JPH0433253B1

JPH0433253B1 -

Info

Publication number: JPH0433253B1
Application number: JP60159649A
Authority: JP
Inventors: Itsuo Shibata; Tetsuo Uchida
Original assignee: JUO SHOJI KK
Current assignee: JUO SHOJI KK
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1992-06-02
Also published as: JPS61197216A; DE3590090C2; JPS61197215A; US4726751A; CH668220A5; DE3590090T; WO1985003904A1; JPH0550371B2

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明はプラスチツク射出成形装置、特にホツ
トランナー式射出成形装置に関するものである。

（従来技術）成形機のノズルと金型のキヤビテイをつなぐ樹
脂通路内に充填された樹脂、所謂ランナーをキヤ
ビテイ内に充填された樹脂（製品）とともに冷却
固化して型開時に製品とともに金型外に排出する
ようにした所謂コールドランナー成形システムに
対して、ランナーを溶融状態に保つたままキヤビ
テイ内の樹脂のみを冷却固化して金型外に排出
し、その溶融状態のランナーは次の成形サイクル
においてキヤビテイ内に充填するようにしたホツ
トランナー式射出成形システムが知られている。

このようなホツトランナー式射出成形において
は型開時のゲート部の樹脂の「切れ」が問題とな
る。すなわち、成形機のノズルから各キヤビテイ
のゲートに至るまでの樹脂通路を外部から抵抗加
熱ヒーターによつて加熱して樹脂を溶融状態に保
つものが知られているが、該樹脂通路のゲート孔
に近い部分は、一般に冷却水によつて常に冷却さ
れているキヤビテイプレートに近いために、金型
の開閉操作に伴なう温度変動が激しくゲート孔付
近の樹脂温度を一定に保つのが極めて困難であ
り、樹脂温が高過ぎて樹脂が糸を引いたり、樹脂
が固化してゲート孔を詰まらせてしまつて次の射
出が不可能になるというような問題があつた。ま
た樹脂温が高過ぎると、型開中にゲート孔から樹
脂が洩れ出す所謂「はなだれ」現象も起きる。

このような問題を解決するために、ゲート部分
に機械的な弁を設け、ゲート近傍の樹脂を溶融状
態に保つのに充分な熱を加えるとともに型開時に
前記弁を閉じて樹脂の糸引きやはなだれを防止す
るようにした装置が開発されたが、周知のように
ゲート近傍には高圧がかかるとともに前記弁は莫
大な数の開閉を繰り返さなければならないため
に、故障が起きやすいという欠点がある。また複
雑な構造の弁を使用するために装置が大きくなる
という欠点もある。

また、ゲート孔近傍の樹脂通路内に先の尖った
発熱体をゲート孔に臨むように配し、型開時には
ゲート孔内の樹脂を積極的に冷却固化させて、型
開時のゲート孔からの樹脂洩れないし、糸引きを
防止するとともに次のサイクルの射出直前に前記
発熱体を高温に加熱してゲート孔内の固化した樹
脂を再溶融させ射出が可能となるようにする所謂
間欠加熱方式のホツトライナー式射出成形装置も
知られているが、この装置においてはゲート内の
固化した樹脂を再溶融させるのに時間を要する、
樹脂通路内に発熱体が配されるために射出圧の減
損が著しい、特にガラス繊維入りの樹脂等による
成形の際には発熱体の先端が破損したり、摩耗し
たりするといつた種々の問題がある。またゲート
内の固化した樹脂を瞬時に再溶融させるために発
熱体先端に充分な熱を与えようとすると、発熱体
の基部の方がどうしても先端より高温になるため
に基部の周辺の樹脂が焦げたり分解したりすると
いう問題もある。

また従来のホツトランナー式射出成形装置はい
ずれも抵抗加熱ヒーターからの熱伝達によつて所
望の加熱部位、例えばゲート孔を加熱するように
なつているため熱的なレスポンスが悪くその加熱
部位を所望の温度に制御するのが極めて困難であ
り、特に複数個のキヤビテイを備えた多数個取り
の金型の場合には欠くキヤビテイのゲート孔の温
度を等しくするのが（所謂ゲートバランスの維
持）極めて困難であつた。また抵抗加熱ヒーター
は自己抵抗発熱であるために断線が頻繁に起きる
という欠点がある。

上記のような事情に鑑みて本出願人は以前に複
数のキヤビテイを備えた金型の各ゲート孔付近の
樹脂温を精度よく制御することができるとともに
良好なゲートバランスを維持することができ、し
たがつて弁の開閉、ゲート孔の間欠加熱等複雑な
機構を用いなくとも糸引き、はなだれ、ゲート詰
まり等を起こすことなく良好な成形ができるよう
にしたホツトランナー式射出成形装置を発明し、
出願した。（特願昭59−037121）当該特許出願に係るホツトランナー式射出成形
装置においては成形機のノズルと金型内の各キヤ
ビテイを接続する樹脂通路（一般にスプルー部と
ランナー部からなる。）の各キヤビテイのゲート
孔に隣接した部分が、高周波誘導加熱によつて加
熱し得る材料で形成されたパイプ状部材によつて
形成される。その各パイプ状部材の周囲には高周
波誘導加熱コイルが巻回され、その加熱コイルは
互いに直列に高周波電力供給手段に接続される。
またその加熱コイルに供給される電力を制御する
ことによつてパイプ状部材の温度を制御する制御
手段が設けられる。

