及び冷却インサート５６の中に且つこれらの間に保持されており、その保持リング５８は、ボルト１３０によって冷却インサート５６へ固定されている。定位リング８４は、冷却インサート５６の肩部１０８と当接していると共に、ボルト６２によって金型受け板６４(図２Ａ参照)へボルト締めされている。第２金型部分２６は、受け板６４と定位リング８４との間に絶縁板１１０(図２Ａ)を備え得、これにより、固定盤１６と第２金型部分２６との間の熱隔離が、もたらされる。
【００３８】
前部ハウジング５４は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ及び図４Ｅに、より詳細に示されている。それらに示されているように、前部ハウジングは、第２金型部分２６内に受容されるべく構成されている外面を備えている。第２端部に隣接して位置させられている前部ハウジング５４の部分は、第２金型部分２６との封止接続を確実にする金型接続インターフェース部９３を提供している。内腔９０が、第１端部から第２端部まで、前部ハウジングを貫通して延びている。内腔９０は、スプルーブッシュ５２のかなりの長さを取り囲んでいるポケットを、第１隔離継手接続インターフェース部７２と第２隔離継手接続インターフェース部７４との間に提供している。スプルーブッシュ５２と隔離継手５３との間のポケットにおけるクリアランス空間は、比較的冷たい第２金型部分２６からのスプルーブッシュ用絶縁空隙と、ヒーター及び熱電対のリード線９５の経路選択用空間とを提供している。内腔９０は、更に、前部ハウジング５４の第２端部に近接している円筒面を備えており、この円筒面は、スプルーブッシュ５２の相補的な第２隔離継手接続インターフェース部を受容する第２スプルーブッシュ接続インターフェース部７８を提供している。第２端部に直に隣接している外方テーパ部が、溶融体ダクト８９を延長させており、この外方テーパ部は、後述されるように、成形材料のプラグの形成を可能にする機能を有している。前部ハウジング５４の内壁における溝１１４が、ヒーター９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄと共に使用される配線クランプ用の空間を提供する。整合用合せピンと関連している孔１１８が、ハウジング５４を冷却インサート５６に対して正しく向ける手段を提供する。冷却インサート５６における対応隆起部１２０(図９参照)と嵌合する肩部１１２が、設けられており、これによりハウジング５４と冷却インサート５６との間の密閉連結が、もたらされる。孔１１６が、ハウジング５４を冷却インサート５６へ連結するためのボルト６８を受容する。
【００３９】
図５Ａ及び図５Ｂが、前部ハウジング１５４の別の実施形態を示している。この実施形態においては、ハウジング１５４は、それの長さの主要部分を通して実質的に均一な環状シリンダ１８４であって、第２金型部分２６内に嵌入するように縮径されている、金型２６に隣接する端部を備えているものである。ボルト孔１８６へのアクセスをもたらすための欠切部１８２が、環状シリンダ１８４の各側部に設けられており、これにより、ハウジング１５４が冷却インサート５６へ取着されるのが、可能になる。
【００４０】
図６が、図３のスプルーブッシュ５２をより詳細に示している。凹設されている円筒状の内腔８７が、スプルーブッシュ５２の第１端部に位置させられており、この内腔８７の内面が、ノズル接続インターフェース部９４を提供する。また、円筒状のフランジ８６も、スプルーブッシュ５２の第１端部に位置させられており、このフランジ８６の外径上に、第１隔離継手接続インターフェース部７２が、設けられている。円筒状フランジ８６の内面における肩部１３８が、冷却インサート５６用の合せ面を提供する。熱チョーク１２４が、フランジ８６の内面における溝として形成されている。熱チョーク１２４は、冷却インサート５６と接触しているスプルーブッシュ５２の部分とスプルーブッシュの残りの部分との間のある程度の熱隔離をもたらし、これにより、溶融体ダクト８９から冷却インサート５６への伝導熱の伝達が、低減させられる。
【００４１】
溶融体ダクト８９は、第１端部から第２端部まで、スプルーブッシュ５２を貫通して延びていると共に、内腔８７に隣接している、内方縮径テーパ部を備え得、このテーパ部は、ノズルの溶融体ダクトをスプルーブッシュの溶融体ダクトへ合わせるべく、溶融体ダクト８９の直径を徐々に減少させている。主要溶融体部と、スプルーブッシュ５２の第２端部に直に隣接している外方拡径テーパ部との間に、溶融体ダクトは、段付移行部１７０をも備え得る。段付移行部１７０は、加えられた射出圧力の下で、一の射出サイクルから次の射出サイクルへ、ばらつきのない長さのプラグを切り取るべく機能する一方、外方拡径テーパ溶融体ダクト部分８９ｄは、射出圧力の加力での各射出サイクルの開始時におけるスプループラグの形成及びそのスプループラグの容易な放出を助ける。ばらつきのない長さのプラグを押し出す能力は、第２金型部分２６におけるスプルーキャッチの適切なサイズと成形装置の構成とが安定した成形プロセスを支持して溶融流れを最適にするのを可能にする。
