JP7514670B2 - Molding die components - Google Patents
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Description
本発明は、例えば加熱溶融された合成樹脂製容器蓋を成形加工するための成形金型用部材に関する。 The present invention relates to a molding die component for molding, for example, a heated and melted synthetic resin container lid.
従来より、例えば容器の封止などに用いられる、ポリエチレン又はポリプロピレン等の合成樹脂材料で形成された合成樹脂製容器蓋が知られている。かような合成樹脂製容器蓋は、例えば特許文献1に示すように、一般的には射出成形や圧縮成形などに用いられる成形金型によって大量生産される。 Conventionally, synthetic resin container lids made of synthetic resin materials such as polyethylene or polypropylene are known and are used, for example, for sealing containers. Such synthetic resin container lids are generally mass-produced using molding dies used for injection molding, compression molding, etc., as shown in, for example, Patent Document 1.
このような成形加工に用いられる金型は一般的に切削加工によって製造されているが、近年ではいわゆる3Dプリンタを用いた三次元造形によって金型を製造することも提案されている。 The molds used in this type of molding are generally manufactured by cutting, but in recent years, it has also been proposed to manufacture molds by three-dimensional modeling using so-called 3D printers.
例えば特許文献2では、金属粉末を用いた金属金型の3D造形を利用して、温調回路をレーザー光による金型造形の際に同時に形成することで、金型造形後に機械加工により温調回路を設ける従来の金属金型に比べて機械加工上の制約がなくなり温調回路の設計の自由度が向上することが提案されている。 For example, Patent Document 2 proposes that by using 3D modeling of a metal mold using metal powder to simultaneously form a temperature control circuit when the mold is molded using laser light, machining constraints are eliminated and the degree of freedom in designing the temperature control circuit is improved compared to conventional metal molds in which a temperature control circuit is created by machining after the mold is molded.
さらに例えば特許文献3では、三次元印刷機器を用いて光硬化性樹脂を3次元成形する樹脂製成形型の製造に際し、この成形型を冷却する冷却媒体が流れる冷却管は成形物と成形型とが接触する接触面に沿って屈曲し、接触面の面積を60%以上が冷却管から8mm以内の距離と設定することが提案されている。 Furthermore, for example, Patent Document 3 proposes that when manufacturing a resin mold for three-dimensionally molding a photocurable resin using a three-dimensional printing device, the cooling pipe through which the cooling medium for cooling the mold flows is bent along the contact surface where the molded product comes into contact with the mold, and that 60% or more of the area of the contact surface is set within 8 mm of the cooling pipe.
たしかに上記した三次元印刷機器を用いて成形金型を一体的に製造すれば、冷却流路なども同時に且つ成形物の形状に対応させて製造することが可能となる。
ところで上記した合成樹脂製容器蓋は、容器の口部に対して螺合される場合にはスカート壁の内側にねじ山が形成される。ここで、容器蓋の直径は20~30mm程度であって上記したねじ山も相対的に小さいものとなるが、成形後の除熱が過度になれば離型の際に成形品の破損を招き、上記した除熱が不十分であれば成形品の変形を招くことになる。
Indeed, by using the above-mentioned three-dimensional printing equipment to manufacture the molding die as a single unit, it is possible to simultaneously manufacture cooling channels and the like in accordance with the shape of the molded product.
When the synthetic resin container lid is screwed onto the mouth of the container, a screw thread is formed on the inside of the skirt wall. Here, the diameter of the container lid is about 20 to 30 mm, and the screw thread is relatively small. However, if the heat is removed too much after molding, the molded product will be damaged when released from the mold, and if the heat is not removed enough, the molded product will be deformed.
換言すれば、合成樹脂製容器蓋を成形する成形金型においては適正な成形品からの除熱が重要であるが、上記した特許文献を含む従来技術では後述する課題については到達しておらず、未だに市場のニーズに対応しているとは言い難い。
従って、本発明の目的の1つは、合成樹脂製容器蓋を成形する成形金型において成形品からの適正な除熱が可能な成形金型用部品を提供することにある。
In other words, in molding dies for molding synthetic resin container lids, proper heat removal from the molded product is important, but the conventional technologies, including the patent documents mentioned above, have not addressed the issues described below, and it is difficult to say that they still meet market needs.
SUMMARY OF THE PRESENT EMBODIMENTS Accordingly, one object of the present invention is to provide a molding die component capable of properly removing heat from a molded product in a molding die for molding a synthetic resin container lid.
