(57)【要約】【課題】  金型の構造を複雑にすることなく、冷却が必要な個所を効率的且つ確実に冷却でき、しかもポンプ等の負担を低減することが可能な金型冷却装置及び金型を提供する。【解決手段】  有底の冷却用穴１３が複数穿設された金型１に対して冷却液を供給する可撓性の第二供給用チューブ２８であって、その先端２９部分が金型１内に挿入され夫々の冷却用穴１３の奥面３０付近に至るように配設された複数本の第二供給用チューブ２８と、それらの第二供給用チューブ２８を介して冷却液を圧送するとともに、第二供給用チューブ２８の先端２９から冷却用穴１３の奥面３０に向かって冷却液を吐出させるポンプ２２とを具備する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の冷却用穴が複数穿設された金型に対して冷却液を供給する可撓性の供給用チューブであって、その先端部分が前記金型内に挿入され夫々の前記冷却用穴の奥面付近に至るように配設された複数本の供給用チューブと、
該供給用チューブを介して前記冷却液を圧送するとともに、前記供給用チューブの先端から前記冷却用穴の奥面に向かって前記冷却液を吐出させる圧送手段と
を具備することを特徴とする金型冷却装置。
【請求項２】
前記供給用チューブは樹脂で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金型冷却装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の金型冷却装置が使用される金型であって、
全ての前記冷却用穴に連通され、前記供給用チューブが配設される空間を形成するとともに、夫々の前記供給用チューブから吐出された冷却液を収集し外部に排出する排出通路を備えることを特徴とする金型。
【請求項４】
前記冷却用穴の延長上に位置する前記排出通路の壁面に設けられ、前記冷却用穴を外部から視認可能とする大きさの覗き窓と、
該覗き窓を閉塞する着脱可能な蓋体と
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型冷却装置及び金型に関するものであり、特に、射出成形等の成形機において、金型内に射出された樹脂を早期に固化させるための金型冷却装置、及びその金型冷却装置が用いられる金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の金型冷却装置として、水や油等の冷却液を、冷却液供給管を介して金型へ送ることにより金型を冷却するとともに、金型の冷却によって昇温した冷却液を、冷却機へ還流させ、所定温度まで冷却させた後、再び金型に供給する、循環式の冷却装置が知られている。
【０００３】
図４に示すように、金型４０には、例えばキャビティの近傍に、複数の冷却用穴４１が穿設されるとともに、夫々冷却用穴４１に、細径の冷却パイプ４２（噴流管）が挿入され、さらにそれら複数の冷却パイプ４２の供給口４３と冷却液供給管（図示しない）を連通する供給通路４４、及び複数の冷却パイプ４２から噴出された冷却液を還流管（図示しない）に導く排出通路４５が金型４０内に形成されている。これによれば、冷却液供給管を介して供給された冷却液は、金型４０に形成された供給通路４４を通って冷却パイプ４２内に流れ冷却パイプ４２の先端の噴出口から噴出され、冷却用穴４１の奥面部分を冷却する。また、噴出された冷却液は、冷却パイプ４２の外側を通って冷却用穴４１から流出し、金型４０に形成された排出通路４５を介して還流管に送られる。
【０００４】
なお、射出成形用金型は、一般に、固定型と可動型とから構成されているが、可動型を移動させるため、上記の冷却液供給管及び還流管には、樹脂製のホース等、可撓性の配管が用いられている。
【０００５】
また、図５に示すように、冷却用パイプ４６をアウターパイプ４７とインナーパイプ４８とから構成するとともに、複数の冷却用穴４１に挿入された夫々の冷却パイプ４６を、金型４０の外部まで延出し、さらにその延出部分に冷却液供給管５０及び還流管５１を直接連結させる接続ユニット４９を備えた金型冷却装置も知れている。
【０００６】
