JP2003520701A - 加熱要素が埋め込まれて熱伝導性が向上した金型 - Google Patents

加熱要素が埋め込まれて熱伝導性が向上した金型

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、射出成形のための加熱マニホールド、ヒーターおよびノズルを提供する。加熱マニホールド、ヒーターおよびノズルは、熱伝導性の高い第２相金属によって溶浸された強度の高いスケルトンを有する。また、マニホールド、ヒータープリフォームあるいはノズルプリフォームの形成方法および熱伝導性の高い材料によってプリフォームを溶浸する方法を開示する。本発明は、同類の材料または同類でない材料が一緒になってできた射出成形構成部品への溶浸と同時にこの構成部品の鑞付けも行う方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の属する技術分野 本発明は射出成形に関し、より詳しくは、強度が高く熱伝導性が向上した射出
成形装置に用いる加熱要素に関する。
【０００２】 従来の技術 本技術分野でよく知られているように、ホットランナ射出成形システムは、成
形機の入口から１個または複数個の出口まで加圧された溶融物を移送するマニホ
ールドを有し、それぞれの出口がノズルに導かれ、ノズルがさらに射出成形金型
のキャビティのゲートまで延びている。
【０００３】 マニホールドとノズルは、キャビティの数や配列に応じて種々の構造配置をと
る。マニホールドおよび／またはノズル全体における望ましい温度分布を維持す
るべく、マニホールドおよび／またはノズルを加熱する手段を提供するとよいこ
とが知られている。
【０００４】 マニホールドやノズルを加熱する種々の手段が知られている。たとえばＧｅｌ
ｌｅｒｔによる米国特許４，６８８，６２２号およびＧｅｌｌｅｒｔによる米国
特許４，６４８，５４６号に述べられているように、マニホールドがそこに一体
的に鋳造または鑞付けした電気加熱要素を有する。
【０００５】 さらに、Ｇｅｌｌｅｒｔによる米国特許４，４３９，９１５号に開示されてい
るように、カートリッジヒーターをマニホールド内に鋳造できる。あるいはたと
えば１９９９年６月８日に本願と継続出願された係属米国出願の出願番号０９／
３２７，４９０号に開示されているように、マニホールドに熱を提供するべく、
プレートヒーターをマニホールドに隣接して配置できる。
【０００６】 同様に、Ｇｅｌｌｅｒｔによる米国特許４，５５７，６８５号に示されている
ように、ノズルがその中に一体的に鑞付けしたヒーター要素を有する。Ｖｏｎ
Ｂｕｒｅｎによる米国特許５，４４１，３９２号とＳｃｈｍｉｄｔによる米国特
許５，３６０，３３３号に示されたように、ノズルがその周りに配された加熱さ
れたスリーブを有してもよく、米国特許５，９７３，２９６号に示されたように
、フィルムヒーターを用いてもよい。
【０００７】 射出成形システムは、高温、高圧、そして多数のサイクルで操作されるため、
マニホールド構成部品もノズル構成部品もそしてヒーター構成部品も、強度の高
い材料、典型例としてはＨ１３のような強度の高い工具鋼から製造されたもので
なければならない。
【０００８】 このような材料は普通、耐食性もまた良好であり、このことは本技術で良く知
られているように有益である。ただし工具鋼は熱伝導性が低く、ランナやゲート
の温度を正確に制御するのが難しくなる。そこで熱伝導性の高い銅のような材料
にすると、こんどは強度や硬度が工具鋼に劣ってしまう。そのうえ銅や銅の合金
は、耐食性も非常に低い。他にも、耐熱合金、たとえばモリブデンやタングステ
ンのような熱伝導性の高い材料が知られているが、これらの材料は加工しにくい
ばかりでなく、法外に価格が高い。
【０００９】 ある種の適用では、高い強度や熱伝導性を達成するのに、いわゆる金属溶浸技
術を用いることが知られている。この技術は、強度の高い金属で構成された多孔
性のスケルトンが、熱伝導性を有する金属によって溶浸されて、これら２種のい
ずれの金属よりも特性が向上した２相複合部品を得るものである。
【００１０】 Ｍａｔｅｊｃｅｚｙｋによる米国特許４，７１０，２２３号の開示によれば、
ロケットノズルと反動エンジンにおいて、超耐食性と超耐熱性を達成するための
溶浸方法は、モリブデンやタングステンのような耐熱金属が、銅や銅の合金によ
って溶浸されるものである。
【００１１】 Ｓａｃｈｓによる米国特許５，７７５，４０２号の開示によれば、いわゆる「
３次元印刷」のプロセスによって、金属の粉末／結合剤の混合物がコンピュータ
ー制御された機械によって層状に付着して、１層ずつ複合形状になったプリフォ
ームを製造する。次いでこのプリフォームが、公知の技術で焼結・溶浸されて、
強度と温度伝導性が高い２相材料が得られる。ただしこのＳａｃｈｓのプロセス
では、プリフォームを達成するのに、複雑なプログラミングや機械類が必須とな
る。
【００１２】 そこで、強度を損なうことなく熱伝導性を高めた射出成形用のマニホールドと
ノズルとヒーターなどの構成部品を達成する必要が生じ、さらには、より簡単な
製造技術でこのような部品を達成する必要も生じた。
【００１３】 上記のとおり、射出成形用構成部品は、Ｇｅｌｌｅｒｔによる米国特許４，６
４８，５４６号に開示されたように、一体化されたヒーターで加熱できる。ヒー
ター要素を構成部品と結合させるには、ヒーター要素とマニホールド、ノズルお
よび／またはヒーターとの間の伝熱特性を良好にするために、鑞付け工程あるい
は接着工程が必要とされる。ところが工具製作プロセスにおいて、鑞付け工程が
あるとさらなる労力や時間が要求される。
【００１４】 結局、強度や熱伝導性の高いマニホールドとノズルとヒーターとを作るのに必
要とされる製造・工具製作の操作の数を減らす必要がさらに生じたのである。
【００１５】 発明の概要 本発明の第１の実施態様によって提供される射出成形構成部品を加熱するため
の組立品は、本体と、本体を制御可能に加熱するために本体に取付けられた加熱
要素とを備え、本体が母材金属ｐａｒｅｎｔ ｍｅｔａｌから作られ、母材金属
が少なくとも部分的に第２金属によって溶浸され、第２金属の熱伝導性が母材金
属より高いことを特徴とする。
【００１６】 本発明の第２の実施態様によって提供されるホットランナ射出成形装置は、 溶融物移送システムを備え、このシステムが溶融物を加圧溶融物源から移送す
るための少なくとも１個の溶融物通路を有する溶融物分岐マニホールドと少なく
とも１個の射出ノズルとを備え、ノズルはここを通る溶融物ボアを有し、溶融物
ボアは、少なくとも１個のマニホールド溶融物通路と流動連通し、さらに、少な
くとも１個のノズルに隣接して少なくとも１個の金型キャビティを備え、金型キ
ャビティが少なくとも１個のノズルの溶融物ボアと流動連通し、溶融物移送シス
テムの少なくとも一部分を加熱するための本体を備え、本体がこれに取付けた加
熱要素を有し、加熱要素は本体の少なくとも一部分を加熱でき、本体の少なくと
も一部分が母材金属からでき、母材金属が少なくとも部分的にこの母材金属より
熱伝導性の高い第２金属によって、溶浸されることを特徴とする。
【００１７】 本発明の第３の実施態様によって提供される電気加熱要素を取り付けた射出成
形構成部品を製造するための方法は、電気加熱要素を少なくとも部分的に開放多
孔を有する粉末状の金属プリフォームと接触させる工程を含み、この粉末状の金
属プリフォームが第１金属から構成され、さらにプリフォームを開放多孔の領域
