JPH0486212A

JPH0486212A - 金型

Info

Publication number: JPH0486212A
Application number: JP20338990A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kuroda; 英夫黒田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1992-03-18
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2738974B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は射出成形その他各種成形に用いられる金型にお
いて、冷却性能を大幅に向−１ニさせた金型に関するも
のである。

（従来の技術）従来射出成形において、金型内に充填された成形品を冷
却するため、金型に冷却媒体通路を設け、冷却水などを
冷却通路に流す方法が採用されている。その従来例を第
９図に示すと、固定側金型５１と可動側金型６１とで一
対の金型を構成し、射出された樹脂は矢印Ｆ方向から流
入してスプルーブツシュ５３内を通り、キャビティ３０
内に充填される。固定側金型５１に冷却穴５１ａ〜５１
ｄが、可動側金型６１には冷却穴６１ａ〜６１ｄが設け
られている。また一端を突出しプレート１４と押え板１
５の間に固定された突出しピン１３が、成形品を突き出
すために設けられている。この従来例の冷却穴５１　ａ
　〜５１　ｄ、６１　ａ　〜６１　ｄは、金型の表面か
らドリル加工などにより円形の穴を明けることにより設
けられるので、キャビティ近くに冷却穴間のピッチを詰
めて多数の冷却穴を設置することはできない。

例えば、第９図でスプルーブツシュ５３や突出しピン１
３に当たる方向には穴明けできないので、冷却穴間のピ
ッチが広がり、従ってキャビティ面温度のアンバランス
を避けるために、冷却穴を穴間のピッチに対応してキャ
ビティから離さねばならない。更に少しでも立体的な成
形品になると、キャビティの近くにキャビティから一定
の距離に円形の穴明けによる冷却穴を設けることはでき
ない、即ち、立体的に曲がった穴を明けることはできな
い。これらのことから、従来の冷却穴とキャビティ面と
の距離は１５〜３０ｍｍ程度で、かつ−様でないのが普
通である。

（発明が解決しようとする課題）上述のように従来の技術では、キャビティからの距離も
穴間ピッチも大きい冷却穴しか設置できず、そのためキ
ャビティ３０内の成形品と冷却穴との間の伝熱性能が悪
くて冷却能力が劣るという問題があった。

本発明は前記従来の問題点を解決して、金型キャビティ
のごく近傍に冷却溝間のピッチを１詰めた多数の冷却溝
を設け、これにより冷却または加熱性能の良い金型を提
供しようとするものである。さらに本発明は金型キャビ
ティ面・冷却溝間の熱伝導を、冷却溝から反キャビティ
側への熱伝導よりも大幅に良くして、いっそう冷却また
は加熱性能を向上させた金型を提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段）このため本発明は、金型本体のキャビティ側に所定厚さ
のキャビティ板を接合すると共に、同キャビティ板と金
型本体に跨がる熱媒体通路を複数条形成してなるもので
あり、またキャビティ板を金型本体の熱伝導率より大き
い材料で形成してなるものである。

また本発明は金型キャビティ面から冷却溝までのキャビ
ティ板と、冷却溝から反キャビティ側の金型本体とを各
冷却溝の部分で一体に接合し、金型キャビティ面と各冷
却溝との間の最小壁厚さが６ｍｍ以下で、かつ冷却溝ど
うし間の壁厚さが小さい（各冷却溝断面幅の３倍以下の
）多数の冷却溝を設け、更にキャビティ板と金型本体と
の熱伝導の比が２＝１以上、キャビティ板の材質を炭素
鋼とし、金型本体の材質をステンレス鋼、キャビティ板
の材質を銅又はアルミ、或はこれらの合金とし、金型本
体の材質をステンレス鋼とするもので、これを課題解決
のための手段とするものである。

（作用）金型キャビティ面から冷却溝までのキャビティ板と、冷
却溝から反キャビティ側の金型本体とを各冷却溝の部分
で一体に接合することにより、冷却溝を自由に加工する
ことが可能となる。

その接合構造を用いて、金型キャビティ面と各冷却溝と
の間の最小壁厚さを６ｍｍ以下と小さくしかつ冷却溝ど
うし間の壁厚さを小さく（各冷却溝断面幅の３倍以下）
した多数の冷却溝を設けることにより、キャビティ面と
各冷却溝との間の熱移動を大きく、かつ冷却溝どうし間
の壁を通り向けるキャビティ面・反キャビティ側間の熱
移動を小さくできる。更に、キャビティ板と金型本体と
の熱伝導率の比を２：１以上にすることにより、冷却溝
から反キャビティ側の金型本体の中の熱移動を相対的に
小さくできる。

