JPH06114885A - 射出成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、プラスチックレンズに、金型
の温度不均一に起因するひけやそり等の不均一な成形歪
が発生するのを防止するとともに、バリや型のかじりに
よる精度不良を生じない、ミクロンオーダで高精度な精
密プラスチックレンズを成形サイクルを短縮して成形で
きる射出成形用金型装置を提供することにある。 【構成】キャビティを構成する複数の入駒の周囲に断熱
部を設け、これら入駒とこれら入駒を支持する固定型及
び可動型との間を断熱化し、キャビティを構成する複数
の入駒の金型温度を高精度な一定温度に維持制御できる
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラスチックレンズ等の
精密部品の成形に特に好敵な射出成形用金型装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックの成形法の一種として知ら
れる射出成形法は、成形機で溶融混練された樹脂を金型
内のスプル、ランナを経由して成形品形状をなす空間部
（以下、キャビティという）に高圧で流し込み、該樹脂
をキャビティ内で時間経過とともに冷却する方法であ
る。冷却時に金型のスプル、ランナ、キャビティ内の樹
脂から放熱があり、この放熱を除去するために、金型内
には冷媒を循環するための冷却孔が設けてある。

【０００３】従来の射出成形法で製造されたプラスチッ
ク部品の形状をクロンオーダの精度で測定すると、必
ず、不均一なひけやそり等の成形歪が存在するという欠
点があった。

【０００４】このような欠点が発生する原因は次のよう
な理由によると考えられる。冷却時に金型のスプル、ラ
ンナ、キャビティ内の樹脂から放熱があるが、この放熱
の熱量はスプル、ランナ、キャビティ内の樹脂体積に応
じて分布をなしている。金型内には冷媒を循環するため
の冷却孔が設けてあるが、冷却孔の除去熱能力を樹脂か
らの放熱量分布に正確に対応させて金型の冷却孔を設計
することは放熱熱量分布の正確な評価の困難さや、金型
冷却孔加工の制約で、非常に困難である。金型が高温に
なると、金型周囲の空気による自然冷却も影響する。こ
れらが原因になって、金型内の各部に温度差が生じ、キ
ャビティ部分に温度不均一が発生する。

【０００５】金型のキャビティ内で冷却される樹脂は、
キャビティ部分の温度分布の影響を受けながら冷却固化
される。このため、キャビティ部分に温度不均一が発生
している場合、キャビティの高温部分に接して冷却固化
された樹脂は収縮が大きくなり、キャビティの低温部分
に接して冷却固化された樹脂は収縮が小さくなる。この
ように金型内のキャビティ部分の温度不均一が、従来の
射出成形法で製造されたプラスチック部品に、ひけやそ
り等の不均一な成形歪を発生させると考えられる。

【０００６】そこで、本発明者等は、射出成形法により
ミクロンオーダで高精度な精密部品を成形するには、前
記キャビティ部分の温度不均一を防止し、キャビティ部
分の温度を高精度に均一化することが最も重要であるこ
とを見だした。

【０００７】しかしながら、従来の射出成形金型装置に
おいては、キャビティを構成する複数の入駒はこれら入
駒を支持する前記スプル、ランナを含み周囲の空気と接
している他の部分の固定型及び可動型と比較的大きな接
触面積で接しているため、両部分間の熱伝導を防止でき
ず、キャビティ部分の金型温度を高精度に均一化するこ
とは困難であった。

【０００８】金型中の熱移動を防止するための先行技術
として、特開昭５８−１２７１５号公報に記載のものが
知られているが、この先行技術はキャビティとスプル、
ランナが共に形成された型板を断熱板により取付け板等
から断熱化したものであるため、キャビティを含む型板
の熱容量を小さくすることができるので、成形開始まで
の立上り時間は短縮できるものの、金型中のキャビティ
部分とスプル、ランナを含み周囲の空気と接している部
分の間の熱伝導は防止できず、キャビティ部分の金型温
度を高精度に均一化することは困難であった。

