JP6706803B2 - Sprue bush - Google Patents
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Description
本発明は、スプルブッシュに関する。より詳細には、本発明は、金型に使用されるスプルブッシュに関する。 The present invention relates to a sprue bush. More particularly, the present invention relates to sprue bushings used in molds.
日本の「ものづくり」産業を支えてきた技術の一つに、金型を用いた成形技術がある。かかる成形技術としては、加圧成形法、射出成形法および押出成形法などが挙げられる。これら成形法のうち、射出成形法は、射出成形用金型を用いて溶融原料樹脂から成形品を得る方法である。 One of the technologies that has supported Japan's "manufacturing" industry is molding technology that uses dies. Examples of such molding technique include a pressure molding method, an injection molding method, and an extrusion molding method. Of these molding methods, the injection molding method is a method of obtaining a molded product from a molten raw material resin using an injection molding die.
射出成形法においては、射出成形用金型200’の一方の金型(コア側金型)201’と他方の金型(キャビティ側金型)202’とから構成された金型キャビティ203’内に溶融原料樹脂が射出される(図9(A)参照)。射出された溶融原料樹脂は金型キャビティ203’で冷却固化に付され、成形品となる。金型キャビティ203’内への溶融原料樹脂の射出は、一般にスプルブッシュ100’を介して行われる。
In the injection molding method, inside a
図9(A)に示すように、射出成形用金型200’に用いられるスプルブッシュ100’には原料樹脂流路10’が設けられている。かかる原料樹脂流路10’は、溶融原料樹脂が導入される一端部10a’から金型キャビティ203’内へと通じる他端部10b’にまで延在している。
As shown in FIG. 9(A), a raw resin flow path 10' is provided in a sprue bush 100' used in an injection molding die 200'. The raw material resin flow path 10' extends from one end portion 10a' into which the molten raw material resin is introduced to the
原料樹脂流路10’には、成形品を取り出し易くするためにテーパが付けられている。具体的には、原料樹脂流路10’は、その一端部10a’から他端部10b’へと延在するにつれて幅寸法W’が漸次大きくなっている。図9(A)に示すように、原料樹脂流路10’の上流側10A’の幅寸法W1’は相対的に小さいのに対して、原料樹脂流路10’の下流側10B’の幅寸法W2’は相対的に大きくなっている。
The raw material resin flow path 10' is tapered so that a molded product can be taken out easily. Specifically, the width dimension W′ of the raw material
テーパが付けられた原料樹脂流路10’は、成形品の取出しの点で好ましいものの、溶融原料樹脂の冷却固化の点からは必ずしも好ましいといえない。例えばテーパが付けられた原料樹脂流路10’が長くなると、それに伴って相対的に大きい幅寸法W’の下流側の影響が大きくなり、溶融原料樹脂が冷却固化しにくくなる。溶融原料樹脂が冷却固化しにくいと、溶融原料樹脂の射出から成形品の取出しまでに要する時間が増し、結果として成形サイクルが長くなってしまう。それゆえ、図9(B)で示されるように原料樹脂流路10’の周囲に冷却媒体流路20’が設けられることがある。 The tapered raw material resin flow path 10' is preferable in terms of taking out the molded product, but is not necessarily preferable in terms of cooling and solidification of the molten raw material resin. For example, when the tapered raw material resin flow path 10' becomes longer, the influence of the relatively large width dimension W'on the downstream side becomes larger accordingly, and the molten raw material resin becomes difficult to cool and solidify. If the molten raw material resin is difficult to cool and solidify, the time required from injection of the molten raw material resin to removal of the molded product increases, resulting in a longer molding cycle. Therefore, as shown in FIG. 9B, the cooling medium flow passage 20' may be provided around the raw material resin flow passage 10'.
しかしながら、冷却媒体流路20’が設けられたスプルブッシュ100’(図9(B)参照)においては、以下の問題が生じ得る。 However, the following problems may occur in the sprue bush 100' (see FIG. 9B) provided with the cooling medium flow passage 20'.
