(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら、ホットランナーを異なる種類の金型に共用して用いることができる取り付けアダプタを備える射出成形装置、ホットランナーの取り付けアダプタおよび射出成形方法を提供すること。【解決手段】溶融物Ｍを射出してホットランナー２０を通じて、金型４０に充填して、溶融物Ｍを冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形装置１０において、ホットランナー２０を取り付けて金型４０の固定側金型４１の凹部６０に着脱可能に固定するための取り付けアダプタ３０を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融物を射出してホットランナーを通じて、金型に充填して、前記溶融物を冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形装置において、
前記ホットランナーを取り付けて前記金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定するための取り付けアダプタを備えることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーが着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーを加熱するための加熱部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記ホットランナーは、前記ホットランナーの温度を検知する温度センサを有していることを特徴とする請求項３に記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記加熱部の電力ケーブルと前記温度センサの温度信号線を、前記取り付けアダプタ側から前記固定側金型の外部へ導くための案内溝が、前記固定側金型に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記取り付けアダプタの先端部は、前記固定側金型の前記凹部の案内穴に案内されるガイド部であり、前記案内穴は、テーパ穴または円筒状の穴であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記ホットランナーの先端部を冷却するために冷却媒体を導入する冷却媒体回路部が、前記取り付けアダプタの先端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記ホットランナーの先端部を冷却するために冷却媒体を導入する冷却媒体回路部が、前記取り付けアダプタと前記固定側金型の間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項９】
溶融物を射出してホットランナーを通じて、金型に充填して、前記溶融物を冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形装置に用いられるホットランナーの取り付けアダプタであり、
前記ホットランナーを取り付けて前記金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定することを特徴とするホットランナーの取り付けアダプタ。
【請求項１０】
前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーが着脱可能に固定されることを特徴とする請求項９に記載のホットランナーの取り付けアダプタ。
【請求項１１】
前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーを加熱するための加熱部が配置されていることを特徴とする請求項９に記載のホットランナーの取り付けアダプタ。
【請求項１２】
溶融物を射出してホットランナーを通じて、金型に充填して、前記溶融物を冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形方法において、
前記ホットランナーを取り付けアダプタに取り付けて、前記取り付けアダプタを前記金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定する取り付けアダプタ固定ステップと、
前記溶融物を射出して、加熱された前記ホットランナーを通じて前記溶融物を前記金型に充填する充填ステップと、
前記充填後に前記ホットランナーの加熱を停止して前記ホットランナーの先端部内の前記溶融物を冷却してコールドプラグにする冷却ステップと、を有することを特徴とする射出成形方法。
【請求項１３】
前記ホットランナーの先端部内の前記溶融物を冷却する際には、前記ホットランナーの先端部付近に冷却媒体を通すことで強制冷却することを特徴とする請求項１２に記載の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融物を射出してホットランナーを通じて金型装置に充填して、溶融物を冷却して固化させることで成形品を成形するための射出成形装置、ホットランナーの取り付けアダプタおよび射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属材料や溶融プラスチック材料を射出成形して成形品を形成する場合には、金型が用いられる。金型の基本構造としては、ホットランナー方式とコールドランナー方式の２つに分けられる。
ホットランナー方式の金型は、金型内に成形機側の射出ノズルを延長した構造であり、射出する溶融材料の節減が図れる。ホットランナー方式の金型を用いると、ノズルが成形品の近傍に配置されることから、コールドランナー方式の金型に比べて、良好な成形品の品質が得られる。
溶融金属材料や溶融プラスチック材料を射出成形する場合に使用されるホットランナーは、一般的には形の異なる金型（モールド）ごとに専用のものが使用される。しかし、ホットランナーは、高額であり、コスト面では全面的な採用は困難である。
