射出成形金型及び射出成形金型の製造方法並びに成形方法
【課題】熱媒体流路を有する分割型の加工が容易であると共に、強度を確保し易くて小型化を図り易い射出成形金型を提供する。
【解決手段】熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを有する射出成形金型１０であり、分割型１２は、型面１４を有する第１の型部品１７と、第１の型部品１７の背面に配置される第２の型部品１８とを備え、第１の型部品１７と第２の型部品１８とが平面状の合せ面１９、２０で当接されて構成され、第１の型部品１７の型面１４には三次元形状面１４ｂが形成され、第１の型部品１７の合せ面側には、深さが三次元形状面１４ｂの凹凸形状に沿って変化する流路用溝２１ｂ、２１ｄが形成されると共に、流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合される嵌合体２５を備え、嵌合体２５が嵌合された状態で第１の型部品１７と第２の型部品１８とが当接されることにより、嵌合体２５と流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁との間に熱媒体流路１６ｂ、１６ｄが形成される。
【解決手段】熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを有する射出成形金型１０であり、分割型１２は、型面１４を有する第１の型部品１７と、第１の型部品１７の背面に配置される第２の型部品１８とを備え、第１の型部品１７と第２の型部品１８とが平面状の合せ面１９、２０で当接されて構成され、第１の型部品１７の型面１４には三次元形状面１４ｂが形成され、第１の型部品１７の合せ面側には、深さが三次元形状面１４ｂの凹凸形状に沿って変化する流路用溝２１ｂ、２１ｄが形成されると共に、流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合される嵌合体２５を備え、嵌合体２５が嵌合された状態で第１の型部品１７と第２の型部品１８とが当接されることにより、嵌合体２５と流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁との間に熱媒体流路１６ｂ、１６ｄが形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部に熱媒体が流動可能な熱媒体流路を型面に沿って設けた射出成形金型と、この射出成形金型を製造する方法と、この射出成形金型を用いた成形方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形金型には、型面を有する複数の分割型の一部或いは全部の内部に、金型を加熱又は冷却するための熱媒体流路が通常設けられている。
【０００３】
例えば、図７（ａ）乃至（ｃ）に示すような射出成形用金型では、上分割型５１と下分割型５２とに、それぞれキャビティ５３を形成する型面５４ａ、５４ｂが設けられ、各分割型５１、５２の型面５４ａ、５４ｂに近接する内部に、それぞれ長手方向に直線的に延びる熱媒体流路５６ａ、５６ｂが設けられると共に、この熱媒体流路５６ａ、５６ｂに熱媒体を供給、排出するための供給部５７ａ、５７ｂ及び排出部５８ａ、５８ｂが設けられている。
【０００４】
このような射出成形金型では、型面５４ａ、５４ｂの三次元形状面５４ｃ、５４ｄでは、熱媒体流路５６ａ、５６ｂとの距離が各位置において変化しているため、加熱時或いは冷却時に型面５４ａ、５４ｂとの熱交換が不均一になり易い。そのため、型面５４ａ、５４ｂの各位置の表面に温度差が生じ、得られる成形品の外観品質の低下や、収縮差による変形が生じ易く、成形サイクルが長くなり易い。
【０００５】
また、下記特許文献１等には、型面の三次元形状面に沿って熱媒体流路が形成された金型が提案されている。
【０００６】
この金型では、金型基体の凹部の嵌合面に、型面である成形部を備えた入れ子が嵌合されており、金型基体の嵌合面と、この嵌合面に嵌合される入れ子の裏面とを成形部に沿う形状にし、その間に熱媒体流路を形成している。そのため、熱媒体流路を型面に沿って形成することとが可能となっている。
【０００７】
ここでは、型面５４ａ、５４ｂにできるだけ近接させて熱媒体流路を形成するために、入れ子の型面と裏面との間の厚さが薄く形成されており、入れ子の強度が不足し易い。そのため、この金型では、入れ子の裏面に補強用リブを設けることにより、入れ子の強度を補強している。更に、この補強用リブにより金型基体の嵌合面と入れ子の裏面との間を複数の区画単位に区画して熱媒体を流動させることで、均一な熱交換を行わせている。
【特許文献１】特開２００２−１７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の金型では、金型基体の嵌合面と、入れ子の裏面とが型面に沿う形状であるため、これらの各面が立体的形状を呈している。そのため、加工を行う場合には、特殊な加工機械等を使用して加工しなければならず、射出圧力や型締力が生じる方向に金型基体の嵌合面と入れ子の裏面とを嵌合させるため、各面を高い精度で加工しなければならず、金型を製造し難かった。
【０００９】
また、ここでは入れ子の十分な強度を確保するためには、十分な大きさの補強用リブを設けなければならず、更に、その周囲にも十分な強度を確保できるような周縁部を設けなければならず、その結果、入れ子が大きくなり易く、金型が大型化し易かった。
【００１０】
そこで、この発明では、簡易な構成により、型面に沿って熱媒体を流動させることができると共に、強度を確保して小型化を図り易い射出成形金型を提供することを課題とする。また、そのような射出成形金型を容易に製造する方法を提供することを他の課題とし、更に、そのような射出成形金型を用いた成形方法を提供することを別の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するこの発明の射出成形金型は、型面を有する複数の分割型を備え、該複数の分割型の少なくとも１つの内部には熱媒体が流動可能な熱媒体流路を有する射出成形金型において、前記熱媒体流路を有する分割型は、前記型面を有する第１の型部品と、該第１の型部品の背面に配置される第２の型部品とを備え、前記第１の型部品と前記第２の型部品とがそれぞれに形成された平面状の合せ面を当接させて構成され、前記第１の型部品の前記型面には前記合せ面との距離が変化する三次元形状面が形成され、前記第１の型部品の合せ面側には、深さが前記三次元形状面の凹凸形状に沿って変化する流路用溝が形成されると共に、該流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合される嵌合体を備え、前記嵌合体が前記流路用溝に嵌合された状態で、前記第１の型部品と前記第２の型部品との各合せ面が当接されることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の射出成形金型は、請求項１に記載の構成に加え、前記流路用溝は、該流路用溝の各位置における底部と前記三次元形状面との間の距離が略一定に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の射出成形金型は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記流路用溝は、前記開口側に形成された段差凹部と、該段差凹部より前記型面側に凹んで形成された流路形成凹部とを備え、前記嵌合体は、前記段差凹部に収容されるフランジ部と、前記流路形成凹部に挿入される挿入部とを備え、前記流路形成凹部と前記挿入部との間に前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の射出成形金型の製造方法は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型の製造方法であり、前記型面の背面側に平面状の第１の合せ面を形成し、該第１の合せ面側に前記流路用溝を形成して前記第１の型部品を作製する工程と、平面からなる第２の合せ面を形成して前記第２の型部品を作製する工程と、前記流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合可能な嵌合体を作製する工程と、前記流路用溝に前記嵌合体を嵌合し、前記第１の合せ面と前記第２の合せ面とを当接させて前記第１の型部品、前記第２の型部品、及び前記嵌合体を組付けることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の成形方法は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型を用いて樹脂を成形することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の成形方法は、請求項５に記載の構成に加え、前記熱媒体流路に熱媒体を流動させることで型温度を変化させつつ、溶融樹脂を前記射出成形金型に射出して固化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の射出成形金型によれば、型面を有する第１の型部品と第２の型部品とを平面状の合せ面で当接させて分割型が構成されており、第１の型部品の合せ面側に型面の三次元形状面の凹凸形状に沿う深さの流路用溝が形成されると共に、流路用溝の底部に対応した形状を有する嵌合体を備え、この嵌合体を流路用溝に嵌合させて第１の型部品と第２の型部品とを合せ面で当接させることで、嵌合体と流路用溝との間に熱媒体流路を形成するので、型面に沿う熱媒体流路を有する分割型の製造が容易である。