冷却媒体流路20’に冷却媒体を流すと、スプルブッシュ100’が金属部材から成ることに起因して、冷却媒体の冷却熱が原料樹脂流路10’内の溶融原料樹脂へ伝わる。しかしながら、かかる原料樹脂流路10’内の溶融原料樹脂は、上流側10A’の幅寸法が相対的に小さいことに起因して下流側10B’よりも上流側10A’で冷却固化し易い傾向を有する。
When the cooling medium flows through the cooling medium flow passage 20', the cooling heat of the cooling medium is transferred to the molten raw material resin in the raw material resin flow passage 10' because the sprue bush 100' is made of a metal member. However, the molten raw material resin in the raw material resin flow channel 10' tends to be cooled and solidified more easily on the
下流側10B’よりも先に上流側10A’で溶融原料樹脂が冷却固化すると、原料樹脂流路10’が実質的に閉塞してしまう虞がある。この場合、原料樹脂流路10’を介して溶融原料樹脂を好適に射出することができず、金型キャビティ203’内に所定量の溶融原料樹脂を充填できなくなる。よって、最終的には所望形状の成形品を得ることができなくなる。
If the molten raw material resin is cooled and solidified in the
本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものである。すなわち、本発明の目的は、原料樹脂流路内の溶融原料樹脂をより好適に冷却できるスプルブッシュを提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances. That is, an object of the present invention is to provide a sprue bush capable of more suitably cooling the molten raw material resin in the raw material resin passage.
上記目的を達成するために、本発明では、
原料樹脂流路およびその原料樹脂流路の周囲に設けられた冷却媒体流路を有して成るスプルブッシュであって、
原料樹脂流路の上流側部分と冷却媒体流路との間の局所領域において、その局所領域以外の領域よりも相対的に小さい熱伝達となる低熱伝達部が設けられているスプルブッシュが提供される。
In order to achieve the above object, in the present invention,
A sprue bush having a raw material resin passage and a cooling medium passage provided around the raw material resin passage,
Provided is a sprue bush provided with a low heat transfer portion that provides relatively smaller heat transfer than a region other than the local region in a local region between the upstream side portion of the raw material resin flow channel and the cooling medium flow channel. It
本発明のスプルブッシュでは、原料樹脂流路内の溶融原料樹脂をより好適に冷却することができる。 In the sprue bush of the present invention, the molten raw material resin in the raw material resin passage can be cooled more suitably.
以下では、図面を参照して本発明の一実施形態をより詳細に説明する。図面における各種要素の形態および寸法は、あくまでも例示にすぎず、実際の形態および寸法を反映するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The forms and dimensions of various elements in the drawings are merely examples and do not reflect actual forms and dimensions.
本発明の一実施形態に係るスプルブッシュ100は、図1に示すように、フランジ部101とそれと一体化した基部102とから構成された金属部材である。かかるスプルブッシュ100は、図示するように、原料樹脂流路10およびその周囲に設けられた冷却媒体流路20を内部に有して成る。
As shown in FIG. 1, a
スプルブッシュ100の原料樹脂流路10は、溶融原料樹脂が導入される一端部10aから金型キャビティ内に通じる他端部10bにまで延在している。成形時の溶融原料樹脂の流れに基づくと、一端部10aは“上流側”の端部に相当し、他端部10bは“下流側”の端部に相当する。溶融原料樹脂の冷却固化で得られる成形品の取り出しを容易にするため、原料樹脂流路10にはテーパが付けられている。より具体的には、原料樹脂流路10は、その一端部10aから他端部10bへと延在するにつれて幅寸法Wが漸次大きくなるように構成されている。つまり、原料樹脂流路10の上流側10Aの幅寸法W1は相対的に小さいのに対して、原料樹脂流路10の下流側10Bの幅寸法W2は相対的に大きくなっている。
The raw material
スプルブッシュ100の冷却媒体流路20は、冷却媒体を流すための流路であって、原料樹脂流路10内の溶融原料樹脂の冷却に資する流路である。つまり、成形時においては冷却媒体流路20を流れる冷却媒体に起因して原料樹脂流路10内の溶融原料樹脂が降温に付されることになる。ここでいう「冷却媒体」とは、原料樹脂流路10内の溶融原料樹脂に対して冷却効果を与えることができる流体のことを指しており、例えば冷却水または冷却ガスなどである。
The cooling
