(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルは、ノズル溶解通路を通る成形材料の流れを制御するバルブピンを有する。バルブピン作動位置を検出する装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ３８は、静止部分と可動部分とを有する。アクチュエータは、更に、その可動部分に連結された延伸ロッドと、ロッドに連結されたブロック９２とを有し、ブロックは、アクチュエータの可動部分とともに移動可能である。回動リンク要素３６は、アクチュエータのブロックに回動可能に連結されるとともにノズルのバルブピンに連結されている。回動リンク要素は、アクチュエータの可動部分が移動するのに応じてバルブピンを移動させる。ブラケットは、アクチュエータの静止部分に連結されている。２つのセンサ２０６，２０８は、ブロックの異なる位置を検出するためにブラケットに連結されている。センサは、空気近接センサからなっていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機用のノズルシステムにおいて、
ノズル溶解通路を通る成形材料の流れを制御するバルブピンを有するノズルと、
静止部分と可動部分とを有するアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記可動部分に回動可能に連結されるとともに前記ノズルの前記バルブピンに連結され、前記アクチュエータの前記可動部分が移動するのに応じて前記バルブピンを移動させる回動リンク要素と、
前記アクチュエータの前記可動部分の位置を検出する少なくとも１つのセンサとを備えた、ノズルシステム。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記可動部分に連結された延伸ロッドと、前記ロッドに連結されたブロックとを有し、前記ブロックは、前記アクチュエータの前記可動部分とともに移動可能であり、前記回動リンク要素は、前記ブロックに回動可能に連結されている、請求項１記載のノズルシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセンサは、空気近接センサからなり、前記ブロックは、前記ロッドよりも妨害的な表面を有する、請求項２記載のノズルシステム。
【請求項４】
２つのセンサが設けられ、各センサが前記ブロックの異なる位置を検出するように位置づけられている、請求項３記載のノズルシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータの前記静止部分に螺着されたブラケットを更に備え、前記少なくとも１つのセンサは、前記ブラケットに連結されている、請求項１記載のノズルシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセンサは、前記ブラケットに調整可能に取り付けられている、請求項５記載のノズルシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのセンサは、空気近接センサからなる、請求項１記載のノズルシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのセンサに連結された圧力トランスデューサを更に備えた、請求項７記載のノズルシステム。
【請求項９】
前記圧力トランスデューサに連結された表示器を更に備え、前記表示器は、バルブピン位置の決定内容を出力する、請求項８記載のノズルシステム。
【請求項１０】
前記圧力トランスデューサと前記表示器との間に接続され、前記圧力トランスデューサからの信号を前記表示器の信号に変換する論理部を更に備えた、請求項９記載のノズルシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのセンサにより検出された前記アクチュエータの前記可動部分の位置に基づき、前記アクチュエータに命令する制御部を更に備えた、請求項８記載のノズルシステム。
【請求項１２】
前記圧力トランスデューサと前記制御部との間に連結され、前記圧力トランスデューサからの信号を前記制御部の信号に変換する論理部を更に備えた、請求項１１記載のノズルシステム。
【請求項１３】
射出成形機用のノズルシステムにおいて、
ノズル溶解通路を通る成形材料の流れを制御するバルブピンを有するノズルと、
静止部分と可動部分とを有するアクチュエータであって、前記可動部分に連結された延伸ロッドと、前記ロッドに連結されたブロックとを更に有し、前記ブロックは、前記アクチュエータの前記可動部分とともに移動可能であるアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記ブロックに回動可能に連結されるとともに前記ノズルの前記バルブピンに連結され、前記アクチュエータの前記可動部分が移動するのに応じて前記バルブピンを移動させる回動リンク要素と、
