JP2013123900A - 射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱性に優れそれによりサイクル時間が短縮されるとともに、操作性及び生産性に優れる射出成形用金型を提供すること。
【解決手段】一対の金型部材に、それぞれ、型締めされた状態において成形部が形成されたカセット部と、基部と基部の外周に立設された壁部とを有しカセット部を収容するモールドベースと、を設け、カセット部の、モールドベースへの収容時、カセット部を断熱部材を介してモールドベースに載置するとともに、カセット部を壁部に対向配置して、カセット部とモールドベースとの間に間隙を形成し、カセット部の内部に第１の温調手段を配置するとともに、モールドベースの基部及び断熱部材の内部に第２の温調手段を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カセットモールド式の射出成形用金型に関する。

最近、射出成形における成形品のコスト低減の手段として、異なる成形品ごとに異なるキャビティを備えたカセット金型だけを交換するようにしたいわゆるカセットモールド式射出成形金型が採用されている。カセットモールド式射出成形金型は、固定側および可動側ベースプレートのそれぞれにカセット金型が取り付けられて構成され、異なる成形品ごとに異なるキャビティを備えるカセット金型に交換されて成形が行われる。

ところで、キャビティに溶融樹脂を充填した際、カセット金型を高温にすることにより転写性又は光沢意匠性を向上させ、その後離型温度まで冷却して固化させて成形品が型から取り出される。そのため、高温用の温調機と低温用の温調機を用いて、カセット金型を加熱・冷却することが開示されている（特許文献１〜４）。

しかしながら、金型の熱容量は大きく、加熱・冷却のサイクル時間が長くなって実用的ではない。そのため、上述のように、カセット部とモールドベースとに分け、カセット部がモールドベースに挿入される入れ子方式とし、さらに、キャビティを有するカセット部が断熱部材を介して分離される構成とし、熱容量を小さくすることでサイクル時間の短縮が図られているが、断熱構造としては必ずしも充分とは言えない。特許文献１〜４には、具体的な断熱構造について記載が無く、さらなるサイクル時間の短縮及び生産性向上が要求されている。

特開平６−２１０６３６号公報 特開２００１−２８７２５１号公報 特開２００２−３２１２２１号公報 特開２００４−３２２５９７号公報

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、断熱性に優れそれによりサイクル時間が短縮されるとともに、操作性及び生産性が向上した射出成形用金型を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るカセット式射出成形用金型は、一対の金型部材を含み、該一対の金型部材は、それぞれ、基部と前記基部の外縁に立設された壁部とからなるモールドベースと、成形部を有し、前記モールドベースに着脱可能に収容されるカセット部と、を備えるカセット式射出成形用金型であって、
前記カセット部と前記モールドベースの基部との間に断熱部材を有するとともに、前記カセット部の、前記モールドベースへの収容時、前記カセット部が前記モールドベースの壁部に対して対向配置され、前記カセット部と前記モールドベースの壁部との間に間隙が形成され、
前記断熱部材の内部及び前記モールドベースの基部の内部に第１の媒体流路が形成されるとともに、前記カセット部の内部に第２の媒体流路が形成され、前記第１の媒体流路及び前記第２の媒体流路の温度がそれぞれ別々に制御されることを特徴とする。

本発明に係るカセット式射出成形用金型において、前記第１の媒体流路及び前記第２の媒体流路に並列に接続された第１の温調手段と、前記第２の媒体流路に接続された第２の温調手段と、をさらに備えていてもよく、前記第１の媒体流路に低温の温調媒体を流通させ、前記第２の媒体流路には低温の温調媒体又は高温の温調媒体を流通させる。

また、本発明に係るカセット式射出成形用金型において、前記第１の媒体流路は、前記第１の温調手段に接続されるとともに、さらに吸引手段に接続されていてもよく、カセット部の昇温時、前記第１の媒体流路は前記吸引手段により真空引きされ、カセット部の降温時、前記第１の媒体流路に前記第１の温調手段により低温の温調媒体が流通され前記低温の温調媒体により前記モールドベース及び前記断熱部材が冷却される。

