CN109641378B - 无流道注射成形装置 - Google Patents

Abstract

无流道注射成形装置(10)是用来将热固化性树脂(11)注射成形的无流道注射成形装置。无流道注射成形装置(10)具备：冷却块(30)，形成有作为热固化性树脂(11)的流路的浇道的一部分(31)、和配置在浇道的一部分(31)的周围且在内部中形成有冷却材料(33)流动的冷却流路(32)；固定侧加热块(50)，具有用来使热固化性树脂(11)固化的热源(51)；以及浇口块(40)，配置在冷却块(30)与固定侧加热块(50)之间，不被温度调节。浇口块(40)具有浇口(42)。在浇口块(40)与冷却块(30)之间，在该浇口(42)的周围形成有与浇口(42)连通的间隙(45)。

Description

无流道注射成形装置

技术领域

本发明涉及无流道(runnerless)注射成形装置。

背景技术

以往，在将热固化性树脂注射成形的无流道注射成形装置中，有在形成于分型面上的腔室部的附近配设有将该腔室部加热的加热机构，并且在与腔室部连通的树脂通路部的附近配设有将该树脂通路部冷却的冷却机构的结构。在这样的无流道注射成形装置中，已知有在被加热机构加热的腔室部与被冷却机构冷却的树脂通路部之间夹装隔热机构的结构(例如参照专利文献1)。

该无流道注射成形装置在成形时，由于树脂通路部被冷却机构的冷却作用冷却，所以没有树脂的固化。另一方面，填充到腔室部中的树脂通过加热机构的加热作用而固化。在此情况下，在腔室部内固化的部分是到隔热机构存在的位置为止。因此，在成形后进行开模时，从隔热机构的位置仅将腔室部侧的成形品取出，能够进行无流道成形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62－16114号公报

发明内容

发明要解决的课题

可是，在以往的开放浇口(open gate)方式的无流道注射成形装置中，进行浇口(gate)切割的位置不总为一定，有其位置发生偏差的问题。由于这样的偏差，树脂部件的浪费变多，或在成形品上发生缺陷。因此，近年来，为了使浇口切割的位置稳定化，还研究了在腔室部与树脂通路部之间夹装不进行温度调节的浇口块(gate block)的技术。但是，即使在腔室部与树脂通路部之间只夹装浇口块，浇口块也通过来自腔室部的热而热膨胀。如果浇口块热膨胀，则浇口块与树脂通路部的接触状态变动，两者间的热传递状态也较大地变动。由此，在树脂通路部内树脂有可能固化，成为使向腔室部内的树脂填充发生偏差的一个因素。

所以，本发明的目的是提供一种不仅能够抑制流路部内的树脂的固化，还能够使树脂的流动性稳定化，抑制树脂填充的偏差的无流道注射成形装置。

用来解决课题的手段

为了达到上述目的，有关本发明的一技术方案的无流道注射成形装置，是用来将热固化性树脂注射成形的无流道注射成形装置，具备：冷却块，形成有作为热固化性树脂的流路的浇道(sprue)的一部分、和配置在浇道的一部分的周围且在内部流动冷却材料的冷却流路；加热块，具有用来使热固化性树脂固化的热源；以及浇口块，配置在冷却块与加热块之间，不被温度调节；浇口块具有浇口；在浇口块与冷却块之间，在该浇口的周围形成有与浇口连通的间隙。

发明效果

根据本发明，能够提供一种不仅能够抑制流路部内的树脂的固化，还能够使树脂的流动性稳定化，抑制树脂填充的偏差的无流道注射成形装置。

附图说明

图1是示意地表示有关实施方式的无流道注射成形装置的主要部分结构的剖面图。

图2是表示有关实施方式的冷却块的剖面图。

图3是示意地表示有关实施方式的冷却流路的整体形状的俯视图。

图4是表示树脂成型品的制造方法的一工序的无流道注射成形装置的剖面图。

图5是表示树脂成型品的制造方法的一工序的无流道注射成形装置的剖面图。

图6是示意地表示有关变形例1的无流道注射成形装置的主要部分结构的剖面图。

图7是示意地表示有关变形例2的无流道注射成形装置的主要部分结构的剖面图。

具体实施方式

以下，使用附图对有关本发明的实施方式的无流道注射成形装置详细地进行说明。另外，以下说明的实施方式都是表示包含性或具体的例子的。因而，在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、工序、工序的顺序等是一例，不是限定本发明的意思。由此，关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。

