JP3702463B2

JP3702463B2 - 成形用金型装置

Info

Publication number: JP3702463B2
Application number: JP2002019864A
Authority: JP
Inventors: 博信山本; 義広堀川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP2003220634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形用金型装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスクなどの射出成形に用いられる成形用金型装置では、スプルーブッシュを設けた固定型と該固定型に対向して設けた可動型とを型閉して、これら固定型および可動型間に製品キャビティを形成し、射出成形機のノズルから射出した成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を製品キャビティ内に充填し、この製品キャビティ内の樹脂が固化した後、固定型および可動型を型開して成形された光ディスクなどを取り出すようにしている。また、固定型および可動型では製品キャビティあるいはスプルーに充填した溶融した熱可塑性樹脂を冷却して固化するために、冷却水が通る温度調節通路が設けられている。
【０００３】
そして、固定型においてスプルーに充填した溶融した熱可塑性樹脂を冷却して固化するために、スプルーに沿って温度調節通路を設けたものが特開平１−１５９２２１号公報の金型装置として知られている。この金型装置はスプルーのほぼ全周囲に筒状の冷却流路を形成しているので冷却水が流れ難くスプルーのゲート側を有効に冷却し難いという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、スプルーのゲート側を有効に冷却することが可能な成形用金型装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、前記目的を達成するために、スプルーブッシュを設けた固定型と該固定型に対向して設けた可動型とを備え、前記スプルーブッシュに温度調節通路を設けた成形用金型装置において、前記温度調節通路は、前記スプルーブッシュのゲート側にスプルーを囲むように設けられたリング状の調節通路と、前記スプルーブッシュの軸線方向に設けられ前記調節通路に温度調節用流体を供給する１個の供給通路と、前記スプルーブッシュの軸線方向に設けられ前記調節通路から温度調節用流体を排出する複数の排出通路とからなり、前記複数の排出通路はゲート側の反対側が相互に連通しているものである。
【０００６】
この請求項１の構成によれば、温度調節用流体はスプルーブッシュの軸線方向の１個の供給通路を通ってスプルーブッシュのゲート側にスプルーを囲むように設けられたリング状の調節通路に供給され、スプルーのゲート側を冷却し、複数の排出通路から排出される。
【０００７】
【発明の実施形態】
以下、本発明の成形用金型装置の参考実施例について、図１〜図５を参照しながら説明する。１は固定型、２は可動型で、型体であるこれら固定型１および可動型２は、互いに図示上下方向（型開閉方向）に移動して開閉し、型閉時に製品キャビティ３を相互間に形成するものである。
【０００８】
前記固定型１は、固定側型板６と、この固定側型板６における可動型２と反対側の面（図示上側の面）に固定された固定側取り付け板７とを備えている。この固定側取り付け板７は、図示していない射出成形機の固定側プラテンに取り付けられるものである。そして、固定側取り付け板７の中央部には、射出成形機のノズルが接続されるスプルーブッシュ８がボルト９により固定されている。このスプルーブッシュ８は、内部が材料通路であるスプルー10になっているが、固定側取り付け板７を貫通し、固定側型板６側へ突出している。さらに、前記スプルーブッシュ８における可動型２と反対側の面にはローケートリング11がボルト12により固定されている。
【０００９】
前記固定側型板６は、前記固定側取り付け板７にボルト16により着脱可能に固定されたキャビティ形成部材としてのキャビティブロック17と、このキャビティブロック17の外周側に位置して固定側取り付け板７にボルト18により固定された位置決めリング19とからなっている。前記キャビティブロック17は製品キャビティ３を形成するものである。また、前記位置決めリング19は、可動型２側の部分の内周面に、可動型２側へ向かって径が大きくなるテーパー面21を有している。さらに、前記キャビティブロック17における可動型２側の部分の外周部には段差部22が形成されているが、この段差部22には円環状の外周スタンパー押え23が嵌合されてボルト24により固定されている。一方、前記キャビティブロック17の中央部に形成された貫通孔25内にはほぼ円筒状の内周スタンパー押え26が嵌合されて固定されている。前記キャビティブロック17には、光ディスクに記憶情報を転写させるスタンパー27が着脱可能に装着されるようになっているが、前記外周スタンパー押え23はスタンパー27の外周部を押え、内周スタンパー押え26はスタンパー27の内周部を押えるものである。また、前記スプルーブッシュ８は、筒状の内周スタンパー押え26内に嵌合している。そして、スプルーブッシュ８における可動型２側の先端面には凹部28が形成されている。
