JP3519115B2 - 射出成形装置 - Google Patents
射出成形装置Info
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
形成される貫通孔に熱電対を装着して構成する射出成形
装置に関する。
素としてノズルあるいはプローブが使用される。ノズル
とプローブとの区別はノズルでは溶融材料がノズル内部
を通り、一方、プローブではその周囲を通ることで区別
することができる。近年、高温材料に対する要望はます
ます強くなっており、可能な限り正確に溶融材料温度を
検出することの重要性が増している。
プローブに係わるもので、溶融材料温度を検出するため
にプローブ位置決めピンの1個に半径方向から熱電対線
を挿入して構成するものを開示している。
第2059060−1号(1992年1月20日出願)
は熱電対線をプローブの中心に引き込むように構成した
ものを開示している。ここで、中心部にある熱電対線は
加熱および冷却についてすべての面で均一である。
されるトーピードを使用するものがある。たとえば、米
国特許第4450999号明細書はシール面を形成する
ように金型にトーピードを設けるためのカラーを装着し
たものを開示している。
書はノズルに保持されるトーピードをゲートインサート
によって支持するものを開示している。
0−9号(1992年9月22日出願)は溶融材料の流
れの内側に置かれる熱電対を備えたトーピードを開示し
ている。
は熱電対孔を有するゲートインサートを備えたノズルを
開示している。このゲートインサートはねじでノズル本
体に固定したものである。
融材料孔を通って流れるノズルにおいては溶融材料孔の
一方の側面から温度を検出する必要があり、流れの中心
で溶融材料温度を検出する場合のように高い精度での検
出は難しい。
生する摩擦熱を効果的に伝えることができるが、ノズル
本体に接する熱電対によって加工温度のみを検出してい
るにすぎず、精度のよい検出は期待できない(5028
227号特許)。
形成される熱電対孔をノズルとトーピードとを共に貫い
て穿つ必要があり、製作が容易でない。また、熱電対は
半径方向に穿つ熱電対孔の内側端部に正確に接して固く
固定され、その位置が変わらないことが重要である。
で支持され、充分な保持力が得られない難点がある。
を正確に制御するため溶融材料温度を高い精度で検出す
ることができる射出成形装置を提供することにある。
に本発明は、加熱されるノズルと、ゲートに溶融材料を
導くトーピードと、を備えた高温チップのゲートを持つ
射出成形装置であって、前記ノズルは、外面と、後端部
と、前端部と、前記後端部から前記前端部にわたって長
手方向に内部を貫いて形成される溶融材料孔と、を有
し、前記溶融材料孔は前記前端部に延びてシート面を形
成する拡大部を含み、前記ノズルは、前記ノズルの前記
外面との間に絶縁空間を形成する内面を有する金型内の
縦孔に装着されており、前記トーピードはその内部を貫
く中心開口を有する外部カラーと、前記中心開口を通っ
て中心に延びる前部チップを有する細長の中心シャフト
と、前記中心シャフトと前記外部カラーとの間に延びる
少なくとも1枚の羽根と、を備えており、前記外部カラ
ーは円筒状の後部と円筒状の前部とを有し、前記外部カ
ラーの前記円筒状の後部は前記溶融材料孔の周りで前記
シート面に取り外し可能に受け入れられ、前記外部カラ
ーの前記円筒状の前部は前記金型内の円形開口に受け入
れられ、これにより、前記外部カラーは、前記ノズルと
前記金型との間を延びる前記絶縁空間を橋渡しし、前記
外部カラーを通る前記中心開口は前記ノズルを通る前記
溶融材料孔に整合しており、前記トーピードの前記中心
シャフトの前記前端部は前記ゲートに整合しており、前
記トーピードの前記細長の中心シャフトは高熱伝導性の
内側部分と耐摩耗性の外側部分とを有する、射出成形装
置において、前記トーピードは、運転温度を監視するた
めの内側端部を持つ熱電対要素を受け入れるために前記
カラーと前記羽根とを通って半径方向内側に向けて前記
中心シャフトの前記高熱伝導性の内側部分内の内側端部
まで延びる半径方向の孔を有し、前記半径方向の孔は、
前記熱電対要素がそこから半径方向外側に向けて前記ノ
ズルの前記前端部の前方にて前記絶縁空間内を延びてさ
らに前記ノズルの前記外面に沿って前記絶縁空間内を延
びるように後方に曲がるように配置されていることを特
徴とする。
