JP3498574B2 - Heater and valve gate type mold device using this heater - Google Patents
Heater and valve gate type mold device using this heaterInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒーターおよびこ
のヒーターを用いたバルブゲート式金型装置に係わり、
熱可塑性樹脂の射出成形などに利用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater and a valve gate mold apparatus using the heater,
It is used for injection molding of thermoplastic resins.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】熱可塑性樹脂の射出成
形に用いられるホットランナー金型装置は、成形能率を
高めるために、キャビティへのゲートまでの材料通路内
の樹脂を加熱して常時溶融状態に保つものである。一
方、製品となるキャビティ内の樹脂は冷却させて固化さ
せなければならないため、ホットランナー金型装置で
は、何らかの手段によるゲートの開閉が必要である。こ
のゲートの開閉方式として、バルブピンによりゲートを
機械的に開閉するバルブゲート方式がある。A hot runner mold apparatus used for injection molding of a thermoplastic resin always heats a resin in a material passage to a gate to a cavity by heating in a molten state in order to improve molding efficiency. It is something to keep. On the other hand, since the resin in the product cavity must be cooled and solidified, it is necessary to open and close the gate by some means in the hot runner mold device. As a method for opening and closing the gate, there is a valve gate method in which the gate is mechanically opened and closed by a valve pin.
【０００３】バルブゲート方式の金型装置では、内部が
材料通路をなす筒状のバルブケーシング内に、ゲートを
開閉するバルブピンを内蔵しており、前記材料通路を加
熱するために、バルブケーシングの外周面に筒状のヒー
ターを嵌合している。このヒーターをバルブケーシング
に固定する構成には各種のものがあるが、ヒーターがバ
ルブケーシングの表面に密着していないと加熱効率が低
下するので、ヒーターをバルブケーシングの表面に確実
に密着させることが重要である。In a valve gate type mold apparatus, a valve pin that opens and closes a gate is built in a cylindrical valve casing having a material passage inside, and the outer periphery of the valve casing is heated to heat the material passage. A cylindrical heater is fitted on the surface. There are various configurations for fixing this heater to the valve casing, but if the heater is not in close contact with the surface of the valve casing, the heating efficiency will decrease. is important.
【０００４】ヒーターをバルブケーシングに固定する構
成としては、例えば特開平６−２３８０４号公報に記載
されているように、バンドヒーターを外周側から覆うヒ
ーターカバーに軸方向の切込みを設けるとともに、この
切込み箇所の両側に鍔部をそれぞれ設け、これら両鍔部
をボルトおよびナットにより締め付けて、バンドヒータ
ーを締め付けるものがある。しかし、この構成では、金
型装置内に鍔部、ボルトおよびナットを収容する空間部
が必要で、金型装置の大型化をきたす問題がある。ま
た、バンドヒーターの全体をバルブケーシングに確実に
密着させることは困難である。As a structure for fixing the heater to the valve casing, for example, as described in JP-A-6-23804, a heater cover for covering the band heater from the outer peripheral side is provided with an axial notch and the notch is provided. There is a method in which a brim portion is provided on both sides of the location, and both the brim portions are fastened with bolts and nuts to fasten the band heater. However, in this structure, a space for accommodating the collar portion, the bolt and the nut is required in the mold device, which causes a problem of increasing the size of the mold device. Further, it is difficult to surely bring the entire band heater into close contact with the valve casing.
【０００５】これに対して、鋳込みヒーターをバルブケ
ーシングの外周面に焼き嵌めするものもある。鋳込みヒ
ーターは、線状の発熱体をコイル状に巻いたものをさら
に金属製の被覆材内に埋め込み、全体として筒状に形成
されたものである。また、焼き嵌めとは、鋳込みヒータ
ーを加熱して膨張させた状態でバルブケーシングに嵌め
ることである。その後鋳込みヒーターが冷却して収縮す
ると、この鋳込みヒーターはバルブケーシングに強固に
締め付けられることになる。この構成によれば、発熱体
が金属製の被覆材内に鋳込まれており、かつ、この被覆
材は焼き嵌めによりバルブケーシングに強固に締め付け
られるので、ヒーターとバルブケーシングとの密着性を
良好なものにできる。しかし、焼き嵌め後は、鋳込みヒ
ーターおよびバルブケーシングを個別に加熱したり冷却
したりすることはできないので、鋳込みヒーターをバル
ブケーシングから外すことはできなくなる。したがっ
て、ヒーターの故障などによりこのヒーターを交換しな
ければならなくなったときには、切削などによりヒータ
ーをバルブケーシングから削り取った上で、新しいヒー
ターを装着しなければならず、非常に手間がかかる。On the other hand, there is also one in which a cast-in heater is shrink-fitted onto the outer peripheral surface of the valve casing. The cast-in heater is formed by winding a coil of a linear heating element into a metallic covering material and forming a tubular shape as a whole. Further, the shrink fitting is to fit the valve casing in a state where the casting heater is heated and expanded. After that, when the cast-in heater cools and contracts, the cast-in heater is firmly fastened to the valve casing. According to this configuration, the heating element is cast in the metallic covering material, and the covering material is firmly fastened to the valve casing by shrink fitting, so that the adhesion between the heater and the valve casing is good. It can be anything. However, since the cast-in heater and the valve casing cannot be individually heated or cooled after the shrink fitting, the cast-in heater cannot be removed from the valve casing. Therefore, when the heater needs to be replaced due to a failure of the heater or the like, it is necessary to scrape the heater from the valve casing by cutting or the like and mount a new heater, which is very troublesome.
