JP5523515B2 - 射出モールド成形システム用の射出ノズルに取付ける加熱シリンダ - Google Patents

Description

本発明は射出モールド成形システムの射出ノズル用の加熱シリンダに関するものである。

本発明が関わる問題の理解を得るために、図面の図１および図２が参照される。図１は模式的に射出モールド成形システムを示している。給送ブッシュを介して連結された射出モールド成形機３から高温の溶湯（すなわち、溶融されたプラスチック材料）が、流路を高温に加熱された分配ブロック２の流路４を通して二つ以上のノズル１０へ導かれる。噴射ノズル１０はモールド型工具６の噴射元側の部分５Ａの受入れ穴８の中に配置されている。噴射ノズルはいわゆるマウス１３（すなわちオリフィス）を経てモールド製品を形成するキャビティ７に連結されており、キャビティは通常、工具６の噴射先側の部分５Ｂに見られる。

溶湯に要求される温度と工具の温度とはかなり相違する。例えば、溶湯の処理温度は２５０゜とされ得るのに対し、工具の温度は５０゜とされ得る。この温度差はノズルから、特にノズルと工具との接触点においてかなり大きな熱流を生じることになる。この熱損失はノズルを絶えず加熱することで補償しなければならない。この加熱は、ノズルに取付けることのできる加熱シリンダで行われており、本発明はそれに関するものである。溶湯を過冷却する危険に関して最も重要な点は、マウス１３にある。それは、ノズルの直径が次第に小さくなっていること、また実際にノズルと工具とが密接に接触していることで、周囲のノズル材料の熱吸収容量が小さいからである。

これらの状態が要求することは、マウス領域１２におけるノズルの加熱が軸部１１におけるよりも大きくなければならないことである。マウス領域１２で求められる熱供給は、作動状態、溶湯および工具の材料、およびマウス１３の形状にも大きく影響される。さらに、熱供給は効果的に制御されねばならない。それは、いくつかの溶湯の処理温度範囲は非常に狭いからである。さらに、例えば工具が冷間状態にあれば、非常に多量の熱をマウス領域１２に供給しなければならない。

ノズルは、例えば図２に示すように２個の別個の加熱シリンダ２０Ａ，２０Ｂを、特に１個はマウス領域１２に、１個は軸部１１に備え得ることが既に知られている。２個の加熱シリンダの熱導体はそれぞれ別々に制御および（または）調整できる。この加熱シリンダは、内部に熱導体が埋め込まれた加熱カートリッジを収容する螺旋溝を備えた中空の支持シリンダを基本的に含む。マウス領域１２用の加熱シリンダの支持シリンダにおける螺旋溝のピッチは、一般に軸部１１用の支持シリンダにおける螺旋溝のピッチよりも小さい。加熱シリンダの外面には金属製保護ジャケット２３が見られる。図２で、ノズルの図示に加えて、工具の受入れ穴８も示されている。

この既知のシステムの一つの欠点は、２個の別々の加熱シリンダ２０Ａ，２０Ｂが必要なことである。他の欠点は、マウス領域用の加熱シリンダ２０Ａの電気接続３４がマウスへ向かう前方の離れた位置にあり、受入れ穴８内の工具の噴射先側の部分５Ａに受入れられるために相応の長手方向溝９（図２）を備えなければならない。この必然性は、費用が加算されることを別にしても、いくつかの工具ではスペースの問題を生じる。さらに、ノズルを工具の受入れ穴８に挿入することで電気接続３４を損傷してしまう危険が大きい。図２で、符号３５Ａは加熱シリンダ２０Ｂ用の温度センサーに対する電気接続を示す。加熱シリンダ２０Ａ用の同様の温度センサーは図示されていない。

本発明の目的は、射出モールド成形機のノズル用の改良された加熱システムを提供することである。

本発明のシステムは、現在のシステムで知られている２個の別々な加熱シリンダに代えて１個の加熱シリンダのみ使用する。本発明に寄れば、細長い加熱カートリッジが中空の加熱シリンダの外面上に螺旋状に巻かれる。この加熱カートリッジは２個の電気的に加熱できる熱導体を収容し、それらの熱導体は互いに電気的に絶縁され、加熱カートリッジの長手方向の基本的に異なる領域に配置される。一方の熱導体はノズルのマウス（オリフィス）領域を加熱するために配置され、他方はノズルの軸領域を過熱するために配置される。従って、従来技術のマウス領域にて加熱シリンダのシリンダ部材から半径方向に突出していた電気接続３４はなくなる。その結果、工具のノズル受入れ穴８内でのこの接続用の受入れ溝９は省略できる。さらに、システムの配線溝に要求されるスペースは減少する。それは、２個の加熱接続用に１本のＩＳＯケーブルしか必要とされないからだ。本発明によれば、かなりの費用節減が達成される。

