JP6231836B2 - 射出成形金型 - Google Patents

Description

この発明は、射出成形金型に関するものであり、特に、キャビティの冷却構造に特徴を有する射出成形金型に関するものである。

図１８は、はすば歯車等の成形中にギヤ駒（成形品駒）１００が回転する機構を有すると共に、ギヤ駒１００を冷却するための冷却機構１０１を有する射出成形金型１０２を示す図である。この図１８に示す従来の射出成形金型１０２は、はすば歯車等の成形品を形作るためのキャビティ１０３が形成されたギヤ駒１００と、このギヤ駒１００のうちのキャビティ１０３を取り囲む部分に形成された固定駒収容溝１０４内に相対回動可能に係合された固定駒１０５と、を有している。そして、この従来の射出成形金型１０２は、固定駒１０５の内部に冷却用水路１０６が形成され、この固定駒１０５の冷却用水路１０６を流れる水によってギヤ駒１００が冷却されるようになっている。

このような構成の従来の射出成形金型１０２は、ギヤ駒１００が固定駒１０５の周りに回動でき、ギヤ駒１００が固定駒１０５の冷却用水路１０６を流れる水によって冷却される（固定駒１０５を介して間接的に冷却される）ことにより、はすば歯車（成形品）の局部的な収縮差に起因する成形不良を低減すると共に、はすば歯車の射出成形に要するサイクルタイムの短縮を図っている（特許文献１参照）。

特開２００７−１３０９０２号公報

しかしながら、図１８に示した従来の射出成形金型１０２は、固定駒１０５がギヤ駒１００の固定駒収容溝１０４内に係合されるようになっており、固定駒１０５の外表面と固定駒収容溝１０４の内面との間に空気層が形成されるため、ギヤ駒１００と固定駒１０５との間の熱伝導が空気層によって妨げられ、ギヤ駒（キャビティ内の成形品）１００の冷却が不十分であった。

また、図１８に示した従来の射出成形金型１０２は、固定駒１０５とこの固定駒１０５が取り付けられるバックアッププレート１０７との間にシール用のＯリング１０８Ａ，１０８Ｂを配置し、固定駒１０５に形成された冷却用水路１０６から水が漏洩するのを防止するようになっているため、水の密封構造（Ｏリング１０８Ａ，１０８Ｂ及びＯリング収容溝１１０Ａ，１１０Ｂ）を設ける分だけ金型構造が複雑化するという問題を有していた。

そこで、本発明は、キャビティ内の成形品の冷却を効果的に行うことができ且つ簡単な構造の射出成形金型の提供を目的とする。

本発明は、固定型３と、この固定型３に対して型締め・型開きができるようになっている可動型４と、を有する射出成形金型１に関するものである。この発明において、前記可動型４は、可動型本体５と、この可動型本体５に相対回動可能に取り付けられ且つキャビティ１６を形作るためのキャビティ形成用空間１４である穴が形成された成形品駒６と、を有している。そして、前記成形品駒６の前記キャビティ形成用空間１４内には、型締め時に、前記可動型本体５の軸型７が嵌合される。また、前記キャビティ１６は、型締め時に、前記成形品駒６、前記成形品駒６の前記キャビティ形成用空間１４内に嵌合された前記軸型７、及び前記固定型３によって形成されている。また、前記成形品駒６は、前記キャビティ形成用空間１４を取り囲むように形成された環状のキャビティ冷却流路３０と、前記キャビティ冷却流路３０に冷却液を導き入れる駒側供給流路３１と、前記キャビティ冷却流路３０から冷却液を導き出す駒側排出流路３２と、が形成されている。また、前記可動型本体５は、型締め時、及び型開き後で且つ少なくとも前記成形品駒６が移動を開始するまでの間、前記駒側供給流路３１に接続される可動型本体側供給流路３４と、前記駒側排出流路３２に接続される可動型本体側排出流路３５と、を有している。また、前記可動型本体側供給流路３４、前記駒側供給流路３１、前記キャビティ冷却流路３０、前記駒側排出流路３２、及び前記可動型本体側排出流路３５は、冷却液が負圧によって流動させられるようになっている冷却液循環装置３６に接続されている。そして、前記成形品駒６の前記キャビティ１６は、前記駒側供給流路３１、前記キャビティ冷却流路３０、及び前記駒側排出流路３２内の冷却液によって空気層を介することなく冷却されるようになっている。

本発明によれば、キャビティ内の成形品の熱が成形品駒に伝導され、成形品駒の熱が空気層を介することなく成形品駒のキャビティ冷却流路、駒側供給流路、及び駒側排出流路を流動する冷却液に直接伝達されるため、キャビティ内の成形品が効果的に冷却される。したがって、本発明によれば、成形品の局部的な収縮差に起因する成形不良を低減することができると共に、射出成形のサイクルタイムを短縮することが可能になる。

また、本発明によれば、冷却液は、可動型本体側供給流路、駒側供給流路、キャビティ冷却流路、駒側排出流路、及び可動型本体側排出流路を、冷却液循環装置によって負圧で流動させられるようになっているため、成形品駒と可動型本体とが相対移動する部位に冷却液の漏洩を防止するための密封構造を設ける必要がなく、射出成形金型の部品点数を削減できると共に、射出成形金型の金型構造を簡単化することができる。

