JP2001321913A - ホットランナー型射出成形機の金型及びこの金型を用いた射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属のホットランナー射出成形をより安定的
に、かつ、より低コストで行うようにすることのできる
ホットランナー型射出成形方法を提供する。 【解決手段】 ゲートカット部を開口するために前記加
熱手段によって金属材料の加熱を開始し、一のノズルの
前記ゲートカット部の温度が前記ゲートカット部を開口
する所定の温度まで達した後に、他の前記ノズルの前記
ゲートカット部の全てが前記所定の温度に達するまでそ
の温度を保持させる。そして、全ての前記ノズルの前記
ゲートカット部の温度が前記所定の温度に達したとき
に、前記金属材料の射出を行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホットランナー型
射出成形機の金型及びこの金型における射出成形方法に
関し、特に、マグネシウム等の金属の射出成形に適した
ホットランナー型射出成形機の金型及びこの金型におけ
る射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ランナーレス射出成形法は、ランナーや
スプルーを排出することなく製品の成形が可能であるの
で、ランナー・ゲート方式の射出成形に比してその利益
が極めて大きい。このようなランナーレス射出成形は、
溶融温度が２００℃〜３００℃と比較的低温で、熱伝導
率も低い樹脂などの射出成形に適している。従って、樹
脂の射出成形においてはランナーレス射出成形法が広く
利用されている。

【０００３】図７は、誘導加熱を利用したホットランナ
ー型射出成形機の金型の断面図である。金型は、ノズル
１やマニホールド２が取り付けられる固定側金型板３
と、製品形状に応じた形状のキャビティ４ａが形成され
た可動側金型板４とを有する。キャビティ４ａは、可動
側金型板４に取り付けられた耐熱性に優れる金属コア６
に形成され、この金属コア６に対応する金属コア５が固
定側金型板３に取り付けられている。

【０００４】固定側金型板３の後方（図面上方）にはバ
ックプレート８が取り付けられ、このバックプレート８
と固定側金型板３との間の空間部７にマニホールド２が
配置される。固定側金型坂３及び金属コア５には、空間
部７から可動側金型４のキャビティ４ａに向けて貫通す
るノズル取付穴３ａが形成され、このノズル取付穴３ａ
に、空間部７側からノズル１が挿入される。ノズル１の
周囲には、コイル１４が巻回され、このコイル１４によ
る誘導加熱によって、ノズル１内の材料が加熱される。

【０００５】上記のような構成のホットランナー型射出
成形機の金型では、以下のようにして樹脂の射出成形が
行われる。図８は、ホットランナー型射出成形機の金型
を使用した樹脂の射出成形におけるノズルの加熱から射
出までのタイミングチャートである。固定側金型板３と
可動側金型４との型締めの完了と同時に、加熱時間Ｔだ
けコイル１４に所定の電圧を印加して、ノズル１を加熱
する。加熱時間Ｔ及び加熱温度は、ノズル１の図示しな
いゲートカット部の樹脂を溶かして、ゲートを開口する
のに十分な時間及び温度に予め設定される。そして、加
熱時間Ｔのタイムアップ後に、射出開始のタイミング信
号を出力して、ノズル１からキャビティ４ａに樹脂を射
出する。

【０００６】ところで、上記構成のホットランナー型射
出成形機の金型は、専ら樹脂の射出成形に用いられるも
のであるが、理論上はマグネシウムやアルミニウム、亜
鉛などの金属の射出成形に対しても適用することが可能
である。これら金属にもホットランナー射出成形法を適
用することで、材料歩留まりを大幅に向上させるととも
に工程数を削減し、コストを大幅に削減することができ
ることから、金属のホットランナー射出成形は近年注目
されている技術である。

【０００７】しかしながら、上記したような金属は、融
点が４００℃〜７００℃と樹脂の融点に比してかなり高
く、かつ熱伝導率も樹脂の熱伝導率に比してかなり大き
いという特性を有していることから、樹脂のホットラン
ナー射出成形技術をそのまま金属の射出成形に転用する
ことはできず、近年にいたるまで実現されていないのが
現実である。本願出願人は、特願平１１−３２１０５号
（未公開）で、マグネシウムやアルミニウム、亜鉛など
の金属の射出成形に好適なホットランナー型射出成形機
の金型を提案した。図９に、本願出願人が特願平１１−
３２１０５号で提案したホットランナー型射出成形機の
金型の主要部を示す。

