JPS61197216A - ホツトランナ−式射出成形装置 - 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】 （発明の技術分野） 本発明はプラスチック射出成形装置、特にホットランナ
・一式射出成形装置に関するものである。

（従来技術） 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、所謂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時に製品
とともに金型外に排出するようにした所謂コールドラン
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
ー式射出成形システムが知られている。

このようなホットランナー式射出成形においては型開時
のゲート部の樹脂の「切れ」が問題となる。すなわち、
成形機のノズルから各キャビティのゲートに至るまでの
樹脂通路を外部から抵抗加熱ヒーターによって加熱して
樹脂を溶融状態に保つものが知られているが、該樹脂通
路のゲート孔に近い部分は、一般に冷却水によって常に
冷却されているキャビティプレートに近いために、金型
の開閉操作に伴なう温度変動が激しくゲート孔付近の樹
脂温度を一定に保つのが極めて困難であり、樹脂温が高
過ぎて樹脂が糸を引いたり′、樹脂が固化してゲート孔
を詰まらせてしまって次の射出が不可能になるというよ
うな問題があった。また樹脂温が高過ぎると、型開中に
ゲート孔から樹脂が洩れ出す所謂「はなたれ」現象も起
きる。

このような問題を解決するために、ゲート部分に機械的
な弁を設け、ゲート近傍の樹脂を溶融状態に保つのに充
分な熱を加えるとともに型同時に前記弁を閉じて樹脂の
糸引きやはなだれを防止するようにした装置が開発され
たが、周知のようにゲート近傍には高圧がかかるととも
に前記弁は莫大な数の開閉を繰り返さなければならない
ために、故障が起きやすいという欠点がある。また複雑
な構造の弁を使用するために装置が大きくなるという欠
点もある。

また、ゲート孔近傍の樹脂通路内に先の尖った発熱体を
ゲート孔に臨むように配し、型開時にはゲート孔内の樹
脂を積極的に冷却固化させて、型開時のゲート孔からの
樹脂洩れないし、糸引きを防止するとともに次のサイク
ルの射出直前に前記発熱体を高温に加熱してゲート孔内
の固化した樹脂を再溶融させ射出が可能となるようにす
る所謂間欠加熱方式のホットランナー式射出成形装置も
知られているが、この装置においてはゲート内の固化し
た樹脂を再溶融させるのに時間を要する、樹脂通路内に
発熱体が配されるために射出圧の減損が著しい、特にガ
ラス繊維入りの樹脂等による成形の際には発熱体の先端
が破損したり、摩耗したりするといった種々の問題があ
る。またゲート内の固化した樹脂を瞬時に再溶融させる
ために発熱体先端に充分な熱を与えようとすると、発熱
体の基部の方がどうしても先端より高温になるために基
部の周辺の樹脂が焦げたり分解したりするという問題も
ある。

また従来のホットランナー式射出成形装置はいずれも抵
抗加熱ヒーターからの熱伝達によって所望の加熱部位、
例えばゲート孔を加熱するようになっているため熱的な
レスポンスが悪くその加熱部位を所望の温度に制御する
のが極めて困難であり、特に複数個のキャビティを備え
た多数個取りの金型の場合には各キャビティのゲート孔
の温度を等しくするのが（所謂ゲートバランスの維持）
極めて困難であった。また抵抗加熱ヒーターは自己抵抗
発熱であるために断線が頻繁に起きるという欠点がある
。

上記のような事情に鑑みて本出願人は以前に複数のキャ
ビティを備えた金型の各ゲート孔付近の樹脂温を精度よ
く制御することができるとともに良好なゲートバランス
を維持することができ、したがって弁の開閉、ゲート孔
の間欠加熱等複雑な機構を用いなくとも糸引、はなだれ
、ゲート詰まり等を起こすことなく良好な成形ができる
ようにしたホットランナー式射出成形装置を発明し、出
願した。（特願昭５９−０３７１２１　）当該特許出願
に係るホットランナー式射出成形装置においては成形機
のノズルと金型内の各キャビティを接続する樹脂通路（
一般にスプル一部とランナ一部からなる。）の各キャビ
ティのゲート孔に隣接した部分が、高周波誘導加熱によ
って加熱し得る材料で形成されたパイプ状部材によって
形成される。その各パイプ状部材の周囲には高周波誘導
加熱コイルが巻回され、その加熱コイルは互いに直列に
高周波電力供給手段に接続される。

