WO2018225550A1 - 成形装置 - Google Patents

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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/2673—Moulds with exchangeable mould parts, e.g. cassette moulds
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    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould
    • B29C45/7331—Heat transfer elements, e.g. heat pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2905/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material

Definitions

  • the present invention relates to a molding apparatus incorporating a temperature adjusting pipe.
  • a molten resin is injected into a mold cavity, and after the resin is solidified, the mold can be released to take out a molded product.
  • many kinds of molded products are increasing.
  • the cost of a small lot of products will increase. It also takes time to make the mold. Therefore, a cassette type technology has been developed that allows a common part of the mold to be held by the mother mold and a child mold having a product-specific part (cavity shape) to be replaced.
  • the cassette type technology it is possible to reduce the mold production cost and time for each product, and the cassette type technology is effective especially for small lot products because the ratio of mold depreciation to the part cost is large. It is said.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a cooling water channel is provided only on the mother die side in a molding apparatus using a cassette type technique. Specifically, a temperature control block made of a highly heat conductive substance is urged to the mother die by the urging means, and this temperature control block includes a cooling water channel as a temperature adjustment means.
  • the child mold is mounted in the housing recess of the mother mold, and is sandwiched with both side surfaces in close contact with the side surface of the temperature control block. The temperature in the vicinity of the cavity of the child mold is stabilized by heat transfer from the temperature control block of the mother mold. According to the technique of Patent Document 1, since the temperature adjusting means is not provided in the child mold, troublesome work such as pipe connection at the time of replacing the child mold is not required, leading to a reduction in setup time.
  • Patent Document 1 The technology of Patent Document 1 is effective in an ideal state, but there are actually problems to be overcome. That is, when the mother die and the child die are brought into close contact with each other, the members in contact with each other are pressed to form a close contact state, but there are cases in which the close contact state cannot be secured during molding for various reasons as described below. . If the mother die and the child die are not in close contact with each other, air having high heat insulation properties is interposed between them, and the heat conduction efficiency between the mother die and the child die is greatly reduced. Thereby, the temperature adjustment effect by the piping provided in the mother die does not reach the child die, and there is a possibility that the temperature adjustment near the cavity cannot be accurately performed.
  • Patent Document 2 includes a cavity plate, a cavity insert, a core plate, and a core insert, and a predetermined clearance may be provided between the members, and an elastic material may be installed in the clearance.
  • a resin molding die is disclosed.
  • the elastic material disclosed in Patent Document 2 is intended to improve positioning accuracy between members and is not intended to adjust the temperature of the insert.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and while using a mother die attached in a replaceable manner, the temperature of the child die can be reduced without greatly increasing the manufacturing cost of the die and the trouble of replacement. It is an object of the present invention to provide a molding apparatus capable of effectively adjusting.
  • the molding apparatus of the present invention comprises: A molding apparatus having a child mold and a mother mold attached to the child mold in an exchangeable manner,
  • the mother die incorporates a pipe through which a temperature adjusting fluid flows, and between the child die and the mother die can be elastically deformed at least in contact with both the child die and the mother die at the time of molding.
  • a heat transfer member is arranged.
  • a molding apparatus capable of effectively adjusting the temperature of the child mold without using the manufacturing cost of the mold and the trouble of replacing the mold while using the mother mold attached to the daughter mold in a replaceable manner. Can be provided.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a molding apparatus according to the present embodiment.
  • the molding apparatus includes a fixed side mold 10, a fixed side mold 20, a movable side mold 30, a movable side mold 40, a temperature adjustment unit 50, a fixed side elastic member 60, and a movable side elastic member 70. And have.
  • the stationary side mold 10 and the movable side mold 30 constitute a mother mold
  • the stationary side mold 20 and the movable side mold 40 constitute a child mold
  • the fixed side elastic member 60 and the movable side elastic member 70 are provided. It is an elastically deformable heat transfer member.