【０００８】この金型では、ノズル１の先端部におい
て、型開き時にマグネシウムなどの金属の固化状態を安
定的に維持し、かつ、固化した前記金属の温度が前記金
属の融点に近い最適温度領域を見つけ出し、この最適温
度領域内にゲートカット部１３を設定している。そし
て、このゲートカット部１３の近傍に温度センサ１８を
設け、ゲート開口時とゲート閉鎖時とで、前記金属の温
度を最適温度に保持するようにしている。

【０００９】このようにすることで、射出成形時にはゲ
ートカット部１３で固化している金属を速やかに溶かし
て射出を可能にするとともに、型開き時には、ゲートカ
ット部１３の金属を、融点に可能な限り近い安定的な固
化状態に保って、ノズル１のランナ１１内で溶融してい
る金属が漏れ出さないようにすることができる。本願出
願人が特願平１１−３２１０５号で提案したホットラン
ナー型射出成形機の金型によって、金属のホットランナ
ー射出成形が現実に可能になった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属の
ホットランナー射出成形を樹脂と同様の短いサイクルタ
イムで行い、かつ、成形品の品質を安定させて、コスト
の低減化をさらに図るには、解決されなければならない
問題が未だ存在する。以下に、その問題点を箇条的に列
挙する。

【００１１】（１）前記したように、金属は融点が樹脂
に比して高く、かつ、熱伝導率も樹脂に比して高いた
め、僅かな温度変化で金属が溶融又は固化しやすい。そ
のため、図８に示したような樹脂の加熱・射出タイミン
グと同じようなタイミングでノズル１を加熱等すると、
次のような不都合が生じる。

【００１２】 加熱時間Ｔが長い場合 図１０は、ホットランナ射出成形法で金属を射出する場
合の、加熱、射出等のタイミングとゲートの開閉温度と
の関係を示すグラフである。図１０（ａ）に示すグラフ
が、正常な射出状態を示している。加熱時間Ｔが長い
（Ｔ＜Ｔ′）と、図１０（ｂ）に示すように、ゲートカ
ット部１３の金属の温度が適切な温度を越えて上昇し、
ノズル１内の溶けた金属がゲート１２に漏れ出しやすく
なる。ゲート１２に漏れだした金属は、低温の金型に触
れてただちに固化し、射出成形時に金属の流れを妨げる
ことになる。そのため、金型に溶融金属を供給するノズ
ルタッチ部や、マニホールドとノズルとの接合部から溶
融金属が漏れ出したり、シリンダに高い負荷が作用して
シリンダの動作不良や故障を生じさせたりする。また、
特にノズルを複数有する多点ゲートの金型では、各ノズ
ルの射出バランスが崩れて成形品の品質を不安定にした
り、成形不良を生じさせたりする。

【００１３】 加熱時間Ｔが短い場合 加熱時間Ｔが短い（Ｔ＞Ｔ″）と、図１０（ｃ）に示す
ように、ゲートカット部１３の金属の温度が十分に上昇
しないうちに加熱が停止し、ゲートの開口が不十分なう
ちに射出が行われるため、上記と同様の不都合が生じ
る。

【００１４】（２）例えば、休日明けなどのように長時
間にわたって成形機を停止させた後に、射出成形を再開
する場合には、設定した温度（温度Ａ）、設定した加熱
時間（Ｔ）で確実にゲートが開口し、適正な射出を行う
ことができるかどうかを確認するのが好ましい。樹脂射
出の場合は、融点が低いため、型開き状態でゲートが開
口するかどうかを目視で確認することが可能である。と
ころが、金属は融点が高いため、このような型開き状態
での目視確認には危険が伴い、困難である。特にマグネ
シウムは、空気に触れると激しく反応する性質があるこ
とから、上記のような目視確認は事実上不可能である。
したがって、最初に設定した温度（Ａ）や加熱時間
（Ｔ）が不適切であると、成形不良や、金型，シリンダ
等の故障又は破損を生じさせるおそれがある。

【００１５】（３）当初の設定温度（Ａ）及び設定時間
（Ｔ）が適切であっても、長時間の連続運転により金型
の温度が上昇し、設定時間Ｔより短い加熱時間で温度Ａ
に達するようになる。そのため、金型の温度上昇に合わ
せて設定時間Ｔを変更しないと、過剰加熱状態となり、
上記（１）と同様の不具合が生じる。