そこで複数個の成形用の金型に共用して使用できるホットランナーの構造が提案されている（たとえば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２４８６５６号公報（第３頁ないし第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載されているホットランナーは、金型の固定側型板に対して調芯させる手段を備えていて、このホットランナーは異なる組の金型に組み込むことができるようになっている。
しかしこのような調芯させる手段を有するホットランナーは、構造が非常に複雑であり、ホットランナーはさらに高額になってしまう。
そこで本発明は上記課題を解消し、簡単な構造でありながら、ホットランナーを異なる種類の金型に共用して用いることができる取り付けアダプタを備える射出成形装置、ホットランナーの取り付けアダプタ、および射出成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明は、溶融物を射出してホットランナーを通じて、金型に充填して、前記溶融物を冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形装置において、前記ホットランナーを取り付けて前記金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定するための取り付けアダプタを備えることを特徴とする射出成形装置である。
上記構成によれば、取り付けアダプタは、ホットランナーを取り付けて、この取り付けアダプタは金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定するようになっている。
これにより、ホットランナーは、取り付けアダプタを用いて異なる種類の金型に対して簡単な構造でありながら共用して取り付けることができる。しかも、ホットランナーは、取り付けアダプタに取り付けられるので、ホットランナーを着脱する際に高価なホットランナーに損傷が生じないようにホットランナーを保護することができる。
【０００５】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーが着脱可能に固定されることを特徴とする。
上記構成によれば、取り付けアダプタの内部には、ホットランナーが着脱可能に固定される。
これにより、ホットランナーは取り付けアダプタの内部に収容して保護でき、ホットランナーは、取り付けアダプタに対して取り外すことができる。
【０００６】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーを加熱するための加熱部が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、取り付けアダプタの内部には、ホットランナーを加熱するための加熱部が配置されている。
これにより、取り付けアダプタの内部にホットランナーを取り付けるだけで、ホットランナーは加熱部により確実に加熱させることができる。
【０００７】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記ホットランナーは、前記ホットランナーの温度を検知する温度センサを有していることを特徴とする。
上記構成によれば、ホットランナーはホットランナーの温度を検知する温度センサを有している。
これにより、ホットランナーの温度は、温度センサにより確実に検知することができる。
【０００８】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記加熱部の電力ケーブルと前記温度センサの温度信号線を、前記取り付けアダプタ側から前記固定側金型の外部へ導くための案内溝が、前記固定側金型に形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、固定側金型に形成された案内溝は、加熱部の電力ケーブルと温度センサの温度信号線を、取り付けアダプタ側から固定側金型の外部へ導くために用いられる。
これにより、電力ケーブルと温度信号線は、破損することなく金型の外部に導くことができると共に、電力ケーブルと温度信号線の組み込み性を大幅に簡易化することができる。
【０００９】
第６の発明は、第１の発明の構成において、前記取り付けアダプタの先端部は、前記固定側金型の前記凹部の案内穴に案内されるガイド部であり、前記案内穴は、テーパ穴または円筒状の穴であることを特徴とする。
上記構成によれば、取り付けアダプタの先端部は、固定側金型の凹部の案内穴に案内されるガイド部である。この案内穴は、テーパ穴または円筒状の穴である。
これにより、取り付けアダプタの先端部は、固定側金型の凹部の案内穴に確実に案内して位置決めすることができ、ホットランナーと取り付けアダプタおよび金型の位置決め（センターリング）が確実に行える。
【００１０】
第７の発明は、第１の発明の構成において、前記ホットランナーの先端部を冷却するために冷却媒体を導入する冷却媒体回路部が、前記取り付けアダプタの先端部に設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、冷却媒体回路部が、取り付けアダプタの先端部に設けられている。この冷却媒体回路部は、ホットランナーの先端部を冷却するために冷却媒体を導入するものである。
これにより、ホットランナーの先端部を確実に冷却することにより、ホットランナー先端部の内部における溶融物を冷やして確実かつ急速にコールドプラグを形成させることができる。このため、成形サイクルの短縮化が図れる。
【００１１】
第８の発明は、第１の発明の構成において、前記ホットランナーの先端部を冷却するために冷却媒体を導入する冷却媒体回路部が、前記取り付けアダプタと前記固定側金型の間に設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、冷却媒体回路部が、取り付けアダプタと固定側金型の間に設けられている。
これにより、ホットランナーの先端部を確実に冷却することにより、ホットランナー先端部の内部における溶融物を冷やして確実かつ急速にコールドプラグを形成させることができる。このため、成形サイクルの短縮化が図れる。
【００１２】