此外，各图是示意图，并不一定是严格图示的。此外，在各图中对于相同的构成部件赋予相同的标号。

(实施方式)

[无流道注射成形装置]

图1是示意地表示有关实施方式的无流道注射成形装置10的主要部分结构的剖面图。无流道注射成形装置10是用来将热固化性树脂注射成形的装置。这里，所述的热固化性树脂，是通过加热而固化的树脂，例如可以举出酚醛树脂、尿素树脂、密胺树脂、环氧树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂(BMC：Bulk Molding Compound，团状模塑料，SMC：Seat MoldingCompound，片状模塑料)等。此外，在热固化性树脂中也包括热固化性弹性体。另外，在这里所述的热固化中也包括硫化、交联。

无流道注射成形装置10具备用来将热固化性树脂(以后称作树脂11：参照图4)的模具20、模具20与树脂连通路连通而从供给树脂的多点浇口用的歧管(图示省略)及第一浇道(图示省略)注射树脂的树脂注射部(图示省略)、用来从模具20将树脂成形品取出的成形品取出装置80(参照图5)、以及控制它们的动作的控制部(计算机：图示省略)。控制部例如具有保存有程序的非易失性存储器、作为用来执行程序的作为暂时性的存储区域的易失性存储器、输入输出端口、执行程序的处理器等。

[模具]

模具20具备冷却块30、浇口块40、和固定侧加热块50、可动侧加热块60。另外，对于模具20，由未图示的树脂注射部供给流动性较高的树脂11。例如，在树脂11是BMC的情况下，树脂注射部将BMC在温度调节为粘度最低的70℃以上80℃以下的状态下向模具20注射。模具20从树脂11的流动方向的上游起依次配置有冷却块30、浇口块40、固定侧加热块50、可动侧加热块60。另外，在本实施方式中，将树脂11的流动方向的上游侧设为“上”，将下游侧设为“下”。

[冷却块]

图2是表示有关实施方式的冷却块30的剖面图。如图2所示，在冷却块30中，形成有作为树脂11的流路即浇道的一部分的第二浇道31、和用来将第二浇道31内的树脂11冷却的冷却流路32。冷却块30例如由不锈钢等的金属材料形成。

第二浇道31是将从树脂注射部注射的树脂11导引到浇口块40的流路。第二浇道31是朝向下游侧变尖细的圆柱状的空间。第二浇道31的延伸方向与树脂11的流动方向相同，在本实施方式中为上下方向。此外，在本实施方式中，将与延伸方向正交的方向设为宽度方向。

冷却流路32配置在第二浇道31的周围，是冷却材料33在内部中流动的流路。作为冷却材料33，可以举出例如水、油等的冷媒。在该冷却流路32上连接着未图示的冷却源，冷却源使冷却材料33在冷却流路32内循环。冷却源将冷却材料33调节为规定的温度。由此，冷却材料33经由冷却流路32对第二浇道31内的树脂11进行温度调节。这里，所述的规定的温度，是能够使树脂11的流动性以较高的状态(粘度较低的状态)稳定的温度。例如在树脂11是BMC的情况下，将70℃以上80℃以下的温度设为规定的温度。

