JPH0834022A

JPH0834022A - 金型の温調装置

Info

Publication number: JPH0834022A
Application number: JP17444694A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsumura; 浩史松村; Masaaki Kida; 正明木田
Original assignee: MATSUMURA SEIKEI KK
Current assignee: MATSUMURA SEIKEI KK
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】小さいスペースに確実に取り付けることがで
き、その分解、組立てが容易になるばかりか、コア型の
背部に取り付けるウォータジャケット、温調回路が不必
要になって、水垢による詰まりがなくなりメンテナンス
フリーになる金型の温調装置を提供する。【構成】コア型２に温調ユニット装着部８とヒートパ
イプ挿入部９を設け、温調ユニット７を、ウォータジャ
ケット１０にヒートパイプ挿入孔部１２を形成すると共
に、このヒートパイプ挿入孔部１２にヒートパイプ５０
の放熱部５０ａを挿入固定し、ウォータジャケット１０
にヒートパイプ５０の放熱部５０ａを囲む温調通路６０
を形成して構成し、温調ユニット７を、そのヒートパイ
プ５０の入熱部５０ｂをコア型２のヒートパイプ挿入部
９に挿入すると共に、ウォータジャケット１０を温調ユ
ニット装着部８に装着してコア型２に装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インジェクション・モ
ールディング、ブロー・モールディング、ローテーショ
ン・モールディング及びダイ・カストに使用できる金型
の温調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プラスチック製品の生産性の向
上は、溶けたプラスチックを金型に流し込んで固まるま
での時間が短縮できないためなかなか難しいとされてき
た。また、金型の冷却は生産性向上の障害になるだけで
なく、成形過程でおこる問題の大部分を占めている。冷
却能力が不十分な場合はサイクルが長くなり、冷却能力
が過剰な場合は表面品質が悪くなって反りなどの問題が
生じる。

【０００３】従来の金型の温調装置としての冷却装置と
しては、図８に示す水流式冷却装置がある。この水流式
冷却装置は、金型のコア型４０に設けたコア部４１にウ
ォータジャケット４２の水路４４に連通するウォータチ
ャンネル４３を形成して、このウォータチャンネル４３
に冷却水を流すようにしたものである。しかし、この水
流式冷却は時間がかかり、水の漏れ、詰まり、スケー
ル、腐食などを起こし、メンテナンスの手間とコストを
増大させるという問題点があった。

【０００４】この問題点を解消するものとしては、ヒー
トパイプの一種であるサーマルピン（アメリカ・カルフ
ォルニヤ州・メンローパークのノーレン社が所有する商
品名）を利用した金型冷却が実用化されている。このヒ
ートパイプ（サーマルピン）５０は、図７に示すように
薄い銅合金の管体５１内にウィック５２と作動流体５３
を入れて密閉されたものであり、このヒートパイプ５０
は、一方の端である入熱部５０ｂが加熱されると作動流
体５３は蒸発して他の端の放熱部５０ａに移動し、そこ
で蒸気が冷やされて凝縮して潜熱を放出し、その後、凝
縮した作動流体５３は、ウィック５２の毛細管作用によ
り入熱部５０ｂに戻るという作用を行い、熱がすばや
く、継続的に温度が高い端から低い端へ移動する機能を
有し、銅の何千倍の熱輸送能力を持っているものであ
る。

【０００５】このヒートパイプ５０を用いた金型冷却装
置を図９に示す。この金型冷却装置は、上記した水流式
冷却装置のコア部４１のウォータチャンネル４３の部分
にヒートパイプ５０を挿入し、このヒートパイプ５０の
放熱部５０ｂをウォータジャケット４２の水路４４に突
入させたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
パイプ５０を用いた金型冷却装置にあっては、このヒー
トパイプ５０のコア型４０への装着、交換は、このコア
型４０を成形機本体から取り外し、コア型４０からウォ
ータジャケット４２を外し、コア部４１にヒートパイプ
５０を挿入し、再び、コア型４０にウォータジャケット
４２を装着するなどの手順を踏まざるを得ず、特に、コ
ア型４０が重量物であるためにその分解、組立てが大掛
かりになり、多くの労力と時間を消費するという問題点
があった。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決するものであ
って、その目的とするところは、小さいスペースに確実
に取り付けることができ、その分解、組立てが容易にな
るばかりか、コア型の背部に取り付けるウォータジャケ
ット、温調回路が不必要になって、水垢による詰まりが
なくなりメンテナンスフリーになり、しかも温調媒体の
漏れを無くして温調回路の変更（新設、廃止）を簡便に
する金型の温調装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の金型の温調装置は、コア型に温調ユニッ
ト装着部とヒートパイプ挿入部を設け、温調ユニット
を、ウォータジャケットにヒートパイプ挿入孔部を形成
すると共に、このヒートパイプ挿入孔部にヒートパイプ
の一方の熱交換部を挿入し、ウォータジャケットにヒー
トパイプの一方の熱交換部を囲む温調通路を形成して構
成し、前記温調ユニットを、そのヒートパイプの他方の
熱交換部を前記コア型のヒートパイプ挿入部に挿入する
と共に、前記ウォータジャケットを前記温調ユニット装
着部に装着して前記コア型に装着したことを特徴とす
る。

