(57)【要約】【課題】繰り返し射出成形した後であっても、合成樹脂製の入子を容易に取り外すことができる成形型と、その製造方法を提供する。【解決手段】固定型２のベースブロック５の入子装着穴５ａに、ボトムプレート６及びサイドプレート７を介して入子１０が装着されている。可動型３のベースブロック２２の入子装着穴２２ａに、ボトムプレート２３及びサイドプレート２４を介して入子３０が装着されている。入子１０，３０は、３次元造形法により製造された合成樹脂製である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入子装着部を有した金型本体と、該入子装着部に装着された合成樹脂製入子とを有する成形型において、
該入子装着部と入子との間の少なくとも一部に、金属製介在体が設けられていることを特徴とする成形型。
【請求項２】
前記入子装着部は、前記金型本体の前面から凹陥する入子装着穴であり、該入子装着穴の内面と前記入子との間の全体に前記金属製介在体が配置されていることを特徴とする請求項１の成形型。
【請求項３】
前記金属製介在体は、
前記入子装着穴の底面と前記入子の後面との間に配置されたボトムプレートと、
前記入子装着穴の側周面と前記入子の側周面との間に配置されたサイドプレートと
を有することを特徴とする請求項２の成形型。
【請求項４】
前記サイドプレートは、前記入子を取り囲む枠状であることを特徴とする請求項３の成形型。
【請求項５】
複数枚の前記ボトムプレートが重ね合わされて配置されていることを特徴とする請求項３又は４の成形型。
【請求項６】
前記入子の冷却機構を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの成形型。
【請求項７】
前記冷却機構は、前記金属製介在体に設けられた冷却水の通水孔を含むことを特徴とする請求項６の成形型。
【請求項８】
前記冷却機構は、前記金属製介在体に設けられた冷却水通水孔と、該冷却水通水孔に通水された冷却水によって冷却された金属製介在体の冷熱を前記入子に伝達する部材とを有することを特徴とする請求項６の成形型。
【請求項９】
前記入子を貫通するエジェクタピンを有する請求項１〜８のいずれかの成形型。
【請求項１０】
前記入子に前記エジェクタピンの挿通孔が設けられており、
該挿通孔の内周面に金属製スリーブが設けられていることを特徴とする請求項９の成形型。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかの成形型の製造方法であって、
前記入子を３次元造形法によって成形する工程と、
該入子及び前記金属製介在体を前記金型本体に装着する工程と
を有する成形型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製品の射出成形に用いられる成形型に関するものであり、特に合成樹脂製の入子を備えた成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形により樹脂製品を成形する射出成形においては、通常は金型が用いられている。しかし、この金型は、製造コストが高く、高価である。そこで、キャビティ周りを３次元造形法で製作された合成樹脂製の入子で構成し、この入子を金型本体部に装着して射出成形を行うことがある（特許文献１）。この３次元造形法によると、複雑な形状の入子であっても短時間に低コストで形成することができる。そのため、小ロット製品の射出成形コストを相当に低減することができる。
【０００３】
しかし、合成樹脂製の入子は、強度及び剛性が低いので、繰り返し射出成形すると、射出成形圧力によって周囲の金型本体に強く押し付けられて金型本体に固着し易い。合成樹脂製入子が金型本体に固着すると、入子を交換する際に入子を金型本体から取り外す作業に著しく手間がかかるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、繰り返し射出成形した後であっても、合成樹脂製の入子を容易に取り外すことができる成形型と、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は次を要旨とする。
