JPS6313809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスプルーゲート付多キヤビテイ
（sprue gated multi−cavity）射出成形システ
ム、特に電気的に加熱する一体マニホールド
（integral electrically beated manifold）、およ
びそれを製造する方法に関する。

従来において、共通入口から外方に枝分れし、
溶融物を多数のキヤビテイに送る溶融物通路を設
けた数個のアームを具えたマニホールドプレート
を有する射出成形システムは知られている。この
種のタイプの１例構造については1977年３月22日
発行の名称「ゲート付バルブ射出成形機構」のア
メリカ特許第4013393号明細書に記載されている。
勿論、熱溶融物の温度は、熱溶融物をマニホール
ドプレートを通して流す際に、或る範囲に維持す
る必要がある。溶融物の温度があまり高くなる場
合には、溶融物は部分的に分解し、また温度があ
まり低くなる場合には、溶融物はより粘性にな
る。これに応じて、熱をマニホールドプレートに
与える多くのシステムが知られており、最近この
点についての改良がカナダ特許出願第393671号お
よび第400058号明細書に記載されている。1982年
１月６日に出願された名称「射出成形マニホール
ド部材およびその製造方法」の上記カナダ特許出
願第393671号明細書には、H13鋼から形成したマ
ニホールドプレートのチヤンネルにおける加熱素
子のわまりに銅を流し込む（casting）こととが
記載されている。1982年３月13日に出願された名
称「成形部材における加熱器装置」の上記カナダ
特許出願第400058号明細書にはカートリツジヒー
ターをH13鋼マニホールドプレートに一体に流し
込む方法が記載されている。

これらの両構造では熱伝導および温度制御が改
善されているけれども、成形材料に対して一層困
難な射出成形に適用する場合には耐摩滅および耐
腐食性並びに温度制御を一層臨界的にする必要が
ある。更に、入手しうる成形材料の品質の下低は
現在するシステムにおいてもはや許容されなくな
る程度の腐食を受けやすくなる。それ故、ある種
の腐食または摩滅材料の場合には、溶融物通路を
ステンレス鋼の如き耐腐食および耐摩滅材料を介
してその全長にわたつて延在させる必要がある。
しかしながら、この事は溶融物を狭い臨界範囲内
に維持する極めて信頼性のある温度制御手段を組
合せる必要がある。

極く最近において、1980年12月９日に発行され
た名称「加熱器素子に鋳込まれたスプルー・プツ
シング」のアメリカ特許第4238671号明細書に記
載されているタイプの少数の加熱ノズルまたはス
プレープツシングを有する比較的に直進するスプ
ルーゲート付多キヤビテイシステム用の改良マニ
ホールドを得ることが望まれている。また、この
タイプの改良ノズルは1980年10月24日に出願され
た名称「スプループツシングおよびその製造方
法」のカナダ特許出願第363161号明細書および
1981年７月15日に出願された名称「スプループツ
シングコネクター組立体および方法」のカナダ特
許請求願第381799号明細書に記載されている。特
性のこの改良された組合わせを有する以外に、こ
のシステム用のマニホールドは比較的に経済的に
製造できることが望ましい。更に、このシステム
においては著しく経済的で、しかもシステムが故
障したり、溶融物が溶融物通路で分解しまたは凝
固した場合に溶融物通路が比較的に洗浄し難い従
来のマニホールドプレートの欠点を克服すること
である。

本発明の目的は上述する問題を少なくとも一部
分克服した耐摩滅および耐腐食性、および熱伝導
性並びに製造方法の経済性の特性の改良された組
合わせを有する多キヤビテイスプルーゲート付シ
ステム用の改良マニホールドを提供することであ
る。

