(57)【要約】【課題】  バルブケーシングに嵌合リングを確実に固定することができ、断熱効果に優れたバルブゲート式金型装置とその製造方法を提供する。【解決手段】  バルブケーシング12と嵌合リング16との接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、バルブケーシング12と嵌合リング16とに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、バルブケーシング12と嵌合リング16との段差面35と反ゲート側面32Ｈを仮接合し、仮接合された状態のバルブケーシング12と嵌合リング16とを所定の雰囲気温度で熱処理し、バルブケーシング12と嵌合リング16とを接合する。嵌合リング16の組み込み孔５への嵌合構造において、断熱性を有する嵌合リング16を用いることにより、バルブケーシング12の先端側と固定型１との間の断熱がなされる。【選択図】  図１
2006056203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、これら型体のうち製品キャビティへ開口するゲートを有する型体に設けられたバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、前記型体に形成された組み込み孔内に組み込まれると共に材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記バルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉するバルブ体と、前記バルブケーシングを加熱する加熱手段とを有し、前記バルブケーシングのゲート側先端部の外周面に断熱性を有する嵌合リングを設け、この嵌合リングは前記組み込み孔に嵌合され、前記バルブケーシングと嵌合リングとの接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、前記バルブケーシングと嵌合リングとに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記バルブケーシングと嵌合リングとの接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記バルブケーシングと嵌合リングとを所定の雰囲気温度で熱処理し、前記バルブケーシングと嵌合リングとを接合してなることを特徴とするバルブゲート式金型装置。
【請求項２】
前記嵌合リングは空気断熱部を有することを特徴とする請求項１記載のバルブゲート式金型装置。
【請求項３】
互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、これら型体のうち製品キャビティへ開口するゲートを有する型体に設けられたバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、前記型体に形成された組み込み孔内に組み込まれると共に材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記バルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉するバルブ体と、前記バルブケーシングを加熱する加熱手段とを有し、前記バルブケーシングのゲート側先端部の外周面に断熱性を有する嵌合リングを設け、この嵌合リングは前記組み込み孔に嵌合され、前記バルブケーシングと嵌合リングとに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記バルブケーシングと嵌合リングとの接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記バルブケーシングと嵌合リングとを所定の雰囲気温度で熱処理することを特徴とするバルブゲート式金型装置の製造方法。
【請求項４】
前記圧力を５０メガパスカル以下とすることを特徴とする請求項３記載のバルブゲート式金型装置の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理を不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項３又は４記載のバルブゲート式金型装置の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理の温度を接合すべき部材の最も低い融点の５５％〜８５％の温度範囲とすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のバルブゲート式金型装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形などに用いられるバルブゲート式金型装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品キャビティへのゲートまでの材料通路内の成形材料である樹脂を加熱して常時溶融状態に保つホットランナー金型装置において、ゲートをバルブピンにより機械的に開閉するバルブゲート式金型装置が知られている。なお、ホットランナー金型装置は、成形能率を高めることを目的としたものであり、ゲートを閉じるのは、型開時などにゲートから樹脂が漏れるのを防止するためである。
