(57)【要約】【課題】  溶融樹脂を充填操作中においては溶融樹脂を高温に維持し、冷却工程においては短時間で急速に冷却できる小型の射出成形用金型を提供する。【解決手段】  射出成形用金型１の型板４、５にに形成される複数の冷却部材挿入孔９、９、・・・に挿抜可能な冷却部材８ａと、コアプレートの間に形成されるゲートブロック挿入孔２５にスライド式に往復動可能に挿入されるゲートブロック１５とを備え、溶融樹脂を充填するときは、ゲートブロック挿入孔２５にゲートブロック１５のゲート２０が形成される部位を収納すると共に、前記冷却部材８ａを前記冷却部材挿入孔９、９、・・・から抜脱し、溶融樹脂を冷却するときは、ゲートブロック１５のゲート２０が形成される部位を抜脱すると共に前記冷却部材８ａを前記冷却部材挿入孔９、９、・・・に挿入する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂が射出されるキャビティが形成されるコアプレートの周囲が熱伝導率の高い材料からなる型板部材により囲繞され、該型板部材の前記コアプレート近傍には複数の長孔が形成されると共に、該各長孔に挿抜可能で、かつ前記キャビティ内に射出された溶融樹脂を冷却する冷却部材を備え、キャビティ内に溶融樹脂を射出するときは前記冷却部材を前記長孔から抜脱し、キャビティ内の溶融樹脂を冷却するときは前記冷却部材を前記長孔内に挿入する冷却部材作動手段を備えることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記コアプレートと、前記コアプレートを囲繞する型板部材との間には、溶融樹脂をキャビティ内に導くゲートが形成されるゲートブロックが配設され、該ゲートブロックを介してキャビティ内に溶融樹脂を充填した後、キャビティ内の溶融樹脂を冷却するときには、ゲートブロックを抜脱するゲートブロック作動手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記ゲートブロックには、ゲートを加熱する加熱手段が配設されることを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融樹脂を充填して樹脂成形品を得る射出成形用金型に関し、更に詳しくは、充填工程においては充填された溶融樹脂を高温に維持し、冷却工程においては短時間で急速に冷却できる射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の射出成形用金型においては、溶融樹脂の射出成形操作時に金型をある一定の温度以下あるいは溶融樹脂の固化に適した温度に保つために、金型内部に貫通孔状に冷媒の経路を形成し、この冷媒の経路に射出成形操作の開始から終了までの間に流体状の冷媒を循環させるという構成が広く一般に用いられている。
【０００３】
そしてこのような構成において、キャビティ内に充填された溶融樹脂を短時間で冷却するため、金型のキャビティの直近に小径の冷却管を複数形成し、これらの冷却管に冷気を導入して金型を冷却する構成が提案されている（特許文献１参照）。この構成は、金型内部のキャビティの直近に冷却管（冷媒の経路）を形成すると共に、冷媒として液体に比較して流動抵抗の小さい冷気（気体）を用いることにより、冷却管が小径であっても効率よく冷気を導入して冷却時間の短縮を図るものである。
【０００４】
しかし常時金型を冷却する構成においては、溶融樹脂を充填すると、充填開始時から溶融樹脂の固化が進行し、流動性が低下してショートショットやウェルドラインなどの成形不良が発生する危険性がある。このため、これらの不具合が発生しないように射出圧力や射出速度を大きくしたり、射出される溶融樹脂の温度を高くしたりするという対策が講じられているが、射出圧力や射出速度を大きくするためには射出装置と型締装置の能力を高める必要があり、射出成形機の大型化を招くことになる。このため、射出成形機の小型化と射出成形サイクルのハイサイクル化の両立を図ることは困難である。一方、射出される溶融樹脂の温度を高くすると、射出後の冷却時間が長くなって射出成形サイクルが延長され、生産性が低下する。
【０００５】
