JPH11268081A

JPH11268081A - プラスチック成形品の成形金型

Info

Publication number: JPH11268081A
Application number: JP7886298A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Hatakeyama; 寿治畠山; Hidenobu Kishi; 秀信岸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】キャビティ内の樹脂からの放熱をより効率的
に行うことにより、キャビティ内の樹脂の肉厚分布がア
ンバランスで形状が複雑であり、キャビティを構成する
入駒から金型表面までの距離が長い場合でも、均一な冷
却を速やかに行うことができ、成形サイクルを短縮する
のに好適なプラスチック成形品の成形金型を提供する。【解決手段】キャビティを形成する成形金型１，２の
入駒３，４から前記金型を貫通する伝熱手段１４を設
け、キャビティ５内の樹脂１９からの放熱を、入駒３，
４から金型表面までの距離及びキャビティ内の樹脂１９
の体積に応じて、放熱ブロック６まで伝導し冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形状が複雑で肉厚
分布がアンバランスなプラスチック成形品の成形金型に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プラスチック成形品の製造方法
としては、一定温度に保持された成形金型のキャビティ
に溶融樹脂を射出、充填した後、冷却して樹脂を固化さ
せることにより、成形していた。前記冷却の際には、キ
ャビティ内の樹脂体積に応じた熱量が放熱される。この
ため、キャビティ形状が複雑で極端に肉厚がアンバラン
スな場合は、部分的に冷却固化の遅延が生じ、成形品各
部の収縮にばらつきが出て、形状精度の悪化や光学歪み
の原因となる。従って、従来より金型温度をガラス転移
点以上に昇温して樹脂流動を高めてからキャビティ内に
溶融樹脂を射出し、その後、熱変形温度以下まで金型を
冷却して成形品を取り出すことにより、転写性の向上を
図ると共に、成形品表面と内部の温度差を少なくする工
夫がなされている。特に、レンズ等のように高精度が要
求される成形品にあっては、金型温度を上下させること
に加えて、金型を徐冷する方法を採用している。

【０００３】従来の金型の冷却方法としては、例えば、
特開平１−２００９２５号公報に記載されているように
金型内に穿たれた孔に冷却水を循環させる方法や、特開
平７−５２１６１号公報に記載されているように冷却用
の流体通路に液体と気体を交互に連続して流通させる方
法がある。しかしながら、このような方法では、キャビ
ティ内の樹脂からの放熱量分布に正確に対応させて最適
な熱媒体通路を設計する必要があり、放熱量分布の正確
な評価や金型内における熱媒体通路の加工スペースの制
約等によって、前記放熱量分布を均一にすることが困難
である。また、前記放熱量分布に正確に対応する熱媒体
通路を設計するには、キャビティ形状、樹脂の肉厚、樹
脂材料等が変更される度に試行錯誤し、冷却条件や成形
サイクルを決定しなければならず、作業効率が悪いとい
う問題がある。

【０００４】そこで、本願と同一出願人により、金型の
表面に貼付した合成樹脂フィルムあるいは塗装面からな
る熱放射率調整手段にて、キャビティ内の樹脂の体積に
応じ、冷却時の金型表面の熱放射率を部分的に変化させ
る簡易な成形方法及び金型が既に提案されている。この
技術は、肉厚分布のアンバランスな成形品についても、
各部の冷却速度を均一に保ち、形状精度の悪化や光学歪
みの発生を抑制するのに有効である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、キ
ャビティ内の樹脂からの熱移動は熱伝導によるので、成
形品の形状あるいは大きさによって、キャビティを構成
する入駒から一方の金型表面までの距離が、他方の金型
表面までの距離より長くなった場合には、金型表面まで
の熱移動に時間がかかり成形サイクルが長くなるという
問題があった。

