JP3941781B2 - 射出成形金型 - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形金型に関し、特に、射出成形品の生産性向上技術に関する。
従来 バンパー等の射出成形においては、金型のキャビティ内に注入された樹脂を冷却して固化させるための時間が必要であり、射出成形品の生産性を向上させるには、この冷却時間を短縮させる必要がある。この時、最も冷却時間がかかるのは、金型のキャビティ内に樹脂を導くゲート部分である。このため、生産性を向上させるために不用意に金型から成形品を取り出そうとすると、図６に示すように、ゲート部分の樹脂の固化不足のために、糸状樹脂を発生させ、これが成形品や金型の形状面に付着して成形品表面品質を低下させると共に、成形品自体のゲート部を変形させる虞があるという問題がある。
そこで、従来、例えば、図７に示すように、ゲート１０１に樹脂を供給するノズル１０２の樹脂供給通路内１０３に設けられていて、ゲート１０１と樹脂供給通路１０３との間を開閉する開閉バルブ１０４内を中空に形成し、該中空部内に冷却水供給パイプ１０５を収容させることにより、冷却水により冷却された開閉バルブ１０４の先端部によりゲート１０１部分を集中的に冷却させるように構成したものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、従来例にあっては、極めて小径な開閉バルブ１０４の先端面を介してゲート１０１部分の冷却を行うものであるため、十分な冷却効果が得られないという問題がある。
また、開閉バルブ１０４の構造を複雑化させると共に、小径な開閉バルブ１０４の内部に中空部を形成すると、開閉バルブ１０４の剛性が低下するため、開閉バルブ１０４の耐久性を低下させるだけでなく、この小径な中空部内に冷却水供給パイプ１０５を収容させると冷却水供給通路が極めて狭くなるため、冷却水供給通路のつまりを生じさせ易いという問題がある。
また、開閉バルブ１０４の構造を複雑化させると共に、小径な開閉バルブ１０４の内部に中空部を形成すると、開閉バルブ１０４の剛性が低下するため、開閉バルブ１０４の耐久性を低下させるだけでなく、この小径な中空部内に冷却水供給パイプ１０５を収容させると冷却水供給通路が極めて狭くなるため、冷却水供給通路のつまりを生じさせ易いという問題がある。
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、開閉バルブの構造を複雑化させたり、不具合を生じさせることなしに、簡単な構造にてゲート部分の十分な冷却効果が得られて冷却時間を短縮することができ、これにより成形品の生産効率を高めることができる射出成形金型を提供することを目的とするものである。
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の射出成形金型は、キャビティ内に樹脂を注入するゲート部と該ゲート部に樹脂を供給する開閉バルブを内装したノズルが設けられる固定側金型と、該固定側金型に対し着脱可能に組み付けられることにより前記固定側金型との間に前記キャビティが形成される可動側金型とを備えた射出成形金型において、前記固定側金型のゲート部と前記キャビティを介して対面する前記可動側金型の前記キャビティ形成面に凹部が形成され、該凹部内に前記可動側金型より熱伝導率の高い材料で構成される冷却用ブロックが埋設され、前記凹部の底部側には前記冷却用ブロックを冷却する冷却水路が形成されていることを特徴とする手段とした。
本発明請求項２記載の射出成形金型は、請求項１記載の射出成形金型において、前記可動側金型が鉄で構成され、前記冷却用ブロックが銅で構成されていることを特徴とする手段とした。
本発明請求項３記載の射出成形金型は、請求項１または２に記載の射出成形金型において、前記凹部および冷却用ブロックが円柱状に形成され、前記凹部の深さより軸方向長さが長く形成された前記冷却用ブロックを前記凹部内に打ち込んで拡径させることにより前記冷却用ブロックの外周を前記凹部の内周面に密着させた状態で埋設されていることを特徴とする手段とした。
本発明請求項４記載の射出成形金型は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形金型において、前記凹部および冷却用ブロックが円柱状に形成され、該冷却用ブロックの中途部外周に形成された環状溝に冷却用ブロックの外周面と前記凹部の内周面との間をシールするシールリングが装着されていることを特徴とする手段とした。
