JPH09220658A

JPH09220658A - マニホールドの製造方法

Info

Publication number: JPH09220658A
Application number: JP5425496A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Yamamoto; 佳久山本; Hitoshi Ishikawa; 均石川
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】所望形状のランナーを有するマニホールドを
煩雑な加工を施すことなく高精度かつ低コストで製造す
る。【解決手段】精密鋳造法により、通孔を形成した第１
ゲート部材１０、第２ゲート部材１２およびノズルタッ
チ部材１４を製造する。ノズルタッチ部材１４と、第１
ゲート部材１０および第２ゲート部材１２を、液相拡散
接合方法により通孔が相互に連通するように接合する。
相互に連通する３つの通孔で構成されるランナー２６を
有する３つの部材１０,１２,１４からなる成形体２４
を、箱内に位置決め固定した後、該箱内に溶融金属を鋳
込むことにより、金属４３で鋳ぐるまれたマニホールド
３４が製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マニホールドの
製造方法に関し、更に詳細には、ランナーを形成した成
形体を鋳ぐるむことによりマニホールドを安価に製造し
得るようにしたマニホールドの製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を加熱溶融
させ、圧力下にこの溶融樹脂を金型中に射出して所要形
状の樹脂成形品を得る射出成形機では、複数の金型に溶
融樹脂を分配して送り込むマニホールドが使用されてい
る。このマニホールドは、射出ノズルに連結されるノズ
ルタッチ部が一方の面に形成されると共に、他方の面に
金型が夫々連結される複数のゲート部が形成され、ノズ
ルタッチ部と複数のゲート部とは、マニホールドの内部
に分岐して形成されたランナーを介して連通するよう構
成されている。そして、射出ノズルからノズルタッチ部
に圧入された溶融樹脂は、前記ランナーで分配されて各
ゲート部を介して対応の金型中に夫々均等に射出され、
これにより成形品が形成されるようになっている。

【０００３】前記マニホールドに、ノズルタッチ部から
例えば２つのゲート部に分岐するランナーを形成する場
合は、図１０(ａ)に示す如く、マニホールド本体６０に
第１の孔６２を側面から貫通穿設した後、図１０(ｂ)に
示すように、第１の孔６２の側面に開口する部位を孔堰
材７４で堰めて塞ぐ。次いで、図１０(ｃ)に示す如く、
第１の孔６２と直交してノズルタッチ部７０を形成する
第２の孔７２をマニホールド本体６０の背面側から穿設
して第１の孔６２に貫通させる。また、第１の孔６２と
直交してゲート部６４を形成する第３の孔６６を前面側
から穿設し、第１の孔６２と連通させる。このとき、ド
リルの先端が丸いものを用いることにより、第１の孔６
２と第３の孔６６の直交部６８にＲを形成させる。

【０００４】前述したようにして形成したランナー７６
では、第１の孔６２に対して他の孔７２が直交するよう
形成されるため、その連通部ではランナー７６が直角に
折曲し、該部位で溶融樹脂の偏流や滞留を生ずる。この
ような現象が発生すると、溶融樹脂の流れに乱れが生ず
るので、各ゲート部６４から金型に射出される溶融樹脂
の流れにも乱れを生じて、得られた成形品に成形ムラや
偏肉等が発生して不良製品の発生率が高くなる問題があ
った。また溶融樹脂がランナー７６の連通部で滞留する
と、該部位にはいわゆる樹脂焼けや熱分解による炭化物
微粒子等が生成付着し、これが剥がれて成形品に混入す
ることがあり、製品不良率を高めることとなっていた。

【０００５】そこで、マニホールドを分割構造とし、２
つの分割体が相互に圧接する夫々の面に半割りの溝を対
称的に形成し、これら両分割体を圧接することにより圧
接面に所望形状のランナーを中空経路として形成するよ
うにした構造が提案されている。この構造によれば、ラ
ンナーの折曲する部位を曲線状に形成することができ、
折曲部での溶融樹脂の偏流や滞留を防止することができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記分割構造のマニホ
ールドは、２つの分割体を圧接した状態でその全体を枠
体で支持固定するものであるが、分割体の相互の圧接面
には不可避的に微小隙間が存在し、高圧力の溶融樹脂が
該隙間から滲出するという事態を引き起こす可能性があ
る。このような問題を解消するためには、各分割体の相
互圧接面の加工精度を高め、かつ分割体の組立て時に微
小隙間が生じないような処置を施せばよいが、このよう
な処置は極めて煩雑であり、マニホールドの製造コスト
を高める原因となっていた。

