(57)【要約】  プラスチック材料の射出成形のための装置であって、射出されるべき当該プラスチック材料の分配器（６）と、ノズル（９）を含む少なくとも１つのインジェクタ（８）であって、当該ノズル（９）に対してバルブピン（１０）が可動である、少なくとも１つのインジェクタ（８）と、閉位置と開位置との間で当該バルブピン（１０）の変位を制御するためのそれぞれの電気アクチュエータ（１５）とを有するモールド（４）を備える装置。当該電気アクチュエータは、当該モールド（４）に固定され、かつ、当該モールド（４）だけに関連付けられた供給および制御ユニット（２２）に接続される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料の射出成形のための装置であって、
モールドを備え、
前記モールドは、
射出されるべき前記プラスチック材料の分配器と、
ノズルを含む少なくとも１つのインジェクタであって、前記ノズルに対してバルブピンが可動である、少なくとも１つのインジェクタと、
前記バルブピンの変位を閉位置と開位置との間で制御して加圧下の流体プラスチック材料が前記分配器から前記モールドのキャビティに流れることを可能にするための１つのまたはそれぞれの電気アクチュエータと、
前記１つのまたはそれぞれの電気アクチュエータを供給および制御するためのユニット（供給および制御ユニット）と
を有し、
前記供給および制御ユニットは、前記モールドに固定され、かつ、前記モールドだけに関連付けられている、
装置。
【請求項２】
前記供給および制御ユニットは、電源入力のためのコネクタを含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記供給および制御ユニットは、前記電気アクチュエータの各々に関連付けられる前記インジェクタの各々の開閉のために主なパラメータを設定するための少なくとも１つの電子制御基板を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
関連するドライバが付いた電子制御基板が電気モータの各々に関連付けられ、
前記電気モータの各々の前記電子制御基板の前記関連するドライバに動作可能に接続されたポテンショメータにより設定制御が送信される、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
関連するドライバが付いた電子制御基板が各電気モータに関連付けられ、
押しボタンにより、または前記供給および制御ユニット上に配置された制御パネルにより設定制御が設定されるか、またはそれが例えば射出機の制御パネルにより直接、遠隔的に実行される、
請求項３に記載の装置。
【請求項６】
関連するドライバが付いた電子制御基板が各電気モータに関連付けられ、
万能外部制御パネルにより設定制御が設定される、
請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記電子制御基板上で構成された前記主なパラメータに従った、前記インジェクタの各々の開閉のための制御は、射出機の制御パネルにより、または汎用連続制御ユニットにより送信される、
請求項３に記載の装置。
【請求項８】
機械プラテンと、前記モールドを前記機械プラテンに固定するための固定プレートとを備え、
前記供給および制御ユニットは、前記固定プレートに取り付けられる、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記モールドの前記分配器に固定されたケーブルを支持するための構造を備え、
前記供給および制御ユニットは、前記ケーブルを支持するための前記構造に取り付けられる、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
それぞれの前記電気アクチュエータはブラシレス電気モータである、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
それぞれの前記電気アクチュエータは直流電気モータである、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
それぞれの前記電気アクチュエータは非同期型または万能型の電気モータである、
請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記電気アクチュエータは、前記バルブピンを作動させるための振動レバーを制御するナットおよびネジ伝動ユニットが関連付けられた回転式モータである、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
機械プラテンと、前記モールドを前記機械プラテンに固定するための固定プレートとを備え、
前記回転式モータと、関連する前記ナットおよびネジ伝動ユニットとは、前記固定プレートにより運ばれる、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記分配器は、成形キャビティの方に面する、前記固定プレートの凹部に位置し、