前記加熱コイルに前記電力供給手段から高周波
電流を供給すると前記パイプ状部材が電磁誘導に
よつて発熱する。この電磁誘導による発熱によつ
てパイプ状部材を加熱するのは抵抗加熱ヒーター
からの熱伝達によつて加熱するのに比べて熱的レ
スポンスが良い。すなわち、ヒーターからの熱伝
導による場合にはパイプ状部材の温度が所定の温
度に達したときには、ヒーターはより高温になつ
ていてヒーターへの通電が停止した後にもパイプ
状部材の温度が上昇し続けたり、パイプ状部材の
温度が低下したときにヒーターに通電を開始して
もパイプ状部材の温度が下がり続けるリンギング
現象による遅延時間があるが、誘導加熱による場
合にはパイプ状部材自体が発熱するのであり、し
かも発熱速度も極めて速いからリンギングのおそ
れがなく、極めて良好に温度制御ができる。また
ヒーターからの熱伝導による場合はヒーターと被
加熱部材（パイプ状部材）の接触具合などによつ
てその被加熱部材の温度が大きく変化するのに対
して電磁誘導による加熱の場合にはコイルと被加
熱部材の間の微小な位置関係はその被加熱部材の
温度に殆ど影響を与えないため、各ゲート孔付近
の樹脂温を精度良く制御することができ、またゲ
ートバランスの維持も極めて容易になるという特
長がある。さらに前記誘導加熱コイルは単なる導
線を巻いたものであるから、ゲート孔に相当近い
位置まで巻回することができ、したがつてパイプ
状部材のゲート孔に相当近い部分まで直接発熱さ
せることができるから、パイプ状部材の先端部
（ゲート孔に近い部分）と基部（ゲート孔から離
れた部分）との温度差を極めて小さくすることが
できる。そのためゲート孔内の樹脂を溶融状態に
保つのに充分な温度まで先端部を加熱したときに
基部の温度が上がり過ぎてその部分に接触してい
る樹脂が焦げたり分解したりするというようなこ
とがない。さらに各加熱コイルを直列に接続する
と、例えば経年変化による１つの加熱コイル回路
の抵抗の変化等が全ての加熱コイルに流れる電流
に影響するためゲートバランスが特に維持し易
い。すなわち各加熱コイルを並列に電源に接続し
た場合には何らかの理由で１つの加熱コイル回路
の抵抗が大きくなるとそのコイルに加えられる電
力が小さくなつてそのコイルの巻かれたパイプ状
部材の温度のみが下がることになるが、直列に接
続しておくと全ての加熱コイルに加えられる電力
が小さくなり、したがつて全てのパイプ状部材の
温度がほぼ一様に下がることになり、ゲートバラ
ンスが極めて維持し易い。また本発明者の実験に
よれば各加熱コイルの巻数は数ターンから10数タ
ーンで充分であり、各コイルを並列に電源に接続
した場合には負荷が小さいためにパワーが入りに
くいという問題がある。さらに高周波誘導加熱コ
イルによる発熱はコイルの電源からの距離すなわ
ち表皮効果を含めた線路の抵抗ロスにも依存する
から各コイルを並列に電源に接続する場合には各
コイルの電源からの距離を正確に一致させるか、
或いは各コイルの電源からの距離の違いを考慮し
て巻数等を加減しないとゲートバランスがくずれ
ることになり、この点でも各コイルを直列に電源
に接続するようにするのは望ましい。さらに、前
述のように本装置においてはパイプ状部材の周囲
に数ターンから10数ターン導線を巻くだけでゲー
ト孔付近の樹脂を加熱することができるから、ゲ
ート周囲の構造が極めて簡単になる。したがつて
本装置によれば小さな製品の多数個取りの金型や
１つのキヤビテイに対して数個のゲートを備えた
金型のホツトランナー化が容易に実現できる。な
お、パイプ状部材の温度を所望の値に制御する前
記温度制御手段としてはパイプ状部材に温度を検
出して設定値との高低に応じて、電源手段から加
熱コイルへ供給させる電力を調整乃至オン−オフ
するような回路を使用することができる。

周知のようにゲート孔付近の樹脂温を精度良く
制御することさえできれば、型開時のゲート孔か
らの樹脂洩れや糸引を生ぜず、しかもゲート詰ま
りを起こさないような臨界的な樹脂温を探し出す
のは当業者には容易であり、したがつて本装置に
よれば機械的に開閉する弁、間欠加熱等の複雑な
機構を用いることなく良好なホツトランナー式成
形を行なうことができる。また上述の間欠加熱方
式の成形装置のように樹脂通路の内部に発熱体を
配する必要がないから射出圧の減損が少なく、ま
た発熱体の破損等による装置の故障がない。