上記課題を解決するため、本発明の一形態における成形金型用部品は、(1)レーザー光により金属粉末を焼結させてそれぞれ一体で3D造形された雄型と雌型とからなり、ねじ山が形成されて容器を封止する封止体を成形するための溶融樹脂が流入する成形金型に用いられる成形金型用部材であって、前記雄型と前記雌型のいずれか一方に形成された、前記封止体のねじ山を形成するためのねじ溝用凸部と、前記ねじ溝用凸部の内部に配設されて、前記ねじ山のフランクに沿って対向するように冷却する冷却媒体が流通する冷却流路部と、を有し、前記冷却流路部は、前記溶融樹脂を冷却する冷却媒体が流入するインレットポートから前記冷却媒体が排出されるアウトレットポートまで分岐せず螺旋状の流路となっている、ことを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明の一形態における成形金型用部品は、(2)レーザー光により金属粉末を焼結させてそれぞれ一体で3D造形された雄型と雌型とからなり、ねじ山が形成されて容器を封止する封止体を成形するための溶融樹脂が流入する成形金型に用いられる成形金型用部材であって、前記雄型と前記雌型のいずれか一方に形成された、前記封止体のねじ山を形成するためのねじ溝用凸部と、前記ねじ溝用凸部の内部に配設されて、前記溶融樹脂を冷却する冷却媒体が流入するインレットポートから前記冷却媒体が排出されるアウトレットポートを備え、前記ねじ山のフランクに沿って対向するように冷却する前記冷却媒体が流通する冷却流路部と、を有し、前記冷却流路部は、成形される前記封止体において上下軸方向に関して隣り合う前記ねじ山の間のねじ溝内に少なくとも一部が収容されるように設けられてなる、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention provides a molding die part (1) that is a molding die member for use in a molding die, comprising a male die and a female die that are 3D-molded as a single unit by sintering metal powder with laser light, and into which molten resin flows to form a sealing body that seals a container by forming a thread, the molding die part having a thread groove convex portion for forming the thread of the sealing body, formed on one of the male die or the female die, and a cooling flow path portion that is disposed inside the thread groove convex portion and through which a cooling medium flows to cool the sealing body in opposing directions along the flanks of the thread, the cooling flow path portion being a spiral flow path that does not branch out from an inlet port through which the cooling medium that cools the molten resin flows in to an outlet port from which the cooling medium is discharged .
In order to solve the above-mentioned problems, a molding die part in one embodiment of the present invention is (2) a molding die member for use in a molding die comprising a male die and a female die which are 3D-molded integrally by sintering metal powder with laser light, and into which molten resin flows to form a sealing body which seals a container by forming a thread, the molding die part having a thread groove convex portion formed in one of the male die and the female die, and a cooling flow path portion through which the cooling medium flows in such a manner that the cooling medium flows in an inlet port for cooling the molten resin and an outlet port disposed inside the thread groove convex portion, the cooling flow path portion being opposed along the flanks of the thread, the cooling flow path portion being arranged so that at least a portion of the cooling flow path portion is accommodated in the thread groove between the threads which are adjacent to each other in the vertical axial direction in the sealing body to be molded.
なお上記(1)又は(2)に記載の成形金型用部品においては、(3)前記冷却流路部は、前記フランクに沿って周方向に連続し且つ前記ねじ山の上下軸方向に関して連続して形成されてなることが好ましい。 In the molding die parts described in (1) or (2) above, ( 3 ) it is preferable that the cooling flow passage portion is formed so as to be continuous in the circumferential direction along the flank and continuous in the up-down axial direction of the thread.
また、上記(1)~(3)のいずれかに記載の成形金型用部品においては、(4)前記封止体は、前記容器の口部に螺合するキャップであって、前記雄型によって、前記キャップにおける天面壁の内面、前記天面壁から垂下するスカート壁の内面、および前記スカート壁の内面に形成され前記ねじ山がそれぞれ規定され、前記雌型によって、前記天面壁の外面および前記スカート壁の外面がそれぞれ規定されることが好ましい。 In addition, in any of the molding die parts described in (1) to (3) above, (4) the sealing body is a cap that screws onto the mouth of the container, and the male mold defines the inner surface of the top wall of the cap, the inner surface of the skirt wall that hangs down from the top wall, and the thread formed on the inner surface of the skirt wall, and the female mold defines the outer surface of the top wall and the outer surface of the skirt wall.
本発明によれば、不適正な除熱による合成樹脂製容器蓋の破損や変形を抑制可能な成形金型用部品を実現できる。 The present invention makes it possible to realize a molding die part that can prevent damage or deformation of a synthetic resin container lid caused by improper heat removal.
以下、本発明を好適に実施するための実施形態について説明する。なお本実施形態においては、説明の便宜上、図を用いた説明においてX、Y及びZ方向を適宜設定したが、説明の便宜上であって本発明を何ら過度に限定するものではない。また、以下で詳述する構成以外の機構については、上記した特許文献1を含む公知の合成樹脂製容器蓋に用いられる成形金型の構造を適宜適用してもよい。 The following describes an embodiment for implementing the present invention. In this embodiment, for the sake of convenience, the X, Y, and Z directions are appropriately set in the explanation using the figures, but this is for the sake of convenience and does not excessively limit the present invention. In addition, for mechanisms other than the configurations described in detail below, the structure of a molding die used for known synthetic resin container lids, including those described in Patent Document 1 above, may be appropriately applied.