に隣接したところで第２金属塊と接触させる工程を含み、ここで第２金属は第１
金属より熱伝導性が高く、さらにまたプリフォームと加熱要素と第２金属塊とを
加熱し、第２金属をプリフォームの開放多孔に少なくとも部分的に溶浸させて、
さらに第２金属をプリフォームが冷却したときにそこに加熱要素を少なくとも部
分的に結合させる工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】 本発明の第４の実施態様によって提供される少なくとも２個の構成部品を有す
る金属部品を製造する方法は、第１構成部品の粉末状のプリフォームを作る工程
を含み、このプリフォームは少なくとも部分的に開放多孔を有し、さらに第２構
成部品を第１構成部品のプリフォームと接触させる工程と、プリフォームの開放
多孔を第２金属で溶浸する工程とを含み、この溶浸工程とほぼ同時に、第２金属
によって第２構成部品を第１構成部品に鑞付けすることを特徴とする。
【００１９】 本発明の第５の実施態様によって提供される少なくとも２個の構成部品を有す
る金属部品を製造する方法は、第１構成部品の粉末状のプリフォームを作る工程
を含み、このプリフォームは少なくとも部分的に開放多孔を有し、さらに第２構
成部品を第１構成部品のプリフォームと接触させてこれらの組立品を形成する工
程と、プリフォームを溶浸金属塊と接触させる工程と、組立品と溶浸金属とを制
御可能に加熱して溶浸金属を溶かす工程と、第１構成部品のプリフォームの開放
多孔が溶浸金属によって少なくとも部分的に溶浸され、第２構成部品が溶浸金属
によって、少なくとも部分的に第１構成部品に鑞付けされるようになるまで組立
品と溶浸金属との温度を維持する工程と、組立品を制御可能に冷却して溶浸金属
を固化する工程とを含むことを特徴とする。
【００２０】 本発明の第６の実施態様によって提供される射出成形構成部品を製造する方法
は、粉末状の工具鋼を結合剤と混合して混合物を形成する工程と、混合物を射出
してプリフォームにする工程と、プリフォームから結合剤を取り除く工程と、プ
リフォームを部分的に焼結しプリフォーム内の開放多孔度を４０容量％から１０
容量％にする工程と、プリフォームを溶浸金属と接触させる工程とを含み、この
溶浸金属は高い熱伝導性を有し、プリフォームと溶浸金属とを少なくとも溶浸金
属の融点まで、制御可能に加熱する工程と、第１構成部品（プリフォーム）の多
孔が溶浸金属によって少なくとも部分的に溶浸されるまでプリフォームと溶浸金
属の温度を維持する工程と、プリフォームを冷却して溶浸金属を固化し、射出成
形用構成部品を得る工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。 なお、図面は、本発明の好適な実施態様に従って作られた製品を示す。
【００２２】 本発明による射出成形システムは、図面のなかでＭとして示されている。先ず
成形システムＭを示している図１を参照すると、この成形システムＭは、１個ま
たは複数個のスチールノズル１０（図１では１個のみ示されている）を有し、加
圧されたプラスチック溶融物を、溶融物通路１２を通って、ゲート１４まで移送
し、このゲート１４は、金型１８内のキャビティ１６に導かれる。
【００２３】 このように特定された構造配置においては、金型１８はキャビティプレート２
０とバックプレート２２とを含んでおり、これらのプレートはボルト２４によっ
て取り外し可能に一緒に固定されている。金型１８にはその適用に応じてもっと
多くのプレートを有してもよいことは理解できるが、ここでは、わかりやすいよ
うにキャビティプレート２０とバックプレート２２とだけを示して説明する。
【００２４】 金型１８は、キャビティプレート２０とバックプレート２２とに延びる冷却導
菅２６を通る冷却水を圧送することによって冷却される。電気で加熱され溶浸さ
れた溶融物分岐マニホールド２８（好ましくは銅に溶浸された鋼）が、マニホー
ルド２８の合わせ孔３０ａ（図２）に位置づけられた中央位置決めリング３０と
、絶縁弾性スペーサー部材３２とによってキャビティプレート２０とバックプレ
ート２２との間に据えられている。
【００２５】 溶融物分岐マニホールド２８は、円筒状の入口部分３４を有し、一体化された
電気加熱要素３６によって加熱されている。絶縁空間スペース３８が、加熱され
たマニホールド２８と、その周りを囲む冷却されたキャビティプレート２０とバ
ックプレート２２との間に設けられている。また溶融物通路１２は、マニホール
ド２８の入口部分３４内の共通入口４０から延びてマニホールド２８内を外向き
に分岐して各ノズル１０に達する。そしてこのノズル１０において、溶融物通路
１２は、中央溶融物ボア４２を通って、次いで雷管ｔｏｒｐｅｄｏ４６内の位置
合わせした中央開口部４４を通って、ゲート１４のひとつに達する。
【００２６】 各ノズル１０は、外側表面４８と後方端部５０と前方端部５２とを有する。こ
のように特定された構造配置のノズル１０もまた、一体化された電気加熱要素５
４によって加熱される。この加熱要素５４は、溶融物ボア４２のまわりを螺旋状
に延びる部分５６と、電源からのリード線６０が接続された外部端末５８とを有
する。
【００２７】 他の適用によっては、加熱要素３６と溶融物自体とが十分な熱を提供して、ノ
ズル１０内に加熱要素が不要の場合もある。ノズル１０は、キャビティプレート
２０内のウエル６２内に、円筒状の位置決めフランジ６４によって設けられてい
る。この位置決めフランジ６４は、前方にむかって延びて、ウエル６２内の円形
位置決めショルダー６６に至る。かくして、絶縁空間スペース６８が、ウエル６
２の内側表面７０とノズル１０の外側表面４８との間に設けられて、加熱された
ノズル１０とそれを取り囲む冷却された金型キャビティ１６とを熱的に隔絶して
いる。
【００２８】 この実施態様では、溶融物ボア４２の大径部分の内側表面７２はネジ切りされ
ていて、前方端部５２にねじ込み式のシート７４を形成している。このように特
定された構造においては、ウエル６２の小径中央部分７６は、空間スペース６８
の先で前方に延び、内側に向かって先細となってゲート１４に達する。また小さ
な円形シート７８が、金型キャビティ１６において、ウエル６２の小径中央部分
７６の周りで延びている。特定された適用に望ましいとされるゲートの付け方に
応じて、多様なゲート付けのアレンジがあり、それらに対応して、ノズル１０が
他の構造をとりうるということが理解されよう。
【００２９】 図２および３に示されたように、マニホールド２８は、ほぼ平面状の本体８０
を備え、この本体８０の一面８４に溝８２を有し、電気加熱要素３６をこの溝８
２で受け入れている。この面８４の溝８２の構造は、適用に応じて望ましいとさ
れる温度分布をマニホールド２８に提供するように意図されたものである。加熱
要素３６は、面８４の溝８２に鑞付けされている（鑞付け部分が参照番号８６で
示されている）。
【００３０】 このような鑞付けはＧｅｌｌｅｒｔによる米国特許４，６４８，５４６号に示
されているように行うことができる。この米国特許の内容は、公報番号を参照す
ることにより、本明細書に組込まれるものとする。あるいはまた他の公知の鑞付
け技術で、つまり、マニホールド２８での溶浸が済んでから別個の操作として行
ってもよい。ただしより詳しく後述するように、本発明の実施形態によれば、こ
のような鑞付けをマニホールド２８での溶浸と同時に行ったほうが好ましい。さ
らにまた鑞付けでなくても、同等に、本技術分野で知られている他の機械的取付
