JPH06231872A

JPH06231872A - 線状ヒーター

Info

Publication number: JPH06231872A
Application number: JP1765493A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamoto; 国雄山本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1994-08-19
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3154359B2

Abstract

(57)【要約】【目的】射出成形用金型のバルブ用のヒーターにおい
て、ワット密度を上げる。バルブケーシングへの熱伝導
をよくする。非発熱部を細くする。【構成】ステンレスからなる外管43に、マグネシア44
により覆ったニクロム線42が内蔵してある。このニクロ
ム線42は、0.5mm の巻き径でコイル状にしてある。外管
43は、断面正４角形状になっている。非発熱部では、ニ
クロム線42にニッケル線を撚り合わせてある。【効果】ニクロム線42がコイル状にしてあることによ
り、ワット密度が上がる。外管43の前記断面形状によ
り、この外管43とバルブケーシングの接触面積が大きく
なる。ニクロム線42とニッケル線との撚り合わせによ
り、抵抗値が下がり、ワット密度も下がる。したがっ
て、非発熱部をさほど太くしなくてよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の射出成形用金型
などで用いられる線状ヒーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、樹脂の射出成形に用いるバル
ブゲート式金型の一例を示している。同図において、１
は固定型、２は可動型で、これら固定型１および可動型
２は、図示上下方向へ移動して開閉し、型閉時にキャビ
ティ３を内部に形成するものである。そして、固定型１
は、固定側型板６の図示上側に受け板７，８があり、そ
のさらに上方に、図示していないヒーターを内蔵したマ
ニホールド９が設けられている。受け板７には、ゲート
ブッシュ11が埋め込んで固定してあるが、このゲートブ
ッシュ11の下側先端部がキャビティ３へのゲート12とな
っている。また、マニホールド９と受け板８との間にバ
ルブケーシング13が固定してある。このバルブケーシン
グ13は、受け板７，８を貫通して下部がゲートブッシュ
11内に位置している。そして、バルブケーシング13の内
部は、このバルブケーシング13の上部に形成された斜め
孔14を介してマニホールド９のランナー15に連通してい
る。また、バルブケーシング13内には、ガイドブッシュ
16が上部に固定されているとともに、ガイドリング17が
下部に固定具18により固定されている。そして、これら
ガイドブッシュ16およびガイドリング17にバルブピン19
が貫通されて支持されている。このバルブピン19は、図
示していない油圧シリンダーにより上下方向に駆動さ
れ、前記ゲート12を開閉するものである。また、前記バ
ルブケーシング13の外周面には、円筒コイル状のヒータ
ー21が設けられている。このヒーター21は、円筒状のヒ
ーターカバー22により外周側から覆われており、さら
に、このヒーターカバー22の外周側に外筒23が設けられ
ている。なお、24は、ヒーター21の内側でバルブケーシ
ング13の外周面に設けられた温度センサー、25は、ヒー
ター21から金型外まで延びる電線である。

【０００３】そして、成形時には、型閉し、かつ、ゲー
ト12を開放した状態で、前記金型が取付けられた射出成
形機から溶融樹脂を射出する。この溶融樹脂は、マニホ
ールド９のランナー15およびバルブケーシング13内を通
って、ゲート12からキャビティ３内に流入する。このキ
ャビティ３内に充填された樹脂が固化した後、バルブピ
ン18によりゲート12を閉じる。また、型開して、成形品
を取り出す。その後、再び型閉されて、以上の工程が繰
り返される。そして、全工程において、ヒーター21の加
熱により、マニホールド９およびバルブケーシング13内
の樹脂は、常時溶融状態に保たれる。

