JP2016150461A

JP2016150461A - 金型装置

Info

Publication number: JP2016150461A
Application number: JP2015027512A
Authority: JP
Inventors: 隆行中野; Takayuki Nakano
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-08-22

Abstract

【課題】円環状の樹脂製品を成形する金型装置において、キャビティ内の樹脂圧および温度の均一化を共に図り、樹脂製品の寸法精度を向上させる。【解決手段】溶融樹脂を射出するスプルー４０から放射状に分岐して設けられるとともにキャビティＣに溶融樹脂を導く複数のランナー５０と、固定金型１０および可動金型２０の温度を調節する水路９０と、を備えている。各ランナーは、キャビティに連通される末端部分が、平面視でキャビティの環上周りに対応した位置において該キャビティの周方向に等間隔で設けられている。また、水路は、平面視でキャビティの内周と外周とに対応して設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば駆動モータのステータコアに装着されるカフサといった、円環状の樹脂製品を成形するための金型装置に関する。

特許文献１には、カフサを備えた駆動モータに関する技術が開示されている。カフサは、円環状、かつ、偏平薄板状の樹脂製品である。このカフサは、駆動モータにおける円筒形状のステータコアの端面に装着され、ステータコアの内周に設けられる絶縁紙を保護する等の機能を果たす。

この種の樹脂製品の成形においては、その平面度や真円度といった寸法精度を高めることが当然望まれる。そのためには、樹脂製品が成形されるキャビティ内の樹脂圧および温度の均一化を図り、樹脂製品の場所による収縮差を抑えることが必要不可欠である。

特開２０１４−１３５８６５号公報

樹脂圧を均一化する対策として、キャビティに対して複数個所から溶融樹脂を充填することで、溶融樹脂の充填バランスをできる限り均一にすることが考えられる。しかし、例えば図１０に示すようにして、キャビティ２１０に溶融樹脂を導くランナー２２０を平面視でキャビティの環上に複数配置した上で、直線部材であるカートリッジヒーター２３０によって金型を温度調節する場合、ランナー２２０とカートリッジヒーター２３０との干渉が懸念されることからカートリッジヒーター２３０は図に示す位置よりもキャビティ２１０の内方側に配置できない。そして、図１０においては、カートリッジヒーター２３０とキャビティ２１０との距離が図の左右方向へ向かうにしたがって漸増するため、該両側での温度管理が効きにくい。そのため、この対策ではキャビティ２１０内の樹脂圧及び温度の均一化を両立できない。

本発明は、このような課題を解決しようとするものであって、その目的は、円環状の樹脂製品を成形する金型装置において、キャビティ内の樹脂圧および温度の均一化を共に図り、樹脂製品の寸法精度を向上させることである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。

本発明の第１の発明は、金型に設けられる円環状のキャビティに溶融樹脂を充填することによって所定の樹脂製品を成形する金型装置であって、溶融樹脂を射出するスプルーから放射状に分岐して設けられるとともにキャビティに溶融樹脂を導く複数のランナーと、金型の温度を調節する水路と、を備えている。そして、各ランナーは、キャビティに連通される末端部分が、平面視でキャビティの環上周りに対応した位置において該キャビティの周方向に等間隔で設けられている。また、水路は、平面視でキャビティの内周と外周とに対応して設けられている。

この構成においては、水路がキャビティの内周と外周とに対応して設けられていることから、ランナーがキャビティの環上に対応した位置に複数個設けられているにも関わらず、水路はランナーとの干渉を避けてキャビティに対して周方向に均一、かつ、キャビティに近い位置に配置できる。そのため、キャビティに対して周方向に等間隔で配置された各ランナーから溶融樹脂を充填することによって、溶融樹脂の充填バランスが均一化されてキャビティ内の樹脂圧を均一に近づけることができ、かつ、キャビティの内周及び外周に亘って近い位置に配置された水路による温度調節によって、効果的にキャビティ内の温度を均一に近づけることができる。これらの結果、キャビティ内の樹脂圧および温度の不均一に起因する樹脂製品の場所による収縮差を抑え、樹脂製品の寸法精度を向上させることができる。

本発明の第２の発明は、第１の発明において、キャビティの中心軸が金型の型開き方向と一致している。そして、水路が、金型の固定金型と可動金型とのそれぞれにおいて平面視でキャビティの内周と外周とに対応して設けられている。