しかしながら、上記特許出願に係る射出成形装
置において、誘導加熱用コイルは、自己の抵抗発
熱および加熱したパイプ状部材からの熱を受けて
高温になるため、コイルに銅線を用いた場合は銅
線の酸化が問題となり、他の素材を用いた場合で
も成形時に樹脂から発生するガス等によつて化学
的に腐食されるという問題がある。コイル表面
に、電気的絶縁性があり、且つ樹脂からの発生ガ
スとの化学反応を起こさない材料の層（ポリイミ
ド、カプトン、ポリアミドイミド等）をコーテイ
ングすることも考えられるが、これらの材料は高
温条件下では劣化するという問題がある。

（発明の目的）以上のような事情に鑑みて本発明は上記特許出
願に係るホツトランナー式射出成形装置におい
て、各加熱コイルの温度を比較的低温に抑えるこ
とができるようにした装置を提供することを目的
とするものである。

（発明の構成）本発明の装置は、誘導加熱コイルとパイプ状部
材の間に空気断熱層を設けるとともに、この誘導
加熱コイルを保持するコイルアセンブリの外壁を
金型と接触させたことを特徴とするものである。

このようにすれば、誘導加熱コイルは、断熱層
によるパイプ状部材からの熱の伝達制限および金
型への熱の放散によつて比較的低温に保たれ、コ
イル表面層の劣化を防止することができる。断熱
層として高断熱材（例えば雲母、セラミツクス
等）を用いても良いが空気断熱層とすることが好
ましい。

（実施例）以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図において本発明の一実施例のホツトラン
ナー式射出成形装置は４つのキヤビテイ１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有する金型１０を備え
ている。金型１０は成形機（図示せず）の固定ダ
イプレートに固定される固定側ハーフ１４と移動
ダイプレートに固定される移動側ハーフ１６から
なつており、移動側ハーフ１６が固定側ハーフ１
４に押圧されると、すなわち金型１０が閉じられ
ると両ハーフ１４，１６の間に前記４つのキヤビ
テイ１２ａ〜１２ｄが形成されるようになつてい
る。固定側ハーフ１４は固定ダイプレートに取り
付けられる取付プレート１８、断熱材２０を挟ん
でその取付プレート１８に押圧固定されているマ
ニホールドブロツク２２、および支持ブロツク２
４を挟んでそのマニホールドブロツク２２に押圧
固定されているキヤビテイプレート２６からなつ
ている。

キヤビテイプレート２６は移動側ハーフ１６側
に開口する４つの凹部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，
２８ｄを備えている。この４つの凹部２８ａ〜２
８ｄは移動側ハーフ１６に設けられている４つの
コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄと共働して
前記４つのキヤビテイ１２ａ〜１２ｄを形成す
る。キヤビテイプレート２６のマニホールドブロ
ツク側には前記４つの凹部２８ａ〜２８ｄとそれ
ぞれ対向するように、マニホールドブロツク側に
開口する４つの凹部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３
０ｄが設けられている。また固定側ハーフ１４に
は成形機のノズル（図示せず）と各キヤビテイ１
２ａ〜１２ｄを各凹部３０ａ〜３０ｄの底面にそ
れぞれ形成されたゲート孔３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄを介して接続する樹脂通路が形成され
ている。この樹脂通路は成形機のノズルと直接つ
なげられる所謂スプルー部３４ａとマニホールド
ブロツク２２内で４つに分岐した所謂ランナー部
３４ｂとからなつており、そのランナー部３４ｂ
の各ゲート孔３２ａ〜３２ｄに隣接した部分はパ
イプ状のチツプ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ
によつて形成されている。各チツプ３６ａ〜３６
ｄの周囲には加熱コイル３８ａ，３８ｂ，３８
ｃ，３８ｄがそれぞれ巻回されており、後に詳述
するようにこの加熱コイル３８ａ〜３８ｄに高周
波電流を通すと各チツプ３６ａ〜３６ｄが発熱す
るようになつている。前記マニホールドブロツク
２２は適当な加熱手段（図示せず）によつて所望
の温度まで加熱されるようになつている。

従来のホツトライナー式射出成形装置と同様に
成形機のノズルから射出された溶融樹脂は前記樹
脂通路を通つて各キヤビテイ１２ａ〜１２ｄ内に
充填される。通常、キヤビテイプレート２６およ
び移動側ハーフ１６は冷却されており、各キヤビ
テイ１２ａ〜１２ｄ内の樹脂が冷却固化した後、
移動側ハーフ１６が後退せしめられて金型が開か
れる。このときキヤビテイ１２ａ〜１２ｄ内に形
成された製品は移動側ハーフ１６のコア１７ａ〜
１７ｄにそれぞれ担われて固定側ハーフ１４から
除去される。

