(57)【要約】      （修正有）【課題】型閉じ状態から型開き状態に亘って連続的に射出成形品の冷却を行えるようにすることによって射出成形品の成形サイクルを短縮して良質の射出成形品を効率良く生産できるようにする射出成形装置及び射出成形品の冷却方法を提供する。【解決手段】可動型３と固定型４の型開き時に射出成形品が保持される側の型の分割面における射出成形領域の近傍位置に設けられる冷却用溝６と、可動型と固定型の前記冷却用溝が設けられていない側の型に設けられ、分割面に出口２４が開口される冷媒導入流路９とを備え、冷媒導入流路は可動型と固定型が型閉じ状態にあるときは前記冷却用溝の一部と連通することで該冷却用溝内に冷媒を導き、一方、可動型と固定型が型開き状態にあるときは保持されている射出成形品に対して直接、冷媒が作用するように指向されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動型と固定型の型開き時に射出成形品が保持される側の型の分割面における射出成形領域の近傍位置に設けられる冷却用溝と、
可動型と固定型の前記冷却用溝が設けられていない側の型に設けられ、分割面に出口が開口される冷媒導入流路とを備え、
前記冷媒導入流路は、可動型と固定型が型閉じ状態にあるときは前記冷却用溝の一部と連通することで該冷却用溝内に冷媒を導き、一方、可動型と固定型が型開き状態にあるときは保持されている射出成形品に対して直接、冷媒が作用するように指向されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形装置において、
冷媒は冷却温度設定装置を介して前記冷媒導入流路に導入されるように構成されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の射出成形装置において、
前記冷却温度設定装置は冷媒の温度を可変に構成されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
冷媒は液体冷媒であることを特徴とする射出成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載の射出成形装置において、
型開き状態での射出成形品に対する液体冷媒の噴霧量は、液体冷媒が射出成形品に付着後、周囲に流出する前に蒸発して消失する量に設定されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項６】
型閉じ状態で射出成形領域内に原料を注入し、冷媒導入流路から射出成形領域の近傍位置に設けられている冷却用溝に冷媒を供給し、該冷媒によって射出成形領域内の射出成形品を金型を介して間接的に冷却する間接冷却工程と、
型開き状態で一方の型に保持されている射出成形品に対して、冷媒導入流路から直接、冷媒を作用させて冷却する直接冷却工程とを備え、
前記間接冷却工程と直接冷却工程は一連に実行されることを特徴とする射出成形品の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形された射出成形品を冷却する構造を備えた射出成形装置及び射出成形品の冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形によって成形されるプラスチック成形品の固化を促進させる従来の冷却構造としては、例えば金型中に冷媒が流れる冷媒流路を配設することによって金型の温度を下げ、キャビティ内のプラスチック成形品を間接的に冷却するという構造が採られていた。しかし、上記のような間接的な冷却構造のみでは、熱交換に費やす冷却時間が長くかかり、プラスチック成形品の冷却、固化が円滑に行えないことによって、プラスチック成形品の一連の成形サイクルの短縮を図る上において大きな障害になっていた。
【０００３】
また、下記の特許文献１、２には、型開き状態でのプラスチック成形品の冷却を目的にした冷却構造が開示されている。これらの冷却構造は、型開き状態のプラスチック成形品に対して直接、あるいは当該プラスチック成形品と連接するスプルー近傍に冷却風を吹きかけることによってプラスチック成形品を冷却してプラスチック成形品の固化を促進させるようにした冷却構造である。
【特許文献１】特開平１１−１９２６５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１８７１８０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、上記冷却構造は、型開き状態の固定型と可動型のそれぞれの分割面の間に形成された空間の側方から冷却風を吹きかけるだけの構造であるため、キャビティ或いはコアによって保持されているプラスチック成形品の側表面の一部にしか上記冷却風は作用しない。従って、プラスチック成形品全体の効率的な冷却効果は期待できない。また、型閉じ状態から型開き状態に亘って連続的にプラスチック成形品を冷却するような冷却構造は従来、存在しなかった。
【０００５】