  • the steel fixed side mother die 10 includes a fixed side receiving plate 11, a first frame 12 attached to the fixed side receiving plate 11, and a second frame 13 attached to the first frame 12. Inside the first frame 12, a pair of guide shafts 14 are planted on the fixed side receiving plate 11, and a slider plate 15 is disposed so as to be movable along the guide shafts 14. An eject pin 16 is planted on the slider plate 15. Further, a pipe 13 a extending in the circumferential direction is formed in a spiral shape in the second frame 13, and both ends thereof are connected to an external temperature adjustment unit 50 via a connection pipe 17.
  • the fixed side mold 20 includes a first block 21 and a second block 22 inserted into the second frame 13 of the fixed side mold 10.
  • a molding surface 22 a is formed on the movable side surface of the second block 22.
  • the first block 21 and the second block 22 are formed with through holes 21a and 22b through which the eject pins 16 are inserted.
  • the through hole 22b opens at the molding surface 22a.
  • the fixed-side elastic member 60 is disposed so as to be in close contact with the inner peripheral surface of the second frame 13 and the outer peripheral surfaces of the first block 21 and the second block 22.
  • the steel movable side mold 30 has a movable side receiving plate 31 and a third frame 32 attached to the movable side receiving plate 31.
  • a pipe 32 a extending in the circumferential direction is formed in a spiral shape in the third frame body 32, and both ends thereof are connected to an external temperature adjustment unit 50 via a connection pipe 33.
  • the movable side mold 40 has a third block 41 inserted into the third frame 32 of the movable side mold 30.
  • a molding surface 41 a is formed on the fixed side surface of the third block 41.
  • the fixed side die 20 and the movable side die 40 are preferably formed of any one of an aluminum alloy, a beryllium copper alloy, a zinc alloy, and an aluminum-ceramic composite material. This is because these materials have a thermal conductivity of 100 W / m ⁇ K or more and satisfy the strength required for an injection mold. If the thermal conductivity is 100 W / m ⁇ K or more, the heat transfer from the contact surface to the molding surface of the child mold is made more efficient and the mold temperature can be stabilized quickly. It is valid.
  • a gap having a thickness t is formed on the entire circumference between the third frame 32 of the movable side mold 30 and the third block 41 of the movable side mold 40, and the movable side elastic member 70 is formed in the gap.
  • the movable side elastic member 70 is formed in the gap.
  • fixed side mold 20 and movable side mold 40 can be exchanged with another fixed side mold 20 ′ and movable side mold 40 ′.
  • the fixed side die 20 ′ has a molding surface 22a ′ having a shape different from that of the molding surface 22a
  • the movable side die 40 ′ has a molding surface 41a ′ having a shape different from that of the molding surface 41a. ing. More specifically, the replacement work will be described. From the assembled state shown in (a), the movable side base plate 30 including the movable side elastic member 70 and the third frame body 32 is integrally removed, and the disassembled state shown in (b).
  • the fixed side die 20 and the movable side die 40 are integrally removed from the fixed side mother die 10. After this is replaced with another fixed side mold 20 ′ and a movable side mold 40 ′, it is assembled to the fixed base mold 10 as in the reassembled state shown in FIG.
  • the movable side mold 30 including the third frame 32 is attached.
  • the fixed side mold 20 before replacement and the fixed side mold 20 ′ after replacement have the same outer dimensions, and the movable side mold 40 before replacement and the movable side mold 40 ′ after replacement Since the outer dimensions are equal, only the child mold can be exchanged in the molding apparatus according to the present embodiment, and this makes it possible to cope with molding of various types of resin molded products while suppressing mold costs. Further, since the temperature adjusting pipe is not provided in the fixed side mold 20 and the movable side mold 40, the replacement can be performed quickly.
  • the fixed-side elastic material 60 and the movable-side elastic material 70 are preferably rubber-like sheets and films because they can be easily processed and easily brought into surface contact, and are particularly preferably silicone heat conductive sheets. It is desirable that the fixed elastic member 60 and the movable elastic member 70 have a thickness of 0.1 mm or more and 5 mm or less, a thermal conductivity of 2 W / mK or more, and an elastic modulus of 1 GPa or less. If the thickness of the fixed-side elastic material 60 and the movable-side elastic material 70 exceeds 5 mm and is too thick, or if the thermal conductivity is too low so as to be less than 2 W / mK, the heat insulation of the elastic material itself may cause heat insulation between the mother die and the child die.