【０００７】そこで、本件出願人はロストワックス法等
の精密鋳造法により、製造対象のマニホールドに形成す
べきランナーの一部を形成した部材を成形する方法につ
き提案した。この方法では、ランナーの折曲部を曲線状
に形成することができると共にランナーの形成部分に微
小隙間を生じないから、不良率の低い製品を量産するこ
とができると共に製造コストを低減し得る。

【０００８】この場合において、前記ランナーの一部を
形成した複数の部材を相互に接合して組合わせることに
よって、所望形状のランナーを有するマニホールドの全
体が製造されるが、複数の部材をどのようにして確実に
接合して組合わせるか、が新たな課題となっていた。

【０００９】

【発明の目的】この発明は、前述した従来の技術に内在
している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提
案されたものであって、所望形状のランナーを有するマ
ニホールドを煩雑な加工を施すことなく高精度かつ低コ
ストで製造し得るマニホールドの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した課題を克服し、
所期の目的を好適に達成するため本発明に係るマニホー
ルドの製造方法は、所要形状の通孔を形成した複数の部
材を、その通孔が相互に連通するよう接合することによ
り全体としてランナーが形成された成形体を作成し、こ
の成形体を箱内に溶接固定した状態で溶融金属を供給固
化してマニホールドを製造することを特徴とする。

【００１１】前記目的を好適に達成するため、本願の別
の発明に係るマニホールドの製造方法は、金属で形成さ
れる一対の分割体からなり、両分割体の対向面に対称形
状に形成された溝を一致するように対向させると共に、
その対向面に低融点合金を材質とするインサート材を介
在させた状態で加圧接合することにより製造させること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るマニホールド
の製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を
参照しながら以下説明する。なお、実施例では２つのゲ
ート部を備えたマニホールドを製造する場合につき説明
する。

【００１３】先ず、図１に示す如く、略Ｔ字形の金属性
ブロックにＬ字形の通孔１０ａ,１２ａを形成した２本
のゲート部材１０,１２と、同じく略Ｔ字形の金属性ブ
ロックにＴ字形の通孔１４ａを形成した１本のノズルタ
ッチ部材１４とを、例えばロストワックス法等の精密鋳
造法により鋳造する。このロストワックス法につき簡単
に説明すれば、マスターパターン(原型模型)によって作
成したワックス模型の周囲を表面塗装材で包み、更にそ
の周囲に被覆成形剤であるエチルシリケートを結合剤と
するケイ砂あるいはジルコン砂等の耐火物粉末を充填し
て精密鋳型を成型し、乾燥後温度を上昇させてワックス
模型を溶かし出す。その後、焼成炉で鋳型を焼成し、遠
心力、加圧あるいは減圧鋳造法によって溶湯を注入する
ことにより製品を鋳造するものである。なお前記ゲート
部材１０,１２およびノズルタッチ部材１４の構造を更
に詳しく説明すると、図１において右側の第１ゲート部
材１０では、水平部１０ｂの左側開放端および垂直部１
０ｃの開放端で開口するＬ形通孔１０ａが形成され、左
側の第２ゲート部材１２では、水平部１２ｂの右側開放
端および垂直部１２ｃの開放端で開口するＬ形通孔１２
ａが形成され、ノズルタッチ部材１４では、水平部１４
ｂの左右開放端および垂直部１４ｃの開放端で開口する
Ｔ形通孔１４ａが形成されている。前記精密鋳造法によ
り鋳造された各部材１０,１２,１４の通孔１０ａ,１２
ａ,１４ａの折曲部は、何れも曲線状に形成されてお
り、これら通孔１０ａ,１２ａ,１４ａにより構成される
後述のランナー２６を流れる溶融樹脂の偏流や滞留を防
止することができるようになっている。

【００１４】ここで、射出成形機の成形材料としてガラ
ス繊維を混入したエンジニアリングプラスチックやセラ
ミック含有樹脂等が使用される場合は、ランナー内壁の
急激な損耗が問題となるため、前記各部材１０,１２,１
４の材質としては、後述する溶融金属の鋳込み時におけ
る高温に耐えると共に、耐摩耗性および耐蝕性に優れる
例えば１３クロムステンレス鋼や工具鋼が好適に使用さ
れる。

