JPWO2016203780A1 - 超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム - Google Patents

超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016203780A1
JPWO2016203780A1 JP2017524651A JP2017524651A JPWO2016203780A1 JP WO2016203780 A1 JPWO2016203780 A1 JP WO2016203780A1 JP 2017524651 A JP2017524651 A JP 2017524651A JP 2017524651 A JP2017524651 A JP 2017524651A JP WO2016203780 A1 JPWO2016203780 A1 JP WO2016203780A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable
molding
predetermined
ultra
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017524651A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6325176B2 (ja
Inventor
諫山 修一
修一 諫山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHOKI CO., LTD.
Original Assignee
SHOKI CO., LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHOKI CO., LTD. filed Critical SHOKI CO., LTD.
Publication of JPWO2016203780A1 publication Critical patent/JPWO2016203780A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6325176B2 publication Critical patent/JP6325176B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2737Heating or cooling means therefor
    • B29C45/2738Heating or cooling means therefor specially adapted for manifolds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/0001Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/0025Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/03Injection moulding apparatus
    • B29C45/04Injection moulding apparatus using movable moulds or mould halves
    • B29C45/0408Injection moulding apparatus using movable moulds or mould halves involving at least a linear movement
    • B29C45/0416Injection moulding apparatus using movable moulds or mould halves involving at least a linear movement co-operating with fixed mould halves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/20Injection nozzles
    • B29C45/22Multiple nozzle systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/2616Moulds having annular mould cavities
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2725Manifolds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/40Removing or ejecting moulded articles
    • B29C45/4005Ejector constructions; Ejector operating mechanisms
    • B29C45/401Ejector pin constructions or mountings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C2045/0094Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor injection moulding of small-sized articles, e.g. microarticles, ultra thin articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2737Heating or cooling means therefor
    • B29C2045/274Thermocouples or heat sensors
    • B29C2045/2741Plurality of independent thermocouples or heat sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C2045/279Controlling the flow of material of two or more nozzles or gates to a single mould cavity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/7604Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177Location of measurement
    • B29C2945/76254Mould
    • B29C2945/76274Mould runners, nozzles
    • B29C2945/7628Mould runners, nozzles manifolds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76381Injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76451Measurement means
    • B29C2945/76454Electrical, e.g. thermocouples
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78Measuring, controlling or regulating of temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2081/00Use of polymers having sulfur, with or without nitrogen, oxygen or carbon only, in the main chain, as moulding material
    • B29K2081/06PSU, i.e. polysulfones; PES, i.e. polyethersulfones or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2905/00Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0012Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular thermal properties
    • B29K2995/0013Conductive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/34Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3468Batteries, accumulators or fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406Moulding; Embossing; Cutting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

超薄型化が可能な樹脂材料を成形材料として活用するとともに、当該樹脂材料でもって超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システムを提供する。上下両側温度制御板部材50a、50bの上下両側温度制御板がその間にマニホールド40のマニホールド本体40aを介装するように積層されている。上下両側温度制御板内に設けた上下両側油流動回路は、複数のコイルヒータにより加熱されるマニホールド本体40aの温度を当該マニホールド本体40a内の分流型流路40cの内部を流動する溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度に制御する。

Description

本発明は、超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システムに関する。
従来、自動車の燃費改善や当該自動車への搭載部品の多種多様化の観点から、自動車の内部の省スペース化がより一層必要となっている。
近年、開発が盛んに行われている自動車用水素電池は、自動車への搭載部品の1種であるから、当該水素電池も、自動車の内部の省スペース化に応えるべく、軽量化やコンパクト化を図ることがより一層要請される。
このような要請に応えるためには、水素電池に内蔵されるセパレータも、軽量化やコンパクト化を図ることがより一層の必須条件となっている。ここで、当該セパレータは、薄板状環状枠と、当該薄板状環状枠の中空部に装着されるカーボンペーパー等のカーボンフィルムとにより構成されている。
このようなセパレータの軽量化やコンパクト化の観点からすれば、セパレータを構成する薄板状環状枠の成形材料は、可能な限り軽量な材料であり、かつ、当該薄板状環状枠の厚さは可能な限り薄いことが望ましい。
以上のようなことから、水素電池用セパレータの薄板状環状枠を成形するにあたっては、当該薄板状環状枠の成形材料を考慮して当該薄板状環状枠の軽量化や薄型化を実現し得るような金型装置の開発が強く望まれる。
また、当該金型装置としては、例えば、コールドランナ金型装置及びホットランナ金型装置が挙げられる。
コールドランナ金型装置では、成形材料が溶融状態にてコールドランナを通りキャビティ内に充填される。ここで、充填された溶融成形材料は、当該コールドランナ内で冷却されながらキャビティ内で冷却される。このため、成形品をコールドランナ金型装置から取り出すにあたり、コールドランナ内の冷却成形材料部分が、キャビティ内の成形品と共に取り出されることになる。その結果、コールドランナ内の冷却成形材料部分が成形材料の無駄を招いたり、上述の冷却成形材料部分のカット等が余分な後作業として生ずる。
一方、ホットランナ金型装置では、溶融成形材料が、ホットランナの加熱のもとに、当該ホットランナ内にて溶融状態に維持されたまま、ホットランナを通りそのノズルからキャビティ内にそのゲートを介し充填される。これに伴い、キャビティ内の溶融成形材料のみが冷却されることで成形品が形成される。
従って、ホットランナ金型装置は、成形品のみを取り出すことができる点において、コールドランナ金型装置よりも優れていることから、金型システムの金型装置としては、ホットランナ金型装置を採用することが望ましい。
これに対し、ホットランナ金型装置としては、例えば、下記特許文献1に記載された射出成形用ホットランナ金型装置が提案されている。
当該ホットランナ金型装置においては、射出成形機から溶融状態にて射出される成形材料が、両駆動装置による各ノズルの開閉駆動のもと、加熱状態にあるブロックマニホールド内に設けた両分岐マニホールド流路、延長マニホールド内に各分岐マニホールド流路に対応するように設けた各傾斜流路及び各ホットノズル流路を通り、当該各ホットノズル流路のゲートからキャビティ内に充填された後、当該キャビティ内にて冷却されて固化し成形品として成形される。
ここで、ヒータがブロックマニホールドを加熱するように当該ブロックマニホールド内に設けられている。これにより、当該ヒータは、ブロックマニホールド内に設けた両分岐マニホールド流路内にて流動する成形材料を成形可能な温度に上昇させるように加熱する。
特開2002−348084号公報
ところで、上記ホットランナ金型装置では、成形品に対する成形条件は、特に特定されてはいない。従って、当該成形条件は、通常の成形条件であるとすれば、射出成形機により射出される溶融成形材料に基づき当該ホットランナ金型装置により成形し得る成形品の厚さは、薄くても、1(mm)程度である。
これでは、自動車用水素電池に要請されるセパレータの薄板状環状枠としては、厚すぎて、当該薄板状環状枠の軽量化や薄型化、ひいては、水素電池の軽量化やコンパクト化の要請には応えられないという不具合を招く。
また、ヒータは、上述のごとく、ブロックマニホールドの温度を上昇させる機能を有するにすぎない。このことは、ヒータは、ブロックマニホールドの温度を必要な温度以上に上昇させない機能までは有していないことを意味する。
ここで、成形材料は、そのブロックマニホールドの温度の上昇に伴う温度上昇によっては、少なくとも部分的に、ブロックマニホールドの各分岐マニホールド流路内にて炭化してしまうおそれがある。これでは、成形材料から良好な品質の成形品として成形することは困難であるという不具合を招く。
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、超薄型化が可能な樹脂材料を成形材料として活用し、品質の良好な超薄型環状樹脂体を成形するに適した超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システムを提供することを目的とする。
上記課題の解決にあたり、本発明に係る超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置は、
マニホールド本体(40a)を有するマニホールド(40)を内蔵するように所定の金型用金属材料により形成される固定側本体(10、20、30、40)を備える固定型(P)と、
固定側本体の成形面に当接する成型面を有するように上記所定の金型用金属材料により形成してなる可動側本体(80a、90、100)を備える可動型(Q)とを備えており、
固定型は、
固定側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部(31)内に収容される所定の入れ子用金属材料製の固定側入れ子(80)と、
マニホールド本体内に設けられて樹脂射出成形機から所定の成形用樹脂材料を溶融樹脂として射出されるランナ流路(40c)と、当該ランナ流路に形成してなる複数の流出路部から固定側本体の内部を通りその成型面に向けて延出される複数のノズルとを備えて、ランナ流路を流動してその複数の流出路部から流出する上記溶融樹脂を複数のノズルに流動させるホットランナ(HR)と、
マニホールド本体内にランナ流路と共に設けられてマニホールド本体を加熱するヒータ(40d)と、
マニホールド本体にその両面側から積層される両側温度制御板(51、53)と、当該両側温度制御板にそれぞれ内蔵される両側油流動回路であって上記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した所定の油温範囲以内の油温にて油を流動させることで、ヒータにより加熱されるマニホールド本体のうち少なくともランナ流路を含む部位の温度を、両側温度制御板を介し上記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度となるように、制御する両側油流動回路(52、54)とを有する両側温度制御板部材(50a、50b)とを備えており、
可動型は、
金属材料からなる可動側本体(80a、90、100)と、
当該可動側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部(101)内に収容される上記所定の入れ子用金属材料製の可動側入れ子部材(N、110、120)とを備えて、
可動側本体がその成形面にて固定側本体の上記成形面に当接することで可動側入れ子部材が固定側入れ子に当接したとき、当該可動側入れ子部材と固定側入れ子との間に複数のノズルからの上記溶融樹脂に基づき超薄型環状樹脂体を所定の超薄さ範囲以内の厚さにて成形するためのキャビティ(CV)を構成する。
