JP2738974B2 - 金 型 - Google Patents

金 型

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JP2738974B2
JP2738974B2 JP2203389A JP20338990A JP2738974B2 JP 2738974 B2 JP2738974 B2 JP 2738974B2 JP 2203389 A JP2203389 A JP 2203389A JP 20338990 A JP20338990 A JP 20338990A JP 2738974 B2 JP2738974 B2 JP 2738974B2
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    • 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
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は射出成形その他各種成形に用いられる金型に
おいて、冷却性能を大幅に向上させた金型に関するもの
である。
(従来の技術) 従来射出成形において、金型内に充填された成形品を
冷却するため、金型に冷却媒体通路を設け、冷却水など
を冷却通路に流す方法が採用されている。その従来例を
第9図に示すと、固定側金型51と可動側金型61とで一対
の金型を構成し、射出された樹脂は矢印F方向から流入
してスプルーブッシュ53内を通り、キャビティ30内に充
填される。固定側金型51に冷却穴51a〜51dが、可動側金
型61には冷却穴61a〜61bが設けられている。また一端を
突出しプレート14と押え板15の間に固定された突出しピ
ン13が、成形品を突き出すために設けられている。この
従来例の冷却穴51a〜51d、61a〜61dは、金型の表面から
ドリル加工などにより円形の穴を明けることにより設け
られるので、キャビティ近くに冷却穴間のピッチを詰め
て多数の冷却穴を設置することはできない。
例えば、第9図でスプルーブッシュ53や突出しピン13
に当たる方向には穴明けできないので、冷却穴間のピッ
チが広がり、従ってキャビティ面温度のアンバランスを
避けるために、冷却穴を穴間のピッチに対応してキャビ
ティから離さねばならない。更に少しでも立体的な成形
品になると、キャビティの近くにキャビティから一定の
距離に円形の穴明けによる冷却穴を設けることはできな
い、即ち、立体的に曲がった穴を明けることはできな
い。これらのことから、従来の冷却穴とキャビティ面と
の距離は15〜30mm程度で、かつ一様でないのが普通であ
る。
(発明が解決しようとする課題) 上述のように従来の技術では、キャビティからの距離
も穴間ピッチも大きい冷却穴しか設置できず、そのため
キャビティ30内の成形品と冷却穴との間の伝熱性能が悪
くて冷却能力が劣るという問題があった。
本発明は前記従来の問題点を解決して、金型キャビテ
ィのごく近傍に冷却溝間のピッチを詰めた多数の冷却溝
を設け、これにより冷却または加熱性能の良い金型を提
供しようとするものである。さらに本発明は金型キャビ
ティ面・冷却溝間の熱伝導を、冷却溝から反キャビティ
側への熱伝導により大幅に良くして、いっそう冷却また
は加熱性能を向上させた金型を提供しようとするもので
ある。
(課題を解決するための手段) このため本発明は、金型キャビティ面から冷却溝まで
のキャビティ板と、冷却溝から反キャビティ側の金型本
体とを各冷却溝の部分で一体に接合し、金型キャビティ
面と各冷却溝との間の最小壁厚さが6mm以下で、かつ冷
却溝どうし間の壁厚さが小さい、即ち、各冷却溝断面幅
の3倍以下の多数の冷却溝を設けてなるもので、これを
課題解決のための手段とするものである。
(作用) 金型キャビティ面から冷却溝までのキャビティ板と、
冷却溝から反キャビティ側の金型本体とを各冷却溝の部
分で一体に接合することにより、冷却溝を自由に加工す
ることが可能となる。その接合構造を用いて、金型キャ
ビティ面と各冷却溝との間との最小壁厚さを6mm以下と
小さくしかつ冷却溝どうし間の壁厚さを小さく(各冷却
溝断面幅の3倍以下)した多数の冷却溝を設けることに
より、キャビティ面と各冷却溝との間の熱移動を大き
