JP2017100434A

JP2017100434A - 射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ

Info

Publication number: JP2017100434A
Application number: JP2016000773A
Authority: JP
Inventors: チー−メンウー; Chih-Meng Wu
Original assignee: Taiwan Additive Manufacturing Corp
Current assignee: Taiwan Additive Manufacturing Corp
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2017-06-08
Also published as: EP3175966A1; TW201720619A; US20170151700A1

Abstract

【課題】冷却性及び防水性が高く、成形時間が短い空冷式スプルーブッシュを提供する。【解決手段】射出成形金型の空冷式スプルーブッシュは、金型に取り付けるとともに、ランナ本体１０及びフランジ部２０を備える。ランナ本体１０は、ゲート１１と、ランナ本体１０に埋設された冷却流路３０と、を有する柱体である。冷却流路３０は、環状配列された複数のＵ字状チャネル３１を含む。Ｕ字状チャネル３１内部は網状構造である。フランジ部２０は、ランナ本体１０に接合され、金型の外表面に結合される。ゲート１１は、フランジ部２０に穿設される。フランジ部２０の外端には、供給口１２が形成される。フランジ部２０には、少なくとも１つの入口２１と、少なくとも１つの出口２２とが形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形金型のスプルーブッシュに関し、特に、冷却性及び防水性が高く、成形時間が短い空冷式スプルーブッシュに関する。

射出成形では、部品の収率を考慮しなければならない他、成形時間を短縮しなければならないため、金型に冷却流路が形成され、金型それ自身が有する熱伝導の性質を利用して熱伝導を均等に行い、プラスチック材料を冷却して成形する技術がすでに知られている。

従来の射出成形金型のスプルーブッシュ構造には、冷却流路が設けられていないため、射出成形される完成品の成形速度が遅く、完成品の成形が不安定であった。そのため、これに基づく設計は、スプルーブッシュに形成された冷却流路を介してゲート内に充填された溶解材料が速やかに冷却されるとともに、成形品の品質が劣化することを防ぐことができる（例えば、特許文献１）。特許文献１では、ランナ本体のゲートの周囲に冷却流路が形成され、冷却流路により溶解材料を射出成形金型内へ射出した後、冷却流路内の冷却液によりスプルーブッシュを循環冷却して溶解材料の硬化に必要な時間を短縮し、生産効率及び射出成形品の成形安定性を高める。

しかしながら、ランナ本体に隣接したゲートの領域には冷却流路が埋設され、温度を急速に低下させることができるが、特許文献１は冷却効率を高めるために、冷却流路をＣ字状メアンダ形状に形成するため、一般の機械加工方法により形成することが容易でない上、ランナ本体の水路出口及び入口は、金型自身の排水経路及び給水経路に対応して形成されるため、ランナ本体と金型との組み合わせが大きく制限されて漏水が発生し易かった。また、さらに大切なこととしては、ランナ本体及び金型に設けた水の経路が接触される面（即ち、フランジ部底面）が形成され、何度も着脱が繰り返されると、この部分が次第に磨耗されてランナ本体内部の冷却水が漏れる虞があるため、ランナ本体の外部へ漏れた冷却水がランナ及びキャビティ（凹金型）の内部へ進入して成形部品の品質が劣化してしまう虞がある。