一つの観点において、本発明は溶融物通路を各
ゲートに延長させる孔を有する複数の加熱ノズル
を具えた多キヤビテイスプルーゲート付射出成形
システム用の電気的に加熱する一体マニホールド
において、(a)共通入口から出口に延長し各ノズル
の孔と整列する相当する数の溶融物ダクトを有す
る耐摩滅および耐腐食性材料から形成した内部本
体部分；(b)該内部本体部分を受ける中心開口を有
する保持環状部分、この保持環状部分は前記内部
本体部分とこれらの周囲のまわりに延在する空間
を画成する；(c)前記周囲空間から延長する端子部
材を有する前記周囲空間における前記内部本体部
分のまわりに延在する電気加熱素子；および(d)前
記周囲空間を満たし、かつマニホールドを一体構
造で形成する加熱素子のまわりの高伝導性部分か
ら構成したことを特徴とする電気的に加熱する一
体マニホールドである。

他の観点において、本発明は高伝導性材料で包
囲された電気加熱素子を受け入れる周囲空間を画
成する中空保持環状部分内に位置して延在する複
数の溶融物ダクトを具えた内部本体部分を有する
電気的に加熱する射出成形マニホールドを製造す
る方法において、(a)共通入口から個々の出口に延
長する複数の溶融物ダクトを具えた適当な耐摩滅
および耐腐食性材料の内部本体部分を形成し；(b)
周囲空間を画成し、かつ前記内部本体部分を受け
入れるのに適合した中心開口を有する中空保持環
状部分を形成し；(c)該保持環状部分と前記内部本
体部分との間に形成された前記周囲空間内に位置
する加熱素子と前記保持環状部分とを前記内部本
体部分上に組立て；および(d)高伝導性材料を前記
周囲空間に真空流し込みし、これにより前記加熱
素子を包囲し、マニホールドを一体構造で形成す
ることを特徴とする電気的に加熱する射出成形マ
ニホールドの製造方法である。

第１図は本発明のマニホールド１０を有する多
キヤビテイスプルーゲート付射出成形システムの
１部分を示している。このシステムはキヤビテイ
プレート１４に取付けられた一対の加熱ノズルま
たはスプループツシング１２を含んでいる。２個
の溶融物通路１６はマニホールド１０の溶融物ダ
クト１８を介して延長してノズル１２の各中心孔
２０と整列する。溶融物通路１６は溶融物を成形
機２２からキヤビテイプレート１４のゲート２４
に圧送し、該キヤビテイプレート１４を通して溶
融物を個々のキヤビテイ２６に流す。

各ノズル１２は螺旋状の電気加熱素子２８で加
熱する。この加熱素子２８は中心孔２０に延長す
るステンレス鋼内部部分３２を囲む伝導性銅部分
３０内に埋設されている。各ノズル１２はキヤビ
テイプレート１４の肩部３６上に定着する絶縁プ
ツシング部分３４を有し、これによつて加熱ノズ
ル１２と冷却チヤンネル４０により冷却されるキ
ヤビテイプレート１４との間に絶縁空気間隙また
は空間３８を形成する。空気間隙３８はノズルシ
ール４２で密封し、各ノズルシールは個々のノズ
ル１２内の中心孔２０と整列するように位置し、
かつゲート２４の付近のキヤビテイプレート１４
に接するようにする。ノズルシール４２は、1977
年９月２日発行の各称「射出成形ノズルシール」
のアメリカ特許第4043740号明細書に記載されて
いるようにチタン合金から形成され、加圧溶融物
が空気間隙３８に漏出するのを防止し、かつノズ
ル１２から付加熱を移動するように作用するよう
にする。

マニホールド１０は保持環状部分４４と、該保
持部分４４を貫通する一般に円形の中心開口５０
の組立位置に受け入れられるような形状の外面４
８を有する内部本体部分４６とを有する。保持環
状部分４４は内部本体部分の外面４８により形成
される内面５２を有し、これにより組立位置にお
ける内部本体部分の周囲のまわりに延在する一般
に円形形状の空間５４を形成する。図面に示すよ
うに保持環状部分４４および内部本体部分４６は
周囲空間５４の対向側面上において互いに他方の
部分の個々の肩部６０および６２と対向して接す
るフランジ付部分５６および５８を有する。マニ
ホールド１０は電気加熱素子６４を有し、この加
熱素子６４は周囲空間５４の高伝導部分６８内に
埋設するコイル６６と保持環状部分の端開口７２
から延長する一対の冷端子７０とを有する。電気
加熱素子６４は端開口７２のそれぞれに定着する
カラー７４を介して延長する。内部本体部分４６
は共通入口７６から別々の出口７８にわたつて斜
めに外方に延長する一対の溶融物ダクト１８を有
する。入口７６には成形機２２を受け入れるよう
にくぼませ、出口７８はノズル１２の中心孔２０
と整列させる。