【００１８】
即ち、第１の型部品の合せ面から流路用溝を形成するので、分割型の背面から形成するのに比べて、流路用溝の深さが浅いため加工量が少なくて形成し易い。同時に、第１及び第２の型部品の合せ面を平面状に形成するので、立体的形状に比べ、所望の精度の合せ面を形成し易い。そのため、加工が容易であって、型面に沿う熱媒体流路を有する分割型の製造が容易である。
【００１９】
更に、第１の型部品の合せ面が平面状であるので、第１の型部品の型面に三次元形状面に沿う熱媒体流路を有していても、第１の型部品全体の肉厚を確保し易く、第１の型部品の十分な強度を確保し易い。同時に、第１及び第２の型部品の合せ面が平面状であるため、広い範囲で所望の精度に形成でき、第１及び第２の型部品を広い範囲で当接させることが可能で、熱媒体流路を有する分割型の強度を容易に確保することができる。
【００２０】
その結果、熱媒体流路を有する分割型の加工が容易であると共に強度を確保し易く、簡単な構成で小型化などを図り易い射出成形金型を提供することができる。
【００２１】
請求項２に記載の射出成形金型によれば、流路用溝の各位置における底部と三次元形状面との間の距離が略一定に形成されているので、均一な熱交換が可能で、樹脂成形時に射出成形金型の型面の加熱或いは冷却をより均一に行い易い。
【００２２】
請求項３に記載の射出成形金型によれば、流路用溝に段差凹部及び段差凹部より凹む流路形成凹部を備えると共に、嵌合体が段差凹部に嵌合可能なフランジ部と、流路形成凹部に挿入される挿入部とを備えているので、嵌合体を流路用溝の深さ方向の所定位置に容易に嵌合させることができ、所望の熱媒体流路を容易に形成することができる。
【００２３】
請求項４に記載の射出成形金型の製造方法によれば、型面を有する第１の型部品を作製する際、型面の背面側に平面状の第１の合せ面を形成すると共に、この第１の合せ面側に流路用溝を形成するので、分割型の背面から流路用溝を形成する場合に比べ、流路溝の深さが浅いため、加工量が少なくて加工が容易である。
【００２４】
また、第１及び第２の型部品の合せ面をそれぞれ平面状に形成するため、立体的な形状に加工するのに比べ、広い範囲で所望の精度に加工することが容易である。
【００２５】
そのため、熱媒体流路を有する分割型を備えた射出成形金型を容易に製造することができる。
【００２６】
請求項５又は請求項６に記載の樹脂成形品の成形方法によれば、第１の型部品に型面の三次元形状面に沿う流路用溝が形成されており、この流路用溝により熱媒体流路が形成されているため、三次元形状面に沿って熱媒体を流動させることができる。そのため、型面の加熱や冷却を効率よく均一に行い易く、得られる成型品の外観品質を向上したり、成形サイクルを短縮することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１乃至図６は、この実施の形態の射出成形金型を示す。
【００２９】
この射出成形金型１０は、図１乃至図３に示すように、上分割型１１と下分割型１２とから構成されており、上分割型１１及び下分割型１２には、型締めすることによりキャビティ１３を形成可能な型面１４、１５がそれぞれ形成されている。
【００３０】
各型面１４、１５は、それぞれ樹脂成形品に対応した形状を有しており、この実施の形態では、平面形状の基部面１４ａ、１５ａと、この基部面１４ａ、１５ａから突出或いは凹んだ三次元形状を有する三次元形状面１４ｂ、１５ｂとを含んでいる。
【００３１】
そして、この実施の形態では、図１に示すように、下分割型１２に空気、水、油、蒸気等の熱媒体が流動可能な５本の熱媒体流路１６ａ〜１６ｅが、平面視において互いに平行に形成されている。
【００３２】
この下分割型１２は、型面１４と熱媒体流路１６ａ〜１６ｅとを有する第１の型部品１７と、この第１の型部品１７の背面に配置される板形状を有する第２の型部品１８と、第１の型部品１７の後述する流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合された嵌合体２５とを備えている。
【００３３】
第１の型部品１７は、図４及び図５に示すように、一方側に下分割型１２の分割面１２ａ及び型面１４を備え、この分割面１２ａ及び型面１４の背面側に、分割面１２ａと平行な平面からなる第１の合せ面１９が略全面に設けられている。また、内部には、平坦な基部面１４ａに沿って直線状の軸線を有する孔からなる熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅが穿設されている。
【００３４】
更に、第１の合せ面１９には、熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを形成するための流路用溝２１ｂ、２１ｄが開口して形成されている。流路用溝２１ｂ、２１ｄは、型面１４の基部面１４ａと２つの半円形状に突出した三次元形状面１４ｂとに沿って形成されており、嵌合体２５を所定位置に嵌合するために、開口側に段差凹部２３ｂ、２３ｄを有すると共に、この段差凹部２３ｂ、２３ｄより狭い幅で型面１４側に凹む流路形成凹部２４ｂ、２４ｄを有している。
【００３５】
基部面１４ａに対応する部位では、基部面１４ａと第１の合せ面１９との距離が略一定であるため、流路用溝２１ｂ、２１ｄの流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの深さが各位置において略一定に形成されている。三次元形状面１４ｂに対応する部位では、三次元形状面１４ｂと第１の合せ面１９との距離が変化するため、流路用溝２１ｂ、２１ｄの流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの深さが三次元形状面１４ｂの凹凸形状に沿って変化している。
【００３６】
これにより、流路用溝２１ｂ、２１ｄの全長において、各位置における底部２１ｙ、２１ｚと型面１４との間の距離が略一定となっている。なお、段差凹部２３ｂ、２３ｄは流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの全周囲において略一定深さで形成されている。
【００３７】
なお、この流路用溝２１ｂ、２１ｄは、第１の型部品１７の周縁に達しない範囲で形成されており、各端部側と第１の型部品１７の周縁との間には、第１の型部品の周縁の厚さが一定となるように連続した縁部補強部１７ａが設けられている。
【００３８】
流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合される嵌合体２５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、流路用溝２１ｂ、２１ｄの段差凹部２３ｂ、２３ｄに挿入可能なフランジ部２６と、このフランジ部２６から一方側に突出して形成され、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄに挿入可能な挿入突部２７とを備えている。更に、両端部側には、フランジ部２６及び挿入突部２７を貫通するように挿入突部２７の幅と略等しい直径で開設された貫通孔２８と、各貫通孔２８より端部側に配置されて前記一方側に突設された突片２９とを備えている。突片２９は流路用溝２１ｂ、２１ｄの長手方向両端に当接することにより、嵌合体２５の流路用溝２１ｂ、２１ｄに対する長手方向の位置合せを行い易くしている。
【００３９】