（実施例）以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１図〜第８図は本発明の実施例を示し、第１図は金型
の断面図で、１は固定側キャビティ板、２は固定側金型
本体であり、これらは面Ｕで接合されて固定側金型１０
を成形している。また前記キャビティ板１と金型本体２
の間には多数の冷却溝１０ａ、１０ｂ〜１０１（が設け
られている。３はスプルーブツシュで、円周上に冷却水
路３ａが設けられ、同冷却水路３ａの両側には水もれ防
止のＯリング４が組み込まれている。次に可動側につい
て説明すると、１１は可動側キャビティ板、１２は可動
側金型本体で、これらの間は面■で接合されて可動側金
型２０を形成している。また前記キャビティ板１１と金
型本体１２の間には多数の冷却溝２０ａ、２０ｂ〜２０
ｋが設けられている。

１３〜１５は成形品突出し機構であり、成形時に射出さ
れた樹脂は矢印方向から流入してスプルージンシュ３内
を通り、キャビティ３０内に充填される。

第２図、第３図、第４図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ断面
、Ｂ〜Ｂ断面、Ｃ−Ｃｌ！Ｉ’ｉ面を示す。

第３図に示すように、固定側金型１０の冷却溝１０ａ、
１０ｂ　〜１０には、夫々流入穴１０ａｉ、１０ｂｉ　
〜１０ｋｉと流入穴１０ａｏ、　１０ｂｏ　〜１０ｋｏ
を有し、各流入穴１０ａｉ〜］Ｏｋｉは第２図の全流入
穴ｔｏｐに、各流出穴１．０ａｏ〜１０ｋＯは第２図の
全流出穴］、Ｏｒに通じている。全流入穴１ｏｐには配
管人口１０ｐａ、　１０ｐｂがら冷却水が入り、また全
流出穴１０ｒがらは配管出口１０ｒａ、１０ｒｂへ冷却
水を戻す。また中央のスプルーブツシュ３の部分は、流
入穴１０［ｉから冷却溝１０ｆａ、冷却水路３ａ、冷却
溝１０１’ｂを経て流出穴１０ｆＯに通し、その冷却水
路３ａは一部が両隣の冷却溝１０ｅ、１０ｇと通してい
る。

同様に第４図において、可動側金型２０の冷却溝２０ａ
、２０ｂ　〜２０には、夫々流入穴２０ａｉ、２０ｂｉ
　〜２０ｋｉと流出穴２０ａｏ、２０ｂｏ　−２０ｋｏ
を有し、各流入穴２０ａ　ｉ〜２０ｋ　ｉは第２図の全
流入穴２０ｐに、各流出穴２０ａｏ〜２０ｋｏは第２図
の全流出穴２Ｏｒに通じている。全流入穴２０ｐには配
管人口２０ｐａ、２０ｐｂから冷却水が入り、全流出穴
２Ｏｒからは配管出口２０ｒａ、２０ｒｂへ冷却水を戻
す。また各突出しビン１３の部分は、例えば流入穴２０
ｃｉから冷却溝２０ｃａを経て、両隣の冷却溝２０ｂ、
２０ｄに分岐し、再び冷却溝２０ｃｂに合流して流出穴
２０ｃｏに通しており、突出しピンを迂回した流路にな
っている。

第５図は固定側キャビティ板１と固定側金型本体２を接
合する前の斜視図であり、概略構造を立体的に分り易く
示すだめのものである。

第６図は冷却水の流し方の数例と、金型冷却水の温度を
高温と低温に切換えできる２段金型温調回路を示し、成
形時に射出工程までは切換弁のＨ側の高温回路とし、冷
却工程になったら直らにＬ側の低温回路に切換えるもの
である。

これは射出の際はキャビティ内の樹脂流動抵抗を下げる
ため金型温度を高温にし、冷却の際はできるだけ速（冷
やすために金型温度を低温にするためである。ただし、
この高温・低温２段の金型温調回路は本発明を特に有効
に実施する例を示したもので、通常実施されている一定
温度１段の金型温調回路であっても何ら差し支えない。

以上の如く第１図〜第５図に示したような金型構造とす
ることにより、金型キャビティ面と各冷却溝との間の壁
厚さ、冷却溝どうし間の壁厚さを夫々従来に比べ大幅に
小さくできる。このようにして構成した冷却溝の効果を
、第７図及び第８図の金型温度変化図に示す。両図とも
、金型各部の初期温度を５０°Ｃとし、冷却溝に５　”
Ｃの水を流した時の金型キャビティ壁表面温度の時間変
化を示す。第７図は金型材質をずべて５５５Ｃとした場
合で、従来例■では冷却時間３０ｓ経ってもキャビティ
壁表面温度は３９°Ｃにしか下がらないが、本発明の例
■（キャビティ・冷却溝間の壁厚さ６ｍｍ）の場合には
、冷却時間１０ｓでキャビティ壁表面温度２６°Ｃまで
下がることが分かる。さらに本発明の例■（キャビティ
・冷却溝間の壁厚さ３ｍｍ）の場合には、冷却時間１０
Ｓでキャビティ壁表面温度は１５°Ｃにまで下がる。

