JP2003094502A

JP2003094502A - 金型

Info

Publication number: JP2003094502A
Application number: JP2001296045A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ikeda; 隆史池田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】連続成形を長時間行っても目的とした部品の
温度維持管理が可能で、提供する装置は既存のものに少
しの改造を施すだけで使用できるうえ、部品の大きさも
小さいため、小型の金型にも十分対応できる金型を提供
することにある。【解決手段】温度管理を要する部品を含む複数の部品
で構成される射出成形用の金型において、前記温度管理
を要する部品の周囲に該部品以上の熱伝導度を有する材
質の伝熱部材を設けた。また、前記伝熱部材内に流路を
形成し、伝熱媒体を流すよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形品の生産
に用いる金型に関するものであり、特に３プレート構造
金型でサイクルタイムの短い精密小物部品の成形に好適
な金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、射出成形金型は各ショットごとに
溶融した樹脂材料が流入し、その熱量が金属である金型
に奪われ、樹脂材料自身の温度が融点以下となり硬化
し、目的となる製品が型内で成形される。そこで、もし
金型の温度維持を行うものを付属していないと熱量が金
型内に蓄積されていき連続成形を行った時に金型温度が
上昇していき、樹脂が硬化しないうちに成形体を取出し
てしまったり、金型からの離型時の温度のバラツキによ
り成形体の寸法にバラツキが発生するという問題が生じ
てしまう。このため、通常は温度維持を行う機構を付属
している。

【０００３】例えば、従来、金型の温度維持は、図２を
参考にすると、金型のプレート自身、例えば固定側取付
板１、ランナストリッパプレート２、固定型板３、可動
型板４に穴加工を施し媒体（例えば水や油）を流すこと
により樹脂の流入による熱量を除去し、一定温度に保つ
方法が取られていた。また、金型部品や入れ子を特に温
度維持したい時は、同様に自身に直接穴もしくは溝を加
工し、プレートとの境界面はＯリングなどによってシー
ルし媒体を流す方法があった。

【０００４】しかし、通常の金型では、固定側取付板、
固定型板、可動型板などに媒体用の管路を設けるが、こ
の方法では肉厚部であったり故意に温度を変化させたい
場合に局部的な温度維持をすることができない。例え
ば、射出成形機から金型として一番最初に樹脂が流れる
部分であるスプルーが全成形体の中で一番の肉厚部であ
るならば、サイクルタイムはこのスプルーが硬化するの
までということになり、サイクルタイムを短縮するには
スプルーブッシュの局所的温度管理が必要となる。管理
が不十分で脆性の大きい成形材料を使用した時に連続成
形を実施している間にスプルー硬化前に型開きを行れる
とスプルーが折れてしまうという不具合が発生してしま
う。

【０００５】このため、スプルーブッシュのみの冷却に
関しては、上記のようにＯリングを挟んで管路を加工し
たり、２部品に分割してその間に媒体を流す方法もあ
る。例えば、その中でも、特開昭５６−１３９９４１号
に見られるものを詳述すると、以下の通りである。

【０００６】金型で使用されるスプルーブッシュ自体を
内管と外管で構成することで、スプルーブッシュがヒー
トパイプになっており、金型の外に出ている冷却部の冷
却を制御することにより、型開き時にもスプルーブッシ
ュの温度が注入樹脂材料の硬化しない適温に維持するこ
とができ、スプルーの無い成形体を金型から取出すこと
ができる。これは、スプルーブッシュを２部品にして媒
体を流す方法をとることで、温度維持が厳密にできると
いう点と、単に中に媒体を流すだけのスプルーブッシュ
と比較して大きさを小さくできる点とスプルーレス成形
が可能となる点で有効である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
１つの金型プレートに穴を加工して媒体を流す方法で
は、局所的に金型温度を管理することができず、また２
つ以上の部品にして必要部分に媒体を流す方法では、強
度面から１部品が大きくなってしまい、小型の金型に使
用することができないという問題があった。また、可動
部品に管路を加工して媒体を流す場合は、部品が固定さ
れるプレートに多くのピンや穴などの加工が施されてい
るとプレートを介して媒体を流すことができないという
問題が発生する。