【０００３】
ここで、従来のバルブゲート式金型装置について説明する。型体である固定型と可動型は互いに移動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状の製品キャビティを形成する。固定型は固定側型板と固定側受け板とを備え、固定側型板には前記製品キャビティへ開口するゲートが形成されている。前記固定側受け板及び固定側型板に貫通形成された組込み孔にはバルブ装置のバルブケーシングが組み込まれている。このバルブケーシングはほぼ筒状になっており、その中心に前記ゲートに連通する材料通路が形成されている。前記バルブケーシングの外周面には材料通路内の成形材料である熱可塑性樹脂を常時溶融状態に保つための加熱手段であるコイルヒーターと、このコイルヒーターを外側から覆うヒーターカバーとが設けられている。前記バルブケーシングの材料通路にはマニホールドの材料通路であるライナーが接続され、このランナーには射出成形機から成形材料が送られてくる。前記バルブケーシング内には油圧シリンダーなどにより駆動されてガイドブッシュに支持されながら移動することにより前記ゲートブッシュのゲートを開閉するバルブピンが設けられている。このバルブピンは固定側型板に設けたゲートに嵌合してこれを閉塞する。そして成形時には、複数の型体を型閉してこれら型体間に製品キャビティを形成するとともにゲートを開き、材料通路からゲートを介して製品キャビティ内に成形材料を充填する。ついで、バルブピンによりゲートを閉じ、さらに、製品キャビティ内の成形材料が固化した後、型開して製品キャビティ内の成形材料すなわち成形された製品を取り出す。その後、再び型閉して以上の成形サイクルを繰り返すが、全成形サイクルを通じて、バルブケーシングの材料通路内の成形材料は加熱手段の加熱により常時溶融状態に保たれる。
【０００４】
前述のように、材料通路内の樹脂はヒーターの加熱により常時溶融状態に保たれるが、ゲートから製品キャビティ内に充填された樹脂は固化させるために冷却しなければならない。しかも、成形能率を高めるためには、速やかに冷却することが望ましい。したがって、バルブケーシングとこのバルブケーシングを内部に組み込んである固定型との間の断熱が重要である。この断熱のために、バルブケーシングやヒーターを覆うヒーターカバーの外面と、これらを組み込む組み込み孔の内面との間には、断熱層をなす隙間を形成しており、バルブケーシングの外面と組み込み孔の内面とは小範囲でのみ接触させている。
【０００５】
この場合、バルブケーシングのゲート側の外周面に嵌合リングを設け、この嵌合リングを小範囲で組み込み孔に接触させ、バルブケーシング側からヒーターによる加熱効率を高めるようにしているが、嵌合リングの熱伝導による熱の移動は避けられないため、バルブケーシングにおいて、ヒーターの中間部よりゲート側の温度が低下し、材料通路全体を均一に加熱することができなかった。
【０００６】
このような問題を考慮して、嵌合リングに相当するシールリングを金属製とし、このシールリングの組み込み孔の内面に接触する面にセラミック層を形成したバルブゲート式金型装置（例えば特許文献１）が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３２０５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のバルブゲート式金型装置では、シールリングの強度を向上することができると共に、バルブケーシングの組み込み孔への取り付けも容易となり、かつセラミック層により断熱効果が得られる。
【０００８】
ところで、シールリングは、バルブケーシングにおけるゲート側の先端部に外周に嵌合されて固定されているため、バルブケーシングを組み込み孔から取外す際、嵌合リングが外れたり、バルブケーシングを組み込み孔から組み込む際、嵌合リングが位置ずれを起したりする虞がある。また、セラミック層により断熱効果が得られるが、これよりも更に断熱性に優れた構造が望まれている。
【０００９】