本発明の目的は、型閉じ状態での射出成形品の冷却効率を向上させること、型開き状態では射出成形品全体を直接冷却して冷却時間を短縮させること、そして型閉じ状態から型開き状態に亘って連続的に射出成形品の冷却を行えるようにすることによって、射出成形品の成形サイクルを短縮して良質の射出成形品を効率良く生産できるようにする射出成形装置及び射出成形品の冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る射出成形装置は、可動型と固定型の型開き時に射出成形品が保持される側の型の分割面における射出成形領域の近傍位置に設けられる冷却用溝と、可動型と固定型の前記冷却用溝が設けられていない側の型に設けられ、分割面に出口が開口される冷媒導入流路とを備え、前記冷媒導入流路は、可動型と固定型が型閉じ状態にあるときは前記冷却用溝の一部と連通することで該冷却用溝内に冷媒を導き、一方、可動型と固定型が型開き状態にあるときは保持されている射出成形品に対して直接、冷媒が作用するように指向されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本態様によれば、射出成形領域であるキャビティ及びコアの近傍位置に冷却用溝がその周囲を囲むように設けられているから、型閉じ状態における射出成形品の冷却効率が向上する。また、従来の冷媒流路との併用によって射出成形品の冷却時間の一層の短縮が図られる。また、型閉じ状態では上記冷却用溝に冷媒を導き、型開き状態では直接、キャビティ或いはコアによって保持されている射出成形品の外表面に冷媒を直接作用させる導入流路を備えているので、上記型閉じ状態から型開き状態に移行する全工程において、射出成形品を連続的且つ効果的に冷却できるようになり、射出成形品の成形サイクルの短縮と成形品質の向上とを図ることができる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る射出成形装置において、冷媒は冷却温度設定装置を介して前記冷媒導入流路に導入されるように構成されていることを特徴とするものである。  
本態様によれば、射出成形品に対して予め設定しておいた所定温度の冷媒を継続して供給することが可能になり、射出成形品のムラのない冷却によって成形品質の向上等が図られる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、前記第２の態様に係る射出成形装置において、前記冷却温度設定装置は冷媒の温度を可変に構成されていることを特徴とするものである。  
本態様によれば、前記第２の態様に係る射出成形装置の作用効果に加えて、射出成形品の形状、大きさ、或いは材質に応じて冷媒の温度を最適に設定して冷却することができる。また、型閉じ状態と型開き状態とで冷媒の温度を変更して実行することも可能である。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記第１の態様から第３の態様のいずれか一つに係る射出成形装置において、冷媒は液体冷媒であることを特徴とするものである。  
本態様によれば、液体冷媒の気化熱に伴う冷却効果が加わるので、射出成形品の冷却効率を更に一層向上させることができる。
【００１１】
本発明の第５の態様は、前記第４の態様に係る射出成形装置において、型開き状態での射出成形品に対する液体冷媒の噴霧量は、液体冷媒が射出成形品に付着後、周囲に流出する前に蒸発して消失する量に設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本態様によれば、液体冷媒が長時間、金型に作用することによって生ずる金型の錆の発生等を防止することができる。また成形のその都度、金型表面に残留した液体冷媒を拭き取る等の作業が不要になるため、金型のメンテナンスが容易になる。
【００１３】
本発明の第７の態様に係る射出成形品の冷却方法は、型閉じ状態で射出成形領域内に原料を注入し、冷媒導入流路から射出成形領域の近傍位置に設けられている冷却用溝に冷媒を供給し、該冷媒によって射出成形領域内の射出成形品を金型を介して間接的に冷却する間接冷却工程と、型開き状態で一方の型に保持されている射出成形品に対して、冷媒導入流路から直接、冷媒を作用させて冷却する直接冷却工程とを備え、前記間接冷却工程と直接冷却工程は一連に実行されることを特徴とするものである。
【００１４】
本態様によれば、型閉じ状態から型開き状態までの射出成形品の一連の成形プロセス中において、連続的且つ効率的に射出成形品を冷却することが可能になるから、成形時間の短縮化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本願発明に係る射出成形装置および当該装置を使用することによって実行される射出成形品の冷却方法を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では射出成形によって成形されるプラスチック成形品Ａを例に採り、可動型３と固定型４のみによって構成される単純な構造の金型２を使用してプラスチック成形品Ａの成形を行う場合について説明する。
【００１６】
