JPH09141715A - 射出成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量でしかも充分な強度を有し、温調効率に
も優れた射出成形用金型を提供する。 【解決手段】 固定側金型１１または可動側金型１２の
少なくとも一方の金型の内部に空洞部１７を形成し、該
空洞部を温調流体Ｌの流通が可能に構成するとともに、
前記温調流体の温調回路に射出装置３０の射出シリンダ
装置３４と同調して作動するシリンダ装置２４を配置し
て樹脂材料の射出時に射出装置と同調して前記温調流体
に圧力を加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は射出成形用金型装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形用の金型を鉄によって形成した
場合、大型製品用ではその重量が１０〜５０ｔと重くな
り、その搬送や射出成形装置への取付の際にはクレーン
などの重機設備が必要となり費用がかかるだけでなく作
業性にも問題があった。そのため、近年では前記金型の
材質にアルミニウムやアルミ鋳物などの軽金属を使用し
たり、金型を薄肉にするなどして、その重量をできるだ
け軽くすることが行なわれている。

【０００３】しかしながら、金型重量を軽くしたとして
も、射出成形時のキャビティ内の樹脂圧によってキャビ
ティ面が歪むおそれがあるものであってはならない。成
形品によっては金型をさらに大型とする必要もあり、軽
量でしかも充分な強度を有する金型が要求される。ま
た、一方において、金型を大きくすると、その加熱およ
び冷却に多大な時間とエネルギーを要するため、かかる
大型製品の成形サイクルを向上させ製造コストを軽減さ
せるためには、金型の温調効率を高めることが不可欠で
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の問題
点を鑑みて提案されたもので、軽量でしかも充分な強度
を有し、温調効率にも優れた射出成形用金型を提供しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
固定側金型または可動側金型の少なくとも一方の金型の
内部に空洞部を形成し、該空洞部を温調流体の流通が可
能に構成するとともに、前記温調流体の温調回路に射出
装置の射出シリンダ装置と同調して作動するシリンダ装
置を配置して樹脂材料の射出時に射出装置と同調して前
記温調流体に圧力を加えるようにしたことを特徴とする
射出成形用金型装置に係る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の射出成形用金型装
置を有する射出成形装置の一例を概略的に示す図、図２
はその金型部分の拡大断面図、図３は空洞部の一例を示
す断面図である。

【０００７】図４ないし図６はこの金型装置を用いて射
出成形を行なった例を示すもので、図４は金型の温調状
態を示す概略回路図、図５は射出成形状態を示す回路
図、図６は成形後の金型冷却状態を示す回路図である。

【０００８】まず、図１および図２にこの発明の射出成
形用金型装置１０を有する射出成形装置が示される。こ
の射出成形装置は、金型装置１０と射出装置３０を含
む。

【０００９】金型装置１０は、一対の固定側金型１１と
可動側金型１２とからなり、型閉めにより内部に成形品
キャビティ２８を形成する。固定側金型１１は固定型取
付板１３を介して固定盤１４に取り付けられている。可
動側金型１２も同様に可動型取付板１５を介して可動盤
１６に取り付けられている。前記可動盤１６には図示し
ない駆動装置が設けられており、前記可動側金型１２を
固定側金型１１に対して前進後退させることにより、型
開きおよび型閉めを行なうようになっている。なお、成
形品の形状によっては、前記固定側金型１１と可動側金
型１２との間に中型などを配置されることもある。

【００１０】前記固定側金型１１または可動側金型１２
の少なくとも一方の金型の内部には、空洞部１７が形成
されている。この空洞部１７は金型を薄肉（肉盗み）に
してその重量を軽くするためのもので、図２から理解さ
れるように、成形品キャビティ２８を形成する型面裏側
全体に形成されている。本実施例において空洞部１７
は、固定側金型１１および可動側金型１２の両方に設け
られている。

【００１１】この空洞部１７は、金型の重量を軽減する
だけでなく、内部に所定温度に調整された流体Ｌを流通
可能とすることにより前記金型１０の温度調節も行なう
ための部分で、流体Ｌの導入口１８と排出口１９とを有
している。前記導入口１８と排出口１９は、温調回路２
０に連結している。この温調回路２０は、前記流体Ｌを
所定の温度に調整し前記導入口１８および排出口１９を
介して金型の空洞部１７内を流通および循環させること
により、前記金型１０の温度調節を行なうためのもの
で、流体供給部２１、および流体排出部２２、ならびに
公知の加熱器や冷却器などを備えた温度調節部２３を備
えている。