またその加熱コイルに供給される電力を制御することに
よってパイプ状部材の温度を＃Ｊ　ｉｌｌする制御手段
が設けられる。

前記加熱コイルに前記電力供給手段から高周波電流を供
給すると前記パイプ状部材が電磁誘導によって発熱する
。この電磁誘導による発熱によっ□てパイプ状部材を加
熱するのは抵抗加熱ヒーターからの熱伝達によって加熱
するのに比べて熱的レスポンスが良い。すなわち、ヒー
ターからの熱伝導による場合にはパイプ状部材の温度が
所定の温度に達したときには、ヒーターはより高温にな
っていてヒーターへの通電が停止した後にもパイプ状部
材の温度が上昇し続けたり、パイプ状部材の温度が低下
したときにヒーターに通電を開始してもパイプ状部材の
温度が下がり続けるリンギング現象による遅延時間があ
るが、誘導加熱による場合にはパイプ状部材自体が発熱
するのであり、しかも発熱速度も極めて速いからリンギ
ングのおそれがなく、極めて良好に温度制御ができる。

またヒーターからの熱伝導による場合はヒーターと被加
熱部材（パイプ状部材）の接触具合などによってその被
加熱部材の温度が大きく変化するのに対して電磁誘導に
よる加熱の場合にはコイルと被加熱部材の間の微小な位
置関係はその被加熱部材の温度に殆ど影響を与えないた
め、各ゲート孔付近の樹脂温を精度良く制御することが
でき、またゲートバランスの維持も極めて容易になると
いう特長がある。さらに前記誘導加熱コイルは単なる導
線を巻いたものであるから、ゲート孔に相当近い位置ま
で巻回することができ、したがってパイプ状部材のゲー
ト孔に相当近い部分まで直接発熱させることができるか
ら、パイプ状部材の先端部（ゲート孔に近い部分）と基
部（ゲート孔から離れた部分）との温度差を極めて小さ
くすることができる。そのためゲート孔内の樹脂を溶融
状態に保つのに充分な温度まで先端部を加熱したときに
基部の温度が上がり過ぎてその部分に接触している樹脂
が焦げたり分解したりするというようなことがない。さ
らに各加熱コイルを直列に接続すると、例えば経年変化
による１つの加熱コイル回路の抵抗の変化等が全ての加
熱コイルに流れる電流に影響するためゲートバランスが
特に維持し易い。

すなわち各加熱コイルを並列に電源に接続した場合には
何らかの理由で１つの加熱コイル回路の抵抗が大きくな
るとそのコイルに加えられる電力が小さくなってそのコ
イルの巻かれたパイプ状部材の温度のみが下がることに
なるが、直列に接続しておくと全ての加熱コイルに加え
られる電力が小さくなり、したがって全てのパイプ状部
材の温度がほぼ一様に下がることになり、ゲートバラン
スが極めて維持し易い。また本発明者の実験によれば各
加熱コイルの巻数は数ターンから１０数ターンで充分で
あり、各コイルを並列に電源に接続した場合には負荷が
小さいためにパワーが入りにくいという問題がある。さ
らに高周波誘導加熱コイルによる発熱はコイルの電源か
らの距離すなわち表皮効果を含めた線路の抵抗ロスにも
依存するから各コイルを並列に電源に接続する場合には
各コイ。

ルの電源からの距離を正確に一致させるか、或いは各コ
イルの電源からの距離の違いを考慮して巻数等を加減し
ないとゲートバランスがくずれることになり、この点で
も各コイルを直列に電源に接続するようにするのは望ま
しい。さらに、前述のように本装置においてはパイプ状
部材の周囲に数ターンから１０数ターン導線を巻くだけ
でゲート孔付近の樹脂を加熱することができるから、ゲ
ート周囲の構造が極めて簡単になる。したがって本装置
によれば小さな製品の多数個取りの金型や１つのキャビ
ティに対して数個のゲートを備えた金型のホットランナ
−化が容易に実現できる。なお、パイプ状部材の温度を
所望の値に制御する前記温度制御手段としてはパイプ状
部材に温度を検出して設定値との高低に応じて、電源手
段から加熱コイルへ供給される電力を調整乃至オン−オ
フするような回路を使用することができる。

周知のようにゲート孔付近の樹脂温を精度良く制御する
ことさえできれば、型開時にゲート孔からの樹脂洩れや
糸引を生ぜず、しかもゲート詰まりを起こさないような
臨界的な樹脂温を探し出すのは当業者には容易であり、
したがって本装置によれば機械的に開閉する弁、間欠加
熱等の複雑な機構を用いることなく良好なホットランナ
−武威形を行なうことができる。また上述の間欠加熱方
式の成形装置のように樹脂通路の内部に発熱体を配する
必要がないから射出圧の減損が少なく、また発熱体の破
損等による装置の故障がない。