また、金型に溶融樹脂を充填して成形する射出成形やフローモールド成形などにおいては、金型のゲートを介してキャビティ内に溶融樹脂を充填されるが、金型が常時冷却されていると、ゲートやゲートからキャビティに通じるランナーの内壁面に触れた溶融樹脂は冷却されて流動性が低下したり固化したりする。その結果、実際に溶融樹脂が流動可能な流路の断面積が狭められ、溶融樹脂が狭い流路を流れようとすると大きなせん断力がかかってせん断発熱が生じ、キャビティに充填される溶融樹脂の温度が高くなる。溶融樹脂の温度が高くなると、前述のように溶融樹脂の冷却時間が長くなり、射出成形サイクルが延長されて生産効率が低下する原因にもなる。ゲート部分は、溶融樹脂をより速く固化させたり樹脂成形品の表面に生じるゲート痕を分かりにくくするために、極力小さく設計されることが多いが、ゲートの断面積が小さくなるほど（正確にはゲートの断面積とランナーの断面積の比が小さくなるほど）ゲートにおける溶融樹脂の流速が大きくなるため、流路の狭隘化による溶融樹脂の温度上昇が生じやすくなる。
【０００６】
これらの問題は、キャビティに溶融樹脂を充填するときにはランナー及びゲートを高温に維持し、溶融樹脂を充填した後にはランナー及びゲートをキャビティ同様に冷却することで解決が可能である。しかし金型と一体となったランナーやゲートは、いったん溶融樹脂が固化するまで冷却された後、再び溶融樹脂の流動を妨げない温度にまで加熱するには長時間を要し、射出成形サイクルの延長につながる。
【０００７】
このため、短時間でキャビティの加熱と冷却を短いサイクルで行えるように、例えば、溶融樹脂を射出している間はキャビティ近傍に熱媒を循環して加熱し、射出後にキャビティ近傍に冷媒を循環して冷却する方法が開発されて販売されている（たとえば、製品名「Ｔｈｅｒｍｏ  Ｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（金型急温急冷システム）」（株式会社レイケン製））。また、射出成形用金型を構成する可動型及び固定型に、加熱ステージ及び冷却ステージを形成し、この可動型と固定型との間にキャビティが形成されるスライド型を挿入して、スライド型を加熱ステージに位置決めした状態で溶融樹脂を充填し、その後冷却ステージに位置決めして急速に冷却する構成が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
このような構成によれば、溶融樹脂を充填中は溶融樹脂が高温に維持されて成形不良の発生が抑制され、冷却工程において急速に冷却されて冷却時間の短縮を図れるが、金型が比較的大型となるため、射出成形機が大型化する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−５３８１３号公報
【特許文献２】特開平５−９２４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、溶融樹脂を充填中は溶融樹脂を高い温度に維持して成形不良の発生を抑制し、冷却工程においては急速に冷却して冷却時間の短縮を図ることができ、かつ小型に構成できる射出成形用金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するため請求項１に記載の発明は、溶融樹脂が射出されるキャビティが形成されるコアプレートの周囲が熱伝導率の高い材料からなる型板部材により囲繞され、該型板部材の前記コアプレート近傍には複数の長孔が形成されると共に、該各長孔に挿抜可能で、かつ前記キャビティ内に射出された溶融樹脂を冷却する冷却部材を備え、キャビティ内に溶融樹脂を射出するときは前記冷却部材を前記長孔から抜脱し、キャビティ内の溶融樹脂を冷却するときは前記冷却部材を前記長孔内に挿入する冷却部材作動手段を備えることを要旨とするものである。
【００１２】
ここで、請求項２に記載のように、前記コアプレートと、前記コアプレートを囲繞する型板部材との間には、溶融樹脂をキャビティ内に導くゲートが形成されるゲートブロックが配設され、該ゲートブロックを介してキャビティ内に溶融樹脂を充填した後、キャビティ内の溶融樹脂を冷却するときには、ゲートブロックを抜脱するゲートブロック作動手段を更に備えることが望ましい。
【００１３】
更に請求項３に記載のように、前記ゲートブロックには、ゲートを加熱する加熱手段が配設されることが望ましい。  
