JPH08132499A

JPH08132499A - 射出成形金型のコア冷却用スパイラルパイプとその製造方法

Info

Publication number: JPH08132499A
Application number: JP29906494A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yamauchi; 義雄山内; Shoji Azuma; 昇治吾妻
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-28
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JP3345196B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、射出成形金型のコア冷却装置にお
いて、噴流式冷却方法に用いられているパイプを改善し
てスパイラルパイプとし、それを利用した金型冷却方
法、およびスパイラルパイプを簡易に成形する製造方法
を提供することを目的とする。【構成】スパイラルパイプは、円筒周面に山形凸条を
二重スパイラル状に形成する。金型冷却方法は、金型コ
アの冷却孔内に、前記スパイラルパイプを嵌挿し、パイ
プ内部から冷却水を噴出させゲート対応点を冷却し、次
いで冷却流体を二分し二重スパイラル状流路により旋回
流動させてコアを冷却するようにしたことを特徴とす
る。その製造方法は、所定の捩じれ角を有する型付け溝
を設けた二つ割りダイスで、素材パイプの所定の箇所を
上下から圧縮して型付けし、前記捩じれ角を形成するた
めの必要なリードで素材パイプを回転させながら、送り
方向に引き抜くことによって成形することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形金型のコア冷
却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形装置の金型コア冷却装置におい
ては、従来から水などの冷却媒体を用いて樹脂と熱交換
しており、金型コアの冷却方法としても各種の方法、装
置が知られている。小径の細長いコアピンの冷却には、
パイプによる噴流式の方法が従来より用いられていた。
この方法は、最も熱いゲート対応点を最初に冷却し、パ
イプ外周の平行流によつてコアの温度を均一にするもの
であるが、パイプに片偏りが生じパイプとコアとの間の
円筒状流路が不均一になり易いという問題点があり、ま
た横型の金型装置では重力の影響を受けて冷却水が均等
に流動しないという問題点があった。

【０００３】これらの問題点を解決するために、図３に
示すようにパイプの外周にワイヤ３ｃを螺旋状に巻き付
け、パイプを冷却孔と同心に支持するとともにスパイラ
ル流路を形成させ流動を均等にするよう制御する方法が
従来より提案されている。

【０００４】また、周辺にネジ溝を形成し、中央に開孔
を設けた冷却筒体をコア冷却孔に嵌挿し、中央開孔より
冷却水を噴出させてゲート対応点を冷却し、次いでネジ
溝内を旋回流動させるようにしたネジ式のコア冷却方法
も従来から知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記ワイヤ巻き
付けパイプは、ワイヤを一定の間隔で正確に巻付け、冷
却孔に嵌挿することが困難であり、流路が均一にならな
いという問題点があった。また、コアピンが小径の場
合には水垢が出来やすくなり、水垢がワイヤとパイプま
たはコア孔との間にたまり易く、しばしば掃除もしなけ
ればならなかった。その際にワイヤがなかなか取れな
いという事態が発生し、ワイヤが変形するため、金型整
備時には再度の巻き直しが必要となるという問題点があ
った。

【０００６】また、ネジ式の冷却方法では、ネジ切り加
工を施すものであるから比較的大径のコアには採用でき
るが小径のものには適用が困難であり、さらに一重ネジ
であるので円周方向に冷却が均一でないという問題点が
あった。本発明は、これらの問題点を解決することを技
術的課題とし、噴流式冷却方法に用いられているパイプ
を改善してスパイラルパイプとし、それを利用した金型
冷却装置と冷却方法を提供すること、およびスパイラル
パイプを簡易に成形する製造装置と製造方法とを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成するた
めに、本発明のコア冷却用パイプについては、円筒周面
に山形凸条を二重スパイラル状に形成したコア冷却用ス
パイラルパイプ、または断面を菱形とした筒体を一定の
捩じれ角でスパイラル状に成形したコア冷却用スパイラ
ルパイプを採用する。