また、本発明に係るカセット式射出成形用金型において、前記第１の媒体流路及び前記第２の媒体流路が、網目状に分岐された多チャンネル流路であって、前記カセット部又は前記断熱部材の所望の箇所（例えば中央部）において分岐数が多くなる様に形成されていてもよい。

また、本発明に係るカセット式射出成形用金型は、前記第２の媒体流路と前記成形部との間にさらにシースヒータを備えていてもよく、
前記シースヒータは、一連の成形サイクル工程に同期して、昇温時にはヒータ加熱補助を行い、降温時には、微弱加熱して部分的な冷却固化の遅延を行う。

また、本発明に係るカセット式射出成形用金型において、前記第２の媒体流路に接続される媒体管の端部がテーパ状に形成され、前記第２の媒体流路の端部は、前記媒体管の端部に対応する形状に形成され、前記媒体管は、前記第２の媒体流路に押圧接続されていることが好ましい。

また、本発明に係るカセット式射出成形用金型において、前記カセット部に設けられたコアピン及びエジェクタスリーブピンが、ネジ又はピンにより取り外し可能に接続されていることが好ましい。

本発明によれば、カセット部は断熱部材を介してモールドベースの基部に載置されるとともに、前記カセット部がモールドベースの壁部に対向配置され、前記カセット部と前記モールドベースとの間に間隙が形成されているため、断熱性に優れそれによりサイクル時間が短縮される。また、カセット部とモールドベースとの間に間隙が形成されているため、操作性が向上し、それにより生産性が向上する。

したがって、本発明によれば、断熱性に優れそれによりサイクル時間が短縮されるとともに、操作性及び生産性が向上した射出成形用金型を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型の概略断面図であり、図１（ｂ）は、下側金型（可動側金型）の上面図である。 図２（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型の断熱部材の下部材の上面図であり、図２（ｂ）は、断熱部材の分解斜視図である。また、図２（ｃ）は、モールドベースからカセット部を取り外した状態における、モールドベースの上面図である。 図３（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット部の一の態様を示した断面図である。図３（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット部の別の態様を示した断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る断熱部材の一の態様を示した断面図である。図４（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る断熱部材の別の態様を示した断面図である。 図５（ａ）は、シースヒータを含むカセット部の斜視図であり、図５（ｂ）は、その上面図であり、図５（ｃ）は、その側面図である。 図６（ａ）は、シースヒータを含むカセット部及び断熱部材並びにこれらを収容するモールドベースの断面図である。図６（ｂ）は、シースヒータの電極と管用テーパネジとの接続部分を示した概略図である。また、図６（ｃ）は、管用テーパネジを押圧する絶縁ブッシュの概略図である。 図７（ａ）は、カセット部に埋設された第２の媒体流路とモールドベースの壁部に埋設された第２の管用テーパネジとの接続を示した概略断面図であり、図７（ｂ）は、その接続部の拡大図である。 図８（ａ）は、モールドベース、モールドベース上に載置された断熱部材、断熱部材に載置されたカセット部、並びにこれらに挿通されたエジェクタスリーブピンの概略断面図である。また、図８（ｂ）は、その概略斜視図である。