金型装置は、例えば固定金型にランナーを備え、可動金型において樹脂製品を離型させるエジェクターピンを備えている。本発明の第２の発明においては、水路が固定金型と可動金型とのそれぞれにおいてキャビティの内周と外周とに対応して設けられている。このことから、固定金型においては上述のようにしてランナーとの干渉を避けて水路をキャビティに近い位置に配置できる。また、可動金型においては、金型の型開き方向との対応からキャビティの中心軸と平行に延びるエジェクターピンが平面視でキャビティの環上に配置されていても、水路はエジェクターピンとの干渉を避けてキャビティに対して周方向に均一、かつ、キャビティに近い位置に配置できる。そのため、キャビティに対してその中心軸方向の両側から効果的に温度調節ができ、キャビティ内の温度をより一層均一に近づけることができる。

カフサを表した斜視図。金型装置の縦断面図。図２の一部を拡大して表した断面図。スプルー及びランナーの外形状を表した斜視図。スプルー及びランナーの外形状を表した上面図。スプルー及びランナーの外形状を表した側面図。固定金型及び可動金型の水路の構造を表した斜視図。固定金型における水路を合わせ面側から見た平面図。可動金型における水路を合わせ面側から見た平面図。従来技術におけるキャビティとランナーとカートリッジヒーターとの位置関係を表した平面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。図２に示す金型装置１においては、樹脂製品であるカフサ１００（図１）が成形される。図１に示すように、カフサ１００は、円環状、かつ、偏平薄板状の部材である。カフサ１００は、その環の部分を厚み方向に貫通した複数のスロット１０２を周方向に等間隔で備えている。なお、カフサ１００の成形材料はポリフェニレンサルファイドである。

金型装置１は、図２の上側に固定金型１０が位置し、図２の下側に可動金型２０が位置している。可動金型２０は、図示しない可動設備に駆動されることによって、固定金型１０に対して接近（型締め）、あるいは離反（型開き）させる作動が可能である。可動金型２０の型締め、型開きの作動は、ガイドロッド３０に案内される。なお、両金型１０，２０の合わせ面ＰＬが接合された図２に示す型締め状態では、両金型１０，２０の間において樹脂製品を成形するキャビティＣ（図３）が構成されている。キャビティＣはカフサ１００の形状に対応した円環状に構成され、その中心軸Ｉが両金型１０，２０の型開き方向と一致している。

図２において可動金型２０の下方にはエジェクタープレート７０が位置しており、このエジェクタープレート７０は、キャビティＣの中心軸Ｉと平行に延びる複数本のエジェクターピン７２を備えている。これらの各エジェクターピン７２は、可動金型２０を貫通して個々の先端面がキャビティＣに臨んでいる（図３）。各エジェクターピン７２は、キャビティＣの内周側と外周側とにそれぞれ設けられ、該内周側と該外周側とにおいて周方向に等間隔で配置されている（図９）。エジェクタープレート７０（図２）は、両金型１０，２０の型開き時における可動金型２０の型開きの作動に対して各エジェクターピン７２を相対的に逆方向に作動させる。これによって、各エジェクターピン７２がキャビティＣ内に突出して樹脂製品を押出すように機能する。

固定金型１０（図２）には、該固定金型１０を図４〜６の形状に貫通したスプルー４０及びランナー５０が設けられている。スプルー４０は、その先端が射出設備のノズル（図示省略）に連通されて、射出設備から供給される溶融樹脂をキャビティＣ側へ射出する。ランナー５０は、スプルー４０の末端から連続して複数に分岐して設けられ、キャビティＣに溶融樹脂を導くように構成されている。なお、スプルー４０及びランナー５０を流れる溶融樹脂は、図示しないホットランナーシステムによって常に流動化状態に保持されている。

各ランナー５０は、スプルー４０の末端から放射状に分岐して設けられた６個の主ランナー５２と、各主ランナー５２の末端において２つずつに分岐して設けられた計１２個の中間ランナー５４と、各中間ランナー５４の末端において２つずつに分岐して設けられた計２４個の分岐ランナー５６とを備えている（図４〜６）。各分岐ランナー５６の主要部は、キャビティＣの中心軸Ｉと平行に延びており、平面視でキャビティＣの外周縁に沿う位置で該キャビティＣの周方向に等間隔で配置されている。そして、各ランナー５０の末端部分となるこれらの分岐ランナー５６が、サイドゲートＧを介してキャビティＣに連通されている。このようにして分岐ランナー５６を多数設けることで、各分岐ランナー５６間の距離が詰められ、キャビティＣに対する溶融樹脂の充填バランスの均一化が促進される。