【０００９】そして、前記温調通路を、前記ヒートパイ
プ挿入孔部の周面部に形成した螺旋状の溝部と、このヒ
ートパイプ挿入孔部に挿入されたヒートパイプの一方の
熱交換部の周面とで構成してもよい。請求項１または請
求項２または請求項３記載の金型の温調装置。

【００１０】また、前記ウォータジャケットの一部に、
このウォータジャケットを温調ユニット装着部に螺合す
るねじ部を形成し、ウォータジャケットの他の部分を温
調通路の管路接続部にしてもよい。さらに前記ウォータ
ジャケットの一部に、このウォータジャケットを温調ユ
ニット装着部に螺合するねじ部を形成すると共に温調通
路をステンレスパイプにより形成し、そのステンレスパ
イプを前記ウオータージャケットと鋳造により一体成形
するようにしても良い。その様にすることによりステン
レスパイプによって水冷却による錆の発生を防止するこ
とができ、またステンレスパイプをウオータージャケッ
トに取り付ける際におこる使用中の緩みや経時変化によ
り生じる亀裂よりの水漏れを防ぐことができる。加え
て、前記ウォータジャケットの外周面に、このウォータ
ジャケットを温調ユニット装着部に螺合するねじ部を形
成し、ウォータジャケットの端面に、温調通路の流入側
に連なる配管と、温調通路の流出側に連なる配管とを設
けてもよい。

【００１１】

【作用】かかる構成により、前記温調ユニットを前記コ
ア型から取り外す場合には、このコア型の裏側におい
て、ウォータジャケットを前記温調ユニット装着部から
外し抜き出すことにより行うことができる。このよう
に、前記温調ユニットは、ウォータジャケットにヒート
パイプを組み込んだ構成であるために、小さいスペース
に確実に取り付けることができ、その分解、組立てが容
易になり、少しの労力と時間でその分解、組立てを行な
うことが可能である。また、ウォータジャケットをコア
型の背部に取り付ける必要がなくなり、温調回路を設け
る必要がなって、水垢による詰まりがなくなりメンテナ
ンスフリーになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例による金型の温調
装置の一部省略した構成説明図であり、図２は同温調装
置の温調ユニットの縦断面図、図３は図２のＡ方向から
の矢視図である。

【００１３】インジェクション・モールディングにおけ
る金型構造は、固定側金型であるキャビティ型１と可動
側金型であるコア型２とを備えており、このキャビティ
型１には、加熱溶融された樹脂がキャビティ３に入る湯
口であるゲート４が設けてあり、また、コア型２はコア
部５を備えており、キャビティ型１とコア型２とが型締
めされた状態で、前記キャビティ３を形成している。前
記コア型２の裏面部２ａには座ぐり部６が形成してあ
り、この座ぐり部６には温調ユニット装着部８とこの温
調ユニット装着部８から前記コア部５内に至るヒートパ
イプ挿入部９とが形成してある。そして、前記温調ユニ
ット装着部８の周面部にはねじ部８ａが設けてある。

【００１４】また、温調ユニット７はウォータジャケッ
ト１０を備えており、このウォータジャケット１０は、
断面円形の筒体状でアルミニウム製のジャケット本体１
１を有しており、このジャケット本体１１の先側には、
前記温調ユニット装着部８に螺合される螺合部２３が形
成してあり、また、ジャケット本体１１には、その螺合
部２３の先端面２３ａから中央にかけてヒートパイプ挿
入孔部１２とねじ孔部１２ａとが形成してあり、このヒ
ートパイプ挿入孔部１２の周面部には螺旋状に溝部１３
が形成してある。