このように、マニホールド本体にその両面側から積層される両側温度制御板と、当該両側温度制御板にそれぞれ内蔵される両側油流動回路であって溶融樹脂の炭化を抑制するに適した所定の油温範囲以内の油温にて油を流動させることで、ヒータにより加熱されるマニホールド本体のうち少なくともランナ流路を含む部位の温度を両側温度制御板を介し溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度になるようすに制御する両側油流動回路とを有する両側温度制御板部材を備える。
このことは、両側温度制御板の間にマニホールド本体を介装することで、当該両側温度制御板がマニホールド本体と共に3層積層構造体を構成することを意味する。
これにより、溶融樹脂が炭化することなくランナ流路を流動して複数のノズルに流入し得る。そして、このように複数のノズルに流入する溶融樹脂に基づき、所定の超薄さ範囲以内の薄さを有する超薄型環状樹脂体が、炭化することなく、キャビティ内にて成形され得る。
その結果、当該ホットランナ金型装置によれば、超薄型環状樹脂体が良好な品質にて成形され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置において、
固定側本体及び固定側入れ子の各温度を所定の固定側温度に制御する温度制御手段(130、150)と、
可動側本体及び可動側入れ子部材の各温度を所定の可動側温度に制御する可動側温度制御手段(140、160)と
複数のノズルの内部を流動する溶融樹脂の炭化を抑制するように温度制御するノズル温度制御手段(70a、70b)とを備えることを特徴とする。
このように構成することにより、固定側本体及び固定側入れ子の各温度が所定の固定側温度となるように制御され、可動側本体及び可動側入れ子部材の各温度が所定の可動側温度に制御され、かつ、複数のノズルの内部を流動する溶融樹脂が炭化しないように温度制御される。
これにより、溶融樹脂が、固定側本体、固定側入れ子、可動側本体及び可動側入れ子部材の各内部において炭化することなく円滑に流動し、その結果、所定の超薄さ範囲以内の厚さを有する超薄型環状樹脂体が、炭化を伴うことなく、キャビティ内にて良好に成形され得る。その結果、上述した本発明に係る超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置の作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、
ホットランナは、複数のノズルを複数のオープンノズル(60a〜60h)として備えて、樹脂射出成形機から上記溶融樹脂を所定の高射出速度にて射出されたとき、上記溶融樹脂を、上記所定の高射出速度に基づき、ランナ流路を流動させて、その複数の流出路部から複数のオープンノズルに流動させるようにしたことを特徴とする。
このように、複数のノズルは、それぞれ、オープンノズルであることから、当該各オープンノズルは、バルブノズルやピンノズルのように開閉作動を伴うことなく、常時、開放状態にある。従って、樹脂射出成形機から射出される溶融樹脂の射出速度が所定の高射出速度であっても、当該溶融樹脂は、各オープンノズルを通り円滑に流動し得る。
その結果、複数のオープンノズルを流動する溶融樹脂に基づきキャビティ内における超薄型環状樹脂体の成形が円滑になされ得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、
上記所定の成形用樹脂材料は、スーパーエンジニアリング・プラスチックを含有してなることを特徴とする。
これにより、所定の成形用樹脂材料に含有されるスーパーエンジニアリング・プラスチックが耐高温性能を有することから、当該所定の成形用樹脂材料の溶融樹脂でもって、キャビティ内における超薄型環状樹脂体の成形をより一層円滑にすることができ、その結果、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置の作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、
上記所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であり、
上記キャビティは、その内面にて、上記溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることを特徴とする。
このように、所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であるとともに、キャビティは、その内面にて、溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることから、溶融樹脂の流動性を改善し得る。
これにより、溶融樹脂の流動速度を、ホットランナやキャビティの内部において、所定の高射出速度にほぼ維持し得る。その結果、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置の作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、
上記所定の超薄さ範囲は、0.1(mm)〜0.5(mm)であることを特徴とする。
これにより、上述し本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置の作用効果がより一層確実に達成され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、
可動側本体の内部にて可動側入れ子部材を介し固定側入れ子に対向するように形成してなる空所(Qa)内に当該空所から可動側入れ子部材に向く方向或いはその逆方向に変位可能に収容される押し上げ部材(181)と、可動側本体の内部にて押し上げ部材から上記空所を通り可動側入れ子部材に向けて延出されて押し上げ部材と共に軸方向に変位する複数の支持ロッド(182)と、可動側本体の内部にて複数の支持ロッドの外周側にて押し上げ部材から上記空所を通り延出されて上記キャビティをその複数の外側部(Taa、Tbb、Tcc、Tdd、Sa、Sb、Sc、Sd)にて下方から支持する複数の押し上げピン(183)とを有するエジェクタ機構(180)を備えており、
可動側入れ子部材は、
可動側本体の上記収容穴部内に収容される可動側外入れ子(110)と、当該可動側外入れ子にその可動側本体の上記成形面側の面から形成してなる収容穴部(111)内に収容される可動側内入れ子であってその下方から複数の支持ロッドにより支持される可動側内入れ子(120)とを備えることを特徴とする。
これによれば、可動型を固定型から開いた状態にて、エジェクタ機構の押し上げ部材を空所内にて可動側入れ子に向けて変位させれば、各支持ロッドが、各押し上げピンと共に、押し上げ部材に連動して同一方向へ変位する。このため、可動側内入れ子が、キャビティ内の超薄型樹脂成形体とともに、各支持ロッド及び各押し上げピンにより可動側外入れ子からその外方へ押し出される。
ここで、可動側内入れ子は、上述のごとく、各支持ロッドにより下方から支持されるとともに、上記超薄型樹脂成形体が、上述のごとく、キャビティの複数の外側部にて、各対応の押し上げピンにより下方から支持されている。
従って、上述した押し上げ部材の変位に伴い、各押し上げピンによる上記超薄型樹脂成形体の可動側外入れ子からの押し出しが、各支持ロッドによる可動側内入れ子の可動側外入れ子からの押し出しと同時に行われる。
このように、上記超薄型樹脂成形体を、単独で押し出すのではなく、可動側内入れ子とともに押し出すようにしたので、当該超薄型樹脂成形体が、非常に薄いにもかかわらず、破損することなく、良好に押し出すことができる。
上述のように押し出された状態において、上記超薄型樹脂成形体のうち超薄型樹脂成形品以外の部位を除去することで、上述した所定の成形用樹脂材料を利用した超薄型環状樹脂体の成形が、当該ホットランナ金型装置において良好に完了され得る。
ここで、上述のようにエジェクタ機構を備える本発明において、ホットランナは、複数のノズルを複数のオープンノズル(60a〜60h)として備えて、樹脂射出成形機から上記溶融樹脂を所定の高射出速度にて射出されたとき、上記溶融樹脂を、上記所定の高射出速度に基づき、ランナ流路を流動させて、その複数の流出路部から複数のオープンノズルに流動させるようにした。
これにより、複数のノズルを、それぞれ、オープンノズルとすることから、当該各オープンノズルは、バルブノズルやピンノズルのように開閉作動を伴うことなく、常時、開放状態にある。従って、樹脂射出成形機から射出される溶融樹脂の射出速度が所定の高射出速度であっても、当該溶融樹脂は、各オープンノズルを通り円滑に流動し得る。これにより、上述のようにエジェクタ機構を備える本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置がより一層向上され得る。
また、上述のようにエジェクタ機構を備える本発明において、上記所定の成形用樹脂材料は、スーパーエンジニアリング・プラスチックを含有するようにした。これにより、当該スーパーエンジニアリング・プラスチックが耐高温性能を有することで、当該所定の成形用樹脂材料の溶融樹脂でもって、キャビティ内における超薄型環状樹脂体の成形をより一層円滑にすることができ、その結果、上述したエジェクタ機構を備える本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置の作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述のようにエジェクタ機構を備える超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、
上記所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であり、
上記キャビティは、その内面にて、上記溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されており、
上記所定の超薄さ範囲は、0.1(mm)〜0.5(mm)であることを特徴とする。
このように、所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であるとともに、キャビティは、その内面にて、溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることから、溶融樹脂の流動性を改善し得る。
これにより、溶融樹脂の流動速度を、ホットランナやキャビティの内部において、所定の高射出速度にほぼ維持し得る。その結果、上述したエジェクタ機構を備える本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置の作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムは、
マニホールド本体(40a)を有するマニホールド(40)を内蔵するように所定の金型用金属材料により形成される固定側本体(10、20、30、40)を備える固定型(P)と、
固定側本体の成形面に当接する成型面を有するように上記所定の金型用金属材料により形成してなる可動側本体(80a、90、100)を備える可動型(Q)とを備えており、
固定型は、
固定側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部(31)内に収容される所定の入れ子用金属材料製の固定側入れ子(80)と、
マニホールド本体内に設けられて樹脂射出成形機から所定の成形用樹脂材料を溶融樹脂として所定の高射出速度にて射出されるランナ流路と、当該ランナ流路に形成してなる複数の流出路部から固定側本体の内部を通りその成型面に向けて延出される複数のオープンノズル(60a〜60h)とを備えて、上記所定の高射出速度に基づきランナ流路を流動してその複数の流出路部から流出する上記溶融樹脂を複数のオープンノズルに流動させるホットランナ(HR)と、
マニホールド本体内にランナ流路と共に設けられてマニホールド本体を加熱するヒータ(40d)と、
マニホールド本体にその両面側から積層される両側温度制御板(51、53)と、当該両側温度制御板にそれぞれ内蔵される両側油流動回路であって上記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した所定の油温範囲以内の油温にて油を流動させることで、ヒータにより加熱されるマニホールド本体のうち少なくともランナ流路を含む部位の温度を、両側温度制御板を介し上記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度となるように、制御する両側油流動回路(52、54)とを有する両側温度制御板部材(50a、50b)と、
固定側本体及び固定側入れ子の各温度を所定の固定側温度に制御する固定側温度制御手段(130、150)と、
複数のオープンノズルの内部を流動する溶融樹脂の炭化を抑制するように温度制御するノズル温度制御手段(70a、70b)とを備えており、
可動型は、
金属材料からなる可動側本体(80a、90、100)と、
当該可動側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部(101)内に収容される上記所定の入れ子用金属材料製の可動側入れ子部材(N、110、120)と、
可動側本体及び可動側入れ子部材の各温度を所定の可動側温度に制御する可動側温度制御手段(140、160)とを備えて、
可動側本体がその成形面にて固定側本体の上記成形面に当接することで可動側入れ子部材が固定側入れ子に当接したとき、当該可動側入れ子部材と固定側入れ子との間に複数のオープンノズルからの上記溶融樹脂に基づき超薄型環状樹脂体を所定の超薄さ範囲以内の厚さにて成形するためのキャビティ(CV)を構成する超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置(M)と、
当該ホットランナ金型装置の両側温度制御板部材の両側油流動回路を通して、上記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した上記所定の油温範囲以内の油温にて油を循環させる油循環装置(C)とを具備するようにした。
このように、マニホールド本体にその両面側から積層される両側温度制御板と、当該両側温度制御板にそれぞれ内蔵される両側油流動回路であって溶融樹脂の炭化を抑制するに適した所定の油温範囲以内の油温にて油を流動させることで、ヒータにより加熱されるマニホールド本体のうち少なくともランナ流路を含む部位の温度を、両側温度制御板を介し溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度になるように、制御する両側油流動回路とを有する両側温度制御板部材を備える。
このことは、両側温度制御板の間にマニホールド本体を介装することで、両側温度制御板が、マニホールド本体と共に、3層積層構造体を構成することにより、上述したマニホールド本体のうち少なくともランナ流路を含む部位の温度が、両側温度制御板を介し溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度になるように制御されることを意味する。
これにより、溶融樹脂が炭化することなくランナ流路を流動して複数のノズルに流入し得る。そして、このように複数のオープンノズルに流入する溶融樹脂に基づき、所定の超薄さ範囲以内の厚さを有する超薄型環状樹脂体が、炭化することなく、キャビティ内にて成形され得る。その結果、当該ホットランナ金型装置によれば、超薄型環状樹脂体が良好な品質にて成形され得る。
ここで、固定側本体及び固定側入れ子の各温度が所定の固定側温度となるように制御され、可動側本体及び可動側入れ子部材の各温度が所定の可動側温度に制御され、かつ、複数のオープンノズルの内部を流動する溶融樹脂が炭化しないように温度制御される。
これにより、溶融樹脂が、固定側本体、固定側入れ子、可動側本体及び可動側入れ子部材の各内部において炭化することなく円滑に流動し、その結果、所定の超薄さ範囲以内の厚さを有する超薄型環状樹脂体が、炭化を伴うことなく、キャビティ内にて良好に成形され得る。
また、複数のオープンノズルは、バルブノズルやピンノズルのように開閉作動を伴うことなく、常時、開放状態にある。従って、樹脂射出成形機から射出される溶融樹脂の射出速度が所定の高射出速度であっても、当該溶融樹脂は、各オープンノズルを通り円滑に流動し得る。その結果、複数のオープンノズルを流動する溶融樹脂に基づきキャビティ内における超薄型環状樹脂体の成形が円滑になされ得る。
以上のようなことから、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムの作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムにおいて、
超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置は、上記所定の成形用樹脂材料として、スーパーエンジニアリング・プラスチックを含有してなることを特徴とする。
これにより、所定の成形用樹脂材料に含有されるスーパーエンジニアリング・プラスチックが耐高温性能を有することから、当該所定の成形用樹脂材料の溶融樹脂でもって、キャビティ内における超薄型環状樹脂体の成形をより一層円滑にすることができ、その結果、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムの作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムにおいて、