各加熱コイル３８ａ〜３８ｄは中継ボツクス４
０を介して互いに直列に高周波電力供給回路４２
に接続される。電力供給回路４２はAC電源から
の交流を整流して直流（脈流）に変換する整流回
路４４，AC電源をオン・オフするSSR（ソリツド
ステートリレー）４５、後述する温度制御回路５
２の制御の下に開閉（オン−オフ）を繰り返すス
イツチング素子４６、トランス４８、そのトラン
ス４８の一次側に並列に接続されたコンデンサ
Ｃ、およびフイルター回路５０からなつており、
前記トランス４８の二次側に前記４つの加熱コイ
ル３８ａ〜３８ｄが直列に接続されるようになつ
ている。温度制御回路５２は前記各チツプ３６ａ
〜３６ｄの先端部にそれぞれ接触せしめられて各
チツプ３６ａ〜３６ｄの先端部の温度を検出する
４つの熱電対５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを
備えている。その４つの熱電対５４ａ〜５４ｄの
出力は切換回路５６によつて順次増巾回路５８に
入力され、増巾された後、Ａ／Ｄ変換回路６０に
入力される。このＡ／Ｄ変換回路６０によつてデ
ジタル信号に変換された各熱電対５４ａ〜５４ｄ
からの温度情報は制御回路６２の制御の下に記憶
回路６４に記憶される。制御回路６２には更に設
定温度入力回路６６および温度表示回路６８が接
続されている。設定温度入力回路６６は設定ダイ
ヤル等によつて選択されるチツプ先端部の設定温
度を制御回路６２に入力する。この設定温度は制
御回路６２の制御の下に記憶回路６４に記憶され
る。制御回路６２は記憶回路６４に一旦記憶され
ていた各熱電対５４ａ〜５４ｄからの温度情報、
すなわちその時点での４つのチツプ３８ａ〜３８
ｄの先端部の温度を取り出して、演算回路７０に
よつて４つのチツプ３８ａ〜３８ｄの先端部の温
度の平均値を求め、その平均値と前記設定温度と
の差を求める。制御回路６２はこの差の大きさに
応じて発振回路７２を制御して発振回路７２の出
力信号を変化させる。本実施例における電力供給
回路４２においては周波数が所定の範囲内で低い
程大きな電力が加熱コイル３８ａ〜３８ｄに入る
ようになつており、制御回路６２は前記設定温度
とチツプ先端部の温度の平均値との差が大きい程
低い周波数で発振するように発振回路７２を制御
する。本実施例では発振回路７２は20KHz〜50K
Hzの間で発振する。この発振回路７２の出力信号
はドライブ回路７４によつて電流増巾されて電力
供給回路４２の前記スイツチング素子４６を駆動
する。このスイツチング素子４６が発振回路７２
の発振周波数に応じて開閉を繰り返すことによつ
て前記トランス４８の一次側に高周波数電流が流
れ、トランス４８の二次側に高周波数電流が誘起
され、トランス４８の二次側に直列に接続された
前記４つの加熱コイル３８ａ〜３８ｄに高周波数
電流が供給される。加熱コイル３８ａ〜３８ｄに
高周波数電流が流れるとその加熱コイルが巻かれ
ている各チツプ３６ａ〜３６ｄが電磁誘導によつ
て発熱する。もちろん、各チツプ３６ａ〜３６ｄ
は高周波誘導加熱で発熱し得る材料で形成されて
いる必要がある。そのような材料としては種々の
ものが知られているが、当業者には明らかなよう
に、各チツプ３６ａ〜３６ｄは高温、高圧に耐え
なければならないから、このような点も考慮して
材質を選択しなければならない。特に高温まで加
熱されても機械的強度が大きく、透磁率が大き
く、しかも透磁率の温度依存性の小さいものが望
ましい。このような材料としては例えば熱間金型
用のSKD−61，62等がある。前記温度制御回路
５２は各熱電対５４ａ〜５４ｄから入力される各
チツプ３６ａ〜３６ｄの先端部の実際温度の平均
値と設定温度の比較を刻々繰り返し、前者の方が
後者より低い場合には両者の差が小さくなるにつ
れて発振回路７２の発振周波数を高くして行く。
この発振周波数が高くなると、トランス４８の一
次側に流れる電流の周波数も高くなり、したがつ
て加熱コイル３８ａ〜３８ｄに供給される電流の
周波数も高くなつて結局各加熱コイル３８ａ〜３
８ｄに供給される電力が小さくなる。すなわち、
温度制御回路５２はチツプの先端部の実際の温度
が設定温度より低い場合には、その差が大きいと
きには大きな電力を加熱コイル３８ａ〜３８ｄに
供給し、実際の温度が設定温度に近づくにつれて
その供給電力を小さくし、それによつてチツプ先
端部の実際の温度を設定温度に収束させる。逆に
実際の温度が設定温度を上回つた場合には、その
差が大きい程大きく供給電力を減ずるよにして実
際温度を設定温度に近づける。また前記温度表示
回路６８はチツプ先端部の実際温度、設定温度と
の差等を表示する。このような高周波誘導加熱に
よつてチツプを加熱する本実施例の装置において
はチツプ３６ａ〜３６ｄ自体が発熱するのである
から、抵抗加熱ヒーターからの熱伝達によつてチ
ツプを加熱するのに比べて熱的レスポンスが速
く、リンギングや熱伝達に帰因する遅延なく精度
良くチツプの温度を制御することができる。