本発明の実施形態に係る射出成形金型の型締め時における縦断面図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の型開き時における縦断面図である。 ギヤ駒（成型品駒）を示す図である。図３（ａ）がギヤ駒の平面図であり、図３（ｂ）がギヤ駒の側面図であり、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示すギヤ駒の断面図である。 第１ギヤ駒部を示す図である。図４（ａ）が第１ギヤ駒部の平面図（図３（ｂ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す図）であり、図４（ｂ）が第１ギヤ駒部の側面図であり、図４（ｃ）が図４（ａ）のＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す第１ギヤ駒の断面図である。 第２ギヤ駒部を示す図である。図５（ａ）が第２ギヤ駒部の平面図（図３（ｂ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す図）であり、図５（ｂ）が第２ギヤ駒部の側面図であり、図５（ｃ）が図５（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す第２ギヤ駒の断面図である。 冷却液流路を示す図である。図６（ａ）が型締め時におけるギヤ駒と可動型との関係を示す図であり、図６（ｂ）が型開き後の成型品取り出し時におけるギヤ駒と可動型との関係を示す図である。 射出成形金型に設けられた元位置復帰手段を示す図である。図７（ａ）が元位置復帰手段を示す射出成形金型の一部平面図であり、図７（ｂ）が元位置復帰手段を示す射出成形金型の一部側面図である。 図８（ａ）が元位置復帰手段の第１作動状態を示す図であり、図８（ｂ）が元位置復帰手段の第２作動状態を示す図であり、図８（ｃ）が元位置復帰手段の第３作動状態を示す図である。 図９（ａ）がはすば歯車の正面図であり、図９（ｂ）がはすば歯車の側面図であり、図９（ｃ）が図９（ａ）のＡ６−Ａ６線に沿って切断して示すはすば歯車の断面図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例１を示す図であり、冷却液流路の変形例を示す図である。図１０（ａ）が型締め時におけるギヤ駒と可動型との関係を示す図であり、図１０（ｂ）が型開き後の成型品取り出し時におけるギヤ駒と可動型との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例１を示す図であり、ギヤ駒の駒側冷却液流路、可動型側供給流路、及び可動型側排出流路の変形例を示す図である。図１１（ａ）がギヤ駒の平面図であり、図１１（ｂ）がギヤ駒の側面図であり、図１１（ｃ）が図１１（ａ）のＡ７−Ａ７線に沿って切断して示すギヤ駒の断面図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例２を示す図であり、冷却液流路の流路断面形状の変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例３を示す図であり、射出成形金型の一部（ギヤ駒と軸型との関係図）を示す図である。図１３（ａ）がギヤ駒の平面図であり、図１３（ｂ）がギヤ駒の側面図であり、図１３（ｃ）が図１３（ａ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示すギヤ駒の断面図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例４を示す図であり、図６に対応する図である。図１４（ａ）が型締め時におけるギヤ駒と可動型との関係を示す図であり、図１４（ｂ）が型開き後の成型品取り出し時におけるギヤ駒と可動型との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例５を示す図であり、図６に対応する図である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例７を示す図であり、型締め時の射出成形金型を示す図である。図１６（ａ）が固定型を省略して示す可動型の一部平面図であり、図１６（ｂ）が射出成形金型の断面図（図１６（ａ）のＡ９−Ａ９線に沿って切断して示す断面図）である。 本発明の実施形態に係る射出成形金型の変形例７を示す図であり、型開き時の射出成形金型を示す図である。図１７（ａ）が固定型を省略して示す可動型の一部平面図であり、図１７（ｂ）が射出成形金型の断面図（図１７（ａ）のＡ１０−Ａ１０線に沿って切断して示す断面図）である。 従来の射出成形金型を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

図１及び図２は、本実施形態に係る射出成形金型１の縦断面図であり、はすば歯車２を射出成形するための射出成形金型１である（図９参照）。なお、図１は、型締め時の射出成形金型１の縦断面図である。また、図２は、型開き時の射出成形金型１の縦断面図である。

この図１に示すように、射出成形金型１は、射出成形機本体（図示せず）に固定される固定型３と、この固定型３に対して移動可能に設置されて型締め・型開きを可能にする可動型４と、を有している。

可動型４は、可動型本体５と、この可動型本体５に相対回動できるように収容されるギヤ駒（成形品駒）６と、を有している。可動型本体５は、軸型７と、この軸型７を収容する第１ブロック８と、この第１ブロック８の表面（固定型３に対向する面）に固定される第２ブロック１０と、第１ブロック８の背面に固定されるバックアップブロック１１と、を有している。可動型本体５のうちの軸型７の外周側に形成されたギヤ駒収容凹部１２内には、ギヤ駒６が相対回動できるように収容されている。軸型７は、先端側の軸穴形成部１３がギヤ駒６の中心穴１４（キャビティ１６を形成するためのキャビティ形成用空間）内に嵌合され、軸穴形成部１３の外周面、ギヤ駒６の中心穴１４の内面側、及び軸穴形成部１３に隣接して位置するギヤ駒突き当て面１５によってキャビティ１６を形作るようになっている。また、軸型７は、軸穴形成部１３の隣りに形成された駒支持部１７がギヤ駒６の軸穴１８に相対回動できるように嵌合されている。

また、可動型４は、軸型７を収容する第１ブロック８に形成された環状の軸受取付凹部２０にベアリング２１を係合し、このベアリング２１によってギヤ駒６の外周面を回動可能に支持している。また、可動型４は、第１ブロック８のうちの固定型３側に位置する表面に、第２ブロック１０が固定されている。この第２ブロック１０は、ギヤ駒６の外周面に隙間を持って嵌合されるギヤ駒嵌合穴２２が形成されると共に、環状の軸受収容凹部２３が形成されている。

可動型４に取り付けられたベアリング２１は、ギヤ駒６を回動可能に支持する。また、このベアリング２１は、その側面がギヤ駒６のフランジ部２４の側面に当接して、ギヤ駒６を中心軸２５に沿った方向に位置決めすると共に、ギヤ駒６が可動型４のギヤ駒収容凹部１２内から抜け出るのを阻止する。