超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、上記所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であり、上記キャビティは、その内面にて、上記溶融樹脂の流動性を改善すべく硬度を高めるような所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることを特徴とする。
このように、所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であるとともに、キャビティは、その内面にて、溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることから、溶融樹脂の流動性を改善し得る。
これにより、溶融樹脂の流動速度を、ホットランナやキャビティの内部において、所定の高射出速度にほぼ維持し得る。その結果、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムの作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムにおいて、
超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置は、上記所定の超薄さ範囲を、0.1(mm)〜0.5(mm)とすることを特徴とする。
これにより、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムの作用効果がより一層向上され得る。
また、本発明は、上述した超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムにおいて、
超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置は、
可動側本体内に可動側入れ子部材を介し固定側入れ子に対向するように形成してなる空所(Qa)内に当該空所から可動側入れ子部材に向く方向或いはその逆方向に変位可能に収容される押し上げ部材(181)と、可動側本体内にて押し上げ部材から上記空所を通り可動側入れ子部材に向けて延出されて押し上げ部材と共に軸方向に変位する複数の支持ロッド(182)と、可動側本体内にて複数の支持ロッドの外周側にて押し上げ部材から上記空所を通り延出されて上記キャビティをその複数の外側部(Taa、Tbb、Tcc、Tdd、Sa、Sb、Sc、Sd)にて下方から支持する複数の押し上げピン(183)とを有するエジェクタ機構(180)を備えており、
可動側入れ子部材は、
可動側本体の上記収容穴部内に収容される可動側外入れ子(110)と、当該可動側外入れ子にその可動側本体の上記成形面側の面から形成してなる収容穴部(111)内に収容される可動側内入れ子であってその下方から複数の支持ロッドにより支持される可動側内入れ子(120)とを備えることを特徴とする。
これによれば、可動型を固定型から開いた状態にて、エジェクタ機構の押し上げ部材を空所内にて可動側入れ子に向けて変位させれば、各支持ロッドが、各押し上げピンと共に、押し上げ部材に連動して同一方向へ変位する。このため、可動側内入れ子が、キャビティ内の超薄型樹脂成形体とともに、各支持ロッド及び各押し上げピンにより可動側外入れ子からその外方へ押し出される。
ここで、可動側内入れ子は、上述のごとく、各支持ロッドにより下方から支持されるとともに、上記超薄型樹脂成形体が、上述のごとく、キャビティの複数の外側部にて、各対応の押し上げピンにより下方から支持されている。
従って、上述した押し上げ部材の変位に伴い、各押し上げピンによる上記超薄型樹脂成形体の可動側外入れ子からの押し出しが、各支持ロッドによる可動側内入れ子の可動側外入れ子からの押し出しと同時に行われる。
このように、上記超薄型樹脂成形体を、単独で押し出すのではなく、可動側内入れ子とともに押し出すようにしたので、当該超薄型樹脂成形体が、非常に薄いにもかかわらず、破損することなく、良好に押し出すことができる。
上述のように押し出された状態において、上記超薄型樹脂成形体のうち超薄型樹脂成形品以外の部位を除去することで、上述した所定の成形用樹脂材料を利用した超薄型環状樹脂体の成形が、当該ホットランナ金型装置において良好に完了し得る。これにより、上述した本発明に係る超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システムの作用効果がより一層向上され得る。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。
本発明に係る金型システムの一実施形態を示す正面図である。 図1のホットランナ金型装置の左側面図である。 図1のホットランナ金型装置の固定型をパーティングライン側から見た平面図である。 図1のホットランナ金型装置の固定型をパーティングライン側から見た平面図である。 図1のホットランナ金型装置の可動型をパーティングライン側から見た平面図である。 図1のホットランナ金型装置の斜視図である。 図1のホットランナ金型装置の斜視図である。 図6または図7の固定型の斜視図である。 図6または図7の固定型の斜視図である。 図9の固定型をパーティングライン側から見た斜視図である。 図1のマニホールド本体、上下両側温度制御板部材、左右両側温度制御板、複数のオープンノズル及びオープンノズル用ブッシュの組み付け構造を示す斜視図である。 図1のマニホールド本体、上下両側温度制御板部材、左右両側温度制御板、複数のオープンノズル及びオープンノズル用ブッシュの組み付け構造を示す斜視図である。 図11のマニホールド本体及び複数のオープンノズルの組み付け構造を示す斜視図である。 図11のマニホールド本体及び複数のオープンノズルの組み付け構造を示す斜視図である。 図12の上下両側温度制御板部材、左右両側温度制御板、複数のオープンノズル用ブッシュを分解して示す分解斜視図である。 ホットランナ及び複数のコイルヒータの構成を示す斜視図である。 ホットランナの構成を示す斜視図である。 図1の可動型をパーティングライン側から見た斜視図である。 図18の可動型の部分破断平面図である。 図1の固定型のうちの固定側入れ子を示す斜視図である。 図18の可動型のうちの可動側外入れ子を示す斜視図である。 図18の可動型のうちの可動側内入れ子を示す斜視図である。 図1の固定型に内蔵される固定側油流動回路の構成を示す斜視図である。 図1の可動型に内蔵される可動側油流動回路の構成を示す斜視図である。 図1のホットランナ金型装置のエジェクタ機構を可動側内入れ子とともに示す斜視図である。 図25のエジェクタ機構を、複数の複数本の押し上げピンを省略した状態で可動側内入れ子とともに示す斜視図である。 図25のエジェクタ機構を、各押し上げ軸を省略した状態で示す斜視図である。 図25のエジェクタ機構を、可動側内入れ子及び各押し上げ軸を省略した状態で示す斜視図である。
以下、本発明の一実施形態を図面により説明すると、図1は、本発明に係る金型システムの一実施形態を示している。この金型システムは、樹脂射出成形機(図示しない)から射出される溶融樹脂を用いて、自動車の電源である水素電池のセパレータ用超薄型環状樹脂枠体を成形するに適したものである。
本実施形態において、当該超薄型環状樹脂枠体は、カーボンペーパー等のカーボンフィルムと共に、セパレータを構成するもので、このセパレータは、カーボンフィルムを超薄型環状樹脂枠体の中空部に装着して構成されている。なお、セパレータは、水素電池内において、カーボンフィルムを介し水素と酸素とを化学反応させて水と電気エネルギーに変換する機能を発揮する。
当該金型システムは、図1にて示すごとく、ホットランナ金型装置Mと、油循環装置Cとを備えている。まず、当該金型システムにおいて、本発明者がホットランナ金型装置Mを開発するに至った根拠について詳細に説明する。
近年、自動車用水素電池の軽量化やコンパクト化に必要なセパレータの軽量化や薄型化の要請が強くなっている。この要請に応えるには、当該セパレータの環状枠体の形成材料が軽量であること及び当該環状枠体の厚さは、例えば、0.3(mm)のように、非常に薄いことが要請される。
このような要請に対し、本発明者は、自動車用水素電池に採用するに適したセパレータ用環状枠体の形成材料について種々検討してみた。例えば、当該環状枠体の形成材料が従来のような金属や不織布である場合、環状枠体の軽量化や薄型化には適さず、従って、水素電池の軽量化やコンパクト化の要請には、到底、応えられない。
そこで、金属や不織布とは異なる合成樹脂材料をセパレータ用環状枠体の成形材料として採用すれば、当該セパレータ用環状枠体の軽量化や薄型化に適するであろうと推測して、当該合成樹脂材料について種々検討を加えてみた。
これによれば、色々な合成樹脂材料のうちでも、スーパーエンジニアリング・プラスチックが、自動車における水素電池の使用環境に適することが分かった。さらには、スーパーエンジニアリング・プラスチックのうちでも、ポリエーテルスルホン(いわゆる「PES」と称する)が、セパレータ用環状枠体の軽量化や薄型化に良好な特性、特に、高温領域において良好な特性を有することが分かった。
このようなことから、本発明者は、水素電池のセパレータ用環状枠体の成形材料として、PESを活用することとした。具体的には、本発明者は、後述のように当該PESを主成分とする所定の成形用樹脂材料を採用し、当該所定の成形用樹脂材料を用いてセパレータ用環状枠体を超薄型環状樹脂枠体として成形するに適した金型装置を開発することに着目した。
ところで、上記所定の成形用樹脂材料におけるPESは、高温領域において耐熱性等には優れているものの、当該PESは、その溶融状態において、流動性に著しく欠ける。このことは、溶融状態にあるPESの流動長が著しく短いことを意味する。
一方、水素電池用セパレータでは、カーボンフィルムの面形状が、通常行われている樹脂材料を用いた樹脂射出成形機による成形には適さないような非常に広い面形状となっている。従って、当該カーボンフィルムを装着する環状枠体の外形寸法は、カーボンフィルムよりもさらに大きな外形寸法を有する。
このため、金型装置は、大きな外形寸法を有する環状枠体の面形状及び当該環状枠体の0.3(mm)という薄さに対応したキャビティを有するように構成しなければならない。換言すれば、当該キャビティの内部は、大きな外形寸法を有する環状枠体の面形状及び当該環状枠体の0.3(mm)という薄さに対応するように、非常に広くかつ非常に薄く形成しなければならない。
このようにキャビティの内部が非常に広くかつ非常に薄いこと及びPESの流動性が非常に良くないことから、PESの上記キャビティ内への充填速度が低いと、PESは、当該キャビティ内での流動中に結晶化してしまい、当該キャビティの内部の全体には充填され得ない。換言すれば、PESをキャビティの内部の全体に行き亘らせるためには、当該PESを所定の高速(例えば、350(m/s)でもって瞬時に充填しなければならない。なお、当該所定の高速は、PESをキャビティの内部の全体に亘り良好に充填するに適する所定の充填時間(例えば、0.01(秒)〜0.4(秒)の範囲以内の時間)に対応する。
従って、金型装置において、PESを溶融状態にて上記キャビティの内部全体に亘り良好に充填するには、当該キャビティのゲートが、適正に分散して位置する複数のゲートであること、換言すれば、当該キャビティ内にPESを充填するに要するランナのノズルは複数のノズルであることが望ましい。
ここで、当該各ノズルがバルブ構成を有する場合、溶融状態にあるPESのキャビティの内部への充填速度を高めれば、当該PESがキャビティ内の全体に到達するとしても、当該到達に要する時間が短くなるため、各ノズルのバルブ構成による開閉間隔を短くしなければならない。
これには各ノズルの開閉駆動構成が追随し得ず、その結果、当該各ノズルの開閉間隔を適正には短縮することができない。換言すれば、溶融状態にあるPESの充填速度が高い程、各ノズルの開閉が、PESの充填速度には追随できず、その結果、セパレータ用薄板状環状樹脂枠を良好に成形することが困難である。
以上のようなから、ランナの各ノズルは、共に、オープンノズルであることが望ましいという結論に達した。
また、金型装置がコールドランナ金型装置であると、本明細書の冒頭で述べたごとく、成形材料としてのPESの無駄を招いたり、成形品を取り出したときの不要な成形材料部分のカット等の余分な後作業が必要となる。しかも、PESは耐熱性に優れるものの、PESの上記キャビティへの流動中に当該キャビティやその周辺の温度が低下すると、PESが流動しにくくなり結晶化するおそれがある。
このため、本発明者は、自動車用水素電池に採用されるセパレータ用超薄型環状樹脂枠体を成形に適した金型装置として、後述のように、複数のオープンノズルからなるオープンノズル群を備えたホットランナ金型装置M(図1参照)を採用することとした。
また、本実施形態では、上述した所定の成形用樹脂材料は、上記樹脂射出成形機内において溶融されて、溶融樹脂として、後述のごとく、ホットランナ金型装置Mにおけるマニホールド40のマニホールド本体40a内にノズル40bを通り導入される(図1参照)。
ここで、上述した所定の成形用樹脂材料は、上述した超薄型環状樹脂枠体の成形材料として適性なもので、当該所定の成形用樹脂材料は、PESの流動性を改善するために、主成分であるPESに加えて、エンジニアリング・プラスチックのうちの液晶ポリマーの1種である溶融液晶性全芳香族ポリエステル(LCP)及びガラス繊維(GF)をも含有する。当該所定の成形用樹脂材料の成形温度は、所定の成形温度範囲(360(℃)以上で400(℃)未満の範囲)内の温度、好ましくは、360(℃)〜390(℃)の範囲以内の温度である。また、ガラス転移温度は、Tg=225(℃)である。なお、上述の所定の成形温度範囲は、上記所定の成形用樹脂材料の炭化を抑制し得る温度範囲に対応する。
本実施形態において、PESは、主として、良好な耐熱性を有する点で、0.3(mm)の厚さを有する超薄型環状樹脂枠体の成形に好適な材料である。また、当該成形用樹脂材料において、LCPは、PESの流動性を改善する役割を果たす。また、ガラス繊維は、当該成形用樹脂材料の表面硬度を高める役割を果たす。
このように超薄型環状樹脂枠体が0.3(mm)と薄くかつPESの流動性がよくなくても、所定の成形用樹脂材料が、上述のようなPESを主成分とする成形材料であることにより、PESの流動性を改善して、上記所定の成形用樹脂材料としての流動性を良好にし得る。なお、上述の所定の成形用樹脂材料のPES以外の成分は、所定の成形用樹脂材料としてのPESの流動性を改善し得るものであれば、LCPやGFに限らない。
以下、ホットランナ金型装置Mの構成について詳細に説明する。当該ホットランナ金型装置Mは、図1、図2、図6及び図7のいずれかにて示すごとく、固定型P及び可動型Qにより構成されている。
固定型Pは、図1〜図4及び図6〜図9のいずれかにて示すごとく、固定側取り付け板10、マニホールド保持板20及び固定側主型30を備えている。固定側取り付け板10は、内板11及び外板12を有するように、金属材料でもって形成されており、当該固定側取り付け板10において、外板12は、その下面にて、内板11にその上面側から積層装着されている。なお、図1において、紙面の前側、奥側、左側、右側、上側及び下側は、それぞれ、当該ホットランナ金型装置Mの前側(正面側)、後側、左側、右側、上側及び下側に対応する。
また、当該固定側取り付け板10は、図1或いは図2にて示すごとく、位置決め用ロケートリング13を有している。この位置決め用ロケートリング13は、外板12の中央部に形成した貫通穴部12a内にその外方から嵌装されており、当該位置決め用ロケートリング13は、上記樹脂射出成形機の射出ノズル(図示しない)に対向するようになっている。
マニホールド保持板20は、固定側取り付け板10の内板11にその下面(以下、固定側取り付け板10の下面ともいう)側から装着されている。また、固定側主型30は、マニホールド保持板20にその下面側から装着されており、当該固定側主型30は、その下面(成型面)にて、可動型Qの可動側主型100(後述する)の上面(成型面)と共に、当該ホットランナ金型装置におけるいわゆるパーティングラインPL(図1参照)を形成する。なお、マニホールド保持板20は、後述する固定側主型30及びマニホールド40とともに、所定の金属材料(例えば、クロムモリブデン鋼)でもって、形成されている。
また、固定型Pは、図1及び図2のいずれかにて示すごとく、マニホールド40及び上下両側温度制御板部材50a、50bを備えている。マニホールド40は、図1及び図2にて示すごとく、マニホールド本体40aと、導入ノズル40bとを備えており、マニホールド本体40aは、上下両側温度制御板部材50a、50bと共に、固定側取り付け板10に沿うようにマニホールド保持板20の凹部21内に保持されている。なお、当該凹部21は、マニホールド保持板20にその上面から凹状に形成されている。
上側温度制御板部材50aは、図1、図2、図11及び図12のいずれかにて示すごとく、その下面にて、マニホールド本体40aにその上面側から積層されており、マニホールド本体40aは、その下面にて、下側温度制御板部材50bにその上面側から積層されている。
