JPH0144132B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は射出成形用の一体の加熱プローブを製
造する方法に関するものである。

従来、電気加熱ワイヤをケーシング内の熱伝達
材料に通し、次いでこれを据込み加工して上記材
料を圧縮して熱伝達性を改善するために空隙を除
去することによりカートリツジ型加熱器を作るこ
とは周知であつた。此の方法と構造の実例は1958
年４月22日発行のワトロー・エレクトリツク・マ
ニユフアクチユアリング・コンパニーの米国特許
第2831951号に記載されている。

ごく最近では、この概念は加熱プローブのまわ
りで長手方向に湯口に向つて流れる加圧溶融物の
温度を維持するために高温湯道通路に延び入る加
熱プローブを提供するのに用いられた。この応用
例では、電気加熱ワイヤ又は素子から出て外部ケ
ーシングへ行く熱伝達は勿論非常に重要である。
もし熱が加熱素子全体に沿つて急速かつ適切に伝
わらなければ、“高温点”ができ、焼け切れのた
めに取替えが必要になる。更に、外部ケーシング
を全長にわたり実質的に一定の温度に維持して、
周囲の溶融物への熱伝達の効率を改善し、特に成
形材料に対する技術的又はその他の困難をもらす
加熱に因る溶融物の質の低下を避けるのが望まし
い。幾つかのこれらのプローブは据込み加工した
円筒状カートリツジ型加熱器を中空の魚雷形外部
本体内に挿入して作られるが、これには、外部本
体を十分に大きく作つてカートリツジ型加熱器を
受入れるようにしなければならず、このため両者
間に空気間隙が生ずるという欠点がある。しかし
これには焼け切れたカートリツジ型加熱器を迅速
に取替えられるという利点があるが、前記空気間
隙が絶縁物として働くという欠点がある。

円錐形加熱器を勾配のついた孔に挿入すること
により、また割り型外装加熱器を備えることによ
つてさえも上記問題点を排除する試みがなされて
きた。しかし、これらの手法は他に比すれば良い
けれども、依然としてかなり大きな絶縁性の空気
間隙を残す。

1976年７月20日発行の、フアースト・ヒート・
エレメント・マニユフアクチユアリング・コンパ
ニーの有する米国特許第3970821号には上記の困
難な点を排除する今１つの試みが示されている。
即ちそれには魚雷形本体又はケーシングを加熱素
子が貫通して延びている酸化マグネシウムに直接
かぶせた状態として据込み加工することにより作
られる加熱プローブが開示されている。この手法
では絶縁性空気間隙の量は減少するが、プローブ
の先端と側面の満足な熱伝達のバランスが得られ
ない。プローブ先端へ酸化マグネシウム粉末が伝
達する熱よりもかなり多くの熱を直接にプローブ
側面へ伝達する。

本発明の目的は、それ故、外部本体へ、特にそ
の先端に隣接した所への熱伝達を容易にする新規
な加熱プローブの製造方法を提供して上記欠点を
を少なくとも部分的に排除することにある。

この目的を達成するため、本発明は、細長い耐
食性外部本体中の中心縦穴内に着座した細長いほ
ぼ円筒状の加熱部材を有し、前記外部本体と加熱
部材間のスペースには高伝導性材料をみたしてお
り、前記外部本体は開いた第一端ととがつた先端
を形成する閉じた第二端とをもち、加熱部材と外
部本体間のスペースは外部本体のとがつた先端と
ほぼ平らな隣接端をもつ加熱部材との間にほぼ円
錐形の部分を有し、加熱部材は電気加熱素子をも
ち、この加熱素子は外部のリード線から外部本体
の第一端を通り、ほぼ円筒状のケーシング内の熱
伝達材料を通して延びている如き一体の細長い加
熱プローブの製造方法に於いて、下記の(a)乃至(e)
の工程、即ち(a)予定量の高伝導性材料を外部本体
中の縦穴に挿入し、(b)高伝導性材料が溶融して外
部本体のとがつた先端に隣接したスペースの前記
ほぼ円錐形の部分を充たすまで外部本体を直立位
置にして加熱し、(c)所要量の高伝導性材料を外部
本体の第１端近くに位置させて加熱部材を外部本
体の縦穴内の着座位置に入れて組立体を構成し、
(d)高伝導性材料が溶融して加熱部材と外部本体間
のスペースを実質的に充たすように流れ落ちるま
で前記組立体を直立位置で部分真空下で加熱し、
(e)前記組立体を冷却して高伝導性材料を固まらせ
て一体ユニツトを形成すること、を包含すること
を特徴とする製造方法を提供する。

