JPH09254215A - 射出成形金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形金型装置における温度調整を迅速か
つ効率的に行なう。 【解決手段】 型締め状態になった時に作られる成形品
用のキャビティＣに成形樹脂を供給して成形品を得るも
ので、キャビティを作る金型（型板４，１２）に半導体
型ヒートポンプ素子１７，１８が取り付けてある。キャ
ビティＣの近傍の金型内には温度センサ（図示略）が埋
設してあり、検出温度データをヒートポンプ素子の制御
を行なう温度制御装置に出力可能である。これにより温
度センサから出力される温度データを受け、半導体型ヒ
ートポンプ素子への通電が制御される。半導体型ヒート
ポンプ素子は、金型に対して吸熱または放熱を行なっ
て、金型、特にキャビティ近傍を直接的に加熱または冷
却することにより温度調整可能である。これに水や油等
の流体を熱交換媒体とする温度調整手段を併用すればさ
らに迅速・確実な金型温度の制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は射出成形金型装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り射出成形品の品質を決定付け
る重要なファクターとして射出成形金型装置の温度管理
が挙げられる。なかでもキャビティ部の温度は、成形品
の射出や固化に及ぼす影響が大きく、それだけ成形品の
品質に及ぼす影響が大きいことから種々の温度管理のた
めの手段が採用されている。

【０００３】射出成形金型装置の温度管理は、主として
金型内に温度調整用流体の通路を設け、パイプを介して
外部の温度調整装置と金型装置内との間とで流体を循環
させて、流体の熱交換作用によって温度調整することが
行われている。金型にパイプを接続するものでは、金型
の交換毎にパイプの着脱作業を要するために、金型交換
作業を面倒にしているという問題があった。

【０００４】これに対して実公平４−２７６３３号公報
では、金型のパーティングライン面に温度調整用の配管
の接続部を形成することにより、この配管の着脱を要せ
ずに金型の交換を可能にした金型を提案している。

【０００５】また、流体を熱交換媒体とする温度調整手
段では、金型の温度変化への対応が間接的なものとな
り、迅速な対応が不十分なことから、これを避けるため
に、キャビティの表面を予め高周波誘導加熱装置を用い
て直接的に加熱する方法が提案されている（特公昭５８
−４０５０４号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
流体の熱交換作用を利用するものは、上述したように、
温度変化への対応が間接的であるためにタイムラグを生
じ、精度の高い温度管理ができないという問題がある。
また、高周波誘導加熱により金型を直接的に加熱する場
合には、温度変化に対する対応は迅速化するが、加熱だ
けに限定されるため、適用できる成形品の材質に制約が
あり、かつ装置や操作が複雑化するなどの問題がある。

【０００７】また、カセット式金型を採用する場合に
は、上記した流体の通路は、ベース金型に設けるだけで
あるため、肝腎のキャビティの周辺の温度調整には不十
分となっているという問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明の射出成形金型装置では、キャビティの温
度制御を高精度に行なう手段として半導体型ヒートポン
プ素子を採用してある。具体的には、キャビティ部を構
成する固定側金型及び可動側金型の各側部に半導体型ヒ
ートポンプ素子を取り付け、これに温度制御装置を接続
することにより、金型内部のキャビティ近傍の温度変化
に対応して金型を直接的に加熱または冷却可能にしてあ
る。

【０００９】また、射出成形金型装置はキャビティ以外
の部分でも温度管理が成形品の品質決定の重要なファク
ターとなることから、半導体型ヒートポンプの採用と併
せて従来技術で用いられている流体を熱交換媒体とする
金型温度調整手段を採用して射出成形金型装置全体の温
度調整の効率化を図るようにしてある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、型締めにより固定側金
型と可動側金型とでキャビティを作り、キャビティに成
形樹脂を供給して成形品を得る射出成形金型装置であ
り、キャビティが位置する各金型には、該キャビティの
温度を調整する半導体型ヒートポンプ素子が設けてあ
る。

【００１１】好ましくは、各金型は、温度管理手段とし
て上記した半導体型ヒートポンプ素子を採用するととも
に、流体を熱交換媒体とする温度調整手段を併用され
る。

【００１２】

【実施例】初めに、本実施例における射出成形金型装置
の全体の構成について説明する。

【００１３】図１，２は、本発明の説明に必要な範囲で
各要素の位置関係を示したもので、ガイド軸、サポート
軸その他の部材の表示を省略してある。

【００１４】図１に示すように、本発明を実現する射出
成形金型装置は、型締め状態において固定側金型Ｐと可
動側金型ＱとによってキャビティＣを作り、このキャビ
ティに成形樹脂を供給することにより成形品を得るもの
である。