【００１６】本発明はこれら問題点を解決して、金属の
ホットランナー射出成形をより安定的に、かつ、より低
コストで行うようにすることのできるホットランナー型
射出成形機の金型及びこの金型を用いた射出成形方法を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のホットランナー型射出成形機の金
型は、可動金型と、固定金型と、キャビティに溶融した
金属材料を射出する複数のノズルと、この複数のノズル
を加熱するための加熱手段と、前記ノズルのゲートカッ
ト部に設けられ前記ゲートカット部の金属材料の温度を
検出する温度センサと、この温度センサの検出結果に基
づいて前記加熱手段を制御する制御手段とを有するホッ
トランナー型射出成形機の金型において、前記制御手段
は、ゲートカット部を開口するために前記加熱手段によ
って前記金属材料の加熱を開始し、一の前記ノズルの前
記ゲートカット部の温度が前記ゲートカット部を開口す
る所定の温度まで達した後、他の前記ノズルの前記ゲー
トカット部の全てが前記所定の温度に達するまでその温
度を保持させ、全ての前記ノズルの前記ゲートカット部
の温度が前記所定の温度に達したときに、前記金属材料
の射出を行う指令を出力するように構成してある。

【００１８】この構成によれば、ゲートカット部の金属
材料が前記ゲートカット部を開口する所定の温度まで達
したときに金属材料の射出が行われるので、過剰加熱又
は加熱不足ということが生ぜず、上記（１）及びの
不都合も生じない。また、過剰加熱による金属材料の漏
れだしも生じにくく、さらに、連続射出によって金型温
度が上昇しても、それとは無関係に射出を行うので、上
記（３）のような不都合も生じにくくなる。また、加熱
時間Ｔを予め設定する必要もなくなるので、射出成形機
の運転が容易になる。

【００１９】請求項２に記載の発明は、可動金型と、固
定金型と、キャビティに溶融した金属材料を射出するノ
ズルと、このノズルを加熱するための加熱手段と、前記
ノズルのゲートカット部に設けられ前記ゲートカット部
の金属材料の温度を検出する温度センサと、この温度セ
ンサの検出結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御
手段とを有するホットランナー型射出成形機の金型にお
いて、前記ゲート又は金型の所定位置に、前記ゲートへ
の金属材料の漏れ出しを検出するための第２の温度セン
サを設けた構成としてある。この場合、請求項３に記載
するように、正常状態における前記第２の温度センサの
検出パターンを記憶する記憶手段を設け、前記第２の温
度センサが前記記憶手段に記憶された検出パターン上の
温度と異なる温度パターンを検出したときに、前記制御
手段が、前記ゲートに金属材料が漏れだしたと判断する
ように構成するとよい。

【００２０】この構成によれば、当初設定した加熱時間
Ｔ及び温度Ａが不適切で、ゲート内に溶融した金属材料
が漏れだしても、この漏れだしを第２の温度センサで検
出することができ、上記（２）で示した金型やシリンダ
の故障や破損等を未然に防止することができる。したが
って、この第２の温度センサを用いて、加熱時間Ｔ及び
温度Ａを種々に設定して射出実験を繰り返すことで、金
型を開くことなく、適切な加熱時間Ｔ及び温度Ａを見つ
けだすことが可能になる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、可動金型と、固
定金型と、キャビティに溶融した金属材料を射出するノ
ズルと、このノズルを加熱するための加熱手段と、前記
ノズルのゲートカット部に設けられ前記ゲートカット部
の金属材料の温度を検出する温度センサと、この温度セ
ンサの検出結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御
手段とを有するホットランナー型射出成形機の金型にお
いて、前記制御手段は、ゲートカット部を開口するため
に前記加熱手段によって前記金属材料の加熱を開始して
から、前記ゲートカット部の温度が前記ゲートカット部
を開口する所定の温度に達するまでの時間を加熱時間Ｔ
として設定し、この加熱時間Ｔの経過後に前記ノズルか
ら前記金属材料を射出する指令を出力する構成としてあ
る。この構成によれば、当初設定した適切な加熱時間Ｔ
を、金型の温度上昇に応じて補正することができる。こ
のようにすることで、金型の温度上昇によりゲートカッ
ト部の金属材料を余剰に加熱するということを防止で
き、上記（１）及び（３）の不都合を回避することが
できる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記金型に前記ノズルが複数設けられ
ている場合において、全てのノズルの前記ゲートカット
部の金属材料の温度が前記所定の温度に達するまでの時
間を加熱時間Ｔとする構成としてある。この構成によれ
ば、ノズルが複数設けられた多点ゲートの金型におい
て、各ノズルから同時にキャビティ内に金属材料を射出
することができる。

