JP2010082667A - 内蔵型チルベント、成形金型及び成形製品 - Google Patents

Abstract

【課題】環状の成形製品を製造する場合に溶融成形材料中に含まれるガスをキャビティの内側から排出することが可能で、かつ、小型化することが可能な内蔵型チルベントを提供する。
【解決手段】オス型ブロック１００と、メス型ブロック２００とを備え、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００との対向面にはキャビティからのガスＧを通過させるとともに溶融成形材料を冷却固化するためのガス通過路３０が形成され、さらにはガス導入路２０とガス排出路４０とが形成され、キャビティの内側に取り付けて用いる内蔵型チルベント１０。オス型ブロック１００は、オス型ブロック本体部１１０及び凸部１２０を有し、メス型ブロック２００は、メス型ブロック本体部２１０及び凸部１２０との間にガス通過路３０が形成されるような形状を有する凹部２２０を有し、メス型ブロック２００には、凹部２２０を取り囲むように冷媒流路２１２が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内蔵型チルベント、成形金型及び成形製品に関する。

従来、キャビティの内側に取り付けて用いる内蔵型チルベントが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図１２は、内蔵型チルベント９００を説明するために示す図である。
従来の内蔵型チルベント９００は、図１２に示すように、オス型ブロック９１０と、メス型ブロック９２０とを備え、オス型ブロック９１０とメス型ブロック９２０との対向面にはガスを通過させるとともに溶融成形材料を冷却固化するための連続山谷形状のガス通過路９４０が形成され、さらにはガス及び溶融成形材料をガス通過路９４０に導入するためのガス導入路９３０と、ガスをガス通過路９４０から外部に排出するためのガス排出路９５０とが形成された構造を有する。また、オス型ブロック９１０及びメス型ブロック９２０には、ネジ孔９１０ａ，９２０ａが形成され、ネジ締めすることによりスポット冷却手段を取り付けることができるようになっている。

このため、従来の内蔵型チルベント９００によれば、環状の成形製品を製造する場合であっても、溶融成形材料中に含まれるガスをキャビティの内側から排出することが可能となるため、ガス混入量が少なく高品質な成形製品を製造することが可能となる。

特開２００８−０８０３９１号公報

しかしながら、従来の内蔵型チルベント９００は、オス型ブロック９１０とメス型ブロック９２０との対向面にガス通過路９４０が形成された構造を有するため、溶融成形材料を十分に冷却固化するためには、オス型ブロック９１０とメス型ブロック９２０との対向面の平面面積を大きくすることによりガス通過路の表面積を大きくする必要がある。このため、従来の内蔵型チルベント９００においては、内蔵型チルベントを小型化することが困難であるという問題がある。このような問題があると、実際上、環状の成形製品を製造するための多くの成形金型において、キャビティの内側に取り付けて用いることが困難となる。

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、小型化することが可能な内蔵型チルベントを提供することを目的とする。

（１）本発明の内蔵型チルベントは、オス型ブロックとメス型ブロックとを備え、前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとの対向面にはキャビティからのガスを通過させるとともに溶融成形材料を冷却固化するためのガス通過路が形成され、さらには前記ガス及び前記溶融成形材料を前記ガス通過路に導入するためのガス導入路と、前記ガスを前記ガス通過路から外部に排出するためのガス排出路とが形成され、キャビティの内側に取り付けて用いる内蔵型チルベントであって、前記オス型ブロックは、オス型ブロック本体部及び当該オス型ブロック本体部における前記メス型ブロックと対向する面に形成された凸部を有し、前記メス型ブロックは、メス型ブロック本体部及び当該メス型ブロック本体部における前記オス型ブロックと対向する面に形成され、前記オス型ブロック及び前記メス型ブロックを組み合わせるとき、前記凸部との間に前記ガス通過路が形成されるような形状を有する凹部を有し、前記メス型ブロックの内部には、前記凹部を取り囲むように冷媒流路が形成されていることを特徴とする。

このため、本発明の内蔵型チルベントによれば、オス型ブロックの凸部とメス型ブロックの凹部との間に３次元的にガス通過路が形成されることになるため、オス型ブロックとメス型ブロックとの対向面の平面面積をそれほど大きくしなくても、ガス通過路の表面積を大きくすることが可能となる。また、本発明の内蔵型チルベントによれば、メス型ブロックの内部には凹部を取り囲むように冷媒流路が形成されているため、溶融成形材料を十分に冷却固化することが可能となる。その結果、本発明の内蔵型チルベントによれば、オス型ブロックとメス型ブロックとの対向面の平面面積をそれほど大きくしなくても、溶融成形材料を十分に冷却固化することが可能となり、内蔵型チルベントを小型化することが可能となる。

なお、本発明の内蔵型チルベントを用いることができる成形金型としては、金属射出成形金型（例えば、ダイカスト成形金型、重力鋳造金型、低圧鋳造金型）、樹脂射出成形金型などの射出成形金型などを好ましく例示することができる。また、オス型ブロック又はメス型ブロックの材料としては、各種金型用金属材料(例えば、ＳＫＤ６１（特に金属射出成形金型の場合）、ＳＫＤ１１、ＤＣ５３、ＳＵＳ４２０Ｊ２（特に樹脂射出成形金型の場合）など。）を好ましく例示することができる。

（２）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記メス型ブロックは、複数のメス型ブロック構成部品が接合又は接着された構造を有し、前記複数のメス型ブロック構成部品が接合又は接着された面において、冷媒流路が形成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、メス型ブロック中に上記のような冷媒流路を比較的容易に形成することが可能となる。また、ガス通過路の近傍に冷媒流路を形成することが可能となるため、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

