(57)【要約】【課題】  分割した入れ子であっても入れ子線の発生を抑制できる入れ子構造を備える樹脂成形用金型および樹脂成形方法を提供する。【解決手段】  母型１内に断熱状態で分割し、加熱媒体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させる流路１４（１５）を備える入れ子２、３を有する樹脂成形金型の分割した入れ子２、３の分割面２Ｂ、３Ｂ近傍の母型１に分割入れ子２、３の位置決め手段１１を配置し、各分割入れ子２、３の外周部分に各入れ子２、３の膨張分を見込んで母型１との間に隙間Ｓを設けるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母型内に断熱状態で分割した入れ子を備え、入れ子のキャビティ表面の近傍に、加熱媒体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させる流路を備える樹脂成形金型であって、
前記分割した入れ子の分割面近傍の母型に分割入れ子の位置決め手段を配置し、
前記各分割入れ子の外周部分に各入れ子の膨張分を見込んで母型との間に隙間を設けることを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項２】
前記分割入れ子の位置決め手段は、母型から分割入れ子の分割面近傍に突出させた位置決め突起であり、分割された各入れ子は前記位置決め突起の側面に当接させて位置決めされるものであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形金型。
【請求項３】
前記分割入れ子の少なくとも一方が型開き時にスライドピンにより母型から突出移動可能に構成し、前記分割入れ子の分割面をスライドピンと平行に形成してスライド入れ子を位置決め手段に対してスライド移動可能に固定し、スライドピンのガイド穴を長穴断面とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂成形金型。
【請求項４】
前記分割入れ子の分割面は、母型の面直方向に対して傾斜させて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形金型。
【請求項５】
前記分割入れ子を、母型の収容凹部の底面に対して長穴とボルトにより固定し、前記長穴の長さを位置決め手段からの距離に応じて長く形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形金型。
【請求項６】
母型内に断熱状態で分割した入れ子を備え、入れ子のキャビティ表面の近傍に、加熱媒体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させて樹脂成形品を成形する樹脂成形方法であって、
前記入れ子の分割面近傍の母型に設けた位置決め手段により各入れ子を分割面を合わせて母型に位置決めして型閉めし、
射出成形後の型開き時に前記分割したいずれかの入れ子を分割面に沿って母型から突出させて成形品を成形型から分離させることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項７】
前記分割面は、母型の面直方向に対して傾斜させて配置し、射出成形後の型開き時に前記分割したいずれかの入れ子を前記傾斜した分割面に沿って母型から突出させて成形品を成形型から分離させることを特徴とする請求項６に記載の樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の射出成形や圧縮成形等に用いられる樹脂成形用金型および樹脂成形方法であり、特に、キャビティ表面が交互に加熱冷却される入れ子構造を備える樹脂成形用金型および樹脂成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から成形品近傍のコア部を入れ子構造とし、入れ子に独立制御可能な温調管を配管して、蒸気、水等の媒体によりキャビティ表面を加熱・冷却する樹脂成形用金型構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、入れ子のキャビティ近傍で温調制御、例えば５０℃から１２０℃への加熱・冷却する急速加熱冷却制御を可能としている。