図１は本発明の冷却構造を適用した射出成形装置の金型と成形品を示す分解斜視図、図２は同射出成形装置における可動型を示す平面図である。図３は同射出成形装置の型閉じ状態の金型を示す縦断面図、図４は同射出成形装置の型開き状態の金型を示す縦断面図である。
【００１７】
図示の実施の形態に係る射出成形装置１は、上方に固定型４、下方に可動型３を配した金型２を適用対象としており、上記固定型４と可動型３の構成を一部改変することによって構成されている。
【００１８】
具体的には、当該射出成形装置１は、下方の可動型３の上面５に対して設けられている冷却用溝６と、上方の固定型４の下面７と外側面８との間に貫通するように形成されている導入流路９と、該導入流路９に冷媒Ｂを供給する冷媒供給装置１０とを備えることによって基本的に構成されている。また、図示の実施の形態にあっては、固定型４と可動型３のそれぞれに冷媒Ｂが流れる冷媒流路１１が一例として２本ずつ、計４本設けられている。上記導入流路９と冷媒供給装置１０とをつなぐ連絡流路１２の途中には、冷媒Ｂの温度を設定する冷却温度設定装置１３が設けられている。
【００１９】
可動型３は、金属製の図示のような矩形ブロック状の部材で、可動型３の分割面となる上面５には、プラスチック成形品Ａの裏面側を形作るためのコア（雄型）１４が一例として設けられている。また、上記コア１４の周囲を取り囲むようにその近傍位置に上述した冷却用溝６が設けられている。
【００２０】
冷却用溝６は、図２に示すように、角溝状の溝で上記コア１４の形状に沿うようにこれらの周囲に刻設されている冷却作用溝１５と、一端が上記冷却作用溝１５に接続され、他端が上記導入流路９側に延びて、型閉じ状態において導入流路９と連通される連通溝１６と、一端が上記冷却作用溝１５に接続され、他端が可動型３の外側面１７まで延びている排出溝１８とを備えている。また、可動型３の上記コア１４の下方には、前面から後面にかけて貫通する上述した２本の冷媒流路１１、１１が設けられている。
【００２１】
固定型４は、上記可動型３と同様、金属製の図示のような矩形ブロック状の部材で、固定型４の分割面となる下面７には、プラスチック成形品Ａの表面側を形作るためのキャビティ（雌型）２０が刻設されている。そして、上記導入流路９は、上記可動型３と固定型４が型閉じ状態にある時は、上記冷却用溝６の連通溝１６と連通することで上記冷却作用溝１５に冷媒Ｂを導き、一方、可動型３と固定型４が型開き状態にある時は、コア１４によって保持されているプラスチック成形品Ａに対して直接、冷媒Ｂが作用するように指向されている。
【００２２】
具体的には、上記冷媒Ｂの導入流路９は、屈曲部２１を境に固定型４の一方の外側面８にかけて延びている水平流路２２と、屈曲部２１を境に固定型４の分割面である下面７にかけて延びている傾斜流路２３とを備えている。そして、上記傾斜流路２３先端の出口２４は、図４に示す型開き状態において、コア１４によって保持されているプラスチック成形品Ａに対して直接、冷媒Ｂが作用するような形状及び傾斜角度に形成されている。
【００２３】
冷媒供給装置１０は、冷媒Ｂが液体冷媒である場合にはポンプ、冷媒Ｂが気体冷媒である場合にはエアコンプレッサ、ファンあるいはブロワ等が使用でき、上記冷媒供給装置１０によって上記導入流路９に供給する冷媒としては常温またはドライアイス等によって冷却されたエアや代替フロンガス等の熱交換ガス等の気体冷媒の他、水その他の液体冷媒が使用可能である。
【００２４】
尚、冷媒Ｂとして液体冷媒を使用する場合には、型開き状態でコア１４によって保持されているプラスチック成形品Ａの表面に当該液体冷媒を噴霧した時、液体冷媒がプラスチック成形品Ａの表面に付着後、周囲に流出する前に蒸発して消失し得る量に液体冷媒の噴霧量を設定しておくことが望ましい。因みに、このような量に液体冷媒の噴霧量を設定した場合には、液体冷媒が長時間、金型２に接触する状態を避けることができ、金型２の錆の発生等を防止でき、成形のその都度必要になってくる金型２の表面に残留した液体冷媒を拭き取る等のメンテナンス作業が不要になる。
【００２５】
尚、冷媒Ｂとして液体冷媒を使用した場合で、その噴霧量が前記「プラスチック成形品Ａの表面に付着後、周囲に流出する前に蒸発して消失する量」より多い場合には、可動型３と固定型４のそれぞれの分割面５、７間での液漏れが起こることになるから、上記分割面５、７間のシール性を保持するための図示しないシール構造を設けることが望ましい。
【００２６】
冷却温度設定装置１３としては、熱交換装置等が使用でき、冷媒Ｂの温度をプラスチック成形品Ａの材質、形状あるいは大きさ等に応じて、冷媒の温度を最適に設定して冷却することができる。また、型閉じ状態と型開き状態とで冷媒の温度を変更して実行することも可能であるので、冷却温度についてきめ細かな調節を行うことができる。因みに、このような冷却温度設定装置１３を設けた場合には、予め設定しておいた所定温度の冷媒Ｂを継続して導入流路９に供給することが可能になる。これによりプラスチック成形品Ａのムラのない冷却によってプラスチック成形品Ａの成形品質の向上等が図られる。
【００２７】