【００２３】請求項６に記載の発明は、可動金型と固定
金型とを型締めしてノズル内の金属材料を加熱手段で加
熱し、ゲートカット部の金属材料を溶かして、キャビテ
ィ内に溶融した金属材料を射出するホットランナー型射
出成形機の金型における射出成形方法において、ゲート
カット部を開口するために前記加熱手段によって前記金
属材料の加熱を開始し、一の前記ノズルの前記ゲートカ
ット部の温度が前記ゲートカット部を開口する所定の温
度まで達した後、他の前記ノズルの前記ゲートカット部
の全てが前記所定の温度に達するまでその温度を保持さ
せ、全ての前記ノズルの前記ゲートカット部の温度が前
記所定の温度に達したときに、前記金属材料の射出を行
う指令を出力する方法としてある。

【００２４】この方法によれば、ゲートカット部の金属
材料が前記ゲートカット部を開口する所定の温度まで達
したときに金属材料の射出が行われるので、過剰加熱又
は加熱不足ということが生ぜず、上記（１）及びの
不都合も生じない。また、過剰加熱による金属材料の漏
れだしも生じにくく、さらに、連続射出によって金型温
度が上昇しても、それとは無関係に射出を行うので、上
記（３）のような不都合も生じにくくなる。

【００２５】請求項７に記載の発明は、ゲート又は金型
の所定位置に前記ノズルからの金属材料の漏れ出しを検
出するための第２の温度センサを設け、正常状態におけ
る前記ゲート又は前記金型の前記所定位置の温度を前記
第２の温度センサで検出し、正常状態における前記第２
の温度センサの検出パターンを記憶手段に記憶させ、前
記第２の温度センサが前記記憶手段に記憶された検出パ
ターン上の温度と異なる温度を検出したときに、前記制
御手段が、前記ゲートに金属材料が漏れだしたと判断す
る方法としてある。

【００２６】この方法によれば、当初設定した加熱時間
Ｔ及び温度Ａが不適切で、ゲート内に溶融した金属材料
が漏れだしても、この漏れだしを第２の温度センサで検
出することができ、上記（２）で示した金型やシリンダ
の故障や破損等を未然に防止することができる。したが
って、この第２の温度センサを用いて、加熱時間Ｔ及び
温度Ａを種々に設定して射出実験を繰り返すことで、金
型を開くことなく、適切な加熱時間Ｔ及び温度Ａを見つ
けだすことが可能になる。

【００２７】請求項８に記載の発明は、可動金型と固定
金型とを型締めしてノズル内の金属材料を加熱手段で加
熱し、ゲートカット部の金属材料を溶かして、キャビテ
ィ内に溶融した金属材料を射出するホットランナー型射
出成形機の金型における射出成形方法において、ゲート
カット部を開口するために前記加熱手段によって前記金
属材料の加熱を開始してから、前記ゲートカット部の金
属材料が前記ゲートカット部を開口する所定の温度に達
するまでの時間を加熱時間Ｔとして設定する方法として
ある。この場合、請求項９に記載するように、前記加熱
時間Ｔの設定を、所定時間ごと又は所定射出回数ごとに
行うようにするとよい。この方法によれば、当初設定し
た適切な加熱時間Ｔを、金型の温度上昇に応じて補正す
ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明のホットランナー型射出成
形機の金型の好適な実施形態を、図面に従って詳細に説
明する。 ［第１の実施形態］図１は、本発明の第１の実施形態の
説明図にかかり、（ａ）は型締め開始から型開きまでの
一連のサイクルにおけるゲートカット部１３の温度変化
を示すグラフ、（ｂ）はそのタイミングチャートであ
る。

【００２９】この実施形態では、型締め完了のタイミン
グ信号の出力と同時に、コイル１４を加熱するための加
熱信号が出力される。これにより、ノズル１内の金属材
料が加熱され、ゲートカット部１３（図７参照）の金属
材料の温度が上昇を開始する。このゲートカット部１３
の金属材料の温度が、ゲートカット部１３を開口させる
ために予め設定された温度Ａに達すると、温度センサ１
８から温度Ａの検知信号が出力され、コイル１４による
加熱が停止される。