  • the elastic modulus of the fixed-side elastic member 60 and the movable-side elastic member 70 exceeds 1 GPa or is too high, or if the thickness is less than 0.1 mm, the contact surface mismatch (displacement) may not be absorbed. .
  • the specifications of the elastic material described above can absorb the inconsistency of the contact surface while reducing the influence of heat transfer as much as possible.
  • FIG. 2 is a diagram in which the thermal expansion of the stationary side mold 20 and the movable side mold 40 is exaggerated by dotted lines when the temperature rises to the temperature at the time of molding with respect to room temperature.
  • the same material is used for the first block 21, the second block 22, and the third block 41, and the fixed elastic member 60 and the movable elastic member 70 are the same material.
  • the coefficient of linear expansion of the child mold material is a (/ K)
  • the Young's modulus of the child mold material is Em (GPa)
  • the Young's modulus (elastic modulus) of the elastic material is E (GPa).
  • the dimension in the thickness direction of the material is L (mm), and the thickness of the elastic material is t (mm).
  • the thickness direction of the elastic member refers to the heat transfer direction.
  • 3A to 3C are diagrams showing a molding process of the molding apparatus, but the temperature adjustment unit is omitted.
  • the temperature-adjusted liquid is supplied from the temperature adjustment unit 50 shown in FIG. 1A via the connection pipes 17 and 33 and the pipe 13a of the second frame 13 and the pipe 32a of the third frame 32, and the fixed side.
  • the mother die 10 and the movable mother die 30 are adjusted so as to have a predetermined temperature.
  • heat conduction is performed from the fixed side mold 10 in surface contact with each other to the fixed side mold 20 via the fixed elastic member 60, and the movable side mold 30 in surface contact with each other.
  • heat conduction is performed from the movable side elastic material 70 to the movable side mold 40, so that the fixed side mold 20 and the movable side mold 40 can be adjusted to a temperature within a predetermined range.
  • the movable side mold 30 and the movable side mold 40 are moved relative to the fixed side mold 10 and the fixed side mold 20, and the mold is clamped.
  • a molten resin is injected into a cavity formed by the surface 22a and the movable molding surface 41a through a gate (not shown).
  • heat conduction is performed from the fixed side mold 10 in surface contact with each other to the fixed side mold 20 via the fixed elastic member 60, and the movable side mold in surface contact with each other. Heat conduction is performed from 30 to the movable side die 40 via the movable side elastic member 70.
  • the movable side die 30 and the movable side die 40 are separated from the fixed side die 10 and the fixed side die 20, and further as shown in FIG. 3C. Further, the molded resin molded product PR can be peeled off from the molding surface 22a by displacing the slider plate 15 and projecting the tip of the eject pin 16 to the movable side.
  • the distance between the mother die and the child die is reduced by 0.2 mm due to the difference in thermal expansion between the mother die and the child die, but the elastic material absorbs this change. Because it can be in close contact without stretching, heat exchange can be performed efficiently between the two.
  • the present inventor arranges the mother mold on both sides of the child mold and (a) contacts the mother mold on both sides of the child mold, and (b) one side of the child mold ( 4)
  • the lower side in FIG. 4 is brought into contact with the mother die.
  • a 1 mm gap is provided between the other side (upper side in FIG. 4) and the mother die
  • one side of the child die is brought into contact with the mother die.
  • an elastic material having a thickness of 3 mm is provided between the other side and the mother die and brought into contact with each other, the temperature distribution of the cross section was obtained.
  • the thermal conductivity of the air layer was 0.02 W / mK
  • the thermal conductivity of the elastic material was 10 W / mK
  • the temperature of the entire master was adjusted to 40 ° C.
  • the white part in the center of the child mold indicates a cavity and a gate.
  • the fixed-side elastic member 60 is disposed between the fixed-side mother die 10 and the fixed-side child die 20, and the movable side between the movable-side mother die 30 and the movable-side child die 40 is movable.
  • the elastic material 70 is disposed, the elastic material may be provided only on the movable side or the fixed side.
  • the present invention is suitable for providing a molding apparatus incorporating a temperature adjusting pipe.