け手段によって、加熱要素３６を、マニホールド２８に結合できる。たとえば加
熱要素３６をマニホールド２８に押し込んで、しまりばめや摩擦や変形によって
嵌めてもよい。同様に、加熱要素３６をマニホールド２８に結合するのに、溶射
技術を使ってもよい。加熱要素３６の配置を変えて、前記の面８４ではなく本体
８０の反対側の面８８に位置づけることも可能である。
【００３１】 図４および５に示されたように、ノズル１０の外側表面４８は、この表面４８
に沿ってその周りに延びるおおむね螺旋状のチャンネル５６を有する。そしてお
おむね螺旋状の加熱要素５４をチャンネル５６で受け、さらにニッケルや銅のよ
うな熱伝導率の高い材料による鑞付けで、チャンネル５６内に埋め込む。このこ
とについては、Ｇｅｌｌｅｒｔによる米国特許４，５５７，６８５号により詳し
く述べられており、この米国特許の内容は公報番号を参照することにより、本明
細書に組込まれるものとする。この米国特許４，５５７，６８５号に述べられて
いるように、そして添付図面でわかるように、螺旋状のチャンネル５６の刻みｐ
ｉｔｃｈは一定でなくともよく、より多くの熱が必要とされる領域付近のほうが
刻みがより密である。
【００３２】 図６に示されたように、マニホールド２８は、第２相金属９２によって溶浸さ
れた金属スケルトン９０を備えており、この第２相金属９２は、金属スケルトン
９０よりも高い熱伝導性を有している。また金属スケルトン９０が工具鋼である
と好ましく、なかでもＨ１３とＭ２とＤ２のいずれかであるとより好ましく、特
にＨ１３であると最も好ましい。第２相金属９２は、熱伝導性の高い金属であれ
ば特に限定されないが、銅、銅合金、銀あるいは銀合金であると好ましく、特に
銅であると最も好ましい。この出願では前記の請求の範囲も含めて、「金属」と
いう用語を使って、おおむね、純粋な金属および金属の合金の両方を表している
ことが、理解されよう。溶浸が行われるプロセスについては、より詳細に後述す
る。
【００３３】 第２の実施態様において、成形システムＭのノズル１０もまた、マニホールド
２８について直前に述べた様式で、第２相金属によって溶浸されている。そして
後述するように、ヒーター要素５４もまたこの第２相金属によって溶浸の最中に
それと同時に溝５６内に鑞付けされる。この実施態様の別の実施形態では、ノズ
ル１０は溶浸され、マニホールド２８は溶浸されていない。
【００３４】 第３の実施態様では、溶融物分岐マニホールドは、１９９９年６月８日に本願
と共存出願的に出願された係属米国出願の出願番号０９／３２７，４９０号に開
示されているように、たとえばマニホールドに隣接した電気ヒータープレートな
どによって、外部から加熱している。この係属出願の内容は、出願番号を参照す
ることにより、本明細書に組込まれるものとする。
【００３５】 図７に示されているように、成形システムＭ’において、マニホールド１００
は、キャビティプレート２０’とバックプレート２２’との間に中央位置決めリ
ング３０’と複数の絶縁スペーサー３２’とによって据えられている。この絶縁
スペーサー３２’は、溶融物分岐マニホールド１００と金型１８’との間の温度
差を維持できるようにするために設けられている。本発明による溶浸されたヒー
タープレート１０６（好ましくは銅によって溶浸された鋼）は、ノズル１０’と
溶融物分岐マニホールド１００との間にスクリュー１０８で取り外し可能に据え
られている。このスクリュー１０８は、ヒータープレート１０６を通って孔１０
６ａを通ってマニホールド１００内に延びている。複数の位置決めピン１１０が
、ヒータープレート１０６から溶融物分岐マニホールド１００内に延びている。
電気加熱要素３６’が、ヒータープレート１０６内に配置されている。ノズル１
０’は、ヒータープレート１０６と溶融物分岐マニホールド２８’に溶融物分岐
マニホールド２８’とヒータープレート１０６とを通って延びるボルト（図示せ
ず）で固定されている。
【００３６】 図８および９に示されているように、ヒータープレート１０６は、平面状本体
１１２を有し、平面状本体１１２は前方プレート１１４を有し、前方プレート１
１４はその内がわ面１１４ｂに溝１１４ａを有し、さらにヒータープレート１０
６の平面状本体１１２は、後方プレート１１６を有し、この後方プレート１１６
はその内側面１１６ｂに溝１１６ａを有する。加熱要素３６’が、プレート１１
４と１１６との間で溝１１４ａと１１６ａとによって形成されたチャンネル１１
８内に位置づけられている。また中央ボア１２０が、プレート１１４と１１６と
に設けられて、加圧された溶融物がマニホールド１００からノズル１０’に流れ
ることができるようになっている。
【００３７】 他の実施態様では、ヒータープレート１０６がそこを通って延びる溶融物ボア
１２０を複数個有し、ヒータープレート１０６を複数個のノズル１０’に隣接し
て据えることができる。また加熱要素３６’の端末３６ａは、ヒータープレート
１０６から延長可能に位置づけられて、制御下の電源（図示せず）のリード（図
示せず）と接続している。ヒータープレート１０６のチャンネル１１８の構造は
、ヒータープレート１０６全体の温度分布、適用によってはヒータープレート１
０６からの熱伝導によってマニホールド１００全体の温度分布を望ましいものに
してさらにそれを維持するように意図される。
【００３８】 チャンネル１１８は、協働するプレート１１４の溝１１４ａとプレート１１６
の溝１１６ａとから構成されているが、このような協働は必須ではなく必要に応
じて、同等にチャンネル１１８全体がプレート１１４か１１６のどちらか一方に
設けられていてもよいことは当業者であれば理解できる。
【００３９】 加熱要素３６’が、チャンネル１１８に鑞付けされていると好ましく、プレー
ト１１４と１１６とが、内がわ面１１４ｂと１１６ｂで、一緒に鑞付けされてい
ると好ましい。このような鑞付けは従来技術に従って、すなわちプレート１１４
と１１６とでの溶浸が済んでから、別個の異なる操作として行ってもよい。ただ
し、本発明のひとつの実施形態によれば、詳細を後述するように、このような鑞
付けは、プレート１１４と１１６とでの溶浸と同時に行うと好ましい。鑞付けの
かわりに、プレート１１４と１１６とを結合してから、本技術分野で公知の、た
とえば摩擦による嵌めや溶射などのような、他の機械的手段や金属加工手段を用
いて、加熱要素３６’をプレート内でそこに結合させてもよい。
【００４０】 後述する図１７の実施態様に示されている位置のように、マニホールドに対す
るヒータープレートの位置が他でもよいことは、当業者であれば理解できよう。
【００４１】 図１０および１１に示されたように、マニホールドとヒータープレートを加熱
するのに、これまで述べてきた以外の加熱手段も利用可能であることが理解され
よう。たとえば加熱要素３６や３６’のかわりに、加熱された流体、たとえばオ
イルが通って循環するようになった加熱通路１３０を用いてもよいのである。さ
らに別の実施態様（図示せず）では、Ｄｅｖｅｌｌｉａｎによる米国特許４，５
００，２７９号に述べられているように、加熱要素が１個または複数個の従来の
カートリッジタイプの抵抗加熱ヒーターやヒートパイプになって、マニホールド
２８やヒータープレート１０６の１個または複数個のボア内に延びている。なお
、この米国特許の内容は公報番号を参照することにより、本明細書に組込まれる
ものとする。
【００４２】 さらに別の実施態様では、ノズル１０の加熱要素５４が一体化されておらず、
