JPH01217883A - 誘導加熱コイル用ボビン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、誘導加熱コイル用ボビンに関し、更に詳細に
は、射出成形装置に用いられるホットランナ−のための
誘導加熱コイル用ボビンに関するものである。

（従来の技術） 成形機のノズルと金型のキャビティをつなぐ樹脂通路内
に充填された樹脂、いわゆるランナーをキャビティ内に
充填された樹脂（製品）とともに冷却固化して型開き時
に製品とともに金型外に排出するようにしたいわゆるコ
ールドランナー成形システムに対して、ランナーを溶融
状態に保ったままキャビティ内の樹脂のみを冷却固化し
て金型外に排出し、その溶融状態のランナーは次の成形
サイクルにおいてキャビティ内に充填するようにしたホ
ットランナ−式射出成形システムが知られている。

このホットランナ−式射出成形システムにおいては、上
記ランナーを溶融状態に保つための加熱器として、例え
ば、特開昭６１−１９７２１６号公報に開示されている
ように、誘導加熱コイルが用いられている。この誘導加
熱コイルは、そのコイル形状が崩れないように、かつ位
置決めが容易になるように、円筒状のボビンに巻かれ、
更に充填材を用いてユニント化されているのが普通であ
る。

ここで使用されるボビンは、誘導加熱コイルから発生す
る磁束によって発熱することなく、かつ高温に耐え得る
材料で形成される必要があり、そのため従来は、この材
料としてセラミックスが用いられてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このボビンは、高い寸法精度を必要とす
るので、セラミックスの中でもファインセラミックスを
用いる必要があり、このため高価であり、かつ加工が困
難であるという問題があった。

そこで、本発明は、高価で、加工が困難なファインセラ
ミ・ンクスを使用することなく、安価で加工の容易な金
属を用いた誘導加熱コイル用ボビンを提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、射出成形装置に用いられるホットランナ−の
ための誘導加熱コイル用ボビンにおいて、ほぼ円筒状の
ボビン本体を透磁率の低い金属あるいは合金で形成する
とともに、該ボビン本体に、一端から他端に向かって所
定長延びた少なくとも１本のスリットが形成されている
ことを特徴とするものである。なお、１本のスリットは
、ボビン本体の一端から他端までの全長にわたって延び
ていることが望ましい。上記ボビン本体は、例えばステ
ンレススチールで形成される。

（考案の作用・効果） 本発明の誘導加熱コイル用ボビンは、ボビン本体が金属
で形成されてはいるが、その金属が低透磁率のものであ
ること、また、このボビン本体に長さ方向に延びるスリ
ットが形成されているため、誘導加熱コイルから発生し
た磁束が、このボビン本体を透過する際に、該ボビン本
体の円周方向に渦電流が流れようとするが、上記スリッ
トによって渦電流回路が長くなり、これによって実質上
の抵抗値が高くなる。このため、上記磁束は、ボビン本
体内部に配置される部材、すなわちチップに到達して、
そこで渦電流を起こして、発熱させる。

また、ボビン本体は、そこに流れる渦電流が極めて少な
くなるので、それ自体の発熱を抑制することができ、そ
の結果、本来加熱すべきホットランナ一部のみを効率よ
く加熱することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例
による誘導加熱コイル用ボビンについて説明する。

第１図は５本発明の実施例による誘電加熱コイル用ボビ
ンを備えたホットランナ−式射出成形装置を示すもので
あり、この成形装置１は、４つのキャビテ４１２ａ　、
１２ｂ　、１２ｃ　、１２ｄを有する金型１０を備えて
いる。金型１０は、成形機（図示せず）の固定グイプレ
ートに固定される固定側ハーフ１４と移動グイプレート
に固定される移動側ハーフ１６からなっており、移動側
ハーフ１６が固定側ハーフ１４に押圧されると、すなわ
ち、金型１０が閉じられると、両ハーフ１４．１６の間
に前記４つのキャビティ１２ａ〜１２ｄが形成されるよ
うになっている。固定側ハーフ１４は、固定グイプレー
トに取り付けられる取付プレート１日、断熱材２０を挟
んでその取付プレート１８に押圧固定されているマニホ
ールドブロック２２、および支持ブロック２４を挟んで
そのマニホールドブロック２２に抑圧固定されているキ
ャビティプレート２６からなっている。

