(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径大部及び径小部と該径大部と径小部間に傾斜部を有するノズル本体の噴射孔内に流入する流動体を、噴射孔の先端で前記径小部に設けた噴射口から所定圧力で噴射する流動体噴射用ノズル装置において、
前記ノズル本体の径大部と径小部にそれぞれ誘導加熱コイルを配設すると共に、該各誘導加熱コイルを、その各銅パイプ内に冷却水を循環供給し得るケーブルでトランジスタインバータの出力端子に電気的にそれぞれ接続し、前記トランジスタインバータから各誘導加熱コイルに高周波電流が供給された際の磁束密度を、前記径小部と径大部が高く前記傾斜部が低くなる如く設定したことを特徴とする流動体噴射用ノズル装置。
【請求項２】
前記誘導加熱コイルは、流動体の流動方向に沿ってその巻回ピッチを変化させることにより、前記磁束密度が異なる如く設定されていることを特徴とする請求項１記載の流動体噴射用ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば射出成型機等に設けられるノズル装置に係わり、特に、流動体を所定の圧力で安定して噴射し得る流動体噴射用ノズル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属射出成型機やゴム射出成型機等には、金属やゴム等の流動体を金型のキャビティ内に噴射するためのノズル装置が設けられている。そして、このノズル装置としては、例えば特開平１１−３００４６２号公報及び特開平８−３４０３４号公報に開示されているように、ノズル装置の先端部外周面に誘導加熱コイルを配置したものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのノズル装置にあっては、ノズル装置の先端部の外周面に一定ピッチで巻回された誘導加熱コイルを配置し、ノズル装置内を流動してくる流動体を単に射出温度まで急速加熱して噴射させるだけであるため、流動体の安定した噴射が難しいという問題点があった。
【０００４】
すなわち、ノズル装置内に流入する流動体は、その径小な噴射口から高圧となって噴射されるため、この圧力による噴射速度以上に加熱速度を安定維持するのが制御上困難で、射出圧力にムラが発生し易い等、流動体の安定した噴射が難しくなる。また、噴射速度以上に急速加熱するためには、高出力の誘導加熱装置が必要となり、装置自体の大型化とコストアップになり易く、かつ電力消費量が多くなって省エネ化が難しいという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、流動体を安定して噴射し得ると共に、装置の小型化とコストダウンが図れかつ省エネ化が図れる流動体噴射用ノズル装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、径大部及び径小部と該径大部と径小部間に傾斜部を有するノズル本体の噴射孔内に流入する流動体を、噴射孔の先端で前記径小部に設けた噴射口から所定圧力で噴射する流動体噴射用ノズル装置において、前記ノズル本体の径大部と径小部にそれぞれ誘導加熱コイルを配設すると共に、該各誘導加熱コイルを、その各銅パイプ内に冷却水を循環供給し得るケーブルでトランジスタインバータの出力端子に電気的にそれぞれ接続し、前記トランジスタインバータから各誘導加熱コイルに高周波電流が供給された際の磁束密度を、前記径小部と径大部が高く前記傾斜部が低くなる如く設定したことを特徴とする。
【０００７】
このように構成することにより、径大部と径小部及び傾斜部を有するノズル本体の噴射孔内に流入する流動体は、噴射孔の長手方向（流動体の流動方向）に沿って配設された誘導加熱コイルの磁束に基づき誘導加熱されつつ、噴射孔先端の噴射口から噴射される。この時、誘導加熱コイルから発生する磁束密度が、下流側となる径小部の噴射口側が高くその上流側の傾斜部が低くなるように設定されていることから、流動体が流動中に徐々に加熱されつつ噴射される。これにより、噴射口部分における流動体の加熱条件が均一化され、安定した噴射状態が得られる。