換言すれば、マニホールド40は、そのマニホールド本体40aにて、当該マニホールド本体40aの上下両側に位置する上下両側温度制御板部材50a、50bと共に、3層積層構造体を構成する。
以下、当該3層積層構造体の構成について詳細に説明する。マニホールド40は、上述したごとく、マニホールド本体40aにて、上下両側温度制御板部材50a、50bと共に3層積層構造体を構成するものであるが、当該マニホールド40において、導入ノズル40bは、マニホールド本体40aの上面の中央部から上側温度制御板部材50a及び内板11の中央貫通穴部11aを通り位置決め用ロケートリング13内に延出されている。
これに伴い、マニホールド40は、その導入ノズル40bにて、上記樹脂射出成形機の射出ノズル(図示しない)に同軸的に対向して当接するようになっている。これにより、上記樹脂射出成形機の射出ノズルから射出される溶融樹脂は、マニホールド本体40a内に導入ノズル40bを通り導入される。
また、マニホールド40は、図1、図2、図16及び図17のいずれかにて示すごとく、さらに、分流型ランナ流路40c及び複数のコイルヒータ40dを備えている。
分流型ランナ流路40cは、図16或いは図17にて示すごとく、オープンノズル群60とともにホットランナHR(図17参照)を構成する。当該分流型ランナ流路40cは、マニホールド本体40a内にて、上下両側温度制御板部材50a、50bに沿うように形成されており、当該分流型ランナ流路40cは、図16或いは図17にて示すごとく、一対の基端流路部41a、41b、2対の中間流路部42a、42b;43a、43b及び4対の先端流路部44a、44b;45a、45b;46a、46b;47a、47bを備えている。
一対の基端流路部41a、41bは、その各基端側開孔部にて、導入ノズル40b内に連通するようにその内端開孔部に連結されており、当該一対の基端流路部41a、41bは、その各基端開孔部からマニホールド本体40aの前後方向に沿い互いに逆向きに延出するように形成されている。
2対の中間流路部42a、42b;43a、43bのうち、一対の中間流路部42a、42bは、基端流路部41a内に連通すべく、当該基端流路部41aの延出端開孔部からマニホールド本体40aの左右方向に沿い互いに逆向きに延出するように形成されている。
一方、他の一対の中間流路部43a、43bは、基端流路部41b内に連通すべく、当該基端流路部41bの延出端開孔部からマニホールド本体40aの左右方向に沿い互いに逆向きに延出するように形成されている。
また、4対の先端流路部44a、44b;45a、45b;46a、46b;47a、47bのうち、一対の先端流路部44a、44bは、中間流路部42a内に連通すべく、当該中間流路部42aの延出端開孔部からマニホールド本体40aの前後方向に互いに逆向きに延出するように形成されている。一方、一対の先端流路部45a、45bは、中間流路部42b内に連通すべく、当該中間流路部42bの延出端開孔部からマニホールド本体40aの前後方向に互いに逆向きに延出するように形成されている。
また、一対の先端流路部46a、46bは、中間流路部43a内に連通すべく、当該中間流路部43aの延出端開孔部からマニホールド本体40aの前後方向に互いに逆向きに延出するように形成されている。一方、一対の先端流路部47a、47bは、中間流路部43b内に連通すべく、当該中間流路部43bの延出端開孔部からマニホールド本体40aの前後方向に互いに逆向きに延出するように形成されている。
以上のように構成した分流型ランナ流路40cにおいては、上述のように導入ノズル40bに導入される溶融樹脂は、マニホールド本体40a内にて、前後方向に分かれて一対の基端流路部41a、41b内に流動し、基端流路部41a内に分流した溶融樹脂は、左右方向に分かれて一対の中間流路部42a、42b内に流動し、一方、基端流路部41b内に分流した溶融樹脂は、左右方向に分かれて他の1対の中間流路部43a、43b内に流動する。
そして、中間流路部42a内に流動した溶融樹脂は、前後方向に分かれて一対の先端流路部44a、44b内に流動し、一方、中間流路部42b内に流動した溶融樹脂は、前後方向に分かれて一対の先端流路部45a、45b内に流動する。
また、中間流路部43a内に流動した溶融樹脂は、前後方向に分かれて一対の先端流路部46a、46b内に流動し、一方、中間流路部43b内に流動した溶融樹脂は、前後方向に分かれて一対の先端流路部47a、47b内に流動する。
複数のコイルヒータ40dは、分流型ランナ流路40cとともに、マニホールド本体40a内に設けられているもので、当該複数のコイルヒータ40dは、図16にて示すごとく、上下前側及び上下後側の各コイルヒータ40dでもって構成されている。
上下前側の各コイルヒータ40dは、マニホールド本体40aの前側部位内にて、分流型ランナ流路40cの基端流路部41a、一対の中間流路部42a、42b及び2対の先端流路部44a、44b;45a、45bを介し互いに対向するように配設されており、一方、上下後側の各コイルヒータ40dは、マニホールド本体40aの後側部位内にて、分流型ランナ流路40cの基端流路部41b、一対の中間流路部43a、43b及び2対の先端流路部46a、46b;47a、47bを介し互いに対向するように配設されている。
ここで、上下前側の各コイルヒータ40dのうち、上前側コイルヒータ40dは、図16にて示すごとく、マニホールド本体40aの前右側部位内に位置する一側及び他側の端部48a、48bのうち一側端部48aから他側端部48bにかけて、湾曲形状にて形成されており、当該上前側コイルヒータ40dは、その一側及び他側の端部48a、48bにて、それぞれ、互いに電気的に絶縁された状態にて、上前側コネクタ49a内に連結されている。なお、当該上前側コネクタ49aは、マニホールド本体40aの右側壁の前後方向略中央部に設けられている。
一方、下前側コイルコイルヒータ40dは、図16にて示すごとく、マニホールド本体40aの前右側部位内にて上前側コイルヒータ40dの一側及び他側の端部48a、48bの下側に位置する一側及び他側の端部48a、48bのうちの一側端部48aから他側端部48bにかけて、湾曲形状にて形成されており、当該下前側コイルヒータ40dは、その一側及び他側の端部48a、48bにて、それぞれ、互いに電気的に絶縁された状態にて、下前側コネクタ49a内に連結されている。なお、当該下前側コネクタ49aは、マニホールド本体40aの右側壁の前後方向略中央部に上前側コネクタ49aの下側にて設けられている。
また、上下後側の各コイルヒータ40dのうち、上後側コイルヒータ40dは、図16にて示すごとく、マニホールド本体40aの後左側部位内に位置する一側及び他側の端部48a、48bのうちの一側端部48aから他側端部48bにかけて、湾曲形状にて形成されており、当該上後側コイルヒータ40dは、その一側及び他側の端部48a、48bにて、それぞれ、互いに電気的に絶縁された状態にて、上後側コネクタ49b内に連結されている。なお、当該上後側コネクタ49bは、マニホールド本体40aの左側壁の前後方向略中央部に設けられている。
一方、下後側コイルヒータ40dは、図16にて示すごとく、マニホールド本体40aの後左側部位内にて上後側コイルヒータ40dの一側及び他側の端部48a、48bの下側に位置する一側及び他側の端部48a、48bのうちの一側端部48aから他側端部48bにかけて、湾曲形状にて形成されており、当該下後側コイルヒータ40dは、その一側及び他側の端部48a、48bにて、それぞれ、互いに電気的に絶縁された状態にて、下後側コネクタ49b内に連結されている。なお、当該下後側コネクタ49bは、マニホールド本体40aの左側壁の前後方向略中央部に上後側コネクタ49bの下側にて設けられている。
しかして、上下前側及び上下後側の各コイルヒータ40dは、その一側端部48a及び当該一側端部48aに対応する他側端部48b間にて、加熱電圧印加装置(図示しない)から加熱電圧を印加されて、所定の加熱温度に加熱される。このことは、マニホールド本体40aが、分流型ランナ流路40cを含む部位にて、上下前側及び上下後側の各コイルヒータ40dにより、上記所定の加熱温度に加熱されることを意味する。
本実施形態では、上記加熱電圧印加装置による加熱温度が上記所定の加熱温度に上昇したとき、複数の熱電対センサTc(図13参照)が、当該所定の加熱温度を検出して、当該加熱電圧印加装置による上下前側及び上下後側の各コイルヒータ40dへの加熱電圧の印加を遮断する。
ここで、複数の熱電対センサTcは、図13にて示すごとく、それぞれ、マニホールド本体40aの上面に形成してなる各凹部48内に埋設されており、当該複数の熱電対センサTcは、それぞれ、対応の凹部48におけるマニホールド本体40aの部位の温度を検出するようになっている。なお、各凹部48の位置は、マニホールド本体40a内における分流型ランナ流路40cの近傍部位が、ほぼ均等の温度になるように選定されている。
上下両側温度制御板部材50a、50bのうち、上側温度制御板部材50aは、図15にて例示するごとく、上側温度制御板51及び上側油流動回路52を備えている。上側温度制御板51は、マニホールド本体40aの上面に積層されており、当該上側温度制御板51は、図15にて示す図示外形形状を有するように形成されている。
上側油流動回路52は、図15にて示すごとく、複数本の油管52a〜52eを組み合わせた油流動回路構成にて、上側温度制御板51内にその上下両面に沿うように設けられている。ここで、油管52aは、上側温度制御板51の左側部位内にて前後方向に設けられている。両油管52b、52cは、油管52aの前後両側部位から右方へ延出するように上側温度制御板51の内部に設けられている。また、油管52dは、油管52bの右側部から上側温度制御板51の右側中央部位にかけて右方へ延出するように上側温度制御板51の内部に設けられており、一方、油管52eは、油管52cの右側部から上側温度制御板51の中央部位にかけて左方へ延出するように上側温度制御板51の内部に設けられている。
また、当該上側油流動回路52は、前後両側接続管52f、52gを有しており、前側接続管52fは、油管52dの延出端部から右方へ延出して上側温度制御板51の右側中央部位から右方へ突出している。一方、前側接続管52gは、油管52eの延出端部から右方へ延出して上側温度制御板51の右側中央部位から右方へ突出している。
このよう構成した上側油流動回路52においては、前後両側接続管52f、52gが、前後両側配管Ca(図1では前側配管Caのみを示す)を介し油循環装置Cに接続されている。当該油循環装置Cとしては、株式会社レイケン製KCOIII型油循環装置が採用されている。当該湯循環装置は、その吐出ポート及び流入ポートにて、それぞれ、前側配管Caを介し上側油流動回路52の前側接続管52f及び後側接続管52gに接続されている。
しかして、油循環装置Cがその吐出ポートから吐出する所定の油温範囲以内の制御油温(例えば、320(℃))の油が、上側油流動回路52の前側接続管52fから各油管52d、52b、52a、52c及び52eを通り循環し、当該循環油を後側接続管52gから油循環装置Cの流入ポートに戻るようになっている。
一方、下側温度制御板部材50bは、下側温度制御板53及び下側油流動回路54を備えている。下側温度制御板53は、マニホールド本体40aの下面にその下方から積層されており、当該下側温度制御板53は、図15にて示す図示外形形状(上側温度制御板51の外形形状と同様の形状)を有するように形成されている。
下側油流動回路54は、図15にて示すごとく、複数本の油管54a〜54eを組み合わせた油流動回路構成にて、下側温度制御板53内にてその上下両面に沿うように設けられており、当該下側油流動回路53は、マニホールド本体40aを介し上側油流動回路52に対向している。
ここで、油管54aは、下側温度制御板53の左側部位内にて前後方向に設けられている。両油管54b、54cは、油管54aの前後両側部位から右方へ延出するように下側温度制御板53の内部に設けられている。また、油管54dは、油管54bの右側部から下側温度制御板53の右側中央部位にかけて右方へ延出するように下側温度制御板53の内部に設けられており、一方、油管54eは、油管54cの右側部から下側温度制御板53の中央部位にかけて左方へ延出するように下側温度制御板53の内部に設けられている。
また、当該下側油流動回路54は、前後両側接続管54f、54gを有しており、前側接続管54fは、油管54dの延出端部から右方へ延出して下側温度制御板53の右側中央部位から右方へ突出している。一方、前側接続管54gは、油管54eの延出端部から右方へ延出して下側温度制御板53の右側中央部位から右方へ突出している。
このよう構成した下側油流動回路54においては、前後両側接続管54f、54gが、前後両側配管Cb(図1では前側配管Cbのみを示す)を介し油循環装置Cに接続されている。当該油循環装置Cは、その吐出ポート及び流入ポートにて、それぞれ、前側配管Cbを介し下側油流動回路54の前側接続管54f及び後側接続管54gに接続されている。
しかして、油循環装置Cがその吐出ポートから吐出する上記制御油温の油が、下側油流動回路54の前側接続管54fから各油管54d、54b、54a、54c及び54eを通り循環し、当該循環油を後側接続管54gから油循環装置Cの流入ポートに戻るようになっている。
以上のように構成された上下両側油流動回路52、54は、複数のコイルヒータにより加熱されたマニホールド本体40aの温度を低下するように制御して、マニホールド本体40aの温度を、所定の温度範囲150(℃)〜200(℃)内の温度に低下させる。
次に、本実施形態において、上述のようにマニホールド本体40aを中心とした3層積層構造体を導入した根拠について説明する。
マニホールド本体40aの内部には、複数のコイルヒータ40dが、上述のように、分流型ランナ流路40c(図16参照)と共に設けられている。これにより、複数のコイルヒータ40dは、マニホールド本体40aを加熱して、分流型ランナ流路40cの内部を流動する溶融樹脂を成形可能な温度に上昇させる機能を有する。
しかしながら、複数のコイルヒータ40dは、その加熱エネルギーにより、上述のようにマニホールド本体40aの温度を上昇させる機能を有するものの、上昇したマニホールド本体40aの温度を低下させる機能を有していない。
また、複数のコイルヒータ40dは、分流型ランナ流路40cと共に、上述のように、マニホールド本体40a内にて分散状に配設されている。このため、マニホールド本体40aの上昇温度が、当該マニホールド本体40aの全体に亘っては均一にはならず、マニホールド本体40aの互いに異なる各部位において、異なる温度になるという事態が発生する。
一方、溶融樹脂は、その上昇温度によっては、炭化するという弱点を有する。通常、樹脂成形に採用される成形用樹脂材料は、その炭化温度よりもかなり低い温度において成形に利用されるため、当該成形用樹脂材料が、その溶融状態における成形過程において、炭化してしまうという事態は発生し得ない。
しかしながら、本実施形態で採用する所定の成形用樹脂材料に含まれるPESの成形温度は、高く、当該PESの炭化温度(例えば、400(℃))よりも低いものの、当該炭化温度に近い温度である。このため、分流型ランナ流路40cの内部を流動する溶融樹脂の温度が、マニホールド本体40aの互いに異なる部位において、溶融樹脂の炭化温度以上の温度に上昇したり、或いは、当該炭化温度よりも低い温度になるという事態が発生する。
換言すれば、分流型ランナ流路40cの内部を流動する溶融樹脂が、複数のコイルヒータ40dによる加熱のもとに、分流型ランナ流路40cのうちの互いに異なる部位によって、炭化温度以上の温度に上昇したり、当該炭化温度よりも低い温度になるという事態が発生する。このため、溶融樹脂が、分流型ランナ流路40cの内部において部分的に炭化してしまう。このことは、溶融樹脂がその良好な流動性を失うこととなる。これでは、PESを主成分とする成形用樹脂材料を用いて良質な超薄型環状樹脂枠体を成形することは不可能である。
そこで、上述のように、上下両側温度制御板部材50a、50bをマニホールド本体40aにその上下両側から積層して3層積層構造体とし、油循環装置Cからの油(PESの炭化温度よりも低い温度を有する。)を、上下両側温度制御板部材50a、50bの上下両側油流動回路52、54に循環させることで、マニホールド本体40aのうち、少なくとも分流型ランナ流路40cを含む部位の領域の温度を、複数のコイルヒータ40dによる上昇温度から安定的に低下させるように制御して、溶融樹脂の炭化を防止しつつその流動性を良好に確保するようにしたものである。
オープンノズル群60は、上述のごとく、分流型ランナ流路40cとともにホットランナHRを構成するもので。当該オープンノズル群60は、複数のオープンノズルでもって構成されている。
ここで、ホットランナHRにおいてオープンノズルを採用する根拠について説明する。従来、ホットランナにおいては、樹脂射出成形機の射出速度は、通常、バルブゲートが適正に応答性よく開閉し得る程度の速度であるから、当該射出速度は、高くはない。このため、オープンノズルを採用するという発想は全く不要であって、わざわざ、オープンゲートであるオープンノズルが採用された例はない。
しかし、樹脂射出成形機の射出速度が非常に高いと、バルブゲートの開閉が追随し得ないことから、本発明者は、バルブゲートの採用をやめて、ホットランナにおいて通常採用する対象となっていないオープンノズルを採用するというユニークで全く新しい着想に到達したものである。
オープンノズル群60は、図1或いは図2にてその一部を示すごとく、マニホールド本体40aからマニホールド保持板20及び固定側主型30を介し固定側入れ子80(後述する)内に延出するように形成されている。