しかしながら、上記特許出願に係る射出成形装置におい
て、誘導加熱用コイルは、自己の抵抗発熱および加熱し
たパイプ状部材からの熱を受けて高温になるため、コイ
ルに銅線を用いた場合は銅線の酸化が問題となり、他の
素材を用いた場合でも成形時に樹脂から発生するガス等
によって化学的に腐食されるという問題がある。コイル
表面に、電気的絶縁性があり、且つ樹脂からの発生ガス
との化学反応を起こさない材料のＩ！（ポリイミド。

カプトン、ポリアミドイミド等）をコーティングするこ
とも考えられるが、これらの材料は高温条件下では劣化
するという問題がある。

（発明の目的） 以上のような事情に鑑みて本発明は上記特許出願に係る
ホットランナー式射出成形装置において、各加熱コイル
の温度を比較的低温に抑えることができるようにした装
置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の装置は、誘導加熱コイルとパイプ状部材の間に
空気断熱層を設けるとともに、この誘導加熱コイルを保
持するコイルアセンブリの外壁を金型と接触させたこと
を特徴とするものである。

このようにすれば、誘導加熱コイルは、断熱層によるパ
イプ状部材からの熱の伝達制限および金型への熱の放散
によって比較的低温に保たれ、コイル表面層の劣化を防
止することができる。断熱層として高断熱材（例えば雲
母、セラミックス等）を用いても良いが空気断熱層とす
ることが好ましい。

（実　施　例） 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図において本発明の一実施例のホットランナー式射
出成形装置は４つのキャビティ１２ａ　、　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）の固定ダイプレートに固
定される固定側ハーフ１４と移動ダ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１
６が固定側ハーフ１４に押圧されると、すなわら金型１
０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は固定ダイプレートに取り付けら
れる取付プレート１８．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に押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１Ｇ側に開口す
る４つの凹部２８ａ　、　２８ｂ　、　２８ｃ　、　２
８ｄ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　、　３０
ｂ　、　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
にそれぞれ形成されたゲート孔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、そのランナ一部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〜３６
ｄ１７）周囲には加熱コイル３８ａ　、　３８ｂ　、　
３８ｃ　、　３８ｄがそれぞれ巻回されており、後に詳
述するようにこの加熱コイル３８ａ〜３８ｄに高周波電
流を通すと各チップ３６ａ〜３８ｄ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（図示
せず）によって所望の温度まで加熱されるようになって
いる。

従来のホットランナー式射出成形装置と同様に成形機の
ノズルから射出された溶融樹脂は前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２Ｇおよび移動側ハーフ１６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が優遇せしめられて金型
が開かれる。このときキャビティ１２ａ〜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１４から除去される。

各加熱コイル３８ａ〜３８ｄは中継ボックス４０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。

電力供給口［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．ＡＣ電源をオン・オ
フするＳＳＲ（ソリッドステートリレー）４５、後述す
る温度制御回路５２のＩＩＩ　ａｌｌの下に開閉（オン
−オフ）を繰り返すスイッチング素子４Ｇ、トランス４
８．そのトランス４８の一次側に並列に接続されたコン
デンサＣ９およびフィルター回路５０からなっており、
前記トランス４８の二次側に前記４つの加熱コイル３８
ａ〜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〜３６ｄの先
端部の１１度を検出する４つの熱電対５４ａ　、　５４
ｂ　、　５４ｃ　、　Ｓ４ｄを備えている。その４つの
熱電対５４ａ〜５４ｄの出力は切換回路５６によって順
次増巾回路５８に入力され、増巾された後、Ａ／Ｄ変挽
回路６０に入力される。

このＡ／Ｄ変挽回路６０によってデジタル信号に変換さ
れた各熱電対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。

１１１［１回路６２には更に設定温度入力回路６６およ
び温度表示凹路６８が接続されている。設定温度入力回
路６Ｇは設定ダイヤル等によって選択されるチップ先端
部の設定温度を制御回路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
熱電対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３８８〜３８ｄの先端部の温度を取
り出して、演算回路７０によって４つのチップ３８ａ〜
３８ｄの先端部の温度の平均値を求め、その平均値と前
記設定温度との差を求める。ｔＩＩＪｔ１１回路６２は
この差の大きさに応じて発振回路７２を制御して発振回
路１２の出力信号を変化させる。本実施例における電力
供給回路４２においては周波数が所定の範囲内で低い程
大きな電力が加熱コイル３８ａ〜３８ｄに入るようにな
っており、制御回路６２は前記設定温度とチップ先端部
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を制御する。本実施例では発振回路
７２は２０Ｋ　Ｈｚ〜５０ＫＨ２の間で発振する。この
発振回路１２の出力信号はドライブ回路７４によって電
流増巾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
１２の発振周波数に応じてＲ閏を練り返すことによって
前記トランス４８の一次側に高周波電流が流れ、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つの加熱コイル３８
ａ〜３８ｄに高周波電流が供給される。加熱コイル３８
ａ〜３８ｄに高周波電流が流れるとその加熱コイルが巻
かれている各チップ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合型用のＳ　Ｋ　Ｄ
−６１，６２等がある。

