JP6445007B2 - 操作性を向上するための非メルト内部チャンネルを有するホットランナマニホルドを備えた射出成形システム - Google Patents

Description

本発明は、射出成形分野全般に係る。また本発明は特に、操作性を向上するための非メルト内部チャンネルを有するホットランナマニホルドを備えた射出成形システムを対象とする。

射出成形マニホルドは、マニホルド内のメルトチャンネルのネットワークを介して射出成形機械から射出成形ノズルに、１つ以上のプラスチック等、１つ以上の溶解物質、すなわち１つ以上の「メルト」を分布させる。各メルトは、成形動作中、射出成形ノズルを介して１つ以上の型穴に間欠的に送られる。各メルトチャンネル内のメルトは通常、マニホルドの外側に配置された電気ヒーターを用いて加熱される。ノズルがバルブゲート型である場合、通常、ノズルの反対のマニホルド側に設けられたアクチュエータが用いられる。装備のオペレータは、ノズルが依然として熱い間に、ノズルを金型プレート／ゲートインサートから取り外したり再係合したりすることがある。これは「ホットラッチング」として既知であり、構成要素が互いに係合する、ノズル及び／又は金型プレート／ゲートインサートに過剰な摩耗及び損傷を引き起こし得る。

一実装において、本開示は、射出成形システムを対象とする。当該射出成形システムは、本体を備えるホットランナマニホルドを備え、前記本体は、メルト注入口と、射出ノズル領域と、前記メルト注入口から前記射出ノズル領域まで延びるメルトチャンネルと、非メルト流体注入口と、非メルト流体注出口と、前記非メルト流体注入口から前記非メルト流体注出口まで延び、前記メルトチャンネルから流体隔離された非メルト流体チャンネルとを有する。

本発明を説明する目的で、図面は本発明の１つ以上の実施形態の態様を示す。しかしながら、本発明は、図面に示す詳細な配置及び手段に限定されるものでないことが理解されるべきである。

ノズル冷却のための非メルトチャンネルを有するホットランナマニホルドを備えた射出成形装置の部分断面図である。 図１の射出成形装置と同様の射出成形装置の部分断面図であり、ノズルがホットランナマニホルドとモノリシックに形成されている。 ノズル側バルブアクチュエータに駆動流体を提供する非メルトチャンネルを有するホットランナマニホルドを備えた射出成形装置の部分断面図である。 図３の射出成形装置と同様の射出成形装置の部分断面図であり、ノズルがホットランナマニホルドとモノリシックに形成されている。 メルトチャンネル内のメルトを所望の温度に維持するため、加熱流体を循環させる一体型非メルトチャンネルを備えたホットランナマニホルドの上面図である。

本発明の一態様は、射出成形装置に種々の機能のいずれか１つ以上を提供するため、射出成形装置のホットランナマニホルドに１種以上の非メルトチャンネルを提供するものである。このような機能には、射出ノズルの先端に冷却流体（例えば、空気）を提供すること、射出バルブに駆動流体（例えば、空気又は液体）を提供すること、ホットランナマニホルド内のメルトチャンネル中のメルトの温度を維持するために加熱流体（例えば、高温アルキル芳香族化合物、オイル等）を提供することが含まれるが、これらに限定されない。本開示全体を読むことにより明らかになるように、このような非メルトチャンネルは、特に、従来の加工プロセス及び従来の鋳造プロセス等のいずれかの方法と、付加的製造プロセスで提供することができる。本開示を読むことにより明らかになるように、１つ以上の付加的製造プロセスを用いて作成されたホットランナマニホルド及びノズル等の射出成形装置の構成要素は、構成要素をより効果的且つ効率的に作成するような材料使用、最適化、及び構成最適化に関して「精密に調節」することができる。以下に示すとおり、この精密な調節は、本明細書に開示の非メルトチャンネルによって提供される機能及び特徴にも及ぶものである。つまり、従来の製造プロセスにより、同程度の成功率で同様の非メルトチャンネルも実装することができる。