台湾特許第Ｉ４１０３１９号公報

本発明の第１の目的は、ゲート周囲の網状構造の冷却流路を利用し、空冷方式で冷却し、漏水問題を改善して真空化の保圧方式により、スプルーブッシュを速やかに冷却し、成形時間を大幅に短縮し、成形部品の収率を安定させる、射出成形金型の空冷式スプルーブッシュを提供することにある。
本発明の第２の目的は、真空化の空冷方式により、離型を行うときに加圧により真空が破壊されて成形部品が変形してしまうことを防ぐ、射出成形金型の空冷式スプルーブッシュを提供することにある。
本発明の第３の目的は、溶解材料を充填して射出する過程で、気体が非流動状態となるため、良好な保温効果が得られる、射出成形金型の空冷式スプルーブッシュを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、金型に取り付けるとともに、ランナ本体及びフランジ部を備えた射出成形金型の空冷式スプルーブッシュであって、前記ランナ本体は、ゲートと、前記ランナ本体に埋設された冷却流路と、を有する柱体であり、前記冷却流路は、環状配列された複数のＵ字状チャネルを含み、前記Ｕ字状チャネル内部は網状構造であり、前記フランジ部は、前記ランナ本体に接合され、金型の外表面に結合され、前記ゲートは、前記フランジ部に穿設され、前記フランジ部の外端には、供給口が形成され、前記フランジ部には、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とが形成され、前記入口及び前記出口は、前記ランナ本体の前記冷却流路にそれぞれ連通されるが、前記金型には接触されず、外気が入口を介して前記冷却流路へ案内され、前記冷却流路を介して前記出口から外方へ案内されることを特徴とする射出成形金型の空冷式スプルーブッシュが提供される。

前記フランジ部は、２つの入口及び２つの出口を有することが好ましい。

前記冷却流路の前記Ｕ字状チャネルは、第１のセクションと、第２のセクションと、前記第１のセクションと前記第２のセクションとの間に接合された接続セクションと、を有し、前記フランジ部の前記入口及び前記出口には、第１のランナ及び第２のランナがそれぞれ連通し、前記入口及び前記出口上の前記第１のランナ及び前記第２のランナには、互いに隣接した２つの前記Ｕ字状チャネルの前記第２のセクション及び前記第１のセクションがそれぞれ連通し、循環連通した冷却流路が形成されることが好ましい。

前記Ｕ字状チャネルの前記第１のセクション及び前記第２のセクションの横断面は扇形状であることが好ましい。

前記Ｕ字状チャネルの前記接続セクションの横断面は扇形状であることが好ましい。

前記ゲートは円錐形状を呈し、前記供給口が外方へ向かって次第に直径が大きくなるため、前記ゲートの注出口の直径が前記供給口の直径より大きいことが好ましい。

溶解材料を充填して射出する際、前記Ｕ字状チャネルの前記冷却流路が真空化されて気体が流動しない状態となることが好ましい。

前記Ｕ字状チャネルの縦断面は縦方向であり、錐形状の前記ゲートに対して非平行に配列されることが好ましい。

前記Ｕ字状チャネルの縦断面は斜め方向であり、錐形状の前記ゲートに対して平行に配列されることが好ましい。

本発明の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュは、従来のスプルーブッシュが磨耗して漏水が発生してしまう従来技術の問題点を改善するために、ゲート周囲の網状構造の冷却流路を利用し、空冷方式で冷却し、漏水問題を改善して真空化の保圧方式により、スプルーブッシュを速やかに冷却し、成形時間を大幅に短縮し、部品の収率を安定させるとともに、離型を行うときに行う加圧により真空が破壊されて成形部品が変形してしまうことを防ぎ、溶解材料を充填して射出する過程で、気体が非流動状態となるため、良好な保温効果を得る。

図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形金型の空冷式スプルーブッシュを示す斜透視図である。図２は、図１の線２−２に沿った断面図である。図３は、図１の線３−３に沿った断面図であり、スプルーブッシュの縦断面を示す。図４は、図１の線４−４に沿った断面図であり、Ｕ字状チャネルの接続部の断面を示す。図５は、図１の線５−５に沿った断面図であり、Ｕ字状チャネルの第１のセクション及び第２のセクションの断面を示す。図６は、ゲートに対して平行に形成されたＵ字状チャネルを説明する図３に類似した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図１〜図３を参照する。図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る射出成形金型の空冷式スプルーブッシュは、スプルーブッシュ１００を含む。スプルーブッシュ１００は、金型２００上に取り付けられ、射出成形を行う際、射出用の溶解材料を金型２００内へ注入する。スプルーブッシュ１００は、ランナ本体１０及びフランジ部２０を含む。