【０００８】コア冷却方法については、金型コアの冷却
孔内に、円筒周面に山形凸条を二重スパイラル状に形成
したコア冷却用スパイラルパイプを嵌挿し、パイプ内部
から冷却水を噴出させゲート対応点を冷却し、次いで冷
却流体を二分し二重スパイラル状流路により旋回流動さ
せてコアを冷却するようにしたことを特徴とする金型コ
ア冷却方法を採用し、冷却装置については、円筒周面に
山形凸条を二重スパイラル状に形成したコア冷却用スパ
イラルパイプを金型コアの冷却孔内に嵌挿したことを特
徴とする射出成型金型コア冷却装置を採用する。

【０００９】スパイラルパイプの製造方法については、
所定の捩じれ角を有する型付け溝を設けた二つ割りダイ
スで、素材パイプの所定の箇所を上下から圧縮して型付
けし、前記捩じれ角を形成するための必要なリードで素
材パイプを回転させながら、送り方向に引き抜くことに
よって成形することを特徴とするスパイラルパイプの製
造方法を採用する。

【００１０】製造装置については、機台の固定台に保持
された二っ割りダイスと、送り軸を備えた送り台と、該
送り台の端部に支持されたリード調整台と、前記リード
調整台に支持されたスクロールチャックとからなるスパ
イラルパイプの製造装置において、前記二つ割りダイス
が、所定の捩じれ角を有する型付け溝を設けた型付け面
を備え、前記リード調整台が、端部に前記スクロールチ
ャックを取着し内部にウォームホイールを取着した主軸
と、前記ウォームホイールと噛合うウォームを取着した
ウォーム軸と、該ウォーム軸と歯車機構により連係され
た伝動軸とを備え、前記送り台の送り軸と前記リード調
節台の伝動軸とを換歯車列により連係したことを特徴と
するスパイラルパイプの製造装置を採用する。また、上
記二つ割りダイスについて、型付け溝の所定範囲のダイ
ス対向面側に、圧縮型付けされる凸条がアンダーカット
とならないよう切欠き部を形成する。

【００１１】

【作用】パイプの円筒周面に山形凸条を二重スパイラル
状に形成し、冷却孔に嵌挿させたので、パイプが孔内で
確実に支持される。また凸条の間隔は一定であるから冷
却水流路が均一となり、山形凸条としたので冷却水が澱
みなく流動する。

【００１２】スパイラルパイプを金型コアの冷却孔内に
嵌挿し、パイプ内部から冷却水を噴出させるようにした
から、従来のパイプ噴流式のものと同様に最も熱いゲー
ト対応点を最初に冷却し、次いで冷却水が２等分され二
重スパイラル状流路に沿って旋回するから冷却が円周方
向に均一になる。

【００１３】所定の捩じれ角を有する型付け溝を設けた
二つ割りダイスで、素材パイプを圧縮して型付けし、必
要なリードで素材パイプを回転させながら、送り方向に
引抜くようにしたから、スパイラルパイプの製造が容易
にできるようになった。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。まず始めにコア冷却装置について説明する。
図１において、１は射出成形金型の雄型で射出成形機の
ノズルに連なるゲート部１ａを有する。２は金型の雄型
であり、コア２ａ，型板２ｃ，受板２ｄとを有してい
る。前記コア２ａの中心部には冷却孔２ｂが設けられ、
受板２ｄには冷却水の入口流路４ａ、型板２ｃには出口
流路４ｅが設けられている。

【００１５】３はスパイラルパイプであり、パイプ円筒
部３ａとその周面に形成された２重スパイラル状の山形
凸条３ｂとからなっており、その外周の直径は、冷却孔
２ｂ内に嵌挿されるよう所定の直径に形成されている。
前記スパイラルパイプ３の端部は前記受板２ｄに取着さ
れ、パイプの山形凸条が形成された部分は冷却孔２ｂ内
に嵌挿、配設されている。前記受板２ｄに設けられた入
口流路４ａ、前記スパイラルパイプ３の内部流路４ｂ、
ゲートに対向する冷却水噴出部４ｃ、パイプと冷却孔２
ｄの内周面との間に形成されたスパイラル状流路４ｄ、
型板２ｃに設けられた出口流路４ｅとからコアの冷却流
路が形成されており、冷却水は矢印に示す方向に流動す
る。

