JPH06234136A - 部分的に加熱しない加熱エレメントを有する射出成形ノズル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱レメントが外部端子に隣接するノズルの
一部に沿ってかなり小さい熱を提供する射出成形ノズル
及びそれを製造する方法の提供。 【構成】 中央通路のまわりの螺旋溝の一対の交番コイ
ル内に伸びる電気加熱エレメント４２を有する射出成形
ノズル及びそれを製造する方法。加熱エレメント４２
は、ノズル１０の前端近傍のＵ字状の曲がり部と後端近
傍の外部端子における２つの端部を有する。加熱エレメ
ント４２内の中央ワイヤは、端子に延びる２つの大きな
直径の導体部分の間に伸びるファインコイル７０の加熱
部分を有する。中央ワイヤの導体部分の１つは、他方よ
り所定の距離だけ長く、端子に隣接するノズルの後方部
分に沿って加熱エレメント４２の交番コイルの１つに延
びている。ワイヤの加熱部分は、ノズルの前方部分に沿
って加熱エレメントの交番コイルの双方において伸びて
おり、加熱エレメントは、ノズルの前方部分に沿ってよ
りも後方部分に沿ってかなり小さい熱を放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形装置に関し、
後端に隣接する一部分に沿って小さい熱を受ける加熱ノ
ズル及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一対の外部の電線を受けるために
外部の端子まで伸びている２つの端部を有する中央の溶
融通路のまわりに延びている螺旋溝内に一体的にろう付
けされた電気的な加熱エレメントを具備した細長い射出
成形ノズルは知られている。「２つの溝に１つの加熱エ
レメントを具備した射出成型ノズルの製造方法」と題さ
れた本出願人のカナダ特許出願第２，０５７，５９４号
が一例である。加熱エレメントは、２つの導体部分の間
に伸びるファインコイル加熱部分を備えた中央ワイヤを
有する。中央ワイヤの加熱部分は、それを通って流れる
電流からかなりの熱を発生するために十分な抵抗を具備
した小さい直径を有するが、２つの導体部分は、電流に
よってほとんど熱を発しない十分に大きな直径である。
これらの従来のノズルにおいて、中央ワイヤの加熱部分
は、加熱部分における溶融通路のまわりの螺旋溝に延び
ている部分にあり、中央ワイヤの２つの導体部分は、螺
旋溝から外部端子に外方に延びる長さが等しい部分であ
る。従って、溶融通路に沿った中央ワイヤの加熱部分に
よって熱が与えられるが、外部端子に隣接する中央ワイ
ヤの導体部分においては熱は、ほとんどまたは全く発生
しない。

【０００３】狭い温度範囲の溶融体通路を通って流れる
溶融体の温度を維持するためには、熱損失が少ない領域
では供給される熱の必要性が小さいことが知られてい
る。従って、１９８５年１２月１０日に発行された米国
特許第４，５５７，６８５号に述べられたように、加熱
の要求に依存して加熱要素をピッチを変化させて巻く螺
旋溝を提供することは知られている。これは、多くのア
プリケーションにおいて非常によく作用するが、比較的
製造コストが高く、特定のピッチを有する溝を具備した
ノズルは、そのために設計した特定のアプリケーション
においてのみ使用しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、加熱レメントが外部端子に隣接するノズルの一部に
沿ってかなり小さい熱を放出する射出成形ノズル及びそ
れを製造する方法を提供することによって少なくとも部
分的に従来技術の不利益を克服することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】これを目的として、その
一つの観点として、本発明は、後端と、前端と、一体的
な電気加熱エレメントと、後端から前端に伸びる溶融体
通路とを有し、電気加熱エレメントは、ノズルの後端に
隣接する外側端子で第１及び第２の端部にノズルに沿っ
て溶融体の通路のまわりの一対の交番螺旋コイルに延び
ている第１及び第２のアーム部分を有し、電気加熱エレ
メントは、外側ケーシング内の電気的な絶縁材料を介し
て伸びる中央ワイヤを有し、ワイヤは第１と第２の導体
部分の間に伸びるファインコイル加熱部分を有し、第１
及び第２の導体部分は、直径が加熱部分よりかなり大き
く、加熱エレメントの第１と第２の端部に延びている細
長い射出成形ノズルであって、加熱エレメントのワイヤ
の第１の導体部分は、加熱エレメントのワイヤの第２の
導体部分より所定の長さだけ長く、加熱エレメントのワ
イヤの第１の導体部分は、外部端子に隣接したノズルの
第１の部分に沿って螺旋コイルの１つに延びており、加
熱エレメントのワイヤの加熱部分は、ノズルの第２の部
分に沿って対の螺旋コイルの双方に伸びており、加熱エ
レメントは、ノズルの第２の部分に沿って放出される熱
よりもノズルの第１の部分に沿ってかなり少ない熱を与
える細長い射出成形ノズルを提供する。