【００１５】固定側金型Ｐは、固定側取付板１の前面に
ランナストリッパープレート２が接離可能に当接してあ
り、このランナストリッパープレートの前面に固定側ベ
ースプレート３が同様に接離可能に当接してある。さら
に固定側ベースプレート３の前面には固定側型板４が固
着してある。

【００１６】固定側取付板１及びランナストリッパープ
レート２の中央部には、成形機本体のノズルが挿入され
るスプルーブシュ５が装着してある。スプルーブシュ５
はロケートリング６によって固定側取付板１に固定して
ある。スプルーブシュ５の先端に設けてあるスプルー５
ａの先端は、固定側ベースプレート３の背面に形成して
あるサブランナ部３ａと対向している。サブランナ部３
ａの一隅には、固定側ベースプレート３及び固定側型板
４とにわたってテーパ状に設けてあるランナ部３ｂ，４
ａの端部が対向しており、型締め（図示）状態におい
て、サブランナ部３ａとキャビティＣとを連通可能であ
る。ランナ部３ｂの端部には、固定側取付板１及びラン
ナストリッパープレート２を貫通するように設けられた
ランナロックピン７の先端部が位置している。

【００１７】可動側金型Ｑは、可動側取付板８の前面に
スペーサブロック９が設けてあり、このスペーサブロッ
クの前面には受板１０が設けてあり、受板１０の前面に
は、可動側ベースプレート１１が、その前面にはさらに
可動側型板１２が設けてある。可動側型板１２のほぼ中
央部には、キャビティコア１３が設けてあり、型締め状
態において、このキャビティコアと可動側型板１２に形
成してあるキャビティ部及び固定側型板４の前面とによ
って囲まれたキャビティＣを形成可能である。

【００１８】スペーサブロック９の中央部には、スペー
サ部９ａが形成してあり、このスペーサ部内には、エジ
ェクタプレート１４が進退可能に設けてある。エジェク
タプレート１４の前面には、エジェクタピン１５が立設
してある。エジェクタピン１５は、受板１０、可動側ベ
ースプレート１１及びキャビティコア１３にそれぞれ設
けてある挿通孔を挿通して、先端が前方へ突出可能にし
てある。

【００１９】可動側取付板８の中央部には、エジェクタ
ロッド（図示せず。）が挿通可能な透孔８ａが設けてあ
る。この透孔８ａから図示してない射出成形金型装置本
体のシリンダによってエジェクタロッドが進入して、エ
ジェクタプレート１４を前進させると、エジェクタピン
１５の先端がキャビティコア１３の先端から突出するこ
とにより、型開き状態において、キャビティ内に残され
た成形品を突き落とし可能である。エジェクタロッドが
後退すると、エジェクタプレート１４及びエジェクタピ
ン１５は、戻しバネ（図示略）によって原位置に復帰可
能である。

【００２０】固定側型板４及び可動側型板１２の内部の
キャビティＣが作られるべき位置の近傍には、それぞれ
熱電対からなる温度センサ（図示略）が設けてある。温
度センサの出力端子（図示略）は、射出成形金型装置の
外部に設けてある温度制御装置（図示略）に接続してあ
り、常時キャビティＣの表面温度を計測可能にしてあ
る。

【００２１】また、キャビティＣが位置する金型すなわ
ち各型板４，１２の各側周部には、ペルチェ素子からな
る半導体型ヒートポンプ素子１７，１８が固着してあ
る。半導体型ヒートポンプ素子１７，１８の取付部は板
状に形成してあり、それぞれ型板の側部にねじ止めによ
って固定されている。

【００２２】半導体型ヒートポンプ素子は周知の通り、
２枚の分離されたプレートに直流電流を流し、一方のプ
レートにｐタイプの半導体を接続し、他方のプレートに
ｎタイプの半導体を接続し、各半導体の他端を出力プレ
ートで接続したものからなり、電流の流れる方向によっ
て出力プレートで放熱（加熱）または吸熱（冷却）作用
が行われるものである。