【０００６】本発明の目的は、このような問題点を改善
し、キャビティ内の樹脂の肉厚分布がアンバランスで形
状の複雑な成形品の成形に際し、キャビティを構成する
入駒から金型表面までの距離が長い場合でも、キャビテ
ィ内の樹脂からの放熱をより効率的に行い、各部を均一
に冷却することができ、成形サイクルを短縮するのに好
適なプラスチック成形品の成形金型を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のプラスチック成形品の成形金型は、一体に
接合されて溶融樹脂を射出、充填し、その後冷却により
固化するためのキャビティを形成するプラスチック成形
品の成形金型で、前記キャビティ内の樹脂からの放熱
を、キャビティを形成する前記成形金型の入駒部から金
型外部まで伝導して発散する伝熱手段を有することを特
徴とする。

【０００８】また、前記目的を達成するため、本発明の
プラスチック成形品の成形金型は、一体に接合されてキ
ャビティを形成するように構成され、前記キャビティ内
に略最終形状の樹脂母材を挿入して型締め後、前記樹脂
母材を加熱して樹脂内圧を発生させ、その後冷却して固
化するプラスチック成形品の成形金型で、前記キャビテ
ィ内の樹脂の体積が大きい部分からの放熱を、キャビテ
ィを形成する前記成形金型の入駒部から金型外部まで伝
導して発散する第１の伝熱手段、及び、前記キャビティ
内の樹脂の体積が小さい部分からの放熱を、キャビティ
を形成する前記成形金型の入駒部から金型外部まで伝導
して発散する第２の伝熱手段を有することを特徴とす
る。

【０００９】また、前記目的を達成するため、本発明の
プラスチック成形品の成形金型は、一体に接合されて溶
融樹脂を射出、充填し、その後冷却により固化するため
のキャビティを形成するプラスチック成形品の成形金型
で、前記キャビティ近傍に設けられ、キャビティ内の樹
脂の温度及び圧力を検知する検知手段と、前記キャビテ
ィを形成する前記成形金型の入駒部から金型外部に渡
り、前記成形金型を貫通して設けられ、前記キャビティ
内の樹脂からの放熱を金型外部に伝導する伝熱手段と、
前記伝熱手段に連結されると共に金型表面に接して設け
られ、前記検知手段の検知情報を基に前記キャビティ内
の樹脂からの放熱量を調整する放熱調整手段と、を有す
ることを特徴とする。

【００１０】また、前記目的を達成するため、本発明の
プラスチック成形品の成形金型は、一体に接合されてキ
ャビティを形成するように構成され、前記キャビティ内
に略最終形状の樹脂母材を挿入して型締め後、前記樹脂
母材を加熱して樹脂内圧を発生させ、その後冷却して固
化するプラスチック成形品の成形金型で、前記キャビテ
ィ近傍に設けられ、キャビティ内の樹脂の温度及び圧力
をる検知する検知手段と、前記キャビティを形成する前
記成形金型の入駒部から金型外部に渡り、前記成形金型
を貫通して設けられ、前記キャビティ内の樹脂の体積が
大きい部分からの放熱を金型外部に伝導して発散する第
１の伝熱手段、及び前記キャビティ内の樹脂の体積が小
さい部分からの放熱を金型外部に伝導して発散する第２
の伝熱手段からなる伝熱手段と、前記伝熱手段に連結さ
れると共に金型表面に接して設けられ、前記検知手段の
検知情報を基に前記キャビティ内の樹脂からの放熱量を
調整する放熱調整手段と、を有することを特徴とする。

【００１１】さらに、前記伝熱手段には、ヒートパイプ
を有し、前記ヒートパイプの一端がキャビティ近傍にあ
り、他端が前記放熱調整手段内部に挿入されるように構
成されたことを特徴とする。さらに、前記ヒートパイプ
の径の大きさが、前記キャビティを形成する前記成形金
型の入駒部から金型表面までの距離及びキャビティ内の
樹脂の体積に応じて異なるように構成されたことを特徴
とする。

