JP2011062746A - 成形金型及びクリーニングピン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】成形金型本体100と、環状のキャビティ130に囲まれる位置に配設される内蔵型チルベント200とを備える成形金型10であって、ガス排出用可動側金型貫通孔176及びガス排出用可動側ブロック貫通孔272の中で往復動することにより、成形時にはガス抜き孔512を介してガスをガス通過路212から外部に排出し、成形後にはピン先端部の働きによりガス排出用可動側ブロック貫通孔272の内周面に付着することがある成形材料を除去する機能を有するクリーニングピン500をさらに備える成形金型10。
【選択図】図1
Description
図23は、従来の成形金型1010の縦断面図である。
図24は、従来の成形金型1010における内蔵型チルベント1200の縦断面図である。
この観点から言えば、D2−D1の値は0.01mm以上であることがより好ましい。このような構成とすることにより、ピン本体部とキャップ部との軸が完全には一致していない場合においてもガス排出用可動側ブロック貫通孔の内部でクリーニングピンをスムーズに往復動させることが可能となり、キャップ部に求められる寸法誤差に余裕を持たせ、製造を容易なものとすることが可能となる。
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。
図1は、実施形態1に係る成形金型10を説明するために示す図である。図1(a)は成形金型10における固定側金型110を成形金型10の分割面から見た平面図であり、図1(b)は成形金型10のA1−A1断面図である。
図2は、実施形態1に係る成形金型10における内蔵型チルベント200の縦断面図である。
図3は、実施形態1に係る成形金型10における内蔵型チルベント200を説明するために示す図である。図3(a)は内蔵型チルベント200の斜視図であり、図3(b)はオス型ブロック270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200の斜視図であり、図3(c)はメス型ブロック220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200の斜視図である。
図5は、実施形態1に係る成形金型10におけるオス型ブロック270を説明するために示す図である。図5(a)はオス型ブロック270の縦断面図であり、図5(b)はオス型ブロック270の上面図である。
図6は、実施形態1に係るクリーニングピン500を説明するために示す図である。図6(a)はクリーニングピン500の縦断面図であり、図6(b)はピン本体部510の縦断面図であり、図6(c)はキャップ部520の縦断面図であり、図6(d)はガス導入孔522側から見たキャップ部520の拡大平面図である。なお、図6(a)及び図6(b)においては、クリーニングピン500の一部(本体側ネジ部514及び軸合わせ用円中部516)については平面図で示している。
可動側金型120には、イジェクターピン400が往復動する方向(図1(b)における紙面に対して上下方向。以下、第1方向とする。)に沿って、イジェクターピン用可動側金型貫通孔170、第2イジェクターピン用可動側金型貫通孔172、第3イジェクターピン用可動側金型貫通孔174及びガス排出用可動側金型貫通孔176が形成されている。イジェクターピン用可動側金型貫通孔170は、キャビティ130に露出している。
内蔵型チルベント200は、図2に示すように、固定側ブロックとしてのメス型ブロック220及び可動側ブロックとしてのオス型ブロック270を有する。そして、メス型ブロック220とオス型ブロック270との対向面にはキャビティ130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212並びにガスG及び溶融成形材料をキャビティ130からガス通過路212に導入するためのガス導入路210が形成されている。内蔵型チルベント200は、図3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200は、例えば、SKD61からなる。
第2イジェクターピン410は、第2イジェクターピン用可動側金型貫通孔172及び第2イジェクターピン用可動側ブロック貫通孔278の中で、イジェクターピン400と連動して往復動することにより、成形後に、内蔵型チルベント200の内部で固化した成形材料を押し出す。
