JPH0327009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成形に係り、より詳細には取り成
形装置に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

電気ヒータを内蔵した細長い射出成形用ノズル
プローブは周知である。通常、この加熱式ノズル
プローブは溶融成形材料通路の中まで延び、加圧
された溶融成形材料がノズルプローブの周囲を流
れ、又はノズルプローブに沿つて流れて、このノ
ズルプローブのゲートまで流れる。このノズルプ
ローブの初期の例は米国特許第3970821号（特許
日付1976年７月２日、特許権者クランデル
（Crandell））に示されている。他の例は本願出願
人の米国特許第4376244号（特許日付1983年３月
８日）に開示されており、この例はヒーター部材
が外側の本体の壁体の中に鋳込まれている。ノズ
ルプローブの更に他の例は日本国特許出願第57−
69184号（出願人吉田、出願日1980年10月11日）
に示されている。更に最近では、本願出願人のカ
ナダ特許出願第417995号発明の名称「射出成形用
一体化構造型加熱式プローブの製造方法」（出願
日1982年12月17日）は改良型ノズルプローブを開
示しており、このノズルプローブは溶融成形材料
を外面開放型溶融成形材料溝に流し、熱電対を銅
のフイルタの中まで延ばしてその先端近傍の温度
をより正確に測定するものである。

前記従来技術の特許及び特許出願にも記載され
ている如く、溶融成形材料の、ノズルプローブに
沿い、特にゲートの部分で流れる時の温度の制御
が、前記射出成形装置を良好に作動されるのに極
めて重要であることは周知である。にも拘らず、
前記殆んど全てのノズルプローブはゲートに沿つ
て流れる溶融成形材料の温度を維持し制御するた
めに一個の加熱素子を使用している。

本願出願人は分離した２つの加熱素子を用いて
ノズルプローブの温度制御性能を予想以上に改善
し、この改良型ノズルプローブの使用によりバル
ブゲートのない改良型多数個取り成形装置を得る
ことができた。バルブゲートを有する多数個取り
成形装置は従来技術により公知にされている。例
えば、本願出願人の米国特許出願第4212626号
（出願日1980年７月15日）に記載された装置があ
る。また米国特許第3800027号（特許日付1974年
３月26日、特許権者は堤）は２つの分離したヒー
ター即ち加熱素子を有するノズルプローブを開示
している。然し乍ら、ゲートを通る溶融成形材料
の流れを制御するためには、ゲートの中まで延び
た加熱素子の１つを、予め定められたサイクルに
従つて断続的に作動させる必要がある。このこと
は、幾つかの出願発明で行なわれているが、何れ
もサイクルの速さが、加熱素子の加熱冷却に要す
る時間によつて限定される欠点がある。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、前記従来の装置の欠点を、少
なくとも部分的に解消した改良型ノズルプローブ
を提供することを目的とする。この改良型ノズル
プローブは分離した２個の加熱素子を有し、この
加熱素子は何れも間欠的に作動させる必要がな
い。本発明の他の目的は、バルブゲートを必要と
しない改良型多数個取り成形装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、多数個取り射出成形装置が溶融成形
材料を固定盤から可動盤まで導くタイプであり、
この盤は作動サイリクに従つて開く位置と閉じる
位置との間で作動し、前記多数個取り射出成形装
置は細長い加熱型第１ノズルプローブを有し、こ
の第１ノズルプローブは前記固定盤の中に組み込
まれ、先のとがつた先端部を有し、この先端部は
前記固定盤を貫通する第１ゲートと整列し、前記
第１ノズルプローブは１本以上の溶融成形材料通
路を有し、この溶融成形材料通路は加圧された溶
融成形材料を入口から前記固定盤を貫く第１ゲー
トまで搬送し、前記多数個取り射出成形装置は細
長い加熱型の第２ノズルプローブを有し、この第
２ノズルプローブは前記可動盤に組み込まれ、先
のとがつた先端部を有し、この先端部は第２ゲー
トと並び、この第２ゲートは前記可動盤を貫通す
る第２ゲートと前記閉じる位置でつながり、前記
第２ノズルプローブは１本以上の溶融成形材料通
路を有し、この溶融成形材料通路は加圧された溶
融成形材料を前記第２ゲートから前記可動盤の溶
融成形材料通路まで搬送し、前記第２ノズルプロ
ーブは前記第２ノズルプローブのとがつた先端部
を加熱する加熱装置を有し、この加熱装置は前記
第２ノズルプローブのとがつた先端部を前記第１
ノズルプローブのとがつた先端部よりも高い温度
まで可熱し、それにより前記可動盤を開く時に成
形材料の糸引きを減少させ得る多数個取り射出成
形装置を提供する。

