JP2002321263A - 射出成形金型および射出成形方法 - Google Patents

射出成形金型および射出成形方法

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JP2002321263A JP2001129653A JP2001129653A JP2002321263A JP 2002321263 A JP2002321263 A JP 2002321263A JP 2001129653 A JP2001129653 A JP 2001129653A JP 2001129653 A JP2001129653 A JP 2001129653A JP 2002321263 A JP2002321263 A JP 2002321263A
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Noboru Kato
昇 加藤
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】成形品を速やかに冷却して冷却不足を解消す
る。 【解決手段】 固定型2と、固定型2に対して型締め、
型開き可能な可動型3と、可動型3に設けられたエジェ
クタ機構4と、から射出成形金型1が構成され、エジェ
クタ機構4のない固定型2に、型外とその成形面間を連
通する空気導入路22が形成されている。したがって、
可動型3を設定間隔だけ型開きした状態で空気導入路2
2に圧縮空気を供給することにより、設定間隔だけ型開
きすることで可動型3と固定型2との間に形成された空
間に圧縮空気を導いて成形品Sの表面を圧縮空気によっ
て直接冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形金型およ
び射出成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、射出成形金型は、固定型と、固
定型に対して型締め、型開き可能な可動型と、から構成
され、型締めされた固定型と可動型とによって形成され
たキャビティに溶融樹脂を射出充填して冷却固化させる
ことにより、キャビティの形状に対応する成形品を成形
するものである。
【0003】なお、通常、固定型および可動型には冷却
水通路が形成されており、冷却水通路に冷却水を供給す
ることにより、固定型および可動型を冷却するととも
に、成形品を冷却固化させるようにしている(例えば、
特開平10−202662号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した成
形品の冷却方法においては、金型に形成された冷却水通
路からその成形面までには一定の距離が存在するため、
温度勾配を生じ、成形品を円滑に冷却できないという問
題がある。例えば、冷却水通路に30℃の冷却水を供給
しても、高温の溶融樹脂に接している金型表面において
は、30℃を維持することはできず、成形品が冷却不足
となるおそれがある。特に、高外観(ウエルドレス)を
得るため、あるいは、シボ加工などの金型の転写性を向
上させるために金型の温度を高く設定した場合に冷却不
足となる傾向が高く、そのため、成形サイクルが大きく
なるとともに、反りなどによる寸法不良が発生しやす
い。さらには、厚肉部や高温部にヒケが発生するなどの
問題があった。
【0005】なお、水冷に代えて冷熱サイクル法を採用
することも考えられるが、設備投資が大きくなり、全体
コストがかさむという欠点がある。
【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、成形品を速やかに冷却して冷却不足を
解消するすることのできる射出成形金型および射出成形
方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
固定型と、固定型に対して型締め、型開き可能な可動型
と、固定型もしくは可動型に設けられた成形品のエジェ
クタ機構と、から構成され、前記エジェクタ機構のない
固定型または可動型に、型外とその成形面間を連通する
空気導入路が形成され、可動型を設定間隔だけ型開きし
た状態で空気導入路に圧縮空気を供給して成形品の表面
を冷却することを特徴とするものである。
【0008】請求項2記載の発明は、前記エジェクタ機
構のない固定型または可動型に、空気導入路に連通され
るとともに、その成形面に開口するガイド溝が形成さ
れ、このガイド溝に通常ガイド溝の開口を閉鎖して成形
面に連続する成形面を形成するように保持されたエア弁
が設けられ、空気導入路に供給された圧縮空気がエア弁
を作動させて開放されたガイド溝の開口から噴出される
ことを特徴とするものである。
【0009】請求項3記載の発明は、前記空気導入路に
供給された圧縮空気が、設定間隔だけ型開きした可動型
と固定型との間を通して、または、エジェクタ機構のな