本明細書において「原料樹脂流路の上流側」とは、溶融原料樹脂が導入される一端部10aに対して近位側に位置する部分を指す。一方、本明細書において「原料樹脂流路の下流側」とは、溶融原料樹脂が導入される一端部10aに対して遠位側に位置する部分を指す。原料樹脂流路の上流側と下流側との境界は、特に限定されるものではないが、例えば“原料樹脂流路の長手寸法全体の半分割ポイント”である。より具体的に例示すれば、「原料樹脂流路の上流側」は、例えば原料樹脂流路10の一端部10aから“原料樹脂流路10の長手寸法全体の半分割ポイント”にまで至る領域に相当する。その一方、「原料樹脂流路の下流側」は、例えば“原料樹脂流路10の長手寸法全体の半分割ポイント”から原料樹脂流路10の他端部10bにまで至る領域に相当する。
In the present specification, the "upstream side of the raw material resin flow path" refers to a portion located on the proximal side with respect to the one end portion 10a into which the molten raw material resin is introduced. On the other hand, in the present specification, the “downstream side of the raw material resin flow path” refers to a portion located on the distal side with respect to the one end portion 10a into which the molten raw material resin is introduced. The boundary between the upstream side and the downstream side of the raw material resin flow passage is not particularly limited, but is, for example, “a half-divided point of the entire longitudinal dimension of the raw material resin flow passage”. More specifically, the "upstream side of the raw material resin flow passage" is, for example, a region from one end 10a of the raw material
本発明のスプルブッシュ100では、図1に示すように、原料樹脂流路10の上流側10Aと冷却媒体流路20との間の局所領域100Aに、その局所領域100A以外の領域100Bよりも相対的に小さい熱伝達の低熱伝達部30が設けられている。すなわち、本発明のスプルブッシュの低熱伝達部30は、原料樹脂流路10と冷却媒体流路20との間にて局所的または限定的な形態となっている。本明細書において「低熱伝達部」とは、スプルブッシュにおいて、冷却媒体流路20の冷却媒体に起因する冷却熱が原料樹脂流路10内の溶融原料樹脂へと伝わる現象を減じるまたは阻害する部分のことを実質的に指している。
In the
本発明のスプルブッシュ100では、原料樹脂流路10の上流側10Aと冷却媒体流路20との間に低熱伝達部30が存在するので、冷却媒体流路20の冷却媒体に起因する冷却熱が上流側10Aに伝達しにくくなる。冷却熱が上流側10Aに伝達しにくいことは、上流側10Aにおける溶融原料樹脂の冷却がより好適に抑制されることを意味している。したがって、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化するといった現象が生じにくくなり、原料樹脂流路10の閉塞が防止され得る。
In the
原料樹脂流路10の閉塞が防止されると、原料樹脂流路10を介して溶融原料樹脂をより好適に射出することができる。したがって、本発明のスプルブッシュ100においては、金型キャビティ内に所定量の溶融原料樹脂を充填でき、最終的に所望形状の成形品を得ることができる。
When the blockage of the raw material
以下、本発明の一実施形態に係るスプルブッシュの製造方法について詳述する。本発明の一実施形態に係るスプルブッシュ100は、後述する“粉末焼結積層法”を利用して製造することができる。これに限定されず、スプルブッシュ100の一部のみを粉末焼結積層法で形成し、残りの部分は予め用意した金属構造体に対して切削加工を施すことを通じてスプルブッシュを製造することもできる。かかる「スプルブッシュの一部」としては、例えばスプルブッシュの基部102(またはその一部分)を挙げることができる(図1参照)。「スプルブッシュの残りの部分」としては、例えばスプルブッシュのフランジ部101(またはそれに対して基部102の一部分を加えた部分)を挙げることができる(図1参照)。
Hereinafter, a method for manufacturing the sprue bush according to the embodiment of the present invention will be described in detail. The
スプルブッシュの製造に用いられる“粉末焼結積層法”は、光ビームを粉末材料に照射することを通じて三次元形状造形物を製造できる方法である。粉末焼結積層法では、以下の工程(i)および(ii)に基づいて粉末層形成と固化層形成とを交互に繰り返し実施して三次元形状造形物を製造する。
(i)粉末層の所定箇所に光ビームを照射し、かかる所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程。
(ii)得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、同様に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程。
The “powder sintering lamination method” used for manufacturing the sprue bush is a method capable of manufacturing a three-dimensional shaped object by irradiating a powder material with a light beam. In the powder sinter lamination method, a three-dimensional shaped object is manufactured by alternately repeating powder layer formation and solidified layer formation based on the following steps (i) and (ii).