〔実施例〕

以下、図を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図に射出成形用ノズルプローブ１０を示
す。このノズルプローブ１０は細長い本体部１２
を有し、この本体部１２の一方の端部に中央の入
口１４があり、他方の端部にとがつた先端部１６
を有する。本体部１２は工具鋼より成る外側部１
８を有し、この外側部１８を３本の離間した溶融
成形材通路２０が貫き、この溶融成形材通路２０
は中央入口１４から延びて外側開放型溶融成形材
通路溝２２につながり、この外側開放型溶融成形
材通路溝２２は先端部１６に向かつて長手方向に
延びる。この部分開放型の通路溝を作るには、溶
融成形材通路２０を本体部を貫通するように穿孔
した後、本体部の一部を切削加工して前記通路を
露出させる。この加工要領は本願出願人のカナダ
特許出願第417995号に詳細に記載されている。他
の孔２４も前記本体部の外側部１８を縦貫して熱
電対２６を収容し、この熱電対２６は細いスリー
ブ２８を貫いて前記先端部１６に隣接する銅フイ
ルタ３０の中まで延びる。先端部１６は高速鋼で
作られた円錐形のキヤツプ３１より成り、このキ
ヤツプ３１は本体部の外側部から延びる。このノ
ズルプローブの溶融成形材料が接触する部分の全
ての外面は工具鋼その他適当な耐蝕性及び耐摩耗
性を有する材料で作られる。

ノズルプローブ１０は、内部に２個の離間した
加熱素子３２，３４を有し、この加熱素子３２，
３４はリード線３６，３８を有し、このリード線
３６，３８は加熱されない外部端子４０まで延
び、この端子は溶融成形材の入口１４及び熱電対
のリード線４２に隣接する。前記加熱素子の第１
素子３２は多数のコイルを有する螺旋形部分４４
を有し、この螺旋形部分４４は鋼製の位置決め用
の中央スリーブ４６及び部分４８の内側で延び、
この位置決め用部分４８はノズルプローブ１０の
鋭い先端部１６の中まで延びた後前記位置決め用
スリーブの端部５０の外側を取り囲む。前記加熱
素子の第２の素子３４は螺旋形のコイルを有し、
このコイルはリード線３８から位置決め用スリー
ブ４６の外側に沿つて延び、端部５２が前記第１
加熱素子３２の端部５４に隣接する。前記第２加
熱素子３４は、位置決め用スリーブ４６の外側に
沿つてノズルプローブ１０の鋭い先端部１６の方
に延びるが、この先端部１６の中には入らない。
加熱素子３２，３４の前記外側部１８の中への配
設の後、導電性の極めて良い銅フイルタ３０を前
記加熱素子に鋳込む。この鋳込は真空炉の中で、
本願出願人のカナダ特許出願第417995号に記載の
方法と同様の方法で行なう。真空鋳造によつて前
記銅フイルタを前記加熱素子及び外側部に接着又
は溶着させて通電を妨げる空気を除くので前記ノ
ズルプローブの熱特性が極めて良くなる。

加熱素子３２，３４は、図面を見易くするため
に第１図に示さず、第３図に示すが夫々低電圧装
置であり、単一の加熱線５６を有し、この加熱線
５６は電気絶縁材５８を貫いて延び、この絶縁材
５８は酸化マグネシウム粉末で作られ、鋼製の外
側ケーシング６０の内側に形成される。前記加熱
素子の端部５０，５２の酸化マグネシウム絶縁材
を剥ぎ、中央の加熱線を外側ケーシング６０に溶
着してアースする。この外側ケーシング６０の端
部は、前記鋼製の位置決め用スリーブへの点溶点
により、前記銅フイルタが真空炉中で鋳造される
まで、所定の位置に支持される。この間、アース
することは言うまでもない。図には単一の低電圧
加熱素子を示したが、電圧の高い複線型電熱素子
を使用することもできる。

