JP6902261B2 - 射出成形金型 - Google Patents
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Description
図1に示す特許文献1の技術は、金型1と金型2のキャビティ面5の背後に設けられたノズル室3と、ノズル室3に連通し外部に接続された外部接続通路3aと、ノズル室3に配設され炭酸ガスをノズル室3のキャビティ面5側へ向けて噴射するノズル6と、炭酸ガス供給手段からノズル6へ炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給通路4とを有し、一つの射出成形体を成形する射出成形の1ショットにおいて、溶融樹脂がキャビティ7へ注入され始めた後に、炭酸ガスを所定時間、噴射するものである。
この技術は、ターゲットとなるキャビティ面5側の冷却方法で、蓄熱が生じ易いノズル室3に連通し、外部に接続された炭酸ガス供給通路4に高熱伝導部材としてのヒートパイプ8を挿入してあり、そのターゲットのキャビティ面5側とは反対側に向けて炭酸ガスを噴射するノズル6を設置している。
また、図2に示す特許文献2は、プラスチック光学素子を射出成形により成形する金型11において、該金型11内において移動しない固定側入子12と進退自在に取り付けられている可動側入子13と、可動側入子13と同方向に進退自在に取り付けられ、可動側入子13の温度を調整するための冷媒路14,15,16等からなる温度調整手段と、可動側入子13に一端側が埋設され、他端が温度調整手段に取り付けられ、固定側入子12の温度調整に供すると共に可動側入子13と温度調整手段とを連動して進退自在なヒートパイプ17とを備えている。
そして、図3に示す特許文献3は、金型21を構成する固定側金型22と可動側金型23との間に、成形すべき射出成形体の形状に対応するキャビティ24が形成され、キャビティ24の近傍に発熱体25及び冷却媒体28が、断熱材26を介して設けられ、断熱材26と冷却媒体28との間にペルチェ素子27が設けられている。
また、特許文献2は、ヒートパイプ17の一端が可動側入子13に埋設され、他端が冷媒路14,15,16等からなる温度調整手段に取付けられて固定側入子12の温度調整に供すると共に、可動側入子13と温度調整手段とを連動して進退自在なヒートパイプ17としている。しかし、特許文献2の技術は、ヒートパイプ17を挿入して目的の箇所の温度を調整する手段に使用されているものの、温度調節は固定側入子12に留まらず、金型11に伝わって分散されてしまう。したがって、この技術も実用化には解決しなければならない問題があった。
また、特許文献3におけるペルチェ素子27についても同様で、立ち上がりを急峻にするには、それだけ電力を大きくする必要があり、熱エネルギの無駄が大きくなる。
特許文献1乃至特許文献3の何れにせよ、急峻な立ち上がりを得るには、装置が大掛かりなものとなり、金型内にそれを設置することができないという問題点があった。
ここで、上記固定側の上金型は、前記合成樹脂からなる射出成形体の一方側を形成するキャビティまたはコアを配設したものである。
そして、上記冷媒路は、前記合成樹脂からなる前記射出成形体を冷却する公知の冷却水等の冷媒の通路である。
更に、上記冷媒を収容可能な形成空間は、前記キャビティまたは前記コア内に形成されたものであるが、公知の前記冷媒路と異なるものである。
更にまた、上記移動コアは、前記キャビティまたは前記コア内に形成され、冷媒を収容可能な形成空間及び前記形成空間の断面積を変化により変更自在なものである。
なお、前記形成空間と前記移動コアによって、閉じられた要部冷却機構が形成される。
例えば、図4及び図5に示すように、キャビティ41を有する上金型40及びコア51を有する下金型50からなる金型60が構成されている。このとき、キャビティ41には冷却媒体を循環させる冷媒路42a及び冷媒路42b、図示しない他の冷媒路が配設されていて、上金型40のキャビティ41全体を所定温度に冷却している。射出成形体70としては、所定幅の円弧状のベース71、その外方向側に4本の針状突起部72,73,74,75を設けたものである。下金型50のコア51には上金型40のキャビティ41と同様、冷媒路52a及び冷媒路52b、図示しない冷媒路が配設されていて、下金型50のコア51の全体を冷却している。設計的に上金型40と下金型50からなる金型60は、全体が均一に冷却されるようになっている。
通常、ベース71は熱損失が少なくなるように、射出成形機の注口を決定しているが、本発明ではそれらを考慮しないで設定できる。以下、仔細に説明する。
更に、下金型50のコア51には、冷媒路61a及び冷媒路61bが配設されており、端部はコア51内に形成された冷媒を収容可能な移動コア65に接触しており、移動コア65の内面に一致、或いはそれ以下の距離に設定されている。