【００１６】成形品の冷却にあたっては、矢印で示すよ
うに冷却水は、パイプの内部通路４ｂより噴出され、ま
ず最初にコアの最も熱いゲート対応点を冷却し、次いで
冷却水が２等分されてスパイラル状流路４ｄに沿って旋
回流動する。冷却水が二重スパイラル状の流路４ｄを旋
回流動することにより円周方向に均一に冷却することが
でき、又、流路が山形凸状によって形成されているので
冷却水が澱みなく流れることとなる。また、パイプの内
部流路４ｂの断面積は、流路４ｄの断面積と等しいか少
し大きめに形成されており、外周部の流速が速くなって
冷却効果がよくなる。

【００１７】次にスパイラルパイプの変形実施例につい
て説明する。図４の（ａ）には、断面菱形の筒状体６で
形成したスパイラルパイプが示されており、菱形筒体の
長く離れた側の対向する稜線は一定の捩じれ角を有する
スパイラル状に形成されている。また（ｂ）には、断面
楕円の筒状体７で形成したスパイラルパイプが示されて
おり、長径側の対向面はスパイラル状に形成されてい
る。いずれも山形凸条３ｂを設けたスパイラルパイプ３
と同じく、冷却孔内に確実に保持されるとともに、２重
スパイラル状の流路が形成され、冷却水が均一に流れ前
記実施例のものと同じ目的、作用効果を達成することが
できる。

【００１８】次にスパイラルパイプの形成方法と成形装
置について説明する。本発明の成形方法の基本的な特徴
は、所定の捩じれ角を有する型付け溝を設けた二つ割り
ダイスで、素材パイプの所定の箇所を上下から圧縮して
型付けし、前記捩じれ角を形成するための必要なリード
で素材パイプを回転させながら、送り方向に引き抜くこ
とによって成形することである。

【００１９】以下、成形装置とともに成形方法について
詳しく説明する。図５に示されているよう、成形装置
は、機台１０と、該機台に固定された保持台１１にスク
ロールチャックを介して支持された二つ割りダイス２０
と、前記機台に摺動自在に装着された送り台３０と、該
送り台の端部に設けられたリード調節台４０と、該リー
ド調節台に取着されたスクロールチャック５０とからな
っている。

【００２０】図９に示すよう、前記機台１０は、下部に
基台１７を有する機柱１６に固着されており、その上面
には、ダイス保持台１１が固着されている。該保持台１
１の上方の支持枠１２には、２方向スクロールチャック
１３が取着されている。図において１４は摺動溝、１５
はハンドル挿入口であり、該チャック１３の内部には渦
巻溝を設けた連動歯車が装着され、前記渦巻溝に係合し
て摺動溝１４内を案内される部材が二つ割りダイス２０
の上型２１と下型２２に固着されている（図示しな
い）。ハンドルをハンドル挿入口１５に挿入し連動歯車
を回転させることによって、前記上型と下型は連動して
対向移動するようにしている。

【００２１】図６、図７に示すように、ダイス２０は、
上型２１と下型２２とからなり、それぞれの型には、一
体として鼓状を形成する型付け面２３と、スパイラル状
の山形凸状を成形するための捩じれ角を有する型付け溝
２４が形成されている。上型２１には、ねじ２１ａ、２
５ａにより案内ピン２５が取着され、下型２２に設けた
案内孔２２ａに挿入されている。