【００１２】さらに、前記放熱調整手段は、冷却媒体と
しての気体が循環するための空間部と、前記空間部を覆
う表面部に穿たれた複数の通気孔とを有し、気体流量及
び前記通気孔の選択的な封止によって前記樹脂からの放
熱量を調整するように構成されたことを特徴とする。さ
らに、前記放熱調整手段は、冷却媒体としての液体が循
環するための循環路を有し、前記液体の温度及び流量に
よって前記樹脂からの放熱量を調整するように構成され
たことを特徴とする。

【００１３】さらに、前記放熱調整手段の表面部には、
合成樹脂フィルム面、塗料面、加工仕上げ面を含む熱放
射率調整手段を有することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面により説明する。［第１の実施の形態］図１において、固定金型（成形
金型）１、可動金型（成形金型）２の内部には、キャビ
ティ形成部材すなわち固定入駒３及び可動入駒４が設け
られ、キャビティ形成部の内周面には一定の体積を有
し、キャビティ内の樹脂１９の肉厚分布がアンバランス
であって固定入駒３側に偏在し、可動金型２の表面まで
の距離が長いようなキャビティ５が形成されており、そ
のキャビティ５を形成する内周面には鏡面が形成されて
いる。また、固定金型１にはスプルーが形成されてお
り、キャビティ５内にはこのスプルーを通して射出形機
の成形ノズル１８から溶融された樹脂が射出、充填され
るように構成されている。なお、固定入駒３及び可動入
駒４のキャビティ近傍には、それぞれ一組の温度センサ
１５（＝温度を検知する検知手段）及び圧力センサ１６
（＝圧力を検知する検知手段）の検出素子が設けられて
おり、これらはキャビティ５内の樹脂１９の温度及び圧
力を検知するように構成されている。

【００１５】また、前記可動入駒４内には伝熱手段１４
が設けられている。この伝熱手段１４は、例えば優れた
熱伝導性を有するヒートパイプから構成されており、そ
のヒートパイプは成形金型２を貫通し、その一端は、キ
ャビティ５の近傍に位置し、他端は、可動金型２の表面
に接して設けられた放熱ブロック６（＝放熱調整手段）
内に挿入されている。これは、キャビティ５内の樹脂１
９から可動金型２の表面までの距離が長いため、優れた
熱伝導性を有するヒートパイプによって、キャビティ５
内の樹脂１９からの放熱を効率的に放熱ブロック６へと
伝導することにより、均一な冷却をより短時間で行うた
めである。すなわち、キャビティ近傍の温度が放熱ブロ
ック６側よりも高い場合は、キャビティ近傍の放熱はヒ
ートパイプを伝わって放熱ブロック６内に発散され続け
るので、可動金型２の表面までの距離が長いにも拘ら
ず、固定金型１側と可動金型２側の表面で均一な冷却が
行われる。さらに、前記ヒートパイプの他端には複数条
の放熱フィン１４ａが取り付けられており、これによっ
て放熱ブロック６内での放熱効果を促進する。

【００１６】また、前記放熱ブロック６は、可動金型２
に接して設けられ、伝熱手段１４に連結されていて、図
２及び図３に示す通り空気を冷却媒体とするものであ
る。放熱ブロック６内には、空気が循環し易いように空
間６ａが設けられ、かつ、可動金型２及び温調プレート
８と接する以外の表面部（４面）全てに微小な通気孔６
ｂが複数穿たれている。この通気孔６ｂは、封止材６ｃ
により選択的に封止できるようになっており、風量調整
装置２０による風量調整と組み合せることによって、伝
熱手段１４からの放熱量を微細に調整することが可能で
ある。なお、風量調整装置２０の制御部（図示せず）
は、キャビティ５近傍に配置された温度センサ１５及び
圧力センサ１６の検知情報を基に送風ファンの回転数を
変化させるように制御する。例えば、キャビティ５内に
充填された樹脂１９の冷却時においては、キャビティ５
の固定金型１側よりも可動金型２側の放熱が促進するよ
うに、放熱ブロック６の送風量を増加させる。あるい
は、キャビティ内の樹脂１９を構成する樹脂材料の変化
に応じて送風量を変化させる。