[成形金型1000]
まず図5などに示すとおり、本実施形態における成形金型1000は、レーザー光により金属粉末を焼結させてそれぞれ一体で3D造形された雄型LDM(コア)と雌型UDM(キャビティ)とから構成されている。
[Molding die 1000]
First, as shown in Figure 5 and other figures, the molding die 1000 in this embodiment is composed of a male LDM (core) and a female UDM (cavity) that are 3D shaped integrally by sintering metal powder with laser light.
かような成形金型1000内には、成形金型1000におけるランナーRNとゲートGTを介して、ねじ山3が形成されて容器(不図示)を封止する封止体CAPを成形するための溶融樹脂が流入する。一例として、本実施形態では、150℃~200℃程度に加熱された溶融樹脂が成形金型1000内に射出されるとともに、概ね10℃~30℃程度の公知の冷媒(水など)によって冷却される。 Molten resin flows into the molding die 1000 through the runner RN and gate GT in the molding die 1000 to form a sealing body CAP that forms a screw thread 3 and seals a container (not shown). As an example, in this embodiment, molten resin heated to about 150°C to 200°C is injected into the molding die 1000 and cooled by a known refrigerant (such as water) at about 10°C to 30°C.
なお本実施形態で適用可能な樹脂材は、射出成形または圧縮成形に用いられる溶融可能な樹脂であれば特に制限はなく、例えばポリプロピレンやポリエチレンなどの公知の合成樹脂材が適用できる。また、本実施形態では、成形金型の適用例として射出成形を説明するが、例えば上記の圧縮成形や押出成形など他の成形手法に対しても本発明は適用が可能である。 The resin material that can be used in this embodiment is not particularly limited as long as it is a meltable resin used in injection molding or compression molding, and known synthetic resin materials such as polypropylene and polyethylene can be used. Also, in this embodiment, injection molding is described as an example of the application of a molding die, but the present invention can also be applied to other molding methods such as the above-mentioned compression molding and extrusion molding.
より具体的に本実施形態における成形金型1000は、成形品(封止体CAP)の内側に挿入されるスクリューコアとしての成形金型用部品100、成形品(封止体CAP)の天面壁およびスカート壁の外側と接するキャビティ200、いわゆる無理抜き時に用いられるストリッパーブッシング300、冷媒流路CWの1つが形成されるクーリングコア400、およびクーリングコア400内に挿入されて冷媒の流れを制御するクーリングバー500などを含んで構成されている。 More specifically, the molding die 1000 in this embodiment is configured to include a molding die part 100 as a screw core that is inserted inside the molded product (sealing body CAP), a cavity 200 that contacts the outside of the top wall and skirt wall of the molded product (sealing body CAP), a stripper bushing 300 that is used when performing so-called forced removal, a cooling core 400 in which one of the refrigerant flow paths CW is formed, and a cooling bar 500 that is inserted into the cooling core 400 to control the flow of the refrigerant.
[成形金型用部品100]
図1~4に示すように、本実施形態の成形金型用部品100は、上記した成形金型1000内に組み込み可能であって、ねじ溝用凸部10、ねじ山用溝部11、断続壁12、TE形成部13、端部形成部14および冷却流路部20を含んで構成されている。
なお本実施形態の成形金型用部品100は、いわゆる3Dプリンターなどの上記した公知の三次元造形装置を用いて一体的に製造される。また、本実施形態の成形金型用部品100の材質については、特に制限はなく、三次元造形が可能な公知の種々の金属粉末を適用できる。
[Molding die part 100]
As shown in Figures 1 to 4, the molding die part 100 of this embodiment can be incorporated into the above-mentioned molding die 1000, and is configured to include a thread groove protrusion 10, a thread groove portion 11, an interrupted wall 12, a TE forming portion 13, an end forming portion 14, and a cooling flow path portion 20.
The molding die component 100 of this embodiment is integrally manufactured using the above-mentioned known three-dimensional modeling device such as a so-called 3D printer. There is no particular limitation on the material of the molding die component 100 of this embodiment, and various known metal powders capable of three-dimensional modeling can be used.
ねじ溝用凸部10は、前記した封止体CAPのねじ山3を形成するために用いられる。なお、ねじ溝は封止体CAPの形態によって雄型と雌型のいずれにも形成され得る。したがって本実施形態のねじ溝用凸部10は、上記に対応して雄型と雌型のいずれ一方に形成される。このねじ溝用凸部10によって、成形後の封止体CAPにねじ溝が形成される。 The thread groove protrusion 10 is used to form the thread 3 of the sealing body CAP described above. The thread groove can be formed in either the male or female mold depending on the shape of the sealing body CAP. Therefore, the thread groove protrusion 10 of this embodiment is formed in either the male or female mold corresponding to the above. The thread groove protrusion 10 forms a thread groove in the sealing body CAP after molding.