【００２２】ダイス型付け面の形状は、図７に示すよう
に断面ＡＡでは型付け面２３の端面２３ａの直径は素材
パイプと同じであり、型付け溝２４は水平になってい
る。断面ＢＢでは、型付け溝２４は断面ＡＡから４５度
捩じれて位置しており、その近傍では、型付け溝２４の
ダイス対向面側には、型付けされる凸条がアンダーカッ
トとならないよう切欠き部２７が形成されている。断面
ＣＣでは、型付け面２３ｃと型付け溝２４は、成形され
るパイプと同形の形状、寸法になっており、型付け溝２
４は、断面ＡＡから９０度捩じれて位置し、型付け溝２
４の周と型付け面の周の全延長長さは、素材パイプの円
周長さに等しくされている。上記実施例では、捩じれ角
を９０度としているが、９０度未満でも捩じれ角通りに
スパイラルが形成でき、また断面ＡＡまたはＣＣにおけ
る型付け溝２４の傾斜角度も適宜に選択することもでき
る。

【００２３】次に、図４に変形実施例として示したスパ
イラルパイプに対するダイスの形状について説明する。
図８は断面を菱形としたスパイラルパイプに対する型付
け面２６を示すもので、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図
６の断面ＡＡ，ＢＢ，ＣＣに相当する部分の形状を示し
ている。断面ＡＡ，ＢＢ，ＣＣにおけるダイスの断面形
状は、基本的には相似形で順次に断面を縮小させるとと
もに、所定の捩じれ角を有して位置している。ＡＡ断面
では、素材パイプを包接するだけの大きさの型付け面２
６ａが形成され、断面ＢＢの近傍では、型付け面のダイ
ス対向面側には、筒状体の対向する稜線部がアンダ−カ
ットとならないよう切欠き部２７が形成されている。断
面ＣＣでは、最終に成形されるスパイラルパイプの断面
と同一の形状、寸法とした型付け面２６ｃとしている。
断面を楕円形としたスパイラルパイプに対するダイスに
ついては、図示して説明しないが、型付け面の形状が変
わるだけで上記のものと同一である。

【００２４】成形にあたっては素材パイプをスクロール
チャックで挟持し、次いで二つ割りダイスで上下より締
め付ける。その際、素材パイプは上下から押圧され、断
面ＡＡでは素材パイプは変形を受けないが、断面ＢＢの
近傍では凸条がアンダカット部とならないよう、型付け
溝２４のダイス対向面側に切欠き部２７が形成されてい
るので、断面ＢＢ、ＣＣに行くにしたがって周面が圧縮
されるとともに型付け溝２４に対応する部分は溝内に膨
出される。断面ＣＣでは、切欠き部２７がなく、素材パ
イプは最終の断面形状に圧縮され型付け成形される。

【００２５】次いで、素材パイプが型付け溝の捩じれと
同じ捩じれを生じるようＹ方向に回転が加えられてＸ方
向に送られると（後で詳述する）、素材パイプの断面Ａ
Ａにある部分は、ダイスの断面ＢＢ、ＣＣと移行し、周
面が圧縮されるとともに型付け溝に対応する部分が膨出
してスパイラルパイプが形成される。素材パイプの周面
の長さは成型後の周面の長さをほぼ等しくしているか
ら、パイプは上下のダイスによって圧縮され型付けされ
るだけで、引抜きにより絞り加工は受けない。したがっ
て成形が容易であってステンレスでも容易に加工できる
のである。

【００２６】次にリード調節について説明する。リード
調節機構は、送り台とリード調節台、それらを連係する
換歯車列から構成される。送り台３０は、機台上を摺動
自在に支持された送りテーブル３１を備えており、送り
テーブル３１の送り軸支持片３２には送りネジを備えた
送り軸３３が枢着されている。図８において、３４は機
台のアリ溝に係合する案内、３５は送りハンドルであ
る。送り軸３３は、機台１０に装着された雌ねじ（図示
はしない）と係合しており、送りハンドル３５により回
転させることで送りテーブルを移動させることができ
る。前記送り軸３３の先端にはブッシュ３７を介して歯
車３６ａが取着されており、中間歯車３６ｂを経てリー
ド調節台の伝動軸４５に取着された歯車３６ｃに回転を
伝動する。

