JP2005335224A

JP2005335224A - 射出成形用金型

Info

Publication number: JP2005335224A
Application number: JP2004157615A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamoto; 国雄山本; Atsushi Takeishi; 篤武石
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】キャビティ内の溶融樹脂の熱を冷媒流路へ良好に伝導させる。
【解決手段】接近離間可能に設けられて、型締め状態で一対の金型本体部１０ｂ、２１、２３の金型面１０ａ、２０ａ間に形成されるキャビティ１１に溶融樹脂が射出される構成とされるとともに、内部にキャビティ１１内の溶融樹脂が冷却可能とされた冷媒流路２２ｂが形成された射出成形用金型であって、金型面２０ａにはキャビティ１１を構成するキャビティ形成部２１ａが形成され、一対の金型本体部１０ｂ、２１、２３の少なくとも一方の内部には、該金型本体部１０ｂ、２１、２３より熱伝導率が高い材質からなる高熱伝導部材２２が、キャビティ形成部２１ａの少なくとも一部と対応する部分に位置するように、該金型本体部２１、２３に接合されて配設され、キャビティ１１内の溶融樹脂が高熱伝導部材２２を介して冷媒流路２２ｂ内の冷媒により冷却可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形用金型に関するものである。

一般に、射出成形用金型は、下記特許文献１に示されるように、接近離間可能に設けられて、型締め状態で金型本体部の金型面間に形成されるキャビティに溶融樹脂が射出される構成とされるとともに、内部に前記キャビティ内の溶融樹脂が冷却可能とされた冷媒流路が形成された構成が知られている。このように構成された射出成形用金型にあっては、キャビティ内に溶融樹脂を射出した後に、前記冷媒流路に冷媒を供給し、前記キャビティを構成するキャビティ形成部を有する金型本体部の内部のうち、前記キャビティ形成部の外縁部を冷却することにより、キャビティ内の溶融樹脂を冷却して固化させるようになっている。なお、前記金型本体は一般に耐腐食性等を考慮してステンレス鋼により形成されている。
特開平１１−２８７４３号公報

しかしながら前記従来では、特に金型本体部が比較的熱伝導性の低いステンレス鋼により形成されていたので、キャビティ内の溶融樹脂が前記冷媒流路の冷媒により冷却され難い、すなわち前記溶融樹脂の熱が冷媒流路に伝導し難いという問題があった。この場合、キャビティ内の溶融樹脂を冷却、固化させるのに長時間要することになり、製造効率の向上を図ることが困難であるという問題があった。さらに、キャビティ内の溶融樹脂のうち、冷媒流路の形成位置に対応する部分、すなわち冷媒流路に近い部分は比較的冷却され易い反面、この冷媒流路から離れた部分は冷却され難く、この溶融樹脂全体を均一に冷却することが困難であり、射出成形品を金型から取り外した後に、射出成形品に反り等の変形が発生し易く、高精度な射出成形品を製造することが困難であるという問題もあった。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、キャビティ内の溶融樹脂の熱を冷媒流路へ良好に伝導させることが可能になり、射出成形品を高精度かつ高効率に製造することができる射出成形用金型を提供することを目的とする。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の射出成形用金型は、接近離間可能に設けられて、型締め状態で一対の金型本体部の金型面間に形成されるキャビティに溶融樹脂が射出される構成とされるとともに、内部に前記キャビティ内の溶融樹脂が冷却可能とされた冷媒流路を有する射出成形用金型であって、前記金型面には前記キャビティを構成するキャビティ形成部が形成され、前記一対の金型本体部の少なくとも一方の内部には、該金型本体部より熱伝導率が高い材質からなる高熱伝導部材が、前記キャビティ形成部の少なくとも一部と対応する部分に位置するように、該金型本体部に接合されて配設され、前記キャビティ内の溶融樹脂が前記高熱伝導部材を介して前記冷媒流路内の冷媒により冷却可能とされたことを特徴とする。

