(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法において、
前記マニホールドの、前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って空間を設け、
この空間内で前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面にコイルを巻回し、
前記マニホールドを前記側面から誘導加熱するようにしたこと、
を特徴とするホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。
【請求項２】
前記コイルを前記側面から前記型締め方向と交差する面にかけて渦巻き状に巻回し、この渦巻き状のコイルによって前記マニホールドを前記側面及び前記型締め方向と交差する面から誘導加熱することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。
【請求項３】
マニホールドを複数の領域に分け、各領域ごとに前記渦巻き状のコイルを巻回して誘導加熱することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。
【請求項４】
両側に結束部を有する耐熱布に渦巻き状に巻回した前記コイルを取り付け、前記耐熱布を前記コイルとともに前記マニホールドの外形に合わせて折り曲げ、前記マニホールドを跨いで前記両側の結束部を結束して、前記耐熱布を前記マニホールドに取り付けたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。
【請求項５】
耐熱布に渦巻き状に巻回した前記コイルを取り付け、前記耐熱布を前記コイルとともに前記マニホールドの外形に合わせて折り曲げ、前記耐熱布の周りに結束バンドを巻き付けて前記耐熱布を前記マニホールドに取り付けたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法。
【請求項６】
固定金型と可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置において、
前記マニホールドに着脱自在に設けられ、前記マニホールドの前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って形成された空間に配置されるコイル保持体と、
このコイル保持体に保持され、前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面に巻回されたコイルとを有し、
前記マニホールドを前記側面から加熱することを特徴とするホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。
【請求項７】
前記コイル保持体は、前記型締め方向と交差する面を跨いで前記マニホールドの対向する両前記側面に設けられ、前記コイルはこのコイル保持体に渦巻き状に保持されることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。
【請求項８】
前記コイル保持体が、耐熱布であることを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項に記載のホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。
【請求項９】
前記耐熱布の両側に結束部を形成し、前記マニホールドを跨いで前記結束部を結束することで前記耐熱布を前記マニホールドに取り付けることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法及び誘導加熱用コイル装置に関する。
背景技術
ホットランナー金型においては、ランナーを加熱してランナー内の材料を溶融状態に保持することが必要である。ランナーを加熱する方法としては、ヒーター加熱や誘導加熱によるものが知られているが、誘導加熱は、ヒーター加熱に比べて材料の温度を短時間で所望温度まで加熱することができるうえ温度制御性にも優れ、さらに消費電力も少ないという点で有利である。
第１０図は本発明の従来例にかかり、誘導加熱によるマニホールドの概略側面図である。