この発明請求項１記載の射出成形金型では、上述のように、固定側金型のゲート部とキャビティを介して対面する可動側金型のキャビティ形成面に凹部が形成され、該凹部内に可動側金型より熱伝導率の高い材料で構成される冷却用ブロックが埋設され、凹部の底部側には冷却用ブロックを冷却する冷却水路が形成されている構成としたことで、ノズルよりゲートを介してキャビティ内への樹脂の注入が完了して開閉バルブによりゲートを閉じた後に、冷却水路に冷却水を流すことによって、熱伝導率の高い冷却用ブロックを介してゲート部分の樹脂を集中的冷却することができると共に、冷却用ブロックの外径に制限がないためゲート部を広い範囲に亙って効果的に冷却することが可能となるもので、これにより、短時間で樹脂を固化させることができるようになる。
従って、開閉バルブの構造を複雑化させたり、不具合を生じさせることなしに、簡単な構造にてゲート部分の十分な冷却効果が得られて冷却時間を短縮することができ、これにより成形品の生産効率を高めることができるようになるという効果が得られる。
従って、開閉バルブの構造を複雑化させたり、不具合を生じさせることなしに、簡単な構造にてゲート部分の十分な冷却効果が得られて冷却時間を短縮することができ、これにより成形品の生産効率を高めることができるようになるという効果が得られる。
本発明請求項２記載の射出成形金型では、上述のように、前記可動側金型が鉄で構成される一方、冷却用ブロックが銅で構成されることにより、鉄と銅は熱膨張率の差が極めて小さいため、加熱・冷却が繰り返される射出成形金型において、大きな熱膨張率差に基づく熱応力によって凹部と冷却用ブロックとの間に隙間が発生することを防止することができるようになる。
本発明請求項３記載の射出成形金型では、前記凹部および冷却用ブロックが円柱状に形成され、凹部の深さより軸方向長さが長く形成された冷却用ブロックを凹部内に打ち込んで拡径させることにより冷却用ブロックの外周を凹部の内周面に密着させた状態で埋設されている構成としたことで、鉄よりは硬度が低い銅の可塑性を利用し、凹部の内周面に対する冷却用ブロック外周面の密着性を強固にすることができるようになる。
本発明請求項４記載の射出成形金型では、前記凹部および冷却用ブロックが円柱状に形成され、該冷却用ブロックの中途部外周に形成された環状溝に冷却用ブロックの外周面と凹部の内周面との間をシールするシールリングが装着されている構成としたことにより、冷却用ブロックの外周面と凹部の内周面との間のシール性を高めることができるようになる。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例１の射出成形金型は、請求項１、２、４に記載の発明に対応する。
以下に、本実施例１を図面に基づいて説明する。
図１は実施例１の射出成形金型を示す縦断面図であり、同図において、１は可動側金型、２は固定側金型、３は樹脂成形品、４はキャビティ、５はノズル、６は樹脂供給通路、７は開閉バルブ、８は冷却用ブロック、９はシールリングを示す。
以下に、本実施例１を図面に基づいて説明する。
図１は実施例１の射出成形金型を示す縦断面図であり、同図において、１は可動側金型、２は固定側金型、３は樹脂成形品、４はキャビティ、５はノズル、６は樹脂供給通路、７は開閉バルブ、８は冷却用ブロック、９はシールリングを示す。
さらに詳述すると、前記可動側金型１と固定側金型２との間にパーティング面、１１、２１が形成され、このパーティング面１１、２１相互間の中央部に樹脂成形品３である車両用バンパを成形するためのキャビティ４が形成されている。なお、前記可動側金型１と固定側金型２は、鉄で構成されている。
また、前記固定側金型２には、キャビティ４内に樹脂を注入するゲート１２部と該ゲート１２部に樹脂を供給するノズル５が設けられている。このノズル５にはその上端部が樹脂供給路６と連通し、下端がゲート１２を介してキャビティ４内と連通する樹脂通路５１が形成されていて、この樹脂通路５１の下端を小径に絞り込んで弁口５２が形成されている。
前記開閉バルブ７は、直線状の棒状体であり、前記樹脂通路５１内に内装されていて、この開閉バルブ７をエアシリンダ等のアクチュエータ（図示せず）により上下方向に駆動させることにより、前記弁口５２の開閉が行われるようになっている。
一方、前記固定側金型２のゲート１２部とキャビティ４を介して対面する可動側金型１のキャビティ４形成面には円形の凹部２２が形成され、この凹部２２の底部には該凹部２２より小径の通水用穴（冷却水路）２３が可動側金型１を上下方向に貫通する状態で形成されることにより、凹部２２の底部外周に環状の係止段部２２ａが形成されている。
