JP4033573B2 - Hot runner mold - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱用分割コイルを利用して樹脂だけでなく金属のような高温で溶融する材料にもホットランナー射出成形を適用できるようにしたホットランナー型射出成形機の金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホットランナー射出成形法は、ランナーやスプルーを排出することなく製品の射出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。
図10は、誘導加熱を利用した装置の一例にかかり、樹脂などの射出成形に用いられるホットランナー型射出成形機の金型部分の断面図である。
金型は、ノズル42やマニホールド45が取り付けられる固定側金型板46と、製品形状に応じた形状のキャビティ49aが形成された可動側金型板49とを有する。
固定側金型板46の後方にはバックプレート48が取り付けられ、このバックプレート48と固定側金型板46との間の空間部47にマニホールド45が配置される。マニホールド45は、ボルト44aによってバックプレート48に着脱自在に取り付けられるマニホールド固定部材44によって、バックプレート48に固定される。マニホールド45の外周面には誘導加熱用コイル1′が複数箇所に巻回されている。
【0003】
コイル1′は、バックプレート48の内部を通るリード線12に接続され、このリード線12は図示しない電圧供給源に接続される。コイル1′には、この電圧供給源により、リード線12を介して所定の電圧が印加される。コイル1′に所定電圧が印加されると、導電体で形成されたマニホールド45が誘導加熱され、マニホールド45の内部に形成されたランナー45a及びスプルー45bの溶融材料を加熱又は保温する。
このようなホットランナー射出成形は、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。したがって、樹脂の射出成形においてはホットランナー射出成形法が広く利用されている。
ところで、コンピュータやオーディオ,ビデオ機器などの急速な発達に伴い、CD,MO,DVDなどの記録媒体の需要が急速に高まっている。このような薄肉の成形品を射出成形するに当たっては、キャビティが形成された金型の表面を溶融材料を射出する直前に所定の温度(好ましくは溶融材料とほぼ等しい温度)まで急速に加熱し、射出完了後に急速に冷却することが製品の品質上好ましい。このような課題を解決するために、射出成形前に可動側金型板と固定側金型板との間に渦巻き状の誘導加熱コイルを挿入し、キャビティの表面近くに前記誘導加熱コイルを位置決めし、この誘導加熱コイルに電圧を印加してキャビティを予加熱した後、誘導加熱コイルを金型から遠ざけて型締めを行い射出成形を行うものや、キャビティの周囲に電熱ヒータを埋設し、射出成形の際に前記電熱ヒータに電流を流して加熱し、射出成形完了後に前記電流を止めるものなど、種々の方法が提案されている。
【0004】
しかしながら、前者の方法では誘導加熱によって金型を加熱しても射出成形を開始するまでに金型の温度が低下してしまうことから、射出成形時に金型を前記所定の温度に維持することが困難である。また後者の方法では、電熱ヒータに電流を流してから金型が加熱されるまでに時間がかかりサイクルタイムが長くなるうえ、金型の各部位によって温度ムラが生じる。したがって、これら従来の方法によっても、金型を急加熱、急冷却して高品質の薄肉製品を得るという要求を十分に満たすことはできなかった。
一方、ホットランナー射出成形は、融点が約400℃〜約700℃と高温で、かつ熱伝導率も高い金属材料、例えば、マグネシウム(融点約650℃)、アルミニウム(同660℃)、亜鉛(同約420℃)においても、理論上その適用が可能である。
【0005】
しかしながら、(1)溶融材料と金型(通常200℃程度)との温度差が大きいと、キャビティ内に射出された溶融材料が急速に熱を奪われて固化してしまう。そのため、溶融材料がキャビティの隅々まで行き渡らず、鋳込み不良を生じやすい。
(2)キャビティ内の各部において溶融材料が固化するタイミングが異なるため、製品の内部に残留応力が生じやすく、そり不良が発生しやすい。
(3)マニホールドに導体を巻き付けて誘導加熱コイルを形成しているが、コイル体を形成することのできる部位が限定されるため、マニホールド内の溶融材料に温度むらが生じ、キャビティ内に射出された溶融材料の各部位ごとの冷却速度に影響を与え、そり不良を生じさせる原因になる。
【0006】
これらの問題は、主として製品の品質に関わるもので、特に溶融材料が金属である場合に問題が顕著化する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、キャビティの急加熱、急冷却を行うことができるようにし、鋳込み不良やそりなどの不良が発生する要因を可能な限り減少させて安定した製品を得ることができるようにしたホットランナー型射出成形機による射出成形を可能にする金型を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためには、本発明は、可動金型板及び固定金型板と、この可動側金型板と固定金型板との間に形成されたキャビティと、溶融材料が流通するランナーが形成されたマニホールドと、このマニホールドを介して供給された前記溶融材料を前記キャビティに射出するノズルとを備えるホットランナー型射出成形機の金型において、前記可動金型板には可動側コアが取り付けられるとともに前記固定金型板には固定側コアが取り付けられ、前記キャビティは前記可動側コアと前記固定側コアとの境界面に形成され、前記可動側コアには、開放端を有する第1の導体と、複数の前記第1の導体を保持し、前記複数の第1の導体で第1の導体列を形成する第1の保持体と、この第1の保持体に保持された前記第1の導体同士が直接接触しないようする導通防止手段とが設けられ、前記固定側コアには、開放端を有する第2の導体と、この第2の導体を複数個保持して第2の導体列を形成するとともに、前記第1の保持体に着脱自在に取り付けられる第2の保持体と、この第2の保持体に保持された前記第2の導体同士が直接接触しないようする導通防止手段とが設けられ、前記第一の導体の両端には接触部が形成されているとともに、前記第二の導体の両端には、隣り合う前記第1の導体の一方の接触部と他方の接触部とを接続する接触部が形成されていて、型締めの際に前記前記第一の導体の接触部と前記第二の導体の接触部とが接触して、前記第一の導体と前記第二の導体とで前記キャビティを取り囲むコイル体を形成するように構成してある。なお、前記した溶融材料は樹脂であってもよいし金属であってもよい。
