CN112606323A - 多材料模具以及成型机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供使得在不降低生产率的情况下能够对每个模具进行良好冷却的多材料模具。多材料模具包括：多个固定模具，被配置为设置在围绕指定轴的同一圆上；以及多个可移动模具，被配置为在能够绕所述指定轴旋转的附接构件上设置在围绕所述指定轴的同一圆上，并且与多个固定模具中的任何一个耦接以形成用于成型的封闭空间，其中，所述多个固定模具中的每一个包括用于使冷却剂循环的第一流道，并且所述多个可移动模具中的每一个包括第二流道，所述第二流道用于在与所述多个固定模具中的任何一个耦接时在耦接部处与所述第一流道连通并与所述第一流道组合起来使冷却剂循环。

Description

多材料模具以及成型机

通过引用并入

本申请基于并要求2019年10月4日递交的日本专利申请第2019-183434号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文中。

技术领域

本公开涉及多材料模具以及成型机。

背景技术

已知将多种不同的材料组合成型的多材料成型技术。专利文献1公开了一种用于在由刚性塑料制成的成型体的表面上形成非刚性塑料的涂层的多材料模具。

引用列表

专利文献

专利文献1：公开号为2004-358951的日本未审专利申请

发明内容

用于多材料成型的成型机需要使诸如冷却水之类的冷却剂在模具中循环以进行冷却，以便将模具保持在合适的温度。图8是示出了在正在开发的成型机550中包括的双材料模具501的冷却机构的示意图。双材料成型是一种将两种不同的材料组合成型的技术。如图8中所示，双材料模具501包括两个固定模具(初次成型固定模具502a和二次成型固定模具502b)和两个可移动模具(第一可移动模具503a和第二可移动模具503b)。初次成型固定模具502a和二次成型固定模具502b以180度的间隔被设置在围绕指定轴的同一圆上。初次成型固定模具502a设置有用于模具冷却的第一固定冷却软管507a，并且二次成型固定模具502b设置有用于模具冷却的第二固定冷却软管507b。第一可移动模具503a和第二可移动模具503b在能够绕指定轴520旋转的附接构件504上以180度的间隔设置在围绕指定轴520的同一圆上。第一可移动模具503a设置有用于模具冷却的第一可移动冷却软管506a，并且第二可移动模具503b设置有用于模具冷却的第二可移动冷却软管506b。

图8的上部示出了第一可移动模具503a与初次成型固定模具502a相对且第二可移动模具503b与二次成型固定模具502b相对的状态。在这种状态下，附接构件504沿箭头T11的方向移动，使得第一可移动模具503a与初次成型固定模具502a耦接在一起且第二可移动模具503b与二次成型固定模具502b也耦接在一起。然后，初次成型材料从圆柱喷嘴505a被注入到通过将第一可移动模具503a与初次成型固定模具502a耦接在一起而形成的封闭空间内，从而制成初次成型制品。

在制成初次成型制品之后，第一可移动模具503a和初次成型固定模具502a彼此分离，并且附接构件504沿箭头R11的方向旋转180度以将第一可移动模具503a与二次成型固定模具502b耦接在一起。这导致变为如图8的下部中所示的第一可移动模具503a与二次成型固定模具502b相对且第二可移动模具503b与初次成型固定模具502a相对的状态。从图8的上部中所示的状态起沿箭头R11的方向使附接构件504旋转180度后，使得第一可移动冷却软管506a与第二可移动冷却软管506b如图8的下部中所示彼此交叉。

从图8的下部中所示的状态起，第一可移动模具503a与二次成型固定模具502b耦接在一起，并且第二可移动模具503b与初次成型固定模具502a耦接在一起。然后，二次成型材料从圆柱喷嘴505b被注入到通过将第一可移动模具503a与二次成型固定模具502b耦接在一起而形成的封闭空间中，从而制成二次成型制品。另外，初次成型材料从圆柱喷嘴505a被注入到通过将第二可移动模具503b与初次成型固定模具502a耦接在一起而形成的封闭空间中，从而制成初次成型制品。

在将第一可移动模具503a与二次成型固定模具502b分离并将第二可移动模具503b与初次成型固定模具502a彼此分离之后，将二次成型制品从第一可移动模具503a中取出，并且使附接构件504沿箭头R12的方向旋转，箭头R12的方向是与箭头R11相反的方向。这导致了返回到图8的上部中所示的状态。从图8的下部中所示的状态起沿箭头R12的方向使附接构件504旋转180度后，使得第一可移动冷却软管506a与第二可移动冷却软管506b不再彼此交叉。然后，在通过将第二可移动模具503b与二次成型固定模具502b耦接在一起而形成的封闭空间中制成二次成型制品，并且在通过将第一可移动模具503a与初次成型固定模具502a耦接在一起而形成的封闭空间中制成初次成型制品。