本発明によれば、前記高熱伝導部材を備え、キャビティ内の溶融樹脂がこの高熱伝導部材を介して冷媒流路内の冷媒により冷却可能とされているので、キャビティ内の溶融樹脂を高効率かつ確実に冷却することが可能になり、射出成形品を高精度かつ高効率に製造することができる。
ここで、前記冷媒流路を前記高熱伝導部材の内部に形成するのが望ましい。この場合、キャビティ内の溶融樹脂をさらに高効率かつ確実に冷却することが可能になる。

以下、本発明に係る射出成形用金型の一実施形態を適用した射出成形用金型装置を、図１を参照しながら説明する。
この射出成形用金型装置５０は、接近離間可能に設けられ、型締め状態で金型面１０ａ、２０ａ間にキャビティ１１が形成される一対の金型１０、２０と、筒状の本体部３１、および該本体部３１の内表面との間に内部流路３０ａを形成するとともに、該内部流路３０ａをキャビティ１１に対して開閉可能とされたバルブピン３２を備える樹脂成形用バルブ３０とが備えられている。前記一対の金型１０、２０は、固定金型１０と、固定金型１０の金型面１０ａに対して可動金型面２０ａが接近離間可能になるように支持された可動金型２０とを備えている。

固定金型１０は、下面が固定金型面１０ａとされた型板（金型本体部）１０ｂと、型板１０ｂをその上面に接して支持する受け板１０ｃと、受け板１０ｃを図示しないスペーサを介してその上方から支持するマニホールド１０ｄとを備え、マニホールド１０ｄの内部に溶融樹脂の供給通路とされたランナー１０ｅが形成されている。
型板１０ｂおよび受け板１０ｃには、形成されるキャビティ１１の、金型面１０ａ、２０ａに沿った方向における中央部を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔のうち、固定金型面１０ａに開口する先端が、形成されるキャビティ１１に連通されるゲート１５とされ、このゲート１５より軸方向後方側の部分が樹脂成形用バルブ３０が収納される収納孔１２とされている。

樹脂成形用バルブ本体部３１にはその径方向中央部を軸方向に貫通する通孔３３が形成されており、この通孔３３は軸方向先端側の開口部３３ａがゲート１５と同軸的に対向し、軸方向後端側の開口部３３ｂにバルブピン３２を保持するガイドブッシュ１３が挿入配置されている。さらに本体部３１には、通孔３３と連通するとともに、径方向外方に延びる樹脂通路３４が形成されており、通孔３３は樹脂通路３４を介してマニホールド１０ｄに形成されたランナー１０ｅと連通された構成となっている。
通孔３３には、この孔３３と同軸に、かつ軸方向に延在するようにバルブピン３２が配設されており、このバルブピン３２は、軸方向後端部がガイドブッシュ１３に挿入された状態で軸方向に進退可能に支持され、このピン３２が前進移動されたときに、その軸方向先端部が通孔３３の先端側開口部３３ａから突出してゲート１５を閉塞できるようになっている。

なお、前記本体部３１の外表面には、バンドヒータ３５と、バンドヒータ３５の通電を制御するための温度センサ３６と、バンドヒータ３５を覆う筒状のヒータカバー３７とが、固定金型１０の前記収納孔１２内表面に非接触で配設されており、これらの各部材３５〜３７により、前記本体部３１が加熱され、通孔３３内の溶融樹脂が適正温度で常時加熱されるようになっている。

可動金型２０は、一方の表面が可動金型面２０ａとされるとともに、この表面２０ａにキャビティ１１を構成するキャビティ形成部２１ａが形成された第１本体部２１と、第１本体部２１の他方の表面に接合された高熱伝導部材２２と、高熱伝導部材２２の第１本体部２１との接合面と反対側の表面に接合された第２本体部２３とを備えている。これらの部材２１〜２３は、例えば溶接により接合されるのが望ましいが、ろう付けにより接合されてもよい。