【０００６】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、バルブケーシングなどの被加熱物に確実
に密着させることができるとともに、交換が容易にでき
るヒーターを提供することを第１の目的とする。また、
ヒーターをバルブケーシングに確実に密着させることが
できるとともに、ヒーターの交換が容易にできるバルブ
ゲート式金型装置を提供することを第2の目的とする。The present invention is intended to solve such a problem, and it is a first object of the present invention to provide a heater which can be reliably brought into close contact with an object to be heated such as a valve casing and can be easily replaced. The purpose of. Also,
A second object of the present invention is to provide a valve gate type mold device capable of reliably bringing the heater into close contact with the valve casing and easily replacing the heater.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のヒータ
ーは、前記第１の目的を達成するために、被加熱物の外
周面に嵌合されて使用される筒状のヒーターにおいて、
発熱体と、この発熱体を内部に埋め込んだ被覆材とを備
え、この被覆材は、外周側の材料と内周側の材料とを別
にし、この内周側の材料の熱膨張率を前記外周側の材料
の熱膨張率よりも大きくすると共に、前記内周側の材料
の熱伝導度を前記外周側の材料の熱伝導度よりも大きく
したものである。A heater according to a first aspect of the present invention is a cylindrical heater which is used by being fitted to an outer peripheral surface of an object to be heated in order to achieve the first object.
A heating element and a coating material having the heating element embedded therein are provided. The coating material separates the material on the outer peripheral side and the material on the inner peripheral side, and the thermal expansion coefficient of the material on the inner peripheral side is The coefficient of thermal expansion is made larger than that of the material on the outer peripheral side, and the material on the inner peripheral side is
The thermal conductivity of is larger than the thermal conductivity of the material on the outer peripheral side .
【０００８】被加熱物の外周側に嵌合された状態でヒー
ターが発熱すると、この熱により被覆材が膨張するが、
この被覆材は、内周側の材料の熱膨張率が外周側の材料
の熱膨張率よりも大きくなっているために、より大きく
膨張する内周側の材料が外周側の材料に押さえられ、こ
れにより、内周側の材料は、外径の拡大よりも内径の縮
小を生じる。これにより、ヒーターの内周面が被加熱物
の外周面に締め付けられて密着する。一方、非発熱時の
常温の状態では、被加熱物に対するヒーターの締め付け
が弱くなっており、このヒーターを被加熱物に対して容
易に着脱できる。また、ヒーターの発する熱を効率よく
伝えることができる。 When the heater generates heat while being fitted to the outer peripheral side of the object to be heated, the heat causes the covering material to expand.
In this coating material, the coefficient of thermal expansion of the material on the inner peripheral side is larger than the coefficient of thermal expansion of the material on the outer peripheral side, so the material on the inner peripheral side that expands more is suppressed by the material on the outer peripheral side, As a result, the material on the inner peripheral side has a smaller inner diameter than an outer diameter. As a result, the inner peripheral surface of the heater is clamped and closely adhered to the outer peripheral surface of the object to be heated. On the other hand, in the normal temperature state when no heat is generated, the tightening of the heater on the object to be heated is weak, and this heater can be easily attached to and detached from the object to be heated. In addition, the heat generated by the heater is efficiently
I can tell.
【０００９】請求項２の発明のバルブゲート式金型装置
は、前記第２の目的を達成するために、互いに開閉し型
閉時にキャビティを相互間に形成する複数の型体と、こ
れら型体のうちキャビティへ開口するゲートを有する型
体に設けられたバルブ装置とを備えるとともに、このバ
ルブ装置は、前記型体内に組み込まれるとともに材料通
路を内部に形成したバルブケーシングと、このバルブケ
ーシングの外周面に嵌合された筒状のヒーターと、前記
バルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉す
るバルブピンとを備え、前記ヒーターは、発熱体と、こ
の発熱体を内部に埋め込んだ被覆材とを有し、この被覆
材は、外周側の材料と内周側の材料とを別にし、この内
周側の材料の熱膨張率を前記外周側の材料の熱膨張率よ
りも大きくすると共に、前記内周側の材料の熱伝導度を
前記外周側の材料の熱伝導度よりも大きくしたものであ
る。In order to achieve the second object, a valve gate type mold apparatus according to a second aspect of the present invention has a plurality of mold bodies which are opened and closed to form a cavity between them when the mold is closed, and these mold bodies. And a valve device provided in a mold body having a gate opening to the cavity, the valve device being incorporated in the mold body and having a material passage formed therein, and an outer periphery of the valve casing. A tubular heater fitted to the surface and a valve pin provided inside the valve casing for opening and closing the gate are provided, and the heater includes a heating element and a covering material having the heating element embedded therein. a, the dressing apart from the outer peripheral side of the material and the inner peripheral side material, greater than the thermal expansion coefficient of the inner peripheral side of the thermal expansion coefficient outer peripheral side of the material the material result , The thermal conductivity of the inner peripheral side of the material
The thermal conductivity of the material on the outer peripheral side is made larger .
【００１０】成形に際しては、複数の型体を型閉した
後、バルブピンを移動させてゲートを開放する。この状
態で、成形機から成形材料を射出する。この成形材料
は、バルブケーシング内の材料通路を通って、ゲートか
らキャビティ内に充填される。その後、バルブピンが移
動してゲートに嵌合し、このゲートが閉じられる。さら
に、キャビティ内の成形材料すなわち製品が固化した
後、型体を型開して、成形された製品を取り出す。その
間、バルブケーシングの材料通路内の成形材料は、ヒー
ターの加熱により常時溶融状態に保たれる。In molding, after closing a plurality of molds, the valve pin is moved to open the gate. In this state, the molding material is injected from the molding machine. The molding material fills the cavity from the gate through the material passage in the valve casing. Thereafter, the valve pin moves to fit the gate and the gate is closed. Further, after the molding material in the cavity, that is, the product is solidified, the mold body is opened to take out the molded product. Meanwhile, the molding material in the material passage of the valve casing is always kept in a molten state by the heating of the heater.