図３乃至図６に示すように、ギヤ駒６は、第１ギヤ駒部２６のブランクと第２ギヤ駒部２７のブランクが金属接合技術（通電加圧接合又は通電拡散接合）により一体化された後に、各種除去加工（切削加工、放電加工等）が適宜施されて仕上げられたものであり、内部に冷却液（水、エチレングルコール、又は油等）を流動させるための駒側冷却液流路２８が形成されている。

駒側冷却液流路２８は、キャビティ１６に沿うように形成されることによってキャビティ１６を取り囲む環状流路（キャビティ冷却流路）３０と、この環状流路３０に冷却液を導き入れる駒側供給流路３１と、環状流路３０から冷却液を導き出す駒側排出流路３２と、で構成されている（図６参照）。そして、駒側供給流路３１は、ギヤ駒６の中心軸２５に沿った方向に延びる第１駒側供給流路部３１ａと、ギヤ駒６の裏面３３（固定型に対向する面に対して反対側に位置している面）に形成された第２駒側供給流路部３１ｂと、を有している。また、駒側排出流路３２は、ギヤ駒６の中心軸２５に沿った方向に延びる第１駒側排出流路部３２ａと、ギヤ駒６の裏面３３に形成された第２駒側排出流路部３２ｂと、を有している。第２駒側供給流路部３１ｂは、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度だけ回動した場合でも、第１駒側供給流路部３１ａと可動型本体側供給流路３４とを確実に接続し、可動型本体側供給流路３４から第１駒側供給流路部３１ａに冷却液を導き入れることを可能にする。第２駒側排出流路部３２ｂは、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度だけ回動した場合でも、第１駒側排出流路部３２ａと可動型本体側排出流路３５とを確実に接続し、第１駒側排出流路部３２ａから可動型本体側排出流路３５に冷却液を導き出すことを可能にする。このように、駒側供給流路３１は、ギヤ駒６が可動型本体５に対して回動する前はもちろんのこと、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度回動した後も、可動型本体側供給流路３４に接続される。また、駒側排出流路３２は、ギヤ駒６が可動型本体５に対して回動する前はもちろんのこと、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度回動した後も、可動型本体側排出路３５に接続される。

第２駒側供給流路部３１ｂ及び第２駒側排出流路部３２ｂは、共に、ギヤ駒６の中心軸２５の周りに所定角度形成された周方向溝であり、断面半円形状に形成されている。すなわち、ギヤ駒６の駒側供給流路３１は、可動型本体側供給流路３４に常時接続されている。また、駒側排出流路３２は、可動型本体側排出流路３５に常時接続されている。そして、可動型本体側供給流路３４が冷却液循環装置３６の冷却液供給ポート３７に接続され、可動型本体側排出流路３５が冷却循環装置３６の冷却液排出ポート３８に接続されている。このように、駒側冷却液流路２８と可動型本体側供給流路３４及び可動型本体側排出流路３５により射出成形金型１の冷却液流路４０が構成されている。

冷却液循環装置３６は、図示しない負圧発生手段、冷却液タンク、熱交換機等を備えており、負圧発生手段によって発生させた負圧によって射出成形金型１の冷却液流路４０に冷却液を流動させ、射出成形金型１によって温められた冷却水を熱交換機で冷やして繰り返し射出成形金型１の冷却に使用できるようになっている。

図３及び図４に示すように、第１ギヤ駒部２６は、接合面４１（第２ギヤ駒部２７が接合される面）に、環状流路３０を半割にした状態の第１分割環状流路３０ａが形成されている。この第１分割環状流路３０ａは、中心穴１４を取り囲むように接合面４１にリング状に形成され、断面形状が半円形状になっている。また、第１ギヤ駒部２６は、第１分割環状流路３０ａに開口する第１駒側供給流路部３１ａが中心軸２５に沿って形成され、第１分割環状流路３０ａに開口する第１駒側排出流路部３２ａが第１駒側供給流路部３１ａに対して１８０°ずれた位置に中心軸２５に沿って形成されている。第１駒側供給流路部３１ａと第１駒側排出流路部３２ａは、一端が第１分割環状流路３０ａに開口し、他端が第１ギヤ駒部２６の裏面３３（接合面４１に対して反対側に位置する面）に形成された第２駒側供給流路部３１ｂ又は第２駒側排出流路部３２ｂに開口するようになっている。なお、第１ギヤ駒部２６の中心穴１４は、ギヤ駒部６の中心穴１４を軸方向に二分した軸方向長さに形成されている。

図３及び図５に示すように、第２ギヤ駒部２７は、接合面４２（第１ギヤ駒部２６が接合される面）に、環状流路３０を半割にした状態の第２分割環状流路３０ｂが形成されている。この第２分割環状流路３０ｂは、中心穴１４を取り囲むように接合面４２にリング状に形成され、断面形状が半円形状になっている。

図３に示すように、図４に示した第１ギヤ駒部２６の接合面４１に、図５に示した第２ギヤ駒部２８の接合面４２が重ね合わせられ、第１ギヤ駒部２６と第２ギヤ駒部２７が通電加圧接合又は通電拡散接合により一体化されると、駒側供給流路３１、環状流路３０、及び駒側排出流路３２が内部に形成されたギヤ駒６が形成される。