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Abstract

子型と、前記子型を交換可能に取り付けられた母型と、を有する成形装置は、前記母型が、温度調整用の流体が流れる配管を内蔵しており、前記子型と前記母型との間には、少なくとも成形時に前記子型と前記母型の双方に接触する弾性変形可能な熱伝達部材が配置されている。これにより、子型を交換可能に取り付けられた母型を用いながらも、金型の製造コストや交換時の手間を大きくかけることなく、子型の温度調整を有効に行える成形装置を提供することができる。

Description

成形装置
　本発明は、温度調整用の配管を内蔵した成形装置に関するものである。
　一般的な射出成形装置においては、溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出させ、樹脂が固化した後に、金型を離型して成形品を取り出すことができる。ところで最近の傾向として、多品種小ロットの成形品が増加している。多品種の樹脂製品を成形するには、形状が異なる製品ごとに金型を製作する必要があるが、製品毎に金型を製作していては、小ロットの製品のコストが増大し、また金型製作の時間もかかる。そこで、金型の共通部分を母型に持たせ、製品固有の部分（キャビティ形状）を持たせた子型を交換可能とする、カセット型の技術が開発された。カセット型の技術によって、製品ごとの金型製作コスト及び時間を抑制することができ、特に小ロット製品では、部品費に占める金型償却費の割合が大きいので、カセット型の技術が有効であるとされる。
　ところで、成形時の金型温度によって成形品の寸法・形状が変化するので、特に精度が要求される樹脂製品の成形では、成形時の金型温度を安定させる必要がある。一般的な金型の温度調整は、金型内に冷却水路（配管）を設け、温度調整された液体（水、油）を流すことで行うことが多い。金型内で最も温度調整が必要とされるのは製品を形成するキャビティ付近のため、子型、または子型及び母型の両方に配管を設ける構成が一般的である。ところが、キャビティを構成する子型に温度調整用の配管を設けた場合、母型から子型を脱着する度に、配管の取り外しと再組み付けが必要になり、特に小ロットの成形品を成形する際には、子型の交換時間の占める割合が高くなり、生産効率が低下するという問題がある。
　これに対し特許文献１には、カセット型技術を用いた成形装置において、母型側のみに冷却水路を設けた構成が開示されている。具体的には、高熱伝導性の物質からなる温調ブロックが付勢手段によって母型に付勢されており、この温調ブロックが温度調整手段としての冷却水路を備えている。子型は母型の収納凹部に装着されており、その両側面が温調ブロックの側面と密着した状態で挟持されている。子型のキャビティ付近の温度は、母型の温調ブロックからの伝熱によって安定化が図られている。特許文献１の技術によれば、子型に温度調整手段を設けていないので、子型交換時の配管接続などの面倒な作業を要せず、段取り時間の削減に繋がるとされる。
特開平０６－２８５９１５号公報 特開平１０－１１９０９１号公報
　特許文献１の技術は理想状態では有効であるが、実際には克服すべき課題がある。すなわち、母型と子型とを密着させる際に、平面同士の部材を押し当てて密着状態を形成しているが、下記のような様々な理由で、成形時に密着状態を確保できないケースがある。母型と子型とが密着しなければ、その間に断熱性が高い空気が介在することとなり、母型と子型間での熱伝導効率は大きく低下する。これにより、母型に設けた配管による温度調整の効果が子型に及ばず、キャビティ付近の温度調整を精度良く行えない恐れがある。
［母型と子型とが密着しない理由］
（１）母型と子型の材料の線膨張係数が異なる場合、室温で母型と子型が密着していても、成形時に温度が変化すると両者は離れるか突っ張って、発生した応力で歪みが生じる恐れがある。母型と子型の材料の線膨張係数を同じにすれば、かかる問題を回避できるが、金型材料の選択の自由度が狭まる。