なお、複数のメス型ブロック構成部品を接合する方法としては、例えば、（ａ）冷媒流路形成用溝が形成された接合対象部品を平面接合面で接合する接合方法（特開２００７−６１８６７号公報参照。）、（ｂ）接合対象部品を接合したのち所定の接合力強化処理を行う接合方法（国際公開第ＷＯ２００７／１０８０５８号パンフレット及び国際公開第ＷＯ２００８／００４３１１号パンフレット参照。）、（ｃ）通電加熱装置における各電極と各接合対象部品との間にカーボンフェルトを配置した状態で当該接合対象部品を接合する接合方法（国際公開第ＷＯ２００８／０４４７７６号パンフレット参照。）、（ｄ）接合対象部品の間に薄板状の焼結鉄鋼部材又はその他の鉄鋼部材を介在した状態で当該接合対象部品を接合する接合方法（本件出願時には未公開の国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０５７８５７、２００７年４月９日出願）参照。）などを用いることができる。

また、複数のメス型ブロック構成部品を接着する方法としては、例えば、成形金型本体と、冷媒流路形成用溝が形成された冷媒流路形成用ブロックとを耐熱性接着剤を用いて接着する接着方法（国際公開第ＷＯ２００６／０３０５０３号パンフレット参照。）などを用いることができる。

（３）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記オス型ブロックにおける前記凸部の内部にも、冷媒流路が形成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロック側からもガス通過路を冷却することが可能となるため、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

（４）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記オス型ブロックは、複数のオス型ブロック構成部品が接合又は接着された構造を有し、前記複数のオス型ブロック構成部品が接合又は接着された面において、冷媒流路が形成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロック中に上記のような冷媒流路を比較的容易に形成することが可能となる。また、ガス通過路の近傍に冷媒流路を形成することが可能となるため、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

（５）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記オス型ブロック本体部における前記メス型ブロックと対向する面及び前記メス型ブロック本体部における前記オス型ブロックと対向する面のうち少なくとも一方には、前記凸部又は前記凹部を取り囲むように環状の湯溜め用溝が形成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、多量の溶融成形材料が内蔵型チルベントに導入された場合であっても、当該湯溜め用溝が緩衝帯として働くため、後段のガス通過路やガス排出路に多量の溶融成形材料が勢い良く導入されることを抑制することが可能となる。

（６）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記凸部は、略錐形状を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、溶融成形材料が、冷却固化される過程で収縮してオス型ブロック側に付着することとなるため、オス型ブロックとメス型ブロックとを容易に分離することが可能となる。略錐形状としては、錐形状の上部が平坦に加工されているような形状を好ましく例示することができる。略錐形状としては、略円錐形状、略楕円錐形状、略多角形錐形状を好ましく用いることができる。凸部の錐形状部分におけるテーパとしては、２°〜３０°の範囲内にあることが好ましい。この範囲内であれば、オス型ブロックとメス型ブロックとの対向面の平面面積をそれほど大きくしなくても、ガス通過路の表面積を十分に大きくすることが可能となる。

（７）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記ガス通過路は、連続山谷形状を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、ガス通過路の有効長さをさらに長くすることができるため、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。また、ガス通過路を通過する溶融成形材料の通過速度を遅くすることが可能となるため、このことによっても、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

（８）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記オス型ブロックには、前記凸部の先端部から基端側に向けて前記オス型ブロックを貫通する貫通孔が形成されており、前記メス型ブロックは、前記オス型ブロック及び前記メス型ブロックを組み合わせたときに前記貫通孔の内周面との間に前記ガス排出路が形成されるような形状を有する先端細径部、前記先端細径部の基端側に位置する中間中径部及び前記中間中径部の基端側に位置する基端太径部を有するセンターピンと、前記凹部の底部に形成され、前記センターピンの前記中間中径部を摺動自在に軸支する軸受部と、前記軸受部の基端側に形成され、前記基端太径部を収納する収納室と、前記収納室における前記基端太径部の基端側に収納され、前記センターピンに付勢力を付与するコイルバネとをさらに有することが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロックの凸部の頂上部分とメス型ブロックの凹部の底の部分との間で成形材料が仮に冷却固化した場合であっても、オス型ブロックとメス型ブロックとを分離するときに、コイルバネの働きにより、メス型ブロックから成形材料を剥離することが可能となる。

（９）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記先端細径部は、前記センターピンの先端側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ領域を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロックとメス型ブロックとを容易に分離することが可能となる。

（１０）本発明の内蔵型チルベントにおいては、前記オス型ブロックには、前記貫通孔から外周に向かう横孔及び前記横孔から前記基端側に向かう縦孔が形成され、前記外周において横孔を閉塞する閉塞部材が取り外し自在に取り付けられていることが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロックの貫通孔に後述するクリーニングピンを挿入した状態で成形を行う場合であってもガスを確実に外部に排出することが可能となる。また、溶融成形材料がガス排出路まで導入された場合であっても、溶融成形材料の勢いを弱くすることが可能となり、溶融成形材料が外部へ排出されることを極力抑制することが可能となる。また、溶融成形材料が仮に横孔まで導入された場合であっても、閉塞部材を取り外して成形材料を取り除くことが可能となり、内蔵型チルベントの寿命を長くすることが可能となる。

（１１）本発明の成形金型は、本発明の内蔵型チルベントを備えることを特徴とする。

このため、本発明の成形金型によれば、小型化することが可能な内蔵型チルベントを備えるため、環状の成形製品を製造するための多くの成形金型において、キャビティの内側に取り付けて用いることが可能となる。