【００１１】このようにバルブケーシングの外周側に嵌
合されたヒーターが発熱すると、この熱により被覆材が
膨張するが、この被覆材は、内周側の材料の熱膨張率が
外周側の材料の熱膨張率よりも大きくなっているため
に、より大きく膨張する内周側の材料が外周側の材料に
押さえられ、これにより、内周側の材料は、外径の拡大
よりも内径の縮小を生じる。これにより、ヒーターの内
周面がバルブケーシングの外周面に締め付けられて密着
する。一方、非発熱時の常温の状態では、バルブケーシ
ングに対するヒーターの締め付けが弱くなっており、こ
のヒーターをバルブケーシングに対して容易に着脱でき
る。また、ヒーターの発する熱を、バルブケーシング側
に効率よく伝えることができる。 When the heater fitted to the outer peripheral side of the valve casing thus generates heat, the coating material expands due to this heat. In this coating material, the coefficient of thermal expansion of the material on the inner peripheral side is the material on the outer peripheral side. The material on the inner peripheral side, which expands more greatly because it is larger than the coefficient of thermal expansion, is held down by the material on the outer peripheral side, which causes the material on the inner peripheral side to shrink in inner diameter rather than outer diameter. Cause As a result, the inner peripheral surface of the heater is clamped and closely adhered to the outer peripheral surface of the valve casing. On the other hand, at room temperature when no heat is generated, the heater is not fastened to the valve casing so easily that the heater can be easily attached to and detached from the valve casing. In addition, the heat generated by the heater is transferred to the valve casing side.
Can be efficiently communicated to.
【００１２】[0012]
【発明の実施形態】以下、本発明のヒーターおよびこの
ヒーターを用いたバルブゲート式金型装置の一実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。まずバルブゲー
ト式金型装置の構成から説明する。図２において、１は
固定型、２は可動型で、型体であるこれら固定型１およ
び可動型２は、図示上下方向（型開閉方向）に互いに移
動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状のキャビティ
３を形成するものである。固定型１は、固定側型板６
と、この固定側型板６の図示上面すなわち可動型２と反
対側の面に固定された固定側受け板７と、この固定側受
け板７の裏側にスペーサーブロックを介して固定された
固定側取り付け板（図示していない）とを備えており、
この固定側取り付け板と固定側受け板７との間にはマニ
ホールド８が設けられている。このマニホールド８は、
材料通路であるランナー９が内部に形成されており、こ
のランナー９内の成形材料である熱可塑性樹脂は、マニ
ホールド８に設けられた図示していないヒーターの加熱
により常時溶融状態に保たれるようになっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a heater of the present invention and a valve gate mold apparatus using the heater will be described below with reference to the drawings. First, the structure of the valve gate mold apparatus will be described. In FIG. 2, 1 is a fixed die, 2 is a movable die, and these fixed die 1 and movable die 2 which are die bodies move in the vertical direction (die opening and closing direction) shown in the drawing to open and close, and when the die is closed, they are interleaved. The cavity 3 having a product shape is formed in. The fixed mold 1 is a fixed mold plate 6
A fixed-side receiving plate 7 fixed to the upper surface of the fixed-side mold plate 6 in the figure, that is, a surface opposite to the movable mold 2, and a fixed side fixed to the back side of the fixed-side receiving plate 7 via a spacer block. And a mounting plate (not shown),
A manifold 8 is provided between the fixed side mounting plate and the fixed side receiving plate 7. This manifold 8
A runner 9 which is a material passage is formed inside, and a thermoplastic resin which is a molding material in the runner 9 is always kept in a molten state by heating a heater (not shown) provided in the manifold 8. It has become.
【００１３】そして、固定側型板６に貫通形成されたゲ
ートブッシュ組み込み孔11内には、固定側型板６や固定
側受け板７とともに固定型１の本体部をなすゲートブッ
シュ12が着脱可能に嵌合されている。このゲートブッシ
ュ12は、図示下側すなわちキャビティ３側がこのキャビ
ティ３側へ向かって細くなるテーパー部13になってお
り、このテーパー部13の先端部にキャビティ３へ開口す
るゲート14が開口形成されている。そして、ゲートブッ
シュ組み込み孔11の内面とゲートブッシュ12との間に
は、冷却水通路15が形成されているとともに、この冷却
水通路15を挟んで漏水防止用のＯリング16が装着されて
いる。A gate bush 12 which is a main body of the fixed mold 1 together with the fixed-side mold plate 6 and the fixed-side receiving plate 7 can be attached and detached in a gate bush mounting hole 11 formed through the fixed-side mold plate 6. Is fitted to. The gate bush 12 has a tapered portion 13 on the lower side in the drawing, that is, on the side of the cavity 3 that narrows toward the side of the cavity 3. A gate 14 that opens into the cavity 3 is formed at the tip of the tapered portion 13. There is. A cooling water passage 15 is formed between the inner surface of the gate bush incorporating hole 11 and the gate bush 12, and an O-ring 16 for preventing water leakage is attached with the cooling water passage 15 interposed therebetween. .