【０００７】
［１］  入子装着部を有した金型本体と、該入子装着部に装着された合成樹脂製入子とを有する成形型において、該入子装着部と入子との間の少なくとも一部に、金属製介在体が設けられていることを特徴とする成形型。
【０００８】
［２］  前記入子装着部は、前記金型本体の前面から凹陥する入子装着穴あり、該入子装着穴の内面と前記入子との間の全体に前記金属製介在体が配置されていることを特徴とする［１］の成形型。
【０００９】
［３］  前記金属製介在体は、前記入子装着穴の底面と前記入子の後面との間に配置されたボトムプレートと、前記入子装着穴の側周面と前記入子の側周面との間に配置されたサイドプレートとを有することを特徴とする［２］の成形型。
【００１０】
［４］  前記サイドプレートは、前記入子を取り囲む枠状であることを特徴とする［３］の成形型。
【００１１】
［５］  複数枚の前記ボトムプレートが重ね合わされて配置されていることを特徴とする［３］又は［４］の成形型。
【００１２】
［６］  前記入子の冷却機構を有することを特徴とする［１］〜［５］のいずれかの成形型。
【００１３】
［７］  前記冷却機構は、前記金属製介在体に設けられた冷却水の通水孔を含むことを特徴とする［６］の成形型。
【００１４】
［８］  前記冷却機構は、前記金属製介在体に設けられた冷却水通水孔と、該冷却水通水孔に通水された冷却水によって冷却された金属製介在体の冷熱を前記入子に伝達する部材とを有することを特徴とする［６］の成形型。
【００１５】
［９］  前記入子を貫通するエジェクタピンを有する［１］〜［８］のいずれかの成形型。
【００１６】
［１０］  前記入子に前記エジェクタピンの挿通孔が設けられており、該挿通孔の内周面に金属製スリーブが設けられていることを特徴とする［９］の成形型。
【００１７】
［１１］  ［１］〜［１０］のいずれかの成形型の製造方法であって、前記入子を３次元造形法によって成形する工程と、該入子及び前記金属製介在体を前記金型本体に装着する工程とを有する成形型の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の成形型では、金型本体と合成樹脂製入子との間に金属製介在体を配置しているため、入子が金属製介在体に固着した場合であっても、金属製介在体は金型本体に固着しないので、入子と金属製介在体とを金型本体から容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る成形型の型閉め前の断面図である。
【図２】図１のII−II線矢視図である。
【図３】図１のIII−III線矢視図である。
【図４】実施の形態に係る成形型の型閉め後の断面図である。
【図５】実施の形態に係る成形型の型閉め後の断面図である。
【図６】実施の形態に係る成形型の型閉め後の断面図である。
【図７】実施の形態に係る成形型の一部の断面図である。
【図８】実施の形態に係る成形型の一部の断面図である。
【図９】実施の形態に係る成形型の一部の断面図である。
【図１０】別の実施の形態に係る成形型の型閉め後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２１】
図１〜４は第１の実施の形態に係る成形型１を示している。この成形型１は固定型２と可動型３とを有している。
【００２２】
固定型２は、ベースプレート４と、該ベースプレート４の可動型３側に取り付けられたベースブロック５とを有する金型本体を備えている。固定型２は、また、該ベースブロック５の可動型３との対向面の中央付近に凹設された入子装着部としての入子装着穴５ａと、該入子装着穴５ａ内に配置された金属製ボトムプレート６及び金属製サイドプレート７並びに合成樹脂製の入子１０を有する。この実施の形態では、ボトムプレート６及びサイドプレート７によって金属製介在体が構成されている。
【００２３】
ベースブロック５、ボトムプレート６及び該入子１０を貫くようにスプルーブッシュ１１が設けられている。スプルーブッシュ１１の後端面は、ベースプレート４に設けられた射出ノズル進入口８に臨んでいる。