【００２７】送りテーブル３１の端部にはリード調節台
４０が取着されている。本発明のリード調整台は、割出
し台の技術を適用したもので、図８〜１０を参照してそ
の構造を説明すると、４１は回転主軸、４２は回転主軸
に取着されたウォームホィール、４３はウォーム、４４
はウォーム軸、４６ａはウォーム軸に取着された傘歯
車、４６ｂは中間軸４７に取着された傘歯車、４８ａ，
ｂは平歯車、４５は伝動軸で、その端部は外部に突出
し、スィングアーム３８と歯車を取着できるようにして
いる。傘歯車４６ａと４６ｂ、平歯車４８ａと４８ｂは
いずれも同じもので、ウォーム軸４４と伝動軸４５は同
一の回転数で回転されている。

【００２８】前記歯車３６ａ，３６ｂ，３６ｃは換歯車
列を構成しており、リードの必要に応じて適当な歯数の
歯車が選択される。スパイラルパイプのリードは、金型
コアの大小、その長さによって異なるが、通常１２０ｍ
ｍとしており、送り軸の送りねじのピッチは６ｍｍであ
るから、この場合には送り軸３３の回転に対して主軸４
１の回転を１／２０に落とすことが必要になる。この場
合、送り軸とリード調節台の主軸との間で、平歯車列だ
けでは回転を落とすことは困難であり、ウォームとウォ
ームホィールとによる回転の調節が必要となるのであ
る。捩じれ角が小さい場合には、スクロールチャック５
０を自由に回転できるようにすると、パイプはダイス型
付け溝の捩じれ角によって回転され、換歯車は使用しな
くともよい。

【００２９】次にスクロールチャック５０について説明
すると、前記主軸４１の突出端部には、素材パイプを取
り付けるための３方向スクロールチャック５０が取着さ
れている。図において５１は爪、５２は摺動溝、５３は
ハンドル挿入口である。該チャック５０には、内部には
渦巻溝を設けた連動歯車が装着され、爪５１はその裏面
に設けた渦巻歯が前記渦巻溝に係合して摺動溝５２内を
案内される（図示しない）。ハンドルをハンドル挿入口
５３に挿入し連動歯車を回転させると爪５１を同一に移
動させることがでる。パイプ素材の取着にあたって、芯
金をパイプ内に挿入しチャックにより強固に挟持する。

【００３０】次に本発明の製造装置の操作について簡単
に説明する。送り台３０の送りハンドルで送り軸を回転
させると、送り台が移動し、同時に送り軸の一端に取着
された歯車が中間歯車を介してリード調節台の伝動軸に
取着された歯車に回転を伝え、リード調節台のウォーム
とウォームホィールとによって主軸が回転され、素材パ
イプがダイスに対して送りと同時に必要な回転が与えら
れるのである。

【００３１】上記実施例では、送りは手送りで行ってい
るが、モータを送り台に装着してモータによって送り軸
を回転させるようしても良く、また送りテーブルを固定
にして、ダイス保持台を移動させるようにしても良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果をもたらす。

【００３３】冷却用パイプとして円筒周面に山形凸条を
二重スパイラル状に形成したスパイラルパイプを採用
し、冷却孔に嵌挿するようにしたから、パイプが孔内で
確実に支持され傾斜することがない。また、凸条の間隔
は一定であるから冷却水流路が均一となり、流路の断面
積が均一であり、冷却水が均一に流れる。凸状の形状を
山形凸条としたので冷却水が澱みなく流動するので、水
垢の付着が減少し、掃除の必要も少なくできる。

【００３４】パイプ内部から冷却水を噴出させるように
したから、従来のパイプ噴流式のものと同様に最も熱い
ゲート対応点を最初に冷却することができる。次いで冷
却流体を二等分し二重スパイラル状流路により旋回流動
させてコアを冷却するようにしたから、円周方向でも冷
却が均一で、コア全体として均等に冷却できる。