成形金型としては、金属射出成形金型（例えば、ダイカスト成形金型、重力鋳造金型、低圧鋳造金型）、樹脂射出成形金型などの射出成形金型などを好ましく例示することができる。

（１２）本発明の成形金型は、上記（８）〜（１０）のいずれかに記載の内蔵型チルベントと、前記貫通孔の内周面に付着することがある成形材料を除去するためのクリーニングピンとを備えることが好ましい。

このため、本発明の成形金型によれば、貫通孔の内周面に付着することがある成形材料をクリーニングピンを用いて比較的容易に除去することが可能となる。

（１３）本発明の成形金型においては、前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとを組み合わせるとき、前記クリーニングピンが前記センターピンを介して前記コイルバネを圧縮し、前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとを分離するとき、前記クリーニングピンによる前記コイルバネの圧縮状態が緩和され、前記センターピンにおける前記中間中径部と前記先端細径部との段差部が前記メス型ブロックから成形材料を剥離するように構成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロックの凸部の頂上部分とメス型ブロックの凹部の底の部分との間で成形材料が冷却固化した場合であっても、クリーニングピンによるコイルバネの圧縮状態を緩和して、センターピンにおける中間中径部と先端細径部との段差部をメス型ブロックの底の部分から突出させることにより、メス型ブロックから成形材料を比較的容易に剥離することが可能となる。

（１４）本発明の成形金型においては、前記クリーニングピンは、前記貫通孔の内周面に対して摺動自在の外周面を有し、前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとを分離するとき前記貫通孔の内周面に付着することがある成形材料を取り除く機能を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、オス型ブロックとメス型ブロックとを分離するとき貫通孔の内周面に付着することがある成形材料を取り除くことが可能となる。

（１５）本発明の成形製品は、本発明の成形金型を用いるとともに、前記内蔵型チルベントをキャビティの内側に取り付けた状態で成形することにより製造された成形製品である。

このため、本発明の成形製品は、溶融成形材料中に含まれるガスがキャビティの内側からも排出されることとなるため、ガス混入量が少なく高品質な成形製品となる。

成形製品としては、金属射出成形製品（例えば、ダイカスト成形製品、重力鋳造製品、低圧鋳造製品）、樹脂射出成形製品などの射出成形製品などを好ましく例示することができる。

以下、本発明の内蔵型チルベント、成形金型及び成形製品について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

[実施形態１]
図１は、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０を説明するために示す図である。図１（ａ）は内蔵型チルベント１０の斜視図であり、図１（ｂ）はオス型ブロック１００を紙面左側にして分解した状態における内蔵型チルベント１０の斜視図であり、図１（ｃ）はメス型ブロック２００を紙面左側にして分解した状態における内蔵型チルベント１０の斜視図である。
図２は、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の縦断面図である。なお、符号３３６で示される部材は、後述するイジェクターピンであり、符号３３８で示される部材は、後述するクリーニングピンである。また、矢印Ｇはガスの流れを示し、矢印Ｗは冷媒の流れを示す。

図３は、実施形態１に用いるオス型ブロック１００を説明するために示す図である。図３(ａ）はオス型ブロック１００の縦断面図であり、図３（ｂ）はオス型ブロック１００の平面図であり、図３（ｃ）は閉塞部材１８０を取り外した状態のオス型ブロック１００の縦断面図である。
図４は、実施形態１に用いるメス型ブロック２００を説明するために示す図である。図４（ａ）はメス型ブロック２００の縦断面図であり、図４（ｂ）はメス型ブロック２００の平面図であり、図４（ｃ）はメス型ブロック構成部品２６０,２７０が接合された面で切断したときのメス型ブロック２００の横断面図であり、図４（ｄ）はセンターピン２３０の縦断面図である。

実施形態１に係る内蔵型チルベント１０は、図１に示すように、オス型ブロック１００と、メス型ブロック２００とを備える。そして、図２に示すように、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００との対向面には、キャビティからのガスを通過させるとともに溶融成形材料を冷却固化するためのガス通過路３０が形成され、さらにはガスＧ及び溶融成形材料をガス通過路３０に導入するためのガス導入路２０と、ガスＧをガス通過路３０から外部に排出するためのガス排出路４０とが形成されている。実施形態１に係る内蔵型チルベント１０は、後述する図５に示すように、キャビティの内側に取り付けて用いる内蔵型チルベントである。実施形態１に係る内蔵型チルベント１０は、図１に示すように、略円柱状の形状を有する。直径は例えば４０ｍｍであり、高さは例えば８０ｍｍである。内蔵型チルベント１０は、例えばＳＫＤ６１からなる。

オス型ブロック１００は、図３に示すように、オス型ブロック本体部１１０及び当該オス型ブロック本体部１１０におけるメス型ブロック２００と対向する面に形成された凸部１２０を有する。オス型ブロック本体部１１０には、ガス導入路用溝１４０と、凸部１２０を取り囲むような環状の湯溜め用溝１５０とが形成されている。ガス導入路用溝１４０は、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを組み合わせたときにガス導入路２０となる。また、オス型ブロック１００には、凸部１２０の先端部から基端側に向けてオス型ブロック１００を貫通する貫通孔１３０と、貫通孔１３０から外周に向かう横孔１６２及び横孔１６２から基端側に向かう縦孔１６４からなる別の貫通孔１６０が形成されている。横孔１６２の外周には、横孔１６２を閉塞する閉塞部材（例えばネジ）１８０が取り外し自在に取り付けられている。横孔１６２及び縦孔１６４は、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを組み合わせたときに、ガス排出路４４となる。凸部１２０は、円錐形状の上部が平坦に加工された略円錐形状を有し、先端側に向かって細くなるように１０°のテーパがついた形状を有する。

