(57)【要約】溶融プラスチック材料を射出する装置および工程が、プラスチック材料が流れるノズル組立体（１０）を含み、この組立体は、ヒータ（２４）が固着されたノズル本体（１２）を含む。金型キャビティ・プレート（３６）をノズル本体（１２）から分離すると、ノズル本体（１２）が露出してノズル本体とヒータ（２４）を取り外すことができるように、金型キャビティ・プレート（３６）は、ノズル本体（１２）に隣接して位置決めされ、かつ、ノズル本体（１２）から分離できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料を射出成形する装置であって、
前端部と、後端部と、プラスチック材料が流れるノズル流路とを有する着脱可能なノズル本体を含む、プラスチック材料が流れるノズル組立体と、
ノズル本体に固着された加熱手段と、
ノズル本体の該前端部に隣接し、前記前端部から分離可能な金型キャビティ・プレートとを含み、
金型キャビティ・プレートをノズル本体の該前端部から分離すると、該前端部と加熱手段が露出し、ノズル本体と加熱手段をノズル組立体から取り外すことができる装置。
【請求項２】
マニホールド流路を有するマニホールドを含み、前記マニホールド流路は前記ノズル流路と連通する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノズル本体が前記マニホールドに接して封止する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ノズル本体とマニホールドの間にノズル・ヘッダを含み、ノズル本体はノズル・ヘッダと封止係合しており、ノズル・ヘッダはマニホールドと封止係合している、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
加熱手段がノズル本体に埋め込まれている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ノズル本体に埋め込まれた熱電対を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ノズル本体を回転して取り外しできるように前記ヒータと前記熱電対から延びている、ヒータの配線と熱電対の配線を含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
ノズル本体を定位置に螺合可能に固定するために、前記ノズル本体の後端部にねじ部を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
締め付けおよび緩める工具と係合するために前記ノズル本体上に係合手段を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ノズル本体の後端部に係合するノズル・ヘッダを含み、ノズル本体がノズル・ヘッダから着脱可能である、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前端部と、後端部と、プラスチック材料が流れるノズル流路を有する着脱可能なノズル本体とを含む、プラスチック材料が流れるノズル組立体を設けることと、
加熱手段をノズル本体に固着することと、
金型キャビティ・プレートをノズル本体の前端部に隣接させて位置決めすることと、
前記前端部と前記加熱手段を露出し、ノズル本体と加熱手段をノズル組立体から取り外しできるように、金型キャビティ・プレートをノズル本体の前端部から分離することとを含む、方法。
【請求項１２】
内部にマニホールド流路を有するマニホールドを設けること、及び前記マニホールド流路を前記ノズル流路と連通させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ノズル本体を前記マニホールドに接して封止することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ノズル本体とマニホールドの間にノズル・ヘッダを設けること、ノズル本体をヘッダに接して封止すること、及びノズル・ヘッダをマニホールドに接して封止することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
加熱手段を前記ノズル本体に埋め込むことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