ランナ本体１０は、ゲート１１と、ゲート１１に埋設された冷却流路３０と、を有する柱体である。冷却流路３０は、環状配列された複数のＵ字状チャネル３１を含む。各Ｕ字状チャネル３１内部は網状構造である。

フランジ部２０は、ランナ本体１０に接合され、金型２００の外表面２０１に結合される。前述したゲート１１は、フランジ部２０に穿設される。フランジ部２０の外端には、供給口１２が形成される。フランジ部２０には、少なくとも１つの入口２１と、少なくとも１つの出口２２とが形成される。入口２１及び出口２２は、ランナ本体１０の冷却流路３０にそれぞれ連通されるが、金型２００には接触されず、外気が入口２１を介して冷却流路３０へ案内された後、冷却流路３０を介して出口２２から外方へ案内される。

本実施形態のフランジ部２０は、２つの入口２１及び２つの出口２２を有する。各Ｕ字状チャネル３１は、第１のセクション３１１と、第２のセクション３１２と、第１のセクション３１１と第２のセクション３１２との間に接合された接続セクション３１３と、を有する。フランジ部２０の入口２１及び出口２２には、第１のランナ２３及び第２のランナ２４がそれぞれ連通する。各入口２１及び出口２２上のランナ２３，２４には、互いに隣接した２つのＵ字状チャネル３１のセクション３１１，３１２がそれぞれ連通し、循環連通した冷却流路３０が形成される。図４に示すように、各Ｕ字状チャネル３１のセクション３１１，３１２の横断面は扇形状に形成される。図５に示すように、各Ｕ字状チャネル３１の接続セクション３１３の横断面も扇形状に形成される。

図１及び図３に示すように、ランナ本体１０のゲート１１は円錐形状を呈し、供給口１２が外方へ向かって次第に直径が大きくなるため、ゲート１１の注出口１３の直径は供給口１２の直径より大きい。また、各Ｕ字状チャネル３１は、縦断面が縦方向であり、錐形状のゲート１１に対して非平行に配列される。図６に示すように、各Ｕ字状チャネル３１は、縦断面が斜め方向であり、錐形状のゲート１１に対して平行に配列され、Ｕ字状チャネル３１とゲート１１とが平行になるように形成され、間隔が等しいため冷却を均等に行い、高い冷却効果を得ることができる。

図１及び図２に示すように、溶解材料を充填して射出する場合、外気がランナ本体１０の冷却流路３０に送り込まれる際、フランジ部２０の各入口２１から気体が吸入されると、各ランナ２３，２４を介して隣接した各Ｕ字状チャネル３１のセクション３１１，３１２へ流入した後、各Ｕ字状チャネル３１の接続セクション３１３を介してセクション３１１，３１２へ流入し、隣接した各Ｕ字状チャネル３１のセクション３１１，３１２から出口２２のランナ２３，２４中へ流入してから、最終的に各出口２２から排出される。実際には、充填する際に冷却流路３０が真空化されると、気体が流動しない状態下で良好な保温効果を得て、スプルーブッシュ１００を速やかに冷却することができる。これにより冷却効果が向上する上、射出成形時間が大幅に短縮され、成形部品の安定性が高まる。