【００２４】
ベースブロック５は、図２の通り、この実施の形態では正面視形状が方形であり、その４隅部分にはガイドピン挿入孔１３が設けられている。このガイドピン挿入孔１３の入口側すなわち可動型３側の内周面にはガイドブッシュ１４が設けられている。
【００２５】
入子装着穴５ａは、図２の通り、この実施の形態では正面視形状が方形となっているが、これに限定されない。
【００２６】
ボトムプレート６は、該入子装着穴５ａの穴底部分に当接している。
【００２７】
サイドプレート７は、入子装着穴５ａの内周面（側周面）に重なる方形枠状となっている。サイドプレート７は一体の枠形であるが、２体以上のパーツを組み合わせたものであってもよい。後述の可動型３のサイドプレート２４も同様である。
【００２８】
入子１０は、その側面がサイドプレート７に当接し、後面がボトムプレート６に当接している。入子１０は、この実施の形態では、前面（可動型３側の面）中央部に成形品形状を形成する凸部１０ｂが設けられている。孔１０ａは凸部１０ｂの前面中央に開口している。
【００２９】
スプルーブッシュ１１はベースブロック５の大径孔部５ｂ及び小径孔部５ｃと、ボトムプレート６の孔６ａと、入子１０の孔１０ａとに挿通されている。
【００３０】
図１０に示す実施の形態のように、ボトムプレート６の孔６ａ及び入子１０の孔１０ａを持たない構成としてもよい。なお、図１０では、スプルーブッシュ１１は複数の入子１０の間に配置されている。図１０のその他の構成は図４と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【００３１】
可動型３は、可動型３用ベースプレート２０と、該ベースプレート４の固定型２側に固設されたシリンダブロック２１と、該シリンダブロック２１の固定型２側に取り付けられたベースブロック２２とを有する。シリンダブロック２１とベースブロック２２とによって可動型３の金型本体が構成されている。
【００３２】
可動型３は、さらに該ベースブロック２２の固定型２との対向面の中央部に凹設された入子装着部としての入子装着穴２２ａと、該入子装着穴２２ａに配置された入子保持用の金属製のボトムプレート２３及びサイドプレート２４並びに合成樹脂製の入子３０と、エジェクタプレート２５及び該エジェクタプレート２５から突設されたエジェクタピン２６等を有する。このボトムプレート２３とサイドプレート２４とによって金属製介在体が構成されている。
【００３３】
図３の通り、この実施の形態ではベースブロック２２は正面視形状が方形であり、その４隅部分には、固定型２に向って突出するガイドピン２７が設けられている。該ピン２７は前記ガイドピン挿入孔１３内に挿入可能となっている。
【００３４】
入子装着穴２２ａは、正面視形状が方形であるが、これに限定されない。ボトムプレート２３は、入子装着穴２２ａの穴底面に当接している。サイドプレート２４は入子装着穴２２ａの内周面（側周面）に重なる方形枠状となっている。入子３０は、ボトムプレート２３及びサイドプレート２４に当接している。
【００３５】
この実施の形態では、入子３０に、成形品形状を形成するための凹部３０ａが設けられており、前記入子１０の凸部１０ａが該凹部３０ａ内に入り込むようになっている。なお、前記入子３０の凹部３０ａ及び入子１０の凸部１０ａは、成形品形状により定められる形状であるため、この限りではない。凹部と凸部が反転する場合もあれば凹部と凸部が混在する形状となる場合もある。
【００３６】
エジェクタプレート２５は、シリンダブロック２１内のボア２８内に配置されている。シリンダブロック２１には、エジェクタプレート２５を前後進させるように成形機のエジェクタ突出孔及びリターンスプリング（図示略）がベースプレート２０及びボア２８にそれぞれ設けられている。
【００３７】
エジェクタピン２６は、ベースブロック２２、ボトムプレート２３及び入子３０にそれぞれ設けられた孔２２ｂ，２３ｂ，３０ｂに挿通されている。エジェクタピン２６は、エジェクタプレート２５が後退限に位置するときに、エジェクタピン２６の先端面が凹部３０ａの内面（キャビティ面）と面一状となる長さを有している。
