(57)【要約】高温の溶融樹脂を射出するとき、非接触高周波誘導方式によってキャビティの一領域とランナー部分のみを急速に加熱し、キャビティおよびランナーと、高温溶融樹脂との間の温度差を小さくして、溶融樹脂が円滑にキャビティおよび射出ノズルに供給でき、これにより、成型製品の種々の外観の欠陥を防止し、溶融樹脂射出装置の効率を上げるプラスチック金型及び射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置を開示する。プラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置は、溶融樹脂を溶融樹脂射出装置からプラスチック金型に射出する射出ノズルと、射出ノズルの外周囲に巻かれた高周波誘導コイルと、高周波誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電力供給部とでなり、高周波誘導コイルの磁場で射出ノズルのランナーを急速に加熱することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとキャビティでなるプラスチック射出金型において、前記キャビティの外側に設置された少なくとも一つの高周波誘導コイルと、前記高周波誘導コイルに高周波電力を供給して、前記高周波誘導コイルの磁場によって前記キャビティのみを急速に加熱する高周波電力供給部と、を有することを特徴とするプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
前記高周波誘導コイルは、少なくとも一つの巻線コイルであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項３】
前記キャビティは、高温溶融樹脂が射出される前に急速に加熱されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項４】
前記コア外側には、冷却水供給方式を用いた複数の冷却装置が形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項５】
さらに、前記高周波電力供給部により前記高周波誘導コイルに供給される高周波電力と、前記冷却装置に供給される冷却水を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項６】
溶融樹脂を溶融樹脂射出装置からプラスチック金型に射出する射出ノズルと、前記射出ノズルの外周囲に巻かれた高周波誘導コイルと、前記高周波誘導コイルに高周波電力を供給して、前記高周波誘導コイルの磁場によって前記射出ノズルのランナーを急速に加熱する高周波電力供給部と、を有することを特徴とするプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項７】
前記射出ノズルは、その外周囲に螺旋溝が形成され、前記高周波誘導コイルが前記螺旋溝に巻かれて形成されることを特徴とする請求項６に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項８】
前記射出ノズルは、その外周囲に螺旋状隆起が形成され、前記高周波誘導コイルが前記螺旋状隆起に巻かれて形成されることを特徴とする請求項６に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項９】
前記螺旋溝または前記螺旋状隆起は、前記射出ノズルの前段部、中央部及び後段部の少なくともいずれかに集中的に形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１０】
前記螺旋溝または前記螺旋状隆起は、前記射出ノズルの前段部、中央部及び後段部の少なくともいずれかに幅広く形成され、前記高周波誘導コイルが、前記螺旋溝または前記螺旋状隆起に沿って集めて巻かれることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１１】
二つの前記螺旋溝が、前記射出ノズルの上部及び下部それぞれに形成されて、二つの金属性のＣ−リングが、前記螺旋溝のそれぞれに挿入されて固定され、前記高周波誘導コイルの両端が、前記金属性のＣ−リングそれぞれに挿入されて固定され、次いで、前記高周波誘導コイルが、前記射出ノズルの前記螺旋溝間に巻かれて形成されることを特徴とする請求項７に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１２】