与上述双材料模具相比，三材料模具包括以120度的间隔设置在同一圆上的三个固定模具，以及在能够旋转的附接构件上以120度的间隔设置在同一圆上的三个可移动模具。在三材料模具中，具有三个可移动模具的附接构件仅沿一个方向旋转，并且在每个可移动模具中顺序地执行初次成型、二次成型和三次成型。在这种三材料模具中，因为具有三个可移动模具的附接构件仅沿一个方向旋转而不反向旋转，所以如果按照与上述双材料模具501中相同的方式将用于模具冷却的冷却软管设置在每个可移动模具中，则发生冷却软管的缠绕。在冷却软管缠结的状态下无法充分冷却模具。为了解开冷却软管的缠结，必须停止成型过程并使附接构件翻转，这降低了生产率，因此不是优选的。

为了解决上述问题而完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种多材料模具，该多材料模具能够在不降低生产率的情况下对每个模具进行良好冷却。

根据一个方面的多材料模具包括：多个固定模具，被配置为设置在围绕指定轴的同一圆上；以及多个可移动模具，被配置为在能够绕指定轴旋转的附接构件上设置在围绕指定轴的同一圆上，并且与多个固定模具中的任何一个耦接以形成用于成型的封闭空间，其中，多个固定模具中的每一个包括用于使冷却剂循环的第一流道，并且多个可移动模具中的每一个包括第二流道，所述第二流道用于在与多个固定模具中的任何一个耦接时在耦接部与第一流道连通并与第一流道组合起来使冷却剂循环。

根据上述方面，在不降低生产率的情况下实现了每个模具的良好冷却。

附图说明

根据结合附图对某些示例性实施例的以下描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将变得更加清楚明白，在附图中：

图1是示出了根据第一示例实施例的多材料模具的结构的框图；

图2是示出了根据第二示例实施例的三材料模具的结构的示意图；

图3是示出了根据第二示例实施例的三材料模具的冷却机构的结构的示意图；

图4是示出了根据第二示例实施例的三材料模具的操作概要的示意图；

图5是示出了将固定模具与可移动模具耦接和分离的操作的示意图；

图6是示出了可移动模具与固定模具耦接在一起时的冷却机构中的冷却剂的流动的示意图；

图7是示出了设置在第一流道和第二流道中的耦接端子和耦接端子的机构的示意图；以及

图8是示出了在正在开发的成型机中包括的双材料模具的冷却机构的示意图。

具体实施方式

在下文中将参考附图来描述本公开的示例实施例。注意，以下描述和附图被适当地缩短和简化以使说明清楚明了。在附图中，相同的附图标记表示相同的结构元件，并且省略其重复说明。

[第一示例实施例]

图1是示出了根据第一示例实施例的多材料模具1的结构的框图。如图1中所示，多材料模具1包括多个固定模具2和多个可移动模具3。

多个固定模具2被设置在同一圆上。多个可移动模具3在能够绕指定轴20旋转的附接构件4上设置在围绕指定轴20的同一圆上，并且与多个固定模具2中的任何一个耦接以形成用于成型的封闭空间30。多个固定模具2中的每一个包括用于使冷却剂循环的第一流道6。多个可移动模具3中的每一个包括第二流道7，第二流道7用于在与多个固定模具2中的任何一个耦接时在耦接部处与第一流道6连通并与第一流道6组合起来使冷却剂循环。

这实现了每个模具的良好冷却而不会降低生产率。

[第二示例实施例]

图2是示出了根据第二示例实施例的用于三材料成型的成型机150的结构的示意图。三材料成型是将三种不同的材料组合成型的技术。如图2中所示，成型机150包括三材料模具101、能够绕指定轴120旋转且其上设置有多个可移动模具的附接构件104、以及用于注入成型材料的圆柱喷嘴105a、105b和105c。

三材料模具101包括初次成型固定模具102a、二次成型固定模具102b、三次成型固定模具102c、第一可移动模具103a、第二可移动模具103b和第三可移动模具103c。

初次成型固定模具102a、二次成型固定模具102b和三次成型固定模具102c以相等角度的间隔(在该示例中为120度的间隔)被设置在同一圆上。初次成型固定模具102a设置有用于注入初次成型材料的圆柱喷嘴105a。同样地，二次成型固定模具102b设置有用于注入二次成型材料的圆柱喷嘴105b，并且三次成型固定模具102c设置有用于注入三次成型材料的圆柱喷嘴105c。例如，初次成型材料、二次成型材料和三次成型材料是诸如橡胶和塑料之类的聚合材料。