フランジ部２６は、段差凹部２３ｂ、２３ｄと略同一形状に形成され、挿入突部２７とは反対側となる背面２６ａが平面状で、厚さが段差凹部２３ｂ、２３ｄの深さと等しくなるように形成されている。そのため、嵌合体２５が流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合された状態では、背面２６ａと第１の型部品１７の第１の合せ面１９とが略同一面に配置されるようになっている。
【００４０】
挿入突部２７は、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄと略等しい幅でフランジ部２６から一方側に突出して形成されており、流路用溝２１ｂ、２１ｄの底部２１ｙ、２１ｚと対向する縁部は、流路用溝２１ｂ、２１ｄの底部２１ｙ、２１ｚの形状に対応した形状を有している。
【００４１】
挿入突部２７のフランジ部２６からの各位置の突出量は流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの深さより短く形成されており、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの基部面１４ａに対応する位置に配置される部位２７ａでは、フランジ部２６からの各位置の突出量が一定で、三次元形状面１４ｂに対応する位置に配置される部位２７ｂでは各位置の突出量が三次元形状面１４ｂの凹凸形状に沿って変化し、基部面１４ａに対応する部位２７ａより突出している。
【００４２】
この嵌合体２５では、このような突出量とすることにより、挿入突部２７の縁部と流路用溝２１ｂ、２１ｄの底部２１ｙ、２１ｚとの間が各位置において略一定距離で離間した状態で対向することができる。
【００４３】
更に、この嵌合体２５は、第１の型部品１７と同一の材料で形成することが可能であるが、第１の型部品１７の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料に形成することが好ましい。これにより第１の型部品１７全体の熱交換の効率を向上させることができるからである。
【００４４】
また、嵌合体２５は、構造上の強度をそれほど必要としないため、一般的に熱可塑性樹脂の射出成形に用いる金型鋼材のみならず、剛性の低い金属、プラスチック、ゴム等の材料から形成することもできる。
【００４５】
一方、第２の型部品１８は、第１の型部品１７の第１の合せ面１９と対向する側の略全面に、平面からなる第２の合せ面２０が設けられている。内部には、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅに熱媒体を供給するための供給路３１と、該熱媒体を排出するための排出路３２とが設けられ、第２の合せ面２０には、それらの開口部３１ａ、３２ａが開設されている。
【００４６】
この開口部３１ａ、３２ａは、第１の型部品１７の流路用溝２１ｂ、２１ｄ又は熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅの両端側に対応する位置に設けられている。流路用溝２１ｂ、２１ｄでは、嵌合体２５の各貫通孔２８に対応する位置に設けられ、熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅでは、これらから延長された延長路３３の開口３３ａに対応する位置に設けられている。
【００４７】
このような第１の型部品１７、第２の型部品１８及び嵌合体２５を備えた下分割型１２は、嵌合体２５が流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合され、第１の型部品１７の第１の合せ面１９と第２の型部品１８の第２の合せ面２０とが当接されると共に、嵌合体２５のフランジ部２６の背面２６ａに第２型部品１８の合せ面２０が当接されて構成される。そして、これにより流路用溝２１ｂ、２１ｄでは、開口側が閉塞されて、嵌合体２５と流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁とにより熱媒体流路１６ｂ、１６ｄが形成されている。
【００４８】
なお、第１及び第２の形部品１７、１８は一般的に熱可塑性樹脂の射出成形金型に用いる金型鋼材から形成することができる。
【００４９】
このような構成を有する射出成形金型１０は、次のように製造することができる。
【００５０】
まず、第１の型部品１７を形成可能な所定の被加工体に、第１の合せ面１９と略平行な孔を穿設して熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅを形成すると共に、第１の合せ面１９側に流路用溝２１ｂ、２１ｄを形成して、一方側に分割面１２ａ及び型面１４を有し、他方の背面側に第１の合せ面１９を有する第１の型部品１７を作製する。この実施の形態では、熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅには、第１の合せ面１９まで延長する延長路３３及びその開口部３３ａを形成している。
【００５１】
この第１の型部品１７の作製においては、分割面１２ａと第１の合せ面１９との間の厚さは適宜選択できるが、所望の強度を確保できる範囲で薄く形成することにより、流路用溝２１ｂ、２１ｄの深さを浅くできて加工量を少なく抑えることができ、また、射出成形金型１０の小型化が図り易くなる。
【００５２】
また、流路用溝２１ｂ、２１ｄは、これらと厚さ方向に対応する位置の型面１４の形状に沿うように形成するため、底部２１ｙ、２１ｚを型面１４の形状と同一或いは相似形とすることができる。そのため、例えば、ＮＣ加工機などを用いて加工する場合には、型面１４の加工データをそのまま、或いは修正して利用することができる。
【００５３】
この第１の型部品１７の作製とは別に、第２の型部品１８を形成可能な所定の被加工体を用いて形成する。この第２の型部品には、熱媒体の供給路３１及び排出路３２を形成すると共に、開口部３１ａ、３２ａを第２の合せ面２０に開口させて、一方側に平面状の第２の合せ面２０を略全面に有する第２の型部品１８を作製する。
【００５４】
この第２の型部品１８の作製においては、第２の型部品１８の厚さを適宜選択することができ、強度を確保可能な範囲で薄くすることにより、射出成形金型１０の小型化を図ることができる。
【００５５】
更に、第１及び第２の型部品１７、１８とは別に、第１の型部品１７の流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合可能な図６（ａ）〜（ｃ）に示す嵌合体２５を作製する。
【００５６】
その後、このようにして得られた第１の型部品１７と第２の型部品１８とを用い、嵌合体２５を流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合し、第１の型部品１７の第１の合せ面１９と第２の型部品１８の第２の合せ面２０とを当接させると共に、嵌合体２５のフランジ部２６の背面２６ａに第２の型部品１８の合せ面２０を当接させて組み付ける。
【００５７】
これにより、流路用溝２１ｂ、２１ｄの開口側を閉塞して、嵌合体２５と流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁とにより熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを形成して、下分割型１２を作製する。そして、別に形成された上分割型１１と分割面１２ａにおいて型締めすれば、キャビティ１３を備えた射出成形金型１０を製造することができる。
【００５８】
そして、このようにして製造された射出成形金型１０を用いて樹脂を射出成形により成形するには、上分割型１１と下分割型１２とを型締めしてキャビティ１３を形成し、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅに熱媒体を流動させることで型温度を昇温し、溶融樹脂を射出成形金型１０の図示しないゲート部からキャビティ１３内に射出し、完了後、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅに冷却用の熱媒体を流動させることで型温度を降温し、型開きして成形品を取り出すことにより成形できる。
【００５９】
以上のような射出成形金型１０及びその製造方法によれば、第１の型部品１７の第１の合せ面１９から流路用溝２１ｂ、２１ｄを形成するので、下分割型１２の背面から形成するのに比べ、流路用溝２１ｂ、２１ｄの加工量を少なくできる。同時に、第１及び第２の型部品１７、１８の合せ面１９、２０を平面状に形成するので、特殊な加工機械を用いることなく、所望の精度の合せ面１９、２０を形成することができ、立体的形状に形成する場合に比べ、容易に形成することができる。そのため、熱媒体流路２１ｂ、２１ｄを有する下分割型１２の加工が容易であって、射出成形金型１０の製造が容易である。