当該オープンノズル群60は、図11〜図14、図16及び図17のいずれかにて示すごとく、4対のオープンノズル60a、60b;60c、60d;60e、60f及び60g、60hを備えている。
ここで、一対のオープンノズル60a、60bは、それぞれ、分流型ランナ流路40cの一対の先端流路部44a、44b内に連通するように当該一対の先端流路部44a、44bの各延出端開孔部から延出されている。
一対のオープンノズル60c、60dは、それぞれ、図17にて例示するごとく、分流型ランナ流路40cの一対の先端流路部45a、45b内に連通するように当該一対の先端流路部45a、45bの各延出端開孔部から延出されている。
一対のオープンノズル60e、60fは、それぞれ、分流型ランナ流路40cの一対の先端流路部46a、46b内に連通するように当該一対の先端流路部46a、46bの各延出端開孔部から延出されている。
また、一対のオープンノズル60h、60gは、それぞれ、分流型ランナ流路40cの一対の先端流路部47a、47b内に連通するように当該一対の先端流路部47a、47bの各延出端開孔部から延出されている。
しかして、上述のように構成したホットランナHRにおいては、上述のようにマニホールド本体40a内にその導入ノズル40bから流入する溶融樹脂は、分流型ランナ流路40c及びオープンノズル群60の各オープンノズル60a、60b;60c、60d;60e、60f及び60g、60hを通り上記キャビティに向け流出される。
ここで、ホットランナHRの各オープンノズルのレイアウト構成について説明する。
上述した所定の成形用樹脂材料は、上述のごとく、PESの流動性を改善する材料ではあるものの、良好な流動性を有するとはいえず、従って、十分な流動長を有するとはいえない。なお、当該流動長は、所定の成形用樹脂材料の溶融状態におけるオープンノズルの先端開孔部からの流動の長さをいい、主として、上記所定の成形用樹脂材料の特性で決まる。
また、超薄型環状樹脂枠体は、0.3(mm)という非常に薄い厚さを有することから、当該ホットランナ金型装置のキャビティの内部も非常に薄い。従って、充填速度が低いと、溶融樹脂が上記キャビティの内部全体には到達し得ないことから、当該キャビティ内への溶融樹脂の充填速度は、非常に高いことが必要である。
このため、ホットランナHRにおいては、オープンノズルの数及び位置が、主として、上記所定の成形用樹脂材料の流動性や上記キャビティ内への溶融樹脂の高い充填速度を考慮して設定されている。本実施形態では、オープンノズルの数は、少なくとも、8個必要であることから、8個となっている。7個以下のオープンノズルでは、上記キャビティ内の全体に亘る溶融樹脂の充填は不可能なためである。
また、各オープンノズルの上記キャビティに対する配設位置は、各オープンノズルから当該キャビティ内への溶融樹脂の同時充填及び溶融樹脂の当該キャビティ内の全体に亘る充填を確保するため、当該キャビティの後述のような構成との関連において設定されている。
ここで、ホットランナHRの温度制御構成について説明する。前後両側オープンノズル温度制御板部材70a及び複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bが、次のように、構成されて複数のオープンノズル60a〜60hに組み付けられている(図1、図2、図4、図11及び図12のいずれか参照)。
前後両側オープンノズル温度制御板部材70aのうち、前側オープンノズル温度制御板部材70aは、前側温度制御板71及び前側油流動回路72を備えており、一方、後側オープンノズル温度制御板部材70aは、後側温度制御板73及び後側油流動回路74を備えている(図15参照)。なお、前後両側温度制御板71、73は、マニホールド本体40aの形成材料と同様の材料でもって形成されている。
前後両側温度制御板71、73は、図1、図2、図4、図11、図12及び図15のいずれかにて示すごとく、それぞれ、矩形板状に形成されており、当該前後両側温度制御板71、73は、図1、図2及び図4のいずれかにて示すごとく、固定側主型30の前後両上側凹所32内に収容されている。なお、前後両上側凹所32は、固定側主型30の前後両側部位にその上面から矩形凹状に形成されている。
前側油流動回路72は、図15にて示すごとく、3本の油路72a〜72cを組み合わせた油流動回路構成にて、前側温度制御板71内にてその上下両面に沿うように設けられている。
ここで、油路72aは、前側温度制御板71の前左側部位内にて前後方向に設けられている。油路72bは、油路72aの前端部からL字状に折れ曲がって前側温度制御板71の右側壁に向け延出している。また、油路72cは、油路72aの前後方向中間部位から油路72bに沿うように前側温度制御板71の右側壁に向け延出している。なお、前後両側接続管72d、72eが、前後両側油路72b、72cの各延出端部から互いに平行に固定側主型30の右側壁に向け延出されており、当該前後両側接続管72d、72eは、その各延出端部にて、固定側主型30の右側壁から外方へ開口されている。
一方、後側油流動回路74は、3本の油路74a〜74cを組み合わせた油流動回路構成にて、後側温度制御板73内にてその上下両面に沿うように設けられている。
ここで、油路74aは、後側温度制御板73の後左側部位内にて前後方向に設けられている。油路74bは、油路74aの後端部からL字状に折れ曲がって後側温度制御板73の右側壁に向け延出している。また、油路74cは、油路74aの前後方向中間部位から油路74bに沿うように後側温度制御板73の右側壁に向け延出している。なお、前後両側接続管74d、74eが、前後両側油路74b、74cの各延出端部から互いに平行に固定側主型30の右側壁に向け延出されており、当該前後両側接続管74d、74eは、その各延出端部にて、固定側主型30の右側壁から外方へ開口されている。
このように構成した前後両側油流動回路72、74においては、オープンノズル用油供給装置(図示しない)からの所定油温範囲(例えば、200(℃)〜300(℃))の範囲以内の温度(例えば、250(℃))を有する油が、両前側接続管72d、74dに供給されるようになっている。なお、上記所定油温範囲は、各オープンノズル60a〜60hの内部における溶融樹脂の炭化を未然に防止し得るような油温範囲である。
しかして、前側油流動回路72においては、上記オープンノズル用油供給装置から前側接続管72dに供給される上記油は、当該前側接続管72dを通り各油路72b、72a及び72cに順次流動して後側接続管72eから上記オープンノズル用油供給装置に戻るようになっている。一方、後側油流動回路74においては、上記オープンノズル用油供給装置から前側接続管74dに供給される上記油は、当該前側接続管74dを通り各油路74b、74a及び74cに順次流動して後側接続管74eから上記オープンノズル用油供給装置に戻るようになっている。
このように構成した前後両側オープンノズル温度制御板部材70aにおいては、上述のようにオープンノズル用油供給装置からの油が前後両側油流動回路72、74の内部を流動することで、前後両側温度制御板71、72が、オープンノズル用油供給装置からの油の温度まで上昇して、各オープンノズル60a〜60hの内部を流動する溶融樹脂の温度を250(℃)になるように制御する。これにより、前後両側オープンノズル温度制御板部材70aは、各オープンノズル60a〜60hの内部を流動する溶融樹脂の炭化を防止する役割を果たす。
また、複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bは、所定のブッシュ用金属材料でもって、図15にて示すごとく、環状フランジ部から円筒部を同軸的に延出するように形成されている。なお、上記ブッシュ用金属材料としては、上記溶融樹脂の炭化を防止するに適した金属材料が採用されている。
当該複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bのうち、前側オープンノズル温度制御板部材70aに対応する4つのオープンノズル温度制御ブッシュ70b(以下、4つの前側オープンノズル温度制御ブッシュ70bともいう)は、図4、図11及び図12のいずれかにて示すごとく、各オープンノズル60a〜60dに前側温度制御板71の直下にて同軸的に嵌装されている。
また、当該複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bのうち、後側オープンノズル温度制御板部材70aに対応する4つのオープンノズル温度制御ブッシュ70b(以下、4つの後側オープンノズル温度制御ブッシュ70bともいう)は、図4、図11及び図12のいずれかにて示すごとく、各オープンノズル60e〜60hに後側温度制御板73の直下にて同軸的に嵌装されている。
このように構成した複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bによれば、当該オープンノズル温度制御ブッシュ70bは、上述のような前後両側オープンノズル温度制御板部材70aの前後両側温度制御板71、73による温度制御と相俟って、各オープンノズル60a〜60h内の溶融樹脂の温度を、当該各オープンノズル60a〜60h内の流動溶融樹脂の炭化防止に役立つ温度(例えば、250(℃))に維持するように制御する。
また、固定型Pは、図1〜図4及び図10のいずれかにて示すごとく、固定側入れ子80を備えている。この固定側入れ子80は、所定の入れ子金属材料でもって、長方形板状に形成されている。本実施形態において、上記所定の入れ子金属材料としては、合成樹脂成形用金型材料に適したマテリオン・ブラッシュ・ジャパン株式会社製特殊合金が採用されている。ここで、当該特殊合金は、銅及びベリリウムを含有して、高い熱伝導率及び高い強度を有する。なお、上記所定の入れ子金属材料は、高い熱伝導率及び高い強度を有する合金であれば、上述したマテリオン・ブラッシュ・ジャパン株式会社製特殊合金に限らない。また、上記所定の入れ子金属材料は、高い熱伝導率及び高い強度のうち少なくとも高い熱伝導率を有する合金であってもよい。
当該固定側入れ子80は、固定側主型30の下側凹所31内に収容されている(図1及び図4参照)。ここで、下側凹所31は、固定側主型30にその下面から固定側入れ子80を収容可能なように固定側入れ子80の外形形状と同一形状にて形成されている。
しかして、固定側入れ子80は、その下面にて、パーティングラインPLと同一面内に位置するように固定側主型30の下側凹所31内に収容されている。
可動型Qは、図1、図2及び図5〜図7のいずれかにて示すごとく、金属材料からなる可動側取り付け板80a、金属材料からなる一対のスペーサ90及び可動側主型100を備えている。
可動側取り付け板80aは、外板81及び内板82を有しており、内板82は、その下面にて、外板81にその上面側から積層装着されている。
一対のスペーサ90は、それぞれ、角柱状に形成されており、当該一対のスペーサ90は、それぞれ、可動側取り付け板80aの左右両側部に沿い前後方向に装着されている。
可動側主型100は、一対のスペーサ90を介して可動側取り付け板80aに装着されている。これにより、当該可動側主型100は、その下面にて、内板82の上面(以下、可動側取り付け板80aの上面ともいう)との間に所定のストローク間隔を付与している。ここで、当該所定のストローク間隔は、エジェクタ機構180(後述する)のストローク長に対応する。なお、可動側主型100は、上述した所定の金属材料(例えば、クロムモリブデン鋼)でもって形成されている。
また、可動型Qは、図1、図2及び図18のいずれかにて示すごとく、可動側入れ子部材Nを備えている。
当該可動側入れ子部材Nは、可動側外入れ子110及び可動側内入れ子120を備えている。なお、これら可動側外入れ子110及び可動側内入れ子120は、上述した所定の入れ子金属材料でもって形成されている。
可動側外入れ子110は、上記所定の入れ子用材料でもって、図1、図2、図5、図18及び図21のいずれかにて示すごとく、長方形板状に形成されており、当該可動側外入れ子110は、図18にて例示するごとく、可動側主型100の収容穴部101内に収容されている。ここで、収容穴部101は、可動側主型100にその上面から可動側外入れ子110を収容可能なように可動側外入れ子110の外形形状と同一形状にて形成されている。
また、可動側内入れ子120は、図22にて示すごとく、長方形板状に形成されており、当該可動側内入れ子120は、その上面にて、パーティングラインPLと同一面内に位置するように可動側外入れ子110の収容穴部101内にその開口部から収容されている(図1或いは図2参照)。
次に、当該ホットランナ金型装置Mにおいて成形対象である超薄型環状樹脂枠体を成形するに要するキャビティの構成について説明する。
超薄型環状樹脂枠体の成形用窪みHが、図19にて示すごとく、可動側外入れ子110及び可動側内入れ子120の各上面において、可動側外入れ子110の収容穴部101の開口部の内周縁部及び可動側内入れ子120の外周縁部の双方に亘り形成されている。
詳細には、当該成形用窪みHは、可動側外入れ子110の収容穴部111の開口部の内周縁部に沿う環状窪みHaと可動側内入れ子120の外周縁部に沿う環状窪みHbとでもって、超薄型環状樹脂枠体の成形のための窪みとして形成されている。
環状窪みHaは、前後両側凹部112a、112bと、左右両側凹部112c、112dとでもって環状に形成されており、前側凹部112aは、収容穴部111の開口部の内周縁部のうちその前側部位から前方へ幅広凹状に延出するように形成されている。後側凹部112bは、収容穴部111の開口部の内周縁部のうちその後側部位から後方へ幅広凹状に延出するように形成されている。左側凹部112cは、収容穴部111の開口部の内周縁部のうちその左側部位に沿い幅狭凹状に形成されており、右側凹部112dは、収容穴部111の開口部の内周縁部のうちその右側部位に沿い幅狭凹状に形成されている。
一方、環状窪みHbは、可動側内入れ子120の外周縁部に沿うように横断面L字状に形成されている。なお、本実施形態において、可動側外入れ子110の収容穴部111の内周面と可動側内入れ子120の外周面との間の間隙は、殆どない。このため、環状窪みHaと環状窪みHbは、実質的に一体となって成形用窪みHを構成する。
また、両前側タブゲート用凹部Ta、Tb、両後側タブゲート用凹部Tc、Td、4つの左側タブゲート用凹部Te、Tf、Tg、Th及び4つの右側タブゲート用凹部Ti、Tj、Tk、Tmが、ホットランナHRからの溶融樹脂を成形用窪みHへ流動させるように、可動側外入れ子110の上面において、成形用窪みHの周囲に亘り形成されている。
詳細には、両前側タブゲート用凹部Ta、Tbは、それぞれ、前側凹部112aの左右両側延出端部から前方へ略三角形凹状に延出するように形成されており、当該両前側タブゲート用凹部Ta、Tbは、それぞれ、その各延出端部Taa、Tbbにて、ホットランナHRの両オープンノズル60a、60cの各延出端開孔部(以下、ゲート部ともいう)に下方から対向するように位置している。
両後側タブゲート用凹部Tc、Tdは、それぞれ、後側凹部112bの左右両側延出端部から後方へ略三角形凹状に延出するように形成されており、当該両後側タブゲート用凹部Tc、Tdは、それぞれ、その各延出端部Tcc、Tddにて、ホットランナHRの両オープンノズル60f、60hの各延出端開孔部(以下、ゲート部ともいう)にその各下方から対向するように位置している。
4つの左側タブゲート用凹部Te、Tf、Tg、Thは、左側凹部112cに沿いその前後方向に間隔をおいて配設されており、これら各左側タブゲート用凹部Te、Tf、Tg、Thは、それぞれ、その各配設位置にて左側凹部112cから左方へ延出するように凹状に形成されている。
また、4つの右側タブゲート用凹部Ti、Tj、Tk、Tmは、右側凹部112dに沿いその前後方向に間隔をおいて配設されており、これら各右側タブゲート用凹部Ti、Tj、Tk、Tmは、それぞれ、その各配設位置にて右側凹部112dから右方へ延出するように凹状に形成されている。
また、4つの左側流動路用凹部Ra、Rb、Rc、Rd及び4つの右側流動路用凹部Re、Rf、Rg、Rhが、それぞれ、可動側外入れ子110の上面において、左右両側凹部112c、112dに沿いその前後方向に間隔をおいて配設されている。
左側流動路用凹部Raは、左側タブゲート用凹部TeとホットランナHRのオープンノズル60bの先端開孔部に対向する左側凹状連結部Saとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該左側流動路用凹部Raは、オープンノズル60bの先端開孔部から流出する溶融樹脂を左側凹状連結部Saから左側タブゲート用凹部Teへ流動させる。ここで、左側凹状連結部Saは、両左側タブゲート用凹部Te、Tfの間にて可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該左側凹状連結部Saは、オープンノズル60bの先端開孔部(以下、ゲート部ともいう)とその下方から連結している。
左側流動路用凹部Rbは、左側タブゲート用凹部Tfと左側凹状連結部Saとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該左側流動路用凹部Rbは、オープンノズル60bの先端開孔部から流出する溶融樹脂を左側凹状連結部Saから左側タブゲート用凹部Tfへ流動させる。
