JP3278839B2 - 成形用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の成形用金型に係
わり、特に、冷却用流体通路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、工場などにおいてミニディスク
（ＭＤ）のカートリッジを搬送するのに用いられるコン
テナを示している。このコンテナは、外枠１を有してお
り、この外枠１は、その長手方向に沿う一対の長側壁２
と短手方向に沿う一対の短側壁３とからなっており、矩
形状になっている。そして、両長側壁２間に複数の橋部
４が短側壁３と平行に等間隔で形成されている。さら
に、前記両短側壁３の内側の面と各橋部４の両側面とに
は、鍔部５が最下部に水平に突出形成されているととも
に、多数の鉛直な仕切り片６が等間隔で並べて突出形成
されている。そして、使用にあたっては、相対向する橋
部４ないし短側壁３間で、仕切り片６間にＭＤのカート
リッジのアッパーハーフあるいはロワーハーフの両側部
を上から差し込み、このハーフを鍔部５上に載せること
により、ハーフが格納される。

【０００３】前記コンテナは、樹脂の一体成形品であ
る。強度の確保のために、橋部４や短側壁３はある程度
大きな幅にしなければならないが、成形性の向上および
樹脂の節約のために、橋部４および短側壁３は中空構造
にしてある。すなわち、橋部４および短側壁３には、そ
の下面に開口する長孔７が形成してある。この長孔７の
一部は、図６に示すように、開口孔８として橋部４およ
び短側壁３の上面にも開口している。これら開口孔８
は、使用上は、洗浄時の水抜き孔ともなる。

【０００４】長孔７を形成するために、成形用金型にお
いては、固定型にピラーと呼ばれる入れ子を金型部材と
して組み込む。このピラーは、薄い平板状となる。とこ
ろで、長孔７を形成すること自体が、射出成形に際して
樹脂を速やかに冷却することを目的としているのである
が、橋部４や短側壁３に仕切り片６が形成されることも
あって、ピラーをいかに効率よく冷却するかが金型設計
上の課題となる。冷却が適当になされなければ、成形工
程が長くなるとともに、成形不良をきたすおそれがあ
る。

【０００５】そのため、ピラー内にも、十分な冷却水路
を形成する必要があるが、薄い平板状のピラーにドリル
などを用いて冷却水路を形成するのでは、この冷却用水
路の径がピラーの厚みにより制約を受け、ごく細いもの
にしかできないため、高い冷却効果を得られない。ま
た、細い冷却水路では、錆や水垢で詰まりを生じやす
い。また、従来より、薄い金型部材を冷却するために、
図７に示すようなサーモパイプ11を利用することも行わ
れていた。すなわち、ピラー12に、その広がり方向に沿
って直線状の嵌合孔をドリルにより複数加工し、これら
嵌合孔にそれぞれサーモパイプ（ヒートパイプ）11を埋
め込むのである。サーモパイプは、熱伝導性に優れた材
質からなり、他の金型部材にある冷却水路へ熱を伝える
ものである。しかし、サーモパイプは、もとより冷却効
果が弱い上、高価である。そして、サーモパイプを用い
た場合、ピラーの広がり方向に沿う平面への投影面積に
ついて、キャビティの投影面積に対するサーモパイプ部
分の投影面積の割合は、従来５％程度が標準である。ま
た、ピラーへの孔あけ加工などの都合上、前記割合は、
大きくするにしても、20％程度が限界である。これは、
ピラーに冷却水路をドリルにより加工しようとする場合
も、同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
成形用金型においては、薄いピラーなどの金型部材で、
キャビティの広がり方向に沿う平面への投影面積につい
て、キャビティの投影面積に対する冷却水路や冷却用サ
ーモパイプの投影面積の割合が高々20％程度であったた
め、高い冷却効果が得られない問題があった。そして、
前記投影面積の割合を大きくできないのは、例えば薄い
金型部材の場合、これに孔あけ加工により冷却水路を形
成していたためであった。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、高い冷却効果が得られる成形用金型を提
供することを目的とする。また、薄い金型部材に広い冷
却用流体通路を形成できるようにすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
前者の目的を達成するために、互いに開閉し型閉時に相
互間に、矩形状の外枠と、前記外枠の側壁間に形成され
る複数の橋部とを備えた成形品のキャビティを形成する
固定型と可動型を備えるとともに、前記固定型におい
て、固定側型板および冷却用流体通路を備える共に前記
可動型の方へ突出した突片が形成されたピラーがキャビ
ティを形成する金型部材をなし、該ピラーは、前記キャ
ビティにおける前記側壁または前記橋部の広がり方向に
沿う平板状に形成され、かつ前記キャビティにおける側
壁または橋部の広がり方向に沿う平面への投影面積につ
いて、キャビティの投影面積に対する前記ピラーの冷却
用流体通路の投影面積の割合を30％以上とし、かつ前記
突片の先端には、型閉時に前記可動型に嵌合する突起が
形成されたものである。