第９の発明は、溶融物を射出してホットランナーを通じて、金型に充填して、前記溶融物を冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形装置に用いられるホットランナーの取り付けアダプタであり、前記ホットランナーを取り付けて前記金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定することを特徴とするホットランナーの取り付けアダプタである。
これにより、ホットランナーは、取り付けアダプタを用いて異なる種類の金型に対して簡単な構造でありながら共用して取り付けることができる。しかも、ホットランナーは、取り付けアダプタに取り付けられるので、ホットランナーを着脱する際に高価なホットランナーに損傷が生じないようにホットランナーを保護することができる。
【００１３】
第１０の発明は、第９の発明の構成において、前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーが着脱可能に固定されることを特徴とする。
これにより、ホットランナーは取り付けアダプタの内部に収容して保護でき、ホットランナーは、取り付けアダプタに対して取り外すことができる。
【００１４】
第１１の発明は、第９の発明の構成において、前記取り付けアダプタの内部には、前記ホットランナーを加熱するための加熱部が配置されていることを特徴とする。
これにより、取り付けアダプタの内部にホットランナーを取り付けるだけで、ホットランナーは加熱部により確実に加熱させることができる。
【００１５】
第１２の発明は、溶融物を射出してホットランナーを通じて、金型に充填して、前記溶融物を冷却して固化させることで成形品を形成するための射出成形方法において、前記ホットランナーを取り付けアダプタに取り付けて、前記取り付けアダプタを前記金型の固定側金型の凹部に着脱可能に固定する取り付けアダプタ固定ステップと、前記溶融物を射出して、加熱された前記ホットランナーを通じて前記溶融物を前記金型に充填する充填ステップと、前記充填後に前記ホットランナーの加熱を停止して前記ホットランナーの先端部内の前記溶融物を冷却してコールドプラグにする冷却ステップと、を有することを特徴とする射出成形方法である。
【００１６】
上記構成によれば、取り付けアダプタ固定ステップでは、ホットランナーを取り付けアダプタに取り付けて、取り付けアダプタを金型の固定側金型の凹部に対して着脱可能に固定する。
充填ステップでは、溶融物を射出して加熱されたホットランナーを通じて溶融物を金型に充填する。
冷却ステップでは、充填後のホットランナーの加熱を停止してホットランナーの先端部内の溶融物を冷却してコールドプラグにする。
【００１７】
これにより、ホットランナーは、取り付けアダプタを用いて異なる種類の金型に対して簡単な構造でありながら共用して取り付けることができる。しかも、ホットランナーは、取り付けアダプタに取り付けられるので、ホットランナーを着脱する際に高価なホットランナーに損傷が生じないようにホットランナーを保護することができる。
しかも、金型に溶融物を充填した後にホットランナーの加熱を停止することで、ホットランナー先端部内の溶融物を冷却してコールドプラグを形成する。このコールドプラグは、ホットランナーの先端部内における栓の役割を果たし、ホットランナーからの溶融物の流出を防止する。
【００１８】
第１３の発明は、第１２の発明の構成において、前記ホットランナーの先端部内の前記溶融物を冷却する際には、前記ホットランナーの先端部付近に冷却媒体を通すことで強制冷却することを特徴とする。
上記構成によれば、ホットランナーの先端部内の溶融物を冷却する際には、ホットランナーの先端部付近に冷却媒体を通すことで強制冷却する。
これによって、冷却ステップにおいて、ホットランナーの先端部内の溶融物を冷却してコールドプラグを作る際に、溶融物を強制冷却して冷却を促進することができる。したがって、成形サイクルの短縮化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の射出成形装置の第１の実施形態を示している。図２は、図１の射出成形装置に用いられるホットランナー２０とホットランナーの取り付けアダプタ３０の外観を示す側面図であり、図３は、図２に示すホットランナーとホットランナーの取り付けアダプタの構造例を示す軸方向の断面図である。
【００２０】
図１に示す射出成形装置１０は、１組の成形用の金型４０と、ホットランナー２０およびホットランナーの取り付けアダプタ３０を有している。
この射出成形装置１０の金型４０は、所謂ホットランナー方式の金型である。金型４０は、金型装置あるいはモールドとも呼んでいる。この金型４０は、溶融物であるたとえば溶融金属材料の一例としてマグネシウムを射出成形して成形品を形成するものである。
【００２１】
まず金型４０の構造について説明する。
図４は、図１に示す金型４０およびホットランナー２０と取り付けアダプタ３０の断面構造例を示している。
図１と図４を参照すると、金型４０は固定側金型４１と移動側金型４３を有している。
固定側金型４１と移動側金型４３は、たとえば熱の移動効率の優れた耐熱性の金属により作られている。
【００２２】
固定側金型４１は、図４に示すようにロケートリング５０、２枚のプレート５１，５２、固定ランナープレート５３、固定キャビティ５５、そして固定コア５４を有している。
プレート５１とプレート５２は重ねて配置されている。ロケートリング５０は、プレート５１の一方の面に対して固定されている。固定ランナープレート５３および固定キャビティ５５は、プレート５２の段部５５Ａ内に配置されている。
【００２３】
プレート５１，５２および固定ランナープレート５３は、固定側金型４１における凹部６０を形成している。この凹部６０は、プレート５１のサポート穴６１と、プレート５２のサポート穴６２および固定ランナープレート５３の案内穴６３により形成されている。サポート穴６１，６２は、円筒状の穴であり、案内穴６３は、テーパ状の穴である。
サポート穴６１の内径はサポート穴６２の内径よりも大きく、サポート穴６２の内径は案内穴６３の最大内径よりも大きい。案内穴６３は、サポート穴６２側から移動側金型４３側に向けて先細りになっている。サポート穴６１、サポート穴６２および案内穴６３は、中心軸ＣＬ１を中心として同軸上に形成されている。
