JPH0550371B2

JPH0550371B2 -

Info

Publication number: JPH0550371B2
Application number: JP85159648A
Authority: JP
Inventors: Itsuo Shibata; Tetsuo Uchida
Original assignee: JU OH TRADING CO Ltd
Current assignee: JU OH TRADING CO Ltd
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1993-07-28
Also published as: JPS61197216A; JPH0433253B1; US4726751A; DE3590090C2; CH668220A5; WO1985003904A1; JPS61197215A; DE3590090T

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
は型開示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。

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、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）その特願昭59−037121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つて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た電力が
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
機械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損傷が少なく、ま
た発熱体の損傷等による装置の故障がない。ま
た、本装置に使用される加熱コイルが自己抵抗発
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。

しかしながら、上記特許出願に係る射出成形装
置においては、高周波誘導加熱コイルが途中でシ
ヨートした場合に、コイルの巻数が少なく電気抵
抗が極く小さいものであるため電気抵抗の変化が
ほとんどなく、このシヨートを電気的に検出する
のは非常に難しいという問題がある。

（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、加熱コイルのシヨートを検出するシヨート検
出装置を備えた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）本発明の装置は、パイプ状部材の温度とこの温
度の時間的変化率を算出し、この温度に対する温
度変化率の関係から上記誘導加熱コイルのシヨー
トを検出するシヨート検出手段を備えていること
を特徴とするものである。すなわち、パイプ状部
材が温度制御手段により制御される所望の温度範
囲にある時に、温度が急速に低下する場合や、上
記温度範囲以下の温度の時に、温度が低下もしく
はその上昇率が一定値以下の時はシヨート検出手
段によりコイルのシヨートが生じたと判定するも
ので、これにより電気的には難しかつたシヨート
の検出を確実に行なうことができる。

（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
ニホールドウロツク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，１７ｄ，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４つのチツプ３８ａ〜３８ｄ
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〜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。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３６
ａ〜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
つて発生させ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、特い熱的レス
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とする。（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〜
５４ｄ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８
２ａ，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３６ａ
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３
８ａ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
において密、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に接続
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
力の供給の配分を換えることができ、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に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
て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回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。

また、本発明の装置においては、制御回路６２
内に上記加熱コイル３８ａ〜３８ｄがシヨートし
た場合にこれを検出するシヨート検出手段を有し
ている。加熱コイル３８ａ〜３８ｄ自体の電気抵
抗はごく小さいため、加熱コイル３８ａ〜３８ｄ
がシヨートした場合でも、抵抗の変化がほとんど
表われず、このためシヨートの有無を電流、電圧
変化等に基づき電気的に検出するのは非常に難し
い。そこで、本発明においては、熱電対５４ａ〜
５４ｄにより検出したチツプ３６ａ〜３６ｄの先
端部の温度およびこの温度の変化率に基づいてシ
ヨートの有無を検出するようにしている。

具体的には、チツプ３６ａ〜３６ｄの先端部で
の所定温度、すなわち樹脂洩れや糸引きを生じな
いような臨界的温度の範囲内の下限値以下の点に
判定値（例えば150℃）を設定し、この判定値よ
り低温の領域ではチツプは常に加熱コイルにより
加熱され上記温度は上昇方向に変化するため、加
熱コイル通電時において温度上昇の鈍化もしく
は、逆に温度が低下するのを検知してコイルのシ
ヨートを検知するようにしている。さらに、上記
判定値より高温の領域ではチツプ温度をほぼ一定
に保つように適度の加熱が行なわれるため、チツ
プ温度の所定率を超えた急激な低下の検知により
コイルのシヨートを検知するようになつている。

なお、前述したような間欠加熱の冷却時には加
熱コイルは通電停止もしくは微弱電力の供給とな
りチツプは急激な温度低下となるため、この時間
にはシヨート検出は行なわれないのは当然であ
る。

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図お
よび第８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、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、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
れる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
巻回された複数の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、該温度検
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、および前記温
度検出手段からの前記温度信号を受けて温度変化
率を算出し、該温度変化率と前記温度信号に基づ
く温度の関係から前記高周波誘導加熱コイルのシ
ヨートの有無を検出するシヨート検出手段から構
成されていることを特徴とする成形装置。