【０００９】また、請求項２の発明は、前記後者の目的
を達成するために、請求項１記載の成形用金型におい
て、前記ピラーは、一対の板状部材を結合してなり、こ
れら板状部材間に冷却用流体通路を形成したものであ
る。

【００１０】さらに、請求項３の発明は、請求項２記載
の成形用金型において、前記一対の板状部材を拡散接合
により結合したものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明の成形用金型では、複数の型体
を型閉した後、これら型体間に形成されたキャビティに
樹脂を充填し、キャビティを囲んで位置する冷却用流体
通路に冷却用流体を流すことにより、キャビティ内の樹
脂を冷却する。このとき、必要なピラーで、キャビティ
の広がり方向に沿う平面への投影面積について、キャビ
ティの投影面積に対する冷却用流体通路の投影面積の割
合が30％以上となっていることにより、高い冷却効果が
得られる。また、ピラーの先端の突起が型閉時に可動型
に嵌合して固定していることにより、樹脂圧に抗してピ
ラーの倒れが防止される。

【００１２】また、請求項２の発明の成形用金型は、一
対の板状部材を結合して金型部材とするが、予め板状部
材の結合面に溝などを形成しておき、両板状部材の結合
により、これら板状部材間に冷却用流体通路ができるよ
うにすることにより、薄い板状の金型部材であっても、
前記投影面積の割合を容易に30％以上にできるものであ
る。

【００１３】さらに、請求項３の発明の成形用金型は、
前記一対の平板状部材を拡散接合により結合し、両平板
状部材の結合強度を高めるとともに、冷却用流体の漏洩
を防ぐものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の成形用金型の一実施例につい
て、図１から図４を参照しながら説明する。なお、本実
施例の金型は、先に説明した図５および図６に示すコン
テナを成形するものである。また、以下の説明におい
て、金型に関する上下の表現は、図１および図２の図示
による。図１および図２において、21は固定型、22は可
動型で、型体であるこれら固定型21および可動型22は、
上下方向に移動して開閉し、型閉時に相互間にコンテナ
の形状をしたキャビティ23を形成するものである。この
キャビティ23は、固定型21がコンテナの下側を形成し、
可動型22がコンテナの上側を形成する設定である。

【００１５】前記固定型21は、固定側取付板（図示して
いない）と、この固定側取付板の下面に固定された固定
側受け板26と、この固定側受け板26内にその下面へ露出
させて固定された固定側型板27と、前記固定側取付板お
よび固定側受け板26間に設けられたマニホールド28とを
備えている。また、固定側型板27には、複数のピラー29
が固定されている。このピラー29については、後に詳述
する。このような固定型21において、固定側型板27およ
びピラー29がキャビティ23を形成する金型部材をなして
いる。また、前記可動型22は、可動側取付板と、この可
動側取付板の上面にスペーサーブロック（いずれも図示
していない）を介して固定された可動側受け板36と、こ
の可動側受け板36の上側に固定された可動側型板37とを
備えている。さらに、この可動側型板37の四方に位置し
て可動側受け板36の上側には、型体としてのスライドコ
ア38，39が水平に移動可能に支持されている。このよう
な可動型22において、可動側型板37およびスライドコア
38，39がキャビティ23を形成する金型部材をなしてい
る。とくに、スライドコア38，39は、コンテナの側壁
２，３の外側の面のアンダーカット形状を形成するもの
である。

【００１６】前記固定側型板27内にはブッシュ41が固定
されている。このブッシュ41の内部は、マニホールド28
内の樹脂通路であるランナー42に連通するサブスプルー
43になっている。また、型閉時において、固定側型板27
と可動側型板37との間に、前記サブスプルー43に連通す
るサブランナー44と、このサブランナー44をキャビティ
23に連通させるサイドゲート45とが形成されるようにな
っている。