【００４２】
延出させられている円形スピゴットリング部８８が、スプルーブッシュ５２の第２端部に位置させられており、この円形スピゴットリング部８８は、第２隔離継手接続インターフェース部７４を提供している外面を備えている。熱電対装着ポイント(例えば１２２ａ,１２２ｂ及び１２２ｃ)が、スプルーブッシュ５２の長さに沿って位置させられていると共に、より十分に後述されるように、特定の制御ゾーンにおける温度フィードバックを供給する。
【００４３】
図７は、冷却インサート５６の拡大斜視図である。熱電対装着ポイント１２８が、スロット１０６の底部に、冷却インサートの側壁内の溝として位置させられており、その溝は、冷却インサートの底部におけるスロット１０６を介してアクセス可能である。熱電対装着ポイント１２８の位置は、図１０に最も良く示されている。冷却インサートの側壁を通って縦方向に向けられているスロット１０４は、ヒーター９６ａ(図示せず)への電気的なアクセスを可能にする。縦方向に向けられている溝１１４ｂが、冷却インサート５６における内部内腔を通って延びていると共に、螺子クランプ(図示せず)用の空間を提供し、その螺子クランプは、当業界において良く知られている態様で、ヒーター９６ａをスプルーブッシュ５２の周りに保持する。
【００４４】
図８は、定位リング８４と保持リング５８とに面している冷却インサート５６の端面図を示している。ボルト１３０(図３参照)が、スプルーブッシュ５２を保持すべく、冷却インサート５６における螺子穴１３６内へ、保持リング５８を貫通して延びる。図２Ｂ及び図６を参照するに、スプルーブッシュ５２(図６参照)のフランジ８６の内面における肩部１３８は、凹設された内腔９１であって冷却インサート５６に形成されているものの内面における面１４０と係合すると共に、保持リング５８によって保持される。円筒状の内腔９１の内径の面は、スプルーブッシュ５２の第１隔離継手インターフェース部を受容するための第１スプルーブッシュ接続インターフェース部７６を提供する。
【００４５】
図９は、前部ハウジング５４に面している冷却インサート５６の端面図を示している。ボルト６８が、前部ハウジング５４におけるスロット１１６(図３参照)を貫通し且つ冷却インサート５６における螺子込スロット１３４内へ延び、これにより、前部ハウジング５４は、冷却インサート５６との取着状態に維持される。前部ハウジング５４の肩部１１２(図４Ａ参照)は、冷却インサート５６のリング部１２０を受容し、これにより、冷却インサート５６とハウジング５４との密閉連結が、保証される。残りのスロット１７２は、冷却チャンネルの生成の間に形成されると共に、次の記載から明らかになるように、冷却チャンネルを塞ぐためのプラグを収容する。
【００４６】
図１０は、図９において指示されている１０−１０断面線に沿う冷却インサート５６の断面図である。冷却チャンネルは、冷却インサート５６を通して冷却液(好ましくは油)を循環させる。熱電対装着ポイント１２８は、冷却インサート５６とスプルーブッシュ５２との間の接触面領域に隣接して位置させられている(図２Ｂ参照)。何故ならば、この地点における温度が、後述されるように、射出成形プロセスの正しい操作にとって重要であるからである。孔１７４が、スプルーブッシュ５２における対応孔(図示せず)と係合する合せピン１７６(図３参照)を受容し、これにより、スプルーブッシュ５２の冷却インサート５６との整合が、保証される。
【００４７】
図１１、図１２及び図１３は、冷却インサート５６用の冷却チャンネルの特に適切な構成を示している。冷却インサート５６は、垂直方向チャンネル接続部によって接続されている２つの別々の平面上に位置させられている冷却チャンネルを有している。チャンネル１４４,１４６及び１４８が、図１３における断面図に示されていると共に、チャンネル１５０及び１５２が、図１２の断面図に示されている。垂直方向チャンネル接続部１５４,１５６,１５８,１６０,１６２及び１６４が、チャンネル１４４,１４６及び１４８を、チャンネル１５０及び１５２と冷却チューブ６６とに相互接続している。
【００４８】