その他の目的と利点は以下の図に基づく詳細な
説明から明らかになるだろう。

第１図は射出成形システム中の定位置に配置し
た加熱プローブを示す。このシステムでは、成形
機械（図示せず）の如き供給源からくる加圧溶融
物がプローブ保持板１３と高温湯道板１４間に延
びる高温湯道通路１２を通り、湯口挿入体１５を
通り、そして湯口１８を通つて型穴１６に流入す
る。湯口挿入体１５は湯口挿入体保持板１９によ
り定位置に保持され、導管２０を流れる水により
冷却される。型穴板２１も同様に冷却剤手段（図
示せず）により冷却される。図示の如く、細長い
加熱プローブ１０はプローブ保持板１３内に着座
し、高温湯道通路の一部に延び入り、ここから溶
融物は長手方向に加熱プローブ１０を通つて湯口
１８に流入する。

加熱プローブ１０は外部本体２２、内部加熱部
材２４、及びこれらの間にある高伝導性材料の充
てん物２６を有する。細長い外部本体２２はほぼ
円筒状をなし、その第一端３０にフランジ部分２
８を、その第二端３４にとがつた先端３２をも
つ。外部本体２２は中空であつて縦穴３６を形成
し、この縦穴は開いた第一端３０から閉じた第二
端３４まで延びる。この縦穴はほぼ円筒状壁３８
をもつが、第一端３０に隣接した拡大部分４０
と、ほぼ円錐形の部分４２をもち、この円錐形部
分４２は第二端３４のとがつた先端３２まで延び
ている。

内部加熱部材２４は常法により電気加熱コイル
又は素子４４から構成され、この素子４４は加熱
部材２４の全長にわたつてほぼ円筒状の外部ケー
シング４７内の熱伝達材料４５を通して延びてい
る。本発明のこの実施例では、熱伝達材料４５は
酸化マグネシウム粉末とし、加熱部材２４は常法
により据込み加工して、酸化マグネシウム粉末を
加熱素子４４のまわりに圧縮させる。

図示の如く、加熱部材２４と外部本体２２間の
スペース４６には高伝導性材料２６を充てんして
いる。加熱部材２４の円筒状外部ケーシング４７
と縦穴３６の円筒状壁３８の間のスペース４６の
部分４８は加熱部材２４を縦穴３６内に挿入する
ためのすきまを成形するのに丁度の大きさをも
つ。スペース４６の今１つの円錐形部分５０が、
実質的に平らな加熱部材の端５２が縦穴３６の円
錐部分４２内に嵌入していない場所に作られてい
る。このスペース４６のすべてには高伝導性材料
２６が充たされ、この材料は加熱部材２４と外部
本体２２間の熱伝達を、特に外部本体２２のとが
つた先端３２への熱伝達を極めて容易にする。こ
の実施例では、高伝導性材料２６は銅とし、外部
本体２２はステンレス鋼で作る。

加熱部材２４の電気加熱素子４４はリード線５
４に接続され、このリード線はセラミツク製キヤ
ツプ５６を通りゴムシール５８を通つて外部電源
（図示せず）に行く。セラミツク製キヤツプ５６
は加熱部材２４の一端に衝合しそれに対して或る
程度の絶縁作用を供しているが、このキヤツプは
ゴムシール５８により覆われ、このシールは外部
本体２２の第一端３０で縦穴３０の拡大部分４０
内に着座している。背板１３は座部をもち、この
座部は外部本体２２のフランジ部分２８を所定位
置に受入れ、そこでは加熱プローブ１０は高温湯
道通路１２内で中心位置に置かれ、とがつた先端
３２は湯口１８から所望の距離の所に置かれる。
加熱プローブ１０は慣用手段（図示せず）により
この位置に固定される。

使用に際しては、該システムを１個または２個
以上の型穴に上記の如く組合わせた後に成形を開
始する。成形機械から供給される加圧溶融物は高
温湯道通路１２を流れ、加熱プローブ１０の外面
に沿つて進む。加熱プローブ１０からくる熱は、
溶融物が外部本体２２のとがつた先端を通り越
し、湯口１８を通つて型穴１６に入るまで、この
溶融物を溶融状態に保つ。型穴に充てんされる
と、この溶融物の流れは止まり、圧力が解放さ
れ、湯口が固まり、型が開かれて、成形品が放出
される。次いで型を閉じ、溶融物に圧力を再び加
えて、溶融物を高温の前記先端に沿つて型穴内へ
流入せしめ、こうして上記工程が繰返される。

第２〜６図を参照して本発明の加熱プローブを
作る工程を説明する。これは前記の加熱プローブ
１０を作る一連の工程が含まれている。第２図に
示す如く、予定量の鋼の円柱状小塊６２を外部本
体２２内の縦穴３６に挿入する。この外部本体は
次いで、第６図に示す真空炉６４内で直立位置に
して部分真空の下で、銅を溶融するのに十分の温
度まで加熱される。銅量は外部本体２２のとがつ
た先端３２に隣接したスペース４６の円錐形部分
５０を充たすように選択する。部分真空の下で円
錐形部分５０に充たすと、銅は外部本体２２のス
テンレス鋼に融合し、これらの間に優れた伝熱特
性をもつ結合部が形成される。