図７は、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度回動した後、ギヤ駒６を回動前の元の位置に戻す元位置復帰手段４３の構成を示す図である。ギヤ駒６は、射出成形が終了し、型開き後（可動型４を固定型３から離した後）に、はすば歯車（成形品）２をキャビティ１６内からエジェクタスリーブ４４で押し出す際に、可動型本体５に対して所定角度（はすば歯車２の歯のねじれ角度に対応する角度）回動する（図１、図２、図６（ｂ）参照）。そして、はすば歯車（成形品）２がキャビティ１６内から取り出された後、型締めされる際に、元位置復帰手段４３がギヤ駒６を回動前の元に位置に戻すようになっている（図１、図２、図６（ａ）参照）。

図７に示すように、本実施形態に係る射出成形金型１の元位置復帰手段４３は、ギヤ駒６に形成されたカム面（傾斜面）４５と、固定型３のギヤ駒６に対向する箇所に取り付けられたカム面押圧突起４６と、を有している。この図７に示す元位置復帰手段４３は、はすば歯車２がキャビティ１６内からエジェクタスリーブ４４で押し出されることによって、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度回動し（図２、図６参照）、このギヤ駒６と可動型本体５の状態で型締めが行われると、型締めの進行に応じ、固定型３のカム面押圧突起４６がギヤ駒６のカム面４５を押圧する量が増大し、ギヤ駒６が回動前の元の位置に戻される（図８（ａ）〜（ｃ）参照）。

以上のように構成された本実施形態に係る射出成形金型１は、型締めされた状態において（図１参照）、固定型３に形成された複数のピンゲート４７から可動型４のキャビティ１６内に溶融状態の合成樹脂材料が射出される。その後、ギヤ駒６内の駒側冷却液流路２８を流動する冷却液によってキャビティ１６内のはすば歯車（成形品）２が十分に冷却されると、図２に示すように型開きされ、キャビティ１６内のはすば歯車２がエジェクタスリーブ４４によって押し出される（図９参照）。次いで、射出成形金型１は、次の射出成形のために型締めされる（図１参照）。この射出成形の１サイクルにおいて、ギヤ駒６の駒側冷却液流路２８には冷却液が常時流動し、その冷却液がキャビティ１６内のはすば歯車２を効率的に冷却する。

以上のように、本実施形態に係る射出成形金型１によれば、冷却液がギヤ駒６の駒側供給流路３１、環状流路３０、及び駒側排出流路３２を常時流動し、キャビティ１６内のはすば歯車（成形品）２の熱が空気層を介することなくギヤ駒６に直接伝導され、ギヤ駒６の熱が空気層を介することなく冷却液に伝達されるため、キャビティ１６内のはすば歯車２が均一に且つ効率的に冷却される。その結果、本実施形態に係る射出成形金型１によれば、はすば歯車（成形品）２の局部的な収縮差に起因する成形不良を低減することができる。また、本実施形態によれば、キャビティ１６内のはすば歯車２を効率的に冷却できるため、従来例に比較し、キャビティ１６内のはすば歯車２の冷却に要する時間を短縮でき、はすば歯車２の射出成形に要するサイクルタイムを短縮できる。

また、本実施形態に係る射出成形金型１によれば、冷却液が冷却液流路４０を負圧によって流動させられ、冷却液が駒側供給流路３１と可動型本体側供給流路３４との接続部（ギヤ駒６と可動型本体５との相対回動部）、及び駒側排出流路３２と可動型本体側排出流路３５との接続部から漏洩することがないため、駒側供給流路３１と可動型本体側供給流路３４との接続部、及び駒側排出流路３２と可動型本体側排出流路３５との接続部に、Ｏリング等を使用した密封構造を設ける必要がなく、従来例と比較し、部品点数を削減できると共に、金型構造を簡単化することができる。

なお、本実施形態に係る射出成形金型１で製造されたはすば歯車２は、冷却液流路４０を備えていないギヤ駒６を使用して射出成形されたはすば歯車の歯車精度（歯筋誤差）がＪＩＳ７級であったのに対し、歯車精度がＪＩＳ３級に向上した。

また、本実施形態に係る射出成形金型１は、ギヤ駒６をばねの弾性力で元の位置に戻すようにしてもよい。すなわち、ばねを元位置復帰手段としてもよい。

また、本実施形態に係る射出成形金型１は、図１乃至図２に示すように、軸型７及びバックアッププレート１１等に温度調節用流体通路４９を設け、温度調節用流体通路４９を流動する冷却液によって可動型４を冷却すると共に、キャビティ１６内の成形品（例えば、はすば歯車２）を冷却するようになっている。このように、本実施形態に係る射出成形金型１は、駒側冷却液流路２８を流動する冷却液と温度調節用流体通路４９を流動する冷却液により、キャビティ１６内の成形品（例えば、はすば歯車２）を効果的に冷却することができ、射出成形のサイクルタイムを短縮することができる。なお、温度調節用流体流路４９の冷却液は、ポンプ等で加圧された状態で流動させられるか、又は、冷却液循環装置３６等が発生する負圧で流動させられる。

（変形例１）
図１０は、本発明の実施形態に係る射出成形金型１の変形例１を示す図であり、冷却液流路４０の変形例を示す図である。なお、図１０（ａ）が型締め時におけるギヤ駒６と可動型４との関係を示す図であり、図１０（ｂ）が型開き後の成型品取り出し時におけるギヤ駒６と可動型４との関係を示す図である。また、図１１は、本発明の実施形態に係る射出成形金型１の変形例１を示す図であり、ギヤ駒６の駒側冷却液流路２８、可動型側供給流路３４、及び可動型側排出流路３５の変形例を示す図である。なお、図１１（ａ）がギヤ駒６の平面図であり、図１１（ｂ）がギヤ駒６の側面図であり、図１１（ｃ）が図１１（ａ）のＡ７−Ａ７線に沿って切断して示すギヤ駒６の断面図である。