【００３８】
入子１０，３０は、３次元造形法により製造されたものである。３次元造形法としては、樹脂粉末の層にレーザ等の光ビームを照射する粉末積層法や、液状光硬化性樹脂に光ビームを照射する光硬化性樹脂法、樹脂溶融押出積層法などいずれの方法を採用してもよい。
【００３９】
図１〜４では図示を省略するが、ボトムプレート６，２３及びサイドプレート７，２４同士はボルトによって連結されている。入子１０，３０、ボトムプレート６，２３及びサイドプレート７，２４を組み付けたものは、ボルトによってベースブロック５，２２に固定されている。
【００４０】
この成形型１を用いて射出成形を行うには、図４の通り型閉めし、スプルーブッシュ１１を介して樹脂をキャビティＣ内に射出し、所定時間後、型開きし、エジェクタピン２６を突出させて成形品を取り出す。
【００４１】
この成形型１にあっては、合成樹脂製入子１０，３０とベースブロック５，２２の装着穴５ａ，２２ａの内面との間に金属製のボトムプレート６，２３とサイドプレート７，２４とが介在しているので、多数回射出成形することにより入子１０，３０がボトムプレート６，２３やサイドプレート７，２４に固着した場合であっても、入子１０，３０をボトムプレート６，２３及びサイドプレート７，２４と共に装着穴５ａ，２２ａからスムーズに取り出すことができる。
【００４２】
また、この実施の形態では、入子１０，３０と、装着穴５ａ，２２ａの内面の全体すなわち全側周面及び底面との間に金属製介在体としてボトムプレート６，２３及びサイドプレート７，２４を介在させているので、入子１０，３０の大きさを装着穴５ａ，２２ａよりも十分に小さくすることができる。
【００４３】
また、金属製介在体がボトムプレート６，２３と枠形のサイドプレート７，２４とで構成されたものであるため、両者の組み付け及び分離が容易である。また、入子１０，３０を含むボトムプレート６，２３及びサイドプレート７，２４を装着穴５ａ，２２ａから取り出した後、ボトムプレート６，２３及びサイドプレート７，２４と入子１０，３０との分離も容易に行うことができる。
【００４４】
上記実施の形態では、ボトムプレート６，２３を１枚ずつ用いているが、入子の厚みが小さい場合などには、ボトムプレートをそれぞれ２枚以上配置してもよい。その一例を図５に示す。
【００４５】
図５の成形型１Ａでは、入子１０Ａ，３０Ａは図１〜４の入子１０，３０よりも厚さが小さいものとなっている。装着穴５ａ，２２ａの大きさ（開口面積及び深さ）は成形型１，１Ａで同一である。
【００４６】
この成形型１Ａでは、入子１０Ａ，３０Ａとボトムプレート６，２３との間に第２のボトムプレート６Ａ，２３Ａを介在させている（エジェクタピン２６は該ボトムプレート２３Ａも貫通している。）。入子１０Ａとボトムプレート６Ａとの合計厚さは入子１０の厚さ（凸部１０ｂを除く）と同一であり、入子３０Ａとボトムプレート２３Ａとの合計厚さは入子３０の厚さと同一である。
【００４７】
図５のその他の構成は図１〜４と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【００４８】
このように、入子の大きさが変わった場合でも、ボトムプレートやサイドプレートなどの介在体の枚数を増減させたり、図示は省略するが厚みの異なるボトムプレートやサイドプレートを用いたりすることにより、同一の金型本体に対し入子を装着することができる。また、成形品形状に合わせて入子１０，３０の厚みを小さくできることにより、３次元造形法での造形時間を短縮できる。
【００４９】
本発明では、入子の冷却機構を設けてもよい。その一態様を図６〜８に示す。
【００５０】
図６の成形型１Ｂでは、入子１０，３０にそれぞれ冷却水の通水孔１０ｗ，３０ｗが設けられ、ボトムプレート６，２３に該通水孔１０ｗ，３０ｗに連通する通水孔６ｗ，２３ｗが設けられている。また、サイドプレート７，２４にもそれぞれ冷却水通水用の通水孔７ｗ，２４ｗが設けられている。ベースブロック５，２２には、ボトムプレート及びサイドプレートの通水孔６ｗ，７ｗ，２３ｗ，２４ｗに冷却水を通水するための通水孔（図示略）が設けられている。図６のその他の構成は図４と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【００５１】