【００１７】ここで、前記ピラー29の構成について、図
３および図４を加えて説明する。ピラー29は、キャビテ
ィ23における短側壁３または橋部４の広がり方向に沿う
薄い平板状になっている。これとともに、ピラー29は、
その厚さ方向に２分割構成されており、一対の板状部材
51を拡散接合（拡散溶接）により結合したものである。
そして、ピラー29には、可動型22の方へ突出した突片52
が形成されており、コンテナの短側壁３または橋部４の
下面に加えて、突片52によりコンテナの長孔７を形成す
るものである。なお、突片52の厚さは約５mmである。さ
らに、突片52の先端には、型閉時に可動側型板37に嵌合
する突起53が形成されている。この突起53により、結果
的にコンテナに開口孔８が形成されることになる。ま
た、両板状部材51間には、ほぼその全域に渡って冷却用
流体通路である冷却水路54がジグザグ状に屈曲させて形
成されている。なお、この冷却水路54の両端は、出入口
55としてピラー12の上面へ抜けている。そして、前記キ
ャビティ23における短側壁３または橋部４の広がり方向
に沿う平面への投影面積について、キャビティ23の投影
面積（突片52の、これと直交する平面への投影面積）に
対する前記ピラー29の冷却水路54の投影面積の割合は約
37％になっている。

【００１８】前記ピラー29の製造にあたっては、予め板
状部材51の結合面に浅い幅広の凹溝をフライス加工など
により形成しておき、その後、一対の板状部材51をその
結合面全体に渡る拡散接合により結合する。これによ
り、両板状部材51の結合面の凹溝が重なり、これら凹溝
により両板状部材51間に冷却水路54ができる。

【００１９】さらに、前記型板27，37およびスライドコ
ア38，39にも、キャビティ23を囲んで位置する冷却用流
体通路である冷却水路61，62，63，64がそれぞれ形成さ
れている。また、受け板26，36にも、前記冷却水路61，
62，63，64に通じる冷却用流体通路である冷却水路65，
66がそれぞれ形成されている。前記ピラー29の冷却水路
54の出入口55は、固定側受け板26の冷却用流体通路であ
る冷却水路67に通じている。なお、漏水防止のために、
冷却水路67を囲んでピラー29と固定側受け板26の合わせ
面間にＯリング68が設けてある。

【００２０】なお、71，72は、可動型22に上下動可能に
設けられた突き出しピンである。

【００２１】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。成形時には、固定型21と可動型22とを型閉
し、ランナー42からサブスプルー43、サブランナー44お
よびサイドゲート45を介してキャビティ23内に溶融した
熱可塑性樹脂を充填する。なお、固定型21から突出した
ピラー29の先端の突起53が可動側型板37に嵌合して固定
していることにより、樹脂圧に抗してピラー29の倒れが
防止される。そして、キャビティ23内に充填された樹脂
は、冷却水路54，61，62，63，64を流れる冷却水により
冷却されて固化する。キャビティ23内の樹脂が固化した
後、型開となる。この型開に伴い、キャビティ23内の樹
脂すなわち成形されたコンテナは、まず固定型21から離
れる。また、スライドコア38，39が外側へ移動して、コ
ンテナから抜ける。その後、突き出しピン71，72がコン
テナとサブランナー44部分の樹脂とを突き出して、可動
型22から離型させる。

【００２２】前記冷却に際して、特にピラー29の冷却水
路54の投影面積の割合が約37％と大きくなっていること
により、ピラー29を効率よく冷却できる。したがって、
キャビティ23において、仕切り片６などがあるためにも
ともと冷却されにくい短側壁３や橋部４を効率よく冷却
できる。これにより、樹脂を十分に固化させるに要する
冷却時間を短縮でき、成形工程全体も短くできる。ま
た、短側壁３や橋部４の冷却の遅れによる成形不良も防
止できる。

【００２３】また、ピラー29を２分割構成とし、一対の
板状部材51の結合面にフライス加工などにより予め凹溝
を形成しておき、その後、両板状部材51を結合すること
により、これら板状部材51間に冷却水路54を形成するの
で、薄い平板状のピラー29であるにもかかわらず、この
ピラー29内に大きな投影面積を有する冷却水路54を容易
に形成できる。すなわち、一体もののピラーにドリルに
よる孔あけで冷却水路を形成する場合には不可能な広い
冷却水路54を形成できる。しかも、一対の板状部材51
は、その結合面の全体に渡って拡散接合により結合した
ので、両板状部材51の結合強度を高くできるとともに、
冷却水路54から両板状部材51の結合面への漏水を確実に
防止できる。