第一可移动模具103a、第二可移动模具103b和第三可移动模具103c在能够绕指定轴120旋转的附接构件1104上以相等角度的间隔(在该示例中为120度的间隔)被设置在绕指定轴120的同一圆上。第一可移动模具103a、第二可移动模具103b和第三可移动模具103c与初次成型固定模具102a、二次成型固定模具102b和三次成型固定模具102c中的任何一个耦接，以形成用于成型的封闭空间130。

在下文中，对三材料模具101的冷却机构的结构进行描述。初次成型固定模具102a、二次成型固定模具102b和三次成型固定模具102c的冷却机构的结构相同，并且第一可移动模具103a、第二可移动模具103b和第三可移动模具103c的冷却机构的结构相同。因此，下面使用初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a的组合为例对冷却机构的结构进行描述。

图3是示出了三材料模具101的冷却机构的结构的示意图。如图3中所示，初次成型固定模具102a包括使冷却剂循环的第一流道106。第一可移动模具103a包括第二流道107，第二流道107用于在与固定模具中的任何一个耦接时在耦接部处与第一流道106连通并使来自第一流道106的冷却剂循环。冷却剂例如是冷却水或防冻剂。第一流道106和第二流道107在耦接部处分别设置有耦接端子108和耦接端子109。在后文中将描述耦接端子108和耦接端子109的机构的细节。

在下文中，对三材料模具101的操作进行描述。

图4是示出了三材料模具101的操作概况的示意图。如图4中所示，在三材料模具101中，具有三个可移动模具的附接构件104仅沿箭头R1的方向每次旋转120度，并且在每个可移动模具中顺序地执行初次成型、二次成型和三次成型。例如，将第一可移动模具103a首先与初次成型固定模具102a耦接以执行初次成型(图4的上部)。接下来，将第一可移动模具103a与第二成型固定模具102b耦接以执行二次成型(图4的中间部分)。最后，将第一可移动模具103a与三次成型固定模具102c耦接以执行三次成型(图4的下部)。关于第二可移动模具103b和第三可移动模具103c，按照与上述第一可移动模具103a的情况相同的方式顺序地执行初次成型、二次成型和三次成型。在完成三次成型之后，将成型制品从可移动模具中取出。

图5是示出了将固定模具与可移动模具耦接和分离的操作的示意图。注意，对于三个固定模具与三个可移动模具的组合中的任何一个，将固定模具与可移动模具耦接和分离的操作是相同的，因此下面以初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a的组合为例进行描述。

如图5的上部中所示，首先，使附接构件104旋转，以使初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a彼此对准。接下来，如图5的下部中所示，使附接构件104沿箭头T1的方向移动，使得初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a耦接在一起。由此，形成用于成型的封闭空间130。然后，如箭头f1所指示的，初次成型材料从圆柱喷嘴105a被注入到封闭空间130中，从而制成初次成型制品。在初次成型之后，使附接构件104沿箭头T2的方向移动，使得初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a彼此分离。当第一可移动模具103a与初次成型固定模具102a分离时，初次成型制品由安装在第一可移动模具103a上的固定销121支撑。

图6是示出了可移动模具与固定模具耦接在一起时的冷却机构中的冷却剂的流动的示意图。在以下描述中，同样使用初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a的组合作为示例。如图6中所示，当初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a耦接在一起时，第一流道106与第二流道107在耦接部处彼此连通。如由虚线箭头f2所指示的，从第一流道106的冷却剂入口106a供给冷却剂，冷却剂从第一流道106流向第二流道107，然后从第一流道106的冷却剂出口106b排出。这样，三材料模具101的冷却机构不使用冷却软管(如果附接构件沿一个方向旋转，则冷却软管缠结)来使冷却剂在可移动模具中循环，因此，即使当附接构件104如早先参考图4所描述的仅在一个方向上旋转时也不会有问题。

图7是示出了分别设置在第一流道106和第二流道107中的耦接端子108和耦接端子109的机构的示意图。图7示出了初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a的组合的示例。如图7中所示，耦接端子108和耦接端子109在耦接部处分别包括装配部108b和装配部109b。当初次成型固定模具102a与第一可移动模具103a耦接在一起时，装配部108b和装配部109b彼此装配。耦接端子108在耦接部处具有沿径向向内侧突出的突出壁108a。耦接端子109在耦接部处具有沿径向向内侧突出的突出壁109a。耦接端子108和耦接端子109分别设置有阀110和阀111。

图7的上部示出了作为固定模具的初次成型固定模具102a与作为可移动模具的第一可移动模具103a未耦接在一起的状态。在这种状态下，阀110的盘体向耦接端子108的突出壁108a施力，从而阀110关闭。因而，在第一流道106的耦接部处不会发生冷却剂的泄漏。注意，例如，阀110的盘体通过诸如弹簧之类的弹性体而向突出壁108a施力。阀110的盘体的端部110a相对于突出壁108a的耦接表面沿第一流道106的轴向向外突出。