前記ランナーの温度を感知する温度センサーラインが、前記螺旋溝または前記螺旋状隆起に沿って前記誘導コイルと一緒に巻かれることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１３】
前記射出ノズルの前記螺旋溝または前記螺旋状隆起に沿って巻かれた前記高周波誘導コイルは、複数個のループ（ｌｏｏｐ）を形成することを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１４】
前記溶融樹脂射出装置は、マニホルドによって前記射出ノズルに連結されることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１５】
前記マニホルドのランナーを加熱する加熱装置は、前記マニホルドの外側に形成されることを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【請求項１６】
前記射出ノズルのランナーは、高温溶融樹脂が前記射出ノズルに射出される前に、急速に加熱されることを特徴とする請求項６に記載のプラスチック金型射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック金型及びその射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置に関し、より詳細には、高温の溶融樹脂が射出されるとき、キャビティの一領域と射出ノズルのランナー域のみを非接触高周波誘導方式によって急速に加熱して、キャビティおよびランナーと、高温溶融樹脂との間の温度差を小さくし、溶融樹脂を円滑にキャビティおよび射出ノズルに供給し、これにより、成型製品の外観不良を防止し、溶融樹脂射出装置の効率を上げるプラスチック金型及びその射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラスチッククリップなどのプラスチック製品を成形するには、高温の溶融樹脂（プラスチック材料）を、プラスチック射出金型のランナーを通してコアのキャビティに射出し、冷却工程で冷却して、コアから離してプラスチック製品を完成する。
【０００３】
従来のプラスチック射出金型では、プラスチック製品の成形時に、上述したように冷却工程を通さなければならないから、成形温度より低い温度にした冷却装置を、金型の周囲に装備している。ここで、冷却装置の温度は、射出樹脂の温度より常に低く設定される。
【０００４】
しかしながら、高温の溶融樹脂がコアのキャビティに射出されるとき、高温の溶融樹脂が、相対的に低い温度にあるキャビティ中に射出されるので、高温の溶融樹脂が、冷たいキャビティの表面と接触して、急速に冷却される。これによって、製品の収縮、表面欠陥（流動不良によるスポット（ウェルドライン））、寸法不良、外観不良などさまざまの成型製品の欠陥が生じる。
【０００５】
そこで、上記したような問題を解決するために、各種の努力がなされてきたが、基本的に、金型（キャビティ及びコア）は、製品の生産性及びし易さの故に相対的に低い温度に維持することが必要である。すなわち、高温の液状プラスチックが射出され、この金型と接触するとすぐに、流動性が悪くなり、収縮が同時に発生するから、相変らず限界がある。
【０００６】
一方、プラスチックの射出金型は、成型品を金型から取出すために、可動成型部と固定成型部とて構成されている。固定成型部と可動成型部が、互いに合わさった状態で、製品成形のための高温溶融樹脂原料がランナーを通って固定成型部と可動成型部の間に供給され、供給された溶融樹脂がコア中で成型され、金型から取出されて、プラスチック製品が完成する。ランナーは、プラスチック射出金型による製品を成形するために、非常に重要な通路として機能している。
【０００７】
溶融樹脂を、ランナーゲートを開閉して射出ノズルに供給する従来のマニホルドの構築では、複数個の射出ノズルのシリンダーにピストンを組み込み、ランナーを金型プレートに接続し、溶融樹脂を供給するランナーを持つマニホルドを射出ノズルに形成させて、溶融樹脂をマニホルドを通して射出ノズルに供給している。
【０００８】
上記した構成を持つ従来のマニホルド構造では、溶融樹脂を射出ノズルに供給するマニホルドのランナーを通して溶融した樹脂が円滑に供給するように、マニホルドの所定領域にカラムタイプヒーターや埋め込み型のカートリッジヒーターなど直接接触方式の加熱装置を設置し、射出ノズル部分には、バンドヒーターのなどの別の加熱装置を設置している。
【０００９】