固定金型１０及び可動金型２０には、これらの個々を温度調節するための水路９０が設けられている（図３，７，８，９）。なお、図８では固定金型１０側の水路９０がキャビティＣ及び分岐ランナー５６との対応で表されている。また、図９では可動金型２０側の水路９０がキャビティＣ、エジェクターピン７２、及び分岐ランナー５６との対応で表されている。

各金型１０，２０において、水路９０は、平面視でキャビティＣの内周、環上、外周、にそれぞれ対応して設けられている（図３，７，８，９）。これらの水路９０は、固定金型１０と可動金型２０とでキャビティＣを挟んで略対称に設けられ、つまり、キャビティＣに対してその中心軸Ｉ方向の両側で略対称な位置関係にある。以下、水路９０について説明するとき、キャビティＣの内周、環上、外周に対応する個々については内周水路９０Ａ、環上水路９０Ｂ、外周水路９０Ｃとして区別し、これらを総称するときは水路９０として説明する。

水路９０は、各金型１０，２０を組み込み式に構成することによって形成されている（図３）。詳述すると、固定金型１０においては、そのベースとなる固定主型１２に対して固定中子１４と固定入子１６とがこの順に組み込まれている。そして、固定中子１４における固定主型１２と対向する面において、キャビティＣの環上と外周とにそれぞれ対応させて水路用の溝Ｍが形成されている。これらの各溝Ｍは、キャビティＣに近づくように合わせ面ＰＬ側へ深く掘られている。これらの各溝Ｍの開放面がそれと対向する固定主型１２の面で塞がれることで、固定金型１０の環上水路９０Ｂと外周水路９０Ｃとがそれぞれ形成されている。

固定金型１０の環上水路９０Ｂ及び外周水路９０Ｃと対向する固定主型１２の面においては、これらの各水路９０Ａ，９０Ｂの脇部に対応させて、シール部材Ｓ用の凹部が設けられている。各凹部は対応する水路９０Ａ，９０Ｂの全長に亘って設けられ、該凹部にはそれ全長に亘ってゴム製のシール部材Ｓが埋め込まれている。このシール部材Ｓが固定主型１２と固定中子１４との間をシールして、両者１２，１４の間から各水路９０Ｂ，９０Ｃの水が漏れ出すことを防止する。以下、図面において統一の符号Ｓが付された箇所には、ここで説明したのと同じ構成によって凹部に対してシール部材Ｓが設けられ、個々の箇所において水路９０からの水漏れを防止している。なお、これらの個々については重複した説明を省略する。

固定中子１４に設けられた環上水路９０Ｂ及び外周水路９０Ｃと同様に、固定入子１６における固定中子１４と対向する面には、キャビティＣの内周に対応させて水路用の溝Ｍが形成されている（図３）。そして、この溝Ｍの開放面が固定中子１４で塞がれることで、固定金型１０の内周水路９０Ａが形成されている。

つぎに、可動金型２０における水路９０を説明するが、可動金型２０においても、固定金型１０と同様にして水路用の溝Ｍの開放面を対向する面で塞ぐことで水路９０が構成されていることから、その詳しい形成方法については重複した説明を省略する。可動金型２０においては、そのベースとなる可動主型２２に対して、可動中子２４、可動第１入子２６、可動第２入子２８がこの順に組み込まれている（図３）。なお、可動第１入子２６は、可動中子２４を貫通して可動主型２２と対向し、かつ、あわせ面ＰＬ側においてはキャビティＣを構成している。

可動金型２０の外周水路９０Ｃは、可動中子２４に設けられた溝Ｍとそれに対向する可動主型２２の面とによって形成されている（図３）。また、可動金型２０の環上水路９０Ｂは、可動第１入子２６に設けられた溝Ｍと可動主型２２の面とによって形成されている。なお、この環上水路９０Ｂは、キャビティＣの内周側と外周側とにそれぞれ配置されるエジェクターピン７２の間に位置している。可動金型２０の内周水路９０Ａは、可動第１入子２６と可動第２入子２８とにおいて平面視でキャビティＣの内周に亘って相対向して設けられた溝Ｍがつき合わされて形成されている。

以上に説明した固定金型１０及び可動金型２０の各水路９０は、それぞれ適宜の２箇所から各金型１０，２０の外方へ延長され（図７〜９）、個々の先端は図示しない加圧式水源設備に接続されている。そして、加圧式水源設備からの注水によって、各水路９０には、例えば約１５０℃の加圧水が通されている。この加圧水によって、キャビティＣが適切な温度で保温される。なお、各水路９０の各金型１０，２０の外方への延長の経路については、図７に示す例に限定されるものではなく、自由に設計変更可能である。