高熱伝導部材２２は、第１、第２本体部２１、２３より熱伝導率が高い材質により形成され、第１、第２本体部２１、２３が耐腐食性の良好な材質として例えばステンレス鋼により形成されている場合、例えば純アルミニウム、アルミニウム合金、純銅、若しくは銅合金等により形成される。また、高熱伝導部材２２は、第１本体部２１の前記他方の表面のうち、キャビティ形成部２１ａと対応する領域の略全域に接合されるとともに、この接合面には、キャビティ１１（若しくはキャビティ形成部２１ａ）の外周縁部と対応する部分にその全周に亙って、第１本体部２１の内側へ向けて突出した凸部２２ａが形成されている。そして、第１本体部２１の前記他方の表面には、前記凸部２２ａの形成位置および大きさと対応させて、キャビティ１１（若しくはキャビティ形成部２１ａ）の外周縁部と対応する部分にその全周に亙って、凹部２１ａが形成されている。以上の構成において、第１本体部２１と高熱伝導部材２２とを接合するに際しては、この凹部２１ａに高熱伝導材２２の凸部２２ａを嵌入した状態で、例えば拡散接合を施すことにより凹部２１ａと凸部２２ａとを含めた互いの接触面全体で第１本体部２１と高熱伝導部材２３とを接合することができる。

ここで、本実施形態では、この可動金型２０において、高熱伝導部材２２の凸部２２ａの上面と可動金型面２０ａとの距離は、可動金型面２０ａとキャビティ底面１１ａとの距離より小さくされており、従ってキャビティ１１の外周縁部のうち、底面１１ａから所定高さ部分が、第１本体部２１を挟んで凸部２２ａの内周面と対向した構成となっている。さらに、高熱伝導部材２２の内部には、この凸部２２ａと対応する領域の全周に亙って冷媒流路２２ｂが形成されている。なお、凸部２２ａは、図１に示す断面視で、高熱伝導部材２２の前記接合面から第１本体部２１側に向かうに従い漸次その幅が狭くなるような台形形状とされている。
以上により、可動金型本体部２１、２３の内部に、キャビティ形成部２１ａと対応する部分の略全域に亙って、高熱伝導部材２２が可動金型本体部２１、２３に接合されて配設された構成となっている。つまり、キャビティ１１の外縁部全体が、冷媒流路２２ｂ内の冷媒により冷却された高熱伝導部材２２に囲まれ、キャビティ１１内の溶融樹脂がその全体から冷却されるようになっている。

次に、以上のように構成された射出成形用金型装置５０により、射出成形品を製造する方法について説明する。
まず、固定金型１０と可動金型２０とを型締めして、金型面１０ａ、２０ａ間にキャビティ１１を形成するとともに、バルブピン３２を後退移動させてゲート１５をキャビティ１１に連通させた後に、図示しない射出成形機のノズルから溶融樹脂を射出する。この溶融樹脂は、マニホールド１０ｄのランナー１０ｅ、樹脂通路３４を順次通過した後に、本体部３１の内部流路３０ａ内に充填され、その後ゲート１５を通ってキャビティ１１内に充填される。
次に、キャビティ１１内に溶融樹脂が充填された後に、バルブピン３２を前進移動させてその先端によりゲート１５を閉塞させ、その後、冷媒流路２２ｂに冷媒を供給し、キャビティ１１内の溶融樹脂を冷却、固化した後に、型開きして射出成形品をこの金型装置５０から取り出す。