（２）子型が複数のプレートから成る場合、それぞれに寸法誤差があると、少なくとも一方の接続面に段差が生じ、相手が平面では隙間が生じる恐れがある。プレートの許容誤差を略ゼロにすれば、かかる問題を回避できるが、それにより子型の製作コストが膨大となる。
（３）例え室温で子型の接続面が高精度な平面であっても、成形時の子型の型温が均一でないと、熱膨張も均一で無くなり、接続面の形状に歪みが生じて平面度が大きく低下する恐れがある。
　以上の複合的な理由により、成形時において母型と子型の密着状態を維持することができず、それにより温度調整能力が低下することが多い。特に子型のサイズが大きいと母型との熱膨張の不一致が大きくなり、上記の課題が顕在化する傾向がある。
　特許文献２には、キャビティプレートと、キャビティ入れ子と、コアプレートと、コア入れ子の各部材を備えてなり、部材間に所定のクリアランスを設けるとともに、クリアランス内に弾性材を設置してもよいとされる樹脂成形用金型が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示された弾性材は、部材間の位置決め精度を向上させるものであって、入れ子の温度調整を目的とするものではない。
　本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、子型を交換可能に取り付けられた母型を用いながらも、金型の製造コストや交換時の手間を大きくかけることなく、子型の温度調整を有効に行える成形装置を提供することを目的とする。
　本発明の成形装置は、
　子型と、前記子型を交換可能に取り付けられた母型と、を有する成形装置であって、
　前記母型は、温度調整用の流体が流れる配管を内蔵しており、前記子型と前記母型との間には、少なくとも成形時に前記子型と前記母型の双方に接触する弾性変形可能な熱伝達部材が配置されているものである。
　本発明によれば、子型を交換可能に取り付けられた母型を用いながらも、金型の製造コストや交換時の手間を大きくかけることなく、子型の温度調整を有効に行える成形装置を提供することができる。
本実施の形態にかかる成形装置の概略断面図である。 成形装置の子型を交換する工程を示す図であるが、断面のハッチングは省略している。 室温に対して成形時の温度まで上昇した際における固定側子型２０及び可動側子型４０の熱膨張を点線で誇張して示した図である。 成形装置の成形工程を示す図である。 成形装置の成形工程を示す図である。 成形装置の成形工程を示す図である。 子型の断面における温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
　以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図１Ａは、本実施の形態にかかる成形装置の概略断面図である。成形装置は、固定側母型１０と、固定側子型２０と、可動側母型３０と、可動側子型４０と、温度調整ユニット５０と、固定側弾性材６０と、可動側弾性材７０とを有する。固定側母型１０と可動側母型３０とで母型を構成し、固定側子型２０と可動側子型４０とで子型を構成し、固定側弾性材６０と可動側弾性材７０が弾性変形可能な熱伝達部材である。
　鋼製の固定側母型１０は、固定側受け板１１と、固定側受け板１１に取り付けられる第１枠体１２と、第１枠体１２に取り付けられる第２枠体１３とを有する。第１枠体１２の内側において、固定側受け板１１に一対のガイド軸１４が植設され、ガイド軸１４に沿って移動可能となるようにスライダ板１５が配置されている。スライダ板１５には、イジェクトピン１６が植設されている。又、第２枠体１３内には、周方向に延在する配管１３ａが螺旋状に形成されており、その両端は接続管１７を介して外部の温度調整ユニット５０に連結されている。
　固定側子型２０は、固定側母型１０の第２枠体１３の内部に挿入された第１ブロック２１と第２ブロック２２とを有する。第２ブロック２２の可動側面に、成形面２２ａが形成されている。又、第１ブロック２１と第２ブロック２２には、イジェクトピン１６を挿通させた貫通孔２１ａ、２２ｂが形成されている。貫通孔２２ｂは成形面２２ａで開口している。