【００１４】また、固定型１には、前記ゲート14を開閉
するバルブ装置21が組み込まれている。つぎに、このバ
ルブ装置21の構成を説明する。前記固定側受け板７に
は、前記型開閉方向に貫通する組み込み孔22が形成され
ており、前記ゲートブッシュ12の内部は、前記組み込み
孔22に通じる組み込み孔23になっている。そして、この
組み込み孔22,23内に、SKD100などを材料とするほぼ筒
状のバルブケーシング26が組み込まれている。このバル
ブケーシング26の一端部はフランジ部27になっていて前
記マニホールド８および固定側受け板７に固定されてい
る。また、バルブケーシング26の内部は、マニホールド
８内のランナー９を前記ゲート14に連通させる材料通路
28になっている。この材料通路28の図示下端部すなわち
ゲート14側の端部は、材料通路28の他の部分よりも径が
小さいバルブピン支持孔29になっている。このバルブピ
ン支持孔29の内面には、複数の凹溝30が前記型開閉方向
に貫通させて形成されている。バルブピン支持孔29は、
ゲート14に同軸的に対向している。そして、バルブケー
シング26内には、固定側取り付け板に設けられた図示し
ていない油圧シリンダーなどの駆動により前記型開閉方
向に移動するバルブ体としてのバルブピン31が内蔵され
ている。このバルブピン31は、バルブピン支持孔29に常
時摺動自在に嵌合しており、前記ゲート14に挿脱自在に
嵌合してこのゲート14を閉じるものである。また、バル
ブピン31は、バルブケーシング26におけるマニホールド
８側の端部では、バルブケーシング26内に固定されたガ
イドブッシュ32により支持されている。すなわち、この
ガイドブッシュ32内をバルブピン31が摺動自在に貫通し
ている。Further, the fixed mold 1 is incorporated with a valve device 21 for opening and closing the gate 14. Next, the configuration of the valve device 21 will be described. The fixed side receiving plate 7 is formed with an assembling hole 22 penetrating in the mold opening / closing direction, and the inside of the gate bush 12 is an assembling hole 23 communicating with the assembling hole 22. A substantially cylindrical valve casing 26 made of SKD100 or the like is incorporated in the assembling holes 22 and 23. A flange portion 27 is formed at one end of the valve casing 26 and is fixed to the manifold 8 and the fixed side receiving plate 7. Further, the inside of the valve casing 26 is a material passage for connecting the runner 9 in the manifold 8 to the gate 14.
It is 28. The lower end portion of the material passage 28 in the figure, that is, the end portion on the gate 14 side is a valve pin support hole 29 having a smaller diameter than the other portions of the material passage 28. A plurality of recessed grooves 30 are formed in the inner surface of the valve pin support hole 29 so as to penetrate in the mold opening / closing direction. The valve pin support hole 29 is
Opposite the gate 14 coaxially. Then, in the valve casing 26, a valve pin 31 as a valve body that moves in the mold opening / closing direction by driving a hydraulic cylinder (not shown) provided on the fixed side mounting plate is built in. The valve pin 31 is always slidably fitted in the valve pin support hole 29, and is fitted in the gate 14 so as to be removable so as to close the gate 14. The valve pin 31 is supported by a guide bush 32 fixed in the valve casing 26 at the end of the valve casing 26 on the manifold 8 side. That is, the valve pin 31 slidably penetrates through the guide bush 32.
【００１５】また、被加熱物としての前記バルブケーシ
ング26の外周面には、材料通路28を加熱する筒状のヒー
ター36およびこのヒーター36を外側から覆うほぼ円筒状
のヒーターカバー37が嵌合されている。なお、38は、ヒ
ーター36に沿って設けられた温度センサーである。ま
た、ヒーター36の構成については、後で詳述する。Further, a cylindrical heater 36 for heating the material passage 28 and a substantially cylindrical heater cover 37 for covering the heater 36 from the outside are fitted on the outer peripheral surface of the valve casing 26 as the object to be heated. ing. Note that 38 is a temperature sensor provided along the heater 36. The configuration of the heater 36 will be described later in detail.
【００１６】前記バルブケーシング26のゲート14側先端
部の外周側には段部41が形成されており、この段部41に
短い円筒状の断熱リング42が嵌合されて固定されてい
る。この固定は、焼き嵌めによるものである。なお、段
部41に位置しているために、断熱リング42は、全体がバ
ルブケーシング26においてヒーター36全体よりも内周側
に位置している。また、この断熱リング42の内周面に
は、空気断熱層を形成する凹溝43が形成されている。そ
して、断熱リング42の外周面が前記ゲートブッシュ12の
組み込み孔23内に形成された同径の円柱面状の嵌合面44
に嵌合している。これにより、バルブケーシング26がそ
のゲート14側先端部において固定型１の本体部をなすゲ
ートブッシュ12に支持されている。なお、断熱リング42
とゲートブッシュ12との嵌合面44以外においては、断熱
のために、組み込み孔22,23の内面とバルブケーシング2
6あるいはヒーターカバー37の外面との間には隙間45が
形成されている。また、断熱リング42は、隙間45のゲー
ト14側の部分とヒーター36側の部分とを遮断している。
さらに、前記隙間45における断熱リング42よりもゲート
14側の部分にポリアミド樹脂などからなる断熱封止キャ
ップ46が嵌合されている。A step portion 41 is formed on the outer peripheral side of the tip end portion of the valve casing 26 on the gate 14 side, and a short cylindrical heat insulating ring 42 is fitted and fixed to the step portion 41. This fixing is by shrink fitting. Since the heat insulating ring 42 is located on the step portion 41, the entire heat insulating ring 42 is located on the inner peripheral side of the entire heater 36 in the valve casing 26. Further, a concave groove 43 forming an air heat insulating layer is formed on the inner peripheral surface of the heat insulating ring 42. The outer peripheral surface of the heat insulating ring 42 has a cylindrical surface-shaped fitting surface 44 formed in the built-in hole 23 of the gate bush 12 and having the same diameter.
Is fitted to. As a result, the valve casing 26 is supported by the gate bush 12 that forms the main body of the fixed mold 1 at the tip of the gate 14 side. The heat insulating ring 42
Except for the mating surface 44 between the gate bush 12 and the gate bush 12, the inner surfaces of the mounting holes 22 and 23 and the valve casing 2 are provided for heat insulation.
A gap 45 is formed between the outer surface of the heater cover 37 and the heater 6. Further, the heat insulating ring 42 blocks the portion of the gap 45 on the gate 14 side from the portion on the heater 36 side.
Further, the gap 45 has a gate rather than the heat insulating ring 42.
A heat-insulating sealing cap 46 made of polyamide resin or the like is fitted in the portion on the 14 side.