【００１２】温調回路２０内を流通する流体Ｌには、
水、油、蒸気など温度調節可能な液体が用いられる。こ
れらの流体Ｌは、前記流体供給部２１から連続的または
断続的あるいは一定の量が供給される。そして、前記温
度調節部２３により所定の温度に調整され、前記金型の
空洞部１７および前記温調回路２０内を流通循環して、
金型１１，１２を昇温または冷却する。前記流体Ｌの温
度は、金型の設定温度により適宜に決定することができ
る。図中符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは切替バルブである。

【００１３】前記したように、この金型装置１０は、金
型１１，１２の内部の空洞部１７により、少なくともキ
ャビティ２８の型面裏側が薄肉にされている。この構造
によれば、従来の金型と比較してはるかに軽量化するこ
とができ、金型の取付や取替あるいは移送などが効率化
されるばかりでなく、金型の大型化も容易に可能とな
る。

【００１４】そして、この空洞部１７内には、温調回路
２０を介して、所定温度に調節された温調流体Ｌを流通
させるので、金型の昇温および冷却などの温度調節を極
めて効率よく行なうことができる。特に、前記温度調節
に多大な時間およびエネルギーを要する大きな金型の場
合には、本発明の金型を用いることにより、成形サイク
ルが大幅に短縮でき生産性を向上させることができるば
かりか、エネルギー的にもコスト的にも極めて経済的と
なる。

【００１５】なお、この空洞部１７内を流通する流体Ｌ
による金型の温調効率を高めるために、当該空洞部１７
内壁と流体Ｌとの接触時間をできるだけ長くすることが
好ましい。図３にその一例を示す。この空洞部１７Ａの
内壁には多数の突壁１７Ｂ，１７Ｂ，…が形成されてお
り、流体Ｌが導入口１８Ａから注入されて排出口１９Ａ
から排出されるまでの前記空洞部１７Ａ内壁と流体Ｌの
接触面積をできるだけ大として、その接触時間を長くす
るようにしたものである。

【００１６】ところで、前記空洞部１７を設けて金型を
薄肉とすると、前記したように、そのキャビティ面が成
形時の樹脂圧に耐えられず歪むおそれがある。そこで、
この発明構造にあっては、前記温調流体Ｌを介して圧力
を加えて、前記空洞部１７により薄肉となった金型１
１，１２を保護するように構成される。すなわち、前記
流体Ｌが流通する前記温調回路２０には、前記液体Ｌを
加圧するシリンダ装置２４が配置されている。このシリ
ンダ装置２４は、図のように加圧回路２６を介して、射
出装置３０の射出シリンダ装置３４と連結されていると
ともに、共通の駆動部２５により、前記射出シリンダ装
置３４と同調して作動するように構成されている。

【００１７】図から理解されるように、両シリンダ装置
２４，３４の増圧部２４ａ，３４ａどうし、および減圧
部２４ｂ，３４ｂどうしがそれぞれ加圧回路２６により
連結され、両シリンダ装置２４，３４とが同調して作動
するので、射出シリンダ装置３４による樹脂材料Ｐの射
出時には、シリンダ装置２４により空洞部１７内を充満
流通する流体Ｌに所定の圧力が加えられる。それによ
り、金型キャビティ面に樹脂圧が加わるのと同時に、当
該キャビティ裏面側を流体Ｌにより押して、樹脂圧で金
型１１，１２が歪むのを防ぐのである。なお、前記シリ
ンダ装置２４によって流体Ｌに加えられる圧力は、射出
時のキャビティ２８内の樹脂材料Ｐの圧力とバランスし
ていることが望ましい。この構造によれば、金型の裏面
側が流体Ｌにより加圧保持されるので、金型の強度が向
上し薄肉とした従来の金型の肉厚よりもさらに薄くする
ことができるようになった。

【００１８】図１のように、樹脂材料を射出する射出装
置３０は前記射出シリンダ装置３４により作動して、前
記金型装置１０のキャビティ２８内に所定量の樹脂材料
Ｐを射出する。射出装置３０は公知の構造のものが使用
できるので詳細な説明は省略する。符号３１は加熱筒、
３２はスクリュ、３３はノズルである。

【００１９】次に、図４ないし図６に従って、この発明
の金型装置を用いた射出成形品の製造方法を示す。な
お、本発明の作用を明らかにするために、固定盤や可動
盤などの公知の金型構造については図示を省略した。ま
ず、成形に先立って、金型１０が所定の成形温度に昇温
される。図４に示すように、流体Ｌを温調回路２０の温
度調節部２３により所定の温度に昇温し、温調回路２０
内に流通させる。流体Ｌは、前記固定側金型１１と可動
側金型１２に設けられている導入口１８を介して型内の
空洞部１７に至る。前記流体Ｌは、前記空洞部１７内を
満たして排出口１９から流出する間に、型キャビティ面
を昇温する。この温調回路２０は、前記金型１０が所定
の成形温度まで昇温するまでは、バルブＣを開き流体供
給部２１のバルブＡおよび流体排出部２２のバルブＢな
らびに温度調節部２３のバルブＤを閉として、温度調節
された一定量の流体Ｌを前記温調回路２０内に循環させ
るようにする。