第3イジェクターピン420は、第3イジェクターピン用可動側金型貫通孔174及び第3イジェクターピン用可動側ブロック貫通孔の中で、イジェクターピン400と連動して往復動することにより、成形後に、外付型チルベント300の内部で固化した成形材料を押し出す。
キャップ部520は、軸合わせ用円柱部516及び軸合わせ用凹部526によって軸合わせされた状態で、本体側ネジ部514及びキャップ側ネジ部528によって、ピン本体部510の先端部に取り付けられている。
なお、変形例1におけるガス導入孔522aの平面形状は長方形であり、短辺が0.1mm、長辺が0.3mmであり、比較例におけるガス導入孔522bの平面形状は円であり、直径は0.3mmである。
清掃用ガスとしては、例えば、空気を用いることができる。送気管730と送気孔440とは、図示しない取り付け器具によって取り付けられている。
固定側金型110におけるキャビティ130に囲まれる位置に内蔵型チルベント200におけるメス型ブロック220を取り付け、固定側金型110におけるキャビティ130の外側に外付型チルベント300における固定側ブロック310を取り付ける。同様に、可動側金型120におけるキャビティ130に囲まれる位置に内蔵型チルベント200におけるオス型ブロック270を取り付け、可動側金型120におけるキャビティ130の外側に外付型チルベント300における可動側ブロック320を取り付ける。
離型剤噴霧装置600により、固定側金型110と可動側金型120との対向面(特にキャビティ130を形成する面)に、離型剤を噴霧する。その後に、三方弁710により送気管730と清掃用ガス導入装置700とを接続し、清掃用ガス導入装置700によりクリーニングピン500の基端側からガス抜き孔512に高圧の清掃用ガスCを導入する。これにより、クリーニングピン500の先端部(キャップ部520)の複数のガス導入孔522に付着することがある離型剤を除去する(図9(c)参照。)。
固定側金型110の上方から可動側金型120(並びに内蔵型チルベント200におけるオス型ブロック270及び外付型チルベント300における可動側ブロック320)を下降させるとともにイジェクターピン駆動機構430を下降させ、成形金型10を成形加工可能状態にセットする(図1参照。)。このとき、第2イジェクターピン用可動側ブロック貫通孔278中には、第2イジェクターピン410が挿入されている。イジェクターピン420の先端は、湯溜め用溝276の底部に位置している(図8(a)参照。)。次の成形加工に移行する前に、三方弁710により送気管730と排気管720とを接続する。
成形金型10の湯口140を通して溶融成形材料をキャビティ130内に注入する。溶融成形材料は、キャビティ130を満たした後に、第1排出路150を通って内蔵型チルベント200へと向かい、第2排出路160を通って外付型チルベント300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130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。内蔵型チルベント200に導入された当該ガスは、ガス通過路212、ガス排出用可動側ブロック貫通孔272の入口、複数のガス導入孔522、ガス抜き孔512、送気孔440、送気管730、三方弁710及び排気管720を順番に通過して、外部に排出される。なお、内蔵型チルベント200に導入された溶融成形材料は、図8(b)に示すように、ガス通過路212の部分で冷却固化する。なお、図8(b)においては、溶融成形材料がガス通過路212の出口を越えた位置(すなわちガス排出用可動側ブロック貫通孔272の入口)まで導入された場合を示している。
図8及び図9中、符号M1は、内蔵型チルベント200内においてガス導入路210からガス通過路212までで固化した成形材料を示す。一方、符号M2は、ガス通過路の出口を越えた場所で固化した成形材料を示す。
成形加工が終了したら、図8(c)及び図9(a)に示すように、可動側金型120(並びにオス型ブロック270及び可動側ブロック320)とともにイジェクターピン駆動機構430を上昇させる。