熱電対を前記ノズル本体に埋め込むことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ノズル本体を回転して取り外しできるように、ヒータの配線と熱電対の配線をヒータと熱電対から延ばすことを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ノズル本体を定位置に螺合可能に固定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
ノズル本体の後端部をノズル・ヘッダと着脱可能に係合させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック材料を射出成形する装置および製造方法に関し、より具体的には、ホットランナ組立体システムで使用し、プラスチック材料が流れるノズル組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なホットランナ・ノズル組立体はノズル本体を含み、このノズル本体は、それに対して熱交換関係にあるヒータを有する。このヒータを交換または修理するためには、一般に金型を分解する必要がある。このことは時間と費用がかかる手順を意味する。このようなシステムでは迅速かつ容易な整備性が大いに望ましい。
【０００３】
本発明は、金型を分解しないで、ノズル本体とヒータを簡便に取り外して、それらを交換または修理できる改良型システムおよび方法を提供する。
【０００４】
Ｇｅｓｓｎｅｒの米国特許第５，３７４，１８２号は、ノズル・ハウジングの外側に固定されたヒータを備えるノズル組立体を示し、そのヒータを交換する手段を提供する。成形機において金型プレートが掛止されており、それによってヒータが露出可能になり、ノズル本体からヒータを取り外すための接近手段を提供する。
【０００５】
Ｓｃｈｍｉｄｔの米国特許第４，７６８，９４５号は、ノズル本体に埋め込まれたヒータを有するノズル組立体を示す。射出成形動作時に、ノズル・ヒータが焼損する恐れがあることはよく知られている。しかし、新しいヒータを装着できるようにノズル本体を取り外してヒータを交換するためには、ノズル組立体全体を取り外しできるように金型を分解しなければならない。これは金型の生産性に深刻な影響を及ぼし、時間と費用がかかる方法である。
【０００６】
Ｐｕｔｋｏｗｓｋｉの米国特許第３，５５３，７８８号は、ホットランナ・マニホールドとゲート・パッド（ｇａｔｅ  ｐａｄ）との滑りばめ連結部を有するノズル本体を備えるホットランナ・ノズル組立体を使用する。ハウジングが、その外側に固定された外部ヒータを有する。この滑りばめは、ノズル本体が加熱されるとき、ノズル本体の熱膨張に適応するように設計されている。この設計は滑り嵌めによって、溶融物流路の内部で高いプラスチック射出圧力を受けるときプラスチックを漏出しないようにする。しかし、ヒータの配線がホットランナ・マニホールドを取り囲むエア・スペースを経由して引き回されており、キャビティ・プレートを取り外してもアクセスできないので、金型を取り外さないでヒータを交換することが難しい。しかも、滑りばめ型のホットランナは、加圧時にプラスチックを漏出しかねない。
【０００７】
米国特許第４，０９５，９３１号は加熱されたノズル組立体を備えるホットランナ・ノズル組立体を示すが、ノズル・ヘッダから外側のシースと内側のスリーブをはずすことによって、それらのシースをノズル・ヘッダから取り外すことができ、それによってヒータを露出させる。しかし、ヒータへの配線がノズル・ヘッダを経由して引き回してあるので、ノズル組立体のさらに多くの部分を取り外す手間と不便さを伴うことなしにヒータを交換することは難しい。
【０００８】
Ｍｏｓｌｏの米国特許第３，２９５，１６９号は、ねじが切ってある、着脱可能な外側ノズル・スリーブの外部に固定されたヒータを備える加熱された機械ノズルを示す。このノズルを金型構造にどのように組み込むことができるかの教示はない。その上、これらのヒータは、一体型の加熱部材ほど効率的に熱を伝達しない。また、ヒータは大型になりがちなので、狭い空間にヒータを位置決めすることが問題になり得る。
【０００９】
米国特許第４，３０３，１６９号は、加熱された本体にねじ込まれるノズル先端部を示す。絶縁ブッシュによってノズルを金型プレートの中央に配置する。しかし、この加熱された部分、またはノズル先端部でさえ、これらを取り外すためには、金型プレートをホットランナから分解して外さなければならない。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，３７４，１８２号
【特許文献２】米国特許第４，７６８，９４５号
【特許文献３】米国特許第３，５５３，７８８号
【特許文献４】米国特許第４，０９５，９３１号
【特許文献５】米国特許第３，２９５，１６９号