前記温度制御回路５２は各熱電対５４ａ〜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（ｎ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１２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、したがって加熱コイル３８ａ〜３８
ｄに供給される電流の周波数も高くなって結局各加熱コ
イル３８ａ〜３８ｄに供給される電力が小さくなる。す
なわら、温度制御回路５２はチップ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
は大きな電力を加熱コイル３８ａ〜３８ｄに供給し、実
際の温度が設定温度に近づくにつれてその供給電力を小
さくし、それによってチップ先端部の実際の温度を設定
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、その差が大きい程大きく供給°電力を減す
るようにして実際温度を設定温度に近づける。また前記
温度表示回路６８はチップ先端部の実際温度、設定温度
との差等を表示する。このような高周波誘導加熱によっ
てチップを加熱する本実施例の装置においてはチップ３
６ａ〜３６ｄ自体が発熱するのであるから、抵抗加熱ヒ
ーター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帰因す
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。

前記Ｓ　Ｓ　Ｒ４５は制御回路６２に接続されており、
所定の周期で開閉される。例えば０．５ｓ　ｅ　ｃ毎に
１０ｍ　ｓ　ｅ　ｃだけ開かれる。すなわち制御回路６
２は所定の周期でＡＣ電源をオフすることによって電力
供給回路４２からの出力を停止し、その間に熱電対５４
ａ〜５４ｄからの温度情報を記憶回路６４に記憶させる
。したがって熱電対５４ａ〜５４ｄの近傍において加熱
コイル３８ａ〜３８ｄによって発生される高周波磁界の
影響を受けずに熱電対５４ａ〜５４ｄの信号を読み取る
ことができる。なお、Ｓ　Ｓ　Ｒ４５を開く周期および
その時間は特に上記例に限定されるものでなく適当に選
択して差し支えないが、その周期を余り長くすると、温
度検出の間隔が広くなり過ぎて、特に熱的レスポンスの
良い本実施例の装置においては温度制御上望ましくない
。またＳＳＲ４５を開く周期が短か過ぎたり、あるいは
開く時間が長過ぎたりすると、電力が加熱コイル３８ａ
〜３８ｄに供給される時間が短くなりチップ３６ａ〜３
６ｄを所望の温度まで加熱するのに時間がかかることに
なる。したがってこのような点を適切に考慮してＳ　Ｓ
　Ｒ４５を開く周期および時間を決定するのが望ましい
。

なお、Ｓ　Ｓ　Ｒ４５としては制御回路６２から開信号
が入ってもＡＣＩ！源の電圧がゼロになる迄は開かず、
逆に閉信号が入ってもＡＣ電源の電圧がゼロになる迄は
閉じないゼロクロス型のＳＳＲを使用するのが望ましい
。

更に、制御回路６２は後に詳述するように成形機（図示
せず）からの信号に応答して各加熱コイル３８ａ〜３８
ｄに供給される電力を所定の時間だけ最大にする。

制御回路６２としては通常マイクロプロセサーが使用さ
れるが、上記のような制御を行なうためのマイクロプロ
セサーの動作を第６図のフローチャートを参照して説明
する。

第６図において制御回路（マイクロプロセサー）６２は
まずＳ　Ｓ　Ｒ４５を開くとともに切換５６を切り換え
て各熱電対５４ａ〜５４ｄの出力Ｔｏを読み取り、その
平均値ＭＴｏを演算する。（ステップＳｘ　）次にステ
ップＳ２において設定温度ＳＴと平均値ＭＴＯの偏差Ｘ
を演算し、ステップＳ３においてその偏差Ｘが正かどう
か、すなわち設定温度ＳＴの方が平均値ＭＴＯより高い
かどうかを判別する。

ｘ＞Ｑの場合にはそのＸの絶対値に対応するα（≧Ｏ）
を制御値Ｃに加えて、発振回路７２に出力する。（ステ
ップＳａ　、　Ｓｓ　）　Ｘ　＜Ｑの場合にはそのＸの
絶対値に対応するα（≧０）を制御値Ｃから減じて発振
回路７２に出力する。（ステップＳｓ　、　Ｓｓ　）次
にステップＳＴにおいて成形機から型閉め開始信号が入
力されたかどうかを判別する。