図７では、ボトムプレート２３に冷却水の通水孔３３が設けられ、ベースブロック２２及びサイドプレート２４を貫通する通水パイプ３４，３５によって該通水孔３３に冷却水が通水される。入子３０を冷却するために、通水孔３３に連通するように、通水孔３３から入子３０の厚み方向の途中まで延在する通水孔３１が設けられている。該通水孔３１内に仕切板３２が配置され、該通水孔３１内にＵ字形の流路が形成されている。仕切板３２の基端側は通水孔３３内を横断している。通水パイプ３４からの冷却水が仕切板３２に当って通水孔３１内を先端側まで流れた後、Ｕターンして通水孔３３に戻り、該通水孔３３から通水パイプ３５へ流出する。
【００５２】
また、通水孔３３に連通するように、通水孔３３から入子３０の厚み方向の途中にまで延在するヒートパイプ差込穴４０が設けられている。このヒートパイプ差込穴４０にヒートパイプ４１の大部分が差し込まれている。ヒートパイプ４１の後端は通水孔３３内に位置している。通水孔３３内を流れる冷却水によってヒートパイプ４１の基端が冷却され、冷熱がヒートパイプ４１の先端側に伝わり、入子３０が冷却される。
【００５３】
なお、ボトムプレート２３の後面には、仕切板３２、ヒートパイプ４１の出し入れ口３６，３７が通水孔３３に達するように設けられており、該出し入れ口３６，３７に栓体３８，３９が水密的に螺着されている。
【００５４】
また、入子３０の後面には、通水孔３１及びヒートパイプ差込穴４０の周囲を取り巻くようにＯリング４２が装着されている。
【００５５】
ボトムプレート２３とサイドプレート２４とはボルト４５によって連結されている。入子３０及びボトムプレート２３はボルト４６によってベースブロック２２に取り付けられている。
【００５６】
図８では、冷却水通水孔３３を流れる冷却水によって冷却されたボトムプレート２３の冷熱を入子３０に伝達するように熱伝導部材５０が入子３０に設けられている。
【００５７】
熱伝導部材５０は、入子３０の後面と面一状に配置されたバックプレート５１と、該バックプレート５１から起立し、入子３０の厚み方向の途中まで延在した複数枚のシンクプレート５２とを有する。入子３０は、その３次元成形法による製造時に、該バックプレート５１が嵌まる凹所及びシンクプレート５２が差し込まれる凹部が形成される。
厚み方向に延在するシンクプレート５２の長さは、成形品形状を形成する凹部３０ａの形状に合わせて、適宜設定される。
【００５８】
図８では、出し入れ口３６，３７は不要である。図８のその他の構成は、図７と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【００５９】
図６〜８は入子３０の冷却機構を示しているが、入子１０の冷却機構も同様に構成される。
【００６０】
本発明では、入子は合成樹脂製であるので、エジェクタピン２６との摺動によってエジェクタピン挿通孔３０ｂの内周面が摩耗するおそれがある。この摩耗を防止するために、図９のように、エジェクタピン挿通孔３０ｂの内周面に金属製のスリーブ６０を装着してランジ６１が第２ボトムプレート２３のエジェクタピン挿通孔の縁部に係止されている。
【００６１】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ａ，１Ｂ  成形型
２  固定型
３  可動型
４，２０  ベースプレート
５，２２  ベースブロック
６，２３  ボトムプレート
６Ａ，２３Ａ  第２のボトムプレート
７，２４  サイドプレート
１０，３０  入子
１１  スプルーブッシュ
２５  エジェクタプレート
２６  エジェクタピン
３２  仕切板
３３  冷却水通水孔
４１  ヒートパイプ
５０  熱伝導部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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