【０００６】他の観点において、本発明は、後端と、前
端と、ほぼ円形の外面と、一体的な電気加熱エレメント
と、後端から前端に延びる溶融体通路とを有し、外側ケ
ーシング内の電気的な絶縁材料を介して中央に伸びてい
るワイヤを有する電気的な加熱エレメントをつくること
を含み、ワイヤは、第１と第２の導体部分との間に伸び
るファインコイル加熱部分を有し、第１と第２の導体部
分は、加熱部分より直径がかなり大きく、加熱エレメン
トの第１及び第２の端部にそれぞれ延びており、ノズル
の前端に隣接するＵ形状の曲がり部からノズルに沿って
一対の交番螺旋コイルに延びるようにノズルの外面のチ
ャンネル内に加熱エレメントを巻き込み、溝に加熱エレ
メントを一体的にろう付けし、第１及び第２の端部は、
ノズルの後端に隣接する外部端子に突出する加熱エレメ
ントの細長い射出成形ノズルを製造する方法において、
加熱エレメントにワイヤの等しい所定の長さを有する第
１及び第２の導体部分によって所定の長さの加熱エレメ
ントを製造し、加熱エレメントのワイヤの加熱部分の中
心から所定の距離だけ離れた所で加熱エレメントを曲
げ、Ｕ字状の曲げ部から延びる第１及び第２のアーム部
を形成し、第１のアーム部分に長さがほぼ等しくなるよ
うに加熱エレメントの第２のアーム部分を切断し、加熱
エレメントのワイヤの第１の導体部分は、加熱エレメン
トのワイヤの第２の導体部分より所定の距離だけ長く、
外部端子からノズルに沿って所定の距離だけ１つの螺旋
コイル内に延びる細長い射出成形ノズルを製造する方法
を提供する。

【０００７】

【実施例】図１を参照すると、成形型１６内の異なる凹
所１４に導通する各ゲート１２に加圧プラスティック溶
融体を搬送するための本発明によるいくつかのノズル１
０を有するマルチキャビティ射出成型装置の一部が示さ
れている。この特定の形状において、この成形型は、ボ
ルト（図示せず）によって離脱可能に固定された凹型プ
レート１８，マニフォルドリテーナプレート２０，及び
バックプレート２２とを含む。成形型１６は、凹型プレ
ート１８，マニフォルドリテーナプレート２０及びバッ
クプレート２２内に延びる冷却導管２６を通って冷却水
を供給することによって冷却される。電気的に加熱され
たスチール溶融体供給マニフォルド２８は、スペーサ部
材３０と各ノズル１０のまわりに伸び且つマニフォルド
リテーナプレート２０内の円形シート内に配置されてい
るサポートスリーブ３２によってマニフォルドリテーナ
プレート２０とバックプレート２２との間に取り付けら
れている。溶融体配分マニフォルド２８は、溶融体配分
マニフォルド２８とマニフォルドリテーナプレート２０
との間に配置されている中央位置決めリング３６によっ
てこの位置の中央に配置されている。従って、断熱空気
の空間３８が、加熱マニフォルド２８と包囲する冷却マ
ニフォルドリテーナプレート２０とバックプレート２２
との間に形成されている。溶融体配分マニフォルド２８
は、円筒形の入口部分４０を有し、一体的な電気加熱エ
レメント４２によって加熱される。溶融体通路４４は、
マニフォルド２８の入口部分４０内の共通の入口４６か
ら伸びており、１つのゲート１２に同心的に延びる各ノ
ズル１０に対してマニフォルド２８内で外方に分岐して
いる。