関連するネジおよびナットアセンブリが付いた前記回転式モータは、前記機械プラテンの方に面する、前記固定プレートの座部内に収容されている、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
機械プラテンと、前記モールドを前記機械プラテンに固定するための固定プレートとを備え、
関連する前記ナットおよびネジ伝動ユニットが付いた前記回転式モータは、前記固定プレートにより運ばれる、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記ナットおよびネジ伝動ユニットは、固定プレートを通って延在する可変長伝動ロッドを作動させて、前記少なくとも１つのインジェクタの前記バルブピンを作動させる振動レバーを制御する、
請求項１３から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記回転式モータと、前記ナットおよびネジ伝動ユニットと、前記可変長伝動ロッドとは、予め組み立てられたユニットを形成する、
請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記振動レバーは、前記分配器により運ばれる、
請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記モールドは、前記電気アクチュエータ用に指定された供給および制御コネクタと、スタンドアロン型電子ユニットとを備え、
前記供給および制御ユニットは、前記供給および制御コネクタに取り外し可能に固定されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記供給および制御ユニットは、一方のモールドから取り外され、１または複数の電気アクチュエータを含む他方のモールドに固定され、かつ、前記他方のモールドのために提供される成形プロセス用に構成される、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出されるべきプラスチック材料の分配器と、ノズルを有し、当該ノズルに対してバルブピンが可動である、少なくとも１つのインジェクタと、当該バルブピンの変位を閉位置と開位置との間で制御して加圧下の流体プラスチック材料が当該分配器からモールドのキャビティに流れることを可能にするアクチュエータ手段とを有する当該モールドを備える、当該プラスチック材料の射出成形のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つまたは各々のインジェクタのバルブピンを制御するためのアクチュエータ手段は、流体アクチュエータ内に存在しているが、流体アクチュエータは、オイルまたは空気を供給するための専用のシステムおよびパイプを設けることが必要であることだけでなく、オン／オフ操作を除いて制御の選択肢がほぼゼロであることに起因して慎重に扱うべき問題を伴う。加えて、洗浄、およびパイプが存在することに起因する全体寸法に関する問題がある。
【０００３】
電気モータを採用し、バルブピンの位置を検出するためのデバイスを備えた、特に回転式の作動システム、例えば、回転式モータのシャフトに関連付けられ、かつ、データのリアルタイムでのモニタリングおよび記録と並んでバルブピンの位置、速度および加速度の迅速かつ正確な制御がそれを通じて実行されるスタンドアロン型電子ユニットに接続されたエンコーダまたはリゾルバが、これらの欠点を克服することを目的として提案されてきた。この電子ユニットは、その数にかかわらず、通常はモールドに対して別途設けられ、また、電気アクチュエータを備える任意のモールドと区分けなく組み合わされるように設計される。しかしながら、このユニットが動作中は必ず常にシステムに接続されたままであるべきことを考慮すると、成形プロセスの制御の柔軟性および精度に関して申し分のない利点があることが、機器の供給および操作のコストならびに動作領域の全体寸法に負の影響を及ぼす。これに関する例は、例えば、その全てが本特許出願の出願人の代理で出願された欧州特許出願公開第２６７９３７４号明細書（サーチレポートあり）、第２９１８３８９号明細書（サーチレポートあり）および第３００９２５１号明細書（サーチレポートあり）において説明および図示されている。これらの文献において説明されている、コストが高く、流体アクチュエータのものよりも大幅に高い解決手段を具体的に適用する際、回転式電気モータは、スタンドアロン型電子ユニットと組み合わされたエンコーダまたはリゾルバを備えるブラシレスタイプのものである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、流体アクチュエータを備えるシステムについて当該装置の構造の単純性、単一のインジェクタの洗浄、主な開閉パラメータ（例えば、位置、速度、加速度）の調節の可能性に関して申し分のない利点を維持しつつ、より簡易で、よりコスト効率が良く、かつ、煩雑さがより少ない、前述の電気モータを備える従来技術のシステムの代替手段を提供することである。