【００６０】
また、第１の型部品１７の第１の合せ面１９が平面状であるので、第１の型部品１７の型面１４に三次元形状面１４ｂに沿う熱媒体流路２１ｂ、２１ｄを有していても、第１の型部品１７全体の肉厚を確保し易く、第１の型部品１７の十分な強度を確保し易い。同時に、第１及び第２の型部品１７、１８の合せ面１９、２０が平面状であるため、広い範囲で所望の精度に形成し易く、第１及び第２の型部品１７、１８の合せ面１９、２０を広い範囲で当接させることが可能で、熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを有する下分割型１２の強度を容易に確保することができる。そのため、簡単な構成で小型化などを図り易い。
【００６１】
更に、流路用溝２１ｂ、２１ｄの各位置における底部２１ｙ、２１ｚと三次元形状面１４ｂとの間の距離が略一定に形成されているので、均一な熱交換が可能で、樹脂成形時に射出成形金型の型面の加熱或いは冷却を効率よく、より均一に行い易い。
【００６２】
また、流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合されて流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁との間で熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを形成できる嵌合体２５を備え、この嵌合体２５が熱媒体流路１６ｂ、１６ｄの断面積が各位置において略一定となるように凹凸形状を呈するので、熱媒体流路１６ｂ、１６ｄ内を流動する熱媒体の各位置における流速を均一化し易く、効率よく型面の加熱或いは冷却をより均一に行い易い。
【００６３】
更に、流路用溝２１ｂ、２１ｄに段差凹部２３ｂ、２３ｄ及び段差凹部２３ｂ、２３ｄより凹む流路形成凹部２４ｂ、２４ｄを備えると共に、嵌合体２５が段差凹部２３ｂ、２３ｄに嵌合可能なフランジ部２６と、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄに挿入される挿入突部２７とを備えているので、嵌合体２５を流路用溝２１ｂ、２１ｄの深さ方向の所定位置に容易に嵌合させることができ、所望の熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを容易に形成することができる。
【００６４】
そして、このような射出成形金型１０を用いて樹脂成形品を成形すれば、第１の型部品１７に型面１４の三次元形状面１４ｂに沿う流路用溝２１ｂ、２１ｄが形成されており、この流路用溝２１ｂ、２１ｄにより熱媒体流路１６ｂ、１６ｄが形成されているため、三次元形状面に沿って熱媒体を流動させることができ、そのため、型面１４の加熱や冷却を効率よく、均一に行い易く、得られる樹脂成型品の外観品質を向上したり、成形サイクルを短縮することが可能である。
【００６５】
なお、上記実施の形態では、流路用溝２１ｂ、２１ｄに段差凹部２３ｂ、２３ｄを設けると共に、嵌合体２５にフランジ部２６を設けた例について説明したが、嵌合体を流路用溝の深さ方向の所定位置に保持可能であれば、段差凹部２３ｂ、２３ｄ及びフランジ部２６をそれぞれ流路形成凹部２４ｂ、２４ｄと挿入突部２７の全周囲に設けたが、特に限定されるものではなく、周囲の一部にだけ設けることも可能である。また、フランジ部を設けない構成とすることも可能である。嵌合体２５を組付ける際には、ボルト止め、圧入、接着、溶接などにより第１の型部品１７及び／又は第２の型部品１８に固着させてもよい。
【００６６】
更に、上記では、第１の型部品１７の流路用溝２１ｂ、２１ｄに、それぞれ別部材の嵌合体２５を嵌合させたが、複数の流路用溝に一体に形成された嵌合体を嵌合することも可能である。その場合、例えば、嵌合体として、複数の挿入突部２７が共通のフランジ部２６から突設されたものを用い、第１の型部品１７の第１の合せ面１９に、複数の流路形成凹部を設けると共にこれらを連続するように段差凹部を設けて、嵌合させるようにすることもできる。
【００６７】
また、上記では、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅを下分割型１２にのみ設けた例について説明したが、上分割型１１に設けることも可能であり、複数の分割型に任意に設けることが可能である。
【００６８】
更に、上記では、型面の三次元形状面が突出した形状を有する分割型の内部に熱媒体流路を形成した例について説明したが、凹状に凹んだ型面を有する分割型であっても、この実施の形態と同様に、三次元形状面の凹凸形状に沿って変化する深さで流路用溝を形成することは可能であり、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の実施の形態の射出成形金型において、上分割型を除去した状態を示す下分割型の平面図である。
【図２】同実施の形態の図１の射出成形金型のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施の形態の図１の射出成形金型のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】同実施の形態の図１の射出成形金型の第１の型部品の底面図である。
【図５】同実施の形態の図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】同実施の形態の図１の射出成形金型の嵌合体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図７（ａ）】従来の熱媒体流路を有する射出成形型を示し、上分割型を除去した状態を示す下分割型の平面図である。
【図７（ｂ）】同従来の熱媒体流路を有する射出成形型を示し、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図７（ｃ）】同従来の熱媒体流路を有する射出成形型を示し、図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 射出成形金型
１１ 上分割型
１２ 下分割型
１４、１５ 型面
１４ｂ、１５ｂ三次元形状面
１６ａ〜１６ｅ熱媒体流路
１７ 第１の型部品
１８ 第２の型部品
１９ 第１の合せ面
２０ 第２の合せ面
２１ｂ、２１ｄ 流路用溝
２１ｙ、２１ｚ 底部
２３ｂ、２３ｄ 段差凹部
２４ｂ、２４ｄ 流路形成凹部
２５ 嵌合体
２６ フランジ部
２７ 挿入突部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部に熱媒体が流動可能な熱媒体流路を型面に沿って設けた射出成形金型と、この射出成形金型を製造する方法と、この射出成形金型を用いた成形方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形金型には、型面を有する複数の分割型の一部或いは全部の内部に、金型を加熱又は冷却するための熱媒体流路が通常設けられている。
【０００３】
例えば、図７（ａ）乃至（ｃ）に示すような射出成形用金型では、上分割型５１と下分割型５２とに、それぞれキャビティ５３を形成する型面５４ａ、５４ｂが設けられ、各分割型５１、５２の型面５４ａ、５４ｂに近接する内部に、それぞれ長手方向に直線的に延びる熱媒体流路５６ａ、５６ｂが設けられると共に、この熱媒体流路５６ａ、５６ｂに熱媒体を供給、排出するための供給部５７ａ、５７ｂ及び排出部５８ａ、５８ｂが設けられている。
【０００４】
このような射出成形金型では、型面５４ａ、５４ｂの三次元形状面５４ｃ、５４ｄでは、熱媒体流路５６ａ、５６ｂとの距離が各位置において変化しているため、加熱時或いは冷却時に型面５４ａ、５４ｂとの熱交換が不均一になり易い。そのため、型面５４ａ、５４ｂの各位置の表面に温度差が生じ、得られる成形品の外観品質の低下や、収縮差による変形が生じ易く、成形サイクルが長くなり易い。
【０００５】
また、下記特許文献１等には、型面の三次元形状面に沿って熱媒体流路が形成された金型が提案されている。
【０００６】
この金型では、金型基体の凹部の嵌合面に、型面である成形部を備えた入れ子が嵌合されており、金型基体の嵌合面と、この嵌合面に嵌合される入れ子の裏面とを成形部に沿う形状にし、その間に熱媒体流路を形成している。そのため、熱媒体流路を型面に沿って形成することとが可能となっている。