なお本実施形態における封止体CAPとしては、例えばPETボトルなど公知の容器の口部に螺合される合成樹脂製キャップが好適である。しかしながら本発明に好適な封止体CAPとしては、ねじ構造を有していれば上記した容器蓋(キャップ)に限られず、例えばスパウトなどねじ構造を備えた他の公知の封止部材であってもよい。 In this embodiment, the sealing member CAP is preferably a synthetic resin cap that is screwed onto the mouth of a known container such as a PET bottle. However, the sealing member CAP suitable for this invention is not limited to the container lid (cap) described above as long as it has a screw structure, and may be other known sealing members with a screw structure, such as a spout.
本実施形態においては、この封止体CAPは、上述したとおり容器の口部に螺合するキャップ(図5(b)も適宜参照されたい)であって、前記した雄型LDMによってキャップにおける天面壁1の内面、天面壁1から垂下するスカート壁2の内面、およびスカート壁2の内面に形成されたねじ山3がそれぞれ規定される。同様に、同図に示すとおり、前記した雌型UDMによって天面壁1の外面およびスカート壁2の外面がそれぞれ規定される。 In this embodiment, the sealing body CAP is a cap that screws onto the mouth of the container as described above (see also FIG. 5(b) as appropriate), and the male LDM described above defines the inner surface of the top wall 1 of the cap, the inner surface of the skirt wall 2 that hangs down from the top wall 1, and the thread 3 formed on the inner surface of the skirt wall 2. Similarly, as shown in the same figure, the outer surface of the top wall 1 and the outer surface of the skirt wall 2 are each defined by the female UDM described above.
図1及び2などから理解されるとおり、ねじ山用溝部11は、成形後の封止体CAPに螺旋状のねじ山3が形成されるように、上下軸方向(Z方向)におけるねじ溝用凸部10の上下に配設されている。 As can be seen from Figures 1 and 2, the thread grooves 11 are arranged above and below the thread groove protrusions 10 in the vertical axial direction (Z direction) so that a helical thread 3 is formed in the sealing body CAP after molding.
断続壁12は、上記した封止体CAPのねじ山3およびねじ溝が周方向(θz方向)に沿って断続的となるように、周方向において所定の間隙をもって配設されている。なお、封止体CAPのねじ山3などを連続した螺旋状とする場合には、かような断続壁12は省略される。 The interrupted walls 12 are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction so that the threads 3 and thread grooves of the sealing body CAP described above are interrupted along the circumferential direction (θz direction). Note that when the threads 3 of the sealing body CAP are made to be a continuous spiral, such interrupted walls 12 are omitted.
TE形成部13は、成形後の封止体CAPに開封されたことを示すタンパーエビデントを形成するための溝部である。かようなタンパーエビデントの構造としては、特に制限はなく公知のタンパーエビデント構造を適用できる。 The TE forming portion 13 is a groove portion for forming a tamper evident in the molded sealed body CAP, which indicates that the sealed body CAP has been opened. There are no particular limitations on the structure of such a tamper evident, and any known tamper evident structure can be applied.
端部形成部14は、成形後の封止体CAPの下端が位置する部位である。本実施形態の成形金型用部品100においては、一例として、この端部形成部14を境にしてその下側は徐々に拡径されたテーパー状となっている。 The end forming portion 14 is the portion where the lower end of the sealing body CAP will be located after molding. In the molding die part 100 of this embodiment, as an example, the lower side of the end forming portion 14 is tapered with a gradually expanding diameter.
冷却流路部20は、前記したねじ溝用凸部10の内部に配設されて、図5(b)に示すCAPのネジ山3のフランクfに沿って成形される封止体CAPのねじ山3のフランクfに沿って対向するように冷却する冷却媒体が流通される。なお本実施形態の冷却媒体としては、例えば上述のとおり温度調整された水など公知の液体や気体などが適用できる。 The cooling flow passage portion 20 is disposed inside the thread groove protrusion portion 10, and a cooling medium flows in a manner to face the flank f of the thread 3 of the sealing body CAP molded along the flank f of the thread 3 of the CAP shown in FIG. 5(b). Note that the cooling medium in this embodiment can be a known liquid or gas, such as water whose temperature has been adjusted as described above.
なお図5に示すとおり、本実施形態の冷却流路部20は、第1冷却流路CW1、第2冷却流路CW2および第3冷却流路CW3の3つの冷却流路で構成されている。このうち、第1冷却流路CW1は、上記したキャビティ200側に配設されて、封止体CAPのスカート壁2の外周面に向けた溶融樹脂の冷却を担っている。 5, the cooling channel portion 20 of this embodiment is composed of three cooling channels, a first cooling channel CW1 , a second cooling channel CW2 , and a third cooling channel CW3 . Among these, the first cooling channel CW1 is disposed on the side of the above-mentioned cavity 200, and is responsible for cooling the molten resin toward the outer circumferential surface of the skirt wall 2 of the sealing body CAP.