【００１０】
また、前記キャビティブロック17内には、製品キャビティ３を囲んで冷却水などの温度調節用流体を通すための温度調節通路31が形成されている。また、この温度調節通路31に連通する温度調節通路32が前記固定側取り付け板７内に形成されている。さらに、温度調節通路31，32を囲んでキャビティブロック17と固定側取り付け板７との間には、温度調節用流体の漏洩を防止するためのＯリング33が装着されている。
【００１１】
前記可動型２は、可動側型板41と、この可動側型板41における固定型１と反対側の面（図示下側の面）に固定された可動側受け板42と、この可動側受け板42における固定型１と反対側の面にボルト43により固定された可動側取り付け板44とを備えている。この可動側取り付け板44は、射出成形機の可動側プラテンに取り付けられるものである。前記可動側型板41は、前記可動側受け板42にボルト45により固定されたキャビティ形成部材としてのコアブロック46と、このコアブロック46の外周側に位置して可動側受け板42にボルト47により固定された位置決めリング48とからなっている。前記コアブロック46は製品キャビティ３を形成するものである。また、前記位置決めリング48は、型閉時に前記固定型１側の位置決めリング19のテーパー面21が当接するテーパー面50を有している。
【００１２】
また、前記コアブロック46における固定型１側の部分の外周部には段差部51が形成されているが、この段差部51には、円環状の外周リング52が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。なお、53は、外周リング52を抜け止めするボルトである。また、外周リング52は、スプリング55により固定型１側へ付勢されている。そして、外周リング52は、型閉時に前記固定型１側の外周スタンパー押え23に突き当たるものである。また、外周リング52の内周部には、スタンパー27に近接対向して光ディスクの外周面を形成するキャビティ形成部56が形成されている。なお、外周リング52が外周スタンパー押え23に突き当たった状態で、キャビティ形成部56とキャビティブロック17との間には隙間が生じるようになっている。さらに、外周リング52の内周面とコアブロック46の段差部51との間にも隙間が生じるようになっている。これらの隙間は製品キャビティ３内に樹脂を充填する際にガスベントとして作用する。
【００１３】
また、前記コアブロック46の中央部における固定型１側の面に形成された凹部61内には、ほぼ円環状のエア吹き出し入子62が嵌合されてボルト63により固定されている。このエア吹き出し入子62と凹部61の内周面との間の隙間には、コアブロック46や可動側受け板42内に形成された空気通路64が連通している。
【００１４】
また、前記エア吹き出し入子62内にはほぼ円筒状の突き出しスリーブ66が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。この突き出しスリーブ66は、前記コアブロック46を貫通し一端側が可動側受け板42内に位置しているが、この可動側受け板42との間にはスライドベアリング67が介在させてある。さらに、突き出しスリーブ66は、スプリング68により固定型１と反対側へ付勢されている。なお、69は、突き出しスリーブ66の摺動範囲を規制するために可動側受け板42内に固定された規制板である。
【００１５】
また、前記突き出しスリーブ66内にはほぼ円筒状のゲートカットスリーブ71が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。このゲートカットスリーブ71は、突き出しスリーブ66および前記規制板69を貫通しているが、ゲートカットスリーブ71と突き出しスリーブ66との間にはスライドベアリング72が介在させてある。そして、ゲートカットスリーブ71の一端部に形成されたフランジ部73が前記規制板69よりも可動側取り付け板44側に位置している。さらに、ゲートカットスリーブ71は、スプリング74により固定型１と反対側へ付勢されている。
【００１６】
また、前記可動側取り付け板44には、突き出し板76が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に支持されている。この突き出し板76は、スプリング77により固定型１と反対側へ付勢されている。そして、突き出し板76に固定された突き出しピン78が前記ゲートカットスリーブ71内に摺動自在に嵌合されている。また、突き出し板76に固定された連動ピン79が前記ゲートカットスリーブ71のフランジ部73および規制板69を貫通して前記突き出しスリーブ66に突き当たるようになっている。さらに、前記ゲートカットスリーブ71のフランジ部73に突設された受け部80が前記突き出し板76を摺動自在に貫通している。
【００１７】
さらに、前記コアブロック46内には、冷却水などの温度調節用流体を通すための温度調節通路81が形成されている。また、この温度調節通路81に連通する温度調節通路82が前記可動側受け板42内に形成されている。さらに、温度調節通路81，82を囲んでコアブロック46と可動側受け板42との間には、温度調節用流体の漏洩を防止するためのＯリング83が装着されている。