【００２４】なお、前記冷却水路54の投影面積の割合
は、前記実施例の約37％に限るものではないが、十分に
高い冷却効果を得るには、30％以上にするのが好まし
い。また、冷却水路54の投影面積の割合を高くするほ
ど、冷却効果は高まるのであるが、ピラー29の強度は弱
くなる。これに対して、ピラー29の強度を十分高く保つ
ためには、前記投影面積の割合を50％以下にするのがよ
い。

【００２５】さらに、本発明は、前記実施例に限定され
るものではなく、種々の変形実施が可能である。例え
ば、前記実施例の金型は、ＭＤのカートリッジ用のコン
テナを成形するものであったが、それ以外のものを成形
する金型にも、本発明を適用できる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、矩形状の外枠
と、前記外枠の側壁間に形成される複数の橋部とを備え
た成形品で、可動型の方へ突出した突片が形成されたピ
ラーにおけるキャビティの広がり方向に沿う平面への投
影面積について、キャビティの投影面積に対する冷却用
流体通路の投影面積の割合を30％以上としたので、冷却
効果を十分に高めることができ、また金型部材の強度を
高く保つことができる。

【００２７】またピラーの先端の突起が型閉時に可動型
に嵌合して固定していることにより、樹脂圧に抗してピ
ラーの倒れが防止される。

【００２８】また、請求項２の発明によれば、前記ピラ
ーは、一対の板状部材を結合して構成し、これら板状部
材間に冷却用流体通路を形成したので、薄い板状の金型
部材であるにもかかわらず、前記投影面積の割合を容易
に30％以上にできる。

【００２９】さらに、請求項３の発明によれば、前記一
対の板状部材を拡散接合により結合したので、両平板状
部材の結合強度を高くできるとともに、冷却用流体の漏
洩を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形用金型の一実施例を示す短手方向
断面図である。なお、中心線の左右で断面位置を変えて
ある。

【図２】同上長手方向断面図である。

【図３】同上１つの板状部材の正面図である。

【図４】同上一対の板状部材を接合してなるピラーの断
面図である。

【図５】成形されるコンテナの下方斜視図である。

【図６】同上一部の上方斜視図である。

【図７】従来の成形用金型の一例を示すもので、（ａ）
は金型部材の正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 外枠 ２ 側壁 ４ 橋部 21 固定型（型体） 22 可動型（型体） 23 キャビティ 29 ピラー 38 スライドコア（型体） 39 スライドコア（型体） 51 板状部材 52 突片53 突起 54 ピラー内の冷却水路（冷却用流体通路） 61 冷却水路（冷却用流体通路） 62 冷却水路（冷却用流体通路） 63 冷却水路（冷却用流体通路） 64 冷却水路（冷却用流体通路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/02 B29C 45/73

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに開閉し型閉時に相互間に、矩形状
   の外枠と、前記外枠の側壁間に形成される複数の橋部と
   を備えた成形品のキャビティを形成する固定型と可動型
   を備えるとともに、前記固定型において、固定側型板お
   よび冷却用流体通路を備える共に前記可動型の方へ突出
   した突片が形成されたピラーがキャビティを形成する金
   型部材をなし、該ピラーは、前記キャビティにおける前
   記側壁または前記橋部の広がり方向に沿う平板状に形成
   され、かつ前記キャビティにおける側壁または橋部の広
   がり方向に沿う平面への投影面積について、キャビティ
   の投影面積に対する前記ピラーの冷却用流体通路の投影
   面積の割合を30％以上とし、かつ前記突片の先端には、
   型閉時に前記可動型に嵌合する突起が形成されたことを
   特徴とする成形用金型。
2. 【請求項２】 前記ピラーは、一対の板状部材を結合し
   てなり、これら板状部材間に前記冷却用流体通路を形成
   したことを特徴とする請求項１記載の成形用金型。
3. 【請求項３】 前記一対の板状部材は、拡散接合により
   結合したことを特徴とする請求項２記載の成形用金型。