また、前記可動側金型２には、通水用穴２３の中途部を水平方向に貫通する状態で冷却水供給路（冷却水路）２４が形成されている。そして、前記通水用穴２３内に可動側金型２の下方より仕切り板２５を挿入することにより、通水用穴２３内が往復路に分割形成されている。なお、前記仕切り板２５の下端部に備えた栓体部２５ａにより、通水用穴２３の下端開口部が塞がれた状態となっている。
そして、前記凹部２２内には可動側金型１の材料である鉄より熱伝導率の高い銅で構成された円柱状の冷却用ブロック８が埋設されている。即ち、冷却用ブロック８はキャビティ４側から凹部２２内に圧入することにより、その底面外周が凹部２２の底面外周に形成された環状係止段部２２ａに当接係止された状態で設けられている。また、冷却用ブロック８の下端寄りの中途部外周面に形成された環状溝８１内に予め装着された耐熱性のシールリング９により、凹部２２の内周面と冷却用ブロック８の外周面との間がシールされた状態となっている。
次に、この実施例の作用・効果を説明する。
この実施例の射出成形金型では、上述のように、固定側金型２のゲート１２部とキャビティ４を介して対面する可動側金型１のキャビティ４形成面に凹部２２が形成され、該凹部２２内に可動側金型１を構成する鉄より熱伝導率の高い銅で構成される冷却用ブロック８が埋設され、凹部２２の底部側には冷却用ブロック８を冷却する通水用穴２３が形成されている構成としたため、ノズル５よりゲート１２を介してキャビティ４内への樹脂の注入が完了して開閉バルブ７を下降させて弁口５２を閉じてゲート１２を塞いだ後に、冷却水供給路２４から通水用穴２３に冷却水を流すことによって、熱伝導率の高い銅製の冷却用ブロック８を介してゲート１２部分の樹脂が集中的に冷却されると共に、冷却用ブロック８の外径に制限がないためゲート１２部を広い範囲に亙って効果的に冷却することが可能となるもので、これにより、短時間で樹脂を固化させることができるようになる。
従って、開閉バルブ７の構造を複雑化させたり、不具合を生じさせることなしに、簡単な構造にてゲート１２部分の十分な冷却効果が得られて冷却時間を短縮することができ、これにより成形品の生産効率を高めることができるようになるという効果が得られる。
この実施例の射出成形金型では、上述のように、固定側金型２のゲート１２部とキャビティ４を介して対面する可動側金型１のキャビティ４形成面に凹部２２が形成され、該凹部２２内に可動側金型１を構成する鉄より熱伝導率の高い銅で構成される冷却用ブロック８が埋設され、凹部２２の底部側には冷却用ブロック８を冷却する通水用穴２３が形成されている構成としたため、ノズル５よりゲート１２を介してキャビティ４内への樹脂の注入が完了して開閉バルブ７を下降させて弁口５２を閉じてゲート１２を塞いだ後に、冷却水供給路２４から通水用穴２３に冷却水を流すことによって、熱伝導率の高い銅製の冷却用ブロック８を介してゲート１２部分の樹脂が集中的に冷却されると共に、冷却用ブロック８の外径に制限がないためゲート１２部を広い範囲に亙って効果的に冷却することが可能となるもので、これにより、短時間で樹脂を固化させることができるようになる。
従って、開閉バルブ７の構造を複雑化させたり、不具合を生じさせることなしに、簡単な構造にてゲート１２部分の十分な冷却効果が得られて冷却時間を短縮することができ、これにより成形品の生産効率を高めることができるようになるという効果が得られる。
また、前記可動側金型２が鉄で構成される一方、冷却用ブロック８が銅で構成されることにより、鉄と銅は熱膨張率の差が極めて小さいため、加熱・冷却が繰り返される射出成形金型において、大きな熱膨張率差に基づく熱応力によって凹部２２と冷却用ブロック８との間に隙間が発生することを防止することができ、これにより、耐久性を高めることができるようになる。
また、前記凹部２２および冷却用ブロック８が円柱状に形成され、該冷却用ブロック８の下端寄りの中途部外周に形成された環状溝８１に冷却用ブロック８の外周面と凹部２２の内周面との間をシールする耐熱性のシールリング９が装着されている構成としたことにより、冷却用ブロック８の外周面と凹部２２の内周面との間のシール性を高めることができるようになる。
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分はその図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