本発明は図目を参照して詳細に説明される。

本発明の加熱カートリッジの典型例理が図４に示される。このカートリッジ３０は２個の加熱導体３２，３３を含み、それらは螺旋状の加熱コイルを形成するように巻かれている。この加熱コイルは金属スリーブ３１に受入れられ、その内部で通常、の電気絶縁化合物４０に埋め込まれる。加熱コイル３２はスリーブ３１の前側（工具側）部分Ｂ１にあり、その加熱コイル３２から電気的に絶縁された加熱コイル３３はスリーブ３１の残された部分Ｂ２にある。２個の加熱コイルの電気接続３４，３５は加熱コイル３２と反対側の端部にて金属スリーブ３１の外側に担持されている。

加熱カートリッジ３０は直径に比べて長く、図４では容易に明白とならないが、図４は単に模式的に加熱カートリッジの構造を示している。実際に、カートリッジ３０は長い熱可塑的に変形するロッドまたはワイヤーとされ、図５に示される例示シリンダ２１のような中空支持シリンダ上に巻かれている。巻かれる加熱カートリッジを説明するために、支持シリンダ２１の外面には螺旋溝２２が備えられており、そのマウス側領域Ｂ１では軸領域Ｂ２よりもかなり小さいピッチとされている。加熱コイル３２，３３は支持シリンダに密接しており、マウス側領域Ｂ１で互いに接近して位置する螺旋溝２２の螺条は、加熱コイル３２で実質的に受入れられ、またそれより大きなピッチで備えられている軸領域Ｂ２での螺旋溝２２の螺条は、加熱コイル３３で実質的に受入れられる。２個の加熱コイルの電気接続３４，３５は、Ａ（図５）で加熱シリンダ２０の外部に担持される。図５に示されていないが図３に示されるように、加熱カートリッジ３０を備えた支持シリンダ２１の半径方向外側には保護ジャケット２３が配置されている。

図３は本発明の中空加熱シリンダ２０が取付けられた噴射ノズル１００を示している。完全な噴射ノズル１００は、図２の既知の噴射ノズル１０が有するような半径方向に突出するいかなる部分もその全長に沿って有さないことが見られる。さらに、工具の示された受入れ穴８は、従来技術で必要とされるような溝９（図２参照）を必要としないことが見られる。２個の加熱コイルの電気接続３４，３５は工具から離れたノズル端部に位置し、受入れ穴８の外側にある。マウス領域および軸領域における温度センサー用の細い接続線はそれぞれ保護ジャケット２３の小さな長手方向溝２４，２５内に配置され、これにより半径方には拡張箇所がまったくない。

従来技術のように、加熱はノズルのマウス領域および軸領域で別々に制御または調整される。マウス側領域Ｂ１における支持シリンダ２１上の加熱カートリッジ３０の巻き線は太いことが好ましいが、本発明で要求することではない。しかしながら、そのほうが有利である。それは、両方の領域で似たようなピッチが使用されると、加熱コイル３２の電流容量は加熱コイル３３のそれよりも大きくしなければならなくなり、この結果として両方の領域の加熱コイルを電気的に異なるように寸法決めしなければならなくなるからだ。

本願発明の特徴は以下のとおりである。
（１）射出モールド成形システム用の噴射ノズルに取付けられる中空加熱シリンダであって、外側に螺旋状に巻かれた細長い加熱カートリッジを有し、前記加熱カートリッジは第一および第二の電気的に加熱できる熱導体を有し、前記熱導体は互いに電気的に絶縁されており、前記加熱カートリッジの長手方向の実質的に異なる領域に配置され、前記第一の加熱カートリッジは噴射ノズルのマウス領域を加熱するために配置され、前記第二の加熱導体は噴射ノズルの軸領域を加熱するために配置される中空加熱シリンダ。
（２）前記第一および第二の熱導体が、前記熱導体と反対側の加熱カートリッジの端部に位置する電気接続を有している（１）に記載された中空加熱シリンダ。
（３）前記熱導体が螺旋状の加熱コイルを含む（１）に記載された中空加熱シリンダ。
（４）前記加熱カートリッジが前記加熱シリンダの外面上の螺旋溝内に位置される（１）に記載された加熱シリンダ。
（５）前記第一の熱導体に隣接する領域の前記螺旋溝が残りの部分よりも小さなピッチを有する（１）に記載された加熱シリンダ。
（６）前記加熱シリンダを取囲む外側の保護ジャケットをさらに含む（１）に記載された加熱シリンダ。
（７）ノズルのマウス領域および軸領域に温度センサーを配置するために前記保護ジャケットの長手溝をさらに含む（６）に記載された加熱シリンダ。
（８）少なくとも一つのモールド成形工具および少なくとも一つの噴射ノズルを含む射出モールド成形システムであって、前記噴射ノズル上に配置された中空加熱シリンダを含み、前記中空加熱シリンダは本体部材と、前記本体部材の回りに螺旋状に巻かれた細長い加熱カートリッジとを含み、前記加熱カートリッジの内部には第一の熱導体および第二の熱導体が配置され、前記第一および第二の熱導体は前記本体部材の長手方向の異なる領域に配置される射出モールド成形システム。
（９）前記本体部材が外面に螺旋状の溝を有し、前記細長い加熱カートリッジが前記螺旋溝に配置されている（８）に記載された射出モールド成形システム。
（１０）前記螺旋溝が前記第一の熱導体を配置する第一のピッチと、前記第二の熱導体を配置する前記第一のピッチと異なる第二のピッチとを有する（９）に記載された射出モールド成形システム。
（１１）前記第一および第二の熱導体のそれぞれが螺旋状の加熱コイルを含む（９）に記載された射出モールド成形システム。
（１２）前記中空加熱シリンダの上に配置されたジャケット部材をさらに含む（８）に記載された射出モールド成形システム。
（１３）前記ジャケット部材に配置された温度センサー部材をさらに含む（１２）に記載された射出モールド成形システム。