これらの図に示すように、本変形例１に係る射出成形金型１の冷却液流路４０は、可動型本体側供給流路３４、駒側供給流路３１、環状流路３０、駒側排出流路３２、及び可動型本体側排出流路３５で構成される点において第１実施形態に係る射出成形金型１の冷却液流路４０と同様である。しかし、本変形例１に係る射出成形金型１の冷却液流路４０は、可動型本体側供給流路３４を第１可動型本体側供給流路部３４ａと第２可動型本体側供給流路部３４ｂとで構成し、可動型本体側排出流路３５を第１可動型本体側排出流路部３５ａと第２可動型本体側排出流路部３５ｂとで構成している。すなわち、本変形例１に係る射出成形金型１の冷却液流路４０は、上記実施形態に係る射出成形金型１の冷却液流路４０における第２駒側供給流路部３１ｂと第２駒側排出流路部３２ｂに代えて、周方向溝としての第２可動型本体側供給流路部３４ｂと第２可動型本体側排出流路部３５ｂとを形成している。

第２可動型本体側供給流路３４ｂと第２可動型本体側排出流路３５ｂは、可動型本体５のギヤ駒６に対向する面（ギヤ駒６が摺動する面）に形成された周方向溝であり、ギヤ駒６が可動型本体５に対して所定角度回動した場合でも、第１可動型本体側供給流路部３４ａと駒側供給流路３１とを常時接続し、駒側排出流路３２と第１可動型本体側排出流路部３５ａとを常時接続するようになっている。

本変形例１に係る冷却液流路４０を備えた射出成形金型１は、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例２）
図１２は、上記実施形態の変形例２に係る冷却液流路４０の断面形状を示すものである。この図１２に示すように、冷却液流路４０は、上記実施形態及び上記変形例１に示したような流路断面形状が円形状又は半円形状のものに限られず、例えば、流路断面形状が四角形状（図１２（ａ）参照）や台形形状（図１２（ｂ）参照）のものでもよい。

この図１２に示すような流路断面形状の冷却液流路４０を形成した射出成形金型１は、冷却液流路４０の有効流路断面積を上記実施形態及び上記変形例１に係る冷却液流路４０の流路断面積と同一にすることにより、上記実施形態及び上記変形例１に係る射出成形金型１と同様の効果を得ることができる。

（変形例３）
図１３は、上記実施形態に係る射出成形金型１の変形例３を示す図であり、射出成形金型１の一部（ギヤ駒６と可動型本体５との関係）を示す図である。なお、図１３（ａ）がギヤ駒６の平面図であり、図１３（ｂ）がギヤ駒６の側面図であり、図１３（ｃ）が図１３（ａ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示すギヤ駒６の断面図である。

本変形例に係るギヤ駒６は、金属積層造形技術（金属粉末レーザー積層、溶融金属積層等）で全体が一体に形成され、駒側冷却液流路２８が内部に形作られている。この点において、本変形例に係るギヤ駒６は、金属接合技術で形成された上記実施形態のギヤ駒６と相違するが、他の構成が上記実施形態に係るギヤ駒６と同様である。したがって、本変形例に係るギヤ駒６を使用した射出成形金型１は、上記実施形態の射出成形金型１と同様の効果を得ることができる。なお、本変形例に係るギヤ駒６は、金属積層造形技術によってギヤ駒ブランクが作成された後、各種除去加工（切削加工、放電加工等）がギヤ駒ブランクに施されることにより所望の寸法精度に仕上げられる。

（変形例４）
図１４は、上記実施形態に係る射出成形金型１の変形例４を示す図であり、図６に対応する図である。なお、図１４（ａ）が型締め時におけるギヤ駒６と可動型５との関係を示す図であり、図１４（ｂ）が型開き後の成型品取り出し時におけるギヤ駒６と可動型５との関係を示す図である。

この図１４に示すように、本変形例に係る射出成形金型１は、上記実施形態に係る射出成形金型１の第２駒側供給流路部３１ｂ及び第２駒側排出流路部３２ｂを形成せず、また、上記変形例１に係る射出成形金型１の第２可動型本体側供給流路部３４ｂ及び第２可動型本体側排出流路部３５ｂを形成しない構造になっている。

このような本変形例に係る射出成形金型１は、型締め時から型開き後の成形品（はすば歯車）取り出し工程に入る前までの間、可動型本体側供給流路３４と駒側供給流路３１が接続されると共に、駒側排出流路３２と可動型本体側排出流路３５が接続され、駒側冷却液流路２８に確実に冷却液が流動するようになっている（図１４（ａ）参照）。

また、本変形例に係る射出成形金型１は、型開き後に、はすば歯車（成形品）２がキャビティ１６内から取り出される際に、ギヤ駒（成形品駒）６が可動型本体５に対して回動させられるため、可動型本体側供給流路３４と駒側供給流路３１の連通が遮断されると共に、駒側排出流路３２と可動型本体側排出流路３５との連通が遮断される（図２、図１４（ｂ）参照）。その結果、駒側冷却液流路２８内に冷却液が閉じ込められた状態になり、駒側冷却液流路２８に新たな冷却液が供給されることがなく、また、駒側冷却液流路２８から冷却液が流出することがない（図１４（ｂ）参照）。

また、本変形例に係る射出成形金型１は、型締め時において、ギヤ駒６が元位置復帰手段４３によって回動前の元の位置に戻され、可動型本体側供給流路３４と駒側供給流路３１とが接続され、駒側排出流路３２と可動型本体側排出流路３５とが接続され、ギヤ駒６内の駒側冷却液流路２８に新たな冷却液が供給される（図７、図８、図１４（ａ）参照）。

