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技術 ホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法及び誘導加熱用コイル装置

出願人 株式会社十王
発明者 柴田逸雄枝川信一関口良一土岐仁宗像保
出願日 2000年5月10日 (20年7ヶ月経過) 出願番号 2000-618060
公開日 2002年12月10日 (18年0ヶ月経過) 公開番号 WO2000-069613
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形用の型
主要キーワード 耐熱布 コイル保持体 各区分毎 二分割構造 線材同士 耐熱繊維 結束部材 電源供給源
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この項目の情報は公開日時点(2002年12月10日)のものです。
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図面 (11)

課題・解決手段

本発明は、ランナー全長に亘って材料を均一に加熱することができ、かつマニホールドに対するコイル着脱も容易なホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法を提供する。固定金型可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法において、前記マニホールド10の、前記固定金型と前記可動金型の型め圧力が作用しない側面10bに沿って空間を設け、この空間内で前記マニホールド10のランナーの軸線に沿って前記側面10bにコイル17を巻回し、前記マニホールド10を前記側面10bから誘導加熱するようにした。

概要

背景

概要

本発明は、ランナー全長に亘って材料を均一に加熱することができ、かつマニホールドに対するコイル着脱も容易なホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法を提供する。固定金型可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法において、前記マニホールド10の、前記固定金型と前記可動金型の型め圧力が作用しない側面10bに沿って空間を設け、この空間内で前記マニホールド10のランナーの軸線に沿って前記側面10bにコイル17を巻回し、前記マニホールド10を前記側面10bから誘導加熱するようにした。

目的

効果

実績

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請求項1

固定金型可動金型とを有するホットランナー金型マニホールド誘導加熱方法において、前記マニホールドの、前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って空間を設け、この空間内で前記マニホールドのランナー軸線に沿って前記側面にコイル巻回し、前記マニホールドを前記側面から誘導加熱するようにしたこと、を特徴とするホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。

請求項2

前記コイルを前記側面から前記型締め方向と交差する面にかけて渦巻き状に巻回し、この渦巻き状のコイルによって前記マニホールドを前記側面及び前記型締め方向と交差する面から誘導加熱することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。

請求項3

マニホールドを複数の領域に分け、各領域ごとに前記渦巻き状のコイルを巻回して誘導加熱することを特徴とする請求の範囲第2項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。

請求項4

両側に結束部を有する耐熱布に渦巻き状に巻回した前記コイルを取り付け、前記耐熱布を前記コイルとともに前記マニホールドの外形に合わせて折り曲げ、前記マニホールドを跨いで前記両側の結束部を結束して、前記耐熱布を前記マニホールドに取り付けたことを特徴とする請求の範囲第2項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。

請求項5

耐熱布に渦巻き状に巻回した前記コイルを取り付け、前記耐熱布を前記コイルとともに前記マニホールドの外形に合わせて折り曲げ、前記耐熱布の周り結束バンド巻き付けて前記耐熱布を前記マニホールドに取り付けたことを特徴とする請求の範囲第2項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。

請求項6

固定金型と可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置において、前記マニホールドに着脱自在に設けられ、前記マニホールドの前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って形成された空間に配置されるコイル保持体と、このコイル保持体に保持され、前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面に巻回されたコイルとを有し、前記マニホールドを前記側面から加熱することを特徴とするホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。

請求項7

前記コイル保持体は、前記型締め方向と交差する面を跨いで前記マニホールドの対向する両前記側面に設けられ、前記コイルはこのコイル保持体に渦巻き状に保持されることを特徴とする請求の範囲第6項に記載のホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。

請求項8

前記コイル保持体が、耐熱布であることを特徴とする請求の範囲第6項又は第7項に記載のホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。

請求項9

前記耐熱布の両側に結束部を形成し、前記マニホールドを跨いで前記結束部を結束することで前記耐熱布を前記マニホールドに取り付けることを特徴とする請求の範囲第8項に記載のホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。