　固定側母型１０の第２枠体１３と、固定側子型２０の第１ブロック２１と第２ブロック２２との間には、全周において厚みｔの隙間が形成されており、かかる隙間に固定側弾性材６０が、第２枠体１３の内周面及び、第１ブロック２１と第２ブロック２２の外周面とに密着するようにして配置されている。
　鋼製の可動側母型３０は、可動側受け板３１と、可動側受け板３１に取り付けられる第３枠体３２とを有する。第３枠体３２内には、周方向に延在する配管３２ａが螺旋状に形成されており、その両端は接続管３３を介して外部の温度調整ユニット５０に連結されている。
　可動側子型４０は、可動側母型３０の第３枠体３２の内部に挿入された第３ブロック４１を有する。第３ブロック４１の固定側面に、成形面４１ａが形成されている。尚、固定側子型２０及び可動側子型４０は、アルミニウム合金、ベリリウム銅合金、亜鉛合金、アルミニウム－セラミック複合材のいずれかにより形成されていると好ましい。これらの素材であれば、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって、且つ射出成形金型として必要な強度を満たすからである。熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、子型の接触面から成形面までの伝熱が効率化され、型温安定化が迅速となるため、サイズの大きな子型に対しても有効である。
　可動側母型３０の第３枠体３２と、可動側子型４０の第３ブロック４１との間には、全周において厚みｔの隙間が形成されており、かかる隙間に可動側弾性材７０が、第３枠体３２の内周面、第３ブロック４１の外周面とに密着するようにして配置されている。
　図１Ｂを参照して、本実施の形態では、固定側子型２０及び可動側子型４０を、別の固定側子型２０'及び可動側子型４０'と交換可能となっている。ここで、固定側子型２０'は、成形面２２ａとは異なる形状の成形面２２ａ'を有し、可動側子型４０'は、成形面４１ａとは異なる形状の成形面４１ａ'を有している。より具体的に交換作業を説明すると、（ａ）に示す組立状態から、可動側弾性材７０及び第３枠体３２を含む可動側母型３０を一体で取り外しつつ、（ｂ）に示す分解状態のように固定側子型２０と可動側子型４０とを固定側母型１０から一体的に取り外す。これを、別の固定側子型２０'と可動側子型４０'と交換した後、（ｃ）に示す再組立状態のように固定側母型１０に組み付けて、最後に可動側弾性材７０及び第３枠体３２を含む可動側母型３０を取り付ける。交換前の固定側子型２０と、交換後の固定側子型２０'とは外寸が等しくなっており、また交換前の可動側子型４０と、交換後の可動側子型４０'とは外寸が等しくなっているので、本実施の形態にかかる成形装置において子型のみを交換でき、これにより金型コストを抑制しつつ多品種小ロットの樹脂成形品の成形に対応できる。又、固定側子型２０及び可動側子型４０には、温度調整用の配管を設けていないので、交換を迅速に行うことができる。
　固定側弾性材６０及び可動側弾性材７０は、ゴム状のシートやフィルムであると加工が容易で面接触させやすいため好ましく、特にシリコーン製の熱伝導シートであると好ましい。固定側弾性材６０及び可動側弾性材７０の厚みは０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下、熱伝導率は２Ｗ／ｍＫ以上、弾性率１ＧＰａ以下が望ましい。固定側弾性材６０及び可動側弾性材７０の厚みが５ｍｍを超えて厚すぎたり、２Ｗ／ｍＫを下回るほど熱伝導率が低すぎると、弾性材自身の断熱により、母型と子型間の伝熱を阻害する恐れがある。一方、固定側弾性材６０及び可動側弾性材７０の弾性率が１ＧＰａを超えて高すぎたり、厚みが０．１ｍｍを下回って薄すぎると、接触面の不一致（ズレ）を吸収できない恐れがある。以上述べた弾性材の仕様が熱伝達の阻害影響を極力減らしつつ、接触面の不一致を吸収できる。