【０００７】
ここでは、型面５４ａ、５４ｂにできるだけ近接させて熱媒体流路を形成するために、入れ子の型面と裏面との間の厚さが薄く形成されており、入れ子の強度が不足し易い。そのため、この金型では、入れ子の裏面に補強用リブを設けることにより、入れ子の強度を補強している。更に、この補強用リブにより金型基体の嵌合面と入れ子の裏面との間を複数の区画単位に区画して熱媒体を流動させることで、均一な熱交換を行わせている。
【特許文献１】特開２００２−１７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の金型では、金型基体の嵌合面と、入れ子の裏面とが型面に沿う形状であるため、これらの各面が立体的形状を呈している。そのため、加工を行う場合には、特殊な加工機械等を使用して加工しなければならず、射出圧力や型締力が生じる方向に金型基体の嵌合面と入れ子の裏面とを嵌合させるため、各面を高い精度で加工しなければならず、金型を製造し難かった。
【０００９】
また、ここでは入れ子の十分な強度を確保するためには、十分な大きさの補強用リブを設けなければならず、更に、その周囲にも十分な強度を確保できるような周縁部を設けなければならず、その結果、入れ子が大きくなり易く、金型が大型化し易かった。
【００１０】
そこで、この発明では、簡易な構成により、型面に沿って熱媒体を流動させることができると共に、強度を確保して小型化を図り易い射出成形金型を提供することを課題とする。また、そのような射出成形金型を容易に製造する方法を提供することを他の課題とし、更に、そのような射出成形金型を用いた成形方法を提供することを別の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するこの発明の射出成形金型は、型面を有する複数の分割型を備え、該複数の分割型の少なくとも１つの内部には熱媒体が流動可能な熱媒体流路を有する射出成形金型において、前記熱媒体流路を有する分割型は、前記型面を有する第１の型部品と、該第１の型部品の背面に配置される第２の型部品とを備え、前記第１の型部品と前記第２の型部品とがそれぞれに形成された平面状の合せ面を当接させて構成され、前記第１の型部品の前記型面には前記合せ面との距離が変化する三次元形状面が形成され、前記第１の型部品の合せ面側には、深さが前記三次元形状面の凹凸形状に沿って変化する流路用溝が形成されると共に、該流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合される嵌合体を備え、前記嵌合体が前記流路用溝に嵌合された状態で、前記第１の型部品と前記第２の型部品との各合せ面が当接されることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の射出成形金型は、請求項１に記載の構成に加え、前記流路用溝は、該流路用溝の各位置における底部と前記三次元形状面との間の距離が略一定に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の射出成形金型は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記流路用溝は、前記開口側に形成された段差凹部と、該段差凹部より前記型面側に凹んで形成された流路形成凹部とを備え、前記嵌合体は、前記段差凹部に収容されるフランジ部と、前記流路形成凹部に挿入される挿入部とを備え、前記流路形成凹部と前記挿入部との間に前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の射出成形金型の製造方法は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型の製造方法であり、前記型面の背面側に平面状の第１の合せ面を形成し、該第１の合せ面側に前記流路用溝を形成して前記第１の型部品を作製する工程と、平面からなる第２の合せ面を形成して前記第２の型部品を作製する工程と、前記流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合可能な嵌合体を作製する工程と、前記流路用溝に前記嵌合体を嵌合し、前記第１の合せ面と前記第２の合せ面とを当接させて前記第１の型部品、前記第２の型部品、及び前記嵌合体を組付けることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の成形方法は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型を用いて樹脂を成形することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の成形方法は、請求項５に記載の構成に加え、前記熱媒体流路に熱媒体を流動させることで型温度を変化させつつ、溶融樹脂を前記射出成形金型に射出して固化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の射出成形金型によれば、型面を有する第１の型部品と第２の型部品とを平面状の合せ面で当接させて分割型が構成されており、第１の型部品の合せ面側に型面の三次元形状面の凹凸形状に沿う深さの流路用溝が形成されると共に、流路用溝の底部に対応した形状を有する嵌合体を備え、この嵌合体を流路用溝に嵌合させて第１の型部品と第２の型部品とを合せ面で当接させることで、嵌合体と流路用溝との間に熱媒体流路を形成するので、型面に沿う熱媒体流路を有する分割型の製造が容易である。
【００１８】
即ち、第１の型部品の合せ面から流路用溝を形成するので、分割型の背面から形成するのに比べて、流路用溝の深さが浅いため加工量が少なくて形成し易い。同時に、第１及び第２の型部品の合せ面を平面状に形成するので、立体的形状に比べ、所望の精度の合せ面を形成し易い。そのため、加工が容易であって、型面に沿う熱媒体流路を有する分割型の製造が容易である。
【００１９】
更に、第１の型部品の合せ面が平面状であるので、第１の型部品の型面に三次元形状面に沿う熱媒体流路を有していても、第１の型部品全体の肉厚を確保し易く、第１の型部品の十分な強度を確保し易い。同時に、第１及び第２の型部品の合せ面が平面状であるため、広い範囲で所望の精度に形成でき、第１及び第２の型部品を広い範囲で当接させることが可能で、熱媒体流路を有する分割型の強度を容易に確保することができる。
【００２０】
その結果、熱媒体流路を有する分割型の加工が容易であると共に強度を確保し易く、簡単な構成で小型化などを図り易い射出成形金型を提供することができる。
【００２１】
請求項２に記載の射出成形金型によれば、流路用溝の各位置における底部と三次元形状面との間の距離が略一定に形成されているので、均一な熱交換が可能で、樹脂成形時に射出成形金型の型面の加熱或いは冷却をより均一に行い易い。
【００２２】
請求項３に記載の射出成形金型によれば、流路用溝に段差凹部及び段差凹部より凹む流路形成凹部を備えると共に、嵌合体が段差凹部に嵌合可能なフランジ部と、流路形成凹部に挿入される挿入部とを備えているので、嵌合体を流路用溝の深さ方向の所定位置に容易に嵌合させることができ、所望の熱媒体流路を容易に形成することができる。
【００２３】
請求項４に記載の射出成形金型の製造方法によれば、型面を有する第１の型部品を作製する際、型面の背面側に平面状の第１の合せ面を形成すると共に、この第１の合せ面側に流路用溝を形成するので、分割型の背面から流路用溝を形成する場合に比べ、流路溝の深さが浅いため、加工量が少なくて加工が容易である。
【００２４】
また、第１及び第２の型部品の合せ面をそれぞれ平面状に形成するため、立体的な形状に加工するのに比べ、広い範囲で所望の精度に加工することが容易である。
【００２５】
そのため、熱媒体流路を有する分割型を備えた射出成形金型を容易に製造することができる。
【００２６】
請求項５又は請求項６に記載の樹脂成形品の成形方法によれば、第１の型部品に型面の三次元形状面に沿う流路用溝が形成されており、この流路用溝により熱媒体流路が形成されているため、三次元形状面に沿って熱媒体を流動させることができる。そのため、型面の加熱や冷却を効率よく均一に行い易く、得られる成型品の外観品質を向上したり、成形サイクルを短縮することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１乃至図６は、この実施の形態の射出成形金型を示す。
【００２９】
この射出成形金型１０は、図１乃至図３に示すように、上分割型１１と下分割型１２とから構成されており、上分割型１１及び下分割型１２には、型締めすることによりキャビティ１３を形成可能な型面１４、１５がそれぞれ形成されている。