そして、独立制御可能な温調管が配管されている入れ子と入れ子を抱える母型の間に、入れ子の熱膨張分を見込んで、膨張時に発生する熱応力が１００ＭＰａ以下となるような隙間を設定するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−０１８２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、温調配管されている入れ子が分割されている場合に上記構造を用いると、隙間を設定しなければならない為、前述の隙間に樹脂が入り込み、成形品に入れ子線が発生する不具合が発生し、この入れ子線は成形サイクル中に型温が変化することによりその幅も変化する不具合が発生する。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、分割した入れ子であっても入れ子線の発生を抑制できる入れ子構造を備える樹脂成形用金型および樹脂成形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、母型内に断熱状態で分割した入れ子を備え、入れ子のキャビティ表面の近傍に、加熱媒体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させる流路を備える樹脂成形金型であって、前記分割した入れ子の分割面近傍の母型に分割入れ子の位置決め手段を配置し、前記各分割入れ子の外周部分に各入れ子の膨張分を見込んで母型との間に隙間を設けるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、母型内に断熱状態で分割され、加熱媒体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させる流路を備える入れ子を有する樹脂成形金型の分割した入れ子の分割面近傍の母型に分割入れ子の位置決め手段を配置し、各分割入れ子の外周部分に各入れ子の膨張分を見込んで母型との間に隙間を設けるようにしたため、入れ子の熱膨張による伸縮が位置決め手段を基準として行われ、位置決め手段の近傍に配置した分割面間の隙間の発生を抑制でき、成形品に入れ子線が発生するのを抑制できる。また、分割した各入れ子は分割面を基準として外側に向かって熱膨張および熱収縮するため、入れ子同士の干渉が無く、干渉による耐久性低下が防げる。しかも、型温の変化によっても分割面による入れ子隙間が一定のため、型製作時に樹脂成形時の設定型温まで昇温せずに金型を仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の入れ子構造を備える樹脂成形用金型および樹脂成形方法を一実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明を適用した入れ子構造を備える樹脂成形用金型の第１実施形態を示す概略断面図である。
【０００９】
図１において、樹脂成形用金型は、固定の母型１に支持されて成形キャビティ５の一方の成形面を形成する入れ子２、３と、入れ子２、３に対向して成形キャビティ５の他方の成形面を形成する可動金型４とを備える。
【００１０】
前記母型１は、入れ子２、３の基部を収容する凹部１０を有し、凹部１０の略中央部に入れ子２、３側に起立させて位置決め突起１１を備える。前記位置決め突起１１は、図示例では、前記凹部１０を横切る矩形状断面を持って柱状に突出している。母型１には、図示しない冷却配管が配置されてその温度を比較的低温に保持されている。
【００１１】
前記入れ子２、３は、母型１に設けた位置決め突起１１を包み込むよう母型１の凹部１０にその鍔部２Ａ、３Ａを挿入して配置され、位置決め突起１１を包み込む部分で２分割して形成している。一方の入れ子２は、位置決め突起１１の一方の側面にその分割面２Ｂを接触させ且つその基部を凹部１０の底面に接触させて配置される。他方の入れ子３は、位置決め突起１１を収容するよう分割面３Ｂから窪ました凹部３Ｃを備え、凹部３Ｃの底部を位置決め突起１１の他方の側面に接触させつつその分割面３Ｂを一方の分割面２Ｂに接触させ、その基部を母型１の凹部１０の底面に接触させて配置している。各入れ子２、３の基部と母型１の凹部１０の底部との間には、図示しないが、入れ子２、３と母型１との間の熱の出入を抑制する断熱構造を備えている。
【００１２】
両入れ子２、３は、図示しないが、母型１の凹部１０の底へ固定する場合には、入れ子２、３側のボルト穴を長穴として各入れ子２、３は図中の矢印方向に移動を許容するようボルト等で固定するが、長穴の長さは、位置決め突起１１に近い側は短く、位置決め突起１１から遠ざかるに連れて長く形成して、入れ子２、３の熱膨張および熱収縮を吸収するものとしている。前記入れ子２、３の周縁に設ける鍔部２Ａ、３Ａの外周と母型１の凹部１０の内周面との間には、入れ子２、３の温度変化による熱膨張および収縮を許容するよう隙間Ｓを形成している。