Ｖｏｎ Ｂｕｒｅｎによる米国特許５，４４１，３９２号とＳｃｈｍｉｄｔによ
る米国特許５，３６０，３３３号に開示されているようなタイプの、外部のバン
ドヒーターになっている。両米国特許の内容はこれら公報番号を参照することに
より、本明細書に組込まれるものとする。このようなバンドヒーターの構造につ
いて、本明細書では簡単にしか説明しない。もっとも、米国特許５，４４１，３
９２号と５，３６０，３３３号が、このようなヒーターの構造や操作について十
分に述べていることを、当業者であれば理解できる。
【００４３】 図１２に示されたように、成形システムＭ”は、成形システムＭとほぼ同一で
あるが、以下の点で異なっている。つまりノズル１０”が備える単純な射出成形
ノズルの外側表面４８”が平滑なのである。そしてバンドヒーター２００が、ノ
ズル１０”の周りにぴったりと位置づけられている。操作に際しては、バンドヒ
ーター２００をリード線６０”に接続して、ノズル１０”に伝熱によって熱を提
供する。
【００４４】 図１２の実施態様では、バンドヒーター２００が、米国特許５，４１１，３９
２号に開示されているタイプのヒーターで構成されている。図１３に示されてい
るように、この実施形態では、ヒーター２００は環状ヒーター２０２と環状ばね
２０４とを備えている。ばね２０４はばね状に形成されて、ヒーター２００に圧
を継続的にかけて、ヒーター２０２をノズル１０”に向かって付勢する。ばね２
０４はまたヒーター２０２より径が小さく形成されて、ヒーター２０２の周りに
継続的に応力をかけられるように、さらに予備荷重をかけられるようにして、組
立品の固定をはかっていると好ましい。
【００４５】 ばね２０４はさらにまた、ヒーター２０２全長に沿って、継続的な圧をかけて
接触していると好ましい。ただし、成形の適用によっては、他の構造であっても
好ましい場合がある。ばね２０４の端部２０６と２０８とは互いに離れていて、
端部の間にすき間２１０を成し、このすき間２１０によってリード線６０”がヒ
ーター２０２から延びてここを出られる。ただし、他の構造であってもよく、ば
ね２０４がヒーター２０２を全面的に取り囲んで重なっていてもよい。詳細は後
述するが、図６に示されたように、ヒーター２０２とばね２０４とのいずれか一
方あるいは両方が、２相の溶浸された金属から構成されていると、ヒーター２０
０の強度と熱伝導性を高めることができる。
【００４６】 図１２の実施態様では、バンドヒーター２００が、米国特許５，３６０、３３
３号に述べられたようなタイプのバイメタルのクランピングシステムから構成さ
れている。このシステムが提供する構造では、クランピング手段を追加する必要
なく、ヒーター２００はノズル１０”上でその周りに確実に保持されている。図
１４に示されたように、ヒーター２００はバイメタルであり、円筒状の本体もし
くはヒーター鞘２２０によって形成されている。そしてこのヒーター鞘２２０は
、円筒状の内側スリーブ２２２，円筒状外側スリーブ２２４と、これらスリーブ
どうしの間に位置づけられたヒーターコイル２２６とによる同軸菅状の組立品か
ら構成される。ヒーターコイルはリード線６０”に電気的に接続されている（図
示せず）。米国特許５，３６０、３３３号に述べられているように、内側スリー
ブ２２２は、外側スリーブ２２４より熱膨張の大きい材料から形成されている。
当業者であれば理解できるように、スリーブ２２２と２２４とのどちらか一方あ
るいは両方が、本発明による２相の溶浸された金属から製造できる。かくして、
内側スリーブ２２２全体の結果として得られる熱伝導性が外側スリーブ２２４よ
り高くなっていればそれだけで、本明細書に開示された有益性が達成できる。
【００４７】 図１７から１９に示されているように、本発明のさらにまた別の実施態様では
、フィルムヒーター要素を用いて、マニホールドヒータープレートを加熱する。
フィルムヒーターは公知であり、射出成形プロセスの範囲外の多くの適用で用い
られてきた。そしてフィルムヒーターは最近、ホットランナ射出ノズルとホット
ランナマニホールドと組み合わせて取り入れられるようになった。このことに関
して、Ｈｕｓｋｙ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ社によ
る欧州特許出願ＥＰ０９６３８２９号およびＪｕｌｉａｎｏらによる米国特許５
，９７３，２９６号で言及されている。これら両方の特許は、公報番号を参照す
ることにより、本明細書に組込まれるものとする。
【００４８】 図１７の示す成形システムＭ”’の一部分が有する、溶浸されたマニホールド
２８”’の一方の片面側は加熱要素３６”’によって他方の片面側は溶浸された
マニホールドヒーター５０”’によって加熱される。マニホールド２８”’を通
る溶融物チャンネル１２”’は、加圧された溶融物を成形機から溶浸されたノズ
ル１０”’に移送する。
【００４９】 図１８に示されたように、マニホールドヒーター５０”’は、そこに取り付け
られたヒーターユニット３００を有し、このヒーターユニット３００は、誘電層
３０４（フィルム層であってもよい）と絶縁層３０６とこれらの層どうしの間に
配置されたフィルムヒーター要素３０２とを備えている。
【００５０】 図１９に示されたように、フィルムヒーター要素３０２はシート状で、その中
にヒーター要素３０８と熱電対要素３１０とを有する。ヒーターユニット３００
は、作動すると、ヒータープレート５０”’に熱を提供し、それからこのヒータ
ープレート５０”’がマニホールド２８”’を加熱する。
【００５１】 図１８および１９に示されたフィルムヒーターは、欧州特許出願ＥＰ０９６３
８２９号と米国特許５，９７３，２９６号およびこれらの特許の引例で言及され
た公知の技術のいずれを使っても製造できる。同等に、加熱要素３６”’が不要
となるようにヒーター５０”’を図７の実施態様に示された様式と同様にして、
マニホールド２８”’とノズル１０”’との間に位置づけられてもよいことが当
業者であれば理解できる。
【００５２】 同等に、フィルムヒーター技術を使って、本発明の溶浸されたバンドノズルヒ
ーター（つまり、図１２で述べたタイプのヒーター）を提供できる。図２０に示
されたフィルムヒーター３２０は、米国特許５，９７３，２９６号に述べられた
ように、誘電層３２４と絶縁層３２６とこれらの層どうしの間に配置されたフィ
ルムヒーター層３２２とを備えている。この米国特許の内容は、公報番号を参照
することにより本明細書に組込まれるものとする。このヒーターは、溶浸された
バンドヒーター５０”に熱を提供する。
【００５３】 特定の適用に応じて、マニホールドとマニホールドヒータープレートとノズル
システムとを用いる上で、これらの構成部品が溶浸されたものと溶浸されてない
ものと両方のあることが望ましい。ここで、構成部品のうち少なくとも１個でも
溶浸されていれば、その実施態様は必ず、本発明に含まれることを理解すべきで
ある。
【００５４】 使用に際しては、射出成形システムＭを図１に示されたように、組み立てる。
図１には分かり易いように、キャビティ１６が１個だけ示されているが、溶融物
分岐マニホールド２８は普通、適用に応じて、多くの溶融物通路に枝別れして多
数のキャビティ１６まで延びていることが認識されよう。マニホールド２８の加
熱要素３６とノズル１０の加熱要素５４とに電気が通じて、これらの加熱要素を
所定の作動温度まで加熱する。マニホールド２８の加熱要素３６どうしは、直列