前記アクチュエータの前記静止部分に連結されたブラケットと、
前記ブラケットに連結され、前記ブロックの異なる位置を検出する少なくとも２つのセンサとを備えた、ノズルシステム。
【請求項１４】
前記センサは、前記ブラケットに調整可能に取り付けられている、請求項１３記載のノズルシステム。
【請求項１５】
前記センサは、空気近接センサからなる、請求項１３記載のノズルシステム。
【請求項１６】
前記ブロックは、前記ロッドより妨害的な表面を有する、請求項１５記載のノズルシステム。
【請求項１７】
各々が前記センサのうちの１つに連結された２つの圧力トランスデューサと、
前記圧力トランスデューサに連結された論理部と、
前記論理部に連結され、バルブピン位置の決定内容を出力する表示器とを更に備えた、請求項１５記載のノズルシステム。
【請求項１８】
各々が前記センサのうちの１つに連結された２つの圧力トランスデューサと、
前記圧力トランスデューサに連結された論理部と、
前記センサにより検出された前記アクチュエータの前記可動部分の位置に基づき、前記アクチュエータに命令する制御部とを備えた、請求項１５記載のノズルシステム。
【請求項１９】
射出成形機のノズル用のバルブピン作動システムにおいて、
静止部分と可動部分とを有するアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記可動部分に連結されたバルブピン支持体と、
前記バルブピン支持体に連結されるとともに前記バルブピン支持体から延び、成形材料の流れを制御するための上方位置と下方位置とをとるバルブピンと、
前記バルブピン支持体に近接配置され、前記バルブピンが前記下方位置または前記上方位置にあるかどうかを決定するために前記バルブピン支持体の存在または不存在を検出する少なくとも１つの空気近接センサであって、エア供給ラインに連結されるとともに、圧力トランスデューサに接続された圧力測定ラインに連結された、少なくとも１つの空気近接センサとを備えた、バルブピン作動システム。
【請求項２０】
前記圧力トランスデューサを有する制御モジュールを更に備えた、請求項１９記載のバルブピン作動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に係り、とりわけアクチュエータ位置の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形環境は、高温、温度サイクル、および、腐食性を有するか粘着性堆積物を形成しうる蒸気および残留物による影響を受ける。移動部分は、このような環境下で機能することが求められるとともに、このような状況に対抗して設計される必要がある。そして移動部分は、時として、射出成形機を効果的に制御するための位置、速度、および他の特性を検知するトランスデューサを有している。例えば、アクチュエータは、射出成形機の一部分の位置を知らせるために、アクチュエータの移動部分によって始動される機械的なリミットスイッチを有していても良い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、問題が生じる。上述したようなスイッチは、摩耗したり機能しなくなったりすることがあり、通常それが厳しい成形環境により悪化する。また上述したようなスイッチは、温度により甚だしく影響されることがあり、かつ複雑な部分または非定常の作業モードの部分に安定して適用することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの側面によれば、射出成形機用のノズルシステムは、ノズル溶解通路を通る成形材料の流れを制御するバルブピンを有するノズルと、静止部分と可動部分とを有するアクチュエータと、前記アクチュエータの前記可動部分に回動可能に連結されるとともに前記ノズルの前記バルブピンに連結された回動リンク要素を備えている。前記回動リンク要素は、前記アクチュエータの前記可動部分が移動するのに応じて前記バルブピンを移動させる。また前記アクチュエータの前記可動部分の位置を検出する少なくとも１つのセンサが設けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して以下に更に詳細に説明する。
【０００６】
図１について説明すると、これはノズルシステム３３の一実施の形態を示しており、ノズルシステム３３は、ノズル１４、バルブピン３０、およびバルブピン作動機構３２を有している。ノズルシステム３３は、ホットハーフ、ホットランナのようなあらゆる射出成形機に用いることができる。このような射出成形機は、典型的にはマニホールドを含み、かつ溶融物をマニホールドから１またはそれを上回る金型キャビティに供給する、１またはそれを上回るノズルシステム３３を含んでいても良い。したがって、他の実施の形態を説明する特徴および側面を本実施の形態に用いても良い。