【００１３】
前記入れ子２、３には、キャビティ５に近接して加熱配管１４および冷却配管１５が配置され、図２に示すように、型開きから加熱配管１４に加熱媒体（高温オイル等）を循環させて流すことで、キャビティ面を加熱して高温（例えば、摂氏１２０〜１４０度）とし、この高温下で所定時間保持された後、型締めから加熱媒体の循環を止めて昇温を完了させ、冷却配管１５に冷却媒体（冷却水等）を循環させて流すことで、キャビティ面を所定時間冷却するようにしている。
【００１４】
以上の構成の入れ子構造を備える樹脂成形金型の動作について以下に説明する。成形時には、図１に示すように、可動金型４と入れ子２、３を備える母型１とを型閉めする。入れ子２、３の鍔部２Ａ、３Ａは可動金型４の合せ面により押さえられて母型１の凹部１０内の所定位置に位置決めされ、可動金型４と入れ子２、３とで成形キャビティ５が形成される。可動金型４と入れ子２、３とが高温となった状態下で、図示しない射出ノズルから、合成樹脂材料を前記可動金型４と前記入れ子２、３との間のキャビティ５内に射出注入する。
【００１５】
前記入れ子２、３は、加熱配管１４に加熱媒体が循環して流通されていることにより、図２の時点ｔ２〜ｔ３に示すように、高温となっており、入れ子２、３とは断熱されている母型１は、破線図示のように比較的低温である。夫々の入れ子２、３は、母型１との熱膨張差により各々、矢印に示すように、位置決め突起１１を基点として分割面２Ｂ、３Ｂから夫々の方向に膨張し、母型１の凹部１０内周面との隙間Ｓを詰める。このとき、夫々の分割面２Ｂ、３Ｂは位置決め突起１１と略同じ位置にあるため、夫々の分割入れ子２、が熱膨張しても互いに離れることを抑制される。
【００１６】
次に、この高温下で所定時間保圧され、その後（時点ｔ３）加熱媒体の循環が停止され、次いで、前記入れ子２、３および可動金型４の冷却配管１５に冷却媒体が循環供給されて急速冷却が開始される。入れ子２、３の温度は急速に低下され、入れ子２、３は温度変化の比較的穏やかな母型１に対して熱収縮、即ち、夫々が分割面２Ｂ、３Ｂに向かって矢印とは反対側に収縮する。この収縮に際しても、入れ子２、３の分割面２Ｂ、３Ｂは位置決め突起１１と略同じ位置にあるため、夫々の分割入れ子２、３が熱収縮しても互いに離れることを抑制される。
【００１７】
その後に可動金型４を母型１から離型させて型開きし、成型品が取出される。成形品の取出しに当たって、入れ子２または３のいずれか一方を母型１に対して分割面２Ｂ（３Ｂ）に沿って移動可能に配置して、例えば、スライドピン１２により母型１より突出するように構成することにより、成形品を押出すようにしてもよい。このように構成した場合には、成形品にアンダーカット（型移動方向に対して成型品の一部が型にひっかかり成型品が取出せないような状態）が存在する場合等に容易に成形品を取出すようにできる。
【００１８】
そして、次の成形品のために再び昇温が開始され、更に型閉めし、樹脂が射出され、昇温を完了後に急冷される前記工程が繰返される。
【００１９】
図３は入れ子の一方がスライドコアに形成された場合の樹脂成形金型の概略断面図を示す。即ち、一方の入れ子３は、スライドピン２０によって型開き時に斜め方向に母型１から突出するよう構成している。このため、入れ子２、３の分割面２Ｂ、３Ｂは、スライドピン２０と平行な面で構成しており、位置決め突起１１の一方の側面は前記分割面２Ｂ、３Ｂと同一平面上に配置している。他方の入れ子２には、分割面２Ｂから凹ました状態で位置決め突起１１を収容しており、位置決め突起１１の他方の側面と他方の入れ子２との当接面は、母型１に対して直立した角度に設定している。
【００２０】
このような入れ子構造を備える樹脂成形金型においては、一方の入れ子３は、図示しないが、位置決め突起１１に対してスライド可能に固定して配置し、母型１と入れ子３との熱膨張差を吸収する隙間をスライドピ２０ンの穴２０Ａを長孔状に形成することで確保する。また、他方の入れ子２は、図示しないが、位置決め突起１１に対してボルトおよび母型１に対して直角方向の長穴を利用して固定し、その鍔部２Ａと母型１の凹部１０内周面との間に母型１と入れ子２との熱膨張差を吸収する隙間Ｓを形成するよう構成する。
【００２１】
