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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-30
(45)【発行日】2022-07-08
(54)【発明の名称】ランナーを用いたマルチモールドシステム
(51)【国際特許分類】
B29C 45/27 20060101AFI20220701BHJP
B29C 45/26 20060101ALI20220701BHJP
【ＦＩ】
B29C45/27
B29C45/26
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2021507640
(86)(22)【出願日】2019-12-02
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-11
(86)【国際出願番号】 US2019064035
(87)【国際公開番号】W WO2020117691
(87)【国際公開日】2020-06-11
【審査請求日】2021-04-07
(31)【優先権主張番号】62/776,384
(32)【優先日】2018-12-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】520449345
【氏名又は名称】キヤノンバージニア， インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｃａｎｏｎ Ｖｉｒｇｉｎｉａ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１２０００ Ｃａｎｏｎ Ｂｌｖｄ．， Ｎｅｗｐｏｒｔ Ｎｅｗｓ， Ｖｉｒｇｉｎｉａ， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(73)【特許権者】
【識別番号】596130705
【氏名又は名称】キヤノン ユーエスエイ，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＮＯＮ Ｕ．Ｓ．Ａ．，ＩＮＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小平 弘毅
(72)【発明者】
【氏名】柳原 裕一
(72)【発明者】
【氏名】田島 潤子
【審査官】今井 拓也
(56)【参考文献】
【文献】特表２００２－５１３６８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２７９８９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４８－００８３４６（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開昭６２－２９９３１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００３－５２２６５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４５／２７
Ｂ２９Ｃ ４５／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティに樹脂を供給するためのランナーであって、射出成形機のノズルから樹脂が注入されるように構成された注入口と、
前記注入口に接触する前記ノズルから前記注入口を介して供給された前記樹脂が流れる流路と、
前記注入口を開閉するためのピンであって、前記ノズルが前記流路に前記樹脂を供給開始する前に、前記ノズルから前記キャビティへ前記樹脂が流れる第１の方向に移動することで前記注入口を開くと共に、前記ノズルが前記流路への前記樹脂の供給を完了したあと、且つ、前記ノズルが前記注入口から分離される前に、前記第１の方向とは逆の第２の方向に移動することで前記注入口を閉じるピンと、
を備え、
前記ピンが前記注入口を閉じるために前記第２の方向に移動する場合において前記ピンが前記ノズルに接触しない位置で停止するよう構成される、ランナー。
【請求項2】
前記ピンは、前記第２の方向に移動して前記流路の断面積を減少させるように構成される、請求項１に記載のランナー。
【請求項3】
前記ピンは、前記第２の方向に移動して前記流路における樹脂の流量を減少させるように構成される、請求項１に記載のランナー。
【請求項4】
第２の位置における前記流路の断面積は、第１の位置における前記流路の断面積よりも小さく、前記第１の位置は、前記ノズルから前記樹脂が流れる方向において前記第２の位置の下流に位置する、請求項１に記載のランナー。
【請求項5】
前記ピンは、前記第１の方向に移動して前記ノズルが前記注入口に接触する場合における前記流路の容量を増大させるように構成される、請求項１に記載のランナー。
【請求項6】
前記ピンは、前記樹脂が前記流路に供給されている間、前記流路の容量を減少させるための前記第２の方向への移動を実施しないように構成される、請求項１に記載のランナー。
【請求項7】
前記ランナー内に形成される第２の流路と、前記ノズルが前記ランナーへの前記樹脂の供給を完了した後に、前記第２の流路の容量を減少させるために移動するように構成された第２のピンと、
をさらに備え、
前記樹脂は前記第２の流路から前記キャビティ内へと流れる、請求項１に記載のランナー。
【請求項8】
キャビティに樹脂を供給するためのランナーであって、射出成形機のノズルから樹脂が注入されるように構成された注入口と、
前記注入口に接触するノズルから前記注入口を介して供給された前記樹脂が流れる第１の流路と、
前記注入口を開閉するための第１のピンであって、前記ノズルが前記ランナーへの樹脂の供給を完了したあと、前記ノズルから前記キャビティへ前記樹脂が流れる第１の方向とは逆の第２の方向に移動することで前記注入口を閉じるように構成された第１のピンと、
前記ランナー内に形成される第２の流路であって、前記第１の流路から前記キャビティ内へと流れる前記樹脂が通る前記第２の流路と、
前記ノズルが前記ランナーへの前記樹脂の供給を完了したあと、且つ、前記第１のピンが前記第２の方向に移動する前に、前記ノズルから前記キャビティへと前記樹脂が流れる前記第１の方向に移動するように構成された第２のピンと、を備え、
前記第１のピンが前記注入口を閉じるために前記第２の方向に移動する場合において前記第１のピンが前記ノズルに接触しない位置で停止するよう構成される、ランナ－。
【請求項9】
射出成形システムであって、射出成形機のノズルから樹脂が注入されるように構成された注入口と、
前記注入口に接触する前記ノズルから前記注入口を介して供給された前記樹脂が流れる流路と、
前記注入口を開閉するための第１のピンと、
前記ノズルが前記流路に前記樹脂を供給開始する前に、前記ノズルからキャビティへ前記樹脂が流れる第１の方向に前記第１のピンを移動すると共に、前記ノズルが前記流路への前記樹脂の供給を完了したあと、且つ、前記ノズルが前記注入口から分離される前に、前記ノズルから前記キャビティへと前記樹脂が流れる前記第１の方向とは逆の第２の方向に前記第１のピンを移動するように構成されたアクチュエータと、
を備え、
前記第１のピンが前記注入口を閉じるために前記第２の方向に移動する場合において前記第１のピンが前記ノズルに接触しない位置で停止するよう構成される、射出成形システム。
【請求項10】
前記ノズルは、前記アクチュエータが前記流路の容量を減少させるために前記第１のピンを前記第２の方向に移動した後であって、且つ、前記ノズルが前記注入口から分離される前に、前記樹脂を引き戻す、請求項９に記載の射出成形システム。
【請求項11】
金型を射出処理のための第１の位置と、前記第１の位置とは異なる第２の位置との間で移動させる搬送装置をさらに備え、前記第１のピンは、前記金型が前記第２の位置から前記第１の位置に移動した後で、且つ、前記ノズルが前記流路への前記樹脂の供給を開始する前に前記第１の方向に移動し、
前記第１のピンは、前記ノズルが前記流路への前記樹脂の供給を完了した後で、且つ、前記金型が前記第１の位置から前記第２の位置に移動する前に、前記第２の方向に移動する、請求項９に記載の射出成形システム。
【請求項12】
前記第１の位置は前記射出成形機の内部にあり、前記第２の位置は前記射出成形機の外部にある、請求項１１に記載の射出成形システム。
【請求項13】
前記搬送装置は、少なくとも２つの金型を移動する、請求項１１に記載の射出成形システム。
【請求項14】
前記ランナーは、ホットランナーである、請求項９～１３のいずれか１項に記載の射出成形システム。
【請求項15】
請求項９～１４のうちいずれか１項に記載の射出成形システムを用いた成形品の製造方法。
【請求項16】
金型を射出処理のための第１の位置と、前記第１の位置とは異なる第２の位置との間で移動させる搬送装置と、
前記流路を開閉するための第２のピンと、をさらに備え、
前記アクチュエータは、前記搬送装置により前記金型が前記第２の位置から前記第１の位置に移動された後、且つ、前記ノズルが前記注入口に前記樹脂を供給開始する前に前記第１のピンを前記第１の方向に移動し、
前記第１のピンが前記第１の方向に移動した後、且つ、前記ノズルが前記注入口に前記樹脂を供給開始する前に前記第２のピンを前記第２の方向に移動する、
請求項９または１０に記載の射出成形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は２０１８年１２月６日に出願された米国仮特許出願第６２／７７６３８４号の利点を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は２０１８年１２月６日に出願された米国仮特許出願第６２／７７６３８４号の利点を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本出願は一般に、ホットランナー（runner）からの樹脂漏れを低減することに関する。
【背景技術】
【0003】
射出成形機のノズルをホットランナーから分離する場合、ホットランナー内部に加わる圧力が低下する。一方、ホットランナー内部に含まれる樹脂はホットランナーから逆流する。樹脂がホットランナーの外部に漏れ、ホットランナー内部の圧力が低下すると、ホットランナーに入った空気によって成形部品に気泡が発生することがある。
【0004】
米国特許出願公開第２００６／０２０４６１０号明細書では、ホットランナー内部にバネ付きのシール要素を取り付けることが開示されている。射出成形機のノズルとホットランナーを分離するときの、ホットランナー内部の圧力と大気圧の圧力差によって、バネが長くなる。シール要素は、ホットランナーの樹脂供給経路の開口部を閉じて、樹脂の漏れを防止する。
【0005】
樹脂流路をシールするためにバネ要素を使用する場合、米国特許出願公開第２００６／０２０４６１０号明細書のように、バネ部分の体積の樹脂とバネ周囲の材料の体積の樹脂がホットランナーから漏れる。また、漏れる樹脂が多いほど、ホットランナー内部の圧力が低下する。これにより、気泡の生成を容易にすることができる。漏れた樹脂が分離したノズル側に付着するため、樹脂は、ノズルとホットランナーとの間で糸状に伸びて長くなる。糸状に伸びた樹脂は、ノズルの動きに応じて射出成形機内の他の場所に移動しうる。これにより、詰まりが発生し、連続成形が不可能となる。