【０００７】
作動機構３２は、バルブピンガイド要素３４、リンク要素３６、アクチュエータ３８、およびセンサ組立体２００を有している。バルブピン作動機構３２は、バルブピン３０の通常横方向に接近し、かつバルブピン作動機構３２は、バルブピン３０を位置範囲内、または任意の適当な第１および第２の位置間で移動させる。例えば、図示する実施の形態のように、バルブピン３０が金型ゲート２２の近傍に位置する場合、バルブピン作動機構３２は、（図１に示す）開（第１）位置と（図２に示す）閉（第２）位置との間でバルブピン３０を移動させるために用いられる。ここで開（第１）位置は、金型キャビティ（図示せず）内へ進入させるために溶融物の流れを金型ゲート２２内に流入させることが可能な（図１に示す）位置であり、閉（第２）位置は、溶融物の流れを金型キャビティ内へ進入させることができない位置である。あるいは作動機構３２は、例えばスタックモールドにおけるマニホールドプレート間のスプルー機構のように、射出成形機の他の部分である第１および第２位置間でバルブピン３０を移動させるために用いられても良い。
【０００８】
バルブピンガイド要素３４は、バルブピン３０を支持するとともに案内する。スリーブ４０は、内部をバルブピンガイド要素３４がスライドするガイド要素通路４１を画成する。バルブピンガイド要素３４は、ガイド要素通路４１内を移動線ＬＴに沿ってスライドし、これによりバルブピン３０がノズル溶解通路２５内で第１位置および第２位置間を移動する。スリーブ４０は開口４３を有し、それを通って、リンク要素３６はガイド要素３４に連結することが可能である。ガイド要素３４は、第１外側受容面５０と、２つの第２外側受容面５２とを有している。第１受容面５０および第２受容面５２は、リンク要素３６を受容する。第１受容面５０および第２受容面５２は、平面形状を有しかつガイド要素通路４１内のバルブピンガイド要素３４の移動線ＬＴに対して垂直である。あるいは、第１受容面５０および第２受容面５２のうち一方（すなわち「第１外側受容面５０」または「両方の第２外側受容面５２」のうちいずれか）が、平面状かつガイド要素通路４１内のバルブピンガイド要素３４の移動線ＬＴに対して実質的に垂直であり、かつ他方の受容面５０または５２が、リンク要素３６による係合およびバルブピンガイド要素３４の移動線ＬＴに沿う移動に適するように少なくとも角をなしていても良い。あるいは、バルブピン３０用の任意の適当な保持および案内手段が、バルブピンガイド要素３４に代えて用いられても良い。例えば、バルブピンガイド要素３４がバルブピン３０に一体的に連結されていても良い。
【０００９】
限界面４２は、ガイド要素３４が金型ゲート２２方向へ移動することを制限するように位置付けられている。限界面４２は、射出成形機１０の適当ないずれかの構成要素上の表面であっても良い。例えば、限界面はバルブブッシング４４上にあっても良い。バルブピンガイド要素３４は、バルブピンガイド要素３４およびバルブピン３０が金型ゲート２２方向へ移動することを制限するように限界面４２と協働する肩部５６を有する。
【００１０】
リンク要素３６は、アクチュエータ３８をバルブピンガイド要素３４に連結する。リンク要素３６は、リンク要素３６をアクチュエータ３８に回動可能に連結する第１コネクタ５８を含んでいる。第１コネクタ５８は、例えば穴６０からなっていても良い。あるいは、第１コネクタ５８は、リンク要素３６とアクチュエータ３８との間の回転可能な連結を提供する任意の適当な連結手段であっても良い。リンク要素３６はまた第２コネクタ６２を含み、これはリンク要素３６を射出成形機１０上の部分６４に回動可能に連結する。第２コネクタ６２および部分６４は、例えば穴６６およびシャフト６８のように、任意の適当な回動連結手段であっても良い。リンク要素３６は更に、リンク要素３６内に一体に形成されうる停止部７８を含む。停止部７８と協働するようになっている限界面８０は、ノズルシステム３３または射出成形機の任意の適当な構成要素上に配置されても良い。停止部７８および限界面８０は協働し、バルブピン３０が金型ゲート２２から離れるように移動する際、リンク要素３６が回転移動することを制限する。停止部７８は係合面８２を有し、係合面８２は限界面８０と係合してリンク要素３６の回転を選択された角度で停止させる。
【００１１】