【特許文献６】米国特許第４，３０３，１６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の１つの主目的は、ノズル本体と加熱手段を有し、この加熱手段を交換または修理するために、ノズル本体と加熱手段を簡単に、簡便に、かつ迅速に取り外しできるノズル組立体を含む改良された装置および方法を提供することである。
本発明のさらなる目的および利点を以下に明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従って、上記の目的および利点が容易に実現する。
本発明によれば、プラスチック材料を射出成形する装置が提供されるが、その装置は、前端部、後端部、および内部をプラスチック材料が流れるノズル流路を有する着脱可能なノズル本体を含む、プラスチック材料が流れるノズル組立体と、ノズル本体に固着され、ほぼ内部に埋め込まれた加熱手段と、前記前端部に隣接し、前端部から分離可能な金型キャビティ・プレートとを備え、金型キャビティ・プレートをノズル本体の前端部から分離すると、前端部と加熱手段が露出し、ノズル本体と加熱手段をノズル組立体から取り外すことができる。ノズル本体の後端部と係合するノズル・ヘッダが設けられており、ノズル本体はノズル・ヘッダから着脱可能である。
【００１３】
本発明の方法によれば、プラスチック材料が流れるノズル組立体が提供されるが、前記ノズル組立体は、前端部と、後端部と、プラスチック材料が流れるノズル流路を有する着脱可能なノズル本体とを含み、ノズル本体に加熱手段を固着し、加熱手段をほぼノズル本体中に埋め込み、前端部から分離可能な金型キャビティ・プレートをノズル本体の前端部に隣接して位置決めし、前記前端部と前記加熱手段を露出して、ノズル本体と加熱手段をノズル組立体から取り外すことができるように、金型キャビティ・プレートをノズル本体の前端部から分離する。
【００１４】
本発明のさらなる特徴および本発明の利点を以下に明らかにする。
添付の例示的な図面を検討することによって、本発明をより簡単に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、前端部１４と後端部１６とを有するノズル本体１２を含む、本発明のノズル組立体１０を示す。この後端部は、ノズル本体１２をノズル組立体において適切な位置に固定するために、ノズル・ヘッダ２２の対応するねじ部２０と螺合するねじ部１８を含む。ノズル本体は、その中に埋め込まれたヒータ２４を含み、このヒータへの配線は、後述の実施形態で示すように、ノズル本体１２の前端部１４が露出される際、アクセス可能に配線されている。先端２８を有するノズル先端部２６は、ノズル本体の前端部に螺嵌されている。図１は、ノズル・ヘッダ２２が、ばね手段３２によってマニホールド・プレート３０から離間され、さらにノズル本体をヘッダに螺嵌するとき、ヘッダの回転を防止するために、このヘッダがダウエル（ｄｏｗｅｌ）３４によって位置決めされているのを示す。金型キャビティ・プレート３６は、ノズル本体１２の前端部１４に隣接して位置決めされている。この金型キャビティ・プレート３６は、ねじ３８または複数のこのようなねじなどによる任意の望ましく、好都合な手段によってノズル本体の前端部１４から分離可能である。ノズル本体はまた、内部にノズル流路４０を含み、それを通ってプラスチック材料が、すべて従来の方式で、ホットランナ・マニホールド４４中のマニホールド流路４２から金型（不図示）へ流れる。
【００１６】
図１の実施形態によれば、ノズル本体１２は、ノズル・ヘッダ２２に締結され、ノズル本体とヘッダの間の境界面を封止する。このようにすると、マニホールドとヘッダの間の境界面４６での摺動摩耗に耐えるのに適した、硬く、耐久性のある材料からヘッダを作製することができる。さらに、ヘッダがノズルまたはマニホールドから熱を奪って隣接するマニホールド・プレートに熱を伝達することがないように、ヘッダをチタンなどの熱伝導率が低い材料から作製することができよう。ノズル本体は、ベリリウム銅、カーバイド、または任意の適切な工具鋼（ｔｏｏｌ  ｓｔｅｅｌ）などの熱伝導性材料から作製可能である。
【００１７】
したがって、図１の実施形態によれば、金型キャビティ・プレート３６は、金型がノズル組立体から離間されているとき、ねじ３８を外すことなどによって、ノズル本体１２の前端部１４から分離される。こうして、ヒータの修理または交換のために、ノズル本体とヒータをノズル組立体から容易にかつ簡便に取り外すことができる。
【００１８】