このような本変形例に係る射出成形金型１は、キャビティ１６内のはすば歯車（成形品）がギヤ駒６内の駒側冷却液流路２８を流動する冷却液によって効率的に冷却されるため、上記実施形態に係る射出成形金型１と同様の効果を得ることができる（図１、図２参照）。

（変形例５）
図１５は、上記実施形態に係る射出成形金型１の変形例５を示す図であり、図６に対応する図である。

この図１５に示す本変形例に係る射出成形金型１は、上記実施形態における元位置復帰手段４３を省略し、ギヤ駒６がはすば歯車（成形品）２をキャビティ１６内から取り出す毎に可動型本体５に対して所定角度ずつ同一方向へ回動するようになっている。そのため、本変形例に係る射出成形金型１は、ギヤ駒６が所定角度ずつ回動しても、ギヤ駒６内の駒側供給流路２８と可動型本体側供給流路３４とが連通し、ギヤ駒６内の駒側供給流路２８と可動型本体側排出流路３５とが連通するように、環状流路３０と可動型本体側供給流路３４及び環状流路３０と可動型本体側排出流路３５とを接続する複数の流路４８が形成されている。この複数の流路４８のいずれか一つが環状流路３０と可動型本体側供給流路３４とを接続する駒側供給流路となり、複数の流路４８の他のいずれか一つが環状流路３０と可動型本体側排出流路３５とを接続する駒側排出流路となる。

このような本変形例に係る射出成形金型１は、キャビティ１６内のはすば歯車（成形品）２がギヤ駒６内の駒側冷却液流路２８を流動する冷却液によって効率的に冷却されるため、上記実施形態に係る射出成形金型１と同様の効果を得ることができる（図１、図２参照）。

（変形例６）
上記実施形態及び変形例１〜３に係る射出成形金型１は、成形品としてはすば歯車２を例示したが、これに限られず、成形品駒（例えば、ギヤ駒）が可動型本体５に対して回動する構成となるねじ歯車、やまば歯車、ウォームホイール、二段のはすば歯車（小径のはすば歯車部と大径のはすば歯車部とが軸方向に沿って連続して一体成形された歯車）、ポンプ用羽根車等の成形に適用できる。また、上記実施形態及び変形例１〜３に係る射出成形金型１は、成形品駒（６）が可動型本体５に対して回動させる必要のないものの射出成形にも適用でき、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例７）
上記実施形態及び変形例１〜３は、成形品駒（例えば、ギヤ駒６）が可動型本体５に対して回動する構成を例示したが、成形品駒が可動型本体５に対してスライド移動する場合にも適用できる。

図１６乃至図１７は、本変形例に係る射出成形金型５１を示す図である。なお、図１６は、型締め時の射出成形金型５１を示す図であり、図１６（ａ）が固定型５２を省略して示す可動型５３の一部平面図であり、図１６（ｂ）が射出成形金型５１の断面図（図１６（ａ）のＡ９−Ａ９線に沿って切断して示す断面図）である。また、図１７は、型開き時の射出成形金型５１を示す図であり、図１７（ａ）が固定型５２を省略して示す可動型５３の一部平面図であり、図１７（ｂ）が射出成形金型５１の断面図（図１７（ａ）のＡ１０−Ａ１０線に沿って切断して示す断面図）である。

図１６に示すように、本変形例に係る射出成形金型５１は、固定型５２と、この固定型５２に対して型締め又は型開きされる可動型５３とを有している（図１７参照）。可動型５３は、可動型本体５４と、この可動型本体５４に相対移動（スライド移動）できるように取り付けられる成形品駒５５と、を有している。可動型本体５４は、軸型５６と、この軸型５６が組み付けられたベースブロック５７と、を有している。成形品駒５５は、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂとに二分割された割型であり、型締め時において、軸型５６及び固定型５２との間にキャビテイ５８を形成するようになっている。このキャビティ５８には、固定型５２に設置されたピンポイントゲート６０から溶融樹脂が射出される。また、キャビティ５８には、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂに取り付けられたピン６１（成形品６２の側面に穴をあけるためのピン６１）が突出している（図１７参照）。

図１７に示すように、本変形例に係る射出成形金型５１は、型開き後、キャビティ５８内の成形品６２を取り出す場合、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂがベースブロック５７に設置したストッパ６３に当接する位置までベースブロック５７の表面５７ａに沿ってスライド移動させられる。これにより、第１成形品駒５５Ａのピン６１と第２成形品駒５５Ｂのピン６１が成形品６２から抜かれ、成形品６２を図外のエジェクタピンによってキャビティ５８内から押し出すことが可能になる。なお、成形品６２は、有底円筒体であり、その有底円筒体の側面に複数の穴が形成されている。また、本変形例は、図１６及び図１７において、成形品６２として有底円筒体を例示したが、これに限られず、断面形状が三角形の有底筒状体、断面形状が四角形の有底筒状体等、断面形状が多角形の有底筒状体の成形にも適用が可能である。

以上のように作動する本変形例に係る射出成形金型５１は、図１６に示すように、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂとが付き合わせられた状態において、丸棒状のキャビティ形成用空間６４が内側に形成されるようになっている。