第１図に示すように、また保持環状部分４４は
端開口７２間に延在する熱電対孔８０を有する。
熱電対孔８０はプラグ８２を有し、熱電対壁８４
はプラグ８２を通し加熱素子６４に隣接する高伝
導部分６８にわたつて穴あけする。熱電対孔８０
は端開口７２間に該開口７２より僅かに上に設け
て、熱電対壁８４を高伝導部分６８に穴あけする
場合に加熱素子コイル６６に当らないようにす
る。内部本体部分４６は溶融物ダクト１８を流れ
る加圧溶融物による腐食および摩滅に耐える材料
から形成し、特にステンレス鋼から形成するのが
好ましい。加熱素子コイル６６を埋設する伝導部
分６８は十分に熱伝導性にして熱をコイル６６か
ら速やかに除去し、かつ熱を内部本体部分４６の
外面４８に速やかに移動するようにし、このため
に伝導部分６８は銅から形成するのが好ましい。
更に、この事は加熱コイルの焼失する問題を減少
し、かつ熱を溶融物ダクト１８に沿つてより均一
に作用するようにする。この例においては保持環
状部分４４をH13鋼から形成し、電気加熱素子６
４のコイル６６を冷端子７０に取付ける中心抵抗
線８６から形成し、コイル６６および抵抗線８６
の両者を酸化マグネシウムの如き緻密な耐火性粉
末８８で包囲し、この周囲をインコネルの如き材
料からなるたわみ性金属外被９０で包囲する。

使用する場合に、多キヤビテイゲート付スプル
ーシステムを上述するように組立て、電力をすべ
ての加熱素子に供給してマニホールド１０および
ノズル１２を予定温度に加熱する。次いで、加圧
溶融物を成形機２２から溶融物通路１６に導入
し、制御操作サイクルを開始する。圧力を作用す
る時に、溶融物は溶融物通路１６を流れ、キヤビ
テイが充満した時に圧力を解放する。短い冷却期
間後、成形物を取出すために型を開放し、次いで
再び閉じ、サイクルを普通のようにして繰返す。
熱加圧溶融物はマニホールド１０の溶融物ダクト
１８に通し、次いでノズル１２に整列した中心孔
２０に通す。この中心孔２０において、溶融物は
その腐食および摩滅作用に耐えるステンレス鋼と
だけ連続的に接触する。同時に、加熱素子２８お
よび６４から溶融物通路１６の長さに沿つて熱を
比較的に均一に作用させる。制限温度範囲以外に
なる場合にポリ塩化ビニルの如き材料の結果とし
て溶融物通路１６が閉塞した時には、システムを
分解し、溶融物通路をきれいにする。入口７６か
ら出口７８に直線状に延長するマニホールド溶融
物ダクト１８の場合には、彎曲した溶融物通路を
有する従来のマニホールドプレートに比べて比較
的容易に穴あけして形成することができる。

本発明のマニホールドを製造する好適な方法を
第２〜４図について説明する。保持環状部分４４
および内部本体部分４６を第２図に示すように機
械加工および穴あけする。内部本体部分４６には
機械加工してフランジ付部分５８および肩部６０
を有する外面４８を設ける。また、内部本体部分
４６には共通くぼみ入口７６から互いに離間した
出口７８に延長する直線溶融物ダクト１８を穴あ
けして設ける。保持環状部分４４には同様に機械
加工して内面５２、フランジ付部分５６および肩
部６２並びにボルト頭くぼみ９２を形成する。ま
た、環状部分４４には放射状に延長する加熱素子
端開口７２および熱電対孔８０を穴あけして設け
る。また、保持環状部分４４には充填ダクト９４
の上面９６から周囲空間５４に延びる充填ダクト
９４を穴あけして形成する。