さて図面に戻ると、図１は、本発明の態様に係る射出成形装置１００を示している。射出成形装置１００は、マニホルド１０８及び複数のホットチップ型ノズルを有するホットランナアセンブリ１０４を備えるが、複数のホットチップ型ノズルのうちの１つをホットチップノズル１１２として示している。上述のとおり、いくつかの射出成型機が実行するうちの１つとして、装置１００が依然として熱い間に、金型、ここでは金型１１６をホットランナアセンブリ、ここではアセンブリ１０４から取り外す「ホットラッチング」手順の実施がある。これは、ノズルの先端、ここではノズル１１２の先端１１２Ａが依然として熱いため、通常、熱膨張して、金型、ここでは金型１１６のゲートインサート１２０と強固な係合を生じてしまうために問題を発生し得る。そこで金型１１６をホットランナアセンブリ１０４から離間するよう移動させる際、先端１１２Ａとゲートインサート１２０との強固な係合が、結果として、これら部品の一方又は双方の深刻な摩耗、若しくはこれら部品の一方又は双方の損傷さえも生じ得る。このような摩耗や損傷を最低限に抑えるため、図示の実施形態では、ノズル１１２とともに、ホットランナマニホルド１０８に形成されたセグメント１２４Ａ及びノズル１１２に形成されたセグメント１２４Ｂを有する一体型非メルト冷却材チャンネル１２４を提供することにより、オペレータが各ノズル先端、ここでは先端１１２Ａを冷却できるようにする射出成形装置１００を提供する。

冷却材チャンネル１２４は、嵌合等の任意の好適な手段、ここではオペレータ（不図示）がホットラッチング手順の実施を所望する際、ホットランナマニホルド１０８に迅速に係合されるよう設計及び構成されたクイック接続嵌合体１３６を有するホース１３２を介して、冷却材ソース１２８（例えば、エアコンプレッサ）から空気等の冷却材を受容することができる。本実施形態において、クイック接続嵌合体１３６により、成形動作中、ホットランナマニホルド１０８に接続される冷却材ソース１２８の必要性がなくなる。つまり、ホットラッチング以外の成形動作中に接続されたままとなる接続を含む任意の好適な接続を、冷却材ソース１２８とホットランナマニホルド１０８との間に設けることができる。ホース１３２及びクイック接続嵌合体１３６は、ホットランナマニホルド１０８上のすべてのホットチップノズル（便宜上、一つのノズル１１２のみを図示している）に対して機能できることに注意されたい。例えば、図１において、ホットランナマニホルド１０８内の冷却材チャンネル１２４のセグメント１２４Ｃは、図示されていないが、図１の右側に設けられる他のホットチップノズルのうちのいずれか１つ以上に冷却材を提供することができる。

本実施形態において、ホットチップノズル１１２は、ホットランナマニホルド１０８とは別に形成され、ノズル及びマニホルドは各々、任意の好適な技術を用いて作成することができる。一例において、冷却材チャンネル１２４のセグメント１２４Ａ乃至１２４Ｃは、ドリルによる穴開けで作成することができる。代替的に、冷却材チャンネル１２４のセグメント１２４Ａ乃至１２４Ｃは、自由形状の製造プロセスとして既知である、鋳造プロセス又は付加的製造プロセスの一部として形成することができる。ノズル先端１１２Ａを冷却する重要な態様として、冷却材をノズルチップに近接した位置に送ることが挙げられる。図１は、冷却材チャンネル１２４の注出口１４０を１箇所示している。しかしながら、当業者は、共通冷却材チャンネルセグメントからの供給が行われる複数の注出口、個別の冷却剤チャンネルセグメントからの供給が行われる複数の注出口、及びその組み合わせ等、より複雑な注出口として、他の注出口箇所が想定されることを容易に理解するであろう。本例では、ホットチップノズル１１２がホットランナマニホルド１０８とは個別に形成されるため、動作温度において、接合部分１４４で冷却材チャンネル１２４のセグメント１２４Ａ及び１２４Ｂを確実且つ適正に配列する必要がある。当業者は、従来のホットランナアセンブリの設計及び実行において同様に配列の問題に頻繁に直面するので、この配列を確実にするようにホットチップノズル１１２及びホットランナマニホルド１０８を容易に構成することができるであろう。