【０００５】
本発明に従って、この目的は、供給および制御ユニットがモールドに固定されること、および当該モールドだけに関連付けられることにその特有の特性がある、上記で定義されるタイプの射出成形装置のおかげで達成される。
【０００６】
好ましくは、供給および制御ユニットは、モールドの固定プレートに固定される。電気の供給は、当該ユニット上に位置するコネクタによりもたらされ、一方、インジェクタの開閉のための主なパラメータの制御は、各電気モータに関連付けられ、かつ、当該ユニット内で位置決めされる、回路基板のドライバを適切に設定することにより行われる。
【０００７】
この解決手段のアイデアにより、前述の従来技術の解決手段において提供される電気モータの利点が少なくとも部分的に得られ、しかし、スタンドアロン型電子制御ユニットの使用を排除し、故に、コストを大幅に削減すること、および動作領域の全体寸法を低減することが可能になる。
【０００８】
好ましくは、電気モータは、回転式ブラシレスタイプのものであり、エンコーダまたはリゾルバを備える。
【０００９】
代替的に、電気モータは、直流式および回転式のものであるか、またはより有利でない変形例に従って、非同期タイプまたは万能タイプのものであり得る。
【００１０】
単一のインジェクタの開閉のための主なパラメータの設定は、簡略化されており、当該ユニット内に配置された各電子制御基板のドライバを手動で設定することにより行われる。設定制御は、オペレータにより、好ましくは、例えば万能外部制御パネル（例えば、ＰＬＣ）を通じて、実行される。すなわち、万能外部制御パネルは、本発明に従って任意のユニットのドライバを設定するために使用可能である。代替的に、当該制御は、例えば供給および制御ユニットにおいて得られる特別開口部を通じてアクセス可能である、回路基板に関連付けられたポテンショメータを通じて、または専用の押しボタン、または供給ユニット上に直接配置された制御ユニットによっても、実行され得る。さらなる変形例に従って、設定制御は、遠隔地点から、例えば、射出機の制御パネルで直接、実行され得る。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態に従って、各電気モータに関する回路基板のドライバを設定すると、各インジェクタの開閉制御は、射出機の制御パネルにより、または代替的に、顧客が既に所有している汎用連続制御ユニットにより、直接送信され得る。
【００１２】
電気モータを用いる成形装置は、それらがモールドの固定プレートにより、または機械プラテンもしくは分配器により代替的に運ばれ得るという点で、様々に構成され得る。
【００１３】
ここで、本発明は、添付の図面を参照して、単に非限定的な例として詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】３つの射出箇所が設けられた、本発明の実施形態に従った射出成形装置のモールドの固定プレートの概略前面図である。
【図２】図１の固定プレートの背面図である。
【図３】図１および２の固定プレートの３つの射出箇所の群を示す。
【図４】図１から３に関連する、射出箇所のうちの１つ、具体的には中央の１つにおける、成形装置全体の断面図である。
【図５】図４の一部を拡大したものを示す。
【図６】装置の射出箇所のモータ伝動ユニットのうちの１つをより大きくした正面概略図である。
【図７】図６の断面図である。
【図８】図６の側面図である。
【図９】の図６から８に表されるユニットの斜視図である。
【図１０】図１の矢印Ｘに従った正面概略図である。
【図１１】図１０の矢印ＸＩに従った側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
簡略化の目的で、説明される実施形態は、例えば以下で扱われるポテンショメータまたは他の同等のシステムによる、各モータが設けられた回路基板のドライバの設定制御がなされる電気モータを備える射出成形装置を参照する。
【００１６】
装置は、図１において１、２および３で概して示され、かつ、その構成が、以下に言及される特有の差異を除いて、前述の特許文献 である欧州特許出願公開第２６７９３７４号明細書（サーチレポートあり）および欧州特許出願公開第２９１８３８９号明細書（サーチレポートあり）において説明および図示されるものに実質的に対応する３つの射出箇所を備える。
【００１７】
中央の射出箇所１は、射出装置の基本的なコンポーネントの概略的な断面が表された図４および５において詳細に示されている。基本的なコンポーネントとは、成形キャビティ５を画定し、流体状態にあるプラスチック材料を射出機７のノズルから受け入れる分配器または熱式チャンバ６と、分配器６により運ばれ、管状ノズル９を含むインジェクタ８とを備えるモールド４である。管状ノズル９において、バルブピン１０が前方の閉位置と後方の開位置との間で軸方向にずらされ得ることで、流体プラスチック材料が分配器６からモールド４のキャビティ５に流れることが可能になり得る。