また、本実施形態の冷却流路部20を構成する第2冷却流路CW2は、上記したねじ溝用凸部10の内部に配設されて、成形される封止体CAPのねじ山3のフランクfに沿って対向するように冷却媒体が流通する。
また、冷却流路部20を構成する残りの第3冷却流路CW3は、上記したクーリングコア400内に配設されて、封止体CAPのスカート壁2の内側(例えばインナーリング4やアウターリング5あるいは天面壁1の内面など)に向けた溶融樹脂の冷却を担っている。
In addition, the second cooling flow passage CW2 constituting the cooling flow passage portion 20 of this embodiment is arranged inside the above-mentioned thread groove convex portion 10, and the cooling medium flows along and facing the flank f of the thread 3 of the molding sealing body CAP.
The remaining third cooling flow path CW3 constituting the cooling flow path section 20 is disposed within the above-mentioned cooling core 400, and is responsible for cooling the molten resin toward the inside of the skirt wall 2 of the sealing body CAP (for example, the inner ring 4, the outer ring 5, or the inner surface of the top wall 1, etc.).
なお本実施形態では、上記した合計3つの冷却流路によって冷却流路部20が構成されているが、この例に限られず少なくとも第2冷却流路CW2が配設される限りにおいて、単一の流路となっていたり、2つあるいは4つ以上の流路で構成された形態であってもよい。 In this embodiment, the cooling flow path section 20 is configured by a total of three cooling flow paths as described above, but is not limited to this example and may be configured as a single flow path or may be configured by two or four or more flow paths as long as at least the second cooling flow path CW2 is provided.
また、図3および4から理解されるとおり、本実施形態における冷却流路部20は、前記した封止体CAPのねじ山3の斜面(フランクf)に沿って周方向に連続し且つこのねじ山3の上下軸方向(同図におけるZ方向)に関して連続するように形成されてなることが好ましい。これにより、適正な除熱が難しいねじ山3のフランクfに対しても冷却流路部20を接近させて配設させることができ、成形後の溶融樹脂からの必要十分な除熱が実現できる。 As can be seen from Figures 3 and 4, the cooling channel section 20 in this embodiment is preferably formed so as to be continuous in the circumferential direction along the inclined surface (flank f) of the thread 3 of the sealing body CAP described above, and to be continuous in the up and down axial direction (Z direction in the figure) of this thread 3. This allows the cooling channel section 20 to be arranged close to the flank f of the thread 3, which is difficult to remove heat properly, and the necessary and sufficient heat removal from the molten resin after molding can be achieved.
また、図5(a)に示すように、本実施形態の冷却流路部20のうち少なくとも第2冷却流路CW2においては、前記した溶融樹脂を冷却する冷却媒体(冷却水など)が流入するインレットポートCW2INから冷却媒体が排出されるアウトレットポートCW2OUTまで分岐せず螺旋状の流路となっていることが好ましい。これにより、装置構成を複雑化せずに効率的に封止体CAPの適正な除熱が実現できる。 5A, at least the second cooling flow passage CW2 of the cooling flow passage portion 20 of this embodiment preferably has a spiral flow passage that does not branch from an inlet port CW2IN into which a cooling medium (such as cooling water) for cooling the molten resin flows to an outlet port CW2OUT from which the cooling medium is discharged, thereby making it possible to efficiently and appropriately remove heat from the sealing body CAP without complicating the device configuration.
また、図3および4に示すとおり、本実施形態の冷却流路部20(第2冷却流路CW2)は、成形される封止体CAPから見た観点においては、当該封止体CAPの上下軸方向(図中のZ方向)に関して隣り合うねじ山3の間のねじ溝内に少なくとも一部が収容されるように設けられてなることが好ましいと言える。これにより、隣り合うねじ山3の双方における斜面(フランクf)に対して1つの冷却流路を効率的に割り当てることができる。 3 and 4, it is preferable that the cooling channel portion 20 (second cooling channel CW2 ) of this embodiment is provided so that at least a part of it is accommodated in the thread groove between adjacent threads 3 in the vertical axial direction of the sealing body CAP (Z direction in the figures) from the viewpoint of the sealing body CAP to be molded. This makes it possible to efficiently assign one cooling channel to the flanks f of both adjacent threads 3.