また、磁束密度が異なる如く配置された誘導加熱コイルによって、局部的な急速加熱が不要となり、トランジスタインバータの低出力化が図れて装置の小型化とコストダウンが図れると共に、トランジスタインバータの使用等により、省電力化が図れる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記誘導加熱コイルが、流動体の流動方向に沿ってその巻回ピッチを変化させることにより、前記磁束密度が異なる如く設定されていることを特徴とする。このように構成することにより、誘導加熱コイルの巻回ピッチを変化させることにより、磁束密度を異ならせることができることから、コイル自体の構成が簡略化されて装置のより小型化とコストダウンが図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる流動体噴射用ノズル装置の一実施例を示す概略構成図である。図１において、ノズル装置１は、内部に噴射孔３が形成されたノズル本体２を有し、このノズル本体２は、例えば鉄系金属の磁性体で径大部２ａと径小部２ｂ及び傾斜部２ｃを有する略管状に形成され、先端側（噴射孔３の先端）の径小部２ｂ内には所定内径の噴射口３ａが形成されている。
【００１０】
また、ノズル本体２の径大部２ａと径小部２ｂの外周面には、誘導加熱コイル４、５が嵌装状態で配置されている。この誘導加熱コイル４、５は、例えば銅パイプ６を所定巻き数巻回し、その周囲をセラミック等の耐熱性部材７で覆うことにより形成され、銅パイプ６の両端部がケーブル８によってトランジスタインバータ９の出力端子にそれぞれ接続されている。なお、ケーブル８としては、誘導加熱コイル４、５とトランジスタインバータ９とを電気的に接続すると共に、トランジスタインバータ９に一体的（もしくは別体）で設けられた冷却機（図示せず）の冷却水を、誘導加熱コイル４、５の銅パイプ６内に循環供給し得る適宜構造のケーブル８が使用される。
【００１１】
なお、誘導加熱コイル４、５は、その銅パイプ６の巻回ピッチｐがそれぞれ略一定となるように設定されると共に、両コイル４、５の巻き数ｎが異なり、かつ誘導加熱コイル４と誘導加熱コイル５とが所定の間隔Ｐを有してノズル本体２の外周面に配置されている。この一対の誘導加熱コイル４、５によって、両コイル４、５から発生する磁束密度がノズル本体２の噴射孔３の長手方向（流動体Ｒの流動方向）において、下流側である径小部２ｂ部分が高く、その直上流側の傾斜部２ｃ部分が低く、さらにその上流側の径大部２ａ部分が高くなる、すなわち流動体Ｒがその流動方向に沿ってスムーズに流動し得るように設定されている。
【００１２】
前記トランジスタインバータ９は、図示しない例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を用いたインバータ回路及び出力トランス（変流器）等を有し、数ＫＨｚ〜数ＭＨｚの所定出力の高周波電流を、誘導加熱コイル４、５に出力し得るように構成されている。このトランジスタインバータ９は、例えば射出成型機を制御する制御装置１０の制御信号によって、その動作が制御される。
【００１３】
次に、このノズル装置１の動作の一例について説明する。先ず、ノズル装置１は、射出成型機（図示せず）に装備され、ノズル本体２の径小部２ｂの先端が、金型１１の注入孔１１ａ部に密着されることによりセットされ、また、射出成型機の作動と同時にトランジスタインバータ９も作動して、誘導加熱コイル４、５に高周波電流が供給される。誘導加熱コイル４、５に高周波電流が供給されると、該コイル４、５から発生する磁束により磁性体からなるノズル本体２に渦電流が誘起されてノズル本体２が所定温度まで誘導加熱される。
【００１４】
そして、ノズル本体２が誘導加熱されると、該本体２の噴射孔３内に流入する金属やゴム（樹脂）等の流動体Ｒが所定温度まで加熱され、この加熱状態の流動体Ｒが圧力により下流側に流動して、ノズル本体２の噴射口３ａから所定圧力で金型１１、１２のキャビティ１３内に噴射される。この時、誘導加熱コイル４、５による磁束密度が、流動体Ｒの流動方向に沿って異なるように設定されていることから、流動体Ｒが噴射孔３内をスムーズに流動して、所定圧力で噴射口３ａから噴射されることになる。
【００１５】