にも並列にもつなぐことができる。あるいは、それぞれの加熱要素３６または加
熱要素３６の１グループまたは複数のグループを、別に制御される電源（図示せ
ず）に接続して、温度を個々に調節することも可能である。
【００５５】 溶融物通路１２全体を一定の温度に維持するには、いくつかのマニホールドに
対して、他のマニホールドよりも多くの熱を提供するようにしなければならない
。たとえば金型１８の中央のマニホールドは通常、金型の外周ぞいのマニホール
ドよりも必要とする熱は少ない。次いで、従来の様式での所定のサイクルによっ
て、成形機（図示せず）からの加圧された溶融物を、従来の様式の所定のサイク
ルにしたがって、共通入口４０を通って溶融物通路１２内に射出する。加圧され
た溶融物は、各ノズル１０の溶融物ボア４２を通って流れ、魚雷部４６を過ぎ、
ゲート１４を通って、キャビティ１６を満たす。キャビティ１６が満たされた後
、射出圧は、一時的にそのまま保持されて、その部分を固めてから下げる。所定
の冷却期間をおいてから金型を開いて成形品を取出す。取出のあと金型を閉じて
射出圧をかけて再びキャビティ１６を満たす。このサイクルをキャビティ１６の
サイズや形状および成形材料の種類に応じて、何度も繰り返し続ける。
【００５６】 当業者であれば明らかなように、図４および５に示された成形システムＭ’、
図１２に示された成形システムＭ”、図１７に示された成形システムＭ”’も、
明瞭な違いを伴ってはいても、おおよそは、成形システムＭについて述べたのと
同様にして作動する。成形システムＭ’の場合は、加熱要素３６’が、作動した
ときに、ヒータープレート１０６に熱を提供し、それからこのヒータープレート
１０６がマニホールド２８’を加熱する。そしてシステムＭ”の場合は、ヒータ
ー２００がノズル１０”を加熱するのである。さらにシステムＭ”’の場合は、
マニホールド２８”’の一方の片面側は加熱要素３６”’によって他方の片面側
はマニホールドヒーター５０”’によって加熱される。
【００５７】 本発明による溶浸された構成部品の熱伝導特性が向上しているために、スケル
トン母材金属９０に溶浸する第２層金属９２の連続ネットワークによって溶浸さ
れた構成部品に加熱要素から移送された熱が迅速かつ効率的に分布される。
【００５８】 こうして本発明によって、熱伝導性の高い第２相金属によって溶浸された強度
の高い母材金属を備える、マニホールド２８、ヒータープレート１０６、ノズル
１０”、あるいはバンドヒーター２００のような射出成形用構成部品が提供され
たために、これらの構成部品は、硬度が高く、操作圧力が高くても操作サイクル
が多くてもそれらに対して耐性を有し、さらに熱伝導性が良好なために構造体全
体に熱を効率的に移送できるようになった。この結果、マニホールドランナシス
テム内の加圧された溶融物の温度制御が向上し、それによって、成形時間や各部
品の品質さらにシステム効率に有益な影響をもたらすこととなった。
【００５９】 本発明の方法によれば、マニホールド２８、前方プレート１１４、後方プレー
ト１１６、フィルムヒータープレート５０”’、ノズル１０”、および／または
バンドヒーター２００を形成するのに、金属溶浸技術を使って、硬度が高く耐熱
性の強化された第２相金属部品を得ている。以下の説明は、プレート１１４と１
１６とを形成する方法の実践に関するものであるが、マニホールド２８、ヒータ
ー５０”’、ノズル１０”そしてバンドヒーター２００の製造に対しても、同等
に適用可能で、変形があってもそれは当業者にとって明らかなものである。
【００６０】 典型的にはＨ１３のような工具鋼である母材金属を、粉末状にしてプラスチッ
ク結合剤と混合し、金属射出成形を行ってヒータープレート１１４あるいは１１
６のネットのような形状を有するプリフォームとする。ここで、未完成部品から
結合剤を取り除いても、未完成部品が保形性を有するように金属と結合剤を合わ
せた混合物にこの母材金属粉末を入れていくということは、当業者であれば理解
できる。次いで、本技術分野でよく知られた技術を用いて、この混合物を射出成
形し、望ましいネット形状あるいはネットのような形状を有する未完成部品を得
る。
【００６１】 次に、この未完成部品を減圧環境下または不活性ガス環境下で、母材金属の融
点より低いが結合剤の融点よりは高い温度まで加熱して、プリフォームから結合
剤を取り除いて、連続開放多孔を有するスケルトンを構成する未完成プリフォー
ムを成す。次いでこの多孔性のプリフォームを部分的に焼結して、その部分の多
孔性を低下させ、焼結された多孔性プリフォームを作り出す。当業者であれば理
解できるように焼結温度が高くなるにつれて、プリフォームの多孔度は低くなる
。かくして、焼結されたプリフォーム全体にわたって、連続多孔性は保全してお
くべきであるから、焼結温度は、孔の崩壊が始まる温度を越えてはならない。焼
結されたプリフォームの多孔度は、４０容量％から１０容量％であると好ましく
、３０容量％から１５容量％であるとより好ましい。
【００６２】 図１５に示されたように、図７のヒータープレートの未完成プリフォーム組立
品では、前方ヒータープレート１１４の多孔性プリフォーム１１４”と後方ヒー
タープレート１１６の多孔性プリフォーム１１６”とを、それぞれの内がわ面１
１４ｂと１１６ｂとを互いに隣接して合わせ、電気ヒーター要素３６’を内側面
１１４ｂと１１６ｂとの間でチャンネル１１８内に配置して、位置合わせして配
置し、プリフォーム組立品１４０を形成する。ヒーター要素３６（３６’）の端
末３６ａは、プリフォーム１１４”と１１６”とから適切にむきだした状態にな
っていて、最終的に、制御下の電源（図示せず）に接続する。
【００６３】 次いで、このプリフォーム組立品１４０に、第２相金属による溶浸を行って、
ヒータープレートプリフォーム１１４”と１１６”との母材金属の孔をほぼ満た
す。この操作について以下に説明する。熱伝導性を有するプレートやシートまた
はインゴットのような塊ｍａｓｓ（図示せず）をプリフォーム組立品１４０のプ
リフォーム１１４”または１１６”あるいはそれら両方と接触するように配する
。それから減圧炉または不活性ガス炉に配して溶浸温度まで加熱する。この溶浸
される塊は、プリフォーム１１４”と１１６”との両方に接触することは必須で
はないものの、どちらか一方には必ず接触しなければならない。ただし特定の適
用では、溶浸する塊が複数あるのが望ましい。
【００６４】 炉の溶浸温度は、溶浸金属の融点よりわずかに高いだけでよく、一般的には可
能な限り低くして、溶浸時間も可能な限り短くして、母材金属と溶浸金属との相
互介入や溶解を最低限に抑えるようにする。溶浸金属は、溶浸温度において、時
間を経て溶け、毛管作用によって、多孔性プリフォームに吸収されて、プリフォ
ーム中の連続多孔における空所スペースを満たしていく。当業者であれば明らか
なように、母材金属プリフォームの連続多孔をほぼ満たすだけの十分な溶浸金属
を用いるべきである。
【００６５】 第２相金属が母材金属のプリフォームの連続多孔内に溶浸すると、有利なこと
に、この溶浸した金属が、内側面１１４ｂと１１６ｂとを一緒に鑞付けするよう
にも作用することがわかった。さらにまた溶浸した金属は同時に、電気加熱要素
３６’をチャンネル８２に鑞付けする。かくして、一体化され金属加工的に結合
されたヒーター組立品１０６が溶浸と同時にできる。つまり、良好な強度と熱特
性が得られたことになる。電気加熱要素３６’は溶浸されないのが好ましく、溶
