JPH0549015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ゲート部の局部加熱機構を備えた
外部加熱によるランナーレス射出成形装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、この種のホツトランナー方式と呼ばれる
ランナーレス射出成形装置は、概して金型に形成
されるランナー部内に尖鋭状の発熱体を配置して
ランナー部内の滞溜ないし流通する原料樹脂を加
熱したり、或はランナー部を構成する外周金型内
にヒータを設けてランナー部内の原料樹脂を加熱
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述の従来例ではランナーは、キヤ
ビテイに通ずるゲート部と一体構造で形成されて
いるので、前記した尖鋭状発熱体やランナー部外
周ヒータの温度制御がきわめて困難であつた。

すなわち、ランナー部内にある原料樹脂を保温
して加熱溶融のみを目的として熱エネルギーを考
慮するとゲート部に臨まれる微少量樹脂の固化な
いしは半固化が適切に制御できなくなり、型開操
作で成形品を取り出す際、ゲート部より溶融樹脂
が流出して成形性を悪化させ所謂、鼻たれ現象を
生ずる不都合があつた。

そのために本発明者が開発した商標名スピアシ
ステムと呼ばれるゲート部を内部または外部から
部分的にヒートするための特別の構成を付設して
ランナーレス射出成形を高精度かつ高能率で行う
ようにした技術が脚光を浴びている。

しかし、高精度、高精密な成形加工の場合、温
度を制御するためのコントローラを必要とし、し
かもスピアシステムでは格別大型高価格のコント
ローラを必要としていないがその他のランナーレ
ス射出成形装置ではIC技術、コンピユータ技術
を用いて所謂電子制御とも謂うべき高価なコント
ローラを利用する依存性が高いという問題点があ
つた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は叙上の点に着目して成されたもの
で、従来一般に知られている原料可塑化手段、射
出成形手段、金型構成をそのまま利用でき、前記
金型内のランナー部とキヤビテイに通ずるゲート
部とを同一線上に貫通して配設し、ランナー部を
加熱するランナー加熱手段と、ゲート部を加熱す
るゲート加熱手段とを別部材で形成すると共に前
記ゲート加熱手段は熱伝導性の高い環状材料で溶
融樹脂の流路を形成しランナー加熱手段よりの熱
エネルギーの熱伝導を受けるようにランナー加熱
手段と接触し更にヒーターなど自己発熱型の加熱
機構を付設してゲート部を外部より局部的に加熱
できるようにして構成を簡素化し、しかもきわめ
て簡単に熱制御できるようにして前記問題点を解
決した。

これにより、コンピユータなどを用いたコント
ローラによる温度制御を簡単にするか省略するか
などして温度制御を簡単にして高精度の成形品が
得られると共に構成を簡略化しコストダウンと射
出圧を著しく低下できるようにしたランナーレス
射出成形装置を提供することを目的とする。

〔作用〕

原料可塑化手段で得られランナー部に供給され
る熱溶融された原料は、ランナー加熱手段により
外方より内方に作用する熱作用を受けると共にゲ
ート部もゲート加熱手段によつて外方より内方に
働く熱作用によつて半固融状態ないし溶融状態を
保つている。

そして、前記ランナー加熱手段の温度設定は、
自己発熱機能を有するゲート加熱手段への熱伝導
を考慮して予じめ成形操作前に定めておくと共に
通常の射出成形手段によつて間欠的に原料が一定
量湯道のランナー部、ゲート部を経てキヤビテイ
内に供給される。

ことに、前記ゲート部の原料へは、ランナー加
熱手段よりの熱伝導によつて供給される熱エネル
ギーを環状のゲート加熱手段によつて間接的に与
えられているので前記ゲート加熱手段の自己発熱
作用は著しく少なくてよく、これにより成形操作
の都度半固融状態ないし溶融状態を呈しており、
謂わばゲート部は開、閉のいづれかの状態を保持
している。

したがつて、射出成形の操作の都度、キヤビテ
イ内への溶融樹脂の射出充填を円滑に行うことが
でき、しかもキヤビテイ内の成形品の取出時の型
開状態でもゲート部より不自然な鼻たれ現象が防
がれる。

また、ランナー部とゲート部は同一直線上で貫
通して配設してあるので射出圧を小さくして射出
成形操作を効率よく行わせることができる。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を説明する。