【０００８】各ノズル１０は、後端４８，前端５０及び
ほぼ円筒形の外面５２とを有する。この特定の実施例に
おいて、ノズル１０は、マニフォルド２８のねじ山付き
の開口部５６内にねじ込まれるねじ山付きのヘッド５４
を有する。この実施例において、ノズル１０は、凹型プ
レート１８及びマニフォルドリテーナプレート２０の壁
６２内に収容され、ねじ山付きヘッド５４によって及び
凹型プレート１８の円形シート６４内に載置されたノズ
ルシール６０によってこの位置に正確に配置される。加
熱ノズル１０と包囲する冷却成形型１６との間に断熱空
気空間６６が設けられている。また、ノズルシール６０
は、加圧溶融体が溶融体通路４４からノズル１０のまわ
りの絶縁空気空間６６に逃げることを防止する。それら
を保持するために成形型プレートを通って延びるボルト
６７は、マニフォルド２８とノズル１０をこの位置にし
っかりと保持するためにスペーサ部材３０を介して力を
加える。

【０００９】各ノズル１０は、中央の溶融体の通路４４
のまわりにノズル１０に沿って交互に配置された一対の
螺旋コイル７０内に伸びている電気的な加熱エレメント
６８によって加熱される。加熱エレメント６８は、前端
５０に隣接するＵ形状の曲げ部７２から一対の外部の電
線が接続される外部端子７６内の２つの端子７８まで伸
びている。図２で最もよく分かるように、電気加熱エレ
メント６８のコイル７０は、ノズル１０の外面５２の螺
旋溝内に一体的にろうづけされている。電気加熱エレメ
ント６８は、保護スチールケーシング８６内に伸びる酸
化マグネシウムのような電気的な絶縁材料によって包囲
されている中央のワイヤ８２を有する。図３及び図４で
分かるように、加熱エレメント６８の中央ワイヤ８２
は、２つの導体部分９０，９２の間に伸びるファインコ
イル型加熱部分を有する。中央ワイヤ８２のコイル型加
熱部分８８は、コイルを通って流れる電流から十分な熱
を発生させるために十分に大きな抵抗の小さい直径を有
する。他方において、ノズル１０の後端４８に隣接する
外部端子７６までのびる加熱エレメント６８の２つの導
体部分９０，９２は、非常に小さい熱が電流によってつ
くられるように十分に大きな直径を有する。

【００１０】図１及び図４で分かるように、本発明によ
るノズル１０において、加熱エレメント６８の中央ワイ
ヤ８２の第１の導体部分９０は、加熱エレメント６８の
中央ワイヤ８２の第２の導体部分９２より所定の長さだ
け長い。従って、加熱要素６８がノズル１０の外面５２
の螺旋溝８０内に巻かれるときに、中央ワイヤ８２の大
径の第１の導体部分９０は、外部端子７６に隣接するノ
ズル１０の第１の部分９４に沿って交互に配置された加
熱エレメントの１つの螺旋コイル内に伸びている。中央
ワイヤ８２の加熱部分８８は、ノズル１０の第１の部分
９４に沿って加熱エレメント６８の交互に配置された他
のコイル７０内に伸びている。従って、ノズル１０の第
１の後方部分９４に沿った加熱エレメント６８によって
与えられる熱は、ノズル１０の第２の前方部分９６に沿
った加熱エレメントよりも、かなり小さくなる。この実
施例において、これは、加熱マニフォルド２８からノズ
ル１０のねじ山付きヘッド５４を通って受けられた熱を
補償するが、他の形状のノズル及びまたは機械ノズルま
たはマニフォルドノズルのような射出成形ノズルは、異
なる熱を必要とする。ノズル１０に沿った溶融体流に温
度の一様性を与えるために要求される加熱エレメント６
８の中央ワイヤ８２の第１及び第２の長さは、ノズル１
０の直径、螺旋溝８０のピッチ及びノズル１０の取り付
け形状のような係数に依存する。