キャビティプレート２６は、移動側ハーフ１６側に開口
する４つの凹部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを備え
ている。この４つの凹部２８ａ〜２８ｄは、移動側ハー
フ１６に゛設けられている４つのコア１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ、１７ｄと共働して前記４つのキャビティ１２ａ
〜１２ｄを形成する。キャビティプレート２６のマニホ
ールドブロック側には、前記４つの凹部２８ａ〜２８ｄ
とそれぞれ対向するように、マニホールドブロック側に
開口する４つの凹部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが
設けられている。また、固定側ハーフ１４には、成形機
のノズル（図示せず）と各キャビティ１２ａ〜１２ｄを
各凹部３０ａ〜３０ｄの底面にそれぞれ成形されたゲー
ト孔３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを介して接続する
樹脂通路が形成されている。この樹脂通路は成形機のノ
ズルと直接つなげられる所謂スプル一部３４ａとマニホ
ールドブロック２２内で４つに分岐した所謂ランナ一部
３４ｂとからなっており、そのランナー部３４ｂの各ゲ
ート孔３２ａ〜３２ｄに隣接した部分はパイプ状のチッ
プ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄによって形成されて
いる。各チップ３６ａ〜３６ｄの周囲には、誘導加熱コ
イルユニット３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄがそれぞ
れ配置されており、後に詳述するように、この誘導加熱
コイルユニット３８ａ〜３８ｄに高周波電流を通すと各
チップが発熱するようになっている。前記マニホールド
ブロック２２は、適当な加熱手段（うになっている。

成形機のノズルから射出された溶融樹脂は、上記樹脂通
路を通って各キャビティ１２ａ〜１２ｄ内に充填される
。通常、キャビティプレート２６および移動側ハーフ１
６は冷却されており、各キャビティ１２ａ〜１２ｄ内の
樹脂が冷却固化した後、移動側ハーフ１６が後退せしめ
られて金型１０が開かれる。このとき、キャビティ１２
ａ〜１２ｄ内に形成された製品は、移動側ハーフ１６の
コア１７ａ〜１７ｄにそれぞれ担われて固定側ハーフ１
４から除去されるが、ゲート孔３２ａ〜３２ｄ付近の樹
脂温か高過ぎると樹脂が糸を引く、いわゆるゲート切れ
が悪いという現象を起こしたり、あるいは型が開いてい
る間に樹脂通路内の溶融樹脂がゲート孔３２ａ〜３２ｄ
から漏れ出したりするし、逆に低過ぎると、そのゲート
孔３２ａ〜３２ｄ付近の樹脂が固化して、次のサイクル
における射出ができなくなる。したがって、ゲート孔３
２ａ〜３２ｄ付近の樹脂温は、高過ぎず、低過ぎずの臨
海的な温度範囲内に維持しなければならない。

各誘導加熱コイルユニット３８ａ〜３８ｄは、中継ボッ
クス４０内に配されたコネクタを介して互いに直列に高
周波電力供給回路４２に接続される。この電力供給回路
４２は、ＡＣ電源からの交流を整流して、直流（脈流）
に変換する整流回路４４、後述する温度制御回路５２の
制御の下に開閉（オン・オフ）を操り返すスイッチング
素子４６、トランス４８、このトランス４８の一次側に
並列に接続されたコンデンサＣ１およびフィルタ回路５
０からなっており、前記トランス４８の二次側に前記４
つの誘導加熱コイルユニッ）３８ａ〜３８ｄが直列に接
続されるようになっている。