コイル電気加熱素子６４を端開口７２を通して
突出する冷端子７０によつて保持環状部分４４に
差込む。次いで、加熱素子６４を差込んだ保持環
状部分４４をその中心開口５０を通して突出する
内部本体部分４６上に位置させる。この組立状態
において、保持環状部分４４のフランジ付部分５
６は内部本体部分４６の肩部６０に対向して接
し、内部本体部分４６のフランジ付部分５８は保
持環状部分４４の肩部６２に対向して接する。内
部本体部分４６の外面４８および保持環状部分４
４の内面５２はこれらの両面間に一般に円形形状
の周囲空間５４を画成する。コイル加熱素子６４
はその外被９０のまわりをクリンプする複数のス
ペーサークリツプ９８を有する。これらのスペー
サークリツプ９８は「射出成形加熱器用のスペー
サークツプ」の名称の1981年12月10日に出願され
たカナダ特許出願第392020号明細書に記載されて
いる。次いで、カラー７４を加熱素子端子７０上
を摺動して端開口７２に密報固定して該端開口か
らの漏出を防止する。

上述するように組立てた後、中空円筒充填管１
００を保持環状部分４４の上面４６上に直立状態
で位置させる。第３図に示すように、充填管１０
０を周囲空間５４に延長する充填ダクト９４と整
列させる。次いで、ニツケルろう付ペーストを充
填管１００の基部のまわりに、および内部本体部
分４６と保持環状部分４４との間の接合部分に沿
つて、および端カラー７４および熱電対プラグ８
２のまわりに付着する。次いで、組立マニホール
ド１０を真空炉１０２内で加熱する。この事は
1193.3℃（2180〓）付近で溶融するニツケルろう
付け化合物をすべての接合部分に沿つて流し、接
合部をろう付けして充填管１００を所定の位置に
位置させ、他の接合部分を漏出防止のために密封
する。次いで、予定量の銅のスラグ１０４を充填
管１００に第３図に示すように装填し、次いで組
立体全体を第４図に示すように直立状態で真空炉
に再び装入する。銅の場合に組立体は銅スラグ１
０４を溶融するが、ニツケルろう付け化合物を溶
融しない約1065.6℃（1950〓）の温度まで加熱す
る。この温度は銅が充填ダクト９４を通して流下
し、加熱素子コイル６６を包囲する周囲空間５４
を完全に満すまで維持する。部分真空下で銅を流
し込む場合には加熱素子コイル６６および包囲面
４８および５２の両者に極めて緊密な結合または
融着を達成する。上述するように、この事は加熱
素子６４から遠ざかり、内部本体部分４６への熱
の流れを良くし、絶縁空気間隙の結果として生ず
る「ホツトスポツト（hot spots）」による加素子
焼失の可能性を殆んど除去することができる。マ
ニホールド１０を真空炉から取除き、冷却した
後、充填管１００を機械的に取去る。次いで、熱
電対壁８４を熱電対プラグ８２を通して加熱素子
コイル６６に隣接する高伝導性部分６８に穴あけ
する。熱電対プラグ８２は保持環状部分４４より
穴あけしやすくなるために軟ステンレス鋼の如き
材料から形成する。