图3是示意地表示有关实施方式的冷却流路32的整体形状的俯视图。另外，观察图3中的包括II－II线的切断面的剖面图是图2。

如图2及图3所示，冷却流路32在冷却块30内是一条流路。冷却流路32具备被从冷却源供给冷却材料33的供给部321、将冷却材料33向冷却源排出的排出部322、以及供给部321与排出部322之间的中间部323。供给部321及排出部322配置在冷却块30的上部且比中间部323靠上方。并且，冷却流路32除了供给部321及排出部322以外，在冷却块30内形成封闭空间。由此，防止了冷却材料33从冷却块30的泄漏。

冷却流路32的中间部323是对第二浇道31内的树脂11的温度调节有贡献的部分。中间部323具备使冷却材料33从树脂11的流动方向的上游朝向下游流动的第一螺旋部324、和使冷却材料33从树脂11的流动方向的下游朝向上游流动的第二螺旋部325。第一螺旋部324的下端部与第二螺旋部325的下端部连通。此外，第一螺旋部324和第二螺旋部325为以相同的卷绕径卷绕的形状。

另外，在图2中，第一螺旋部324由虚线表示，第二螺旋部325由双点划线表示。进而，在图2及图3中，将中间部323中的处于比包括II－II线的切断面更靠近前侧的部分用黑线图示，将处于里侧的部分用灰色线图示。

[浇口块]

如图1所示，浇口块40配置在冷却块30与固定侧加热块50之间。浇口块40例如由不锈钢等的金属材料或热传导率较低的材料(例如陶瓷等)形成，以不进行温度调节。在浇口块40上，形成有构成作为树脂11的流路的浇道的一部分的浇口块侧浇口(浇口)42。

如图1所示，浇口块侧浇口42是将从冷却块30的第二浇道31供给的树脂11导引到固定侧加热块50的流路。浇口块侧浇口42整体上沿上下方向延伸。浇口块侧浇口42的上端部是内径比第二浇道31缩小的节流部41。节流部41是圆柱状的空间。此外，浇口块侧浇口42的比节流部41靠下游侧是内径比节流部41扩大的扩径部43。扩径部43是上端部内径最小、下端部是内径最大的锥状的空间。

此外，浇口块40的上表面是平面，在树脂成形品的制造时在与冷却块30之间形成间隙45。该间隙45在树脂成形品的制造时总是被未图示的其他模具维持。该间隙45与浇口块侧浇口42连通。另外，在图1等中，为了将间隙45的厚度T强调图示，与实际的大小关系不同。具体而言，间隙45的厚度T是0.01mm以上0.15mm以下。另外，间隙45的厚度T为在第二浇道31及浇口块侧浇口42中流动的树脂11不向间隙45漏出的值。此外，如果热从固定侧加热块50向浇口块40传递，则浇口块40热膨胀。将间隙45的厚度T决定为在该热膨胀时间隙45也不被封闭那样的值。

以下，例示作为热固化性树脂而使用通常的酚醛树脂的情况。酚醛树脂具有如果是0.1mm以下的间隙则不漏出的特性。因此，如果不考虑浇口块40的热膨胀，则只要将间隙45的厚度T设为0.1mm以下就可以。并且，如果设想最大热膨胀量例如是0.05mm的浇口块40，则只要对间隙45的厚度T的下限值及上限值加上最大热膨胀量，在膨胀后间隙45的厚度T也成为0.1mm以下。即，在浇口块40热膨胀之前，间隙45的厚度T是上述的0.15mm以下。此外，根据浇口块40的大小及设定温度，有最大热膨胀量为0.01mm以下的情况，在酚醛以外的树脂中，在为0.01mm左右的间隙45时有树脂泄漏的情况。由此，间隙45为0.01mm以上。

另外，只要通过根据热固化性树脂的种类、浇口块40的材质及形状等执行各种实验、模拟，作为间隙45而决定适当的形状及尺寸就可以。

[加热块]

固定侧加热块50配置在浇口块40与可动侧加热块60之间。固定侧加热块50例如由不锈钢等的金属材料形成。在固定侧加热块50中，形成有构成作为树脂11的流路的浇道的一部分的加热块侧浇口53和腔室54。