【００２４】
この凹部６０のサポート穴６１、サポート穴６２および案内穴６３は、後で説明するホットランナーの取り付けアダプタ３０を着脱可能に挿入して固定するためのものである。
プレート５１の表面５１Ａ側には、案内溝５７が、図４のＸ方向（半径方向）に沿って形成されている。この案内溝５７の内端部５７Ａは、サポート穴６１に接続されている。案内溝５７の外端部５７Ｂは、固定側金型４１の外部に開放されている。
【００２５】
案内溝５７は、後で説明する加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４を収容するようにして配置して、加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４の組み込み性を大幅に簡易化するための部分である。固定コア５４は、固定キャビティ５５の中に配置されている。
【００２６】
次に、図４の移動側金型４３の構造について、図４を参照して説明する。
移動側金型４３は、プレート７０、移動ランナープレート７１、イジェクタプレート７２、移動取付プレート７３、イジェクタピン７４および移動コア７５を有している。
プレート７０の一方の面は、固定側金型４１のプレート５３の一方の面に対して密着するプレートである。プレート７０の段部７６内には移動ランナープレート７１と移動キャビティ５６が配置されている。この移動キャビティ５６は、移動コア７５を有している。プレート７０は、プレート７７と部材７８および移動ランナープレート７１を有している。移動ランナープレート７１と部材７８および固定ランナープレート５３は、成形品を形成するための成形用空間とランナー８０を形成している。
【００２７】
図４の固定側金型４１のプレート５１は、ガイドピン８３の一端部を固定している。プレート５２はガイド穴５２Ａを有していて、プレート７０はやはりガイド穴７０Ａを有している。ガイド穴７０Ａとガイド穴５２Ａには、それぞれブッシュ８４が設けられている。これらのブッシュ８４は、ガイドピン８３を移動可能に支える。
イジェクタプレート７２は、２枚のプレート８５，８６を有している。イジェクタピン７４の一端部はプレート８５に固定されている。イジェクタピン７４の内端部８８は、ランナー８０に接している。
【００２８】
図４の状態では、固定側金型４１と移動側金型４３は閉じた状態であり、ランナー８０が形成されている。この場合には、プレート７０とイジェクタプレート７２の間には空間部分Ｓが形成されている。この空間部分Ｓは、イジェクタプレート７２が図１のＺ２方向に移動してイジェクタピン７４を押して、イジェクタピン７４の内端部８８をランナー８０内に突出させるための移動空間である。
【００２９】
図１に示すように、イジェクタプレート７２とイジェクタピン７４をＺ２方向に押す際には、アクチュエータ９０が押圧部９１をＺ２方向に沿って移動取付プレート７３の穴７３Ａに挿入されることにより、押圧部９１はイジェクタプレート７２をＺ２方向に押すことができる。このＺ２方向はＸ方向と垂直である。
これによって、イジェクタピン７４は、ランナー８０内に形成された成形品を取り出すようになっている。
【００３０】
次に、図４を参照しながら、図２と図３に示すホットランナー２０とホットランナーの取り付けアダプタ３０の構造例について説明する。
まず図３のホットランナー２０の構造について説明する。
ホットランナー２０は、本体部１５０と細径部分１５１を有している。本体部１５０は細径部分１５１よりも大きな径を有している。本体部分１５０と細径部分１５１を通じて、軸方向に流路１５３が形成されている。この流路１５３の一端部には成形機側のノズルを受けるための受け部６５３が形成されている。流路１５３の他端部は、ゲート開口部１５４である。このゲート開口部１５４は、外に向けて広がるテーパ状の流路になっている。
【００３１】
細径部分１５１の先端部１５５には、温度センサとしての熱電対１５６が設けられている。この熱電対１５６は、ホットランナー２０の先端部１５５の温度を検知して、その温度信号は温度信号線３０４を介して制御部１００に伝えるようになっている。
また、別の温度センサとしての熱電対７５６が本体部１５０に設けられていて、温度信号は温度信号線３０４を介して制御部１００に伝える。つまり、ホットランナー２０の温度管理は２系統ある。
ホットランナー２０の周囲には、高周波誘導コイルユニット１６０が配置されている。この高周波誘導コイルユニット１６０は、リング部材１６１とリング部材１６２とリング部材１６９を有している。リング部材１６１は、加熱部であるコイル１６３を有している。リング部材１６２は加熱部であるコイル１６４を有している。
【００３２】
リング部材１６１とリング部材１６２は、取り付けアダプタ３０内に収容されていて、ホットランナー２０の本体部１５０と細径部分１５１の周囲に配置されている。リング部材１６１とリング部材１６２は連結部分１６８において着脱可能に接続されている。
コイル１６３，１６４は、高周波電源１１０に対して加熱用電力ケーブル３００を介して電気的に接続されている。このコイル１６３，１６４は、別々の高周波電源１１０，１１０から供給される加熱用電力により、ホットランナー２０の高周波誘導加熱を行うことができる。
一方の高周波電源１１０と熱電対７５６は、一方のコイル１６３の温度を熱電対７５６で温度検知することで、たとえば摂氏６２０度に設定でき、他方の高周波電源１１０と熱電対１５６は、他方のコイル１６４の温度を熱電対１５６で温度検知することで、たとえば摂氏４８０度から摂氏５３０度の間で変更するようになっている。つまり、ホットランナー２０の本体部１５０は、上述のようにたとえば摂氏６２０度に管理され、ホットランナー２０の細径部分１５１はたとえば摂氏４８０度〜５３０度位に管理される。金型が開いている時間帯にはホットランナー先端から溶融物が漏れないように、マグネシウムが固化あるいは充分な粘度を持った半溶融温度域に温度制御される。その温度制御の温度は摂氏４８０度〜５３０度位である。