【００３０】金型にノズル１が複数設けられている場合
には、これら複数のノズル１から同時に金属材料の射出
を行う必要がある。そのため、加熱停止後も、他のノズ
ル１の温度センサ１８から温度Ａの検知信号が出力され
るまで、待機する。この間、他のノズル１のゲートカッ
ト部１３の温度が温度Ａに達するまでの間、温度保持出
力を行って、コイル１４によりゲートカット部１３の温
度を温度Ａに保持するようにしている。そして、全ての
ノズル１についてゲートカット部１３の温度が温度Ａに
達したときに、射出タイミング信号を出力して、全ての
ノズル１から金属材料を同時に射出して、キャビティ４
ａに金属材料を充填する。この後、予め設定された時間
だけキャビティ４ａの金属材料を冷却し、型開きを行っ
て製品を取り出す。

【００３１】［第２の実施形態］図２は、本発明の第３
の実施形態にかかり、ノズル１の先端部分の拡大断面図
である。この実施形態では、ゲートカット部１３とノズ
ル１の先端との間に、ゲート部１２内への金属材料の漏
れ出しを検出するための第２の温度センサ２０が設けら
れている。この第２の温度センサ２０は、ゲートカット
部１３とノズル１の先端のほぼ中央に設けるのが好まし
い。なお、ゲート部１２内への金属材料の漏れ出しを検
出することができるのであれば、第２の温度センサ２０
に代えて、金型４側に第２の温度センサ２１を設けても
よい。また、金型４側及びノズル１の双方に、第２の温
度センサ２０．２１を設けてもよい。

【００３２】図３は、型締め開始から型開きまでの一連
のサイクルにおける第２の温度センサ２０の温度検出パ
ターンを示すグラフである。正常状態では、第２の温度
センサ２０は図３のグラフの実線で示すような温度検出
パターンを描く。しかし、ゲート１２内に溶けた金属材
料が漏れ出すと、漏れ出した高温の金属材料によって前
記温度検出パターンの一部に、温度が高い部分が表れ
る。したがって、この温度検出パターンの乱れを検出す
ることで、金属材料のゲート１２への漏れ出しを検出す
ることができる。具体的には、図３の温度検出パターン
を、時間ｔに対応させてメモリに記憶させておき、第２
の温度センサ２０が各時間ごとに検出した温度を、メモ
リ内に格納された前記温度検出パターン上の温度と比較
するようにするとよい。

【００３３】両者の温度差が予め設定された温度差より
大きいときには、ゲート１２内に金属材料が漏れだして
いると判断して、ただちに射出成形を停止させる。この
ようにすることで、射出成形機や金型の故障や破損、成
形不良などを未然に防止することができる。この実施形
態のように、金属材料の漏れ出しを検出するセンサー２
０，２１を設けることで、金型を開くことなく、適切な
温度Ａを見つけだすことが可能になる。すなわち、温度
Ａを種々に設定して射出実験を繰り返し、金属材料の漏
れ出しが始まる直前の温度を、ゲート１３が開口する最
適な温度Ａとして設定することができるわけである。

【００３４】［射出成形方法の実施形態の説明］図４
は、本発明の射出成形方法の実施形態にかかるフローチ
ャートである。型締め完了のタイミング信号が出力され
ると（ステップＳ１）、コイル１４によってノズル１内
の金属材料が加熱される（ステップＳ２）。ゲートカッ
ト部１３に設けられた温度センサ１８が、ゲートカット
部１３の金属材料の温度がゲートの開口を可能にする温
度Ａに達したかどうかを検出し（ステップＳ３）、達し
ていなければ加熱を継続させる。温度Ａに達すれば、当
該ノズル１の加熱を停止させて（ステップＳ４）、他の
ノズル１のゲートカット部１３の金属材料の温度が前記
温度Ａに達するまで待機する（ステップＳ５）。