メス型ブロック２００は、図４に示すように、メス型ブロック本体部２１０及び当該メス型ブロック本体部２１０におけるオス型ブロック１００と対向する面に形成され、オス型ブロック１００及びメス型ブロック２００を組み合わせるとき、凸部１２０との間にガス通過路３０が形成されるような形状を有する凹部２２０を有する。また、メス型ブロック２００は、冷媒流路形成用溝２６２が形成されたメス型ブロック構成部品２６０と、冷媒導入孔２７４及び冷媒排出孔２７６並びに冷媒流路形成用溝２７２が形成されたメス型ブロック構成部品２７０とが接合面で接合された構造を有する。従って、メス型ブロック２００の内部には、凹部２２０を取り囲むように冷媒流路２１２が形成されている。冷媒としては、例えば水を用いる。

また、メス型ブロック２００は、図２及び図４に示すように、オス型ブロック１００及びメス型ブロック２００を組み合わせたときに貫通孔１３０の内周面との間にガス排出路４２が形成されるような形状を有する先端細径部２３２、先端細径部２３２の基端側に位置する中間中径部２３４及び中間中径部２３４の基端側に位置する基端太径部２３６を有するセンターピン２３０と、凹部２２０の底に形成され、センターピン２３０の中間中径部２３４を摺動自在に軸支する軸受部２５０と、軸受部２５０の基端側に形成され、基端太径部２３６を収納する収納室２５２と、収納室２５２における基端太径部２３６の基端側に収納され、センターピン２３０に付勢力を付与するコイルバネ２４０とをさらに有する。凹部２２０は、底部に向かって細くなるように角度がついた略逆円錐状形状を有し、その角度は例えば垂直線に対して１０°である。センターピン２３０の先端細径部２３２は、先端側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ領域を有し、その角度は例えば垂直線に対して２°である。

図５は、実施形態１に係る成形金型３００を説明するために示す図である。図５（ａ）は成形金型３００を構成する固定側金型３１０を成形金型３００の分割面から見た平面図であり、図５（ｂ）は成形金型３００の縦断面図である。

実施形態１に係る成形金型３００は、図５に示すように、固定側金型３１０と、可動側金型３２０と、３個の外付型チルベント３６０と、１個の内蔵型チルベント１０と、イジェクターピン３３２，３３４，３３６及びクリーニングピン３３８を有するイジェクターピン機構３３０とを備える。また、実施形態１に係る成形金型３００は、固定側金型３１０と可動側金型３２０とを組み合わせたときに、キャビティ３４０と、湯口３５０と、外付型チルベント３６０への第１排出路３７０と、内蔵チルベント１０への第２排出路３８０とが形成されるよう構成されている。

実施形態１に係る内蔵型チルベント１０は、成形金型におけるキャビティの内側に取り付けた状態で使用する。以下、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の使用方法を説明する。

図６及び図７は、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の動作を説明するために示す図である。図６（ａ）は成形加工直前における内蔵型チルベント１０を示す縦断面図であり、図６（ｂ）は成形加工中における内蔵型チルベント１０を示す縦断面図であり、図６（ｃ）は成形加工後にオス型ブロック１００とメス型ブロック２００とがわずかに分離したときにおける内蔵型チルベント１０を示す縦断面図であり、図７（ａ）は成形加工後にオス型ブロック１００とメス型ブロック２００とが完全に分離したときにおける内蔵型チルベント１０を示す縦断面図であり、図７（ｂ）はイジェクターピン３３６をイジェクターピン孔１７０から突出させたときにおける内蔵型チルベント１０を示す縦断面図であり、図７（ｃ）はクリーニングピン３３８を貫通孔１３０から突出させたときにおける内蔵型チルベント１０を示す縦断面図である。

１．内蔵型チルベント１０等の取り付け
固定型金型３１０におけるキャビティ３４０の内側に内蔵型チルベント１０におけるメス型ブロック２００を取り付け、固定型金型３１０におけるキャビティ３４０の外側に外周型チルベント３６０におけるメス型ブロック３６４を取り付ける。

２．成形金型３００のセット
固定側金型３１０の上方から可動側金型３２０（並びに内蔵型チルベント１０におけるオス型ブロック１００及び外付型チルベント３６０におけるオス型ブロック３６２）を下降させるとともにイジェクターピン機構３３０を下降させ、成形金型３００を成形加工可能状態にセットする（図５参照。）。このとき、図６（ａ）に示すように、クリーニングピン３３８がメス型ブロック２００のセンターピン２３６を押さえ付けることにより、コイルバネ２４０は圧縮された状態となる。なお、イジェクターピン孔１７０中には、イジェクターピン３３６が挿入されている。イジェクターピン３３６の先端は、湯溜め用溝１５０の底部に位置している。

３．成形加工
成形金型３００の湯口３５０を通して溶融成形材料をキャビティ３４０内に注入する。溶融成形材料は、キャビティ３４０を満たした後に、第１排出路３７０を通って外付型チルベント３６０へと向かい、第２排出路３８０を通って内蔵型チルベント１０へと向かう。このとき、溶融成形材料中に含まれるガスは、キャビティ３４０の内側からも排出されることとなる。このため、ガス混入量が少なく高品質な成形製品を製造することが可能となる。なお、内蔵型チルベント１０に導入された溶融成形材料は、図６（ｂ）に示すように、ガス通過路３０の部分で冷却固化される。なお、図６（ｂ）においては、溶融成形材料がガス排出路４２の入り口付近まで導入された場合を示している。