技術分野

背景技術

0002

ホットランナー金型においては、ランナーを加熱してランナー内の材料を溶融状態に保持することが必要である。ランナーを加熱する方法としては、ヒーター加熱誘導加熱によるものが知られているが、誘導加熱は、ヒーター加熱に比べて材料の温度を短時間で所望温度まで加熱することができるうえ温度制御性にも優れ、さらに消費電力も少ないという点で有利である。

0003

第10図は本発明の従来例にかかり、誘導加熱によるマニホールドの概略側面図である。

0004

マニホールド10は、図示しない射出シリンダから圧送されてきた溶融材料をマニホールド10内に導くスプルー部11と、このスプルー部11から流入してきた前記溶融材料をノズル20に分配するランナー部12とから構成され、ホットランナー金型の固定金型板1とこの背面に取り付けられたバックプレート2の間の空間内に配置される。射出成形時には、固定金型板1,ノズル20及びバックプレート2に大きな型締め圧力が作用するが、この型締め圧力によりマニホールド10が歪んだり位置ずれしたりしないように、マニホールド10は固定金型板1とバックプレート2との間の複数個所で断熱性支持部材16によって支持される。

0005

マニホールド10の支持部材16で支持されていない部位には、その外周に誘導加熱用コイル15が巻回されている。この誘導加熱コイル15に電圧印加すると、誘導加熱コイル15が巻回された誘導加熱部分でランナー内の材料が加熱される。

0006

しかしながら、上記のような従来の誘導加熱方法には次のような問題がある。
(1)材料の均一加熱のためにはランナー部12の全長にわたってコイル15を巻回することが好ましいが、マニホールド10を支持する支持部材16のためにコイル15を巻回することのできる部位が制限される。従って、ランナー内の溶融材料の温度にばらつきが生じ、射出成形品品質ムラを生じさせたり、鋳込み不良を生じさせたりするおそれがある。
(2)マグネシウムなどのように融点が高く熱伝導性の良い溶融金属を射出成形する場合には、前記誘導加熱部分の材料を融点よりもかなり高い温度に加熱する必要があり、湯漏れ熱歪みの危険性が高くなるほか、コイル自体の寿命も低下させる。
(3)上記問題点を解決する一つの方法として、前記支持部材に貫通穴を形成し、この貫通穴を通して誘導加熱コイルをマニホールド10の周囲に巻回することも考えられるが、セラミック等の材料で形成された支持部材に貫通穴を開けることはコスト高になるうえ、支持部材の強度を低下させるという問題がある。
(4)さらに、各コイル15は各々リード線で接続され、バックプレート2を通して機外電源供給源に接続されるが、マニホールド10の交換点検補修時にコイル15をマニホールド10から取り外すのに手間取り、作業性が悪いという問題がある。

0007

本発明は上記の問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、支持部材の強度を低下させることなくランナーの全長に亘って材料を均一に加熱することができ、かつマニホールドに対するコイルの着脱も容易なホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法及び誘導加熱用コイル装置を提供することにある。

発明の開示

0008

マニホールド10には、型締め方向(第10図において矢印Xで示す方向)と同方向に型締め圧力が作用する。本発明の発明者は、マニホールド10の前記型締め方向と平行な側面10bには前記型締め圧力が作用しないことに着目して本発明を完成させた。すなわち、マニホールド10は型締め方向と交差する面10aで支持部材16によって支持されればよく、側面10bであればランナー部12の全長にわたって長尺の空間を確保することが可能である。

0009

具体的に本発明は、固定金型可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法において、前記マニホールドの前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って空間を設け、この空間内で前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面にコイルを巻回し、前記マニホールドを前記側面から誘導加熱するようにした誘導加熱方法である。

0010

本方法によれば、ランナー内の材料をその全長にわたって均一に加熱することができる。また、マニホールドに対するコイルの着脱も容易になる。

0011

また、前記コイルを前記側面から前記型締め方向と交差する面にかけて渦巻き状に巻回し、この渦巻き状のコイルによって前記マニホールドを前記側面及び前記型締め方向と交差する面から誘導加熱する方法としてもよい。

