(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型本体に、多孔質の焼結金属層を設け、この焼結金属層へ冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させる樹脂成形金型において、前記焼結金属層を互いに独立させることで複数個の流路を金型本体に形成し、前記複数個の流路に供給する前記熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置を備えたこと特徴とする樹脂成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂成形金型の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形金型として、例えば▲１▼特開平７−２８５１６９号公報「樹脂成形用金型」や▲２▼実開平６−９７４４号公報「金型」が知られている。
上記▲１▼は、同公報の図１によれば、金型本体１４（符号は公報に記載の符号を流用）を加熱又は冷却のために多孔質焼結金属で形成し、金型本体１４のキャビティに金属、合成樹脂又はセラッミクなどの表面被膜１２を形成し、金型本体１４をバックプレート１６Ｒで覆い、このバックプレート１６Ｒに温調流体供給管２２Ｒ及び温調流体排出管２４Ｒを接続したものである。
上記▲２▼は、同公報の図１によれば、金型１のキャビティ２表面近傍に冷却のために多孔質材の部分域３を形成し、この部分域３にメッキ等の表層７を形成し、この表層７の反対から部分域３に給水路４及び排水路５を接続したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記▲１▼の樹脂成形用金型では、金型本体１４を多孔質焼結金属で形成し、金型本体１４のキャビティに金属、合成樹脂又はセラッミクなどの表面被膜１２で覆っただけのものなので、温調流体供給管２２Ｒから温調流体排出管２４に向けて金型本体１４に加熱媒体又は冷却媒体を流すときに、キャビティ２の必要部位によって加熱又は冷却の度合いを変化させることはできない。すなわち、複雑に入り組んだキャビティを有する金型には不向きである。
上記▲２▼の金型では、金型１のキャビティ２表面近傍に冷却のために多孔質材の部分域３を形成し、この部分域３にメッキ等の表層７を形成し、この表層７の反対から部分域３に給水路４及び排水路５を接続しただけのものなので、上記▲１▼の樹脂成形用金型と同様に、キャビティ２の必要部位によって冷却の度合いを変化させることはできない。
【０００４】
また、射出成形の場合には、樹脂を供給する射出成形機のスプルーに近い部分は、樹脂を射出した後も比較的高温になる部位である。従って、金型の末端部では金型温度が下がっても、スプルーに近い部分では金型温度が高いことがしばしばある。すなわち、成形時間はスプルーに近い部分の樹脂が硬化するまでの時間に左右されることになり、生産性の向上のためには、詳細に金型温度を検出して金型温度を制御する必要にせまられる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、金型本体の温度を均一化して制御するできる樹脂成形金型を、あるいは、金型本体の温度を部分的に差を付けて制御することのできる樹脂成形金型を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、金型本体に、多孔質の焼結金属層を設け、この焼結金属層へ冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させる樹脂成形金型において、焼結金属層を互いに独立させることで複数個の流路を金型本体に形成し、複数個の流路に供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置を備えたこと特徴とする。
【０００７】
金型本体に、多孔質の焼結金属層を設け、この焼結金属層へ冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させる樹脂成形金型において、焼結金属層を互いに独立させることで複数個の流路を金型本体に形成し、複数個の流路に供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置を備え、熱媒体の量及び／又は温度を緻密に制御する。
すなわち、焼結金属層を互いに独立させることで複数個の流路を金型本体に形成し、複数個の流路に供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置を備えることで、熱媒体の量及び／又は温度を緻密に制御し、成形品の品質の向上を図る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る樹脂成形金型の斜視図であり、後述する樹脂金型装置２０に制御装置６０を設けた樹脂成形システム１０を示す。
樹脂成形システム１０は、樹脂成形品Ｗを形成する樹脂金型装置２０と、この樹脂金型装置２０を制御する制御装置６０とからなる。
樹脂金型装置２０は、樹脂成形金型としての可動側金型３０と樹脂成形金型としての固定側金型４０とから構成するものであって、可動側金型３０に成形凸部３２を形成し、固定側金型４０に成形凹部４２を形成し、これらの成形凹部４２及び成形凸部３２を合せることで樹脂成形品Ｗを成形するためのキャビティ５０を形成するものである。