ホットランナマニホルド１０８及びホットチップノズル１１２は、射出成形動作中、射出機械（不図示）から金型１１６にプラスチックメルト等のメルト（不図示）を運ぶメルトチャンネル１４８を備える。図示はされていないが、当業者が容易に理解するように、メルトチャンネル１４８は、射出機械からホットチップノズル１１２にメルトを受容する１つ以上の注入口から延びる。各注入口は、ホットランナマニホルド１０８に形成され、射出機械と接するスプルーブッシング又はその他の構造からメルトを受容してもよい。各ホットチップノズル１１２は、ホットランナマニホルド１０８のノズル領域１５０に配置される。本例において、ホットランナマニホルド１０８は、自由形状の製造技術（以下参照）等の好適な製造技術を用いて容易に製造することのできる単一モノリシックな本体である。つまり、ホットランナマニホルド１０８は、マニホルド内の種々のチャンネルが過剰に複雑に込み入ることがない限り、直線状ドリル穴開け及び差し込み等、従来のマニホルド製造技術を用いて作成してもよい。

多くの従来の射出成形装置において、メルトチャンネル内のメルトは、ホットランナマニホルド１０８の裏側に形成される凹部、ここでは凹部１５６内に搭載されることの多い、図１に示す加熱要素１５２等の電気抵抗型加熱要素を用いて熱く保たれる。この種の従来の電気抵抗型加熱要素を用いることで生じ得る問題として、メルトチャンネルがメルトチャンネルから比較的離間しているため、加熱要素が比較的高い熱を付与しなければならず、加熱要素の経路が不完全であれば、局所的な過熱を生じ得るということが挙げられる。

このような問題を回避するため、図１に示す射出成形装置１００の実施形態では、ホットランナマニホルド１０８は任意で、加熱流体ソース１６４からメルトチャンネル１４８に近接したマニホルド内に高温アルキル芳香族化合物又はオイル等の好適な加熱流体を運ぶために設けられた非メルト加熱チャンネル１６０を備える。メルトチャンネル１４８付近に加熱チャンネル１６０を設ける利点として、加熱要素１５２等の従来の電気抵抗型加熱要素で必要とされる温度に比べて比較的低い温度に加熱流体の温度を保つことができることが挙げられる。本例において、加熱チャンネル１６０は、加熱流体ソース１６４から加熱流体を受容する流体注入口１６８と、再加熱及び再循環のために加熱流体を加熱ソースに戻す流体注出口１７２との間に連続回路を形成するよう配置される。図示の実施形態において、加熱チャンネル１６０は、ドリル穴開け及び差し込み、鋳造、並びに付加的製造を含む任意の好適な製造技術を用いて形成することができるように、直線状に示されている。他の実施形態において、加熱チャンネルは、特別な設計に合うよう、事実上任意の好適且つ所望の構成及び配置で設けることができる。本開示の加熱チャンネルの他の例は、本開示の他の図面との関連で示す。ホットランナマニホルド全体に単一の加熱チャンネル回路を設ける代わりに、単一のマニホルドが、複数の（注入口１６８及び注出口１７２のような）流体注入口及び注出口又は注入マニホルド及び注出マニホルド（不図示）のいずれか、若しくはその組み合わせによって機能させることの可能な複数の個別の回路を有し得ることに注意されたい。

完全性を期すため、図１に示す射出成形装置１００の実施形態は、ホットランナマニホルド１０８が配置されるマニホルド孔部１８０を規定する金型プレート１７６を備える。他の構成要素の中でも、ベルビルワッシャー１８８及び絶縁スペーサー１９２を備える配置により、適当な位置にホットランナマニホルド１０８及びホットチップノズル１１２を保持し、型穴１８０を閉鎖するよう裏板１８４が設けられる。