以上の従来技術は、当業者において当然として行われているものであり、出願人は、この従来技術が記載された文献を知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図４に示す金型冷却装置では、複数の冷却パイプ４２に連通する供給通路４４、及び複数の冷却用穴４１に連通する排出通路４５を、金型４０内に形成しなければならないため、金型４０の構造が極めて複雑になっていた。換言すると、冷却用穴４１の穿設個所が制約され、局部的に冷却したい部位があっても、その部位に冷却液を供給することが困難となる場合もあった。
【０００８】
また、供給通路４４を介して複数の冷却パイプ４２に冷却液が供給されるため、例えば、一部の冷却パイプ４２の噴出口付近、すなわち冷却用穴４１の奥面部分において冷却液が沸騰し、冷却用穴４１の内部圧力が過度に高くなると、その冷却パイプ４２に冷却液が供給され難くなり、内部圧力が比較的低い他の冷却パイプ４２のみを通って冷却液が流れる恐れがあった。
【０００９】
また、従来の冷却パイプ４２は、ステンレスや黄銅等、熱伝導率の比較的高い金属で形成されていることから、冷却パイプ４２の内部を流れる冷却液と、冷却パイプ４２の外部を流れる冷却液、すなわち金型の冷却によって高温となった冷却液との間で熱交換が促進され、冷却効率の低下を招いていた。さらに、循環式の金型冷却装置では、冷却液を循環させることから、液質の低下により金属製の冷却パイプ４２を腐食させ、閉塞の原因となることが懸念されていた。
【００１０】
さらに、上記の金型冷却装置では、冷却機から、冷却液供給管及び供給通路４４を介して冷却パイプ４２に冷却液が供給されるため、複数の配管及びそれらの接続する継手によって圧力損失が大きくなり、冷却液を圧送するために設けられるポンプ等の負荷が大きくなっていた。
【００１１】
一方、図５に示す金型冷却装置では、供給通路や排出通路を必要としないため、金型４０の構造が簡単になるとともに、必要な部位に冷却液を供給することが可能になるが、その反面、金型４０の外部に接続ユニット４９を配置しなければならず、隣接する冷却パイプ４６同士を近づけることが困難となっていた。つまり、冷却用穴４１の間隔が制限され、冷却能力を上げることが困難となっていた。
【００１２】
そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、金型の構造を複雑にすることなく、冷却が必要な個所を効率的且つ確実に冷却でき、しかもポンプ等の負担を低減することが可能な金型冷却装置及び金型の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかる金型冷却装置は、「有底の冷却用穴が複数穿設された金型に対して冷却液を供給する可撓性の供給用チューブであって、その先端部分が前記金型内に挿入され夫々の前記冷却用穴の奥面付近に至るように配設された複数本の供給用チューブと、該供給用チューブを介して前記冷却液を圧送するとともに、前記供給用チューブの先端から前記冷却用穴の奥面に向かって前記冷却液を吐出させる圧送手段とを具備する」ものである。
【００１４】
ここで、「金型」は、射出成形等の成形機における金型であり、例えば固定型と可動型とから構成されたものを挙げることができる。「冷却用穴」の穿設方向は特に限定されるものではなく、下向き、上向き、または横向きのいずれであってもよい。「供給用チューブ」の内径は特に限定されるものではないが、１〜２ｍｍ程度の細径のものが好ましい。また、金型の冷却によって昇温された冷却液は、排液として処分してもよく、あるいは、還流させるとともに、冷却手段によって冷却させた後、再び金型に供給するようにしてもよい。
【００１５】
本発明によれば、冷却された冷却液は、複数の供給用チューブを通って金型に供給される。特に、夫々の供給用チューブは、金型内に挿入されるとともに、その先端が個々の冷却用穴の奥面付近まで延出されているため、供給用チューブを介して圧送された冷却液は、供給用チューブの先端から夫々の冷却用穴の奥面に向かって吐出される。つまり、従来必要であった金属製の冷却パイプを使用することなく、また金型に供給通路を形成することなく、冷却用穴の奥側部分を冷却することが可能になる。
【００１６】
本発明にかかる金型冷却装置において、「前記供給用チューブは樹脂で形成されている」構成を採用することが好ましい。
【００１７】
これによれば、譬え循環式の金型冷却装置に適用した場合であっても、供給用チューブは腐食することがなく、ひいては腐食による供給用チューブの閉塞が抑制される。つまり、細径の供給用チューブを用いる場合であっても、冷却用穴の奥面部分まで確実に冷却液を圧送することが可能になる。また、樹脂は、金属と比べ熱伝導率が低いため、供給用チューブ内を通る冷却液が、その外部を流れる冷却液すなわち昇温された冷却液によって加熱されることを抑制できる。つまり、冷却効率を上げることが可能となる。