しかしながら、上記した直接加熱方式では、熱の損失が多く、結合状態によって加熱状態が変わり、加熱に必要な時間が相対的に長くなるだけでなく、部分的な加熱が不可能であるので、製品を成形する時に温度変動が繰り返される射出ノズルの一領域の加熱には適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、高温の溶融樹脂を射出するときに、非接触高周波誘導加熱方式によってキャビティの部分のみ急速に加熱し、その結果、金型温度を、成型される直前まで溶融樹脂（部分あるいは全体）の温度と同じくするようにして、キャビティと高温溶融樹脂の温度差を小さくすることができ、これにより、金型のキャビティに充填するとき発生する製品の収縮、ウェルドライン（接合線）、ショートショット（充填不足）、スポット（表面染み）などの成型製品の種々の欠陥を解決するプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、高温の溶融樹脂を射出するときに、非接触高周波誘導加熱方式によって射出ノズルのランナーゲートのみを急速に加熱して、キャビティおよびランナーと、高温溶融樹脂の間の温度差を小さくして溶融樹脂を円滑にキャビティと射出ノズルに送ることができ、射出ノズルが短時間に温度変動できることから溶融樹脂射出装置の効率を高めることができる射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、溶融樹脂射出装置をマニホルドを介して射出ノズルに繋げるとき、非接触高周波誘導加熱装置を射出ノズルに使用し、マニホルドに直接加熱方式を使用して、これにより、経済性と品質を同時に満足することができる射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明によるプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置は、コアとキャビティでなるプラスチック射出金型において、キャビティの外側に設置された少なくとも一つの高周波誘導コイルと、高周波誘導コイルに高周波電力を供給して、高周波誘導コイルの磁場によってキャビティのみを急速に加熱する高周波電力供給部と、を有することを特徴としている。
【００１４】
好ましくは、高周波誘導コイルは、少なくとも一つの巻線コイルである。
好ましくは、キャビティは、高温溶融樹脂が射出される前に急速に加熱される
好ましくは、プラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置は、さらに、高周波電力供給部により高周波誘導コイルに供給される高周波電力と、冷却装置に供給される冷却水を制御する制御部を有している。好ましくは、冷却水供給方式を用いた複数の冷却装置は、コア外側に形成される。
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明による非接触高周波誘導射出ノズル加熱装置は、溶融樹脂を溶融樹脂射出装置からプラスチック金型に射出する射出ノズルと、射出ノズルの外周囲に巻かれた高周波誘導コイルと、高周波誘導コイルに高周波電力を供給して、高周波誘導コイルの磁場によって射出ノズルのランナーを急速に加熱する高周波電力供給部と、を有している。好ましくは、プラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置は、さらに、高周波電力供給部により高周波誘導コイルに供給される高周波電力と、冷却装置に供給される冷却水を制御する制御部を有する。
【００１６】
好ましくは、射出ノズルは、その外周囲に螺旋溝が形成され、高周波誘導コイルが螺旋溝に巻かれて形成される。
好ましくは、射出ノズルは、その外周囲に螺旋状隆起が形成され、高周波誘導コイルが螺旋状隆起に沿って巻かれて形成される。
好ましくは、螺旋溝または螺旋状隆起は、射出ノズルの前段部、中央部及び後段部の少なくともいずれかに集中的に形成される。
好ましくは、螺旋溝または螺旋状隆起は、射出ノズルの前段部、中央部及び後段部の少なくともいずれかに幅広く形成され、高周波誘導コイルが、螺旋溝または螺旋状隆起に沿って集めて巻かれる。
【００１７】
好ましくは、二つの螺旋溝が、射出ノズルの上部及び下部それぞれに形成されて、二つの金属性のＣ−リングが、螺旋溝のそれぞれに挿入されて固定され、高周波誘導コイルの両端が、金属性のＣ−リングそれぞれに挿入されて固定され、次いで、高周波誘導コイルが、射出ノズルの螺旋溝間に巻かれる。
【００１８】
好ましくは、ランナーの温度を感知する温度センサーラインが、螺旋溝または螺旋状隆起に沿って誘導コイルと一緒に巻かれる。
【００１９】
好ましくは、射出ノズルの螺旋溝または螺旋状隆起に沿って巻かれた高周波誘導コイルは、複数個のループ（ｌｏｏｐ）が形成される。