い固定型または可動型の型外およびパーティングライン
間を連通しするように形成された空気排出路を通して型
外に排出されることを特徴とするものである。
【0010】請求項4記載の発明は、固定型に対して可
動型を型締めして溶融樹脂をキャビティに射出充填し、
冷却工程時、可動型を設定間隔だけ型開きするととも
に、設定間隔だけ型開きした可動型と固定型との間に形
成される空間に圧縮空気を供給して成形品を直接冷却し
た後、成形品をエジェクタ機構を介して取り出すことを
特徴とするものである。
【0011】本発明の射出成形金型によれば、可動型を
設定間隔だけ型開きした状態で空気導入路に圧縮空気を
供給することにより、圧縮空気を空気導入路を経て設定
間隔だけ型開きした可動型と固定型との間に形成される
空間に供給することができる。
【0012】この結果、高外観を得るため、あるいは、
金型の転写性を向上させるため、金型の温度を高温に設
定した場合においても、設定温度の圧縮空気によって成
形品の表面を直接冷却することが可能となり、成形品の
冷却不足を解消することができるとともに、冷却が速や
かに行なわれるために成形サイクルを短縮することがで
きる。
【0013】本発明において、前記エジェクタ機構のな
い固定型または可動型に、空気導入路に連通されるとと
もに、その成形面に開口するガイド溝が形成され、この
ガイド溝に通常ガイド溝の開口を閉鎖して成形面に連続
する成形面を形成するように保持されたエア弁が設けら
れ、空気導入路に供給された圧縮空気がエア弁を作動さ
せて開放されたガイド溝の開口から噴出されると、溶融
樹脂の射出充填時、ガイド溝の開口はエア弁によって型
の成形面に連続するように閉鎖されているため、成形品
の表面に影響を与えることがない。しかも、可動型が設
定間隔だけ型開き状態で空気導入路に圧縮空気が供給さ
れた際にのみ、圧縮空気をガイド溝の開口を通して設定
間隔だけ型開きした可動型と固定型との間に形成される
空間に供給することができる。
【0014】本発明において、前記空気導入路に供給さ
れた圧縮空気が、設定間隔だけ型開きした可動型と固定
型との間を通して、または、エジェクタ機構のない固定
型または可動型の型外およびパーティングライン間を連
通するように形成された空気排出路を通して型外に排出
されると、ガイド溝の開口を通して設定間隔だけ型開き
した可動型と固定型との間に形成される空間に供給され
た圧縮空気を、設定間隔だけ型開きした可動型と固定型
との間を通して、または、空気排出路を通して排出する
ことができる。
【0015】ここで、空気排出路を形成する場合、空気
排出路の個数や形成位置は、成形品の形状に対応して決
定される。例えば、成形品が熱溜まりを発生するような
形状の場合は、熱溜まりとなる部分に連通するように空
気排出路を形成することにより、圧縮空気を熱溜まりと
なる部分に導いて熱溜まり部分を重点的に冷却すること
が可能となる。
【0016】また、本発明の射出成形方法によれば、冷
却工程時に、可動型を設定間隔だけ型開きするととも
に、設定間隔だけ型開きした可動型と固定型との間に形
成される空間に圧縮空気を供給して成形品を直接冷却す
るため、金型の温度を高温に設定した場合においても、
成形品の冷却不足を解消することができるとともに、成
形品を速やかに冷却して成形サイクルを短縮することが
できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
【0018】図1には、本発明の射出成形金型1の一実
施形態が示されている。
【0019】この射出成形金型1は、成形品Sの内周面
形状に対応する成形面を有する固定型2と、該固定型2
に対して上下方向に移動して型締め、型開き可能であ
り、成形品Sの外周面形状に対応する成形面を有する可
動型3と、可動型3に設けられ、可動型3の型開き時に
成形品Sを突き出すエジェクタ機構4と、から構成され
ている。
【0020】固定型2には、その成形面に臨む位置に開
口されたガイド溝21が形成されており、このガイド溝
21には、エア弁5が配設されている。そして、エア弁
5は、通常、スプリング51の牽引力により成形面に臨
むガイド溝21の開口を閉鎖し、固定型2の成形面に連
続する成形面を形成している。
【0021】なお、エア弁5は、後述するように、設定
圧力の圧縮空気が作用した場合、スプリング51の牽引
力に抗して押し下げられ、固定型2の成形面に臨むガイ
ド溝21の開口を開放するように設定されている。
【0022】また、固定型2には、型外と前述したガイ
ド溝21とを連通する空気導入路22が形成されてお
り、この空気導入路22には、図示しないコンプレッサ
ーなどのエア源が接続されている。したがって、可動型
3を設定間隔だけ型開きした状態で図示しないエア源を
駆動することにより、圧縮空気を空気導入路22を経て
ガイド溝21に導き、エア弁5をスプリング51の牽引
