(57)【要約】本発明は、射出成形機用のノズルに関する。ノズルは溶融体チャンネルを画成する本体を含む。ヒーターがノズル本体に連結されている。更に、熱分配器がノズル本体に連結されている。熱をヒーターからノズル本体に沿って分配するため、熱分配器は導体で形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形機用ノズルにおいて、
溶融体チャンネルを画成するノズル本体と、
前記ノズル本体の長さの少なくとも一部に沿って前記ノズル本体に連結されたヒーターと、
前記ノズル本体に連結された少なくとも一つの熱分配器であって、熱を前記ヒーターから前記ノズル本体に沿って分配するために導体で形成されている熱分配器とを含む、成形機用ノズル。
【請求項２】
前記ヒーターを受け入れるために前記ノズル本体に画成された連続したチャンネルを更に含む、請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記ヒーターは、前記ノズル本体の外面とほぼ面一であるように前記連続したチャンネルに配置されている、請求項２に記載のノズル。
【請求項４】
前記ヒーターは、前記連続したチャンネルに押し付けられている、請求項２に記載のノズル。
【請求項５】
前記ヒーターは、前記連続したチャンネルに鑞付けされている、請求項２に記載のノズル。
【請求項６】
前記熱分配器は、予備成形した中空スリーブである、請求項１に記載のノズル。
【請求項７】
前記熱分配器は、前記ノズル本体に流動状態で配置される、請求項１に記載のノズル。
【請求項８】
前記熱分配器の少なくとも一部に亘って配置された断熱体を更に含む、請求項１に記載のノズル。
【請求項９】
前記熱分配器は、前記ノズル本体に鑞付けされている、請求項１に記載のノズル。
【請求項１０】
前記ヒーターは、フィルムヒーターである、請求項１に記載のノズル。
【請求項１１】
前記ヒーターは、誘電体に配置された抵抗線ヒーターである、請求項１に記載のノズル。
【請求項１２】
前記ヒーターは、前記ノズル本体に冶金学的に結合されている、請求項１に記載のノズル。
【請求項１３】
前記スリーブは、熱電対を前記ノズル本体と近接して位置決めするための長さ方向スリットを画成する、請求項６に記載のノズル。
【請求項１４】
射出成形機において、
成形機に溶融体を導入するための入口ノズルと、
前記溶融体を受け入れて分配するために前記入口ノズルと連通したマニホールドと、
前記溶融体を受け入れるために前記マニホールドと連通した複数の射出ノズルであって、対応する金型キャビティと連通しており、各々が、ノズル本体の長さの少なくとも一部に沿ってノズルに連結されたヒーターと、熱を前記ヒーターから前記ノズル本体に沿って分配するために前記ノズル本体に連結された少なくとも一つの熱分配器とを有する、射出成形機。
【請求項１５】
前記ヒーターを受け入れるために前記ノズル本体に画成された連続したチャンネルを更に含む、請求項１４に記載のノズル。
【請求項１６】
前記ヒーターは、前記ノズル本体の外面と全体に面一であるように前記連続したチャンネルに配置されている、請求項１５に記載のノズル。
【請求項１７】
前記ヒーターは、前記連続したチャンネルに押し付けられている、請求項１５に記載のノズル。
【請求項１８】
前記ヒーターは、前記連続したチャンネルに鑞付けされている、請求項１５に記載のノズル。
【請求項１９】
前記熱分配器は、予備成形した中空スリーブである、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２０】
前記熱分配器は、前記ノズル本体に流動状態で配置される、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２１】
前記熱分配器の少なくとも一部に亘って配置された断熱体を更に含む、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２２】
前記熱分配器は、前記ノズル本体に鑞付けされている、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２３】
前記ヒーターは、フィルムヒーターである、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２４】
前記ヒーターは、誘電体に配置された抵抗線ヒーターである、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２５】