加热块侧浇口53是将从浇口块40的浇口块侧浇口42供给的树脂11导引到腔室54的流路。加热块侧浇口53整体上沿上下方向延伸，是上端部内径最小、下端部内径最大的锥状的空间。

腔室54是用来形成树脂成形品的凹部，下方开放。腔室54为在闭模时通过可动侧加热块60重叠而被封闭的空间。通过在该闭模时被封闭的空间内填充树脂11并固化，形成树脂成形品。该空间形成为与树脂成形品的形状对应的形状。

并且，固定侧加热块50具有用来使加热块侧浇口53及腔室54内的树脂11固化的热源51。具体而言，热源51例如是电热线，配设在固定侧加热块50上的加热块侧浇口53及腔室54的周围。通过来自热源51的热传递给加热块侧浇口53及腔室54内的树脂11，该树脂11固化而成为树脂成形品。树脂成形品中的与腔室54对应的部分成为制品部，与加热块侧浇口53对应的部分成为非制品部。

热源51进行温度调节，调节为使加热块侧浇口53及腔室54内的树脂11固化的温度。例如在树脂11是BMC的情况下，加热至140℃以上。

[可动侧加热块]

可动侧加热块60是通过上下运动而相对于固定侧加热块50接近或远离的模具。可动侧加热块60例如由不锈钢等的金属材料形成。可动侧加热块60的上表面具有构成与腔室54的一部分对应的形状的形状部61，当可动侧加热块60与固定侧加热块50重叠而成为闭模状态时将腔室54封闭。

并且，可动侧加热块60具有用来使腔室54内的树脂11固化的热源62。具体而言，热源62例如是电热线，配设在形状部61的周围。通过来自热源62的热传递给腔室54内的树脂11，该树脂11固化而成为树脂成形品。

[制造方法]

接着，基于图1、图4及图5对有关实施方式的树脂成形品的制造方法进行说明。另外，图4及图5是表示制造方法的各工序的无流道注射成形装置10的剖面图。

首先，如图1所示，如果可动侧加热块60与固定侧加热块50重叠而成为闭模状态，则从树脂注射部注射树脂11。由此，如图4所示，树脂11经由第二浇道31、浇口块侧浇口42及加热块侧浇口53，被供给、填充到腔室54内。在该供给时，间隙45与浇口块侧浇口42连通，但由于间隙45的厚度T被设定为适当的值，所以使得树脂11不漏出到间隙45内。即使树脂11漏出到间隙45内，由于该部分是与非制品部对应的部分，所以也不给制品部的品质带来影响。

此外，在树脂11的供给时，冷却材料33循环到冷却块30的冷却流路32中，对于第二浇道31内的树脂11进行温度调节。另一方面，在固定侧加热块50及可动侧加热块60中，热源51、62分别发热，将加热块侧浇口53及腔室54内调节到树脂11固化的温度。由此，固定侧加热块50中能够稳定地使树脂11固化。在浇口块40内的树脂11中由于也从固定侧加热块50内的树脂11传递来热，所以固化。

这里，由于在浇口块40与冷却块30之间形成有间隙45，所以通过该间隙45能够抑制从浇口块40向冷却块30的传热量。因而，能够抑制在冷却块30内树脂11固化，能够使树脂11的流动性稳定化。

在固定侧加热块50内的树脂11的固化后，如图5所示，可动侧加热块60下降而从固定侧加热块50离开，成为开模状态。然后，从可动侧加热块60的形状部61通过成形品取出装置80进行树脂成形品100的取出。在该取出时，在树脂11的流动性较低的浇口块40与冷却块30的边界附近进行浇口切割。此时，由于在上述边界附近配置有内径比浇口块侧浇口42的扩径部43小的节流部41，所以能够使取出时的应力集中在该节流部41。因而，能够提高在上述边界附近进行的浇口切割的可靠性。

[效果等]