【００１８】
図示される例の場合、分配器６は、おそらくさらなるプレートと組み合わせてモールド４を成形装置の機械プラテン１３に固定するように構成される固定プレートまたはクランププレート１２のキャビティ１１に収容される。
【００１９】
分配器６が内部に収容されている固定プレート１２のキャビティ１１は、成形キャビティ５の方に面している。
【００２０】
インジェクタ８のバルブピン１０は、図６から９に詳細に示され、かつ、前述の従来技術の特許文献から一般的に知られている態様でも回転式電気モータ１５を備える、予め組み立てられたアクチュエータユニットにより、作動させられる。回転式電気モータ１５のシャフトが、ギアマルチプライヤ１９を通じてナットおよびネジ伝動ユニット１６を駆動し、その結果として、可変長伝動ロッド１７を通じて、分配器６により運ばれる振動レバー１８を作動させる。図４および５においてより良く確認できるとおり、振動レバー１８は、インジェクタ８を開くための位置と閉じるための位置との間でバルブピン１０の移動を制御する。
【００２１】
好ましい実施形態に従って、回転式モータ１５は、エンコーダまたはリゾルバを備えるブラシレス電気モータである。代替的に、回転式モータは、直流タイプ、非同期タイプまたは万能タイプであり得る。
【００２２】
ここで、図１および２に戻ると、図示される実施形態の場合、上述のアクチュエータユニット（電気モータ１５ならびに関連する伝動部材１６および１７）は、成形キャビティ５とは反対側の固定プレート１２の面上に形成されたそれぞれの座部２０に収容されている。
【００２３】
本発明の特有の特性に従って、各回転式電気モータ１５は、固定プレート１２の同じ面上に延在するそれぞれの供給および制御導体２１を通じて、供給および制御ユニット２２に収容されている。好ましくは、供給および制御ユニット２２は、そのような固定プレート１２に取り付けられるか、またはモールド４を形成するプレートのうちの１つに取り付けられる。代替的に、ユニット２２は、分配器６に間接的に、すなわち、分配器６のケーブルの支持構造（懸念として既知のように流体アクチュエータを制御するためのソレノイドバルブ）上で、固定され得る（例えば、Ｇｕａｎｄｏｎｇ  Ｙｕｄｏの代理で出願された中国特許出願第ＣＮ−１０４９４３０６５Ａ号の図１を参照のこと）。
【００２４】
図１０および１１に詳細に示されるように、供給および制御ユニット２２は、各インジェクタ８のバルブピン１０の開閉のために（位置、速度、加速度、最大開ストローク、最大閉力、閉トルクを含む）主なパラメータを手動で設定するための３つの回転式電気モータ１５に関連付けられた電源入力および電子制御基板２６用の電気接続部２３が付いた射出機を備える。
【００２５】
例えば２つまたはそれよりも多くのインジェクタ８が同じ開閉パラメータを必要とすると仮定すると、電子制御基板２６の数は、モールド４に存在する電気モータ１５の数と必ずしも一致しない。すなわち、単一の電子制御基板２６のドライバは、１つより多くの電気モータ１５と組み合わされ得る。他の場合、単一のドライバが、１つより多くのインジェクタ８用に指定された開閉パラメータの１つより多くの設定を記憶することが可能であり得る。
【００２６】
オペレータは、例えば供給および制御ユニット２２において得られる特別開口部２５を通じて到達可能なポテンショメータ２４により、単一の回路基板２６のドライバを手動で設定し得る。これにより、それは全開にされる必要がなくなるので、それに含まれるコンポーネントを損傷するか、または汚すリスクが回避される。代替的に、単一の回路基板２６の設定は、特別な押しボタンまたはユニット２２上に配置された制御パネルにより実行され得るか、または、例えば射出機の制御パネル上で直接、遠隔的に実行され得る。
【００２７】
しかしながら、好ましい実施形態に従って、当該設定は、万能外部制御パネル（例えば、ＰＬＣ）を通じてオペレータにより実行される。すなわち、万能外部制御パネルは、異なるモールドに固定されていても、本発明に従って任意の供給および制御ユニット２２のドライバを設定するために使用可能である。
【００２８】
各電気モータ１５に関する回路基板２６のドライバを設定すると、制御パネルは、（スタンドアロン型電子ユニットを有する従来技術の解決手段において行われることとは逆に）切り離され得、各インジェクタ８の開閉のための制御が、射出機の制御パネルにより、または代替的に、ユーザが既に所有している汎用連続制御ユニットにより、直接送信され得る。
【００２９】
上記は、インジェクタ８の作動システムが極めて単純であることを明確に示している。射出機とモールドとの間の接続部がそのまま残るとさらに仮定しても、この単純さにより、油圧／空圧接続部がないことを除いて流体作動成形装置と実質的に類似する成形装置を得ることが可能になる。
【００３０】