く、かつ冷却溝どうし間の壁を通り向けるキャビティ面
・反キャビティ側間の熱移動を小さくできる。更に、キ
ャビティ板と金型本体との熱伝導率の比を2:1以上にす
ることにより、冷却溝から反キャビティ側の金型本体の
中の熱移動を相対的に小さくできる。
(実施例) 以下本発明の実施例を図面について説明する。第1図
〜第8図は本発明の実施例を示し、第1図は金型の断面
図で、1は固定側キャビティ板、2は固定側金型本体で
あり、これらは面uで接合されて固定側金型10を成形し
ている。また前記キャビティ板1と金型本体2の間には
多数の冷却溝10a,10b〜10kが設けられている。3はスプ
ルーブッシュで、円周上に冷却水路3aが設けられ、同冷
却水路3aの両側には水もれ防止のOリング4が組み込ま
れている。次に可動側について説明すると、11は可動側
キャビティ板、12は可動側金型本体で、これらの間は面
vで接合されて可動側金型20を形成している。また前記
キャビティ板11と金型本体12の間には多数の冷却溝20a,
20b〜20kが設けられている。13〜15は成形品突出し機構
であり、成形時に射出された樹脂は矢印方向から流入し
てスプルーブッシュ3内を通り、キャビティ30内に充填
される。
第2図、第3図、第4図はそれぞれ第1図のA〜A断
面、B〜B断面、C〜C断面を示す。第3図に示すよう
に、固定側金側10の冷却溝10a,10b〜10kは、夫々流入穴
10ai,10bi〜10kiと流入穴10ao,10bo〜10koを有し、各流
入穴10ai〜10kiは第2図の全流入穴10pに、各流出穴10a
o〜10koは第2図の全流出穴10rに通じている。全流入穴
10pには配管入口10pa,10pbから冷却水が入り、また全流
出穴10rからは配管出口10ra,10rbへ冷却水を戻す。また
中央のスプルーブッシュ3の部分は、流入穴10fiから冷
却溝10fa、冷却水路3a、冷却溝10fbを経て流出穴10foに
通し、その冷却水路3aは一部が両隣の冷却溝10e,10gと
通じている。
同様に第4図において、可動側金型20の冷却溝20a,20
b〜20kは、夫々注入穴20ai,20bi〜20kiと流出穴20ao,20
bo〜20koを有し、各流入穴20ai〜20kiは第2図の全流入
穴20pに、各流出穴20ao〜20koは第2図の全流出穴20rに
通じている。全流出穴20pには配管入口20pa、20pbから
冷却水が入り、全流出穴20rからは配管出口20ra、20rb
へ冷却水を戻す。また各突出しピン13の部分は、例えば
流入穴20ciから冷却溝20caを経て、両隣の冷却溝20b,20
dに分岐し、再び冷却溝20cbに合流して流出穴20coに通
じており、突出しピンを迂回した流路になっている。
第5図は固定側キャビティ板1と固定側金型本体2を
接合する前の斜視図であり、概略構造を立体的に分り易
く示すためのものである。
第6図は冷却水の流し方の数例と、金型冷却水の温度
を高温と低温に切換えできる2段金型温調回路を示し、
成形時に射出工程までは切換弁のH側の高温回路とし、
冷却工程になったら直ちにL側の低温回路に切換えるも
のである。これは射出の際はキャビティ内の樹脂流動抵
抗を下げるため金型温度を高温にし、冷却の際はできる
だけ速く冷やすために金型温度を低温にするためであ
る。ただし、この高温・低温2段の金型温調回路は本発
明を特に有効に実施する例を示したもので、通常実施さ
れている一定温度1段の金型温調回路であっても何ら差
し支えない。
以上の如く第1図〜第5図に示したような金型構造と
することにより、金型キャビティ面と各冷却溝との間の
壁厚さ、冷却溝どうし間の壁厚さを夫々従来に比べ大幅
に小さくできる。このようにして構成した冷却溝の効果
を、第7図及び第8図の金型温度変化図に示す。両図と
も、金型各部の初期温度を50℃とし、冷却溝に5℃の水
を流した時の金型キャビティ壁表面温度の時間変化を示
す。第7図は金型材質をすべてS55Cとした場合で、従来
例では冷却時間30s経ってもキャビティ壁表面温度は3
9℃にしか下がらないが、本発明の例(キャビティ・
冷却溝間の壁厚さ6mm)の場合には、冷却時間10sでキャ
ビティ壁表面温度26℃まで下がることが分かる。さらに
本発明の例(キャビティ・冷却溝間の壁厚さ3mm)の
