JPH10264208A - 冷却コアを有する射出成形装置 - Google Patents

冷却コアを有する射出成形装置

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JPH10264208A
JPH10264208A JP10010729A JP1072998A JPH10264208A JP H10264208 A JPH10264208 A JP H10264208A JP 10010729 A JP10010729 A JP 10010729A JP 1072998 A JP1072998 A JP 1072998A JP H10264208 A JPH10264208 A JP H10264208A
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cooling core
extending
core
injection molding
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ジョブスト、アルリッチ、ジェラート
Denis L Babin
デニス、エル.バビン
Hans Guenther
ハンス、ギュンター
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould
    • B29C45/7312Construction of heating or cooling fluid flow channels

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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティの冷却作用を改良すべく冷却液が
循環されるように前方部分に所定間隔をおいて配置され
た開口部を有する冷却コアを提供して先行技術の欠点を
少なくとも部分的に克服すること。 【解決手段】 本発明の射出成形ホットランナ装置は、
前方部分あるいは頭部72を有する延長本体部76を有
する冷却成形コア74を備えている。冷却管90が、成
形コア74の本体部76の中央に延びている。冷却液巡
回路112が、冷却管90の前方端92から多数の所定
間隔をおいて配置された放射状孔100を通って外方へ
延びている。各放射状孔100は、冷却管90の周囲の
環状空間98に通ずるL型ダクト106に接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は広くは射出成形に関
し、特には延長コアの前方部分に設けられ所定間隔をお
いて配置された開口部から冷却液を循環させることによ
って与えられる改良冷却部を有するホットランナ装置に
関している。
【0002】
【従来の技術】ホットランナ射出成形システムの周期時
間はキャビティの冷却作用を改良することによって短縮
され得る。ほんの1秒の周期時間の短縮が、何百万ある
いは何十億という成形するような多量生産の応用例にお
いては極めて重要である。1992年3月10日発行の
ゲレートの米国特許第5094603号に示されている
ように、冷却水をコア内の中央冷却管を通して循環させ
る冷却コアを有する鋳型を提供することが知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これは多くの応用にと
って満足のいくものであったが、溶解物が固化するのを
待って射出のために鋳型が開放されるまでの成形周期に
おいて、まだかなりの遅延がある。冷却コアの前方成分
はキャビティの一部を形成するので、冷却作用の改良
は、冷却コアの前方部分の構造的強度を過度に減少され
ることなく達成されなければならない。
【0004】よって、本発明の目的は、キャビティの冷
却作用を改良すべく冷却液が循環されるように前方部分
に所定間隔をおいて配置された開口部を有する冷却コア
を提供して先行技術の欠点を少なくとも部分的に克服す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のために、その
特徴の1つとして、本発明は、キャビティに通ずるゲー
トまで溶解物を運ぶための冷却鋳型内に固定された1以
上の加熱ノズルを有する射出成形ホットランナ装置を提
供する。その鋳型は、延長本体部、中央孔、前端部を有
する1以上の冷却コアを有している。冷却コアは前方部