力に抗して押し下げることができる。この際、圧縮空気
は、エア弁5が押し下げられることにより開放された固
定型2の成形面に臨むガイド溝21の開口から噴出され
る。
【0023】さらに、固定型2には、可動型3とのパー
ティングラインPLと型外とを連通するように、空気排
出路23が形成されている。この空気排出路23は、成
形品Sの形状に対応して1個以上形成される。この実施
形態においては、ガイド溝21が成形品Sの略中央部に
臨んで開口されるように形成され、空気排出路23は、
左右に2カ所形成された場合を例示しているが、成形品
Sの形状に対応して個数や形成位置を設定する必要があ
る。例えば、成形品が複雑な形状を有して熱溜まりが発
生する場合には、熱溜まりとなる部分を圧縮空気が通過
するように空気排出路23を形成することが好ましい。
このように空気排出路23を形成することにより、圧縮
空気を熱溜まりとなる部分に導いて熱溜まり部分を重点
的に冷却することができる。
【0024】なお、固定型2と可動型3とのパーティン
グラインPLには、前述した空気排出路23との接続部
よりも型外側において、Oリングなどのシール材6が配
設されている。このシール材6は、可動型3が設定間隔
以上型開きするまでの間、固定型2と可動型3との間を
密閉し、成形品Sの表面と型外との連通を阻止してい
る。このため、可動型3が設定間隔だけ型開きした状態
では、空気排出路23のみが成形品Sの表面と型外とを
連通している。
【0025】次に、このように構成された射出成形金型
1の作動について説明する。
【0026】固定型2に対して可動型3を型締めする
と、固定型2および可動型3によって成形品Sの形状に
対応するキャビティが形成される。この際、固定型2と
可動型3とのパーティングラインPLはシール材6によ
って密封されている。また、エア弁5は、スプリング5
1の牽引力により、固定型2の成形面に臨むガイド溝2
1の開口を閉鎖して固定型2の成形面とともに成形品S
の成形面を形成している。
【0027】可動型3を型締めしたならば、溶融樹脂を
キャビティに射出充填し、冷却固化させる。この後、可
動型3を設定間隔だけ型開きするとともに、図示しない
エア源を駆動すれば、エア源からの圧縮空気は、空気導
入路22を経てガイド溝21に流入する。そして、圧縮
空気は、エア弁5をスプリング51の牽引力に抗して押
し下げて固定型2の成形面に連通するガイド溝21の開
口を開放させるとともに、可動型3が設定間隔だけ型開
きしたことによって固定型2の成形面と成形品Sの表面
との間に形成される空間X(図2参照)に噴出される。
ここで、可動型3が設定間隔だけ型開きした状態では、
固定型2と可動型3との間がシーツ材6によって密封さ
れているため、固定型2の成形面と成形品Sの表面との
間に形成される空間Xに噴出された圧縮空気は、空気排
出路23を経て型外に排出される。この際、成形品Sの
表面は、ガイド溝21の開口から空気排出路23を流通
する圧縮空気によって直接冷却される。
【0028】冷却が完了すれば、可動型3をさらに型開
きすることにより、エジェクタ機構4が作動し、成形品
Sを可動型3より取り出すことができる。
【0029】この結果、成形品Sを設定温度の圧縮空気
で直接冷却することができる。したがって、高外観を得
るため、あるいは、金型の転写性を向上させるため、金
型の温度を高温に設定した場合においても、冷却不足を
解消することができるとともに、冷却が速やかに行なわ
れるため、成形サイクルを短縮することができる。ま
た、反りなどが発生しにくくなり、寸法精度を向上させ
ることができる。
【0030】このような成形工程おける固定型2の表面
温度(℃)と成形サイクル(秒)との関係を図3に示
す。
【0031】ここで、成形材料としてはABS樹脂(ガ
ラス転移温度104℃)を採用し、高外観の成形品Sを
得るため、初期状態での固定型2の型温を80℃、可動
型3の型温を30℃、取出時の固定型2の表面温度を6
5℃に設定した。また、圧縮空気の温度を30℃、圧力
を0.785MPa(8kg/cm2 )に設定した。
【0032】なお、固定型2の表面温度は、その成形面
に温度センサー10(図1参照)を配置して測定した。
【0033】図3に示す冷却工程において、樹脂がガラ
ス転移温度である104℃より低下した100℃になっ
た時点で、すなわち、射出開始より18秒後に可動型3
を5mm型開きするとともに、圧縮空気を供給したとこ
ろ、射出開始より40秒後、すなわち、圧縮空気の供給
開始より22秒後に設定された取出時の固定型2の表面
温度である65℃に低下した。その後、成形品Sの取出
工程15秒を経て、成形サイクルは55秒であった。
【0034】一方、通常成形の場合は、射出開始より4
0秒後の固定型2の表面温度は85℃であり、しかも、
固定型2の型温65℃に近づくにつれて固定型2の表面
温度の冷却勾配が緩やかになっていることから、設定さ
れた取出時の固定型2の表面温度である65℃に低下す