本発明を実施するための形態を、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術的思想を具体化するためのカセット式射出成形用金型を例示するものであって、本発明を限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１の概略断面図であり、図１（ｂ）は、下側金型２（可動側金型）の上面図である。図１（ａ）に示すように、本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１は、一対の金型部材４から構成される。一対の金型部材４は、上側金型３（固定側金型）と、下側金型２（可動側金型）と、からなり、上側金型３については位置が固定され、下側金型２は上下に移動可能となっている。一対の金型部材４は、それぞれ、カセット部５と、カセット部５を収容するモールドベース６と、を備える。カセット部５には、型締めされた状態において成形部７が形成されることになり、成形部７に例えば溶融樹脂が注入され溶融樹脂の冷却・固化により成形品が作製される。モールドベース６は、基部８と、基部８の外縁に立設された壁部９と、を有し、基部８と壁部９とにより収容部１０が形成される。カセット部５は、モールドベース６の収容部１０に着脱可能に収容される。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１は、カセット部５とモールドベース６の基部８との間に断熱部材１１を有し、カセット部５の、モールドベース６への収容時、断熱部材１１がカセット部５とモールドベース６の基部８との間に介在する。すなわち、モールドベース６の基部８上に、断熱部材１１が載置され、断熱部材１１上にカセット部５が載置されることとなる。また、このとき、カセット部５がモールドベース６の壁部９に離間して対向配置され、これにより、カセット部５とモールドベース６の壁部９との間に間隙１２が形成されることとなる。上述のように、カセット部５とモールドベース６の壁部９との間に間隙１２が形成され、さらに、カセット部５とモールドベース６の基部８との間に断熱部材１１が介在することにより、カセット部５の断熱効果が向上する。これにより、温度調節が行われる部分の体積（熱容量）を低減することができるため、サイクルタイムを短縮することができる。また、上記のように間隙１２が形成されていることにより、カセット部５を格納する空間は真空に保持することが可能であり、カセット部５の断熱効果が向上する。また、上述のように間隙１２を有することにより、カセット部５とモールドベース６との接触を低減することができるため、カセット部５のモールドベース６への着脱が容易となる。また、従来のカセット式射出成形用金型と同様に、エジェクタプレートはカセット部５に設けられるが、本実施の形態１では、エジェクタプレートは、モールドベース６にも取り付けられており、機上でのカセット交換に際して磨耗ピンのみの交換だけで済む。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、断熱部材１１の内部及びモールドベース６の基部８の内部に第１の媒体流路１３が形成されるとともに、カセット部５の内部に第２の媒体流路１４が形成されており、第１の媒体流路１３及び第２の媒体流路１４の温度がそれぞれ別々に制御される。より具体的には、図１（ａ）に示すように、低温の温調媒体を流通させるための第１の温調手段１５が、一対の金型部材４の上側金型３及び下側金型２の第１の媒体流路１３及び第２の媒体流路１４に並列に接続され、高温の温調媒体を流通させるための第２の温調手段１６が、一対の金型部材４の上側金型３及び下側金型２の第２の媒体流路１４に接続されている。ここで、本発明において、「第１の温調手段１５が第１の媒体流路１３及び第２の媒体流路１４に並列に接続されている」とは、第１の温調手段１５の流出口１５ａが、第１の媒体流路１３の流入口１３ｂ及び第２の媒体流路１４の流入口１４ｂのそれぞれに独立して接続され、第１の温調手段１５の流入口１５ｂが、第１の媒体流路１３の流出口１３ａ及び第２の媒体流路１４の流出口１４ａのそれぞれに独立して接続されていることを意味する。第１の温調手段１５を用いて第１の媒体流路１３及び／又は第２の媒体流路１４に低温の温調媒体を流通させ、第２の温調手段１６を用いて第２の媒体流路１４に高温の温調媒体を流通させる。第２の媒体流路１４には、第１の温調手段１５により低温の温調媒体が流通し、第２の温調手段１６により高温の温調媒体が流通するため、成形部７の下に設けられた第２の媒体流路１４に高温の温調媒体又は低温の温調媒体を流通させることができ、これにより成形部７に充填された樹脂（成形品）を加熱したり冷却したりすることができる。そのため、カセット部５を高温にすることにより成形品の転写性又は光沢意匠性を向上させ、その後樹脂を離型温度まで冷却することにより固化させることができる。また、第１の温調手段１５により低温の温調媒体を第１の媒体流路１３に流通させることにより断熱部材１１及びモールドベース６の基部８を冷却することができる。両温調媒体は、サーボバルブにより熱電対（不図示）による測定値と設定値との温度差に対応して流量制御する。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、低温の温調媒体と高温の温調媒体とは同一の材料であることが好ましい。低温の温調媒体と高温の温調媒体とを同一の材料とすることで，流路内に残留する媒体が混じっても影響無く用いることができる。本発明において、「低温」とは成形するプラスチックス樹脂のエジェクタ可能温度以下を意味する。一方、「高温」とは流動性が現われる一般的な溶融温度以上を意味する。