【０００８】特にスプルーブッシュの場合においては前
述の問題に加えて、図２のように固定型との摩擦面の摩
耗による部品自身の交換が必須となるため、その温度管
理のための構造が複雑であったり、特注品であると容易
に交換が出来なくなるという問題も生じてくる。

【０００９】しかも、上述のスプルーブッシュの場合、
図３に示すように型開きをしている時には、スプルーブ
ッシュは金型とはつば下のみでしか接していないので、
連続成形をしている間、特に成形機の射出ユニットのノ
ズルをスプルーブッシュに接したまま成形する場合はス
プルーブッシュに熱量が蓄積され続け温度が上昇し、期
待している温度より高目の温度で平衡になってしまう。
つまり成形体中で一番肉厚になり易いスプルーの硬化が
遅れるため冷却時間を長く設定する必要が生じ、結果と
してサイクルタイムが長くなってしまうという問題が発
生する。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、局所部分温度の維持管理
をする対象部品の交換を容易にし、小型の金型にも十分
対応できる金型を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、温度管理を要する部品の周囲にその部品
よりも熱伝導度の大きな部材を接触させることにより、
該部品の放熱と吸熱を加速させることができるため効率
的に小さい部品や狭い範囲の金型部品の温度を維持する
ことができる。

【００１２】さらに請求項２は、請求項１の伝熱部材に
流路を形成させ、伝熱媒体を流すことにより、加熱なら
ば部品に熱量を与え、冷却ならば部品から熱量を奪うこ
とができるので、効率的に小さい部品や狭い範囲の金型
部品の温度を維持することができる。また、可動部品
や、多数の加工が施されているプレートに固定されてい
る部品に関しては、該管材を利用することによりプレー
トなどを介さずに媒体を直接流すことができるため、こ
のような部品に関しても温度管理が可能となる。しか
も、部品自体は通常使用されている形状・構造である
か、簡単な改造程度であるため交換が必要な部品も容易
に交換することが出来る。

【００１３】請求項３は、上記伝熱部材を部品に接触さ
せるために、伝熱部材の外径とほぼ同じ寸法の半円形に
溝を加工することにより位置ずれを防ぐようにした。こ
れにより、部品から凸となる寸法が部材の半径のみとな
り小型化され、溝なしに伝熱部材を接触させる場合より
も接触面積を増加せることができるので熱伝達を促進す
ることができる。なお、小型の金型で多数個取りをする
場合、プレートに多数の穴などの加工が施されるためそ
のプレートの中心部付近に設けられている部品にはプレ
ートを介した管路を形成することができないが、本発明
を採用することにより部品の大きさを変えることなく、
管材が通るだけの空間さえあればその部品の温度管理を
実施することができる。また、溝の加工も簡単なので、
部品の交換時においても容易に取り換えることが出来
る。

【００１４】請求項４は、本装置については局所的な温
度維持のためのものであり、温度を管理する部分の熱容
量が比較的小さいため、短時間で温度を変化させること
ができるので射出工程によって異なる温度で管理するす
ることができる。全工程で一定の温度でしか管理できな
かった金型の温度制御を可変とすることができ、たとえ
ば加熱と冷却の温度組み合わせの管理が可能となる。

【００１５】請求項５は、温度制御方法として金型の開
閉などの信号を受ける装置を設けることによりタイミン
グを感知し、媒体の流す温度を変更させることで、成形
サイクルの１サイクルの中でも目的部品の温度を変化さ
せることができる。それにより特に温度依存性の大きな
成形材料を使用する場合、型開き時には金型を加熱して
おき、射出後には金型を冷却することにより流動性の向
上と硬化の促進によりサイクルタイムを短縮することが
可能となる。具体的には、突き出し工程終了後から型締
め、射出時まで注入樹脂温度程度の媒体を管材に流入さ
せ射出時の金型温度をできるだけ高温に保ち注入樹脂の
流動性を向上させ、射出後から型開きまでは樹脂の硬化
温度より低い温度の媒体を管材に流すことにより金型を
早急に低温にして樹脂の硬化を促進させ、冷却時間を短
縮し結果としてサイクルタイムの短縮に貢献が可能とな
る。