周知の如く、このタイプの加熱素子を作るに
は、従来は外側ケーシング６０の中にクロム合金
の加熱線５６と酸化マグネシウム５８を入れ、こ
れを絞り加工にかけ、酸化マグネシウムの層を薄
く且つち密にして、絶縁性を低下させることなく
伝熱特性を向上させる方法が採用されて来た。こ
の構造では、前記絞られた加熱素子は、冷たい端
子４０まで延びるが、小さ過ぎて扱い難いし過熱
される欠点がある。本発明の場合、前記加熱素子
を絞り加工せず、又は絞り加工する範囲を限定
し、前記加熱しない端子４０までの範囲をリード
線３６，３８とすることにより前記欠点を解消し
た。その結果、この端子４０までの部分を無用に
加熱せず、作業がやり易く、結線が容易になつ
た。

前記ノズルプローブ１０は、使用時には上述の
如く組み立て、射出成形装置に取り付ける。この
取付は、加圧された溶融成形材が中央入口１４に
入るように、また、とがつた先端部１６がゲート
と整列するように行なう。加熱素子３２，３４
は、加熱しない端子４０を介して電源装置に接続
する。この電源装置は従来型の制御装置（図示せ
ず）を有し、この制御装置は前記加熱素子の片方
又は両方を作動させる。加熱熱量を多くしなけれ
ばならない場合には、前記両方の加熱素子を作動
させる。加熱熱量が少なく、とがつた先端部を加
熱する場合には、前記第１加熱素子にのみ通電す
る。成形材料を均等に弱く加熱する必要があり、
前記ゲートの範囲に達しない場合には、前記第２
の加熱素子のみを使用する。更に加熱を強め、特
にとがつた先端部１６を強く加熱する必要がある
場合には、前記二重構造の加熱素子は、標準型で
多くの場合に充分対応できる長所を発揮する。更
に、場合によつては、若し一方の加熱素子が焼き
切れた場合に、他方の加熱素子に通電することに
より加熱を継続することができる。

次に第５図及び第６図に改良された多数個取り
金型を有する成形装置を示す。この成形装置は、
パーテイングラインを流れる溶融成形材料を制御
するバルブゲートを使用せずに成形品を多数成形
することができる。図から判る如く、この成形装
置は既に説明したと同様の第１ノズルプローブ及
び第２ノズルプローブ６２，６４を含み、この第
１及び第２ノズルプローブ６２，６４は第１パー
テイングライン６６を挟んで整列する。この第１
パーテイングライン６６は固定盤６８と第１可動
盤７０との分割線である。他の多数の加熱型ノズ
ルプローブ７２は第１可動盤７０の中に組み込ま
れて、溶融成形材料を中央の溶融成形材料通路１
００からキヤビテイ７４まで運ぶ。このキヤビテ
イ７４は第１パーテイングライン６６及び第２パ
ーテイングライン７６に形成され、この第１及び
第２パーテイングライン６６，７６は第１可動盤
７０と固定盤６８と第２可動盤７８との間に夫々
ある。前記他のノズルプローブ７２の数及びタイ
プは成形装置の形状及び必要なキヤビテイの総数
によつて決まる。図に示す成形装置では、前記他
のノズルプローブ７２は夫々、１対のキヤビテイ
７４の入口になる縁が加熱されるが、これ以外の
構造も同様に採用できる。

第１及び第２のノズルプローブ６２，６４につ
いては説明済みであるから繰返す必要がない。従
つて、このノズルプローブ６２，６４の構成部材
も同様であるから図でも同一符号を使用する。第
１ノズルプローブ６２は固定成形盤６８の壁体８
０に入る。断熱ブツシング８２はノズルプローブ
を壁体８０の中央に保持し、前記加熱型ノズルプ
ローブとこれを取り囲む盤との間に断熱空間８４
を形成し、盤は冷却部材８６の中を流れる冷却水
で冷却される。中央の入口１４は成形機（図示せ
ず）から加圧溶融成形材料を受ける位置にあり、
とがつている先端部１６はゲート８８と並び、こ
のゲート８８はテーパーが付いており、固定盤６
８を貫通する。

