JP5015431B2 - 成形用金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、可動型と固定型との間に形成されたキャビティに溶融樹脂を供給して樹脂成形品を得る成形用金型装置の構成に関する。

特許文献１は、光ディスク等の射出成形に用いられる成形用金型装置において、スプルーを有効に冷却して成形サイクルを高めるために、螺旋状の調節往路と調節復路とをスプルーを囲むようにして設けた構成を開示する。
特開２００３−２２０６３３号公報（要約など）

上記特許文献１では光ディスクのような平板状の部材を成形する場合が示されているが、例えば所定の方向へ延在する剣先形状の尖り部を有する成形品（例えば、本願の図１に示す自動車用コンソールボックス本体のようなもの）を得たい場合、固定型と可動型の少なくとも一方に、上記尖り部に相当する薄肉の剣先形状部を形成することがある。

そして、そのような剣先形状部の先端部の樹脂は効率的な冷却が困難であり、脱型時に前記尖り部の部分が変形してしまうおそれがあった。逆に言えば、剣先形状部の先端部の樹脂が十分に固化するまでに多くの冷却時間を必要とし、成形サイクル短縮の障害になってしまっていた。

なお、前記特許文献１の構成はスプルーを冷却するものであり、上記剣先形状部の冷却のために特許文献１の螺旋状の調節往路と調節復路を適用するのは不可能である。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、上記のように型面に剣先形状部を有する場合でも、それを有効に冷却でき、成形サイクルを短縮できる成形金型装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

◆本発明の観点によれば、以下のように構成する、成形用金型装置が提供される。可動型と固定型との間に形成されたキャビティに溶融樹脂を供給して樹脂成形品を得る。前記可動型と前記固定型の少なくとも一方には、その断面形状が先端になるに従って幅が小さくなると共に、前記断面の奥行き方向に延在する薄肉状で断面奥行き方向に長い剣先形状部がその型面に形成されている。この剣先形状部が形成された型は、当該剣先形状部を幅方向に分割するように設定された分割面で分割された複数の分割体を互いに接合して構成されている。この分割体のうち少なくとも１つには、凹部が前記分割面に形成されており、この凹部内を前記剣先形状部の冷却用流体が流れるように構成する。前記凹部は、前記奥行き方向に向かってジグザグ状に折り曲げられて設けられ、前記剣先形状部の先端付近を通過するように配置されている。前記分割面は、前記剣先形状部の幅方向の中央からオフセットさせた位置に設定されており、前記凹部は、前記分割面のオフセット方向と反対側に位置する分割体にのみ形成されている。

これにより、凹部の内部に冷却用流体を流すことで、剣先形状部を効率的に冷却することができ、この剣先形状部の先端部に位置する樹脂を効率的に冷却・固化させることができる。従って、成形サイクルを短縮できる。

◆前記の成形用金型装置においては、前記凹部の周囲に流体漏れ防止手段が設けられていることが好ましい。

これにより、凹部からの流体の漏れによる故障等を防止することができる。

◆前記の成形用金型装置においては、前記分割体の分割面には前記凹部の周囲に弾性体収容溝を形成し、この弾性体収容溝に前記流体漏れ防止手段としての弾性体が挿入されていることが好ましい。

これにより、簡素な構成で冷却用流体の漏れを防止することができる。

◆前記の成形用金型装置においては、前記弾性体がシリコンエラストマーであることが好ましい。

これにより、弾性体が優れた弾性をもって弾性体収容溝等の壁面に密着するので、良好なシール効果を発揮させることができる。また、離型剤によって侵されにくい素材であるので、耐久性を向上させることができる。

請求項１の発明では、凹部を片面にのみ形成することで、凹部の形成のための工数やコストを低減できる。また、分割面をオフセットすることで相対的に厚肉状となった分割体に凹部を形成することとなるから、細い剣先形状部の部分の型強度の低下も防止できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る成形金型装置による成形品の一例としての自動車用コンソールボックス本体を示す斜視図である。図２は、成形金型装置を示す、図１のＡ−Ａ断面矢視に相当する断面図である。図３は、分割体の分割面に形成される凹部と封止溝を示す斜視図である。図４は分割面の設定位置及び凹部の変形例を示す断面図である。