なお、この明細書で可動側金型120等を上昇させるとは、図8〜図9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110に対して可動側金型120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120(及びイジェクターピン駆動機構430)をさらに上昇させると、成形金型10中の成形製品30(後述)が上昇し、図9(a)に示すように、内蔵型チルベント200中の成形材料M1,M2も上昇する。その後、可動側金型120(並びにオス型ブロック270、可動側ブロック320及びイジェクターピン駆動機構430)を十分に上昇させた後に、可動側金型120(並びにオス型ブロック270、可動側ブロック320及びイジェクターピン駆動機構430)の上昇を止め、その後、イジェクターピン駆動機構430のみを下降させる。すると、イジェクターピン400及び第3イジェクターピン420が、成形製品30(後述)及び外付型チルベント300中の冷却固化した成形材料を押し出すとともに、図9(b)に示すように、第2イジェクターピン410が、オス型ブロック270に付着している成形材料M1を押し出し、さらに、クリーニングピン500が成形材料M2を押し出す。このとき、成形材料M1は成形製品30と一体となって落下するが、成形材料M2の全部又は一部については、クリーニングピンのキャップ部520に付着したままである。
次に、イジェクターピン駆動機構430のみを上昇させ、可動側金型120と第2イジェクターピン410及びクリーニングピン500との位置関係を成形加工時の位置関係に戻す。その後、離型剤噴霧装置600により、固定側金型110と可動側金型120との対向面(特にキャビティ130を形成する面)に、離型剤を噴霧する。離型剤を噴霧した後に、三方弁710により送気管730と清掃用ガス導入装置700とを接続し、清掃用ガス導入装置700によりクリーニングピン500の基端側からガス抜き孔512に高圧の清掃用ガスCを導入する。これにより、クリーニングピン500の先端部及びキャップ部520における複数のガス導入孔522に付着することがある離型剤及び成形材料M2を除去する(図9(c)参照。)。これにより、オス型ブロック270におけるガス排出用可動側ブロック貫通孔272の内周面及びクリーニングピン500における複数のガス導入孔522は常に清浄な状態に保たれる。
爾後、上記3.〜7.の工程を安定して繰り返すことが可能となる。
図10は、実施形態1に係る成形金型10による成形製品30を説明するために示す図である。図10(a)及び図10(b)はバリ32,34,36の付いた状態の成形製品30をそれぞれ別の方向から見たときの斜視図であり、図10(c)はバリ32,34,36が除去された状態の成形製品30を図10(a)の場合と同様の方向から見たときの斜視図である。
実施形態2は、請求項7に記載の成形金型に対応する実施形態である。
図12は、実施形態2に係る成形金型12を説明するために示す図である。図12(a)は成形金型12における固定側金型110を成形金型12の分割面から見た平面図であり、図12(b)は成形金型12のA2−A2断面図である。
図13は、実施形態2に係る成形金型12における内蔵型チルベント202の縦断面図である。
図14は、実施形態2に係る成形金型12におけるオス型ブロック290を説明するために示す図である。図14(a)はオス型ブロック290の縦断面図であり、図14(b)は閉塞部材296を取り外した状態のオス型ブロック290の縦断面図である。
図15は、実施形態2に係るクリーニングピン502を説明するために示す図である。図15(a)はクリーニングピン502の縦断面図であり、図15(b)はピン本体部530の縦断面図である。
また、実施形態2に係るクリーニングピン502は、実施形態2に係る成形金型12が有する効果のうち、クリーニングピン502に起因する効果をそのまま有する。
実施形態3は、請求項12に記載の成形金型に対応する実施形態である。
図16は、実施形態3に係る成形金型14(図示せず。)における内蔵型チルベント204の縦断面図である。
実施形態4は、請求項13に記載の成形金型に対応する実施形態である。
図17は、実施形態4に係る成形金型16を説明するために示す図である。図17(a)は成形金型17における固定側金型112を成形金型16の分割面から見た平面図であり、図17(b)は成形金型16のA3−A3断面図である。
