JP3209156U

JP3209156U - 射出成形機用ノズルヒーター

Info

Publication number: JP3209156U
Application number: JP2016005854U
Authority: JP
Inventors: 雄史山田
Original assignee: 雄史山田
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2026-11-18

Abstract

【課題】耐久性及び熱伝導性に優れた射出成形機用ノズルヒーターを提供する。【解決手段】発熱部３Ａと、非発熱部３Ｂと、発熱部用カバー４と、熱伝導体で形成されたパイプ２とを有する射出成形機用ノズルヒーター１であって、発熱部用カバー４が切り欠き部を有し、発熱部用カバー４とパイプ２とを固定する固定部材５を有し、非発熱部３Ｂが、切り欠き部の内側から立ち上がっている。【選択図】図１

Description

本考案は、耐久性及び熱伝導性に優れた射出成形機用ノズルヒーターに関するものである。

射出成形は広く産業界で利用されている。射出成形では、加熱溶解させた材料を金型内に射出注入し、冷却・固化することによって、様々な形状の成形品を得ることができる。
射出成形には様々な技術が用いられているが、中でも溶解樹脂を供給するために用いられるヒーター（発熱部）は、非常に重要な構成要素である。

ヒーターは射出成形用ノズルに接続され、樹脂を所定の温度に加熱溶解させるために用いられる。これにより、射出成形用ノズルは金型キャビティに溶解樹脂を供給することが可能となる。
ヒーターは射出成形用ノズルの外周部に直接固定され、必要に応じてカバーが取り付けられる。ヒーターとして、発熱応答特性に優れるシーズヒーターが広く用いられている。

例えば特許文献１には、ヒーターの内側に内スリーブを設け、ヒーターと射出ノズル間の熱伝達率を一定とすることで、ノズルヒーターの着脱にかかわらず一定のノズル温度へと制御可能な射出成形機用ノズルヒーターが開示されている。

特開平１１−２８６０３５号公報

従来の発明は、カバー、ヒーター、内スリーブが射出ノズルにバラバラに備え付けられているのみであり、装着の度に相互を固定する作業が必要であった。それゆえ、射出ノズルや内スリーブにヒーターをねじ込む必要があり、ヒーターが変形・摩耗及び損傷するという問題があった。
また従来の発明は、射出ノズルに占めるヒーターの表面積が狭く、加熱可能な範囲が狭いという問題があった。それゆえヒーターに過度の負担がかかり、ヒーターの寿命が短くなるという問題があった。

本考案者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ね、取り扱いが容易であり、ヒーターへの負荷が少ない射出成形機用ノズルヒーターを考案するに至った。

本考案は、上記課題を解決するためになされたものであり、以下の［１］〜［６］を提供する。
［１］発熱部と、非発熱部と、発熱部用カバーと、熱伝導体で形成されたパイプとを有する射出成形機用ノズルヒーターであって、上記カバーが切り欠き部を有し、上記カバーと上記パイプとを固定する固定部材を有することを特徴とする射出成形機用ノズルヒーター。
［２］上記非発熱部が、上記切り欠き部の内側から立ち上がっていることを特徴とする［１］に記載の射出成形機用ノズルヒーター。
［３］上記固定部材と上記非発熱部がなす角度が０度以上９０度以下であることを特徴とする請求項［１］又は［２］に記載の射出成形機用ノズルヒーター。
［４］上記発熱部と上記パイプとの接触面が偏平形断面であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の射出成形機用ノズルヒーター。
［５］さらに熱電対を有する［１］〜［４］のいずれかに記載の射出成形機用ノズルヒーター。
［６］上記熱電対が上記パイプの外側に接着されていることを特徴とする［５］に記載の射出成形機用ノズルヒーター。

本考案によれば、耐久性に優れ、射出成形機用ノズルに対する脱着が容易な射出成形機用ノズルヒーターを提供することができる。

図１は、第一の考案にかかる射出成形機用ノズルヒーターの構成を示す分解図である。図２は、第一の考案にかかる射出成形機用ノズルヒーターを示す断面図である。図３は、第一の考案にかかる射出成形機用ノズルヒーターの外観図である。図４は、第一の考案にかかる射出成形機用ノズルヒーターを、射出ノズルの根元方向から見た図である。図５は、第二の考案にかかる射出成形機用ノズルヒーターの構成を示す分解図である。図６は、第二の考案にかかる射出成形機用ノズルヒーターを示す断面図である。図７は、実施例１と比較例１の昇温時及びインターバル時の挙動を比較した、比較図である。図８は、第一の考案の他の実施形態に用いるヒーターの構成を示す図である。図９は、第一の考案のさらに別の実施形態に用いるヒーターの構成を示す図である。