図１には本実施形態の成形用金型装置で成形される樹脂成形品の一例としての自動車用コンソールボックス本体が示される。このコンソールボックス本体１は、その長手方向一側を上方へ膨出させた形状としており、この膨出部分には、小物類を内部に収容可能な箱状の中空空間２が形成される。

この中空空間２は上方に開口部３を形成しており、この開口部３は、コンソールボックス本体１にヒンジを介して取り付けられた図示しないコンソールリッドによって開閉可能に構成されている。このコンソールボックス本体１の上面部分のうち、前記開口部３の周縁部（前記中空空間２の左右側壁の上端部やその近傍）には、幅が細い尖り部４・４が形成されている。この尖り部４・４のそれぞれは、コンソールボックスの前後方向に延在された剣先形状を呈している。

上記のコンソールボックス本体１を成形するための金型装置の概略が、図１のＡ−Ａ断面矢視に相当する断面図として図２に示される。図２において、この金型装置１０は射出成形用とされており、固定型としてのコア型１１と、可動型としてのキャビティ型１２を備えている。コア型１１とキャビティ型１２との間にはキャビティ１３が形成されており、このキャビティ１３内に溶融樹脂を供給して冷却・固化させた後、型開きして離型し、上記のコンソールボックス本体１を得るように構成されている。

そして、前記コア型１１の型面には、先端になるに従って幅が小さくなる薄肉状の剣先形状部１５・１５が凸状に形成されている。また、相手側のキャビティ型１２には、上記剣先形状部１５・１５に対応して溝部１６・１６が形成されている。この剣先形状部１５と溝部１６とにより、前記のコンソールボックス本体１のうち尖り部４・４の部分が成形される。

また、このコア型１１は、前記剣先形状部１５・１５をそれぞれ幅方向に分割するように設定された分割面Ｓ１・Ｓ２で分割された、第１分割体３１・第２分割体３２・第３分割体３３の３つの分割体を、互いに接合することで構成されている。

本実施形態では図２に示すように、分割面Ｓ１・Ｓ２のそれぞれは、前記剣先形状部１５の幅方向中央（中心線Ｃ）から若干左右側（第２分割体３２から離れる側）にオフセットされた位置に設定されている。従って、剣先形状部１５の部分における前記第２分割体３２の肉厚は、相手側の分割体（第１分割体３１及び第３分割体３３）のそれよりも若干厚くなっている。

そして、中央に位置する第２分割体３２には、第１分割体３１との分割面（接合面）Ｓ１及び第３分割体３３との分割面（接合面）Ｓ２のそれぞれに、矩形断面を有する適宜の深さの細長い凹部２１が形成されている。図３には、第２分割体３２の分割面Ｓ１に形成された凹部２１の形状の例が分解斜視図として示されており、この図３に示すように、凹部２１は剣先形状部１５に相当する領域において、ジグザグ状に適宜折り曲げられながら形成されている。そして、この凹部２１には適宜の冷却水（冷却流体）の供給源が接続されており、凹部２１に冷却水を流すことによって前記剣先形状部１５を冷却できるように構成している。なお、この冷却水供給源は、コア型１１（前記剣先形状部１５以外の部分）及びキャビティ型１２を冷却するための図略の冷却水流路に対しても接続されている。

図２及び図３に示すように、前記第２分割体３２の両側に形成された分割面Ｓ１及びＳ２において、前記凹部２１の周囲には封止溝（弾性体収容溝）２２が形成されている。この封止溝２２は前記凹部２１を挟むようにして両側に配置され、凹部２１と平行に延在させている。そして、この封止溝２２の内部には、丸棒状で弾性変形が可能な封止体（流体漏れ防止手段、弾性体）２３が挿入されて配置される。本実施形態では、この封止体２３として、弾性に富み離型剤にも侵されにくいシリコンエラストマーからなるものが採用されている。