図２の好ましい実施形態は、環状の絶縁スリーブ５２によってマニホールド・プレート３０から離間されたノズル・ヘッダ５０を示す。ノズル本体１２がマニホールド４４に直接接して封止し、それによって図１に示した第２封止面の必要がなくなるように、ノズル本体１２がノズル・ヘッダ５０を貫通して螺嵌されている。図２はまた、同様にノズル本体に埋め込み可能な熱電対５４とそれに付随する配線５６を示す。ヒータ２４もまた、それに付随するヒータ用配線５８を含む。熱電対とヒータの配線は、キャビティ・プレート中に機械加工されているチャネルまたは溝６０中に延びている。この配線は、ノズル本体を外すときに自由に回転し、さらに金型キャビティ・プレート３６の取り外しまたは掛止解除のときに、この配線に容易にアクセス可能になると共に、ノズル本体、ヒータ、および熱電対にも容易にアクセス可能になる。ノズル組立体におけるノズル本体の螺合を締め付けたりまたは緩めたりできる適切な工具と係合するためのレンチ平面６２または他の適切な手段がノズル本体上に設けられている。
【００１９】
動作時に、マニホールド４４は、このマニホールドの熱膨張によって、それがノズル本体１２と接する境界面を摺動する。マニホールドがノズル本体を横切って摺動する際、ノズル・ヘッダまたは絶縁カラー５０は、ノズル本体をマニホールド・プレート３０においてその望ましい位置に配置し、その中心位置を維持する。ノズル・ヘッダはまた、ノズル本体をマニホールドに押し付けて、ノズル本体流路４０とマニホールド流路４２の間の境界面におけるプラスチック封止力を維持するように働く。ノズル本体は、ノズルをマニホールド・プレート穴６４内に配置する前にヘッダに組み立て可能であるか、またはマニホールド・プレート３０の反対側から組み立て可能である。一旦金型が生産に入り、ヒータがノズル本体上で故障しても、金型キャビティ・プレートをノズル本体から取り外すかまたは離間させることが簡単にでき、ノズル本体の前端部１４を露出できる。その結果、マニホールドとマニホールド・プレートを分解しないで、ノズル本体をノズル組立体から容易に取り外すことができる。ひいてはホットランナ・システムの追加的な分解を行わずに、この利点の多い一体型のヒータ及びノズル本体を簡便に取り外すことができる。
【００２０】
図１および２で示したように、ノズル先端部２６は、ノズル本体から分離可能な別個の部品から構成されており、それは本発明の構造において実施可能である。ノズル先端部２６が、特にノズル先端２８で摩耗しやすく、また、損傷を受けやすいために、今日までこのようになされている。ノズル先端部をノズル本体中に螺嵌することによって、ノズル本体を交換しないでノズル先端部の交換が可能になるが、しかし、それは、ノズル先端部がノズル本体の不可分の一部となった場合よりもノズル先端部を弱くする欠点を有する。本発明に従って、例えば、図２で示すように鑞付けによって、または図３で示すようにノズル本体６６とノズル先端部６８を一体型にすることによって、ノズル先端部をノズル本体に恒久的に固着すれば、ノズル先端部をより強くすることが可能であり、整備を容易にすることができる。また、図３の実施形態によれば、配線経路７０が、金型キャビティ・プレート３６とマニホールド・プレート３０の間に位置しており、金型キャビティ・プレートの取り外しまたは掛止解除時に容易にアクセス可能である。
【００２１】
図４Ａは、図３と同様に一体物のノズル本体とノズル先端部７２を示すが、差込み式ヒータ７４を含む。図４Ａは、金型キャビティ・プレート３６がねじ３８によってマニホールド・プレート３０に取り付けられているのを示し、図４Ｂは、ノズル本体とヒータにアクセスしてそれらを取り外すために、金型キャビティ・プレートが取り外されているまたは掛止解除されているところを示す。
【００２２】
したがって、本発明によれば、キャビティ・プレートまたはキャビティ・インサートの取り外し以外に金型構造を分解する必要がなく、迅速かつ簡便な方式でホットランナ組立体システムから着脱可能な一体型ヒータを含むノズル本体を提供する。しかも、本発明は、ノズル本体を取り外すとき、ホットランナ・システムに組み立てられたままのノズル本体心出し部材を含むノズル組立体を提供し、ホットランナ・マニホールドを封止又は密封するノズル組立体に摺動および封止機能が備わる。また、本発明によれば、ノズル本体ヒータと熱電対の配線は、ノズル本体を回転して取り外しできるように引き回してある。さらに、前述の特徴および利点を非常に利点の多い構造において簡単かつ簡便に実現する。
【００２３】
本発明は、本明細書で説明しかつ示した例示に限定されるものではなく、例示は本発明を実施する最良の態様の単なる例示と見なされるものであり、またそれらは形態、サイズ、部品の配置、および動作の細部の変更が可能であることを理解されたい。さらに言えば、本発明は、特許請求の範囲によって定義されるような本発明の精神および範囲内にあるこのような修正形態をすべて含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のノズル組立体を示す断面図である。