４．可動側金型３２０の取り外し
成形加工が終了したら、図６（ｃ）及び図７（ａ）に示すように、可動側金型３２０（及びオス型ブロック１００，３６２）とともにイジェクター機構３３０を上昇させるため、その初期段階においては、図６（ｃ）に示すように、クリーニングピン３３８がセンターピン２３０を押さえ付ける力が弱まり、結果として、クリーニングピン３３８によるコイルバネ２４０の圧縮状態が緩和される。このため、オス型ブロック１００の凸部１２０の頂上部分とメス型ブロック２００の凹部２２０の底の部分との間で溶融成形材料が仮に冷却固化した場合であっても、センターピン２３０における中間中径部２３４と先端細径部２３２との段差部２３８がメス型ブロック２００の底の部分から突き出ることとなり、その結果、メス型ブロック２００から成形材料Ｍを剥離することが可能となる。
なお、この明細書で可動型金型３２０等を上昇させるとは、図５〜図７の紙面に対して上昇させるという意味で用いており、実際は、鉛直方向に沿って上昇させる場合のほかに、鉛直方向に直交する方向に沿って移動させる場合も含む。要するに、固定側金型３１０に対して可動型金型３２０を分離する方向に沿って移動させるという意味である。

その後、可動側金型３２０（並びにオス型ブロック１００，３６２及びイジェクター機構３３０）をさらに上昇させると、成形金型３００中の成形製品５０が上昇し、図７（ａ）に示すように、内蔵型チルベント１０中の成形材料Ｍも上昇する。その後、可動側金型３２０（並びにオス型ブロック１００，３６２及びイジェクター機構３３０）を十分に上昇させた後に、可動側金型３２０（並びにオス型ブロック１００，３６２及びイジェクター機構３３０）の上昇を止め、その後、イジェクター機構３３０のみを下降させる。すると、イジェクターピン３３２，３３４が、成形製品５０及び外付型チルベント３６０中の冷却固化した成形材料を押し出すとともに、図７（ｂ）に示すように、イジェクターピン３３６が、オス型ブロック１００に付着している成形材料Ｍ_１を押し出す。その後、イジェクターピン機構３３０をさらに下降させると、図７（ｃ）に示すように、クリーニングピン３３８が、貫通孔１３０の内周面を摺動しながら下降し、貫通孔１３０の内周面に付着することがある成形材料Ｍ_２を押し出す。これにより、オス型ブロック１００における貫通孔１３０の内周面は常に清浄な状態に保たれ、爾後、上記２．〜４．の工程を安定して繰り返すことが可能となる。

５．成形製品の仕上げ加工
図８は、実施形態１に係る成形製品５０を説明するために示す図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）はバリ５２の付いた状態の成形製品５０をそれぞれ別の方向から見たときの斜視図であり、図８（ｃ）はバリ５２の除去された状態の成形製品５０を図８（ａ）の場合と同様の方向から見たときの斜視図である。

可能側金型３２０の取り外しが終わった直後の成形製品５０には、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第１排出路３７０、第２排出路３８０、外付型チルベント３６０及び内蔵型チルベント１０の内部で冷却固化した成形材料からなるバリ５２が付着している。そこで、これらのバリ５２を除去した後、研磨加工などで仕上げることによって、図８（ｃ）に示すように、バリ５２の除去された状態の成形製品５０を得ることができる。

このように、実施形態１に係る成形製品５０は、成形金型３００を用いるとともに、内蔵型チルベント１０をキャビティ３４０の内側に取り付けた状態で成形することにより製造された成形製品である。

以上説明した実施形態１に係る内蔵型チルベント１０によれば、オス型ブロック１００の凸部１２０とメス型ブロック２００の凹部２２０との間に３次元的にガス通過路３０が形成されることになるため、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００との対向面の平面面積をそれほど大きくしなくても、ガス通過路３０の表面積を大きくすることが可能となる。また、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０によれば、メス型ブロック２００の内部には凹部２２０を取り囲むように冷媒流路２１２が形成されているため、溶融成形材料を十分に冷却固化させることが可能となる。その結果、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０によれば、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００との対向面の平面面積をそれほど大きくしなくても、溶融成形材料を十分に冷却固化することが可能となり、内蔵型チルベントを小型化することが可能となる。

また、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０によれば、メス型ブロック２００は、複数のメス型ブロック構成部品２６０，２７０が接合された構造を有するため、メス型ブロック２００中に上記のような冷媒流路２１２を比較的容易に形成することが可能となる。また、ガス通過路３０の近傍に冷媒流路２１２を形成することが可能となるため、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

また、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０によれば、オス型ブロック本体部１１０におけるメス型ブロック２００と対向する面には、凸部１２０を取り囲むように環状の湯溜め用溝１５０が形成されているため、多量の溶融成形材料が内蔵型チルベント１０に導入された場合であっても、当該湯溜め用溝１５０が緩衝帯として働くため、後段のガス通過路３０やガス排出路４０に多量の溶融成形材料が勢い良く導入されることを抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０によれば、溶融成形材料が、冷却固化される過程で収縮してオス型ブロック１００側に付着することとなるため、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを容易に分離することが可能となる。