前記SSR４５は制御回路６２に接続されてお
り、所定の周期で開閉される。例えば0.5sec毎に
10msecだけ開かれる。すなわち制御回路６２は
所定の周期でAC電源をオフすることによつて電
力供給回路４２からの出力を停止し、その間に熱
電対５４ａ〜５４ｄからの温度情報を記憶回路６
４に記憶させる。したがつて熱電対５４ａ〜５４
ｄの近傍において加熱コイル３８ａ〜３８ｄによ
つて発生される高周波磁界の影響を受けずに熱電
対５４ａ〜５４ｄの信号を読み取ることができ
る。なお、SSR４５を開く周期およびその時間は
特に上記例に限定されるものでなく適当に選択し
て差し支えないが、その周期を余り長くすると、
温度検出の間隔が広くなり過ぎて、特に熱的レス
ポンスの良い本実施例の装置においては温度制御
上望ましくない。またSSR４５を開く周期が短か
過ぎたり、あるいは開く時間が長過ぎたりする
と、電力が加熱コイル３８ａ〜３８ｄに供給され
る時間が短くなりチツプ３６ａ〜３６ｄを所望の
温度まで加熱するのに時間がかかることになる。
したがつてこのような点を適切に考慮してSSR４
５を開く周期および時間を決定するのが望まし
い。

なお、SSR４５としては制御回路６２から開信
号が入つてもAC電源の電圧がゼロになる迄は開
かず、逆に閉信号が入つてもAC電源の電圧がゼ
ロになる迄は閉じないゼロクロス型のSSRを使用
するのが望ましい。

更に、制御回路６２は後に詳述するように成形
機（図示せず）からの信号に応答して各加熱コイ
ル３８ａ〜３８ｄに供給される電力を所定の時間
だけ最大にする。

制御回路６２としては通常マイクロプロセサー
が使用されるが、上記のような制御を行なうため
のマイクロプロセサーの動作を第６図のフローチ
ヤートを参照して説明する。

第６図において制御回路（マイクロプロセサ
ー）６２はまずSSR４５を開くとともに切換５６
を切り換えて各熱電対５４ａ〜５４ｄの出力To
を読み取り、その平均値MToを演算する。（ステ
ツプS₁）次にステツプS₂において設定温度S_Tと平
均値MToの偏差Ｘを演算し、ステツプS₃におい
てその偏差Ｘが正かどうか、すなわち設定温度S_T
の方が平均値MToより高いかどうかを判別する。
Ｘ＞０の場合にはそのＸの絶対値に対応するα
（≧０）を制御値Ｃに加えて、発振回路７２に出
力する。（ステツプS₄，S₆）Ｘ＜０の場合にはそ
のＸの絶対値に対応するα（≧０）を制御値Ｃか
ら減じて発振回路７２に出力する。（ステツプS₅，
S₆）次にステツプS₇において成形機から型閉め開
始信号が入力されたかどうかを判別する。型閉め
開始信号が入力されていない場合にはステツプS₁
に戻つてステツプS₁〜S₇を繰り返す。型閉め開始
信号が入力されている場合はタイマーT₁をONす
る。（ステツプS₈）このタイマーT₁は加熱コイル
３８ａ〜３８ｄに供給する電力を最大にするタイ
ミングを決定するものである。このタイマーT₁
がupしたら（ステツプS₉）、前記制御値Ｃを最大
として発振回路７２に出力する。（ステツプS₁₀）
これと同時にタイマーT₂をONする。（ステツプ
S₁₁）このタイマーT₂は制御値Ｃを最大にしてお
く時間、すなわち最大電力を加熱コイル３８ａ〜
３８ｄに供給する時間を決定するものであり、タ
イマーT₂がupするまで制御値Ｃは最大に保たれ
る。次にタイマーT₂がupすると（ステツプS₁₂）
制御値Ｃが最小または零にされる。（ステツプ
S₁₃）次にステツプS₁において熱電対５４ａ〜５
４ｄの出力Toの平均値MToが前記設定値S_Tより
下がつたかどうかが判別される。平均値MToが
設定値S_Tより高い間は制御値Ｃは最小に保たれ
る。ここで平均値MToが設定値S_Tより低くなる
とステツプS₂に戻つて平均値MToが設定値S_Tに
収束するように制御がなされる。

なお、前述のようにタイマーT₁は加熱コイル
３８ａ〜３８ｄに供給する電力を最大とするタイ
ミングを決定するものであり、タイマーT₂はそ
の最大電力の持続時間を決定するものであり、樹
脂の種類、定常温度（前記設定温度）、成形サイ
クル時間等を考慮して射出寸前にゲート孔近傍の
樹脂が溶融して射出可能となるように設定され
る。このように射出寸前に加熱コイル３８ａ〜３
８ｄに大電流を供給して射出可能状態となるよう
にすることによつて定常温度（設定温度）を、糸
ひきや、はなだれが生ぜず、しかもゲート詰まり
も発生しないような臨界的な温度より低く設定す
ることができ、多少のゲートバランスのくずれも
それによつて吸収することができるから温度の精
度に対する要求が緩くなり、したがつて制御が楽
になる。