第２ノズルプローブ６４は第１可動盤７０の壁
体９０の中に前記同様に収まるので、ゲート９２
は前記第２ノズルプローブの位置から第１可動盤
７０を貫いてゲート８８と並ぶ。このゲート８８
は固定盤６８を貫いている。前記第２ノズルプロ
ーブ６４はまた他の断熱ブツシング９４により壁
体９０の中に保持されて、加熱されるノズルプロ
ーブ６４と冷却される第１可動盤７０との間に断
熱空間９６を形成する。後述の如く、前記各部を
使用する時には、断熱空間８４，９６は部分的に
固化した溶融成形材料で充たされ、この部分的に
固化した成形材料は、加熱されるノズルプローブ
と、これを囲み冷却される盤との間を断熱する。
第２ノズルプローブ６４のとがつた先端部１６
は、第１可動盤７０及び固定盤６８を夫々貫くゲ
ート９２，８８と並び、この２つのゲートは、テ
ーパー付であり、接近した位置で開口し、その直
径はこのゲートの流れの方向に漸増する。第２ノ
ズルプローブ６４の他の端部の開口部は、前記説
明では中央入口１４として説明したものである
が、今の場合は出口となり、この開口部は短い通
路９８を介して溶融成形材料の通路１００に接続
され、この溶融成形材料通路１００は可動盤７０
の中央を貫いて、溶融成形材料を前記他のノズル
プローブ７２の中に入れ、更に各種キヤビテイ７
４の中に入れる。

前記他の各ノズルプローブ７２はまた、第１可
動盤７０の壁体１０２の中に収まり、このノズル
プローブとこれを囲む冷却される盤７０との間に
断熱空間１０４がある。この各ノズルプローブ７
２は内部に加熱装置（図示せず）と１対の溶融成
形材料通路１０６を有し、この通路１０６は中央
入口１０８から縁が加熱される多数のゲート１１
０まで延び、このゲート１１０はキヤビテイ７４
に至る。図で読める如く、各ノズルプローブ７２
の前端部１１２は、通常、とがつている先端部よ
りも平らであるが、横断する溝１１４を有し、こ
の溝１１４は前記前端部を横断して溶融成形材料
通路１０６を縁のゲート１１０につなぐ。図に示
した実施例では各ノズルプローブ７２が第１パー
テイングライン又は第２パーテイングライン６
６，７６の何れか一方のノズルプローブ７２の両
側のキヤビテイ７４に成形材料を供給するように
なつているが、他の適当な構造にしても差し支え
ない。

５図から判るように、前記多数個取り成形装置
は往復動型ピン１１６を有し、このピン１１６は
第１可動盤７０に装着された油圧作動機構により
駆動される。この油圧作動機構はピストン１１８
を含み、このピストン１１８はピン１１６の大き
い駆動端部１２０に結合されて、シリンダ１２２
の中で往復運動する。このシリンダはねじ付キヤ
ツプ１２４を有し、このキヤツプ１２４はピスト
ン１１８とピン１１６とを取り外すためのもので
ある。ピストン１１８は制御される加圧作動流体
（図示せず）により駆動され、この作動流体は油
圧作動流体通路１２６によつてピストン１１８の
両側につながる。Ｖ形の高温シール１２８はシリ
ンダ１２２の中に取り付けられ、ピストン１１８
の周囲で延びて加圧作動流体の漏洩を防止する。
ピン１１６の端部１３０は、前進位置で第１可動
盤７０の溶融成形材料通路１００の中まで延び、
溶融成形材料の一部を後述の目的で移動させる。