また、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０においては、オス型ブロック１００には、上記したような貫通孔１３０が形成されており、メス型ブロック２００は、上記したようなセンターピン２３０と、軸受部２５０と、収納室２５２と、コイルバネ２４０とをさらに有するため、オス型ブロック１００の凸部１２０の頂上部分とメス型ブロック２００の凹部２２０の底の部分との間で成形材料が仮に冷却固化した場合であっても、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを分離するときに、コイルバネの働きにより、メス型ブロック２００から成形材料Ｍを剥離することが可能となる。

また、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０においては、先端細径部２３２は、センターピン２３０の先端側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ領域を有するため、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを容易に分離することが可能となる。

さらにまた、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０においては、オス型ブロック１００には、貫通孔１３０から外周に向かう横孔１６２及び横孔１６２から基端側に向かう縦孔１６４が形成され、外周において横孔１６２を閉塞する閉塞部材１８０が取り外し自在に取り付けられているため、オス型ブロック１００の貫通孔１３０にクリーニングピン３３８を挿入した状態で成形を行う場合であってもガスを確実に外部に排出することが可能となる。また、溶融成形材料がガス排出路４０まで導入された場合であっても、溶融成形材料の勢いを弱くすることが可能となり、溶融成形材料が外部へ排出されることを極力抑制することが可能となる。さらにまた、溶融成形材料が仮に横孔１６２まで導入された場合であっても、閉塞部材１８０を取り外して成形材料Ｍを取り除くことが可能となり、内蔵型チルベント１０の寿命を長くすることが可能となる。

一方、実施形態１に係る成形金型３００によれば、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０を備えるため、環状の成形製品を製造するための多くの成形金型において、キャビティの内側に取り付けて用いることが可能となる。

また、実施形態１に係る成形金型３００によれば、内蔵型チルベント１０とクリーニングピン３３８とを備えるため、貫通孔１３０の内周面に付着することがある成形材料Ｍ_２を比較的容易に除去することが可能となる。

また、実施形態１に係る成形金型３００によれば、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを組み合わせるとき、クリーニングピン３３８がセンターピン２３０を介してコイルバネ２４０を圧縮し、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを分離するとき、クリーニングピン３３８によるコイルバネ２４０の圧縮状態が緩和され、センターピン２３０における中間中径部と先端細径部との段差部がメス型ブロック２００から成形材料Ｍを剥離するように構成されているため、オス型ブロック１００の凸部１２０の頂上部分とメス型ブロック２００の凹部２２０の底の部分との間で成形材料Ｍが冷却固化した場合であっても、クリーニングピン３３８によるコイルバネ２４０の圧縮状態を緩和して、センターピン２３０における中間中径部と先端細径部との段差部をメス型ブロック２００の底の部分から突出させることにより、メス型ブロック２００から成形材料Ｍを比較的容易に剥離することが可能となる。

また、実施形態１に係る成形金型３００によれば、クリーニングピン３３８は、貫通孔１３０の内周面に対して摺動自在の外周面を有し、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを分離するとき貫通孔１３０の内周面に付着することがある成形材料を取り除く機能を有するため、オス型ブロック１００とメス型ブロック２００とを分離するとき貫通孔１３０の内周面に付着することがある成形材料Ｍ_２を取り除くことが可能となる。

一方、実施形態１に係る成形製品５０は、実施形態１に係る成形金型３００を用いるとともに、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０をキャビティの内側に取り付けた状態で成形することにより製造された成形製品であるため、ガス混入量が少なく高品質な成形製品となる。

なお、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０における溶融成形材料の導入状態をシミュレーションすることにより、実施形態１に係る内蔵型チルベントの効果を確認した。
図９は、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０における溶融成形材料の導入状態を説明するために示す図である。図９（ａ）〜図９（ｉ）は導入開始から導入終了までの期間における溶融成形材料が導入されていく様子を順に示す図である。

実施形態１に係る内蔵型チルベント１０においては、オス型ブロック１００の凸部１２０とメス型ブロック２００の凹部２２０との間に３次元的にガス通過路３０が形成されることになるため、また、メス型ブロック２００の内部には凹部２２０を取り囲むように冷媒流路２１２が形成されているため、図９に示すように、溶融成形材料を十分に冷却固化することが可能となることが確認された。また、多量の溶融成形材料が内蔵型チルベント１０に導入された場合であっても、湯溜め用溝１５０が緩衝帯として働くため、図９に示すように、後段のガス通過路３０やガス排出路４０に多量の溶融成形材料が勢い良く導入されることを抑制することが可能であることが確認された。

[実施形態２]
図１０は、実施形態２に係る内蔵型チルベント１０ａの縦断面図である。
実施形態２に係る内蔵型チルベント１０ａは、基本的には実施形態１に係る内蔵型チルベント１０と同様の構成を有するが、ガス通過路の詳細構造が実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係る内蔵型チルベント１０ａにおいては、図９に示すように、ガス通過路３０ａは、連続山谷形状を有する。

このため、実施形態２に係る内蔵型チルベント１０ａによれば、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０が有する効果に加えて以下の効果を有する。すなわち、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の場合よりも、ガス通過路３０ａの有効長さをさらに長くすることができるため、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。また、ガス通過路３０ａを通過する溶融成形材料の通過速度を遅くすることが可能となるため、このことによっても、冷却能力をさらに高くすることが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

[実施形態３]
図１１は、実施形態３に係る内蔵型チルベント１０ｂの要部を示す縦断面図である。図１１（ａ）はメス型ブロック構成部品２６０ｂび２７０ｂの境界面における横断面図であり、図１１（ｂ）はメス型ブロック構成部品２７０ｂ及び２８０ｂの境界面における横断面図であり、図１１（ｃ）はメス型ブロック２００ａの図１１（ａ）及び図１１（ｂ）におけるＡ１−Ｏ−Ａ２断面図である。