【００２０】
好ましくは、溶融樹脂射出装置は、マニホルドによって射出ノズルに連結される。
好ましくは、マニホルドのランナーを加熱する加熱装置は、マニホルドの外側に形成される。
好ましくは、射出ノズルのランナーは、高温溶融樹脂が射出ノズルに射出される前に、急速に加熱される。
【発明の効果】
【００２１】
上記したように、プラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置によれば、高温の溶融樹脂を射出するときに、非接触高周波誘導加熱方式によってキャビティの一領域のみ急速に加熱し、その結果、金型温度を、成型される直前まで溶融樹脂（部分あるいは全体）の温度と同じくするようにして、キャビティと高温溶融樹脂の温度差を小さくすることができ、これにより、金型のキャビティに充填するとき発生する製品の収縮、ウェルドライン（接合線）、ショートショット（充填不足）、スポット（表面染み）などの成型製品の種々の欠陥を解決することができる。
【００２２】
また、射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置によれば、高温の溶融樹脂を射出するときに、非接触高周波誘導加熱方式によって射出ノズルのランナーゲートのみを急速に加熱して、キャビティおよびランナーと、高温溶融樹脂の間の温度差を小さくして溶融樹脂を円滑にキャビティと射出ノズルに送ることができ、射出ノズルが短時間に温度変動ができることから溶融樹脂射出装置の効率を高めることができる。
【００２３】
さらに、溶融樹脂射出装置をマニホルドを介して射出ノズルに繋げるとき、非接触高周波誘導加熱装置を射出ノズルに使用し、直接加熱方式をマニホルドに使用して、これにより、経済性と品質を同時に満足することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の好ましい実施形態を、添付した図面を参照して以下に詳細に説明する。
本発明の非接触高周波誘導加熱によれば、石炭、石油などの化石燃料を使う従来の設備に比べてエネルギー效率が高く、操作が精密にコントロールされるので、高品質の製品が製造でき、また環境汚染を引き起さない、といった多くの利点がある。従って、非接触高周波誘導加熱は、種々の産業分野で広く採用されている。
【００２５】
高周波誘導加熱装置では、高周波電流をドーナツ形コイルに流すと、電磁誘導により高周波磁場が発生し、高周波磁場内の加熱対象物に誘導電流が流れる。誘導電流は、物体内で渦巻き、ヒステリシス損失と渦電流損失からジュール熱が発生し、非常に短時間に発熱する。このようにして発生した熱を用いる加熱は、誘導加熱と呼ばれ、高周波電流を利用したときには、高周波誘導加熱と呼ばれる。
【００２６】
また、高周波電流を使うことから、電流の表皮効果と近接效果によって被加熱物の表面に磁束及び渦電流が集中し、熱損失（渦電流損失及びヒステリシス損失）が発生し、これにより被加熱物の表面を加熱するようになる。この原理で、エネルギーが対象物の必要な部分に集中し、急速な加熱が效率的に行われ、生産性及び作業効率が高くなる。
【００２７】
図１は、本発明による非接触高周波誘導加熱装置を用いたプラスチック射出金型を説明する平面図である。図１に示すように、本発明によるプラスチック射出金型１は、ほぼ平板状のベース１０、ベース１０上の中央に位置するコア２０、コア２０上に位置してプラスチック射出成型品を製造するキャビティ３０を有している。図にはないが、本発明のプラスチック射出金型１は、固定成型部と可動成型部でなっていて、製品を金型から取り出せるようになっている。本発明は、プラスチック射出製品（例えば、プラスチッククリップ）を中心に説明しているが、全ての射出成型製品に適用できるものである。
【００２８】
図示したように、コア２０上に２つのキャビティ３０が形成されて、高温の溶融樹脂が、ランナーゲートとランナー６０からキャビティ３０に射出される。（図２参照）
【００２９】
また、本発明の非接触高周波誘導加熱装置５０は、コア２０の４つのコーナーに形成されて、高温の溶融樹脂が射出される前（約１〜５秒前；製品の種類や供給電力の大きさによって変わる）に、キャビティ３０領域を部分的、かつ急速に加熱して、キャビティ３０と高温溶融樹脂との間の温度差を小さくし、これによりキャビティ３０の表面と高温のプラスチック樹脂との間の温度差が大きいことから発生する成形製品の各種外観不良を防止することができるようになる。
【００３０】
実際に行った結果では、溶融樹脂がキャビティ３０に射出された後（ほぼ１秒後）、温度は相対的にほぼ１５０℃低下し（高温：約２６０℃）、その後ベース温度までさらに下がる。