【００１８】
一方、本発明にかかる金型は、「本発明の金型冷却装置が使用される金型であって、全ての前記冷却用穴に連通され、前記供給用チューブが配設される空間を形成するとともに、夫々の前記供給用チューブから吐出された冷却液を収集し外部に排出する排出通路を備える」ものである。
【００１９】
これによれば、供給用チューブの先端から吐出された冷却液は、供給用チューブの外側を通って流れ、冷却用穴から、金型に形成された排出通路に向かって排出される。つまり全ての冷却用穴から排出した冷却液は、排出通路で集められ金型の外部に送られる。なお、いずれの供給用チューブも、排出通路を通って配設されるため、配管するための専用の空間を金型内に別途設けることなく、冷却用穴まで供給用チューブを導くことが可能となる。
【００２０】
ところで、上記のように供給用チューブが排出通路を通って配設される場合、排出通路から個々の冷却用穴に対して、供給用チューブの先端を一本ずつ挿入しなければならない。しかし、外部から視認できない穴に対して供給用チューブを挿入することは極めて困難な作業となり、製造上大きな問題となる。
【００２１】
そこで、本発明にかかる金型冷却装置においては、「前記冷却用穴の延長上に位置する前記排出通路の壁面に設けられ、前記冷却用穴を外部から視認可能とする大きさの覗き窓と、該覗き窓を閉塞する着脱可能な蓋体とをさらに備える」構成を採用することが好ましい。
【００２２】
これによれば、蓋体を取外すことにより覗き窓が開放され、外部から全ての冷却用穴を視認させることが可能になる。このため、作業者は、目で確認しながら、排出通路に挿入された複数の供給用チューブを一本ずつ個々の冷却用穴に挿入させることが可能になる。したがって、製造における作業性を大幅に向上させ、生産性を上げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明の金型冷却装置では、可撓性の供給用チューブを用いて冷却用穴に冷却液が供給されるため、冷却液の供給可能な位置、すなわち冷却用穴の穿設位置が制限されず、所望の部位を確実に冷却することができる。また、少なくとも供給用チューブの下流側には、継ぎ手や他の配管などが一切接続されていないため、先端での圧力損失が抑えられ、圧送手段の負荷を軽減することができる。さらに、接続ユニット等も不要となるため、冷却用穴同士の間隔を極限まで近づけることができ、ひいては冷却能力を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態である金型１、及びその金型１を冷却する金型冷却装置２について、図１乃至図３に基づき説明する。図１は金型１及び金型冷却装置２の構成を模式的に示すシステム構成図であり、図２は金型１の構成を示す斜視図であり、図３は金型１における覗き窓の構成を示す斜視図である。
【００２５】
図２に示すように、本例の金型１は、射出成形用の金型であり、固定型３と、固定型３に対して型締め及び型開き可能に設けられた可動型４とから構成されている。固定型３と可動型４との型合せ面（所謂、分割面）には、成形品の形状に応じたキャビティ（図示しない）が形成されており、射出ノズル（図示しない）から射出された溶融樹脂が固定型３に形成されたスプルー、ライナー、及びゲート（図示しない）等を通してキャビティ内に充填されるようになっている。なお、本例の金型１では、固定型３は、固定型板５及び固定側取付板６を備え、可動型４は、可動型板９、可動側取付板１０、及び入れ子１１（図１参照）を備えている。つまり、固定型３が直彫りで、可動型４が底付き枠形構造による入れ子構造を採用している。
【００２６】
ところで、金型１には、金型冷却装置２（図１参照）を利用してキャビティ付近の温度を冷却できるように、特徴的な構成を有している。なお、本例では、固定型３及び可動型４の両方を冷却可能としているが、これらは互いに同様の構成を採用しているため、ここでは、可動型４についてのみ具体的に説明する。
【００２７】