左側流動路用凹部Rcは、左側タブゲート用凹部TgとホットランナHRのオープンノズル60eの先端開孔部に対向する左側凹状連結部Sbとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該左側流動路用凹部Rcは、オープンノズル60eの先端開孔部から流出する溶融樹脂を左側凹状連結部Sbから左側タブゲート用凹部Tgへ流動させる。ここで、左側凹状連結部Sbは、両左側タブゲート用凹部Tg、Thの間にて可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該左側凹状連結部Sbは、オープンノズル60eの先端開孔部(以下、ゲート部ともいう)とその下方から連結している。
左側流動路用凹部Rdは、左側タブゲート用凹部Thと左側凹状連結部Sbとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該左側流動路用凹部Rdは、オープンノズル60eの先端開孔部から流出する溶融樹脂を左側凹状連結部Sbから左側タブゲート用凹部Thへ流動させる。
右側流動路用凹部Reは、右側タブゲート用凹部TiとホットランナHRのオープンノズル60dの先端開孔部に対向する右側凹状連結部Scとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該右側流動路用凹部Reは、オープンノズル60dの先端開孔部から流出する溶融樹脂を右側凹状連結部Scから右側タブゲート用凹部Tiへ流動させる。ここで、右側凹状連結部Scは、両右側タブゲート用凹部Ti、Tjの間にて可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該右側凹状連結部Scは、オープンノズル60dの先端開孔部(以下、ゲート部ともいう)とその下方から連結している。
右側流動路用凹部Rfは、右側タブゲート用凹部Tjと右側凹状連結部Scとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該右側流動路用凹部Rfは、オープンノズル60dの先端開孔部から流出する溶融樹脂を右側凹状連結部Scから右側タブゲート用凹部Tjへ流動させる。
右側流動路用凹部Rgは、右側タブゲート用凹部TkとホットランナHRのオープンノズル60gの先端開孔部に対向する左側凹状連結部Sdとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該右側流動路用凹部Rgは、オープンノズル60gの先端開孔部から流出する溶融樹脂を右側凹状連結部Sdから右側タブゲート用凹部Tkへ流動させる。ここで、右側凹状連結部Sdは、両右側タブゲート用凹部Tk、Tmの間にて可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該右側凹状連結部Sdは、オープンノズル60gの先端開孔部(以下、ゲート部ともいう)とその下方から連結している。
右側流動路用凹部Rhは、右側タブゲート用凹部Tmと右左側凹状連結部Sdとの間にて、可動側外入れ子110の上面に形成されており、当該右側流動路用凹部Rhは、オープンノズル60gの先端開孔部から流出する溶融樹脂を右側凹状連結部Sdから右側タブゲート用凹部Tmへ流動させる。
これにより、可動側内入れ子120が可動側外入れ子110の収容穴部111内に収容された状態にて可動型Qが固定型Pに当接した状態にあるとき、当該可動型Qが、成形用窪みH(可動側外入れ子110の環状窪みHa及び可動側内入れ子120の環状窪みHb)、両前側タブゲート用凹部Ta、Tb、両後側タブゲート用凹部Tc、Td、4つの左側タブゲート用凹部Te、Tf、Tg、Th、4つの右側タブゲート用凹部Ti、Tj、Tk、Tm、4つの左側流動路用凹部Ra、Rb、Rc、Rd及び4つの右側流動路用凹部Re、Rf、Rg、Rh並びに各左側凹状連結部Sa、Sb及び各右側凹状連結部Sc、Sdでもって、これらに対する固定側入れ子80の下面の対向部位との間にて、当該ホットランナ金型装置Mにおけるキャビティを構成する。なお、当該キャビティは、以下、キャビティCVともいう(図1参照)。
このように構成されるキャビティCVは、上述した成形用窪み、各タブゲート用凹部、各流動路用凹部及び各凹状連結部と固定側入れ子80の下面の上記対向部位との間にて、超薄型環状枠体の成形用空洞部、各タブゲート用空洞部、各流動路用空洞部、凹状連結部用空洞部を構成する。本実施形態において、超薄型環状樹脂枠体が環状に形成されていることから、キャビティCVの成形用空洞部が超薄型環状樹脂枠体の環状形状に対応する。
本実施形態において、超薄型環状樹脂枠体は、例えば、0.3(mm)の厚さにて超薄板状に構成されている。これに伴い、上述したキャビティCVの内部は、その全体に亘り、超薄型環状樹脂枠体の薄い厚さに合せた薄い厚さにて形成されている。
また、キャビティCVの内面は、エビコンパルサーズ株式会社製コーティング処理剤(アルミチタンを主成分としたアークティックという商品名のコーティング処理剤)でもって、コーティング処理されている。ここで、当該コーティング処理は、キャビティCVの内面の硬度を高めることにより摩耗を抑制する役割を果たす。なお、上述のコーティング処理剤は、キャビティCVの内面の硬度を高めるものであれば、上述したエビコンパルサーズ株式会社製コーティング処理剤に限らない。
しかして、上述のように、固定側入れ子80及び可動側入れ子部材Nを上記特殊合金でもって形成するとともに、キャビティCVの内面に対しコーティングを施すことで、上記所定の成形用樹脂材料におけるPESの流動性に対するLCPによる改善及びPESに対する表面硬度に対するGFによる改善と相俟って、上記所定の成形用樹脂材料自体の流動性を改善し得る。
これにより、上述したキャビティCVの内面のコーティング処理が、上述した所定の入れ子金属材料の高い熱伝導率及び強度と相俟って、溶融状態の所定の成形用樹脂材料の流動速度を、ホットランナHRの内部及びキャビティCVの内部において、ホットランナ金型装置への溶融状態の所定の成形用樹脂材料の射出速度にほぼ維持するようになっている。
次に、ホットランナ金型装置Mのヒータ回路及び油流動回路の各構成について説明する。本実施形態において、ヒータ回路及び油流動回路は、超薄型環状樹脂枠体の成形にあたり、ホットランナ金型装置Mの温度管理を適正に行うように構成されている。
当該ホットランナ金型装置Mは、図1或いは図2にて示すごとく、ヒータ回路構成として、固定側ヒータカートリッジ機構130及び可動側ヒータカートリッジ機構140を備えている。
固定側ヒータカートリッジ機構130は、図1或いは図2にて示すごとく、固定側主型30内に設けられており、一方、可動側ヒータカートリッジ機構140は、可動側主型100内に設けられている。
固定側ヒータカートリッジ機構130は、複数本のヒータロッド131からなるもので、当該複数本のヒータロッド131は、図1或いは図2にて示すごとく、パーティングラインPLに沿い互いに間隔をおいて配設されるように固定側主型30内に挿入されている。これにより、固定側ヒータカートリッジ機構130は、その複数本のヒータロッド131により、固定側主型30を固定側入れ子80とともに所定の固定側温度に向けて加熱するようになっている。本実施形態では、当該所定の固定側温度は、所定の固定側温度範囲(130(℃)〜250(℃))の範囲以内の温度、例えば、150(℃)に相当する。なお、当該所定の固定側温度範囲は、固定側主型30内における溶融樹脂の流動を円滑に行うに必要な温度範囲をいう。
また、可動側ヒータカートリッジ機構140は、複数本のヒータロッド141からなるもので、当該複数本のヒータロッド141は、図1或いは図2にて示すごとく、パーティングラインPLに沿い互いに間隔をおいて配設されるように可動側主型100内に挿入されている。これにより、可動側ヒータカートリッジ機構140は、その複数本のヒータロッド141により、可動側主型100を可動側入れ子部材Nとともに所定の可動側温度に向けて加熱するようになっている。本実施形態では、当該所定の可動側温度は、所定の可動側温度範囲(130(℃)〜250(℃))の範囲以内の温度、例えば、150(℃)に相当する。なお、当該所定の可動側温度範囲は、可動側主型100における溶融樹脂の流動を円滑にするに必要な温度範囲をいう。
また、ホットランナ金型装置Mは、油流動回路構成として、図1或いは図2にて示すごとく、固定側油流動回路150及び可動側油流動回路160を備えている。
固定側油流動回路150は、図23にて示すような複数本の油管を組み合わせた油流動回路構成にて、図1〜図3のいずれかから分かるように、固定側入れ子80内にてパーティングラインPLに並行となるように設けられている。
しかして、当該固定側油流動回路150は、その各流入端開孔部151にて、固定側油循環システム(図示しない)から所定の油温(例えば、150(℃))にて油を供給されると、当該油は、固定側油流動回路150の複数の油管の内部を流動して、当該固定側油流動回路150の各流出開孔端部152から上記可動側油循環システムに戻る。
ここで、当該固定側油流動回路150は、その油により、固定側ヒータカートリッジ機構130の加熱による固定側主型30の温度の上昇しすぎを抑制して、当該固定側主型30の温度を、上述した所定の固定側温度に維持するように制御する。これにより、固定側主型30の内部における溶融樹脂の円滑な流動が炭化を招くことなく確保され得る。なお、上記固定側油循環システムは、その温度調整回路(図示しない)にて、油を、上記所定の油温に制御するようになっている。
一方、可動側油流動回路160は、図24にて示すような複数本の油管を組み合わせた2段油流動回路構成にて、可動側外入れ子110内にてパーティングラインPLに並行となるように設けられている。
しかして、当該可動側油流動回路160は、その両側流入端開孔部161にて、可動側油循環システム(図示しない)から油を温度制御のもとに供給されると、当該油は、可動側油流動回路160の複数の油管の内部を流動して、当該可動側油流動回路160の両流出端開孔部162から上記可動側油循環システムに戻る。
以上のように、当該固定側油流動回路150は、固定側入れ子80を所定の固定側入れ子温度に制御することで、ヒータカートリッジ機構130による加熱温度の上昇しすぎを制御する。また、可動側油流動回路160は、可動側外入れ子110を所定の可動側入れ子温度に制御することで、可動側ヒータカートリッジ機構140による加熱温度の上昇しすぎを制御する。
これにより、固定側主型30、固定側入れ子80、可動側主型100及び可動側外入れ子110の各温度が、固定側主型30、固定側入れ子80、可動側主型100及び可動側外入れ子110の各内部において溶融樹脂を炭化することなく円滑に流動させる温度(例えば、140(℃)〜250(℃)の範囲以内の温度)に維持される。
また、当該ホットランナ金型装置Mは、図1、図2、図6、図7、図18及び図25〜図28のいずれかから分かるように、エジェクタ機構180を備えている。
当該エジェクタ機構180は、図25〜図28のいずれかにて示すごとく、押し上げ部材181と、4本の押し上げ軸182と、複数本の押し上げピン183とを備えている。
押し上げ部材181は、上下両側押し上げ板181aを互いに積層して構成されており、当該押し上げ部材181は、図1にて示すごとく、上側押し上げ板181aを下側押し上げ板181aの上側に位置させた状態で、可動側主型100と可動側取り付け板80aとの間にて両スペーサ90の間に形成される空所Qa内に可動型Qの前後方向に沿い介装されている。
ここで、押し上げ部材181は、空所Qa内にて、可動側主型100と可動側取り付け板80aとの間にて、両スペーサ90の厚さ方向に沿い上下動可能となっており、当該押し上げ部材181の上下方向ストローク長(換言すれば、エジェクタ機構180のストローク長)は、上記所定のストローク間隔に対応する。
4本の押し上げ軸182は、押し上げ部材181と可動側内入れ子120との間に立設されており、当該4本の押し上げ軸182は、押し上げ部材181から可動側内入れ子120の矩形中央部位の各隅角部に向けて延出して可動側内入れ子120を下方から支持する。
具体的には、4本の押し上げ軸182は、その各下端部にて、押し上げ部材181の上下両側板部181aのうち上側板部181aに嵌着されており、当該4本の押し上げ軸182は、その各下端部から可動側主型100及び可動側外入れ子110を通り延出している(図1及び図25参照)。ここで、当該4本の押し上げ軸182の各延出端部は、可動側内入れ子120の下面に固着されている。
複数本の押し上げピン183は、図25及び図26のいずれかにて示すごとく、4本の押し上げ軸182の外側に位置するように上側板部181aに立設されている。
具体的には、当該複数本の押し上げピン183は、図1にて例示するごとく、上側板部181aの各貫通穴部181bにその下方から挿通されている。各押し上げピン183は、その各下端部にて、各対応の貫通穴部181bに固着されており、当該各押し上げピン183は、その下端部から可動側主型100及び可動側外入れ子110を通り、可動側内入れ子120の外側に向け延出している(図25参照)。
ここで、複数本の押し上げピン183は、その各延出端部にて、上記キャビティのうち複数のオープンノズル60a〜60hの各先端開孔部に対する対応部位にその下方から当接し得るように、可動側内入れ子120の外周部側に位置している。なお、本実施形態において、複数本の押し上げピン183の上側板部181aからの各延出位置は、上述したキャビティCVのうち複数のオープンノズル60a〜60hの各先端開孔部に対する対応部位に対応している。
以上のように構成した本実施形態において、当該金型システムによる超薄型環状樹脂枠体の成形は、以下のようにして行われる。
現段階において、当該金型システムのホットランナ金型装置Mは、可動型Qの可動側主型100の成型面にて、図1、図2、図6及び図7のいずれかにて示すごとく、固定型Qの固定側主型30の成型面に係合して、閉じた状態にあるものとする。
このとき、固定側入れ子80は、固定側主型30の下側凹所31内に収容されている。また、可動側外入れ子110は、可動側主型101の収容穴部91内に収容されているとともに、可動側内入れ子120は、可動側外入れ子110の収容穴部111内に収容されている。
また、エジェクタ機構180においては、押し上げ部材181が、その下側押し上げ板181aにより、空所Qa(図1参照)内にて可動側取り付け板80a上に位置している。
また、固定型Pにおいては、マニホールド本体40a内に分流型ランナ流路40cと共に設けられている上下前後側コイルヒータ40dが、上記加熱電圧印加装置から加熱電圧を印加されて、上記所定の加熱温度に加熱される。これに伴い、マニホールド本体40aが、少なくとも分流型ランナ流路40cを含む部位にて、上下前後側コイルヒータ40dにより、上記所定の加熱温度に加熱される。なお、上記加熱電圧印加装置による加熱温度が上記所定の加熱温度に上昇したとき、複数の熱電対センサTcが、当該所定の加熱温度を検出して、当該加熱電圧印加装置による上下前後側コイルヒータ40dへの加熱電圧の印加を遮断する。これにより、マニホールド本体40aのうち少なくとも分流型ランナ流路40cを含む部位に対する上下前後側コイルヒータ40dによる加熱が停止する。
また、本実施形態では、上述のごとく、マニホールド本体40aが上下両側温度制御板部材50a、50bの上下両側温度制御板51、53と共に3層積層構造体を構成している。
ここで、上側温度制御板部材50aは、その上側油流動回路52にて、油循環装置Cからの上記制御油温の油が、前後両側配管Caを介し循環供給されるとともに、下側温度制御板部材50bは、その下側油流動回路54にて、油循環装置Cからの上記制御油温の油が、前後両側配管Cbを介し循環供給される。このことは、上下両側温度制御板51、53の温度が、上下両側油流動回路51、54を循環する油の上記制御油温に向けて制御されることを意味する。
これに伴い、複数のコイルヒータにより加熱されたマニホールド本体40aの温度(マニホールド本体40aのうち少なくとも分流型ランナ流路40cを含む部位の温度)が、上下両側温度制御板51、53の温度に応じて上記所定の温度範囲150(℃)〜200(℃)内の温度に向けて低下するように制御される。
また、前後両側オープンノズル温度制御板部材70aが、上述のごとく、前後両側温度制御板71、73にて、複数のオープンノズル60a〜60hに組み付けられている。これに伴い、前後両側油流動回路72、74が、上記オープンノズル用油供給装置から供給される油を循環させることで、前後両側温度制御板71、73の温度、ひいては、複数のオープンノズル60a〜60hの温度、換言すれば、後述のように当該複数のオープンノズル60a〜60hの内部を流動する溶融樹脂の温度を、当該溶融樹脂の炭化を防止すべく、例えば、250(℃)にするように制御する。
また、複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bが、上述のごとく複数のオープンノズル60a〜60hに組み付けられている。これに伴い、当該複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bは、上述のような前後両側オープンノズル温度制御板部材70aの前後両側温度制御板71、73による温度制御と相俟って、各オープンノズル60e〜60h内の溶融樹脂の温度を、各オープンノズル60a〜60h内の流動溶融樹脂の炭化防止に役立つ温度、例えば250(℃)に維持するように制御する。