【0006】
複数の金型（モールド）が射出成形機の射出位置と射出成形機の外側の位置との間の移動を繰り返し、金型から見て金型に付随する配管が射出成形機内部に向かう方向に突出すると、メンテナンスが困難となり、移動中に射出成形機内で配管が詰まりやすくなる可能性がある。
【0007】
必要とされているのは、上述の問題に対処し、克服するマルチモールドシステムである。
【発明の概要】
【0008】
本開示の態様によれば、ホットランナーからの樹脂漏れを低減することができる。その結果、射出成形機の一部で樹脂が挟まれたり、射出成形機を停止したり、連続成形を行う際に成形部品に空気が入ったりする可能性を低減することができる。
【0009】
本開示の少なくとも１つの態様によれば、キャビティに樹脂を供給するためのランナーは、射出成形機のノズルから樹脂を供給されるように構成されたスプルーと、前記ランナー内に形成された第１の経路であって、前記ノズルが前記スプルーに接触した場合に前記ノズルから前記第１の経路に流れる、前記第１の経路と、前記第１の経路に樹脂が供給される前に前記第１の経路の大きさを増大させるために第１の位置に移動し、前記ノズルが前記スプルーから分離する前に前記第１の経路の大きさを減少させるために第２の位置に移動するように構成された第１のピンと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を実施するための一例に過ぎず、本発明が適用される装置の構成や各種条件に応じて適宜変更することが可能である。したがって、本開示は、以下の例示的な実施形態に限定されない。
【0030】
図１は、本例示的実施形態に係る射出成形システムの上面図である。より具体的には、マルチモールドシステムであって、一方の金型を冷却しながら、他方の金型（モールド）から成形部品を輩出して他方の金型に樹脂を射出するプロセスである。
【0031】
射出成形機シリンダ１１は、射出成形機２００の射出シリンダであり、樹脂を溶融射出することにより、射出成形機ノズル１を介して金型への樹脂の射出を可能にしている。
【0032】
射出成形機ノズル１は、射出成形機２００の端部に取り付けられている。射出成形機シリンダ１１内部の射出成形機ノズル側１に圧力を加えることによってホットランナー２への樹脂の射出が行われる。射出成形機ノズル１は、射出成形機ノズル１の先端に残った樹脂や、射出成形機ノズル１の先端領域から漏れた樹脂を、射出成形機システムの射出成形機シリンダ１１側に戻すことができるプルバック（サックバック）機能を有している。
【0033】
ホットランナー２は、樹脂温度を任意の温度に維持する。これにより、通常使用されるコールドランナーのように、金型への射出毎にランナー内部の樹脂の冷却及び廃棄を回避することができ、従ってランナー領域の樹脂廃棄を回避することができる。ホットランナー２は、スプルー４と、マニホールド３と、ホットランナーノズル５とを含み、射出成形機シリンダ１１から金型へ樹脂が通過する流路を形成している。
【0034】
スプルー４は、ヒータ（図示せず）を含み、射出成形機ノズル１と金型とが接触する部分であり、樹脂流路の一部である。マニホールド３は、ヒータ（図示せず）を備えており、スプルー４とホットランナーノズル５とが接触する部分であり、樹脂流路の一部である。
【0035】
ホットランナーノズル５は、ヒータ（図示せず）を含み、マニホールド３から流入する樹脂をキャビティ１４に流入させることができる。ホットランナーノズル５の先端は狭く、先端の開口部を開閉できるバルブピン６を備えている。このように各要素が温度を維持する機能を有することにより、ランナー内部に位置する樹脂を廃棄することなく、連続的に射出成形を行うことができる。
【0036】
樹脂は、まず射出成形機シリンダ１１から射出成形機ノズル１を通り、射出成形機２００からの圧力によりホットランナー２に射出される。その後、樹脂は、ホットランナー２の内部に位置するスプルー４を通過し、マニホールド３を通過してホットランナーノズル５に流れる。以下に説明するように、ホットランナーノズル５の内径が狭いため、バルブピン６での開閉が可能である。
【0037】
射出成形機ノズル１から供給された樹脂は、ホットランナー２を構成するスプルー４、マニホールド３、及びホットランナーノズル５の樹脂流路を通り、固定側金型１２および移動側金型１３の内部の空隙空間を表すキャビティ１４に流入する。流れ方向Ｆは、射出成形機シリンダ１１から金型に射出される際に樹脂が流れる方向を示している。これにより、キャビティ１４内に樹脂成形部品９が形成される。金型パーティング（parting）ライン１０は、固定側金型１２と移動側金型１３とのパーティングラインを示す。カート３００はＸ軸に沿って設置され、金型を移動させるためのレールまたはアクチュエータ（図示せず）がカート３００上に配置される。
【0038】
図１に示すように、単一の射出成形機２００で金型Ａおよび金型Ｂへの射出を行うことにより、２タイプの樹脂成形部品が作成される。射出成形機２００の側面のそれぞれには、開口部２１０が形成されている。開口部２１０は、図１において点線として示されている。金型Ａと金型Ｂとは、開口部２１０を通って射出成形機２００内に交互に挿入及び排出される。金型Ａ及び金型Ｂは共に、固定側金型１２と移動側金型１３とから構成され、固定側金型１２と移動側金型１３との間でホットランナー２からキャビティ１４に樹脂を射出することにより樹脂成形を行っている。金型Ａおよび金型Ｂは、それぞれホットランナー２に接続されている。
【0039】
以下、本例示的実施形態の射出成形方法について説明する。
【0040】
まず、射出成形機ノズル１から金型Ａ（または金型Ｂ）に溶融樹脂の射出／加圧保持を行い、射出成形機ノズル１が金型Ａから分離する。金型Ａを射出成形機２００の外部に搬出して冷却する。並行して、金型Ｂが射出成形機２００内に搬送され、射出成形機ノズル１は金型Ｂに向かって進み、金型Ｂと接触する。
【0041】
次に、金型Ｂに樹脂成形部品がある場合には、それを取り出し、樹脂成形部品を取り出した後、金型Ｂに対して溶融樹脂の射出／加圧保持を行う。射出成形機ノズル１が金型Ｂから分離した後、金型Ｂは射出成形機２００の外部に搬送され、そこで冷却される。並行して、射出成形機２００内に金型Ａを搬入し、そこで射出成形機ノズル１が金型Ａに向かって進み、金型Ａと接触する。その後、金型Ａの内側から樹脂成形部品を取り外し、金型Ａに対して溶融樹脂の射出／加圧保持を行う。
【0042】
記載したように、射出成形機２００は、金型との接続および金型からの分離を繰り返し、射出成形機２００内外への金型の搬入搬出を繰り返す。
【0043】
本例示的実施形態によれば、射出成形機２００から樹脂成形品を取り出して、１つの金型に樹脂を注入しながら、他の金型に射出された樹脂の冷却を行う。これにより、複数の金型、すなわち金型Ａと金型Ｂを交互に冷却し、成形部品を除去して射出することで、生産の効率化を図ることができる。
【0044】
図２は、射出成形機ノズル１がスプルー４に接続するノズル接触領域２５の拡大図を示す。前述したように、ホットランナー２は、金型Ａと金型Ｂとの両方に接続する。
【0045】
距離ａ～ｃは上記要素の各々の内径を示す。距離ａは、スプルー４内の第１樹脂流路２８の内径を示す。距離ｂは、スプルー４内の第２樹脂流路２９の内径を示す。距離ｃは、射出成形機ノズル１内の樹脂流路２２の内径を示す。種々の内径間の関係は、ｃ≦ａ＜ｂである。
【0046】
スプルー４内の第２樹脂流路２９の断面積は、スプルー４内の第１樹脂流路２８よりも大きく、スプルー４内で狭まる樹脂流路によって射出成形機ノズル１から射出される樹脂の圧力損失が発生しないように構成されている。射出成形機ノズル１からホットランナー２に樹脂が流れているとき、樹脂は、スプルー４内の第１樹脂流路２８からスプルー４内の第２樹脂流路２９に向かう方向に流れる。射出成形機ノズル１がスプルー４から分離した後、樹脂はスプルー４内の第２樹脂流路２９からスプルー４内の第１樹脂流路２８の方向に流れるため、スプルー４から樹脂が漏れることがある。
【0047】
図２に示すように、スプルー４内の第１樹脂流路２８の内径が「ａ」であり、スプルー４内の第２樹脂流路２９の内径が「ｂ」である場合、ａ＜ｂの関係は真となる。「ａ」を「ｂ」より小さくすることで、スプルー４内の第２樹脂流路２９からスプルー４内の第１樹脂流路２８に樹脂を押し出す圧力が高くなる。これにより、スプルー４から樹脂が漏れにくくなる。なお、ホットランナー２における樹脂流路の形状は、上記形状に限定されるものではない。別の例示的な実施形態では、樹脂流路は射出成形機ノズル１に向かってテーパ状にすることができ、ここで、樹脂流路の内径は徐々に変化させることができる。
【0048】
後述するスプルーピン７の端部７ａの外径をｄとし、ｄ＝ａの関係が存在する。スプルーピン７はスプルー４の出口を閉鎖し、樹脂がスプルー４から漏れ出ること、または樹脂がスプルー４に入ることを防止する。スプルーピン７が射出成形機ノズル１側に向かって移動すると、内径が等しい（ｄ＝ａ）ため、スプルーピン７は射出成形機ノズル１を密閉できる。すなわち、樹脂流路の大きさが小さくなる。
【0049】
スプルーピン７を小さくすることにより、スプルーピン７の動きに基づいてスプルー４から押し出される樹脂の量を少なくすることができる。スプルーピン７は単一のロッド形状であり、射出成形機ノズル１側に移動するだけであるため、スプルーピン７を小さくすると、樹脂漏れのみが発生する。樹脂漏れ量は、スプルーピン７の移動量に相当する。樹脂漏れが少なければ、樹脂が糸状に伸びたり、空気がスプルー４に入り込んだりする可能性が低くなる。
【0050】
スプルーピン７の端部７ａの外径「ｄ」は、射出成形機ノズル１内部のスプルーピン７の移動を容易にするために、より小さくすることができる。
【0051】
射出成形機ノズル１がスプルー４に接触する際に、射出成形機ノズル１側のスプルーピン７の端部が射出成形機ノズル１に接触しないようにする。射出成形機ノズル１が金型に着脱する際にスプルーピン７との衝突を回避すると、スプルーピン７の寿命を延ばすことができる。
【0052】
上述した説明では流路の直径があるが、流路の断面形状は必ずしも丸くする必要はない。流路の断面積の関係は、断面積（スプルー内部の第１樹脂流路２８）＜断面積（スプルー内部の第２樹脂流路２９）である。
【0053】
図３は、金型Ａまたは金型Ｂのホットランナーノズル５および樹脂成形部品９の拡大図である。距離「ｅ」および「ｆ」は上述の要素の内径を示す。距離「ｅ」はホットランナーノズル５内の第１樹脂流路３０の内径を示す。距離「ｆ」はホットランナーノズル５内の第２樹脂流路３１の内径を示す。内径の関係は、ｆ＜ｅである。これにより、ホットランナーノズル５の先端が狭くなることにより、バルブピン６と共にホットランナーノズル５をより簡単に閉じることができる。
【0054】