冷却チューブ及びチャンネルは、以下の態様で相互接続されている。一方の冷却チューブ６６が、垂直方向チャンネル接続部１６４へ接続されている。垂直方向チャンネル接続部１６４は、チャンネル１４４へ接続されている。冷却液が、チャンネル１４４を通って垂直方向チャンネル接続部１６２へ流れる。垂直方向チャンネル接続部１６２は、冷却液をチャンネル１５０へ運ぶ。冷却液は、チャンネル１５０を通って垂直方向チャンネル接続部１６０へ流れる。垂直方向チャンネル接続部１６０は、冷却液をチャンネル１４６へ運ぶ。冷却液は、チャンネル１４６を通って垂直方向チャンネル接続部１５８へ運ぶ。垂直方向チャンネル接続部１５８は、冷却液をチャンネル１５２へ運ぶ。冷却液は、チャンネル１５２を通って垂直方向チャンネル接続部１５６へ流れる。垂直方向チャンネル接続部１５６は、冷却液をチャンネル１４８へ運ぶ。冷却液は、チャンネル１４８を通って垂直方向チャンネル接続部１５４へ流れ、この垂直方向チャンネル接続部１５４から、それは、他方の冷却チューブ６６を通して輸送される。このようにして、冷却液は、冷却インサート５６を縦方向に且つこの冷却インサート５６の周囲の周りを流れ、これにより、冷却インサート５６及び取着された前部ハウジング５４の、非常に効率的且つ効果的な冷却が、もたらされる。
【００４９】
隔離継手の温度調節器は、二者択一的に、液体を循環させるチューブ状コイルを備え得、この場合、チューブ状コイルは、ノズル接続インターフェース部の周りに配置される。別の代替実施形態は、ノズル接続インターフェース部の周りに配置されるラップであって、液体を循環させるものを提供し得る。温度調節器は、ノズル接続インターフェース部の周りに配置される中空のジャケットであって、液体を循環させるものを備え得、又は、対流熱伝達用の複数のフィンが、設けられ得る。本発明は、温度調節器における特定の温度調節手段に限定されない。
【００５０】
本発明のより良い理解のために、射出成形ユニットの、特にスプルー装置５１の好適な動作であって、マグネシウム合金用のチキソトロープ成形プロセスの作業を行うものが、図１及び図２Ａを特に参照して記載されよう。
【００５１】
前述のように、成形材料は、供給口１３２から供給され、この供給口１３２において、それは、スクリュー４０によって受容される。スクリュー４０は、バレル４２内で成形材料を剪断する一方、それは、また、軽金属合金のチキソトロープ成形の場合には、チキソトロープ状態を達成すべく加熱される。チキソトロープ材料は、前述のように、逆止め弁４６を通り過ぎて、蓄積ゾーン８２内へ供給される。チキソトロープ溶融材料は、ノズル４８及びバレル４２におけるヒーター４４とスプルーブッシュ５２におけるヒーター９６ａ,９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄとにより、チキソトロープ状態に維持される。十分な材料が蓄積ゾーン８２内へ運ばれると、キャリジ力が、加えられ、そして、スクリューが、スクリューユニット３６によって前方へ駆動され、これにより、一発分の材料が、スプルー装置５１を通して金型２４,２６内へ射出される。射出時に、スプルーブッシュ５２の端部における小さいプラグが、射出成形の当業者には良く理解されている態様で、金型プラグキャッチ(図示せず)内へ追いやられる。前の射出サイクルの間に、リング部８８近傍の溶融体ダクト内に位置させられている溶融体が、溶融材料が更に出て行くのを防止すべく、凝固してダクトを塞ぐのを可能にすることにより、そのプラグは、形成されたものである。
【００５２】
キャリジ力は、射出によって結果として生じる分離力に対抗し、これにより、射出ノズル４８をスプルー装置５１との封止接続状態に維持する。この実施形態においては、キャリジ力は、成形機ノズル４８を通して、ノズル４８の肩部と冷却インサート５６との間に拘束されているスプルーブッシュ５２の部分へ、次いで、冷却インサート５６を通して、前部ハウジング５４へ、そして、第２金型部分２６内へ作用する。この構成は、ノズル４８と冷却インサート５６との間に閉じ込められている部分に隣接している、スプルーブッシュ５２の部分を、キャリジ力から隔離する。更に、スプルーブッシュ５２は内腔９０内で横方向に移動することができるので、ブッシュ５２内へ伝達される如何なる圧力も、除去されよう。従って、スプルーブッシュ５２の、力から隔離されている部分は、加えられるキャリジ力とは無関係な比較的細長い構造であって、この比較的細長い構造と結び付いている、向上した熱応答特性を備えているものを有しており、マグネシウムのチキソトロープ成形においては典型的な高い作業温度において特に重要である。
【００５３】
図２Ｂのスプルー装置は、例示としてのプロセス用の複数の温度ゾーンの境界を備えている。本発明は、複数の温度ゾーンの特定の数又は構成に限定されず、その特定の数又は構成は、代りのプロセスを支持するにおいて要求されるかもしれない。
【００５４】