次に、このようにして構成される本実施例の射出成形装置１を使用することによって実行されるプラスチック成形品の冷却方法を説明する。このプラスチック成形品の冷却方法は、（１）間接冷却工程と、（２）直接冷却工程とを連続的に実行することによって構成されている。
【００２８】
（１）間接冷却工程（図３参照）
間接冷却工程は、型閉じ状態でキャビティ２０内に原料Ｃを注入後、冷媒の導入流路９からコア１４の周囲を取り囲むようにその近傍位置に形成されている冷却用溝６に対して冷媒Ｂを供給し、金型２を介してキャビティ２０内のプラスチック成形品Ａを間接的に冷却する工程である。
【００２９】
即ち、可動型３が上方に移動して上方の固定型４に密着する型閉じ状態を形成する。そして、金型２のキャビティ２０内には図示しない射出成形機によって射出された所定量の原料Ｃがスプルー２５を介して注入される。また、型閉じ状態の形成完了後、あるいは原料Ｃの注入後に冷媒供給装置１０を駆動して連絡流路１２に冷媒Ｂを供給する。
【００３０】
連絡流路１２に供給された冷媒Ｂは、途中、冷却温度設定装置１３を通って所定の温度に冷却され、その一部は冷媒流路１１に供給されて金型２の冷却に使用される。また、冷却温度設定装置１３によって冷却された他の冷媒Ｂは、固定型４に形成されている導入流路９に導かれ、水平流路２２、屈曲部２１、傾斜流路２３を通って傾斜流路２３先端の出口２４から可動型３の上面５に形成されている冷却用溝６の連通溝１６に導入される。そして、連通溝１６に導入された冷媒Ｂは、コア１４の周囲の冷却作用溝１５内を流れることによってキャビティ２０内のプラスチック成形品Ａを金型２を介して間接的に冷却し、更に排出溝１８を通って金型２外に排出される。
（２）直接冷却工程（図４参照）
直接冷却工程は、冷媒の導入流路９からコア１４によって保持されているプラスチック成形品Ａに対して直接、冷媒Ｂを作用させて冷却する工程である。
【００３１】
即ち、可動型３が下方に移動して分割面５、７が離間する型開き状態を形成する。そして、当該型開き状態でも冷媒供給装置１０と冷却温度設定装置１３は駆動されており、導入流路９には引き続き、所定の温度に冷却された冷媒Ｂが導入されている。そして導入流路９内に導入された冷媒Ｂは、水平流路２２、屈曲部２１、傾斜流路２３を通って傾斜流路２３先端の出口２４からプラスチック成形品Ａの表面に噴霧ないし噴射されてプラスチック成形品Ａを直接冷却する。
【００３２】
従って、型閉じ状態では冷媒流路１１と冷却用溝６を流れる冷媒Ｂによってプラスチック成形品Ａは金型２を介して間接的に冷却され、一方、型開き状態では出口２４から噴霧ないし噴射された冷媒Ｂがプラスチック成形品Ａに直接作用することによって型閉じ状態から型開き状態までの間、プラスチック成形品Ａを連続的且つ効果的に冷却できるようになり、プラスチック成形品の成形サイクルの短縮と成形品質の向上とを図ることが可能になっている。
【００３３】
本発明に係る射出成形装置１及びプラスチック成形品の冷却方法は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
【００３４】
例えば、本発明の適用対象となる金型２は、可動型３及び固定型４の他に入れ子等を備える複雑な構造の金型２であってもよいし、冷媒の導入流路９をコア１４側に設け、冷却用溝６をキャビティ２０側に設ける構成であってもよい。
【００３５】
また、冷却用溝６の本数を増やすこと等によって型閉じ状態でも冷却効率が向上して、十分な冷却効果が得られる場合には冷媒流路１１を省略することが可能である。また、冷媒の導入流路９を複数本設けたり、枝分かれさせることによって複数の出口構造２４から冷却用溝６に冷媒Ｂを導入したり、プラスチック成形品Ａに複数の方向から冷媒Ｂを作用させるようにすることも可能である。また、冷却用溝６の排出溝１８と連絡流路１２とを連絡する図示しない循環流路を設けて、冷媒Ｂを循環させて繰り返し利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の冷却装置を適用した金型と成形品を示す分解斜視図。
【図２】本発明の冷却装置を適用した可動型を示す平面図。
【図３】本発明の冷却装置を適用した型閉じ状態の金型を示す縦断面図。
【図４】本発明の冷却装置を適用した型開き状態の金型を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  射出成形装置、２  金型、３  可動型、４  固定型、５  上面（分割面）、６  冷却用溝、７  下面（分割面）、８  外側面（外表面）、９  （冷媒の）導入流路、１０  冷媒供給装置、１１  冷媒流路、１２  連絡流路、１３  冷却温度設定装置、１４  コア（雄型）、１５  冷却作用溝、１６  連通溝、１７  外側面、１８  排出溝、２０  キャビティ（雌型）、２１  屈曲部、２２  水平流路、２３  傾斜流路、２４  出口、２５  スプルー、Ａ  プラスチック成形品、Ｂ  冷媒、Ｃ  原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009190187.tif 000006