本実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、第１の媒体流路１３は、モールドベース６の基部８の内部及びその上に載置された断熱部材１１の内部にループ状に設けられている。第１の媒体流路１３は、モールドベース６の基部８及び断熱部材１１を冷却することが可能であれば、どのように配置されていてもよい。第１の媒体流路１３は分岐を有しいくつかのループにより形成されていてもよい。また、第１の媒体流路１３は、モールドベース６の基部８及び断熱部材１１にそれぞれ別々に設けられ、それらが第１の温調手段１５に並列に接続されていてもよい。

本実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、第２の媒体流路１４は、カセット部５の内部にループ状に設けられている。第２の媒体流路１４は、カセット部５を冷却及び加熱することが可能であれば、どのように配置されていてもよい。第２の媒体流路１４は分岐を有しいくつかのループにより形成されていてもよい。

本実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、第１の温調手段１５と第２の温調手段１６とは独立して又は従属して制御してもよいが、独立して制御することが好ましい。これにより、主要部位を所望温度に近づけることが容易になる。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、断熱部材１１は、真空断熱が可能であれば如何なる材料から構成されていてもよい。断熱部材１１を構成する材料としては、ガラス繊維含有樹脂（例えば短繊維ガラスが混合されたエポキシ樹脂）、セラミックス（例えばジルコニアセラミックス）などの低熱伝導率物を用いることができ、これらの低熱伝導率物を用いることにより，熱伝達による放熱または吸熱を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、カセット部５は、射出成形が可能であれば如何なる材料から構成されていてもよい。カセット部５を構成する材料としては、鋼材，非鉄金属，樹脂などを用いることができ，これらは材料選択の自由度が高いため好ましい。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、モールドベース６は、上述のように、基部８と壁部９とからなるが、基部８及び壁部９は、射出成形が可能であれば、如何なる材料から構成されていてもよい。基部８及び壁部９を構成する材料としては、鋼材，非鉄金属，樹脂などが挙げられる。基部８と壁部９とは同一の材料により構成されていてもよいし、異なる材料により構成されていてもよい。また、基部８と壁部９とは一体として形成されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。

