JP3741756B2 - 分配マニホールドの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形装置に係り、特に多数の曲がり通路を備えた溶融材料通路を有する分配マニホールドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
多数の出口にかけて溶融材料通路を分岐させた分配マニホールドを組み込んで構成されるマルチキャビティ射出成形装置は、当該技術分野においてよく知られている。この分配マニホールドの前面に延びる溶融材料通路には出口と連絡している多数の曲がり通路に分岐する少なくとも1個の横向きの通路が形成される。
【0003】
従来、分配マニホールド内に曲がり通路を備えた溶融材料通路を形成するには2つの方法がある。一つは溶融材料通路をドリルによって加工する方法で、加工された通路以外の部分についてはプラグによって塞ぐことになる。別の方法は2枚のプレートに溶融材料通路となる相手と組み合う溝をそれぞれ加工し、プレート同士を重ね合わせてろう付けにより一体に形成する方法である。これらの方法は米国特許第4648546号明細書にそれぞれ開示されている。
【0004】
プラグの内部に予め溶融材料通路の曲がり通路を形成しておき、分配マニホールドの端部から内部に延びる孔にこのプラグを挿入し、溝に装着した電熱線と同時にろう付けによって固定する方法が知られている。これは米国特許第4609138号明細書に開示されている。また、ヨーロッパ特許第0523549号明細書には分配マニホールドの前面から内部に取り外し可能に設けられるインサートあるいはプラグに予め曲がり通路を形成したものが開示されている。
【0005】
これらの方法を用いて製作された分配マニホールドは多くの用途で満足のいく結果が得られているが、その製作には極めて長時間を要し、かつ製品が高価になる難点がある。
【0006】
本発明の目的は分配マニホールドの端部に形成した孔に挿入されるプラグを溝に装着される電熱線と同時にろう付けすることのできる分配マニホールドの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は後面から前面にかけて内部を貫いて延びる溶融材料通路を備えた分配マニホールドの製造方法であって、前記溶融材料通路は複数個の曲がり通路にかけて分岐する少なくとも1つの横向きの通路を有し、前記曲がり通路は該横向きの通路から延びる流入口と、前記前面に延びる該溶融材料通路の出口と結ばれる流出口とを備え、複数個のプラグに予め内側端部、円筒状の外面、内部を貫いて該曲がり通路をそれぞれ形成し、前記分配マニホールドの端部から内部に延びる各孔に該流入口が前記溶融材料通路の横向きの通路と同芯となるように前記各プラグを挿入し、前記分配マニホールドの該後面および前面のいずれか一方に形成された溝に電熱線を装着し、該電熱線に沿うように前記溝に高熱伝導性ろう付け材料を詰め、前記分配マニホールドと前記電熱線とを該後面および前面のいずれか一方が上方を向くように真空炉内に置き、該真空炉内雰囲気を真空のもとにおき、該分配マニホールドと該電熱線とを予め決められた温度に加熱する工程を含み、これにより前記各プラグが該孔内の所定位置に一体にろう付けされ、溶融したろう付け材料が該電熱線のまわりを流れ、前記溝に該電熱線が一体にろう付けされるものにおいて、前記各プラグの該外面に充填口を備えたろう付け孔を形成し、さらに該外側端部に工具を掛ける係合部を形成し、前記ろう付け孔の該充填口が上を向くように前記各プラグを置き、さらに該ろう付け孔内に予め決められた量のろう付け材料を充填し、前記分配マニホールドの該端部から内部に延びる各孔に前記各プラグをそれぞれ挿入し、前記各プラグの該外側端部の該係合部に工具を掛け、さらに前記ろう付け孔の該充填口が下に向くろう付け位置に前記各プラグを回転し、前記真空炉内で前記各プラグを一体にろう付けした後、前記分配マニホールドの該前面から前記各プラグの該流出口にかけて、出口を機械加工することを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は金型12内に装着された本発明による分配マニホールド10を示している。この分配マニホールド12はマルチキャビティ射出成形装置として構成するために多数のノズル14と通路同士が結ばれている。一般に、金型12には用途により多数のプレートが用いられるが、本実施の形態では図の簡略化のためにボルト20によって固定されたキャビティプレート16およびバックプレート18のみを示している。