【００１１】使用において、射出成形装置は、図１に示
すように組み立てられる。電力がマニフォルド２８内の
加熱エレメント４２及びノズル１０の加熱エレメント６
８に供給され、それらを所定の作動温度まで加熱する。
成形機械（図示せず）からの加圧溶融体は、従来の方法
によって所定のサイクルに従って共通の入口４６を通っ
て溶融体通路４４内に射出される。空所１４が充填され
ると、射出圧力は、瞬間的にパックされ及び開放されて
保持される。短い冷却時間の後に、成形型は開放され、
成形された製品を放出する。放出後に、成形型は閉鎖さ
れ、空所１４を充填するために射出圧力が再び加えられ
る。このサイクルは、空所の大きさ及び形状及び成形さ
れる材料のタイプに依存する周波数によって連続的に繰
り返される。

【００１２】本発明によるノズルを製造する改良された
方法を説明するために図３及び図４を参照する。加熱エ
レメント６８は、所定の長さに形成され、等しい所定の
長さを有する加熱エレメント６８の中央ワイヤ８２の第
１及び第２の導体部分９０，９２を有する。加熱エレメ
ント６８は、中央ワイヤ８２の加熱部分８８の中央から
所定の距離の部分の所で曲げられており、Ｕ形状の曲が
り部７２から伸びる加熱エレメント６８の第１及び第２
のアーム部分９８，１００を形成している。図３で分か
るように、加熱エレメント６８の第２のアーム部分１０
０は、第１のアーム部分９８よりかなり長く、第２のア
ーム部分１００は第１のアーム部分９８とほぼ同じ長さ
になるように切断される。図４でわかるように、これ
は、中央のワイヤ８２の第１の導体部分９０は、中央ワ
イヤ８２の第２の導体部分９２より長い所定の長さを有
する。別の案として、加熱エレメントは曲げる前に切断
しても同じ結果を得ることができる。加熱エレメント６
８は、ノズル１０の外面５２の溝８０内で巻かれてお
り、アーム部分９８，１００は、前端部５０に隣接する
Ｕ形状の曲げ部分７２から交番コイル７０対の形態でノ
ズル１０に沿って延びており、端部７４は、ノズル１０
の後端部分に隣接する外部端子７６に突出している。中
央ワイヤ８２のより短い第２の導体部分９２は、端子７
６から螺旋溝８０に内方に伸びており、長い第１の導体
部分９０は、ノズルの第１の後方部分に沿って所定の長
さだけ１つの螺旋コイル７０内に伸びている。ノズルの
構成要素を図１に示すように、組み立てた後、ニッケル
合金のペーストのようなろうづけの材料がそれらの間の
接合部に沿って付加される。ろう付け材料は、出願人の
上述した米国特許第４，５５７，６８５号に説明と同様
の螺旋溝８０に巻かれる加熱エレメント６８に沿って付
加される。次に組立体を真空炉（図示せず）に挿入し、
所定のサイクルによって材料をろう付けする溶融温度以
上に加熱する。炉が次第に加熱されると、ほぼすべての
酸素を除去するように比較的高い真空とされる。ろう付
け材料の溶融温度に到達する前に、アルゴンまたは窒素
のような不活性ガスで部分的に充填することによって真
空が減少される。ニッケル合金のろう付け材料が溶ける
ときに、それは、構成要素の間の接合部に沿って加熱要
素６８のまわりの毛管作用によって流れ、それを完全に
溝８０に埋める。真空炉内のこのろう付けは、ニッケル
合金の冶金学的な接着を行い、冶金学的に一体の加熱ノ
ズル１０を形成する。ノズル１０を冷却した後、真空炉
から取り出し、円滑な外面仕上げを行うために機械加工
する。

【００１３】ノズル及びそれを製造する方法の説明を好
ましい実施例に関して説明するが、当業者によって理解
されるような及び特許請求の範囲に定義されるような本
発明の観点から離れずに種々の変形が可能であることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるノズルを示すマル
チキャビティ射出成形装置の一部の断面図である。