【００２０】続いて、前記流体Ｌによる金型の昇温を行
ないながらまたは昇温完了後、前記固定側金型１１と可
動側金型１２とを型閉めする。金型温度が設定の値とな
った時点で、温調回路２０のバルブＣを閉として流体Ｌ
の循環を停止する。しかる後、金型１１，１２がさらに
型締めされ、図５に示すように、射出装置３０から成形
品キャビティ２８内に所定量の樹脂材料Ｐが射出され
る。その際、駆動部２５により、加圧回路２６のシリン
ダ装置２４が前記射出装置３０の射出シリンダ装置３４
に同調して作動して、前記射出装置３０からの樹脂材料
Ｐの射出と同時に温調回路２０内の流体Ｌを加圧する。
前記温調回路２０を開放するバルブＡ，ＢおよびＣはい
ずれも閉まっているので、加圧された回路内の流体Ｌは
金型空洞部１７内壁を押圧する。前記したように、前記
流体Ｌによる前記空洞部１７内壁の加圧量は、圧力計２
９などにより、射出装置３０から射出される樹脂圧とバ
ランスさせて加圧するように設定されており、空洞部１
７によって薄肉とされた金型が樹脂圧により歪まないよ
うに保持される。なお、温度調節部２３の温調流体は循
環用バルブＤが開かれて循環されている。

【００２１】樹脂材料Ｐの射出終了後、金型の冷却を行
なう。図６に示されるように、温調回路２０の流体供給
部２１のバルブＡおよび流体排出部２２のバルブＢを開
とし、前記流体供給部２１から冷却用の流体Ｌを連続的
に通過させることにより金型を冷却する。

【００２２】所定の冷却時間を経て金型が充分に冷却さ
れた時点で、流体供給部２１のバルブＡを閉めて金型の
冷却を終える。そして、図４に示されるように金型１
１，１２を開いてキャビティ２８より成形品を取り出
す。続いて連続的に成形品の製造を行なう場合には、図
４を用いて説明したように、温調回路２０に再び流体Ｌ
を流通させ金型を所定温度まで昇温させる。

【００２３】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明の
射出成形用金型装置によれば、金型を従来のものと比較
してはるかに軽量化することができる。そのため、成形
品製造時の作業性に極めて優れ、しかも金型が大型化し
てもクレーンなどの設備は不要である。また、金型の温
度調節を極めて効率よく行なうことができるので、成形
サイクルを短縮して生産性を向上させることができる。
したがって、特に大型成形品の製造などで金型が大型で
ある場合には、前記設備費や温度調節のためのエネルギ
ー費などがかさみやすくコストダウンが困難であった
が、本発明の金型を用いることにより、成形品製造のた
めのかかるコストを大幅に軽減して経済的な成形を行な
うことができる。しかも、射出シリンダ装置と同調する
シリンダ装置を配置して、樹脂材料の射出時に射出装置
と同調して温調流体を加圧し金型キャビティ面を裏側か
ら保持するので、金型をより一層薄肉として、なおかつ
樹脂材料の樹脂圧に充分耐える金型強度を付与すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の射出成形用金型装置を有する射出成
形装置の一例を概略的に示す図である。

【図２】その金型部分の拡大断面図である。

【図３】空洞部の一例を示す断面図である。

【図４】金型の温調節状態を示す概略回路図である。

【図５】射出成形状態を示す概略回路図である。

【図６】金型の冷却状態を示す概略回路図である。

【符号の説明】

１０ 金型装置 １１ 固定側金型 １２ 可動側金型 １７ 空洞部 ２０ 温調回路 ２１ 流体供給部 ２２ 流体排出部 ２３ 温度調節部 ２４ シリンダ装置 ２６ 加圧回路 ３０ 射出装置 ３４ 射出シリンダ装置 Ｌ 流体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側金型または可動側金型の少なくと
   も一方の金型の内部に空洞部を形成し、該空洞部を温調
   流体の流通が可能に構成するとともに、前記温調流体の
   温調回路に射出装置の射出シリンダ装置と同調して作動
   するシリンダ装置を配置して樹脂材料の射出時に射出装
   置と同調して前記温調流体に圧力を加えるようにしたこ
   とを特徴とする射出成形用金型装置。