【００３１】
本発明は、急速に加熱する領域として、キャビティ３０の一部領域で説明しているが、金型の全領域を加熱することもできる。従って、本発明は急速に加熱する領域を限定しているものではない。
【００３２】
また、金型またはキャビティの温度は、射出される迄に溶融温度近くに上げる必要があるので、加熱時間は、非接触高周波誘導加熱装置５０の周囲温度により適宜調整するのがよい。非接触高周波誘導加熱装置５０は、高周波電力供給部７０（図４参照）に電気的に接続されて高周波電力（約１ＫＨｚ−３００ＫＨｚ）が供給される。
【００３３】
実際上、本発明による非接触高周波誘導加熱装置５０による金型１の加熱には、３００ＫＨｚ−１０ｋｗの電気容量をもつ加熱装置５０で充分に加熱できる。また、金型またはキャビティは、１〜２秒で２５０℃に加熱することができる。
【００３４】
ベース１０の外側に形成された４つの冷却装置４０は、固定成型部のキャビティ周りに所定間隔である複数の冷却穴（図示していない）と、冷却穴を循環する冷却水を供給する冷却水供給源（図示していない）を有している。冷却水の供給は、別途のコントローラーで制御される。冷却水は、樹脂の射出が終わった後ある時間経ってから所定の固化時間の間供給される。また、冷却水は、可動成型部が成型製品を取り出す時には供給を止める。
【００３５】
図２は、高温の溶融樹脂がキャビティ内に流れていく状況を説明する概略平面図であり、図３は、キャビティの一部領域が本発明によるプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置により急速に加熱される状況を説明する概略平面図であり、図４は本発明によるプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置による磁場形成を説明する概略平面図である。説明の便宜上、以下、図２〜４を同時に参照しつつ説明する事にする。
【００３６】
図２に示すように、高温の溶融樹脂は、ランナー６０を通ってキャビティ３０内に射出されると、矢印の方向に３つに分かれる。このとき、従来技術では、３つの部分が合体するキャビティの下部で、移動時の熱損失によって、ウェルドライン（接合線）、ショートショット（充填不足）、スポット（表面染み）など成型製品の欠陥が発生する。
【００３７】
しかしながら、図３に示すように、本発明によるプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置５０による磁場の熱によって、キャビティ３０に急速に加熱される領域“Ａ”（高温、２６０℃まで）が形成されて、ウェルドライン、ショートショット、スポットなどの成型製品の欠陥が全く発生しない。
【００３８】
図４に示すように、巻線された複数個の高周波誘導コイル５１は、高周波電力供給部７０と電気的に接続して磁場ができ、それによってキャビティ３０の一部領域が急速に加熱される。
【００３９】
図５は、本発明の一実施の形態による高周波誘導加熱装置の射出ノズルを説明する概略断面図である。図５に示すように、本発明によると、溶融樹脂射出装置に取付けた射出ノズル１２０は、プラスチック射出金型１（図１参照）に溶融樹脂を射出するに使用される。射出ノズル１２０は、その外周囲に高周波誘導コイル１２１が巻かれている。すなわち、高周波誘導コイル１２１が射出ノズル１２０のランナー１２２外周を巻いて、高周波誘導磁場により、射出ノズル１２０のランナー１２２領域を部分的、かつ急速に加熱する。
プラスチック製品を成型する溶融樹脂を射出した後、ランナー１２２領域は、直接冷却して固化させ、射出口をプラスチック射出金型１から分離する。
【００４０】
また、高周波誘導コイル１２１は、高周波電力供給部７０（図４参照；金型及び射出ノズル加熱装置にも同時に高周波電力を供給する）に電気的に接続して、溶融樹脂射出装置１３０（図１０参照）とプラスチック射出金型１（図１０参照）を連結している射出ノズル１２０のランナー１２２領域を、高周波誘導コイル１２１の高周波誘導磁気によって急速に加熱する。
【００４１】
図６は、本発明の別の実施形態による高周波誘導加熱装置の射出ノズルを説明する概略的な断面図であり、図７は、図６の射出ノズルに高周波誘導コイルを巻いた状態を説明する断面図である。説明の便宜上、以下の説明は、図６と図７を同時に参照しつつ行う。
【００４２】
図に示すように、本発明によると、溶融樹脂射出装置に取付けた射出ノズル２１０は、プラスチック射出金型１（図１０参照）に溶融樹脂を射出するものである。射出ノズル２１０は、その外周囲に螺旋溝２１３が形成され、長さ方向中央を貫いて溶融樹脂を射出するランナー２１２が形成されている。