前記封止溝２２の形成深さは、前記封止体２３の外径よりも例えばコンマ数ミリ程度小さく設定されている。これにより、前記分割体３１〜３３同士を接合したときに封止体２３が若干潰れて封止溝２２の底面及び相手側の分割体３１・３３の壁面へ適宜密着し、凹部２１からの水漏れを確実に防止できるようになっている。

以上の構成において、図２のようにコア型１１とキャビティ型１２との間に形成されるキャビティ１３に溶融樹脂を供給し、適宜冷却・固化させる。そしてこのとき、前記凹部２１に冷却水が供給されるので、冷却水は図３に示すようなジグザグ状の凹部２１の内部を流れ、剣先形状部１５の部分から有効に熱を奪う。特に、凹部２１が剣先形状部１５の先端近傍を通過するように配置されていることから（図２及び図３を参照）、溶融樹脂の熱の影響で最も型温が高くなり易い剣先形状部１５の先端部を良好に冷却できる。従って、樹脂を確実に冷却・硬化させることができ、脱型時に剣先形状部１５に相当する部分（即ち、前記尖り部４）が変形することを回避できる。

逆にいえば、脱型時の変形を抑えるために冷却時間を長く設定する必要がなくなるから、成形サイクルを短縮でき、コンソールボックス本体１の生産効率を向上させることができる。本願発明者の実験によると、剣先形状部に冷却構造を設定しない従来の型構造であると成形サイクルに７５秒必要であったのが、本実施形態のような冷却構造とすることで、６６秒にまで短縮することができ、顕著な生産性の向上がみられた。

以上に示すように、本実施形態の成形用金型装置１０は、コア型１１に、先端になるに従って幅が小さくなる薄肉状の剣先形状部１５がその型面に形成されている。そして、前記コア型１１は、当該剣先形状部１５を幅方向に分割するように設定された分割面Ｓ１・Ｓ２で分割された複数の分割体３１〜３３を互いに接合して構成されている。この分割体３１〜３２のうち少なくとも１つ（第２分割体３２）には、凹部２１が前記分割面Ｓ１・Ｓ２に形成されており、この凹部２１内を前記剣先形状部１５を冷却するための冷却水が流れるように構成している。

これにより、凹部２１の内部に冷却水を流すことで、剣先形状部１５を効率的に冷却することができ、この剣先形状部１５の先端部に位置する樹脂を効率的に冷却・固化させることができる。従って、成形サイクルを短縮できる。

また、本実施形態の成形用金型装置１０においては、前記凹部２１の周囲に、流体漏れ防止手段としての封止体２３が設けられている。従って、凹部からの流体の漏れによる故障等を確実に防止できる。また、流体漏れ防止手段が、凹部２１の周囲に形成された封止溝２２に挿入された弾性体としての封止体２３から構成されているので、簡素な構成で漏れ防止を実現できる。更に、前記封止体２３がシリコンエラストマーで構成されているので、弾性に富んで良好に水漏れを防止できるとともに、離型剤にも侵されにくいので耐久性に優れたものとすることができる。

また、本実施形態では、２つの分割面Ｓ１・Ｓ２は何れも、前記剣先形状部１５の幅方向の中心線Ｃから、第２分割体３２から離れる方向へ若干オフセットさせた位置に設定されている。そして、冷却水を流すための前記凹部２１は、前記分割面Ｓ１・Ｓ２をオフセットさせた方向と反対側に位置する分割体、即ち第２分割体３２にのみ形成されている。

これにより、凹部２１を片面にのみ形成することで、凹部２１の形成のための工数やコストを低減できる。また、分割面Ｓ１・Ｓ２をオフセットすることで剣先形状部１５の部分が相対的に厚肉状となった第２分割体３２に凹部２１を形成することとなるから、細い剣先形状部１５の部分の型強度の低下も防止できる。

