JPH0316895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、ランナー内に滞留する熱可塑性樹
脂材料の常時溶融可塑化制御と、ゲート部に位置
する前記樹脂の冷却固化と加熱溶融とを電熱線に
よる加熱制御に冷却空気による冷却を併用するこ
とによつて、より有効に行えるようにした新規な
ランナーレス射出成形方法およびホツトランナー
に関する。

〔従来技術〕

従来、ランナーレス射出成形方法および装置と
して本発明者が開発したスピアシステムが広く知
られている。この方法および装置を第１図および
第２図に示す基本的構成に基づいて説明する。各
図において１は一対の金型２，３によつて形成さ
れる成形物を得るための一以上のキヤビテイ、４
はこのキヤビテイ１に通ずる方の金型２に沿つて
開口される溶融樹脂注入用のゲート、５は、この
ゲート４と一体的に形成されるランナー部を示
す。

ところで、第１図に示す構造は、所謂、ランナ
ー部５の中心軸上に沿つて配設される略々砲弾型
のホツトランナー６を有し、このホツトランナー
６の先端に特公昭48−5093号に示される間欠加熱
体７を一体的に設け、この加熱体７およびホツト
ランナー６の外周を加熱するランナー加熱用のヒ
ータ８のそれぞれを各別に温度制御するためのコ
ントローラ（図示せず）を必要としていた。

また、第２図に示す構造は、ランナー部５が中
心軸上に形成できるような円筒状のホツトランナ
ー９を備え、このホツトランナー９の先端部を截
頭形状に形成すると共に狭少なゲート４を穿孔
し、このゲート４の周縁でこのゲート４を囲繞す
るように間欠加熱線１０が埋設してあり、さらに
ホツトランナー９の外周にはランナー部５を加熱
するためのランナー加熱用ヒータ１１が配設して
ある。そして間欠加熱線１０およびランナー加熱
用ヒータ１１のそれぞれを各別に温度制御するた
めのコントローラ（図示せず）を、第１図の場合
と同様に必要としていた。

ところで、従来のスピアシステムは、叙上の構
成になるので、所望の熱可塑性樹脂を射出成形操
作する際、ホツトランナー６，９の一方のヒータ
８，１１は、ランナー部５の樹脂を所望の設定温
度に保持させて可塑化溶融させて置かなければな
らないが、間欠加熱体７および間欠加熱線１０は
ゲート部４の固化した少量の樹脂を溶融する時に
のみ、換言すれば図示されていない射出機構の射
出成形操作の都度事前にしかも瞬間的に加熱する
ことにより固化樹脂を溶融させて所謂ゲート４を
開いてランナー部５内の溶融樹脂をキヤビテイ１
内に注入できると共に、この注入操作の終了後に
ゲート４の溶融樹脂を固化させるために前記間欠
加熱体７および間欠加熱線１０の温度を降下させ
て所謂ゲート４を閉じてキヤビテイ１内の注入樹
脂を固化成形でき、ついで、金型２，３を開いて
成形品を取り出すことができるものである。

この従来のスピアシステムは、換言すれば、射
出成形操作の都度、必らずゲート４のきわめて狭
少な領域での少量の樹脂を、間欠加熱体７および
間欠加熱線１０の温度制御によつて局部的に加熱
状態と非加熱状態または高温加熱状態と低温加熱
状態に切替えて溶融と固化とを有効に行わせて所
謂ゲート４の開閉操作を行うようにしているので
精密成形性、量産性および低コスト生産性など多
くの利点を有しているが、ホツトランナー６，９
内に設けたランナー加熱用ヒータ８，１１に対
し、ゲート４開閉用のヒータすなわち間欠加熱体
７および間欠加熱線１０を別個に設ける必要があ
り、しかも各別の温度制御を必要とするためにコ
ントローラの構成が複雑化かつ大型化ならざるを
得ないという問題点があつた。

ことに、キヤビテイ１が二個以上多数設けられ
ている場合とか一つのキヤビテイに対して二以上
のゲートを必要とする場合などにおいて多くの問
題点があつた。

〔発明の概要〕

この発明は、叙上の点に着目して成されたもの
で、ランナー部内の溶融樹脂を可塑化状態に保温
するための単一の電気的熱源たとえばヒータのみ
を用い、このヒータの熱エネルギーをゲート部ま
で有効に伝達させると共に、このゲート部に作用
する熱量の大小に基づくゲート部の樹脂の固化、
溶融という開閉制御を、前記ヒータの温度制御に
よつて行わせ、従来必要不可欠としたゲート用の
ヒータを省略した所謂、単一の温度制御のみを行
うコントローラを用いて従来と全く同様のスピア
システムを実施できるようにしたランナーレス射
出成形方法およびホツトランナーを提供するもの
である。