分を有しており、この前方部分は冷却コアの前方部分の
周囲に広がるキャビティの一側面を形成する外側面を有
している。冷却コアは、その中央孔内に延びる中央冷却
管を有している。このため冷却管と周囲の本体部との間
には第1の環状空間が形成される。
【0006】中央冷却管は、冷却コアの前方部分の内側
に、開放前方端を有している。このため、冷却コアを冷
却するために冷却液の巡回路が、冷却管の内側そして冷
却管の外側の第1の環状空間に沿って形成される。少な
くとも1つの冷却コアの前方部分が、外方へ延び所定間
隔をおいて配置された多数の開口部を有するような改良
もある。そのような開口部は冷却液巡回路の一部を形成
している。各開口部は内方端と外方端とを有している。
各開口部の内方端は、冷却管の開口前方端に隣接してそ
こからの冷却液を受容するように配置されている。
【0007】各開口部の外方端は、後方および内方に延
びる冷却液流れ手段によって、冷却管とその周囲の冷却
コアの本体部との間の後方に延びる第1の環状空間に接
続されている。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のさらなる目的と利点は、
添付の図面とともに、以下の記述から明らかになる。
【0009】図1は、本発明の第1の実施の形態による
冷却コアを示す、多キャビティ射出成形システムの部分
断面図である。
【0010】図2は、図1の冷却コアの拡大断面図であ
る。
【0011】図3は、図2の3−3線断面図である。
【0012】図4は、冷却コアの本体部分に取付けるた
めの所定位置の挿入部を示す分解投影図である。
【0013】図5は、ろう付けによって組立てられた冷
却コアの断面図である。
【0014】図6は、本発明の第2の実施の形態による
冷却コアの挿入部と本体部分とを示す、図4と同様の投
影図である。
【0015】図7は、本発明のさらに別の実施例の同様
の投影図である。
【0016】図8は、このさらに別の実施例による冷却
コアの断面図である。
【0017】図9は、図8の9−9線断面図である。
【0018】多キャビティホットランナ射出成形システ
ムまたは装置の一部を示す図1が、最初に参照される。
図1のシステムまたは装置において、溶解路10が溶解
物分配マニホルド12内で分岐しており、それぞれ熱ノ
ズル14を経てキャビティ18に通ずるゲート16に熱
溶解物を運ぶようになっている。
【0019】鋳型20の形状は応用次第であるが、この
場合では、ノズル14を相互に連結する溶解物分配マニ
ホルド12が中央設置リング26と隔離弾性スペーサ部
材28とによってノズル保持プレート22と背面プレー
ト24との間に取付けられている。図示されているよう
に、この場合、積層電気加熱部材32によって加熱され
る溶解物分配マニホルド12と冷却管34を通過する冷
却水を注入することによって冷却される周囲のノズル保
持プレート22および背面プレート24との間に、隔離
空気スペース30が設けられている。
【0020】各ノズル14は、ノズルプレート22内の
開口部36を通過して延びており、後部端38を有して
いる。後部端38は、溶解物分配マニホルド12の前面
40に隣接している。溶解物分配マニホルド12は、溶
解路10が延伸する中央孔44の周囲に設けられた電気
加熱部材42によって加熱される。
【0021】ノズル14は、前方に延びるフランジ部4
6を有しており、ノズル14と周囲の鋳型20との間に
隔離空気スペース50を有するようにノズル12を配置
するために、フランジ部46はノズル保持プレート22
内の環状シート48上に載っている。
【0022】この場合、2つの部材からなるノズルシー
ル52が、直線状ゲート16に通ずる各ノズルの前方端
54に取付けられている。
【0023】図1に示すように、鋳型20は、キャビテ
ィ保持プレート56を有している。このキャビティ保持
プレート56には穴58が貫通しており、各ノズル14
と一直線上にキャビティ挿入部材60を受容するように
なっている。1995年8月22日に発行されたゲレー
トの米国特許第5,443,381号に記述されている
ように、そのキャビティ挿入部材60は、キャビティ1
8の一面を形成するように成形された前面62を有して
いる。各キャビティ挿入部材60は、入口64から曲が
り路66を経て出口68に流れる冷却水によって冷却さ
れる。
【0024】キャビティ18の他面は、本発明による冷
却コア74の前方部分または頭部72の外側面70によ