【０００４】ここで、前記バルブ用の従来のヒーター21
について、図９から図１１を参照しながら説明する。こ
のヒーター21は、図１１に示すように、線状のもので、
一端部が非発熱部21a になっており、それ以外の発熱部
21b がコイル状に巻かれて、バルブケーシング13の外周
面に嵌合されるものである。そして、ヒーター21は、図
９に示すように、電熱線である直線状のニクロム（ニッ
ケル−クローム）線31をステンレスなどからなる断面円
形の外筒32に同軸的に内蔵するとともに、これらニクロ
ム線31と外管32との間およびニクロム線31間に絶縁材で
あるマグネシア33を介在させた構造になっている。な
お、バルブの用ヒーター21は、スペースの制約されたバ
ルブ内に組み込まなければならないことから、細くなけ
ればならない。ニクロム線31を単に直線状にしているの
は、そのためでもある。また、図１０に示すように、非
発熱部21a は、外管32の径を大きくすることによってい
る。そして、図１１に示すように、この非発熱部21a に
おいて、ヒーター21に電線34が接続されており、この接
続部にはゴムチューブ35が被せてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のヒ
ーター21では、つぎのような問題があった。まず、ニク
ロム線31が単に直線状になっていたため、ワット密度が
小さく、すなわち、ヒーター21全体の単位長当たりの発
熱量が小さく、場合によっては、十分な発熱量が得られ
ないことがある。また、外管32が断面円形になっている
ため、コイル状にしたヒーター21をバルブケーシング13
の円柱面状の外周面に被せた状態で、外管32は、バルブ
ケーシング13の外周面に線接触するのみであり、ヒータ
ー21とバルブケーシング13との接触面積が小さい。した
がって、熱伝導性が悪く、バルブケーシング13を効率よ
く加熱できない。さらに、非発熱部21a は、外管32の径
を大きくすることにより形成しているが、これは、金型
のバルブ付近への組み込み上不利である。

【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、単位長当たりの発熱量を大きくできると
ともに、被加熱体への熱伝導も良好にできる線状ヒータ
ーを提供することを目的とする。また、非発熱部を細く
し、かつ、この非発熱部の発熱量を十分小さくすること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
前者の目的を達成するために、電熱線と、この電熱線を
同軸的に内蔵した外管と、これら電熱線と外管との間に
介在された絶縁材とを備えた線状ヒーターにおいて、前
記電熱線は、コイル状に巻き、前記外管は、断面形状を
直線部を有するものにしたものである。

【０００８】また、請求項２の発明は、前記後者の目的
を達成するために、電熱線と、この電熱線を同軸的に内
蔵した外管と、これら電熱線と外管との間に介在された
絶縁材とを備え、非発熱部を端部に有する線状ヒーター
において、前記非発熱部は、前記電熱線に導線を巻き付
けてなるものである。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の線状ヒーターでは、外管に内
蔵した電熱線自体をコイル状に巻いて、ヒーター全体の
単位長当たりの発熱量を大きくしている。また、断面形
状に直線部を有する外管は、被加熱体に前記直線部を接
触させることにより、その接触面積が大きくなる。

【００１０】また、請求項２の発明の線状ヒーターは、
電気的接続などのための非発熱部を端部に有している
が、この非発熱部においては、電熱線に導線を巻き付け
てあるために、これら電熱線および導線全体の抵抗値が
小さくなり、発熱量が小さくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の線状ヒーターの一実施例につ
いて、図１から図７を参照しながら説明する。本線状ヒ
ーター41は、射出成形用金型のバルブ用のもので、図７
に示すように、発熱部41a の両端部に非発熱部41b を有
している。そして、発熱部41a は、折り返して２つ重ね
にしたものをさらに円筒コイル状に巻いてあり、バルブ
ケーシングの外周面に嵌合されるものである。発熱部41
a が形成するコイルは、径が16mm、長さが47mm程度であ
る。なお、このコイルの両端側では、ヒーター41は密に
巻いてあるが、中央部では、アルミニウム製のコイル状
スペーサー40を一対介在させてヒーター41を粗にしてい
る。これは、中央部の温度が周辺部の温度よりも過度に
高くならないようにするためである。ヒーター41は、図
１に示すように、電熱線であるニクロム線42をステンレ
スからなる外管43に同軸的に内蔵するとともに、これら
ニクロム線42と外管43との間に絶縁材である粉末状のマ
グネシア44を介在させた構造になっている。前記ニクロ
ム線42は、径が約 0.1mmであるが、 0.5mmの巻き径でコ
イル状に巻いてある。また、マグネシア44は、 1.5mmの
外径でニクロム線42を覆っている。前記外管43は、当初
外径 2.1mm、内径1.6mm の断面円形であるが、セージン
グにより、一辺が 1.6mmの断面正４角形状になってい
る。そして、線状ヒーター41をコイル状に巻くに際して
は、このコイルの内周面および外周面がそれぞれ円柱面
をなすようにしてある。発熱部41a では、以上のみの構
成であるが、図２に示すように、非発熱部41a では、前
記ニクロム線42に、より抵抗の小さい導線であるニッケ
ル線45を撚り合わせて、撚り線45としてある。このニッ
ケル線45の径は 0.2mmである。なお、撚り合わせの開始
位置においては、この撚り合わせによる断線を防ぐため
に、直線状にしたニッケル線45の端部45a の外周側にニ
クロム線42を密な巻部42a にして位置させている。