本発明は、このような問題点及び課題を解決しようとするもので、バルブケーシングに嵌合リングを確実に固定することができ、断熱効果に優れたバルブゲート式金型装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、これら型体のうち製品キャビティへ開口するゲートを有する型体に設けられたバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、前記型体に形成された組み込み孔内に組み込まれると共に材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記バルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉するバルブ体と、前記バルブケーシングを加熱する加熱手段とを有し、前記バルブケーシングのゲート側先端部の外周面に断熱性を有する嵌合リングを設け、この嵌合リングは前記組み込み孔に嵌合され、前記バルブケーシングと嵌合リングとの接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、前記バルブケーシングと嵌合リングとに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記バルブケーシングと嵌合リングとの接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記バルブケーシングと嵌合リングとを所定の雰囲気温度で熱処理し、前記バルブケーシングと嵌合リングとを接合してなるものである。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記嵌合リングは空気断熱部を有するものである。
【００１２】
請求項３の発明は、互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、これら型体のうち製品キャビティへ開口するゲートを有する型体に設けられたバルブ装置とを備え、このバルブ装置は、前記型体に形成された組み込み孔内に組み込まれると共に材料通路を内部に形成したバルブケーシングと、前記バルブケーシングの内部に設けられ前記ゲートを開閉するバルブ体と、前記バルブケーシングを加熱する加熱手段とを有し、前記バルブケーシングのゲート側先端部の外周面に断熱性を有する嵌合リングを設け、この嵌合リングは前記組み込み孔に嵌合され、前記バルブケーシングと嵌合リングとに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記バルブケーシングと嵌合リングとの接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記バルブケーシングと嵌合リングとを所定の雰囲気温度で熱処理する製造方法である。
【００１３】
また、請求項４の発明は、前記圧力を５０メガパスカル以下とする製造方法である。
【００１４】
また、請求項５の発明は、前記熱処理を不活性雰囲気中で行う製造方法である。
【００１５】
また、請求項６の発明は、前記熱処理の温度を接合すべき部材の最も低い融点の５５％〜８５％の温度範囲とする製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の構成によれば、成形時には、複数の型体を型閉してこれら型体間に製品キャビティを形成するとともに、バルブ体を移動させてゲートを開放し、材料通路からゲートを介して製品キャビティ内に熱可塑性樹脂などの成形材料を流入させる。そして、製品キャビティ内に成形材料が充填された後、バルブ体を移動させてゲートを閉塞する。さらに、製品キャビティ内の成形材料が固化した後、複数の型体を開き、成形された製品を離型させて取り出す。その後、再び型閉して以上の成形サイクルを繰り返すが、全成形サイクルを通じて、バルブケーシングの材料通路内の成形材料はヒーターの加熱により常時溶融状態に保たれる。
【００１７】
そして、組み込み孔に組み込むバルブケーシングは、嵌合リングが組み込み孔に嵌合することにより、型体に支持され、前記嵌合リングの組み込み孔への嵌合構造において、断熱性を有する嵌合リングを用いることにより、バルブケーシングと型体との間の断熱がなされる。また、バルブケーシングと嵌合リングとの接合において、溶接補助材をまったく使用せずに強固に接合でき、両者の材質が異なる場合でも、接合面の全面を均一に接合することができる。このようにバルブケーシングと嵌合リングとを強固に一体化できるため、型体への取外及び取付の際に、バルブケーシングから嵌合リングが外れたり、位置ずれを起したりすることがなくなる。
【００１８】
また、請求項２の構成によれば、空気断熱部により型体とバルブケーシングの先端部との間で高い断熱効果を得ることができる。
【００１９】
また、請求項３の構成によれば、断熱性を有する嵌合リングを用いることにより、バルブケーシングと型体との間の断熱がなされる。また、バルブケーシングと嵌合リングとの接合において、溶接補助材をまったく使用せずに強固に接合でき、両者の材質が異なる場合でも、接合面の全面を均一に接合することができる。このようにバルブケーシングと嵌合リングとを強固に一体化できるため、型体への取外及び取付の際に、バルブケーシングから嵌合リングが外れたり、位置ずれを起したりすることがなくなる。
【００２０】
また、請求項４の構成によれば、加圧のための装置の大型化を招くことがない。
【００２１】
また、請求項５の構成によれば、熱処理を不活性雰囲気中で行うことにより接合箇所の品質が安定する。
【００２２】