このような本変形例に係る射出成形金型５１において、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂは、キャビティ形成用空間６４に沿うように形成された半円筒状流路（キャビティ冷却流路）６５と、半円筒状流路６５に冷却液を導き入れる駒側供給流路６６と、半円筒状流路６５から冷却液を導き出す駒側排出流路６７と、が形成されている。そして、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂの駒側供給流路６６は、可動型本体５４に形成された可動型本体側供給流路６８に接続されるようになっている。また、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂの駒側排出流路６７は、可動型本体５４に形成された可動型本体側排出流路７０に接続されるようになっている。そして、可動型本体側供給流路６８は、冷却液循環装置３６の冷却液供給ポート３７に接続されている。また、可動型本体側排出流路７０は、冷却液循環装置３６の冷却液排出ポート３８に接続されている。

第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂの駒側供給流路６６は、半円筒状流路６５に接続される第１駒側供給流路部６６ａと、可動型本体側供給流路６８に接続される第２駒側供給流路部６６ｂと、を有している。そして、第２駒側供給流路部６６ｂは、第１駒側供給流路６６ａと可動型本体側供給流路６８とを常時接続することができるように、第１成形品駒５５Ａ又は第２成形品駒５５Ｂのスライド方向に沿って形成された長溝である。ここで、常時とは、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂが付き合わされた状態（型締め時）から第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂがストッパ６３に突き当たるまでスライド移動した後、再度、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂが付き合わされるまでの１サイクルをいう。

また、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂの駒側排出流路６７は、半円筒状流路６５に接続される第１駒側排出流路部６７ａと、可動型本体側排出流路７０に接続される第２駒側排出流路部６７ｂと、を有している。そして、第２駒側排出流路部６７ｂは、第１駒側排出流路６７ａと可動型本体側排出流路７０とを常時接続することができるように、第１成形品駒５５Ａ又は第２成形品駒５５Ｂのスライド方向に沿って形成された長溝である。

なお、本変形例において、第２駒側供給流路部６６ｂ及び第２駒側排出流路部６７ｂは第１成形品駒５５Ａ及び第２成形品駒５５Ｂのスライド面７１（可動型本体に摺接する面）側に形成されているが、これに限られず、第２駒側供給流路部６６ｂ及び第２駒側排出流路部６７ｂと同様に機能する長溝を可動型本体側供給流路６８の端部と可動型本体側排出流路７０の端部に形成するようにしてもよい。

また、本変形例において、第１成形品駒５５Ａ及び第２成形品駒５５Ｂは、上記実施形態におけるギヤ駒６と同様に、金属接合技術（通電加圧接合又は通電拡散接合）、又は金属積層造形技術（金属粉末レーザー積層、溶融金属積層等）で成形品駒ブランクが作成された後、切削加工等が適宜施されることによって形成される。

以上のように構成された本変形例に係る射出成形金型５１は、第１成形品駒５５Ａの半円筒状流路６５と第２成形品駒５５Ｂの半円筒状流路６５が円筒流路（キャビティ５８を取り囲む円筒形状の仮想流路）を二分割したような形状になっているため、型締め時に第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂが付き合わされた状態において、第１成形品駒５５Ａの半円筒状流路６５と第２成形品駒５５Ｂの半円筒状流路６５とで円筒流路と同様の機能を発揮する。その結果、本変形例に係る射出成形金型５１は、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂの内側のキャビティ５８が、駒側供給流路６６、半円筒状流路６５、及び駒側排出流路６７内を負圧で流動させられる冷却液によって冷却され、上記実施形態に係る射出成形金型１と同様の効果を得ることができる。

また、本変形例に係る射出成形金型５１は、図１６乃至図１７に示すように、軸型５６等に温度調節用流体通路７２を設け、その温度調節用流体通路７２を流動する冷却液によって可動型５３を冷却すると共に、キャビティ５８内の成形品６２を冷却するようになっている。このように、本変形例に係る射出成形金型５１は、半円筒状流路（キャビティ冷却流路）６５を流動する冷却液と温度調節用流体通路７２を流動する冷却液により、キャビティ５８内の成形品６２を効果的に冷却することができ、射出成形のサイクルタイムを短縮することができる。なお、温度調節用流体流路７２の冷却液は、ポンプ等で加圧された状態で流動させられるか、又は、冷却液循環装置３６等が発生する負圧で流動させられる。

また、本変形例に係る射出成形金型５１は、図１６乃至図１７に示すように、第１成形品駒５５Ａと第２成形品駒５５Ｂに取り付けられたピン６１が半円筒状流路６５を貫通してキャビティ５８内に突出しているが、半円筒状流路６５内の冷却液が負圧で流動させられるようになっているため、半円筒状流路６５内の冷却液がピン６１と第１成形品駒５５Ａとの隙間及びピン６１と第２成形品駒５５Ｂとの隙間からキャビティ５８内に漏出するようなことがない。

１，５１……射出成形金型、２……はすば歯車（成形品）、３，５２……固定型、４，５３……可動型、５，５４……可動型本体、６……ギヤ駒（成形品駒）、１４……中心穴（キャビティ形成用空間）、１６，５８……キャビティ、３０……環状流路（キャビティ冷却流路）、３１，６６……駒側供給流路、３２，６７……駒側排出流路、３４，６８……可動型本体側供給流路、３５，７０……可動型本体側排出流路、３６……冷却液循環装置、５５……成形品駒、６４……キャビティ形成用空間、６５……半円筒状流路

Claims (6)