そして、この発明はゲート部の熱冷却をヒータ
自体の電源制御のみならず、冷却流体の間欠供給
によつて有効に冷却を行えるようにしたランナー
レス射出成形方法およびホツトランナーを提供す
るものである。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を図面と共に説明す
る。

なお、従来例と同一または相当部分には同一符
号を付しその説明の詳細を省く。

まず第３図ないし第７図に示される三実施例に
ついて詳説する。これ等の実施例は、所謂砲弾型
の形状を備えてランナー部５の中心軸上に配設さ
れ、このランナー部５内に滞留する可塑化樹脂を
中心部より外方に向けて加熱することより溶融状
態を保持できる構成を備えている。

１２はホツトランナー、１３はこのホツトラン
ナー１２の外筒体、１４は、この外筒体１３内に
収容される単一加熱体としての電気的加熱源すな
わちカートリツジヒータを示す。１５はこのカー
トリツジヒータ１４内に捲装される電熱線で、ホ
ツトランナー１２の先端に行くに従つて捲装密度
が大きくなり発熱温度がホツトランナー１２の先
端尖鋭部１２ａにおいて熱可塑性樹脂を加熱溶融
できるように設定してある。

ところで、第３図に示す実施例にあつては、カ
ートリツジヒータ１４の先端に細杆状突起１４ａ
を突設し、この突起１４ａがホツトランナー１２
の尖鋭部１２ａに臨まれるように形成してあり全
体としてカートリツジヒータ１４と外筒体１３と
は通気性の充填物１６を介して密着させることな
く一体的に結合させて空気通路を形成してある。
１７は感温素子１８を有する温度センサー用配
線、１９は冷却空気送気管で、その先端はホツト
ランナー１２の尖鋭部１２ａに相当するカートリ
ツジヒータ１４の細杆状突起１４ａに臨ませて局
部的な冷却ができるように構成してある。２０は
カートリツジヒータ１４の導線を示す。

叙上の構成になるので、第３図の実施例におい
てカートリツジヒータ１４の働きによりホツトラ
ンナー１２が十分加熱されると共にカートリツジ
ヒータ１４の捲線密度はホツトランナー１２の先
端に行くに従つて次第に大きくなるので放熱量も
大となり細杆状突起１４ａへの熱伝導も大となり
したがつてホツトランナー１２の先端尖鋭部１２
ａも十分加熱されてゲート部４での樹脂の熱溶融
を可能とするものである。

なお、カートリツジヒータ１４より発熱される
ランナー部５内の樹脂可塑化に必要な熱量以外は
通気性の充填物１６を経てホツトランナー１２外
へ排熱されるのでランナー部５内の樹脂を必要以
上の高温に加熱する虞れはない。この熱量排出手
段には強制的な吸引手段、冷気供給手段などを組
み合わせて行うこともできる。

このようにして、カートリツジヒータ１４の働
きによりランナー部５およびゲート４部の樹脂が
溶融状態となつていれば、所謂ゲート４が開いて
いることとなり射出成形操作を行うことができ
る。

つぎにカートリツジヒータ１４に対する通電を
停止するか、または通電量を低下させれば、カー
トリツジヒータ１４の温度は降下し、殊に、細杆
状突起１４ａへの熱伝導も温度降下を来たし、ホ
ツトランナー１２の先端尖鋭部１２ａの発熱温度
も降下するのでゲート４の樹脂加熱も低下し、急
速に冷却固化し、所謂ゲートを閉じることができ
る。

なお、この際、冷却空気送気管１９よりホツト
ランナー１２の先端尖鋭部１２ａへ強制的に冷却
空気を送気することによつてより迅速なゲート閉
塞を行わせることができる。

このようにゲート４部の溶融樹脂を局部的に冷
却固化してキゲートを閉じることができるが、ラ
ンナー部５の溶融樹脂は、ホツトランナー１２内
のカートリツジヒータ１４が通電停止又は通電量
の低下によつて一時的に加熱作用が停止または弱
まることとなつてもホツトランナー１２自体の熱
容量を大きく形成することにより溶融樹脂を冷却
固化させる程の温度降下を生ずる虞れはなく、つ
ぎの射出成形操作、すなわちカートリツジヒータ
１４への通電開始または通電量の増加によつて再
びゲート４部の固化樹脂を加熱して溶融し、所謂
ゲートを開いて円滑な射出成形操作を行わせるこ
とができるものである。