前記ヒーターは、前記ノズル本体に冶金学的に結合されている、請求項１４に記載のノズル。
【請求項２６】
前記スリーブは、熱電対を前記ノズル本体と近接して位置決めするための長さ方向スリットを画成する、請求項１９に記載のノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は成形機に関し、更に詳細には成形機用ノズルに関する。
【０００２】
発明の背景
成形機は、溶融体を金型キャビティ等の所望の位置まで通過させるための溶融体チャンネルを画成するホットランナーノズルを含む。溶融体が適正に流れて硬化するようにするため、溶融体を所望の温度に保つことが重要である。代表的には、ホットランナーノズルは、ノズル本体の外面に巻き付けられた抵抗ヒーターによって加熱される。ノズル本体の温度を検出するため、熱電対がノズル本体内に配置されており、ノズル本体を所望の温度に維持するため、抵抗ヒーターを制御システムによって作動する。
【０００３】
このような従来のノズルに関連した問題点としては、ノズル内の温度がノズル本体の長さに亘って変化するということである。通常、ノズルの端部は、これらの端部で生じる熱損失のため、ノズルの中央部よりも遙に低温であるという傾向がある。そのため、溶融体チャンネル内の溶融体を一定の所望の温度に維持することは困難である。このことは、特に、温度の僅かな変化に敏感な溶融体について問題である。温度を上げ過ぎると溶融体がノズルの中央部分で燃焼し、燃えないようにするために温度を下げると、溶融体には、流れの問題又は金型キャビティ内で適正に硬化する性能に影響を及ぼすその他の問題が生じる。
【０００４】
ノズル本体内の溶融体チャンネルをノズルの長さに亘って比較的一定のままの所望の温度まで加熱するための装置が必要とされている。
【０００５】
発明の概要
一つの特徴では、本発明は、
溶融体チャンネルを画成するノズル本体と、
ノズル本体の長さの少なくとも一部に沿ってノズル本体に連結されたヒーターと、
ノズル本体に連結された少なくとも一つの熱分配器であって、熱をヒーターからノズル本体に沿って分配するために導体で形成されている熱分配器とを含む、成形機用ノズルを提供する。
【０００６】
次に、本発明を更に良く理解するため、及びどのように実施されるのかを更に明らかに示すため、添付図面を例として参照する。これらの図面は、本発明の好ましい実施の形態を示す。
【０００７】
好ましい実施の形態の詳細な説明
図１を参照すると、従来のホットランナーノズルの長さに亘る温度分布に参照番号１０が付してある。この分布は、ノズル端部の温度１２が低く、ノズル中央部の温度１４が高いことを示す。本発明によるノズルについての望ましい温度分布に参照番号１６が付してある。この所望の温度は、ノズルの長さに亘って比較的一定である。
【０００８】
図２及び図３を参照すると、本発明の第１の実施の形態によるノズルの全体に参照番号２０が付してある。このノズル２０は、溶融体チャンネル２４を画成する本体２２を含む。ノズル本体は、代表的には鋼又は当業者に周知の他の適当な材料で形成されている。ノズルは、第１端２８に画成された入口２６及び第２端３２に画成された出口３０を有する。第２端３２は、代表的には截頭円錐形チップとして画成されている。ノズル２０をマニホールド３６に取り付けるため、カラー３４が第１端に画成されている。
【０００９】
ノズル２０の外面には、例えばコイルヒーター４２等の抵抗ヒーターを受け入れるための連続したチャンネル４０が設けられている。適当な抵抗ヒーターの例は、米国特許第４，５５７，６８５号、米国特許第５，２６６，０２３号及び米国特許第５，７０４，１１３号に開示されている。これらの特許に触れたことにより、これらの特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。抵抗コイルヒーター４２はノズルの長さに亘って巻付けられており、好ましくは、ヒーター４２の外面がノズル本体２２の外面とほぼ面一になるように全体がチャンネル４０内に配置されている。ヒーター４２は、チャンネル４０に、プレス摩擦嵌め又は鑞付け等の冶金学的結合によって、又は当業者に周知の他の固定手段で固定されていてもよい。溶融体チャンネル２４と隣接したノズル本体２２の温度を検出するため、熱電対４４がノズル本体２２に配置されている。ヒーター４２は、このヒーターに電力を提供するため、電源４６に接続されている。熱電対４４及びヒーター４２は、ノズル本体２２の温度を監視し、所望の温度分布１６を維持するのに必要であるようにヒーター４２を作動する制御システム（図示せず）に接続されている。マニホールド溶融体チャンネル５２を通過する溶融体を同様に加熱するため、マニホールドヒーター４８がマニホールド３６に配置されている。