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、溶融樹脂を充填している間は冷却部材による冷却が行われず、かつ長孔内部に充満する空気が断熱体として機能するため、溶融樹脂が冷却されにくく、流動性の低下による成形不良や流路断面積の狭隘化による溶融樹脂の異常な発熱の発生が抑制される。そして溶融樹脂を充填後に前記長孔に冷却部材を挿入すると、キャビティ内に充填された溶融樹脂は直ちに冷却されて短時間で固化することから、冷却時間の短縮を図ることができる。ここで、射出成形用金型には冷却部材を挿入する長孔が形成されるのみであることから、金型を大型化する必要はなく小型に維持できる。また、射出成形用金型のコアサイズが同じであれば、複数の金型にわたって長孔の数や位置を同一設計として冷却部材を共用できるため、射出成形用金型の交換に際して冷却部材の交換は必要なく、交換に要する作業時間の短縮をはかることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、溶融樹脂を充填後はゲートブロックをコアプレート近傍から退避させることにより、キャビティ内に充填された溶融樹脂を冷却するときにゲートブロックまで冷却されることはなく、再び溶融樹脂を充填するときにゲートブロックを再加熱する時間を短縮することができる。
【００１６】
さらに請求項３に記載のように、ゲートブロックに加熱手段を配設して、ゲートは常に溶融樹脂の射出に適した温度に維持すると、樹脂成形品の取り出し後、直ちに次の射出操作に移行できることから、樹脂成形品取り出し後においてゲートを加熱する時間を省略でき、射出成形サイクルのハイサイクル化を図ることができる。また、溶融樹脂の冷却工程においてはコアプレートから離れた位置において加熱されることから、ゲートの有する熱が充填された溶融樹脂に伝わらず、溶融樹脂の冷却時間が長くなることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る射出成形用金型の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る射出成形用金型の一部を切断して示した斜視図、図２はこの金型の内部構造を断面的に示した図であり、（ａ）は冷却部材挿入孔９及びゲートブロック挿入孔２５が開口する側から見た図、（ｂ）はその側方から見た図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように本実施の形態に係る射出成形用金型１は、溶融樹脂が充填されるキャビティ２が形成される一組のコアプレート３、３と、それぞれのコアプレート３、３の周囲を囲繞するように形成される固定側型板４及び可動側型板５と、これらの型板４、５を射出成形機の型締め装置（図示せず）に装着する固定側取付板６及び可動側取付板７と、キャビティ２内に充填された溶融樹脂を冷却する冷却部材８ａ（又は８ｂ）と、キャビティ２に溶融樹脂を導くゲートピース１６が配設されるゲートブロック１５を有する。
【００１９】
これらの各要素について説明すると、コアプレート３、３は結合した状態において内部にキャビティ２が形成され、このキャビティ２に溶融樹脂を充填して樹脂成形品を得ることができる。キャビティ２内に充填された溶融樹脂を速やかに冷却するため、このコアプレート３、３は熱伝導率の高い材料、例えば銅−ベリリウム合金などから形成されることが望ましい。また、本発明は小型の射出成形用金型に適用されるものであり、例えば１回の溶融樹脂の充填により１個の樹脂成形品を得ることができるいわゆる１個取りの金型を構成するものであることが望ましい。
【００２０】
固定側型板４及び可動側型板５も、コアプレート３、３のキャビティ２に射出された溶融樹脂を速やかに冷却するために熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウム合金などから形成されることが望ましい。また、気体や液体などの流体の通過を許容する多孔質金属から形成されるものであってもよい。流体の通過を許容する多孔質金属として、例えば多孔質ステンレスや多孔質アルミニウムなどが適用でき、より具体的には、「メタポール−ＭＥＴＡＰＯＲ（商品名）」（Ｐｏｎｔｃ  Ｌｔｄ．スイス社製）、「ヒポラス（商品名）」（（株）神戸製鋼所製）などを適用することができる。
【００２１】
そしてこれらの型板４、５には冷却部材８ａ（又は８ｂ）を挿抜可能な複数の冷却部材挿入孔９、９、・・・と、ゲートブロック１５がスライド式に往復動可能に挿入できるゲートブロック挿入孔２５が形成される。また、固定側取付板６及び固定側型板４には取付板６の表面から型板５を貫通してゲートブロック挿入孔２５の内壁面に達する溶融樹脂経路２６が形成され、この溶融樹脂経路２６の近傍にはヒータ２７が配設される。このヒータ２７は、固定側型板４に長孔を形成してこの長孔に熱媒を循環する構成のものや、長孔内にカートリッジヒータなどを挿着する構成のものなど、公知の各種加熱手段が適用できる。
【００２２】