本考案の実施の形態を実施例に基づき、図面を適宜参照しつつ説明する。なお本発明は、実施の形態に限定されない。

（第一の考案）
本考案における第一の考案は、図１及び図２に示した射出成形機用ノズルヒーター１であり、パイプ２、発熱部３Ａ、非発熱部３Ｂ、カバー４及び固定部５を備える。

パイプ２は、発熱部３Ａの内側に位置し、熱伝導体で形成されている。パイプ２は、例えばステンレス鋼材等により形成することができ、ＳＵＳ３０４を用いることが好ましい。また、パイプ２は発熱部３Ａと同じ材質にて形成することもできる。
パイプ２は略円筒形をしており、部材５の受け部等を設けることが好ましい。

発熱部３Ａは、パイプ２の外側かつカバー４の内側に位置し、非発熱部３Ｂに接続されている。発熱部３Ａとしては、例えばシーズヒーター等が用いられる。

発熱部３Ａは射出ノズル９を加熱する熱源であり、ヒーターともいう。発熱部３Ａを、非発熱部３Ｂ及びこれに繋がった制御部によって制御することで、所望のノズル温度となるよう調整することができる。

発熱部３Ａの断面形状は特に限定されず、円形断面とすることもできるが、上記パイプとの接触面が偏平形断面であることが好ましい。これによりパイプ２との接触面積を広くなるため、発熱部３Ａの加熱効率を向上することができる。
発熱部３Ａの断面形状を上記パイプとの接触面が偏平形断面とする方法としては、例えば実登３０６００５９号公報記載の方法等が挙げられる。

発熱部３Ａの形状及び巻き方は特に限定されず、被加熱物の形状、温度、材質、加熱時間等により任意の形状とすることができる。

発熱部３Ａは複数、例えば二個又は三個以上を組み合わせて用いることもできる。発熱部３Ａを２種類、例えば巻き数の少ないもの及び巻き数の多いものを組み合わせて用いることで、射出ノズル９内に温度分布を形成し、射出を行う樹脂を望ましい性質にすることが可能となる。

カバー４は発熱部３Ａの外側に位置し、発熱部３Ａを樹脂等による汚れから防ぐものである。カバー４は発熱部３Ａの形状に応じて、様々な形状とすることができる。

カバー４は、射出ノズル９の根元方向に切り欠き部を有する。切り欠き部は、カバー４の上方に設けた略円形、略楕円形、略半円形又は略方形に切り取られた部分をいう。

非発熱部３Ｂは、切り欠き部の内側から立ち上がっていることが好ましい。
図３に示すように、これにより非発熱部３Ｂを上方に突き出すことが可能となるため、非発熱部３Ｂとの干渉を防ぎ、発熱部３Ａとパイプ２の接触面積を大きくすることができるため、加熱効率をさらに向上させることが可能となる。
また、発熱部に過度の負担がかかることを予防できるため、発熱部の消耗を抑え、長寿命化を図ることができる。

固定部材５は、パイプ２とカバー４は、相互に固定する。固定部材５は、本考案のノズルヒーターの加熱に耐える素材、形状であれば特に限定されず、例えばネジ等を用いることができる。

固定部材５を用い、パイプ２とカバー４を固定することにより、パイプ２、カバー４及びこれに挟まれた発熱部３Ａを一体として扱うことが可能となる。
これにより取り扱いが容易となり、作業効率の向上が図れる。また、発熱部３Ａをパイプ２にねじ込む作業が不要となるため、発熱部３Ａの変形・摩耗及び損傷を防ぎ長寿命化を図ることが可能となる。

固定部材５と非発熱部３Ｂがなす角度とは、パイプの中心から固定部材５を結ぶ直線と、パイプの中心から非発熱部３Ｂを結ぶ直線の間をなす角である。上記角度は０度以上１８０度以下で定義される。
図４において、上記角度は、射出成形機用ノズルヒーター１を、射出ノズル９の根元方向から見た場合のαを表す。
固定部材５と非発熱部３Ｂがなす角度は０度以上９０度以下であることが好ましい。固定部材５と非発熱部３Ｂがなす角度が上記範囲にあれば、パイプ２及び固定部材５と非発熱部３Ｂとの干渉を防ぎ、発熱部３Ａとパイプ２の接触面積を大きくすることができる。