【００１７】なお、47は可動型２の可動側型板である。
つぎに、前記ヒーター36の構成について説明する。図１
に示すように、ヒーター36は、線状の発熱体51と、この
発熱体51を内部に埋め込んだほぼ円筒形状の被覆材52と
からなるいわゆる鋳込みヒーターである。そして、この
被覆材52は、外周側の材料である外筒体53と内周側の材
料である内筒体54とからなっている。前記発熱体51は、
図示していないが、例えばニクロム線などの電熱線をス
テンレスなどからなる管内にマグネシウムなどの絶縁体
とともに収容したもので、コイル状に巻かれている。ま
た、前記外筒体53は、ほぼ円筒形状になっているが、一
端部の内周側に内向き鍔部55を有しているとともに、他
端部の内周側に切欠き状の段部56を有している。一方、
前記内筒体54は、ほぼ円筒形状になっているが、一端部
の外周側に外向き鍔部57を有しているとともに、他端部
の外周側に切欠き状の段部58を有している。ヒーター36
の組立前においては、前記発熱体51がなすコイルの外径
は外筒体53の内径よりも若干大きくなっており、同コイ
ルの内径は内筒体54の外径よりも若干小さくなってい
る。また、常温での内筒体54の内径は、バルブケーシン
グ26の外周面におけるヒーター36が嵌合される部分の外
径よりも若干大きくなっている。Reference numeral 47 is a movable side mold plate of the movable mold 2.
Next, the structure of the heater 36 will be described. Figure 1
As shown in, the heater 36 is a so-called cast heater including a linear heating element 51 and a substantially cylindrical coating material 52 in which the heating element 51 is embedded. The covering material 52 is composed of an outer cylindrical body 53 which is a material on the outer peripheral side and an inner cylindrical body 54 which is a material on the inner peripheral side. The heating element 51 is
Although not shown, for example, a heating wire such as a nichrome wire is housed in a tube made of stainless steel together with an insulator such as magnesium, and is wound in a coil shape. The outer cylindrical body 53 has a substantially cylindrical shape, but has an inward flange 55 on the inner peripheral side of one end and a notch-shaped step on the inner peripheral side of the other end. It has a part 56. on the other hand,
The inner cylindrical body 54 has a substantially cylindrical shape, but has an outward flange 57 on the outer peripheral side of one end and a notch-shaped step 58 on the outer peripheral side of the other end. is doing. Heater 36
Before assembly, the outer diameter of the coil formed by the heating element 51 is slightly larger than the inner diameter of the outer cylindrical body 53, and the inner diameter of the coil is slightly smaller than the outer diameter of the inner cylindrical body 54. . The inner diameter of the inner cylinder 54 at room temperature is slightly larger than the outer diameter of the portion of the outer peripheral surface of the valve casing 26 into which the heater 36 is fitted.
【００１８】そして、内筒体54の材料は、外筒体53の材
料よりも熱膨張率が大きくなっている。また、内筒体54
の材料は、外筒体53の材料よりも熱伝導度が高いことが
好ましい。例えば、外筒体53の材料はステンレスなどの
鋼材であり、内筒体54の材料は銅あるいは銅合金であ
る。この銅合金としては、真鍮あるいはベリリウム銅な
どが好適である。ヒーター36が発熱すると、外筒体53お
よび内筒体54の前記熱膨張率の相違のために、外筒体53
により押さえられて、内筒体54は、外径の拡大よりも内
径の縮小を生じ、これにより、内筒体54がバルブケーシ
ング26の外周面に締め付けられることになる。バルブケ
ーシング26自体も熱膨張し、内筒体54の内径の縮小（締
め代）は、片側５μｍもあれば十分である。この締め代
を得るための熱膨張率の差は、概算すると、ヒーター36
の温度上昇が200℃、ヒーター36の径が20mmの場合、10
-6程度である。例えば、HPM38(日立金属の商品名、SUS4
20J2改良品)は、100℃での熱膨張率が約1.1×10-5程度
であり、銅の100℃での熱膨張率は約1.7×10-5程度であ
るから、この材料の組み合わせで十分な締め代が得られ
る。また、SUS304の100℃での熱膨張率は約1.7×10-5程
度であるから、これをHPM38などと組み合せてもよい。
すなわち、鋼材同士の組合せも可能である。The material of the inner cylinder 54 has a larger coefficient of thermal expansion than the material of the outer cylinder 53. Also, the inner cylinder 54
It is preferable that the material of (1) has higher thermal conductivity than the material of the outer cylindrical body 53. For example, the material of the outer tubular body 53 is a steel material such as stainless steel, and the material of the inner tubular body 54 is copper or a copper alloy. As the copper alloy, brass or beryllium copper is suitable. When the heater 36 generates heat, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the outer cylindrical body 53 and the inner cylindrical body 54, the outer cylindrical body 53
As a result, the inner cylinder 54 is reduced in inner diameter rather than larger in outer diameter, whereby the inner cylinder 54 is fastened to the outer peripheral surface of the valve casing 26. The valve casing 26 itself also thermally expands, and it is sufficient that the inner diameter of the inner cylinder 54 is reduced (tightening margin) by 5 μm on each side. The difference in the coefficient of thermal expansion for obtaining this tightening allowance is roughly estimated by the heater 36
If the temperature rise of 200 ℃ and the diameter of the heater 36 is 20mm, 10
It is about -6 . For example, HPM38 (trade name of Hitachi Metals, SUS4
20J2 improved product) has a coefficient of thermal expansion of about 1.1 × 10 -5 at 100 ° C, and the coefficient of thermal expansion of copper at 100 ° C is about 1.7 × 10 -5. Enough tightening margin can be obtained. Further, since the coefficient of thermal expansion of SUS304 at 100 ° C is about 1.7 × 10 -5 , it may be combined with HPM38 or the like.
That is, it is possible to combine steel materials.