図４Ａ～４Ｃは、スプルーピン７がどのように移動するかを示す。より具体的には、図４Ａ～図４Ｃは、射出成形機ノズル１から金型のキャビティ１４に樹脂が注ぎ込まれてから、樹脂の流入が停止するまでの順序を示す。説明のために、金型Ａを参照するが、以下は金型Ｂに適用可能である。
【0055】
図４Ａは、射出成形機ノズル１からホットランナー２および金型Ａへの樹脂供給中の状態を示す。射出成形機ノズル１から圧力を加えて樹脂を流動させると、樹脂が金型Ａのキャビティ１４に流入する結果となる。これは、樹脂が、ホットランナー２の樹脂流路の内部で、樹脂方向Ｆによって示されるように樹脂の圧力が高い方向から低い方向へ流れるためである。
【0056】
図４Ｂは、成形機ノズル１からの樹脂供給が停止し、バルブピン６がキャビティ１４内への流れを閉じた状態を示す。バルブピン６は、ホットランナーノズル５からの樹脂の漏れを防止するためのピンであり、高い耐摩耗性を有する。バルブピン６は、ホットランナーノズル５とマニホールド３の一部を通過する。バルブピン６は金型パーティングライン１０に対して垂直に移動するため、バルブピン６は圧力が低い金型側に移動するホットランナーノズル５内部の樹脂に関連する圧力を受け、バルブピン６でホットランナーノズル５をより確実に閉じることが可能になる。
【0057】
樹脂がキャビティ１４内に流入した後、これは、前述したように、金型間に位置する空の空間であり、キャビティ１４は充填され、ホットランナー２からの樹脂の流れは停止する。キャビティ１４への樹脂の流れは、ホットランナー２に取り付けられているバルブピン６を、ホットランナー２からキャビティ１４への樹脂の流れの方向に移動させることによって停止させることができる。樹脂の流れを停止させるタイミングは、所定の時間に基づいて決定することができる。樹脂の射出位置または射出量も決定することができる。流動する樹脂の温度は典型的には１７０～４００°Ｆの間であるが、温度は成形部品の形状に応じて変えることができる。樹脂の流速は、樹脂の溶融粘度などに応じて異なってもよい。樹脂の流動が停止した後、樹脂成形部品９の冷却が開始される。
【0058】
バルブピン６の移動は、射出成形機２００からの信号の受信、または射出成形機２００の外部からの信号の受信に基づくことができる。バルブピン６の移動の駆動は空気で行われる。バルブピン６の移動は、バルブピン６の上部に取り付けられた受圧領域に圧力を加えることによって起こる。バルブピン６を移動させるための駆動構成を以下に詳細に説明する。
【0059】
樹脂射出時に射出成形機ノズル１、ホットランナー２、およびキャビティ１４に生じる樹脂圧力は、射出成形機ノズル１＞ホットランナー２＞キャビティ１４の順になる。樹脂と流路との摩擦により圧力損失が発生する可能性がある。
【0060】
バルブピン６が樹脂の流れを停止すると、射出成形機ノズル１、ホットランナー２、およびキャビティ１４の圧力は、（射出成形機ノズル１＝ホットランナー２) ＞キャビティ１４のようになる。
【0061】
図４Ｃは、スプルーピン７が射出成形機ノズル１側に移動し、樹脂がホットランナー２のスプルー４側から漏れるのを防いだ状態を示す。スプルーピン７はスプルー４の入口を閉じることができ、スプルー４およびマニホールド３内を移動するように位置決めされている。バルブピン６に関して上述したように、スプルーピン７は、圧力がより低いホットランナー２の外部に樹脂漏れようとする強さのため、スプルー４の出口のより強い封止を生成することができる。以下、スプルーピン７を移動させるための駆動構成について詳細に説明する。
【0062】
ホットランナー２に取り付けられているスプルーピン７を射出成形機ノズル１の方向に移動させることによって、ホットランナー２の内部に存在する樹脂がホットランナー２の外部に逆流するのを防ぐことができる。樹脂がホットランナー２の外部に漏れると、ホットランナー２に空気が入り、キャビティ１４に入る空気を含む樹脂によって空気を含む成形樹脂部品９が形成される可能性がある。スプルーピン７で樹脂の流出を防止することにより、成形部品への空気の混入を防止することができる。
【0063】
前述したように、図４Ｂに示す状態から図４Ｃに示す状態までのスプルーピン７の移動量と同等の樹脂量が、ホットランナー２から押し出される可能性がある。スプルーピン７が移動した後、射出成形機ノズル１内部の樹脂をホットランナー２内に引き込もうとするプルバック（サックバック）を行うことで、射出成形機２００から追加の樹脂漏れを防止することができる。射出成形機ノズル１から樹脂が流入するスプルー４側の入口はスプルーピン７により封止され、ホットランナーノズル５はバルブピン６により封止されている。これにより、ホットランナー２内部の圧力を一定の状態に維持することができる。
【0064】
【0065】
射出成形機ノズル１、ホットランナー２、及びキャビティ１４内の樹脂の圧力は、ホットランナー２の内部をバルブピン６及びスプルーピン７で封止したとき（図４Ｃ）、ホットランナー２＞射出成形機ノズル１≧キャビティ１４となる。射出成形機ノズル１の圧力は、プルバックを行うことにより圧力が低下するため、ホットランナー２の圧力よりも低くなる。キャビティ１４内部のホットランナー２から加わる圧力は排除され、樹脂が硬化を開始すると、圧力はさらに低下する。
【0066】
図１７は、バルブピン６、バルブピン６、およびスプルーピン７を移動するための駆動構成の概要を示している。射出成形システムは、コントローラ７０と、エアコンプレッサ８０と、エアバルブユニット８１と、エアパイプ８２とを含む。エアバルブユニット８１は、エアコンプレッサ８０とエアパイプユニット８２との間に位置している。エアコンプレッサ８０は、バルブピン６、バルブピン６及びスプルーピン７を動かすための圧縮空気を生成する。エアパイプ８２は複数のエアパイプ（空気管）を含み、一方、エアバルブユニット８１は複数のエアパイプに対応する複数のエアバルブ（空気弁）を含む。コントローラ７０は、エアコンプレッサ８０によって生成された圧縮空気がエアパイプ８２の各エアパイプに供給されるかどうかにかかわらず、エアバルブユニット８１（すなわち、複数のエアバルブの各々）を制御する。
【0067】
図１８Ａ～１８Ｂは、スプルーピン７を移動させるための駆動構成を示している。なお、図１８では、説明の簡略化のため、マニホールド３、スプルー４、及びスプルーピン７以外の部材は省略している。金型Ａにはエアパイプ９１、９２が設置されている。空間９０の一方の側にはエアパイプ９１が接続され、空間９０の他方の側にはエアパイプ９２が接続されている。空間９０は、スプルーピン７が移動する空間である。エアパイプ９１、９２は、金型Ａの出口で複数のエアパイプ（エアパイプユニット８２）の一部と接続されている。金型Ｂにも同種のエアパイプが設置されている。
【0068】
図１８Ａにおいて、コントローラ７０は、エアバルブユニット８１を制御して、エアパイプ９２を通して空気が供給されるが、エアパイプ９１を通しては供給されないようにする。この場合、図１８Ａに示すように、スプルーピン７が移動してスプルー４の入口を閉鎖する。図１８Ｂにおいて、コントローラ７０は、エアバルブユニット８１を制御して、エアパイプ９１を通して空気が供給されるが、エアパイプ９２を通しては供給されないようにする。この場合、図１８Ｂに示すように、スプルーピン７が移動してスプルー４の入口を開放する。
【0069】
図１９Ａ～１９Ｂは、バルブピン６を移動させるための駆動構成を示す。なお、図１９では、説明の簡略化のため、マニホールド３、ホットランナーノズル５、バルブピン６以外の部材は省略している。金型Ａにはエアパイプ９４、９５が設置されている。空間９３の一方の側にはエアパイプ９４が接続されており、空間９３の他方の側にはエアパイプ９５が接続されている。空間９３は、バルブピン６が移動する空間である。エアパイプ９４、９５は、金型Ａの出口で複数のエアパイプ（エアパイプユニット８２）の一部と接続されている。金型Ｂにも同種のエアパイプが設置されている。
【0070】
図１９Ａにおいて、コントローラ７０は、エアバルブユニット８１を制御して、エアパイプ９４を通して空気が供給されるが、エアパイプ９５を通しては供給されないようにする。この場合、図１９Ａに示すように、バルブピン６は移動してホットランナーノズル５の出口を閉じる。図１９Ｂにおいて、コントローラ７０は、エアバルブユニット８１を制御して、エアパイプ９５を通して空気が供給されるが、エアパイプ９４を通しては供給されないようにする。この場合、図１９Ｂに示すように、バルブピン６は移動してホットランナーノズル５の出口を開く。図１９Ａ～図１９Ｂはバルブピン６を移動させるための駆動構成を図示しているが、バルブピン６を移動させるために同じ駆動構成が適用可能である。
【0071】
上述のように、射出成形システムは、バルブおよびスプルーピンを移動させるためのアクチュエータを含む。アクチュエータは、射出成形機ノズル１がホットランナー２から分離する前に、スプルーピン７を移動させることを可能にする。これにより、射出成形機ノズル１は、スプルーピン７の移動によってホットランナー２から押し出された樹脂をプルバックする（引き戻す）ことができる。
【0072】
バルブピンおよびスプルーピンを移動するための駆動構成は、上述の方法に限定されない。別の例示的な実施形態では、サーボモータまたは油圧システムを使用して、バルブピンおよびスプルーピンを移動させることができる。
【0073】
図５Ａ～５Ｄは、射出成形機ノズル１とホットランナー２の分離および接続を示している。図５Ａおよび図５Ｂは、射出成形機ノズル１とホットランナー２の分離方法、および分離されたホットランナー２と、分離されたホットランナー２に接続された金型Ａとが射出成形機２００の外側に移動する方法を示している。
【0074】
図５Ａは、射出成形機ノズル１とホットランナー２を分離することを示す。射出成形機ノズル１がホットランナー２から分離して移動する方向は、矢印Ｄ１で示す方向である。
【0075】
図５Ｂは、ホットランナー２および金型Ａが射出成形機２００の外側に移動する方向を示している。より具体的には、ホットランナー２および金型Ａは矢印Ｄ２の方向に移動する。矢印Ｄ１の方向（図５Ａ参照）と矢印Ｄ２の方向は互いに垂直である。ホットランナー２と金型Ａが移動する方向と、射出成形機２００の外側へホットランナー２と金型Ｂが移動する方向とが異なっている。
【0076】
より具体的には、金型Ａおよび金型Ｂは軸（例えば、Ｘ軸）に沿って位置決めされる。金型Ａが金型Ｂよりも軸のプラス方向に位置していれば、射出成形機２００外の移動方向は、金型Ａに対してはプラス方向となり、金型Ｂに対してはマイナス方向となる。金型Ａと金型Ｂの位置関係が逆になっていれば、金型Ａをマイナス方向に、金型Ｂをプラス方向に移動させることにより、射出成形機２００外に移動させることができる。
【0077】
図５Ｃおよび５Ｄは、射出成形機ノズル１とホットランナー２の再接続方法を示す。
【0078】
図５Ｃは、射出成形機２００の外側にあった金型Ａが射出成形機２００の内部をどのように移動するかを示す。射出成形機２００の外側に移動したときに金型Ａとホットランナー２が矢印Ｄ２の方向に移動したので、それらは矢印Ｄ３の方向に移動し、それは射出成形機２００に再び入るときに矢印Ｄ２の方向とは逆方向になる。