射出ノズル９は、金型内に溶解樹脂を注入するのに用いられ、樹脂及び成形品の性質により、所定の温度に制御される。

（第二の考案）
本考案における第二の考案は、第一の考案にセンサーを加えたものである。射出成形機用ノズルヒーター１１におけるパイプ１２、発熱部１３Ａ、非発熱部１３Ｂ、カバー１４及び固定部材１５の説明は第一の考案の例による。

熱電対１６は、射出ノズル１９の温度測定に用いることができる。熱電対１６は特に限定されず、例えばリング式センサーやシース熱電対等を用いることができる。

熱電対１６はパイプ１２に接着されていることが好ましく、パイプ１２の外側に接着されていることがより好ましい。熱電対がパイプ１２に接着されていることにより、パイプ１２、発熱部１３Ａ、カバー１４及び熱電対１６を一体として扱うことが可能となり、さらなる利便性の向上が可能となる。

熱電対１６の設置箇所としては特に限定されないが、例えば発熱部１３Ａの近傍又は発熱部１３Ａから距離を隔てた箇所とすることができる。熱電対１６を発熱部１３Ａから少し距離を隔てたところへ設置することで、熱電対１６と発熱部１３Ａの間に空気孔を設けることができる。

（実施例１）
図１及び図２に、実施例１にかかる射出成形機用ノズルヒーターの構成を示した。
射出成形機用ノズルヒーター１は、内側から、パイプ２、発熱部３Ａ、カバー４となるよう接続した。パイプ２及びカバー４は、射出ノズル９の先端方向ではめ込むように固定し、さらに同根元方向で、固定用ネジ５により固定した。これにより、パイプ２、発熱部３Ａ及びカバー４を一体として扱うことが可能となる。
発熱部３Ａ及びパイプ２の素材として、いずれもステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を使用した。

（試験１）
射出成形機用ノズルヒーター１の昇温時及びインターバル時の挙動を調べるため試験を行った。
比較例１として、同一素材の発熱部、カバーからなる射出成形機用ノズルヒーターを用意した。比較例１のノズルヒーターは、パイプが備わっていないことを除いて、実施例１の射出成形機用ノズルヒーターと同一のものを用いた。

図７は、縦軸が温度（度）を、横軸が時間を示す。インターバル時に温度が低い方が実施例１を、温度が高い方が比較例１を示す。
図７に示すように、実施例１が所定の温度まで上昇するまでの所用時間は、比較例１とほぼ同じであった。また、インターバルにおけるターゲット温度に対する安定性も同程度であったそれゆえ、実施例１の射出成形機用ノズルヒーターは、比較例１と性能の差が無いことがわかった。

（実施例２）
実施例２にかかる射出成形機用ノズルヒーターは、実施例１における発熱部に代えて、図８に示す発熱部を用いたものである。
本実施例において、［図８−１］及び［図８−２］に示す２種の発熱部を組み合わせて、［図８−３］に示す発熱部とし、これを熱源として用いた。

（実施例３）
実施例３にかかる射出成形機用ノズルヒーターは、実施例１における発熱部に代えて、図９に示す発熱部を用いたものである。
本実施例において、［図９−１］及び［図９−２］に示す２種の発熱部を組み合わせて、［図９−３］に示す発熱部とし、これを熱源として用いた。

（実施例４）
図５及び図６に、実施例４にかかる射出成形機用ノズルヒーターの構成を示した。
実施例４において、熱電対１６はパイプ１２の外側に銀ロウにて溶接接着されている。実施例４の射出成形機用ノズルヒーターを用いることで、射出ノズルの温度を的確に測定することができた。

本考案によれば、射出成形機用ノズルに対する脱着が容易で、耐久性に優れた射出成形機用ノズルヒーターを提供することができるため、産業上有用に用いることが出来る。

１射出成形機用ノズルヒーター
２パイプ
３Ａ発熱部
３Ｂ非発熱部
４カバー
５固定部材
１６熱電対

Claims

発熱部と、非発熱部と、発熱部用カバーと、
熱伝導体で形成されたパイプとを有する射出成形機用ノズルヒーターであって、
上記カバーが切り欠き部を有し、
上記カバーと上記パイプとを固定する固定部材を有することを特徴とする射出成形機用ノズルヒーター。
上記非発熱部が、上記切り欠き部の内側から立ち上がっていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機用ノズルヒーター。
上記固定部材と上記非発熱部がなす角度が０度以上９０度以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機用ノズルヒーター。
上記発熱部と上記パイプとの接触面が偏平形断面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形機用ノズルヒーター。
さらに熱電対を有する請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機用ノズルヒーター。
上記熱電対が上記パイプの外側に接着されていることを特徴とする請求項５に記載の射出成形機用ノズルヒーター。