この構成によれば、可動側金型板側の導体と固定側金型板側の導体とは接触部を互いに接触させることによってコイル体を形成する。固定側金型板と可動側金型板とを型締めすることで、両導体の接触部が接触してキャビティ周りにコイル体を形成する。これにより、誘導加熱によって射出成形時のキャビティの温度を高くすることができるので、金型と溶融材料の温度差が縮小され、射出中の材料が急冷することによる鋳込み不良やそりを防止することができる。また、この構成によって射出前の金型の急加熱及び射出直後の金型の急冷却が可能になり、高品質な薄肉製品を得ることができる。
【0012】
上記した分割コイルにおいては、前記コイル体と前記コイル体に電圧を印加する電圧供給源とを接続するリード線の端部を、前記第1の導体と前記第2の保持体又は前記第2の導体と前記第1の保持体とで挟持させるとよい。
このようにすれば、第1の保持体と第2の保持体とを分離するだけでその間に挟持されているリード線も簡単に誘導加熱用分割コイルから取り外すことができる。
請求項7に記載の発明は、所定形状のキャビティが形成された可動側金型板と、溶融材料が流通するランナーが形成されたマニホールドと、このマニホールドを介して供給された前記溶融材料を前記キャビティに射出するノズルとを備える固定側金型板とからなるホットランナー型射出成形機の金型において、前記可動側金型板のキャビティの周囲に複数の導体を保持させ、この導体の各々に対応して前記固定側金型板に複数の導体を保持させ、各導体の端部には接触部を形成し、型締めによって可動側金型板の前記導体と固定側金型板の前記導体とを前記接触部で接続させ、前記キャビティの周囲にコイル体を形成するように構成すればよい。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を、図面にしたがって詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態にかかり誘導加熱用分割コイルの正面図、図2は図1の誘導加熱用分割コイルのX−X方向断面図、図3は第2の保持体における第2の導体の配置を説明する平面図である。
誘導加熱用分割コイル1(以下、分割コイル1と記載)は、断面略四角形状のマニホールド45が挿通するマニホールド挿通部2cが形成された第1の保持体2と、この第1の保持体2の軸線方向(図1において紙面に直交する方向)に沿って均等間隔に配置された複数本(この実施形態では5本)の第1の導体41 〜45 と、第1の保持体2の一側(図1の右側)に着脱自在に取り付けられる第2の保持体7と、第1の導体41 〜45 と同間隔で第2の保持体7に配置された第2の導体61 〜65 とから概略構成される。
【0016】
第1の保持体2は、例えば窒化アルミやセラミックなどの非導通性、耐熱性に優れる材料で形成された一対のブロック2a,2bを、マニホールド挿通部2cの両側に対向配置して構成される。ブロック2a,2bは、それぞれボルト3によって固定側金型板46に取り付けられる。ブロック2a,2bの向かい合う側壁には、マニホールド45と干渉しない位置に導体保持部5が突出形成されている。
この導体保持部5には、第1の導体41 〜45 が挿通できる複数(この実施形態では5つ)の穴5aが一側から他側に向けて均等間隔で平行に貫通形成されている。また、第2の保持体7が取り付けられるブロック2a,2bの一側面には、第1の導体41 〜45 の端部を保持する複数の溝2dが平行に刻設される。この溝2dは、溝2dに嵌め込まれた第1の導体41 〜45 の端部が、第1の保持体2の一側面から僅かに突出するように、第1の導体41 〜45 の肉厚よりも僅かに浅く形成される。第1の保持体2の一側面から僅かに突出する第1の導体41 〜45 の一部が、第2の保持体7を第1の保持体2に取り付けたときに第2の導体61 〜65 と接触する接触部4a,4bを形成する。
【0017】
第1の導体41 〜45 は、導電性に優れ、少なくとも誘導加熱用分割コイルによる加熱温度より高い融点を有する鉄や銅、銀などの金属材料で形成される。また、第1の導体41 〜45 は、接触部4a,4bが第2の導体61 〜65 にばねの作用によって押し付けられるように、ある程度の弾性を有するようにある程度の肉厚又は幅を有して形成される。
このような第1の導体41 〜45 は、マニホールド45の外周面を取り囲むように、両端が開放した断面コの字状に形成される。第1の導体41 〜45 は、導体保持部5の穴5aを挿通させ各ブロック2a,2bの一側面で直角に折り曲げられ、溝2dに嵌め込まれる。この実施形態では、穴5a及び溝2dが、第1の導体41 〜45 同士が直接接触しないようする導通防止手段を構成する。第1の導体41 〜45 の両端はボルト3によって各ブロック2a,2bの一側面に固定された非導電性の押え板11によって押さえられる。以上の手順によって、第1の導体41 〜45 は第1の保持体2に固定され、第1の導体列4を形成する。
【0018】
第2の保持体7は、例えば窒化アルミやセラミックなどの非導電性、耐熱性、断熱性に優れる材料で形成され、ボルト8によってバックプレート48に取り付けられる。マニホールド45,第1の保持体2及び第1の導体41 〜45 と干渉しない第2の保持体7の他側の途中部位には凸部9が形成される。また、第2の保持体7の他側には、第2の導体61 〜65 を嵌め込んで保持する複数の溝9aが、凸部9を貫通して形成される。この溝9aは、第1の導体41 〜45 の間隔と同一間隔で平行に形成される。なお、溝9aは分割コイル1に電圧を印加するためのリード線12との接続を考慮して、第2の導体61 〜65 の本数よりも一つ多く(つまりこの実施形態では6つ)形成するのが望ましい。
第2の導体61 〜65 を凸部9を挿通して溝9aに嵌め込み、その両端を第2の保持体7の両側の切り欠き部10まで折り込むことによって、第2の導体61 〜65 が第2の保持体7に保持され、第2の導体列6を形成する。この実施形態では、溝9aが、第2の導体61 〜65 同士の接触を阻止する導通防止手段を構成する。
【0019】