【００１８】
そして、前記固定型１側のスプルーブッシュ８の先端面外周部と可動型２側のゲートカットスリーブ71の先端面外周部との間に、固定型１側のスプルー10を製品キャビティ３に連通させるゲート86が形成されるようになっている。また、ゲートカットスリーブ71がスプルーブッシュ８の凹部28に嵌合することにより、ゲート86においてスプルー10内の成形材料である樹脂と製品キャビティ３内の樹脂すなわち光ディスクとが切断され、この光ディスクの中央部の開口孔が形成されるようになっている。したがって、固定型１においては、キャビティブロック17に加えて内周スタンパー押え26およびスプルーブッシュ８の先端面外周部によって、光ディスクが形成される。また、可動型２においては、コアブロック46および外周リング52に加えてエア吹き出し入子62および突き出しスリーブ66によって光ディスクが形成される。
【００１９】
また、前記スプルーブッシュ８には温度調節通路91が設けられている。前記温度調節通路91は、前記スプルーブッシュ８の前記ゲート86側にスプルー10を囲むように設けられたリング状の調節通路92と、前記スプルーブッシュ８の軸線方向に設けられ前記調節通路92と一端が連通して調節通路92に温度調節用流体を供給する供給通路93と、前記スプルーブッシュ８の軸線方向に設けられ前記調節通路92と一端が連通して調節通路92から温度調節用流体を排出する排出通路94とからなる。前記供給通路93の他端には前記固定側取り付け板７内に設けられている供給路95が連通し、前記排出通路94の他端には前記固定側取り付け板７内に設けられている排出路96が連通している。前記スプルーブッシュ８は頭部97と、、中心軸線に前記スプルー10を有するブッシュ本体98と、該ブッシュ本体98が挿入する外筒体99とからなり、前記ブッシュ本体98の外壁面に形成された溝100と前記外筒体99の内壁面との間に前記調節通路92と前記供給通路93と前記排出通路94が形成されている。また、前記供給通路93と前記排出通路94の他端に位置して前記外筒体99には孔101が設けられ、該孔101を介して前記供給通路93と供給路95が連通し、前記排出通路94と排出路96が連通している。また、前記外筒体99の一端内側に形成されたフランジ102と前記ブッシュ本体98の一端外周面がロウ付け又は拡散接合により固着し、前記外筒体99の他端面と前記ブッシュ本体98の他端段差面103がロウ付け又は拡散接合により固着している。該拡散接合は、接合界面間での接触過程、接触面の密着化が時間とともに進む過程、接合境界が消失する過程を経て接合されるものであり、接触過程では加圧によるすべり変形、表面被膜の破壊、移動により、次の過程では空孔拡散、境界拡散、すなわち転位の移動によって密着化が進む過程、さらに次の過程では再結晶や結晶の成長などによる新しい結晶組織の形成や、接合境界に存在する被膜、介在物などの分解あるいは溶解などに関与し、ほぼ完全な接合がなされる。具体的には溶剤を用いた拡散溶接では、ニッケル合金、例えばＢＮｉなどからなる溶剤を用い、この溶剤を加熱して溶融させ、毛細管現象により接合すべき材料間、つまり、前記外筒体99のフランジ102と前記ブッシュ本体98の一端外周面の間、および前記外筒体99の他端面と前記ブッシュ本体98の他端段差面103の間に浸透させる。これにより、接合部において材料組織が変成を生じ、強固に接合され、漏水を防止する。
【００２０】
つぎに、光ディスクの成形について説明する。この成形時には、まず固定型１と可動型２とを型閉して、これら固定型１および可動型２間に製品キャビティ３を形成する。なお、このように型閉した状態で、可動型２の外周リング52が固定型１の外周スタンパー押え23に突き当たり、また、固定型１および可動型２の位置決めリング19，48のテーパー面21，50が相互にテーパー嵌合する。そして、射出成形機のノズルからスプルー10へ熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。この樹脂は、スプルー10からゲート86を通って製品キャビティ３内に流入する。
【００２１】
そして、製品キャビティ３内に樹脂が充填された後、射出成形機側に設けられた図示していない押圧ロッドによってゲートカットスリーブ71の受け部80が固定型１の方へ押されることにより、ゲートカットスリーブ71が固定型１側へ移動し、この固定型１のスプルーブッシュ８の凹部28に嵌合する。これにより、ゲート86においてスプルー10内の樹脂と製品キャビティ３内の樹脂すなわち光ディスクとが切断される。
【００２２】
また、スプルー10および製品キャビティ３内の樹脂は、前記供給路95から供給された温度調節用流体である冷却水が温度調節通路91を通って排出路96から排出することにより積極的に冷却される。この場合、供給路95から温度調節通路91に供給された冷却水は供給通路93を経てスプルーブッシュ８の一端側に向い、前記ゲート86側にスプルー10を囲むように設けられたリング状の調節通路92に供給された後、排出通路94を介してスプルーブッシュ８の他端側に向い排出路96から排出するから、特にスプルー10のゲート86側の樹脂が積極的に冷却される。