以上、第３図に示す実施例がこの発明の最も簡
単な構成を示すものである。

つぎに第４図および第５図に示す実施例につい
て説明する。

この実施例は、前記実施例におけるカートリツ
ジヒータ１４を変形した単一加熱体としての電気
的加熱源すなわち加熱体２１を砲弾型のホツトラ
ンナー１２の外筒体１３内に埋設固定したもので
中心軸上に中空筒部２２を形成し、この筒部２２
の外周に前記実施例と同一の手法で電熱線１５を
捲装すると共にさらにこの筒部２２の先端には円
錐状の絞り部２３を介して細管部２４を一体的に
連通させ、この細管部２４をホツトランナー１２
の先端尖鋭部１２ａ内に臨ませて構成してある。
そしてさらにホツトランナー１２の内周面と加熱
体２１との間に過熱防止用の邪摩板２５を介装さ
せこの邪魔板２５の多数の小孔２６を通してホツ
トランナー１２の外筒体１３へ必要な熱量のみを
伝導でき、必要以上に大きな熱量は邪摩板２５で
阻止するか或いは邪摩板２５の外周に設けられる
放熱路２７を介してホツトランナー１２外へ排熱
できるようになつている。なお、この放熱路２７
には、冷却空気送気管１９が挿通され、この管１
９の先端が、前記加熱体２１の先端すなわち細管
部２４を局部的に冷却できるようにノズル状を形
成して細管部２４の近くに開口させてあり冷却空
気の空気通路を形成している。また符号２８はホ
ツトランナー１２内に加熱体２１を確実に収容固
定させるためのキヤツプを示す。

叙上の構成に基づいて作用を説明する。

加熱体２１の電熱線１５は、導線２０に通電す
ることにより高熱を発し、ホツトランナー１２を
加熱すると同時に中空筒部２２を加熱し、内部の
空気を有効に加熱する。電熱線１５より発せられ
る熱量が必要以上に高い場合、邪摩板２５によつ
てホツトランナー１２の外筒体１３への熱伝導を
阻止し、小孔２６を通つて外方に伝導される熱が
主として外筒体１３に作用し、さらにホツトラン
ナー１２の外方へ必要な熱エネルギーを放出して
樹脂を熱溶融できるものである。電熱線１５はホ
ツトランナー１２の先端部分に局部的に捲回密度
を大きくしてあるため先端尖鋭部１２ａへの熱エ
ネルギーの伝達効果が良いばかりでなく、中空筒
部の22内の空気の加熱効果も極めて有効に働くた
め、膨脹された加熱空気は絞り部２３を経て細管
部２４に達し、さらには第５図矢符のとおり加熱
空気は細管部２４の先端開口部より吐出されてホ
ツトランナー１２の先端尖鋭部１２ａを内側から
有効に加熱できるものである。

したがつて、先端尖鋭部１２ａが臨まれるゲー
ト４部の僅かな樹脂を局部的に加熱して溶融可塑
化状態とすることができる。この状態は所謂ゲー
ト４が開いた状態であるので、前述したように射
出成形操作を行うことができる。

そして、この射出成形操作が完了した後、電熱
線１５への通電を停止するか通電量を低下させれ
ば中空筒部２２への加熱作用は停止または減少す
るので加熱空気が細管部２４への加熱効果も逓減
すると共に、冷却空気送気管１９より冷却空気を
送給することによつて細管部２４は急速瞬時にし
て冷却され、ホツトランナー１２の先端尖鋭部１
２ａも冷却されて結局のところゲート４内の溶融
樹脂は固化し所謂ゲートを閉じることができるも
のである。

つぎに、この冷却空気の送給を停止し、再び電
熱線１５に対して通電および通電量を増加させれ
ば前述と同様に中空筒部２２内の加熱空気の働き
と電熱線１５による熱伝導によつて細管部２４は
再加熱され、ゲート４の樹脂を溶融させてゲート
を開くことができる反覆した射出成形操作を行わ
せることができるものである。

なお、電熱線１５に対する通電制御操作によつ
てホツトランナー１２の外筒体１３は、僅かに温
度変化を生ずるが、その温度変化は僅少であつて
ランナー部５内を溶融樹脂を冷却固化させる不都
合はなく常に可塑化溶融状態に保たせて置くこと
ができる。

また電熱線１５の温度制御は、感温素子１８の
検知する温度によつて図示しないコントローラの
働きで安全に行わせることができる。

さらに、第６図および第７図の実施例について
説明する。

この実施例は、前記第４図および第５図に示し
た冷却空気送気管１９に相当する冷却空気送気管
２９を加熱体３０の中心軸上に挿通し、加熱体３
０の先端に一体的に形成した針管３１に向つて冷
却空気が吐出されるように構成してあり、吐出さ
れた冷却空気は第７図および第６図に示すように
間隙３１ａから邪魔板２５の外周の空隙部を通り
キヤツプ３４の透穴（図示せず）から排出される
構成となつて空気通路を形成している。

