JPH07108544B2 - 射出成形機のノズル加熱方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出ノズルを加熱する際
に用いて好適な射出成形機のノズル加熱方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来技術及び課題】一般に、射出成形機における射出
装置の加熱筒には、加熱筒内の溶融樹脂を金型キャビテ
ィ内へ射出充填するための射出ノズルを備えるととも
に、この射出ノズルには内側の溶融樹脂を所望の溶融状
態に維持するためのノズル加熱装置を付設している。

【０００３】ところで、射出ノズルの先端温度を適温に
維持することは安定した成形を行う面からも極めて重要
であり、例えば、温度が高すぎる場合には「ドルーリン
グ」を生じたり、また、温度が低すぎる場合には射出ノ
ズルに「詰まり」を生じる。一方、射出ノズルの軸方向
における温度分布は図５に示すようになる。同図から明
らかなように、射出ノズルの中間部の温度は温度センサ
により検出される実測温度に基づいてフィードバック制
御されるため、設定温度Ｔｓに維持されるが、射出ノズ
ルの先端は、当該射出ノズルの温度よりも１００〜２０
０℃程度低くなるように冷却される金型に当接（ノズル
タッチ）することから、非ノズルタッチ時とノズルタッ
チ時では温度が大幅に変動する。即ち、非ノズルタッチ
時には温度分布曲線Ｍ１で示すように温度降下は比較的
小さいが、ノズルタッチ時には温度分布曲線Ｍ２で示す
ように温度は急激に低下する。なお、温度分布曲線Ｍ３
は樹脂通過時の温度を示す。

【０００４】そこで、従来はこのような温度変動による
弊害を防止するため、射出ノズルの軸方向に複数の温度
制御領域を設定し、設定した各温度制御領域においてそ
れぞれ個別に温度制御することも行われていた（例え
ば、実開昭６３−１５４２１０公報等参照）。

【０００５】しかし、このような従来の方法は独立した
複数の制御装置が必要になることから、温度センサ及び
制御系の構成部品もそれぞれ対応して複数必要になり、
大幅なコストアップを生ずる難点があった。

【０００６】本発明はこのような従来技術に存在する課
題を解決したものであり、射出ノズルに対して最適な加
熱を行うことができるとともに、大幅なコストダウンを
図ることができる射出成形機のノズル加熱方法及び装置
の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る射出成形機
のノズル加熱方法は、射出ノズル２を加熱するに際し、
射出ノズル２を軸方向に複数の加熱ゾーンＺａ、Ｚｂに
分け、最前部の加熱ゾーンＺａに対するノズルタッチ時
の加熱量を非ノズルタッチ時の加熱量よりも大きく設定
するとともに、他の加熱ゾーンＺｂに対する加熱量を非
ノズルタッチ時及びノズルタッチ時とも同一条件に設定
することを特徴とする。この場合、最前部の加熱ゾーン
Ｚａは非ノズルタッチ時に間欠的に加熱し、かつノズル
タッチ時に連続的に加熱するとともに、他の加熱ゾーン
Ｚｂは非ノズルタッチ時及びノズルタッチ時とも間欠的
に加熱することが望ましい。