【００１９】ヒーター36の組立に際しては、例えばまず
内筒体54の外周面にコイル状の発熱体51を嵌合する。つ
ぎに、コイル状の発熱体51の外周側に外筒体53を嵌合す
る。このとき、外筒体53は、段部56側から嵌合する。最
終的には、図示のように、内筒体54の外向き鍔部57が外
筒体53の段部56に楔状に係合し、外筒体53の内向き鍔部
55が内筒体54の段部58に楔状に係合して両筒体53,54が
一体化され、発熱体51を内蔵した中空な円筒形状の被覆
材52ができる。この被覆材52において、発熱体51は、内
筒体54の外周面および外筒体53の内周面に圧接して密着
した状態になっている。When assembling the heater 36, for example, the coil-shaped heating element 51 is first fitted to the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 54. Next, the outer cylindrical body 53 is fitted on the outer peripheral side of the coil-shaped heating element 51. At this time, the outer cylinder body 53 is fitted from the step portion 56 side. Finally, as shown in the drawing, the outward flange portion 57 of the inner cylindrical body 54 engages with the step portion 56 of the outer cylindrical body 53 in a wedge shape, and the inward flange portion of the outer cylindrical body 53.
55 is wedge-shaped engaged with the step portion 58 of the inner cylindrical body 54 to integrate the two cylindrical bodies 53, 54, and a hollow cylindrical covering material 52 containing the heating element 51 is formed. In the covering material 52, the heating element 51 is in pressure contact with and closely adheres to the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 54 and the inner peripheral surface of the outer cylindrical body 53.
【００２０】つぎに、前記の構成についてその作用を説
明する。成形にあたっては、まず固定型１と可動型２と
を型閉して、これら固定型１および可動型２間にキャビ
ティ３を形成した後、バルブピン31を可動型２から離れ
る方向へ移動させてゲート14を開放する。なお、ゲート
14が開放された状態でも、バルブピン31は、バルブケー
シング26のバルブピン支持孔29に嵌合したままである。
そして、射出成形機から固定型１内に成形材料である熱
可塑性樹脂を射出する。この樹脂は、マニホールドのラ
ンナーなどを通り、さらにバルブケーシング26内の材料
通路28およびバルブピン支持孔29の周囲の凹溝30を通っ
て、ゲート14からキャビティ３内に充填される。その
後、保圧を経て、バルブピン31が可動型２の方へ移動
し、ゲート14に嵌合してこのゲート14を閉じる。キャビ
ティ３内の樹脂は冷却水通路15を冷却水が通ることによ
り積極的に冷却される。そして、キャビティ３内の樹脂
すなわち製品が冷却して固化した後、固定型１と可動型
２とを型開して、成形された製品を取り出す。その後、
再び型閉が行われて以上の工程が繰り返され、成形が繰
り返される。その間、バルブケーシング26の材料通路28
内の樹脂はヒーター36の加熱により常時溶融状態に保た
れる。Next, the operation of the above configuration will be described. In molding, first, the fixed mold 1 and the movable mold 2 are closed, a cavity 3 is formed between the fixed mold 1 and the movable mold 2, and then the valve pin 31 is moved in a direction away from the movable mold 2 to form a gate. Open 14 The gate
Even when 14 is opened, the valve pin 31 remains fitted in the valve pin support hole 29 of the valve casing 26.
Then, a thermoplastic resin as a molding material is injected into the fixed mold 1 from the injection molding machine. The resin is filled into the cavity 3 from the gate 14 through the runner of the manifold, the material passage 28 in the valve casing 26 and the concave groove 30 around the valve pin support hole 29. Then, after holding pressure, the valve pin 31 moves toward the movable mold 2 and fits into the gate 14 to close the gate 14. The resin in the cavity 3 is positively cooled by the cooling water passing through the cooling water passage 15. After the resin in the cavity 3, that is, the product is cooled and solidified, the fixed mold 1 and the movable mold 2 are opened, and the molded product is taken out. afterwards,
The mold is closed again, the above steps are repeated, and the molding is repeated. Meanwhile, the material passage 28 of the valve casing 26
The resin inside is always kept in a molten state by the heating of the heater 36.
【００２１】ヒーター36は、例えば250〜310℃程度に発
熱する。これにより、バルブケーシング26の外周面に嵌
合されているヒーター36の被覆材52が熱膨張するが、こ
の被覆材52は、内筒体54の材料の熱膨張率が外筒体53の
材料の熱膨張率よりも大きくなっているために、より大
きく膨張する内筒体54が外筒体53に押さえられ、これに
より、内筒体54は、図１に鎖線で示すように、外径の拡
大よりも内径の縮小を生じる。これにより、ヒーター36
の内周面が被加熱物であるバルブケーシング26の外周面
に締め付けられて密着する。したがって、効率のよい加
熱ができる。なお、図１で鎖線で示すヒーター36の内周
面は、分りやすくするために誇張して表わしてあり、実
際のヒーター36の内径変化は僅かなものである。The heater 36 generates heat at about 250 to 310 ° C., for example. As a result, the coating material 52 of the heater 36 fitted to the outer peripheral surface of the valve casing 26 thermally expands. In the coating material 52, the coefficient of thermal expansion of the material of the inner cylindrical body 54 is the material of the outer cylindrical body 53. The inner cylindrical body 54, which expands more greatly because it is larger than the coefficient of thermal expansion of the inner cylindrical body 53, is pressed by the outer cylindrical body 53, and as a result, the inner cylindrical body 54 has an outer diameter as shown by a chain line in FIG. Causes a reduction in inner diameter rather than an increase in. This allows the heater 36
The inner peripheral surface of the is tightly tightened to the outer peripheral surface of the valve casing 26, which is the object to be heated. Therefore, efficient heating can be performed. The inner peripheral surface of the heater 36 shown by the chain line in FIG. 1 is exaggerated for clarity, and the actual change in the inner diameter of the heater 36 is slight.