図２（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１の断熱部材１１（下部材１１ａ）の上面図であり、図２（ｂ）は、断熱部材１１の分解斜視図である。また、図２（ｃ）は、モールドベース６からカセット部５を取り外した状態における、モールドベース６の上面図である。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、第１の媒体流路１３は、断熱部材１１の下部材１１ａに形成され、断熱部材１１の上部材１１ｂと下部材１１ａとを組み合わせることにより、断熱部材１１が形成される。第１の媒体流路１３の形状は如何なるものであってもよいが、一例としては、第１の媒体流路１３の形状は、図２（ａ）、（ｂ）に示されるような蛇行した形状である。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、第１の媒体流路１３はさらに吸引手段（例えば、ポンプ）２０に接続されていてもよい。図２（ｃ）に示すように、モールドベース６の基部８には、吸引手段２０に接続される第１の媒体流路孔２１と、開閉手段（例えば、バルブ）２２が設けられる第２の媒体流路孔２３と、がモールドベース６の基部８を貫通するように形成されている。また、図２（ｂ）に示すように、断熱部材１１の下部材１１ａには、第１の媒体流路１３の両端に連続するように２つの貫通孔（第１の貫通孔２４、第２の貫通孔２５）が形成されている。モールドベース６の収容部１０に断熱部材１１を収容して、モールドベース６の基部８上に断熱部材１１を載置することにより、第１の媒体流路孔２１と２つの貫通孔の内一方（例えば第１の貫通孔２４）とが連通し、また、第２の媒体流路孔２３と２つの貫通孔の内他方（例えば第２の貫通孔２５）とが連通する。第１の貫通孔２４、第２の貫通孔２５は、必ずしも第１の媒体流路１３の両端に形成されていることを要せず、第１の媒体流路１３に繋がるように設けられている限り如何なる位置に設けられていてもよい。この場合でも、第１の媒体流路孔２１と２つの貫通孔の内一方（例えば第１の貫通孔２４）とが連通し、また、第２の媒体流路孔２３と２つの貫通孔の内他方（例えば第２の貫通孔２５）とが連通することが肝要である。第１の媒体流路孔２１と２つの貫通孔の内一方とが連通し、また、第２の媒体流路孔２３と２つの貫通孔の内他方とが連通することにより、断熱部材１１の内部に設けられた第１の媒体流路１３と、モールドベース６の基部８の内部に設けられた第１の媒体流路１３と、を連通させることができ、断熱部材１１及びモールドベース６の基部８に同一の温調媒体を流通させることができる。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、第１の媒体流路１３は、開閉手段（例えば、バルブ）２２を介して第１の温調手段１５に接続され、さらに、別の位置において吸引手段（例えば、ポンプ）２０に接続されている。断熱部材１１の上に載置されたカセット部５の温度が上昇した場合（すなわち、カセット部５の昇温時）、バルブ２２を開けて大気通放した後バルブ２２を閉じ、その後、吸引手段２０により、第１の媒体流路１３内を真空引きする。また、カセット部５の温度を下降させる場合（すなわちカセット部５の降温時）、バルブ２２を開放した状態で吸引手段２０により第１の媒体流路１３の内部を吸引することにより、バルブ２２から低温の温調媒体が注入される。真空部分は熱を伝えにくいため、真空引きにより、断熱部材１１の断熱性が向上する（真空断熱）。また、第１の媒体流路１３に低温の温調媒体が流通することにより断熱部材１１が冷却されその上に載置されたカセット部５が冷却される。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、断熱部材１１は、上部材１１ｂ及び下部材１１ａを例えば短繊維ガラスを混入したエポキシ樹脂、他にジルコニアセラミックスなどでそれぞれ作製し上部材１１ｂ及び下部材１１ａの一方又は両方に第１の媒体流路１３を形成して、上部材１１ｂと下部材１１ａとを貼り合わせることにより作製される。当該貼り合せは、上部材１１ｂ及び下部材１１ａが短繊維ガラス混入エポキシ樹脂からなる場合は、上部材１１ｂと下部材１１ａとをこれと同じエポキシ樹脂で接着して行うことが好ましい。また、上部材１１ｂ及び下部材１１ａがジルコニアセラミックスからなる場合は、上部材１１ｂと下部材１１ａとを重ね合わせて焼結することで上部材１１ｂと下部材１１ａとを貼り合わせることができる。また、別の態様では、ロストワックス法等により、第１の媒体流路１３を備える断熱部材１１を一体として作製する。ロストワックス法によれば、断熱部材１１を一体として作製することができるため上部材１１ｂと下部材１１ａとを別々に作製する必要はなく、簡易に断熱部材１１を作製することができる。

図３（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット部５の一の態様を示した断面図である。第２の媒体流路１４は、蛇行した形状を有し、その両端がカセット部５の側面５ａに配されている。このような形状の第２の媒体流路１４を有するカセット部５は最も簡易に作製することができる。