って形成されている。冷却コア74は、本実施例では冷
却コア74の残りの部分より実質的に大径の前方部分ま
たは頭部72を有する延長本体部76を有している。
【0025】図示の形状においては、キャビティ18の
薄い部分77は、キャビティリング78とストリッパリ
ング80の間に延びている。キャビティリング78は、
コア74の本体部76の周囲に延びるコアガイド82に
よって所定の位置に保持されている。ストリッパリング
80はストリッパプレート86内の開口部84内に受容
されている。
【0026】図2および図3に示すように、冷却コア7
4の延長本体部76は頭部72内に延びる中央孔88を
有している。冷却管90が、延長本体部76内の中央孔
88を通って、頭部72内の開口前方端92に延びてい
る。冷却管90の前方端92はネジが切られ、前方部分
または頭部72内の中央孔88のネジ部94とネジ結合
している。冷却管90は中央孔88よりも実質的に小径
であり、このため冷却管90と冷却コア74の周囲の本
体部76との間には延長環状空間98が形成されてい
る。
【0027】冷却コア74の延長本体部76の前方部分
または頭部72には、外径方向に延びる多数の放射状孔
100が周方向に等間隔に設けられている。各放射状孔
100は、外方端102と、中央孔88から延びて冷却
管90の開口前方端92と隣接する内方端104とを有
している。
【0028】図示されている実施例においては、頭部7
2が8つの放射状孔100を有しているが、他の実施例
において異なる数であってもよい。冷却コア74の頭部
72はまた、等しい数の前方に延びるL型ダクト106
を有している。このL型ダクト106の各々は、後方端
108と内方端110とを有している。各L字ダクト1
06の後方端108は、放射状孔100の1つの外方端
102と接続しており、各L字ダクト106の内方端1
10は、冷却管90と冷却コア74の周囲の本体部76
との間の環状空間98と接続している。このため、図2
の矢印に示すように、コア74は、水が冷却管90を通
り、放射状孔100を通って放射状に外方へ流れ、頭部
72に沿ってL型ダクト106を通って戻り、冷却管9
0の周囲の環状空間98に沿って流れるような、好適な
冷却液のための巡回路112を有している。もちろん、
他の実施例においては、巡回路を通る流れの方向は反対
向きであり得る。
【0029】図4および図5は、本発明による冷却コア
74の製造方法を示している。まず、挿入部材114と
延長本体部76とがH13ツールスチールのような好適
な材料で製造される。他の実施例では、挿入部材114
は、さらに冷却作用を改良するためにベリリウム銅合金
のようなより熱伝導度の良い材料で製造され得る。
【0030】図示されているように、本実施例では、挿
入材料114は、上方に延びる柄部118と、より大径
の環状フランジ部122から前方に延びる環状部120
とを有するように製造される。環状部120は、冷却管
90の開口端92を受容する頭部72内の中央孔88の
ネジ部94に隣接して外方に延びる放射孔100を有し
ている。本体部76は、第1シート124に延びる中央
孔88が形成されており、第1シート124はより大径
の第2シート126に向かって外方かつ上方に延びてい
る。
【0031】L型溝128は第1シート124内に製造
され、このため挿入部材114と本体部76が共に組合
わされた時にL型ダクト106が形成される。第1シー
ト124は、挿入部材114の環状部120の周囲と適
合するように製造されている。同様に第2シート126
は、挿入部材114のフランジ部122の周囲に適合す
るように製造されている。本体部76は、直立の状態で
取付けられ、挿入部材114は、環状部120が第1シ
ート124上に載り環状フランジ部122が第2シート
126に載る状態の図4に示す位置まで降下される。
【0032】本体部76は第1シート124から上方に
延びるピン132を有している。ピン132は挿入部材
114の環状部120に設けられた適合穴134と適合
するようになっている。これにより、挿入部材114内
の放射状孔100は、本体部76内のL型溝128と位
置合わせされることが保証されている。
【0033】粉末ニッケル合金130のような多量の好
適な材料が、挿入部材114のフランジ部122の周囲
に注がれている。挿入部材114は、粉末130を所定
の場所に注ぐための傾斜後方面136を有している。挿