なお図4に示すとおり、本実施形態においては、ねじ山用溝部11の底部(封止体CAPのねじ山3の頂上となる部位)から中心軸Oまでの距離R3は、第2冷却流路CW2における最も外周側に位置する冷媒流路の中心軸Oまでの距離R1によりも大きくなっている。しかしながら本実施形態は上記に限定されず、例えばR1=R3であってもよいし、R1>R3と設定されていてもよい。このときR1≧R3のときは、封止体CAPのねじ山3(特にフランクf部分)をより効率的に冷却できる。 As shown in Fig. 4, in this embodiment, the distance R3 from the bottom of the thread groove 11 (the portion that becomes the top of the thread 3 of the sealing body CAP) to the central axis O is greater than the distance R1 to the central axis O of the coolant flow passage located on the outermost side of the second cooling passage CW2 . However, this embodiment is not limited to the above, and for example, R1 = R3 or R1 > R3 may be set. In this case, when R1 ≥ R3, the thread 3 of the sealing body CAP (particularly the flank f portion) can be cooled more efficiently.
<従来の金型構造に対する利点>
上述のとおり金属粉末や樹脂粉末を用いて三次元造形する技術は知られていたものの、封止体CAPの製造分野においては、図6に示すごとき切削/研削加工などによって成形された成形金型が用いられることも多い。この場合、例えば封止体CAPがキャップやスパウトであるときには、金型内に配置される流路は相対的に小さくなることから、2ピースなど複数のピースによって成形部品が加工される。
<Advantages over conventional mold structures>
As described above, although the technology of three-dimensional molding using metal powder or resin powder is known, in the field of manufacturing sealing bodies CAP, molding dies formed by cutting/grinding processes are often used as shown in Fig. 6. In this case, for example, when the sealing body CAP is a cap or a spout, the flow path arranged in the die is relatively small, so that the molded part is processed by multiple pieces such as two pieces.
このように成形部品は複数のピースによって構成されるため、特に冷媒流路からの漏液を防止するために特別なパッキンP(一例として図6参照)が必要となる。ところが上述のとおり金型内に配置される流路の径は小さいため、かようなパッキンも特注対応となってコスト増を招いてしまう。 Because molded parts are thus made up of multiple pieces, special packing P (see Figure 6 for an example) is required, particularly to prevent leakage from the refrigerant flow paths. However, as mentioned above, the diameter of the flow paths arranged inside the mold is small, so such packing must also be custom-made, resulting in increased costs.
また、図6からも理解されるとおり、従来における冷媒流路は金型の強度維持のために封止体CAPのねじ山3付近に近づけることは容易ではなく、ねじ山3の頂上から相対的に離間した位置に配置せざるを得なかった。このため、本実施形態の成形金型1000(図5参照)に比してねじ山3から離れた位置から冷却媒体によって溶融樹脂の温度を管理せねばならず、特にねじ山3のフランクfまで冷却が十分に行われているとは言えなかった。 As can be seen from Figure 6, in the past, it was not easy to place the refrigerant flow path close to the thread 3 of the sealing body CAP in order to maintain the strength of the mold, and it had to be placed at a position relatively far away from the top of the thread 3. Therefore, compared to the molding mold 1000 of this embodiment (see Figure 5), the temperature of the molten resin had to be controlled by the cooling medium from a position far away from the thread 3, and it could not be said that cooling was sufficient, especially up to the flank f of the thread 3.
これに対して本実施形態の成形金型用部品100によれば、ねじ溝用凸部10の内部に配設されてねじ山3のフランクfに沿って対向するように冷却する冷却媒体が流通する冷却流路部20を有するため、この成形金型に射出された溶融樹脂が上記した無理抜きにも耐える程度の弾性を維持しつつ、除熱が不十分なことに起因する変形をも抑制することが可能となっている。 In contrast, the molding die part 100 of this embodiment has a cooling flow passage section 20 that is arranged inside the thread groove protrusion 10 and through which a cooling medium flows to cool the thread 3 in an opposing manner along the flank f of the thread 3. This makes it possible for the molten resin injected into this molding die to maintain a degree of elasticity sufficient to withstand the above-mentioned forced removal, while also suppressing deformation caused by insufficient heat removal.
すなわち、封止体CAPの成形分野においては過冷却も冷却不足も許されないシビアな温度管理が必要であるが、本実施形態によれば不適正な除熱による合成樹脂製容器蓋の破損や変形を抑制可能な成形金型用部品を実現できる。さらに本実施形態によれば、上記したとおり三次元造形技術を用いて一体的な造形が可能であることから、金型製造に必要なコストを低減することができるとともに、高価なパッキンによる漏液防止対策も不要となる。 In other words, in the field of molding the encapsulated body CAP, strict temperature control is required where neither overcooling nor insufficient cooling is permitted, but according to this embodiment, it is possible to realize a molding die part that can suppress damage and deformation of the synthetic resin container lid caused by improper heat removal. Furthermore, according to this embodiment, as described above, since it is possible to perform integral molding using three-dimensional modeling technology, it is possible to reduce the cost required for mold manufacturing and also eliminate the need for expensive packing to prevent leakage.