また、請求項６の構成によれば、前記熱処理の温度を接合すべき部材の融点の５５％〜８５％の温度範囲とすることが熱処理上から好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規なバルブゲート式金型装置とその製造方法を採用することにより、従来にないバルブゲート式金型装置とその製造方法が得られ、そのバルブゲート式金型装置とその製造方法について記述する。
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の成形用金型装置の実施例について説明すると、図１〜図３は本発明の実施例１を示し、同図において、１は固定型、２は可動型で、型体であるこれら固定型１および可動型２は、図１における図示上下方向（型開閉方向）に互いに移動して開閉し、型閉時に相互間に製品形状の製品キャビティ３を形成するものである。固定型１は、その本体部としての金属製の固定側型板４と、この固定側型板４の裏側にスペーサーブロックを介して固定された固定側取り付け板（図示していない）とを備えており、この固定側取り付け板と固定側型板４との間にはマニホールド６が設けられている。このマニホールド６は、材料通路であるランナー７が内部に形成されており、このランナー７内の成形材料である熱可塑性樹脂は、マニホールド６に設けられた図示していないヒーターの加熱により常時溶融状態に保たれるようになっている。なお、前記固定側型板４は、固定側受け板あるいはゲートブッシュなどを加えて複数の部材により構成したものであってもよい。また、前記固定側型板４には組み込み孔５が貫通形成されており、この組み込み孔５における可動型２側の先端部は、前記製品キャビティ３に連通するゲート８になっており、このゲート８はダイレクトゲートである。
【００２５】
また、固定型１には、前記ゲート８を開閉するバルブ装置11が組み込まれている。つぎに、このバルブ装置11の構成を説明する。前記固定側型板４の組み込み孔５内に、前記型開閉方向を軸方向とするほぼ筒状のバルブケーシング12が組み込まれている。このバルブケーシング12は、金属製であって、径小部たる本体部13の反ゲート８側に、径大部たるフランジ部14を一体に有し、前記マニホールド６および固定側型板４間に固定されて支持されている。そして、それら本体部13及びフランジ部14の外周面は円柱面状をなす。また、バルブケーシング12のゲート８側である先端部15はテーパ状の先細り形状をなす。
【００２６】
また、前記バルブケーシング12におけるゲート８側の端部の外周面には嵌合リング16が設けられ、この嵌合リング16が前記組み込み孔５の円柱状の嵌合孔５Ａに嵌合することによりバルブケーシング12のゲート８側が型体である固定側型板４に位置決め状態で支持固定され、一方、前記バルブケーシング12のフランジ部14の先端側が、前記組み込み孔５におけるマニホールド６側の端部に形成された径大嵌合受部５Ｂに嵌合し、これにより、バルブケーシング12のフランジ部14のゲート８側が型体である固定側型板４に位置決め状態で支持固定されている。
【００２７】
前記バルブケーシング12の内部は、マニホールド６内のランナー７を前記ゲート８に連通させる材料通路21になっている。この材料通路21は、前記型開閉方向を軸方向とするほぼ円柱形状になっており、前記本体部13の中心に位置する本体部たる直線部22と、ランナー７側に位置して屈曲した屈曲部23とを備える。また、材料通路21の直線部22におけるゲート８側の先端部内周面には、前記型開閉方向に延びる３枚の支持羽根25が形成されている。この支持羽根25は、直線部22の中心軸に対して120度ずつ離れて放射状に位置し、それら支持羽根25間の凹溝状の部分が材料通路21になっている。
【００２８】
前記ケーシング12には、バルブ体であるバルブピン26が内蔵されており、前記型開閉方向を軸方向としており、製品キャビティ３側の先端部に形成された円柱状のゲート閉塞部27が前記ゲート８に挿脱自在に嵌合して該ゲート８を閉じるものである。
【００２９】
また、前記バルブピン26は、前記バルブケーシング12の支持羽根25の内側縁に外周面が常時摺動自在に接触している。これにより、バルブピン26のゲート８側の先端部が支持されている。一方、ゲート８を開いた状態では、バルブピン26の先端は支持羽根25の中間部に位置するようになっており、バルブピン26の先端は常時支持羽根25により支持されている。さらに、バルブピン26は、バルブケーシング12の反ゲート８側のフランジ部14に設けた支持孔28により支持されている。すなわち、支持孔28内をバルブピン26が摺動自在に貫通している。また、バルブケーシング12の外周には、材料通路21内の樹脂を加熱する加熱手段たるヒーター９が設けられ、このヒーター９の外周をヒーターカバー10により覆っている。
【００３０】
また、組み込み孔５と嵌合リング16の嵌合箇所より反ゲート側には、ヒーターカバー10の外周と組み込み孔５との間に間隙を設けることにより、空気断熱層29が形成されている。
【００３１】