【００１５】前記精密鋳造法により鋳造された各部材１
０,１２,１４を、液相拡散接合方法により相互に接合す
る。すなわち、先ずノズルタッチ部材１４における水平
部１４ｂの右端面と、第１ゲート部材１０における水平
部１０ｂの左端面との間に、両部材１０,１４より低融
点の例えばアモルファス合金(低融点合金)を材質とする
インサート材１６を介在させた状態で両端面を対向当接
する。このインサート材１６は、図２に示すようにリン
グ状に形成され、該インサート材１６を介在した状態で
両部材１０,１４の通孔１０ａ,１４ａが相互に連通する
ようになっている。このように端面同士を対向当接した
両部材１０,１４を、図３に示す如く、第１ゲート部材
１０における水平部１０ｂの開放端(右端面)を台座１８
に設置した状態で、ノズルタッチ部材１４における水平
部１４ｂの開放端(左端面)をプレス２０により当接保持
して、このプレス２０により両水平部１０ｂ,１４ｂに
対して軸方向への一定の加圧力Ｐを加える。また両部材
１０,１４の接合部位を、例えば低または高周波の誘導
コイル２２により加熱することにより、両部材１０,１
４が接合される。すなわち、誘導コイル２２による加熱
により溶融したインサート材１６が、２つの部材１０,
１４の端部に拡散することで金属的に結合して、強固な
接合がなされるものである。

【００１６】次に、ノズルタッチ部材１４の第１ゲート
部材１０が接合されていない水平部１４ｂの左端面と、
第２ゲート部材１２における水平部１２ｂの右端面とを
インサート材１６を介在させた状態で対向当接する。そ
して、図４に示す如く、第１ゲート部材１０における水
平部１０ｂの開放端(右端面)を台座１８に設置した状態
で、第２ゲート部材１２における水平部１２ｂの開放端
(左端面)をプレス２０により当接保持して、このプレス
２０により両水平部１２ｂ,１４ｂに対して軸方向への
一定の加圧力Ｐを加えると共に、その接合部位を誘導コ
イル２２により加熱することにより、その接合部位が接
合される。これにより、図５に示す如く、ノズルタッチ
部材１４に２つのゲート部材１０,１２を相互に接合し
た成形体２４が得られ、この成形体２４の内部には３つ
の通孔１０ａ,１２ａ,１４ａから構成されるランナー２
６が形成される。

【００１７】なお、ノズルタッチ部材１４とゲート部材
１０,１２との接合は、例えば真空加熱炉の真空度を１
／１０００００トール、加熱温度を１２００℃、加圧力
Ｐを０.５ｋｇ／cm²に設定したもとで、その接合部位に
アルゴン(Ａｒ)等の如き不活性ガスを供給して、該接合
部位の近傍を非酸化雰囲気とした状態で行なわれる。そ
して、前記条件で１時間程度保持することにより、ノズ
ルタッチ部材１４とゲート部材１０,１２とは確実に接
合される。

【００１８】次に、図６に示す如く、上方に開放する箱
２８を作成するための複数の鋼板３０を用意し、該箱２
８の前後に位置する鋼板３０,３０の所要位置に、マニ
ホールド３４におけるノズルタッチ部３６およびゲート
部３８,３８となる前記成形体２４の端部(ノズルタッチ
部材１４の垂直部１４ｃおよび各ゲート部材１０,１２
の垂直部１０ｃ,１２ｃ)が挿通可能な通孔３０ａを夫々
穿設する。そして各通孔３０ａに成形体２４の対応する
端部を挿通した状態で該成形体２４を溶接した後、複数
の鋼板３０により箱２８を組立てる。これにより、箱２
８の内部には、成形体２４がノズルタッチ部３６および
ゲート部３８,３８を外方に臨ませた状態で位置決め固
定される。また箱体２８の内部に、成形体２４が位置決
めされるキャビティ４０と溶融金属が注湯される湯道４
２とを画成する仕切板４４が配設され、キャビティ４０
と湯道４２とを仕切板４４の下部で連通するように設定
する。なお、鋼板３０や仕切板４４は、軟鋼、ＳＳ材
(一般構造用圧延鋼材)その他ＳＣ材(機械構造用炭素鋼)
を材料として形成される。

【００１９】またマニホールド３４には、熱電対４６や
ヒータ４８(図７参照)を収納する通孔を形成する必要が
あるため、前記キャビティ４０における対応する部位に
位置決めしたパイプ５０,５２を鋼板３０や仕切板４４
に溶接して固定しておく。なおパイプ５０,５２は、溶
融金属の鋳込み時における高温に耐える適宜の金属材料
により形成されると共に、その内径は熱電対４６やヒー
タ４８を収納し得る寸法に設定される。またキャビティ
４０に位置決めされたパイプ５０,５２の開口端は、溶
融金属が浸入しないように構成される。