【００２２】また、内筒体54の材料の熱伝導度を外筒体
53の材料の熱伝導度よりも大きなものにすれば、ヒータ
ー36の発する熱がゲートブッシュ12や固定側受け板７側
に伝わるのを抑えられるとともに、加熱すべきバルブケ
ーシング26側には効率よく伝えることができる。例え
ば、外筒体53の材料がSUS304、内筒体54の材料が銅であ
れば、SUS304の20℃での熱伝導度が約0.04cal/cm・sec
・℃であるのに対して、銅の20℃での熱伝導度が約0.9c
al/cm・sec・℃であってSUS304の熱伝導度よりも大幅に
大きいので、ヒーター36の発する熱を効率よくバルブケ
ーシング26側に伝えることができる。In addition, the thermal conductivity of the material of the inner cylinder 54 is
If the heat conductivity of the material of 53 is made larger, the heat generated by the heater 36 can be suppressed from being transferred to the gate bush 12 and the fixed side receiving plate 7 side, and the valve casing 26 side to be heated can be efficiently heated. I can tell. For example, if the material of the outer tubular body 53 is SUS304 and the material of the inner tubular body 54 is copper, the thermal conductivity of SUS304 at 20 ° C is approximately 0.04 cal / cm · sec.
・ Temperature of copper is about 0.9c at 20 ℃
Since it is al / cm · sec · ° C, which is significantly higher than the thermal conductivity of SUS304, the heat generated by the heater 36 can be efficiently transmitted to the valve casing 26 side.
【００２３】また、ヒーター36が長期間の使用などによ
り劣化を生じたような場合には、これを交換しなければ
ならないが、ヒーター36を交換するには、固定型１を分
解し、古いヒーター36をヒーターカバー37とともにバル
ブケーシング26からそのゲート14側先端部の方へ抜き取
り、新しいヒーター36をヒーターカバー37とともにバル
ブケーシング26にそのゲート14側先端部から嵌合する。
このようなヒーター36の交換時は、ヒーター36が発熱し
ていない常温の状態で行われるが、この状態では、内筒
体54の内径が発熱時よりも小さくなっており、バルブケ
ーシング26に対するヒーター36の締め付けが弱くなって
いるので、このヒーター36をバルブケーシング26に対し
て容易に着脱できる。If the heater 36 deteriorates due to long-term use or the like, it must be replaced. To replace the heater 36, the fixed mold 1 is disassembled and the old heater is replaced. The heater 36 and the heater cover 37 are pulled out from the valve casing 26 toward the tip of the gate 14 side, and a new heater 36 is fitted to the valve casing 26 together with the heater cover 37 from the tip of the gate 14 side.
When such a heater 36 is replaced, it is carried out in a normal temperature state in which the heater 36 does not generate heat. In this state, the inner diameter of the inner cylindrical body 54 is smaller than that during heat generation, and the heater for the valve casing 26 is heated. Since the tightening of 36 is weak, the heater 36 can be easily attached to and detached from the valve casing 26.
【００２４】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、バルブゲート式金型装置のバルブケー
シングに適用した場合を説明したが、本発明のヒーター
は、ホットランナー金型装置のスプルーブッシュの加熱
などにも応用でき、さらには、熱可塑性樹脂の射出成形
用金型を構成する部品以外の加熱にも応用できる。要
は、被加熱物の外周面に嵌合されて使用されるヒーター
一般に応用可能である。また、ヒーターの構造も前記実
施例のものには限らず、その被覆材の外周側の材料と内
周側の材料とを変える手段としては、鋳造などの様々な
手段が可能である。さらに、被覆材の外周側の材料と内
周側の材料も、上で例示したものには限らない。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example,
In the above-mentioned embodiment, the case where it is applied to the valve casing of the valve gate type mold device has been described, but the heater of the present invention can also be applied to the heating of the sprue bush of the hot runner mold device, and further, thermoplastic It can also be applied to heating other than the parts that make up the resin injection mold. The point is that it is applicable to general heaters that are used by being fitted to the outer peripheral surface of the object to be heated. The structure of the heater is not limited to that of the above embodiment, and various means such as casting can be used as a means for changing the material on the outer peripheral side and the material on the inner peripheral side of the covering material. Further, the material on the outer peripheral side and the material on the inner peripheral side of the covering material are not limited to those exemplified above.
【００２５】[0025]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、被加熱物の外
周面に嵌合されて使用される筒状のヒーターにおいて、
発熱体を内部に埋め込んだ被覆材は、外周側の材料と内
周側の材料とを別にし、この内周側の材料の熱膨張率を
前記外周側の材料の熱膨張率よりも大きくすると共に、
前記内周側の材料の熱伝導度を前記外周側の材料の熱伝
導度よりも大きくしたので、発熱時には、被覆材におい
てより大きく膨張する内周側の材料が外周側の材料に押
さえられて、内周側の材料は、外径の拡大よりも内径の
縮小を生じることにより、ヒーターの内周面が被加熱物
の外周面に締め付けられて確実に密着し、したがって、
効率のよい加熱ができる。一方、非発熱時の常温の状態
では、被加熱物に対するヒーターの締め付けが弱くなる
ことにより、被加熱物に対するヒーターの交換を容易に
できる。また、ヒーターの発する熱を被加熱物側に効率
よく伝えることができる。 According to the first aspect of the invention, in the cylindrical heater used by being fitted to the outer peripheral surface of the object to be heated,
Embedded heating element within the dressing apart from the outer peripheral side of the material and the inner peripheral side material, larger than the thermal expansion coefficient of the thermal expansion coefficient of the inner peripheral side of the material the outer periphery of the material With
The thermal conductivity of the material on the inner peripheral side is compared with the thermal conductivity of the material on the outer peripheral side.
Since it was made larger than the conductivity, the material on the inner peripheral side that expands more in the covering material is suppressed by the material on the outer peripheral side when heat is generated, and the material on the inner peripheral side reduces the inner diameter rather than the outer diameter. As a result of the occurrence, the inner peripheral surface of the heater is clamped to the outer peripheral surface of the object to be heated and securely adheres to it.
Efficient heating is possible. On the other hand, in the state of normal temperature when no heat is generated, the tightening of the heater on the object to be heated becomes weak, so that the heater can be easily replaced on the object to be heated. Also, the heat generated by the heater is efficiently transferred to the side of the object to be heated.