第１図において、１は原料の熱可塑化手段、２
は溶融樹脂の射出成形手段、３は金型、ことに固
定金型４に形成される湯道、５は二以上の射出流
路を形成するマニホールドで、必要数のカートリ
ツジヒータのような加熱源（図示せず）が必要個
処に設けられている。

６はマニホールド５とキヤビテイ７に通ずる中
間金型８間に配設されるランナー加熱手段で、管
環状の収容部９内に収容配設される。

ところで、このランナー加熱手段６は、格別特
定する必要はないが、ヒータとか高周波電磁誘導
コイルのように自己発熱型のものと熱伝導流体を
充填したヒートパイプなどの熱依存型とのいづれ
かを選択して用いることができる。自己発熱型で
はコントローラを必要とする場合がある熱依存型
ではコントローラは殆んど全く不用である。

第１図ないし第３図に示すこの発明のすべての
実施例は、いづれ熱依存型のヒートパイプ６ａを
用いており、熱伝導性流体を充填した全体が二重
パイプの管環状に形成され、所謂湯道３の一部と
して所望径R₁の直線上の孔に相当するランナー
部１０が形成されている。

１１は、前記ランナー加熱手段６と連接され、
キヤビテイ７と連通するゲート部１２を備えたゲ
ート加熱手段であつて、基部には、環状鍔１３を
有し、ヒートパイプ６ａの先端段部１４と係合し
ており、狭少テーパー部１５から前記径R₁より
小さい径R₂のゲート孔１６を経て、さらにテー
パー部１７を経てキヤビテイ７のゲート１６ａを
開孔している。そして、前記加熱手段６のランナ
ー部１０とゲート加熱手段１１のゲート部１２と
が同一軸線上、すなわち同一直線上に配設されて
いる。なお、このゲート加熱手段１１は熱伝導の
良い銅また、銅・ベリリウムなどの金属その他の
材料で形成するのが好ましい。

そして、前記ゲート加熱手段１１の先端には、
その外周に加熱機構のヒータＨが捲装され常時ま
たは成形操作の都度間欠的に働いてゲート加熱手
段１１の補助熱源を構成している。

１８は前記ランナー加熱手段６とゲート加熱手
段１１とを外周位置で硬固に支持する管状の支持
ホルダーを示し、一端は鍔状部１９によりマニホ
ールド５と衝接させると共に他端は折曲先端部２
０となし内側段部２１により前記ゲート加熱手段
１１の環状鍔１３と係合させ、かつこの鍔状部１
９を介して接触するヒートパイプ６ａの一端をマ
ニホールド４の端面と衝接して固定できる構成と
なつている。

２２は、前記支持ホルダー１８の鍔状部１９と
係合できる位置決めリングで、中間金型８内で微
少なエアギヤツプ２３が得られるように支持ホル
ダー１８と略同形の挿入孔２４の段部２５と係合
している。２６は熱電対などで形成される温度セ
ンサーでゲート加熱手段１１の近傍に設けてあ
る。

２７はキヤビテイ７を形成できて開閉自在の可
動金型、２８はヒータＨの外周に配設される保持
枠筒を示す。

叙上の構成に基づいて作用を説明する。

まず、原料の熱可塑化手段１によつて用いる原
料を溶融して射出成形可能とすると共に金型、こ
とに固定金型４内に設けられる保温用の加熱源に
よつてマニホールド５の熱エネルギーを、これと
衝接する支持ホルダー１８に伝達し、この支持ホ
ルダー１８よりランナー加熱手段６であるヒート
パイプ６ａを必要な温度に保持させて置く。

そして、併せて、このランナー加熱手段６と接
触している別部材のゲート加熱手段１１に対して
も必要な熱エネルギーを供給する。

予じめ設定したゲート加熱手段１１の温度に達
してから射出成形手段２により溶融原料樹脂を射
出させる。金型４内に穿つた湯道３内に溶融樹脂
が充填されていれば射出成形手段２の作用によつ
て必要量が湯道３のランナー部１０よりゲート部
１２のゲート１６ａを経てキヤビテイ７内に所定
容量の樹脂が充填される。この際、加熱機構とし
てのヒータＨによりゲート加熱手段１１に対して
常時または成形操作の通度熱エネルギーを供給し
てゲート部１２内の原料樹脂の熱溶融状態を感度
よく制御できる。