場合には、冷却時間10sでキャビティ壁表面温度は15℃
にまで下がる。本発明の例、冷却溝部の寸法の場
合、冷却溝どうし間の壁厚さは夫々5、10mmになってい
るが、この壁厚さを余り大きくすると、この壁厚さの部
分を通り抜けて金型キャビティ壁表面と金型本体との間
を熱が移動し易くなるので、この壁厚さは冷却溝幅の3
倍以下にする必要がある。
また温度分布の調整のために、熱媒体通路の抵抗に変
化を持たせることも可能である。
また第8図は、第7図における本発明の例(キャビ
ティ・冷却溝間の壁厚さ3mm)を基準に、キャビティ壁
と金型本体との材質組合せを種々変更したものを比較し
てある。各材質の熱伝導率Λは第1表の通りである。
第8図からわかるように、キャビティ壁表面温度が10
℃なるまでの時間は、キャビティ壁・金型本体の材質組
合せが本発明の例では、S55C・S55Cで20sに対して、
例ではS55C・SUSでは13sに、冷却溝のBe−Cu・SUS
では12sに、更に例Al・SUSでは10sにまで短縮され
る。即ち、型本体をSUSのように熱伝導率の小さい材質
にし、キャビティ表面から冷却溝までのキャビティ壁を
熱伝導率の大きい材質にすると、冷却効果が大きく向上
することがわかる。第8図(b)における曲線
と材質との関係は第2表の通りである。このキャビティ
壁と型本体の熱伝導率比は少なくとも2:1以上にすべき
である。また当然前記以外の材質の組合せであってもよ
い。
なお、前記各実施例におけるキャビティ板と金型本体
の接合は、拡散溶接やろう付けなどにより行うことがで
きる。また前記の各実施例は平板形状の成形品の金型に
ついて示しているが、これは平板に限らず、曲面であっ
ても、立体形状であっても同様の冷却溝形成は可能であ
る。
(発明の効果) 以上詳細に説明したごとく本発明は構成されているの
で、金型キャビティ面と各冷却溝間の壁厚さが小さい
(6mm以下)ことにより、キャビティ面と各冷却溝との
間の熱移動が大きくなり、かつ冷却溝どうし間の壁厚さ
が小さい(冷却溝断面幅の3倍以下)ことにより、同壁
厚さの部分を通り抜けるキャビティ面・反キャビティ側
間の熱移動が小さくなり、また結果、従来のものに比べ
て大幅に冷却または加熱性能を向上でき冷却時間を短縮
できる。さらに金型キャビティ面から冷却溝までのキャ
ビティ板の熱伝導率と、冷却溝から反キャビティ側の金
型本体の熱伝導率との比を少なくとも2:1以上にするこ
とにより、金型本体の中の熱移動を相対的に小さくで
き、その分冷却又は加熱性能が向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す金型の側断面図、第2図
は第1図のA〜A断面図、第3図は第1図のB〜B断面
図、第4図は第1図のC〜C断面図、第5図は第1図の
固定側金型のキャビティ板と金型本体の接合前の斜視
図、第6図(a)(b)(c)は夫々本発明の実施例に
使用する高温・低温2段金型温調回路図、第7図は本発
明の実施例を従来例と比較した金型温度変化図、第8図
は本発明におけるキャビティ板・金型本体の材質組合せ
を比較した金型温度変化図、第9図は従来における金型
の側断面図である。 図の主要部分の説明 1……固定側キャビティ板 2……固定側金型本体 3……スプルーブッシュ 3a……冷却水路、10……固定側金型 10a,10b〜10k……冷却溝 11……可動側キャビティ板 12……可動側金型本体 13……突出しピン、20……可動側金型 20a,20b〜20k……冷却溝 30……キャビティ、u,v……接合面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型キャビティ面から冷却溝までのキャビ
    ティ板と、冷却溝から反キャビティ側の金型本体とを各
    冷却溝の部分で一体に接合し、金型キャビティ面と各冷
    却溝との間の最小壁厚さが6mm以下で、かつ冷却溝どう
    し間の壁厚さが小さい、即ち、各冷却溝断面幅の3倍以
    下の多数の冷却溝を設けたことを特徴とする金型。
JP2203389A 1990-07-31 1990-07-31 金 型 Expired - Lifetime JP2738974B2 (ja)

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