図２は、僅かな相違を除いて図１に示す射出成形装置１００と同様の射出成形装置２００の一実施形態を示すが、この僅かな相違に関しては、図２の装置２００では、付加的製造プロセス、例えば、図５との関連で以下に一部を説明する自由形状の製造プロセスを用いて、各ホットチップノズル２０４（１つのみ図示）がホットランナマニホルド２０８とモノリシックに形成されることが含まれる。他の相違には、図１に示す冷却材チャンネル１２４の経路とは異なり、各非メルトノズルチップ冷却材チャンネル２１２の経路は従来の直線状ドリル穴開け及び差し込みの技術を用いて形成できないことが挙げられる。正確に言えば、冷却材チャンネル２１２の比較的大きな半径を有する湾曲部２１２Ａは、付加的製造プロセス、例えば自由形状の製造プロセス等、他のプロセスを用いて形成される必要がある。さらなる相違として、非メルト加熱流体チャンネル２１６の配置（すなわち、経路）が挙げられる。図１に示す加熱流体チャンネル１６０のように直線状に通す方法の代わりに、図２に示す加熱流体チャンネル２１６は、実質的にメルトチャンネル２２０の両「側」（図２の前方及び後方）において（図２に対して）上下するジグザグ経路に通すよう配置されている。加熱流体チャンネル２１６のこのような配置は、自由形状の製造技術を用いた製造に好適である。

この関連で、さらに他の相違として、図１に示す加熱流体チャンネル１６０においてホットランナマニホルド２０８内にのみ加熱流体チャンネル２１６が存在する方法に代わって、図２の射出成形装置２００では、加熱流体チャンネル２１６がホットチップノズル２０４内へと延びている。当業者は容易に理解するであろうが、これにより、通常、各ノズルの周囲に存在する電気抵抗型加熱要素である従来の外部加熱要素（不図示）の必要性がなくなる。ホットランナマニホルド２０８とモノリシックに形成されたホットチップノズル２０４は、図１に示すノズル−マニホルド間の接合部分１４４等、部品同士の干渉を引き起こすことなく、比較的容易に加熱流体チャンネルをノズル内に通すことができるようにする一方、マニホルドとは個別に製造されたノズルを有する他の実施形態においては、図２に示す加熱流体チャンネル２１６と同様に、加熱流体チャンネルをマニホルドからノズル内に通すことができることに注意されたい。しかしながら、図１に示す接合部分１４４等のノズル−マニホルド間の接合部分は、加熱流体チャンネルがこの接合部分を横切る領域において流体密封となるよう、注意が払われなければならない。例えば、特に、ガスケット及び／又は封止リング、或いはより精密に機械加工された事前組み込み接合部分（図１に示すもの等）を用いて好適な流体密封封止を設けることができる。図２に示す射出成形装置２００の他の構成要素及び態様は、図１に示す射出成形装置１００の類似の構成要素及び態様と同一又は同様とすることができる。

図３は、ホットランナマニホルド内の非メルトチャンネル、ノズル、及び／又はその他の構成要素の他の使用について示している。さて図３を参照すると、同図は、ホットランナマニホルド３０２と、バルブゲートノズル３０６及びバルブ３０８を備えたノズル／バルブアセンブリ３０４とを備えた射出成形装置３００を示している。バルブゲートノズル３０６は、２つの部品３１０Ａ及び３１０Ｂからなる本体３１０を備え、部品３１０Ｂがノズル先端３１０Ｃを備える。ノズル部品３１０Ａ及び３１０Ｂは各々、ホットランナマニホルド３０２内のメルトチャンネル３１４からノズル先端３１０Ｃにメルト（不図示）を運ぶメルトチャンネル３１２のメルトチャンネルセグメント３１２Ａ及び３１２Ｂを備える。バルブ３０８は、ノズル部品３１２Ｂ内の受容通路３１８内にスライド可能に係合されるバルブピン３１６を備える。バルブピン３１６は、ノズル先端注出口３２０に封止係合することにより、メルトチャンネルセグメント３１２Ｂからのメルトの流れを制御可能に停止させる閉鎖位置（不図示）に移動可能となるよう設計及び構成される。以下により詳細に説明するように、バルブピン３１６は、メルトチャンネルセグメント３１２Ｂ内のメルトが、ノズル先端注出口３２０を通り、ゲートインサート３２２を通り、金型３２６内の型穴３２４内に流れ込むことのできる開放位置にある様子が示されている。