0012

この方法によれば、前記側面のみならず前記型締め方向と交差する面からマニホールドを誘導加熱することができるので、材料の温度をより均一にすることが可能になる。また、マニホールドに対するコイルの着脱も容易である。

0013

さらに、マニホールドを複数の部分に区分し、各区分毎に一領域に分け、各領域ごとに前記渦巻き状のコイルを巻回して誘導加熱する方法としてもよい。

0014

前記渦巻き状のコイルを用いれば、任意の個所に簡単にコイルを巻回してマニホールドを前記側面から誘導加熱することが可能になる。また、各部分の材料温度を所望の温度に調節することも可能になる。

0015

本発明の誘導加熱用コイル装置は、固定金型と可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置において、前記マニホールドに着脱自在に設けられ、前記マニホールドの前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って形成された空間内に配置されるコイル保持体と、このコイル保持体に保持され、前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面に巻回されたコイルとを有し、前記マニホールドを前記側面から加熱することを特徴とする。

0016

この構成によれば、材料をランナーの全長にわたって均一に加熱することが可能である。また、コイルをマニホールドに容易に着脱することができる。

0017

また、前記コイル保持体は、前記型締め方向と交差する面を跨いで前記マニホールドの対向する両前記側面に設けられ、前記コイルはこのコイル保持体に渦巻き状に保持されるようにしてもよい。

0018

このように構成すれば、前記側面のみならず前記型締め方向と交差する面からマニホールドを誘導加熱することができるので、材料の温度をより均一にすることが可能になる。また、マニホールドに対するコイルの着脱も容易である。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本発明のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法の好適な実施形態を図面に従って詳細に説明する。なお、以下の図において第10図で示したマニホールドと同一部位同一部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

0020

第1図は本発明の誘導加熱方法の概念を説明するためのマニホールドの概略図で、第1図(a)はその平面図、第1図(b)は第1図(a)のA方向矢視図である。

0021

図示しない可動金型板が固定金型板1に押し付けられるときに付与される型締め圧力は、第1図中矢印Xで示す方向に作用する。矢印Xで示す方向と交差するマニホールド10の面10aは、断熱性の支持部材16によって適所で支持される。矢印Xで示す方向と平行なマニホールド10の側面10b側には、固定金型板1とバックプレート2との間に空間を確保する。そして、この空間内で側面10bに沿ってコイル17を巻回する。マニホールド10の側面10bに沿うようにコイル17を予め巻回してコイル体を形成しておき、このコイル体をマニホールド10の組立時にマニホールド10の周囲に取り付けるものとしてもよい。

0022

前述したように、マニホールド10の側面10bには支持部材16その他障害物が存在しないため、コイル17を容易に巻回することができる。従って、コイル17に電流を流すと、マニホールド10のランナー部12が全長に亘って誘導加熱され、ランナー内の材料が均一に加熱される。

0023

第2図は第1図の誘導加熱方法の実施形態である。マニホールド10は、その長手方向の両端が固定部材22,22によってバックプレート2に固定されることがある。そのため、この例では、固定部材22,22を避けて、コイル18をマニホールド10の側面10bから面10aにかけて渦巻き状に巻回している。このようにコイル18を巻回して形成されたコイル体は、第3図に示すような中央が開口した中空鞍形状をなしている。予め第3図に示すような形状の前記コイル体を作製しておけば、このコイル体をバックプレート2側の面10aからマニホールド10に簡単に装着することができる。

0024

この例においても、コイル18に電流を流すと、マニホールド10のランナー部12が全長に亘って加熱され、その中の材料が均一に加熱される。

0025

第4図は第1図の誘導加熱方法のさらに他の実施形態である。この例では、マニホールド10を複数の領域に分け、各領域ごとにコイル19を側面10bから面10aにかけて巻回している。図示の例では、マニホールド10を支持部材16で支持された両端部とスプルー部11を有する中央部の3つの領域に分けているが、2つ又は4つ以上に分けてもよい。このようにコイル19を取り付ければ、マニホールド10を所望領域ごとに加熱することができる。また。マニホールド10の寸法が長短いかに変化しても、コイル19を巻回してなるコイル体をマニホールド10の長さに応じて適宜の数だけ配置することにより、ランナー部12の全長にわたって材料を均一に加熱することが可能である。この場合、各コイル19はコネクタによって互いに着脱自在に接続するとよい。