各型板４、５に形成される冷却部材挿入孔９、９、・・・は、各型板４、５の表面からコアプレート３、３近傍に達し、かつコアプレート３、３の周囲を取り囲むように複数形成される。なお、ここでは冷却部材挿入孔９、９、・・・が型板４、５を貫通する構成を示しているが、必ずしも貫通しなくともよい。そしてこの冷却部材挿入孔９、９、・・・の中間から型板４、５の表面とを連通する排気孔１０が形成される。なお、冷却部材挿入孔９、９、・・・が貫通孔でない場合は、孔の底近傍から型板４、５の表面に至るように排気孔１０が形成されることが望ましい。
【００２３】
ここで、型板４、５を多孔質材料から形成する場合においては、型板４、５の表面に気体が通過できないコーティング、例えば硬質Ｃｒメッキなどの極厚の金属鍍金が施される。そして前記冷却部材挿入孔９、９、・・・に連通する排気孔１０が形成されず、外気と型板４、５内部との間で気体の通過が可能なようにコーティングを施さない部位を１箇所あるいは複数箇所残存させておく。
【００２４】
ゲートブロック挿入孔２５は、冷却部材挿入孔９、９、・・・と同じ軸線方向に形成される貫通孔であり、その内壁面にはコアプレート３の外周面の一部が露出し、ゲートブロック挿入孔２５の内壁面の一部を形成する。なお、このコアプレート３の露出する面は、溶融樹脂経路２６と対向する位置に形成される。
【００２５】
図３は、冷却部材８ａ、８ｂの構造を模式的に示した断面図であり、（ａ）に示す冷却部材８ａは内部を冷媒が循環する構成を、（ｂ）に示す冷却部材８ｂは冷却棒から冷媒が吐出される構成を有するものを示している。ここで、図中の矢印ｂは、冷媒の流れを示している。（ａ）及び（ｂ）に示す冷却部材８ａ、８ｂは、いずれも前記型板４、５に形成される冷却部材挿入孔９、９、・・・に挿抜可能な複数の冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・又は冷却棒３０ｂ、３０ｂ、・・・と、これらの冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・（又は３０ｂ、３０ｂ、・・・）を支持する基部３１とからなり、冷却棒３０、３０、・・・・（又は３０ｂ、３０ｂ、・・・）及び基部３１の内部には空洞が形成される。
【００２６】
図３（ａ）に示す冷却部材８ａは、冷却部材８ａの外部から各冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・の内部の先端近傍に至る冷媒導入管３２が配設される。この冷媒導入管３２は基部３１を通じて冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・の内部に同軸的に挿入され、その先端は開口して冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・の先端の端面内壁面に近接して対面する。そして外部から冷媒導入管３２に導入された冷媒は、冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・の内部の先端近傍に吐出され、冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・の内壁面と冷媒導入管３２の外壁面との間を通過して基部３１に至り、基部３１に連通する冷媒回収回路３３から冷却部材８ａの外部に排出される。排出された冷媒は回収され、温度調整手段（図示せず）により温度を調整されて再び冷媒導入管３２に導かれる
【００２７】
一方、図３（ｂ）に示す冷却部材８ｂは、冷却棒３０ｂ、３０ｂ、・・・の先端に吐出孔３４が形成され、外部から基部３１の内部に導入された冷媒は冷却棒３０ｂ、３０ｂ、・・・を先端側に向かって流れ、冷却棒３０ｂ、３０ｂ、・・・の先端に形成される吐出孔３４から吐き出されるように構成される。
【００２８】
ここで、適用される冷媒としては、水などの液体や圧縮空気などの気体、粉砕ドライアイスを圧縮空気等に混入した流体、二酸化炭素ガス、窒素ガスなどのような低温気体などが適用できる。特に図３（ｂ）に示した冷却部材を用いる場合には、冷媒は外部に放出されるため、無害でかつ気体の冷媒を用いることが望ましい。
【００２９】