【０００９】
図２は図１の２−２線断面図であり、可動側金型３０の縦断面を示す。
可動側金型３０は、金型本体３１に形成した成形凸部３２と、金型本体３１に形成した複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆ（３３Ｃのみ図示）と、これらの流路３３Ａ〜３３Ｆにそれぞれ形成する多孔質の焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆ（３４Ｃのみ図示）と、これらの焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを一括して覆う蓋部材３５と、流路３３Ａ〜３３Ｆに形成それぞれ形成した入水口３６Ａ〜３６Ｆ（３６Ｃのみ図示）及び排水口３７Ａ〜３７Ｆ（３７Ｃのみ図示）とからなる。
固定側金型４０は、金型本体４１に成形凹部４２を備え、金型本体４１に可動側金型３０と略同一の流路、焼結金属層、蓋部材、入水口及び排水口を備えるものであり、詳細な説明は省略する。
【００１０】
図３は図１の３−３線断面図であり、可動側金型３０の横断面を示す。
流路３３Ａは、流路３３Ａの底３９Ａがキャビティ５０に近づくように金型本体３１に形成するものであり、流路３３Ｂ〜３３Ｆについても流路３３Ａと同様に形成したものである。なお、３９Ｂ〜３９Ｆは、それぞれ流路３３Ｂ〜３３Ｆの底を示す。また、３８・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）は流路３３Ａ〜３３Ｆを仕切る流路壁を示す。
焼結金属層３４Ａは、熱媒体（不図示）としての冷却用媒体又は加熱用媒体を流通させるための部材であり、熱媒体は、焼結金属層３４Ａを流通させることで可動側金型３０を強制冷却又は強制加熱を図るための媒体である。また、焼結金属３４Ｂ〜３４Ｆは、焼結金属層３４Ａと同様に形成したものである。
【００１１】
蓋部材３５は、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを一括して覆うベース部３５ａと、このベース部３５ａに形成した冷却フィン３５ｂ・・・とからなる部材である。
冷却フィン３５ｂ・・・は、流路壁３８・・・の軸線Ｃ・・・上に配置することで、可動側金型３０の放熱効果の促進を図ることを狙ったものである。
【００１２】
図４は図１の４−４断面図であり、可動側金型３０の平面断面を示す。
可動側金型３０は、流路３３Ａ〜３３Ｆの底３９Ａ〜３９Ｆがキャビティ５０に近づくように流路３３Ａ〜３３Ｆを金型本体３１に形成し、この金型本体３１の流路３３Ａ〜３３Ｆに焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを形成し、この焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを蓋部材３５で塞ぎ、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆに冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体（不図示）を流通させるようにしものであると言うことができる。従って、キャビティ５０の強度を維持しつつ熱媒体の通路を形成することができる。この結果、耐久性を向上させた樹脂成形金型（可動側金型３０）を得ることができる。
【００１３】
図５は本発明に係る樹脂成形金型の制御装置のブロック図である。
制御装置６０は、金型本体３１の流路３３Ａ〜３３Ｆに熱媒体（不図示）を送るポンプ６１と、熱媒体を貯溜するタンク６２と、入水口３６Ａ〜３６Ｆにそれぞれ設けた流量センセ６３Ａ〜６３Ｆと、入水口３６Ａ〜３６Ｆにそれぞれ設けた流量調節弁６４Ａ〜６４Ｆと、流路３３Ａ〜３３Ｆに設けた温度センサ６５Ａ〜６５Ｆと、これらの温度センサ６５Ａ〜６５Ｆ及び流量センセ６３Ａ〜６３Ｆの情報で流量調節弁６４Ａ〜６４Ｆ及びポンプ６１を制御するコントローラ６６とからなる。なお、本図は流量センセ６３Ａ〜６３Ｆを、流量センセ６３Ａから流量センセ６３Ｆに向かって図面右下がりに表示したが、流量センセ６３Ａ〜６３Ｆは、流路３３Ａ〜３３Ｆの入水口３６Ａ〜３６Ｆからの距離をほぼ同一に、即ち図面横方向に一直線上に配置するものである。
【００１４】
すなわち、可動側金型３０は、金型本体３１に、多孔質の焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを設け、この焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆへ冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体（不図示）を流通させる樹脂成形金型において、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを互いに独立させることで複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆを金型本体３１に形成し、複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆに供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置６０を備えたものである。
