JPH0531449B2

JPH0531449B2 -

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Publication number: JPH0531449B2
Application number: JP19138985A
Authority: JP
Inventors: Itsuo Shibata
Original assignee: JUO KK
Current assignee: JUO KK
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1993-05-12
Also published as: JPS6251414A

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、時にホツ
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つた
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ン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
いう問題がある。

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
の金型の場合には各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。

以前に本出願人は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、
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
成形装置を発明して出願した。（特願昭59−37121
号）その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達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
ようにした前記装置は有利である。さらに、前述
のようにその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り、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た
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
イプ状部材の温度を検出して設定値との高低に応
じて、電源手段からの加熱コイルへ供給される電
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、型開時にゲート孔か
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、したがつてその装置
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破損が少なく、
また発熱体の破損等による装置の故障がない。ま
た、その装置に使用される加熱コイルは自己抵抗
発熱が殆どないから断線のおそれがなく、従来の
ホツトランナー式成形装置に頻繁に生じたヒータ
ーの断線による故障が殆どない。

本出願人は上記特願昭59−37121号記載の装置
を改良して、更に制御がし易く、条件出しの容易
なホツトランナー式射出成形装置を発明し、特許
出願した。（特願昭59−231057号）その装置においては成形機のノズルと金型の各
キヤビテイを接続する樹脂通路のうち少なくとも
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、その各パイプ状部材の周囲に高周波誘導加
熱コイルが巻回される。各加熱コイルは互いに直
列に接続され、温度制御手段の制御の下に高周波
電力を供給される。温度制御手段はパイプ状部材
の温度、特にその先端部の温度を検出する温度検
出手段からの温度信号を受けて前記加熱コイルに
供給される電力を制御してパイプ状部材の温度を
所望の値に制御するとともに、成形機からの信号
に応じて各加熱コイルに大電力を所定の時間だけ
供給するようになつている。

このような装置によれば、ゲート孔付近の樹脂
温を通常はゲート孔からの樹脂洩れや糸引が生じ
ないような充分低い温度に維持して置き、射出寸
前に急加熱してゲート孔付近の樹脂を溶融させ射
出可能とすることができる。このようにすれば、
温度制御に要求される温度が低くなり、特にナイ
ロン等のように粘度等の特性が樹脂温の僅かな巾
内で大きく変化し、そのために、型開時にゲート
孔からの樹脂洩れや糸引を生ぜず、しかも射出時
にゲート詰まりを起こさないような臨界的な樹脂
温の巾が極めて挾いような樹脂を形成する際に特
に有利である。さらにそのような臨界的な温度よ
りも充分低い温度に前記所望の温度（以下定常樹
脂温と称する）。を設定して置けば、ゲート孔毎
の周囲の条件の差によつてゲート孔毎に多少樹脂
温に差が出るような場合にも、糸引や樹脂洩れと
いつたトラブルが起こすことがない。

しかしながら本発明者等が更に研究を重ねた結
果、射出寸前に各加熱コイルに大電力を供給する
ようになつて上記装置においても各ゲート毎の定
常樹脂温にばらつきがあるとナイロン等のように
樹脂温の僅かな変化によつて特性が大きく変化す
る樹脂の場合にはゲートバランスの維持が困難に
なることが分かつた。本出願人の特願昭59−
96276号に開示されているように各加熱コイルに
並列にコンデンサー、コイル、抵抗等を含むゲー
トバランス調整用回路を接続することによつてゲ
ートバランスを調整することができる。すなわち
個々の金型の形状、冷却水通路の設計等によつて
生じる各ゲート孔付近の樹脂温のばらつきを各加
熱コイルに供給される電力をゲートバランス調整
用回路によつて個々に調整することによつてなく
すことができる。例えば複数の加熱コイルの幾つ
かに各コイルに並列にコンデンサーを接続すると
その加熱コイルが巻かれたパイプ状部材の温度が
上がり、他の加熱コイルが巻かれたパイプ状部材
の温度が下がる。またコイルもしくは抵抗を複数
の加熱コイルの幾つかに各コイルに並列に接続す
るとその加熱コイルが巻かれたパイプ状部材の温
度が下がり他の加熱コイルが巻かれたパイプ状部
材の温度が上がる。またその際の温度の上下の大
きさはゲートバランス調整用回路の値の大小によ
つて変化する。したがつて、複数の加熱コイルの
幾つかに選択的にゲートバランス調整用回路を並
列接続し、かつその素子の値を選択することによ
つて全ゲート間のゲートバランスを極めて微少に
調整することができる。なお、ゲートバランス調
整用回路として抵抗を使用した場合には電力損が
生じ、その点ではコンデンサー、もしくはコイル
の方が望ましい。

しかしながら上記のようなゲートバランス調整
用回路は各加熱コイルに流れる電流をバイパスす
るものであるから、射出寸前に各加熱コイルに大
電力を供給するようにした前記装置にゲートバラ
ンス調整用回路を直接使用すると相当量の電流が
加熱コイルをバイパスしてしまうため、ゲート内
の樹脂を射出可能なまでに溶融させるのに時間が
かかるとともに効率が低下するという問題があ
る。