また、供給および制御ユニット２２は、流体システムへのソレノイドバルブの供給用に指定されたボックスに外見上類似し、インジェクタのバルブの開閉のための入力は、上記で示された懸念として、従来の空圧または油圧システムと全く同じように、射出成形機の制御パネルにより直接実行され得る。しかしながら、後者については、インジェクタの構造の単純さ、洗浄および開閉についての主なパラメータへの介入の可能性に関して相当な利点が得られ、かつ、コストおよび全体寸法が、従来技術の電気システムのものに対して相当に低減されている。基本的に、顧客は、しばしば実際に必要なものに対してより大きい寸法であるスタンドアロン型電子制御ユニットを購入、位置決めおよび接続する必要なく、モールドだけに関連付けられた、電気モータを供給および制御するためのユニットを備えるモールドを取得する。
【００３１】
代替的な実施形態に従って、回転式モータ１５は、エンコーダまたはリゾルバがない直流電気モータである。この解決手段により、（その位置にない）インジェクタ８の開閉の速度および／または加速度の制御が十分である場合、コストをさらに低減することが可能になる。
【００３２】
例えば、インジェクタの開閉の速度の設定に関連して、設定を行うと、ドライバは、実動作電圧で直接、または代替的に、ＰＷＭ（パルス幅変調）システムを通じて分割された電圧で動作する。
【００３３】
自動的に停止できるように、モータまたはそれにより駆動されるバルブピン１０がいつ応力下にあるかを直流モータの制御基板自体が認識することが可能であるという点で、従来技術の解決手段には必ず存在するリミットスイッチ調節デバイスを排除することにより、コスト節減がさらに進められる。そのような評価は、電気モータの電流の吸収に基づいて実行される。
【００３４】
最後に、エンコーダまたはリゾルバがないと仮定すると、モータの出力は電力供給向けの導体のみを特徴としているので、全体寸法の低減および設置の容易化に関してさらなる利点が加わる。
【００３５】
前述の欧州特許出願公開第３００９２５１号明細書（サーチレポートあり）の説明および図の主題に従って、固定プレート１２の代わりに、機械プラテン１３により、または固定プレートに対して横方向に配置されたそれらの支持体により、関連する伝動部材が付いた後者が運ばれる場合にも、電気モータは、等しく有利に用いられ得る。この場合、可変長伝動ロッド１７は、固定プレート１２を通って延在する。
【００３６】
前述の欧州特許出願公開第２６７９３７４号明細書（サーチレポートあり）において説明されるように、電気モータおよび関連する伝動部材が分配器６により直接運ばれる場合にも、同じことが言える。
【００３７】
最後に、例えば本特許出願の出願人の代理で出願された（本出願の出願日の時点で未公開である）イタリア特許出願第ＩＴ−１０２０１６００００４４６８８号明細書により説明されるように、電気モータ１５が、閉位置と開位置との間の対応するインジェクタ８に対して、それぞれのバルブピン１０を同軸方向にではなく横断方向に移動させた場合でも、本発明は依然として有効である。
【００３８】
本発明のさらなる特性に従って、供給および制御ユニット２２は、特に従来技術に従ったスタンドアロン型電子ユニットを備える先進的なシステムに通すこと、またはその逆をユーザにとって随時可能にするために、モールド４に取り外し可能に固定される。
【００３９】
例えば、電気モータを備えるあらゆるモールドは、モータ１５用に指定された供給および制御コネクタと、従来技術に従ったスタンドアロン型電子ユニットとを備えるように製造され得る。しかしながら、ユーザには、本発明に従った供給および制御ユニット２２を当該コネクタに対して上方かつ横方向に取り外し可能に固定する自由がある。
【００４０】
また、供給および制御ユニット２２は、１つのモールドから取り外されて、電気モータ１５を備える別のモールドに固定され得、それから続いて、モータ１５の数および必要なパラメータに応じて、制御基板２６を設定するか、追加するか、または取り外す。
【００４１】
明らかに、構造の詳細および実施形態は、説明および図示されてきたものに関して、特に、回路基板のドライバを設定するために、または各インジェクタの開閉のための制御を送信するために用いられるモータまたはユーザにより用いられる機器のタイプに関して、以下の請求項において定義されるような本発明の保護範囲から逸脱することなく、大きく異なり得る。
【図１】
2018536554.tif 000003
【図２】
2018536554.tif 000004
【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】
2018536554.tif 000011
【図１０】
2018536554.tif 000012
【図１１】
2018536554.tif 000013
【国際調査報告】
2018536554.tif 000014
2018536554.tif 000015
2018536554.tif 000016