【0079】
図５Ｄは、ホットランナー２と金型Ａとが射出成形機ノズル１内に移動した後に、射出成形機ノズル１とホットランナー２と金型Ａとがどのように再接続されるかを示している。射出成形機ノズル１は、ホットランナー２及び金型Ａの方向（矢印Ｄ４の方向）に移動する。射出成形機ノズル１が図５Ｄに示すように移動した後、射出成形機ノズル１とスプルー４、は図４Ｃに示すように接続する。
【0080】
図６Ａは、射出成形機ノズル１及びホットランナー２が再接続された後の状態を示している。射出成形機ノズル１及びホットランナー２が再接続された後、金型パーティングライン１０が開き、樹脂成形部品９が取り外される。
【0081】
図６Ｂは、金型パーティングライン１０が再度閉じられた後の状態を示す。
【0082】
図６Ｃは、射出成形機ノズル１の反対方向にスプルーピン７を移動させることによってスプルー４の樹脂流路が開く状態を示している。ホットランナー２に取り付けられているスプルーピン７を射出成形機ノズル１の反対方向に移動させることによって、射出成形機ノズル１から流れる樹脂を下流に流すことができる。
【0083】
図６Ｄは、バルブピン６を射出成形機ノズル１側に移動させることによって、ホットランナーノズル５を開き、樹脂をキャビティ１４に射出することを示している。図６Ｄに示されているバルブピン６の閉鎖のタイミングおよび図６Ｃに示されているスプルーピン７のタイミングは、逆転させることも、同時に行うこともできる。
【0084】
【0085】
図７は、金型の閉鎖および開放を行う射出成形機２００の一部を示す。
【0086】
射出成形機シリンダ１１は、ネジ５１と、加熱バレル５６と、射出成形機ノズル１と、材料投入ホッパ５２とから構成される。ネジ５１を後退及び回転させることにより、樹脂材料が射出成形機ノズル１側に送られる。加熱バレル５６は、射出成形機ノズル１を通過した樹脂を加熱する。ネジ５１と加熱バレル５６との間の隙間は、射出成形機ノズル１に向かって狭まる。射出成形機シリンダ１１及び射出成形機ノズル１への樹脂の投入を樹脂スケーリングと呼ぶ。
【0087】
樹脂スケーリングにより、材料投入ホッパ５２に樹脂を投入すること、及び、ネジ５１を後退及び回転させることにより射出成形機ノズル１側に樹脂を送ることができる。この時点で、樹脂がネジ５１と加熱バレル５６の内壁との間に挟持されると、加熱バレル５６によって発生した熱と、ネジ５１が回転することによって樹脂に付加される剪断熱とによって樹脂が溶融する。射出成形機２００では、任意の決定された量の樹脂材料が溶融される。金型ごとに任意に決定される量が変化する。
【0088】
射出成形機ノズル１とネジ５１との間に樹脂が蓄積された段階でスケーリングが完了する。射出成形機ノズル１から樹脂が漏れ出ないことを保証するために、遮断ノズル４９が射出成形機ノズル１を閉じている。
【0089】
固定プラテン５３および第１可動プラテン５４は、金型を閉じるためのプラテンである。この金型は、固定プラテン５３と第１可動プラテン５４との間に挟持される。金型から見て、固定プラテン５３は射出成形機ノズル１側にあり、金型側には移動しない。金型から見て、第２可動プラテン５５は、射出成形機ノズル１の反対側に位置している。第１可動プラテン５４を移動させることにより、固定プラテン５３とともに固定側金型１２および可動側金型１３を閉じることができる。
【0090】
ホットランナー２がノズル接触領域２５の平面に垂直な方向（図２参照）に沿って、または射出成形機ノズル１の移動方向に沿って移動しても、スプルーピン７は、射出成形機ノズル１とスプルー４との間で樹脂が長くなるのを防止する。
【0091】
上述したように、スプルーピン７を設置することにより、射出成形機ノズル１の分離中にホットランナー２から漏れ出した樹脂を引き戻し、射出成形機２００内で樹脂が糸を形成する可能性を低減することができる。ホットランナー２からの樹脂の漏れが少なくなるため、射出成形機２００の内部要素間に樹脂や樹脂が漏れ出して詰まりを起こす量の増加を低減することもできる。より具体的には、中断することなく連続成形を行う可能性が高くなる。また、空気を含む樹脂成形部品が形成される可能性を低減することができる。
【0092】
バルブピン６が最初に閉じられ、次いでスプルーピン７が閉じられる場合、樹脂流路内に位置する高圧下の樹脂は、スプルーピン７が閉じる前に射出成形機ノズル１に移動する。スプルーピン７を閉じた後に、プルバック（引き戻し）を行い、ホットランナー２内部に位置する樹脂を射出成形機ノズル１内に引き込むことにより射出成形機２００及びホットランナー２からの樹脂漏れを防止することができる。
【0093】
まずスプルーピン７を閉じ、次にバルブピン６を閉じると、樹脂流路の内側に位置する高圧下の樹脂は、バルブピン６を閉じる前にキャビティ１４に移動する。この場合、ホットランナー２からの樹脂漏れを確実に防止することができるが、高圧下の樹脂がキャビティ１４内に流入しすぎるため、樹脂成形部品９には所定量以上の樹脂が含まれることになる。これにより、成形部品の精度が劣化することがある。
【0094】
スプルーピン７とバルブピン６を同時に閉じると、樹脂漏れや成形部品の劣化を軽減することができる。これは、樹脂流路の内部に位置する高圧下の樹脂が射出成形機ノズル１およびキャビティ１４に移動できるので、達成することができる。
【0095】
上記実施形態では、射出成形機ノズル１が閉じて樹脂の流路を小さくするようにスプルーピン７を移動させることが説明されている。スプルーピン７を移動させることにより、流路の断面積を小さくしたり、射出成形機２００の他の部分への樹脂の供給を少なくしたり、射出成形機２００の他の部分からの樹脂の受け入れを少なくしたりすることができる。特に、スプルー４の流路の断面積が小さくなり、スプルー４に流入する樹脂が少なくなり、及び／又は、スプルー４から漏れる樹脂が少なくなる。流路の断面積は、図１のＸ－Ｚ平面の面積である。
【0096】
樹脂漏れの量を低減するために、スプルーピン７が第１樹脂流路２８と第２樹脂流路２９との境界を移動するために使用できる。Ｙ方向の第１樹脂流路２８の高さが小さければ、スプルーピン７の先端の断面積の設計を第１樹脂流路２８の断面積よりも大きくすることができる。この場合、スプルーピン７は、第１樹脂流路２８と第２樹脂流路２９との境界に進み、その結果、スプルーピン７が第２樹脂流路２９における樹脂の流路を完全に閉じるようにすることができる。スプルーピン７は、スプルー４を通過してキャビティ１４に到達する樹脂の障害となることにより、樹脂の流路の断面積を小さくすることができる。
【0097】
射出工程が行われる際、スプルーピン７は、樹脂の流路の断面積が、スプルーピン７が射出成形機ノズル１に向かって移動する際の樹脂の流路の断面積よりも大きい位置にある。例えば、スプルーピン７の第１の位置は図４Ａのスプルーピン７の位置であり、スプルーピン７の第２の位置は図４Ｃのスプルーピン７の位置である。スプルーピン７が第１位置から第２位置に移動すると、樹脂流路内を流れる樹脂量が減少する。スプルーピン７が第２位置から第１位置に移動すると、樹脂流路を流れる樹脂量が増加する。
【0098】
スプルーピン７は、射出成形機ノズル１がスプルー４に接触してから金型への射出が完了するまでの第１位置にある。
【0099】
なお、射出成形機ノズル１を閉じる構造は、スプルーピン７に限らない。スプルー４の入口を覆う蓋も適用可能である。この蓋は、射出成形機ノズル１がスプルー４と係合解除すると、スプルー４の入口より上方にスライドすることができる。この蓋は、射出成形機ノズル１がスプルー４に接触すると、スプルー４の入口から滑り出ることができる。
【0100】
図２のＸ方向に沿って移動するスプルーピンも、樹脂の流路の縮小を可能にする。この場合、スプルー４はＸ方向に沿って移動し、第１樹脂流路２８又は第２樹脂流路２９の断面積を小さくする。
【0101】
なお、スプルー４の先端の形状は、円筒状に限らず、円錐状や三角錐状等であってもよい。スプルー４の形状にかかわらず、スプルーピン７はスプルー４の内部と接触することによってある点で停止する。
【0102】
スプルーピン７は、溶融した樹脂が漏れないように、少なくとも樹脂が冷えるまでスプルー４を閉じた状態に保たなければならない。例えば、スプルーピン７は、金型が射出成形機２００の外に移動するまで樹脂の流路を減少させ続ける。
【0103】
バルブピン６および遮断ノズル４９は、樹脂の流路を減少させるために移動する。これは、ホットランナーノズル５における流通経路の断面積が減少し、その結果、キャビティ１４に流入する樹脂が少なくなり、かつ／又はホットランナーノズル５から樹脂が漏れることが少なくなることを意味する。射出成形機ノズル１内の流路の断面積は減少され、その結果、より少ない樹脂がスプルー４に流入し、かつ／又は射出成形機ノズル１から漏れる。
【0104】
図１～７は、本例示的な実施形態による金型の詳細を示す。ここで、射出成形システムの動作の一例を提供する。
【0105】
【0106】
図９は、本実施形態の射出成形機２００とカート３００との位置関係を示す。図９に示すように、射出成形機２００は、射出成形機ノズル１及び射出成形機シリンダ１１から構成される射出装置２０１と、型締装置（金型クランプ装置）５８と、成形部品を除去する除去装置とを含む。射出装置２０１及び型締装置５８は、Ｙ方向に取り付けられている。
【0107】
型締装置５８は、型締めを行うとともに、金型Ａ及び金型Ｂの開閉を行うものであり、本実施形態ではトグル式型締装置である。また、固定プラテン５３、第１可動プラテン５４および第２可動プラテン５５は、クランプ装置５８内でＹ方向にこの順序で配置されている。プラテン５３～５５には、複数（本実施形態では４本）のタイバー５９が挿通されている。各タイバー５９は、一端が固定プラテン５３に固定されたＹ方向に延びる軸である。各タイバー５９は、第１可動プラテン５４に形成されたそれぞれの貫通孔に挿入される。各タイバー５９の他端は、調整機構５５ａを介して第２可動プラテン５５に固定されている。第１可動プラテン５４および第２可動プラテン５５は、フレーム２０３と直交するＹ方向に移動することができる。固定プラテン５３は、フレーム２０３に固定されている。フレーム２０３は、カート３００のフレームを含み、アクチュエータ１８及び複数のローラ２４０を支持する。
【0108】
第１可動プラテン５４と第２可動プラテン５５との間にはトグル機構（図示せず）が設置されている。トグル機構により、第１可動プラテン５４は第２可動プラテン５５に対して、すなわち、固定プラテン５３に対して、Ｙ方向に前方／後方に移動する。
【0109】
射出成形機２００は、クランプ力を測定するためのセンサ（図示せず）を含む。本実施形態では、各センサはタイバー５９に設置された歪みゲージであり、タイバー５９の歪みを検出してクランプ力を算出する。
【0110】