温度制御回路５２は、前記各チップ３６ａ〜３６ｄの先
端部にそれぞれ接触せしめられて各チップ３６ａ〜３６
ｄの先端部の温度を検出する４つの温度センサ５４ａ、
５４ｂ、５４ｃ、５４ｄを備えている。その４つの温度
センサ５４ａ〜５４ｄの出力は、切換回路５Ｇによって
順次増幅回路５８に入力され、増幅された後、Ａ／Ｄ変
換回路６０に入力される。このＡ／Ｄ変換回路６０によ
って、デジタル信号に変換された各温度センサ５４ａ〜
５４ｄからの温度情報は、制御回路６２の制御の下に記
憶回路６４に記憶される。制御回路６２には、更に設定
温度入力回路６６および温度表示回路６８が接続されて
いる。設定温度入力回路６６は、設定ダイヤル等によっ
て選択されるチップ先端部の設定温度を設定温度入力回
路６６回路６２に入力する。この設定温度は、制御回路
６２の制御の下に記憶回路６４に記憶される。制御回路
６２は、記憶回路６４に一旦記憶されていた各温度セン
サ５４ａ〜５４ｄからの温度情報、すなわちその時点で
の４つのチップ３６ａ〜３６ｄの先端部の温度を取りだ
して、演算回路７０によって４津のチップ３６ａ〜３６
ｄの先端部の温度の平均値を求め、その平均値と上記設
定温度との差を求める。制御回路６２は、この差の大き
さに応じて発振回路７２を制御して、′この発振回路７
２の出力信号を変化させる。この電力供給回路４２にお
いでは、周波数が所定の範囲内で低い程大きな電力が誘
導加熱コイルユニッ）３８ａ〜３８ｄに入るようになっ
ており、制御回路６２は、前記設定温度とデツプ３６ａ
〜３６ｄの先端部の温度の平均値との差が大きい程低い
周波数で発振するように発振回路７２を設定温度入力回
路６６する。発振回路７２は、２０　ＫＨｚ　〜５０’
ＫＨｚの間で発振するように設定される。この発振回路
７２の出力信号は、ドライブ回路７４によって電流増幅
されて電力供給回路４２の前記スイッチング素子４６を
駆動する。このスイッチング素子４６が発振回路７２の
発振周波数に応じて開閉を繰り返すことによって、前記
トランス４８の一次側に高周波がながれ、トランス４８
の二次側に高周波電流が誘起され、トランス４８の二次
側に直列に接続された前記４つの誘導加熱コイルユニッ
ト３８ａ〜３８ｄに高周波電流が供給される。誘導加熱
コイルユニント３８ａ〜３８ｄに高周波電流が流れると
、その誘導加熱コイルユニットが設けられている各チッ
プ３６ａ〜３６ｄが電磁誘導によって発熱する。もちろ
ん、各チップ３６ａ〜３６ｄは、高周波誘導加熱で発熱
し得る材料で形成されている必要がある。そのような材
料としては、種々のものが知られているが、当業者には
明らかなように、各チップ３６ａ〜３６ｄは高温、高圧
に耐えなければならないから、このような点も考慮して
材質を選択しなければならない。特に、高温まで加熱さ
れても機械的強度が大きく、透磁率が大きく、しかも透
磁率の温度依存性の小さいものが望ましい。このような
材料としては、例えば、熱間金型用の５ＫＤ−６１，６
２等がある。前記温度制御回路５２は、各温度センサ５
４ａ〜５４ｄから入力される各チップ３６ａ〜３６ｄの
先端部の実際温度の平均値と設定温度の比較を刻々繰り
返し、前者の方が後者より低い場合には、両者の差が小
さくなるにつれて、発振回路７２の発振周波数を高くし
て行く。この発振周波数が高くなると、トランス４８の
一次側に流れる電流の周波数も高くなり、したがって、
誘導加熱コイルケース）３８ａ〜３８ｄに供給される電
流の周波数も高くなって、結局誘導加熱コイルケース）
３８ａ〜３８ｄに供給される電力が小さくなる。すなわ
ち、温度制御回路５２は、チップ３６ａ〜３６ｄの先端
部の実際の温度が設定温度より低い場合には、その差が
大きいときには大きな電力を誘導加熱コイルユニット３
８ａ〜３８ｄに供給し、実際の温度が設定温度に近付く
につれて、その供給電力量を小さくし、それによって、
チップ３６ａ〜３６ｄの先端部の実際温度を設定温度に
収束させる。逆に、実際の温度が設定温度を上回った場
合には、その差が大きい程太き（電力量を減するように
して、実際温度を設定温度に近付ける。また、前記温度
表示回路６８は、チップ３６ａ〜３６ｄの先端部の実際
温度、設定温度との差等を表示する。このような高周波
ＢＭ　ｍ加熱によってチップを加熱する本実施例の装置
においては、チップ３６ａ〜３６ｄそれ自体が発熱する
のであるから、低温加熱ヒータからの熱伝達によってチ
ップを加熱するのに比べて、熱的レスポンスが速く、リ
ンギングや熱伝達に起因する遅延なく精度良くチップの
温度を制御することができる。

上記誘導加熱コイルユニッ）３８ａ〜３８ｂは、それ自
体の構造は全て共通であるので、以下、第２図を参照し
つつ、誘導加熱コイルユニット３８ａを代表させて、そ
の構造を説明する。なお、この第２図には、チップのゲ
ートが、金型内に形成されるキャビティ内に直接入るよ
うにした構造のものについて示した。