本発明のさまざまな実施例が示され、説明されたが、多くの変形家および代替実施例が当業者に考えられるであろう。従って、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図される。

従来技術の射出モールド成形システムの概略図を示す。 従来技術の２個の別々の加熱シリンダを有する噴射ノズルを示す。 本発明の加熱シリンダの典型例を備えた噴射ノズルを示す。 本発明の加熱シリンダ用の加熱カートリッジの典型例を示す。 本発明の加熱シリンダ用の支持シリンダの典型例を示す。

２ 分配ブロック
３ 射出モールド成形機
４ 流路
５Ａ 噴射元側の部分
５Ｂ 噴射先側の部分
６ モールド型工具
７ キャビティ
８ 受入れ穴
９ 受入れ溝
１０ 噴射ノズル
１１ 軸部
１２ マウス領域
１３ マウス
２０Ａ，２０Ｂ 加熱シリンダ
２１ シリンダ
２２ 螺旋溝
２３ 保護ジャケット
２４，２５ 長手方向溝
３０ 加熱カートリッジ
３１ 金属スリーブ
３２，３３ 加熱導体
３４，３５ 電気接続
４０ 電気絶縁化合物
１００ 噴射ノズル

Claims (4)

1. 射出モールド成形システム用の噴射ノズルに取付けられる1個の中空の加熱シリンダであって、
   外側に螺旋状に巻かれた細長い加熱カートリッジを有し、前記加熱カートリッジは電気的に加熱できる第一の加熱導体および電気的に加熱できる第二の加熱導体を有し、前記第一および第二の加熱導体は互いに電気的に絶縁されて、前記加熱シリンダの長手方向の実質的に異なる領域に配置され、前記第一の加熱導体は噴射ノズルのマウス領域のみを加熱するために配置され、前記第二の加熱導体は噴射ノズルの軸領域のみを加熱するために配置され、
   前記第一の領域の前記加熱カートリッジの巻線のピッチは、前記第二の領域の前記加熱カートリッジの巻線のピッチよりも大きくされて、前記第一の加熱導体の電流容量が前記第二の加熱導体の電流容量と等しくなっている加熱シリンダ。
2. 前記第一の加熱シリンダは、前記第二の加熱シリンダに対して側方に間隔をおいて配置されている請求項１に記載された加熱シリンダ。
3. 少なくとも一つのモールド成形工具および少なくとも一つの噴射ノズルを含む射出モールド成形システムであって、
   前記噴射ノズル上に配置された１個の中空の加熱シリンダを含み、前記加熱シリンダは本体部材と、前記本体部材の回りに螺旋状に巻かれた細長い加熱カートリッジとを含み、前記加熱カートリッジの内部には第一の加熱導体および別個の第二の加熱導体が配置され、前記第一の加熱導体は前記本体部材の第一の領域のみを加熱するために配置され、かつ、前記第二の加熱導体は前記本体部材の長手方向の異なる第二の領域のみを加熱するために前記第二の領域に配置され、
   前記第一の領域の前記加熱カートリッジの巻線のピッチは、前記第二の領域の前記加熱カートリッジの巻線のピッチよりも大きくされて、前記第一の加熱導体の電流容量が前記第二の加熱導体の電流容量と等しくなっている射出モールド成形システム。
4. 前記第一の加熱シリンダは、前記第二の加熱シリンダに対して側方に間隔をおいて配置されている請求項３に記載された射出モールド成形システム。

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