図３（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るカセット部５の別の態様を示した断面図である。図３（ｂ）に示すように、カセット部５には、網目状に分岐された多チャンネルの第２の媒体流路１４が形成されている。すなわち、平行な５本の線を１組として、３組の平行線が交差するように第２の媒体流路１４が形成されている。このような第２の媒体流路１４は、所望の位置（例えば、中央部（長手方向中心軸付近））に向かうに従って分岐数が多くなる様に形成されている（図３（ｂ）の例では中央部において６つに分岐され外側部分では４つに分岐されている）。このように媒体流路を形成することにより、所望の位置を重点的に加熱・冷却することができる。すなわち、成形部７の厚さが異なる場合において、厚肉部では、第２の媒体流路１４が密になるように配置し、薄肉部では、第２の媒体流路１４が粗となるように配置することにより、成形品７の冷却固化に伴う面内温度差をコントロールすることが可能となり、反り変形を抑制することができる。
また、このように媒体流路を形成することにより、突出ピンの位置が干渉しない範囲で任意の位置に配置することができて，自由度が高まる。
ところで、第２の媒体流路１４は、成形部７の真下に有って，媒体は第２の媒体流路１４の入口側から入って出口側に至りカセット部５（成形部７）の昇降のため媒体とカセット部５との間で熱交換がなされる。例えば、カセット部５（成形部７）を冷却する場合について説明すると，媒体は出口側では高温になっていて所望の冷却効果が低下するため，それに見合った太い流路径を設計する必要が有ったが，第２の媒体流路１４を蛇行させることで特に冷やすべき箇所において第２の媒体流路１４を密にすることができ、上述のような冷却効果の低下を抑制することができる。更に多チャンネルにすることで，流路径は細くなるが耐圧部を分散させつつ流路数を増やすことができ，射出成形圧力に対抗する耐圧部の面積を確保しつつ昇降熱交換の面積を拡大することができる。
また、このような多チャンネルの媒体流路では、一の流路が根詰まりを起こしても別の流路から温調媒体が流通するため温調媒体を全体的に均一に行き渡らせることができる。

図４（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る断熱部材１１の一の態様を示した断面図である。第１の媒体流路１３は、蛇行した形状を有し、その両端が断熱部材１１の下部材１１ａを貫通する２つの貫通孔２４、２５に連通している。このような形状の第１の媒体流路１３を有する断熱部材１１は最も簡易に作製することができる。

図４（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る断熱部材１１の別の態様を示した断面図である。図４（ｂ）に示すように、断熱部材１１には、上述の第２の媒体流路１４と同様、網目状に分岐された多チャンネルの第１の媒体流路１３が形成されている。このような媒体流路は、上記同様、所望の位置（例えば、中央部）に向かうに従って分岐数が多くなるように形成されているため、図３（ｂ）に図示されたカセット部５と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１において、カセット部５は、金属光造形法により作製することができ、当該金属光造形法により三次元的な流路も作製することができる。カセット部５及び断熱部材１１は、パーテイング側より締付ボルト３１にてモールドベース６に固定される。

図５（ａ）は、シースヒータ５１を含むカセット部５の斜視図であり、図５（ｂ）は、その上面図であり、図５（ｃ）は、その側面図である。本実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１のカセット部５は、第２の媒体流路１４と成形部７との間にシースヒータ５１を有する。シースヒータ５１は、一連の成形サイクル工程に同期して、昇温時はヒータ加熱補助を行い、降温時に、微弱加熱して部分的な冷却固化の遅延を行う。

厚さが異なる成形部７においては薄肉部と厚肉部とが形成されることとなり、薄肉部では、成形部７に流し込まれた樹脂等が、厚肉部よりも先に固化することとなる。この場合、薄肉部において先に樹脂等が固化してしまうと薄肉部において樹脂等が流動しなくなり薄肉部より先に行き渡らなくなって成形不良が発生する可能性がある。ここで、上述のように、降温時に、微弱加熱して部分的な冷却固化の遅延を行うことにより、すなわち、薄肉部において例えば溶融樹脂が厚肉部よりも先に固化しないように、薄肉部を部分的に微弱加熱して、薄肉部における固化の進行を遅延させることにより、樹脂等の溶融粘度が低下し厚肉部と同様に薄肉部にも流動し相対的な充填密度差が小さくなる。そのため、薄肉部における樹脂等の流動性が良好に維持されることになり、成形不良を抑制することができる。さらに、成形体の冷却固化に伴う面内温度勾配差をコントロールすることが可能となり、相対的な反り変形を抑制することが可能となる。

また、シースヒータ５１は、温調媒体を用いた加熱より加熱速度が速く迅速に加熱することができ、加熱補助手段として好適である。

図６（ａ）は、シースヒータ５１が埋設されたカセット部５及び断熱部材１１並びにこれらを収容部１０に収容するモールドベース６の断面図である。図６（ｂ）は、シースヒータ５１の電極５１ａと第１の管用テーパネジ６１との接続部分を示した概略図である。また、図６（ｃ）は、第１の管用テーパネジ６１を押圧する絶縁ブッシュ６２の概略図である。