1. 固定型と、この固定型に対して型締め・型開きができるようになっている可動型と、を有する射出成形金型であって、
   前記可動型は、可動型本体と、この可動型本体に相対回動可能に取り付けられ且つキャビティを形作るためのキャビティ形成用空間である穴が形成された成形品駒と、を有し、
   前記成形品駒の前記キャビティ形成用空間内には、型締め時に、前記可動型本体の軸型が嵌合され、
   前記キャビティは、型締め時に、前記成形品駒、前記成形品駒の前記キャビティ形成用空間内に嵌合された前記軸型、及び前記固定型によって形成され、
   前記成形品駒は、前記キャビティ形成用空間を取り囲む環状のキャビティ冷却流路と、前記キャビティ冷却流路に冷却液を導き入れる駒側供給流路と、前記キャビティ冷却流路から冷却液を導き出す駒側排出流路と、が形成され、
   前記可動型本体は、型締め時、及び型開き後で且つ少なくとも前記成形品駒が移動を開始するまでの間、前記駒側供給流路に接続される可動型本体側供給流路と、前記駒側排出流路に接続される可動型本体側排出流路と、を有し、
   前記可動型本体側供給流路、前記駒側供給流路、前記キャビティ冷却流路、前記駒側排出流路、及び前記可動型本体側排出流路は、冷却液が負圧によって流動させられるようになっている冷却液循環装置に接続され、
   前記キャビティは、前記駒側供給流路、前記キャビティ冷却流路、及び前記駒側排出流路内の冷却液によって空気層を介することなく冷却される、
   ことを特徴とする射出成形金型。
2. 前記成形品駒は、前記可動型本体に相対回動可能に取り付けられ、前記キャビティ内から前記成形品が取り出される際に前記可動型本体に対して回動する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。
3. 前記駒側供給流路は、前記成形品駒が前記可動型本体に対して停止している場合及び前記成形品駒が前記可動型本体に対して相対回動した場合でも、前記成形品駒と前記可動型本体とのいずれか一方の摺動面で且つ前記成形品駒の回動中心軸の周りに形成された第１の周方向溝によって前記可動型本体側供給流路に常時接続され、
   前記駒側排出流路は、前記成形品駒が前記可動型本体に対して停止している場合及び前記成形品駒が前記可動型本体に対して相対回動した場合でも、前記成形品駒と前記可動型本体とのいずれか一方の摺動面で且つ前記成形品駒の回動中心軸の周りに形成された第２の周方向溝によって前記可動型本体側排出流路に常時接続される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型。
4. 前記成形品駒が前記可動型本体に対して所定角度回動する毎に、前記可動型本体側供給流路が前記駒側供給流路に接続され、前記可動型本体側排出流路が前記駒側排出流路に接続されるように、前記駒側供給流路又は前記駒側排出流路となり得る複数の流路が前記成形品駒に設けられた、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型。
5. 前記成形品駒は、前記可動型本体に対して回動した後、前記可動型と前記固定型とが型締めされる際に、前記可動型本体に対する回動前の位置に元位置復帰手段によって戻されるようになっており、
   前記元位置復帰手段は、前記成形品駒に形成されたカム面と、前記固定型の前記成形品駒に対向する箇所に配置されたカム面押圧突起と、を有し、
   前記カム面押圧突起は、前記成形品駒が前記可動型本体に対して回動した後、前記可動型本体と前記固定型とが型締めされる際に、前記カム面を押圧することにより、前記成形品駒を前記可動型本体に対する回動前の位置に戻すようになっている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の射出成形金型。
6. 固定型と、この固定型に対して型締め・型開きができるようになっている可動型と、を有する射出成形金型であって、
   前記可動型は、可動型本体と、この可動型本体にスライド移動可能に取り付けられた成形品駒と、を有し、
   前記成形品駒は、第１成形品駒と第２成形品駒に二分割された割型であり、前記第１成形品駒と前記第２成形品駒とが突き合わせられた状態において、内側に棒状のキャビティ形成用空間が形成され、前記第１成形品駒と前記第２成形品駒とが突き合わせられた状態から離れる方向にスライド移動させられるようになっており、
   前記キャビティは、型締め時に、前記成形品駒、前記成形品駒の前記キャビティ形成用空間内に収容された軸型、及び前記固定型によって形成され、
   前記第１成形品駒及び前記第２成形品駒は、前記キャビティ形成用空間に沿うように形成された半円筒状のキャビティ冷却流路と、前記キャビティ冷却流路に冷却液を導き入れる駒側供給流路と、前記キャビティ冷却流路から冷却液を導き出す駒側排出流路と、が形成され、
   前記可動型本体は、前記駒側供給流路に常時接続される可動型本体側供給流路と、前記駒側排出流路に常時接続される可動型本体側排出流路と、を有し、
   前記第１成形品駒と前記可動型本体とのいずれか一方の摺接面には、前記第１成形品駒の前記駒側供給流路と前記可動型本体側供給流路とを前記第１成形品駒のスライド方向に沿って常時接続する第１の長溝が形成されると共に、前記第１成形品駒の前記駒側排出流路と前記可動型本体側排出流路とを前記第１成形品駒のスライド方向に沿って常時接続する第２の長溝が形成され、
   前記第２成形品駒と前記可動型本体とのいずれか一方の摺接面には、前記第２成形品駒の前記駒側供給流路と前記可動型本体側供給流路とを前記第２成形品駒のスライド方向に沿って常時接続する第３の長溝が形成されると共に、前記第２成形品駒の前記駒側排出流路と前記可動型本体側排出流路とを前記第２成形品駒のスライド方向に沿って常時接続する第４の長溝が形成され、
   前記可動型本体側供給流路、前記駒側供給流路、前記キャビティ冷却流路、前記駒側排出流路、及び前記可動型本体側排出流路は、冷却液が負圧によって流動させられるようになっている冷却液循環装置に接続され、
   前記キャビティは、前記駒側供給流路、前記キャビティ冷却流路、及び前記駒側排出流路内の冷却液によって空気層を介することなく冷却される、
   ことを特徴とする射出成形金型。

Images