第2の導体61 〜65 は、導通性に優れ、少なくとも誘導加熱用分割コイルによる加熱温度より高い融点を有する鉄や銅、銀などの金属材料で形成される。第2の導体61 〜65 の各々は、隣り合う第1の導体(41 と42 ,42 と43 , 43 と44 ,44 と45)の間を斜めに横断し、第1の導体(例えば41 )の一方の接触部4aと、これに隣り合う第1の導体(例えば42 )の他方の接触部4bとを接続する。この実施形態では、第1の保持体2に面する第2の導体61 〜65 の表面が、第1の導体41 〜45 の接触部4a,4bと接触する接触部である。第1の保持体2に第2の保持体7を取り付けると、第1の導体列4と第2の導体列6とがマニホールド45の周りにコイル体を形成する。
なお、第1の導体列4の第1の導体41 〜45 と第2の導体列6の第2の導体61 〜65 とを簡単かつ正確に組み合わせらるためには、バックプレート48が固定側金型板46に対して常に正確に位置決めされることが好ましい。そのため、この実施形態では、バックプレート48の所定位置に複数本のピン(図示せず)を立設し、このピンが嵌入されるピン穴(図示せず)を固定側金型板46に設けている。もちろん、バックプレート48を固定側金型板46に対して常に正確に位置決めすることができるのであれば、位置決め手段は上記ピンとピン穴に限らず、キーとキー溝など他の手段であってもよい。
【0020】
図示しない電圧供給源と前記コイル体を接続するためのリード線12は、第2の導体61 ,65 に溶接等により接続するものとしてもよいし、第2の導体61 ,65 をそのままリード線12の端部で形成してもよい。この実施形態では、図示するように、リード線12の端部を、第1の導体41 ,45 と第2の保持体7又は第2の導体61 ,65 と第1の保持体2とで挟持するようにしている。
上記のように構成された分割コイル1は、例えば図4に示すように配置することができる。この配置例では、マニホールド45の端部に1個、スプルー45bとノズル20との間に2個の分割コイル1が配置される。
次に、上記構成の分割コイル1の作用を説明する。
リード線12,12を介して所定の電圧を分割コイル1に印加すると、電流が第1の導体列4と第2の導体列6とで構成されるコイル体を流れ、マニホールド4を誘導加熱する。したがって、マニホールド45のランナー45a内の材料が所定の温度に加熱又は保温される。
【0021】
マニホールド45を交換等するためにバックプレート48を固定側金型板46から取り外すと、バックプレート48に取り付けられた第2の保持体7が第1の保持体2から離れ、分割コイル1が2つに分割される。マニホールド45と第2の保持体7及び第2の導体列6とは別体であるので、バックプレート48から第2の保持体7及び第2の導体列6を取り外したりリード線12の接続を断つことなく、マニホールド45をバックプレート48から取り外すことができる。
この実施形態のように、リード線12の端部を第1の導体41 ,45 と第2の保持体7又は第2の導体61 ,65 と第1の保持体2とで挟持するようにしておけば、第1の保持体2と第2の保持体7とを分離させるだけでリード線12が分割コイル1から外れるので、第1の保持体2や第2の保持体7をより簡単に固定側金型板46又はバックプレート48から取り外すことができるようになる。
【0022】
新しいマニホールド45をバックプレート48に取り付け、このバックプレート48を固定側金型板46に取り付ける。前記したようにバックプレート48は前記した位置決め手段により固定側金型板46に位置決めして取り付けられるので、第1の保持体2に対して第2の保持体7を常に正確に取り付けることができる。また、第1の導体41 〜45 はある程度の弾性を有するので、その接触部4a,4bがばねの作用により第2の導体61 〜65 に押し付けられて確実な接触状態を形成する。これにより、第1の導体列4と第2の導体列6とでコイル体が形成される。
次に、本発明の他の実施形態を図5にしたがって説明する。
この実施形態において先の実施形態と異なるところは、マニホールド45の周りにコイル体が二重に設けられる点である。即ち、第1の保持体22には内側の第1の導体列23と外側の第1の導体列24とが保持され、第2の保持体27には一段目の第2の導体列26と二段目の第2の導体列28が保持されている。そして、内側の第1の導体列23と一段目の第2の導体列26とが内側のコイル体を形成し、外側の第1の導体列24と二段目の第2の導体列28とが外側のコイル体を形成する。
【0023】
具体的には、固定側金型板46にボルト20によって取り付けられる第1の保持体22には、第1の保持体22を構成するブロック22a,22bの対向する壁面に、複数個の穴25,30が段違いに形成される。第1の導体241 〜245 は穴30に挿入されて外側の第1の導体列24を形成する。内側の第1の導体231 〜234 の各々は、穴25に挿入されて内側の第1の導体列23を形成する。この実施形態では、穴25,30が各導体231 〜234 ,241 〜245 の導通を防止する導通防止手段である。両導体231 〜234 ,241 〜245 の両端はそれぞれマニホールド挿通部22aの内側及び第1の保持体22の外側に折り曲げられて接触部23a,23b,24a,24bを形成し、かつ、これによって両導体231 〜234 ,241 〜245 が第1の保持体22に固定される。
【0024】
第2の保持体27には、保持部29,29aによって各々が接触しないように第2の導体列26,28が保持される。この実施形態では、前記した保持部29,29aが導通防止手段を構成する。第2の導体列26,28は、第1の導体列23,24と接触できるように2段に設けられる。2段目の第2の導体列28を構成する第2の導体281 〜285 は、1段目の第2の導体列26を構成する第2の導体261 〜264 よりも長く形成され、その両端が1段目の第2の導体261 〜264 の両側に張り出している。
上記の構成により、第1の保持体22に第2の保持体27を取り付けると、外側の第1の導体列24と二段目の第2の導体列28とがコイル体を形成し、内側の第1の導体列23と一段目の第2の導体列26とがコイル体を形成する。
【0025】
このようにして、一組のコイル体保持体22,27に二つのコイル体を形成することが可能になる。二つのコイル体には別々にリード線(図示せず)を接続してそれぞれに所定の電圧を印加するものとしてもよいし、二つのコイル体を接続して内側のコイル体から外側のコイル体に(或いは外側のコイル体から内側のコイル体に)電流が流れるようにしてもよい。