【００１０】
熱分配器６０がノズル本体２２にその長さの所望の部分に亘って配置されている。この熱分配器６０は、ヒーター４２が発生した熱を熱分配器６０の長さに沿って伝導する銅又は銅合金等の導体で形成されている。熱分配器６０は、摩擦嵌めによって、又は鑞付け、溶接、又は当業者に周知の他の取り付け方法によってノズル本体に緊密に嵌着される中空スリーブとして予備成形されていてもよい。別の態様では、熱分配器６０は、導体をノズル本体２２に直接スプレーし又は浸漬することによってノズル本体２２の外面に加えられていてもよい。好ましくは、熱分配器６０は、適切な熱伝達及び分配を行うことができるようにするため、ヒーター４２及びノズル本体２２と物理的に直接接触している。その結果、熱分配器６０は、ノズル２０の対応する長さに亘って温度分布１６を比較的一定にするため、熱をその長さに亘って十分に分配するように作用する。
【００１１】
図４及び図５を参照すると、これらの図には本発明によるノズル２０の第２の実施の形態が示してある。便宜のため、上述したものに対応する要素には対応する参照番号が割り当ててある。
【００１２】
ノズル２０の第２の実施の形態では、ノズル本体２２の外面に熱分配器６０が配置されている。次いで、中空ヒータースリーブ７０を熱分配器６０の外面に配置する。ヒータースリーブ７０は、ヒーター４２を受け入れるための連続したチャンネル４０を画成する。ヒーター４２は、ヒーター４２に電力を提供するため、電源４６に接続されている。ノズル本体２２の所望の長さに沿った熱の分配を更に補助するため、第２熱分配器６０′がヒータースリーブ７０の外側に配置されている。幾つかの場合では、当業者に周知のセラミック又は他の適当な断熱材等でできた断熱体７２が熱分配器６０′の外側に配置されていてもよい。
【００１３】
図６乃至図９を参照すると、本発明によるノズルの第３の実施の形態が示してある。この場合も、便宜のため、上述した実施の形態に対応する要素には対応する参照番号が付してある。
【００１４】
ノズル２０の第３の実施の形態は、ヒーターを受け入れるための連続したチャンネル４０が外面に画成されたノズル本体２２を含む。ノズル本体２２は、ノズル２０の第１端２６と第２端３２との間の中間領域に縮径部分８０を含むように形成されている。この縮径部分８０は熱損失領域を提供し、ノズル２０の中間領域の高温１４を下げる傾向がある。縮径部分８０は質量が小さく、ヒーター４２から溶融体チャンネルを通って流れる溶融体への熱伝達を小さくする。
【００１５】
ヒーター４２は、出口３０から出る前のノズル本体２２内の溶融体の温度を維持するため、ノズル本体２２の第２端３２にも配置されている。
【００１６】
熱分配器６０は、比較的一定の温度分布１６を得るために熱をノズル本体２２の長さに沿って分配するため、ノズル本体２２上に配置されている。熱分配器６０は、熱をノズル本体２２の中間領域に亘って逃がすようにノズル本体２２の縮径部分８０と重なる穴８２を含む。熱分配器６０は、熱を第２端３２の長さに亘って分配するため、ノズル本体２２の第２端３２にも配置されている。第２端３２での熱分配器６０の位置は、第２端３２が截頭円錐形チップによって形成されており、ヒーター４２を出口３０と隣接して配置するのが困難である場合に特に有用である。
【００１７】
図１０及び図１１を参照すると、本発明によるノズルの第４の実施の形態が示してある。この場合も、便宜のため、上述した実施の形態に対応する要素には対応する参照番号が付してある。
【００１８】
ノズル２０の第４の実施の形態は、溶融体チャンネル２４を持つノズル本体２２を含む。ヒーター４２は、欧州特許第ＥＰ３１２０２９号、国際特許第ＷＯ００２３２４５号、及び国際特許第ＷＯ０１１７３１７号に開示されているようなフィルムヒーターである。これらの特許に触れたことにより、これらの特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。周囲を囲むフィルムヒーター４２は、フィルムヒーター４２を保護する電気絶縁体９０によって取り囲まれている。次いで熱分配器６０を電気絶縁体９０上に配置する。
【００１９】
図１２及び図１３を参照すると、本発明によるノズルの第５の実施の形態が示してある。便宜のため、上述した実施の形態に対応する要素には対応する参照番号が付してある。
【００２０】