複数の温度ゾーンは、スプルー装置５１の第１端部に位置させられている、ノズル封止ゾーンＺ１を備えており、このノズル封止ゾーンＺ１は、ノズル接続インターフェース部９４と溶融体ダクト部分８９ａとを包囲している。ノズル接続インターフェース部９４における、従って、スプルーブッシュ５２と成形機射出ノズル４８との間の接続部における、所望されている封止温度を維持すべく、同時に、溶融体ダクト部分８９ａ内の成形材料を、成形プロセスを支持するにおいて所望されている加工温度に維持すべく、ノズル封止ゾーンＺ１における温度は、温度調節される。特に、スプルーブッシュ５２と成形機ノズル４８との間の接続部を形成しているスピゴット接続部の温度調節は、接続部内へ滲出し得る成形材料を凝固させてシールを形成するに十分に低く接続インターフェース部９４における温度が維持される、ということを要求する。従って、ノズル封止ゾーンＺ１における温度調節要求条件を達成するために、隣接しているスプルーブッシュ状態調節ゾーンＺ２(これ自体、温度調節ヒーター９６ｂ及び９６ｃによって温度調節されている)と冷却インサート５６の温度調節器との間に、平衡伝導熱流が、確立される。平衡熱流の確立は、第１隔離継手接続インターフェース部とノズル接続インターフェース部との間の熱チョーク(図６の１２４)をスプルーブッシュ５２に設けることによって助けられ、もって、隣接している状態調節ゾーンＺ２から始まる熱流は、溶融体ダクト部分８９ａ内へ優先的に方向付けられ、そして、ノズル接続部からの熱流は、冷却インサートへ優先的に方向付けられる。冷却インサート５６は、冷却液の流れを循環させる流れ回路を備えており、その冷却液の流れは、冷却インサート５６における装着ポイント１２８に及びスプルーブッシュフランジ８６における装着ポイント１２２ｃに埋設されている熱電対からの温度フィードバックを用いて、サーモレーターによって温度状態調節される。
【００５５】
前述のように、複数の温度ゾーンは、ノズル封止ゾーンＺ１に隣接している、スプルー装置５１の中央部分に沿って位置させられている状態調節ゾーンＺ２を含んでおり、この場合、包囲されている溶融体ダクト部分８９ｂ内の成形材料が、成形プロセスを支持するにおいて所望されている加工温度に維持される。このゾーンにおける温度調節は、装着ポイント１２２ｂ(図６参照)に組み込まれている熱電対からのフィードバックに基づき、温度調節器/ヒーター９６ａ,９６ｂ及び９６ｃによってもたらされる。
【００５６】
複数の温度ゾーンは、状態調節ゾーンＺ２に隣接している、スプルー装置５１の縮径部分に沿って位置させられている別の状態調節ゾーンＺ３を含んでおり、この場合、包囲されている溶融体ダクト部分８９ｃ内の成形材料が、改めて、成形プロセスを支持するにおいて所望されている加工温度に維持される。前述のように、縮径部分によって提供されている、より短い熱伝導路は、装着ポイント１２２ａ(図６参照)に組み込まれている熱電対からのフィードバックに基づき、温度調節器/ヒーター９６ｄにより、溶融体ダクト部分８９ｄ内の成形材料の温度調節に対する比較的速い熱応答をもたらす。速い熱応答は、隣接しているサイクルゾーンＺ４における間隔の短い温度変動を補償する。
【００５７】
複数の温度ゾーンは、また、スプルー装置５１の第２端部に位置させられているサイクルゾーンＺ４を含んでおり、このサイクルゾーンＺ４は、凝固した成形材料から成る、局在化させられているプラグを、包囲されている溶融体ダクト部分８９ｄ内に、制御された状態で形成するためのものである。そのプラグは、成形プロセスサイクルの種々の間隔の間に成形材料が出て行くのを防止すべく使用され得ると共に、機械的な溶融体遮断装置に対する必要性を不要にする。サイクルゾーンの温度調節は、隣接しているスプルーブッシュ状態調節ゾーンＺ３(これ自体、温度調節ヒーター９６ｄによって温度調節されている)と前部ハウジング５４の温度調節器/熱導管との間の伝導熱流としてもたらされる。前部ハウジングの熱導管は、能動的には制御されないが、他方、冷却された第２金型部分２６とスプルーブッシュとの間の熱伝導路を提供する。あるいは、サイクルゾーンＺ４は、成形材料を少なくとも部分的に再溶融すべく温度調節されてもよく、また、更に別の温度調節器によって助けられてもよい。
【００５８】
複数の温度ゾーンは、前部ハウジング５４の第２端部の近傍における第２の封止ゾーン(図示せず)であって、第２隔離継手接続インターフェース部７４と第２スプルーブッシュ接続インターフェース部７８との間の接続部を組み入れているものをも含んでいてもよい。本実施形態においては、第２封止ゾーンは、サイクルゾーンＺ４内に嵌め込まれている。接続部は、スピゴット接続部であり、このスピゴット接続部は、使用時に、接続部内へ滲出し得る成形材料を凝固させてシールを形成すべく温度調節される。
【００５９】