ガス通過路152は、突き合わせ領域180ごとに設けられ、成形時にガスと溶融成形材料とのうちガスのみを通過させる。このようにガスのみを通過させることは、ガス通過路152の厚さを十分に小さくすることで達成することができる。当該厚さは、例えば、0.01mmである。
ガス排出用可動側金型貫通孔176は、7個の突き合わせ領域180のそれぞれにおけるガス通過路152の出口を越えた位置に形成されている。
実施形態5は、請求項13に記載の成形金型に対応する、実施形態5とは別の実施形態である。
図18は、実施形態5に係る成形金型18を説明するために示す図である。図18(a)は成形金型18における固定側金型114を成形金型18の分割面から見た平面図であり、図18(b)は成形金型18のA4−A4断面図である。
Claims (24)
- 成形時に環状のキャビティを形成する固定側金型及び可動側金型を有する成形金型本体と、
前記固定側金型に取り付けられる固定側ブロック及び前記可動側金型に取り付けられる可動側ブロックを有し、前記固定側ブロックと前記可動側ブロックとの対向面には前記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並びに前記ガス及び前記溶融成形材料を前記キャビティから前記ガス通過路に導入するためのガス導入路が形成され、前記キャビティに囲まれる位置に配設される内蔵型チルベントとを備える成形金型であって、
前記可動側金型及び前記可動側ブロックには、前記ガス通過路の出口を越えた位置に、互いに連続するようにガス排出用可動側金型貫通孔及びガス排出用可動側ブロック貫通孔がそれぞれ形成され、
前記成形金型は、内部にガス抜き孔が形成されているクリーニングピンであって、前記ガス排出用可動側金型貫通孔及び前記ガス排出用可動側ブロック貫通孔の中で往復動することにより、成形時には前記ガス抜き孔を介して前記ガスを前記ガス通過路から外部に排出し、成形後にはピン先端部の働きにより前記ガス排出用可動側ブロック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機能を有するクリーニングピンをさらに備えることを特徴とする成形金型。 - 請求項1に記載の成形金型において、
前記ガス排出用可動側金型貫通孔及び前記ガス排出用可動側ブロック貫通孔は、前記成形金型におけるイジェクターピンが往復動する方向と平行な第1方向に沿って形成されており、
前記クリーニングピンは、前記イジェクターピンと連動して往復動することを特徴とする成形金型。 - 請求項1又は2に記載の成形金型において、
前記クリーニングピンは、長手方向に沿ってガス抜き孔が形成されているピン本体部と、
成形時に前記ガスと前記溶融成形材料とのうち前記ガスのみを前記ガス抜き孔に導入するための複数のガス導入孔を有し、前記ピン本体部の先端部に分離・結合可能に取り付けられているキャップ部とを有することを特徴とする成形金型。 - 請求項3に記載の成形金型において、
前記ピン本体部の先端部には、前記キャップ部を取り付けるための本体側ネジ部と、前記本体側ネジ部の基端側に位置する軸合わせ用円柱部とが形成され、
前記キャップ部の基端部には、前記軸合わせ用円柱部と嵌合する形状を有する軸合わせ用凹部と、前記軸合わせ用凹部の先端側に位置し、前記本体側ネジ部に対応する構造を有するキャップ側ネジ部とが形成され、
前記キャップ部は、前記軸合わせ用円柱部及び前記軸合わせ用凹部によって軸合わせされた状態で、前記本体側ネジ部及び前記キャップ側ネジ部によって、前記ピン本体部の先端部に取り付けられていることを特徴とする成形金型。 - 請求項3又は4に記載の成形金型において、
前記クリーニングピンが前記ガス排出用可動側ブロック貫通孔から突出したとき、前記キャップ部が、前記ガス排出用可動側ブロック貫通孔から外部に露出するように構成されていることを特徴とする成形金型。 - 請求項3〜5のいずれかに記載の成形金型において、
前記ピン本体部の外形及び前記キャップ部の外形はともに円柱形状を有し、
前記キャップ部の直径をD1とし、前記ピン本体部の直径をD2としたとき、「0mm≦D2−D1≦0.05mm」の関係を満たすことを特徴とする成形金型。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の成形金型において、
前記可動側ブロックには、前記ガス排出用可動側ブロック貫通孔から外周に向かう横孔及び前記横孔から基端側に向かう縦孔が形成されるとともに、前記外周において前記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、