【００４３】
図７に示すように、射出ノズル２１０の螺旋溝２１３に高周波誘導コイル２１１が巻線される。
より具体的に説明すれば、螺旋溝２１３と高周波誘導コイル２１１は、さらに螺旋溝２１３上をセラミックスなどをコーティングした絶縁層２１４と、高周波誘導コイル２１１をテフロン（登録商標）（Ｔｅｆｌｏｎ）などの絶縁樹脂材で覆った被服材２１５を有している。すなわち、被服材２１５を有する高周波誘導コイル２１１を、螺旋溝２１３の絶縁層２１４の上に巻いている。また、ランナー２１２の温度を感知する温度感知センサーライン２１６は、高周波誘導コイル２１１と一緒に巻くことができる。
【００４４】
図６と図７には、螺旋溝２１３が射出ノズル２１０に一体に形成されている。しかしながら、螺旋溝２１３の代りに、螺旋状隆起を射出ノズル２１０に一体形成して、高周波誘導コイル２１１を螺旋状隆起に沿って巻いてもよい。螺旋溝２１３は、射出ノズル２１０の外周囲に全体的に均等に形成することもできるが、溝の加工費を考慮して一部領域に集中的に形成させるのが好ましい。
すなわち、螺旋溝２１３は、前段部、中央部及び後段部の少なくともいずれかに集中的に形成するのが好ましい。言いかえれば、螺旋溝２１３を、射出ノズル２１０の前段部、あるいは中央部に集中的に形成するか、あるいは螺旋溝２１３を、射出ノズル２１０の前段部と後段部に集中的に形成する。
【００４５】
特に、射出ノズル２１０の全体的な形状は、後段部に向って漸次細くなっているので、その圧力差によって、その後段部に位置するノズル先端で温度が相対的に高い。
また、射出ノズル２１０の前段部は、溶融樹脂射出装置１３０（図１０参照）あるいはマニホルド１４０（図１１参照）から溶融樹脂を直接射出される部分であるので、温度が相対的に高いが、その中央部の温度は、前段部や後段部に比べると相対的に低い。
従って、射出ノズル２１０の中央部に螺旋溝１３を集中的に形成させると、射出ノズル２１０の全域にかけて温度を均一に高く維持できるという長所がある。
【００４６】
図７に示すように、射出ノズル２１０の螺旋溝２１３に巻かれる高周波誘導コイル２１１には、複数個のループ（ｌｏｏｐ）２１１−１が形成される。このように、高周波誘導コイル２１１に複数個のループ２１１−１が形成されるので、射出ノズル２１０のランナー２１２が急速に加熱されて高周波誘導コイル２１１が温度上昇によって長くなっても、複数個のループ２１１−１が高周波誘導コイル２１１の膨張を吸収できる。
【００４７】
図８は、射出ノズルに高周波誘導コイルを巻いた本発明のまた別の実施形態を説明する図面であり、射出ノズル３１０の螺旋溝３１７が、図７のものよりを大きい点で相異している。つまり、螺旋溝の加工費を低減するために、一つの螺旋溝３１７を射出ノズル３１０の前部、中央部及び後部の少なくともいずれか一つに幅広く形成させ、高周波誘導コイル３１１が、射出ノズル３１０の螺旋溝３１７に集めて巻かれる。
【００４８】
図９は、射出ノズルに高周波誘導コイルを巻いた本発明のまた別の実施形態を説明する図面であり、螺旋溝４１３を射出ノズル４１０の上部と下部のそれぞれに形成させた点で図７の射出ノズルと相異している。すなわち、螺旋溝の加工費をさらに低減させるために、一つの螺旋溝４１３を、射出ノズル４１０の前段部及び後段部それぞれに形成している。
【００４９】
また、金属性のＣ−リング４２０を、二つの螺旋溝４１３それぞれに挿入して固定し、高周波誘導コイル４１１の両端を二つの金属性のＣ−リング４２０に挿入して固定して、高周波誘導コイル４１１を射出ノズル４１０に巻いている。
【００５０】
図１０は、図６及び図７の射出ノズルを用いた高周波誘導加熱装置の結合状態を説明する断面図である。図１０において射出ノズル用の高周波誘導加熱装置１００は、図６及び図７の射出ノズル２１０を使用している。しかしながら、射出ノズル用の高周波誘導加熱装置１００は、図５及び図８の射出ノズル１１０、３１０も同様に使用することができる。
【００５１】
図１０に示すように、本発明による射出ノズル用高周波誘導加熱装置１００は、射出ノズル２１０を有しており、その射出ノズル２１０は、溶融樹脂射出装置に取付けられ、外周囲に螺旋溝２１３が形成され、プラスチック射出金型１に溶融樹脂を射出するためのランナー２１３を有し、かつ、非接触高周波誘導加熱装置として射出ノズル２１０の螺旋溝２１３に沿って巻かれた高周波誘導コイル２１１を有している。
【００５２】