を示している。この射出成形装置は金型18のキャビテ
ィ16に通じる各ゲート14に溶融材料通路12から送
られる溶融樹脂材料を導くノズル10を有する。特に、
本実施例の金型はキャビティプレート20と、このキャ
ビティプレート20とボルト24によって着脱可能に連
結されるバックプレート22とを備えている。この金型
18はキャビティプレート20とバックプレート22と
に形成される冷却通路26にかけて外部から冷却水を提
供して冷却することができる。
22との間には位置決めリング30および絶縁スペーサ
部材32を介して分配マニホールド28を設けている。
この分配マニホールド28には上部に溶融材料のための
入口部34を備えると共に、一体に設けられる電熱線3
6で全体が加熱できるようになっている。加熱される分
配マニホールド28と冷却されるキャビティプレート2
0およびバックプレート22との間には絶縁空間38を
保っている。溶融材料通路12は入口部34を貫く入口
40に通じさせると共に、分配マニホールド28内で外
方向に各ノズル10の中心溶融材料孔42に通じるよう
に分岐させている。この溶融材料孔42はゲート14の
入口でトーピード46を貫く中心開口44と通じてい
る。
び前端部52を有する。ノズル10は一体に設けられる
電熱線54で加熱することができる。電熱線54は溶融
材料孔42を囲むら旋部56と、外部電源から引くリー
ド線60と結ぶための外部ターミナル58とを有する。
キャビティプレート20内に形成された縦孔62に装着
している。この位置決めフランジ64は縦孔62に形成
される位置決め用肩部66にかけて延びている。加熱さ
れるノズル10と冷却される金型18との間を離すため
に縦孔62の内面70とノズル10の外面48との間は
絶縁空間68を保っている。溶融材料孔42は前端部5
2にシート面74を形成するためねじ72を備えた拡張
部を有する。本実施例の縦孔62は絶縁空間68から前
方のゲート14に向かって延びるテーパ面を備えた中心
通路76を有する。金型18のシート面78はこの中心
通路76を取囲むように形成している。
は外部カラー82を貫く中心開口44内に中心シャフト
80を有する。本実施例の中心シャフト80は一対のら
旋羽根84によって外部カラー82に連結している。こ
の一対のら旋羽根84は一方に後端部86、他方に前端
部86を備えている。また、中心シャフト80は外部カ
ラー82から前方に突出している円錐状の前部チップ8
8と、外部カラー82から後方に突出している半球状の
後端部90とを有する。
覆われた芯部92を有する。この芯部92は銀あるいは
銅のような高熱伝導性材料を用いて製作し、外筒94
は、特にゲート14付近で溶融材料から受ける磨耗に耐
えるように高速度鋼のような耐磨耗性、耐食材料で製作
する。外部カラー82は前部100と、ねじ104を備
えた後部102との間に延びる六角形の外面98を備え
た中間部96を有する。後部102はノズル10の前端
部52でシート面74と接し、ねじで固く固定されてい
る。ノズル10はシート面78と接する後部カラー82
の前部100と共に金型18の縦孔62に収まる。
止められる。この利点は外部カラー82の前端部108
に空間106を保って装着できることであり、これによ
り金型18が損傷するのを免れることができる。さら
に、ノズル10からトーピード46を外すときも中間部
96の六角形外面98にレンチを掛けて容易に取り外す
ことができる。勿論、中間部96の外面98はレンチ以
外の他の工具に合わせて別な形状に形成することも可能
である。ここで、外部カラー82は、ノズル10の前端
部52と、金型18との間の絶縁空間68にわたるよう
に形成されており、絶縁空間68に溶融材料が漏洩する
のを防ぐことができる。
とシート面78は密着してそこにシールが保たれる。こ
の位置で外部カラー82の中心開口44は、ノズル10
の溶融材料孔42と同芯に、さらにトーピード46の前
部チップ88はゲート14と同芯に組み合わされる。テ
ーパ状のゲート14と組み合わされる前部チップ88は
正確に位置を決める必要があり、用途に応じて熱条件を
考慮した位置に正しく配置する。
着するための外部カラー82と、一方のら旋羽根84と
を半径方向に貫いて形成される熱電対孔112を有す
る。この熱電対孔112の先端は中心シャフト80の芯
部92にある内側端部114まで延びている。また、熱
電対孔112は熱電対116を半径方向に向けてノズル