なお上記の実施形態は、本発明を実施するのに好適な一例であって、本願の趣旨を逸脱しない限りにおいて実施形態の各要素を適宜変形または組み合わせて新たな成形金型又は成形金型用部品を構成してもよい。 The above embodiment is a suitable example for implementing the present invention, and the elements of the embodiment may be modified or combined as appropriate to form a new molding die or molding die part without departing from the spirit of the present application.
例えば図4に示すように、上下軸方向(Z方向)に沿って複数配置される冷却流路部20(第2冷却流路CW2)の中心軸Oからのそれぞれの距離Rは、本実施形態では一様としたが互いに異ならせてもよい。より具体的に、例えば封止体CAPの天面壁1に相対的に近い側の冷却流路部20の中心軸Oからの距離R2は、天面壁1から相対的に遠い側の冷却流路部20の中心軸Oからの距離R1よりも大きく設定してもよい。 4, the distances R from the central axis O of the cooling flow passage sections 20 (second cooling flow passages CW 2 ) arranged along the vertical axial direction (Z direction) are uniform in this embodiment, but may be different from each other. More specifically, for example, the distance R2 from the central axis O of the cooling flow passage section 20 on the side relatively closer to the top wall 1 of the sealing body CAP may be set to be greater than the distance R1 from the central axis O of the cooling flow passage section 20 on the side relatively farther from the top wall 1.
また、同図に示すように、上下軸方向(Z方向)に沿って複数配置される冷却流路部20(第2冷却流路CW2)のそれぞれの流路の孔径は、本実施形態では一様としたが互いに異ならせてもよい。より具体的に、例えば封止体CAPの天面壁1に相対的に近い側の冷却流路部20の孔径(直径)は、天面壁1から相対的に遠い側の冷却流路部20の孔径(直径)よりも大きく設定してもよい。これにより、封止体CAPのうち天面壁1となる部位における冷却効率をさらに向上させることができる。 Also, as shown in the figure, the hole diameters of the cooling flow passage sections 20 (second cooling flow passages CW 2 ) arranged along the vertical axial direction (Z direction) are uniform in this embodiment, but may be different from each other. More specifically, for example, the hole diameter (diameter) of the cooling flow passage section 20 on the side relatively closer to the top wall 1 of the sealing body CAP may be set larger than the hole diameter (diameter) of the cooling flow passage section 20 on the side relatively farther from the top wall 1. This can further improve the cooling efficiency in the portion of the sealing body CAP that becomes the top wall 1.
また、同図に示すように、上下軸方向(Z方向)に沿って複数配置される冷却流路部20(第2冷却流路CW2)のそれぞれの流路の形状は、本実施形態では周方向に沿って丸孔の一様としたが冷却流路部20は断面形状は円状でもあっても非円状でもよい。さらには、この第2冷却流路CW2における螺旋状の流路における形状は、周方向の位置に応じて異なる形状(例えば周方向における流路の一部の断面形状が円状であり他部が矩形状とするなど)であってもよい。 As shown in the figure, the shape of each of the cooling flow passage sections 20 (second cooling flow passages CW2 ) arranged along the up-down axial direction (Z direction) is a uniform round hole along the circumferential direction in this embodiment, but the cooling flow passage section 20 may have a circular or non-circular cross-sectional shape. Furthermore, the shape of the spiral flow passage in this second cooling flow passage CW2 may be different depending on the circumferential position (for example, the cross-sectional shape of a part of the flow passage in the circumferential direction is circular and the other part is rectangular).
また、本実施形態においては、冷却流路部20(第2冷却流路CW2)は、インレットポートCW2INからアウトレットポートCW2OUTまで分岐せず螺旋状の流路となっていたが、必ずしも螺旋状でなくともよい。すなわち、例えば封止体CAPのねじ山3に対応して環状の冷却流路を複数設け、上下軸方向(Z方向)に隣り合う環状の冷却流路同士を連結する上下軸方向に沿った連絡流路をさらに形成してもよい。また、この第2冷却流路CW2は、必ずしも分岐せず単一の流路とする必要はなく、例えば封止体CAPのねじ山3に対応して環状の冷却流路を互いに独立させて複数だけ設けてもよい。 In the present embodiment, the cooling flow passage portion 20 (the second cooling flow passage CW 2 ) is a spiral flow passage that does not branch from the inlet port CW 2 IN to the outlet port CW 2 OUT , but it does not necessarily have to be spiral. That is, for example, a plurality of annular cooling flow passages may be provided corresponding to the threads 3 of the sealing body CAP, and a communication flow passage may be further formed along the vertical axial direction that connects adjacent annular cooling flow passages in the vertical axial direction (Z direction). Also, this second cooling flow passage CW 2 does not necessarily have to be a single flow passage that does not branch, and for example, a plurality of annular cooling flow passages may be provided independently of each other corresponding to the threads 3 of the sealing body CAP.