浸されないことによって、加熱要素３６（３６’）の機能が溶浸プロセスから影
響を受けないようになっていると好ましい。
【００６６】 溶浸が済めば、熱伝導性の高い溶浸金属が、母材金属のそれまで連続多孔とな
っていたところを満たす（図６を参照せよ）。結局、マニホールド２８および／
またはヒータープレート１０６の硬度が高まり、操作圧力が高くても操作サイク
ルが多数あってもそれらに耐えられるようになって、さらに熱伝導性も良好で構
造体全体に熱を効率的に移送できるようになる。本発明はまた、熱伝導性の高い
溶浸金属を電気加熱要素３６’の周囲に配設し、これによって加熱要素をヒータ
ープレート１０６内に一体化し、それによってヒータープレート１０６の熱移送
効率を高めるものである。このように鑞付け工程で同時に熱移送効率を高める特
性によって、成形システムの工具製作に必要な工程数を有益に減らすことができ
る。
【００６７】 Ｈ１３、Ｍ２、Ｄ２あるいは超硬鋼（ｃａｒｂｉｄｅ ｓｔｅｅｌ）のような
強度の高い母材金属のいずれを用いた場合でも、本発明は有利に適用される。当
業者であれば理解しているように、焼結温度および／または焼結時間が増加する
につれ部品全体の多孔性が低下するのであるから、どの部材を選択するかとは無
関係に、焼結条件を用いて未完成部品の多孔度を制御することになる。また母材
金属未完成プリフォームは連続多孔を有していなければならないため、焼結は、
孔が閉じないようにそして未完成部品が液体状の溶浸金属を透すように、注意深
く制御する必要がある。
【００６８】 熱伝導性の高い適切な溶浸金属であればいずれであっても、本発明で成功裡に
適用できる。ただし銅および銅の合金がもっとも好適である。
【００６９】 本発明のプロセスでの使用に適した結合剤は、低温で溶融あるいは軟化し、金
属／結合剤の混合物が射出成形中に良好な流れ特性を示すようになっているもの
であることが理解できよう。ただし結合剤はさらにまた、処理中に崩壊や変形を
起こさない程度に十分な強度を有した未完成成形用品を提供するものでなければ
ならない。比較的低温で結合力が低下するプラスティック結合剤を選択して、未
完成部品から結合剤が容易に取り除けるようにするのが好ましい。
【００７０】 本発明によるプリフォーム処理は、いかなる粉末処理方法でも可能であり、母
材金属プリフォームの金属射出成形に制約されるものではないことは、当業者で
あれば明らかであろう。たとえば従来の粉末処理を活用し、本技術分野で知られ
ているように、母材金属粉末を最初に潤滑剤と混合して、次いで押圧してプリフ
ォーム形状とし、この未完成のプリフォームから潤滑油を取り除いてｄｅｌｕｂ
ｅｄ、それからこの多孔性プリフォームを上述のように焼結すればよい。あるい
はまた、本技術分野で公知の３次元印刷技術や他の粉末形成技術を使うこともで
きる。本発明は、母材金属プリフォームの特定形成方法に制約されることなく、
連続多孔を有するプリフォームを得るものであればいずれの方法でも適用可能で
ある。
【００７１】 本発明の方法を使って、たとえば上述のごとくヒータープレート１１４をヒー
タープレート１１６に結合する場合のように、同類の母材金属で溶浸したり結合
したりでき、また、たとえば上述のごとくヒーター要素３６をヒータープレート
１１４や１１６に結合する場合のように、同類ではない母材金属で溶浸したり結
合したりでき、さらにまた、たとえば上述のごとくヒータープレート１１４と１
１６とをヒーター要素３６に結合する場合のように、同類の母材金属と同類では
ない母材金属とで溶浸したり結合したりできる。そして本発明の方法を用いて、
溶浸された射出ノズルで、上記したようにノズルプリフォームでの溶浸中にそれ
と同時にノズル内に鑞付けされた一体化ヒーター要素を有するノズルも作り出せ
る。同様に、スプルーブッシュなどのような他の加熱された一体化構成部品も、
本発明の方法によって作ることができる。かくして、溶浸中にそのプリフォーム
に一体化されることになっている、多孔性プリフォームが何個であっても、非多
孔性部品が何個であっても、本発明の適用は可能である。
【００７２】 そのうえ特定化された適用に応じて、プレート１１４と１１６とのどちらか一
方だけが本発明に従って溶浸され他方は溶浸されていない（図１６を参照せよ、
ここではプレート１１４のほうだけが溶浸されている）ヒータープレート１０６
を本発明に従って製造するために本明細書で教唆していることを用いることによ
って有益性を達成できる。またプレート１１４と１１６とで溶浸と鑞付けとを同
時に行うと有利ではあるものの、本発明の有益性を達成するのに必須というわけ
ではない。
【００７３】 さらに特定化された適用では、図７の実施態様に、溶浸されたマニホールドヒ
ーターのかわりに、あるいはそれに加えて、溶浸された金属の分岐マニホールド
１００を提供するのも望ましい。また、特定部品内での溶浸がその部品全体にわ
たって均等に分布される必要はなく、そうではなくてむしろ部品のある領域に偏
っているとよいことが、当業者であれば理解できよう。同様に、プレート１１４
と１１６とは、同じ母材金属で構成される必要はなく、同じ第２相金属によって
溶浸される必要もない。
【００７４】 以下に述べる実施例は、本発明の理解を助けるために提供されるもので、上記
請求の範囲によって定められた本発明の範囲を制約しようとするものではない。
【００７５】 実施例 Ｈ１３工具鋼の粉末を、ポリマー結合剤と混合した。次いでこの混合物を射出
成形して、前方ヒータープレート１１４の形状を有する未完成部品とした。結合
剤を、好適には５００℃を越えない温度で、炉内で加熱して取り除き、開放連続
多孔を有する未完成プリフォームを得た。次いで未完成の多孔性プリフォームを
１１５０℃から１２６０℃の範囲で部分的に焼結して、この焼結された部分の最
終的な多孔度が４０容量％から１０容量％までとなるようにした。これと同時に
あるいはこれに続いて、後方ヒータープレート１１６用のＨ１３多孔性プリフォ
ームも、ここで述べた技術を用いて作り出した。
【００７６】 前方ヒータープリフォームと後方ヒータープリフォームを、溝１１４ａおよび
１１６ａ内の加熱要素３６’で嵌め、これらのプリフォームを合わせて、未完成
ヒーター組立品１４０を得た。それから未完成組立品を減圧炉あるいは不活性ガ
ス炉に配した。そして銅シートをこの未完成ヒーター組立品の上面に置いて、こ
の炉を銅の融点よりわずかに高い１１２℃まで加熱した。次いで溶浸され鑞付け
された一体化部分を冷却して、必要に応じて最終的な加工を行った。
【００７７】 かくして、本発明が強度と耐熱性が従来技術より向上した、改良溶融物分岐マ
ニホールドを提供することは、当業者であれば明らかであろう。また本発明の方
法は、加熱されたマニホールド組立品で、その内部の加熱要素で、溶浸と鑞付け
を同時に行う手段も提供している。
【００７８】 これまで好適な態様について説明してきたが、本発明は、前記請求の範囲にお
ける適切な範囲の正確な意味から逸脱することなく、変形や変更が可能であるこ
とが認識できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による溶浸され加熱されたマニホールドを組込んだ典型的な射出成形シ
ステムの部分側断面図。
【図２】 図１の加熱されたマニホールド組立品の底面側から見た分解斜視図。
【図３】 図２の線３−３に沿った断面図。
【図４】 図１の加熱されたノズルの側断面図。
【図５】 図４のノズルのノズル加熱要素の装入前を示した側断面図。