前記クリーニングピンには、成形時において前記横孔と前記ガス抜き孔とを連結し、前記ガスを前記ガス抜き孔から前記横孔に導入するための連結孔がさらに形成されていることを特徴とする成形金型。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の成形金型において、
前記クリーニングピンの基端側から前記ガス抜き孔に高圧の清掃用ガスを導入する清掃用ガス導入装置をさらに備えることを特徴とする成形金型。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の成形金型において、
前記内蔵型チルベントは、前記固定側ブロックとしてメス型ブロックを有し、また、前記可動側ブロックとしてオス型ブロックを有し、
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た略錐形状の凹部を有し、
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、前記メス型ブロック及び前記オス型ブロックを組み合わせるとき、前記凹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凸部を有し、
前記ガス排出用可動側ブロック貫通孔は、前記凸部の先端側から基端側に向けてオス型ブロックを貫通するように形成され、
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成形金型。 - 請求項9に記載の成形金型において、
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及び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のうち少なくとも一方には、前記凹部又は前記凸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成形金型。 - 請求項10に記載の成形金型において、
前記可動側金型及び前記可動側ブロックには、前記湯溜め用溝が形成する湯溜めに露出するように、前記成形金型におけるイジェクターピンが往復動する方向と平行な第1方向に沿ってかつ互いに連続するように第2イジェクターピン用可動側金型貫通孔及び第2イジェクターピン用可動側ブロック貫通孔がそれぞれ形成され、
前記成形金型は、前記第2イジェクターピン用可動側金型貫通孔及び前記第2イジェクターピン用可動側ブロック貫通孔の中で、前記イジェクターピンと連動して往復動することにより、成形後に、前記内蔵型チルベントの内部で固化した成形材料を押し出す第2イジェクターピンをさらに備えることを特徴とする成形金型。 - 請求項9〜11のいずれかに記載の成形金型において、
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成形金型。 - 成形時にキャビティを形成する固定側金型及び可動側金型を有する成形金型本体と、
成形時に前記固定側金型と前記可動側金型とが突き合わされる突き合わせ領域が前記キャビティの内部に形成される成形金型であって、
前記突き合わせ領域において、前記固定側金型と前記可動側金型との対向面には、成形時に前記ガスと前記溶融成形材料とのうち前記ガスのみを通過させるガス通過路が形成され、
前記可動側金型には、前記ガス通過路の出口を越えた位置にガス排出用可動側金型貫通孔が形成され、
前記成形金型は、内部にガス抜き孔が形成されているクリーニングピンであって、前記ガス排出用可動側金型貫通孔の中で往復動することにより、成形時には前記ガス抜き孔を介して前記ガスを前記ガス通過路から外部に排出し、成形後にはピン先端部の働きにより前記ガス排出用可動側金型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機能を有するクリーニングピンをさらに備えることを特徴とする成形金型。 - 請求項13に記載の成形金型において、
前記ガス排出用可動側金型貫通孔は、前記成形金型におけるイジェクターピンが往復動する方向と平行な第1方向に沿って形成されており、
前記クリーニングピンは、前記イジェクターピンと連動して往復動することを特徴とする成形金型。 - 請求項13又は14に記載の成形金型において、