本発明は、ねじ山を備えた成形品を成形する成形金型における優れた除熱性を有する成形金型用部品を提供するのに適している。 The present invention is suitable for providing molding die parts that have excellent heat removal properties in molding dies that mold molded products with threads.
1000:成形金型
100:成形金型用部品
10:ねじ溝用凸部
11:ねじ山用溝部
12:断続壁
13:TE形成部
14:端部形成部
20:冷却流路部
CW1:第1冷却流路
CW2:第2冷却流路
CW3:第3冷却流路
200:キャビティ
300:ストリッパーブッシング
400:クーリングコア
500:クーリングバー
1000: Molding die 100: Part for molding die 10: Thread groove convex portion 11: Thread groove portion 12: Intermittent wall 13: TE forming portion 14: End forming portion 20: Cooling flow passage portion CW 1 : First cooling flow passage CW 2 : Second cooling flow passage CW 3 : Third cooling flow passage 200: Cavity 300: Stripper bushing 400: Cooling core 500: Cooling bar
Claims (4)
前記雄型と前記雌型のいずれか一方に形成された、前記封止体のねじ山を形成するためのねじ溝用凸部と、
前記ねじ溝用凸部の内部に配設されて、前記ねじ山のフランクに沿って対向するように冷却する冷却媒体が流通する冷却流路部と、を有し、
前記冷却流路部は、前記溶融樹脂を冷却する冷却媒体が流入するインレットポートから前記冷却媒体が排出されるアウトレットポートまで分岐せず螺旋状の流路となっている、ことを特徴とする成形金型用部材。 A molding die member for use in a molding die, which comprises a male die and a female die that are integrally 3D-modeled by sintering metal powder with a laser beam, and into which a molten resin is poured to form a sealing body that seals a container by forming a screw thread,
A thread groove protrusion for forming a thread of the sealing body, which is formed on either the male mold or the female mold;
A cooling flow passage portion is provided inside the thread groove convex portion, and a cooling medium flows through the cooling flow passage portion so as to face the flank of the thread ,
A molding die member, characterized in that the cooling flow path portion is a spiral flow path that does not branch out from an inlet port through which a cooling medium for cooling the molten resin flows to an outlet port through which the cooling medium is discharged .
前記雄型と前記雌型のいずれか一方に形成された、前記封止体のねじ山を形成するためのねじ溝用凸部と、
前記ねじ溝用凸部の内部に配設されて、前記溶融樹脂を冷却する冷却媒体が流入するインレットポートから前記冷却媒体が排出されるアウトレットポートを備え、前記ねじ山のフランクに沿って対向するように冷却する前記冷却媒体が流通する冷却流路部と、を有し、
前記冷却流路部は、成形される前記封止体において上下軸方向に関して隣り合う前記ねじ山の間のねじ溝内に少なくとも一部が収容されるように設けられてなる、ことを特徴とする成形金型用部材。 A molding die member for use in a molding die, which comprises a male die and a female die that are integrally 3D-modeled by sintering metal powder with a laser beam, and into which a molten resin is poured to form a sealing body that seals a container by forming a screw thread,
A thread groove protrusion for forming a thread of the sealing body, which is formed on either the male mold or the female mold;
a cooling flow passage portion through which the cooling medium flows for cooling the molten resin in an opposite direction along the flank of the thread, the cooling flow passage portion being provided inside the thread groove convex portion and including an inlet port into which a cooling medium for cooling the molten resin flows and an outlet port through which the cooling medium is discharged,
A molding die member, characterized in that the cooling flow path portion is arranged so that at least a portion of the cooling flow path portion is accommodated within a thread groove between adjacent threads in the vertical axial direction in the molding of the sealing body .
前記雄型によって、前記キャップにおける天面壁の内面、前記天面壁から垂下するスカート壁の内面、および前記スカート壁の内面に形成され前記ねじ山がそれぞれ規定され、
前記雌型によって、前記天面壁の外面および前記スカート壁の外面がそれぞれ規定される、請求項1~3のいずれか一項に記載の成形金型用部材。 The sealing body is a cap that screws onto the mouth of the container,
The male mold defines an inner surface of a top wall of the cap, an inner surface of a skirt wall that hangs down from the top wall, and the thread formed on the inner surface of the skirt wall,
The molding die member according to any one of claims 1 to 3, wherein an outer surface of the top wall and an outer surface of the skirt wall are each defined by the female mold.
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澤崎 隆,金属3Dプリンタによる造形金型の成形事例―金属3Dプリンタ「OPM250L」の特長とプラスチック成形金型への応用事例―,情報処理学会デジタルプラクティス,日本,2016年01月,Vol.7 No.1,p.18-24 |
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