上述の構成では、固定金型１０においてキャビティＣの内周と外周とに対応して内周水路９０Ａと外周水路９０Ｃとが設けられていることから、固定金型１０に設けられた分岐ランナー５６がキャビティＣの外周縁に沿う位置に複数個設けられているにも関わらず、固定金型１０の内周水路９０Ａ及び外周水路９０Ｃは分岐ランナー５６との干渉を避けてキャビティＣに対して周方向に均一、かつ、キャビティＣに近い位置に配置できる。そのため、キャビティＣに対して周方向に等間隔で配置された各分岐ランナー５６から溶融樹脂を充填することによって、溶融樹脂の充填バランスが均一化されてキャビティＣ内の樹脂圧を均一に近づけることができ、かつ、キャビティＣの内周及び外周に亘って近い位置に配置された固定金型１０の内周水路９０Ａ及び外周水路９０Ｃによる温度調節によって、効果的にキャビティＣ内の温度を均一に近づけることができる。これらの結果、キャビティＣ内の樹脂圧および温度の不均一に起因する樹脂製品の場所による収縮差を抑え、樹脂製品の寸法精度を向上させることができる。

また、上述の構成では、固定金型１０と可動金型２０とのそれぞれにおいてキャビティＣの内周と外周とに対応して内周水路９０Ａと外周水路９０Ｃとが設けられていることから、固定金型１０においては上述のようにして分岐ランナー５６との干渉を避けてこれらの両水路９０Ａ，９０ＣをキャビティＣに近い位置に配置できる上、可動金型２０においては、両金型１０，２０の型開き方向との対応からキャビティＣの中心軸Ｉと平行に延びるエジェクターピン７２が平面視でキャビティＣの環上に配置されているにも関わらず、可動金型２０の内周水路９０Ａ及び外周水路９０Ｃはエジェクターピン７２との干渉を避けてキャビティＣに対して周方向に均一、かつ、キャビティＣに近い位置に配置できる。そのため、キャビティＣに対してその中心軸Ｉの方向の両側から効果的に温度調節ができ、キャビティＣ内の温度をより一層均一に近づけることができる。

また、上述の構成では、上述のようにして固定金型１０及び可動金型２０のそれぞれにおいてキャビティＣの内周と外周とに亘って近い位置に配置された内周水路９０Ａと外周水路９０Ｃとに加え、固定金型１０における分岐ランナー５６との干渉を避けた位置、及び、可動金型２０におけるエジェクターピン７２との干渉を避けた位置において、環上水路９０Ｂが設けられている。このことから、キャビティＣに対してその中心軸Ｉの方向の両側、かつ、キャビティＣの内周、環上、外周に対応する位置から効果的に温度調節ができ、キャビティＣ内の温度が該キャビティＣの厚み方向にも周方向にも径方向にも均一化が図られる。

以上は本発明を実施するための一実施の形態を図面に関連して説明したが、この実施の形態は本発明の趣旨から逸脱しない範囲で容易に変更または変形できるものである。例えば、金型装置１で成形される製品は円環状であればよく、カフサ１００に限定されるものではない。つまり、キャビティＣの形状は、成形する円環状の樹脂製品に対応して自由に設計変更可能である。

１金型装置
１０固定金型
２０可動金型
４０スプルー
５０ランナー
５６分岐ランナー
９０水路
９０Ａ内周水路
９０Ｂ環上水路
９０Ｃ外周水路
Ｃキャビティ
Ｉ中心軸

Claims

金型に設けられる円環状のキャビティに溶融樹脂を充填することによって所定の樹脂製品を成形する金型装置であって、
溶融樹脂を射出するスプルーから放射状に分岐して設けられるとともにキャビティに溶融樹脂を導く複数のランナーと、金型の温度を調節する水路と、を備え、
各ランナーは、キャビティに連通される末端部分が、平面視でキャビティの環上周りに対応した位置において該キャビティの周方向に等間隔で設けられ、
水路は、平面視でキャビティの内周と外周とに対応して設けられている、
金型装置。
請求項１に記載された金型装置であって、
キャビティの中心軸が金型の型開き方向と一致し、
水路が、金型の固定金型と可動金型とのそれぞれにおいて平面視でキャビティの内周と外周とに対応して設けられている、
金型装置。