【００１６】請求項６は、スプルーブッシュの温度管理
を行うことにより、成形体中で一番肉厚になりやすく硬
化完了までの時間がかかるスプルーを早急に冷却でき、
サイクルタイムを短縮させることができる。なお、請求
項５のような射出時には高温に保ち冷却時には低温にな
るように伝熱媒体の制御を実施すれば、射出時の流動性
を向上させ製品部の型転写性を上げることもできるよう
になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図を参照してこの発明の一実施例
を詳しく説明する。図１はこの発明の一実施例の要部を
示す図である。同図において、スプルーブッシュ５に銅
管１３を巻き付け、この銅管が金型の外側にでるように
固定側取付板１に溝が加工されている点が図２，３で示
した通常の金型とは異なる点である。スプルーブッシュ
５が型開時につば下のみでしか金型と接しなくなって
も、銅管に流れている媒体によってスプルーブッシュに
供給されているかもしくは蓄積されている熱量を奪うこ
とができ、型締め後に樹脂が注入された時は、さらにラ
ンナストリッパプレート２と接しているテーパ部からの
熱伝導が加わるため、スプルーブッシュの熱量は一定と
なり、連続成形中におけるスプルーブッシュの温度上昇
という問題が発生しなくなる。結果としてスプルーの硬
化時間を短縮でき、冷却時間の短縮すなわちサイクルタ
イムの短縮に貢献することができる。

【００１８】サイクルの型開き、製品突き出し、型締
め、の工程間は樹脂材料の適正金型温度より数十度程度
高く設定した温度の媒体を銅管の中に流入させ、射出、
冷却の工程の間は適正金型温度より数十度程度低く設定
した温度の媒体を銅管流入させることにより、溶融樹脂
が流入する時には金型が高温に保たれ容易に金型内に充
填されるような状態となり、充填が終了すると金型が低
温に保たれ硬化が促進されるので、さらにサイクルタイ
ムの短縮に貢献することができる。

【００１９】なお、スプルーブッシュに銅管を巻き付け
ても、図１に示されるように部品として大きくなること
はなく、銅管の選択によっては加工逃がし部分１２の空
間に銅管が収まる場合もある。図４で示す通りの銅管と
溝の寸法関係が加工も容易で効率的にもよい。

【００２０】以上述べてきたように、部品が入り組んで
配置されているような小型金型でも銅管が入る空間さえ
作ることができれば本発明を採用することができる。ま
た、既存の金型においても大きな改造の必要なしに本発
明を採用することが可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上記構成により、局所部分温度
の維持管理をする対象部品の交換を容易かつ、小型の金
型にも十分対応できる金型を提供することが可能とな
る。さらに、硬化を促進させ、冷却時間を短縮し結果と
してサイクルタイムの短縮に貢献が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示す概要図である。

【図２】従来の３プレート構造金型の型締め時概要図で
ある。

【図３】図２で表される金型の型開き時概要図である。

【図４】本発明の実施例のスプルーブッシュと銅管の概
要寸法図である。

【符号の説明】

１…固定側取付板、２…ランナストリッパプレート、３
…固定型板、４…可動型板、５…スプルーブッシュ、６
…ロケートリング、７…ランナロックピン、８…エジェ
クタピン、９…スプルー部、１０…ランナー部、１１…
成形体製品部、１２…スプルーブッシュと固定側取付板
との加工逃がし部分、１３…媒体を流す管材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度管理を要する部品を含む複数の部品
で構成される射出成形用の金型において、前記温度管理
を要する部品の周囲に該部品以上の熱伝導度を有する材
質の伝熱部材を設けたことを特徴とする金型。
【請求項２】前記金型において、前記伝熱部材内に流
路を形成し、伝熱媒体を流すよう構成したことを特徴と
する請求項１記載の金型。
【請求項３】前記金型において、前記温度管理を要す
る部品に前記伝熱部材の外径と概同寸法の溝を設け、該
溝に前記伝熱部材を納めるよう構成したことを特徴とす
る請求項１，２記載の金型。
【請求項４】前記金型において、射出工程別に前記伝
熱媒体の温度を制御する制御手段を設けたことを特徴と
する請求項２、３記載の金型。
【請求項５】前記金型において、該金型の開閉を検出
する検出手段を設けるとともに前記制御手段が、前記検
出手段からの検出信号を元に前記伝熱媒体の温度を制御
することを特徴とする請求項４記載の金型。
【請求項６】前記温度管理を要する部品が、スプルー
ブッシュであることを特徴とする請求項１から５記載の
金型。