ついで、一定時間経過してキヤビテイ７内の充
填樹脂が冷却固化した後、可動金型２７が開いて
成形品が取り出される。

以上が、一回の成形サイクルであるので、爾後
反復継続して操作を行うことにより必要数の成形
品が得られる。

ところで、この実施例ではヒートパイプ６ａを
ランナー加熱手段６として用いているので、この
ヒートパイプ６ａを加熱するための熱源は、金型
４、ことにマニホールド５に内設されるカートリ
ツジヒータなどの加熱源を熱伝導という手段によ
つて必要量の熱エネルギーを吸収できると共に、
この吸収した熱エネルギーは、先端に接触して接
続されるゲート加熱手段１１にも有効に熱伝導で
きる。

したがつてゲート加熱手段１１によつてゲート
部１２内の溶融樹脂は、加熱温度が稍々低くなる
ので、不足熱量はヒータＨによつて必要に応じて
常時ないし間欠的に補給でき、ゲート部１２内の
原料樹脂を成形操作に都合の良い最適状態に保持
でき、成形品取出後のゲート１６ａより溶融樹脂
の流出、鼻たれ現象を防止でき、爾後の反復した
成形操作を高精度に行わせることができる。

また、湯道３のランナー部１０とゲート部１２
は一直線上に形成してあるため、射出圧も低くて
すむという利点があり、しかもエアギヤツプ２３
が形成してあるため、温度の逸散や、熱エネルギ
ーの損失が防がれるので成形操作を円滑に行うこ
とが可能となる。

つぎに、この発明の第二実施例を第２図につい
て説明する。

この実施例は、第１図に示すゲート加熱手段１
１を、単にランナー加熱手段６の一端面で衝接さ
せることなく、環状鍔１３を稍々拡大させると共
にさらにランナー加熱手段６のランナー部１０内
に延長して筒状部１１ａを形成しランナー加熱手
段６の内側をこの筒状部１１ａで支持し、筒状部
１１ａの内側をランナー部１０として利用できる
ようにしたもので、ヒートパイプ６ａより成るラ
ンナー加熱手段６を内外部より完全に保持補強し
てその保護を図つたものである。

また、支持ホルダー１８は、第１図の折曲先端
部２０を変形してテーパー状先端部１８ａとして
前方に延長してゲート加熱手段１１およびヒータ
Ｈを抱持する構成とすると共にマニホールド５と
の接触面に熱伝導の良好なヒートパイプ６ａの補
助ホルダー１８ｃを介在させてある。

そして、その他の構成は実質的に第一実施例と
同一であるのでその説明の詳細は省く。

つぎに、第３図に基づいて、この発明の他の実
施例を説明する。

この実施例は、ゲート加熱手段１１とランナー
加熱手段６とを直接接触させることなく、熱伝導
性の優れたしかもヒータH₂を捲装したカツプリ
ング２９を支持ホルダー１８ｂの開口端に螺合し
て介在させると共にランナー部１０を形成するラ
ンナー加熱手段６の内側部に補強用でかつ、ゲー
ト加熱手段１１と衝接する中空パイプ３０を用い
た点で前記実施例との間に構成上の相異点があ
る。

また、マニホールド５と衝接する支持ホルダー
１８ｂには、ランナー加熱手段１１のマニホール
ド側を支持する熱伝導性の優れた材料より成るリ
ング３１および支持筒３２が付設されている。

しかしながら、この実施例も前記実施例と同
様、ヒートパイプ６ａを用い金型４内の熱源を利
用してランナー部１０およびゲート部１２を外側
より中心に向つて加熱するようにした基本的な熱
作用は同一である。

したがつて、本実施例の構成のうち前記実施例
と実質的に同一なものには同一符号を付すと共
に、作用も前記実施例と同一であるのでその詳細
は省く。

以上、この説明について三実施例を記述した
が、ランナー部を加熱するランナー加熱手段６お
よびゲート部１２を加熱するゲート加熱手段１１
とが、それぞれ別部材で構成され、ゲート加熱手
段は熱伝導性の高い環状材料で溶融樹脂の流路を
形成し、そしてゲート加熱手段１１の熱エネルギ
ーはランナー加熱手段６の熱エネルギーを利用す
ると共に自らの加熱手段によつて必要な熱エネル
ギーを補給できるように構成したものであれば、
各部の構成は格別限定される必要はなく、上述の
技術内容を備えるものにすべて適用できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ランナー部およびゲート部
が同一直線上に連接され、しかもランナー部を加
熱するランナー加熱手段の熱エネルギーを直接ま
たは他のカツプリングを介してゲート部のゲート
加熱手段に伝達しているので、熱伝導および熱分
布に無理がなく、口径に応じた熱が供給される。