　図２は、室温に対して成形時の温度まで上昇した際における固定側子型２０及び可動側子型４０の熱膨張を点線で誇張して示した図である。ここでは、第１ブロック２１，第２ブロック２２，第３ブロック４１を構成する子型の素材を同じものとし、また固定側弾性材６０及び可動側弾性材７０の素材を同じものとする。子型の素材の線膨張係数をａ（／Ｋ）、子型の素材のヤング率をＥｍ（ＧＰａ）、弾性材の素材のヤング率（弾性率）をＥ（ＧＰａ）とし、子型における弾性材の厚み方向の寸法をＬ（ｍｍ）とし、弾性材の厚みをｔ（ｍｍ）とする。弾性部材の厚み方向は熱伝達方向をいうものとする。
　子型の温度をＴ１からＴ２へと増大させたとき、子型に生じる熱応力Ｐは、
Ｐ＝Ｅｍ×（δ／Ｌ）、但しδ＝ａ×（Ｔ２－Ｔ１）×Ｌ／２
と表せる。このとき、弾性材を変形させるのに必要な力Ｆが、子型の熱応力Ｐ未満（Ｆ＜Ｐ）であれば、子型の熱膨張を弾性材で吸収できることとなる。この条件から、
　Ｅ×（δ／ｔ）＜Ｅｍ×（δ／Ｌ）
よって、
ｔ＞Ｅ／Ｅｍ×Ｌ　　　（１）
が成立することとなる。
　次に、本実施の形態にかかる成形装置の動作について説明する。図３Ａ～図３Ｃは、成形装置の成形工程を示す図であるが、温度調整ユニットは省略して示している。図１Ａに示す温度調整ユニット５０から接続管１７，３３を介して、第２枠体１３の配管１３ａ及び第３枠体３２の配管３２ａを介して、温度調整された液体が供給され、固定側母型１０及び可動側母型３０が所定温度になるように調整されている。このとき、相互に面接触してなる固定側母型１０から固定側弾性材６０を介して固定側子型２０に熱伝導が行われ、又、相互に面接触してなる可動側母型３０から可動側弾性材７０を介して可動側子型４０に熱伝導が行われ、これにより固定側子型２０及び可動側子型４０が所定範囲内の温度になるように調整することができる。
　かかる状態で、図３Ａに示すように、固定側母型１０及び固定側子型２０に対して、可動側母型３０及び可動側子型４０を相対移動させて型締めし、固定側の成形面２２ａと可動側の成形面４１ａとで形成されるキャビティ内に、不図示のゲートを介して溶融した樹脂を射出する。この時点でも、相互に面接触してなる固定側母型１０から固定側弾性材６０を介して固定側子型２０に熱伝導が行われ、又、相互に面接触してなる可動側母型３０から可動側弾性材７０を介して可動側子型４０に熱伝導が行われている。
　キャビティ内の樹脂が固化した後、図３Ｂに示すように、固定側母型１０及び固定側子型２０から、可動側母型３０及び可動側子型４０を離間させ、更に図３Ｃに示すように、スライダ板１５を変位させてイジェクトピン１６の先端を可動側に突き出すことにより、成形された樹脂成形品ＰＲを成形面２２ａから引きはがすことができる。
　本発明者が作成した実施例（以下の仕様）にて、温度変化前後の寸法は以下の通りである。但し、寸法Ａ，Ｂ，ｔは図１Ａに図示する部位のものとする。
（ａ）子型の素材：アルミニウム合金Ａ７０７５（線膨張係数２３．６×１０-6／Ｋ，熱伝導率１３０Ｗ／ｍＫ）
子型の外寸Ａ：６００ｍｍ（２５℃において測定）
子型の外寸Ａ：６００．８ｍｍ（８０℃において測定）
（ｂ）母型の素材：鋼材Ｓ５５Ｃ（線膨張係数１１．７×１０-6／Ｋ、熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）
母型の内寸Ｂ：６０３ｍｍ（２５℃において測定）
母型の内寸Ｂ：６０３．４ｍｍ（８０℃において測定）
（ｃ）弾性材の素材：シリコーンゴム製熱伝導シート（線膨張係数２×１０-4／Ｋ、熱伝導率５Ｗ／ｍＫ）
弾性材の厚みｔ：３ｍｍ（２５℃において測定）
弾性材の厚みｔ：２．８ｍｍ（８０℃において母型、子型が熱膨張後に測定）
　上記実施例によれば、母型と子型間の熱膨張差によって、母型と子型間の距離が０．２ｍｍ縮まるが、弾性材がこの変化を吸収するので、子型が母型内で突っ張ることなく密着できるので、両者の間で効率良く熱交換ができる。