溶解材料を充填して射出成形した後に離型作業を行う際、冷却流路３０を加圧して真空を破壊するとともに、成形部品が変形する問題点を改善する。

上述したことから分かるように、従来の水冷式スプルーブッシュが容易に漏水する問題点を改善するために、本発明のフランジ部２０の入口２１及び出口２２には、金型２００自身が有する循環冷却流路は接続されず、気体により温度を下げるため、漏水が発生する虞は全く無い。ランナ本体１０の冷却流路３０は、交差循環方式以外に、ゲート１１の周囲に環設され、冷たい空気により温度を下げて高い冷却効果を得るとともに、各Ｕ字状チャネル３１内部の網状構造は、より細かい網状分流作用により、気体をゲート１１の周囲へ均等に分布させて速やかに冷却を行い、真空化により負圧状態を形成し、保圧を実施した後にスプルーブッシュ１００を速やかに冷却して高い冷却効果を得ることができるため、成形時間が大幅に短縮し、成形部品の収率を安定させることができる。次に、各Ｕ字状チャネル３１の各第１のセクション３１１、第２のセクション３１２及び接続セクション３１３の横断面を扇形状構造に形成して冷却面積を増大させて冷却効果を向上させる。また、本発明は真空化の空冷方式により、離型時に加圧を実施し、真空を破壊して成形部品の変形を減らし、成形部品の収率を確保する。

ここで、前述した実施形態において、フランジ部２０の入口２１及び出口２２の個数はそれぞれ２つであるが、勿論これだけに限定される訳ではなく、例えば、１つの入口２１及び１つの出口２２、１つの入口２１及び複数の出口２２、又は、複数の入口２１及び１つの出口２２でもよく、必要に応じてその個数を変更してもよい。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０ランナ本体
１１ゲート
１２供給口
１３注出口
２０フランジ部
２１入口
２２出口
２３第１のランナ
２４第２のランナ
３０冷却流路
３１Ｕ字状チャネル
１００スプルーブッシュ
２００金型
２０１外表面
３１１第１のセクション
３１２第２のセクション
３１３接続セクション

Claims

金型に取り付けるとともに、ランナ本体及びフランジ部を備えた射出成形金型の空冷式スプルーブッシュであって、
前記ランナ本体は、ゲートと、前記ランナ本体に埋設された冷却流路と、を有する柱体であり、前記冷却流路は、環状配列された複数のＵ字状チャネルを含み、前記Ｕ字状チャネル内部は網状構造であり、
前記フランジ部は、前記ランナ本体に接合され、金型の外表面に結合され、前記ゲートは、前記フランジ部に穿設され、前記フランジ部の外端には、供給口が形成され、前記フランジ部には、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とが形成され、前記入口及び前記出口は、前記ランナ本体の前記冷却流路にそれぞれ連通されるが、前記金型には接触されず、外気が入口を介して前記冷却流路へ案内され、前記冷却流路を介して前記出口から外方へ案内されることを特徴とする射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記フランジ部は、２つの入口及び２つの出口を有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記冷却流路の前記Ｕ字状チャネルは、第１のセクションと、第２のセクションと、前記第１のセクションと前記第２のセクションとの間に接合された接続セクションと、を有し、
前記フランジ部の前記入口及び前記出口には、第１のランナ及び第２のランナがそれぞれ連通し、前記入口及び前記出口上の前記第１のランナ及び前記第２のランナには、互いに隣接した２つの前記Ｕ字状チャネルの前記第２のセクション及び前記第１のセクションがそれぞれ連通し、循環連通した冷却流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記Ｕ字状チャネルの前記第１のセクション及び前記第２のセクションの横断面は扇形状であることを特徴とする請求項３に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記Ｕ字状チャネルの前記接続セクションの横断面は扇形状であることを特徴とする請求項３に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記ゲートは円錐形状を呈し、前記供給口が外方へ向かって次第に直径が大きくなるため、前記ゲートの注出口の直径が前記供給口の直径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
溶解材料を充填して射出する際、前記Ｕ字状チャネルの前記冷却流路が真空化されて気体が流動しない状態となることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記Ｕ字状チャネルの縦断面は縦方向であり、錐形状の前記ゲートに対して非平行に配列されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。
前記Ｕ字状チャネルの縦断面は斜め方向であり、錐形状の前記ゲートに対して平行に配列されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型の空冷式スプルーブッシュ。