また、前記バルブケーシング12の先端部15と組み込み孔５との間には隙間30が設けられ、この隙間30が材料通路21及びゲート８に連通することにより成形材料である樹脂が侵入して樹脂断熱層が形成される。
【００３２】
バルブケーシング12をステンレス製とした場合、前記嵌合リング16は、ステンレスより熱伝導率が小さい材質、例えばチタン系の合金により形成することが好ましい。前記嵌合リング16は、前記バルブケーシング12の先端部の外周面31に外嵌する内リング部32と、この内リング部32の外周に一体に設けられた外リング部33とからなり、この外リング部33は内リング部32より先端側に突出して設けられ、断面略Ｌ型をなし、内部に略Ｌ型の空間部34が形成されている。尚、前記内リング部32の内周面32Ｎが前記外周面31に外嵌する。また、前記内リング部32の反ゲート側面32Ｈに対応して、前記バルブケーシング12の先端側には段差面35が形成され、前記空間部34は前記反ゲート側面32Ｈに開口して設けられている。そして、前記段差面35と反ゲート側面32Ｈがバルブケーシング12と嵌合リング16の接合面であり、両者を接合した状態で、前記バルブケーシング12と嵌合リング16との間の前記空間部34が空気断熱部となる。尚、前記外リング部33の外周が前記組み込み孔５の円柱状の嵌合孔５Ａに嵌合する。
【００３３】
そして、段差面35と反ゲート側面32Ｈを平坦面に加工し、好ましくは鏡面に加工する。段差面35と反ゲート側面32Ｈは、粗面（表面荒さがＪＩＳ規格で▽印程度）でもよいが、鏡面に加工する方が部材の接合強度が高くかつ、接合による変形を小さくすることができるので好ましく、接合面における鏡面についての数値的範囲は必ずしも明確でないが、ここではＲａ０．３以下の数値の平滑度（数値が小さいなれば平滑度は高くなる）を有する表面加工状態を言う。
【００３４】
段差面35と反ゲート側面32Ｈを突き合わせ、公知の位置決め手段等を用いてバルブケーシング12と嵌合リング16とを上下に重ね合わせ、このバルブケーシング12と嵌合リング16を上下に重ね合わせた積層体12Ｓを、通電接合装置に装着して、段差面35と反ゲート側面32Ｈを接合する。
【００３５】
図３には本例の通電接合装置の全体構成を示してある。この図に示すように、本例の通電接合装置Ｔは、通電接合機70と熱処理機80を備えている。通電接合機70は、基台72の上に絶縁部材を介して公知の方法で基台72と電気的に絶縁して固定された下側通電電極73と、基台72の上方に配置され当該基台72に公知の方法で支持された流体圧シリンダ74と、流体圧シリンダ74のピストンロッド75の先端に絶縁部材を介して公知の方法でピストンロッド75と電気的に絶縁して固定された上側通電電極76とを備えている。
【００３６】
流体圧シリンダ74は被接合材を押圧する加圧装置として機能する。加圧装置としては流体圧シリンダの代わりに電動モータ、ねじ機構などを用いて上側通電電極76を昇降させるようにしてもよい。上側および下側の通電電極73，76は、電源装置77に電気的に接続されており、電源装置77は、直流のパルス電流を供給できるようになっている。本例の電源装置77の供給電力は、電圧が１００Ｖ以下で、電流が２０００から５０００Ａの範囲内の大電流電力である。なお、本例では上側通電電極76を移動可能としてあるが、逆に下側通電電極73を移動可能とすることもでき、また、双方を移動可能にすることも可能である。
【００３７】
次に、熱処理機80は公知の構造の真空熱処理炉を備えた構成となっている。なお、通電接合機70と熱処理機80を一体化した装置構成とすることもでき、また、これらを移動可能な構造とすることもできる。勿論、これらを別個に配置してもよい。
【００３８】
次に、この構造の通電接合装置Ｔを用いて、積層体12Ｓを構成しているバルブケーシング12と嵌合リング16を相互に接合する手順を説明する。
【００３９】
まず、通電電極73，76の間に積層体12Ｓを挟み、流体圧シリンダ74を駆動して、ピストンロッド75により上側通電電極76を降下させる。この結果、積層体12Ｓは、通電電極73，76の間に挟まれて、所定の押圧力で押し付けられた状態になる。バルブケーシング12の段差面35と嵌合リング16の反ゲート側面32Ｈとの間に所定の押圧力が作用した状態になる。この押圧力は部材の材質によっても異なるが５０メガパスカル以下でよい。
【００４０】
この結果、段差面35と反ゲート側面32Ｈの間が互いに接合された状態になる。この接合の正確な原理は必ずしも明確ではないが、接合面間での放電プラズマの発生、ジュール熱による熱拡散効果、電場による電解拡散効果などにより接合されるものと考えられる。
【００４１】
ここで、積層体12Ｓに所定の値の直流電流のみを流しても、また、直流電流およびパルス電流の双方を同時に流しても、段差面35と反ゲート側面32Ｈ間が互いに接合された状態を形成できることが確認された。
【００４２】
このようにして段差面35と反ゲート側面32Ｈが接合された状態は、接合強度の点からはまだ完全なものではない。そこで、この接合状態を仮接合状態と呼び、仮接合状態にある積層体12Ｓを仮接合体と呼ぶ。
