JP4474397B2 - 射出成形金型装置 - Google Patents
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Description
このような射出成形金型装置において用いられる金型は、固定型と、この固定型と当接離反(型閉め・型開き)可能に配設された可動型とから構成されており、可動型が固定型に対して当接(型閉め)状態にある時、上記したキャビティが形成されるようになっている。
また、このような射出成形金型装置によって筒状の成形品を製造する際、上記した可動型には、筒状の成形品の内面部分の成形面となる雄型が設けられているのが一般的である。
しかし、このような従来の冷却方式では、小型の成形品を製造する際にはキャビティ直近に冷却用の流路を設けることが難しく、冷却用の流路とキャビティとの間に一定の距離が必要となるため、成形品の冷却効率が悪いと言える。
特に、射出成形金型装置は、成形品の成形・製造を連続的に行うものであるため、製造の時間経過と共にキャビティ及びその近傍の温度が上昇し、筒状の成形品製造においては雄型に熱が籠ってしまうこととなり、上記した冷却効率の問題はより顕著なものとなる。
また、製造の間、冷媒が流路を流れ続けているため、コスト面においても不向きである。
即ち、成形品に対して直接圧縮空気を吹き付けるため、成形品の表面のみが急激に冷却されてしまうこととなり、成形品の連続製造によって熱が籠る雄型との温度勾配が次第に大きくなり、連続製造を行うと成形品に歪みが生じる虞がある。
また、所定の間隙を設けて圧縮空気を供給するので、成形品がこの圧縮空気により金型内で振動し、表面が損傷する虞がある。
更に、この方式では、構成要素が多くなり、また、通常の金型の型開きの他に、冷却用の所定間隔の型開きも行わなければならないため制御が複雑なものとなってしまう。
尚、本発明における「内面」とは、成形品において雄型(後述する)と当接する面のことを示しており、下記する実施形態においては、円筒状の成形品を例とするため、「内周面」と記載する場合もある。
図1は、本発明に係る射出成形金型装置の一例を示す図であり、(a)は部分断面正面図であり、(b)は一部省略左側面図である。
図2は、本発明に係る射出成形金型装置の一例に備えられる可動型を示す平面図である。
図3は、本発明に係る射出成形金型装置の一例において型開きの状態を示す図であり、(a)は部分断面右側面図であり、(b)は(a)の一部拡大図である。
図中、クロスハッチングが施されている部分は、後述する冷却用気体の流路を示している。
本発明に係る射出成形金型装置(S)は、金型内部に形成される成形空間(キャビティ)に溶融状態の樹脂(プラスチック)を射出した後、金型内で冷却・固化することにより所定形状の成形品(M)を製造するものであり、固定型(1)と、固定型(1)に対して当接離反可能に配されると共に当接状態において固定型(1)との間にキャビティを形成する可動型(2)とを備えている。
この固定型(1)と可動型(2)とは、図示される如く、固定型(1)の底面と可動型(2)の上面とが当接離反するように構成されており、固定型(1)が上部に、可動型(2)が下部に位置するようになっている。
本発明に係る射出成形金型装置(S)は、上記した固定型(1)、可動型(2)、上部基盤(3)及び下部基盤(4)が互いに当接している状態、即ち、型閉め状態において成形品(M)の製造を行うものであり、製造後、成形品を取り出す際には、固定型(1)、可動型(2)、上部基盤(3)及び下部基盤(4)が互いに離反(型開き)するように構成されている(以下、固定型(1)、可動型(2)、上部基盤(3)及び下部基盤(4)を金型と総称する場合もある)。
また、上記した金型(固定型を除く)の当接離反の駆動手段は、特に限定されないが、例えば、油圧モータと油圧シリンダによる駆動手段等を挙げることができる。
射出成形金型装置(S)は、この冷却液孔(6)の内部に油・水等の冷却液を通過(若しくは循環)させることによって、金型を冷却するように構成されており、これによりキャビティ内に射出された溶融樹脂を間接的に冷却する。
この雄型単体(711)は、上下方向に延びる円筒成形部(711a)と、円筒成形部(711a)下部より円筒成形部(711a)と直交する方向へと延びる基部(711b)とから構成された側面視略L字形状にて形成されている。
この雄型単体(711)が、図2に示される如く、基部(711b)を夫々外方に向けて周方向に整列することにより、平面視円形状の中空円筒形状体(71)が構成される。
このロッキングブロック(72)は、型閉め状態において中空円筒形状体(71)のテーパ面に当接するように構成されており、この状態において、中空円筒形状体(71)の外周面(より詳しくは、雄型単体(711)の円筒成形部(711a)において基部(711b)が延びる側の面)が、成形品(M)の内周面部分の成形面となる。