本発明の例■、■の冷却溝部寸法の場合、冷却溝どうし
澗の壁厚さは夫々５．１０ｍ　ｍになっているが、この
壁厚さを余り大きくすると、この壁厚さの部分を通り抜
けて金型キャビティ壁表面と金型本体との間を熱が移動
し易くなるので、この壁厚さは冷却溝幅の３倍以下にす
る必要がある。

また第８図は、第７図における本発明の例■（キャビテ
ィ・冷却溝間の壁厚さ３ｍｍ）を基準に、キャビティ壁
と金型本体との材質組合せを種々変更したものを比較し
である。各材質の熱伝導率Δは第１表の通りである。

第１表第２表第８回かられかるように、キャビティ壁表面温度が１０
°Ｃなるまでの時間は、キャビティ壁・金型本体の材質
組合せが本発明の例■では、５５５Ｃ−５５５Ｃで２０
ｓに対して、例■では５５５Ｃ・ＳＵＳでは１３ｓに、
冷却溝■のＢｅ−Ｃｕ−３ＵＳでは１２ｓに、更に例■
Ａ１・ＳＵＳでは１０ｓにまで短縮される。即ち、型本
体をＳＯ３のように熱伝導率の小さい材質にし、キャビ
ティ表面から冷却溝までのキャビティ壁を熱伝導率の大
きい材質にすると、冷却効果が大きく向上することがわ
かる。第８図（ｂ）における曲線■■■■と材質との関
係は第２表の通りである。このキャビティ板と型本体の
熱伝導率比は少なくとも２：１以上にすべきである。ま
た当然前記以外の材質の組合せであってもよい。

なお、前記各実施例におけるキャビティ板と金型本体の
接合は、拡散溶接やろう付けなどにより行うことができ
る。また前記の各実施例は平板形状の成形品の金型につ
いて示しているが、これは平板に限らず、曲面であって
も、立体形状であっても同様の冷却溝形成は可能である
。

（発明の効果）以上詳細に説明したごとく本発明は構成されているので
、金型キャビティ面と各冷却溝間の壁厚さが小さい（６
ｍｍ以下）ことにより、キャビティ面と各冷却溝との間
の熱移動が大きくなり、かつ冷却溝どうし間の壁厚さが
小さい（冷却溝断面幅の３倍以下）ことにより、同壁厚
さの部分を通り抜けるキャビティ面・反キャビティ側間
の熱移動が小さくなり、その結果、従来のものに比べて
大幅に冷却または加熱性能を向上でき冷却時間を短縮で
きる。さらに金型キャビティ面から冷却溝までのキャビ
ティ板の熱伝導率と、冷却溝から反キャビティ側の金型
本体の熱転・導率との比を少なくとも２；１以上にする
ことにより、金型本体の中の熱移動を相対的に小さ（で
き、その分冷却又は加熱性能が向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す金型の側断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面
図、第４図は第１図のＣ〜Ｃ断面図、第５図は第１図の
固定側金型のキャビティ板と金型本体の接合前の斜視図
、第６図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は夫々本発明の実施例
に使用する高温・低温２段金型温調回路図、第７図は本
発明の実施例を従来例と比較した金型温度変化図、第８
図は本発明におけるキャビティ板・金型本体の材質組合
せを比較した金型温度変化図、第９図は従来における金
型の側断面図である。図の主要部分の説明１−　固定側４−ヤビティ板２−　固定側金型本体３−＝−スプルーブツシュ３ａ　−冷却水路　　　１０１０ａ、１０ｂ〜１０に−冷却溝１１−　可動側キャビティ板１２−　　可動側金型本体１３　−突出しピン　　　２０２０ａ、２０ｂ〜２０ｋ　　　冷却溝３０−　　キャヒティ　　ｕｖ固定側金型可動側金型接合面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金型本体のキャビティ側に所定厚さのキャビティ
板を接合すると共に、同キャビティ板と金型本体に跨が
る熱媒体通路を複数条形成してなることを特徴とする金
型。
（２）キャビティ板を金型本体の熱伝導率より大きい材
料で形成してなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の金型。
（３）金型キャビティ面から冷却溝までのキャビティ板
と、冷却溝から反キャビティ側の金型本体とを各冷却溝
の部分で一体に接合し、金型キャビティ面と各冷却溝と
の間の最小壁厚さが６ｍｍ以下で、かつ冷却溝どうし間
の壁厚さが小さい（各冷却溝断面幅の３倍以下の）多数
の冷却溝を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
〜第２項記載の金型。
（４）キャビティ板と金型本体との熱伝導率の比が２：
１以上であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の金型。
（５）キャビティ板の材質を炭素鋼とし、金型本体の材
質をステンレス鋼とすることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の金型。
（６）キャビティ板の材質を銅又はアルミ、或はそれら
の合金とし、金型本体の材質をステンレス鋼とすること
を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の金型。