この実施形態においても、リード線12の端部を、第1の導体231 〜234 及び241 〜245 (二重巻きの一体コイルの場合は第1の導体231 〜234 又は241 〜245 のいずれか一方)と第2の保持体27又は第2の導体261 〜264 及び281 〜285 (二重巻きの一体コイルの場合は第2の導体261 〜264 又は281 〜285 のいずれか一方)と第1の保持体22とで挟持するようにしておけば、第1の保持体22と第2の保持体27とを分離させるだけでリード線12が分割コイル1から外れるので、第1の保持体22や第2の保持体27をより簡単に固定側金型板46又はバックプレート48から取り外すことができるようになる。
【0026】
次に、本発明のさらに他の実施形態を図6にしたがって説明する。
図6では図1と同一の部材及び同一の部位には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
この実施形態では、分割コイル1をさらに多くの部分に分割することができるように、第1の導体41 〜45 を導体列4の軸線方向(紙面に直交する方向)に沿って中央で分割し、図面下側の導体(符号D41 〜45 で表す)及び上側の導体(符号U41 〜45 で表す)に分けている。第1の導体41 〜45 を分割した部分には、各導体D41 〜45 ,U41 〜45 の端部を折り曲げて接触部4c,4dを形成する。これにより、ブロック2a,2bをそれぞれ固定側金型板46から取り外すことにより、第1の導体列4を二つに分割することが可能になる。なお、同様の手段により第2の保持体7及び第2の導体列6も二つに分割することができ、きわめて簡単に3分割又は4分割することのできる分割コイル1を得ることができる。
【0027】
この実施形態のような多分割の誘導加熱用分割コイルを利用することにより、今まで設けることが困難であった被加熱部材の所定部位にも誘導加熱コイルを簡単に設けることができるようになる。図7はこの実施形態の分割コイルをマニホールド45とノズル42の間に設けたホットランナー型射出成形機の金型の断面図、図8は図7のY−Y方向矢視図である。図示するように、分割コイル1の第1の保持体4及び第1の導体41 〜45 を分割可能とすることにより、従来まで設けることが困難であったマニホールド45とノズル42の基部42aとの間に誘導加熱コイル1を簡単に設けることができるようになった。すなわち、基部42aに、分割された第1の導体D41 〜45 ,U41 〜45 に応じて貫通穴43を複数個形成し、この貫通穴43に、基部42aの両側から分割した第1の導体D41 〜45 及びU41 〜45 を差し込み、貫通穴43の内部の中央で接触部4c,4dを接触させる。
【0028】
マニホールド45を取り外す際には、先に説明したとおりにバックプレート48を固定側金型板46から取り外すだけでよく、さらにノズル42を取り外す際には、ボルト3,3を緩めてブロック2a,2bを固定側金型板46から取り外せばよい。
次に、誘導加熱用分割コイルをキャビティ49aの周囲に適用した実施形態を、図9にしたがって説明する。
キャビティ49aは可動側金型板49に取り付けられる鉄などの金属で形成されたコア50に形成される。このコア50の周りにはセラミックなどの誘電体で形成された第1の保持体32が設けられる。この第1の保持体32の外周面には複数の溝32aが平行に形成され、この溝32aに第1の導体341 〜345 が嵌め込まれる。各溝32aには、第1の導体341 〜345 の各々が可動側金型板48に接触しないように、適当な導通防止手段を施す。各第1の導体341 〜345 の両端は図示するように第1の保持体32の端面に沿って折り曲げられ接触部34aが形成される。第1の導体341 〜345 はこの折り曲げによって第1の保持体32に固定される。このようにして複数個の第1の導体341 〜345 から第1の導体列34が形成される。
【0029】
ノズル42の先端は固定側金型板46に取り付けられる鉄などの金属で形成されたコア51によって支持される。このコア51の周囲には、セラミックなどの誘電体で形成された第2の保持体37が設けられる。この第2の保持体37においても第1の保持体32と同様に複数の溝37aが平行に形成され、この溝37aに第2の導体361 〜365 が嵌め込まれる。各溝37aについても、第2の導体361 〜365 の各々が固定側金型板46に接触しないように、適当な導通防止手段を施す。第2の導体361 〜365 と第1の導体341 〜345 との配置関係は先に説明した実施形態と同様である。各第2の導体361 〜365 の両端は図示するように第2の保持体37の端面に沿って折り曲げられ、接触部36aが形成される。第2の導体361 〜365 はこの折り曲げによって第2の保持体37に固定される。このようにして複数個の第2の導体361 〜365 から第2の導体列36が形成される。
【0030】
上記のように構成された分割コイル1は、キャビティ49aを取り囲むようにコア50,51のノズル42の両側に設けられる。各導体列34,36は、型締め時にそれぞれの接触部34a,36aが接触してコイル体を形成する。図示しないリード線を介してこのコイル体に電圧を印加すると、誘導加熱によってコア50,51が所定温度に加熱される。この場合、分割コイル1に印加する電圧のオン,オフ及び加熱温度を、加熱制御装置などの公知の手段によって制御できるようにしておくとよい。溶融材料の射出時にはキャビティ49aの温度を溶融材料にほぼ等しい温度で維持し、射出完了と同時に前記印加電圧をオフにするように設定すれば、キャビティ49aを良好に急加熱、急冷却することができ、高品質の薄肉製品を得ることができる。
【0031】
この発明の好適な実施形態を説明してきたが、この発明は上記の実施形態によりなんら限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、第1の導体41 〜45 の間を第2の導体61 〜65 が斜めに横断するようにしているが、この逆、つまり、第2の導体61 〜65 の間を第1の導体41 〜45 が斜めに横断するように構成してもよい。
また、第1の導体列41 〜45 はマニホールド45の断面形状に合わせてコの字状であるとして説明したが、第1の導体41 〜45 及び第2の導体61 〜65 の形状は被加熱部材の断面形状に合わせて円形、楕円形、多角形、不定形などあらゆる形状に形成することができる。