【００２３】
そして、製品キャビティ３内の樹脂が冷却して固化した後、固定型１と可動型２とが型開される。この型開に伴い、成形された光ディスクおよびスプルー10内で固化した樹脂はまず固定型１から離れる。ついで、射出成形機側に設けられた図示していない押圧ロッドによって突き出し板7が固定型１の方へ押されることにより、突き出し板76とともに突き出しピン78が固定型１側へ移動し、スプルー10内で固化した樹脂を突き出して可動型２から離型させる。また、突き出し板76に固定された連動ピン79によって押されることにより突き出しスリーブ66が固定型１側へ移動し、光ディスクの内周部を突き出して可動型２から離型させる。そして、離型した光ディスクは、図示していない取り出しロボットにより取り出される。その後、再び型閉が行われて以上の成形サイクルが繰り返される。
【００２４】
以上のように、本参考例においては、前記温度調節通路91は、前記スプルーブッシュ８の前記ゲート86側にスプルー10を囲むように設けられたリング状の調節通路92と、前記スプルーブッシュ８の軸線方向に設けられ前記調節通路92と一端が連通して調節通路92に温度調節用流体を供給する供給通路93と、前記スプルーブッシュ８の軸線方向に設けられ前記調節通路92と一端が連通して調節通路92から温度調節用流体を排出する排出通路94とからなるから、供給路95から温度調節通路91に供給された冷却水は供給通路93を経てスプルーブッシュ８の一端側に向い、前記ゲート86側にスプルー10を囲むように設けられたリング状の調節通路92に供給された後、排出通路94を介してスプルーブッシュ８の他端側に向い排出路96から排出され、特にスプルー10のゲート86側の樹脂が積極的に冷却される。従って、成形サイクルを高めることができる。
【００２５】
つぎに本発明の実施例を図６〜図８を参照して説明する。なお、前記参考例と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
実施例における温度調節通路91は、前記リング状の調節通路92と、１個の前記供給通路93と、複数の前記排出通路94とからなり、前記複数の排出通路94はゲート86側と反対側が連通路104により連通しているものある。そしてスプルーブッシュ８の軸線方向の１個の供給通路93を通ってリング状の調節通路92に供給されて、スプルー10のゲート86側を有効に冷却し、複数の排出通路94から連通路104を通して排出される。これにより、スプルー10のゲート86側の樹脂が積極的に冷却されるとともに、スプルー10内の樹脂も供給通路93と複数の排出通路94を通る冷却水によって積極的に冷却される。従って、成形サイクルを高めることができる。
【００２７】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施例における温度調節通路はブッシュ本体と、該ブッシュ本体が挿入する外筒体とから構成したが、前記実施例に限定されるものではなく、適宜選定すればよい。また、上記実施例における温度調節通路はブッシュ本体に溝を形成したが筒体側に形成するようにしてもよく、適宜選定すればよい。また、成型品は光ディスクを例にして説明したが他の種々の成型品に適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、温度調節用通路は、スプルーブッシュの軸線方向の１個の供給通路を通ってスプルーブッシュのゲート側にスプルーを囲むように設けられたリング状の調節通路に供給されて、スプルーのゲート側を有効に冷却し、複数の排出通路から排出されるため、スプルーのゲート側の樹脂が積極的に冷却されるとともに、スプルー内の樹脂も全体的に供給通路と複数の排出通路を通る冷却水によって積極的に冷却される。従って、成形サイクルを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す断面図である。
【図２】本発明の参考例を示す要部断面図である。
【図３】本発明の参考例を示す温度調節用通路の斜視図である。
【図４】本発明の参考例を示す温度調節用通路の分解斜視図である。
【図５】本発明の参考例を示す概略説明図通路である。
【図６】本発明の実施例を示す温度調節用通路の斜視図である。
【図７】本発明の実施例を示す温度調節用通路の分解斜視図である。
【図８】本発明の実施例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１固定型
２可動型
３製品キャビティ
８スプルーブッシュ
10 スプルー
86 ゲート
92 調節通路
93 供給通路
94 排出通路
104 連通路

Claims

スプルーブッシュを設けた固定型と該固定型に対向して設けた可動型とを備え、前記スプルーブッシュに温度調節通路を設けた成形用金型装置において、前記温度調節通路は、前記スプルーブッシュのゲート側にスプルーを囲むように設けられたリング状の調節通路と、前記スプルーブッシュの軸線方向に設けられ前記調節通路に温度調節用流体を供給する１個の供給通路と、前記スプルーブッシュの軸線方向に設けられ前記調節通路から温度調節用流体を排出する複数の排出通路とからなり、前記複数の排出通路はゲート側の反対側が相互に連通していることを特徴とする成形用金型装置。