図６（ａ）に示すように、カセット部５に埋設されたシースヒータ５１は、モールドベース６の壁部９に貫通して埋設された第１の管用テーパネジ６１の内部の電極ロッド６４に接続される。図６（ｂ）に示すように、シースヒータ５１の端部は円錐凸形状に形成されている。モールドベース６の外部への配線引出は、図６（ａ）に示すように、円錐凹形状を有する電極ロット６４を用いて行い、円錐凸形状のシースヒータ５１に円錐凹形状の電極ロット６４が嵌合される。電極ロット６４の反対端部に、絶縁ブッシュ６２を締め込み圧接して電極ロット６４を固定する。図６（ｃ）に示すように、絶縁ブッシュ６２は、外径側に管用ネジ（不図示）があり、内径側にＯリングシール材６３を有する。

上記構成のシースヒータ及びシースヒータ接続手段を用いることにより、昇温時は，ヒータ加熱することで，カセット部の昇温補助を行うことができ，成形部７の肉厚が異なる所謂偏肉部位において，主に薄肉部に配置することで，射出成形での樹脂充填に対し，厚肉部よりも表面温度を高くでき，結果として樹脂の溶融粘度が低下して相対的に充填密度差や未充填不良を防ぐことができる。また，冷却過程おいても，厚肉部の固化に合せて薄肉部をヒートコントロールすることで，相対的な反り変形が抑制できる。

図７（ａ）は、カセット部５に埋設された第２の媒体流路１４とモールドベース６の壁部９に貫通して埋設された第２の管用テーパネジ７１との接続を示した概略断面図であり、図７（ｂ）は、その接続部の拡大図である。媒体管（不図示）の一端に第２の管用テーパネジ７１が接続されている。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、媒体管（すなわち、媒体管に接続された第２の管用テーパネジ７１）の端部がテーパ状に形成され（先端に向かって縮径するよう凸状に形成され）、テーパ部７２が形成されている。第２の媒体流路１４の端部は、第２の管用テーパネジ７１の端部に対応する形状（先端に向かって拡径するような凹状）に形成されている。第２の管用テーパネジ７１は、第２の媒体流路１４に押圧接続される。

従来は、管用ネジ接続されていたが、カセット部の昇温過程での温度によりシール剤が溶融して温調媒体が漏れる原因となっていた。しかしながら、上述のようにテーパ部７２を設けることにより、射出成形の昇降温サイクル時において高温になることによって、接続される第２の管用テーパネジ７１が熱膨張し、押圧力が増しシール性が向上する。

また、媒体管は、モールドベース６に対しても管用テーパネジ７１でシールされているため、間隙部分の真空シール性も確保される。

図８（ａ）は、モールドベース６、モールドベース６（基部８）上に載置された断熱部材１１、断熱部材１１に載置されたカセット部５、並びにこれらに挿通されたコアピン８１の概略断面図である。また、図８（ｂ）は、コアピン（又はエジェクタスリーブピン）８１の概略斜視図である。

図１（ｂ）に示すように、モールドベース６の基部８には、任意の場所に、コアピン（又はエジェクタスリーブピン）８１が挿通される貫通孔８２が設けられており、貫通孔８２にコアピン（又はエジェクタスリーブピン）８１が挿入される。貫通孔８２は、カセット部５の上部に設けられた成形部７に繋がっており、コアピン８１で成形部７内の成形品を押し出すことにより成形品を取り出すことができる。

図８（ａ）に示すように、カセット部５に設けられたコアピン（又はエジェクタスリーブピン）８１が、ネジ又はピン８３により取り外し可能に接続されている。コアピン（又はエジェクタスリーブピン）８１は、ネジ又はピン８３による固定で継ぎ足される。

このような構成とすることにより、射出成形機にモールドベース６を取り付けた状態で、カセット部５のコアピン（及びエジェクタスリーブピン）８１の交換を機上で容易に行うことができる。