【００２３】本実施例では温度制御装置を、半導体型ヒ
ートポンプ素子を吸熱作用を生じさせるように電流方向
を設定してある。半導体型ヒートポンプ素子への通電
は、既述の温度制御装置によって行なわれる。すなわ
ち、温度センサから温度制御装置へ出力された温度デー
タが、予め設定してある温度よりも高い時は、半導体型
ヒートポンプ素子に通電して金型の熱を吸収して金型を
冷却し、金型温度がこれよりも低い時は通電を停止し
て、キャビティへ供給される射出樹脂による温度上昇を
待つ。この間に射出成形金型装置は稼働し続けているた
め、金型温度は徐々に上昇して設定温度よりも高くな
る。ここで再び半導体型ヒートポンプ素子への通電を再
開することにより金型を冷却可能である。

【００２４】また、成形樹脂の種類によっては、金型温
度を運転中に自然に上昇する温度よりも高くするように
要求されることがある。このような場合は、電流の流れ
る方向を反対にして出力プレートから放熱して金型を加
熱するようにすることも可能である。なお、温度制御装
置によって、金型の温度に対応して、吸熱と放熱とを任
意に切り換え可能となるように設定してもよい。

【００２５】図１に示すように、上記した半導体型ヒー
トポンプ素子による温度調整では、温度制御が不十分な
場合に備えて、これと併せて従来技術で採用している水
または油等の流体を熱交換媒体とする流路（金型温度調
整手段）３ｃ，１０ａ，１１ａを採用してある。すなわ
ち、固定側ベースプレート３、受板１０及び可動側ベー
スプレート１１にはそれぞれ、流体用の流路３ｃ，１０
ａ，１１ａが設けてある。これらの流路の各端部には流
体用パイプが接続してあり（図示略）、金型内を熱交換
媒体としての流体が流通可能である。半導体型ヒートポ
ンプ素子は、各型板に取り付けて主としてキャビティの
温度を調整可能にしたものであるが、このように流体を
用いた温度調整手段は金型全体の温度を調整するもので
あるため、ランナやキャビティコアの温度も十分に調整
可能となる長所がある。

【００２６】上記実施例では、半導体型ヒートポンプ素
子を型板の側部に固着するようにしてあるが、これを型
板内部のキャビティに近い部分に埋設するようにしても
よい。このようにキャビティの近傍を直接的に加熱また
は冷却することにより熱効率がよくなる上に温度制御の
即効性が期待できる。また、温度センサとして熱電対を
採用してあるが、これを抵抗温度計やサーミスタ温度計
を採用してもよい。

【００２７】また、上記実施例では、いずれも型板をベ
ースプレートに固着した形式の射出成形金型装置に適用
してあるが、カセット金型だけを自由に交換可能にした
カセット金型式射出成形金型装置にも適用可能である。
カセット金型式射出成形金型装置の場合は、ベースプレ
ートとカセット金型との間に間隔ができるため、ベース
金型だけを温度調整しても、カセット金型にはその効果
が不十分であったり、温度調整の効果が遅れがちであっ
たりする難点があったが、本発明を適用して、カセット
金型を直接的に温度調整可能とすれば、上記した短所が
解消されることになる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、半導体型ヒートポンプ素子に
よって、金型のキャビティの近傍を直接的に加熱または
冷却可能な構成にしてあるので、温度変化に対する温度
調整の応答が速くなり、最適の温度条件で射出成形を継
続可能となる。

【００２９】また、半導体型ヒートポンプ素子の採用に
併せて、従来から採用している流体を熱交換媒体とする
温度調整手段を採用すれば、金型全体の温度調整が行な
い易くなるとともに、半導体型ヒートポンプ素子の負担
を軽減可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

Ｐ 固定側金型 Ｑ 可動側金型 Ｃ キャビティ ３ｃ，１０ａ，１１ａ 金型温度調整手段 ４，１２ 型板 １７，１８ 半導体型ヒートポンプ素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締めにより固定側金型と可動側金型と
   で成形用キャビティを作り、上記キャビティに成形樹脂
   を供給して成形品を得る射出成形金型装置であり、上記
   キャビティが位置する上記各金型には、該キャビティの
   温度を調整する半導体型ヒートポンプ素子が設けてある
   ことを特徴とする射出成形金型装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、各上記金型には、流
   体を熱交換媒体とする温度調整手段を併用してあること
   を特徴とする射出成形金型装置。