図１に示すように、可動側取付板１０、可動型板９、及び入れ子１１からなる可動型４には、可動側取付板１０から入れ子１１の分割面すなわちキャビティ付近まで連通する有底の冷却用穴１３が複数穿設されている。なお、各冷却用穴１３のうち、可動型板９に穿設された部分とその両側の部分においては、他の部位（即ち冷却用穴１３の端部側）よりも大径となっており、外周面にＯリング１５を装着したアウターパイプ１６が嵌挿されている。アウターパイプ１６及びＯリング１５は、可動型板９、可動側取付板１０、及び入れ子１１間における水密性を確保するものであり、アウターパイプ１６の内径は、冷却用穴１３の端部側の径に略一致している。
【００２８】
また、可動側取付板１０には、全ての冷却用穴１３に連通され、冷却用穴１３から排出される冷却液を収集する排出通路１４が形成されている。この排出通路１４は、金型１の外部に開放されており、金型１の冷却によって昇温された冷却液を集め、金型１の外部に排出するように構成されている。
【００２９】
一方、金型冷却装置２は、冷却液を冷却する冷却用熱交換器等の冷却装置２１と、冷却液を圧送するポンプ２２と、冷却された冷却液を金型１に供給するとともに、金型１から排出された冷却液を還流させるための循環回路２３とから構成されている。循環回路２３には、マニホルド２４が介装され、マニホルド２４と冷却装置２１の流入口、冷却装置２１の流出口とポンプ２２の流入口、及びポンプ２２の流出口とマニホルド２４が、夫々接続管２６を介して接続されている。ここで、ポンプ２２が本発明の圧送手段に相当する。
【００３０】
また、循環回路２３には、分配器２５が介装され、マニホルド２４と分配器２５とが第一供給用チューブ２７によって接続されている。図２に示すように、分配器２５は、第一供給用チューブ２７によって供給される冷却液を複数の第二供給用チューブ２８に分配するために設けられており、第二供給用チューブ２８の径は、第一供給用チューブ２７に比べて極めて細径（例えば内径が１〜２ｍｍ程度）となっている。ここで、第二供給用チューブ２８が本発明の供給用チューブに相当する。
【００３１】
すなわち、夫々の第二供給用チューブ２８は、排出通路１４を通って金型１内に挿入されるとともに、その先端２９が個々の冷却用穴１３の奥面３０付近まで延出されている。すなわち、第二供給用チューブ２８の本数は、冷却用穴１３の数に一致しており、夫々の冷却用穴１３に対して第二供給用チューブ２８の先端部分が一本ずつ挿入され、その先端２９が冷却用穴１３の奥面３０に相対している。なお、この第二供給用チューブ２８は、可撓性を有した耐熱性の樹脂で形成されている。
【００３２】
また、金型１における排出通路１４とマニホルド２４とは、還流管３３を介して接続されており、排出通路１４から金型１の外部に排出された冷却液は、還流管３３を介して還流するように構成されている。なお、排出通路１４の流出口には、排出通路１４の開口部を閉鎖する排水ジョイント兼用シール金具３２が設けられており、還流管３３の一端を接続するとともに、第二供給用チューブ２８を水密状態で通すことを可能としている。
【００３３】
ところで、図３に示すように、冷却用穴１３の延長上に位置する排出通路１４の壁面３４には、全ての冷却用穴１３を外部から視認可能とする大きさの覗き窓３５と、シール部材（図示しない）を介してこの覗き窓３５を閉塞する着脱可能な蓋体３６とが備えられており、蓋体３６を取外すことにより、冷却用穴１３の位置が視覚的に確認できるようになっている。
【００３４】
続いて、金型１の冷却方法について説明する。ポンプ２２を作動させると、冷却装置２１によって冷却された冷却液は、マニホルド２４を経由して第一供給用チューブ２７に送られる。第一供給用チューブ２７には、分配器２５を介して複数の第二供給用チューブ２８が接続されているため、冷却液は、複数の第二供給用チューブ２８で均等に分配され、金型１に供給される。この際、夫々の第二供給用チューブ２８は、排出通路１４を通って個々の冷却用穴１３に挿入され、その先端が冷却用穴１３の奥面３０付近に至るように配設されているため、第二供給用チューブ２８を介して圧送された冷却液は、第二供給用チューブ２８の先端２９から夫々の冷却用穴１３の奥面３０に向かって吐出される。したがって、冷却用穴１３の奥面３０部分は、第二供給用チューブ２８から吐出された冷却液によって熱を奪われ冷却される。このように、射出充填工程後の冷却工程において、金型１が冷却されることにより、材料が冷却固化されるまでの時間が短縮され、生産性が高くなる。
【００３５】