【0009】
この金型12はキャビティプレート16およびバックプレート18に形成された冷却通路22を通して供給される冷却水によって冷却することができる。加圧された溶融材料は分配マニホールド10の入口部28に設けた入口26から溶融材料通路24に導かれる。この溶融材料通路24は分配マニホールド10内で分岐し、曲がり通路30を回りノズル14の中心孔32を経てキャビティ36に通じたゲート34に延びている。
【0010】
各ノズル14は分配マニホールド10の前面38に分配マニホールド10を貫いて設けたボルト40によって固定されている。この分配マニホールド10は予め決められた配置のもとで前面38の溝44に一体にろう付けされた電熱線42によって加熱することができる。
【0011】
この分配マニホールド10は位置決めリング46および絶縁スペーサ48を介してキャビティプレート16とバックプレート18との間に固定される。この固定により分配マニホールド10と金型12との間には絶縁空間50が保たれる。
【0012】
また、各ノズル14は電熱線52を有する。この電熱線52は鋼製の芯部56を囲むアルミニウムないし銅合金製の熱伝導部54内に鋳込まれる。
【0013】
各ノズル14はキャビティプレート16内の開口を囲む環状のシート部62に当接されるフランジ部60を備えた外部カラー58を有する。この支持により加熱されるノズル14と、冷却されるキャビティプレート16との間には絶縁空間64が保たれる。
【0014】
本実施の形態では溶融材料通路24がノズル14の前端部70のねじを刻んだシート部68に装着されるノズルシール66を貫いて延びるが、他の用途においてはこれ以外のゲート構造を用いることができる。図に示されるように、分配マニホールド10内でそれぞれの分岐通路72は横向きの通路74を経て、曲がり通路30を回り、ノズル14の中心孔32と同芯を保って前面38に穿った出口72に延びている。
【0015】
図2ないし図5を参照して本発明による溶融材料通路24を備えた分配マニホールド10の製造方法を説明する。なお、これらの図面においては混乱を避けるために分配マニホールド10は前面38を上に、後面78を下に配置を逆にして示される。
【0016】
図2を参照すると、分配マニホールド10は、たとえばH13工具綱のような材料から機械加工によって各部を仕上げる。この分配マニホールド10に各端部82から内部にかけて横向きの通路74と同芯に孔80を形成している。この孔80は環状の肩部84を形成するために溶融材料通路24よりも大きな直径寸法を示している。また、この分配マニホールド10には前面38に予め決められた配置を有する電熱線用溝44を形成している。この溝44に沿って電熱線42を装着し、さらに分配マニホールド10には前面38に溝44と同芯に保つように充填管86を溶接で仮付けしている。
【0017】
各々プラグ88は、たとえばH13工具綱のような材料を用いて予め形成しておく。各プラグ88は分配マニホールド10の端部82の孔80と嵌合させるために内部端部92から外側端部94にかけて形成される外面90を有する。各プラグ88には内側端部92の流入口96から外面90の流出口98にかけて内部を貫く曲がり通路30を形成している。この加工は機械加工あるいは鋳造による。
【0018】
各プラグ88には外面94に工具を掛けるための係合部100を形成している。この係合部はここでは細い溝100として示されるが、溝以外の形状に加工することができる。また、各プラグ88には外面90に予め決められた大きさを有するろう付け材料を充填するためのろう付け孔102を形成している。本実施の形態ではろう付け孔102は外面90から内部にかけてドリルで穿っているが、たとえば溝のようなこれ以外の形状に加工することができる。本実施の形態におけるろう付け孔102はプラグ88の双方の端部92、94のほぼ中間に充填口104を曲がり通路30の流出口98と反対方向に向けて形成している。