10の前端部52とキャビティプレート20との間の絶
縁空間68に引き出すために外部カラー82の中間部9
6、あるいはその近くで外部カラー82を貫くようにす
る。
ぼ90度に曲がる曲がり部118を有する。縦孔62に
ノズル10とトーピード46とを装着したとき、熱電対
116が熱電対孔112内に固く固定されるように縦孔
62の内面70にあるテーパ部122に熱電対116の
曲がり部118を当接して保持する。このとき、熱電対
116の内側端部120がトーピード46の中心シャフ
ト80内で熱電対孔112の内側端部114に接するよ
うに取付ける。成形中、加工温度を正確に検出するには
熱電対116がその内側端部120の近くに検出端を有
することが先ず重要であり、次に内側端部120が高い
熱伝導性を備えた中心シャフト80内の芯部92と正確
に接し、その位置が変わらないことが大切であり、本実
施例はこの要求を満たしている。
方に引き出し、熱電対管124を通して外に引き出す。
このため、熱電対116は容易に取外すことができ、絶
縁空間68に溶融材料が漏洩するようなことがあって
も、熱電対管124内の熱電対116の周囲から離れた
ところで材料が固まり、漏洩による装置の休止を免れる
ことが可能である。
ように組立てる。図1には簡略化してキャビティ16を
1個だけ示しているが、通常、分配マニホールド28内
には用途に応じて多数のキャビティ16に通じる分岐通
路を形成する。分配マニホールド28およびノズル10
を決められた温度に加熱するために双方の電熱線36、
54に電気を供給する。各ノズル10の電熱線54から
の熱はトーピード46を通してそれぞれのゲート14に
延びる前部チップ88に伝わる。
れる溶融材料は決められたサイクルのもとで入口40か
ら溶融材料通路12に射出される。この溶融材料は各ノ
ズル10の溶融材料孔42を通って流れ、さらにトーピ
ード46のら旋羽根84の間を通り抜けてゲート14に
達し、キャビティ16内を満たす。ら旋羽根84の間を
通るとき、溶融材料はら旋羽根84から旋回動作を与え
られる。この動作で狭いゲート14の前で溶融材料が加
速され、ゲート14に近いキャビティ16内では流れに
曲線的な動作が生じると共に、溶融材料が外に拡がり易
くなる。このため、少なくともゲート付近においては溶
融材料の分子方向が一方向に偏向するのを避けることが
でき、製品の強度をより高めることが可能になる。
了するまで一時射出圧力を保ち、その後圧力を逃がす。
短い冷却時間を経た後、成形品を取出すために金型を開
く。放出完了後に、金型は閉じられ、キャビティ16内
を溶融材料で再び満たすために射出圧力を高めて行く。
これはキャビィ16の大きさ、形状および成形材料の種
類によって決まるある周期のもとで行われ、連続して繰
り返される。
46が連続して熱力学的サイクルのもとに置かれる。ト
ーピード46は金型を開くとき、溶融材料が糸を引き、
切れにくくなるのを避けるためにゲート14の絞られた
部分を通る流れから生じる摩擦熱を効果的に逃がす必要
があり、溶融材料の流れが停止した後、摩擦熱をトーピ
ード46から後方の部材に伝えるようにしてゲート部の
溶融材料の固化を早めている。
節するために電熱線54に熱を加えることがある。また
一方、別の用途ではゲート14を通る溶融材料の温度を
調節する際、射出成形機のスクリューバレルでの発生熱
と、トーピード46およびゲート14で絞られたときに
溶融材料に与えられる発生熱とが伝わるだけで溶融材料
の温度を保つのに充分なこともある。また、射出サイク
ル中、溶融材料の速度を変えることで粘度の調節を行う
こともある。
調節するためには継続して温度を精度よく検出すること
が求められる。本実施例においては熱電対孔112内に
配置した熱電対116の内側端部120が熱電対孔11
2の内側端部114に正確に接して固く固定され、その
位置が変わることがない。
する。
のものと同じであり、共通の要素には同一の符号を付し
ている。本実施例においては縦孔62からキャビティ1
6にかけてキャビティプレート20を貫く開口126を
形成している。トーピード46を構成する外部カラー8
2の前部100は開口126を貫きキャビティ16に達
している。この前部100の外面110と開口126の
内面とはそれらの間を通る漏洩を防ぐために密着してい
る。外部カラー82を貫く中心開口44はキャビティ1
6に通じたゲート14を形成するために前部100にお