但し、射出成形体70を射出するとき、高温高圧の樹脂を供給するので、移動コア65の膨張が無視できないので、それを補償できるようにする必要がある。
本実施の形態における射出成形体70の円弧状の薄いベース71は、型開きするまでに形状が崩れない程度に硬化している必要がある。また、射出成形機の注口が針状突起部72,75側にあると、針状突起部73と針状突起部74に充填する溶融樹脂が通過する場合には、部分的に熱エネルギが大きくなることがある。
また、操作ロッド63を下降させるように外力を付与すると、冷媒路61aと冷媒路61bが遮断状態から、それらの遮断の解放側に移動する。
また、金型薄部59に移動コア65が当接しているときでも、金型薄部59と移動コア65との間がゼロとならず、移動コア65に冷媒路61aから冷媒路61bに連通する開口を設ける。例えば、冷媒路61aから冷媒路61bまで、移動コア65のベース71側の端面にスリットまたはU字溝を設けることが望ましい。
即ち、図6(a)の事例1は、移動コア65の冷媒路61aと冷媒路61bとの間が繋がるように、冷気水の冷媒路61aから冷媒路61bに流れるのをリーク路81で確保し、かつ、形成空間64の金型薄部59との当接部まで冷却水を導くように圧力調整路82を設けたものである。したがって、リーク路81は冷媒路61aと冷媒路61bとの間を繋ぎ、形成空間64に対して移動コア65が挿入されるときには、冷却水が圧力調整路82からリーク路81に流れて排出され、逆に、形成空間64に対して移動コア65が離れ、空間の容積を大きくするときには、冷却水がリーク路81を介して圧力調整路82から供給されるので、移動コア65の往復動がスムーズである。
したがって、この実施の形態の射出成形金型の形成空間64と移動コア65は、形成空間64に挿着される移動コア65の断面積を最小にすべく閉じたときでも、冷媒が流れる構造としたものであるから、射出成形金型に供給する充填する樹脂温度及び充填量、冷媒路42a,42b、52a,52bを流れる冷媒により冷却される射出成形体70を冷却する必要な熱量に対する初期値を任意に設定できる。
このように、リーク路81及び圧力調整路82からなる冷媒が流れる構造、U字溝83は、形成空間64に挿着される移動コア65との断面積を最小にすべく閉じたときでも、形成空間64の圧力を異常圧まで上げることがないから、安全に使用できる。特に、温度が異常に上昇すると、蒸気圧が異常圧力上昇となるが、それを回避することができる。
したがって、形成空間64と移動コア65は、形成空間64に挿着される移動コア65の断面積を最小にすべく閉じたとき、冷媒が流れるのを遮断するものであるから、要部冷却機構66の形成空間64と移動コア65は完全に前記キャビティまたは前記コアと一体となることができ、従来から存在する金型60のキャビティ41またはコア51として扱うことができる。
また、可動側の下金型50は、射出成形体70の反対側を形成するコア51またはキャビティ41を配設したものである。
そして、冷媒路42a,42b、52a,52bは、合成樹脂からなる射出成形体70を冷却する水等の冷媒の通路である。
更にまた、移動コア65は、キャビティ41またはコア51内に形成され、冷媒を収容可能な形成空間64及び形成空間64の断面積を移動により変更自在なものである。
なお、形成空間64と移動コア65によって、閉じられた要部冷却機構66が形成される。
更にまた、要部冷却機構66の移動コア65と冷媒路61a,61bは、移動コア65の形成空間64の開き面積が増加する場合には、冷媒路61a,61bの開口断面も増加するように設定することが望ましい。
また、本発明を説明するのに、射出成形体70のベース71の薄い部分について説明したが、射出成形体70の厚手の部分にも同様に使用することができる。
50 下金型
41 キャビティ
51 コア
42a,42b 冷媒路
52a,52b 冷媒路
59 金型薄部
60 金型
61a,61b 冷媒路
64 形成空間
65 移動コア
66 要部冷却機構
70 射出成形体
71 ベース
72,73,74,75 針状突起部
81 リーク路
82 圧力調整路
83 U字溝
Claims (1)
- 合成樹脂からなる射出成形体の一方側を形成するキャビティまたはコアを配設した固定側の上金型と、
前記射出成形体の反対側を形成する前記コアまたは前記キャビティを配設した可動側の下金型と、
前記射出成形体を冷却する前記キャビティ及び/または前記コア内に形成された冷媒路と、
前記キャビティ及び/または前記コア内に形成された冷媒を収容可能な形成空間、及び前記形成空間に嵌め合いで嵌合し前記形成空間の断面積を移動により変更自在とする移動コアからなる要部冷却機構と
を具備し、
前記要部冷却機構に収容される前記冷媒の流れは、前記冷媒路よりも前記射出成形体側にあることを特徴とする射出成形金型。
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