また、高周波誘導コイル２１１は、高周波電力供給部７０（図４参照）が電気的に接続されて、溶融樹脂射出装置１３０とプラスチック射出金型１を連結する射出ノズル２１０のランナー２１２領域を、高周波誘導コイル２１１の高周波誘導磁場によって急速に加熱する。非接触高周波誘導加熱装置としての高周波誘導コイル２１１は、射出ノズル２１０の外周囲に形成された螺旋溝２１３に巻かれ、高周波誘導磁場によって射出ノズル２１０のランナー２１２を部分的に、かつ急速に加熱することができる。プラスチック製品を成型するための溶融樹脂が射出された後に、ランナー１２２部分が直接冷却され、固化されることで、射出口がプラスチック射出金型１から離すことができるようにする。
【００５３】
本発明による射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置１００は、溶融樹脂射出装置１３０の高温溶融樹脂が、ランナー２１２を通してプラスチック射出金型１に射出される前（約１−５秒前；製品の種類や供給電力の大きさによって変わる）に、射出ノズル２１０のランナー２１２領域を部分的に急速に加熱するようにする。これにより、ランナー２１２と高温溶融樹脂の間の温度差を小さくして溶融樹脂がよく流れることができ、射出ノズル２１０のランナー２１２における溶融樹脂の固化を防止することができる。非接触高周波誘導加熱装置としての高周波誘導コイル２１１は、高周波電力（約１ＫＨｚ−３００ＫＨｚ）を供給する高周波電力供給部７０（図４参照）に電気的に接続される。
【００５４】
実際に、本発明による非接触高周波誘導加熱装置として高周波誘導コイル２１１により射出ノズルのランナーを加熱するとき、数百ＫＨｚ−数十ｋｗの容量をもつ加熱装置で充分に加熱でき、金型あるいはキャビティを、最小時間で２５０℃度に加熱することができる。
【００５５】
本発明による非接触高周波誘導加熱装置１００では、別途のマニホルドを設けることなく、溶融樹脂を射出ノズル２１０からプラスチック射出金型１に直接に射出できるので、溶融樹脂射出装置が非常に単純になり、これにより費用を削減できる。
【００５６】
図１１は、本発明のさらに別の実施形態であり、図６及び図７の射出ノズルを用いた高周波誘導加熱装置の結合状態図を説明する図である。
図１１の射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置は、溶融樹脂射出装置１３０が、マニホルド１４０を挟んで射出ノズル２１０に連結されている点を除き、図１０のものと実質的に同じであり、以下、同じまたは類似の構成に対して同一符号を付けてその差異を中心に説明する。
【００５７】
図１１に示すように、射出ノズル用高周波誘導加熱装置は、さらに、溶融樹脂射出装置１３０と射出ノズル２１０の間の樹脂を連結するものとしてマニホルド１４０が形成されている。ここで、マニホルド１４０は、少なくとも２つの射出ノズルと連結されるのが好ましい。
マニホルド１４０では、プラスチック製品が製造される時、溶融樹脂射出装置１３０から流れてきた高温の溶融樹脂が、マニホルド１４０のランナー１４１内に溶融状態で連続的に保持され、次いで、ランナー１４１を通して射出ノズル２１０に移動してプラスチック射出金型１で製品の成形が行われる。
【００５８】
すなわち、マニホルド１４０の外側に形成された直接加熱方式の加熱装置１４２は、プラスチック製品を連続的に製造するために高温の溶融樹脂を射出する時に、ランナー１４１内にある溶融樹脂を保温するように機能する。直接加熱方式の加熱装置１４２は、カラムタイプヒーターまたはカートリッジヒーターであることができるが、本発明はその加熱方式構造を限定するのではない。
【００５９】
一方、プラスチック射出金型１のランナーゲート（図示していない）に溶融樹脂を射出する射出ノズル２１０では、加熱が最短時間で行われ、射出ノズル２１０のランナーが直接に冷却され固化されてプラスチック射出金具１から分離できるので、非接触高周波誘導加熱装置としての高周波誘導コイル２１１は、直接加熱方式を用いたマニホルド１４０の加熱装置１４２と異なり、射出ノズル２１０の螺旋溝２１３に巻かれる。
【００６０】
高周波誘導コイル２１１の形態にすることで、射出ノズル２１０のランナー２１２は、部分的に、しかも急速に加熱される。また、プラスチック製品を成型するために溶融樹脂を射出した後に、ランナーのその領域は、直接冷却して固化させて、プラスチック射出金型１から分離できる。
【００６１】
射出ノズル２１０とマニホルド１４０は、ねじ締結方式などで互いに結合と脱離できるようにされているので、射出ノズル２１０は、種々のマニホルド１４０に使用することができる。
【００６２】
従って、本発明の別の実施形態による射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置では、非接触高周波誘導加熱装置は射出ノズルに使用され、マニホルドには従来の直接加熱方式が使用される。これにより、新概念のホットランナー構造が提示されて、経済性と品質を同時に満たすことができる。