(I) A step of irradiating a predetermined portion of the powder layer with a light beam and sintering or melting and solidifying the powder at the predetermined portion to form a solidified layer.
(Ii) A step of forming a new powder layer on the obtained solidified layer and similarly irradiating it with a light beam to form a further solidified layer.
このような製造技術に従えば、複雑な三次元形状造形物を短時間で製造することが可能となる。粉末材料として無機質の金属粉末を用いる場合、得られる三次元形状造形物をスプルブッシュまたはその一部分として用いることができる。 According to such a manufacturing technique, a complicated three-dimensional shaped object can be manufactured in a short time. When an inorganic metal powder is used as the powder material, the obtained three-dimensional shaped object can be used as the sprue bush or a part thereof.
粉末材料として金属粉末を用い、それによって製造される三次元形状造形物をスプルブッシュまたはその一部として用いる場合の粉末焼結積層法を例にとる。図8に示すように、まず、スキージング・ブレード23を動かして造形プレート21上に所定厚みの粉末層22を形成する(図8(a)参照)。次いで、粉末層22の所定箇所に光ビームLを照射して粉末層22から固化層24を形成する(図8(b)参照)。引き続いて、得られた固化層の上に新たな粉末層を形成して再度光ビームを照射して新たな固化層を形成する。このようにして粉末層形成と固化層形成とを交互に繰り返し実施すると固化層24が積層することになり(図8(c)参照)、最終的には積層化した固化層24から成る三次元形状造形物を得ることができる。
An example is a powder sintering lamination method in which a metal powder is used as a powder material and a three-dimensional shaped object produced thereby is used as a sprue bush or a part thereof. As shown in FIG. 8, first, the
三次元形状造形物としてのスプルブッシュ100内に原料樹脂流路10および冷却媒体流路20(図1参照)を設けるには、例えば固化層形成時に光ビームが部分的に照射されない非照射部を形成する。より具体的には、粉末焼結積層法で固化層を形成する際、原料樹脂流路および冷却媒体流路となる所定領域は光ビームを照射せず非照射部とする。そして、かかる非照射部に存在する粉末を最終的に除去すると、三次元形状造形物として用いるスプルブッシュ100において原料樹脂流路10および冷却媒体流路20が得られることになる。
In order to provide the raw material
なお、上述したように、粉末焼結積層法でスプルブッシュ100の一部(例えば、スプルブッシュの基部102)を形成する場合、スプルブッシュの残りの部分(例えば、スプルブッシュのフランジ部101)に対しては金属構造体に切削工具を用いて原料樹脂流路10の一部分および冷却媒体流路20の一部分を形成してよい。切削工具としては例えばエンドミルを用いることができる。エンドミルは超硬素材の2枚刃ボールエンドミルであってよい。スプルブッシュの前記一部に形成した原料樹脂流路10の一部分とスプルブッシュの前記残りの部分に形成した原料樹脂流路10の一部分とは相互に連結される。また、スプルブッシュの前記一部に形成した冷却媒体流路20の一部分とスプルブッシュの前記残りの部分に形成した冷却媒体流路20の一部分も相互に連結される。このようにしてスプルブッシュの前駆体同士を互いに合わせることによって、所望のスプルブッシュを得ることができる。
As described above, when a part of the sprue bush 100 (for example, the base portion 102 of the sprue bush) is formed by the powder sintering method, the remaining portion of the sprue bush (for example, the flange portion 101 of the sprue bush) is formed. On the other hand, a part of the raw material
[低熱伝達部の具体的態様]
以下では、低熱伝達部の具体的態様について説明する。
[Specific Embodiment of Low Heat Transfer Part]
Below, the specific aspect of a low heat transfer part is demonstrated.