【0019】
図2に示されるように、ろう付け孔102の充填口104は上に向いており、予め決められた量のろう付け材料106をそこに詰めている。また、ろう付け材料106は溝44に装着した電熱線42のまわりを覆い、さらに充填管86内にも充填する。
【0020】
本実施の形態のろう付け材料はニッケル合金粉であるが、これ以外の熱伝導性材料を使用することができ、粉末よりもペースト状のものを用いる。ろう付け孔102にろう付け材料106を詰めた後、分配マニホールド10の端部82に形成した各孔80内にプラグ88を挿入する。このとき、分配マニホールド10の肩部84にプラグ88の内側端部92が当接するまで押し込む。さらに、充填口104が下に向くように適当な工具を用いてプラグ88を回転させる。
【0021】
このプラグ88の曲がり通路30は分配マニホールド10内の溶融材料通路24の残りの部分と同芯に保つことに十分配慮する。曲がり通路30の流入口96は溶融材料通路24の横向きの通路74と同芯に装着されるプラグ88の中心に合わせることで芯出しが可能であるが、流出口98の芯出しを正確にするにはプラグ88内の曲がり通路30の長さと共に、プラグ88を回して止める位置を正確に決める必要がある。
【0022】
本実施の形態の工具108はプラグ88の溝100に合わせて仕上げた刃部110と共に、図4に示されるような直角定規114あるいは適当な他の測定具を用いてプラグ88を正しい位置に合わせる平らなハンドル112とを有する。このプラグ88を正しい位置に回転させるのに使用する工具はこれ以外の形状を備えた工具を用いることができる。
【0023】
図に示した直立したままの位置を保って分配マニホールド10を真空炉116内に搬入し、ニッケル合金粉の融点よりも高い約1065.56℃(1950°F)まで温度を上昇させる。真空炉116が徐々に加熱されるとき、炉内にある酸素を排出され、高真空を維持する。この後、スパッタリングを避けるために炉内雰囲気をアルゴンあるいは窒素のような不活性ガスで一部置換し、真空度を下げる。
【0024】
溶融が始まると、ろう付け孔102の充填口104から溶けたろう付け材料106が流出し、毛細管作用でプラグ88の外面90と孔80との間に流れる。同時に、溝44および充填管80内に詰めたろう付け材料106も溶融し、電熱線44を覆いつつ、下方に流れる。この後、孔80にプラグ88を、さらに溝44に電熱線42を一体にそれぞれろう付けするために窒素のような不活性ガスを供給し、真空炉116の温度を徐々に下げる。
【0025】
この真空炉116を用いて行うろう付けによりニッケル合金と綱とが冶金的に結合し、これにより電熱線42からの熱伝達を均一に保つことができ、併せてプラグ88を強固に固定することができる。
【0026】
真空炉116から取り出した後、分配マニホールド10から充填管86を機械加工で除去し、さらに表面を仕上げる。この後、図6に示されるように、分配マニホールド10の前面38から曲がり通路の流出口98にかけて溶融材料通路24の出口76をドリルによって加工する。
【0027】
上記のように各プラグ88は肩部84に当接して縦方向に正確に位置決めすることができる。さらに角度を合わせる工具108によって出口76を曲がり通路30の流出口98と同芯を保って加工することができる。
【0028】
使用にあたり、図1に示されるように、金型12内に分配マニホールド10とノズル14とが組み込まれ、双方を予め決められた運転温度に加熱するために分配マニホールド10の電熱線42と、ノズル14の電熱線52とに電気が供給される。
【0029】
予め決められたサイクルに従い加圧された溶融材料料が射出成形機(図示せず)から溶融材料通路24の入口26に射出される。この溶融材料は分岐して各通路74に流れ、曲がり通路30を回って各ノズル14の中心孔32に達する。続けて、溶融材料はノズルシール66およびゲート34を経てキャビティ36に達する。キャビティ36が満たされた後、適当な充填時間および冷却時間をおき、射出圧力を逃がし、さらにゲート34での系引きを避けて減圧する。
【0030】