【００１５】また、前記ジャケット本体１１の外端面１
１ｂには熱交換媒体である冷媒（温調水）、例えば冷却
水の流入口１４と流出口１５とが設けてあり、ジャケッ
ト本体１１には、流入口１４を溝部１３の入口１３ａに
連通する流入通路１６と、溝部１３の出口１３ｂを流出
口１５に連通する流出通路１７とが設けてある。また、
前記ジャケット本体１１の外側周部には、別の流入口１
９と流出口２０とが形成してあり、この流入口１９は流
入通路１６に連通し、流出口２０は流出通路１７に連通
している。

【００１６】また、前記ジャケット本体１１のヒートパ
イプ挿入孔部１２には、図７に示すヒートパイプ５０と
同じ内部構成のヒートパイプの一方の熱交換部である放
熱部５０ａ側が挿入してあり、この放熱部５０ａの先側
に設けたねじ部５４が前記ねじ孔部１２ａに螺合してい
る。そして、前記放熱部５０ａ側の外周面は螺旋状の前
記溝部１３の開口側を覆っていて、この溝部１３と放熱
部５０ａ側の外周面とで流路２１を形成している。した
がって、前記流入口１４と流入通路１６と流路２１と流
出通路１７と流出口１５とで温調通路６０を構成してい
る。そして、ヒートパイプ５０の他方の熱交換部である
入熱部５０ｂ側は前方に突出している。

【００１７】そして、前記温調ユニット７は、そのヒー
トパイプ５０の入熱部５０ｂを前記コア型２のヒートパ
イプ挿入部９に挿入し、ジャケット本体１１の螺合部２
３を前記温調ユニット装着部８のねじ部８ａに螺合して
前記コア型２に装着してある。また、温調通路６０の管
路接続部である流入口１４には供給管（図示せず）が接
続され、温調通路６０の管路接続部である流出口１５に
は排出管（図示せず）が接続される。さらに以上におい
て前記温調通路６０をステンレスパイプにより形成し、
そのステンレスパイプを前記ジャケット本体１１と鋳造
により一体成形するようにしても良い。

【００１８】次に、上記のように構成された金型の温調
装置の作動を説明する。射出成形機では、金型のコア型
２が型締めされた後、ペレットを、バンドヒータ（図示
せず）によりシリンダ（図示せず）内で加熱溶融しなが
ら、スクリュ（図示せず）で先端部に送り込む。この送
り込んだ溶融樹脂の圧力でスクリュが後退して、ここに
必要な一定量の溶融樹脂が溜め込まれる。そして、スク
リュが前進して前記ゲート４からキャビティ３内に溶融
樹脂が高圧注入される。金型内に入った溶融樹脂を本発
明に係る温調装置で急冷し、しばらく保圧し、コア型２
側を型開きし、製品をエジェクトピン（図示せず）で押
し出す。

【００１９】本発明に係る温調装置での温調（冷却）
は、前記ヒートパイプ５０の、熱をすばやく、継続的に
温度が高い端から低い端へ移動させるという銅の何千倍
の熱輸送能力機能を利用する。すなわち、キャビティ３
内に溶融樹脂の熱はコア部５に伝わり、前記ヒートパイ
プ５０の入熱部５０ｂを加熱する。この入熱部５０ｂが
加熱されると作動流体５３は蒸発して他の端の放熱部５
０ａに移動する。この放熱部５０ａは、前記流入口１４
から流入して流入通路１６を介して流路２１を流れる冷
媒（温調水）に晒されているために、放熱部５０ａで蒸
気が冷やされて凝縮して潜熱を放出し、その後、凝縮し
た作動流体５３は、ウィック５２の毛細管作用により入
熱部５０ｂに戻る。一方、冷媒は、前記流出通路１７か
ら流出口１５に流出する。この繰り返しによりコア型２
の温調が行われる。

【００２０】前記温調ユニット７は、そのヒートパイプ
５０の入熱部５０ｂを前記コア型２のヒートパイプ挿入
部９に挿入し、ジャケット本体１１の螺合部２３を前記
温調ユニット装着部８のねじ部８ａに螺合して前記コア
型２に装着してある。したがって、前記温調ユニット７
を前記コア型２から取り外す場合には、このコア型２の
裏側において、前記ジャケット本体１１の螺合部２３を
前記温調ユニット装着部８のねじ部８ａから外し抜き出
すことにより行うことができる。