バルブ３０８はまた、カラー３３０及びバルブピンサポート３３２を有するピストン３２８を備える。ピストンカラー３３０は、内側のノズルスリーブ３３６と内側の金型プレート３４０の壁部３３８とによって規定される孔部３３４内で往復するよう設計及び構成される。ピストンリング３４２Ａ及び３４２Ｂの第１対は、ピストンカラー３３０とノズルスリーブ３３６との間にスライド封止を付与し、ピストンリング３４４Ａ及び３４４Ｂの第２対は、ピストンカラーと金型プレート３４０の壁部３３８との間にスライド封止を付与する。容易に理解できるように、ピストンリング３４２Ａ及び３４４Ａは、各接合部品と協働して第１駆動チャンバ３４６を形成し、ピストンリング３４２Ｂ及び３４４Ｂは、各接合部品と協働して第２駆動チャンバ３４８を形成する。バルブピンサポート３３２は、固定具３５０及び締め具３５２により、バルブピン３１６を強固に保持する。動作中、第１駆動チャンバ３４６及び第２駆動チャンバ３４８は、交互に加圧（又は退避、若しくは一方を加圧して一方を退避）することにより、ピストンカラー３３０と、ひいてはバルブピン３１６を（図３において）上下動させる。このように、バルブピン３１６は、第１駆動チャンバ３４６及び第２駆動チャンバ３４８との関連で、空気又は油圧流体等の１つ以上の駆動流体（不図示）を用いて、開放位置と閉鎖位置との間を交互に移動する。

射出成形装置３００は、第１駆動チャンバ３４６及び第２駆動チャンバ３４８に駆動流体を供給し、且つ／又は、第１駆動チャンバ３４６及び第２駆動チャンバ３４８から駆動流体を除去するため、第１の非メルト駆動流体チャンネル３５４及び第２の非メルト駆動流体チャンネル３５６を各々備える。第１の非メルト駆動流体チャンネル３５４及び第２の非メルト駆動流体チャンネル３５６は、バルブ３０８の駆動に必要な駆動流体加圧及び／又は退避を実施する１つ以上の駆動流体コントローラ３５８と流体連結される。図示の実施形態において、第１の非メルト駆動流体チャンネル３５４は、チャンネルセグメント３５４Ａ、３５４Ｂ、及び３５４Ｃを各々介して、ホットランナマニホルド３０８、ノズル部品３１０Ａ、ノズルスリーブ３３６を通って延び、第２の非メルト駆動流体チャンネル３５６は、チャンネルセグメント３５６Ａ、３５６Ｂ、及び３５６Ｃを各々介して、ホットランナマニホルド、ノズル部品３１０Ａ、及びノズルスリーブを通って延びる。駆動流体チャンネル３５４及び３５６には各々、それぞれ１つ以上の駆動流体コントローラ３５４と連結する任意の好適な連結ポート（１つのポート３６０のみを図示する）を設けることができる。特に、ガスケット及び／又は封止／リング、若しくは精密に機械加工された事前搭載接合部分（図３に示す接合部分３６２）等、任意の好適な手段を用いることにより、種々のチャンネルセグメント３５４Ａ乃至３５４Ｃ及び３５６Ａ乃至３５６Ｃの封止を有効とすることができる。

図示の実施形態において、射出成形装置３００は、非メルト駆動流体チャンネル３５４及び３５６に加えて、図１及び図２との関連で上述したとおり、ホットランナマニホルド３０８内のメルト、ここではマニホルド内のメルトチャンネルセグメント３１２Ｃ中のメルトを保持する目的で設けられた加熱流体チャンネル３６４を備える。上述のとおり、加熱流体チャンネル３６４は、任意の好適な配置及び構成を有することができ、図３に示す構成及び配置は単なる例示であって、いかなる意味においても限定として理解されるべきではない。基本的に、加熱流体チャンネル３６４又は複数のチャンネルは、ホットランナマニホルド３０８内のメルトを適切な温度に保つ機能を実施する任意の構成及び配置を有することができる。加熱流体ソース（不図示）等、加熱流体チャンネル３６４及び関連の構成要素の態様は、図１及び図２との関連で上述した類似の態様及び構成要素と同一又は同様とすることができる。同様に、図３に示す射出成形装置３００の他の構成要素及び態様は、図１に示す射出成形装置１００の類似の構成要素及び態様と同一又は同様とすることができる。