【図２】本発明のノズル組立体の１つの好ましい実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明のノズル組立体の１つの代替実施形態を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明のノズル組立体のさらなる実施形態を示す断面図であり、ノズル組立体全体を示している。
【図４Ｂ】本発明のノズル組立体のさらなる実施形態を示す断面図であり、図４Ａから金型キャビティ・プレートを取り外したところを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月24日(2003.10.24)
【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】
前端部（１４）と、後端部（１６）と、使用に際してプラスチック材料が流れるノズル流路（４０）とを有する着脱可能なノズル本体（１２）を含む、プラスチック材料が流れるノズル組立体（１０）と、
ノズル本体（１２）に固着したヒータ（２４）と、
ノズル本体（１２）の前端部（１４）に隣接し、前記前端部（１４）から分離可能な金型キャビティ・プレート（３６）であって、金型キャビティ・プレート（３６）をノズル本体（１２）の前端部（１４）から分離すると、前端部（１４）とヒータ（２４）が露出し、ノズル本体（１２）とヒータ（２４）をノズル組立体（１０）から取り外しできる、金型キャビティ・プレート（３６）と、
前記ノズル流路（４０）と連通するマニホールド流路（４２）を有するマニホールド（４４）と、
ノズル本体（１２）の後端部（１６）に隣接するノズル・ヘッダ（２２、５０）とを備える、プラスチックを射出成形する装置において、
動作における熱膨張下において、前記マニホールド（４４）が、ノズル流路（４０）及びノズル・ヘッダ（２２、５０）に対して摺動し、該マニホールド（４４）が該ノズル本体（１２）に対して摺動する際に、前記ノズル・ヘッダ（２２、５０）が、前記キャビティ・プレート（３６）における前記ノズル本体（１２）の中心位置を維持するように、該ノズル本体（１２）を位置決めすることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ノズル本体（１２）が該マニホールド（４４）に接して封止する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノズル・ヘッダ（２２、５０）が、該ノズル本体（１２）及び該マニホールド（４４）と封止係合している、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ヒータ（２４）がノズル本体（１２）内に埋め込まれている、請求項１、２、または３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
ノズル本体（１２）内に埋め込まれた熱電対を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
キャビティ・プレートとマニホールド・プレートの間に機械加工された溝を含み、前記ノズルを回転して装置から取り外しできるように、該溝は、前記ヒータ（２４）と該熱電対から延びるヒータ及び熱電対の配線（５６、５８）を支持する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ノズル本体を定位置に螺合可能に固定するために、ノズル本体（１２）の後端部にねじ部を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
使用に際して所望する整備状況下において、締め付けおよび緩める手段と係合するために、前記ノズル本体（１２）に係合手段をさらに含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ノズル・ヘッダ（２２、５０）が、ノズル本体（１２）の後端部（１６）と係合し、ノズル本体（１２）がノズル・ヘッダ（２２、５０）から着脱可能である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2004521778.tif 000025
2004521778.tif 000026
2004521778.tif 000027