スプルブッシュに設けられる低熱伝達部は大きく2つの具体的態様に分けられる。 The low heat transfer portion provided in the sprue bush is roughly divided into two specific modes.
第1の具体的態様は中空部を利用する態様である。かかる態様では、低熱伝達部が中空部から成る。中空部は、(1)真空状態で用いたり、(2)熱媒体を流すための熱媒体流路として用いたり、あるいは、(3)粉末体を設ける空間として用いたりしてよい。 The first specific mode is a mode using a hollow portion. In such an aspect, the low heat transfer part is composed of a hollow part. The hollow portion may be used (1) in a vacuum state, (2) as a heat medium flow path for flowing a heat medium, or (3) as a space in which a powder body is provided.
(1)真空状態で用いる場合、熱を伝える気体分子が中空部に少ないので、かかる中空部を“断熱領域”として好適に機能させることができる。また、(2)熱媒体流路の場合、熱媒体から生じる温熱によって冷却媒体流路の冷却媒体による熱伝導が熱媒体流路およびその近傍で低下することになるので、かかる中空部を“冷却熱伝導低下領域”として好適に機能させることができる。(3)粉末体を設ける場合、中空部では粉末粒子同士が相互に“点”接触となって粉末体の熱伝導が相対的に低くなるので、かかる中空部を“冷却熱伝導低下領域”として好適に機能させることができる。 (1) When used in a vacuum state, the number of gas molecules that conduct heat is small in the hollow portion, so that the hollow portion can function suitably as a “heat insulating region”. Further, in the case of (2) the heat medium flow passage, heat conduction by the cooling medium in the cooling medium flow passage is reduced by the heat generated from the heat medium in the heat medium flow passage and in the vicinity thereof, so that such a hollow portion is “cooled”. It can be suitably functioned as a “heat conduction reduced region”. (3) When a powder body is provided, the powder particles come into "point" contact with each other in the hollow portion, and the heat conduction of the powder body becomes relatively low. It can function appropriately.
第2の具体的態様は、スプルブッシュの材質を局所的に変える態様である。 The second specific mode is a mode in which the material of the sprue bush is locally changed.
例えば、第2の具体的態様に従ったスプルブッシュでは、低熱伝達部がポーラス材から成る。ポーラス材には多数の空隙が存在することに起因して、冷却媒体流路の冷却媒体に起因する冷却熱がポーラス材で減じられることになる。よって、かかるポーラス材を“冷却熱伝導低下領域”として好適に機能させることができる。 For example, in the sprue bush according to the second specific aspect, the low heat transfer portion is made of a porous material. Due to the presence of a large number of voids in the porous material, the cooling heat caused by the cooling medium in the cooling medium flow path is reduced by the porous material. Therefore, such a porous material can suitably function as a “cooling heat conduction lowering region”.
本発明においては、上記の2つの具体的態様の少なくとも一方によって「原料樹脂流路の上流側と冷却媒体流路との間に局所的に設けられる低熱伝達部」を好適に具現化できる。以下それについて詳述する。 In the present invention, the "low heat transfer portion locally provided between the upstream side of the raw material resin flow path and the cooling medium flow path" can be preferably embodied by at least one of the above two specific modes. The details will be described below.