マニホールド１０は、図示しない射出シリンダから圧送されてきた溶融材料をマニホールド１０内に導くスプルー部１１と、このスプルー部１１から流入してきた前記溶融材料をノズル２０に分配するランナー部１２とから構成され、ホットランナー金型の固定金型板１とこの背面に取り付けられたバックプレート２の間の空間内に配置される。射出成形時には、固定金型板１，ノズル２０及びバックプレート２に大きな型締め圧力が作用するが、この型締め圧力によりマニホールド１０が歪んだり位置ずれしたりしないように、マニホールド１０は固定金型板１とバックプレート２との間の複数個所で断熱性の支持部材１６によって支持される。
マニホールド１０の支持部材１６で支持されていない部位には、その外周に誘導加熱用のコイル１５が巻回されている。この誘導加熱コイル１５に電圧を印加すると、誘導加熱コイル１５が巻回された誘導加熱部分でランナー内の材料が加熱される。
しかしながら、上記のような従来の誘導加熱方法には次のような問題がある。
（１）材料の均一加熱のためにはランナー部１２の全長にわたってコイル１５を巻回することが好ましいが、マニホールド１０を支持する支持部材１６のためにコイル１５を巻回することのできる部位が制限される。従って、ランナー内の溶融材料の温度にばらつきが生じ、射出成形品の品質にムラを生じさせたり、鋳込み不良を生じさせたりするおそれがある。
（２）マグネシウムなどのように融点が高く熱伝導性の良い溶融金属を射出成形する場合には、前記誘導加熱部分の材料を融点よりもかなり高い温度に加熱する必要があり、湯漏れや熱歪みの危険性が高くなるほか、コイル自体の寿命も低下させる。
（３）上記問題点を解決する一つの方法として、前記支持部材に貫通穴を形成し、この貫通穴を通して誘導加熱コイルをマニホールド１０の周囲に巻回することも考えられるが、セラミック等の材料で形成された支持部材に貫通穴を開けることはコスト高になるうえ、支持部材の強度を低下させるという問題がある。
（４）さらに、各コイル１５は各々リード線で接続され、バックプレート２を通して機外の電源供給源に接続されるが、マニホールド１０の交換や点検、補修時にコイル１５をマニホールド１０から取り外すのに手間取り、作業性が悪いという問題がある。
本発明は上記の問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、支持部材の強度を低下させることなくランナーの全長に亘って材料を均一に加熱することができ、かつマニホールドに対するコイルの着脱も容易なホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法及び誘導加熱用コイル装置を提供することにある。
発明の開示
マニホールド１０には、型締め方向（第１０図において矢印Ｘで示す方向）と同方向に型締め圧力が作用する。本発明の発明者は、マニホールド１０の前記型締め方向と平行な側面１０ｂには前記型締め圧力が作用しないことに着目して本発明を完成させた。すなわち、マニホールド１０は型締め方向と交差する面１０ａで支持部材１６によって支持されればよく、側面１０ｂであればランナー部１２の全長にわたって長尺の空間を確保することが可能である。
具体的に本発明は、固定金型と可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱方法において、前記マニホールドの前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って空間を設け、この空間内で前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面にコイルを巻回し、前記マニホールドを前記側面から誘導加熱するようにした誘導加熱方法である。
本方法によれば、ランナー内の材料をその全長にわたって均一に加熱することができる。また、マニホールドに対するコイルの着脱も容易になる。
また、前記コイルを前記側面から前記型締め方向と交差する面にかけて渦巻き状に巻回し、この渦巻き状のコイルによって前記マニホールドを前記側面及び前記型締め方向と交差する面から誘導加熱する方法としてもよい。
この方法によれば、前記側面のみならず前記型締め方向と交差する面からマニホールドを誘導加熱することができるので、材料の温度をより均一にすることが可能になる。また、マニホールドに対するコイルの着脱も容易である。
さらに、マニホールドを複数の部分に区分し、各区分毎に一領域に分け、各領域ごとに前記渦巻き状のコイルを巻回して誘導加熱する方法としてもよい。