外部本体２２を炉から取出した後、予定量の銅
のスリーブ６６が縦穴３６の拡大部分上に着座し
ている。第３図に示す如く、次に内部加熱部材２
４が、その平らな端５２が縦穴内に衝合するま
で、スリーブ６６を通して縦穴３６に挿入され
る。次にセラミツク製キヤツプ５６を取付け、加
熱部材２４に当てて定位置に固定する。次いでこ
の組立体は真空炉６４に挿入され、直立位置で、
不活性ガスの存在する部分真空の下で、銅スリー
ブ６６が溶融して加熱部材２４の円筒状外部ケー
シング４７と縦穴３６の円筒状壁３８との間を流
れ落ちるようになるまで、加熱される。前に挿入
した銅は再び溶融し、新たに追加した銅は前者の
銅に融合し、かつ外部ケーシング４７と縦穴３６
の壁３８とにも融合する。これらの材料間の結合
を改善するのに加えて、この真空充てんにより銅
はすべての開口に入り込み、空気を押しのけて、
加熱部材２４の下又はまわりに絶縁性の空気間隙
が残らないようにする。第５図に示す如く、空気
間隙６８は銅が加熱部材２４のまわりを流れ落ち
ることにより残されるが、それが与える絶縁効果
は問題にならない。というのはこの空気間隙は最
大の熱伝達を通常は必要としない第一端３０の近
くにあるからである。事実、この空気間隙はセラ
ミツク製キヤツプ５６が加熱部材２４の端からの
過大な熱損失を防止するという働きを助ける。銅
が溶融し、流れ下がつた後、該組立体を炉から取
出し、冷やして、固まらせ、一体構造の加熱プロ
ーブ１０を形成する。次いでシリコンゴムシール
５８を取付てけ水分をしめ出す。上記説明は単一
ユニツトについて記載したが、実際の製造に於い
ては第６図に示す如くバツチ式の製造が行なわれ
る。

本発明の好適実施例につき説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲
内で当業者には種々の設計変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法により作つた加熱プローブを
備えた射出成形システムの部分断面図、第２図乃
至第５図は本発明法により加熱プローブを作る一
連の製造工程を示す図、第６図は真空炉に入れる
準備のできた組立体処理皿を示す図である。 １０……加熱プローブ、１２……高温湯道通
路、１３……プローブ保持板、１４……高温湯道
板、１５……湯口挿入体、１６……型穴、１８…
…湯口、１９……保持板、２２……外部本体、２
４……内部加熱部材、２６……充てん物又は高伝
導製材料、２８……フランジ部分、３０……第一
端、３２……とがつた先端、３４……第二端、３
６……縦穴、３８……円筒形部分、４０……拡大
部分、４２……円錐形部分、４４……電気加熱コ
イル又は素子、４５……熱伝達材料、４６……ス
ペース、４７……円筒状外部ケーシング、５０…
…円錐形部分、５４……リード線、５６……キヤ
ツプ、５８……ゴムシール、６２……円柱状小
塊、６４……真空炉、６６……スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細長い耐食性外部本体中の中心縦穴内に着座
   した細長いほぼ円筒状の加熱部材を有し、前記外
   部本体と加熱部材間のスペースには高伝導性材料
   をみたしており、前記外部本体は開いた第一端と
   とがつた先端を形成する閉じた第二端とをもち、
   加熱部材と外部本体間のスペースは外部本体のと
   がつた先端とほぼ平らな隣接端をもつ加熱部材と
   の間にほぼ円錐形の部分を有し、加熱部材は電気
   加熱素子をもち、この加熱素子は外部のリード線
   から外部本体の第一端を通り、ほぼ円筒状のケー
   シング内の熱伝達材料を通して延びている如き一
   体の細長い加熱プローブの製造方法に於いて、下
   記の(a)乃至(e)の工程、即ち(a)予定量の高伝導性材
   料を外部本体中の縦穴に挿入し、(b)高伝導性材料
   が溶融して外部本体のとがつた先端に隣接したス
   ペースの前記ほぼ円錐形の部分を充たすまで外部
   本体を直立位置にして加熱し、(c)所要量の高伝導
   性材料を外部本体の第１端近くに位置させて加熱
   部材を外部本体の縦穴内の着座位置に入れて組立
   体を構成し、(d)高伝導性材料が溶融して加熱部材
   と外部本体間のスペースを実質的に充たすように
   流れ落ちるまで前記組立体を直立位置で部分真空
   下で加熱し、(e)前記組立体を冷却して高伝導性材
   料を固まらせて一体ユニツトを形成すること、を
   包含することを特徴とする製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法に於いて、
   両工程(b)と(d)を真空炉内で行うことを特徴とする
   方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方法に於いて、
   所要量の高伝導性材料は加熱部材を取囲む高伝導
   性材料のスリーブとすることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の方法に於いて、
   電気加熱素子は実質的に加熱部材の全長にわたつ
   て延びていることを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１
   つに記載の方法に於いて、高伝導性材料は銅と
   し、外部本体はステンレス鋼製とすることを特徴
   とする方法。