上述においてマニホールド１０およびこれを製
造する方法を好適な例について記載したが、本発
明はこれにより制限されるものではなく、本発明
は本明細書および特許請求の範囲を逸脱しない限
り当業者により種々変更を加えることができる。
例えば、構成部分を上述する記載とは異なる形状
に、および適当な特性を有する異なる材料から作
ることができる。多くのキヤビテイ２６に導びく
多数のノズル１２を用いて使用するために、付加
溶融物ダクト１８を内部本体部分４６に穴あけし
て設けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多キヤビテイゲート付スプルーシステ
ムを示す本発明の好適な構造のマニホールドの断
面図、第２図は第１図に示すマニホールドの構成
部分の分解図、第３図は本発明の好適な製造方法
の一段階を示す組立構成部分の断面図、および第
４図は真空炉内に挿入するために用意した組立マ
ニホールドの一バツチを示す説明用線図である。 １０……マニホールド、１２……加熱ノズルま
たはスプループツシング、１４……キヤビテイプ
レート、１６……溶融物通路、１８……溶融物ダ
クト、２０……ノズル１２の中心孔、２２……成
形機、２４……ゲート、２６……キヤビテイ、２
８，６４……電気加熱素子、３０……伝導性部
分、３２……ステンレス鋼内部部分、３４……絶
縁プツシング部分、３６……肩部、３８……絶縁
空気間隙または空間、４０……冷却チヤンネル、
４２……ノズルシール、４４……保持環状部分、
４６……内部本体部分、４８……外面、５０……
中心開口、５２……内面、５４……空間、５６，
５８……フランジ付部分、６０，６２……肩部、
６６……コイル、６８……高伝導部分、７０……
冷端子、７２……端開口、７４……カラー、７６
……共通入口、７８……出口、８０……熱電対
孔、８２……プラグ、８４……熱電対壁、８６…
…中心抵抗線、８８……耐火性粉末、９０……た
わみ性金属外被、９２……ボルト頭くぼみ、９４
……充填ダクト、９８……スペーサークリツプ、
１００……中空円筒充填管、１０２……真空炉、
１０４……スラグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融物通路を各ゲートに延長させる孔を有す
   る複数の加熱ノズルを具えた多キヤビテイスプル
   ーゲート付射出成形システム用の電気的に加熱す
   る一体マニホールドにおいて、 (a) 共通入口から出口に延長し各ノズルの孔と整
   列させて連通する相当する数の溶融物導管を有
   する耐摩滅および腐食性材料から形成した内部
   本体部分； (b) 該内部本体部分を受ける中心開口を有する保
   持環状部分、この保持環状部分は前記内部本体
   部分とこれらの周囲のまわりに延在する空間を
   画成する； (c) 前記周囲空間から延長する端子手段を有する
   前記周囲空間における前記内部本体部分のまわ
   りに延在する電気加熱素子；および (d) 前記周囲空間を満し、かつマニホールドを一
   体構造で形成する加熱素子のまわりの高伝導性
   部分 から構成したことを特徴とする電気的に加熱する
   一体マニホールド。 ２ 前記保持環状部分は該環状部分内に延在し、
   高伝導性材料を流し込む周囲空間に連通する充填
   ダクトを有する特許請求の範囲第１項記載のマニ
   ホールド。 ３ 前記保持環状部分は該環状部分を貫通して延
   在し、かつ加熱素子端子部材を突出する前記周囲
   空間に連通する少なくとも１個の端開口を有する
   特許請求の範囲第２項記載のマニホールド。 ４ 前記加熱素子は、一般に円形の前記周囲空間
   において前記内部本体部分のまわりに延在する複
   数のコイルを有する特許請求の範囲第３項記載の
   マニホールド。 ５ 前記溶融物ダクトは内部本体部分を斜めに外
   方に中心入口から円周的に離間する出口に延長
   し、かつ洗浄しやすくするために直線にした特許
   請求の範囲第４項記載のマニホールド。 ６ 前記保持環状部分を通して前記周囲空間に延
   在する熱電対孔、注入中漏出するのを防止するた
   めに前記熱電対孔の外側部分に挿入するプラグ、
   および該プラグを通し前記加熱素子に隣接する高