同样，阀111的盘体向耦接端子109的突出壁109a施力，从而阀111关闭。因而，在第二流道107的耦接部处不会发生冷却剂的泄漏。注意，例如，阀111的盘体通过诸如弹簧之类的弹性体而向突出壁109a施力。阀111的盘体的端部111a相对于突出壁109a的耦接表面沿第二流道107的轴向向外突出。

图7的下部示出了作为固定模具的初次成型固定模具102a与作为可移动模具的第一可移动模具103a耦接在一起的状态。在这种状态下，耦接端子108中的阀110的盘体的端部110a被耦接端子109中的阀111的盘体的端部111a挤压，并且阀110的盘体沿第一流道106的轴向向内(沿箭头T3的方向)移动。从而，耦接端子108中的阀110打开。同样，耦接端子109中的阀111的盘体的端部111a被耦接端子108中的阀110的盘体的端部110a挤压，并且阀111的盘体沿第二流道107的轴向向内(沿箭头T4的方向)移动。从而，耦接端子109中的阀111打开。结果是，阀110和阀111以这种方式打开，冷却剂如虚线箭头f3所示从第一流道106流向第二流道107。

如上所述，根据该示例性实施例的三材料模具101使得在不降低生产率的情况下能够对每个模具进行良好冷却。

尽管上面参考示例实施例描述了本公开，但是本公开不限于上述示例实施例。在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本公开的结构和细节进行对本领域技术人员显而易见的各种改变和修改。

本领域普通技术人员可以根据需要对第一实施例和第二实施例进行组合。

尽管已参考本公开的实施例具体示出和描述了本公开，但是本公开不限于这些实施例。本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

附图标记列表

1 多材料模具

2 固定模具

3 可移动模具

4、104 附接构件

6、106 第一流道

7、107 第二流道

20、120 指定轴

30、130 封闭空间

101 三材料模具

102a 初次成型固定模具

102b 二次成型固定模具

102c 三次成型固定模具

103a 第一可移动模具

103b 第二可移动模具

103c 第三可移动模具

105a、105b、105c 圆柱喷嘴

106a 冷却剂入口

106b 冷却剂出口

108、109 耦接端子

108a、109a 突出壁

110、111 阀

110a、111a 阀的盘体的端部

121 固定销。

Claims (9)

1.一种多材料模具，包括：

多个固定模具，被配置为设置在围绕指定轴的同一圆上；以及

多个可移动模具，被配置为在能够绕所述指定轴旋转的附接构件上设置在围绕所述指定轴的同一圆上，并且与所述多个固定模具中的任何一个耦接以形成用于成型的封闭空间，其中

所述多个固定模具中的每一个包括用于使冷却剂循环的第一流道，并且

所述多个可移动模具中的每一个包括第二流道，所述第二流道用于在与所述多个固定模具中的任何一个耦接时在耦接部处与所述第一流道连通并与所述第一流道组合起来使冷却剂循环。

2.根据权利要求1所述的多材料模具，其中，

在所述第一流道和所述第二流道中的每一个中，在所述耦接部处设置耦接端子，以及

所述耦接端子设置有阀，所述阀被配置为：在所述固定模具与所述可移动模具未耦接在一起时关闭，并且在所述固定模具与所述可移动模具耦接在一起时打开。

3.根据权利要求1所述的多材料模具，其中，所述多个固定模具以相等角度的间隔被设置在同一圆上，并且所述多个可移动模具在所述附接构件上以所述相等角度的间隔被设置在同一圆上。

4.根据权利要求2所述的多材料模具，其中，在所述附接构件上，所述多个固定模具以相等角度的间隔被设置在同一圆上，并且所述多个可移动模具以所述相等角度的间隔被设置在同一圆上。

5.根据权利要求1所述的多材料模具，其中，所述多材料模具包括作为所述多个固定模具的三个固定模具和作为所述多个可移动模具的三个可移动模具。

6.根据权利要求2所述的多材料模具，其中，所述多材料模具包括作为所述多个固定模具的三个固定模具和作为所述多个可移动模具的三个可移动模具。

7.根据权利要求3所述的多材料模具，其中，所述多材料模具包括作为所述多个固定模具的三个固定模具和作为所述多个可移动模具的三个可移动模具。

8.根据权利要求4所述的多材料模具，其中，所述多材料模具包括作为所述多个固定模具的三个固定模具和作为所述多个可移动模具的三个可移动模具。

9.一种成型机，包括根据权利要求1至8中任一项所述的多材料模具。

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