調整機構５５ａは、第２可動プラテン５５上で自在に回転できるようにナット５５ｂで支持されており、駆動源としてモータ５５ｃを、モータ５５ｃの駆動力をナット５５ｂに伝達する伝達機構（本実施形態ではベルト伝達機構）を備えている。各タイバー５９は、第２可動プラテン５５に形成された穴を通過し、ナット５５ｂと係合する。ナット５５ｂを回転させることにより、ナット５５ｂとタイバー５９とのＹ方向の係合位置が変更する。つまり、タイバー５９に対して第２可動プラテン５５が固定される位置が変更する。これにより、第２可動プラテン５５と固定プラテン５３との間の空間を変化させることができ、クランプ力等を調整することができる。モータ５５ｃの各回転量は、ロータリエンコーダ等のセンサ（図示せず）によって検出される。モータ５５ｃの回転量を検出しながらモータ５５ｃを駆動することにより、タイバー５９に対して第２可動プラテン５５が固定される位置を初期位置に対して任意の位置でより高精度に変更することができる。
【0111】
固定プラテン５３と第１可動プラテン５４との間の領域（成形動作位置）に移動することにより、射出成形機２００から金型が射出される。領域内に持ち込まれた金型Ａまたは金型Ｂは、固定プラテン５３、第１可動プラテン５４、および第２可動プラテン５５の間に挟持される。開閉は、第１可動プラテン５４の移動を介して可動金型１３の移動に基づいて行われる。
【0112】
金型Ａ及びＢは、固定金型１２及び可動金型１３に属する一対（ペア）であり、固定金型１２に対して開閉される。成形部品は、固定金型１２と可動金型１３との間に形成されたキャビティに溶融樹脂を射出することにより成形される。固定板（クランププレート）１２ａおよび１３ａは、固定金型１２および可動金型１３にそれぞれ固定されている。固定板１２ａ、１３ａは、射出成形機２００の固定プラテン５３と第１可動プラテン５４との間の領域（型締め位置）で金型Ａ、Ｂをロックするために使用される。
【0113】
また、固定金型１２と可動金型１３との間の閉鎖状態を維持するための自閉ユニット３０１が金型Ａ及び金型Ｂに対して取り付けられている。自閉ユニット３０１は、射出成形機２００から金型Ａ及びＢが排出された後に、金型Ａ及びＢが開くのを防止することを可能にしている。本実施形態では、自閉ユニット３０１は磁力を利用して金型ＡおよびＢを閉状態に保つ。自閉ユニット３０１は、固定金型１２及び可動金型１３の対向面に沿った複数箇所に設置されている。自閉ユニット３０１は、本実施形態では、固定金型１２の側にある要素と、可動金型１３の側にある要素とを組み合わせたものである。これらの要素の組合せは、例えば永久磁石および鉄などの磁性材料、又は一対の永久磁石の組合せである。
【0114】
別の例示的な実施形態では、自閉ユニット３０１のために、金属およびバネから作られた、プラスチックなどの弾性変形を使用する機構、または機械式機構を使用することができる。磁力を用いると、金型を少し開いたときに閉じた状態に戻ることができるので有利である。一部の自閉ユニットでは、一般に型締め装置のクランプ力との関係で閉鎖力が小さく、その結果、金型内の樹脂圧により金型がわずかに開く。磁力を利用した自閉ユニットにより、金型がわずかに開いても金型内の樹脂圧力の低減に連動して金型を再閉鎖することが可能である。このとき、金型と金型内の樹脂との密着状態が維持され、成形部品の品質が安定する。
【0115】
自閉ユニット３０１については、２対以上、４対が有利であり、金型（ＡおよびＢ）の１つのために設置することができる。一対の自閉ユニットは、金型ＡおよびＢが閉鎖状態にあるとき、約０．１ｍｍ～数ｍｍの間の空間を開いたままにすることができる。これにより、開状態から閉状態に遷移する際の磁力の急激な変化を防ぐことができ、ひいてはバランスのとれた閉状態を維持することができる。
【0116】
金型Ａ及びＢを移動させる駆動源であるアクチュエータ１８、アクチュエータと金型Ｂとの間のリンク１７、金型Ｂと金型Ａとの間のリンク１５、及びローラ２４０が、カート３００に取り付けられている。金型Ｂ側に設置されたアクチュエータ１８は１つだけである。２つの金型は、リンク１５を介してアクチュエータ１８と共に移動させることができる。ローラ２４０は、Ｘ軸に沿って設置され、射出成形機２００への金型ＡおよびＢの出入りを可能にする。複数のローラ２４０は２つの列を形成し、それぞれがＹ方向に分離する。
【0117】
ローラ２４０は、ローラ２４０Ｚとローラ２４０Ｙの２つのタイプのローラを含み、それらは２つの異なる軸上で回転する。ローラ２４０ＺはＺ方向の軸の周りを回転し、ローラ２４０ＹはＹ方向の軸の周りを回転する。ローラ２４０Ｚは、金型Ａ及びＢのＸ方向への移動を案内し、金型Ａ及びＢの側面（固定版１２ａ及び１３ａの側面）に接触し、側面から金型Ａ及びＢを支持する。ローラ２４０Ｙは、金型Ａ、ＢのＸ方向への移動を案内し、金型Ａ及びＢの底面に接触し、下から金型Ａ及びＢを支持する。
【0118】
コントローラ７０は、射出成形機２００、金型Ａ及びＢ、並びにカート３００を制御する。制御ユニット７０は例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶装置、センサやアクチュエータに接続されるインターフェース等を含む。プロセッサは、記憶装置に記憶されたプログラムを実行する。以下、コントローラ７０が実行するプログラム（制御）の一例について説明する。
【0119】
図１０は、固定プラテン５３を第１可動プラテン５４の側から見た図である。射出成形機ノズル１が前後に移動する開口領域６２は、固定プラテン５３の中央領域に形成される。
【0120】
射出成形機２００の内部にはローラ２４０Ｚと連続して設置されるローラはないが、ローラ２４０Ｙと連続してローラ６３が設置されている。ローラ６３および２４０Ｙは同じサイズであってもよいし、異なるサイズであってもよい。ローラ６３は、射出成形機２００の外側に並べられ、ローラ２４０Ｙと並ぶＸ軸上でほぼ直線状である。ローラ６３は、金型ＡおよびＢが射出成形機２００の外部から射出成形機２００の内部へスムーズに移動することを可能にする。
【0121】
典型的には、ローラ２４０Ｚと並ぶＸ軸上で略直線上のＺ軸方向において円周方向に回転するローラ（図示せず）を設置する場合には、固定プラテン５３と固定板１２ａ、１３ａとの間にローラ２４０Ｚの大きさの隙間ができる。そのため、ローラ２４０Ｚと連続して設置されているＺ軸周りに回転する場合、射出成形機２００の内部にローラ（図示せず）を設置することはできない。
【0122】
金型Ａ、Ｂが射出成形機２００の内部を移動する際に、固定プラテン５３のＸＺ平面と固定板１２ａ，１３ａのＸＺ平面とが接触すると、摩擦力により金型Ａ、ＢのＸ方向への移動が困難になったり、擦れによる摩耗が発生したりする可能性がある。そのため、固定プラテン５３の内面は、Ｘ軸方向に延びる溝６１を有している。互いに垂直方向に分離された２列の溝６１が設けられている。溝６１はそれぞれローラユニット６１ａを含む。
【0123】
ローラユニット６１ａは、ローラＳＲが自由に回転するようにローラＳＲを支持している。ローラＳＲはＺ方向に回転軸回りに回転し、金型Ａ、ＢのＸ方向への移動を案内する。ローラＳＲは金型Ａ、Ｂの外面（固定板１２ａ、１３ａの外面）に接触し、側面から金型Ａ、Ｂを支持する。ローラユニット６１ａは、バネ（図示せず）の付勢によって、ローラＳＲが溝６１から突出する位置に位置決めされている。本実施形態では、ローラユニット６１ａ及びローラＳＲの複数の例を用いる。
【0124】
クランプ時には、ローラユニット６１ａは溝６１内に退避され、ローラＳＲが溝６１から突出しないように位置決めされる。ローラユニット６１ａは、金型Ａ、Ｂ及び固定プラテン５３の内面が金型Ａ、Ｂを交代する際に内面と接触して傷つけるのを防止することができる。ローラユニット６１ａは、クランプ中に閉じている固定プラテン５３及び金型Ａ、Ｂの内面を妨げることはない。
【0125】
ローラ支持体６４は、固定プラテン５３のＸ方向の両側に取り付けられている。ローラＳＲはローラ支持体６４に支持されている。ローラ支持体６４及びローラＳＲは、射出成形機２００内部と射出成形機２００外部との間で金型Ａ、Ｂを搬送する際に、金型Ａ、Ｂをより高速かつより円滑に搬送することを可能にする。
【0126】
固定プラテン５３には、固定金型１２を固定プラテン５３に固定するための複数の固定機構６０（以下、「クランプ（複数）」という）が配置されている。各クランプ６０は、固定板１２ａ及び１３ａと係合する係合部６０ａと、係合位置と係合解除位置との間で係合部６０ａを移動させる内蔵アクチュエータ（図示せず）とを有している。アクチュエータは、油圧アクチュエータまたは空気アクチュエータのような流体アクチュエータである。多数の金型が頻繁に交互に配置される状況では、流体アクチュエータが有利である。
【0127】
本実施形態では、電磁クランプを用いている。電磁クランプは、クランプされるべき物体に存在するコイル内部の磁性体（磁性材料）を、コイルに電流を流すことにより、比較的短時間で磁化、消磁することができる。これにより、本実施形態では、金型の着脱が可能となる。
【0128】
第１可動プラテン５４については、固定プラテン５３と同様に、第２可動金型５５を固定するためにローラＳＲ及びクランプ６０が用いられる。
【0129】
図１１は、射出成形機２００の内側に位置する金型Ａおよび射出成形機２００の外側に位置する金型Ｂの部分斜視図を示す。より具体的には、図１１は、第２可動プラテン５５（図９参照）が配置されている側から、および、アクチュエータ１８が配置されている側から、金型ＡおよびＢを見ることを図示する。金型Ａ及びＢは、ローラ２４０Ｙ及び２４０Ｚの回転に基づいて、射出成形機２００の外部から射出成形機２００の内部に移動することができる。
【0130】
金型Ｂを交換する場合、図１１に示す位置３１０から金型Ｂの取外し及び設置を行うことができる。金型Ｂは冷却されるときカート３００上の位置３１０で待機する。金型Ａを交換する場合、カート３００のアクチュエータ１８の反対側の位置から取り外し及び設置を行うことができる。金型Ｂ及びアクチュエータ１８はリンク１７で連結され、金型Ａ及び金型Ｂはリンク１５で連結されている。これにより、金型Ａと金型Ｂとが一緒に移動する。なお、金型の交換位置は上述したものに限らず、上方から行ってもよいし、アクチュエータ１８側で金型Ａ、Ｂの両方の交換を行ってもよい。
【0131】
本実施形態で説明した金型Ａ、Ｂは、成形部品の種類に応じて頻繁に交換することができる。近年、さまざまなタイプの金型が、一度に製造される金型の数と同様に、少量で製造される金型の数も増加している。したがって、射出成形機システムの１つの動作で２タイプの成形部品を製造することは、製造作業スペースにおいて大きなメリットがある。
【0132】
上述したように、前述の射出成形機システムは、種々の金型を頻繁に交換しながら製造を行うことを可能にする。これを達成するために、冷却液流路が樹脂を冷却するための冷却液を流すために使用され、導管が金型Ａ、Ｂ内のバルブピン６及びスプルーピン７などを制御するための電気信号を送信するために使用される。冷却液流路及び導管は、金型Ａ、Ｂ内部を通り、それぞれ金型Ａ、Ｂ外に位置する冷却液供給装置及びコントローラ７０（図９参照）に接続されている。本実施形態では、冷却液は水であるが、同様の冷却効果を得るものであれば、任意の液体を適用可能である。