図４は、僅かな相違を除いて図３に示す射出成形装置３００と同様の射出成形装置４００の実施形態を示している。この僅かな相違に関しては、図４に示す装置４００では、各バルブゲートノズル４０８（１つを図示する）の本体４０４が、付加的製造プロセス、例えば、自由形状の製造プロセスを用いてホットランナマニホルド４１２とモノリシックに形成されることが含まれる。他の相違として、図３に示す駆動流体チャンネル３５４及び３５６の経路と異なり、非メルト駆動流体チャンネル４１６及び４２０の経路は、従来の直線状ドリル穴開け及び差し込みの技術を用いて形成できないことが挙げられる。正確に言えば、駆動流体チャンネル４１６及び４２０の比較的大きな半径を有する湾曲部４１６Ａ及び４２０Ａは、付加的製造プロセス、例えば、自由形状の製造プロセス等、他のプロセスを用いて各々形成される必要がある。さらなる相違として、非メルト加熱流体チャンネル４２４の配置（すなわち、経路）が挙げられる。図３に示す加熱流体チャンネル３６４のように直線状に通す方法の代わりに、図４に示す加熱流体チャンネル４２４は、実質的にメルトチャンネル４２８の両「側」（図４の前方及び後方）において（図４に対して）上下するジグザグ経路に通すよう配置されている。加熱流体チャンネル４２４のこのような配置は、自由形状の製造技術を用いた製造に好適である。

この関連で、さらに他の相違として、図３に示す加熱流体チャンネル３６４においてホットランナマニホルド４１２内にのみ加熱流体チャンネル４２４が存在する方法に代わって、図４の射出成形装置４００では、加熱流体チャンネル４２４がバルブゲートノズル４０８内へと延びている。当業者は容易に理解するであろうが、これにより、通常、各ノズルの周囲に存在する電気抵抗型加熱要素である従来の外部加熱要素（不図示）の必要性がなくなる。ホットランナマニホルド４１２とモノリシックに形成されたバルブゲートノズル４０８は、図３に示すノズル−マニホルド間の接合部分３６２等、部品同士の干渉を引き起こすことなく、比較的容易に加熱流体チャンネルをノズル内に通すことができるようにする一方、マニホルドとは個別に製造されたノズルを有する他の実施形態においては、図４に示す加熱流体チャンネル４２４と同様に、加熱流体チャンネルをマニホルドからノズル内に通すことができることに注意されたい。しかしながら、図３に示す接合部分３６２等のノズル−マニホルド間の接合部分は、加熱流体チャンネルがこの接合部分を横切る領域において流体密封となるよう、注意が払われなければならない。例えば、特に、ガスケット及び／又は封止／リング）、或いはより精密に機械加工された事前組み込み接合部分（図３に示すもの等）を用いて好適な流体密封封止を設けることができる。図４に示す射出成形装置４００の他の構成要素及び態様は、図１に示す射出成形装置１００の類似の構成要素及び態様と同一又は同様とすることができる。