いて内側にテーパ状に形成している。
に熱電対を通す貫通孔を形成するにあたり、外部カラー
と羽根とを半径方向内側に向けて貫き、中心シャフトの
熱伝導性の高い内側部分にその内側端部が達するように
形成したので、射出サイクル中、加工温度を高い精度で
検出することができ、加工精度を正確に制御することが
可能であって、成形時における溶融材料の加熱、固化時
における冷却等を確実に果たすことができる。
面図。
示す断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 加熱されるノズルと、ゲートに溶融材料
を導くトーピードと、を備えた高温チップのゲートを持
つ射出成形装置であって、前記ノズルは、外面と、後端
部と、前端部と、前記後端部から前記前端部にわたって
長手方向に内部を通って形成された溶融材料孔と、を有
し、前記溶融材料孔は、前記前端部まで延びてシート面
を形成する拡大部を含み、前記ノズルは、前記ノズルの
前記外面との間に絶縁空間を形成する内面を有する金型
内の縦孔に装着されており、前記トーピードはその内部
を貫く中心開口を有する外部カラーと、前記中心開口を
通って中心に延びる前部チップを有する細長の中心シャ
フトと、前記中心シャフトと前記外部カラーとにわたる
少なくとも1枚の羽根と、を備えており、前記外部カラ
ーは円筒状の後部と円筒状の前部とを有し、前記外部カ
ラーの前記円筒状の後部は前記溶融材料孔の周りで前記
シート面に取り外し可能に受け入れられ、前記外部カラ
ーの前記円筒状の前部は前記金型内の円形開口に受け入
れられ、これにより、前記外部カラーは、前記ノズルと
前記金型との間を延びる前記絶縁空間を橋渡しし、前記
外部カラーを通る前記中心開口は前記ノズルを通る前記
溶融材料孔に整合しており、前記トーピードの前記中心
シャフトの前端部は前記ゲートに整合しており、前記ト
ーピードの前記細長の中心シャフトは高熱伝導性の内側
部分と耐摩耗性の外側部分とを有する、射出成形装置に
おいて、 前記トーピードは、運転温度を監視するための内側端部
を持つ熱電対要素を受け入れるために前記カラーと前記
羽根とを貫いて半径方向内側に向けて前記中心シャフト
の前記高熱伝導性の内側部分内の内側端部まで延びる半
径方向の孔を有し、前記半径方向の孔は、前記熱電対要
素がそこから半径方向外側に向けて前記ノズルの前記前
端部の前方にて前記絶縁空間内を延びてさらに前記ノズ
ルの前記外面に沿って前記絶縁空間内を延びるように後
方に曲がるように配置されていることを特徴とする射出
成形装置。 - 【請求項2】前記トーピードの前記外部カラーの前記後
部は、ねじが形成された外面を有し、前記ノズルの前記
前端部における前記溶融材料孔の周りのシート面は、螺
合するねじが形成された内面を有し、前記トーピードの
前記外部カラーは、前記ノズルの前記前端部と前記金型
との間の前記絶縁空間内に延びる係合可能な中間部を有
し、前記トーピードの前記外部カラーの前記後部を前記
ノズルの前記前端部にて前記溶融材料孔の周りの前記シ
ート面に螺着することにより前記トーピードが前記ノズ
ルに固く装着されることを特徴とする請求項1記載の射
出成形装置。 - 【請求項3】前記外部カラーの前記係合可能な中間部が
複数の平面を有する外面を備えていることを特徴とする
請求項2記載の射出成形装置。 - 【請求項4】前記ゲートに向かって前記中心シャフトと
前記外部カラーとの間を流れる前記溶融材料に旋回動作
を付与するために、前記トーピードは前記中心シャフト
と前記外部カラーとの間に延びる一対のら旋羽根を備え
ていることを特徴とする請求項3記載の射出成形装置。 - 【請求項5】前記ゲートは、前記縦孔の中央前部からキ
ャビティにかけて前記金型内を通って延びており、前記
外部カラーの前記前部は、前記縦孔の前記前部の周りに
延びる前記金型内の円形のシート面に受け入れられるこ
とを特徴とする請求項4記載の射出成形装置。 - 【請求項6】中心開口が前記縦孔からキャビティにかけ
て前記金型を通って中心に延びており、前記トーピード
の前記外部カラーの前記前部が前記中心開口を通って前
記キャビティまで延びており、前記トーピードの前記外
部カラーを通る前記中心開口が前記前部において内側に
テーパに形成されてゲートが形成されていることを特徴
とする請求項4記載の射出成形装置。
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