型閉め開始信号が入力されていない場合にはステツブＳ
１に戻ってステップ８１〜Ｓ７を繰り返す。

型閉め開始信号が入力されている場合はタイマーＴｌを
ＯＮする。（ステップＳｓ　）このタイマーＴＩは加熱
コイル３８ａ〜３８ｄに供給する電力を最大にするタイ
ミングを決定するものである。このタイマーＴ１がｕｐ
したら（ステップＳ３）、前記制御値Ｃを最大として発
振回路７２に出力する。

（ステップＳ膿）これと同時にタイマーＴ２をＯＮする
。（ステップＳｕ）このタイマーＴ２は制御値Ｃを最大
にしておく時間、すなわち最大電力を加熱コイル３８ａ
〜３８ｄに供給する時間を決定するものであり、タイマ
ーＴ２がｕｐするまで制御値Ｃは最大に保たれる。次に
タイマーＴ２がｕｐすると（ステップＳ　１２　）制御
１１１Ｃが最小または零にされる。（ステップＳ　ｓａ
　）次にステップＳ１において熱電対５４ａ〜５４ｄの
出力Ｔｏの平均値ＭＴＯが前記設定値ＳＴより下がった
かどうかが判別される。平均値ＭＴｏが設定値ＳＴより
高い間は制御値Ｃは最小に保たれる。ここで平均値ＭＴ
。

が設定１＋ｔｌ　Ｓ　Ｔより低くなるとステップＳ２に
戻って平均値ＭＴｏが設定値ＳＴに収束するように制御
がなされる。

なお、前述のようにタイマーＴ１は加熱コイル３８ａ〜
３８ｄに供給する電力を最大とするタイミングを決定す
るものであり、タイマーＴ２はその最大電力の持続時間
を決定するものであり、樹脂の種類、定常温度（＊記設
定温度）、成形サイクル時間等を考慮して射出寸前にゲ
ート孔近傍の樹脂が溶融して射出可能となるように設定
される。このように射出寸前に加熱コイル３８ａ〜３８
ｄに大電流を供給して射出可能状態となるようにするこ
とによって定常温度（設定温度）を、糸ひきゃ、はなだ
れが生ぜず、しかもゲート詰まりも発生しないような臨
界的な温度より低く設定することができ、多少のゲート
バランスのくずれもそれによって吸収することができる
から温度の精度に対する要求が緩くなり、したがって制
御が楽になる。

なお、第６図に示すフローチャートにおいては、射出可
能状態とするために制御値Ｃを最大とすることによって
最大電力を加熱コイル３８ａ〜３８ｄに供給するように
なっているが、必らずしも最大電力を供給する必要はな
く、所望の樹脂温の上昇が得られるだけの電力を供給す
ればよい。この場合にはステップＳＩ＠において制御値
Ｃを最大とする替りに、それまでの制御値Ｃに所望の樹
脂温上昇分に応じた値（α）を加えたものを制御ｉｉｍ
ｃとして発振回路７２に出力してやればよい。

またＷＸ６図のフローチャートにおいては成形機からの
信号を型閉め開始信号としたが、成形サイクル中に一定
タイミングで出力される信号であればどのような信号を
利用してもよいことは言う迄もない。

第２図は各チップ周辺の構造をチップ３６ａを例にとっ
て詳細に示すものである。

第２図に示すように、チップ３８ａはゲート孔近傍の樹
脂通路を形成する貫通孔８０を備えたバイブ状の部材で
ある。貫通孔８０は先端部（ゲート孔３２ａ側）におい
て細くなってゲート孔３２ａをほぼ同じ径を有するよう
になっている。チップ３６ａの両端面には環状の突条８
２ａ　、　８２ｂが設けられている。チップ３６ａはマ
ニホールドブロック２２とキャビティプレート２Ｇの闇
に押圧挾持されるようになっており、その際上記突条８
２ａ　、　８２ｂが多少変形することによって押圧面か
らの樹脂洩れを防止するようになっている。もらろん他
のシール手段例えばＯリングを用いて樹脂の洩れを防止
するようにしてもよい。また先端面の突条８２ｂはチッ
プ３６ａとキャビティプレート２６との接触面積を小さ
くしてチップ３６ａの先端部からキャビティプレート２
Ｂに奪われる熱ｌを小さくするのにも役立つ。チップ３
６ａの先端近傍には熱雷対５４ａの先端を挿し込む凹部
８４が設けられている。加熱コイル３８ａおよび熱電対
５４ａは高周波遮へい効果を有する金属で形成されたケ
ース８６内に収容されており、ざらにその加熱コイル３
８ａのリード線８８ａおよび熱電　　　□対５４ａのリ
ード線８８ｂはケース８６に一体的に接続されたシール
ド間９０内を通って前記中継ボックス４０まで延びてい
る。加熱コイル３８ａは導電性が良く、腐食に強い金属
、例えば銀、銀の合金、銅線等の心線とその上に被せら
れた絶縁被覆からなっており、チップの大きさ等に応じ
て通常数ターンから１０数ターンチツプの周囲に巻回さ
れる。チップ３６ａの後端部にはマニホールドブロック
２２からの熱伝達があり、逆にチップ３６ａの先端部か
らはキャビティプレート２６によって熱が奪われるため
、加熱コイル３８ａはできるだけチップ３６ａの先端に
近い位置に巻回して先端部にコイル３８ａからの磁束が
集中するようにするのが望ましい。