また、固定側ヒータカートリッジ機構130が、電源装置(図示しない)からの給電のもと、各ヒータロッド131にて、固定側主型30を加熱する。これに伴い、固定側主型30の温度が上昇するとともにマニホールド保持板20及び固定側入れ子80に伝わる。
また、固定側油流動回路150が、その各流入端開孔部151にて、上記固定側油循環システムから油を供給されて、各油管を流動させる。これにより、当該固定側油流動回路150は、固定側ヒータカートリッジ機構130の加熱による固定側主型30の上昇温度を上記所定の固定側入れ子温度(140(℃)〜250(℃)の範囲以内の値)に制御する。
一方、可動型Qにおいては、 可動側ヒータカートリッジ機構140が、電源装置(図示しない)からの給電のもと、各ヒータロッド141にて、可動側主型100を加熱する。これに伴い、可動側主型100の温度が上昇するとともに可動側入れ子部材Nに伝わる。
また、可動側油流動回路160が、その各流入端開孔部161にて、上記可動側油循環システムから油を供給されて、各油管を流動させる。これにより、当該可動側油流動回路160は、可動側ヒータカートリッジ機構140の加熱による可動側外入れ子110の上昇温度を上記所定の可動側入れ子温度(140(℃)〜250(℃)の範囲以内の値)に制御する。
以上のように、3層積層構造体によるマニホールド本体40aのうち少なくとも分流型ランナ流路40cを含む部位の温度、前後両側オープンノズル温度制御板部材70a及び複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bによる複数のオープンノズル60a〜60hの温度が、溶融樹脂の炭化を防止可能な温度に制御され、かつ、固定側主型30、固定側入れ子80、可動側主型100及び可動側外入れ子110の各温度が制御される。
これにより、マニホールド40、ホットランナHR、可動側内入れ子120及び上記キャビティが、溶融樹脂の炭化を防止しつつ良好に成形可能な温度に維持され得る。このことは、後述のように樹脂射出成形機(図示しない)から出射される溶融樹脂が、その出射温度である所定の射出温度範囲以内の温度から上述のように溶融樹脂の炭化を防止しつつ良好に成形可能な温度に制御され得ることを意味する。
このような状態において、上記樹脂射出成形機が、その射出ノズルから上記所定の成形用樹脂材料を上記所定の射出温度範囲以内の温度(以下、射出温度ともいう)を有する溶融樹脂として、上記所定の高速(高射出速度)にて、当該ホットランナ金型装置Mの固定側取り付け板10の位置決め用ロケートリング13内に射出すると、当該溶融樹脂は、マニホールド40内にその導入ノズル40bから上記高射出速度にて流入する。
本実施形態において、上述した所定の射出温度範囲は、例えば、360(℃)以上で400(℃)未満の温度をいい、より好ましくは360(℃)〜390(℃)の範囲以内の温度をいう。ここで、当該400(℃)未満の温度は、溶融樹脂の炭化を抑制し得る温度、例えば、380(℃)±10(℃))以内の温度をいう。また、上述の射出温度は、例えば、390(℃)である。なお、本実施形態において、当該樹脂射出成形機としては、例えば、株式会社ソディック製HSP450EH2型射出成形機が挙げられる。
しかして、当該溶融樹脂は、導入ノズル40bを通りホットランナHRの分流型ランナ流路40c(図13参照)内に流入して流動する。このとき、上述のごとく、マニホールド本体40aのうち少なくとも分流型ランナ流路40cを含む部位が、上下前後側コイルヒータ40dによる加熱のもと、上下両側温度制御板部材50a、50bの上下両側油流動回路52、54を流動する油の上記制御油温でもって、上下両側温度制御板51、53を介し、分流型ランナ流路40c内を流動する溶融樹脂の炭化を防止するように温度制御されている。
このため、分流型ランナ流路40cに流入した溶融樹脂は、一対の基端流路部41a、41b内に円滑に分流する。このように分流した溶融樹脂は、一対の基端流路部41a、41bを通りマニホールド本体40aの前後方向に流動していく。
ついで、基端流路部41aからの溶融樹脂は、一対の中間流路部42a、42b内に分流してマニホールド本体40aの左右に流動していく。一方、基端流路部41bからの溶融樹脂は、一対の中間流路部43a、43b内に分流してマニホールド本体40aの左右に流動していく。
然る後、中間流路部42aからの溶融樹脂は、一対の先端流路部44a、44b内に分流し、中間流路部42bからの溶融樹脂は、一対の先端流路部45a、45b内に分流し、中間流路部43aからの溶融樹脂は、一対の先端流路部46a、46b内に分流し、かつ、中間流路部43bからの溶融樹脂は、一対の先端流路部47a、47b内に分流していく。
このように、上記樹脂射出成形機からの溶融樹脂は、分流型ランナ流路40cの内部にて分流することにより、マニホールド本体40aの内部の全体に亘り流動する。ここで、当該マニホールド本体40aは、上述のごとく、溶融樹脂の炭化を防止可能な温度に制御されているため、分流型ランナ流路40c内の溶融樹脂は、その溶融状態を良好に保持したまま流動していく。
上述のように溶融樹脂が分流型ランナ流路40cの内部を流動すると、当該分流型ランナ流路40cから複数のオープンノズル60a〜60h内に流入する。このとき、複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bは、上述のごとく、3層積層構造体による温度制御と相俟って、各オープンノズル60e〜60h内の溶融樹脂の温度を、各オープンノズル60a〜60h内の流動溶融樹脂の炭化防止に役立つ温度、例えば、250(℃)に維持するように、制御している。
このため、分流型ランナ流路40cの一対の先端流路部44a、44b内に流動した溶融樹脂は、それぞれ、各オープンノズル60a、60b内に円滑に流入し、一対の先端流路部45a、45b内に流動した溶融樹脂は、それぞれ、各オープンノズル60c、60d内に流入し、一対の先端流路部46a、46b内に流動した溶融樹脂は、それぞれ、各オープンノズル60e、60f内に流入し、かつ、一対の先端流路部47a、47b内に流動した溶融樹脂は、それぞれ、各オープンノズル60g、60h内に流入する。
然る後、各オープンノズル60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g及び60hに流入した溶融樹脂は、それぞれ、炭化することなく、良好な溶融状態にて、当該各オープンノズル60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g及び60hの先端開孔部から上記キャビティの前側タブゲート用凹部Taの延出端部Taa、左側凹状連結部Sa、前側タブゲート用凹部Tbの延出端部Tbb、右側凹状連結部Sc、左側凹状連結部Sb、後側タブゲート用凹部Tcの延出端部Tcc、右側凹状連結部Sd及び後側タブゲート用凹部Tdの延出端部Tdd内に流入する。
すると、前側タブゲート用凹部Taの延出端部Taa及び前側タブゲート用凹部Tbの延出端部Tbb内に流入した各溶融樹脂は、前側タブゲート用凹部Ta及び前側タブゲート用凹部Tbを通り前側凹部112a内に流入し、一方、後側タブゲート用凹部Tcの延出端部Tcc及び後側タブゲート用凹部Tdの延出端部Tdd内に流入した各溶融樹脂は、後側タブゲート用凹部Tc及び後側タブゲート用凹部Tdを通り後側凹部112a内に流入する。
また、左側凹状連結部Saに流入した溶融樹脂は、左側タブゲート用凹部Te、Tf内に流入し、左側凹状連結部Sbに流入した溶融樹脂は、左側タブゲート用凹部Tg、Th内に流入し、右側凹状連結部Scに流入した溶融樹脂は、右側タブゲート用凹部Ti、Tj内に流入し、また、右側凹状連結部Sdに流入した溶融樹脂は、右側タブゲート用凹部Tk、Tm内に流入する。
ついで、左側タブゲート用凹部Te、Tf内に流入した溶融樹脂は、環状窪みHbの左前側部分内に流入し、左側タブゲート用凹部Tg、Th内に流入した溶融樹脂は、環状窪みHbの左後側部分内に流入し、一方、右側タブゲート用凹部Ti、Tj内に流入した溶融樹脂は、環状窪みHbの右前側部分内に流入し、右側タブゲート用凹部Tk、Tm内に流入した溶融樹脂は、環状窪みHbの右後側部分内に流入する。
このようにして各タブゲート用凹部Ta、Tb、Tc、Td、Te、Tf、Tg、Th、Ti、Tj、Tk、Tmから流入した溶融樹脂は、炭化することなく、良好に成形用窪みH内に充填されていく。
ここで、上述した複数の充填用空洞部の各々の上記キャビティにおける配設位置、当該充填用空洞部の数及び前記オープンノズルの数は、少なくとも前記キャビティの薄さ及び広さ、前記溶融樹脂の射出速度の高さ及び流動長の長さに応じて設定されている。
従って、各タブゲート用凹部Ta、Tb、Tc、Td、Te、Tf、Tg、Th、Ti、Tj、Tk、Tmから流入した溶融樹脂は、成形用窪みH内に同時に充填されて、各隣り合うタブゲート用凹部からの溶融樹脂が、それぞれ、同一タイミングにて、合流していく。これにより、上記キャビティが、超薄型環状枠体の薄さ及び広さにあわせて薄くかつ広くても、溶融樹脂が、炭化することなく、当該キャビティ内へ良好に充填され得る。
ここで、上記樹脂射出成形機からの溶融樹脂の上記キャビティ内への充填は、上述した射出速度の高さのもと、数秒間でなされる。このことは、上記樹脂射出成形機から上記所定の射出温度にて射出された溶融樹脂が、その射出後、上述した所定の充填時間(例えば、0.01(秒)〜0.4(秒)の範囲以内の時間)の間に、上記キャビティ内での成形を完了されることを意味する。
然る後、当該ホットランナ金型装置Mが、溶融樹脂の温度を、360(℃)以上で400(℃)未満の範囲以内の温度(好ましくは360(℃)〜390(℃)の範囲以内の温度から金型温度(例えば、150(℃))に冷却することで、超薄型樹脂成形体がキャビティCV内に形成される。
ついで、可動型Qを固定型Pから開いた状態にて、エジェクタ機構180の押し上げ部材181を空所Qa内にて可動側主型100に向けて変位させれば、各支持ロッド182が、各押し上げピン183と共に、押し上げ部材181に連動して同一方向へ変位する。
このため、可動側内入れ子120が、上記超薄型樹脂成形体とともに、各支持ロッド182及び各押し上げピン183により、可動側外入れ子110からその外方へ押し出される。
ここで、可動側内入れ子120は、上述のごとく、各支持ロッド182により下方から支持されるとともに、上記超薄型樹脂成形体が、上述のごとく、その前側タブゲート用凹部Taの延出端部Taa、前側タブゲート用凹部Tbの延出端部Tbb、後側タブゲート用凹部Tcの延出端部Tcc、後側タブゲート用凹部Tdの延出端部Tdd、左側凹状連結部Sa、左側凹状連結部Sb、右側凹状連結部Sc及び右側凹状連結部Sdにて、各対応の押し上げピン183により下方から支持されている(図25参照)。
従って、上述した押し上げ部材181の変位に伴い、各押し上げピン183による上記超薄型樹脂成形体の可動側外入れ子110からの押し出しが、各支持ロッド182による可動側内入れ子120の可動側外入れ子110からの押し出しと同時に行われる。
このように、上記超薄型樹脂成形体を、単独で押し出すのではなく、可動側内入れ子120とともに押し出すようにしたので、当該超薄型樹脂成形体が、非常に薄いにもかかわらず、破損することなく、良好に押し出すことができる。
このような状態において、上記超薄型樹脂成形体を可動側内入れ子120から外して当該超薄型樹脂成形体のうちの超薄型環状樹脂枠体以外の部位を除去することで、ホットランナ金型装置Mにおいて、上述した所定の成形用樹脂材料を利用した水素電池用セパレータ用超薄型環状樹脂枠体が、破損することなく、良好に成形され得る。
ここで、上述のごとく、分流型ランナ流路40c内の溶融樹脂が、3層積層構造体による温度制御のもと、炭化することなく円滑に流動して複数のオープンノズル60a〜60h内に流入する。ついで、このように複数のオープンノズル60a〜60h内に流入した溶融樹脂の温度が、上述のように、前後両側オープンノズル温度制御板部材70a及び複数のオープンノズル温度制御ブッシュ70bでもって、炭化しない温度に制御される。
従って、複数のオープンノズル60a〜60hからの溶融樹脂が、炭化することなく、キャビティCV内に良好に充填されることで、上述のように超薄型環状樹脂枠体が炭化することなく成形される。このように炭化することなく成形される超薄型環状樹脂枠体は、当該成型用金型システムを利用すれば、非常に歩留りの高い良好な品質の超薄型環状樹脂枠体として量産可能である。
なお、本発明の実施にあたり、上記実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
(1)本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べた超薄型環状樹脂枠体は、0.3(mm)に限ることなく、所定の超薄さ範囲以内、即ち、0.1(mm)〜0.5(mm)の範囲以内の厚さを有するようにしてもよい。これに伴い、ホットランナ型金型装置のキャビティも、超薄型環状樹脂枠体の厚さ(薄さ)に対応して、0.3(mm)に限ることなく、上記所定の超薄範囲以内の厚さを有すればよい。
(2)本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べた超薄型環状樹脂枠体は、上述のごとく、水素電池のセパレータ用超薄型環状樹脂枠体として成形するだけでなく、水素電池のセパレータとは異なる他の製品のための各種の超薄型環状樹脂枠体として成形にあたり、当該ホットランナ金型装置Mないし金型システムの適用が可能である。
10…固定側取り付け板、20…マニホールド保持板、30…固定側主型、
31…収容穴部、40…マニホールド、50a…上側温度制御板部材、
50b…下側温度制御板部材、51…上側温度制御板、52…上側油流動回路、
53…下側温度制御板、54…下側油流動回路、40a…マニホールド本体、
40c…分流型ランナ流路、40d…コイルヒータ、
60a〜60h…オープンノズル、
70a…前後両側オープンノズル温度制御板部材、
70b…オープンノズル温度制御ブッシュ、80…固定側入れ子、
80a…可動側取り付け板、90…スペーサ、100…可動側主型、
101…収容孔部、110…可動側外入れ子、120…可動側内入れ子、
130…固定側ヒータカートリッジ機構、
140…可動側ヒータカートリッジ機構、150…固定側油流動回路、
160…可動側油流動回路、180…エジェクタ機構、181…押し上げ部材、
182…支持ロッド、183…押し上げピン、C…油循環装置、
CV…キャビティ、HR…ホットランナ、N…可動側入れ子部材、P…固定型、
Q…可動型、Qa…凹所。

Claims (15)

  1. マニホールド本体を有するマニホールドを内蔵するように所定の金型用金属材料により形成される固定側本体を備える固定型と、
    前記固定側本体の成形面に当接する成型面を有するように前記所定の金型用金属材料により形成してなる可動側本体を備える可動型とを備えており、
    前記固定型は、
    前記固定側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部内に収容される所定の入れ子用金属材料製の固定側入れ子と、
    前記マニホールド本体内に設けられて樹脂射出成形機から所定の成形用樹脂材料を溶融樹脂として射出されるランナ流路と、当該ランナ流路に形成してなる複数の流出路部から前記固定側本体の内部を通りその成型面に向けて延出される複数のノズルとを備えて、前記ランナ流路を流動してその複数の流出路部から流出する前記溶融樹脂を前記複数のノズルに流動させるホットランナと、
    前記マニホールド本体内に前記ランナ流路と共に設けられて前記マニホールド本体を加熱するヒータと、
    前記マニホールド本体にその両面側から積層される両側温度制御板と、当該両側温度制御板にそれぞれ内蔵される両側油流動回路であって前記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した所定の油温範囲以内の油温にて油を流動させることで、前記ヒータにより加熱される前記マニホールド本体のうち少なくとも前記ランナ流路を含む部位の温度を、前記両側温度制御板を介し前記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度となるように、制御する両側油流動回路とを有する両側温度制御板部材とを備えており、
    前記可動型は、
    金属材料からなる可動側本体と、
    当該可動側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部内に収容される前記所定の入れ子用金属材料製の可動側入れ子部材とを備えて、
    前記可動側本体がその成形面にて前記固定側本体の前記成形面に当接することで前記可動側入れ子部材が前記固定側入れ子に当接したとき、当該可動側入れ子部材と前記固定側入れ子との間に前記複数のノズルからの前記溶融樹脂に基づき超薄型環状樹脂体を所定の超薄さ範囲以内の厚さにて成形するためのキャビティを構成するようにした超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置。
  2. 前記固定側本体及び前記固定側入れ子の各温度を所定の固定側温度に制御する温度制御手段と、
    前記可動側本体及び前記可動側入れ子部材の各温度を所定の可動側温度に制御する可動側温度制御手段と