如以上这样，有关本实施方式的无流道注射成形装置10是用来将热固化性树脂(树脂11)注射成形的无流道注射成形装置。无流道注射成形装置10具备：冷却块30，具有作为树脂11的流路的浇道的一部分(第二浇道31)、和配置在第二浇道31的周围且在内部流动冷却材料33的冷却流路32；固定侧加热块50，具有用来使树脂11固化的热源51；以及浇口块40，配置在冷却块30与固定侧加热块50之间，不被温度调节。浇口块40具有浇口(浇口块侧浇口42)。在浇口块40与冷却块30之间，在浇口块侧浇口42的周围形成有与该浇口块侧浇口42连通的间隙45。

根据该结构，由于在浇口块40与冷却块30之间形成有与浇口块侧浇口42连通的间隙45，所以能够由该间隙45抑制从浇口块40向冷却块30的传热量。因而，在冷却块30内能够抑制树脂11固化，能够使树脂11的流动性稳定化。因而，能够抑制树脂填充的偏差。

特别是，在从树脂注射部对多个模具20同时填充树脂的情况下，由于使树脂11的流动性稳定化，所以能够抑制多个模具20的树脂填充的偏差。

此外，间隙45的厚度是0.01mm以上0.15mm以下。

根据该结构，由于间隙45的厚度是0.01mm以上0.15mm以下，所以即使浇口块40热膨胀，也能够维持间隙45。

(变形例1)

在上述实施方式中，例示说明了浇口块40的作为平面的上表面和冷却块30的作为平面的下表面形成间隙45的情况。在该变形例1中，对由设置在冷却块上的凹部形成间隙的情况进行说明。

另外，在以后的说明中，对于与有关实施方式的无流道注射成形装置10相同的部分赋予相同的标号而省略其说明，仅对不同的部分进行说明。

图6是示意地表示有关变形例1的无流道注射成形装置10A的主要部分结构的剖面图。

如图6所示，在冷却块30A的下表面，形成有将第二浇道31的周围包围的俯视圆形的凹部36。凹部36相对于第二浇道31在俯视中为同心圆。此外，凹部36的底面为与冷却块30A的下表面平行的平面。并且，凹部36的周面为朝向下方扩大的锥面。

浇口块40A形成为圆锥台状，其上部是与冷却块30A的凹部36嵌合的突部46。即，冷却块30A的凹部36和浇口块40A的突部46为凹坑(in low)构造。

突部46相对于浇口块侧浇口42在俯视中为同心圆。即，在突部46的中央配置有浇口块侧浇口42。此外，突部46的前端面为与凹部36的底面平行的平面。并且，突部46的周面为朝向下方扩大的锥面。该突部46的周面是与凹部36的周面抵接的抵接面。

并且，突部46的高度H被设定为比凹部36的深度D小。由此，如果冷却块30A相对于浇口块40A的上表面重叠而凹部36与突部46嵌合，则在浇口块40A与冷却块30A之间形成间隙45a。间隙45a的厚度T是凹部36的深度D与突部46的高度H的差。

这样，由于浇口块40A与冷却块30A通过经由间隙45a的凹坑构造(突部46、凹部36)嵌合，所以通过调整突部46与凹部36的接触面积，能够控制从浇口块40A向冷却块30A的传热量。

此外，由于在突部46上配置有浇口块侧浇口42，在凹部36中配置有第二浇道31，所以通过使突部46与凹部36嵌合，能够防止浇口块侧浇口42与第二浇道31的位置偏差。

另外，在本变形例1中的凹坑构造中，例示了浇口块40A具有突部46、冷却块30A具有凹部36的情况，但该关系也可以相反。

(变形例2)