　以下、本発明者が行ったシミュレーションについて説明する。本発明者は、図４に示すように、子型の両側に母型を配置した上で、（ａ）子型の両側で母型に接触させた場合、（ｂ）子型の一方側（図４で下側）を母型に接触させるが、他方側（図４で上側）と母型との間に１ｍｍの隙間を設けた場合、（ｃ）子型の一方側を母型に接触させ、他方側と母型との間に厚さ３ｍｍの弾性材を設けて両者に接触させた場合について、それぞれ断面の温度分布を求めた。ここで、空気層の熱伝導率を０．０２Ｗ／ｍＫとし、弾性材の熱伝導率を１０Ｗ／ｍＫとし、母型全体は４０℃に温度調整されているものとした。尚、子型の中央にある白抜きの部位はキャビティ及びゲートを示している。
　まず、図４の（ａ）に示すような理想的な接触状態では、バランスの良い温度分布となっている。一方、図４の（ｂ）に示すように子型と母型との間に隙間を設けると、母型との間に隙間を設けた子型の一方側に母型から伝熱が十分になされず、母型と密着した子型の他方側に対して、温度勾配が大きくなり、高精度な成形を行えない恐れがある。これに対し、図４の（ｃ）に示すように子型と母型との間に弾性材を設けると、弾性材を介して効率良く伝熱を行うことが出来、図４の（ａ）に示す理想的な接触状態の温度分布に近づくことが分かった。
　以上述べた実施の形態では、固定側母型１０と固定側子型２０との間に固定側弾性材６０を配置し、また可動側母型３０と可動側子型４０との間に可動側弾性材７０を配置しているが、可動側又は固定側のみに弾性材を設けてもよい。
　本発明は、温度調整用の配管を内蔵した成形装置を提供することに適している。
１０　　　　　　固定側母型
１１　　　　　　固定側受け板
１２　　　　　　第１枠体
１３　　　　　　第２枠体
１３ａ　　　　　　配管
１４　　　　　　ガイド軸
１５　　　　　　スライダ板
１６　　　　　　イジェクトピン
１７　　　　　　接続管
２０　　　　　　固定側子型
２１　　　　　　第１ブロック
２１ａ　　　　　　貫通孔
２２　　　　　　第２ブロック
２２ａ　　　　　　成形面
２２ｂ　　　　　　貫通孔
３０　　　　　　可動側母型
３１　　　　　　可動側受け板
３２　　　　　　第３枠体
３２ａ　　　　　　配管
３３　　　　　　接続管
４０　　　　　　可動側子型
４１　　　　　　第３ブロック
４１ａ　　　　　　成形面
５０　　　　　　温度調整ユニット
６０　　　　　　固定側弾性材
７０　　　　　　可動側弾性材

Claims (7)

  1. 　子型と、前記子型を交換可能に取り付けられた母型と、を有する成形装置であって、
    　前記母型は、温度調整用の流体が流れる配管を内蔵しており、前記子型と前記母型との間には、少なくとも成形時に前記子型と前記母型の双方に接触する弾性変形可能な熱伝達部材が配置されている成形装置。
  2. 　前記母型は、前記配管を内蔵したブロックを有し、前記熱伝達部材は、前記ブロックと前記子型の双方に面接触する請求項１に記載の成形装置。
  3. 　前記熱伝達部材は、ゴム又は樹脂からなるシート又はフィルムである請求項１又は２に記載の成形装置。
  4. 　以下の式を満たす請求項１～３のいずれかに記載の成形装置。
    　ｔ＞Ｅ／Ｅｍ×Ｌ　　　（１）
    但し、
    ｔ：前記熱伝達部材の厚み（ｍｍ）
    Ｅ：前記熱伝達部材の弾性率（ＧＰａ）
    Ｅｍ：前記子型の弾性率（ＧＰａ）
    Ｌ：前記子型における前記熱伝達部材の厚み方向の寸法（ｍｍ）
  5. 　前記熱伝達部材の厚みは、０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、その熱伝導率は２Ｗ／ｍＫ以上であり、その弾性率は１ＧＰａ以下である請求項１～４のいずれかに記載の成形装置。
  6. 　前記子型の熱伝導率は、１００Ｗ／ｍＫ以上である請求項１～５のいずれかに記載の成形装置。
  7. 　前記子型は、アルミニウム合金、ベリリウム銅合金、亜鉛合金、アルミニウム－セラミック複合材のいずれかで構成されている請求項１～６のいずれかに記載の成形装置。
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