そして加熱体３０は前記実施例と同様の単一加
熱源としての電気的熱源であつて捲装した電熱線
１５を有し、さらにこの電熱線１５には過熱防止
用の邪魔板２５が設けられ、かつ前記送気管２９
を中心とした外周にはヒータ芯３２を設けると共
にこの芯３２と前記邪魔板２５との間には絶縁材
または硬化防止剤のような充填材３３を介して電
熱線１５を埋設してある。なおキヤツプ３４は冷
却空気送気管２９を挿通できる透孔構造を備えさ
せてある。３１ａはホツトランナー１２内の加熱
体３０との間で形成される間隙を示す。

叙上のように構成されているので電熱線１５に
通電させれば、前述と同様にホツトランナー１２
の先端尖鋭部１２ａが加熱されてゲート４部の樹
脂を加熱溶融してゲートを開き、反対に電熱線１
５への通電を停止したり、通電量を低下させれ
ば、先端尖鋭部１２ａの加熱温度は低下し、同時
に冷却空気送気管２９よりの空気の局部冷却によ
つて有効瞬時に先端尖鋭部１２ａの温度を降下さ
せてゲート部の樹脂を固化させ、所謂ゲートを閉
じることができるものである。しかも電熱線１５
への通電制御がどのように変化しても、ホツトラ
ンナー１２によるランナー部５内の樹脂へは必要
最小限の熱エネルギーが供給されるので冷却固化
する虞れはなく、きわめて円滑に射出成形操作を
行わせることができる。

以上、三つの実施例を説明したが、いずれのホ
ツトランナー１２も、第８図に示すように従来の
射出成形装置と同様にマニホールド３５より一対
の金型２，３で形成されるキヤビテイ１のゲート
４およびランナー部５に向つて配設されて使用に
供せられる。

第９図は、ランナー部５がホツトランナー３６
の中心軸上に形成される形態の一実施例を示すも
ので以下にその構成を説明する。

すなわち、円筒状の外筒体３７の中心軸上に、
ゲート４およびランナー部５が連設された円筒体
３８が配設され、さらにその外周に環状小空間３
９を介して多数の小孔２６を穿つた過熱防止用の
邪魔板２５を介装させ、さらにその外周に電熱線
１５を捲装すると共にこの捲装は、外筒体３７の
前部に至るに従い捲装密度が大きくなるように形
成してある。また、この電熱線１５の外周には外
筒体３７との間に環状大空間４０が形成されて第
３図に示すような冷却空気送気管１９が縦装され
て冷却空気の空気通路を形成している。なお、ゲ
ート４を構成する内筒体３８の先端部分３８ａ
は、外筒体３７の先端部分３７ａと同様にこれを
細管構造として形成するものである。符号４１
は、電熱線１５の外周に配設される円筒状の加熱
アダプターを示し、電熱線１５よりの熱エネルギ
ーを有効にゲート４部に伝達できるようにこのア
ダプター４１の先端４１ａを細管状に絞つてゲー
ト４を形成する内筒体３８の先端部分３８ａと接
触させるものである。

なお、このホツトランナー３６は、第１０図に
示すようにマニホールド３５、一対の金型２，３
のキヤビテイ１に一致してゲート４が臨まれるよ
うに配設するものである。

叙上の構成に成るので、電熱線１５に通電させ
れば、前述と同様にホツトランナー３６の前部が
他の部に比較して強力に加熱され、加熱アダプタ
ー４１を介して先端４１ａを急速に加熱できる。
勿論電熱線１５はその捲装の全域で、必要以上の
熱エネルギーを発生しているので一部が邪魔板２
５によつて遮蔽されるが、環状小空間３９を介し
て内筒体３８を加熱し、中心軸上に形成されるラ
ンナー部５内の溶融樹脂を加熱して可塑化状態を
保持させることができる。必要以上の電熱線１５
の熱エネルギーは、内外の小空間３９、大空間４
０によつて放熱されしたがつてランナー部５に対
しては適正な加熱温度の下に加熱しており専らゲ
ート部４に対して加熱溶融可能な熱エネルギーが
供給されるものである。

したがつて、電熱線１５に通電した状態ではゲ
ート４部の樹脂は加熱溶融し、所謂ゲートは開い
た状態を呈しているものであるから、射出成形操
作を行うことができるものである。