【００３５】このとき、図４のフローチャートのステッ
プＳ６に示すように、コイル１４に所定の電圧を印加し
て、待機状態においてもゲートカット部１３の金属材料
の温度が温度Ａを下回らないように保持するのが好まし
い。この射出成形方法では、第３の実施形態で説明した
第２の温度センサ２０によって、ゲート１２内に金属材
料が漏れ出していないかどうかを判断するようにしてい
る（ステップＳ７）。予め記憶された第２の温度センサ
２０の温度検出パターンに基づいて、ゲート１２内に金
属材料が漏れだしていると判断すれば、ただちに射出成
形動作を停止させる（ステップＳ８）。

【００３６】異常がなければ、全てのノズル１のゲート
カット部１３の金属材料の温度が温度Ａに達しているこ
とを条件に、金属材料を射出してキャビティ４ａに金属
材料を充填する（ステップＳ９）。この後、所定時間型
締め状態を維持して金属材料を冷却し（ステップＳ１
０）、金属材料を固化させる。そして、型を開いて、製
品を取り出す（ステップＳ１１）。このようにして、一
連のサイクルが完了する。

【００３７】［射出成形金型の更に他の実施形態］図５
に、本発明の射出成形金型の更に他の実施形態を示す。
図５は、型締め開始から型開きまでの一連のサイクルに
おけるゲートカット部１３の温度変化を示すグラフで、
（ａ）は射出成形開始直後のもの、（ｂ）は射出成形を
繰り返し行った後のものである。

【００３８】この実施形態では、従来例と同様に、予め
加熱時間Ｔを設定するようにしている。そして、全ての
ノズル１について一律に加熱時間Ｔだけ加熱を行い、加
熱時間Ｔのタイムアップ後に、全てのノズル１から同時
に金属材料を射出させるようにしている。最初に設定さ
れる加熱時間Ｔ（Ｔ＝Ｔ１）は、例えば、先に説明した
実施形態のように、テスト射出を何回か繰り返すことに
よって見つけた適切な加熱時間Ｔ１を設定してもよい
し、経験などによって予め判明している適切な加熱時間
Ｔ１を設定するものとしてもよい。繰り返し射出成形を
行うことで金型温度が上昇してくると、ゲートカット部
１３における金属材料の温度がわずかな加熱で上昇しや
すくなり、加熱時間Ｔ１よりも短い時間でゲートカット
部１３の金属材料の温度が温度Ａに達するようになる。

【００３９】そのため、加熱時間Ｔ１のままでは、ゲー
トカット部１３の金属材料の温度が温度Ａを越えて高く
なり、ゲート１２に金属材料が漏れ出すおそれがある。
もちろん、この金属材料の漏れ出しによる射出成形機の
故障や破損等は、先の実施形態のように第２の温度セン
サー２０，２１を設けることで未然に防止することがで
きる。この実施形態では、型締め完了後に加熱を開始し
てから、ゲートカット部１３の金属材料の温度が温度Ａ
に達してゲート１３を開くまでの時間を計測し、これを
新たな加熱時間Ｔ２として設定する。以後、この加熱時
間Ｔ２で射出成形が行われる。このような加熱時間の再
設定は、所定時間ごと、あるいは所定射出回数ごとに行
うのが好ましい。また、金型３，４の所定部位の温度上
昇に基づいて行うようにしてもよい。

【００４０】［射出成形方法の他の実施形態の説明］図
６は、図５の射出成形金型における射出成形方法の実施
形態を説明するフローチャートである。型締め完了のタ
イミング信号が出力されると（ステップＳ２１）、コイ
ル１４によってノズル１内の金属材料が加熱される（ス
テップＳ２２）。予め設定された加熱時間Ｔ（初期設定
においては加熱時間Ｔ１）がタイムアップしたかどうか
を判断し（ステップＳ２３）、タイムアップすれば、加
熱を停止し（ステップＳ２４）、射出（ステップＳ２
５）、所定時間冷却（ステップＳ２６）の後、金型を開
いて製品を取り出す（ステップＳ２７）。

【００４１】また、加熱（ステップＳ２２）と平行し
て、加熱時間Ｔを再設定するかどうかを問い合わせ（ス
テップＳ２８）、再設定を行うのであれば、ゲートカッ
ト部１３の金属材料の温度が温度Ａに到達したかどうか
を判断する（ステップＳ２９）。ゲートカット部１３の
金属材料の温度が温度Ａに到達すれば、加熱開始（ステ
ップＳ２２）から温度Ａに到達するまでの時間を計算
（ステップＳ３０）し、この時間を新たな加熱時間Ｔと
して設定しなおす（ステップＳ３１）。次回の射出から
は、この新たな加熱時間Ｔに基づいて加熱が行われる。
再設定を行うかどうかの問い合わせ、又は判断（ステッ
プＳ２８）は、射出成形回数を基準に行うようにしても
よいし、金型の温度に基づいて行うようにしてもよい。
このようにして、一連のサイクルが完了する。