【００３０】
各型面１４、１５は、それぞれ樹脂成形品に対応した形状を有しており、この実施の形態では、平面形状の基部面１４ａ、１５ａと、この基部面１４ａ、１５ａから突出或いは凹んだ三次元形状を有する三次元形状面１４ｂ、１５ｂとを含んでいる。
【００３１】
そして、この実施の形態では、図１に示すように、下分割型１２に空気、水、油、蒸気等の熱媒体が流動可能な５本の熱媒体流路１６ａ〜１６ｅが、平面視において互いに平行に形成されている。
【００３２】
この下分割型１２は、型面１４と熱媒体流路１６ａ〜１６ｅとを有する第１の型部品１７と、この第１の型部品１７の背面に配置される板形状を有する第２の型部品１８と、第１の型部品１７の後述する流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合された嵌合体２５とを備えている。
【００３３】
第１の型部品１７は、図４及び図５に示すように、一方側に下分割型１２の分割面１２ａ及び型面１４を備え、この分割面１２ａ及び型面１４の背面側に、分割面１２ａと平行な平面からなる第１の合せ面１９が略全面に設けられている。また、内部には、平坦な基部面１４ａに沿って直線状の軸線を有する孔からなる熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅが穿設されている。
【００３４】
更に、第１の合せ面１９には、熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを形成するための流路用溝２１ｂ、２１ｄが開口して形成されている。流路用溝２１ｂ、２１ｄは、型面１４の基部面１４ａと２つの半円形状に突出した三次元形状面１４ｂとに沿って形成されており、嵌合体２５を所定位置に嵌合するために、開口側に段差凹部２３ｂ、２３ｄを有すると共に、この段差凹部２３ｂ、２３ｄより狭い幅で型面１４側に凹む流路形成凹部２４ｂ、２４ｄを有している。
【００３５】
基部面１４ａに対応する部位では、基部面１４ａと第１の合せ面１９との距離が略一定であるため、流路用溝２１ｂ、２１ｄの流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの深さが各位置において略一定に形成されている。三次元形状面１４ｂに対応する部位では、三次元形状面１４ｂと第１の合せ面１９との距離が変化するため、流路用溝２１ｂ、２１ｄの流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの深さが三次元形状面１４ｂの凹凸形状に沿って変化している。
【００３６】
これにより、流路用溝２１ｂ、２１ｄの全長において、各位置における底部２１ｙ、２１ｚと型面１４との間の距離が略一定となっている。なお、段差凹部２３ｂ、２３ｄは流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの全周囲において略一定深さで形成されている。
【００３７】
なお、この流路用溝２１ｂ、２１ｄは、第１の型部品１７の周縁に達しない範囲で形成されており、各端部側と第１の型部品１７の周縁との間には、第１の型部品の周縁の厚さが一定となるように連続した縁部補強部１７ａが設けられている。
【００３８】
流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合される嵌合体２５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、流路用溝２１ｂ、２１ｄの段差凹部２３ｂ、２３ｄに挿入可能なフランジ部２６と、このフランジ部２６から一方側に突出して形成され、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄに挿入可能な挿入突部２７とを備えている。更に、両端部側には、フランジ部２６及び挿入突部２７を貫通するように挿入突部２７の幅と略等しい直径で開設された貫通孔２８と、各貫通孔２８より端部側に配置されて前記一方側に突設された突片２９とを備えている。突片２９は流路用溝２１ｂ、２１ｄの長手方向両端に当接することにより、嵌合体２５の流路用溝２１ｂ、２１ｄに対する長手方向の位置合せを行い易くしている。
【００３９】
フランジ部２６は、段差凹部２３ｂ、２３ｄと略同一形状に形成され、挿入突部２７とは反対側となる背面２６ａが平面状で、厚さが段差凹部２３ｂ、２３ｄの深さと等しくなるように形成されている。そのため、嵌合体２５が流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合された状態では、背面２６ａと第１の型部品１７の第１の合せ面１９とが略同一面に配置されるようになっている。
【００４０】
挿入突部２７は、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄと略等しい幅でフランジ部２６から一方側に突出して形成されており、流路用溝２１ｂ、２１ｄの底部２１ｙ、２１ｚと対向する縁部は、流路用溝２１ｂ、２１ｄの底部２１ｙ、２１ｚの形状に対応した形状を有している。
【００４１】
挿入突部２７のフランジ部２６からの各位置の突出量は流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの深さより短く形成されており、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄの基部面１４ａに対応する位置に配置される部位２７ａでは、フランジ部２６からの各位置の突出量が一定で、三次元形状面１４ｂに対応する位置に配置される部位２７ｂでは各位置の突出量が三次元形状面１４ｂの凹凸形状に沿って変化し、基部面１４ａに対応する部位２７ａより突出している。
【００４２】
この嵌合体２５では、このような突出量とすることにより、挿入突部２７の縁部と流路用溝２１ｂ、２１ｄの底部２１ｙ、２１ｚとの間が各位置において略一定距離で離間した状態で対向することができる。
【００４３】
更に、この嵌合体２５は、第１の型部品１７と同一の材料で形成することが可能であるが、第１の型部品１７の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料に形成することが好ましい。これにより第１の型部品１７全体の熱交換の効率を向上させることができるからである。
【００４４】
また、嵌合体２５は、構造上の強度をそれほど必要としないため、一般的に熱可塑性樹脂の射出成形に用いる金型鋼材のみならず、剛性の低い金属、プラスチック、ゴム等の材料から形成することもできる。
【００４５】
一方、第２の型部品１８は、第１の型部品１７の第１の合せ面１９と対向する側の略全面に、平面からなる第２の合せ面２０が設けられている。内部には、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅに熱媒体を供給するための供給路３１と、該熱媒体を排出するための排出路３２とが設けられ、第２の合せ面２０には、それらの開口部３１ａ、３２ａが開設されている。
【００４６】
この開口部３１ａ、３２ａは、第１の型部品１７の流路用溝２１ｂ、２１ｄ又は熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅの両端側に対応する位置に設けられている。流路用溝２１ｂ、２１ｄでは、嵌合体２５の各貫通孔２８に対応する位置に設けられ、熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅでは、これらから延長された延長路３３の開口３３ａに対応する位置に設けられている。
【００４７】
このような第１の型部品１７、第２の型部品１８及び嵌合体２５を備えた下分割型１２は、嵌合体２５が流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合され、第１の型部品１７の第１の合せ面１９と第２の型部品１８の第２の合せ面２０とが当接されると共に、嵌合体２５のフランジ部２６の背面２６ａに第２型部品１８の合せ面２０が当接されて構成される。そして、これにより流路用溝２１ｂ、２１ｄでは、開口側が閉塞されて、嵌合体２５と流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁とにより熱媒体流路１６ｂ、１６ｄが形成されている。
【００４８】
なお、第１及び第２の形部品１７、１８は一般的に熱可塑性樹脂の射出成形金型に用いる金型鋼材から形成することができる。