【０００８】また、本発明に係る射出成形機のノズル加
熱装置１は、射出ノズル２の軸方向に付設した複数のヒ
ータ３ａ、３ｂと、最前部のヒータ３ａに対するノズル
タッチ時の給電量を非ノズルタッチ時の給電量よりも大
きくなるように制御し、かつ他のヒータ３ｂに対する給
電量を非ノズルタッチ時及びノズルタッチ時とも同一条
件に制御する制御機能部４を備えてなることを特徴とす
る。この場合、制御機能部４は射出ノズル２の温度を検
出する単一の温度センサ６を備え、この温度センサ６の
検出結果に基づいて全ヒータ３ａ、３ｂに対する給電量
を同時にフィードバック制御可能に構成することができ
るとともに、最前部のヒータ３ａに対するノズルタッチ
時の印加電圧の大きさを調節する電圧調節部７を備えて
構成できる。また、制御機能部４は最前部のヒータ３ａ
に対して非ノズルタッチ時に間欠的に給電し、かつノズ
ルタッチ時に連続的に給電するとともに、他のヒータ３
ｂに対して非ノズルタッチ時及びノズルタッチ時とも間
欠的に給電する制御を行うことが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明に係る射出成形機のノズル加熱方法及び
装置１によれば、射出ノズル２の軸方向に複数の加熱ゾ
ーンＺａ、Ｚｂが設定される。そして、制御機能部４に
よって、まず、非ノズルタッチ時には、予め設定された
給電条件（加熱条件）により複数のヒータ３ａ、３ｂが
制御されるとともに、ノズルタッチ時には、最前部のヒ
ータ３ａに対する給電量（加熱量）が非ノズルタッチ時
よりも大きくなるように制御され、また、他のヒータ３
ｂの給電量（加熱量）は非ノズルタッチ時と同一となる
ように制御される。これにより、射出ノズル２の先端に
金型が当接することに伴う加熱ゾーンＺａの温度降下が
補償される。このように、各ヒータ３ａ、３ｂはノズル
タッチを切換点として給電制御される。

【００１０】なお、制御機能部４によって、金型が当接
したことの影響を受けない他の加熱ゾーンＺｂに設けた
温度センサ６の検出温度に基づいて全ヒータ３ａ、３ｂ
に対する給電量（加熱量）がフィードバック制御される
ため、各ヒータ３ａ、３ｂは単一の制御系により同時に
制御されることになる。

【００１１】この場合、制御機能部４により最前部のヒ
ータ３ａに対しては非ノズルタッチ時に間欠的な給電が
行われるとともに、ノズルタッチ時に連続的な給電が行
われ、対応する加熱ゾーンＺａの加熱が行われる。ま
た、他のヒータ３ｂに対しては非ノズルタッチ時及びノ
ズルタッチ時とも間欠的な給電が行われ、対応する加熱
ゾーンＺｂの加熱が行われる。この際、電圧調節部７に
より最前部のヒータ３ａに対するノズルタッチ時の印加
電圧の大きさが最適となるように調節される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１３】まず、本発明に係るノズル加熱装置１の構
成について、図１〜図２を参照して説明する。

【００１４】図１において、１０は射出成形機における
射出装置である。射出装置１０は加熱筒１１を備え、こ
の加熱筒１１の内部にはスクリュ１２を挿通するととも
に、加熱筒１１の先端には射出ノズル２を備える。な
お、１３は金型、１４は加熱筒１１に付設したヒータ
（バンドヒータ等）を示す。

【００１５】そして、射出ノズル２には本発明に係るノ
ズル加熱装置１を設ける。まず、射出ノズル２を軸方向
へ前後二つの加熱ゾーンＺａ、Ｚｂに分け、各加熱ゾー
ンＺａ、Ｚｂにはバンドヒータ等を利用したヒータ３
ａ、３ｂをそれぞれ付設する。この場合、前部の加熱ゾ
ーンＺａは温度変動の大きい射出ノズル２の最前部に設
定するとともに、後部の加熱ゾーンＺｂは加熱ゾーンＺ
ａを除く射出ノズル２の全体に設定する。また、射出ノ
ズル２の軸方向略中央部（ヒータ３ｂの付設部位）には
熱電対等を利用した温度センサ６を付設する。一方、温
度コントローラ２１を備え、この温度コントローラ２１
には各ヒータ３ａ、３ｂを接続するとともに、温度セン
サ６を接続する。