0026

次に、本発明の誘導加熱用コイル装置の一実施形態を、第5図乃至第7図に従って詳細に説明する。

0027

第5図は本発明の一実施形態にかかる誘導加熱用コイル装置の正面図、第6図は第5図の誘導加熱用コイル装置の平面図、第7図は第5図の誘導加熱用コイル装置のI−I方向矢視図である。

0028

誘導加熱用コイル装置30は、マニホールド10に着脱自在に取り付けられる中空按形状のコイル保持体32と、このコイル保持体32に保持されるコイル33と、コイル保持体32の外側を被覆するカバー36とから概略構成される。

0029

コイル保持体32は耐熱性に優れる非導電性の材料、例えばセラミックで形成され、その表面には、コイル保持体32の外形に沿って螺旋状に連続する溝32aが形成される。コイル33は、螺旋状に巻かれながら溝32aに嵌め込まれて保持される。溝32aに嵌め込まれたコイル33は、耐熱性に優れる任意適当な接着剤等でコイル保持体32に固定するとよい。コイル33の両端は、コイル保持体32の一側に設けられた端末処理部材35によって誘導加熱用コイル装置30の外方に導かれる。

0030

また、コイル保持体32には、開口側の両端にマニホールド10の角部と係合する係合爪34が形成される。係合爪34は側面視してテーパ状に形成され、誘導加熱用コイル装置30のマニホールド10への着脱が容易に行えるようになっている。

0031

上記構成の誘導加熱用コイル装置30は、マニホールド10に一つ又はマニホールド10の長手方向に沿って複数個取り付けることができる。マニホールド10の長手方向に沿って複数個取り付ける場合は、各誘導加熱用コイル装置30のコイル33ははコネクタ40によって接続されるのが好ましい。コネクタ40は、コイル33の両端とリード線39との接続を容易に行うことができるものであれば、公知の種々の形態のものを用いることができる。

0032

この実施形態では、コネクタ40は絶縁体仕切り42によって内部に二つの部屋43a,43bが形成されたケース41と、このケース41の部屋43a,43bにそれぞれ挿入された導電性保持部材44a,44bからなる。保持部材44a,44bにはそれぞれコイル33の両端及びリード線39を嵌め込む溝46a,46bが形成される。また、ケース41は上下二分割構造に形成され、一方がコイル33の両端及びリード線39を挟み付けて固定する保持部材として機能するとともに、コネクタ40をバックプレート2(第10図参照)に取り付けるボルト48によって分解,組立ができるようになっている。従って、ボルト48を緩めれば分割構造のケース41が緩んでコイル33の両端及びリード線39の着脱が可能になる。保持部材44a,44bは鉄や鋼、アルミなどの導電性に優れる金属で形成されているので、コイル33の両端及びリード線39を溝46a,46bにそれぞれ嵌め込んでボルト48を締め付けるだけで、簡単かつ確実にコイル33の前記両端とリード線39とを接続することができる。

0033

ブルー部11の周りに取り付ける誘導加熱用コイル装置30においては、スプルー部11を取り囲む嵌装部50を形成するとよい。この嵌装部50によって誘導加熱用コイル装置30をマニホールド10上で正確に位置決めすることができる。また、嵌装部50の周囲にコイル(図示せず)を巻回することにより、スプルー部11の材料も加熱することができるようになる。なお、マニホールド10のスプルー部11は、嵌装部50を有する誘導加熱用コイル装置30の着脱を考慮してフランジ出っ張りのないストレート形状とするのが好ましく、また、誘導加熱による効率のよい加熱を実現するために、肉厚を可能な限り薄くすることが好ましい。