そして、ゲート加熱手段は熱伝導性の高い環状
材料で溶融樹脂の流路を形成しランナー加熱手段
よりの熱エネルギーの熱伝導を受けるようにラン
ナー加熱手段と接続し更にヒータなど自己発熱型
の加熱手段を備えて原料樹脂をゲート外周側から
局部的に加熱する構成である。即ち、ゲート部に
はランナー加熱手段とは別個に通電して発熱させ
るヒータを附設した自己発熱型加熱機構を具備
し、更に隣接するランナー加熱手段より熱の供給
を受ける熱依存型加熱機構をも備えており、極め
て温度管理の重要なゲート部の温度を簡単な操作
で迅速・高精度に制御できるので、高速度かつ高
密度な射出成形が可能である。更に、ランナー加
熱手段はヒートポンプのような熱依存型の構成を
用いて金型内の熱源より熱エネルギーを得ること
もでき全体の構成を簡易にしかも廉価に提供でき
る。

さらに、この発明によれば、自己発熱型と熱依
存型との併用機能を有するゲート加熱手段に超鋼
金属材料を用いることができるので溶融樹脂内に
グラスフアイバーなど他の繊維質が混入されてい
ても耐摩耗性を部分的に向上できると共にランナ
ー加熱手段よりの熱伝導も、小容積な部材で形成
できるので、ゲート部の溶融樹脂を常時または間
欠加熱などの諸制御を用いて成形操作の状況に応
じて溶融状態、固化状態または半固化状態など好
みの状態に敏感に感度よく制御できるので高精度
の射出成形操作を行うことができる。

さらにまた、この発明によれば、小型、小容積
のゲート加熱手段を予じめ設計してストツクして
置き、ランナー加熱手段は、金型、成形機の大き
さに応じてその都度準備すれば良いので、高価な
ランナー加熱手段を必要以上にストツクしている
現状の不経済性を著しく改善して無駄を無くすこ
とができる。

その上、ランナー加熱手段はヒートパイプのよ
うな熱依存型は勿論のこと、ヒータ、カートリツ
ジヒータ、あるいは高周波電磁誘導加熱コイルな
ど好みの自己発熱型の熱源を用いることができる
などの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すもので一部
を簡単に図示した要部の縦断面図、第２図および
第３図は同上の他二例を示す縦断面図である。 １……原料の熱可塑化手段、２……射出成形手
段、３……湯道、４……固定金型、５……マニホ
ールド、６……ランナー加熱手段、７……キヤビ
テイ、１０……ランナー部、１１……ゲート加熱
手段、１２……ゲート部、２９……カツプリン
グ、Ｈ，H₂……加熱機構としてのヒータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑化された原料をピストンなどの射出手
   段で金型内に設けた湯道を通してランナー部、ゲ
   ート部を経て所望のキヤビテイ内に射出成形でき
   るようにしたランナーレス射出成形装置であつて
   ランナー部およびゲート部を同一直線上に貫通し
   て配設し、かつランナー部を加熱するランナー加
   熱手段とゲート部を加熱するゲート加熱手段とを
   別部材で形成し、ランナー加熱手段は、金型を加
   熱する熱源の熱エネルギーを熱伝導で吸収して温
   度を上昇できる円管筒状ヒートパイプで形成して
   成り、ゲート加熱手段は熱伝導性の高い環状材料
   で溶融樹脂の流路を形成しランナー加熱手段より
   の熱エネルギーの熱伝導を受けるようにランナー
   加熱手段と接続した伝熱依存型加熱機構と、ラン
   ナー加熱手段とは別個に通電して発熱させるヒー
   タを附設した自己発熱型加熱機構との組み合わせ
   より成り、ゲート部の樹脂を外周側から局部的に
   加熱できるようにして成ることを特徴とするラン
   ナーレス射出成形装置。