ノズル２０の第５の実施の形態は、溶融体チャンネル２４を画成するノズル本体２２を含む。ノズルヒーター４２は、ノズル本体２２の周囲に配置された誘電体に配置された抵抗線の形態である。ノズルヒーター４２は、ノズル本体２２上に配置された第１誘電層９２を含む。次いで、抵抗線９４をノズル本体２２の周囲の第１誘電層９２に巻き付ける。次いで、第２誘電層９６を抵抗線９４及び第１誘電層９２に配置する。この種のヒーター４２は、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＣＡ０１／００２７４号に更に詳細に記載されている。この特許に触れたことにより、この特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。熱を抵抗線ヒーター４２から熱分配器６０の長さに亘って分配するため、熱分配器６０が第２誘電層９６上に配置されている。
【００２１】
図１４を参照すると、本発明によるノズル２０の第６の実施の形態が示してある。この場合も、便宜のため、上述した実施の形態に対応する要素には対応する参照番号が付してある。
【００２２】
ノズル２０の第６の実施の形態は、上述した第１の実施の形態と同様である。ノズル２０は、ヒーター４２を受け入れるための連続したチャンネル４０が外面に画成されたノズル本体２２を含む。熱分配器６０がノズル本体２２上にその長さの所望の部分に亘って配置されている。熱分配器６０は、熱電対４４を収容する長さ方向スリット９８を含み、そのため、熱電対４４をノズル本体２２に当てて配置することができる。
【００２３】
図１５を参照すると、この図には、本発明によるノズル２０を備えた射出成形機１００の概略が示してある。便宜のため、上述した実施の形態に対応する要素には対応する参照番号が付してある。
【００２４】
射出成形機１００は、マニホールド３６に連結された入口ノズル１０２を含む。マニホールド３６は、溶融体を入口チャンネル１０２から射出ノズル２０に分配するための溶融体チャンネル１０４を含む。射出ノズル２０は、この射出ノズル２０をマニホールド３６に取り付けるためのカラー３４を含む。射出ノズル２０は、溶融体を金型キャビティ１０６に導入するため、金型キャビティ１０６に周知の方法で連結される。射出ノズル２０は、ヒーター４２によって加熱されるノズル本体２２を含む。ヒーター４２からの熱を熱分配器６０の長さに亘って分配するため、熱分配器６０がノズル本体２２上に配置されている。熱分配器６０は、かくして、熱をその長さに亘って十分に分配し、ノズル２０の対応する長さに亘って温度分布１６を比較的一定にする。
【００２５】
上述したのは本発明の好ましい実施の形態であるということは理解されよう。本発明には、それにも拘わらず、上述した本発明の精神及び特許請求の範囲によって完全に理解される特定の変更及び変形例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノズルの長さに亘るノズル温度のグラフである。
【図２】本発明によるノズルの縦断面図である。
【図３】図２のノズルの３−３線に沿った横断面図である。
【図４】本発明によるノズルの第２の実施の形態の縦断面図である。
【図５】図４のノズルの５−５線に沿った横断面図である。
【図６】本発明によるノズルの第３の実施の形態の縦断面図である。
【図７】図６のノズルの７−７線に沿った横断面図である。
【図８】図６のノズルの８−８線に沿った横断面図である。
【図９】図６のノズルの９−９線に沿った横断面図である。
【図１０】本発明によるノズルの第４の実施の形態の縦断面図である。
【図１１】図１０のノズルの１１−１１線に沿った横断面図である。
【図１２】本発明によるノズルの第５の実施の形態の縦断面図である。
【図１３】図１２のノズルの１３−１３線に沿った横断面図である。
【図１４】本発明によるノズルの第６の実施の形態の横断面図である。
【図１５】本発明によるノズルを備えた射出成形機の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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2004502579.tif 000022
2004502579.tif 000023
【国際調査報告】
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2004502579.tif 000025
2004502579.tif 000026