【図２】加熱エレメントの中央部分の加熱部分を示す図
１の線２−２の沿った断面図である。

【図３】曲げる方法を示す加熱エレメントの断面図であ
る。

【図４】第２のアーム部分を切断した後の加熱エレメン
トの同様の図面である。

【符号の説明】

１０ ノズル １２ ゲート １６ 成形型 ２０ マニフォルドリテーナプレート ２２ バックプレート ２６ 冷却導管 ２８ 配分マニフォルド ３０ スペーサ部材 ３２ サポートスリーブ ４０ 円筒形加熱エレメント ４２ 一体的な電気加熱エレメント ５６ 開口部 ６０ ノズルシール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後端と、前端と、一体的な電気加熱エレメ
   ントと、後端から前端に延びる溶融体通路とを有し、電
   気加熱エレメントは、ノズルの後端に隣接する外側端子
   で第１及び第２の端部にノズルに沿って溶融体の通路の
   まわりの一対の交番螺旋コイルに延びている第１及び第
   ２のアーム部分を有し、電気加熱エレメントは、外側ケ
   ーシング内の電気的な絶縁材料を介して伸びる中央ワイ
   ヤを有し、ワイヤは、第１と第２の導体部分の間に伸び
   るファインコイル加熱部分を有し、第１及び第２の導体
   部分は、直径が加熱部分よりかなり大きく、加熱エレメ
   ントの第１と第２の端部に延びている細長い射出成形ノ
   ズルであって、加熱エレメントのワイヤの第１の導体部
   分は、加熱エレメントのワイヤの第２の導体部分より所
   定の長さだけ長く、加熱エレメントのワイヤの第１の導
   体部分は、外部端子に隣接したノズルの第１の部分に沿
   って螺旋コイルの１つに延びており、加熱エレメントの
   ワイヤの加熱部分は、ノズルの第２の部分に沿って対の
   螺旋コイルの双方に伸びており、加熱エレメントは、ノ
   ズルの第２の部分に沿って放出する熱よりもノズルの第
   １の部分に沿ってかなり少ない熱を与える細長い射出成
   形ノズル。
2. 【請求項２】後端と、前端と、ほぼ円形の外面と、一体
   的な電気加熱エレメントと、後端から前端に延びる溶融
   体通路とを有し、外側ケーシング内の電気的な絶縁材料
   を介して中央に伸びているワイヤを有する電気的な加熱
   エレメントをつくることを含み、ワイヤは、第１と第２
   の導体部分との間に伸びるファインコイル加熱部分を有
   し、第１と第２の導体部分は、加熱部分より直径がかな
   り大きく、加熱エレメントの第１及び第２の端部にそれ
   ぞれ延びており、ノズルの前端に隣接するＵ形状の曲が
   り部からノズルに沿って一対の交番螺旋コイルに延びる
   ようにノズルの外面のチャンネル内に加熱エレメントを
   巻き込み、溝に加熱エレメントを一体的にろう付けし、
   加熱エレメントの第１及び第２の端部は、ノズルの後端
   に隣接する外部端子に突出する加熱エレメントの細長い
   射出成形ノズルを製造する方法において、 （ａ）加熱エレメントにおけるワイヤの等しい所定の長
   さを有する第１及び第２の導体部分を有する所定の長さ
   の加熱エレメントを作り、 （ｂ）加熱エレメントのワイヤの加熱部分の中心から所
   定の距離だけ離れた所で加熱エレメントを曲げ、Ｕ字状
   の曲げ部から延びる第１及び第２のアーム部を形成し、 （ｃ）第１のアーム部分に長さがほぼ等しくなるように
   加熱エレメントの第２のアーム部分を切断し、加熱エレ
   メントのワイヤの第１の導体部分が、加熱エレメントの
   ワイヤの第２の導体部分より所定の距離だけ長く、外部
   端子からノズルに沿って所定の距離だけ１つの螺旋コイ
   ル内に延びる、細長い射出成形ノズルを製造する方法。