I can communicate well.
【００２６】請求項２の発明のバルブゲート式金型装置
によれば、バルブケーシングの外周面に嵌合された筒状
のヒーターが、発熱体と、この発熱体を内部に埋め込ん
だ被覆材とを有し、この被覆材は、外周側の材料と内周
側の材料とを別にし、この内周側の材料の熱膨張率を前
記外周側の材料の熱膨張率よりも大きくすると共に、前
記内周側の材料の熱伝導度を前記外周側の材料の熱伝導
度よりも大きくしたので、ヒーターの発熱時には、被覆
材においてより大きく膨張する内周側の材料が外周側の
材料に押さえられて、内周側の材料は、外径の拡大より
も内径の縮小を生じることにより、ヒーターの内周面が
バルブケーシングの外周面に締め付けられて確実に密着
し、したがって、効率のよい加熱ができる。一方、非発
熱時の常温の状態では、バルブケーシングに対するヒー
ターの締め付けが弱くなることにより、バルブケーシン
グに対するヒーターの交換を容易にできる。また、ヒー
ターの発する熱を、バルブケーシング側に効率よく伝え
ることができる。 According to the valve gate mold apparatus of the second aspect of the present invention, the cylindrical heater fitted to the outer peripheral surface of the valve casing includes the heating element and the covering material in which the heating element is embedded. With this coating material, the material on the outer peripheral side and the material on the inner peripheral side are separated, and the thermal expansion coefficient of the material on the inner peripheral side is made larger than the thermal expansion coefficient of the material on the outer peripheral side , Previous
Note that the thermal conductivity of the material on the inner peripheral side is the same as the thermal conductivity of the material on the outer peripheral side.
When the heater heats up, the material on the inner peripheral side, which expands more in the coating material, is pressed down by the material on the outer peripheral side, and the material on the inner peripheral side shrinks in inner diameter rather than outer diameter. As a result of the occurrence of, the inner peripheral surface of the heater is clamped to the outer peripheral surface of the valve casing and firmly adheres to the outer peripheral surface of the valve casing, so that efficient heating can be performed. On the other hand, at room temperature when no heat is generated, tightening of the heater on the valve casing becomes weak, so that the heater can be easily replaced on the valve casing. Also,
The heat generated by the turbine is efficiently transmitted to the valve casing side.
You can
【図１】本発明のヒーターの一実施例を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a heater of the present invention.
【図２】本発明のバルブゲート式金型装置の一実施例を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the valve gate type mold device of the present invention.
１ 固定型（型体） ２ 可動型（型体） ３ キャビティ 14 ゲート 21 バルブ装置 26 バルブケーシング（被加熱物） 28 材料通路 31 バルブピン 36 ヒーター 51 発熱体 52 被覆材 53 外筒体（外周側の材料） 54 内筒体（内周側の材料） 1 Fixed type 2 Movable type 3 cavities 14 gates 21 valve device 26 Valve casing (heated object) 28 Material passage 31 valve pin 36 heater 51 heating element 52 coating 53 Outer cylinder (outer peripheral material) 54 Inner cylinder (inner peripheral material)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/48 H05B 3/34 H05B 3/20 H05B 3/18 B29C 45/28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 3/48 H05B 3/34 H05B 3/20 H05B 3/18 B29C 45/28
Claims (2)
筒状のヒーターにおいて、発熱体と、この発熱体を内部
に埋め込んだ被覆材とを備え、この被覆材は、外周側の
材料と内周側の材料とを別にし、この内周側の材料の熱
膨張率を前記外周側の材料の熱膨張率よりも大きくする
と共に、前記内周側の材料の熱伝導度を前記外周側の材
料の熱伝導度よりも大きくしたことを特徴とするヒータ
ー。1. A cylindrical heater used by being fitted to an outer peripheral surface of an object to be heated, comprising a heating element and a coating material having the heating element embedded therein. Apart of the material and the inner peripheral side material, larger than the thermal expansion coefficient of the thermal expansion coefficient of the inner peripheral side of the material the outer periphery of the material
Together with the thermal conductivity of the material on the inner circumference side,
A heater characterized by being made larger than the thermal conductivity of the material .
に形成する複数の型体と、これら型体のうちキャビティ
へ開口するゲートを有する型体に設けられたバルブ装置
とを備えるとともに、このバルブ装置は、前記型体内に
組み込まれるとともに材料通路を内部に形成したバルブ
ケーシングと、このバルブケーシングの外周面に嵌合さ
れた筒状のヒーターと、前記バルブケーシングの内部に
設けられ前記ゲートを開閉するバルブピンとを備え、前
記ヒーターは、発熱体と、この発熱体を内部に埋め込ん
だ被覆材とを有し、この被覆材は、外周側の材料と内周
側の材料とを別にし、この内周側の材料の熱膨張率を前
記外周側の材料の熱膨張率よりも大きくすると共に、前
記内周側の材料の熱伝導度を前記外周側の材料の熱伝導
度よりも大きくしたことを特徴とするバルブゲート式金
型装置。2. A plurality of mold bodies that open and close each other to form cavities between them when the mold is closed, and a valve device provided in the mold body having a gate opening to the cavity among these mold bodies. The valve device includes a valve casing incorporated in the mold body and having a material passage formed therein, a cylindrical heater fitted to an outer peripheral surface of the valve casing, and the gate provided inside the valve casing. The heater includes a valve pin that opens and closes, and the heater has a heating element and a coating material in which the heating element is embedded. The coating material separates the material on the outer peripheral side and the material on the inner peripheral side, The coefficient of thermal expansion of the material on the inner peripheral side is made larger than that of the material on the outer peripheral side , and
Note that the thermal conductivity of the material on the inner peripheral side is the same as the thermal conductivity of the material on the outer peripheral side.
A valve gate type mold device characterized by being made larger than the degree .
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| JP14781998A JP3498574B2 (en) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Heater and valve gate type mold device using this heater |
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1998
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