【0133】
【0134】
【0135】
図１２Ａは、金型ＡまたはＢの斜視図を示す。断面ＭはＹＺ平面に対して平行である。図１２Ｂ～図１２Ｄは、断面Ｍからの金型Ａまたは金型Ｂの図を示す。上述したように、樹脂成形部品９は、金型の中央領域に位置する。液体流入口２０ｉおよび液体流出口２０ｏは冷却液体流路２０と関連しており、液体流入口２１ｉおよび液体流出口２１ｏは冷却液体流路２１と関連しており、Ｘ軸、すなわち金型が移動する方向に沿った金型の異なる平面に設けられている。液体流入口２０ｉ、液体流出口２０ｏ、液体流入口２１ｉ、および液体流出口２１ｏは、金型のための配管インターフェースと考えられる。
【0136】
また、冷却液流路２０、２１は金型内で互いに別々の経路をたどっており、一方の冷却液流路を流れる液体が、外部配管を取り付けることができる他方の冷却液流路から出て行くことはないが、使用されていない。別の例示的な実施形態では、使用されていない冷却液体流路から液体が漏れることが防止され、したがって、２つの独立した流路は必要とされない。
【0137】
冷却液流路２０、２１を固定側金型１２に設置することにより冷却液流路２０、２１が移動する方向をＸ軸方向のみに制限することにより、安定した冷却を達成することができる。固定側金型１２と可動側金型１３との間に位置するキャビティ１４の一定割合超、例えば半分超が、可動側金型１３に位置するなら、固定側金型１２に２つの冷却液路を設けた場合に冷却効率が低下しうる。
【0138】
図１２Ｂ～１２Ｄは、ＹＺ平面からの金型Ａまたは金型Ｂの図を示す。キャビティ１４（図１２Ｂ～図１２Ｄには図示せず）が固定側金型１２に一定割合超である場合、図１２Ｃ及び図１２Ｄに図示されているように、２つの冷却液経路を固定側金型１２に設置することができる。キャビティ１４（図１２Ｃまたは図１２Ｄには図示せず）が固定側金型１２に一定割合未満である場合、図１２Ｂに示すように、冷却液経路を固定側金型１２および可動側金型１３内にそれぞれ設置することができる。
【0139】
冷却効率は、キャビティ１４の形状と同様に、キャビティ１４のサイズで達成することができる。キャビティ１４の形状に応じて、２つの冷却液経路の位置を決めることができ、冷却液経路が容易に金型を通過できるようにする。金型内の冷却液経路の形状が複雑になると、金型のコストは比例的に上昇する。したがって、冷却液経路は、例えばキャビティ１４の複雑な領域を含む金型を通過しない。
【0140】
図１３は、金型ＡおよびＢがカート３００に設置される場合の冷却液経路、及び、それぞれの入力／出力を介して金型に取り付け／接続されている外部配管を示している。より具体的には、図１３は、射出成形機用シリンダ１１側から見たＸＺ平面を示している。金型Ｂから見て、金型ＡはＸ軸のプラス方向に位置し、アクチュエータ１８はＸ軸のマイナス方向に位置している。射出成形機２００からＸ軸のプラス方向に金型Ａが移動し、射出成形機２００からＸ軸のマイナス方向に金型Ｂが移動すると、いずれの金型も射出成形機２００の外側に移動する。
【0141】
金型を設置した場合、図１３のように、金型Ａは冷却液経路２０を使用し、金型Ｂは冷却液経路２１を使用する。金型Ａと金型Ｂとの位置関係が逆の場合、金型Ａは冷却液経路２１を使用し、金型Ｂは冷却液経路２０を使用する。
【0142】
金型Ａに対して、冷却液流路２０に液体を供給する配管６００ｉは、液体流入口２０ｉに接続されている。配管６００ｏは、液体が冷却液流路２０を出ることを可能にするものであり、液体流出口２０ｏに接続されている。金型Ｂに対して、配管６００ｉは液体流入口２１ｉに接続され、配管６００ｏは液体流出口２１ｏに接続されている。
【0143】
また、金型Ａと金型Ｂとの位置関係にかかわらず、金型を設置する際に、射出成形機２００に入る必要なく容易に配管の接続を行うことができる。配管が金型Ａと金型Ｂとの間を通過せず、射出成形機２００内に入らないため、配管が金型と射出成形機２００内の他の構造物との間に挟まることによる目詰まり、又は、配管に損傷が生じたりするなどの問題の可能性を低減することができる。図１３の場合、金型Ａの冷却液経路２１および金型Ｂの冷却液経路２０は使用されず、そのようなものとして外部配管に接続されない。
【0144】
電気信号を供給するための導管の使用について、図１４Ａ～１４Ｂおよび図１５を参照して説明する。図１４Ａは、図１２Ａにおけるように、金型Ａまたは金型Ｂの類似の斜視図を示す。図１２Ａと同様に、樹脂成形部品９の説明を簡略化するために、金型の中心領域が示されている。
【0145】
導管コネクタ２２および２３は、導管２２２３を介して金型内部の外部電気配線の接続を容易にする。導管コネクタ２２および２３は、Ｘ軸に沿って金型の異なる平面に設けることができ、金型の移動方向にそれぞれ金型の反対側に配置される。より具体的には、導管コネクタ２２および２３は、外部の電気配線が導管２２２３を介してホットランナー２に接続されているコネクタ２４に到達することを可能にする。コネクタ２４は、導管２２２３にも接続されている。
【0146】
コネクタ２４は、外部電気配線をホットランナー２に関連するコントローラ（図示せず）に到達させることを可能にする。金型の外側の外部電気配線は、コントローラ７０に接続される。したがって、制御ユニット７０（図９参照）は、導管コネクタ２２、２３、導管２２２３、およびコネクタ２４を介して提供される電気配線を介してホットランナー２を制御できる。
【0147】
導管２２２３および導管コネクタ２２、２３は、ホットランナー２の指示または制御を容易にするので、導管２２２３、導体２２、および導管導体２３は、ホットランナー２が配置されている固定側金型１２の上に配置されている。別個の冷却液経路２０及び２１とは異なり、導管２２２３は、コネクタ２４で交差する単一の経路である。冷却液経路とは異なり、導管コネクタ２２及び導管コネクタ２３を介して入る電気配線の経路が互いに干渉しないようにすることを保証する必要はない。逆に、場合によっては、導管導体２２および導管導管２３にそれぞれ関連する電気配線の経路を単純化するために、回路、プリント回路基板（ＰＣＢ）、または他の電子デバイスを共有することが有益であり得る。
【0148】
図１４Ｂは、金型Ａまたは金型ＢをＹＺ平面から見た図である。導管コネクタ２２または導管コネクタ２３のいずれかに関連する電気配線の経路は、キャビティ１４の形状またはサイズに関係なく、ホットランナー２側の導管２２２３を介してコネクタ２４に接続できる。別の例示的な実施形態では、導管コネクタ２２または導管コネクタ２３に関連する電気配線の経路は、コネクタ２４を使用することなく、導管２２２３を介してホットランナー２に関連するコントローラ（図示せず）と直接接続することができる。ホットランナー２は、任意の方向に整列（位置合わせ）させることができる。ホットランナー２は図１４ＡのＸ軸に沿って整列されているが、図１４Ｃではホットランナー２がＺ軸に沿って整列されている。
【0149】
図１５は、金型ＡおよびＢがカート３００（図１５には示されていない）上に設置されている場合の電気配線接続の構造を示す。導管７００は、射出成形機２００の外側に、任意の方向に金型ごとに２つの異なる平面で配置され得る。例えば、金型が射出成形機２００から出る方向である。追加の金型を設置する際の導管７００の接続は、金型ＡおよびＢの位置関係にかかわらず容易に達成することができる。導管７００は、制御ユニット７０に接続される電気配線を含む。金型Ａでは、導管７００は、導管コネクタ２２を介して導管２２２３に接続する。金型Ｂでは、導管７００は、導管コネクタ２３を介して導管２２２２３に接続される。
【0150】
別の実施形態では、冷却液経路および電気配線経路の両方について、それぞれの２つを１つの金型に含めることができる。オペレータの操作性は、冷却液体経路と電気配線経路の同じレイアウトを金型の任意の表面上に設けることによって強化される。
【0151】
上述のように、金型が射出成形機２００を出る方向に、金型およびそれらの関連するコネクタのための配管および導管を配置することによって、射出成形機２００内部の配管および導管の潜在的な詰まり、または配管または導管が損傷を受けることを低減することが可能である。金型の移動方向に配置された金型の２つの表面のそれぞれに外部配管および／または外部導管を接続することが可能であるため、金型の位置に関係なく、内部配管および／または内部導管を射出成形機２００から出るように設置することが可能である。上述した液体流入口（２０ｉ、２１ｉ）、液体流出口（２０ｏ、２１ｏ）、導管コネクタ（２２、２３）を総称して「外部接続部（ユニット）」と呼ぶことができる。外部接続部により、射出成形機外部の機器、ユニット等の接続や、金型に対する所定の工程の動作が可能である。
【0152】
ユーザが任意の位置にある金型を別の金型に交換したいとき、ある位置に配置される金型が、２つの異なる平面において同じ機能を有する２セットの配管と２セットの導管とを有する場合、ユーザは、金型を容易に交換することができる。ユーザは、どの金型が任意の位置に配置され得るかを心配する必要がないので、ユーザは２つの金型が適切に配置され得るように、別の位置に配置される別の金型を選択する必要がない。金型の異なる平面にある配管および導管用の２つの入口／出口により、ユーザは任意の２つの金型の組合せを選択することができ、その結果、より高い生産性が得られる。
【0153】
例えば、位置Ａの金型を金型１から金型２に交換し、位置Ｂの金型を金型３から金型４に交換した後、位置Ａの金型を金型２から金型３に交換することができる。位置に関係なく金型を設置することができるので、交換する位置での作業のみを行うことができる。
【0154】
以下では、２セットの配管および導管が同じ機能を有する２つの異なる平面について説明する。同じ機能とは、例えば、金型を冷却するための液体を入力し、金型を冷却するために使用された液体を出力し、ホットランナーを制御部と通信するように制御することを指す。
【0155】
図１６Ａ～１６Ｂは、本実施形態の接続要素を示す。図１６Ａは、金型Ａまたは金型ＢのＹ－Ｚ平面であり、図１２Ａ、１４Ａ、および１４Ｃに図示される表面Ｅ１を示す。図１６Ｂは、金型ＡまたはＢのＹ－Ｚ平面であり、図１２Ａ、１４Ａ、および１４Ｃにも示される表面Ｅ２を示す。Ｅ１とＥ２は、金型ＡまたはＢのＹ－Ｚ平面の異なる平面であり、互いに反対側の平面である。
【0156】
金型ＡまたはＢは、Ｅ１内の液体流入口２０とＥ２内の液体流入口２１ｉとを含み、これらは、上述のように、液体を入力するための外部配管に接続するために使用される。また、金型ＡまたはＢは、Ｅ１内の液体流出口２０ｏと、Ｅ２内の液体流出口２１ｏとを含み、これらは、上述のように、液体を出力するための外部配管に接続するために使用される。Ｅ１およびＥ２はまた、導管コネクタ２２および２３を含む。したがって、金型の位置に応じて、ユーザは、Ｅ１上の外部接続部（ユニット）またはＥ２上の外部接続部のいずれかを使用することを選択することができる。図１６Ａ～図１６Ｂは、外部接続部の一例を示しており、ここで、外部接続部は、固定側金型１２または移動側金型１３のいずれかに配置することができる。
【0157】