[(1)低熱伝達部:中空部]
本発明の一実施形態に係るスプルブッシュ100では、図2に示すように、低熱伝達部が中空部40から成る。ここでいう「中空部」とは、原料樹脂流路10の上流側10Aと冷却媒体流路20との間に少なくとも形成されるスプルブッシュ100の空間領域を指している。かかる中空部40を低熱伝達部として用いることで、冷却媒体流路20の冷却媒体から生じる冷却熱を中空部40で伝わりにくくする。かかる冷却熱が中空部40で伝わりにくいと、原料樹脂流路10の上流側10Aにおける溶融原料樹脂の冷却がより好適に抑制され、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化する現象が生じにくくなる。つまり、原料樹脂流路10の閉塞がより好適に防止され得る。
[(1) Low heat transfer part: hollow part]
In the
中空部:真空状態
中空部40は、真空状態にしてよい(図3参照)。ここでいう「真空状態」とは大気圧より低い圧力の空間状態を指す。中空部40が真空状態となる場合、中空部40は、相対的に空気が少ない状態となる。すなわち、中空部40には、熱を伝える気体分子が少なくなっている。中空部40に熱を伝える気体分子が少ないと、それに起因して、冷却媒体流路20の冷却媒体に起因する冷却熱が原料樹脂流路10の上流側10Aへと伝わりにくくなる。これは、上流側10Aにおける溶融原料樹脂の冷却がより好適に抑制されることを意味している。したがって、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化する現象が生じにくくなり、原料樹脂流路10の閉塞がより好適に防止され得る。
Hollow part: vacuum state The
中空部40は、完全な真空状態である必要がなく、外部から空気が入り込んだものであってもよい。空気は金属材よりも小さい熱伝導率を有する。例示すると、室温下で金属材(例えば鉄材)の熱伝導率が約80W・m-1・K-1であるのに対して、空気の熱伝導率は約0.02W・m-1・K-1である。そのため、意図せず空気が中空部に入り込んだとしても、冷却媒体からの冷却熱は中空部40の存在に起因して減じられる。
The
真空状態の中空部40は、例えば、次のような方法により得ることができる。まず、粉末焼結積層法で固化層を形成する際、ある局所領域に光ビームを照射せず、かかる局所領域の粉末を最終的に除去して中空部を形成する。これに限定されず、金属構造体のある局所領域に対して切削加工を施すことで中空部を形成してよい。中空部の形成後、外部との連通箇所45(図3参照)からいわゆる“真空引き”を行うと、真空状態の中空部40を得ることができる(なお、真空状態を維持するために連通箇所45には封止処理を適宜施してよい)。
The
中空部:熱媒体流路
中空部40は、例えば図4に示すように熱媒体流路40aとなっていてもよい。図示する態様では、原料樹脂流路10の上流側10Aと冷却媒体流路20との間において熱媒体流路40aの一部が位置付けられている(図4参照)。ここでいう「熱媒体流路」とは、熱媒体を流すための流路のことを指している。熱媒体は、温水、蒸気または熱風などの流体であってよい。
Hollow part: Heat medium flow path The
中空部40が熱媒体流路40aとなるスプルブッシュ100では、冷却媒体流路20に冷却媒体が流されると共に熱媒体流路40aに熱媒体が流される。熱媒体流路40aの少なくとも一部が原料樹脂流路10の上流側10Aと冷却媒体流路20との間に位置付けられているので、冷却媒体流路20の冷却媒体に起因する冷却熱は熱媒体流路40aの領域およびその近傍で減じられる。つまり、冷却媒体流路20の冷却熱が原料樹脂流路10の上流側10Aへと伝わりにくくなる。これにより、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化する現象が生じにくくなり、原料樹脂流路10の閉塞がより好適に防止され得る。
In the
なお、熱媒体流路40aは、例えば、熱媒体源に接続され、流体ポンプなどを備える熱媒体管を中空部40に接続することによって好適に得ることができる。
The heat
中空部:粉末体充填
本発明の一実施形態に係るスプルブッシュ100では粉末体が用いられてもよい。図5に示すように、例えば中空部40に粉末体50が設けられていてよい。ここでいう「粉末体」とは、例えば金属粉末および樹脂粉末の少なくとも一方から成る粉末粒子の集合体を指す。金属粉末は、例えば平均粒径5μm〜100μm程度の鉄系金属粉末であってよい。また、樹脂粉末は、平均粒径30μm〜100μm程度のナイロン、ポリプロピレンまたはABSなどであってよい。
Hollow part: powder body filling In the