なお、第６図に示すフローチヤートにおいて
は、射出可能状態とするために制御値Ｃを最大と
することによつて最大電力を加熱コイル３８ａ〜
３８ｄに供給するようになつているが、必ずしも
最大電力を供給する必要はなく、所望の樹脂温の
上昇が得られるだけの電力を供給すればよい。こ
の場合にはステツプS₁₀において制御値Ｃを最大
とする替りに、それまでの制御値Ｃに所望の樹脂
温上昇分に応じた値（α）を加えたものを制御値
Ｃとして発振回路７２に出力してやればよい。

また第６図のフローチヤートにおいては成形機
からの信号を型閉め開始信号としたが、成形サイ
クル中に一定タイミングで出力される信号であれ
ばどのような信号を利用してもよいことは言う迄
もない。

第２図は各チツプ周辺の構造をチツプ３６ａを
例にとつて詳細に示すものである。

第２図に示すように、チツプ３６ａはゲート孔
近傍の樹脂通路を形成する貫通孔８０を備えたパ
イプ状の部材である。貫通孔８０は先端部（ゲー
ト孔３２ａ側）において細くなつてゲート孔３２
ａとほぼ同じ径を有するようになつている。チツ
プ３６ａの両端面には環状の突条８２ａ，８２ｂ
が設けられている。チツプ３６ａはマニホールド
ブロツク２２とキヤビテイプレート２６の間に押
圧挾持されるようになつており、その際上記突条
８２ａ，８２ｂが多少変形することによつて押圧
面からの樹脂洩れを防止するようになつている。
もちろん他のシール手段例えばＯリングを用いて
樹脂の洩れを防止するようにしてもよい。また先
端面の突条８２ｂはチツプ３６ａとキヤビテイプ
レート２６との接触面積を小さくしてチツプ３６
ａの先端部からキヤビテイプレート２６に奪われ
る熱量を小さくするのにも役立つ。チツプ３６ａ
の先端近傍には熱電対５４ａの先端を挿し込む凹
部８４が設けられている。加熱コイル３８ａおよ
び熱電対５４ａは高周波遮へい効果を有する金属
で形成されたケース８６内に収容されており、さ
らにその加熱コイル３８ａのリード線８８ａおよ
び熱電対５４ａのリード線８８ｂはケース８６に
一体的に接続されたシールド間９０内を通つて前
記中継ボツクス４０まで延びている。加熱コイル
３８ａは導電性が良く、腐食に強い金属、例えば
銀、銀の合金、銅線等の心線とその上に被せられ
た絶縁被覆からなつており、チツプの大きさ等に
応じて通常数ターンから10数ターンチツプの周囲
に巻回される。チツプ３６ａの後端部にはマニホ
ールドブロツク２２からの熱伝達があり、逆にチ
ツプ３６ａの先端部からはキヤビテイプレート２
６によつて熱が奪われるため、加熱コイル３８ａ
はできるだけチツプ３６ａの先端に近い位置に巻
回して先端部にコイル３８ａからの磁束が集中す
るようにするのが望ましい。

なお、チツプが長くて、チツプ中央部からの放
熱が大きい場合には、第３図に示すように先端部
のおいて密、中央部から後端部において疎となる
ようにコイルを巻いてもよい。なお、加熱コイル
３８ａがチツプ３６ａの外面に密着しているかど
うかはチツプ３６ａの先端部の温度に殆ど影響を
与えないが、コイル３８ａのチツプ３６ａの長さ
方向の位置や巻き密度はチツプ３６ａの先端部の
温度に大きな影響を与えるから、コイル３８ａは
チツプ３６ａの周囲に固定するのが望ましい。こ
れには耐熱性の接着剤等を使用しても良いし、第
４図に示すようにチツプ３６ａの外面に所望の巻
きパターンに従つて螺旋状の溝９０を切つてその
溝９０内にコイルを巻くようにしてもよい。