なお、チップが長くて、チップ中央部からの放熱が大ぎ
い場合には、第３図に示すように先端部において密、中
央部から後端部において疎となるようにコイルを巻いて
もよい。なお、加熱コイル３８ａがチップ３６ａの外面
に密着しているかどうかはチップ３６ａの先端部の温度
に殆ど影響を与えないが、コイル３８ａのチップ３６ａ
の長さ方向の位置や巻き密度はチップ３６ａの先端部の
温度に大きな影響を与えるから、コイル３８ａはチップ
３６ａの周囲に固定するのが望ましい。これには耐熱性
の接着剤等を使用しても良いし、第４図に示すようにチ
ップ３６ａの外面に所望の巻きパターンに従って螺旋状
の溝９０を切ってその溝９０内にコイルを巻くようにし
てもよい。

前記中継ボックス４０は高周波電力供給回路４２の前記
トランス４８の二次側を接続するためのコネクター１０
０、および前記各加熱コイル３８ａ〜３８ｄを接続する
ためのコネクター１０１．　１０２．　１０３．　１０
４を備えている。コネクター１０１．　１０２．　１０
３゜１０４は互いに直列にコネクター１００に接続され
ている。更に、各コネクター１０１．　１０２．　１０
３゜１０４を跨ぐように（並列に）ゲートバランス調整
用回路を接続するためのゲートバランス調整用コネクタ
ー１１１．　１１２．　１１３．　１１４が接続されて
いる。このゲートバランス調整用コネクター１１１〜１
１４に適宜ゲートバランス調整用回路を接続することに
よって個々のチップ３Ｇａ〜３６ｄの温度を制御するこ
とができる。第１図にはゲートバランス調整用コネクタ
ー１１１．　１１３を介して加熱コイル３８ａ　、　３
８ｃにそれぞれ並列にコンデンサー　１０５を接続した
例が示されている。この場合、加熱コイル３８ａ　、　
３８ｃが巻かれているチップ３６ａ　、　３６ｃの温度
が上界し、他の加熱コイル３８ｂ　、　３８ｄが巻かれ
ているチップ３６ｂ　、　３６ｄの温度が下がる。ゲー
トバランス調整用回路としてコンデンサーの替りにコイ
ルもしくは抵抗を使用すると、加熱コイル３８ａ　、　
３８ｃが巻かれているチップ３６ａ　、　３６ｃの温度
が下がり、他の加熱コイル３８ｂ　、　３８ｄが巻かれ
ているチップ３６ｂ　、　３６ｄの温度が上がる。すな
わら、コンデンサー、コイル、抵抗等のゲートバランス
調整用回路を加熱コイルに選択的に並列に接続すること
によって、各加熱コイルへの電力の供給の配分を変える
ことができ、それによって直列に接続された複数の加熱
コイル３８ａ〜３８ｄによって発熱せしめられるチップ
３６ａ〜３６ｄの温度を別々に上下せしめられることが
できるのである。つまり、何らかの要因によって温度が
下がり易いチップに巻かれている加熱コイルに他の加熱
コイルよりも大きな電力が供給されるように対応するゲ
ートバランス調整用コネクターにコンデンサーを接続し
てもよいし、逆に何らかの要因によって温度が他よりも
上がり易いチップに巻かれている加熱コイルに供給され
る電力が他の加熱コイルに供給される電力よりも小さく
なるように、その加熱コイルに対応するゲートバランス
調整用コネクターにコイルまたは抵抗を接続してもよい
。もちろん、コンデンサー、コイル、抵抗を適当に組み
合わせて使用しても差し支えない。しかしながら、ゲー
トバランス調整用回路として抵抗を使用すると、電力損
が生じ、その点では他の２者の方が望ましい。言うまで
もなく、ゲートバランス調整用回路の作用はその素子の
値が大きい程大きい。したがってオペレーターが温度表
示を見たり、各ゲート孔での樹脂の状態を見たりして、
適当な値の素子を適当なゲートバランス調整用コネクタ
ーに接続するようにしてもよいし、予め異なる値の複数
のゲートバランス調整用回路を各加熱コイル毎に切換自
在に設けておき、チップ間の温度差に応じて適当な値の
素子を選択して接続するようにしてもよい。