リンク１５およびリンク１７を取り付ける機構もまた、Ｅ１平面およびＥ２平面の両方に配置される。Ｅ１は、液体流接続要素２０ｉ、２０ｏおよび導管接続要素２２ｃと、リンク１５を取り付けるための機構と、リンク１７を取り付けるための機構とを含む。Ｅ２は、液体流入口２１ｉと、液体流出口２１ｏと、導管接続要素２３ｃと、リンク１５を取り付ける機構と、リンク１７を取り付ける機構とを含む。リンク１５を取り付ける機構と、リンク１７を取り付ける機構とは、単一の機構とすることができる。
【0158】
図１８Ａ～図１８Ｂおよび図１９Ａ～図１９Ｂに戻ると、別の例示的な実施形態では、２つの独立したエアパイプを、冷却液経路のように金型内に設置することができる。一方のエアパイプに接続可能な一方の空気入口（エアインレット）は金型の一方の側に設置でき、他方のエアパイプに接続可能な他方の空気入口（エアアウトレット）は金型の他方の側に設置できる。金型の他方の側は、金型の一方の側とは反対側である。
【0159】
図８は、コントローラ７０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図８Ａ～８Ｂのフローチャートの各ステップは、図１～７および図９～１１のそれぞれの状態を参照して説明される。なお、以下の例では、金型Ａと金型Ｂを交代しながら成形動作を行う場合、例えば、金型Ａを用いて成形する→金型Ｂを用いて成形する→金型Ａを用いて成形する場合について説明する。
【0160】
Ｓ１では、初期設定を行う。ここで、例えば、金型Ａ、Ｂのそれぞれについて、射出装置２０１及び型締装置５８の動作条件が登録される。これらには、例えば、一度に射出される樹脂量、温度、射出速度、型締力（クランプ力）、タイバー５９に対する第２可動プラテン５５の位置の初期値等が含まれる。金型Ａと金型Ｂが同じ場合でも、これらの条件は異なることがある。最初の成形動作に金型Ａを使用すると、金型Ａに関する条件が自動的に動作条件として設定される。さらに、射出成形機シリンダ１１の加熱、樹脂の可塑化及び測定などが、初めて開始される。
【0161】
Ｓ２では、金型Ａが射出成形機２００内に搬送される。可動プラテンを摺動させるモータ５７は、固定プラテン５３と第１可動プラテン５４との間の空間が金型Ａの厚さ（Ｙ方向の幅）よりも若干広くなるように駆動されることで、金型Ａを固定プラテン５３と第１可動プラテン５４との間で摺動させることができる。次に、コントローラ７０は、金型Ａの投入（ロード）及びアクチュエータ１８の駆動を制御して金型Ａを射出成形動作位置に投入する。投入が完了すると、投入完了を示す信号がコントローラ７０に送信される。投入完了を示す信号を受信すると、モータ５７は固定プラテン５３と第１可動プラテン５４とを金型Ａに密着させるように駆動される。このとき、成形中にクランプ力が発生するので不要となる。さらに、固定機構６０の駆動により、固定プラテン５３と第１可動プラテン５４との両方に金型Ａがロックされる。
【0162】
Ｓ３では、固定プラテン５３および第１可動プラテン５４による金型Ａのクランプが、トグル機構を駆動するためにモータ５７を駆動することによって行われる。トグル機構は互いに回転可能な複数のリンクから構成され、第１可動プラテン５４と第２可動プラテン５５との間の距離を変化させることができる。これにより、金型を強く締め付ける（クランプする）ことができる。
【0163】
Ｓ４では、金型Ａ、Ｂに対する射出の準備を行う。ここでは、アクチュエータ５７を駆動して射出装置２０１を移動させ、射出成形機ノズル１を金型Ａに接触させる。アクチュエータ５７は可動プラテンを移動させるための駆動源である。射出準備は、射出成形機ノズル１が金型に接触し、バルブピン６およびスプルーピン７を移動させて樹脂の流路を開放することを含む。
【0164】
Ｓ５では、溶融樹脂の射出及び保圧（dwelling）を行う。射出装置２０１は、射出成形機ノズル１から金型Ａ内のキャビティ１４に溶融樹脂を充填し、射出成形機シリンダ１１内の樹脂を高圧で金型Ａ内に押し込み、樹脂固化による体積減少分を補償するように駆動される。Ｓ５の処理により、実際のクランプ力がセンサ６８によって測定される。成形中、金型Ａの温度が徐々に上昇するため、金型Ａは熱膨張する。場合によっては、ある期間が経過した後に、初期クランプ力とクランプ力とに差が生じる。したがって、センサ６８による測定結果に基づいて、次回のクランプ時のクランプ力を補正することができる。
【0165】
クランプ力の調整は、モータ５５ｃを駆動することによるタイバー５９に対する第２可動プラテン５５の位置の調整によって行われる。これにより、センサ６８による測定結果に基づいて、タイバー５９に対する第２可動プラテン５５の位置の初期値を補正することで、クランプ力を調整してクランプ力の精度を高めることができる。タイバー５９に対する第２可動プラテン５５の位置の調整は、任意のタイミングで行うことができる。
【0166】
Ｓ６では、スプルーピン７を射出成形機ノズル１側に移動させ、樹脂がホットランナー２のスプルー４側から漏れないようにする。キャビティ１４への開口部内の流れは、バルブピン６で停止される。
【0167】
Ｓ７では、射出成形機ノズル１の出口付近に存在する溶融樹脂のプルバック（引き戻し）が行われる。ネジ５１は、射出成形機ノズル１の逆方向に退避させて後方に送られる。射出成形機ノズル１の出口付近に位置する樹脂は、射出成形機ノズル１の内部に戻される。
【0168】
Ｓ８では、射出成形機ノズル１への樹脂の供給が停止され、射出成形機ノズル１は遮断ノズル４９で閉じられる。
【0169】
Ｓ９では、射出成形機ノズル１の退避が始まる。図５に示すように、射出成形機ノズル１は、金型から分離する。このとき、Ｓ６においてスプルー４がスプルーピン７で封止されているため、樹脂の逆流が生じにくい。射出成形機ノズル１は、射出成形機ノズル１の分離前に遮断ノズル４９で封止されており、射出成形機ノズル１からの樹脂漏れが生じにくい。また、プルバックにより、射出成形機ノズル１の樹脂流路に存在する樹脂が減少し、射出成形機ノズル１からの樹脂漏れがより困難になる。その結果、射出成形機ノズル１とスプルー４との間に樹脂が溜まることがないので、射出成形機ノズル１に空気が入りにくくなる。また、成形を連続して行う場合であっても、射出成形機２００の部品間に樹脂の塊が挟まって、射出成形機２００の動作が停止する可能性が少なくなる。
【0170】
射出成形機ノズル１からの樹脂漏れが少なくなるため、Ｓ１２で後述する樹脂スケーリングと同時に射出成形機ノズル１の退避を行うことができる。射出成形機ノズル１を後退させても射出成形機ノズル１から樹脂が漏れないため、樹脂のスケーリングを並行して行うことができる。
【0171】
Ｓ１０では、Ｓ５でキャビティ１４に射出された金型の冷却時間のタイミングが開始する。
【0172】
Ｓ１１において、射出成形機２００の射出成形条件が、金型変更に伴って変化する。具体的には、予め設定された射出成形条件を、この時点から射出される金型の射出成形条件に変更する。金型Ｂ（または金型Ａ）の射出成形条件に合致する樹脂スケーリングを行う必要があるため、後述するＳ１６において、金型Ａ（または金型Ｂ）を射出成形機２００の外部に搬送し、金型Ｂ（または金型Ａ）を射出成形機２００に搬入し、金型Ｂ（または金型Ａ）の射出・保圧を実施する。
【0173】
Ｓ１又はＳ１１で設定される射出成形条件には、金型の移動量、移動タイミング、射出成形機ノズル１の接触／分離のタイミング、プルバック（引き戻し）のタイミング等、金型が射出成形機２００に入ってから出るまでの全てのプロセスが含まれる。したがって、射出成形機ノズル１が１セットのプロセスとして入る当該金型から退避するまでのプロセスを制御することにより、何らかの問題が生じた場合の管理が容易になる。
【0174】
Ｓ１１が完了した後に行われるＳ１２のスケーリング前にノズル退避が発生した場合、スケーリング中の背圧により射出成形機ノズル１から樹脂漏れが発生する可能性がある。その結果、射出成形機ノズル１とスプルー４との間に樹脂が蓄積する。背圧とは、射出成形機ノズル１が後退し、射出成形機ノズル１の先端側から出ている樹脂の方向に発生する圧力をいう。溜まった樹脂が大きくなると、射出成形機２００の内部部品間に挟まれてしまう可能性がある。Ｓ１２で実行される樹脂スケーリングは一般に、数秒～１０秒間超必要であるが、これは射出成形機のサイズに応じて変化し得る。従って、射出成形機ノズル１の退避後にスケーリングを行うＳ１１で射出成形条件の変更が生じる。その結果、ホットランナー２内の残圧や樹脂漏れによるスプルー４からの樹脂の逆流の可能性を低減することができる。
【0175】
Ｓ１２では、Ｓ１１で設定された射出成形条件に基づいて樹脂のスケーリングが行われる。
【0176】
Ｓ１３では、射出成形機ノズル１の退避が完了する。
【0177】
Ｓ１４では、固定機構（クランプ）６０を解除する。図１０に示すように、固定機構６０は、金型を固定プラテン５３／第１可動プラテン５４に固定する機構である。金型を交代するために、固定プラテン５３／第１可動プラテン５４の固定板１２ａ、１３ａに固定されている固定機構６０を取り外す。
【0178】
Ｓ１５では、第１可動プラテン５４が固定プラテン５３から分離する方向にわずかに移動する。その結果、金型が固定プラテン５３と第１可動プラテン５４とによって型締め（クランプ）されていたため、Ｙ軸方向に移動できなかった金型を移動させることができる。より具体的には、固定プラテン５３および第１可動プラテン５４に金型が接触することなく、かつ摩擦が発生することなく、Ｘ軸方向に移動することが可能となる。
【0179】
Ｓ１６では、金型の交換が行われる。より具体的には、一方の金型が射出成形機２００に入り、他方の金型が射出成形機２００から出る。２つの金型はリンクユニット１５を介して連結されているため、射出成形機２００への出入りは、アクチュエータ１８の移動を介して同時に行うことができる。
【0180】
ステップＳ１１－１２及びステップＳ１３－１６は並行して実行されるので、製造効率が向上する。
【0181】
Ｓ１７では、射出成形機２００に存在する金型での最初の成形動作であるか否かを判断する。また、金型内に成形部品があるかどうかを判定することもできる。
【0182】
最初の成形動作であれば、処理はＳ３に戻り、別の金型についてステップＳ３～Ｓ１６を実行する。第２以降の成形動作である場合はＳ１８に進む。Ｓ１７において、現在射出成形機２００内部にある金型の射出および保圧が、現在のカウントが開始された後の最初の成形動作であると判定される場合、金型内部に樹脂成形部品９が存在しない。従って、Ｓ１８－Ｓ２２に対して後述するような成形部品を除去する処理が適用できないためＳ３に進む。
【0183】
Ｓ１８では、Ｓ１０で開始した冷却時間が所定時間に達したか否かに基づいて射出成形機２００内部にある金型の冷却が完了したか否かを判定する。冷却が完了すると、処理はＳ１９に進む。そうではない場合、処理は、所定の時間に達するまでＳ１８に留まる。
【0184】
Ｓ１９では、固定プラテン５３と第１可動プラテン５４とが閉じられる。第１可動プラテン５４の移動は、Ｓ１５に対して上述したとおりである。