【００４９】
このような構成を有する射出成形金型１０は、次のように製造することができる。
【００５０】
まず、第１の型部品１７を形成可能な所定の被加工体に、第１の合せ面１９と略平行な孔を穿設して熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅを形成すると共に、第１の合せ面１９側に流路用溝２１ｂ、２１ｄを形成して、一方側に分割面１２ａ及び型面１４を有し、他方の背面側に第１の合せ面１９を有する第１の型部品１７を作製する。この実施の形態では、熱媒体流路１６ａ、１６ｃ、１６ｅには、第１の合せ面１９まで延長する延長路３３及びその開口部３３ａを形成している。
【００５１】
この第１の型部品１７の作製においては、分割面１２ａと第１の合せ面１９との間の厚さは適宜選択できるが、所望の強度を確保できる範囲で薄く形成することにより、流路用溝２１ｂ、２１ｄの深さを浅くできて加工量を少なく抑えることができ、また、射出成形金型１０の小型化が図り易くなる。
【００５２】
また、流路用溝２１ｂ、２１ｄは、これらと厚さ方向に対応する位置の型面１４の形状に沿うように形成するため、底部２１ｙ、２１ｚを型面１４の形状と同一或いは相似形とすることができる。そのため、例えば、ＮＣ加工機などを用いて加工する場合には、型面１４の加工データをそのまま、或いは修正して利用することができる。
【００５３】
この第１の型部品１７の作製とは別に、第２の型部品１８を形成可能な所定の被加工体を用いて形成する。この第２の型部品には、熱媒体の供給路３１及び排出路３２を形成すると共に、開口部３１ａ、３２ａを第２の合せ面２０に開口させて、一方側に平面状の第２の合せ面２０を略全面に有する第２の型部品１８を作製する。
【００５４】
この第２の型部品１８の作製においては、第２の型部品１８の厚さを適宜選択することができ、強度を確保可能な範囲で薄くすることにより、射出成形金型１０の小型化を図ることができる。
【００５５】
更に、第１及び第２の型部品１７、１８とは別に、第１の型部品１７の流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合可能な図６（ａ）〜（ｃ）に示す嵌合体２５を作製する。
【００５６】
その後、このようにして得られた第１の型部品１７と第２の型部品１８とを用い、嵌合体２５を流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合し、第１の型部品１７の第１の合せ面１９と第２の型部品１８の第２の合せ面２０とを当接させると共に、嵌合体２５のフランジ部２６の背面２６ａに第２の型部品１８の合せ面２０を当接させて組み付ける。
【００５７】
これにより、流路用溝２１ｂ、２１ｄの開口側を閉塞して、嵌合体２５と流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁とにより熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを形成して、下分割型１２を作製する。そして、別に形成された上分割型１１と分割面１２ａにおいて型締めすれば、キャビティ１３を備えた射出成形金型１０を製造することができる。
【００５８】
そして、このようにして製造された射出成形金型１０を用いて樹脂を射出成形により成形するには、上分割型１１と下分割型１２とを型締めしてキャビティ１３を形成し、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅに熱媒体を流動させることで型温度を昇温し、溶融樹脂を射出成形金型１０の図示しないゲート部からキャビティ１３内に射出し、完了後、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅに冷却用の熱媒体を流動させることで型温度を降温し、型開きして成形品を取り出すことにより成形できる。
【００５９】
以上のような射出成形金型１０及びその製造方法によれば、第１の型部品１７の第１の合せ面１９から流路用溝２１ｂ、２１ｄを形成するので、下分割型１２の背面から形成するのに比べ、流路用溝２１ｂ、２１ｄの加工量を少なくできる。同時に、第１及び第２の型部品１７、１８の合せ面１９、２０を平面状に形成するので、特殊な加工機械を用いることなく、所望の精度の合せ面１９、２０を形成することができ、立体的形状に形成する場合に比べ、容易に形成することができる。そのため、熱媒体流路２１ｂ、２１ｄを有する下分割型１２の加工が容易であって、射出成形金型１０の製造が容易である。
【００６０】
また、第１の型部品１７の第１の合せ面１９が平面状であるので、第１の型部品１７の型面１４に三次元形状面１４ｂに沿う熱媒体流路２１ｂ、２１ｄを有していても、第１の型部品１７全体の肉厚を確保し易く、第１の型部品１７の十分な強度を確保し易い。同時に、第１及び第２の型部品１７、１８の合せ面１９、２０が平面状であるため、広い範囲で所望の精度に形成し易く、第１及び第２の型部品１７、１８の合せ面１９、２０を広い範囲で当接させることが可能で、熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを有する下分割型１２の強度を容易に確保することができる。そのため、簡単な構成で小型化などを図り易い。
【００６１】
更に、流路用溝２１ｂ、２１ｄの各位置における底部２１ｙ、２１ｚと三次元形状面１４ｂとの間の距離が略一定に形成されているので、均一な熱交換が可能で、樹脂成形時に射出成形金型の型面の加熱或いは冷却を効率よく、より均一に行い易い。
【００６２】
また、流路用溝２１ｂ、２１ｄに嵌合されて流路用溝２１ｂ、２１ｄの内壁との間で熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを形成できる嵌合体２５を備え、この嵌合体２５が熱媒体流路１６ｂ、１６ｄの断面積が各位置において略一定となるように凹凸形状を呈するので、熱媒体流路１６ｂ、１６ｄ内を流動する熱媒体の各位置における流速を均一化し易く、効率よく型面の加熱或いは冷却をより均一に行い易い。
【００６３】
更に、流路用溝２１ｂ、２１ｄに段差凹部２３ｂ、２３ｄ及び段差凹部２３ｂ、２３ｄより凹む流路形成凹部２４ｂ、２４ｄを備えると共に、嵌合体２５が段差凹部２３ｂ、２３ｄに嵌合可能なフランジ部２６と、流路形成凹部２４ｂ、２４ｄに挿入される挿入突部２７とを備えているので、嵌合体２５を流路用溝２１ｂ、２１ｄの深さ方向の所定位置に容易に嵌合させることができ、所望の熱媒体流路１６ｂ、１６ｄを容易に形成することができる。
【００６４】
そして、このような射出成形金型１０を用いて樹脂成形品を成形すれば、第１の型部品１７に型面１４の三次元形状面１４ｂに沿う流路用溝２１ｂ、２１ｄが形成されており、この流路用溝２１ｂ、２１ｄにより熱媒体流路１６ｂ、１６ｄが形成されているため、三次元形状面に沿って熱媒体を流動させることができ、そのため、型面１４の加熱や冷却を効率よく、均一に行い易く、得られる樹脂成型品の外観品質を向上したり、成形サイクルを短縮することが可能である。
【００６５】
なお、上記実施の形態では、流路用溝２１ｂ、２１ｄに段差凹部２３ｂ、２３ｄを設けると共に、嵌合体２５にフランジ部２６を設けた例について説明したが、嵌合体を流路用溝の深さ方向の所定位置に保持可能であれば、段差凹部２３ｂ、２３ｄ及びフランジ部２６をそれぞれ流路形成凹部２４ｂ、２４ｄと挿入突部２７の全周囲に設けたが、特に限定されるものではなく、周囲の一部にだけ設けることも可能である。また、フランジ部を設けない構成とすることも可能である。嵌合体２５を組付ける際には、ボルト止め、圧入、接着、溶接などにより第１の型部品１７及び／又は第２の型部品１８に固着させてもよい。
【００６６】
更に、上記では、第１の型部品１７の流路用溝２１ｂ、２１ｄに、それぞれ別部材の嵌合体２５を嵌合させたが、複数の流路用溝に一体に形成された嵌合体を嵌合することも可能である。その場合、例えば、嵌合体として、複数の挿入突部２７が共通のフランジ部２６から突設されたものを用い、第１の型部品１７の第１の合せ面１９に、複数の流路形成凹部を設けると共にこれらを連続するように段差凹部を設けて、嵌合させるようにすることもできる。
【００６７】
また、上記では、熱媒体流路１６ａ〜１６ｅを下分割型１２にのみ設けた例について説明したが、上分割型１１に設けることも可能であり、複数の分割型に任意に設けることが可能である。
【００６８】