【００３５】所定の捩じれ角を有する型付け溝を設けた
二つ割りダイスで、素材パイプを圧縮して型付けし、必
要なリードで素材パイプを回転させながら、送り方向に
引抜くようにしたから、スパイラルパイプの製造が容易
にできるようになった。

【００３６】また、ウォームとウォームホィールを備え
たリード調節台と換歯車列を用いたから、必要なリード
が換歯車を交換するだけで簡単に調節できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型冷却装置の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図でスパイラルパイプの形状
を示す説明図である。

【図３】従来のコア冷却装置の断面図である。

【図４】スパイラルパイプの変形実施例の断面図であ
る。

【図５】パイプ成形装置の斜視図である。

【図６】ダイスの縦断面図である。

【図７】図６におけるＡＡ，ＢＢ，ＣＣの各断面図であ
る。

【図８】変形実施例のダイス断面の説明図である。

【図９】パイプ成形装置の正面図である。

【図１０】パイプ成形装置の側面図である。

【図１１】リード調節台の内部透視図である。

【符号の説明】

１雄型２雌型２ａコア２ｂ冷却孔３スパイラルパイプ３ａパイプ円筒部３ｂ山形凸条４冷却水流路６菱形筒状パイプ７楕円筒状パイプ１０機台１１ダイス支持固定台１３スクロールチャック２０二つ割りダイス２１上型２２下型２３型付け面２４型付け溝２７切欠き３０送り台３３送り軸３６歯車４０リード調節台４１主軸４２ウオームホィール４３ウオーム４４ウオーム軸４５伝動軸５０スクロールチャック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒周面に山形凸条を二重スパイラル状
に形成したコア冷却用スパイラルパイプ。
【請求項２】断面を菱形とした筒体を一定の捩じれ角
でスパイラル状に成形したコア冷却用スパイラルパイ
プ。
【請求項３】金型コアの冷却孔内に、円筒周面に山形
凸条を二重スパイラル状に形成したコア冷却用スパイラ
ルパイプを嵌挿し、パイプ内部から冷却水を噴出させゲ
ート対応点を冷却し、次いで冷却流体を二分し二重スパ
イラル状流路により旋回流動させてコアを冷却するよう
にしたことを特徴とする射出成形金型コア冷却方法。
【請求項４】円筒周面に山形凸条を二重スパイラル状
に形成したスパイラルパイプを金型コアの冷却孔内に嵌
挿したことを特徴とする射出成形金型コア冷却装置。
【請求項５】所定の捩じれ角を有する型付け溝を設け
た二つ割りダイスで、素材パイプの所定の箇所を上下か
ら圧縮して型付けし、前記捩じれ角を形成するための必
要なリードで素材パイプを回転させながら、送り方向に
引き抜くことによって成形することを特徴とするスパイ
ラルパイプの製造方法。
【請求項６】機台の固定台に保持された二っ割りダイ
スと、送り軸を備えた送り台と、該送り台の端部に支持
されたリード調整台と、前記リード調整台に支持された
スクロールチャックとからなるスパイラルパイプの製造
装置において、前記二つ割りダイスが、所定の捩じれ
角を有する型付け溝を設けた型付け面を備え、前記リード調整台が、端部に前記スクロールチャックを
取着し内部にウォームホイールを取着した主軸と、前記
ウォームホイールと噛合うウォームを取着したウォーム
軸と、該ウォーム軸と歯車機構により連係された伝動軸
とを備え、前記送り台の送り軸と前記リード調節台の伝動軸とを換
歯車列により連係したことを特徴とするスパイラルパイ
プの製造装置。
【請求項７】型付け溝の所定範囲のダイス対向面側
に、圧縮型付けされる凸条がアンダーカットとならない
よう切欠き部を形成したことを特徴とする請求項５およ
び６記載の二つ割りダイス。