図５は、複雑さ、すなわち従来のホットランナマニホルド製造プロセスでは不可能であった複雑さを可能にする自由形状の製造プロセスを用いて形成される比較的複雑な形状のホットランナマニホルド５００を示している。ホットランナマニホルド５００は、１６個のノズル５０４（１）乃至５０４（１６）を備え、各々、対応するメルトチャンネル５０８（１）乃至５０８（１６）により、メルト（不図示）が供給される。当業者は容易に理解するであろうが、メルトチャンネル５０８（１）乃至５０８（１６）は、特に、金型（不図示）内へのメルトの射出中、ノズルの注出口の圧力が互いにすべて同一となるか、又は略同一となるよう、すべてのメルトチャンネルの間で注入口５１２（混乱を避けるため、その一部のみにラベル付けする）からノズル５０４（１）乃至５０４（１６）までの圧力降下を等しくするよう構成される。これにより、射出機械（不図示）から金型へのメルトの流れを非常に予測可能で且つ均一なものとすることができる。図示の実施形態において、この圧力降下の等化は、メルトチャンネル５０８（１）乃至５０８（１６）のうちの、ノズル５０４（２）乃至５０４（７）及び５０４（１０）乃至５０４（１５）、すなわちノズル５０４（１）乃至５０４（１６）のうち対応する各注入口５１２から最も遠い位置にあるノズル５０４（１）、５０４（８）、５０４（９）、及び５０４（１６）により近いものに供給を行うメルトチャンネルの長さ及び／又は経路を、最も遠い位置にあるノズル５０４（１）、５０４（８）、５０４（９）、及び５０４（１６）に供給を行う本来最も長いメルトチャンネル５０８（１）、５０８（８）、５０８（９）、及び５０８（１６）と同一の圧力降下となるように調整することにより、効果を発揮する。このように１６個のメルトチャンネルのすべてに亘って圧力降下を等化させることは、メルトチャンネル５０８（２）乃至５０８（７）、及び５０８（１０）乃至５０８（１５）が、メルトチャンネル５０８（１）、５０８（９）、５０８（１０）、及び５０８（１６）のように非常に直線状であった場合に必要とされるより、経路設定においてより長く、より非直接的になるからである。当業者は、さもなければ単一モノリシックな本体５１６に形成されるメルトチャンネル５０８（２）乃至５０８（７）及び５０８（１０）乃至５０８（１５）の複雑な湾曲が自由形状の製造技術を用いた場合にのみ実践可能であることをよく理解するべきである。メルトチャンネル５０８（２）乃至５０８（７）及び５０８（１０）乃至５０８（１５）のこのような複雑でありながら穏やかに湾曲した経路は、直線状ドリル穴開け、差し込み、及び機械加工等の従来のホットランナマニホルド製造技術を用いて簡易に作成することができない。

ホットランナマニホルド５００はさらに、自由形状の製造プロセスを選択したことにより、メルトチャンネル５０８（１）乃至５０８（１６）のように単一モノリシック本体５１６に形成される加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（１６）の形態である、一連の複雑な形状の非メルトチャンネルを備える。上述のとおり、加熱チャンネルを実装する効果的且つ効率的な方法として、熱を可能な限りメルトチャンネルに近づけるよう、実践可能な限りメルトチャンネルに近づけて配置することが挙げられる。図５に示す例において、特に加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（４）によって示すように、加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（１６）は、らせん状物体（混乱を避けるため、４つのらせん状物体５２４（１）乃至５２４（４）のみを示す）として構成され、各々、メルトチャンネルのうち対応する一つの周囲で「らせん状に曲がる」。本例において、加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（１６）はすべて共通の注入口５２８を共有しており、加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（４）及び５２０（１３）乃至５２０（１６）は、共通の注出口５３２（１）を共有し、加熱チャンネル５２０（５）乃至５２０（１２）は共通の注出口５３２（２）を共有する。

当業者は容易に理解するであろうが、ホットランナマニホルド５００のメルトチャンネル構成のためのメルトチャンネル加熱システムの他の実施形態において、加熱チャンネルの構成は、加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（１６）の構成と異なってもよく、加熱チャンネルの注入口及び注出口の数は、用いられる特別な加熱チャンネル構成に合わせて必要な数とされてもよい。すなわち、注入口及び注出口が少ないほど、１つ以上の加熱流体ソースに接続するこのような注入口及び注出口の複雑さは緩和される。当業者は容易に理解するであろうが、ホットランナマニホルド本体内にチャンネルを形成する際、直線状ドリル穴開け及び差し込み等、従来のホットランナ減法製造技術を用いても、（従来のホットランナ設計に比して）高度に複雑で込み入った加熱チャンネル５２０（１）乃至５２０（１６）の配置を実現することは実質的に不可能である。正確に言えば、このような複雑で込み入った配置は、自由形状の製造技術等、付加的製造技術を用いることで可能となる。