溶融物を射出する際には、完全溶融温度にするか、粘度の低い半溶融温度に管理される。その管理温度は概ね摂氏５５０度〜６００度位である。低温側と高温側の温度差が小さいほど、温度の上昇と下降に要する時間が少なく、成形サイクルタイムが短くなる。
以上のことから、ホットランナー２０の本体部１５０と細径部分１５１の加熱とその温度制御は、２系統で別々に行っている。
【００３３】
次に図２と図３を参照しながら、ホットランナーの取り付けアダプタ３０の構造例について説明する。
ホットランナーの取り付けアダプタ３０は、固定リング１７０、複数本のスペーサ１７１、センタリング用テーパ状の先端部１７３、複数本の取付ねじ１７４、複数本の装着ねじ１７５を有している。
【００３４】
図３の固定リング１７０は、たとえば外径寸法が１０ｍｍの円柱状のスペーサ１７１を介して、取付部１７３Ａに対して複数本の取付ねじ１７４により着脱可能に取り付けられている。
この固定リング１７０は、ホットランナー２０とリング部材１６１とリング部材１６２とリング部材１６９を、先端部１７３の内面側に向けて固定している。つまり取付ねじ１７４は、本体部１５０の段部１５０Ａとリング部材１６１の上端面を、リング部材１６９を介してリング部材１６２側に押し付けている。リング部材１６２は、先端部１７３の内部の段部１７３Ｃに対して押し付けて固定されている。リング部材１６９，１６１，１６２は断熱材により作られている。リング部材１６２はコイル１６３をおおって保護している。
しかしコイル１６３は本体部１５０内に設けてもよい。
【００３５】
図３の取り付けアダプタ３０は、取付部１７３Ａ、取付部１７３Ｂを有している。取付部１７３Ａは、取付部１７３Ｂよりも大きな径を有しており、取付部１７３Ｂの直径は先端部１７３の最も大きい直径よりも大きくなっている。
この取付部１７３Ａは、図４に示すサポート穴６１内に配置され、取付部１７３Ｂは、図４に示すサポート穴６２内に配置され、そしてテーパ状の先端部１７３はテーパ状の案内穴６３内に配置されるようになっている。
【００３６】
このように取り付けアダプタ３０が図４に示す凹部６０のサポート穴６１，６２および案内穴６３に配置された状態は、図５に示している。
図５を参照すると、固定リング１７０の外周面は、ロケートリング５０の内周面により半径方向に関して位置決めされている。
取り付けアダプタ３０が固定側金型４１の凹部６０内に装着された状態では、複数本の装着ねじ１７５がプレート５２のめねじに対してねじ込まれている。これによって、ホットランナーの取り付けアダプタ３０は、ホットランナー２０を収容して着脱可能に取り付けた状態で、固定側金型４１の凹部６０内において着脱可能に取り付けることができる。
【００３７】
図３と図５に示すように、取り付けアダプタ３０が凹部６０内に装着されると、金型４０の中心軸ＣＬ１とホットランナー２０の中心軸ＣＬは一致している。ホットランナー２０の中心と取り付けアダプタ３０の中心も一致している。これによって、ホットランナー２０と、取り付けアダプタ３０および金型４０の中心は一致している。
図５に示すようにホットランナーの取り付けアダプタ３０は、ホットランナー２０を収容して保護しながら、しかも固定側金型４１の凹部６０に対して着脱可能にホットランナー２０を装着して取り付けることができる。
ところで、ホットランナーの加熱用のコイルは、アダプタ側であっても、ホットランナー側にあってもよい。しかし、熱電対は必ずホットランナー側にある。
【００３８】
このホットランナーの取り付けアダプタ３０を用いるのは、上述したようにホットランナー２０を保護すると共に、ホットランナー２０は取り付けアダプタ３０内に収容して固定するだけで、高周波誘導コイルユニット１６０により加熱することができる。しかもホットランナーの取り付けアダプタ３０は、あとで説明するが、図５に示す金型４０とは異なる種類の金型の凹部に対しても装着して共用できるような機能を有している。
【００３９】
図５に示すように、ホットランナー取り付けアダプタ３０が凹部６０に装着されると、図３に示す加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４の組み込み配置が問題になる。しかし、本発明の実施形態では、加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４は、プレート５１の案内溝５７に沿って、ホットランナーの取り付けアダプタ３０から固定側金型４１の外部へと確実にかつ簡単に引き出すことができる。
このことから、加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４の固定側金型４１に対する組み込み性を大幅に簡素化することができる。そして加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４の破損を防ぐことができる。
もし、ホットランナー２０が取り付けアダプタ３０を用いずに固定側金型の凹部に装着された場合には、ホットランナー２０を着脱する際に、ホットランナーが損傷を受ける可能性もあるばかりでなく、加熱用のコイルや熱電対を破損する恐れもある。また電力ケーブルや温度信号線を破損する場合もある。実際に、加熱用誘導コイルがホットランナー側に設けられている場合には、ホットランナーを直接金型に取り付けると、ホットランナーとコイルがともに損傷を受ける。
【００４０】
しかし、本発明の実施形態では上述したような理由から、加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４は、案内溝５７内に確実に組み込んで外部へ導き出せることにより、破損することなく簡易に外部へ引き出すことができる。そして、熱電対１５６は、取り付けアダプタ３０内において保護されているので、ホットランナーを着脱する際に、熱電対１５６が破損する恐れもない。図３に示す高周波電源１１０は、制御部１００の指令により動作が制御される。
【００４１】
次に、図４ないし図９および図１０のフロー図を参照しながら、本発明の射出成形装置１０による射出成形方法について説明する。
図４ないし図９は、本発明の射出成形装置１０の動作手順を示している。図１０は、本発明の射出成形方法の一例を示している。図１０に示す射出成形方法は、取り付けアダプタ固定ステップＳＴ１、接続ステップＳＴ２、ホットランナー加熱ステップＳＴ３、充填ステップＳＴ７、冷却ステップＳＴ８、金型分離ステップＳＴ９および成形品除去ステップＳＴ１０を有している。