【００４３】
この仮接合体を、熱処理機80の熱処理炉内において不活性雰囲気中で熱処理する。熱処理温度および時間は部材の材質および大きさによって異なるが、熱処理温度は、接合すべき部材の最も低い融点の５５％〜８５％の温度範囲とすることが望ましい。相互拡散熱処理を行うことにより、仮接合状態の段差面35と反ゲート側面32Ｈ間の接合が完全なものになって完全接合体になる。すなわち、段差面35と反ゲート側面32Ｈ間の接合強度が部材の材質強度に匹敵する値になったバルブケーシング12が得られる。尚、相互拡散処理を行った後、なましを行う。
【００４４】
本発明で用いる接合方法及び装置で使用する電流は、直流電流、パルス電流、及び直流電流とパルス電流との組み合わせ電流であるが、このうちパルス電流及び直流電流とパルス電流の組み合わせ電流を使用する場合にはパルス電流が必ず流されるのでパルス通電接合方法及び装置と呼ぶこともできる。
【００４５】
また、この接合方法では、次の様な効果を奏する。従来の放電プラズマ焼結法のようにグラファイト製の型を用いる必要がない。溶接補助材を全く使用せずに接合が可能である。接合面の全面を、かつ全面に渡って均一に接合できる。接合面を平面にするだけで容易に接合できる。接合面の平面精度を上げることによって接合強度を高くできる。接合強度を接合される金属部材の材質の強度と同一にできる。接合部の変形を微小にして接合できる。接合部周辺における溶接補助材、蝋の削除のような後加工が不要である。微細部分の接合も簡単に行うことができる。被接合部品を部品として完成してから接合できるので複雑な形状のものを接合により組立可能である。被接合部材の性質を損なうことなく接合することが可能である。異なる材質の金属部材を容易に接合可能である。接合部以外の部分温度を適正に制御して接合可能である。異なる形状の複数の部品を同時に接合可能である。
【００４６】
上述した熱処理を経て、図１に示す嵌合リング16を一体に設けたバルブケーシング12が得られる。従って、従来のように嵌合や他の接合方法を用いるものに比べて確実な接合状態が得られる。
【００４７】
本実施例では、組み込み孔５に組み込むバルブケーシング12は、嵌合リング16が組み込み孔５に嵌合することにより、固定型１に支持され、嵌合リング16の組み込み孔５への嵌合構造において、断熱性を有する嵌合リング16を用いることにより、バルブケーシング12の先端側と固定型１との間の断熱がなされる。また、バルブケーシング12と嵌合リング16との接合において、溶接補助材をまったく使用せずに強固に接合でき、両者の材質が異なる場合でも、接合面たる前記段差面35と反ゲート側面32Ｈの全面を均一に接合することができる。このようにバルブケーシング12と嵌合リング16とを強固に一体化できるため、固定型１への取外及び取付の際に、バルブケーシング12から嵌合リング16が外れたり、位置ずれを起したりすることがなくなる。
【００４８】
また、成形に際しては、まず固定型１と可動型２とを型閉して、これら固定型１および可動型２間に製品キャビティ３を形成した後、バルブピン26を可動型２から離れる方向へ移動させてゲート８を開放する。そして、射出成形機から固定型１内に熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。この樹脂は、マニホールド６のランナー７などを通り、さらにバルブケーシング12内の材料通路21、バルブピン26が嵌合している支持羽根28間を通ってゲート８から製品キャビティ３内に流入する。このようにして製品キャビティ３内に樹脂が充填された後、保圧を経て、バルブピン26が可動型２の方へ移動し、ゲート８に嵌合してこのゲート８を閉じる。そして、製品キャビティ３内の樹脂が冷却して固化した後、固定型１と可動型２とを型開して、製品キャビティ３内の樹脂すなわち成形された製品を取り出す。その後、再び型閉して以上の成形サイクルを繰り返す。
【００４９】
このように本実施例では、請求項１に対応して、互いに開閉し型閉時に製品キャビティ３を相互間に形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、これら固定型１及び可動型２のうち製品キャビティ３へ開口するゲート８を有する型体たる可動型２に設けられたバルブ装置11とを備え、このバルブ装置11は、固定型１に組み込まれると共に材料通路21を内部に形成したバルブケーシング12と、バルブケーシング12の内部に設けられゲート８を開閉するバルブ体たるバルブピン26と、前記バルブケーシング12を加熱する加熱手段たるヒーター９を有し、バルブケーシング12のゲート側先端部の外周面に断熱性を有する嵌合リング16を設け、この嵌合リング16を組み込み孔５に嵌合するバルブゲート式金型装置であって、バルブケーシング12と嵌合リング16との接合面たる段差面35と反ゲート側面32Ｈを所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、バルブケーシング12と嵌合リング16とに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、バルブケーシング12と嵌合リング16との段差面35と反ゲート側面32Ｈを仮接合し、仮接合された状態のバルブケーシング12と嵌合リング16とを所定の雰囲気温度で熱処理し、バルブケーシング12と嵌合リング16とを接合してなるから、組み込み孔５に組み込むバルブケーシング12は、嵌合リング16が組み込み孔５に嵌合することにより、固定型１に支持され、嵌合リング16の組み込み孔５への嵌合構造において、断熱性を有する嵌合リング16を用いることにより、バルブケーシング12の先端側と固定型１との間の断熱がなされる。