前記中継ボツクス４０は高周波電力供給回路４
２の前記トランス４８の二次側を接続するための
コネクター１００、および前記各加熱コイル３８
ａ〜３８ｄを接続するためのコネクター１０１，
１０２，１０３，１０４を備えている。コネクタ
ー１０１，１０２，１０３，１０４は互いに直列
にコネクター１００に接続されている。更に、各
コネクター１０１，１０２，１０３，１０４を跨
ぐように（並列に）ゲートバランス調整用回路を
接続するためのゲートバランス調整用コネクター
１１１，１１２，１１３，１１４が接続されてい
る。このゲートバランス調整用コネクター１１１
〜１１４に適宜ゲートバランス調整用回路を接続
することによつて個々のチツプ３６ａ〜３６ｄの
温度を制御することができる。第１図にはゲート
バランス調整用コネクター１１１，１１３を介し
て加熱コイル３８ａ，３８ｃにそれぞれ並列にコ
ンデンサー１０５を接続した例が示されている。
この場合、加熱コイル３８ａ，３８ｃが巻かれて
いるチツプ３６ａ，３６ｃの温度が上昇し、他の
加熱コイル３８ｂ，３８ｄが巻かれているチツプ
３６ｂ，３６ｄの温度が下がる。ゲートバランス
調整用回路としてコンデンサーの替りにコイルも
しくは抵抗を使用すると、加熱コイル３８ａ，３
８ｃが巻かれているチツプ３６ａ，３６ｃの温度
が下がり、他の加熱コイル３８ｂ，３８ｄが巻か
れているチツプ３６ｂ，３６ｄの温度が上がる。
すなわち、コンデンサー、コイル、抵抗等のゲー
トバランス調整用回路を加熱コイルに選択的に並
列に接続することによつて、各加熱コイルへの電
力の供給の配分を変えることができ、それによつ
て直列に接続された複数の加熱コイル３８ａ〜３
８ｄによつて発熱せしめられるチツプ３６ａ〜３
６ｄの温度を別々に上下せしめられることができ
るのである。つまり、何らかの要因によつて温度
が下がり易いチツプに巻かれている加熱コイルに
他の加熱コイルよりも大きな電力が供給されるよ
うに対応するゲートバランス調整用コネクターに
コンデンサーを接続してもよいし、逆に何らかの
要因によつて温度が他よりも上がり易いチツプに
巻かれている加熱コイルに供給される電力が他の
加熱コイルに供給される電力よりも小さくなるよ
うに、その加熱コイルに対応するゲートバランス
調整用コネクターにコイルまたは抵抗を接続して
もよい。もちろん、コンデンサー、コイル、抵抗
を適当に組み合わせて使用しても差し支えない。
しかしながら、ゲートバランス調整用回路として
抵抗を使用すると、電力損が生じ、その点では他
の２者の方が望ましい。言うまでもなく、ゲート
バランス調整用回路の作用はその素子の値が大き
い程大きい。したがつてオペレーターが温度表示
を見たり、各ゲート孔での樹脂の状態を見たりし
て、適当な値の素子を適当なゲートバランス調整
用コネクターに接続するようにしてもよいし、予
め異なる値の複数のゲートバランス調整用回路を
各加熱コイル毎に切換自在に設けておき、チツプ
間の温度差に応じて適当な値の素子を選択して接
続するようにしてもよい。

さらに第５図に示すようにその切換を制御回路
６２の制御の下に自動的に行なうようにしてもよ
い。すなわち第５図に示す中継ボツクス４０ａに
おいて各ゲートバランス調整用コネクターは６つ
の固定接点とその６つの固定接点のうち１つに選
択的に接触せしめられる１つの可動接点とを備え
たリレー１２１，１２２，１２３，１２４からな
つている。各リレー１２１〜１２４の６つの接点
のうちの５つにはそれぞれ値の異なるコンデンサ
ーが接点されており、残りの１つの接点はオープ
ンになつている。各リレー１２１〜１２４は前記
制御回路６２によつて制御されるリレー駆動回路
１２５によつて駆動されるようになつている。制
御回路６２は前記熱電対５４ａ〜５４ｄから入力
される４つのチツプ３６ａ〜３６ｄの温度のバラ
ツキに応じてリレー１２１〜１２４を選択的に駆
動して所望の値のコンデンサーを対応する加熱コ
イル３８ａ〜３８ｄの並列に接続するようにリレ
ー駆動回路１２５を制御する。

なお、金型内に通されるリード線は実用上余り
太くすることはできないが、電力供給回路からコ
イルまでの線路の表皮効果を含めた抵抗ロスをで
きるだけ小さくするために中継ボツクス４０まで
のラインにはできるだけ高周波抵抗の小さい太い
導線を使用し、中継ボツクス４０はできるだけ金
型に近い位置に配するのが望ましい。

上記実施例においては、射出後（タイマーT₂
がupした後）に制御値Ｃを最小にして、すなわ
ち加熱コイル３８ａ〜３８ｄへの電力の供給を断
つことによつて定常温度（設定温度）まで下げて
いるが冷却水等によつてチツプ３６ａ〜３６ｄの
温度を定常温度まで積極的に下げるようにしても
よい。

これには各チツプの周囲に、第７図に示すよう
に加熱用コイルと交互になるように冷却媒体用パ
イプＰを巻回してそのパイプＰに冷却媒体を通す
ようにしてもよいし、第８図に３８a′で示すよう
に加熱コイル用の導線を中空のパイプ状導線とし
その内部に冷却媒体を通すようにしてもよい。特
に後者の場合にはチツプ周りの構造が複雑化する
のを防止できるだけでなく、加熱コイル用導線の
酸化を防止することもできるという長所がある。

さらに、加熱コイルの高温化を防止するように
した本発明の他の実施例に係るチツプ周りの構造
の例を第９図に示す。この図の実施例において
は、チツプ３６ａは上端にフランジ部９３を有
し、このフランジ部９３より下側の円筒部の外面
９４と加熱コイル３８ａとの間に厚さ約１mm程度
の空気が充満した空気断熱層９２が形成されてい
る。この加熱コイル３８ａはこの状態のまま充填
剤９１を介してケース８６に支持され、ケース８
６の外面はキヤビテイプレート２６と接触してい
る。