中空部40に粉末体50が設けられている場合、中空部40では粉末粒子同士が相互に“点”接触することに起因して熱伝導が相対的に低くなる。これにより、冷却媒体流路20の冷却媒体に起因する冷却熱が粉末体50で減じられることになる。つまり、冷却媒体流路20から原料樹脂流路10の上流側10Aへと冷却熱が伝わりにくくなる。これによって、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化する現象が生じにくくなり、原料樹脂流路10の閉塞がより好適に防止され得る。
When the
中空部40に粉末体が設けられている場合、スプルブッシュ100の構造強度が向上する効果も奏され得る。中空部40はスプルブッシュ内部で“空間”を成すので、スプルブッシュ100の構造強度の点では中空部40の存在は一般に好ましくないといえる。この点、図5に示すように、中空部40に粉末体50が設けられると、中空部40に起因する強度低下を補うことができる。つまり、中空部40に設けられた粉末体50は、構造強度の補強材として機能させることができる。このように構造強度を好適に補う観点からいえば、中空部40に粉末体50がより多く充填されていることが好ましい。
When the powder body is provided in the
粉末体50が充填された中空部40は、粉末焼結積層法の実施を通じて得ることができる。具体的には、粉末焼結積層法で固化層を形成する際に粉末体を設ける領域に光ビームを照射せず、非照射部とする。そして、かかる非照射部の粉末を除去せず敢えて最後まで残存させると、スプルブッシュ100内に粉末体50が設けられた中空部40を得ることができる。これに限定されず、金属構造体のある局所領域に対して切削加工を施して中空部40を形成し、かかる中空部40に対して粉末を供給することで「粉末体50が設けられた中空部40」を得ることもできる。
The
[(2)低熱伝達部:ポーラス材]
本発明の一実施形態に係るスプルブッシュ100では、例えば図6に示すように、低熱伝達部30がポーラス材60から成っていてもよい。ここでいう「ポーラス材」とは多数の微小な空隙(すなわち、孔)を備えた多孔質材のことを指している。各空隙の平均寸法は、特に限定されるものではないが、好ましくは10nm〜1mm程度、より好ましくは20nm〜500nm程度、例えば約100nmである。
[(2) Low heat transfer part: Porous material]
In the
ポーラス材60の空隙には実質的に空気が存在している。上述したように空気の熱伝導率は金属材の熱伝導率よりも小さいので、冷却媒体流路20の冷却媒体からの冷却熱は、空気が存在するポーラス材60で減じられる。つまり、冷却媒体流路20から原料樹脂流路10の上流側10Aへと冷却熱が伝わりにくくなり、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化する現象が生じにくくなる。
Air is substantially present in the voids of the
低熱伝達部30として設けるポーラス材60は、粉末焼結積層法を通じて得てよい。粉末焼結積層法で固化層を形成する際、光ビームの照射条件を制御することによってポーラス材60から成る領域を得ることができる。より具体的には、固化層となる領域の一部に対して、光ビームの照射エネルギーを低くすると、かかる一部の焼結密度を相対的に小さくすることができる。例えば焼結密度を40%〜90%とすることができる。このような低い焼結密度の固化層の領域はポーラス材60の領域として利用できる。一例を挙げると、例えば光ビームの照射エネルギーを約2〜3J/mm2と低くすることで焼結密度を70〜80%程度にすることができる。(1)光ビームの照射エネルギーを低くすることの他に、(2)光ビームの走査速度を上げる、(3)光ビームの走査ピッチを拡げる、(4)光ビームの集光径を大きくすることなどによってもポーラス材60の領域を形成することができる。
The
以上の如く説明してきた第1および第2の具体的態様は、原料樹脂流路の上流側と冷却媒体流路との間に設けられた低熱伝達部に関するものであったが、例えば下記の態様によっても“原料樹脂流路の上流側への熱伝達”を減じることができる。 The first and second specific modes described above are related to the low heat transfer section provided between the upstream side of the raw material resin flow path and the cooling medium flow path. Also, the "heat transfer to the upstream side of the raw material resin flow path" can be reduced.