この後、成形品を取り出すために金型12を開く。放出完了後、金型12を再び閉じる。このサイクルはキャビティ34の大きさならびに成形される材料の種類に応じたサイクル時間を保って連続して繰り返される。
【0031】
本発明は上述した実施の形態に限られず、次のように構成することが可能である。たとえば、分配マニホールド10は2つの端部82のみを備えた長方体のものが示されるが、より多くの端部82を備えた複合体として構成することができる。また、分配マニホールド10の前面38に電熱線用溝44を装着したものが示されるが、分配マニホールド10の後面78にこの溝44を設けることができる。この場合、ろう付け孔102をプラグ88の流出口98を開口させた面と同じ面にドリルで加工し、真空炉116で分配マニホールド10を反対に支持する。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は分配マニホールドの端部の孔にプラグを、そして後面あるいは前面の溝に電熱線を同時にろう付けで固定することができる。したがって、本発明によれば、分配マニホールドの製作に要する時間を大幅に短縮することができ、かつ、より安価な製品を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による分配マニホールドを組み込んで構成されるマルチキャビティ射出成形装置を示す縦断面図。
【図2】分配マニホールドの孔に挿入する位置に置いたプラグを示す斜視図。
【図3】分配マニホールドの孔に装着されたプラグを示す斜視図。
【図4】直角定規を用いて行うプラグの位置決め方法を示すための概念図。
【図5】真空炉内に搬入する位置に置いた分配マニホールドを示す斜視図。
【図6】完成した分配マニホールドの一部を示す斜視図。
Claims (4)
- 後面から前面にかけて内部を貫いて延びる溶融材料通路を備えた分配マニホールドの製造方法であって、前記溶融材料通路は複数個の曲がり通路にかけて分岐する少なくとも1つの横向きの通路を有し、前記曲がり通路は該横向きの通路から延びる流入口と、前記前面に延びる該溶融材料通路の出口と結ばれる流出口とを備え、複数個のプラグに予め内側端部、円筒状の外面、内部を貫いて該曲がり通路をそれぞれ形成し、前記分配マニホールドの端部から内部に延びる各孔に該流入口が前記溶融材料通路の横向きの通路と同芯となるように前記各プラグを挿入し、前記分配マニホールドの該後面および前面のいずれか一方に形成された溝に電熱線を装着し、該電熱線に沿うように前記溝に高熱伝導性ろう付け材料を詰め、前記分配マニホールドと前記電熱線とを該後面および前面のいずれか一方が上方を向くように真空炉内に置き、該真空炉内雰囲気を真空のもとにおき、該分配マニホールドと該電熱線とを予め決められた温度に加熱する工程を含み、これにより前記各プラグが該孔内の所定位置に一体にろう付けされ、溶融したろう付け材料が該電熱線のまわりを流れ、前記溝に該電熱線が一体にろう付けされるものにおいて、
(a)前記各プラグの該外面に充填口を備えたろう付け孔を形成し、さらに該外側端部に工具を掛ける係合部を形成し、
(b)前記ろう付け孔の該充填口が上を向くように前記各プラグを置き、さらに該ろう付け孔内に予め決められた量のろう付け材料を充填し、
(c)前記分配マニホールドの該端部から内部に延びる各孔に前記各プラグをそれぞれ挿入し、
(d)前記各プラグの該外側端部の該係合部に工具を掛け、さらに前記ろう付け孔の該充填口が下に向くろう付け位置に前記各プラグを回転し、
(e)前記真空炉内で前記各プラグを一体にろう付けした後、前記分配マニホールドの該前面から前記各プラグの該流出口にかけて出口を機械加工する、
ことを特徴とする分配マニホールドの製造方法。 - 前記各プラグに該ろう付け孔を前記外面から内部に半径方向にドリルで加工するようにしたことを特徴とする請求項1記載の分配マニホールドの製造方法。
- 前記ろう付け孔を前記プラグの長手方向の中間にドリルで加工するようにしたことを特徴とする請求項2記載の分配マニホールドの製造方法。
- 前記各プラグの該外側端部に形成された前記係合部が溝であることを特徴とする請求項3記載の分配マニホールドの製造方法。
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