前記装置は、使用の際に上述の如く組み立てら
れ、成形機（図示せず）は加圧溶融成形材料を第
１ノズルプローブ６２の入口１４に供給する位置
に置かれる。この加圧溶融成形材料の供給は予め
定められた射出サイクルに従い、従来の要領で行
なう。電源は加熱しない端子４０につなぎ、第１
ノズルプローブ６２の第２加熱素子３４のみ、及
び第２ノズルプローブ６４の第１加熱素子３２に
のみ通電する。従つて、成形機の射出圧力は閉じ
た位置にある成形型に加えられ、溶融成形材料
は、第１ノズルプローブ６２の入口１４から、溶
融成形材料通路２０を通り、一部分が溶融成形材
料開放通路２２を通り、ゲート８８，９２に流れ
る。上述の如く、このゲート８８，９２は接近し
た位置で並び、開口部を形成するようにテーパー
がつけてあり、この開口部は第１パーテイングラ
インを跨ぎ、溶融成形材料が流れる方向に直径が
漸増する。溶融成形材料はゲート８８，９２を通
り、第２ノズルプローブ６４を逆方向に流れ、第
１可動成形盤７０の中央の溶融成形材料通路１０
０の中に流入する。この通路１００から、前記溶
融成形材料は各種の前記他のノズルプローブ７２
に分れてキヤビテイ７２の中に入る。この溶融成
形材料は、最初、前記装置の中に射出され、第１
ノズルプローブ及び第２のノズルプローブ６２，
６４を囲む断熱空間と前記他のノズルプローブ７
２を囲む空間とを満たす。ここで溶融成形材料の
一部が固化して断熱作用をするが、溶融材料通路
２２の範囲では充分加熱されるので、この通路２
２が塞がることはない。

溶融成形材料がキヤビテイ７４を充分満たすだ
け射出された後、大きい射出圧力が短時間加えら
れ、すぐに放出される。成形サイクルの射出時期
に、ピン１１６は油圧によつて前進位置まで移動
し、この位置でこのピンの端部１３０が移動して
中央の溶融成形材料通路１００の中の溶融成形材
料の一部を第１可動成形盤７０の中に移動させ
る。この射出圧力が成形機によつて放出された
後、ピン１１６が移動してこのピンの端部１３０
を溶融成形材料通路から引いてこの溶融成形材料
通路の圧力を更に下げる。キヤビテイ７４を導く
縁のゲート１１０を若干負圧にすることもある。
短い冷却時間をおいて、成形型が第１パーテイン
グライン及び第２パーテイングライン６６，７６
に沿つて開かれ、成形された製品が取り出され
る。次に、この成形型が閉じられ、再び射出圧力
が加えられる。このサイクルが連続的に反覆され
る。

以上の説明で明らかな如く、第１ノズルプロー
ブ６２の第２電熱素子３４と第２ノズルプロープ
の第１電熱素子３２とにのみ通電する前記構造に
よつて、第２ノズルプローブ６４のとがつた先端
１６は第１ノズルプローブ６２のとがつた先端部
よりやや高い温度まで加熱される。この構成によ
つて、成形型を開いた時の溶融成形材料の糸引き
が著しく減少するという改善効果のあることが判
つた。更にテーパーをつけたゲートを組み合せる
ことにより生じさせる前記温度差によつて、成形
型を開いた時にゲート８８，９２から漏出又は垂
れ下る過剰の溶融成形材料の大部分が高温側のゲ
ートに固着することが判つた。従つて、温度を高
くすれば溶融成形材料が固化して屑になるのを防
ぎ、成形型を閉じた時に成形機の中に容易に回収
することができる。