前記渦巻き状のコイルを用いれば、任意の個所に簡単にコイルを巻回してマニホールドを前記側面から誘導加熱することが可能になる。また、各部分の材料温度を所望の温度に調節することも可能になる。
本発明の誘導加熱用コイル装置は、固定金型と可動金型とを有するホットランナー金型のマニホールドの誘導加熱装置において、前記マニホールドに着脱自在に設けられ、前記マニホールドの前記固定金型と前記可動金型の型締め圧力が作用しない側面に沿って形成された空間内に配置されるコイル保持体と、このコイル保持体に保持され、前記マニホールドのランナーの軸線に沿って前記側面に巻回されたコイルとを有し、前記マニホールドを前記側面から加熱することを特徴とする。
この構成によれば、材料をランナーの全長にわたって均一に加熱することが可能である。また、コイルをマニホールドに容易に着脱することができる。
また、前記コイル保持体は、前記型締め方向と交差する面を跨いで前記マニホールドの対向する両前記側面に設けられ、前記コイルはこのコイル保持体に渦巻き状に保持されるようにしてもよい。
このように構成すれば、前記側面のみならず前記型締め方向と交差する面からマニホールドを誘導加熱することができるので、材料の温度をより均一にすることが可能になる。また、マニホールドに対するコイルの着脱も容易である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明のホットランナー金型におけるマニホールドの誘導加熱方法の好適な実施形態を図面に従って詳細に説明する。なお、以下の図において第１０図で示したマニホールドと同一部位、同一部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
第１図は本発明の誘導加熱方法の概念を説明するためのマニホールドの概略図で、第１図（ａ）はその平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ方向矢視図である。
図示しない可動金型板が固定金型板１に押し付けられるときに付与される型締め圧力は、第１図中矢印Ｘで示す方向に作用する。矢印Ｘで示す方向と交差するマニホールド１０の面１０ａは、断熱性の支持部材１６によって適所で支持される。矢印Ｘで示す方向と平行なマニホールド１０の側面１０ｂ側には、固定金型板１とバックプレート２との間に空間を確保する。そして、この空間内で側面１０ｂに沿ってコイル１７を巻回する。マニホールド１０の側面１０ｂに沿うようにコイル１７を予め巻回してコイル体を形成しておき、このコイル体をマニホールド１０の組立時にマニホールド１０の周囲に取り付けるものとしてもよい。
前述したように、マニホールド１０の側面１０ｂには支持部材１６その他障害物が存在しないため、コイル１７を容易に巻回することができる。従って、コイル１７に電流を流すと、マニホールド１０のランナー部１２が全長に亘って誘導加熱され、ランナー内の材料が均一に加熱される。
第２図は第１図の誘導加熱方法の実施形態である。マニホールド１０は、その長手方向の両端が固定部材２２，２２によってバックプレート２に固定されることがある。そのため、この例では、固定部材２２，２２を避けて、コイル１８をマニホールド１０の側面１０ｂから面１０ａにかけて渦巻き状に巻回している。このようにコイル１８を巻回して形成されたコイル体は、第３図に示すような中央が開口した中空鞍形状をなしている。予め第３図に示すような形状の前記コイル体を作製しておけば、このコイル体をバックプレート２側の面１０ａからマニホールド１０に簡単に装着することができる。
この例においても、コイル１８に電流を流すと、マニホールド１０のランナー部１２が全長に亘って加熱され、その中の材料が均一に加熱される。
第４図は第１図の誘導加熱方法のさらに他の実施形態である。この例では、マニホールド１０を複数の領域に分け、各領域ごとにコイル１９を側面１０ｂから面１０ａにかけて巻回している。図示の例では、マニホールド１０を支持部材１６で支持された両端部とスプルー部１１を有する中央部の３つの領域に分けているが、２つ又は４つ以上に分けてもよい。このようにコイル１９を取り付ければ、マニホールド１０を所望領域ごとに加熱することができる。また。マニホールド１０の寸法が長短いかに変化しても、コイル１９を巻回してなるコイル体をマニホールド１０の長さに応じて適宜の数だけ配置することにより、ランナー部１２の全長にわたって材料を均一に加熱することが可能である。この場合、各コイル１９はコネクタによって互いに着脱自在に接続するとよい。