    前記複数のノズルの内部を流動する溶融樹脂の炭化を抑制するように温度制御するノズル温度制御手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  3. 前記ホットランナは、前記複数のノズルを複数のオープンノズルとして備えて、前記樹脂射出成形機から前記溶融樹脂を所定の高射出速度にて射出されたとき、前記溶融樹脂を、前記所定の高射出速度に基づき、前記ランナ流路を流動させて、その複数の流出路部から前記複数のオープンノズルに流動させるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  4. 前記所定の成形用樹脂材料は、スーパーエンジニアリング・プラスチックを含有してなることを特徴とする請求項3に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  5. 前記所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であり、
    前記キャビティは、その内面にて、前記溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることを特徴とする請求項4に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  6. 前記所定の超薄さ範囲は、0.1(mm)〜0.5(mm)であることを特徴とする請求項5に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  7. 前記可動側本体の内部にて前記可動側入れ子部材を介し前記固定側入れ子に対向するように形成してなる空所内に当該空所から前記可動側入れ子部材に向く方向或いはその逆方向に変位可能に収容される押し上げ部材と、前記可動側本体の内部にて前記押し上げ部材から前記空所を通り前記可動側入れ子部材に向けて延出されて前記押し上げ部材と共に軸方向に変位する複数の支持ロッドと、前記可動側本体の内部にて前記複数の支持ロッドの外周側にて前記押し上げ部材から前記空所を通り延出されて前記キャビティをその複数の外側部にて下方から支持する複数の押し上げピンとを有するエジェクタ機構を備えており、
    前記可動側入れ子部材は、
    前記可動側本体の前記収容穴部内に収容される可動側外入れ子と、当該可動側外入れ子にその前記可動側本体の前記成形面側の面から形成してなる収容穴部内に収容される可動側内入れ子であってその下方から前記複数の支持ロッドにより支持される可動側内入れ子とを備えることを特徴とする請求項1に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  8. 前記ホットランナは、前記複数のノズルを複数のオープンノズルとして備えて、前記樹脂射出成形機から前記溶融樹脂を所定の高射出速度にて射出されたとき、前記溶融樹脂を、前記所定の高射出速度に基づき、前記ランナ流路を流動させて、その複数の流出路部から前記複数のオープンノズルに流動させるようにしたことを特徴とする請求項7に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  9. 前記所定の成形用樹脂材料は、スーパーエンジニアリング・プラスチックを含有してなることを特徴とする請求項8に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  10. 前記所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であり、
    前記キャビティは、その内面にて、前記溶融樹脂の流動性を改善するように硬度を高める所定のコーティング剤でもってコーティング処理されており、
    前記所定の超薄さ範囲は、0.1(mm)〜0.5(mm)であることを特徴とする請求項9に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置。
  11. マニホールド本体を有するマニホールドを内蔵するように所定の金型用金属材料により形成される固定側本体を備える固定型と、
    前記固定側本体の成形面に当接する成型面を有するように前記所定の金型用金属材料により形成してなる可動側本体を備える可動型とを備えており、
    前記固定型は、
    前記固定側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部内に収容される所定の入れ子用金属材料製の固定側入れ子と、
    前記マニホールド本体内に設けられて樹脂射出成形機から所定の成形用樹脂材料を溶融樹脂として所定の高射出速度にて射出されるランナ流路と、当該ランナ流路に形成してなる複数の流出路部から前記固定側本体の内部を通りその成型面に向けて延出される複数のオープンノズルとを備えて、前記所定の高射出速度に基づき前記ランナ流路を流動してその複数の流出路部から流出する前記溶融樹脂を前記複数のオープンノズルに流動させるホットランナと、
    前記マニホールド本体内に前記ランナ流路と共に設けられて前記マニホールド本体を加熱するヒータと、
    前記マニホールド本体にその両面側から積層される両側温度制御板と、当該両側温度制御板にそれぞれ内蔵される両側油流動回路であって前記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した所定の油温範囲以内の油温にて油を流動させることで、前記ヒータにより加熱される前記マニホールド本体のうち少なくとも前記ランナ流路を含む部位の温度を、前記両側温度制御板を介し前記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した温度となるように、制御する両側油流動回路とを有する両側温度制御板部材と、
    前記固定側本体及び前記固定側入れ子の各温度を所定の固定側温度に制御する固定側温度制御手段と、
    前記複数のオープンノズルの内部を流動する溶融樹脂の炭化を抑制するように温度制御するノズル温度制御手段とを備えており、
    前記可動型は、
    金属材料からなる可動側本体と、
    当該可動側本体にその成形面側から形成してなる成型面側収容穴部内に収容される前記所定の入れ子用金属材料製の可動側入れ子部材と、
    前記可動側本体及び前記可動側入れ子部材の各温度を所定の可動側温度に制御する可動側温度制御手段とを備えて、
    前記可動側本体がその成形面にて前記固定側本体の前記成形面に当接することで前記可動側入れ子部材が前記固定側入れ子に当接したとき、当該可動側入れ子部材と前記固定側入れ子との間に前記複数のオープンノズルからの前記溶融樹脂に基づき超薄型環状樹脂体を所定の超薄さ範囲以内の厚さにて成形するためのキャビティを構成する超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置と、
    当該ホットランナ金型装置の前記両側温度制御板部材の前記両側油流動回路を通して、前記溶融樹脂の炭化を抑制するに適した前記所定の油温範囲以内の油温にて油を循環させる油循環装置とを具備するようにした超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システム。
  12. 前記超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置は、前記所定の成形用樹脂材料として、スーパーエンジニアリング・プラスチックを含有してなることを特徴とする請求項11に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システム。
  13. 前記超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置において、前記所定の入れ子用金属材料は、少なくとも高い熱伝導率を有する合金であり、前記キャビティは、その内面にて、前記溶融樹脂の流動性を改善すべく硬度を高めるような所定のコーティング剤でもってコーティング処理されていることを特徴とする請求項12に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システム。
  14. 前記超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置は、前記所定の超薄さ範囲を、0.1(mm)〜0.5(mm)とすることを特徴とする請求項13に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システム。
  15. 前記超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置は、
    前記可動側本体内に前記可動側入れ子部材を介し前記固定側入れ子に対向するように形成してなる空所内に当該空所から前記可動側入れ子部材に向く方向或いはその逆方向に変位可能に収容される押し上げ部材と、前記可動側本体内にて前記押し上げ部材から前記空所を通り前記可動側入れ子部材に向けて延出されて前記押し上げ部材と共に軸方向に変位する複数の支持ロッドと、前記可動側本体内にて前記複数の支持ロッドの外周側にて前記押し上げ部材から前記空所を通り延出されて前記キャビティをその複数の外側部にて下方から支持する複数の押し上げピンとを有するエジェクタ機構を備えており、
    前記可動側入れ子部材は、
    前記可動側本体の前記収容穴部内に収容される可動側外入れ子と、当該可動側外入れ子にその前記可動側本体の前記成形面側の面から形成してなる収容穴部内に収容される可動側内入れ子であってその下方から前記複数の支持ロッドにより支持される可動側内入れ子とを備えることを特徴とする請求項11に記載の超薄型環状体の成形用ホットランナ金型装置を備える金型システム。
JP2017524651A 2015-06-17 2016-01-21 超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム Active JP6325176B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015121684 2015-06-17
JP2015121684 2015-06-17
PCT/JP2016/051637 WO2016203780A1 (ja) 2015-06-17 2016-01-21 超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016203780A1 true JPWO2016203780A1 (ja) 2017-09-07
JP6325176B2 JP6325176B2 (ja) 2018-05-16

Family

ID=57545139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017524651A Active JP6325176B2 (ja) 2015-06-17 2016-01-21 超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180186050A1 (ja)
EP (1) EP3292977B1 (ja)
JP (1) JP6325176B2 (ja)
WO (1) WO2016203780A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106808652B (zh) * 2016-12-22 2019-08-23 广东柳道热流道系统有限公司 一种节流热流道系统
JP6360957B1 (ja) * 2017-11-15 2018-07-18 株式会社祥起 コネクター型接着補助器具用金型装置
TWI755209B (zh) * 2020-12-22 2022-02-11 欣展工業股份有限公司 鞋底生產模具、系統與方法
TWI760018B (zh) * 2020-12-22 2022-04-01 欣展工業股份有限公司 自動化鞋底生產模具組、系統與方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003266491A (ja) * 2002-03-15 2003-09-24 Mitsubishi Materials Corp 成形用金型装置
JP2005297454A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Mitsubishi Materials Corp ホットランナー式金型装置及び成形方法
JP2012106438A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Olympus Corp 射出成形型

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040258792A1 (en) * 2003-06-23 2004-12-23 Mold-Masters Limited Injection molding manifold having a heating system with two portions
EP3027379B1 (en) * 2013-08-01 2020-06-17 Husky Injection Molding Systems Ltd. Injection-molding systems having hot-runner manifolds containing non-melt internal channels for providing operability enhancements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003266491A (ja) * 2002-03-15 2003-09-24 Mitsubishi Materials Corp 成形用金型装置
JP2005297454A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Mitsubishi Materials Corp ホットランナー式金型装置及び成形方法
JP2012106438A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Olympus Corp 射出成形型

Also Published As

Publication number Publication date
JP6325176B2 (ja) 2018-05-16
WO2016203780A1 (ja) 2016-12-22
EP3292977A4 (en) 2019-01-23
EP3292977B1 (en) 2020-01-08
US20180186050A1 (en) 2018-07-05
EP3292977A1 (en) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6325176B2 (ja) 超薄型環状樹脂体の成形用ホットランナ金型装置及び当該ホットランナ金型装置を備える金型システム
US7118372B2 (en) Molding tool having a heating and cooling medium
JP2008502500A (ja) プレフォームのネックリングを冷却するための冷却回路
WO2017085961A1 (ja) 三次元造形装置及び造形材料排出部材
KR101725334B1 (ko) 히팅부재가 구비된 다이캐스팅 금형
JP2011073179A (ja) 射出成形機
KR101410016B1 (ko) 열팽창 방지부재가 구비된 핫런너 시스템
JP2007283503A (ja) スプルブッシュ
JP6741354B2 (ja) 成形用金型
JP2008137275A (ja) 金型装置及び成形品の製造方法
KR102124387B1 (ko) 배터리의 냉각 판넬의 제조 방법
US10967550B2 (en) High yield strength, low thermal impedance component and manufacturing method
JP2004237500A (ja) 樹脂成形品の製造方法
JP2002283355A (ja) 樹脂成形金型
JP2011073178A (ja) 射出成形方法
KR100964011B1 (ko) 배터리 베셀의 사출금형 및 이를 이용한 배터리 베셀사출성형방법
WO2006038616A1 (ja) 金型冷却構造
JP2007001062A (ja) 冷却プレート
JP6056887B2 (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
US20230382029A1 (en) Injection Molding Device And Molding Tool
JP5124743B1 (ja) 射出成形用ブッシュ
JP2008246784A (ja) 熱可塑性樹脂成形体の製造方法
JP2003011197A (ja) 成形用金型装置
JP2000197958A (ja) ダイカスト鋳造装置
JP2010089390A (ja) 成形金型

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180411

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6325176

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250