前記クリーニングピンは、長手方向に沿ってガス抜き孔が形成されているピン本体部と、
成形時に前記ガスと前記溶融成形材料とのうち前記ガスのみを前記ガス抜き孔に導入するための複数のガス導入孔を有し、前記ピン本体部の先端部に分離・結合可能に取り付けられているキャップ部とを有することを特徴とする成形金型。 - 請求項15に記載の成形金型において、
前記ピン本体部の先端部には、前記キャップ部を取り付けるための本体側ネジ部と、前記本体側ネジ部の基端側に位置する軸合わせ用円柱部とが形成され、
前記キャップ部の基端部には、前記軸合わせ用円柱部と嵌合する形状を有する軸合わせ用凹部と、前記軸合わせ用凹部の先端側に位置し、前記本体側ネジ部に対応する構造を有するキャップ側ネジ部とが形成され、
前記キャップ部は、前記軸合わせ用円柱部及び前記軸合わせ用凹部によって軸合わせされた状態で、前記本体側ネジ部及び前記キャップ側ネジ部によって、前記ピン本体部の先端部に取り付けられていることを特徴とする成形金型。 - 請求項15又は16に記載の成形金型において、
前記クリーニングピンが前記ガス排出用可動側金型貫通孔から突出したとき、前記キャップ部が、前記ガス排出用可動側金型貫通孔から外部に露出するように構成されていることを特徴とする成形金型。 - 請求項15〜17のいずれかに記載の成形金型において、
前記ピン本体部の外形及び前記キャップ部の外形はともに円柱形状を有し、
前記キャップ部の直径をD1とし、前記ピン本体部の直径をD2としたとき、「0mm≦D2−D1≦0.05mm」の関係を満たすことを特徴とする成形金型。 - 請求項13〜18のいずれかに記載の成形金型において、
前記クリーニングピンの基端側から前記ガス抜き孔に高圧の清掃用ガスを導入する清掃用ガス導入装置をさらに備えることを特徴とする成形金型。 - 請求項1〜19のいずれかに記載の成形金型に用いるためのクリーニングピンであって、
内部にガス抜き孔が形成され、成形時には前記ガス抜き孔を介して前記ガスを前記ガス通過路から外部に排出し、成形後にはピン先端部の働きにより前記ガス排出用可動側ブロック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機能を有することを特徴とするクリーニングピン。 - 請求項20に記載のクリーニングピンにおいて、
長手方向に沿ってガス抜き孔が形成されているピン本体部と、
成形時に前記ガスと前記溶融成形材料とのうち前記ガスのみを前記ガス抜き孔に導入するための複数のガス導入孔を有し、前記ピン本体部の先端部に分離・結合可能に取り付けられているキャップ部とを有することを特徴とするクリーニングピン。 - 請求項21に記載のクリーニングピンにおいて、
前記ピン本体部の先端部には、前記キャップ部を取り付けるための本体側ネジ部と、前記本体側ネジ部の基端側に位置する軸合わせ用円柱部とが形成され、
前記キャップ部の基端部には、前記軸合わせ用円柱部と嵌合する形状を有する軸合わせ用凹部と、前記軸合わせ用凹部の先端側に位置し、前記本体側ネジ部に対応する構造を有するキャップ側ネジ部とが形成され、
前記キャップ部は、前記軸合わせ用円柱部及び前記軸合わせ用凹部によって軸合わせされた状態で、前記本体側ネジ部及び前記キャップ側ネジ部によって、前記ピン本体部の先端部に取り付けられていることを特徴とするクリーニングピン。 - 請求項21又は22に記載のクリーニングピンにおいて、
前記ピン本体部の外形及び前記キャップ部の外形はともに円柱形状を有し、
前記キャップ部の直径をD1とし、前記ピン本体部の直径をD2としたとき、「0mm≦D2−D1≦0.05mm」の関係を満たすことを特徴とするクリーニングピン。 - 請求項7に記載の成形金型に用いるためのクリーニングピンであって、
内部にガス抜き孔が形成され、さらには成形時において前記横孔と前記ガス抜き孔とを連結し、前記ガスを前記ガス抜き孔から前記横孔に導入するための連結孔が形成され、成形時には前記ガス抜き孔及び前記連結孔を介して前記ガスを前記ガス通過路から外部に排出し、成形後にはピン先端部の働きにより前記ガス排出用可動側ブロック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機能を有することを特徴とするクリーニングピン。
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