   伝導性部分に延在する熱電対収納壁を含む特許請
   求の範囲第４項記載のマニホールド。 ７ 前記内部本体部分をステンレス鋼とし、高伝
   導性部分を銅とした特許請求の範囲第１、２また
   は３項記載のマニホールド。 ８ 高伝導性材料で包囲された電気加熱素子を受
   け入れる周囲空間を画成する中空保持環状部分内
   に位置して延在する複数の溶融物ダクトを具えた
   内部本体部分を有する電気的に加熱する射出成形
   マニホールドの製造方法において、 (a) 共通入口から個々の出口に延長する複数の溶
   融物ダクトを具えた適当な耐摩滅および耐腐食
   性材料の内部本体部分を形成し； (b) 周囲空間を画成し、かつ前記内部本体部分を
   受け入れるのに適合した中心開口を有する中空
   保持環状部分を形成し； (c) 該保持環状部分と前記内部本体部分との間に
   形成された前記周囲空間内に位置する加熱素子
   と前記保持環状部分とを前記内部本体部分上に
   組立て；および (d) 高伝導性材料を前記周囲空間に真空流し込み
   し、これにより前記加熱素子を包囲し、マニホ
   ールドを一体構造で形成することを特徴とする
   電気的に加熱する射出成形マニホールドの製造
   方法。 ９ 前記加熱素子は端子部材を有し、少なくとも
   １個の端開口を保持環状部分を通して設け、前記
   加熱素子は、保持環状部分を内部本体部分上に組
   立てる前に、前記少なくとも１個の開口を通して
   挿入する端子部材によつて前記保持環状部分内に
   位置させる特許請求の範囲第８項記載のマニホー
   ルドの製造方法。 １０ (b)工程においては組立後上面から前記保持
   環状部分を通して周囲空間に連通する充填ダクト
   を穴あけし、(d)工程において高伝導材料を充填ダ
   クトを通して周囲空間に流し込みする特許請求の
   範囲第９項記載のマニホールドの製造方法。 １１ 流し込み中、前記高伝導材料の漏出するの
   を防止するために周囲空間を実質的に密封する特
   許請求の範囲第１０項記載のマニホールドの製造
   方法。 １２ (d)工程において、端開口付き充填管を充填
   ダクトのまわりの保持環状部分の上面に固定し、
   予定量の高伝導材料を前記充填管に装入し、組立
   体を真空炉内において加熱して前記ダクトを流下
   する伝導性材料を溶融し、この溶融物を加熱素子
   のまわりの周囲空間に充満させ、更に組立体を真
   空炉から取出した後充填管を機械加工により取除
   く特許請求の範囲第１１項記載のマニホールドの
   製造方法。 １３ 密封および流し込み工程は前記ダクトの上
   端のまわりの保持環状部分の上面上に充填管を位
   置し、該充填管と前記上面との間の接合のまわり
   におよび保持環状部分と内部本体部分との間の接
   合に沿つてろう付け材料を被着し、組立体を真空
   炉内においてろう付けして充填管を予定位置に固
   定し、流し込み中漏出するのを防止するために周
   囲空間を密封する特許請求の範囲第１２項記載の
   マニホールドの製造方法。 １４ 内部本体部分と保持環状部分との間に形成
   した前記周囲空間を、一般に円形に形成し、およ
   び前記加熱素子を複数のコイルから形成する特許
   請求の範囲第１３項記載のマニホールドの製造方
   法。 １５ 溶融物ダクトを内部本体部分を通して直線
   状に穴あけして中心入口から円周的に離間した出
   口に斜めに外方に向けて延在させる特許請求の範
   囲第１４項記載のマニホールドの製造方法。 １６ 前記保持環状部分を通して前記周囲空間に
   延長する熱電対孔を穴あけし、プラグをかかる熱
   電対孔の少なくとも１部に挿入して流し込み中漏
   出するのを防止し、流し込み後熱電対を収納する
   壁を前記プラグを通し前記加熱素子に隣接する高
   伝導性材料に穴あけし、前記プラグを前記保持環
   状部分より軟質の材料から形成する各工程を含む
   特許請求の範囲第１１項記載のマニホールドの製
   造方法。 １７ 内部本体部分をステンレス鋼から形成し、
   高伝導材料を銅とする特許請求の範囲第１０、１
   １または１２項記載のマニホールドの製造方法。