本開示のホットランナマニホルドを製造するために用いることのできる自由形状の製造技術の例として、（Ａ）電子ビーム溶解（粉末物からの完全溶融ボイドフリー固体金属部品）、（Ｂ）電子ビーム自由形状製造（配線原料からの完全溶融ボイドフリー固体金属部品）、（Ｃ）レーザー技術による網状物形成（レーザーを用いて金属粉末を溶解し、部品に直接堆積する。これには、部品が完全に固体となり、部品の質量を超えて金属合金組成をダイナミックに変更することができる利点がある。）、（Ｄ）ポリジェットマトリクス（複数種別の材料の同時噴射を可能にした最初の技術）、（Ｅ）選択的レーザー焼結（選択的レーザー焼結ではレーザを用いて粉末金属、ナイロン、又はエラストマーを溶融する。完全高密度金属部品の作成には追加処理が必要。）、及び（Ｆ）形状堆積製造（印刷ヘッドを用いて部品及び支持材を堆積し、ほぼ最終形状に機械加工する）が挙げられるが、これに限定されるものでない。

一例としての実施形態を上述し、添付の図面に示した。当業者は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、具体的に本明細書に開示した実施形態に種々の変更、省略、及び追加が加えられてよいことを理解するであろう。

Claims (8)

1. 射出成形システムであって、
   本体を備えるホットランナマニホルドを備え、前記本体は、
   メルト注入口と、
   射出ノズル領域と、
   前記メルト注入口から前記射出ノズル領域まで延びるメルトチャンネルと、
   流入導管からの加熱流体を受容する加熱流体注入口と、
   流出導管へ前記加熱流体を提供する加熱流体注出口と、
   前記加熱流体注入口から前記加熱流体注出口まで延び、前記メルトチャンネルから流体隔離された加熱流体チャンネルと、
   前記射出ノズル領域において前記本体に固定され、バルブピンを備えるバルブゲートノズルアセンブリと、
   第１の駆動流体の動きに応じて、前記バルブピンを移動させるよう設計及び構成されたバルブアクチュエータと、
   前記第１の駆動流体を受容する第１の駆動流体注入口と、
   前記バルブアクチュエータと流体連通する第１の駆動流体注出口と、
   前記第１の駆動流体注入口から前記バルブアクチュエータに、前記第１の駆動流体を搬送するよう設計及び構成された第１の駆動流体チャンネルと、
   を有し、
   前記加熱流体チャンネルは、前記本体内において、少なくとも部分的に、前記メルトチャンネルに沿って延びる射出成形システム。
2. 前記加熱流体チャンネルは、前記射出成形システムの使用中、前記メルトチャンネル内のメルトに熱を与えるよう設計、構成、及び配置される請求項１に記載の射出成形システム。
3. 前記加熱流体チャンネルは、前記メルトチャンネルに沿って延びる請求項１または２に記載の射出成形システム。
4. 前記加熱流体チャンネルは、前記メルトチャンネルの周囲にらせん状に実質的に形成される請求項１または２に記載の射出成形システム。
5. 前記加熱流体チャンネルは前記バルブゲートノズルアセンブリ内に延びる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の射出成形システム。
6. 前記バルブゲートノズルアセンブリは、前記ホットランナマニホルドの前記本体と単一モノリシックに形成されたバルブ本体を備える請求項１乃至５のいずれか一項に記載の射出成形システム。
7. 前記バルブゲートノズルアセンブリは、自由形状の製造プロセスを用いて、前記ホットランナマニホルドの前記本体に単一モノリシックに形成されたバルブ本体を備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の射出成形システム。
8. 前記バルブアクチュエータは、前記第１の駆動流体及び第２の駆動流体の動きに応じて、前記バルブピンを移動させるよう設計及び構成され、前記本体はさらに、
   前記第２の駆動流体を受容する第２の駆動流体注入口と、
   前記バルブアクチュエータと流体連通する第２の駆動流体注出口と、
   前記第２の駆動流体注入口から前記バルブアクチュエータに前記第２の駆動流体を搬送するよう設計及び構成された第２の駆動流体チャンネルとを備える請求項１乃至７のいずれか一項に記載の射出成形システム。

Images