入部材と本体部76とは、その後真空炉に挿着され、徐
々にニッケル合金の溶解温度を越える華氏約1925度
の温度まで加熱される。炉が加熱されるにつれて、略全
量の酸素を除去すべく相対的に高い真空度まで真空化さ
れ、同時にアルゴンや窒素のような挿入ガスが部分的に
埋め戻される。ニッケル合金の溶解点に達すると、ニッ
ケル合金130は溶解して、フランジ部122の周囲の
挿入部材114と本体部76との接触表面の間を下方に
流れる。
【0034】ニッケル合金130は、それらの間に毛管
作用によって広がり、挿入部材114と本体部76とを
一体にろう付けして一体コア74を形成する。冷却コア
74は、冷却コア74の頭部72の外側表面70のグラ
インドネジを設けるために使われる中心穴131を有し
ている。冷却コア74はその後、柄部118を除去する
ように加工され、冷却液巡回路112から頭部72の外
側面70に至る距離を減少させるように加工され、冷却
管90はコア74の中央孔88内の所定の位置にネジ止
めされる。L型溝128が本体部76内に形成される本
実施の形態では、構造強度の最適な組合せが得られ、か
つ、冷却液巡回路112が頭部72の外側面70と近接
していることによって最適な冷却作用が得られる。一方
他の実施例において、L型ダクト106は本体部76の
代わりに挿入部材114内にL型溝を形成することによ
って形成されてもよい。図示の実施例においては、図2
に示すように、冷却コア74は、延長冷却コア74を形
成するために別の重複する従来の部分140と結合する
唯一の部材138である。この場合、部材138は製造
業者によって製造され、鋳型製作者に渡されて、他の部
分140にろう付けされ、あるいは溶接される。もちろ
ん、他の実施例において、全体の冷却コアは2つの部材
を必要としない一体品によって製造することも可能であ
る。
【0035】使用する際には、システムは図1に示すよ
うに組立てられ、電力が加熱部材32,42に供給され
て、所定の作動温度にまでマニホルド12およびノズル
14が加熱される。冷却水は、ポンプ(図示されない)
によって冷却管34を通り、キャビティ挿入部60内の
冷却路66を通り、鋳型20を冷却するために鋳型コア
74内の冷却巡回路112を通って巡回される。そして
モールディングマシン(図示されない)から、圧力をか
けられた溶解物が、所定の周期に従って、マニホルド1
2の溶解路10の中央入口142内に導入される。中央
入口142から、溶解物はキャビティ18を満たすべく
各ノズル14の溶解孔44を通って流れる。キャビティ
18が充満すると、射出圧力が詰め込みのために瞬間的
に保持され、その後解放される。短い冷却期間の後、鋳
型20は製品を排出するために開けられる。排出後、鋳
型20は閉じられて、射出圧力が再び適用されて、キャ
ビティ18が再び充満する。このサイクルは、キャビテ
ィ18の大きさや形状および成形される材料のタイプに
依存する頻度の連続的な周期で繰り返される。
【0036】鋳型コア74の頭部72内に冷却液が流出
するように放射状孔100を設けたことにより、冷却作
用が改良され、かつ、冷却巡回路112とキャビティ1
8とが近接していることによって、射出の周期時間が短
縮されている。またL型ダクト106を設けたことによ
り、挿入部材114と本体部76との間の接触面積が最
大となり、一体型の鋳型コア74に射出圧力に耐えるた
めに必要な構造強度が与えられている。放射状孔100
とL型ダクト106との組合せは、さらに冷却効果を改
良する巡回路112を通る冷却水の激しい流れを保証す
る。
【0037】図6は本発明の別の実施例を示している。
この実施例は、放射状孔100が、挿入部材114の環
状部120と本体部76の第1シート124との間の周
方向に連続的に広がる1つのL型空間144に向かって
外方に延びている点を除いて、前述の実施例と同一であ
る。本実施例の冷却コアは前述の実施例ほど大きな構造
強度を有しないが、ある応用にとっては十分である。
【0038】図7乃至図9は本発明のさらに別の実施例
を示している。本実施例においては、延長本体部76の
形状がいくらか異なるが、図6に示されたのと同様に中
央孔88から延びる第1シート124および第2シート
126を有している。第1シート124を形成する延長
本体部76の一部144は、全体に環状の内壁146を
有している。挿入部材114は、フランジ部122から
全体に平たい前面端150に延びる全体に環状の外側面