【００２１】このように、前記温調ユニット７は、ウォ
ータジャケット１０にヒートパイプ５０を組み込んだ構
成であるために、その分解、組立てが容易になり、少し
の労力と時間でその分解、組立てを行なうことが可能で
ある。

【００２２】また、図４に温調ユニット７の他の実施例
を示す。この実施例のものは、前記ヒートパイプ５０
を、その放熱部５０ａの直径を入熱部５０ｂよりも小径
（φ８）にして段付き形状にし、この放熱部５０ａを、
ウォータジャケット１０のヒートパイプ挿入孔部１２に
挿入固定したものであり、他の構成は上記した一実施例
の金型の温調装置の温調ユニット７と同構成である。そ
して、この温調ユニット７は上記した一実施例の場合と
同様にコア型２に装着されるし、その作用も同様であ
る。

【００２３】また、図５及び図６に温調ユニット７の他
の実施例を示す。この温調ユニット７は、前記コア型２
の裏面部２ａに前記座ぐり部６をとるスペースがない場
合に、このコア型２に装着されるものである。すなわ
ち、温調ユニット７は、ウォータジャケット１０のジャ
ケット本体１１の外周全体に螺合部２３が形成してあ
る。

【００２４】そして、ジャケット本体１１の外端面１１
ａには流入口１４と流出口１５とが設けてあり、この流
入口１４には供給配管２４が接続してあり、流出口１５
には排出配管２５が接続されていて、供給配管２４及び
排出配管２５のそれぞれの端部が接続部２４ａ、２５ａ
にしてある。

【００２５】そして他の構成は上記した一実施例の温調
ユニット７と同様である。そして、前記温調ユニット７
は、そのヒートパイプ５０の入熱部５０ｂを前記コア型
２のヒートパイプ挿入部９に挿入し、ジャケット本体１
１の螺合部２３を前記温調ユニット装着部８のねじ部８
ａに螺合して前記コア型２に装着してある。そして、前
記供給管２４及び排出管２５は前記コア型２の裏面後方
に出ている。上記のように構成された金型の温調装置
は、上記した一実施例の場合と同様な作動を行なって、
金型の温調を行なう。

【００２６】なお、上記した実施例はいずれもインジェ
クション・モールディングに付いて述べたが、前記温調
ユニット７はブロー・モールディング、ローテーション
・モールディング及びダイ・カストにも使用できるもの
である。したがって、前記キャビティに充填されるもの
は樹脂だけではなく、溶湯もある。

【００２７】また、上記した実施例では金型の冷却につ
いて述べたが、本発明にあっては、熱交換媒体に温媒を
用いての金型の加熱、温度保持を行うこともある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係わる
発明の金型の温調装置は、コア型に温調ユニット装着部
とヒートパイプ挿入部を設け、温調ユニットを、ウォー
タジャケットにヒートパイプ挿入孔部を形成すると共
に、このヒートパイプ挿入孔部にヒートパイプの一方の
熱交換部を挿入し、ウォータジャケットにヒートパイプ
の一方の熱交換部を囲む温調通路を形成して構成し、前
記温調ユニットを、そのヒートパイプの他方の熱交換部
を前記コア型のヒートパイプ挿入部に挿入すると共に、
前記ウォータジャケットを前記温調ユニット装着部に装
着して前記コア型に装着したから、前記温調ユニットを
前記コア型から取り外す場合には、このコア型の裏側に
おいて、ウォータジャケットを前記温調ユニット装着部
から外し抜き出すことにより行うことができる。このよ
うに、前記温調ユニットは、ウォータジャケットにヒー
トパイプを組み込んだ構成であるために、小さいスペー
スに確実に取り付けることができ、その分解、組立てが
容易になり、少しの労力と時間でその分解、組立てを行
なうことが可能である。しかも温調媒体の漏れを無くす
ることができるので温調回路の変更（新設、廃止）がき
わめて簡便となる。

【００２８】また、ウォータジャケットをコア型の背部
に取り付ける必要がなくなり、温調回路を設ける必要が
なって、水垢による詰まりがなくなりメンテナンスフリ
ーになる。

【００２９】また、請求項２に係わる発明は、請求項１
記載の金型の温調装置において、前記温調通路を、前記
ヒートパイプ挿入孔部の周面部に形成した螺旋状の溝部
と、このヒートパイプ挿入孔部に挿入されたヒートパイ
プの一方の熱交換部の周面とで構成したから、前記温調
通路の形成が容易にあるばかりか、温調媒体を直接ヒー
トパイプの放熱部分の周面に接触させることができて温
調効率を向上させることができる。