【００１２】非発熱部41b は、シリコン耐熱線からなる
電線47との接続部となっているが、ここで、この接続部
の構成を図３から図６に基づいて説明する。前記撚り線
46の端部は、外管43およびマグネシア44から突出してお
り、ターミナルピン48が接続されている。このターミナ
ルピン48は、外径１mm、内径 0.6mmのステンレス管であ
る。そして、このターミナルピン48の先端部に前記電線
47が圧着端子49により接続されている。また、外管43の
端部からターミナルピン48までに渡って、長さ20mmのカ
バー管51が被せてある。このカバー管51の一端側は、外
径が３mmになっており、外管43に嵌合している。そし
て、カバー管51の一端は、外管43に銀ろう付けされた封
止部52となっている。一方、カバー管51の他端側は、外
径が４mmで薄肉の径大部53となっており、ガラス54が充
填されて防湿シールされている。また、カバー管51の他
端は、ターミナルピン48にシリコンシールされた封止部
55となっている。さらに、前記ターミナルピン48は、２
か所のかしめ部56において撚り線46にかしめられている
が、この撚り線46には、径が 0.2mmのニッケル線からな
る添え線57がかしめのために沿わせてある。なお、図７
にしめすように、カバー管51から電線47の端部までにま
たがってゴムチューブ58が被せてある。

【００１３】このような本実施例の線状ヒーター41によ
れば、電熱線であるニクロム線42をコイル状に巻いたこ
とにより、ヒーター41全体のワット密度を大きくでき、
その単位長当たりの発熱量を大きくできる。例えば 200
Ｖで使用した場合、ヒーター41全体で 325Ｗとなり、ワ
ット密度は約14Ｗ／cm² である。これと、金型で用いら
れている従来のヒーターのワット密度とを簡単に比較す
る。一般にマイカーを絶縁材として製作されるヒーター
に、金型に密着させて使用されるバンドヒーターやプレ
ートヒーターがあるが、これらのワット密度は、４Ｗ／
cm² 以下である。また、マグネシアやアルミナを絶縁材
として製作されるヒーターに、金型に密着させて使用さ
れるカートリッジヒーターやシーズヒーターがあるが、
カートリッジヒーターは、低ワット密度ヒーターで５Ｗ
／cm² 以下、高ワット密度ヒーターで15Ｗ／cm² 以下で
ある。また、シーズヒーターのワット密度は、５Ｗ／cm
²以下である。このように、本実施例のヒーター41は、
高ワット密度のカートリッジヒーターなみのワット密度
を有している。それにもかかわらず、細いニクロム線42
を細いコイル状に巻いてワット密度を上げているので、
ヒーター41全体を細くできる。これは、ヒーター41を金
型内の限られたスペースに組み込む上で有利である。

【００１４】また、ヒーター41の端部の非発熱部41b に
おいては、ニクロム線42にニッケル線45を撚り合わせる
ことにより、その撚り線46全体の抵抗値を下げたので、
ワット密度を十分に下げながら、非発熱部41b を細くで
きる。これは、ヒーター41を金型内の限られたスペース
に組み込む上で有利である。なお、非発熱部41b は、ヒ
ーター41の全長の約８％なので、非発熱部41b がニクロ
ム線42のみからなっていたとすると、その容量は約18Ｗ
であるが、本実施例のようにニッケル線45を撚り合わせ
ることにより、約 0.4Ｗにまで下げられる。