さらに導通防止手段は穴5aなどであるとして説明したが、非導電性の部材を各導体の周りに巻きつけてもよい。
【0032】
また、誘導加熱用分割コイルを利用した本発明のホットランナ金型では、固定側金型板46に第1の保持体を取り付け、バックプレート48に第2の保持体を取り付け、バックプレート48を取り外すという一動作で分割コイルが分割されるものとして説明したが、マニホールド45などに直接第1の保持体及び第2の保持体を取り付けるように構成してもよい。
さらに、上記の実施形態では本発明の誘導加熱用分割コイルをマニホールド45及びキャビティ49aの周囲に設けるものとして説明したが、本発明の誘導加熱用分割コイルと同等の作用を有するものであれば、他の誘導加熱用分割コイルであってもよい。
また、本発明のこの発明の誘導加熱用分割コイルは、ホットランナー型射出成形機に限らず誘導加熱が必要とされる他の分野にも広く適用することが可能である。
【0033】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので以下のような効果を奏する。
本発明によれば、射出成形の際にキャビティの周りにコイル体を形成して、キャビティを所定の温度まで急速に加熱するとともに、射出完了後にキャビティを急速に冷却することも可能になり、良好な品質の薄肉製品を得ることができる。また、本発明によれば、型締め、型開きを繰り返し行っても故障が生じにくく、信頼性の高い誘導加熱用分割コイルを得ることができる。
さらに、この発明の誘導加熱用分割コイルは、コイル体が被加熱部材とは別体のコイル体保持体に保持され、かつ二つ又はそれ以上に分割できる構成であるので、コイル体内に配置されたマニホールド等の被加熱部材を簡単に取り出すことができる。また、被加熱部材の所望の部位、例えば、マニホールドとノズルの接合部のような従来では誘導加熱コイルを設けることが困難であった部位にもコイル体を設けることが可能になる。したがって、作業性と生産性に優れる誘導加熱コイル体を得ることができる。
【0034】
本発明のホットランナー型射出成形機の金型によれば、誘導加熱用分割コイルをキャビティの周りに設け、誘導加熱によって射出時の金型温度を所定の温度まで昇温することにより、溶融材料をキャビティの隅々まで行き渡らせることができ、鋳込み不良を防止することができる。また、キャビティ内の各部における溶融材料の冷却速度の違いを緩和して、そりの発生を防止することができる。
また、マニホールドとノズルの接合部に誘導分割コイルを設けることにより、ランナー内を流通する溶融材料の温度のばらつきを小さくすることができ、キャビティ内に射出される溶融材料の温度むらを小さくしてそりの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の誘導加熱用分割コイルの正面図である。
【図2】図1の誘導加熱用分割コイルのX−X方向矢視断面図である。
【図3】第2の保持体における第2の導体の配置を説明する平面図である。
【図4】分割コイルをマニホールドの周囲に配置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5】本発明の誘導加熱用分割コイルの他の実施形態である。
【図6】本発明の誘導加熱用分割コイルのさらに他の実施形態である。
【図7】図5の分割コイルをホットランナー型射出成形機のマニホールドとノズルの間に設けた金型の断面図である。
【図8】図7のY−Y方向断面図である。
【図9】分割コイルをキャビティの周囲に配置した配置例を示すホットランナー型射出成形機の金型の部分断面図である。
【図10】ホットランナー型射出成形機の金型の一般的な構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 分割コイル
2,22 第1の保持体
2a,2b ブロック
2c マニホールド挿通部
2d 溝
4 第1の導体列
41 〜45 第1の導体
4a,4b 接触部
4c,4d 接触部
6,27 第2の導体列
61 〜65 第2の導体
7 第2の保持体
12 リード線
23 第1の導体列(内側)
23a,23b 接触部
24 第1の導体列(外側)
24a,24b 接触部
26 第2の導体列(内側)
28 第2の導体列(外側)
32 第1の保持体
34 第1の導体列
36 第2の導体列
37 第2の保持体
42 ノズル
45 マニホールド
46 固定側金型板
47 空間部
48 バックプレート
49 可動側金型板
49a キャビティ
50,51 コア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a split coil for induction heating.The present invention relates to a mold for a hot runner type injection molding machine in which hot runner injection molding can be applied not only to a resin but also to a material that melts at a high temperature such as metal.
[0002]
[Prior art]
The hot runner injection molding method has a great advantage over the runner gate type injection molding because the product can be injection molded without discharging runners and sprues.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a mold part of a hot runner type injection molding machine used for injection molding of resin or the like according to an example of an apparatus using induction heating.
The mold includes a fixed-
A
[0003]
The coil 1 'is connected to a