【００６３】
図１２は、本発明のさらに別の実施形態により、図６と図７の射出ノズルを用いた射出ノズル用高周波誘導加熱装置による磁場形成を説明する概略平面図である。
【００６４】
図１０における射出ノズル用高周波誘導加熱装置１００では、図６と図７の射出ノズル２１０に用いているが、しかしながら、射出ノズル用高周波誘導加熱装置１００は、図５及び図８の射出ノズル１１０、３１０に対しても等しく使用することができる。
【００６５】
図１２に示すように、高周波電力供給部（図示されていない）からの高周波電流は、磁場形成のために非接触高周波誘導加熱装置として射出ノズル２１０の外周囲に一体に形成された螺旋溝または螺旋状隆起に沿って巻かれた高周波誘導コイル２１１に供給される。次いで、射出ノズル２１０のランナー２１２は、高周波誘導磁場で誘起された電流により部分的に、かつ急速に加熱される。
【００６６】
プラスチック製品を成型するための溶融樹脂が射出された後では、射出ノズル２１０のランナー２１２は、直接冷却されて、その射出口をプラスチック金型から離すことができるようになる。そこで、製品の連続成形の時には短時間に温度変動が繰り返される。
また、射出ノズルと誘導コイルの間隔が、従来の方法に比べて小さくなり、誘導電力の損失を少なくすることができる。
【００６７】
本発明を特別の実施形態を挙げて説明したが、本発明は、実施形態により限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。当該発明が属する分野で通常の知識を有した者ならば誰でも、本発明の技術範囲と精神を逸脱することなく実施形態を変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、プラスチック金型及びその射出ノズル用の非接触高周波誘導加熱装置に関するもので、高温の溶融樹脂の射出する時に、キャビティの一部領域と射出ノズルのランナー領域のみを、非接触高周波誘導方式によって急速に加熱することができ、これにより、キャビティおよびランナーと、溶融樹脂との間の温度差を小さくして、成形製品の各種外観不良を防止し、溶融樹脂射出装置の効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による非接触高周波誘導プラスチック金型加熱装置を用いたプラスチック射出金型の平面図である。
【図２】高温溶融樹脂がキャビティ内に流れていく状況を説明する概略平面図である。
【図３】キャビティの一部領域が本発明によるプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置により急速に加熱される状況を説明する概略平面図である。
【図４】本発明によるプラスチック金型用非接触高周波誘導加熱装置による磁場形成を説明する概略平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態による高周波誘導加熱装置の射出ノズルを説明する概略断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態による高周波誘導加熱装置の射出ノズルを説明する概略的な断面図である。
【図７】図６の射出ノズルに高周波誘導コイルを巻いた状態を説明する断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態であり、射出ノズルに高周波誘導コイルを巻いた状況を説明する断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態であり、射出ノズルに高周波誘導コイルを巻いた状況を説明する図面である。
【図１０】本発明の別の実施形態であり、図６及び図７の射出ノズルを用いた高周波誘導加熱装置の結合状態を説明する断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態であり、図６及び図７の射出ノズルを用いた高周波誘導加熱装置の結合状態を説明する断面図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態であり、図６と図７の射出ノズルを用いた射出ノズル用高周波誘導加熱装置による磁場形成を説明する概略平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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