尚、金型の型開きに合わせてロッキングブロック(72)が下降する際、雄型単体(711)は、雄型(7)の中心方向に向けて所定量摺動するように構成されている。
以上により、雄型(7)が構成される。
この雌型(8)は、雄型(7)の中心部(可動型(2)の中央部)に向けて所定量、摺動可能に構成されており、雌型(8)が上記中心方向に向けて最大量摺動した時、雌型(8)内面と雄型(7)外面との間隙は、成形品(M)の側面部分の肉厚を形成する、即ち、キャビティの一部分を形成するように構成されている。
また、雌型(8)は、スプリング等の弾性部材(9)により、常時、外方(雄型(7)の中心へ向う方向と逆の方向)に向けて付勢されている。
以上により、雌型(8)が構成される。
このガイドピン(11)が、型閉め動作に合わせて上記したガイド孔(81)に挿通されていくことにより、雌型(8)は、雄型(7)の中心へ向う方向へとガイドされ、型閉め完了時には、上記した最大量分、摺動し、キャビティの一部分を形成するように構成されている。
この蓋盤(10)は、型閉め状態において、雄型(7)、雌型(8)と共にキャビティを形成するように構成されている。
また、この蓋盤(10)には、上面から底面にかけて樹脂注入路(101)が貫通形成されており、金型の型閉め時、この樹脂注入路(101)に対して、上部基盤(3)に設けられた樹脂注入部(31)が挿通し、キャビティ内に溶融樹脂を射出するように構成されている。
以上により、射出成形金型装置(S)の基本形態が構成される。
以下、雄型の冷却構成について説明する。
この流路(12)は、ロッキングブロック(72)の外周面先端部に配された複数(図示においては、正面視六つ)の噴射孔と連通されており、この流路(12)内に、空気やガス等の冷却用気体が供給されると共に噴射孔から中空円筒形状体(71)の内周面に向けて噴出されるように構成されている。
また、可動型(2)の一側面には、レギュレータ(14)が配設されており、これにコンプレッサ等の冷却用気体供給手段(図示せず)が接続されている。また、このレギュレータ(14)は、供給ライン(15)を介して開閉バルブ(13)へと接続されている。
即ち、冷却用気体は、前記冷却用気体供給手段よりレギュレータ(14)に導入されて所定圧に制御された後、供給ライン(15)を介して開閉バルブ(13)へと送出され、開閉バルブ(13)を開放することにより、流路(12)へと供給されるように構成されている。
スイッチング部材(16)は、金型の型閉め状態において、開閉バルブ(13)のスイッチを押している状態となるように構成し、型開き時には、型開きの動作に合わせてスイッチから離反するように構成する。
また、開閉バルブ(13)としては、スイッチが押されている時はバルブを閉じる、即ち、冷却用気体を遮断し、そうでない時には、バルブを開放し、冷却用気体を流路(12)に供給するように設定する。
従って、型開きの動作に合わせて、中空円筒形状体(71)の内周面に向けて冷却用気体が噴出されるので、成形品(M)を一つ製造する度に雄型を冷却することが可能となる。
これにより、連続製造に際して、雄型の熱籠りを防止することが可能となり、成形品(M)の冷却も効率良く行うことが可能となる。
これにより、成形品(M)を成形位置で保持することができるので、成形品の損傷も引き起こすことがない。
但し、この噴射孔の配置は、特に限定されるものではなく、雄型単体(711)の形状等に合わせて種々選定可能である。
図4は、本発明に係る射出成形金型装置の他の例を示す図であり、(a)は部分断面正面図であり、(b)は左側面図である。
また、図5は、本発明に係る射出成形金型装置の他の例を示す図であり、(a)は可動型の平面図であり、(b)は固定型の底面図である。
尚、図5中、矢印は、固定型と可動型との境界面を示すためのものであり、上矢印側が固定型を示しており、下矢印側が可動型を示している。
また、図示において、上述した一例と同一構成を有する部位については、同一の符号を付し、説明は省略する。
この雄型(17)は、可動型(2)と一体配設されて先端部分にあたる第一円柱形状部が可動型(2)の上面より突設する状態となっており、この第一円柱形状部の外周面が上記した第一成形面となる。
雌型(19)は、固定型と一体配設されており、その内周面が、成形品(M1)の外周面部分となる。
従って、金型の型閉め時において、雄型(17)、第二の雄型(18)及び雌型(19)により、成形品(M1)の成形空間、即ち、キャビティが形成される。
雄型(17)には、その平面視略中央に、且つ上下方向に沿って流路(20)が貫通形成されている。
この流路(20)は、雄型(17)の底部より可動型(2)を介して金型外部一側面に通じており、上記一例と同様、可動型(2)正面に配設される開閉バルブ(13)に接続されている。この開閉バルブ(13)は、上記一例と同様に、供給ライン(15)を介してレギュレータ(14)に接続されており、このレギュレータ(14)に図示しない冷却用気体供給手段が接続されている。