実施形態３に係る内蔵型チルベント１０ｂは、基本的には実施形態１に係る内蔵型チルベント１０と同様の構成を有するが、メス型ブロックの詳細構造が実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係る内蔵型チルベント１０ｂにおけるメス型ブロック２００ｂは、図１１に示すように、３つのメス型ブロック構成部品２６０ｂ，２７０ａ，２８０ｂが接合された構造を有するとともに、それぞれが接合された面に形成された冷媒流路形成用溝２６２ｂ，２７２ｂ，２７３ｂ，２８２ｂと、これらの溝に連通する冷媒流路形成用孔２７８ｂとで、凹部２２０をより高密度に取り囲むように冷媒流路２１２ｂが構成されている。

このため、実施形態３に係る内蔵型チルベント１０ｂによれば、実施形態１に係る内蔵型チルベント１０が有する効果に加えて以下の効果を有する。すなわち、凹部２２０をより高密度に取り囲むように冷媒流路２１２ａが形成されているため、溶融成形材料をさらに十分に冷却固化することが可能となる。その結果、内蔵型チルベント１０ｂによれば、溶融成形材料をさらに十分に冷却固化することが可能となり、内蔵型チルベントをさらに小型化することが可能となる。

以上、本発明の内蔵型チルベント、成形金型及び成形製品を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態においては、２つ又は３つのメス型ブロック構成部品を用いてメス型ブロックを構成することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、４つ以上のメス型ブロック構成部品を用いてメス型ブロックを構成することとしてもよい。

（２）上記実施形態においては、内蔵型チルベントの形状が円柱である場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内蔵型チルベントの形状が楕円柱又は多角柱であってもよい。

（３）上記実施形態においては、内蔵型チルベントのサイズとして、直径が４０ｍｍであり、高さが８０ｍｍである場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、内蔵型チルベントのサイズは、もっと小さいものであってもよいし（例えば、直径１０ｍｍ〜４０ｍｍ。）、もっと大きなものであってもよい（例えば、直径４０ｍｍ〜４００ｍｍ。）。

（４）上記実施形態においては、オス型ブロックの凸部の形状が略円錐形状である場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、オス型ブロックの凸部の形状が略楕円錐形状、略円柱形状又は略楕円柱形状であってもよい。

（５）上記実施形態においては、オス型ブロックの凸部が、先端側に向かって細くなるように１０°のテーパがついた略円錐形状である場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、先端側に向かって細くなるように２°〜３０°のテーパがついた略円錐形状であってもよい。

（６）上記実施形態においては、複数のメス型ブロック構成部品（例えば、ＳＫＤ６１）が直接接合された構造を有するメス型ブロックを例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメス型ブロック構成部品が薄板状の焼結鉄鋼部材（例えば、ウッデホルム株式会社製、ＥＬＭＡＸ。）又はその他の鉄鋼部材を介在した状態で接合された構造を有するメス型ブロックであってもよい。

（７）上記実施形態においては、複数のメス型ブロック構成部品が接合された構造を有するメス型ブロックを例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメス型ブロック構成部品が接着剤により接着された構造を有するメス型ブロックであってもよい。

（８）上記実施形態においては、凸部の内部に冷媒流路が形成されていないオス型ブロックを用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凸部の内部に冷媒流路が形成されているオス型ブロックを用いてもよい。

（９）上記実施形態においては、第１外周部に環状の湯溜め用溝が形成されているオス型ブロックを用いて内蔵型チルベントを構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第２外周部に環状の湯溜め用溝が形成されているメス型ブロックを用いて内蔵型チルベントを構成してもよい。

実施形態１に係る内蔵型チルベント１０を説明するために示す図である。 実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の縦断面図である。 実施形態１に係るオス型ブロック１００を説明するために示す図である。 実施形態１に係るメス型ブロック２００を説明するために示す図である。 実施形態１に係る成形金型３００を説明するために示す図である。 実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の動作を説明するために示す図である。 実施形態１に係る内蔵型チルベント１０の動作を説明するために示す図である。 実施形態１に係る成形製品５０を説明するために示す図である。 実施形態１に係る内蔵型チルベント１０における溶融成形材料の導入状態を説明するために示す図である。 実施形態２に係る内蔵型チルベント１０ａを説明するために示す図である。 実施形態３に係る内蔵型チルベント１０ｂを説明するために示す図である。 従来の内蔵型チルベント９００を説明するために示す図である。

符号の説明

１０，１０ａ，９００…内蔵型チルベント、２０，９３０…ガス導入路、３０，３０ａ，９４０…ガス通過路、４０，４２，４４，９５０…ガス排出路、５０…成形製品、５２…バリ、１００，１００ａ，３６２，９１０…オス型ブロック、１１０…オス型ブロック本体部、１２０…凸部、１３０…貫通孔、１４０…ガス導入路用溝、１５０…湯溜め用溝、１６０…別の貫通孔、１６２…横孔、１６４…縦孔、１７０…イジェクターピン孔、１８０…閉塞部材、２００，２００ａ，２００ｂ，３６４，９２０…メス型ブロック、２１０，２１０ａ，２１０ｂ…メス型ブロック本体部、２１２…冷媒流路、２２０…凹部、２３０…センターピン、２３２…先端細径部、２３４…中間中径部、２３６…基端太径部、２３８…段差部、２４０…コイルバネ、２５０…軸受部、２５２…収納室、２６０，２６０ａ，２６０ｂ，２７０，２７０ａ，２７０ｂ，２８０ｂ…メス型ブロック構成部品、２６２，２６２ｂ，２７２，２７２ｂ，２７３ｂ，２８２ｂ…冷媒流路形成用溝、２７４，２８４…冷媒導入孔、２７６…冷媒排出孔、２７８ｂ…冷媒流路形成用孔、３００…成形金型、３１０…固定側金型、３２０…可動側金型、３３０…イジェクターピン機構、３３２，３３４，３３６…イジェクターピン、３３８…クリーニングピン、３４０…キャビティ、３５０…湯口、３６０…外付型チルベント、３７０…第１排出路、３８０…第２排出路、９１０ａ，９２０ａ…ネジ孔、Ｇ…ガス、Ｍ，Ｍ_１，Ｍ_２…成形材料