○凹部２１の断面形状は上記実施形態では矩形断面としたが、これに限定されず、例えば円形断面や半円形断面に構成されていても良い。また、前記凹部２１は図３に示すように長手方向がジグザグ状に折り曲げられた断面積が一様のものに構成したが、これに限定されず、例えば中途に溜まり部や分岐部等が備えられていても良い。更には、凹部２１を流れる冷却用流体として、水以外のものを採用することもできる。

○封止溝２２は、上記の実施形態では第２分割体３２にのみ形成することとしたが、第１分割体３１や第３分割体３３側にのみ形成しても良いし、互いに向き合う分割体のそれぞれに封止溝の半部を形成して両者を結合して封止溝を形成しても良い。また、封止体２３としては、上述したようにシリコンエラストマーとすることが好ましいが、これに限られず、流体の漏れを防止できる作用を奏するものであれば良い。

○また剣先形状部１５は上記では２つ形成されていたが、これは成形品の有する尖り部の数に応じて適宜変更されることは言うまでもない。型を幾つの分割体で構成するかについても任意であり、何れか１つの分割面が何れか１つの剣先形状部を幅方向に分割するように構成されていれば良い。

○剣先形状部１５は、コア型１１のみならず、キャビティ型１２の側に形成されていても良い。また、コア型１１、キャビティ型１２の双方に形成されていても良い。

○上記では自動車用コンソールボックス本体の成形に使用される場合を示したが、本実施形態の成形用金型装置１０は、他の成形品の成形にも使用することができる。

本発明の一実施形態に係る成形金型装置による成形品の一例としての自動車用コンソールボックス本体を示す斜視図。 成形金型装置を示す、図１のＡ−Ａ断面矢視に相当する断面図。 分割体の分割面に形成される凹部と封止溝を示す斜視図。

符号の説明

１ コンソールボックス本体（成形品）
４ 尖り部
１０ 成形用金型装置
１１ コア型（固定型）
１２ キャビティ型（可動型）
１３ キャビティ
１５ 剣先形状部
１６ 溝部
２１ 凹部
２２ 封止溝（弾性体収容溝）
２３ 封止体（流体漏れ防止手段、弾性体）
Ｓ１・Ｓ２ 分割面
３１〜３３ 分割体

Claims (4)

1. 可動型と固定型との間に形成されたキャビティに溶融樹脂を供給して樹脂成形品を得る成形用金型装置において、
   前記可動型と前記固定型の少なくとも一方には、その断面形状が先端になるに従って幅が小さくなると共に、前記断面の奥行き方向に延在する薄肉状で断面奥行き方向に長い剣先形状部がその型面に形成されており、
   この剣先形状部が形成された型は、当該剣先形状部を幅方向に分割するように設定された分割面で分割された複数の分割体を互いに接合して構成されており、
   この分割体のうち少なくとも１つには、凹部が前記分割面に形成されており、この凹部内を前記剣先形状部の冷却用流体が流れるように構成し、
   前記凹部は、前記奥行き方向に向かってジグザグ状に折り曲げられて設けられ、前記剣先形状部の先端付近を通過するように配置され、
   前記分割面は、前記剣先形状部の幅方向の中央からオフセットさせた位置に設定されており、
   前記凹部は、前記分割面のオフセット方向と反対側に位置する分割体にのみ形成されていることを特徴とする、成形用金型装置。
2. 請求項１に記載の成形用金型装置であって、前記凹部の周囲に流体漏れ防止手段が設けられていることを特徴とする成形用金型装置。
3. 請求項２に記載の成形用金型装置であって、前記分割体の分割面には前記凹部の周囲に弾性体収容溝を形成し、この弾性体収容溝に前記流体漏れ防止手段としての弾性体が挿入されていることを特徴とする成形用金型装置。
4. 請求項３に記載の成形用金型装置であって、前記弾性体がシリコンエラストマーであることを特徴とする成形用金型装置。

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