【０００９】従来ディスク、レンズ等の精密部品の成形
にしばしば用いられる成形法として射出圧縮成形法があ
るが、この成形法では成形中の樹脂冷却中に、キャビテ
ィ内の樹脂を圧縮するため、キャビティの一面をなす入
駒が型内で摺動するので、バリやバリによる型のかじり
を生じやすく、このため、型の一部がずれて、精度不良
が生じる問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記した金型内のキャビティ部分の温度不
均一を防止し、プラスチック部品に、キャビティの温度
不均一に起因するひけやそり等の不均一な成形歪が発生
するのを防止できるとともに、バリや型のかじりによる
精度不良を生じない、ミクロンオーダで高精度な精密プ
ラスチック部品を成形サイクルを短縮して成形できる射
出成形用金型装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題の一つである金
型内のキャビティ部分の温度不均一を防止し、プラスチ
ック部品に、キャビティの温度不均一に起因するひけや
そり等の不均一な成形歪が発生するのを防止し、高精度
なプラスチック部品を成形サイクルを短縮して成形可能
にするための手段として、本発明では、金型のキャビテ
ィ部分とスプル、ランナを含み周囲の空気と接している
他の部分の間に断熱部を設け、両部分の間を断熱化する
ことで、スプル、ランナ、キャビティ内の樹脂から放熱
や金型周囲の空気による自然冷却に起因する両部分間の
熱移動を大幅に減じるとともに、キャビティ部分の金型
熱容量を大幅に減少することで、キャビティ部分に設け
てある冷却孔内を循環する、温度と流量が共に高精度に
一定なるように制御された冷媒により、前記キャビティ
部分の金型温度を速やかに高精度均一化できる射出成形
用金型を用いる。

【００１２】また、上記課題のもう一つである型のかじ
りによる精度不良を解決するための手段として、本発明
では、成形中の樹脂冷却中に、樹脂を圧縮するため型内
で摺動する入駒を要しない射出成形用金型を用いる。

【００１３】

【作用】金型のキャビティ部分とスプル、ランナを含み
周囲の空気と接している他の部分の間に断熱部を設け、
両部分の間を断熱化することで、スプル、ランナ、キャ
ビティ内の樹脂から放熱や金型周囲の空気による自然冷
却に起因する両部分間の熱移動を大幅に減じるととも
に、キャビティ部分の金型熱容量を大幅に減少すること
で、キャビティの温度状態をスプル、ランナを含み周囲
の空気と接している他の部分の温度の影響を受けること
が非常に少ない状態にできる。このため、キャビティ部
分に設けてある冷却孔内を循環する、高精度な一定温度
に制御された冷媒により、キャビティ内の樹脂から放熱
された熱を速やかに除去することが可能になり、前記キ
ャビティ部分の金型温度を速やかに高精度な一定温度に
均一化できるので、キャビティの温度不均一に起因する
制御不能なひけやそり等の不均一な成形歪が発生するの
を防止して、高精度なプラスチック部品を成形サイクル
を短縮して成形できる。

【００１４】また、本発明では、成形中の樹脂冷却中
に、樹脂を圧縮するために型内で摺動する入駒を要しな
い射出成形金型を用いるので、入駒の摺動による型のか
じりが生じることはない。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の一実施例を挙げ、さらに詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例に係る射出成形金
型装置の断面図である。

【００１６】図において、１は固定型枠、２はスプルブ
ッシュ、３はスプルブッシュ２内に形成されたスプル、
４は固定側入駒、５は固定側入駒４に形成されている固
定側キャビティ面、６は固定側断熱板、７は固定側型
板、８は固定側取付け板であり、９は固定側入駒４の周
囲に設けられた断熱材、１０は固定側入駒４の周囲に設
けられた断熱用空間、１〜１０は一体となって金型の固
定側を構成している。

【００１７】１１は可動型枠、１２は可動側入駒、１３
は可動側入駒１２に形成されている可動側キャビティ
面、１４は可動側断熱板、１５はキャビティ側面、１６
はキャビティ、１７は可動側型板、１８は脚体、１９は
可動側取付け板であり、２０は可動側入駒１２を支える
サポート、２１は可動側入駒１２の周囲に設けられた断
熱材、２２はランナ、２３は可動側入駒１２の周囲に設
けられた断熱用空間、２５はゲート、１１〜２５は一体
となって金型の可動側を構成している。

【００１８】固定側断熱板６と断熱材９、断熱用空間１
０、可動側断熱板１４、断熱材２１及び断熱用空間２３
は、固定側入駒４と可動側入駒１２からなる金型のキャ
ビティ部分と固定型枠１、スプルブッシュ２、固定側型
板７、固定側取付け板８、可動型枠１１、可動側型板１
７、脚体１８、可動側取付け板１９及びサポート２０か
らなるキャビティ以外の部分の間を断熱化することで、
成形中にスプル３、ランナ２２、キャビティ１６内の樹
脂からの放熱や金型外周囲の空気による自然冷却に起因
する前記両部分間の熱移動を大幅に減じるとともに、金
型の前記キャビティ部分の金型熱容量を大幅に減少する
ことで、キャビティをなす固定側入駒４と可動側入駒１
２の温度状態をスプル３、ランナ２２を含み金型外周囲
の空気と接している前記キャビティ以外の部分の温度の
影響を受けることが非常に少ない状態にできる。