【００４２】
取り付けアダプタ固定ステップＳＴ１
図１０の取り付けアダプタ固定ステップＳＴ１では、ホットランナー２０が取り付けアダプタ３０の中に挿入された状態で着脱可能に取り付けられている。図３に示すように、ホットランナー２０は、複数本の取付ねじ１７４を用いて固定リング１７０をスペーサ１７１を介して取付部１７３Ａに対して固定することにより、確実に取り付けアダプタ３０の中に収容して保持することができる。この状態ではホットランナー２０の本体部１５０と細径部分１５１は、高周波誘導コイルユニット１６０により周囲が囲まれている。
【００４３】
たとえば、図４に示すようにホットランナー２０を有するホットランナー取り付けアダプタ３０は、金型４０の固定側金型４１の凹部６０に対して挿入して装着される。
【００４４】
図４のホットランナー２０は取り付けアダプタ３０を用いて凹部６０内に収容した形で保持されている。ロケートリング５０は、この取り付けアダプタ３０を凹部６０内に挿入した状態では、固定リング１７０の周囲を位置決めして保持する。
図５に示すように、複数本の装着ねじ１７５は、取り付けアダプタ３０をプレート５２のめねじに対してねじ込んで着脱可能に固定している。
図４の取り付けアダプタ３０のテーパ状の先端部１７３が、テーパ状の案内穴６３に挿入されることにより、ホットランナー２０と取り付けアダプタ３０と金型４０は、自動的に位置合わせ（センターリング）することができる。
接続ステップＳＴ２
ホットランナー２０を摂氏２００度にし、成形機のノズル４００の先端温度を摂氏４８０度になるように加熱制御する。その後、図６に示すように、接続ステップＳＴ２では、成形機（射出機）側のノズル４００はホットランナー２０に適切な押し付け圧力で接触（常時接続）する。これは、溶融物がノズルから漏洩しないようにするためである。
【００４５】
ホットランナー加熱ステップＳＴ３
図１０のホットランナー加熱ステップＳＴ３では、図４に示す制御部１００が高周波電源１１０に対して指令を与えると、高周波電源１１０，１１０は、加熱用電力ケーブル３００を通じて高周波誘導のコイル１６３，１６４に対して電力を供給する。これによって、コイル１６３，１６４は、ホットランナー２０を高周波誘導加熱して、ホットランナー２０は所定の温度に達する。このホットランナー２０の温度は、たとえば溶融金属であるマグネシウムを射出するのに必要な温度摂氏５６０度に加熱される。
ステップＳＴ４
ステップＳＴ４では、固定側金型４１と移動側金型４３に離型剤を塗布する。
ステップＳＴ５
ステップＳＴ５では、固定側金型４１と移動側金型４３を閉じる。
ステップＳＴ６
ステップＳＴ６では、ホットランナー２０の本体部１５０と成形機のノズル４００を摂氏６２０度まで温度上昇させて、射出スタンバイ状態にする。
【００４６】
充填ステップＳＴ７
図１０に示す充填ステップＳＴ７では、図６に示すようにすでに射出機のノズル４００がホットランナー２０の受け部６５３に対して接続もしくは接触されている。射出機のノズル４００は、溶融物Ｍをホットランナー２０の流路１５３側に射出する。ホットランナー２０は、この流路１５３を通じて溶融物Ｍを固定キャビティ５５と移動キャビティ５６の空間とランナー８０内に射出して充填する。このように溶融物Ｍを射出する場合には、ホットランナー２０の先端部の温度が上述したようなたとえば摂氏５６０度に加熱されたところで行われる。
なお、射出機のノズル４００がホットランナー２０に接触もしくは接続される動作は、一度行ったら離さないで、連続的に成形する。これは、成形機のノズルとホットランナー２０の本体部１５０がたとえば摂氏６２０度であるので、両者を離すと、溶融状態の材料が流れ出すためである。
【００４７】
冷却ステップＳＴ８
次に、図１０に示す冷却ステップＳＴ８では、溶融物Ｍが図６に示すようにランナー８０内に射出して充填された後に、コイル１６３とコイル１６４に対する電力の供給を停止する。この場合のホットランナー２０の先端部の温度は、たとえば摂氏４８０度以下の温度である。図７と図８に示すように、ホットランナー２０の先端部１５５には、溶融物Ｍが冷却して固化されて得られるコールドプラグ２５０が形成される。
【００４８】
これによって、図８に示すように、金型内には成形品５００が形成されると共に、成形品５００とホットランナー２０内の溶融物Ｍの間には、先端部１５５においてコールドプラグ２５０が形成される。このコールドプラグ２５０は、溶融物Ｍがホットランナー２０の先端部１５５から流出するのを防止するための自らの栓である。
金型分離ステップＳＴ９
このようにコールドプラグ２５０が形成された後に、図９に示すように固定側金型４１から移動型金型４３をガイドピン８３に従ってＺ１方向に移動することにより、固定側金型４１から移動側金型４３の接続を外して開く。
【００４９】
成形品除去ステップＳＴ１０
図１０に示す成形品除去ステップＳＴ１０では、図９に示すように、押圧部９１がＺ２方向に上昇することにより、イジェクタプレート７２が、Ｚ２方向に上昇する。これによってイジェクタピン７４がＺ２方向に上昇することから、成形品５００は、イジェクタピン７４により移動側金型４３から押し上げられて除去される。
これによって、成形品５００は移動側金型４３から取り除くことができる。
その後、ステップＳＴ４から成形品除去ステップＳＴ１０を繰り返すことにより、固定側金型４１と移動側金型４３に対して離型剤を塗布して、再び固定側金型４１と移動側金型４３を閉じることにより、同じ成形品５００は繰り返して連続的に成形することができる。
【００５０】
図１１に示す金型４０Ａの構造は、図４に示す金型４０の構造とやや異なる。つまり図１１に示す金型４０Ａは、図４に示す金型４０と異なる種類の金型である。
図１１に示す金型４０Ａは、固定側金型４４１と移動側金型４４３を有している。固定側金型４４１は、複数枚のプレート４５０，４５１，４５２を有している。移動側金型４４３はプレート４７０とイジェクタプレート７２および移動取付プレート７３を有している。