以上説明したように本実施形態による射出成形用金型によれば、高熱伝導部材２２を備え、キャビティ１１内の溶融樹脂がこの高熱伝導部材２２を介して冷媒流路２２ｂ内の冷媒により冷却可能とされているので、キャビティ１１内の溶融樹脂を高効率かつ確実に冷却することが可能になり、射出成形品を高精度かつ高効率に製造することができる。特に、冷媒流路２２ｂが高熱伝導部材２２の内部に形成されているので、キャビティ１１内の溶融樹脂をさらに高効率かつ確実に冷却することが可能になる。さらに、前記実施形態では、可動金型本体部２１、２３の内部に、キャビティ形成部２１ａと対応する部分の略全域に亙って、すなわちキャビティ形成部２１を囲うように、高熱伝導部材２２が可動金型本体部２１、２３に接合されて配設されているので、キャビティ１１内の溶融樹脂全体を均一に冷却することが可能になり、前記作用効果を確実に実現することができる。また、高熱伝導部材２２の凸部２２ａが前述のように台形形状とされているので、この可動金型２２を容易に形成することができるとともに、高熱伝導部材２２とキャビティ形成部２１ａを有する第１本体部２１との接触面積が大きくなり、さらなる冷却効率の向上を図ることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、高熱伝導部材２２に凸部２２ａを形成したが、この凸部２２ａは必ずしも形成しなくてよい。
また、高熱伝導部材２２の内部に冷媒流路２２ｂを形成した構成を示したが、第１本体部２１若しくは第２本体部２３にのみ形成してもよい。すなわち、冷媒流路２２ｂの冷媒により少なくとも高熱伝導部材２２を冷却できるようになっていれば、この流路２２ｂの形成位置は問わない。
さらに、金型本体部２１、２３の内部における、キャビティ形成部２１ａの外縁部全体を高熱伝導部材２２により囲む構成を示したが、この外縁部の少なくとも一部と対応する部分に高熱伝導部材２２を配設したものであってもよい。例えばゲート１５等の高熱状態にある部位の配設位置に対応させて、高熱伝導部材２２を適宜配設するようにしても、キャビティ１１内の溶融樹脂を均一に冷却することが可能になる。すなわち、高熱伝導部材２２は、金型本体部２１、２３内にキャビティ１１内の溶融樹脂の熱が伝導され、かつ冷媒流路２２ｂ内の冷媒により冷却される位置に配設されていればよい。
また、前記実施形態では、可動金型２０に高熱伝導部材２２を配設した構成を示したが、固定金型１０に配設してもよく、両金型１０、２０に配設してもよい。
さらに、キャビティ１１の形状も前記実施形態のものに限られず、例えば、可動金型２０については、その金型面２０ａから突出した凸部を可動側キャビティ形成部とし、固定金型１０については、その金型面１０ａに凹んだ凹部を固定側キャビティ形成部として、型締め状態で、前記凸部を前記凹部に挿入して、これらの凸部と凹部との隙間がキャビティとされた構成にも適用可能である。

キャビティ内の溶融樹脂の熱を冷媒流路へ良好に伝導させることが可能になり、射出成形品を高精度かつ高効率に製造することができる射出成形用金型を提供する。

本発明に係る射出成形用金型の一実施形態を適用した射出成形用金型装置の要部拡大断面図である。

符号の説明

１０固定金型
１０ａ固定金型面
１１キャビティ
２０可動金型
２０ａ可動金型面
２１第１本体部（金型本体部）
２２高熱伝導部材
２２ｂ冷媒流路
２３第２本体部（金型本体部）

Claims

接近離間可能に設けられて、型締め状態で一対の金型本体部の金型面間に形成されるキャビティに溶融樹脂が射出される構成とされるとともに、内部に前記キャビティ内の溶融樹脂が冷却可能とされた冷媒流路を有する射出成形用金型であって、
前記金型面には前記キャビティを構成するキャビティ形成部が形成され、
前記一対の金型本体部の少なくとも一方の内部には、該金型本体部より熱伝導率が高い材質からなる高熱伝導部材が、前記キャビティ形成部の少なくとも一部と対応する部分に位置するように、該金型本体部に接合されて配設され、前記キャビティ内の溶融樹脂が前記高熱伝導部材を介して前記冷媒流路内の冷媒により冷却可能とされたことを特徴とする射出成形用金型。
請求項１記載の射出成形用金型において、
前記冷媒流路は、前記高熱伝導部材の内部に形成されていることを特徴とする射出成形用金型。