以上のように、記載されてきたものは、新規なスプルー装置であり、この新規なスプルー装置は、複数の別個の温度ゾーンの温度管理及び温度制御を必要としている成形装置において有用である。本発明は、金属合金(例えばマグネシウム基材合金)を、チキソトロープ状態にあるときに、射出する場合において特に有用であることが見出されている。
【００６０】
上で議論された、米国及び外国の全ての特許文献及び論文は、引用により、「好適な実施形態の詳細な記載」に組み入れられている。
【００６１】
添付図面において輪郭で示されている又はブロックによって指示されている個々の部品は、射出成形技術において全て良く知られており、そして、それらの特定の構造又は作用は、本発明を実行するための動作又は最良のモードにとって重要ではない。
【００６２】
本発明が、好適な実施形態であると現時点において見なされているものについて記載されてきたが、開示された実施形態に本発明は限定されないということが、理解されるべきである。反対に、本発明は、請求項の範囲内に含まれる種々の変更及び均等な構成を包含すべく意図されている。請求項の範囲は、全ての上記のような変更並びに均等な構造及び機能を包含するよう、最も広い解釈と一致させられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】型締ユニット及び射出ユニットを備えている成形システムの部分欠切側面図である。
【図２Ａ】本発明の好適な実施形態によるスプルー装置のより詳細な断面図であって、スプルー装置は図１の成形システム内の本来の場所において示されているものである。
【図２Ｂ】図２Ａの好適な実施形態によるスプルー装置の、別の、より詳細な断面図である。
【図３】図２Ｂの好適な実施形態によるスプルー装置の構成部品を示している分解図である。
【図４Ａ】図３のスプルー装置の前部ハウジングの斜視図である。
【図４Ｂ】図３のスプルー装置の前部ハウジングの斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ａの前部ハウジングの端面図である。
【図４Ｄ】図４Ｃの４Ｄ−４Ｄ線に沿う前部ハウジングの側断面図である。
【図４Ｅ】図４Ａの前部ハウジングの他方の端面図である。
【図５Ａ】図３の前部ハウジングの代替実施形態の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａのハウジングの断面図である。
【図６】図３の６−６線に沿うスプルーブッシュの断面図である。
【図７】図３のスプルー装置の冷却インサートの斜視図である。
【図８】射出ユニットに面している場合における、図７の冷却インサートの端面図である。
【図９】金型に面している場合における、図７の冷却インサートの別の端面図である。
【図１０】図９の１０−１０線に沿う冷却インサートの断面図である。
【図１１】図７の冷却インサートの底部側面図である。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿うインサートの断面図である。
【図１３】図１１の１３−１３線に沿うインサートの断面図である。
【図１】
2006514885.tif 000003
【図２Ａ】
2006514885.tif 000004
【図２Ｂ】
2006514885.tif 000005
【図３】
2006514885.tif 000006
【図４Ａ】
2006514885.tif 000007
【図４Ｂ】
2006514885.tif 000008
【図４Ｃ】
2006514885.tif 000009
【図４Ｄ】
2006514885.tif 000010
【図４Ｅ】
2006514885.tif 000011
【図５Ａ】
2006514885.tif 000012
【図５Ｂ】
2006514885.tif 000013
【図６】
2006514885.tif 000014
【図７】
2006514885.tif 000015
【図８】
2006514885.tif 000016
【図９】
2006514885.tif 000017
【図１０】
2006514885.tif 000018
【図１１】
2006514885.tif 000019
【図１２】
2006514885.tif 000020
【図１３】
2006514885.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月7日(2005.3.7)
【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】
成形装置(２６)内に受容されるべく構成されており且つ成形機ノズル(４８)の溶融体ダクト(８９)を成形装置(２６)のランナーシステムと接続するスプルー装置(５１)であって、スプルー装置(５１)は、