この実施例２の射出成形金型は、図２に示すように、前記冷却用ブロック８の上部をキャビティ４内に少しだけ突出させることにより、この部分の樹脂成形品を薄くし、これにより、冷却効率をさらに高めることができるようにしたものである。
この実施例２の射出成形金型は、図３に示すように、前記冷却用ブロック８を異径に形成し、下方の小径部８２を冷却するようにしたものである。
この実施例２の射出成形金型は、図４に示すように、前記冷却用ブロック８を異径に形成し、下方の小径部８２を前記冷却水供給路２４を流れる冷却水で直接冷却するようにしたものである。
従って、前記仕切り板２５を省略することができるようになる。
従って、前記仕切り板２５を省略することができるようになる。
この実施例２の射出成形金型は、図５（イ）、（ロ）に示すように、前記凹部２２の深さより軸方向長さが長く形成された冷却用ブロック８を、凹部２２内に打ち込んで拡径させることにより、冷却用ブロック８の外周を凹部２２の内周面に密着させた状態で埋設するようにした点が、前記実施例１とは相違したものである。
従って、鉄よりは硬度が低い銅の可塑性を利用し、凹部２２の内周面に対する冷却用ブロック８の外周面の密着性を強固にすることができるようになる。
従って、鉄よりは硬度が低い銅の可塑性を利用し、凹部２２の内周面に対する冷却用ブロック８の外周面の密着性を強固にすることができるようになる。
以上実施例を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの実施例に限られるものではない。
例えば、実施例では、冷却用ブロック８を銅で構成させたが、可動側金型１の材料より熱伝導率が高い材料であればよい。
例えば、実施例では、冷却用ブロック８を銅で構成させたが、可動側金型１の材料より熱伝導率が高い材料であればよい。
１ 可動側金型
１１ パーティング面
１２ ゲート
２ 固定側金型
２１ パーティング面
２２ 凹部
２２ａ 係止用環状段部
２３ 通水用穴（冷却水路）
２４ 冷却水供給路（冷却水路）
２５ 仕切り板
２５ａ 栓体部
３ 樹脂成形品
４ キャビティ
５ ノズル
５１ 樹脂通路
５２ 弁口
６ 樹脂供給路
７ 開閉バルブ
８ 冷却用ブロック
８１ 環状溝
８２ 小径部
９ シールリング
１１ パーティング面
１２ ゲート
２ 固定側金型
２１ パーティング面
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２４ 冷却水供給路（冷却水路）
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８１ 環状溝
８２ 小径部
９ シールリング
Claims (4)
- キャビティ内に樹脂を注入するゲート部と該ゲート部に樹脂を供給する開閉バルブを内装したノズルが設けられる固定側金型と、該固定側金型に対し着脱可能に組み付けられることにより前記固定側金型との間に前記キャビティが形成される可動側金型とを備えた射出成形金型において、
前記固定側金型のゲート部と前記キャビティを介して対面する前記可動側金型の前記キャビティ形成面に凹部が形成され、
該凹部内に前記可動側金型より熱伝導率の高い材料で構成される冷却用ブロックが埋設され、
前記凹部の底部側には前記冷却用ブロックを冷却する冷却水路が形成されていることを特徴とする射出成形金型。 - 前記可動側金型が鉄で構成され、
前記冷却用ブロックが銅で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。 - 前記凹部および冷却用ブロックが円柱状に形成され、
前記凹部の深さより軸方向長さが長く形成された前記冷却用ブロックを前記凹部内に打ち込んで拡径させることにより前記冷却用ブロックの外周を前記凹部の内周面に密着させた状態で埋設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形金型。 - 前記凹部および冷却用ブロックが円柱状に形成され、
該冷却用ブロックの中途部外周に形成された環状溝に冷却用ブロックの外周面と前記凹部の内周面との間をシールするシールリングが装着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形金型。
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