このような構造にすると、加熱コイル３８ａに
よりチツプ３６ａが加熱されても、空気断熱層９
２により断熱されるため、チツプ３６ａの熱が加
熱コイル３８ａに伝わりにくく、さらに、加熱コ
イル３８ａは充填剤９１およびケース８６を介し
て、水冷却されて比較的低温になつているキヤビ
テイプレート２６と接触しているので、加熱コイ
ル３８ａの熱をキヤビテイプレート２６の方へ放
出させることができ、加熱コイル３８ａを比較的
低温に保つことができるようになつている。この
ため、充填剤９１およびケース８６は熱伝導率の
良い材料を使用することが望ましい。

なお、空気断熱層９２を設けることによる加熱
効率の問題が考えられるが、本発明はコイルによ
る高周波誘導加熱であるため、空気断熱層９２の
厚さをある程度以下にしておく限り加熱効率の低
下はほとんど問題にならない。実際には、加熱コ
イルの巻き方向長さが20mm、コイル内径７mm、コ
イル外径９mmのコイルで空気断熱層を１mmにして
いるが、加熱効率の低下はほとんど生じない。

なお、上記コイル３８ａの内径側に高周波誘導
加熱に影響を与えない、例えば雲母からなるパイ
プ９５を設け充填剤９１の充填を行ない易くして
もよい。

さらに、ケース８６を円筒状にして外面全体が
キヤビテイプレート２６に接触する例を上記に示
したが、例えば、第１１図の断面（第１０図の矢
印Ａ−Ａ断面）に示すように、ケース８６の外面
の一部がキヤビテイプレート２６に接触するよう
にしてもよい。

また、コイルアセンブリ（ケース８６、充填剤
９１、加熱コイル３８ａおよび雲母パイプ９５）
に対してチツプ３６ａは別体にしてもよいし、一
体にしてもよい。

上記ケース８６の材料としては非磁性体材料、
例えばステンレス、アルミニウム等が好ましく、
充填剤としてはセラミツクス等が好ましい。

上記実施例においては、高周波電力供給回路４
２として周波数が低くなる程供給電力が大きくな
る転流方式回路を使用したが、逆に周波数が高く
なる程供給電力が大きくなる偏向方式回路も使用
することができる。さらに前記実施例においては
温度制御回路５２は４つのチツプ３６ａ〜３６ｄ
の先端部の実際温度の平均値と設定温度を比較す
るようになつているが、どれか１つのチツプの先
端部の実際温度と設定温度とを比較するようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の射出成形装置を示
す概略図、第２図は第１図の装置の一部を詳細に
示す断面図、第３図は加熱コイルの巻き方の他の
例を示す図、第４図は加熱コイルの固定方法の一
例を示す図、第５図は第１図の装置の変更例を示
す図、第６図は第１図の装置の制御回路の作用の
一部を説明するためのフローチヤート、第７図か
ら第１１図は第１図の装置のチツプ近傍部の変更
例をそれぞれ示す断面図である。１２ａ〜１２ｄ……キヤビテイ、３２ａ〜３２
ｄ……ゲート孔、３６ａ〜３６ｄ……チツプ、３
８ａ〜３８ｄ……加熱コイル、４２……高周波電
力供給回路、４５……SSR、５２……温度制御回
路、５４ａ〜５４ｄ……熱電対、８６……ケー
ス、９１……充填剤、９２……空気断熱層、１０
０〜１０４……コネクター、１０５……コンデン
サー、１１１〜１１４……ゲートバランス調整用
コネクター、１２１〜１２４……リレー。

Claims

【特許請求の範囲】１固定側ハーフと移動側ハーフとからなり、両
ハーフを閉じたときに形成される少なくとも１つ
のキヤビテイと、その各キヤビテイと成形機のノ
ズルとを接続し、各キヤビテイに開口したゲート
孔から各キヤビテイ内に溶融した樹脂を供給する
樹脂通路とを備えた金型、および、その金型の前記樹脂通路を加熱してその樹脂通
路内の樹脂を溶融状態に保つ加熱手段、からなるホツトランナー式射出成形装置におい
て、前記樹脂通路の少なくとも各ゲート孔近傍の部
分が、高周波誘導加熱で加熱し得る材料で形成さ
れたパイプ状部材によつて形成されており、前記加熱手段が、その各パイプ状部材の周囲を
巻回する高周波誘導加熱コイルおよびこれを保持
する部材からなるコイルアセンブリ、その高周波
誘導加熱コイルに高周波電力を供給する高周波電
力供給手段、およびその高周波電力供給手段から
前記高周波誘導加熱コイルに供給される電力を制
御して前記パイプ状部材の温度を所望の値に制御
する温度制御手段を備えており、前記コイルアセンブリに保持された前記高周波
誘導加熱コイルと前記パイプ状部材の外周面との
間に断熱層が設けられ、前記コイルアセンブリの
外壁が前記金型と接触していることを特徴とする
成形装置。２前記コイルアセンブリと前記パイプ状部材と
が一体に形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の成形装置。３前記コイルアセンブリと前記パイプ状部材と
が別体に形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の成形装置。４前記断熱層が空気断熱層であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の成形装置。