隔離継手(５３)と協働すべく構成されているスプルーブッシュ(５２)、
を具備しており、
スプルーブッシュ(５２)は、
第１端部及び第２端部を有しているチューブ状本体と、
チューブ状本体の第１端部における、チューブ状本体の内面に構成されているノズル接続インターフェース部(９４)であって、成形機ノズル(４８)における相補的な接続インターフェース部と接続するものと、
複数の温度調節器を受容すべく構成されている、チューブ状本体の外面と、
ノズル接続インターフェース部(９４)に実質的に隣接している、チューブ状本体の第１端部における、チューブ状本体の外面に構成されている第１隔離継手接続インターフェース部(７２)と、
チューブ状本体の第２端部における、チューブ状本体の外面に構成されている第２隔離継手接続インターフェース部(７４)と、
第１端部から第２端部までチューブ状本体を貫通するようにして、チューブ状本体の内面上に構成されている溶融体ダクト(８９)と、
を具備しており、
隔離継手(５３)は、
第１端部及び第２端部を有しているチューブ状本体と、
チューブ状本体の第１端部における、チューブ状本体の内面に構成されている第１スプルーブッシュ接続インターフェース部(７６)であって、スプルーブッシュ(５２)における第１隔離継手接続インターフェース部(７２)を受容するものと、
チューブ状本体の第２端部の近傍における、チューブ状本体の内面に構成されている第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)であって、スプルーブッシュ(５２)における第２隔離継手接続インターフェース部(７４)を受容するものと、
チューブ状本体の第２端部に構成されている金型接続インターフェース部(９３)であって、成形装置(２６)における相補的な接続インターフェース部と接続するものと、
を具備しており、
第１隔離継手接続インターフェース部(７２)及び第１スプルーブッシュ接続インターフェース部(７６)は、成形機ノズル(４８)から加えられるキャリジ力から、スプルーブッシュ(５２)を実質的に隔離すべく協働するよう構成されている、
スプルー装置(５１)。
【請求項２】
ノズル接続インターフェース部(９４)が、円筒状スピゴットインターフェース部として構成されている請求項１に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項３】
複数のゾーンのうちの少なくとも１つのゾーンが、温度調節される封止ゾーンであって、ノズル接続インターフェース部(９４)における温度を成形材料の液相線温度未満に維持するものであり、その成形材料が、成形機ノズル(４８)との実質的に漏れのない接続をもたらす請求項２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項４】
金型接続インターフェース部(９３)が、円筒状スピゴットインターフェース部として構成されている請求項１又は請求項２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項５】
複数のゾーンのうちの少なくとも１つのゾーンが、温度調節される封止ゾーンであって、金型接続インターフェース部(９３)における温度を成形材料の液相線温度未満に維持するものであり、その成形材料が、金型装置(２６)との実質的に漏れのない接続をもたらす請求項４に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項６】
隔離継手(５３)が、チューブ状部材の第２端部に、チューブ状部材の内面に沿って構成されている溶融体ダクト延長部を備えており、この溶融体ダクト延長部は、スプルーブッシュ(５２)の溶融体ダクト(８９)を成形装置(２６)のランナーシステムと相互接続する請求項４に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項７】
スプルーブッシュ(５２)の第２隔離継手接続インターフェース部(７４)と隔離継手(５３)の第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)との間の接続が、スピゴット接続である請求項６に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項８】
複数のゾーンのうちの少なくとも１つのゾーンが、温度調節される封止ゾーンであって、金型接続インターフェース部(９３)における温度を成形材料の液相線温度未満に維持するものであり、その成形材料が、金型装置(２６)との実質的に漏れのない接続をもたらす請求項７に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項９】