【００１５】さらに、ヒーター41の外管43を断面正４角
形状にしたので、このヒーター41を被加熱体であるバル
ブケーシングの円柱形状の外周面に巻き付けたとき、こ
の外周面と外管43とが面接触し、両者の接触面積が大き
くなる。したがって、ヒーター41からバルブケーシング
への熱伝導が良好なものとなり、このバルブケーシング
を効率よく加熱できる。

【００１６】図８は本発明の他の実施例を示すもので、
この実施例の線状ヒーター41は、非発熱部41b におい
て、発熱部41a ではコイル状になっていたニッケル線45
を直線状に伸ばし、このニクロム線42の直線状部42b に
ニッケル線45をコイル状に巻き付けたものである。これ
により、非発熱部41b の抵抗値をより下げられ、そのワ
ット密度をより小さくできる。もちろん、前記実施例と
同様に非発熱部41b を細くできる。

【００１７】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。まず、各
部品の寸法や形状は、前記実施例のものに限らず、使用
目的などに応じて適宜設定できる。例えば、ヒーターの
外管は、断面ほぼ長円形にするなどしてもよい。もちろ
ん、ワット密度なども、適宜設定できる。また、各部品
の材質も、前記実施例のものに限らない。例えば、前記
実施例では、ヒーターの接続部において、カバー管51と
ターミナルピン48との間をガラス54により封口している
が、アラルダイトなどにより封口してもよい。また、カ
バー管は、外管などに圧着かしめするとともに、全面ガ
ラス封口するなどしてもよい。さらに、ヒーターの用途
も、射出成形用金型のバルブに限るものではなく、マニ
ホールドなどにも使用できる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、外管に内蔵し
た電熱線をコイル状に巻いたので、線状ヒーター全体の
単位長当たりの発熱量を大きくでき、さらに、外管は、
断面形状を直線部を有するものにしたので、被加熱体に
前記直線部を接触させることにより、その接触面積が大
きくなり、したがって、被加熱体への熱伝導を良好にで
き、この被加熱体を効率よく加熱できる。

【００１９】また、請求項２の発明によれば、非発熱部
を端部に有する線状ヒーターにおいて、非発熱部で、電
熱線に導線を巻き付けることにより、その抵抗値を下げ
て発熱量を小さくしたので、十分発熱量を小さくしつ
つ、非発熱部を細くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の線状ヒーターの一実施例を示すもの
で、一部を断面にした発熱部の斜視図である。

【図２】同上非発熱部付近のニクロム線およびニッケル
線の斜視図である。

【図３】同上接続部付近の断面図である。

【図４】同上ターミナルピン付近の拡大断面図である。

【図５】同上図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】同上図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】同上ヒーター全体の斜視図である。

【図８】本発明の線状ヒーターの他の実施例を示すもの
で、非発熱部付近のニクロム線およびニッケル線の斜視
図である。

【図９】従来の線状ヒーターの一例を示すもので、一部
を断面にした発熱部の斜視図である。

【図１０】同上非発熱部付近の断面図である。

【図１１】同上ヒーター全体の斜視図である。

【図１２】同上ヒーターを組み込んだ射出成形用金型の
バルブ付近の断面図である。

【符号の説明】

41 線状ヒーター 41b 非発熱部 42 ニクロム線（電熱線） 43 外管 44 マグネシア（絶縁材） 45 ニッケル線（導線）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電熱線と、この電熱線を同軸的に内蔵し
た外管と、これら電熱線と外管との間に介在された絶縁
材とを備えた線状ヒーターにおいて、前記電熱線は、コ
イル状に巻き、前記外管は、断面形状を直線部を有する
ものにしたことを特徴とする線状ヒーター。
【請求項２】電熱線と、この電熱線を同軸的に内蔵し
た外管と、これら電熱線と外管との間に介在された絶縁
材とを備え、非発熱部を端部に有する線状ヒーターにお
いて、前記非発熱部は、前記電熱線に導線を巻き付けて
なることを特徴とする線状ヒーター。