さらに第５図に示すようにその切換をあり御回路６２の
制御の下に自動的に行なうようにしてもよい。

すなわち第５図に示す中継ボックス４０ａにおいて各ゲ
ートバランス調整用コネクターは６つの固定接点とその
６つの固定接点のうち１つに選択的に接触せしめられる
１つの可動接点とを備えたリレー　　１２１．　１２２
．　１２３．　１２４からなっている。各リレー　１２
１〜１２４の６つの接点のうちの５つにはそれぞれ値の
異なるコンデンサーが接点されており、残りの１つの接
点はオープンになっている。各リレー１２１〜１２４は
前記制御回路６２によって制御されるリレー駆動回路１
２５によって駆動されるようになっている。制御回路６
２は前記熱電対５４ａ〜５４ｄから入力される４つのチ
ップ３６ａ〜３６ｄの温度のバラツキに応じてリレー１
２１〜１２４を選択的に駆動して所望の値のコンデンサ
ーを対応する加熱コイル３８ａ〜３８ｄに並列に接続す
るようにリレー駆動回路１２５を制御する。

なお、金型内に通されるリード線は実用上余り太くする
ことはで、きないが、電力供給回路からコイルまでの線
路の表皮効果を含めた抵抗ロスをできるだけ小さくする
ために中継ボックス４０までのラインにはできるだけ高
周波抵抗の小さい太い導線を使用し、中継ボックス４０
はできるだけ金型に近い位置に配するのが望、ましい。

上記実施例においては、射出４Ｍ（タイマーＴ２がｕｐ
した後）に制御Ｉ値Ｃを最小にして、すなわち加熱コイ
ル３８ａ〜３８ｄへの電力の供給を断つことによって定
常温度（設定温度）まで下げているが冷却水等によって
チップ３６ａ〜３６ｄの温度を定常温度まで積極的に下
げるようにしてもよい。

これには各チップの周囲に、第７図に示すように加熱用
コイルと交互になるように冷却媒体用パイプＰを巻回し
てそのパイプＰに冷却媒体を通すようにしてもよいし、
第８図に３８ａ′で示すように加熱コイル用の導線を中
空のパイプ状導線としその内部に冷却媒体を通すように
してもよい。特に後者の場合にはチップ周りの構造が複
雑化するのを防止できるだけでなく、加熱コイル用導線
の酸化を防止することもできるという長所がある。

さらに、加熱コイルの＾濃化を防止するようにした本発
明の他の実施例に係るチップ周りの構造の例を第°９図
に示す。この図の実施例においては、チップ３６ａは上
端に７ランジ部９３を有し、この７ランジ部９３より下
側の円筒部の外面９４と加熱コイル３８ａとの間に厚さ
約１ｍｌ程度の空気が充満した空気断熱層９２が形成さ
れている。この加熱コイル３８ａはこの状態のまま充填
剤９１を介してケース８Ｇに支持され、ケース８６の外
面はキャビティプレート２６と接触している。

このような構造に讐ると、加熱コイル３８ａによりチッ
プ３６ａが加熱されても、空気断熱１１９２により断熱
されるため、チップ３１１＋ａの熱が加熱コイル−３８
８に伝わりにくく、さらに、加熱コイル３８ａは充填剤
９１およびケース８６を介して、水冷却されて比較的低
温になっているキャビティプレート２６と接触している
ので、加熱コイル３８ａの熱をキャビティプレート２６
の方へ放出させることができ、加熱コイル３８ａを比較
的低温に保つことができるようになっている。このため
、充填剤９１およびケシス８Ｇは熱伝導率の良い材料を
使用することが望ましい。

なお、空気断熱層９２を設けることによる加熱効率の問
題が考えられるが、本発明はコイルによる高周波誘導加
熱であるため、空気断熱層９２の厚さをある程度以、下
にしておく限り加熱効率の低下はほとんど問題にならな
い。実際には、加熱コイルの巻き方向長さが２０１１１
％コイル内径７　ｍ　、コイル外径９ｓｍのコイルで空
気断熱層を１ａｌｌにしているが、加熱効率の低下はほ
とんど生じない。