Such hot runner injection molding is suitable for injection molding of a resin or the like having a relatively low melting temperature of 200 ° C. to 300 ° C. and low thermal conductivity. Therefore, the hot runner injection molding method is widely used in resin injection molding.
By the way, with the rapid development of computers, audio, video equipment, etc., the demand for recording media such as CDs, MOs, and DVDs is rapidly increasing. In injection molding such a thin molded article, the surface of the mold in which the cavity is formed is rapidly heated to a predetermined temperature (preferably a temperature substantially equal to the molten material) immediately before injecting the molten material, It is preferable in terms of product quality to cool rapidly after completion of injection. In order to solve such problems, a spiral induction heating coil is inserted between the movable mold plate and the fixed mold plate before injection molding, and the induction heating coil is positioned near the surface of the cavity. After preheating the cavity by applying a voltage to this induction heating coil, the induction heating coil is moved away from the mold and clamped for injection molding, or an electric heater is embedded around the cavity and injected. Various methods have been proposed, such as a method in which an electric current is passed through the electric heater at the time of molding to heat and the current is stopped after injection molding is completed.
[0004]
However, in the former method, even if the mold is heated by induction heating, the temperature of the mold decreases until the injection molding is started. Therefore, the mold can be maintained at the predetermined temperature during the injection molding. Have difficulty. Further, in the latter method, it takes time until the mold is heated after an electric current is passed through the electric heater, and the cycle time becomes longer, and temperature unevenness occurs depending on each part of the mold. Therefore, even these conventional methods cannot sufficiently satisfy the requirement of rapidly heating and rapidly cooling the mold to obtain a high-quality thin product.
On the other hand, hot runner injection molding is a metal material having a high melting point of about 400 ° C. to about 700 ° C. and high thermal conductivity, such as magnesium (melting point: about 650 ° C.), aluminum (660 ° C.), zinc (same as above). Even at about 420 ° C., it can be applied theoretically.
[0005]
However,(1)The temperature difference between the molten material and the mold (usually around 200 ° C)If bigThe molten material injected into the cavity is rapidly deprived of heat and solidifies. For this reason, the molten material does not reach every corner of the cavity, and casting defects tend to occur.