148を有している。挿入部材114の環状外側面14
8は、延長本体部76の環状内壁146内に適合するよ
うになっている。挿入部材114はさらに、放射状に延
びて、環状外側面148から貫通して中央孔88のネジ
部94に隣接するに至る多数の所定間隔をおいて配置さ
れた孔100を有している。
【0039】本実施例では、挿入部材114は、全体に
環状の外側面148および全体に平たい前面端150内
に延び所定間隔をおいて配置された多数のL型溝152
を有している。各L型溝152の後方端154は、放射
状孔100の1つの外方端150と接続している。そし
て各L型溝152の内方端156は、冷却管90と冷却
コア74の周囲の延長本体部76との間の環状空間98
と接続している。このため、図8の矢印に示すように、
冷却コア74は水が冷却管90を通り、放射状孔100
を通って外方へ放射状に流れ、L型溝152を通って戻
り、冷却管90の周囲の環状空間98に沿って流れるよ
うな、好適な冷却液のための巡回路112を有してい
る。もちろん、他の実施例においては、巡回路を通る流
れの方向は逆転され得る。管流による改良された冷却作
用と増大した構造強度に加えて、L型溝152が挿入部
材114内の全体に存在することにより、挿入部材11
4が本体部76に取付けられる際に正確に方向を合わせ
る必要がない。
【0040】前方部分または頭部72において外方に延
びる冷却巡回路112を有する冷却成形コア74の記述
は、好ましい実施例を参照して与えられたが、当業者に
よって理解されるとともに特許請求の範囲に記載された
本発明の範囲から外れない範囲において、種々の他の変
形が可能であることは明らかである。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、キャビティの冷却作用
を改良すべく冷却液が循環されるように前方部分に所定
間隔をおいて配置された開口部を有する冷却コアを提供
するため、先行技術の欠点を少なくとも部分的に克服す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による冷却コアを示
す、多キャビティ射出成形システムの部分断面図。
【図2】図1の冷却コアの拡大断面図。
【図3】図2の3−3線断面図。
【図4】冷却コアの本体部に取付けるための所定位置の
挿入部を示す分解投影図。
【図5】ろう付けによって組立てられた冷却コアの断面
図。
【図6】本発明の第2の実施の形態による冷却コアの挿
入部と本体部とを示す、図4と同様の投影図。
【図7】本発明のさらに別の実施例の同様の投影図。
【図8】このさらに別の実施例による冷却コアの断面
図。
【図9】図8の9−9線断面図。
【符号の説明】
10 溶解路 12 溶解物分配マニホルド 14 熱ノズル 16 ゲート 18 キャビティ 20 鋳型 22 ノズル保持プレート 24 背面プレート 26 中央設置リング 28 隔離弾性スペーサ部材 30 隔離空気スペース 32 積層電気加熱部材 34 冷却管 36 開口部 38 後部端 40 前面 42 電気加熱部材 44 中央孔 46 フランジ部 48 環状シート 50 隔離空気スペース 52 2つの部材からなるノズルシール 54 前方端 56 キャビティ保持プレート 58 穴 60 キャビティ挿入部材 62 前面 64 入口 66 曲がり管 68 出口 70 外側面 72 前方部分または頭部 74 冷却コア 76 延長本体部 77 薄い部分 78 キャビティリング 80 ストリッパリング 82 コアガイド 84 開口部 86 ストリッパプレート 88 中央孔 90 冷却管 92 前方端 94 ネジ部 98 環状空間 100 放射状孔 102 外方端 104 内方端 106 L型ダクト 108 後方端 110 内方端 112 巡回路 114 挿入部材 118 柄部 120 環状部 122 環状フランジ部 124 第1シート 126 第2シート 128 L型溝 130 粉末ニッケル合金 131 中心穴 132 ピン 134 適合穴 136 傾斜後方面 138 一部材 140 重複する従来の部分 142 中央入口 144 一部 146 内壁 148 全体に環状の外側面 150 全体に平たい前面端 152 所定間隔をおいて配置されたL型溝 154 後方端 156 内方端
フロントページの続き (72)発明者 ハンス、ギュンター カナダ国オンタリオ州、ジョージタウン、 デルレックス、ブールバード、371