更に、上記では、型面の三次元形状面が突出した形状を有する分割型の内部に熱媒体流路を形成した例について説明したが、凹状に凹んだ型面を有する分割型であっても、この実施の形態と同様に、三次元形状面の凹凸形状に沿って変化する深さで流路用溝を形成することは可能であり、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の実施の形態の射出成形金型において、上分割型を除去した状態を示す下分割型の平面図である。
【図２】同実施の形態の図１の射出成形金型のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施の形態の図１の射出成形金型のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】同実施の形態の図１の射出成形金型の第１の型部品の底面図である。
【図５】同実施の形態の図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】同実施の形態の図１の射出成形金型の嵌合体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図７（ａ）】従来の熱媒体流路を有する射出成形型を示し、上分割型を除去した状態を示す下分割型の平面図である。
【図７（ｂ）】同従来の熱媒体流路を有する射出成形型を示し、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図７（ｃ）】同従来の熱媒体流路を有する射出成形型を示し、図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 射出成形金型
１１ 上分割型
１２ 下分割型
１４、１５ 型面
１４ｂ、１５ｂ三次元形状面
１６ａ〜１６ｅ熱媒体流路
１７ 第１の型部品
１８ 第２の型部品
１９ 第１の合せ面
２０ 第２の合せ面
２１ｂ、２１ｄ 流路用溝
２１ｙ、２１ｚ 底部
２３ｂ、２３ｄ 段差凹部
２４ｂ、２４ｄ 流路形成凹部
２５ 嵌合体
２６ フランジ部
２７ 挿入突部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型面を有する複数の分割型を備え、該複数の分割型の少なくとも１つの内部には熱媒体が流動可能な熱媒体流路を有する射出成形金型において、
前記熱媒体流路を有する分割型は、前記型面を有する第１の型部品と、該第１の型部品の背面に配置される第２の型部品とを備え、前記第１の型部品と前記第２の型部品とがそれぞれに形成された平面状の合せ面を当接させて構成され、
前記第１の型部品の前記型面には前記合せ面との距離が変化する三次元形状面が形成され、
前記第１の型部品の合せ面側には、深さが前記三次元形状面の凹凸形状に沿って変化する流路用溝が形成されると共に、該流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合される嵌合体を備え、
前記嵌合体が前記流路用溝に嵌合された状態で、前記第１の型部品と前記第２の型部品との各合せ面が当接されることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記流路用溝は、該流路用溝の各位置における底部と前記三次元形状面との間の距離が略一定に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記流路用溝は、前記開口側に形成された段差凹部と、該段差凹部より前記型面側に凹んで形成された流路形成凹部とを備え、前記嵌合体は、前記段差凹部に収容されるフランジ部と、前記流路形成凹部に挿入される挿入部とを備え、前記流路形成凹部と前記挿入部との間に前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型の製造方法であり、
前記型面の背面側に平面状の第１の合せ面を形成し、該第１の合せ面側に前記流路用溝を形成して前記第１の型部品を作製する工程と、
平面からなる第２の合せ面を形成して前記第２の型部品を作製する工程と、
前記流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合可能な嵌合体を作製する工程と、
前記流路用溝に前記嵌合体を嵌合し、前記第１の合せ面と前記第２の合せ面とを当接させて前記第１の型部品、前記第２の型部品、及び前記嵌合体を組付けることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路を形成する工程とを備えることを特徴とする射出成形金型の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型を用いて樹脂を成形することを特徴とする成形方法。
【請求項６】
前記熱媒体流路に熱媒体を流動させることで型温度を変化させつつ、溶融樹脂を前記射出成形金型に射出して固化させることを特徴とする請求項５に記載の成形方法。
【請求項１】
型面を有する複数の分割型を備え、該複数の分割型の少なくとも１つの内部には熱媒体が流動可能な熱媒体流路を有する射出成形金型において、
前記熱媒体流路を有する分割型は、前記型面を有する第１の型部品と、該第１の型部品の背面に配置される第２の型部品とを備え、前記第１の型部品と前記第２の型部品とがそれぞれに形成された平面状の合せ面を当接させて構成され、
前記第１の型部品の前記型面には前記合せ面との距離が変化する三次元形状面が形成され、
前記第１の型部品の合せ面側には、深さが前記三次元形状面の凹凸形状に沿って変化する流路用溝が形成されると共に、該流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合される嵌合体を備え、
前記嵌合体が前記流路用溝に嵌合された状態で、前記第１の型部品と前記第２の型部品との各合せ面が当接されることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記流路用溝は、該流路用溝の各位置における底部と前記三次元形状面との間の距離が略一定に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記流路用溝は、前記開口側に形成された段差凹部と、該段差凹部より前記型面側に凹んで形成された流路形成凹部とを備え、前記嵌合体は、前記段差凹部に収容されるフランジ部と、前記流路形成凹部に挿入される挿入部とを備え、前記流路形成凹部と前記挿入部との間に前記熱媒体流路が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型の製造方法であり、
前記型面の背面側に平面状の第１の合せ面を形成し、該第１の合せ面側に前記流路用溝を形成して前記第１の型部品を作製する工程と、
平面からなる第２の合せ面を形成して前記第２の型部品を作製する工程と、
前記流路用溝の底部に対応した形状を有して前記流路用溝に嵌合可能な嵌合体を作製する工程と、
前記流路用溝に前記嵌合体を嵌合し、前記第１の合せ面と前記第２の合せ面とを当接させて前記第１の型部品、前記第２の型部品、及び前記嵌合体を組付けることにより、前記嵌合体と前記流路用溝との間に、断面積が各位置において略一定の前記熱媒体流路を形成する工程とを備えることを特徴とする射出成形金型の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の射出成形金型を用いて樹脂を成形することを特徴とする成形方法。
【請求項６】
前記熱媒体流路に熱媒体を流動させることで型温度を変化させつつ、溶融樹脂を前記射出成形金型に射出して固化させることを特徴とする請求項５に記載の成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図７（ｃ）】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図７（ｃ）】
【公開番号】特開２００８−１１４４０２（Ｐ２００８−１１４４０２Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９７４８１（Ｐ２００６−２９７４８１）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（３９００００１０３）ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（３９００００１０３）ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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