第二供給用チューブ２８の先端２９から吐出された冷却液、詳しくは気化されなかった冷却液は、第二供給用チューブ２８の外側を通って流れ、冷却用穴１３から、排出通路１４に排出され、その後、排出通路１４に接続された還流管３３及び接続管２６を通って冷却装置２１に還流される。
【００３６】
このように、上記の金型冷却装置１によれば、可撓性の第二供給用チューブ２８を用いて夫々の冷却用穴１３に冷却液が供給されるため、冷却液の供給可能な位置、すなわち冷却用穴１３の穿設位置が制限されない。したがって、冷却が必要な部位を確実に冷却することができる。また、第二供給用チューブ２８の下流側には、継ぎ手や他の配管などが一切接続されていないため、先端での圧力損失が抑えられ、ポンプ２２における負荷を軽減することができる。さらに、冷却用穴１３同士の間隔を極限まで近づけることができるため、冷却能力を大幅に高めることができる。
【００３７】
また、上記の金型冷却装置１によれば、樹脂製の第二供給用チューブ２８を用いたことにより、冷却液の液質が悪化しても、腐食することがなく、腐食による閉塞を抑制することができる。つまり、細径の第二供給用チューブ２８を用いた場合であっても、冷却用穴１３の奥面３０部分まで確実に冷却液を圧送することができる。また、樹脂は、金属と比べ熱伝導率が低いため、第二供給用チューブ２８の内外での熱交換を抑え、第二供給用チューブ２８の内部を流れる冷却液の加熱を抑制することができる。すなわち、効率よく金型１を冷却することができる。
【００３８】
また、上記の金型冷却装置１によれば、排出通路１４を利用して複数の第二供給用チューブ２８が配設されるため、配管するための専用の空間を金型１内に別途設けることなく、冷却用穴１３まで第二供給用チューブ２８を導くことができる。つまり、金型１の構造を複雑にすることなく、冷却することが可能となる。また、排出通路１４の壁面３４には、覗き窓３５が形成されているため、蓋体３６を取外すことにより、外部から全ての冷却用穴１３を視認することが可能になり、ひいては、第二供給用チューブ２８を冷却用穴１３に挿入させる作業を極めて容易にさせることができる。
【００３９】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４０】
すなわち、本実施形態の金型冷却装置１では、複数の第二供給用チューブ２８に冷却液を分配するために、マニホルド２４とは別に分配器２５を設けるものを示したが、複数の第二供給用チューブ２８をマニホルド２４に直接接続し、マニホルド２４によって分配させるようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、可動型板９、可動側取付板１０、及び入れ子１１を備える可動型４において、金型冷却装置２を適用する場合を示したが、金型の構成は特に限定されるものではなく、例えば型板と取付板とから構成される金型において本発明を適用してもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態では、冷却用穴１３の内部にＯリング１５及びアウターパイプ１６を備えることにより水密性を確保する構成のものを示したが、例えば、アウターパイプ１６を用いることなく、可動型板９と可動側取付板１０との間、及び可動型板９と入れ子１１との間にシール部材を介在させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態である金型冷却装置及び金型の構成を模式的に示すシステム構成図である。
【図２】金型の構成を示す斜視図である。
【図３】金型における覗き窓の構成を示す斜視図である。
【図４】従来の金型冷却装置の構成を示す断面図である。
【図５】従来の、他の金型冷却装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  金型
２  金型冷却装置
１３  冷却用穴
１４  排出通路
２２  ポンプ（圧送手段）
２８  第二供給用チューブ（供給用チューブ）
３０  奥面
３４  壁面
３５  覗き窓
３６  蓋体
【図１】
2006056042.tif 000003
【図２】
2006056042.tif 000004
【図３】
2006056042.tif 000005
【図４】
2006056042.tif 000006
【図５】
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