図１１の金型４０Ａが特に異なるのは、固定側金型４４１である。プレート４５０がプレート４５１の上にさらに固定されている。プレート４５０はガイドピン４８３を固定している。このガイドピン４８３は、プレート４５１、プレート４５２側のブッシュ４８４と、プレート４７０側のブッシュ４８４の中に通っている。
【００５１】
固定側金型４４１の固定ランナープレート４５３と、移動側金型４４３の移動ランナープレート４７１は、ランナー４８０を形成している。このランナー４８０は、図４に示すランナー８０の形状とは異なる。このような異なる構造の金型４０Ａでは、固定側金型４４１のプレート４５１とプレート４５０の間に案内溝５７が形成されている。この案内溝５７は、加熱用電力ケーブル３００と温度信号線３０４を通して組み込むためのものである。
【００５２】
このような金型４０Ａの固定側金型４４１に対して、図４に示すホットランナー取り付けアダプタ３０を使用することができる。この固定側金型４４１の凹部６０はサポート穴６１、サポート穴６２、案内穴６３を有していると共に、さらに別の穴５５０を有している。この穴５５０は、プレート４５０に形成された貫通穴である。この穴５５０は、サポート穴６１よりもやや内径が小さい。
サポート穴６１とサポート穴６２および案内穴６３で形成される図１１に示す凹部６０は、図４に示す凹部６０と同じ形である。このために、同じホットランナー取り付けアダプタ３０を用いて、同じ形状のホットランナー２０を異種のモールドである金型４０Ａに対しても使用することができる。つまりホットランナー取り付けアダプタ３０は、ホットランナー２０を異種のモールドである金型４０であっても別の金型４０Ａであっても共用することができるという大きなメリットがある。
【００５３】
しかもホットランナー２０は、取り付けアダプタ３０により保護されていることから、ホットランナー２０を金型４０，４０Ａに着脱する際に、ホットランナー２０自体が損傷するといった恐れはない。取り付けアダプタ３０の中には、ホットランナー２０を加熱するための加熱部を有していることから、ホットランナー２０は取り付けアダプタ３０内に挿入して固定するだけで、ホットランナー２０を加熱部により確実に加熱することができる。
【００５４】
第２の実施形態
図１２は、本発明の射出成形装置の第２の実施形態を示している。
図１２に示す射出成形装置１０において特徴的なのは、次の点である。
図１２に示すように、ホットランナー取り付けアダプタ３０の先端部６７３は、図３に示す先端部１７３とは異なり、テーパ状ではなく円柱状に形成されている。この先端部６７３の形状に合わせて、固定側金型４１の固定ランナープレート５３に形成された案内穴６６３は円筒状に形成されている。
【００５５】
このようにして先端部６７３と案内穴６６３を円筒状もしくは円柱状に形成しても、ホットランナーの取り付けアダプタ３０は、固定側金型４１の凹部６０に対して挿入する際の位置決め（センターリング）のガイドの役割を果たすことができる。
図１２のその他の構成要素については、図４に示す構成要素と同じであるのでその説明を用いる。
【００５６】
第３の実施形態
図１３と図１４は、本発明の射出成形装置の第３の実施形態を示している。
図１３と図１４の射出成形装置１０は、図４の射出成形装置１０とほぼ同じ構造であり、その説明を用いる。図１３の射出成形装置１０が異なるのは、冷却媒体回路部７００が固定ランナープレート５３に追加されたことである。この冷却媒体回路部７００は、冷却媒体供給部１２０から供給される冷却媒体により、ホットランナー２０の先端部１５５を強制的に冷却するためのものである。冷却媒体としては、空気や油のような流体を用いることができる。
冷却媒体回路部７００は、取り付けアダプタ３０と固定側金型４１の間、たとえば取り付けアダプタ３０の先端部１７３の周囲に沿って形成されている。これによって、冷却媒体回路部７００に導入される冷却媒体は、ホットランナーの先端部１５５を強制的に冷却することにより、ホットランナーの先端部１５５の冷却効果を促進する。
【００５７】
図７に示す第１の実施形態では、ホットランナーの先端部１５５は、固定側金型４１と移動側金型４３による熱移動により冷却され、コールドプラグが形成されるようになっている。
図１３の例であっても同様であるが、さらに冷却媒体回路部７００を通る冷却媒体により強制的にホットランナーの先端部１５５を冷却することができる。これによって、コールドプラグ２５０の生成がより早く行うことができ、成形サイクルをさらに短縮できる。
たとえば溶融物の射出重量が６０ｇの成形品の形成の場合には、図７に示す第１の実施形態では成形サイクルが約３５秒であるが、図１３に示す実施形態では２７秒まで短縮された。
【００５８】
図１５は、図１３と図１４に示す第３の実施形態における射出成形方法の例を示している。
図１５のフロー図が図１０のフロー図と異なるのは、冷却ステップＳＴ８であり、その他のステップは同じである。
図１５における冷却ステップＳＴ８では、ホットランナーの加熱を停止した後に、冷却媒体回路部７００に冷却媒体を送って、ホットランナーの先端部を強制的に冷却するのである。
【００５９】
第４の実施形態
図１６は、本発明の射出成形装置のホットランナー取り付けアダプタの別の実施形態を示している。
このホットランナーの取り付けアダプタ３０は、冷却媒体回路部７１０を有している。この冷却媒体回路部７１０は、冷却媒体供給部１２０から冷却媒体を供給されることにより、ホットランナーの先端部１５５をさらに効率よく冷却することができる。つまり冷却媒体回路部７１０は、取り付けアダプタの先端部１７３の内部に設けられていることにより、冷却媒体はホットランナーの先端部１５５により近い位置でホットランナーの先端部１５５を冷却することができる。これによって、コールドプラグの生成時間がさらに早くなり、成形サイクルのさらなる短縮化が図れる。
図１６に示す冷却媒体回路部７１０と図４に示す冷却媒体回路部７００は、一方を使用したりまたは両方を組み合わせても使用することができる。
【００６０】
上述した本発明の射出成形装置では、ホットランナー２０はある特定の金型に対して専用的に用いるのではなく、異なる種類の金型に対して用いることができる。すなわちホットランナー２０は、ホットランナー取り付けアダプタ３０を用いることにより異なる種類の金型に対して共用することができる。このために本発明では、汎用性のあるホットランナーとして使用可能である。このホットランナーは、ホットノズルとも呼んでいる。