【図６】 図１の装置の溶浸され加熱されたマニホールドの顕微鏡写真図。
【図７】 本発明の別の実施態様による溶浸されたマニホールドヒータープレート組立品
を組込んだ典型的な射出成形システムの部分側断面図。
【図８】 図７のヒータープレート組立品の分解斜視図。
【図９】 図７の組立てられたヒータープレート組立品の斜視図。
【図１０】 図７のヒータープレート組立品の別の実施形態の斜視図。
【図１１】 図１０の線１１−１１に沿った断面図。
【図１２】 本発明のまた別の実施態様による溶浸されたノズルバンドヒーター組立品を組
込んだ典型的な射出成形システムの断面図。
【図１３】 図１２の実施態様の第１の実施形態に従ったバンドヒーターとスプリングクラ
ンプの分解図。
【図１４】 図１２の実施態様の第２の実施形態に従ったバイメタルバンドヒーターの側断
面図。
【図１５】 図７のヒータープレートの未完成プリフォーム組立品の斜視図。
【図１６】 １枚のプレートが溶浸されてもう一方のプレートが溶浸されていないマニホー
ルドヒーターの側断面図。
【図１７】 本発明によるフィルムヒーター要素と溶浸されていない構成部品とを組込んだ
典型的な射出成形システムの部分側断面図。
【図１８】 図１７の実施態様のフィルムヒータープレートの部分拡大図。
【図１９】 図１７のフィルムヒーターの平面図。
【図２０】 フィルムヒーター要素を用いた図１２のバンドヒーターの拡大断面図。
【符号の説明】 １０ スチールノズル １２ 溶融物通路 １４ ゲート １６ キャビティ １８ 金型 ２０ キャビティプレート ２２ バックプレート ２８ マニホールド ３６ 電気加熱要素 ４２ 中央溶融物ボア ５４ 電気加熱要素 ５６ チャンネル ８０ マニホールド本体 ８２ 溝 ８４ 面 ９０ スケルトン ９２ 第２相金属 １００ 溶融物分岐マニホールド １０６ ヒータープレート １１４ 前方プレート １１６ 後方プレート １１８ チャンネル １２０ 中央ボア １３０ 加熱通路 １４０ プリフォーム組立品 ２００ バンドヒーター ２０２ 環状ヒーター ２０４ 環状ばね ３００ ヒーターユニット
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１０月２９日（２００２．１０．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4F202 AJ02 AJ12 CA11 CB01 CN01 CN11 CN21

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）本体と、 （ｂ）本体に取付けられ本体を制御可能に加熱する加熱要素とを備え。 前記本体が母材金属から作られ、母材金属が少なくとも部分的に熱伝導性が前
    記母材金属より高い第２金属によって溶浸されていることを特徴とする射出成形
    構成部品を加熱するための組立品。
  2. 【請求項２】 前記本体が溝を備え、前記加熱要素がこの溝に配置されていることを特徴とす
    る請求項１記載の組立品。
  3. 【請求項３】 前記本体が、射出成形機から少なくとも１個の射出ノズルに溶融樹脂を送るた
    めの溶融物分岐マニホールドであることを特徴とする請求項１記載の組立品。
  4. 【請求項４】 前記本体が、溶融物分岐マニホールドを加熱するためのヒーターであることを
    特徴とする請求項１記載の組立品。
  5. 【請求項５】 前記本体が、射出成形ノズルであることを特徴とする請求項１記載の組立品。
  6. 【請求項６】 前記本体が、射出成形ノズルを加熱するためのヒーターであることを特徴とす
    る請求項１記載の組立品。
  7. 【請求項７】 前記本体が、平面であることを特徴とする請求項４記載の組立品。
  8. 【請求項８】 前記本体が、環状であることを特徴とする請求項６記載の組立品。
  9. 【請求項９】 前記本体が、第１部材と第２部材とを備え、前記加熱要素が、第１部材と第２
    部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の組立品。
  10. 【請求項１０】 前記本体に取付けられた第２本体を有することを特徴とする請求項１記載の組
    立品。
  11. 【請求項１１】 前記第２本体が、溶浸されていない金属からできていることを特徴とする請求
    項１０記載の組立品。
  12. 【請求項１２】 前記加熱要素が、前記本体に鑞付け結合されていることを特徴とする請求項１
    記載の組立品。
  13. 【請求項１３】 前記加熱要素が、前記第２金属を用いて鑞付けされていることを特徴とする請
    求項１２記載の組立品。
  14. 【請求項１４】 前記加熱要素が、電気抵抗型ヒーターであることを特徴とする請求項１記載の
    組立品。
  15. 【請求項１５】 前記加熱要素が、フィルムヒーターであることを特徴とする請求項１記載の組
    立品。
  16. 【請求項１６】 前記加熱要素が、加熱流体が循環する通路であることを特徴とする請求項１記
    載の組立品。
  17. 【請求項１７】 前記加熱要素が、摩擦嵌めによって前記本体に取付けられていることを特徴と
    する請求項１記載の組立品。
  18. 【請求項１８】 前記加熱要素が、溶射によって前記本体に取付けられていることを特徴とする
    、請求項１記載の組立品。
  19. 【請求項１９】 前記母材金属が、工具鋼であることを特徴とする請求鋼１記載の組立品。
  20. 【請求項２０】 前記第２金属が、銅、銅合金、銀および銀合金のグループの中から選択された
    ことを特徴とする請求項１記載の組立品。
  21. 【請求項２１】 前記第２金属が、前記本体の４０容量％から１０容量％含まれていることを特
    徴とする請求項１記載の組立品。
  22. 【請求項２２】 （ａ）溶融物を加圧溶融物源から送るための少なくとも１個の溶融物通路を有
    する溶融物分岐マニホールドと少なくとも１個の射出ノズルとを備え、ノズルが
    、前記少なくとも１個のマニホールド溶融物通路と流体連通する溶融物ボアを有
    する溶融物移送システムと、 （ｂ）前記少なくとも１個のノズルに隣接して前記少なくとも１個のノズルの
    溶融物ボアと流体連通する少なくとも１個の金型キャビティと、 （ｃ）本体の少なくとも一部分を加熱できる加熱要素を有し、前記溶融物移送
    システムの少なくとも一部分を加熱するための本体とを備え、 前記本体の少なくとも一部分が母材金属から作られ、母材金属が少なくとも部
    分的に母材金属より熱伝導性の高い第２金属によって溶浸されていることを特徴
    とするホットランナ射出成形装置。
  23. 【請求項２３】 前記本体が、前記溶融物分岐マニホールドを加熱するためのヒーターであるこ
    とを特徴とする請求項２２記載のホットランナ射出成形装置。
  24. 【請求項２４】 前記本体が、平面であることを特徴とする請求項２３記載のホットランナ射出
    成形装置。
  25. 【請求項２５】 前記本体が、前記少なくとも１個のノズルを加熱するためのヒーターであるこ
    とを特徴とする請求項２２記載のホットランナ射出成形装置。
  26. 【請求項２６】 前記本体が、環状であることを特徴とする請求項２５記載のホットランナ射出
    成形装置。
  27. 【請求項２７】 前記加熱要素が、前記本体内部に配置されていることを特徴とする請求項２２