この改良型射出成形装置に関する説明は本発明
の好ましい実施例として示すものであつて、本発
明を限定するものではない。この分野の熟達者で
あれば各種の変更及び改良が可能である。例え
ば、第２ノズルプローブ６４の第１及び第２の加
熱素子３２，３４を共に第４図の多数個取り成形
装置の中で通電するようにすることもできる。同
様に、ゲート８８，９２の一方にのみ前方にテー
パーをつけることもできる。内側の電熱素子３２
を外側の電熱素子３４より長くして各ノズルプロ
ーブのとがつている先端部１６の中まで延ばすよ
うに図示したが、これを逆にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基く実施例であるノズルプロ
ーブの断面図、第２図は第１図のノズルプローブ
の中の電熱素子部の斜視図、第３図は電熱素子の
構造を示す断面図、第４図は第１図のノズルプロ
ーブの平面図であつて分れている溶融成形材料通
路を示す図面、第５図は本発明の他の実施例であ
る多数個取り成形装置の部分断面図、第６図（第
４図と同一頁に記載）は第５図の線６―６に沿う
断面図であつてキヤビテイの構造を示す図面であ
る。 １０…ノズルプローブ、１２…本体部、１４…
入口、１６…とがつた先端部、２０…溶融成形材
料通路、２２…溶融成形材料通路溝、２６…熱電
対、３０…銅フイルタ、３１…キヤツプ、３２，
３４…加熱素子、３６，３８，４２…リード線、
４０…外部端子、４４…螺旋部分、４６…スリー
ブ、５６…加熱線、５８…絶縁材、６０…ケーシ
ング、６２…第１ノズルプローブ、６４…第２ノ
ズルプローブ、６６…第１パーテイングライン、
６８…固定盤、７０…第１可動盤、７２…他のノ
ズルプローブ、７４…キヤビテイ、７６…第２パ
ーテイングライン、８０…壁体、８２…断熱ブツ
シング、８４，９６…断熱空間、８８，９２，１
１０…ゲート、１００…中央の溶融成形材料通
路、１０６…溶融成形材料通路、１１６…ピン、
１１８…ピストン、１２２…シリンダ、１２８…
高温シール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融成形材料を固定盤から可動盤に導き、こ
   の固定盤及び可動盤が作動サイクルに従つて開く
   位置と閉じる位置との間で作動する多数個取り射
   出成形装置において、前記多数個取り射出成形装
   置は、 前記固定盤に組み込まれ、前記固定盤を貫通す
   る第１ゲートと並ぶ先のとがつた先端部を有し、
   加圧された溶融成形材料を入口から第１ゲートま
   で搬送する溶融成形材料通路を１本以上備えた細
   長い加熱型の第１ノズルローブと、 前記可動盤の中に組み込まれ、前記可動盤を貫
   通する第２ゲートと並ぶ先のとがつた先端部を有
   し、前記固定盤を貫く第１ゲートを前記可動盤を
   貫く第２ゲートに前記閉じる位置で接続させ、加
   圧された溶融成形材料を前記第２ゲートから前記
   可動盤の中の溶融成形材料通路まで搬送するよう
   に延びる溶融成形材料通路を１本以上備ええた細
   長い加熱型のノズルローブとを有し、 前記第１ノズルプローブ及び第２ノズルプロー
   ブはそれぞれ電熱型の第１加熱素子及び第２加熱
   素子を有し、この第１及び第２加熱素子は前記溶
   融成形材料通路に沿つて長手方向に延び、前記第
   １加熱素子は前記各ノズルプローブのとがつた先
   端部の中まで延びる部分を有し、前記第２加熱素
   子は端部が前記とがつた先端部に短絡し、前記各
   ノズルプローブは電源を有し、この電源は前記第
   １ノズルプローブの第２加熱素子のみに給電し、
   また少なくとも前記第２ノズルプローブの第１加
   熱素子に給電し、前記第２ノズルプローブのとが
   つた先端部は前記第１ノズルプローブのとがつた
   先端部より高い温度まで加熱されて、前記可動盤
   を開く時に前記溶融成形材料の糸引きを減少させ
   ることを特徴とする多数個取り射出成形装置。 ２ 前記可動盤を貫いて延びる第２ゲートはテー
   パー部分を有し、このテーパー部分の直径が前記
   第２ノズルプローブのとがつた先端部に向つて漸
   増することを特徴とする特許請求の範囲第１項の
   多数個取り射出成形装置。 ３ 前記固定盤を貫く第１ゲートは前記可動盤を
   貫く第２ゲートと並び、前記第１ゲート及び第２
   ゲートは共にテーパー部分を有し、このテーパー
   部は前記閉じる位置で開口部を形成し、これらの
   テーパー部分の直径が前記第２ノズルプローブの
   とがつた先端部に向かつて漸増することを特徴と
   する特許請求の範囲第２項の多数個取り射出成形
   装置。 ４ 前記第１加熱素子のみが前記第２ノズルプロ
   ーブ内で給電される特許請求の範囲第１項の多数
   個取り射出成形装置。