【００１５】
焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを互いに独立させることで複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆを金型本体３１に形成し、複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆに供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置６０を備えるたので、熱媒体の量及び／又は温度を緻密に制御することができる。この結果、成形品の品質の向上を図ることができる。
【００１６】
以上に述べた可動側金型３０（樹脂成形金型）の作用を次に説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る樹脂成形金型の第１作用説明図であり、可動側金型３０（図３参照）の製作手順の一例を示す。
（ａ）において、金属ブロック５２に成形凸部３２及び流路３３Ａ〜３３Ｆを形成し、金型本体３１を製作する。
（ｂ）において、鉄系金属、アルミニウム系金属若しくはステンレス鋼の金属粒５３・・・を流路３３Ａ〜３３Ｆに充填する。
（ｃ）において、流路３３Ａ〜３３Ｆに金属粒５３・・・を充填済みの金型本体３１を焼結炉５４に入れ、金属粒５３・・・同士を焼結させ、焼結金属層３４を形成する。
【００１７】
（ｄ）において、蓋部材３５で焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを一括して覆い、ボルト締め又は熱溶着を行ない、流路３３Ａ〜３３Ｆを密封する。その後、成形凸部３２面の仕上を行なう。例えば、成形凸部３２面と流路３３Ａの底３９Ａ面との厚さをｔとするときに、厚さｔを２ｍｍから５ｍｍの範囲に設定する。ここで、厚さｔが２ｍｍ以下では成形凸部３２の強度が不足する。また、５ｍｍ以上では冷却効率又は熱効率の悪化を招く。なお、成形凸部３２面と他の流路３３Ｂ〜３３Ｆの底３９Ｂ〜３９Ｆ（図３参照）面との厚さについても同様である。
【００１８】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る樹脂成形金型の第２作用説明図であり、（ａ）は比較例を示し、（ｂ）は実施例を示す。
（ａ）において、樹脂成形金型としての可動側金型１００は、金型本体１０１に成形凸部１０２を形成し、金型本体１０１に流路１０３を形成し、この流路１０３に焼結金属層１０４を形成し、金型本体１０１に入水口１０６及び排水口１０７を形成したものであって、入水口１０６から熱媒体（不図示）を供給するときに、流路１０３で矢印▲１▼・・・の如く熱媒体は流れる。すなわち、流路１０３の流路中央付近に集中し、両端部分には流すことはできない。従って、可動側金型１００を部分ごとに緻密に管理することはできない。
【００１９】
（ｂ）において、可動側金型３０は、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを互いに独立させることで複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆを金型本体３１に形成し、複数個の流路３３Ａ〜３３Ｆに供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置６０を備えるたので、熱媒体の量及び／又は温度を緻密に制御することができ。この結果、成形品の品質の向上を図ることができる。
【００２０】
尚、実施の形態では図５に示すように、温度センサ６５Ａ〜６５Ｆを流路３３Ａ〜３３Ｆに配置したが、これに限るものではなく、例えば、射出成形機のスプルーに近い部分の樹脂成形金型に配置したものであってもよい。
また、実施の形態では図３に示すように、６個の流路３３Ａ〜３３Ｆを形成したが、これに限るものではなく、複数の流路を形成したものであればよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、金型本体に、多孔質の焼結金属層を設け、この焼結金属層へ冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させる樹脂成形金型において、焼結金属層を互いに独立させることで複数個の流路を金型本体に形成し、複数個の流路に供給する熱媒体の量及び／又は温度を、個別に制御する制御装置を備えたので、熱媒体の量及び／又は温度を緻密に制御することができる。この結果、成形品の品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂成形金型の斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図１の４−４断面図
【図５】本発明に係る樹脂成形金型の制御装置のブロック図
【図６】本発明に係る樹脂成形金型の第１作用説明図
【図７】本発明に係る樹脂成形金型の第２作用説明図
【符号の説明】
３０…樹脂成形金型（可動側金型）、３１…金型本体、３３Ａ〜３３Ｆ…流路、３４Ａ〜３４Ｆ…焼結金属層、５０…制御装置。
【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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