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャビティに通ずるゲートまで溶解物を運
    ぶための冷却鋳型内に固定された少なくとも1つの加熱
    ノズルと、 延長本体部と中央孔と前端部とを有する冷却コアであっ
    て、前端部は冷却コアの前方部分の周囲に広がるキャビ
    ティの少なくとも一部分の一側面を形成する外側面を有
    する前方部分を形成し、冷却コアは冷却コアの中央孔内
    に延びる中央冷却管を有し、冷却管と周囲の冷却コアの
    本体部との間に第1の環状空間が形成され、中央冷却管
    は冷却コアの前方部分の内側に開放前方端を有し、冷却
    コアを冷却するために冷却液の巡回路が冷却管の内側そ
    して冷却管の外側の第1の環状空間に沿って形成されて
    いる少なくとも1つの冷却コアと、を備えた射出成形ホ
    ットランナ装置であって、 少なくとも1つの冷却コアの前方部分が、外方へ延び所
    定間隔をおいて配置された多数の開口部を有し、それら
    の開口部は冷却液巡回路の一部を形成し、各開口部は内
    方端と外方端とを有し、 各開口部の内方端は冷却管の開口前方端に隣接してそこ
    からの冷却液を受容するように配置され、 各開口部の外方端は、後方および内方に延びる冷却液流
    れ手段によって、冷却管とその周囲の冷却コアの本体部
    との間の後方に延びる第1の環状空間に接続されている
    ことを特徴とする射出成形ホットランナ装置。
  2. 【請求項2】外方に延び所定間隔をおいて配置された開
    口部は、放射状に延びる孔であることを特徴とする請求
    項1に記載の射出成形装置。
  3. 【請求項3】後方かつ内方に延びる冷却液流れ手段は、
    多数のL型ダクトを有し、各L型ダクトは後方端と内方
    端とを有し、後方端は放射状に延びる孔の1つの外方端
    に接続されており、内方端は冷却管と冷却コアの周囲の
    本体部との間の後方に延びる第1の環状空間に接続され
    ていることを特徴とする請求項2に記載の射出成形装
    置。
  4. 【請求項4】少なくとも1つの冷却コアの前方部分は、
    冷却コアの残りの部分よりも実質的に大径の頭部を有し
    ていることを特徴とする請求項3に記載の射出成形装
    置。
  5. 【請求項5】後方かつ内方に延びる冷却液流れ手段は、
    放射状に延びる孔の外方端から後方端まで後方に延びる
    第2の環状空間と、第2の環状空間の後方端から冷却管
    と冷却コアの周囲の本体部との間で後方に延びる第1の
    環状空間まで内方に延びる放射状に延びる空間とを有す
    ることを特徴とする請求項4に記載の射出成形装置。
  6. 【請求項6】少なくとも1つの冷却コアは、冷却コアの
    前方端を形成するために一体的に延長本体部に載った挿
    入部材を有しており、挿入部材はそこを通って外方へ延
    び所定間隔をおいて配置された多数の開口部を有してい
    ることを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。
  7. 【請求項7】外方に延びる所定間隔をおいて配置された
    開口部は、放射状に延びる孔であることを特徴とする請
    求項6に記載の射出成形装置。
  8. 【請求項8】挿入部材は、全体に平たい前面端と、環状
    の内壁を有する延長本体部の一部に適合する全体に環状
    の外側面と、を有しており、 後方かつ内方に延びる冷却液流れ手段は、挿入部材の環
    状外側面と平たい前面端に所定間隔をおいて配置された
    複数のL型溝を有し、各L型溝は後方端と内方端とを有
    し、後方端は放射状に延びる孔の1つの外方端に接続さ
    れており、内方端は冷却管と冷却コアの周囲の本体部と
    の間の後方に延びる第1の環状空間に接続されている、
    ことを特徴とする請求項7に記載の射出成形装置。
  9. 【請求項9】少なくとも1つの冷却コアの前方部分は、
    冷却コアの残りの部分よりも実質的に大径の頭部を有し
    ていることを特徴とする請求項8に記載の射出成形装
    置。
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