隔離継手(５３)が、更に、冷却インサート(５６)と接続されている前部ハウジング(５４)を具備しており、冷却インサート(５６)は、ノズル接続インターフェース部(９４)に隣接する温度調節器の機能を提供する請求項７に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１０】
冷却インサート(５６)が、冷却液を循環させるための冷却チャンネル(１４２)を備えている請求項９に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１１】
冷却インサート(５６)が、冷却インサート(５６)とスプルーブッシュ(５２)との間のインターフェース領域に隣接して位置させられている装着部(１２８)内に熱電対を備えている請求項１０に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１２】
前部ハウジング(５４)が、第２封止ゾーン内での、冷却された金型装置(２６)とスプルーブッシュ(５２)の第２端部との間の熱伝導用の熱導管を提供しており、この熱導管は、スプルーブッシュ(５２)の第２隔離継手接続インターフェース部(７４)と隔離継手(５３)の第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)との間の接続部に隣接する温度調節器の機能を提供する請求項９に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１３】
前部ハウジング(５４)が、この前部ハウジングの第１端部から第２端部まで、前部ハウジング(５４)を貫通して延びている内腔(９０)を備えていると共に、スプルーブッシュの長さのかなりの部分に沿ってスプルーブッシュを取り囲んでいるポケットを提供している請求項１２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１４】
内腔(９０)が、更に、前部ハウジング(５４)の第２端部近傍における円筒面であって、第２スプルーブッシュ接続インターフェース部(７８)を提供するものと、第２端部に直に隣接している外方テーパ部であって、溶融体ダクト延長部(８９)を提供するものとを備えている請求項１３に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１５】
前部ハウジング(５４)が、金型接続インターフェース部(９３)を提供すべく構成されている外面を備えている請求項１４に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１６】
ノズル接続インターフェース部(９４)が、スプルーブッシュ(５２)の第１端部において凹設されている円筒状内腔(８７)の内面によって提供されている請求項１に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１７】
第１隔離継手接続インターフェース部(７４)が、スプルーブッシュ(５２)の第１端部に位置させられている円筒状のフランジ(８６)の外径上の面によって提供されている請求項１６に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１８】
フランジ(８６)の内側の面における溝として形成されている熱チョーク(１２４)を更に具備している請求項１７に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項１９】
溶融体ダクト(８９)が、更に、内腔(８７)に隣接している内方縮径テーパ部と、主要溶融体部とスプルーブッシュ(５２)の第２端部に直に隣接している外方拡径テーパ部との間の段付移行部(１７０)とを備えている請求項１８に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２０】
スプルーブッシュ(５２)が、更に、それの第２端部に、延出させられている円形スピゴットリング部(８８)であって、第２隔離継手接続インターフェース部(７４)を提供する外面を有しているものを備えている請求項１９に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２１】
スプルーブッシュ(５２)が、スプルーブッシュ(５２)の縦軸に沿って位置させられており且つ選択的に制御され得るヒーター(９６ａ,９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄ)を備えおり、ヒーターは、封止ゾーンの間の少なくとも１つの状態調節ゾーンの選択加熱用の温度調節器の機能を提供する請求項２０に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２２】