このように上記実施例のノズル装置１によれば、ノズル本体２の外周面にその長手方向に沿って一対の誘導加熱コイル４、５を配置すると共に、この誘導加熱コイル４、５による磁束密度を流動体Ｒの流動方向に沿って異ならせているため、噴射孔３内を流動する流動体Ｒの温度を流動に適した最適温度に容易に加熱維持することができて、流動体Ｒを噴射口３ａから安定した状態で噴射することができる。
【００１６】
特に、ノズル本体２の径大部２ａ、傾斜部２ｃ及び径小部２ｂの形状に対応して一対の誘導加熱コイル４、５を配置しているため、内径の大きな部分から内径の小さな部分に流動する流動体Ｒをスムーズに流動させることができて、噴射圧にバラツキやムラのない安定した噴射を得ることができ、結果として、成型品の不良率を低減させることが可能になる。
【００１７】
また、噴射口部分に一つの誘導加熱コイルを配置して該部分を急速加熱する従来例に比較して、予め流動体Ｒをその上流側から徐々に加熱して、噴射口３ａ部分において所定の噴射温度（噴射圧力）とするため、制御装置１０による制御が簡略化されると共に、ノズル本体２の噴射口３ａ部分の耐久性を大幅に高める必要がなくなる。さらに、噴射口３ａ部分を急速加熱する必要がないため、トランジスタインバータ１０の出力をより低くすることができて、装置１自体の小型化とコストダウン及び省電力化を図ることができる。
【００１８】
なお、上記実施例においては、ノズル本体２の噴射孔３の長手方向に一対の巻回ピッチが略一定の誘導加熱コイル４、５を配置して、流動体Ｒの流動方向における磁束密度を異ならせたが、本発明はこれに何等限定されるものでもなく、例えば図２に示すように構成することもできる。すなわち、図２に示すノズル装置１は、一対の誘導加熱コイル４、５の巻回ピッチを各コイル４、５毎に上流側が粗で下流側が密となるように異ならせることにより、発生する磁束密度を流動体Ｒの流動方向において異ならせたものである。
【００１９】
また、上記実施例においては、ノズル装置１が射出成型機に装備される場合について説明したが、本発明は、例えば塗料を噴射するノズル装置とか燃料を噴射するノズル装置等の、各種流動体を噴射するノズル装置に適用し得ることはいうまでもない。またさらに、上記実施例においては、誘導加熱コイル４、５をノズル本体２の外周面に固定的に配置したが、例えば誘導加熱コイル４、５をノズル本体２の側壁内に埋設状態で配設したり、ノズル本体２に着脱可能に配置することもできるし、ノズル本体２の形状も適宜に変更できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、ノズル本体の径大部と径小部に配置される誘導加熱コイルから発生する磁束密度が、流動体の流動方向に沿って異なるように設定されているため、噴射口部分における流動体の加熱条件が均一化され、安定した噴射状態を容易に得ることができると共に、局部的な急速加熱が不要となるため、トランジスタインバータの低出力化が図れ、装置の小型化とコストダウンが図れると共に省電力化を図ることができる。
【００２１】
また、各誘導加熱コイルから発生する磁束密度がノズル本体の噴射孔の長手方向（流動体の流動方向）において、下流側である径小部が高く、その直上流側の傾斜部が低く、さらにその上流側の径大部が高くなるように設定されているため、流動体をその流動方向に沿ってスムーズに流動させることができる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、誘導加熱コイルの巻回ピッチを変化させることにより、磁束密度を異ならせることができるため、誘導加熱コイル自体の構成が簡略化され装置のより小型化とコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる流動体噴射用ノズル装置の一実施例を示す概略構成図
【図２】  本発明に係わる流動体噴射用ノズル装置の他の実施例を示す要部の断面図
【符号の説明】
１  ノズル装置
２  ノズル本体
２ａ  径大部
２ｂ  径小部
３  噴射孔
３ａ  噴射口
４、５  誘導加熱コイル
６  銅パイプ
７  耐熱性部材
９  トランジスタインバータ
１０  制御装置
１１、１２  金型
１３  キャビティ
【図１】
0004437356.tif 000002
【図２】
0004437356.tif 000003