冷却媒体流路:コーティング層形成
図7に示されるスプルブッシュ100はコーティング層70を有している。より具体的にはコーティング層70は冷却媒体流路20の内壁面の少なくとも一部20Aに設けられている。ここでいう「コーティング層」とは、冷却媒体流路20の内壁面の少なくとも一部を被覆する層のことを指している。「冷却媒体流路20の内壁面の少なくとも一部20A」は図7に示すように原料樹脂流路10の上流側10Aに近位する内壁面を特に指している。コーティング層70は低熱伝導率材料から成る層であることが好ましい。コーティング層70に用いられる低熱伝導率材料としては、特に限定されるものではないがエポキシ樹脂およびシリコーン樹脂などを挙げることができる。
Cooling medium flow path: coating layer formation The
図7に示すように冷却媒体流路20の内壁面の少なくとも一部20Aに低熱伝導率材料のコーティング層70が設けられていると、冷却媒体流路20の冷却媒体に起因する冷却熱がコーティング層70で減じられることになる。具体的には、コーティング層70が低熱伝導率材料から成ることに起因して、原料樹脂流路10の上流側10Aに冷却熱が伝わりにくくなる。したがって、上流側10Aの溶融原料樹脂の冷却がより好適に抑制され、下流側10Bよりも先に上流側10Aで溶融原料樹脂が冷却固化する現象が生じにくくなる。
As shown in FIG. 7, when the
以上、本発明の一実施形態に係るスプルブッシュについて説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく、特許請求の範囲に規定される発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が当業者によってなされると理解されよう。 Although the sprue bush according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention defined in the claims. It will be understood that this is done by the vendor.
100 スプルブッシュ
100A 局所領域(原料樹脂流路の上流側部分と冷却媒体流路との間の局所領域)
100B 局所領域以外の領域
10 原料樹脂流路
10A 原料樹脂流路の上流側
20 冷却媒体流路
30 低熱伝達部
40 中空部
40a 熱媒体流路
50 粉末体
60 ポーラス材
100 sprue bush 100A local area (local area between upstream side portion of raw material resin flow path and cooling medium flow path)
100B Area other than
Claims (1)
前記原料樹脂流路の上流側部分と前記冷却媒体流路との間の局所領域において、該局所領域以外の領域よりも相対的に小さい熱伝達となる低熱伝達部が設けられており、かつ、前記低熱伝達部が、前記スプルブッシュの表面および前記原料樹脂流路の形成面に対して非露出状態となるように該スプルブッシュの内部に設けられている、スプルブッシュ。 A sprue bush having a raw material resin flow path and a cooling medium flow path provided around the raw material resin flow path,
In a local region between the upstream side portion of the raw material resin flow channel and the cooling medium flow channel, a low heat transfer portion that provides relatively smaller heat transfer than a region other than the local region is provided, and A sprue bush, wherein the low heat transfer portion is provided inside the sprue bush so as not to be exposed to the surface of the sprue bush and the surface on which the raw material resin flow path is formed .
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