アクチュエータ３８は、空圧もしくは油圧シリンダ、または電気もしくは磁気アクチュエータのように、どのようなタイプのアクチュエータであっても良い。アクチュエータ３８は、静止部分９８（例えばハウジング）および可動部分９９（例えばピストンまたは同様の部分）を有している。アクチュエータ３８は、延伸ロッド９０および延伸ロッド９０に連結されたブロック９２を含んでいる。ロッド９０は、アクチュエータ３８の可動部分９９に連結され、かつブロック９２に例えば螺着されている。ブロック９２は、アクチュエータ３８をリンク要素３６上のコネクタ５８に回動可能に連結するコネクタ１０４を有している。コネクタ１０４は、例えば開口６０内に収容されたピン１０６のように、任意の適当なタイプのコネクタであってよい。アクチュエータ３８は、アクチュエータ３８をその周りで回転させることができる他のコネクタ１０８により、射出成形機に取り付けられている。コネクタ１０８は、例えば射出成形機の円筒開口１１２内に取り付けるためのピン１１０のように、任意の適当なタイプのコネクタであってよい。このように、回動リンク要素３６は、アクチュエータ３８の可動部分９９に回動可能に連結されている。
【００１２】
ノズルシステム３３および関連する構成要素に関する更なる詳細は、米国特許第６，８９３，２４９号および米国特許第７，０４８，５３２号に見ることができ、これらは引用することによりここに組み込まれる。
【００１３】
センサ組立体２００は、アクチュエータ３８の静止部分９８に螺着されたブラケット２０２と、ブラケット２０２に連結された第１センサ２０６および第２センサ２０８とを含んでいる。
【００１４】
ブラケット２０２は、センサ２０６、２０８をアクチュエータ３８に保持する役割を果たす。センサ２０６、２０８は、センサ２０６、２０８が調整可能となるように、例えば位置決めねじおよび／またはロックワッシャーによりブラケット２０２に固定されても良い。
【００１５】
第１センサ２０６および第２センサ２０８は同一のものであるが、他の実施の形態においてこれらは異なっても良い。本実施の形態において、第１センサ２０６および第２センサ２０８は、例えばコネチカット州トランバル(Trumbull CT)のオーキーフ・コントロールズ社(O’Keefe Controls Co.)から入手可能な空気近接センサ(air proximity sensor)からなるが、他の実施の形態において他のセンサを使用することも可能である。また他の実施の形態において、１つのみのセンサが用いられる。各センサ２０６、２０８は、エア供給ライン２１０、エア出力ポート２１２、および圧力測定ライン２１４を含む。エアは、エア供給ライン２１０を介して各センサ２０６、２０８に供給され、かつエア出力ポート２１２から噴出する。圧力測定ライン２１４は、制御モジュール２１８内に位置する圧力トランスデューサ２１６から延びる。障害物がエア出力ポート２１２前方に位置するとき、圧力トランスデューサ２１６は、障害物が存在しないときより高い圧力を観測する。
【００１６】
本実施の形態において、圧力トランスデューサ２１６は、同様にオーキーフ社(O’Keefe)から入手可能なエア／電気スイッチのようなバイナリトランスデューサからなり、これは所定の圧力差（基準）に選択されまたは合わせられる。すなわち、圧力トランスデューサ２１６は閾値を有し、これによりライン２１４の圧力が閾値を上回った場合、圧力トランスデューサ２１６が対応する信号を発生する。このようにして、各センサ２０６、２０８は、ブロック９２の存在および不存在を検知できるように選択または構成されており、ここで、ブロック９２は、ロッド９０よりセンサ２０６、２０８に近く（例えばオーキーフ社(O’Keefe)のセンサは約３ｍｍまたは１／８インチの射程を有する）、かつロッド９０よりもセンサに対して妨害的な表面を有する。他の実施の形態において、圧力トランスデューサ２１６は、ライン２１４の圧力に比例した信号を出力することができ、かつ制御モジュール２１８は、このような信号を使用することにより障害物の性質を決定し、ロッド９０をブロック９２から識別することができる。
【００１７】
制御モジュール２１８は、圧力トランスデューサ２１６に接続された論理部２２０と、論理部２２０に接続された表示器２２２とを更に含む。論理部２２０は、圧力トランスデューサ２１６からの信号を表示器２２２に適する信号に変換する回路またはチップからなる。表示器２２２は、単にブロック９２が異なる位置にあるときに表示する、例えば１つ以上のＬＥＤのような回路またはチップからなっていても良い。他の実施の形態において、表示器２２２は、ブロック９２が命令された位置に移動しなかったときに表示する単独のＬＥＤからなり、この場合更に、このような命令された位置を示すアクチュエータ制御部からの信号を受容および処理することが、論理部２２０に対して要求される。他の実施の形態において、表示器２２２は、ブロック９２の測定された位置に基づき、アクチュエータ３８に命令する回路またはチップ等の制御部により置換えまたは補完される。論理部２２０および表示器／制御部２２２は任意的かつ結合可能であり、すなわち単独のチップを用いることができる。他の実施の形態において、圧力トランスデューサ２１６は、論理部を介在させることなく、１つ以上の表示器に直接接続されても良い。また、論理部２２０および表示器／制御部２２２は、アクチュエータ制御部、ホットランナ制御部、射出成形機制御部、またはこれと同様のものに組み込まれても良い。さらに上記実施の形態の機能を組合せることもできる。制御モジュール２１８は、更に供給エアラインのエアを圧力測定ライン２１４へ送り込む。