【００１６】次に、温度コントローラ２１の具体的な構
成について、図２を参照して説明する。加熱ゾーンＺａ
に付設したヒータ３ａは開閉スイッチ２２、２３、さら
に、電圧調節部７を介して電源部２６に接続するととも
に、このヒータ３ａは開閉スイッチ２４、２５、さら
に、給電調節部２７を介して電源部２６に接続する。ま
た、加熱ゾーンＺｂに付設したヒータ３ｂも給電調節部
２７に接続する。一方、２８は制御部であり、電源部２
６及び給電調節部２７に接続するとともに、この制御部
２８には前記温度センサ６を接続する。なお、開閉スイ
ッチ２２、２３、２４及び２５は制御部２８により制御
される。

【００１７】次に、本発明に係るノズル加熱方法を含む
加熱装置１の動作について、図２及び図３を参照して説
明する。

【００１８】まず、非ノズルタッチ時（射出ノズル２が
金型１３から離れた状態）には開閉スイッチ２２及び２
３は開、また、開閉スイッチ２４及び２５は閉となって
いる。これにより、給電調節部２７からヒータ３ａ及び
３ｂの双方に同一条件（異条件でもよい）の給電が同時
に行われる。なお、図３（ａ）はヒータ３ｂに対する給
電時の電圧波形（電圧Ｖｎ）を示すとともに、図３
（ｂ）はヒータ３ａに対する給電時の電圧波形（電圧Ｖ
ｎ）を示し、各ヒータ３ａ、３ｂにはスイッチングされ
た間欠的な給電が行われる。

【００１９】また、この際には、給電調節部２７及び制
御部２８は温度センサ６から検出される検出温度によ
り、射出ノズル２の加熱温度が設定温度となるようにヒ
ータ３ａ及び３ｂに対する給電量をフィードバック制御
する。即ち、加熱温度が設定温度よりも低い場合には間
欠的な給電における通電時間を長くし、これにより、給
電波形のデューティ比を大きくするとともに、加熱温度
が設定温度よりも高い場合には通電時間を短くし、これ
により、給電波形のデューティ比を小さくする。なお、
この場合、ディーティ比はそのままで電圧の大きさを制
御してもよい。

【００２０】他方、ノズルタッチ時（射出ノズル２が金
型１３に当接した状態）には射出ノズル２の位置検出等
によりノズルタッチを検出し、図３に示すＰｔ点におい
て、制御部２８は開閉スイッチ２２及び２３を閉、ま
た、開閉スイッチ２４及び２５を開にする。この結果、
ヒータ３ｂへの給電量は図３（ａ）に示すように、その
まま同一条件で継続するも、ヒータ３ａには電圧調節部
７から給電され、図３（ｂ）に示すように、電圧調節部
７によって電圧調節（低圧化）された電圧Ｖｓによる連
続的な給電が行われる。なお、この場合、電圧調節部７
により、射出ノズル２における加熱ゾーンＺａの加熱温
度が最適となるように電圧Ｖｓの大きさが予め設定され
る。

【００２１】よって、ノズルタッチ時における加熱ゾー
ンＺａの加熱温度は、図５に示す温度分布曲線Ｍ４のよ
うに改善され、従来技術下における温度分布曲線Ｍ２よ
りも温度降下が抑制される最適な加熱温度が設定される
とともに、このような加熱温度は単一の制御系により実
現される。図４は射出ノズル２の経時的な温度変化を示
し、Ｔａは加熱ゾーンＺａにおける加熱温度、Ｔｂは加
熱ゾーンＺｂにおける加熱温度を示す。なお、Ｐｔ点は
ノズルタッチの始点を示すとともに、Ｐｆ点は射出直
前、Ｐｂ点は射出直後の時点を示している。また、同図
中、点線Ｔａｓは従来技術下における温度変化を示す。

【００２２】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、ヒータに対する給電は間欠的に行う場合を例示
したが全て連続的に行ってもよい。また、他の加熱ゾー
ン及び他のヒータは複数であっもよい。さらにまた、電
源部は直流電源又は交流電源のいずれでもよく、交流電
源の場合には図３の電圧波形は交流電圧のゲート波形と
なる。その他、細部の構成、形状、手法等において、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。