(2)Since the timing at which the molten material solidifies in each part in the cavity is different, residual stress is likely to occur inside the product, and warpage defects are likely to occur.
(3)The induction heating coil is formed by winding a conductor around the manifold. However, since the portion where the coil body can be formed is limited, the temperature of the molten material in the manifold is uneven, and the molten material injected into the cavity This will affect the cooling rate of each part of the lens and cause warpage defects.
[0006]
These issuesMainly related to product qualityEspecially when the molten material is metal.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, so that rapid heating and rapid cooling of the cavity can be performed.CastingSo that stable factors can be obtained by reducing the factors causing defects such as defects and warpage as much as possible.MadeProviding molds that enable injection molding using hot runner injection molding machinesThatObjective.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a movable mold plate and a fixed mold plate, a cavity formed between the movable mold plate and the fixed mold plate, and a molten material. In a mold of a hot runner type injection molding machine comprising a manifold formed with a runner that performs and a nozzle that injects the molten material supplied via the manifold into the cavity, the movable mold plate has a movable side A fixed side core is attached to the fixed mold plate, and the cavity is formed at a boundary surface between the movable side core and the fixed side core, and the movable side core has an open end. A first holding body that holds a first conductor, a plurality of the first conductors, and that forms a first conductor row with the plurality of first conductors, and is held by the first holding body The first conductors are directly A conduction preventing means for preventing contact is provided, and the fixed core has a second conductor having an open end and a plurality of the second conductors to form a second conductor row, A second holding body detachably attached to the first holding body, and a conduction preventing means for preventing the second conductors held by the second holding body from directly contacting each other, Contact portions are formed at both ends of the first conductor, and contact portions that connect one contact portion and the other contact portion of the adjacent first conductor to both ends of the second conductor. The contact portion of the first conductor and the contact portion of the second conductor are in contact with each other when the mold is clamped, and the cavity is formed by the first conductor and the second conductor. Is formed so as to form a coil body. The molten material described above may be a resin or a metal.
According to this configuration, the movable mold plate side conductor and the fixed mold plate side conductor form a coil body by bringing the contact portions into contact with each other. By clamping the fixed side mold plate and the movable side mold plate, the contact portions of both conductors come into contact with each other to form a coil body around the cavity. This makes it possible to increase the temperature of the cavity during injection molding by induction heating, thereby reducing the temperature difference between the mold and the molten material, and preventing casting defects and warpage due to rapid cooling of the material being injected. Can do. In addition, this configuration enables rapid heating of the mold before injection and rapid cooling of the mold immediately after injection, and a high-quality thin product can be obtained.
[0012]
In the split coil described above, an end portion of a lead wire that connects the coil body and a voltage supply source that applies a voltage to the coil body is connected to the first conductor and the second holding body or the second holding body. It is good to sandwich between the conductor and the first holding body.
If it does in this way, the lead wire currently pinched | interposed between it only by isolate | separating a 1st holding body and a 2nd holding body can also be easily removed from the division | segmentation coil for induction heating.
The invention according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of an induction heating split coil according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the induction heating split coil of FIG. 1 in the XX direction, and FIG. 3 is a second view of a second holding body. It is a top view explaining arrangement | positioning of the conductor of this.
The induction heating split coil 1 (hereinafter referred to as split coil 1) includes a
[0016]
The
The
[0017]
Such a
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
A
The
Next, the operation of the divided
When a predetermined voltage is applied to the
[0021]
When the
As in this embodiment, the end portion of the
[0022]
A
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is different from the previous embodiment in that a coil body is provided around the manifold 45 in a double manner. That is, the first holding
[0023]
Specifically, the first holding
[0024]
The
With the above configuration, when the
[0025]
In this way, it is possible to form two coil bodies on the pair of
Also in this embodiment, the end portion of the
[0026]
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, the same members and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In this embodiment, the
[0027]
By using the multi-division divided coil for induction heating as in this embodiment, the induction heating coil can be easily provided at a predetermined portion of the heated member that has been difficult to provide up to now. . FIG. 7 is a sectional view of a mold of a hot runner type injection molding machine in which the divided coil of this embodiment is provided between the manifold 45 and the
[0028]
When the manifold 45 is removed, it is only necessary to remove the
Next, an embodiment in which the induction heating split coil is applied around the
The
[0029]
The tip of the
[0030]
The
[0031]
Although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
For example, in the above description, the
The
Furthermore, although it has been described that the conduction preventing means is the
[0032]
Further, in the hot runner mold of the present invention using the split coil for induction heating, the first holding body is attached to the fixed
Furthermore, in the above embodiment, the induction heating split coil of the present invention has been described as being provided around the manifold 45 and the
Further, the induction heating split coil of the present invention of the present invention can be widely applied not only to hot runner type injection molding machines but also to other fields where induction heating is required.
[0033]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.
According to the present invention, a coil body is formed around a cavity during injection molding, and the cavity can be rapidly heated to a predetermined temperature, and the cavity can be rapidly cooled after completion of injection. A thin product with high quality can be obtained. In addition, according to the present invention, it is possible to obtain a split coil for induction heating that is less likely to fail even when mold clamping and mold opening are repeated, and that has high reliability.