【0185】
Ｓ２０では、固定プラテン５３／第１可動プラテン５４と金型の固定板１２ａ、１３ａとをクランプ６０で固定する。その結果、金型がＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動しにくくなる。
【0186】
Ｓ２１では、第１可動プラテン５４および固定プラテン５３に対して可動金型１３および固定金型１２が開放される。これにより、可動金型１３と固定金型１２との間に位置する樹脂成形部品９の除去が可能となる。第１可動プラテン５４は、モータ５７を駆動して固定プラテン５３から離間される。固定金型１２は、固定機構６０によって固定プラテン５３に固定され、可動金型１３は、固定機構６０によって第１可動プラテン５４に固定される。これにより、自閉ユニット３０１の磁力に抗して可動金型１３が固定金型１２と離間して金型が開放される。
【0187】
Ｓ２２では、Ｓ２１において金型の開放により取り外し可能となった樹脂成形品９が除去される。金型の可動金型１３の側に残っている成形部品は、射出成形機２００の外部に除去搬送される。１つの例示的な実施形態では、成形部品の除去はロボットアセンブリを使用して達成することができる。樹脂成形部品９は、排出機構（図示せず）によって、又は真空ヘッド（図示せず）を樹脂成形部品９の位置まで移動させ、真空力を加えることによって、除去することができる。
【0188】
Ｓ２３では、樹脂成形部品の製造数が完了したか否かを判定する。この判定は、所定の時間の経過、または所定の生産数が製造されたかどうかに基づく。また、判定を行うための基準は、所定時間や生産数の代わりに、使用した樹脂の量であってもよい。
【0189】
樹脂成形部品を製造した後に組み立てを行うと、大量に部分的な部品のみを製造することは、製造設備内のスペースを取りうる。このシナリオでは、判定は、生産ラインにおいて他の組立部品に基づく量が製造されたかどうかに基づくことができる。Ｓ２３において、樹脂成形部品の生産数が完了したと判定された場合、図８Ａ－８Ｂの処理は終了する。そうではない場合、処理はＳ２４に進む。
【0190】
Ｓ２４において、Ｓ２１で開かれた第１可動プラテン５４は、固定プラテン５３に対して閉じられる。これにより、可動金型１３と固定金型１２とが閉じられる。そして、処理はＳ３に戻る。
【0191】
２つの金型への射出成形は上述されている。また、上記実施形態では、Ｓ７においてスプルーピン７による遮断を行っている。樹脂のスケーリングを待たずに射出成形機ノズル１を退避させる場合でも、空気がホットランナー２に入るのを防ぐ。この結果、サイクル時間を短縮することができる。
【0192】
Ｓ７、Ｓ８に記載のようなノズル遮断が行われるため、射出成形機ノズル１側から樹脂が漏れることなく、射出成形機ノズル１の退避とスケーリングとの両方を同時に行うことができる。
【0193】
Ｓ１１で説明した各金型に合わせた射出成形条件の設定は、Ｓ８でのノズル遮断の開始およびＳ９での射出成形機ノズル１の退避の前に行うことができる。上記実施形態では、Ｓ９での射出成形機ノズル１の退避開始後にＳ１１の設定変更を行った。Ｓ８、Ｓ９の処理は射出成形機２００の側に関連する処理であるため、Ｓ９の処理後にＳ１１の処理を行う必要はない。しかし、ノズル接触領域２５の位置が異なる金型を用いた場合には、Ｓ９の前に射出成形条件の変更を行うと、Ｓ９における射出成形機ノズル１の移動を金型に合わせることができなくなる可能性がある。これらの場合には、Ｓ９における射出成形機ノズル１の退避開始後にＳ１１における射出成形条件の変更を行う方がよい。
【0194】
Ｓ１１の処理は、Ｓ７のプルバック（引き戻し）の前に実施することができる。しかし、金型に応じてプルバック（引き戻し）の量や強度が異なる。このため、Ｓ７の前に射出成形条件を変更すると、直前にＳ５で射出を行った金型内にあったプルバック（引き戻し）が不可能となる。以下のことを実行することで、この問題に対処する。具体的には、異なる２つの金型のうち、プルバック（引き戻し）量が大きい方に合わせて共通のプルバック（引き戻し）量を設定すれば、Ｓ７の前にＳ１１を行うことができる。また、Ｓ１１の設定変更の処理に時間がかかるため、Ｓ１１の設定変更を他の処理と並行して行うことで製造効率を向上させることができる。
【0195】
図８Ａに示すように、Ｓ１１は、Ｓ１０の冷却時間のタイミングの開始後に実行される。冷却時間は各金型の成形条件に依存するため、これらを同様に設定すると、冷却時間が不足したり製造効率が低下したりする可能性がある。別の例示的な実施形態では、２つの金型について冷却時間が同じである場合、またはより長い冷却時間を有する金型に基づいて冷却を行う場合でも、Ｓ１１をＳ１０の前に行うことができる。
【0196】
別の例示的な実施形態では、Ｓ１６において金型を交換する処理はＳ１２における樹脂のスケーリング後に行うことができる。金型の交換はスケーリング後に行うことができるが、これにより、金型の交換をスケーリングまで遅延させることは金型交換の時間が冷却時間を超えることにつながりうるので、必要とされる実際の冷却時間よりもサイクル時間が長くなることがある。
【0197】
上述の実施形態では２つの金型について論じたが、これに限定されるものではなく、上述の実施形態は３つ以上の金型に適用可能である。また、上述した実施形態では、金型の移動がＹ軸の方向に沿って設置された射出成形機２００に対するＸ軸の方向であったことも論じたが、これに限定されるものではない。例えば、Ｚ軸の方向への移動が可能であり、射出成形機２００の射出位置を通る円を描くことに対応した移動も適用可能である。
【0198】
なお、冷却が行われる位置は、射出成形機２００の外部に位置することに限定されない。例えば、冷却には時間がかかるが、樹脂の射出をより高速に可能にするような小型金型の場合には複数位置で冷却を行うことができる。３つ以上の金型を射出成形する場合には、冷却時間に基づいて金型を射出成形機２００の外部に移動させることができるので、冷却時間が経過した金型を射出成形機２００に移動させる優先順位を付けることができる。
【0199】
プラテンの開閉時には、金型は、金型移動中に移動を妨げることができる摩擦力を発生する程度にプラテンに接触することを回避しなければならない。従って、金型のＹ軸方向への実際の移動量は極めて少ない。しかし、ローラはＹ軸方向に動くように設置することができる。ローラがＹ軸方向に移動することを可能にすることは、金型にさらなる型締力を加えることを提供する。
【0200】
プラテンの開閉は、ローラ６３上の金型で行われる。このとき、金型は、プラテンの開放状態または閉鎖状態でＹ方向にわずかに移動する。Ｙ軸方向のローラ６３のサイズ（大きさ）が短すぎると、プラテンが開いた状態にあるときに、金型がローラ６３から脱落しうるので、ローラのサイズは、プラテンの開いた状態であるか閉じた状態であるかにかかわらず、金型がローラ６３上に残るようなものでなければならない。
【0201】
上述の実施形態では、カート３００上のローラについて説明したが、別の例示的な実施形態では、カート３００の代わりにローラを金型に追加することができる。金型にローラを追加することにより、ローラ間の段差による金型への振動を低減することができる。これにより、高精度の部品を製造する際に、振動によって金型がずれないようにすることができ、高い精度で成形部品を生産する確率を高めることができる。また、ローラの損傷を軽減することができる。
【0202】
図１０に示すように、クランプ６０は、固定版１２ａ及び１３ａ上のそれらの穴領域に入ったときにクランプを達成するために、強い力で締め付けられる。クランプが繰り返される結果、穴の開いた領域がこすられたり、摩耗したりする可能性が高い。例示的な実施形態において、任意の穴の任意の部分が磨耗した場合に、金型全体を交換する必要がないことを確実にするために、固定板１２ａ及び１３ａの穴部分は、交換可能なように設計される。
【0203】
上述した実施形態の図１０は、ローラユニット６１ａを固定プラテン５３又は第１可動プラテン５４上に設置して、金型をＸＺ平面内で移動させることを示している。このとき、金型側でローラユニット６１ａと接触する位置に穴があると、ローラユニット６１ａが穴に入り込んで破損するおそれがある。別の例示的な実施形態では、金型のＸＺ平面上にある位置に穴を設けず、射出成形機２００内部のプラテンのローラユニット６１ａと接触させることにより、金型をスムーズに移動させることができる。
【0204】
ローラユニット６１ａに接触する金型の部分は、金型が複数回移動することにより変形する可能性がある。これに対処するために、ローラユニット６１ａのローラに接触する金型の部分の材料の硬度はローラの硬度よりも低くすることができ、一方、金型のリーミング部分（reaming section）の硬度はより高い。ローラ側の摩耗は、金型の硬度がローラの硬度より高い場合に大きくなるので、ローラの硬度を高くする必要がある。別の例示的な実施形態では、ローラに接触する金型の部分が交換可能である。
【0205】
金型交換処理の開始から他の金型排出処理、射出処理及び保圧処理まで、並びに再度金型交換処理が完了するまでの全処理に要する時間がいずれかの金型の冷却に要する時間に収まれば、通常の成形に比べて生産性が２倍向上する。すなわち、コストの増加を抑制しつつ、高い生産性を実現することができる。この２倍の生産性向上は、幅広い成形部品に対して実現することができる。
【0206】
生産性の２倍の増加を実現するために、金型の冷却時間は全成形プロセス（１つの成形サイクルのための時間）の５０％以上を占めることができ、これは、金型交換処理のための時間に依存する。自動車、家電製品、オフィス機器等の外装部品や電気機械部品に用いられる成形部品は、強度を確保するために数ミリメートルの厚さを有するものが多い。従って、全成形処理の間、冷却処理は最も長い時間を要し、１つの成形サイクルの時間に関連して、金型を冷却する時間が５０％から７０％まで達するのは珍しいことではない。したがって、上記実施形態は、この種の成形部品の生産性を向上させる上で特に有効である。特に、金型Ａの射出成形サイクルの時間と金型Ｂの射出成形サイクルの時間とがほぼ同じで、１回の成形サイクルの時間に対する金型の冷却時間が５０％以上であれば、生産性を向上させることができる。
【0207】
金型を冷却する時間が１回の成形サイクルの時間の５０％未満であっても、冷却のための時間を有効に適用することにより、通常の成形に比べて１．５倍～１．８倍高い生産性を実現することができる。以上の実施形態により、１台の射出成形機２００において従来の製造方法による２台の射出成形機の生産性を達成することができるため、設置スペースや消費電力量が削減される。
【0208】
また、上記実施形態では樹脂を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、ワックス、金属等の任意の材料を適用することができる。
【0209】
別の例示的な実施形態では、金型のためのヒータまたは断熱材なしでランナーを使用することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】