図４は、ゲートブロック挿入孔２５に挿入されるゲートブロック１５の構造を示した図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ反対面側から見た外観斜視図、（ｃ）は内部構造を模式的に示した断面図である。このゲートブロック１５は、断熱性の材料から形成される本体１７の一側寄りにゲートピース１６が埋め込まれるように挿着される（以下、こちら側の一側を「ゲートピース側１８」と記す）。このゲートピース１６はキャビティ２に溶融樹脂を導く貫通孔状のゲート２０が形成され、その近傍にはゲートピース１６を加熱する第１の加熱手段２１が配設される。また、ゲートブロック１５のゲートピース１６が挿着されない側の一側寄りには、その一面上に冷却手段２３が構成され、反対側の一面上には第２の加熱手段２２が構成されて冷却手段２３、断熱性の材料（即ち本体１７）、第２の加熱手段２２とが積層構造をなす（以下、こちら側の一側を「温調側１９」と記す）。
【００３０】
ここで、ゲートブロック１５の温調側１９の一面上に構成される冷却手段２３としては、例えば熱伝導率の高い材料の内部に管路状の冷媒の経路を形成し、この冷媒の経路に冷媒を導入して冷却する構成のものや、各種公知の冷却手段を備える冷却部材を適用できる。同じく第２の加熱手段２２も、熱伝導率の高い材料の内部に管路状の熱媒の経路を形成し、この熱媒の経路に熱媒を導入して加熱する構成のものや、各種公知の加熱手段を備える加熱部材、例えばカートリッジヒータなどを適用できる。
【００３１】
そしてこのゲートブロック１５を、温調側１９の部位の冷却手段２３が構成される面側をコアプレート３が露出する側に、第２の加熱手段２２が構成される面側を固定側型板４の溶融樹脂経路２６が形成される面側に当接する向きでゲートブロック挿入孔２５に挿入する。そしてゲートピース側１８の部位がゲートブロック挿入孔２５の内部に収納されると、固定側型板４に形成される溶融樹脂経路２６とゲートピース１６に形成されるゲート２０とが連通してコアプレート３、３の内部に形成されるキャビティ２に溶融樹脂を充填でき、温調側１９がゲートブロック挿入孔２５に収納されると、冷却部材２３がコアプレート３に当接すると共に第２の加熱手段２２が固定側型板４の溶融樹脂経路２６の近傍に当接し、かつゲートピース１６が金型外部に露出する。
【００３２】
ここで、冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・（又は３０ｂ、３０ｂ、・・・）の表面、ゲートブロック１５の表面、冷却部材挿入孔９、９、・・・の内周面及びゲートブロック挿入孔２５の内壁面は、それぞれ相互に摺動することから、ＤＬＣコーティング、窒素イオンやフッ素イオンなどのイオン注入などの低摩耗処理を施すことが望ましい。特にゲートブロック１５の冷却手段２３が構成される面については、溶融樹脂の充填後に溶融樹脂の圧力が加わることから、溶融樹脂の圧力に耐え得るよう、表面に高度の高い材料を装着した上で低摩耗処理を施すことが望ましい。
【００３３】
冷却部材８ａ（又は８ｂ）及びゲートブロック１５は、それぞれを駆動する駆動機構（図示せず）と、これらの駆動機構を制御する制御手段（図示せず）により、矢印ａの方向に往復動するよう構成される。駆動機構としては、例えば流体式のシリンダにより往復動するものや、モータとボールネジの組合せにより往復動する構成のものなど、各種の公知の駆動機構を適用することがでる。また、これら駆動機構を作動させる制御手段も、制御プログラムが組み込まれた電子回路などから構成される各種の公知の制御手段が適用される。この制御手段は、独立したものであっても良く、射出成形機本体の制御手段に組み込まれるものであってもよい。
【００３４】
このような構成を有する射出成形用金型１の動作は次の通りである。図５及び図６は、射出成形操作における冷却部材８ａの動作を示した模式図であり、図５は冷却部材８ａが抜脱されて充填された溶融樹脂を冷却しない状態を、図６は冷却部材８ａを挿入して充填された溶融樹脂を冷却する状態を示す。なお、図においては冷媒が循環する冷却部材８ａが適用される構成を示しているが、冷媒を吐出する冷却部材８ｂを適用する場合も基本的には同様の動作をする。
【００３５】
まず、あらかじめゲートブロック１５を第１の加熱手段２２により所定の温度に加熱、維持しておく。そして図５に示すように、冷却部材８ａ（又は８ｂ）を冷却部材挿入孔９、９、・・・から抜脱すると共に、ゲートブロック１５のゲートピース側１８がゲートブロック挿入孔２５に収納された状態で溶融樹脂の充填を行う。ここで矢印ｅは溶融樹脂の流れを示している。図５に示す状態においては、充填される溶融樹脂は冷却部材８ａ（又は８ｂ）によっては冷却されず、また、コアプレート３、３の近傍に形成される冷却部材挿入孔９、９、・・・内には空気が充満しており、空気は金属に比較して熱伝導率が低いことから、冷却部材挿入孔９、９、・・・が断熱体として機能する。このため、溶融樹脂を充填した時点から急速に溶融樹脂の固化が開始しなくなり、充填操作中に溶融樹脂の流動性の低下によるショートショットやウェルドラインなどの成形不良の発生が抑制される。また、ゲートブロック１５は予め加熱されているため、ゲート２０の内壁面に溶融樹脂が付着して溶融樹脂の流路の断面積が減少し、溶融樹脂に大きなせん断力がかかって溶融樹脂の温度が不必要に上昇することも抑制される。