なお、上記コイル３８ａの内径側に高周波誘導加熱に影
響を与えない、例えば雲母からなるパイプ９５を設は充
填剤９１の充填を行ない易くしてもよい。

さらに、ケース８６を円筒状にして外面全体がキャビテ
ィプレート２６に接触する例を上記に示したが、例えば
、第１１図の断面（第１０図の矢印Ａ−Ａ断面）に示す
ように、ケース８Ｂの外面の一部がキャビティプレート
２Ｇに接触するようにしてもよい。

また、コイルアセンブリ（ケース８６、充填剤９１、　
　　□加熱コイル３８ａおよび雲母パイプ９５）に対し
てチップ３６ａは別体にしてもよいし、一体にしてもよ
い。

上記ケース８６の材料としては非磁性体材料、例えばス
テンレス、アルミニウム等が好ましく、充填剤としては
セラミックス等が好ましい。

上記実施例においては、高周波電力供給回路４２として
周波数が低くなる程供給電力が大きくなる転流方式回路
を使用したが、逆に周波数が高くなる程供給電力が大き
くなる偏向方式回路も使用することができる。さらに前
記実施例においては温度制御回路５２は４つのチップ３
６ａ〜３６ｄの先端部の実ｗＡ温度の平均値と設定温度
を比較するようになっているが、どれか１つのチップの
先端部の実際温度と設定温度とを比較するようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の射出成形装置を示す概略図
、 第２図は第１図の装置の一部を詳細に示す断面図、 第３図は加熱コイルの巻き方の他の例を示す図、第４図
は加熱コイルの固定方法の一例を示す図、第５図は第１
図の装置の変更例を示す図、第６図は第１図の装置の制
御回路の作用の一部を説明するためのフローチャート、 第７図から第１１図は第１図の装置のチップ近傍部の変
更例をそれぞれ示す断面図である。 １２ａ〜１２ｄ・・・キャビティ ３２ａ〜３２ｄ・・・ゲート孔 ３６ａ〜３６ｄ・・・チ　ッ　プ ３８ａ〜３８ｄ・・・加熱コイル ４２・・・・・・・・・・・・・・・高周波電力供給回
路４５・・・・・・・・・・・・・・・５ＳＲ５２・・
・・・・・・・・・・・・・温度制御回路５４ａ〜５４
ｄ・・・熱電対 ８６・・・・・・・・・・・・・・・ケ　−　ス９１・
・・・・・・・・・・・・・・充　填　剤９２・・・・
・・・・・・・・・・・空気断熱層１００〜１０４・・
・コネクター １０５・・・・・・・・・・・・コンデンサー１１１〜
１１４・・・ゲートバランス調整用コネクター１２１〜
１２４・・・リ　　　し　　−ゝ５２ 第５Ｉ！１ 第１０図 第１１図 ９２　　　３８ａ 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 ホットランナー式射出成形装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　　　平塚市松風町６番１４号 名　称　　　　十王商事株式会社 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）固定側ハーフと移動側ハーフとからなり、両ハーフ
   を閉じたときに形成される少なくとも１つのキャビティ
   と、その各キャビティと成形機のノズルとを接続し、各
   キャビティに開口したゲート孔から各キャビティ内に溶
   融した樹脂を供給する樹脂通路とを備えた金型、および その金型の前記樹脂通路を加熱してその樹脂通路内の樹
   脂を溶融状態に保つ加熱手段、 からなるホットランナー式射出成形装置において、 前記樹脂通路の少なくとも各ゲート孔近傍の部分が、高
   周波誘導加熱で加熱し得る材料で形成されたパイプ状部
   材によって形成されており、前記加熱手段が、その各パ
   イプ状部材の周囲を巻回する高周波誘導加熱コイルおよ
   びこれを保持する部材からなるコイルアセンブリ、その
   高周波誘導加熱コイルに高周波電力を供給する高周波電
   力供給手段、およびその高周波電力供給手段から前記高
   周波誘導加熱コイルに供給される電力を制御して前記パ
   イプ状部材の温度を所望の値に制御する温度制御手段を
   備えており、 前記コイルアセンブリに保持された前記高周波誘導加熱
   コイルと前記パイプ状部材の外周面との間に断熱層が設
   けられ、前記コイルアセンブリの外壁が前記金型と接触
   していることを特徴とする成形装置。 ２）前記コイルアセンブリと前記パイプ状部材とが一体
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の成形装置。 ３）前記コイルアセンブリと前記パイプ状部材とが別体
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の成形装置。 ４）前記断熱層が空気断熱層であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の成形装置。