Further, the induction heating split coil according to the present invention is arranged in the coil body because the coil body is held by the coil body holder separate from the member to be heated and can be divided into two or more. Heated members such as manifolds can be easily removed. In addition, it is possible to provide a coil body at a desired part of the member to be heated, for example, a part where it is difficult to provide an induction heating coil conventionally, such as a joint between a manifold and a nozzle. Therefore, an induction heating coil body excellent in workability and productivity can be obtained.
[0034]
According to the mold of the hot runner type injection molding machine of the present invention, a split coil for induction heating is provided around the cavity, and the temperature of the mold at the time of injection is increased to a predetermined temperature by induction heating. Can be spread to every corner of the cavity, and casting defects can be prevented. Moreover, the difference in the cooling rate of the molten material in each part in the cavity can be alleviated to prevent warping.
In addition, by providing an induction dividing coil at the joint between the manifold and the nozzle, the temperature variation of the molten material flowing through the runner can be reduced, and the temperature unevenness of the molten material injected into the cavity can be reduced. Generation of warpage can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an induction heating split coil according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the induction heating divided coil of FIG.
FIG. 3 is a plan view for explaining the arrangement of second conductors in a second holding body.
FIG. 4 is a sectional view of a mold of a hot runner type injection molding machine in which divided coils are arranged around a manifold.
FIG. 5 is another embodiment of the split coil for induction heating according to the present invention.
FIG. 6 is still another embodiment of the split coil for induction heating according to the present invention.
7 is a cross-sectional view of a mold in which the split coil of FIG. 5 is provided between a manifold and a nozzle of a hot runner type injection molding machine.
8 is a cross-sectional view in the YY direction of FIG.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a mold of a hot runner type injection molding machine showing an arrangement example in which divided coils are arranged around a cavity.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a general configuration of a mold of a hot runner type injection molding machine.
[Explanation of symbols]
1 Split coil
2,22 first holding body
2a, 2b block
2c Manifold insertion part
2d groove
4 First conductor row
41~ 4Five First conductor
4a, 4b contact part
4c, 4d contact area
6,27 Second conductor row
61~ 6Five Second conductor
7 Second holder
12 Lead wire
23 First conductor row (inside)
23a, 23b contact part
24 First conductor row (outside)
24a, 24b contact part
26 Second conductor row (inside)
28 Second conductor row (outside)
32 First holding body
34 First conductor row
36 Second conductor row
37 Second holder
42 nozzles
45 Manifold
46 Fixed mold plate
47 Space
48 Back plate
49 Movable mold plate
49a cavity
50, 51 cores
Claims (2)
前記可動金型板には可動側コアが取り付けられるとともに前記固定金型板には固定側コアが取り付けられ、
前記キャビティは前記可動側コアと前記固定側コアとの境界面に形成され、
前記可動側コアには、開放端を有する第1の導体と、複数の前記第1の導体を保持し、前記複数の第1の導体で第1の導体列を形成する第1の保持体と、この第1の保持体に保持された前記第1の導体同士が直接接触しないようする導通防止手段とが設けられ、
前記固定側コアには、開放端を有する第2の導体と、この第2の導体を複数個保持して第2の導体列を形成するとともに、前記第1の保持体に着脱自在に取り付けられる第2の保持体と、この第2の保持体に保持された前記第2の導体同士が直接接触しないようする導通防止手段とが設けられ、
前記第一の導体の両端には接触部が形成されているとともに、前記第二の導体の両端には、隣り合う前記第1の導体の一方の接触部と他方の接触部とを接続する接触部が形成されていて、型締めの際に前記前記第一の導体の接触部と前記第二の導体の接触部とが接触して、前記第一の導体と前記第二の導体とで前記キャビティを取り囲むコイル体を形成すること、
を特徴とするホットランナー型射出成形機の金型。 A movable mold plate and a fixed mold plate, a cavity formed between the movable side mold plate and the fixed mold plate, a manifold formed with a runner through which a molten material flows, and the manifold In a mold of a hot runner type injection molding machine comprising a nozzle for injecting the supplied molten material into the cavity,
A movable core is attached to the movable mold plate and a fixed core is attached to the fixed mold plate.
The cavity is formed at a boundary surface between the movable core and the fixed core,
The movable core includes a first conductor having an open end, a first holding body that holds the plurality of first conductors, and forms a first conductor row with the plurality of first conductors. And a conduction preventing means for preventing the first conductors held by the first holding body from directly contacting each other,
The fixed core has a second conductor having an open end and a plurality of the second conductors to form a second conductor row, and is detachably attached to the first holding body. A second holding body and conduction preventing means for preventing the second conductors held by the second holding body from directly contacting each other;
Contact portions are formed at both ends of the first conductor, and contacts that connect one contact portion and the other contact portion of the adjacent first conductor to both ends of the second conductor. A contact portion of the first conductor and the contact portion of the second conductor are in contact with each other at the time of clamping, and the first conductor and the second conductor Forming a coil body surrounding the cavity;
Hot runner type injection molding machine mold characterized by.
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