【００４２】本発明の好適な実施形態を説明してきた
が、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるもの
ではない。例えば、上記の第２の実施形態で、第２の温
度センサ２０をゲート１２内に一つだけ設けるものとし
て説明したが、ゲート１２内に複数設けるものとしても
よい。また、ゲート１２に限らず、固定側金型３又は可
動側金型４に設けるものとしてもよい。また、第２の温
度センサ２０の温度検出パターンに基づいてゲート１２
内に金属材料が漏れだしているかどうかを判断するもの
としたが、金属材料の漏れだしを検出できるのであれ
ば、これ以外の方法であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、上記した（１）〜
（３）の問題を解決して、金属のホットランナー射出成
形をより安定的に、かつ、より低コストで行うようにす
ることができる。また、射出成形によって得られる成形
品の品質のばらつきを抑制して、安定的な品質の成形品
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかり、型締め開始
から型開きまでの一連のサイクルにおけるゲートカット
部の温度変化を示すグラフ及びそのタイミングチャート
である。

【図２】本発明の第２の実施形態にかかり、ノズル１の
先端部分の拡大断面図である。

【図３】型締め開始から型開きまでの一連のサイクルに
おける第２の温度センサ２０の温度検出パターンを示す
グラフである。

【図４】本発明の射出成形方法の実施形態にかかるフロ
ーチャートである。

【図５】型締め開始から型開きまでの一連のサイクルに
おけるゲートカット部１３の温度変化を示すグラフで、
（ａ）は射出成形開始直後のもの、（ｂ）は射出成形を
繰り返し行った後のものである。

【図６】図５の射出成形金型における射出成形方法の実
施形態を説明するフローチャートである。

【図７】誘導加熱を利用したホットランナー型射出成形
機の金型の断面図である。

【図８】ホットランナー型射出成形機の金型を使用した
樹脂の射出成形におけるノズルの加熱から射出までのタ
イミングチャートである。

【図９】本願出願人が特願平１１−３２１０５号で提案
したホットランナー型射出成形機の金型の主要部を示
す。

【図１０】ホットランナ射出成形法で金属を射出する場
合の、加熱、射出等のタイミングとゲートの開閉温度と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ノズル ２ マニホールド ３ 固定側金型板 ３ａ ノズル支持穴 ４ 可動側金型板 ４ａ キャビティ １１ ランナー １２ ゲート １３ ゲートカット部 １４ コイル（加熱手段） ２０，２１ 第２の温度センサー