接着，对有关本实施方式的变形例2进行说明。

在变形例1中，例示了浇口块40A与冷却块30A通过经由间隙45a的凹坑构造嵌合的情况，但也可以是浇口块与固定侧加热块通过凹坑构造嵌合。

另外，在以后的说明中，对与有关变形例1的无流道注射成形装置10A相同的部分赋予相同的标号而省略其说明，仅对不同的部分进行说明。

图7是示意地表示有关变形例2的无流道注射成形装置10B的主要部分结构的剖面图。如图7所示，在固定侧加热块50B的上表面，形成有将加热块侧浇口53的周围包围的俯视圆形的凹部57。凹部57相对于加热块侧浇口53在俯视中为同心圆。此外，凹部57的底面为与固定侧加热块50B的上表面平行的平面。并且，凹部57的周面为朝向上方扩大的锥面。

在浇口块40B的下表面，形成有与固定侧加热块50B的凹部57嵌合的俯视圆形状的突部47。即，固定侧加热块50B的凹部57和浇口块40B的突部47构成凹坑构造。

突部47相对于浇口块侧浇口42在俯视中为同心圆。即，在突部47的中央配置有浇口块侧浇口42。此外，突部47的前端面为与凹部57的底面平行的平面。并且，突部47的周面为朝向上方扩大的锥面。突部47的前端面及周面是与凹部57的底面及周面抵接的抵接面。

这样，由于浇口块40B与固定侧加热块50B通过凹坑构造(突部47、凹部57)嵌合，所以能够使浇口块40B与固定侧加热块50B的接触面积变大。由此，能够使从固定侧加热块50B向浇口块40B的传热量变大。

此外，由于在突部47上配置有浇口块侧浇口42，在凹部57处配置有加热块侧浇口53，所以通过使突部47与凹部57嵌合，能够防止浇口块侧浇口42与加热块侧浇口53的位置偏差。

另外，凹坑构造设置在冷却块30A侧、固定侧加热块50B侧的某一方或两者上就可以。

(其他)

以上，基于实施方式对有关本发明的无流道注射成形装置10、10A、10B进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。

除此以外，对上述实施方式及变形例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态、或通过在不脱离本发明的主旨的范围内将上述实施方式及变形例的构成要素及功能任意地组合而实现的形态也包含在本发明中。

标号说明

10、10A、10B 无流道注射成形装置

11 树脂(热固化性树脂)

20 模具

30、30A 冷却块

31 第二浇道(浇道的一部分)

32 冷却流路

33 冷却材料

36、57 凹部(凹坑构造)

40、40A、40B 浇口块

42 浇口块侧浇口(浇口)

45、45a 间隙

46、47 突部(凹坑构造)

50、50B 固定侧加热块(加热块)

51、62 热源

Claims (4)

1.一种无流道注射成形装置，用来将热固化性树脂注射成形，其特征在于，

具备：

冷却块，形成有作为上述热固化性树脂的流路的浇道的一部分、和配置在上述浇道的一部分的周围且在内部流动冷却材料的冷却流路；

加热块，具有用来使上述热固化性树脂固化的热源；以及

浇口块，配置在上述冷却块与上述加热块之间，不被温度调节；

上述浇口块具有浇口；

在上述浇口块与上述冷却块之间，在该浇口的周围形成有与上述浇口连通的间隙，

上述间隙的厚度为使在上述冷却块和上述浇口块中流动的上述热固化性树脂不从该间隙漏出、并且在上述浇口块热膨胀时该间隙不被封闭的值。

2.如权利要求1所述的无流道注射成形装置，其特征在于，

上述间隙的厚度是0.01mm以上0.15mm以下。

3.如权利要求1或2所述的无流道注射成形装置，其特征在于，

上述浇口块与上述冷却块中的一方具有第一突部、另一方具有第一凹部，

上述第一突部和上述第一凹部以上述间隙夹在上述第一突部的前端面和上述第一凹部的底面之间的方式嵌合。

4.如权利要求1或2所述的无流道注射成形装置，其特征在于，

上述浇口块与上述加热块中的一方具有第二突部、另一方具有第二凹部，

上述第二突部和上述第二凹部嵌合。

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