【００２０】次いで、前記箱２８の湯道４２に、例えば
１３クロムステンレス鋼等の溶融金属を鋳込むことによ
り、箱２８における成形体２４が位置するキャビティ４
０には、仕切板４４の下方から溶融金属が徐々に充填さ
れる。これにより、成形体２４およびパイプ５０,５２
が金属４３により一体的に鋳ぐるまれたマニホールド３
４が製造される(図７参照)。なお箱２８は、最終仕上工
程において穿削されて、鋳込まれた金属層が露出するま
で完全除去される。この場合において、仕切板４４によ
りキャビティ４０には底部からの押上げ方式で溶融金属
が鋳込まれるから、鋳込まれる溶融金属によって成形体
２４が局部的に溶損したり引け巣等の欠陥が発生するの
を抑制することができる。また箱２８を別に形成した枠
体の内部に収納し、両者の間に鋳型砂やスチールショッ
ト等を詰め込んだ状態で溶融金属の鋳込みを行なうこと
が推奨される。

【００２１】すなわち、実施例のようにランナー２６を
構成する通孔１０ａ,１２ａ,１４ａを形成したノズルタ
ッチ部材１４とゲート部材１０,１２とを、アモルファ
ス合金を用いた液相拡散接合方法により相互に接合する
ようにしたことにより、その接合部に複雑な開先を形成
する煩雑な作業を行なうことなく、端面を平滑に形成す
るだけで確実に接合し得る。また箱２８内に成形体２４
を溶接により位置決めした状態で金属４３により一体的
に鋳ぐるむことにより、ランナー２６を正確な位置に設
けることができる。更に、箱２８の内部における熱電対
４６やヒータ４８を収納する通孔を形成する位置にパイ
プ５０,５２を予め位置決めしておくことにより、後加
工により通孔を形成する必要はなく、工程数を低減して
生産能率を向上させることができる。

【００２２】なお、前記ノズルタッチ部材やゲート部材
を製造する方法としては、図８に示す分割構造を採用す
ることもできる。すなわち、例えばゲート部材５３を製
造する場合につき説明すれば、該部材５３を一対の分割
体５４,５６で構成すると共に、両分割体５４,５６の対
向面にランナー２６を構成する半割り状の溝５４ａ,５
６ａを対称的に形成する。そして、両分割体５４,５６
の対向面の間にアモルファス合金からなるインサート材
５８を介在した状態で、その接合部位に加圧力および熱
を加えることにより、両分割体５４,５６を接合する。
これにより、折曲部が曲線状に形成されたゲート部材５
３が製造される。なお、インサート材５８は、分割体５
４,５６の溝５４ａ,５６ａが形成されていない面の全体
に介在される。

【００２３】このような分割構造により形成されたゲー
ト部材５３では、インサート材５８が両分割体５４,５
６の対向面全体に介在するから両者の間に隙間を生ずる
ことはない。すなわち、分割体５４,５６の圧接面の加
工精度を高めたり、隙間が生じないような処置を別途施
す必要はなくなるから、製造コストを低減することがで
きる。そして、同様の分割構造により製造されたノズル
タッチ部材に２つのゲート部材を前述した液相拡散接合
方法により相互に接合した後に、金属により一体的に鋳
ぐるむことにより所望形状のランナーが形成されたマニ
ホールドが製造される。

【００２４】更に、マニホールドを製造する方法とし
て、図９に示す分割構造を採用することもできる。すな
わち、マニホールド３４を一対の分割体５９,６１で構
成すると共に、両分割体５９,６１の対向面にランナー
２６を構成する半割り状の溝５９ａ,６１ａを対称的に
形成する。そして、両分割体５９,６１の対向面の間に
アモルファス合金からなるインサート材６３,６５を介
在した状態で、その接合部位に加圧力および熱を加える
ことにより、両分割体５９,６１を接合する。これによ
り、折曲部が曲線状に形成されたマニホールド３４が製
造される。なお、インサート材６３,６５は、分割体５
９,６１の溝５９ａ,６１ａが形成されていない面の全体
に介在される。

【００２５】なお、実施例ではノズルタッチ部材とゲー
ト部材とをインサート材を用いた液相拡散接合方法によ
り接合した場合につき説明したが、本願はこれに限定さ
れるものではなく、例えばＴＩＧ溶接等によって両部材
を溶合するようにしてもよい。また本願の製造方法によ
り得られるマニホールドは、射出成形機に限らず押出成
形機等に用いることもでき、更に成形機で使用される成
形材料としては金属であってもよい。更に、実施例では
熱電対やヒータを収納する通孔を形成するためにパイプ
を用いたが、中実金属棒を使用し、後述の最終仕上工程
において穿削加工により通孔を穿設することも可能であ
る。この場合に、中実金属棒を切削が容易な材料で形成
することにより、後工程での切削が容易となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るマニホ
ールドの製造方法によれば、ランナーが形成された成形
体を箱内に溶接固定した状態で溶融金属を供給固化する
ようにしたことで、製造対象となるマニホールドを低コ
ストで量産することができる。しかも成形体を箱内に固
定するから、ランナーの位置精度を高めることができ
る。また各部材を精密鋳造法により製造することによ
り、ランナーの折曲部を曲線状に形成することができる
から、該ランナーを流れる成形材料の偏流や滞留を防止
することができ、製品の不良率を低減させ得る。更に、
箱内に予めパイプを位置決め固定しておくことにより、
熱電対やヒータ等を収納する孔を形成する工程を省略す
ることができるので、工程数を減らして製造コストを低
減し得ると共に生産能率を向上させることが可能とな
る。