【００３６】
ゲートの加熱温度としては、例えば結晶性の樹脂においては、ＤＳＣ測定の等温結晶化において、半結晶時間（結晶化おいて放出する全熱熱量のうちの半分の熱量が放出されるのに要する時間、あるいは簡便には結晶化に要する全時間の半分の時間）が２０秒以上となる温度又は−１０℃／ｍｉｎの冷却速度での測定における結晶ピークの現れる結晶化温度と１０℃／ｍｉｎの加熱速度での測定において融点ピークが現れる温度との差に０．７５を積算した値を結晶化温度に加算した温度以下とすることが望ましい。また、非晶性樹脂においては溶融温度とガラス転移点の差に０．７５を積算した値をガラス転移点の温度に加算した温度以下であるか、溶融温度と材料メーカが推奨する金型設定温度の差に０．７５を積算した値をガラス転移点に足した温度以下の温度であることが望ましい。
【００３７】
このような温度設定によれば、溶融樹脂は大きく流動することはないが、かといって固化することもない状態となり、充填中に大きく流動性が低下して成形不良が生じたりゲート２０の内壁面に付着して溶融樹脂の経路断面積の狭隘化を招くことがなく、かつ保圧時間及び冷却時間を短くすることができる。
【００３８】
そして、溶融樹脂の充填後、図５に示すように冷却部材８ａ（又は８ｂ）を矢印ｃの向きに移動させると共に、ゲートブロックを矢印ｄの向きにスライドさせる。そして図６に示すように冷却部材挿入孔９、９、・・・に冷却部材８ａ（又は８ｂ）の冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・（又は３０ｂ、３０ｂ、・・・）が挿入されると共に、ゲートブロック１５の温調側１９の部位がゲートブロック挿入孔２５の内部に収納される状態とする。
【００３９】
ここで、図３（ａ）に示す冷却部材８ａを用いる場合には、挿入する前から予め冷媒を循環させておく。冷却部材８ａの冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・を冷却部材挿入孔９、９、・・・に挿入すると、冷却部材挿入孔９、９、・・・の内部に充満していた空気は、冷却部材８ａにより押し出されて排気孔１０から抜け出る。このため、冷却部材挿入孔９、９、・・・の内部の気圧が高まることなくスムーズに冷却部材８ａを挿入することができる。また、各型板４、５が気体や液体などの流体の通過を許容する多孔質材料から形成されておれば、冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・に押し出された空気は各型板４、５の内部を通過し、表面のコーティングが施されない箇所から外部に抜け出る。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示す冷却部材８ｂを用いる場合には、挿入と同時に、あるいは挿入の直前から冷媒の吐出を開始する。冷却棒３０ｂ、３０ｂ、・・・の先端から吐き出された冷媒は、キャビティ２の内部に充填された溶融樹脂の熱を奪いつつ冷却部材挿入孔９、９、・・・の内部を流れ、排気孔１０から外部に抜け出る。この場合、冷却棒３０ｂ、３０ｂ、・・・は断熱性の材料から形成でき、長さも図３（ａ）に示す冷却棒３０ａ、３０ａ、・・・より短く形成されることから、冷却棒３０ｂの表面に結露や積霜が発生しにくく、かつ冷却棒３０ｂの挿抜をスムーズに行うことができる。ここで、各型板４、５が気体や液体などの流体の通過を許容する多孔質材料から形成されておれば、吐出孔３４から吐き出された冷媒は各型板４、５の内部に浸透してキャビティ２に充填された溶融樹脂を冷却し、各型板４、５の表面のコーティングが施されない箇所から外部に抜け出る。
【００４１】
このようにすれば、冷却部材挿入孔９、９、・・・に挿入された冷却部材８ａ（又は８ｂ）及びコアプレート３、３に当接するゲートブロック１５の冷却手段２３がキャビティ２内に充填された溶融樹脂を速やかに冷却するため、短時間で冷却を終了することができる。
【００４２】