また、バルブケーシング12と嵌合リング16との接合において、溶接補助材をまったく使用せずに強固に接合でき、両者の材質が異なる場合でも、接合面の全面を均一に接合することができる。このようにバルブケーシング12と嵌合リング16とを強固に一体化できるため、固定型１へのバルブケーシング12の取外及び取付の際に、バルブケーシング12から嵌合リング16が外れたり、位置ずれを起したりすることがなく、安定した組み込み構造が得られる。
【００５０】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、嵌合リング16は空気断熱部たる空間部34を有するから、空間部34により固定型１とバルブケーシング12の先端部との間で高い断熱効果を得ることができる。
【００５１】
また、このように本実施例では、請求項３に対応して、互いに開閉し型閉時に製品キャビティ３を相互間に形成する複数の型体たる固定型１及び可動型２と、これら固定型１及び可動型２のうち製品キャビティ３へ開口するゲート８を有する型体たる可動型２に設けられたバルブ装置11とを備え、このバルブ装置11は、固定型１に組み込まれると共に材料通路21を内部に形成したバルブケーシング12と、バルブケーシング12の内部に設けられゲート８を開閉するバルブ体たるバルブピン26と、前記バルブケーシング12を加熱する加熱手段たるヒーター９を有し、バルブケーシング12のゲート側先端部の外周面に断熱性を有する嵌合リング16を設け、この嵌合リング16を組み込み孔５に嵌合するバルブゲート式金型装置の製造方法であって、バルブケーシング12と嵌合リング16とに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、バルブケーシング12と嵌合リング16との接合面たる段差面35と反ゲート側面32Ｈを仮接合し、仮接合された状態のバルブケーシング12と嵌合リング16とを所定の雰囲気温度で熱処理するから、組み込み孔５に組み込むバルブケーシング12は、嵌合リング16が組み込み孔５に嵌合することにより、固定型１に支持され、嵌合リング16の組み込み孔５への嵌合構造において、断熱性を有する嵌合リング16を用いることにより、バルブケーシング12の先端側と固定型１との間の断熱がなされる。また、バルブケーシング12と嵌合リング16との接合において、溶接補助材をまったく使用せずに強固に接合でき、両者の材質が異なる場合でも、接合面の全面を均一に接合することができる。このようにバルブケーシング12と嵌合リング16とを強固に一体化できるため、固定型１へのバルブケーシング12の取外及び取付の際に、バルブケーシング12から嵌合リング16が外れたり、位置ずれを起したりすることがない。
【００５２】
また、このように本実施例では、請求項４に対応して、前記圧力を５０メガパスカル以下とするから、加圧のための装置の大型化を招くことがない。
【００５３】
また、このように本実施例では、請求項５に対応して、前記熱処理を不活性雰囲気中で行うから、接合箇所の品質が安定する。
【００５４】
また、このように本実施例では、請求項６に対応して、前記熱処理の温度を接合すべき部材の融点の５５％〜８５％の温度範囲とするから、熱処理上から好ましく、良好な接合状態が得られる。
【００５５】
また、実施例上の効果として、段差面35と反ゲート側面32Ｈとを接合してバルブケーシング12と嵌合リング16を一体化する構造において、反ゲート側面32Ｈに開口する空間部34を有するから、バルブケーシング12と嵌合リング16との間において、確実な断熱構造が得られる。
【実施例２】
【００５６】
図４及び図５は本発明の実施例２を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。尚、接合については実施例１と同様な接合方法を用いる。この例では嵌合リング16Ａ内に空気断熱部41を設けている。また、嵌合リング16Ａは、内リング部32と外リング部33との間でゲート８側に略Ｕ字状の凹溝42を設けており、断面略Ｊ型に形成され、これに対応して内部の空気断熱部41も略Ｊ型に形成されている。そして、嵌合リング16Ａは、型開閉方向において、反ゲート側部分43とゲート側部分44とに二分割され、ほぼ平板リング状をなす反ゲート側部分44には、空気断熱部41を形成するリング状の凹部45が形成され、この凹部45の内外端に対応して、ゲート側部分44には空気断熱部41を形成するリング状の凹部46，47が形成され、反ゲート側部分43の接合面43Ｍとゲート側部分44の接合面44Ｍとを上述した接合方法を用いて接合し、内部に空気断熱部41を形成する。この場合、反ゲート側部分43とゲート側部分44とを接合一体化して嵌合リング16Ａを形成した後、この嵌合リング16Ａとバルブケーシング12とを上述した接合方法により接合一体化してもよいし、反ゲート側部分43とゲート側部分44とバルブケーシング12とを重ね合わせた積層体を上述した接合方法により接合一体化してもよい。