0034

上記構成の誘導加熱用コイル装置30をマニホールド10に取り付け、リード線39,コネクタ40を介してコイル33に電流を流すと、マニホールド10が側面10b側から誘導加熱され、ランナー12(第10図参照)内の材料が均一に加熱される。

0035

本発明の誘導加熱用コイル装置の他の実施形態を、第8図に従って説明する。

0036

第8図(a)に示すように、この実施形態の誘導加熱コイル装置50は、マニホールド10に巻き付けて取り付けられる袋状の耐熱布51と、この袋状の耐熱布51の内側に取り付けられた渦巻き状のコイル53と、耐熱布51の両端に設けられたひも状の結束部52とから概略構成される。

0037

耐熱布51は、例えば、アルミナ繊維アルミノシリケート繊維などの耐熱繊維を袋状に織り込んでなる。複数枚の耐熱布を張り合わせ、あるいは縫いつけて、袋状に形成してもよい。また、耐熱布51の適宜の部位には、第8図に示すように、スプルー11等を挿通させるための開口55を形成してもよい。

0038

誘導加熱コイル53は、袋状の耐熱布51の内側に渦巻き状に配置される。誘導加熱コイル53は、隣り合う線材同士が接触しないように予め渦巻き状に巻かれている。この誘導加熱コイル53は、袋状の耐熱布51の中で、前記した耐熱繊維等の耐熱性の部材によって、耐熱布51に縫い付けられる。

0039

また、誘導加熱コイル53の両端は、袋状の耐熱布51から外側に突出する。

0040

ひも状の結束部52は、耐熱布51の一部から形成してもよいし、別体に形成した結束部52を、前記した耐熱繊維等で耐熱布51の両端に縫いつけるものとしてもよい。

0041

上記のように形成された誘導加熱コイル装置50を、第8図(b)に示すように、マニホールド10の取付部位の外形に合わせて折り曲げる。そして、マニホールド10を跨いで耐熱布51の両側の結束部52,52を結び合わせる。

0042

これにより、誘導加熱コイル53が耐熱布51とともにマニホールド10に取り付けられる。

0043

この後、誘導加熱コイル53の外側に延出するコイル53の両端を、外部の電源に接続された図示しないリード線に接続する。

0044

結束部は上記の実施形態のものには限られない。

0045

例えば、第9図に示すように、耐熱布51の両端に雄形スナップ57を設け、耐熱布51と別体に形成したひも状の結束部材58の両端に雌形のスナップ59を設け、雄形のスナップ57と雌形のスナップ59を嵌め合わせることで、耐熱布51の両端を結束部材58で結ぶようにしてもよい。

0046

さらに他の実施形態として、特に図示はしないが、耐熱布の両端を、耐熱性の針金で結ぶようにしてもよい。

0047

これらの実施形態によれば、マニホールド10への誘導加熱コイル装置50の着脱をさらに容易に行うことができ、価格的にも有利であるという利点がある。

0048

本発明によれば、マニホールドの型締め圧力が作用しない側面に、ランナーの軸線方向に沿って誘導加熱コイルを巻き付けるようにしているので、ランナーの全長にわたってコイルを巻回することが可能になり、ランナー内の溶融材料の温度を均一にして射出成形品の品質のムラや、鋳込み不良の発生等を防止することができる。

0049

また、均一に材料を加熱することができるので、マグネシウムなどのように融点が高く熱伝導性の良い溶融金属を射出成形する場合に局所的に融点よりもかなり高い温度で加熱する必要がなくなり、湯漏れや熱歪み等の危険性を低くすることができる。また、コイル自体の寿命も低下させることがない。

0050

さらに、支持部材と無関係にコイルを巻回することができるので、支持部材の強度を低下させるということもない。

0051

また、マニホールドへのコイルの着脱が容易であり、作業性にも優れる。
産業上の利用可能性

0052

本発明は、樹脂に限らず、マグネシウム合金アルミニウム合金亜鉛合金などの金属のホットランナー射出成形用金型にも広く適用することができる。

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