一方、固定側型板４に形成される溶融樹脂経路２６の近傍は、加熱部材及びゲートブロック１５の第１の加熱手段２２より加熱され、キャビティ２に充填された溶融樹脂を冷却するときにおいても温度が低下しないため、次の溶融樹脂の充填操作において溶融樹脂経路２６の内壁面を再び加熱する必要がなく、直ちに次の溶融樹脂の充填操作を行うことができる。同様にゲートピース１６はゲートブロック挿入孔２６から突出した状態で加熱されており、溶融樹脂の冷却の影響を受けることがないから、直ちに次の溶融樹脂の充填操作に移行できる。このため充填操作に先立って溶融樹脂経路２６やゲートピース１６の加熱時間を省略できる。またゲートピース１６はコアプレート３から離れた位置で加熱されることから、反対にゲートピース１５の熱が溶融樹脂に伝達して冷却時間を長引かせることもない。このため、射出成形サイクルのハイサイクル化を図ることができる。
【００４３】
ここで、ゲートピース１６が突出している間にゲートピース１６にエアノズルなどを用いてエアなどを噴射し、ゲート２０の内部に残留している樹脂を除去することができる。
【００４４】
なお、溶融樹脂の充填時において溶融樹脂の温度が高い場合には、冷却部材挿入孔９、９、・・・に空気などを送気して、溶融樹脂の流動性の低下やキャビティ内壁面への付着が生じない程度に冷却する構成であっても良い。一方、溶融樹脂の充填操作中に溶融樹脂の温度が低下しすぎる場合においては、冷却部材挿入孔９、９、・・・内に断熱材料を挿入して溶融樹脂の熱が放散されるのを防止したり、ヒータ等の加熱手段を挿入して加熱するなどする構成であっても良い。このようにすれば、充填操作中の溶融樹脂の温度を最適な温度に保つことができる。
【００４５】
また、射出成形用金型のコアサイズが同程度のものであれば、冷却部材挿入孔９、９、・・・の数や位置などを共通設計とすることにより、１組の冷却部材を複数の射出成形用金型で共用できることから、射出成形用金型の交換においても冷却部材の交換の必要がない。このため、射出成形用金型の交換作業が簡略化でき、作業時間の短縮をはかることができる。すなわち、射出成形用金型に冷媒の経路を直接形成する従来の構成によれば、射出成形用金型の交換においては連結される冷媒供給／排出用のホース内の冷媒をこぼさないように注意しながら取り外し、次の射出成形用金型を設置した後に冷媒の循環経路を考えながら再連結する必要があるが、冷却部材を挿抜する構成によれば、射出成形用金型自体には冷媒は循環しないためこのような作業を行う必要がない。
【００４６】
以上、本発明の各種実施例について詳細に説明したが、本発明は前記各実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば型板に形成される冷却部材挿入孔の位置及び本数は必要となる冷却効率や金型の強度を考慮して適宜決定することができる。また、冷却部材挿入孔及び冷却部材の冷却棒の断面形状も円形に限られるものではなく、冷却棒と冷却部材挿入孔の内周面との接触面積を増加させるため、板状のものや多角形のものでもよく、さらに表面に凹凸を形成する構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形用金型の外観斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る射出成形用金型の平面図であり、（ａ）は冷却部材挿入孔及びゲートブロック挿入孔が開口する面側から見た図、（ｂ）は（ａ）の側方側から見た図である。
【図３】冷却部材の構造を模式的に示した断面図であり、（ａ）は冷媒が循環する構成を有するもの、（ｂ）は冷媒を吐出する構成を有するものである。
【図４】ゲートブロックの構造を示した図であり、（ａ）は冷却手段が構成される側から見た外観斜視図、（ｂ）は第２の加熱手段が構成される側から見た外観斜視図、（ｃ）は内部構造を示した断面図である。
【図５】上記実施の形態の射出成形用金型の動作を模式的に示した断面図であり、冷却部材が抜脱されて金型が冷却されない状態を示す。
【図６】上記実施の形態の射出成形用金型の動作を模式的に示した断面図であり、冷却部材が挿入されて金型が冷却される状態を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１  射出成形用金型
４  固定側型板
５  可動側型板
８ａ  冷却部材
９  冷却部材挿入孔
１５  ゲートブロック
２０  ゲート
２５  ゲートブロック挿入孔
【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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