【００５７】
尚、前記凹部45は型開閉方向の厚さより周方向の間隔が大きく形成され、前記凹部46，47は周方向の間隔より型開閉方向の厚さが大きく形成されている。
【００５８】
このように本実施例においては、バルブケーシング12と嵌合リング16Ａとの接合面たる段差面35と反ゲート側面32Ｈを所定の圧力で押し付け、また、反ゲート側部分43の接合面43Ｍとゲート側部分44の接合面44Ｍとを所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、バルブケーシング12と嵌合リング16とに、直流電流及び／又はパルス電流を流して、バルブケーシング12と嵌合リング16との段差面35と反ゲート側面32Ｈを仮接合し、また、反ゲート側部分43の接合面43Ｍとゲート側部分44の接合面44Ｍとを仮接合し、仮接合された状態のバルブケーシング12と嵌合リング16とを所定の雰囲気温度で熱処理し、バルブケーシング12と嵌合リング16とを接合してなり、また、嵌合リング16Ａは空気断熱部41を有するから、上記実施例１と同様な作用・効果を奏する。
【００５９】
また、実施例上の効果として、段差面35と反ゲート側面32Ｈとを接合してバルブケーシング12と嵌合リング16Ａを一体化する構造において、空気断熱部41は段差面35と反ゲート側面32Ｈに対応するリング状の凹部45と、二重リング状をなす凹部46，47を有するから、バルブケーシング12と嵌合リング16Ａとの間において、確実な断熱構造が得られる。
【実施例３】
【００６０】
図６及び図７は本発明の実施例３を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。尚、接合については実施例１と同様な接合方法を用いる。この例の嵌合リング16Ｂは、空気断熱部41Ａが前記凹部45と凹部46とからなり、前記凹部47は形成されていないで点で実施例２の嵌合リング16Ａと相違し、また、嵌合リング16Ａに比べて外リング部33が周方向に薄く形成されている点で相違し、他は嵌合リング16Ａと同様な構成を備える。
【００６１】
また、実施例上の効果として、段差面35と反ゲート側面32Ｈとを接合してバルブケーシング12と嵌合リング16Ｂを一体化する構造において、空気断熱部41は段差面35と反ゲート側面32Ｈに対応するリング状の凹部45と、リング状をなす凹部46を有するから、バルブケーシング12と嵌合リング16Ｂとの間において、確実な断熱構造が得られる。
【００６２】
尚、本発明は、前記実施形態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。例えば、実施例では、嵌合リングをバルブケーシングより熱伝導率の低い材質にすることにより、断熱性を有する嵌合リングしたが、嵌合リングをバルブケーシングより熱伝導率の低い材質としなくても、空気断熱部を設けることにより、断熱性を有する嵌合リングとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１を示すバルブゲート式金型装置の断面図である。
【図２】同上、嵌合リング周りの拡大断面図である。
【図３】同上、通電接合装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施例２を示す嵌合リングの断面図である。
【図５】同上、嵌合リング周りの拡大断面図である。
【図６】本発明の実施例３を示す嵌合リングの断面図である。
【図７】同上、嵌合リング周りの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  固定型（型体）
２  可動型（型体）
３  製品キャビティ
９  ヒーター（加熱手段）
11  バルブ装置
12  バルブケーシング
15  先端部
16，16Ａ，16Ｂ  嵌合リング
21  材料通路
26  バルブピン（バルブ体）
27  ゲート閉塞部
32Ｈ  反ゲート側面（接合面）
34  空間部（空気断熱部）
35  段差面（接合面）
41  空気断熱部
43Ｈ  接合面
44Ｈ  接合面
80  熱処理機
Ｔ  通電接合装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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