次に、本発明の誘導加熱用コイル装置の一実施形態を、第５図乃至第７図に従って詳細に説明する。
第５図は本発明の一実施形態にかかる誘導加熱用コイル装置の正面図、第６図は第５図の誘導加熱用コイル装置の平面図、第７図は第５図の誘導加熱用コイル装置のＩ−Ｉ方向矢視図である。
誘導加熱用コイル装置３０は、マニホールド１０に着脱自在に取り付けられる中空按形状のコイル保持体３２と、このコイル保持体３２に保持されるコイル３３と、コイル保持体３２の外側を被覆するカバー３６とから概略構成される。
コイル保持体３２は耐熱性に優れる非導電性の材料、例えばセラミックで形成され、その表面には、コイル保持体３２の外形に沿って螺旋状に連続する溝３２ａが形成される。コイル３３は、螺旋状に巻かれながら溝３２ａに嵌め込まれて保持される。溝３２ａに嵌め込まれたコイル３３は、耐熱性に優れる任意適当な接着剤等でコイル保持体３２に固定するとよい。コイル３３の両端は、コイル保持体３２の一側に設けられた端末処理部材３５によって誘導加熱用コイル装置３０の外方に導かれる。
また、コイル保持体３２には、開口側の両端にマニホールド１０の角部と係合する係合爪３４が形成される。係合爪３４は側面視してテーパ状に形成され、誘導加熱用コイル装置３０のマニホールド１０への着脱が容易に行えるようになっている。
上記構成の誘導加熱用コイル装置３０は、マニホールド１０に一つ又はマニホールド１０の長手方向に沿って複数個取り付けることができる。マニホールド１０の長手方向に沿って複数個取り付ける場合は、各誘導加熱用コイル装置３０のコイル３３ははコネクタ４０によって接続されるのが好ましい。コネクタ４０は、コイル３３の両端とリード線３９との接続を容易に行うことができるものであれば、公知の種々の形態のものを用いることができる。
この実施形態では、コネクタ４０は絶縁体の仕切り４２によって内部に二つの部屋４３ａ，４３ｂが形成されたケース４１と、このケース４１の部屋４３ａ，４３ｂにそれぞれ挿入された導電性の保持部材４４ａ，４４ｂからなる。保持部材４４ａ，４４ｂにはそれぞれコイル３３の両端及びリード線３９を嵌め込む溝４６ａ，４６ｂが形成される。また、ケース４１は上下二分割構造に形成され、一方がコイル３３の両端及びリード線３９を挟み付けて固定する保持部材として機能するとともに、コネクタ４０をバックプレート２（第１０図参照）に取り付けるボルト４８によって分解，組立ができるようになっている。従って、ボルト４８を緩めれば分割構造のケース４１が緩んでコイル３３の両端及びリード線３９の着脱が可能になる。保持部材４４ａ，４４ｂは鉄や鋼、アルミなどの導電性に優れる金属で形成されているので、コイル３３の両端及びリード線３９を溝４６ａ，４６ｂにそれぞれ嵌め込んでボルト４８を締め付けるだけで、簡単かつ確実にコイル３３の前記両端とリード線３９とを接続することができる。
スブルー部１１の周りに取り付ける誘導加熱用コイル装置３０においては、スプルー部１１を取り囲む嵌装部５０を形成するとよい。この嵌装部５０によって誘導加熱用コイル装置３０をマニホールド１０上で正確に位置決めすることができる。また、嵌装部５０の周囲にコイル（図示せず）を巻回することにより、スプルー部１１の材料も加熱することができるようになる。なお、マニホールド１０のスプルー部１１は、嵌装部５０を有する誘導加熱用コイル装置３０の着脱を考慮してフランジ等出っ張りのないストレート形状とするのが好ましく、また、誘導加熱による効率のよい加熱を実現するために、肉厚を可能な限り薄くすることが好ましい。
上記構成の誘導加熱用コイル装置３０をマニホールド１０に取り付け、リード線３９，コネクタ４０を介してコイル３３に電流を流すと、マニホールド１０が側面１０ｂ側から誘導加熱され、ランナー１２（第１０図参照）内の材料が均一に加熱される。
本発明の誘導加熱用コイル装置の他の実施形態を、第８図に従って説明する。
第８図（ａ）に示すように、この実施形態の誘導加熱コイル装置５０は、マニホールド１０に巻き付けて取り付けられる袋状の耐熱布５１と、この袋状の耐熱布５１の内側に取り付けられた渦巻き状のコイル５３と、耐熱布５１の両端に設けられたひも状の結束部５２とから概略構成される。