【００３０】また、請求項３に係わる発明は、請求項１
または請求項２記載の金型の温調装置において、前記ウ
ォータジャケットの一部に、このウォータジャケットを
温調ユニット装着部に螺合するねじ部を形成し、ウォー
タジャケットの他の部分を温調通路の管路接続部にした
から、前記コア型の裏面部に座ぐり部をとるスペースが
ある場合に、このコア型に装着が可能になる。

【００３１】また、請求項３に係わる発明は、請求項１
または請求項２記載の金型の温調装置において、前記ウ
ォータジャケットの一部に、このウォータジャケットを
温調ユニット装着部に螺合するねじ部を形成すると共に
温調通路をステンレスパイプにより形成し、そのステン
レスパイプを前記ウオータージャケットと鋳造により一
体成形するようにしたので、ステンレスパイプによって
水冷却による錆の発生を防止することができ、またステ
ンレスパイプをウオータージャケットに取り付ける際に
おこる使用中の緩みや経時変化により生じる亀裂よりの
水漏れを防ぐことができる。

【００３２】また、請求項５に係わる発明は、請求項１
または請求項２記載の金型の温調装置において、前記ウ
ォータジャケットの外周面に、このウォータジャケット
を温調ユニット装着部に螺合するねじ部を形成し、ウォ
ータジャケットの端面に、温調通路の流入側に連なる配
管と、温調通路の流出側に連なる配管とを設けたから、
前記コア型の裏面部に座ぐり部をとるスペースがない場
合に、このコア型に装着が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による金型の温調装置の一部
省略した構成説明図である。

【図２】同温調装置の温調ユニットの縦断面図である。

【図３】図２のＡ方向からの矢視図である。

【図４】温調ユニットの他の実施例の縦断面図である。

【図５】温調ユニットの他の実施例の縦断面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図７】本発明の金型の温調装置に使用するヒートパイ
プ（サーマルピン）の構成説明図である。

【図８】従来の金型の温調装置の構成説明図である。

【図９】従来の他の金型の温調装置の構成説明図であ
る。

【符号の説明】

２コア型７温調ユニット８温調ユニット装着部９ヒートパイプ挿入部１０ウォータジャケット１２ヒートパイプ挿入孔部５０ヒートパイプ５０ａ放熱部（一方の熱交換部）５０ｂ入熱部（他方の熱交換部）６０温調通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア型に温調ユニット装着部とヒートパ
イプ挿入部を設け、温調ユニットを、ウォータジャケッ
トにヒートパイプ挿入孔部を形成すると共に、このヒー
トパイプ挿入孔部にヒートパイプの一方の熱交換部を挿
入し、ウォータジャケットにヒートパイプの一方の熱交
換部を囲む温調通路を形成して構成し、前記温調ユニッ
トを、そのヒートパイプの他方の熱交換部を前記コア型
のヒートパイプ挿入部に挿入すると共に、前記ウォータ
ジャケットを前記温調ユニット装着部に装着して前記コ
ア型に装着したことを特徴とする金型の温調装置。
【請求項２】前記温調通路を、前記ヒートパイプ挿入
孔部の周面部に形成した螺旋状の溝部と、このヒートパ
イプ挿入孔部に挿入されたヒートパイプの一方の熱交換
部の周面とで構成した請求項１記載の金型の温調装置。
【請求項３】前記ウォータジャケットの一部に、この
ウォータジャケットを温調ユニット装着部に螺合するね
じ部を形成し、ウォータジャケットの他の部分を温調通
路の管路接続部にした請求項１または請求項２記載の金
型の温調装置。
【請求項４】前記ウォータジャケットの一部に、この
ウォータジャケットを温調ユニット装着部に螺合するね
じ部を形成すると共に温調通路をステンレスパイプによ
り形成し、そのステンレスパイプを前記ウオータージャ
ケットと鋳造により一体成形した請求項１または請求項
２記載の金型の温調装置。
【請求項５】前記ウォータジャケットの外周面に、こ
のウォータジャケットを温調ユニット装着部に螺合する
ねじ部を形成し、ウォータジャケットの端面に、温調通
路の流入側に連なる配管と、温調通路の流出側に連なる
配管とを設けた請求項１または請求項２記載の金型の温
調装置。