【００１８】
作動の際、センサ２０８のみがブロック９２の存在を検出した際、バルブピン３０が開となったことが決定される（図１）。センサ２０６のみがブロック９２の存在を検出した際、バルブピン３０が閉となったことが決定される（図２）。仮にセンサ２０６、２０８のいずれもがブロック９２の存在を検出しなかった場合、バルブピン３０６が中間位置にあることが決定される。また最後に、仮にセンサ２０６、２０８のいずれもがブロック９２の存在を検出した場合、本実施の形態においてはセンサ２０６、２０８の間隔がブロック９２の長さよりも大きいため、エラーが生じているであろうと考えられる。他の実施の形態において、センサ２０６、２０８が異なる位置に配置されている場合には、異なる論理が存在するであろう。例えば、センサのそばを通り過ぎたブロック９２の動作を検知するために、センサが、ブロック９２の通路の中央近傍に位置していても良い。このような実施の形態においては、ブロック９２は、単独のセンサにより、不存在、存在、および再度の不存在という形で検知されるであろう。このようなバルブピン位置の決定内容は、上述したように、論理部２２０により処理されるとともに、いずれにせよ人間のオペレータに知覚可能にまたは更なる処理に適するように表示器２２２により出力される。
【００１９】
図３ａおよび図３ｂは、本発明の他の実施の形態を示している。本実施の形態の説明において、この実施の形態の異なる特徴および側面のみを詳細に説明する。同様の部分の説明に関しては、他の実施の形態が参照されうる。他の実施の形態において説明した特徴および側面は、本実施の形態においても用いることができる。
【００２０】
ホットランナまたはホットハーフ等の射出成形機用のバルブピン作動システム３００は、アクチュエータ３０２、アクチュエータ３０２の可動部分に連結されたバルブピン支持体３０４と、バルブピン支持体３０４に連結されるとともにバルブピン支持体３０４から延びバルブピン３０６と、第１センサ３０８と、第２センサ３１０とを含んでいる。バルブピン３０６は、ノズルおよび／またはマニホールド内を通る成形材料の流れを制御する。
【００２１】
第１センサ３０８および第２センサ３１０は、空気近接センサからなり、またしたがってエア供給ライン（供給）および圧力測定ライン（感知）を有する。センサ３０８、３１０は、アクチュエータ３０２のいずれかの静止部分（例えばハウジング）または周囲の構造体（アクチュエータ板または裏板）に接続されていても良い。センサ３０８、３１０は、図１および図２のような制御モジュールに操作可能に接続されていても良い。センサ３０８、３１０は、バルブピン支持体３０４に近接するとともにバルブピン支持体３０４の存在および不存在を検出できる程度に十分接近している。他の実施の形態において、単独の空気近接センサが用いられる。
【００２２】
作動の際、センサ３０８、３１０のいずれもがバルブピン支持体３０４の存在を検出した場合、バルブピン３０６が完全に下降していることが決定される。センサ３０８、３１０のいずれもがバルブピン支持体３０４の存在を検出しなかった場合、バルブピン３０６が完全に上昇していることが決定される。また最後に、センサ３１０のみがバルブピン支持体３０４の存在を検出した場合、バルブピン３０６が中間位置にあることが決定される。
【００２３】
本発明の様々な実施の形態について説明してきたが、当業者は、添付した請求の範囲の精神および範囲を逸脱することなく、変形例および改善例を作成することができることを理解するであろう。ここで論じた全ての特許および公開文献は、参照することにより本明細書に完全に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態によるノズルシステムの断面図。
【図２】図２は、図１のノズルシステムにおいてバルブピンが異なる位置にある場合の断面図。
【図３】図３ａおよび図３ｂは、本発明の他の実施の形態における、バルブピン作動システムの概略図。
【図１】
2009107336.tif 000003
【図２】
2009107336.tif 000004
【図３】
2009107336.tif 000005
【外国語明細書】
2009107336000001.pdf