この第二の流路(21)は、第二の雄型(18)上部より、固定型(1)を介して金型の外部一側面に配される気体排出部(22)と連通している。
即ち、開閉バルブ(13)のスイッチ構成が、上記一例とは逆に構成されており、スイッチが押されている時は、バルブを開放して両流路(18,21)に冷却用気体を供給し、スイッチが離反した時には、バルブを閉じて冷却用気体の供給を遮断するように設定されている。
従って、成形品(M1)の製造の間、即ち、キャビティ内に溶融樹脂を射出してから冷却・固化するまでの間、雄型に冷却用気体を供給し続けることが可能となるので、成形品(M1)の損傷を引き起こすことなく、成形品(M1)を製造の過程において効率良く冷却することができる。
また、成形品(M1)の連続製造に際して、雄型の熱籠りを防止することも可能となる。
本実施例においては、上記説明した射出成形金型装置のうち、一例を用いて成形品の連続製造を行うと共にこの際の雄型の温度測定を行い、雄型冷却の有無による温度の比較を行った。
尚、本実施例においては、雄型の冷却用気体として空気(エア)を用いた。
図6より、雄型の冷却を行っている場合は、行っていない場合に比して、製造の間、約10℃近く温度が低下している。
また、冷却を行っている場合は、温度の脈動が大きいが、これは、冷却用気体を型開き・型閉めの動作に合わせて供給・遮断を行っているためである。しかも、この方式においては、製造の間、雄型の温度を平均95℃に維持することができているため、経済的であると言える。
以上により、効果的且つ効率良い冷却が為されていると言える。
尚、上記においては、円筒状の成形品を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記構成にて製造可能な形状、例えば、プレート形状の成形品を製造することも当然可能である。
M,M1 成形品
1 固定型
2 可動型
7,17 雄型
71 中空円筒形状体
711 雄型単体
72 ロッキングブロック
12,20 流路
18 第二の雄型
21 第二の流路
Claims (3)
- 金型内部に形成される成形空間に溶融樹脂を射出することにより所定形状の成形品を製造する射出成形金型装置であって、
前記金型が、固定型と、該固定型に対して当接離反可能に配されると共に当接状態において当該固定型との間に前記成形空間を形成する可動型とを具備してなり、
前記可動型が、前記成形品の内面部分を成形する雄型を備え、
該雄型の内部において当該雄型を冷却する冷却用気体が流れる流路が形成されてなり、
前記冷却用気体が、前記固定型と前記可動型との開閉動作に連動して供給若しくは遮断され、
前記流路は、前記可動型の一側面に配設される開閉バルブに接続されており、前記可動型の一側面にはレギュレータを介して冷却用気体供給手段が接続されており、前記レギュレータは供給ラインを介して前記開閉バルブへと接続されており、
前記固定型には、スイッチング部材が前記開閉バルブのスイッチの直上に配設され、
前記スイッチング部材は、金型の型閉め状態において、前記開閉バルブのスイッチを押している状態となるように構成され、型開き時には、型開きの動作に合わせてスイッチから離反するように構成されており、
前記開閉バルブは、スイッチが押されている時はバルブを閉じて冷却用気体を遮断し、押されていない時にはバルブを開放して冷却用気体を前記流路に供給するように設定されている
ことを特徴とする射出成形金型装置。 - 前記雄型が、内周面が先細りのテーパ面に形成されている中空円筒形状体と、該中空円筒形状体のテーパ面と略同形状の外周面を有すると共に前記固定型と前記可動型との開閉方向に駆動可能、且つ前記固定型と前記可動型が当接している状態において前記テーパ面に当接可能に構成されるロッキングブロックとからなり、
前記中空円筒形状体が、周方向に複数に分割され中心方向に摺動可能な雄型単体から構成されると共に前記ロッキングブロックが前記テーパ面に当接することにより前記成形品の成形状態を保持してなり、
前記流路が、前記ロッキングブロック内部中央に形成されると共に前記ロッキングブロック外周面先端部に配された複数の噴射孔と連通されてなり、
前記冷却用気体が、前記固定型と前記可動型との離反動作に応じて供給され、前記ロッキングブロックが中空円筒形状体内周面より離反すると共に前記噴射孔から前記中空円筒形状体内周面に向けて噴出されることを特徴とする請求項1記載の射出成形金型装置。 - 前記固定型が、前記成形品の内面部分を成形する第二の雄型を更に備え、
該第二の雄型の内部において当該第二の雄型を冷却する冷却用気体が流れる第二の流路が形成されてなり、
前記固定型と前記可動型とが当接している状態において、前記流路と前記第二の流路が連通してなると共に冷却用気体が供給されることを特徴とする請求項1記載の射出成形金型装置。
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