るには、さらに多くの時間を必要とすることが明らかで
ある。
【0035】ここで、冷却に最適な型開き量は、圧縮空
気の圧力と流量により適宜設定することができ、5mm
に限定されないが、圧縮空気の流量を考慮すれば、10
0mm以下が好ましい。
【0036】なお、前述した実施形態においては、可動
型3にエジェクタ機構4を設け、固定型2に空気導入路
22を設けた場合を例示したが、固定型2にエジェクタ
機構を設ける場合は、可動型3に空気導入路を形成すれ
ばよい。この場合は、可動型3の成形面に面する成形品
Sの表面を冷却することになる。
【0037】また、前述した実施形態においては、固定
型2と可動型3との間にシール材6を配設して両者間を
密封する場合を説明したが、シール材6を配設しない場
合は、可動型3が設定間隔だけ型開きした際、型外と成
形品Sの表面とが連通するため、空気排出路23を形成
する必要はない。ただし、この場合は、成形品Sの表面
全体が冷却されるため、熱溜まりなどの特定の部位を重
点的に冷却しようとする場合には不適である。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明の射出成形金型によ
れば、可動型を設定間隔だけ型開きした状態で空気導入
路に圧縮空気を供給することにより、圧縮空気を空気導
入路を経て設定間隔だけ型開きした可動型と固定型との
間に形成される空間に供給することができる。この結
果、高外観を得るため、あるいは、金型の転写性を向上
させるため、金型の温度を高温に設定した場合において
も、設定温度の圧縮空気によって成形品の表面を直接冷
却することが可能となり、成形品の冷却不足を解消する
ことができるとともに、冷却が速やかに行なわれるため
に成形サイクルを短縮することができる。
【0039】また、本発明の射出成形方法によれば、冷
却工程時に、可動型を設定間隔だけ型開きするととも
に、設定間隔だけ型開きした可動型と固定型との間に形
成される空間に圧縮空気を供給して成形品を直接冷却す
るため、金型の温度を高温に設定した場合においても、
成形品の冷却不足を解消することができるとともに、成
形品を速やかに冷却して成形サイクルを短縮することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の射出成形金型の一実施形態を示す断面
図である。
【図2】図1の射出成形金型の冷却工程を一部省略して
示す断面図である。
【図3】本発明の射出成形金型による成形サイクルと固
定型の表面温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 射出成形金型 2 固定型 21 ガイド溝 22 空気導入路 23 空気排出路 4 エジェクタ機構 5 エア弁 51 スプリング 6 シール材 S 成形品

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定型と、固定型に対して型締め、型開
    き可能な可動型と、固定型もしくは可動型に設けられた
    成形品のエジェクタ機構と、から構成され、前記エジェ
    クタ機構のない固定型または可動型に、型外とその成形
    面間を連通する空気導入路が形成され、可動型を設定間
    隔だけ型開きした状態で空気導入路に圧縮空気を供給し
    て成形品の表面を冷却することを特徴とする射出成形金
    型。
  2. 【請求項2】 前記エジェクタ機構のない固定型または
    可動型に、空気導入路に連通されるとともに、その成形
    面に開口するガイド溝が形成され、このガイド溝に通常
    ガイド溝の開口を閉鎖して成形面に連続する成形面を形
    成するように保持されたエア弁が設けられ、空気導入路
    に供給された圧縮空気がエア弁を作動させて開放された
    ガイド溝の開口から噴出されることを特徴とする請求項
    1記載の射出成形金型。
  3. 【請求項3】 前記空気導入路に供給された圧縮空気
    が、設定間隔だけ型開きした可動型と固定型との間を通
    して、または、エジェクタ機構のない固定型または可動
    型の型外およびパーティングライン間を連通するように
    形成された空気排出路を通して型外に排出されることを
    特徴とする請求項1または2記載の射出成形金型。
  4. 【請求項4】 固定型に対して可動型を型締めして溶融
    樹脂をキャビティに射出充填し、冷却工程時、可動型を
    設定間隔だけ型開きするとともに、設定間隔だけ型開き
    した可動型と固定型との間に形成される空間に圧縮空気
    を供給して成形品を直接冷却した後、成形品をエジェク
    タ機構を介して取り出すことを特徴とする射出成形方
    法。
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