【００２７】また各部材を低融点合金による液相拡散接
合方法により接合することにより、各部材の端部に複雑
な開先を形成する必要はなく、加工が簡単で熟練を要し
ない利点を有する。更に、各部材を分割構造で製造する
場合において、一対の分割体を低融点合金による液相拡
散接合方法により接合することで、両分割体を微小隙間
を生じさせることなく確実に接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る成形体を構成するノズルタッチ部
材とゲート部材とを示す説明図である。

【図２】実施例に係るノズルタッチ部材、第１ゲート部
材およびインサート材を示す説明斜視図である。

【図３】実施例に係るノズルタッチ部材と第１ゲート部
材とを接合する状態を示す説明図である。

【図４】実施例に係る第１ゲート部材が接合されたノズ
ルタッチ部材に第２ゲート部材を接合する状態を説明図
である。

【図５】実施例に係るノズルタッチ部材に２つのゲート
部材を接合した成形体を示す説明図である。

【図６】実施例に係る成形体およびパイプを箱の内部に
配置した状態を示す説明図である。

【図７】実施例に係る成形体およびパイプを金属で一体
的に鋳ぐるんだマニホールドを示す説明断面図である。

【図８】実施例に係るゲート部材を別の方法で製造する
状態を示す説明図である。

【図９】実施例に係るマニホールドを接合製造する状態
を示す説明図である。

【図１０】従来の技術に係る方法によりマニホールドを
製造する工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１０第１ゲート部材１０ａ通孔１２第２ゲート部材１２ａ通孔１４ノズルタッチ部材１４ａ通孔１６インサート材２４成形体２６ランナー２８箱３４マニホールド４６熱電対４８ヒータ５０パイプ５２パイプ５３ゲート部材５４分割体５４ａ溝５６分割体５６ａ溝５８インサート材５９分割体５９ａ溝６１分割体６１ａ溝６３,６５インサート材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所要形状の通孔(10a,12a,14a)を形成し
た複数の部材(10,12,14)を、その通孔(10a,12a,14a)が
相互に連通するよう接合することにより全体としてラン
ナー(26)が形成された成形体(24)を作成し、この成形体
(24)を箱(28)内に溶接固定した状態で溶融金属を供給固
化してマニホールド(34)を製造することを特徴とするマ
ニホールドの製造方法。
【請求項２】前記箱(28)内における熱電対(46)やヒー
タ(48)等を収納する部位にパイプ(50,52)を位置決め固
定した状態で、溶融金属を供給固化するようにした請求
項１記載のマニホールドの製造方法。
【請求項３】前記成形体(24)を工具鋼で形成すると共
に、前記箱(28)内に注湯する溶融金属を１３クロムステ
ンレス鋼とした請求項１または２記載のマニホールドの
製造方法。
【請求項４】前記複数の部材(10,12,14)は、その接合
される対向面に低融点合金を材質とするインサート材(1
6)を介在させた状態で加圧接合される請求項１,２また
は３の何れかに記載のマニホールドの製造方法。
【請求項５】前記部材(10,12,14)は、精密鋳造法によ
り製造される請求項１,２,３または４の何れかに記載の
マニホールドの製造方法。
【請求項６】前記部材(53)は一対の分割体(54,56)か
らなり、両分割体(54,56)の対向面に対称形状に形成さ
れた溝(54a,56a)を一致するように対向させると共に、
その対向面に低融点合金を材質とするインサート材(58)
を介在させた状態で加圧接合することにより製造される
請求項１,２,３または４の何れかに記載のマニホールド
の製造方法。
【請求項７】金属で形成される一対の分割体(59,61)
からなり、両分割体(59,61)の対向面に対称形状に形成
された溝(59a,61a)を一致するように対向させると共
に、その対向面に低融点合金を材質とするインサート材
(63,65)を介在させた状態で加圧接合することにより製
造させるマニホールドの製造方法。