フロントページの続き (72)発明者 関口 良一 神奈川県中郡二宮町二宮1931−５ サニー ウエルＡ−202号 (72)発明者 中村 哲也 愛知県豊田市吉原町上藤池25番地 アラコ 株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動金型と、固定金型と、キャビティに
   溶融した金属材料を射出する複数のノズルと、この複数
   のノズルを加熱するための加熱手段と、前記ノズルのゲ
   ートカット部に設けられ前記ゲートカット部の金属材料
   の温度を検出する温度センサと、この温度センサの検出
   結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段とを有
   するホットランナー型射出成形機の金型において、 前記制御手段は、ゲートカット部を開口するために前記
   加熱手段によって前記金属材料の加熱を開始し、一の前
   記ノズルの前記ゲートカット部の温度が前記ゲートカッ
   ト部を開口する所定の温度まで達した後、他の前記ノズ
   ルの前記ゲートカット部の全てが前記所定の温度に達す
   るまでその温度を保持させ、全ての前記ノズルの前記ゲ
   ートカット部の温度が前記所定の温度に達したときに、
   前記金属材料の射出を行う指令を出力することを特徴と
   するホットランナー型射出成形機の金型。
2. 【請求項２】 可動金型と、固定金型と、キャビティに
   溶融した金属材料を射出するノズルと、このノズルを加
   熱するための加熱手段と、前記ノズルのゲートカット部
   に設けられ前記ゲートカット部の金属材料の温度を検出
   する温度センサと、この温度センサの検出結果に基づい
   て前記加熱手段を制御する制御手段とを有するホットラ
   ンナー型射出成形機の金型において、 前記ゲート又は金型の所定位置に、前記ゲートへの金属
   材料の漏れ出しを検出するための第２の温度センサを設
   けたことを特徴とするホットランナー型射出成形機の金
   型。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のホットランナー型射出
   成形機の金型において、正常状態における前記第２の温
   度センサの検出パターンを記憶する記憶手段を設け、前
   記第２の温度センサが前記記憶手段に記憶された検出パ
   ターン上の温度と異なる温度パターンを検出したとき
   に、前記制御手段が、前記ゲートに金属材料が漏れだし
   たと判断することを特徴とするホットランナー型射出成
   形機の金型。
4. 【請求項４】 可動金型と、固定金型と、キャビティに
   溶融した金属材料を射出するノズルと、このノズルを加
   熱するための加熱手段と、前記ノズルのゲートカット部
   に設けられ前記ゲートカット部の金属材料の温度を検出
   する温度センサと、この温度センサの検出結果に基づい
   て前記加熱手段を制御する制御手段とを有するホットラ
   ンナー型射出成形機の金型において、 前記制御手段は、ゲートカット部を開口するために前記
   加熱手段によって前記金属材料の加熱を開始してから、
   前記ゲートカット部の温度が前記ゲートカット部を開口
   する所定の温度に達するまでの時間を加熱時間Ｔとして
   設定し、この加熱時間Ｔの経過後に前記ノズルから前記
   金属材料を射出する指令を出力することを特徴とするホ
   ットランナー型射出成形機の金型。
5. 【請求項５】 前記金型に前記ノズルが複数設けられて
   いる場合において、全てのノズルの前記ゲートカット部
   の金属材料の温度が前記所定の温度に達するまでの時間
   を前記加熱時間Ｔとして設定することを特徴とする請求
   項４に記載のホットランナー型射出成形機の金型。
6. 【請求項６】 可動金型と固定金型とを型締めしてノズ
   ル内の金属材料を加熱手段で加熱し、ゲートカット部の
   金属材料を溶かして、キャビティ内に溶融した金属材料
   を射出するホットランナー型射出成形機の金型における
   射出成形方法において、 ゲートカット部を開口するために前記加熱手段によって
   前記金属材料の加熱を開始し、一の前記ノズルの前記ゲ
   ートカット部の温度が前記ゲートカット部を開口する所
   定の温度まで達した後、他の前記ノズルの前記ゲートカ
   ット部の全てが前記所定の温度に達するまでその温度を
   保持させ、全ての前記ノズルの前記ゲートカット部の温
   度が前記所定の温度に達したときに、前記金属材料の射
   出を行う指令を出力すること、 を特徴とするホットランナー型射出成形機の金型におけ
   る射出成形方法。
7. 【請求項７】 ゲート又は金型の所定位置に前記ノズル
   からの金属材料の漏れ出しを検出するための第２の温度
   センサを設け、正常状態における前記ゲート又は前記金
   型の前記所定位置の温度を前記第２の温度センサで検出
   し、正常状態における前記第２の温度センサの検出パタ
   ーンを記憶手段に記憶させ、前記第２の温度センサが前
   記記憶手段に記憶された検出パターン上の温度と異なる
   温度を検出したときに、前記制御手段が、前記ゲートに
   金属材料が漏れだしたと判断することを特徴とする請求
   項６に記載のホットランナー型射出成形機の金型におけ
   る射出成形方法。
8. 【請求項８】 可動金型と固定金型とを型締めしてノズ
   ル内の金属材料を加熱手段で加熱し、ゲートカット部の
   金属材料を溶かして、キャビティ内に溶融した金属材料
   を射出するホットランナー型射出成形機の金型における
   射出成形方法において、 ゲートカット部を開口するために前記加熱手段によって
   前記金属材料の加熱を開始してから、前記ゲートカット
   部の金属材料が前記ゲートカット部を開口する所定の温
   度に達するまでの時間を加熱時間Ｔとして設定すること
   を特徴とするホットランナー型射出成形機の金型におけ
   る射出成形方法。
9. 【請求項９】 前記加熱時間Ｔの設定を、所定時間ごと
   又は所定射出回数ごとに行うことを特徴とする請求項８
   に記載のホットランナー型射出成形機の金型における射
   出成形方法。