【００２３】

【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
ノズル加熱方法は、射出ノズルを加熱するに際し、射出
ノズルを軸方向に複数の加熱ゾーンに分け、最前部の加
熱ゾーンに対するノズルタッチ時の加熱量を非ノズルタ
ッチ時の加熱量よりも大きく設定するとともに、他の加
熱ゾーンに対する加熱量を非ノズルタッチ時及びノズル
タッチ時とも同一条件に設定し、また、本発明に係る射
出成形機のノズル加熱装置は、射出ノズルの軸方向に付
設した複数のヒータと、最前部のヒータに対するノズル
タッチ時の給電量を非ノズルタッチ時の給電量よりも大
きくなるように制御し、かつ他のヒータに対する給電量
を非ノズルタッチ時及びノズルタッチ時とも同一条件に
制御する制御機能部を備えてなるため、射出ノズルに対
して最適な加熱を行うことができるとともに、加えて単
一の制御系で足りることから大幅なコストダウンを図る
ことができるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るノズル加熱装置を含む射出ノズル
の周辺構成図、

【図２】同ノズル加熱装置のブロック構成図、

【図３】同ノズル加熱装置におけるヒータに対する給電
波形図、

【図４】同ノズル加熱装置により加熱した射出ノズルの
経時的な温度変化図、

【図５】射出ノズルにおける軸方向の温度分布曲線図、

【符号の説明】

１ ノズル加熱装置 ２ 射出ノズル ３ａ ヒータ（最前部のヒータ） ３ｂ ヒータ（他のヒータ） ４ 制御機能部 ６ 温度センサ ７ 電圧調節部 Ｚａ 加熱ゾーン（最前部の加熱ゾーン） Ｚｂ 加熱ゾーン（他の加熱ゾーン）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出ノズルを加熱するに際し、射出ノズ
   ルを軸方向に複数の加熱ゾーンに分け、最前部の加熱ゾ
   ーンに対するノズルタッチ時の加熱量を非ノズルタッチ
   時の加熱量よりも大きく設定するとともに、他の加熱ゾ
   ーンに対する加熱量を非ノズルタッチ時及びノズルタッ
   チ時とも同一条件に設定することを特徴とする射出成形
   機のノズル加熱方法。
2. 【請求項２】 最前部の加熱ゾーンは非ノズルタッチ時
   に間欠的に加熱し、かつノズルタッチ時に連続的に加熱
   するとともに、他の加熱ゾーンは非ノズルタッチ時及び
   ノズルタッチ時とも間欠的に加熱することを特徴とする
   請求項１記載の射出成形機のノズル加熱方法。
3. 【請求項３】 射出ノズルの軸方向に付設した複数のヒ
   ータと、最前部のヒータに対するノズルタッチ時の給電
   量を非ノズルタッチ時の給電量よりも大きくなるように
   制御し、かつ他のヒータに対する給電量を非ノズルタッ
   チ時及びノズルタッチ時とも同一条件に制御する制御機
   能部を備えてなることを特徴とする射出成形機のノズル
   加熱装置。
4. 【請求項４】 制御機能部は射出ノズルの温度を検出す
   る単一の温度センサを備え、この温度センサの検出結果
   に基づいて全ヒータに対する給電量を同時にフィードバ
   ック制御可能に構成することを特徴とする請求項３記載
   の射出成形機のノズル加熱装置。
5. 【請求項５】 制御機能部は最前部のヒータに対して非
   ノズルタッチ時に間欠的に給電し、かつノズルタッチ時
   に連続的に給電するとともに、他のヒータに対して非ノ
   ズルタッチ時及びノズルタッチ時とも間欠的に給電する
   制御を行うことを特徴とする請求項３記載の射出成形機
   のノズル加熱装置。
6. 【請求項６】 制御機能部は最前部のヒータに対するノ
   ズルタッチ時の印加電圧の大きさを調節する電圧調節部
   を備えることを特徴とする請求項３記載の射出成形機の
   ノズル加熱装置。