この入れ子構造においては、図示するように、成型品形状を入れ子３の背面と母型との間に及んで設けるアンダーカットがある場合に、成形後の型開き時に、スライドピン２０により入れ子３を押出して、成形品を母型１および他方の入れ子２から分離させ、入れ子３に被さった状態の成形品を図中の上方に取出すことで、アンダーカットを含む成形品であっても容易に取出すことができる。成形品取出し後はスライドピン２０を後退させて入れ子３を正規の位置に復帰させて次工程の成形のための準備がなされる。
【００２２】
この入れ子構造においても、分割面２Ｂ、３Ｂに母型１側から設けた位置決め手段１１に対して、夫々分割した入れ子２、３を固定する構成とすることで、夫々の入れ子２、３を位置決め手段１１を基準として夫々の方向に熱膨張差に応じて進出させるようにしたため、分割面２Ｂ、３Ｂの隙間は型温によらず最小限に保つことができ、入れ子線の発生を防止することができる。
【００２３】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２４】
（ア）母型１内に断熱状態で分割され、加熱媒体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させる流路１４（１５）を備える入れ子２、３を有する樹脂成形金型の分割した入れ子２、３の分割面２Ｂ、３Ｂ近傍の母型１に分割入れ子２、３の位置決め手段１１を配置し、各分割入れ子２、３の外周部分に各入れ子２、３の膨張分を見込んで母型１との間に隙間Ｓを設けるようにしたため、入れ子２、３の熱膨張による伸縮が位置決め手段１１を基準として行われ、位置決め手段１１の近傍に配置した分割面２Ｂ、３Ｂ間の隙間の発生を抑制でき、成形品に入れ子線が発生するのを抑制できる。また、分割した各入れ子２、３は分割面２Ｂ、３Ｂを基準として外側に向かって熱膨張および熱収縮するため、入れ子２、３同士の干渉が無く、干渉による耐久性低下が防げる。しかも、型温の変化によっても分割面２Ｂ、３Ｂによる入れ子隙間が一定のため、型製作時に樹脂成形時の設定型温まで昇温せずに金型を仕上げることができる。
【００２５】
（イ）分割入れ子２、３の位置決め手段１１として、母型１から分割入れ子２、３の分割面２Ｂ、３Ｂ近傍に突出させた位置決め突起１１の側面に分割した各入れ子２、３を位置決めして固定するようにすると、入れ子２、３の熱膨張による伸縮が位置決め突起１１を基準として行われ、位置決め突起１１の近傍に配置した分割面２Ｂ、３Ｂ間の隙間の発生を抑制でき、成形品に入れ子線が発生するのをより一層抑制できる。
【００２６】
（ウ）図３に示すように、分割入れ子２，３の少なくとも一方が型開き時にスライドピン２０により母型１から突出移動可能である場合にはし、分割入れ子２、３の分割面２Ｂ、３Ｂをスライドピン２０と平行に形成してスライド入れ子３を位置決め手段１１に対してスライド移動可能に固定し、スライドピン２０のガイド穴２０Ａを長穴断面とすることで、スライドコアの入れ子３に対しても上記（ア）の効果を達成可能である。
【００２７】
（エ）しかも、図３の構成では、いずれかの入れ子３（２）は型開き時にスライドピン２０により分割面３Ｂに沿って突出することにより成形品を母型１および残りの入れ子２（３）から分離させることができる。また、分割面２Ｂ、３Ｂが母型の面直方向に対して傾斜させて配置するため、アンダーカットのある成形品であっても破損させることなく取出すことができる。
【００２８】
（オ）分割入れ子２、３を、母型１の収容凹部１０の底面に対して長穴とボルトにより固定し、前記長穴の長さを位置決め手段１１からの距離に応じて長く形成することにより、分割入れ子２、３は熱膨張および熱収縮に応じて伸縮可能に母型１内に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を示す入れ子構造を備えた樹脂成形金型の概略断面図。
【図２】同じく樹脂成形時における母型および入れ子の温度変化を示すグラフ。
【図３】本発明をスライドコアとした入れ子を備える樹脂成形金型に適用した概略断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１  母型
２、３  入れ子（分割入れ子）
２Ｂ、３Ｂ  分割面
４  可動金型
５  キャビティ
１０  凹部
１１  位置決め手段としての位置決め突起
１４、１５  加熱配管および冷却配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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