本実施の形態１に係るカセット式射出成形用金型１によれば、断熱性に優れそれによりサイクル時間が短縮されるとともに、操作性及び生産性が向上した射出成形用金型を提供することができる。

１ カセット式射出成形用金型
２ 下側金型（可動側金型）
３ 上側金型（固定側金型）
４ 一対の金型部材
５ カセット部
６ モールドベース
７ 成形部
８ 基部
９ 壁部
１０ 収容部
１１ 断熱部材
１１ａ 断熱部材の下部材
１１ｂ 断熱部材の上部材
１２ 間隙
１３ 第１の媒体流路
１４ 第２の媒体流路
１５ 第１の温調手段
１６ 第２の温調手段
２０ 吸引手段（ポンプ）
２１ 第１の媒体流路孔
２２ 開閉手段（バルブ）
２３ 第２の媒体流路孔
２４ 第１の貫通孔
２５ 第２の貫通孔
３１ 締付ボルト
５１ シースヒータ
５１ａ シースヒータの電極
６１ 第１の管用テーパネジ
６２ 絶縁ブッシュ
６３ Ｏリングシール材
６４ 電極ロッド
７１ 第２の管用テーパネジ
８１ コアピン（又はエジェクタスリーブピン）
８２ 貫通孔

Claims (7)

1. 一対の金型部材を含み、該一対の金型部材は、それぞれ、基部と前記基部の外縁に立設された壁部とからなるモールドベースと、成形部を有し、前記モールドベースに着脱可能に収容されるカセット部と、を備えるカセット式射出成形用金型であって、
   前記カセット部と前記モールドベースの基部との間に断熱部材を有するとともに、前記カセット部の、前記モールドベースへの収容時、前記カセット部が前記モールドベースの壁部に対して対向配置され、前記カセット部と前記モールドベースの壁部との間に間隙が形成され、
   前記断熱部材の内部及び前記モールドベースの基部の内部に第１の媒体流路が形成されるとともに、前記カセット部の内部に第２の媒体流路が形成され、前記第１の媒体流路及び前記第２の媒体流路の温度がそれぞれ別々に制御されることを特徴とするカセット式射出成形用金型。
2. 前記第１の媒体流路及び前記第２の媒体流路に並列に接続された第１の温調手段と、前記第２の媒体流路に接続された第２の温調手段と、をさらに有し、前記第１の媒体流路に低温の温調媒体を流通させ、前記第２の媒体流路には低温の温調媒体又は高温の温調媒体を流通させることを特徴とする請求項１記載のカセット式射出成形用金型。
3. 前記第１の媒体流路は、前記第１の温調手段に接続されるとともに、さらに吸引手段に接続され、カセット部の昇温時、前記第１の媒体流路は前記吸引手段により真空引きされ、カセット部の降温時、前記第１の媒体流路に前記第１の温調手段により低温の温調媒体が流通され前記低温の温調媒体により前記モールドベース及び前記断熱部材が冷却されることを特徴とする請求項２記載のカセット式射出成形用金型。
4. 前記第１の媒体流路及び前記第２の媒体流路が、網目状に分岐された多チャンネル流路であって、前記カセット部又は前記断熱部材の所望の箇所において分岐数が多くなる様に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカセット式射出成形用金型。
5. 前記第２の媒体流路と前記成形部との間にさらにシースヒータを備え、
   前記シースヒータは、一連の成形サイクル工程に同期して、昇温時はヒータ加熱補助を行い、降温時には、微弱加熱して部分的な冷却固化の遅延を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカセット式射出成形用金型。
6. 前記第２の媒体流路に接続される媒体管の端部がテーパ状に形成され、前記第２の媒体流路の端部は、前記媒体管の端部に対応する形状に形成され、前記媒体管は、前記第２の媒体流路に押圧接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカセット式射出成形用金型。
7. 前記カセット部に設けられたコアピン及びスリーブピンが、ネジ又はピンにより取り外し可能に接続されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカセット式射出成形用金型。

Images