つぎに、電熱線１５に対する通電を停止したり
または通電量を低下させれば、ゲート４部の温度
は降下し同時に冷却空気送気管１９よりの空気に
よる局部冷却によつて溶融樹脂は冷却固化して所
謂ゲートを閉じることができるものである。しか
も、電熱線１５への通電制御がどのように変化し
てもホツトランナー３６によるランナー部５内の
樹脂への必要最小限の熱エネルギーが供給される
ので、冷却固化することなくきわめて円滑に射出
成形操作を行なわせることができる。

この発明は叙上のようにホツトランナーを加熱
するための電気的熱源を備え、電気的熱源によつ
てホツトランナーの先端部を十分加熱してゲート
部を局部的に加熱したり電気的熱源の制御に加え
て冷却空気の併用により急速に冷却することがで
きるので、ゲート部の樹脂の加熱溶融と冷却固化
というゲートの開閉操作をきわめて円滑に行わせ
ることができると共に、必要以上に高い熱エネル
ギーは排熱してランナー部にはたえず適正な温度
を与えることができ、しかも電熱線に相当する電
気的熱源の制御は、単一構造の熱源の制御で可能
であるためコントローラの小型化が可能となり、
量産性、廉価性を期待できる効果を有するランナ
ーレス射出成形方法およびホツトランナーを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例を示す説明断面
図、第３図はこの発明に係るランナーレス射出成
形方法に用いるホツトランナーの一実施例を示す
説明断面図、第４図はこの発明に係る他の実施例
を示すホツトランナーの一部切欠断面図、第５図
は同上Ａ部の拡大断面図、第６図は同じくこの発
明の他の実施例を示す一部切欠断面図、第７図は
同上Ｂ部の拡大断面図、第８図は前記実施例を射
出成形装置に用いた場合の要部断面図、第９図は
この発明に係る他のホツトランナーを示す説明断
面図、第１０図は同上ホツトランナーを用いたラ
ンナーレス射出成形装置の一実施例を示す要部の
説明断面図である。 ４……ゲート、５……ランナー部、６，９，１
２，３６……ホツトランナー、７……加熱体、１
０……間欠加熱線、１４，２１，３０……単一加
熱体としてのカートリツジヒータ（電気的加熱
源）、１５……電熱線、１７……感温素子１８の
温度センサー用配線、１９，２９……冷却空気送
気管、２５……邪魔板、２８，３４……キヤツ
プ、３１……針管、３５……マニホールド、３８
……内筒体、４１……加熱アダプター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的加熱源を有するホツトランナーにより
   ランナー部内の熱可塑性樹脂を溶融可塑化状態に
   保温し、かつキヤビテイに通ずるゲート部の前記
   樹脂を加熱溶融または冷却固化させて、ゲートを
   開閉することにより射出成形操作を行うようにし
   たランナーレス射出成形方法において、ホツトラ
   ンナー内に冷却空気通路を設け、冷却空気をホツ
   トランナーの先端部分内部に供給して先端部を急
   速に冷却してゲート部の樹脂の冷却効果を促進し
   てゲートを閉じるようにしたことを特徴とするラ
   ンナーレス射出成形方法。 ２ ほぼ砲弾型の形状を有し先端の尖鋭部を射出
   成形装置のキヤビテイに通ずるゲート部に臨ませ
   て射出成形装置のランナー部内に装着してランナ
   ーレス射出成形方法の実施に使用するホツトラン
   ナーであつて、ほぼ砲弾型の形状を有する外筒体
   の内部に該外筒体を加熱する電熱線を尖鋭部に近
   い側の捲回密度を高くして装着し、冷却用空気を
   外筒体尖鋭部内に供給して前記電熱線により加熱
   された尖鋭部を急速に冷却し、かつ温度上昇した
   冷却用空気を外筒体外に排出するための空気通路
   を備えたことを特徴とするホツトランナー。 ３ 熱可塑性樹脂を溶融可塑化し射出成型する射
   出成形装置に装着してランナーレス射出成形方法
   の実施に使用するホツトランナーであつて、端部
   のゲートから射出する溶融可塑化した熱可塑性樹
   脂を保温滞留させるランナー部を中心軸線上に有
   し、該ランナー部を加熱する電熱線をゲートに近
   い側の捲回密度を高くして装着し、冷却用空気を
   ゲート近傍部に供給して前記電熱線により加熱さ
   れたゲート部分を急速に冷却し、かつ温度上昇し
   た冷却用空気をホツトランナー外に排出するため
   の空気通路を備えたことを特徴とするホツトラン
   ナー。