スプルーブッシュ(５２)が、更に、それの長さに沿って位置させられている装着部(１２２ａ,１２２ｂ及び１２２ｃ)内に熱電対を備えており、熱電対は、使用時において、スプルーブッシュ(５２)の長さに沿う温度状態の温度フィードバックを、温度調節器の温度設定を制御する少なくとも１つの制御装置へ供給する請求項２１に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２３】
スプルーブッシュ(５２)が、それの第２端部の近傍に、成形材料における急速な温度変化を可能にするための細くされた部分を備えている請求項２２に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２４】
隔離継手を更に具備している請求項１に記載のスプルー装置(５１)。
【請求項２５】
成形機ノズル(４８)の溶融体ダクトを成形装置(２６)のランナーシステムに接続する、請求項１に記載されているスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法であって、
スプルー装置(５１)をそれの長さに沿って区分している、複数の温度ゾーン(Ｚ１,Ｚ２,Ｚ３,Ｚ４)を構成する工程であって、複数のゾーンは、スプルー装置(５１)の第１端部に、ノズル接続インターフェース部(９４)と溶融体ダクト部分(８９ａ)とを包囲しているノズル封止ゾーン(Ｚ１)を含んでいるものと、
複数の温度ゾーンにおける温度を調節する１つ又は２つ以上の温度調節器(５４,５６,９６)を配置する工程と、
温度調節器の少なくとも部分的な組を駆動する制御装置を、それぞれの温度ゾーンからの温度フィードバックと所望されている温度設定とに基づいて作動させる工程と、
を具備しており、
前記制御装置は、金型接続インターフェース部(９４)における温度を成形材料の液相線温度未満に維持すべく、前記ノズル封止ゾーン(Ｚ１)内の前記温度調節器を駆動し、前記成形材料は、成形機ノズル(４８)との実質的に漏れのない接続をもたらす、
スプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項２６】
複数の温度ゾーンのうちの少なくとも１つの温度ゾーンを、ノズル封止ゾーン(Ｚ１)に隣接して位置させられている状態調節ゾーン(Ｚ２及びＺ３)として構成する工程を更に具備しており、この場合、包囲されている溶融体ダクト部分(８９ｂ及び８９ｃ)内の成形材料は、所望されている加工温度に維持される請求項２５に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項２７】
複数の温度ゾーンのうちの１つの温度ゾーンを、スプルー装置(５１)の第２端部に位置させられているサイクルゾーン(Ｚ４)であって、包囲されている溶融体ダクト部分(８９ｄ)内の凝固した成形材料の局在化プラグの制御された形成のためのものとして構成する工程を更に具備している請求項２６に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項２８】
スプルー装置(５１)が、隔離継手(５３)内に収容されているスプルーブッシュ(５２)を具備しており、隔離継手(５３)は、それ自体、冷却インサート(５６)と接続されている前部ハウジング(５４)を備えており、冷却インサート(５６)は、ノズル封止ゾーン(Ｚ１)の選択冷却用の温度調節器の機能を提供する請求項２７に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項２９】
スプルーブッシュ(５２)が、スプルーブッシュ(５２)の縦軸に沿って位置させられており且つ選択的に制御され得るヒーター(９６ａ,９６ｂ,９６ｃ及び９６ｄ)を備えおり、ヒーターは、少なくとも１つの状態調節ゾーン(Ｚ２及びＺ３)の選択加熱用の温度調節器の機能を提供する請求項２８に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【請求項３０】
隔離継手(５３)が、サイクルゾーン(Ｚ４)内に収容されている第２封止ゾーン内での、冷却された成形装置(２６)とスプルーブッシュ(５２)の第２端部との間の熱伝導用の熱導管を提供し、熱導管は、温度調節器の機能を提供する請求項２９に記載のスプルー装置(５１)に沿って温度を制御する方法。
【国際調査報告】
2006514885.tif 000022
2006514885.tif 000023
2006514885.tif 000024