（発明の目的）上記のような事情に鑑みて本発明は条件出しが
更に容易でゲートバランスの維持し易いホツトラ
ンナー式射出成形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）本発明のホツトランナー式射出成形装置は前述
の特願昭59−96276号記載の装置において、各加
熱コイルに並列にゲートバランス調整用回路接続
手段（例えばコネクター）を配するとともに、そ
の各接続手段に直列にリレー手段を配して、各加
熱コイルに前記大電力を供給する寸前に各リレー
手段を開いて本質的に全ての電流が各加熱コイル
を通るようにしたことを特徴とするものである。

上記リレー手段としては通常のリレーの他に
FET、トランジスタ等の半導体素子を使用する
ことができる。

（発明の効果）上記のような構成の本発明の装置においては、
ゲートバランス調整用回路を用いることによつて
各ゲート部の樹脂温を高精度で一致させることが
できるとともに、射出寸前にゲート部の樹脂を溶
融させるために各加熱コイルに大電力を供給する
際にはそのゲートバランス調整用回路には電流が
流れないようにしたから、パイプ状部材の温度を
急激に上昇させることができ、かつ電力効率も改
良される。

（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と協働して
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。

従来のホツトラン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変換回路に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、４つのチツプ３
８ａ〜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〜50KHz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
次側に高周波電流が流れ、トランス４８の二次側
に高周波電流が誘起され、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に高周波電流が供給される。加熱コイル
３８ａ〜３８ｄに高周波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。
時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〜３８ｄ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３
８ａ〜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
ずるよう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。すなわち制御回路は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
６４に記憶させる。したがつて熱電対５４ａ〜５
４ｄに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４図のフローチ
ヤートを参照して説明する。

第４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S₃）、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S₁₄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
の最大電力の接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４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、必らずし
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４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せる信号であれ
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（グー
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。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３８
ａ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２６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。

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１
１１，１１２，１１３，１１４が接続されてい
る。さらに各ゲートバランス調整用コネクター１
１１〜１１４にそれぞれ直列にリレー接点１１１
ａ〜１１４ａが挿入されている。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３８
ａ，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３６
ａ，３６ｃの温度が上昇し、他の加熱コイル３８
ｂ，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，３８ｃ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〜３８ｄによつて発
熱せしめられるチツプ３６ａ〜３６ｄ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。

前記リレー接点１１１ａ〜１１４ａは常閉接点
であり、各加熱コイル３８ａ〜３８ｄへの大電力
の供給に連動して開かれ、その大電力の供給の停
止に連動して閉じられる。したがつてゲートバラ
ンス調整用コネクターにゲートバランス調整用回
路が接続されていても大電力供給時にはリレー接
点１１１ａ〜１１４ａがオフになるため、実質的
に全ての電流が加熱コイル３８ａ〜３８ｄに通さ
れることになり、チツプ３６ａ〜３６ｄが急激に
加熱される。

さらに第３図に示すようにゲートバランス調整
用回路の切換を制御回路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３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１２１，１２
２，１２３，１２４からなつている。各リレー１
２１〜１２４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３
６ａ〜３６ｄの温度のバラツキに応じてリレー１
２１〜１２４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に
並列に接続するようにリレー駆動回路１２５を制
御する。また制御回路６２は大電力供給時に各リ
レー１２１〜１２４の可動接点をオープンの固定
接点と接触せしめ、全てのコンデンサーを回路か
ら切り離し、実質的に全ての電流が各加熱コイル
３８ａ〜３８ｄに流れるようにする。

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。

また、上記実施例においては、高周波電力供給
回路４２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図は第１図の装置の変更例を示
す図、第４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、１００〜１０４
……コネクター、１０５……コンデンサー、１１
１〜１１４……ゲートバランス調整用コネクタ
ー、１１１ａ〜１１４ａ……リレー接点、１２１
〜１２４……リレー、１２５……リレー駆動回
路。

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２個
のキヤビテイと、そのキヤビテイと成形機のノズ
ルとをゲート孔を介して接続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前記ゲート孔近傍の
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に巻
回され、互いに直列に接続された高周波誘導加熱
コイル、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、前記各高周波誘導加熱コイルに並列に接続され
てその加熱コイルへの電力配分を変えるゲートバ
ランス調整用回路を必要に応じて接続するため
の、前記各加熱コイルに対応して設けられたゲー
トバランス調整用回路接続手段、この各ゲートバランス調整用回路接続手段にそ
れぞれ直列に接続されたリレー接点手段前記パイプ状部材の温度を検出して温度信号を
出力する温度検出手段、および前記温度検出手段からの前記温度信号を受け
て、前記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
段からなつており、前記温度制御手段が前記成形機からの信号を受
けて前記パイプ状部材の温度を前記所望の値に制
御するのに必要な電力より大きい電力を所定の時
間だけ前記高周波誘導加熱コイルに供給するとと
もに前記各リレー接点手段をその大電力の供給に
連動して開くようになつていることを特徴とする
装置。