【００１９】このため、固定側入駒４と可動側入駒１２
に設けてある、図示を省略した、冷却孔内を循環する、
高精度な一定温度に制御された冷媒により、キャビティ
１６内の樹脂から放熱された熱を速やかに除去すること
が可能になり、前記キャビティ部分の金型温度を速やか
に高精度な一定温度に均一化できるので、固定側入駒４
に形成されている固定側キャビティ面５、可動側入駒１
２に形成されている可動側キャビティ面１３、キャビテ
ィ側面１５からなるキャビティ１６の面の温度不均一に
起因するひけやそり等の不均一な成形歪が発生するのを
防止して、高精度なプラスチック部品を短縮した成形サ
イクルで成形できる。

【００２０】また、本発明では、成形中の樹脂冷却中
に、樹脂を圧縮するために型内で摺動する入駒を要しな
いので、入駒の摺動による型のかじりが生じることはな
く、型のかじりによる精度不良が生じることがない。

【００２１】本発明に用いる断熱材としては、エアーギ
ャップの他、セラミック、セラミック系複合材、樹脂積
層板、セメント、セメント系複合材、マイカとガラス系
複合材、焼結合金、低熱伝導率なステンレス合金等が利
用可能である。

【００２２】また、本発明の射出成形用金型装置はレン
ズ以外に高精度が要求されるプラスチック部品の成形に
適用しうることは当然である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャビティ部分の金型温度を速やかに高精度な一定温度
に均一化できるので、キャビティの面の温度不均一に起
因するひけやそり等の不均一な成形歪が発生するのを防
止して、高精度なプラスチックレンズを短縮した成形サ
イクルで製造できる。

【００２４】また、本発明では、成形中の樹脂冷却中
に、樹脂を圧縮するために型内で摺動する入駒を要しな
いので、入駒の摺動による型のかじりが生じることはな
く、型のかじりによる精度不良が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る射出成形用金型装置の
構成を示す構造断面図出ある。

【符号の説明】

１…固定型枠、 ２…スプルブッシュ、 ３…スプル、 ４…固定側入駒、 ５…固定側キャビティ面、 ６…固定側断熱板、 ７…固定側型板、 ８…固定側取付け板、 ９…断熱材、 １０…断熱用空間、 １１…可動型枠、 １２…可動側入駒、 １３…可動側キャビティ面、 １４…可動側断熱板、 １５…キャビティ側面、 １６…キャビティ、 １７…可動側型板、 １８…脚体、 １９…可動側取付け板、 ２０…サポート、 ２１…断熱材、 ２２…ランナ、 ２３…断熱用空間、 ２５…ゲート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 正道 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 高木 正雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向して配置された固定型及び可動
   型の双方に設けられた互いに対向する入駒とを備え、前
   記両入駒間に形成されたキャビティ中に溶融樹脂を射出
   充填する射出成形用金型装置において、前記キャビティ
   を構成する複数の入駒の周囲に断熱部を設け、これら入
   駒とこれら入駒を支持する前記固定型及び可動型との間
   を断熱化し、前記キャビティを構成する複数の入駒の金
   型温度を高精度な温度に維持制御できるように構成した
   ことを特徴とする射出成形用金型装置
2. 【請求項２】請求項１記載において、前記キャビティを
   構成する複数の入駒の金型温度を高精度な一定温度に維
   持制御できるように構成したことを特徴とする射出成形
   用金型装置
3. 【請求項３】請求項１記載において、前記断熱部をエア
   ーギャップもしくはセラミック、セラミック系複合材、
   樹脂積層板、セメント、セメント系複合材、マイカとガ
   ラス系複合材、焼結合金、低熱伝導率なステンレス合金
   等の断熱材で構成したことを特徴とする射出成形用金型
   装置
4. 【請求項４】請求項１記載において、前記キャビティ形
   状が軸対称形状をなすこと特徴とする射出成形用金型装
   置
5. 【請求項５】請求項１記載において、前記断熱部の形状
   が軸対称形状をなすこと特徴とする射出成形用金型装置