この導加熱コイルユニント３８ａは、全体として円筒状
の構造をなすものであり、その中心に配置されたボビン
本体８０、このボビン本体８ｏの周囲に巻かれた誘導加
熱コイル８１、および誘導加熱コイル８１を収容するた
めのコイルケース８２からなり、これら部品を一体化す
るために充填材によって固められて構成されている。誘
導加熱コイルユニットは、このように構成されることに
よって、その形状を保ち、かつチップに対しての位置決
めも容易にできるようになっている。

上記誘導加熱コイルユニッ）３８ａの内部の中心に、上
記チップ３６ａが図示のようにして配置される。上記誘
導加熱コイルユニッｌ−３８ａは、このチップ３６ａの
ゲートと、内部の誘導加熱コイル８１との位置関係を常
に同一に保つために、金型１０内に適当な手段によって
固定されるようになっている。上記チップ３６ａは、ゲ
ート孔近傍の樹脂通路を形成する貫通孔９０を備えたパ
イプ状の部材である。

上記ボビン本体８０は、その加工上、およびコスト上の
問題からステンレススチール等の高抵抗、低透磁率の金
属または合金で形成される。しかしながら、このような
合金等で、単に従来のように円筒状に形成すると、チッ
プ３６ａに発生する渦電流が低下し、該チップ３６ａに
おける発熱を思うように行うことができない。

そこで、本発明においては、例えば、第３図に示したよ
うに、ボビン本体８０にスリット８３を形成して、チッ
プ３６ａにおける渦電流の発生量を増大させ、該チップ
３６ａにおける発熱が効率よく行われるようにしている
。このスリット８３は、ボビン本体８０の長さ方向の全
体にわたって形成されている。このスリット８３により
チップ３６ａの発熱が効率よく行われるようになるのは
、該スリット８３により、上記ボビン本体８０の外表面
の周方向に発生される渦電流回路の実質長が長くなり、
その抵抗値が増大させられることによるものであると考
えられる。

上記誘導加熱コイル８１は、導電性が良く、腐食に強い
金属、例えば銀の合金、銅線等の心線と、それらを覆う
絶縁被覆とからなっており、チップの大きさ等に応じて
、通常、数ターンから１０数ターン、チップの周囲に巻
回される。チップ３６ａの後端部には、マニホールドブ
ロック２２からの熱伝導があり、逆にチップ３６ａの先
端からは、キャビティプレート２６によって熱が奪われ
るため、誘導加熱コイル８１は、できるだけチップ３６
ａに近い位置に巻回して、先端部に誘導加熱コイル８１
からの磁束が集中するようにするのが望ましい。

これに対応し、上記ボビン本体８０においても、その先
端部に、第４図に示したように、先端部から後端部に向
かって所定長延びる複数本のスリット８４を、スリット
８３の他に設けることが望ましい。この追加したスリッ
ト８４により、ボビン本体８０の先端部における渦電流
回路の実質長は、更に長くなり、抵抗値が増大するため
、ボビンに流れる渦電流による発熱損が少なくなり、チ
ップ自体の発熱効率が向上する。

なお、上記した実施例においては、いずれも、ボビン本
体に設けるスリットとじて、ボビン本体の全長にわたっ
て延びるものを開示したが、このスリットは必ずボビン
本体の全長にわたって形成される必要はない。また、ポ
ヒ＝ン本体８０の抵抗値を増大し、ひいては透磁率を低
下させるためには、該ボビン本体の厚さをできるだけ薄
くすることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による誘導加熱コイル用ボビ
ンを備えたホントランナー式射出成形装置を示す概略図
、 第２図は、本発明の実施例による誘導加熱コイル用ボビ
ンを組み込んだホットランナ一部の構造を説明するため
の断面図、 第３図は、本発明の実施例による誘導加熱コイル用ボビ
ンの一例を示す斜視図、 第４図は、誘導加熱コイル用ボビンの変形例を示す斜視
図である。 ３８ａ〜３８ｂ・・誘導加熱コイルユニット８０・・ボ
ビン本体 ８１・・誘導加熱コイル ８３．８４・・スリット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形装置に用いられるホットランナーのため
   の誘導加熱コイル用ボビンにおいて、ほぼ円筒状のボビ
   ン本体を透磁率の低い金属あるいは合金で形成するとと
   もに、該ボビン本体に、一端から他端に向かって所定長
   延びた少なくとも１本のスリットが形成されていること
   を特徴とする誘導加熱コイル用ボビン。
2. （２）１本のスリットが、ボビン本体の一端から他端ま
   での全長にわたって延びていることを特徴とする請求項
   １記載の誘導加熱コイル用ボビン。
3. （３）前記ボビン本体がステンレススチールで形成され
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の誘導加
   熱コイル用ボビン。