    記載のホットランナ射出成形装置。
  28. 【請求項２８】 電気加熱要素を取付けた射出成形構成部品を製造するための方法において、 （ａ）前記電気加熱要素を少なくとも部分的に開放多孔を有する粉末状の第１
    金属から構成された金属プリフォームと接触させる工程と、 （ｂ）前記金属プリフォームを前記開放多孔の領域に隣接して第１金属より熱
    伝導性が高い第２金属体と接触させる工程と、 （ｃ）前記金属プリフォームと前記加熱要素と前記第２金属体とを加熱し、前
    記第２金属を前記金属プリフォームの前記開放多孔に少なくとも部分的に溶浸さ
    せ、冷却したとき前記加熱要素を、前記金属プリフォームに部分的に結合させる
    金属プリフォームを加熱する工程とを有することを特徴とする方法。
  29. 【請求項２９】 少なくとも２個の構成部品を有する金属部品を製造する方法において、 （ａ）第１構成部品の少なくとも部分的に開放多孔を有する粉末状のプリフォ
    ームを作る工程と、 （ｂ）第２構成部品を前記第１構成部品の前記プリフォームと接触させる工程
    と、 （ｃ）前記プリフォームの前記開放多孔を第２金属によって溶浸させる工程と
    を有し、 前記構成部品は、前記溶浸工程とほぼ同時に前記第２金属によって前記第１構
    成部品に鑞付けされることを特徴とする方法。
  30. 【請求項３０】 少なくとも２個の構成部品を有する金属部品を製造する方法において、 （ａ）第１構成部品の少なくとも部分的に開放多孔を有する粉末状のプリフォー
    ムを作る工程と、 （ｂ）第２構成部品を前記第１構成部品の前記プリフォームと接触させてこれ
    らの組立品を形成する工程と、 （ｃ）前記プリフォーム第１構成部品を溶浸金属塊と接触させる工程と、 （ｄ）前記組立品と前記溶浸金属とを制御可能に加熱して前記溶浸金属を溶か
    す工程と、 （ｅ）前記第１構成部品の前記プリフォームの前記開放多孔が前記溶浸金属に
    よって少なくとも部分的に溶浸され、前記第２構成部品が前記溶浸金属によって
    少なくとも部分的に前記第１構成部品に鑞付けされるまで前記組立品と前記溶浸
    金属との温度を維持する工程と、 （ｆ）前記組立品を制御可能に冷却して溶浸金属を固化する工程とを有するこ
    とを特徴とする方法。
  31. 【請求項３１】 前記第１構成部品を金属粉末を結合剤と混合して混合物を形成し、混合物を射
    出成形してプリフォームにし、プリフォームを加熱して結合剤を抽出し、これに
    よって前記プリフォームに開放多孔を残し、プリフォームを部分的に焼結して開
    放多孔を部分的に減らすことによって提供する工程を有することを特徴とする請
    求項３０記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記第２構成部品が、前記溶浸金属を実質的に透さないことを特徴とする請求
    項３０記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記第２構成部品が、抵抗加熱要素であることを特徴とする請求項３２記載の
    方法。
  34. 【請求項３４】 前記第２構成部品が、少なくとも部分的に開放多孔を有する未完成粉末プリフ
    ォームで、前記第２構成部品に前記溶浸金属が溶浸可能であることを特徴とする
    請求項３０記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記第１および第２構成部品が、マニホールドヒーターに合わせられるヒータ
    ープレートであることを特徴とする請求項３４記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記溶浸金属が、熱伝導性の高い材料であることを特徴とする請求項３０記載
    の方法。
  37. 【請求項３７】 前記溶浸金属が、銅であることを特徴とする請求項３０記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記第１構成部品が、強度の高い金属合金でできていることを特徴とする請求
    項３０記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記第１構成部品が、工具鋼でできていることを特徴とする請求項３８記載の
    方法。
  40. 【請求項４０】 前記第１構成部品が、工具鋼でできていることを特徴とする請求項３１記載の
    方法。
  41. 【請求項４１】 結合剤が５００℃を越えない温度で抽出されることを特徴とする請求項４０記
    載の方法。
  42. 【請求項４２】 プリフォームが、１１５０℃から１２６０℃の温度で部分的に焼結されること
    を特徴とする請求項４０記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記第１構成部品の多孔度が、溶浸前の前記第１構成部品に対して４０容量％
    から１０容量％であることを特徴とする請求項４０記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記溶浸が、前記第１構成部品の領域に位置していることを特徴とする請求項
    ３０記載の方法。
  45. 【請求項４５】 （ａ）粉末状の工具鋼を結合剤と混合し混合物を形成する工程と、 （ｂ）混合物をプリフォームに射出する工程と、 （ｃ）プリフォームから結合剤を取り除く工程と、 （ｄ）プリフォームを部分的に焼結し、プリフォーム内の開放多孔度を４０容
    量％から１０容量％にする工程と、 （ｅ）プリフォームを高い熱伝導性を有する溶浸金属と接触させる工程と、 （ｆ）プリフォームと溶浸金属とを少なくとも溶浸金属の融点まで制御可能に
    加熱する工程と、 （ｇ）プリフォームの多孔が溶浸金属によって少なくとも部分的に溶浸される
    までプリフォームと溶浸金属の温度を維持する工程と、 （ｈ）プリフォームを冷却して溶浸金属を固化し、射出成形構成部品を得る工
    程とを有することを特徴とする射出成形構成部品を製造する方法。
  46. 【請求項４６】 工程（ａ）から（ｄ）を工程（ｅ）の前に繰り返して、第２プリフォームを形
    成し、第２プリフォームが、工程（ｅ）で最初のプリフォームと接触し、工程（
    ｆ）から（ｈ）で溶浸金属によって少なくとも部分的に溶浸され、第２マニホー
    ルドヒータープレートを得ることを特徴とする請求項４５記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記マニホールドヒータープレートと前記第２マニホールドヒータープレート
    は、工程（ｅ）から（ｈ）の実施によって一緒に鑞付けされることを特徴とする
    請求項４６記載の方法。
  48. 【請求項４８】 工程（ｅ）がヒーター要素を提供し、ヒーター要素を最初のプリフォームと第
    ２プリフォームとに接触させることを含むことを特徴とする請求項４７記載の方
    法。
  49. 【請求項４９】 ヒーター要素が、工程（ｅ）から（ｈ）の実施によって少なくともマニホール
    ドヒータープレートに鑞付けされることを特徴とする請求項４８記載の方法。
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