耐熱布５１は、例えば、アルミナ繊維やアルミノシリケート繊維などの耐熱繊維を袋状に織り込んでなる。複数枚の耐熱布を張り合わせ、あるいは縫いつけて、袋状に形成してもよい。また、耐熱布５１の適宜の部位には、第８図に示すように、スプルー１１等を挿通させるための開口５５を形成してもよい。
誘導加熱コイル５３は、袋状の耐熱布５１の内側に渦巻き状に配置される。誘導加熱コイル５３は、隣り合う線材同士が接触しないように予め渦巻き状に巻かれている。この誘導加熱コイル５３は、袋状の耐熱布５１の中で、前記した耐熱繊維等の耐熱性の部材によって、耐熱布５１に縫い付けられる。
また、誘導加熱コイル５３の両端は、袋状の耐熱布５１から外側に突出する。
ひも状の結束部５２は、耐熱布５１の一部から形成してもよいし、別体に形成した結束部５２を、前記した耐熱繊維等で耐熱布５１の両端に縫いつけるものとしてもよい。
上記のように形成された誘導加熱コイル装置５０を、第８図（ｂ）に示すように、マニホールド１０の取付部位の外形に合わせて折り曲げる。そして、マニホールド１０を跨いで耐熱布５１の両側の結束部５２，５２を結び合わせる。
これにより、誘導加熱コイル５３が耐熱布５１とともにマニホールド１０に取り付けられる。
この後、誘導加熱コイル５３の外側に延出するコイル５３の両端を、外部の電源に接続された図示しないリード線に接続する。
結束部は上記の実施形態のものには限られない。
例えば、第９図に示すように、耐熱布５１の両端に雄形のスナップ５７を設け、耐熱布５１と別体に形成したひも状の結束部材５８の両端に雌形のスナップ５９を設け、雄形のスナップ５７と雌形のスナップ５９を嵌め合わせることで、耐熱布５１の両端を結束部材５８で結ぶようにしてもよい。
さらに他の実施形態として、特に図示はしないが、耐熱布の両端を、耐熱性の針金で結ぶようにしてもよい。
これらの実施形態によれば、マニホールド１０への誘導加熱コイル装置５０の着脱をさらに容易に行うことができ、価格的にも有利であるという利点がある。
本発明によれば、マニホールドの型締め圧力が作用しない側面に、ランナーの軸線方向に沿って誘導加熱コイルを巻き付けるようにしているので、ランナーの全長にわたってコイルを巻回することが可能になり、ランナー内の溶融材料の温度を均一にして射出成形品の品質のムラや、鋳込み不良の発生等を防止することができる。
また、均一に材料を加熱することができるので、マグネシウムなどのように融点が高く熱伝導性の良い溶融金属を射出成形する場合に局所的に融点よりもかなり高い温度で加熱する必要がなくなり、湯漏れや熱歪み等の危険性を低くすることができる。また、コイル自体の寿命も低下させることがない。
さらに、支持部材と無関係にコイルを巻回することができるので、支持部材の強度を低下させるということもない。
また、マニホールドへのコイルの着脱が容易であり、作業性にも優れる。
産業上の利用可能性
本発明は、樹脂に限らず、マグネシウム合金やアルミニウム合金、亜鉛合金などの金属のホットランナー射出成形用の金型にも広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、  本発明の誘導加熱方法の概念を説明するためのマニホールドの概略図で、第１図（ａ）はその平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ方向矢視図である。
第２図は、第１図の誘導加熱方法の他の実施形態である。
第３図は、第２図に示した例に従ってマニホールドの周りに形成されたコイル体の概形を示す斜視図である。
第４図は、第１図の誘導加熱方法のさらに他の実施形態である。
第５図は、本発明の一実施形態にかかる誘導加熱用コイル装置の正面図である。
第６図は、第５図の誘導加熱用コイル装置の平面図である。
第７図は、第５図の誘導加熱用コイル装置のＩ−Ｉ方向矢視図である。
第８図は、本発明の誘導加熱用コイル装置の他の実施形態にかかり、（ａ）は誘導加熱用コイル装置の平面図、（ｂ）は誘導加熱用コイル装置をマニホールドに取り付けた状態を示す側面図である。
第９図は、本発明の誘導加熱用コイル装置のさらに他の実施形態にかかり、誘導加熱用コイル装置の平面図である。
第１０図は、本発明の従来例にかかるマニホールドの側面図である。
【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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