【００６１】
本発明の実施形態では、溶融物としてマグネシウムのような溶融金属材料を例に挙げている。しかしこれに限らず他の種類の金属材料であってもよく、溶融物としては、溶融プラスチック材料であっても勿論構わない。いずれにしても本発明の射出成形装置およびホットランナーは、溶融金属材料の射出成形と溶融プラスチック材料の射出成形を行うことができる。金型４０はモールドとも呼ぶことができる。
【００６２】
本発明の実施形態の射出成形装置では、ホットランナー２０は、所謂１ノズル方式のものである。固定側金型を構成するプレートの枚数は特に限定されるものではない。また移動側金型を構成するプレートの数も特に限定されるものではない。
ホットランナーは、取り付けアダプタを用いて異なる種類の金型に対して簡単な構造でありながら共用して取り付けることができる。しかも、ホットランナーは、取り付けアダプタ内に取り付けられるので、ホットランナーを保護することができる。
【００６３】
ホットランナーは、取り付けアダプタに対して取り外すことができる。取り付けアダプタの内部にホットランナーを取り付けるだけで、ホットランナーは加熱部により確実に加熱させることができる。ホットランナーの温度は、温度センサにより確実に検知することができる。
【００６４】
電力ケーブルと温度信号線は、破損することなく金型の外部に導くことができると共に、電力ケーブルと温度信号線の組み込みを大幅に簡易化することができる。
取り付けアダプタの先端部は、固定側金型の凹部の案内穴を用いて確実に案内して位置決めすることができ、ホットランナーと取り付けアダプタおよび金型の位置決めが確実に行える。
ホットランナーの先端部を確実に冷却することにより、ホットランナー先端部の内部における溶融物を冷やして確実にコールドプラグを形成させることができる。
【００６５】
ホットランナーの加熱にはたとえば高周波誘導加熱ユニットを用いることにより、故障が少なく確実にホットランナーを加熱できる。図３に示す高周波誘導コイルユニット１６０が、ホットランナー取り付けアダプタ３０の中に内蔵するようにして一体化していることにより、ホットランナー２０は取り付けアダプタ３０内に取り付けるだけで、ホットランナー２０は高周波誘導コイルユニット１６０により高周波加熱をすることができる。
また、図示の各実施形態は、たとえば図３に示すように加熱誘導用のコイル１６３がリング部材１６１に収容されている例を示している。しかしこれに限らず、コイル１６３は、ホットランナー２０の本体部１５０の外周面に対して直巻きにより配置してもよい。
冷却媒体は常時流すようにして、電力供給量でバランスさせて、供給電力によりホットランナーの先端部にコールドプラグを形成してもよい。つまり、冷却部分とホットランナー部との間の温度勾配を大きくして、冷却速度を上げることができ、冷却回路の構造は簡便になる。
【００６６】
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の射出成形装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】図１の射出成形装置のホットランナーおよびホットランナーの取り付けアダプタを示す側面図。
【図３】図２のホットランナーおよびホットランナーの取り付けアダプタの軸方向の断面図。
【図４】ホットランナー、ホットランナー取り付けアダプタおよび金型の構造を示す断面図。
【図５】ホットランナー取り付けアダプタが固定側金型に取り付けられた状態を示す図。
【図６】ホットランナーに対して射出機のノズルが接続され、溶融物が金型内に充填された様子を示す図。
【図７】ホットランナーの先端部にコールドプラグが形成された状態を示す図。
【図８】図７におけるコールドプラグが形成された状態を示す拡大図。
【図９】固定側金型から移動側金型が外されて成形品が取り出された状態を示す図。
【図１０】本発明の射出成形方法の一例を示すフロー図。
【図１１】本発明の射出成形装置の第１の実施形態における別の金型の構造例を示す図。
【図１２】本発明の射出成形装置の第２の実施形態を示す図。
【図１３】本発明の射出成形装置の第３の実施形態を示す図。
【図１４】図１３の一部分を拡大して示す図。
【図１５】第３の実施形態における射出成形方法を示すフロー図。
【図１６】本発明の射出成形装置のホットランナー取り付けアダプタの別の構造例を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１０・・・射出成形装置、２０・・・ホットランナー、３０・・・ホットランナーの取り付けアダプタ、４０・・・金型、４１・・・固定側金型、４３・・・移動側金型、６０・・・凹部、６３・・・案内穴、８０・・・ランナー、１５５・・・ホットランナーの先端部、１５６・・・熱電対（温度センサ）、１７３・・・ホットランナー取り付けアダプタの先端部、３００・・・加熱用電力ケーブル、３０４・・・温度信号線、Ｍ・・・溶融物
【図１】
2005125586.tif 000003
【図２】
2005125586.tif 000004
【図３】
2005125586.tif 000005
【図４】
2005125586.tif 000006
【図５】
2005125586.tif 000007
【図６】
2005125586.tif 000008
【図７】
2005125586.tif 000009
【図８】
2005125586.tif 000010
【図９】
2005125586.tif 000011
【図１０】
2005125586.tif 000012
【図１１】
2005125586.tif 000013
【図１２】
2005125586.tif 000014
【図１３】
2005125586.tif 000015
【図１４】
2005125586.tif 000016
【図１５】
2005125586.tif 000017
【図１６】
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