Claims (15)

1. オス型ブロックとメス型ブロックとを備え、
   前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとの対向面にはキャビティからのガスを通過させるとともに溶融成形材料を冷却固化するためのガス通過路が形成され、
   さらには前記ガス及び前記溶融成形材料を前記ガス通過路に導入するためのガス導入路と、前記ガスを前記ガス通過路から外部に排出するためのガス排出路とが形成され、
   キャビティの内側に取り付けて用いる内蔵型チルベントであって、
   前記オス型ブロックは、オス型ブロック本体部及び当該オス型ブロック本体部における前記メス型ブロックと対向する面に形成された凸部を有し、
   前記メス型ブロックは、メス型ブロック本体部及び当該メス型ブロック本体部における前記オス型ブロックと対向する面に形成され、前記オス型ブロック及び前記メス型ブロックを組み合わせるとき、前記凸部との間に前記ガス通過路が形成されるような形状を有する凹部を有し、
   前記メス型ブロックの内部には、前記凹部を取り囲むように冷媒流路が形成されていることを特徴とする内蔵型チルベント。
2. 請求項１に記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記メス型ブロックは、複数のメス型ブロック構成部品が接合又は接着された構造を有し、
   前記複数のメス型ブロック構成部品が接合又は接着された面において、冷媒流路が形成されていることを特徴とする内蔵型チルベント。
3. 請求項１又は２に記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記オス型ブロックにおける前記凸部の内部にも、冷媒流路が形成されていることを特徴とする内蔵型チルベント。
4. 請求項３に記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記オス型ブロックは、複数のオス型ブロック構成部品が接合又は接着された構造を有し、
   前記複数のオス型ブロック構成部品が接合又は接着された面において、冷媒流路が形成されていることを特徴とする内蔵型チルベント。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記オス型ブロック本体部における前記メス型ブロックと対向する面及び前記メス型ブロック本体部における前記オス型ブロックと対向する面のうち少なくとも一方には、前記凸部又は前記凹部を取り囲むように環状の湯溜め用溝が形成されていることを特徴とする内蔵型チルベント。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記凸部は、略錐形状を有することを特徴とする内蔵型チルベント。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記ガス通過路は、連続山谷形状を有することを特徴とする内蔵型チルベント。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記オス型ブロックには、前記凸部の先端部から基端側に向けて前記オス型ブロックを貫通する貫通孔が形成されており、
   前記メス型ブロックは、前記オス型ブロック及び前記メス型ブロックを組み合わせたときに前記貫通孔の内周面との間に前記ガス排出路が形成されるような形状を有する先端細径部、前記先端細径部の基端側に位置する中間中径部及び前記中間中径部の基端側に位置する基端太径部を有するセンターピンと、前記凹部の底部に形成され、前記センターピンの前記中間中径部を摺動自在に軸支する軸受部と、前記軸受部の基端側に形成され、前記基端太径部を収納する収納室と、前記収納室における前記基端太径部の基端側に収納され、前記センターピンに付勢力を付与するコイルバネとをさらに有することを特徴とする内蔵型チルベント。
9. 請求項８に記載の内蔵型チルベントにおいて、
   前記先端細径部は、前記センターピンの先端側に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ領域を有することを特徴とする内蔵型チルベント。
10. 請求項８又は９に記載の内蔵型チルベントにおいて、
    前記オス型ブロックには、前記貫通孔から外周に向かう横穴及び前記横穴から前記基端側に向かう縦孔が形成され、前記外周において横穴を閉塞する閉塞部材が取り外し自在に取り付けられていることを特徴とする内蔵型チルベント。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の内蔵型チルベントを備えることを特徴とする成形金型。
12. 請求項８〜１０のいずれかに記載の内蔵型チルベントと、
    前記貫通孔の内周面に付着することがある成形材料を除去するためのクリーニングピンとを備えることを特徴とする成形金型。
13. 請求項１２に記載の成形金型において、
    前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとを組み合わせるとき、前記クリーニングピンが前記センターピンを介して前記コイルバネを圧縮し、
    前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとを分離するとき、前記クリーニングピンによる前記コイルバネの圧縮状態が緩和され、前記センターピンにおける前記中間中径部と前記先端細径部との段差部が前記メス型ブロックから成形材料を剥離するように構成されていることを特徴とする成形金型。
14. 請求項１２又は１３に記載の成形金型において、
    前記クリーニングピンは、前記貫通孔の内周面に対して摺動自在の外周面を有し、前記オス型ブロックと前記メス型ブロックとを分離するとき前記貫通孔の内周面に付着することがある成形材料を取り除く機能を有することを特徴とする成形金型。
15. 請求項１１〜１４のいずれかに記載の成形金型を用いるとともに、前記内蔵型チルベントをキャビティの内側に取り付けた状態で成形することにより製造された成形製品。