【００１７】また、固定金型１及び放熱ブロック６の外
周部にはそれそれ温調プレート７，８が設けられてお
り、この温調プレート７，８の内部にはそれぞれ加熱ヒ
ータ及び冷却パイプ（図示せず）が設けられている。前
記加熱ヒータは棒状のヒータからなり、冷却パイプは水
や空気あるいは水と空気を所定の混合比で流通させるパ
イプであり、固定金型１は、これら加熱ヒータ及び冷気
約パイプにより加熱及び冷却される。また、可動金型２
は、放熱ブロック６を通してこれら加熱ヒータ及び冷気
約パイプにより加熱及び冷却される。

【００１８】また、温度プレート７，８には、断熱板
９，１０を介してダイプレート１１，１２が取り付けら
れており、ダイプレート１２側には形締め機構１３が取
り付けられている。この型締め機構１３は、ダイプレー
ト１２、断熱板１０、放熱ブロック６、可動金型２をダ
イプレート１１、断熱板９、固定金型１に対して図中左
右方向に移動させることにより、キャビティ５を開放及
び閉塞するとともに、可動金型２を固定金型１に押し付
けて所定の型締め力を発生させるように構成されてい
る。

【００１９】さらに、放熱ブロック６の表面には放熱率
調整手段１７である合成樹脂フィルム１７ａが貼付され
ており、このフィルム１７ａは、放熱ブロック６の表面
の熱放射率を、キャビティ５を形成する入駒３，４から
成形金型２の表面までの距離及びキャビティ５内の樹脂
１９の体積に応じて変化させるものである。ここで、フ
ィルム１７ａを貼付する理由を説明する。例えば、縦横
６０ｍｍ×６０ｍｍ、高さ１８０ｍｍの鉄又はアルミニ
ウムに黒色のフィルムを貼付したものとフィルムを貼付
しないものとを比較したときの冷却速度を図４に示す。
この図４から黒色のフィルムを貼付した方が貼付しない
方より冷却速度が速いことがわかる。また、図５に、黒
色のフィルムの熱放射率を１としたときの各色のフィル
ムの熱放射率を示す。この図５から、フィルムの色によ
って熱放射率が異なることがわかる。本実施形態では、
このような合成樹脂フィルム１７ａを、放熱ブロック６
の表面の熱放射率がより大きくなるように、放熱ブロッ
ク６の表面に貼付する。具体的には、黒色のフィルムを
所定の厚みで放熱ブロック６の表面（４面）に貼付す
る。なお、同形状のキャビティ５であっても樹脂材料が
異なる場合には、フィルムの色及び厚みを変更して貼付
してもよい。

【００２０】また、その他の熱放射率調整手段として、
放熱ブロック６の表面に微細な凹凸形状を形成し、この
凹凸形状で表面粗さを調整することにより、放熱ブロッ
ク表面の熱放射率を、キャビティ５を形成する入駒３，
４から成形金型２の表面までの距離及びキャビティ５内
の樹脂の体積に応じて変化させるようにしてもよい。本
実施形態では、放熱ブロック６の表面の熱放射率がより
大きくなるように、前記表面粗さを設定する。具体的に
は、放熱ブロック６の表面（４面）を粗く形成する。な
お、同形状のキャビティ５であっても樹脂材料が異なる
場合には、前記表面粗さを変更してもよい。このように
するのは、鏡面等のように表面が滑らかなものは反射
率が大きく、熱放射率は逆に小さくなるからである。

【００２１】次に、本実施形態におけるプラスチック成
形品の成形方法を説明する。まず、型締め機構１３によ
って金型を型締めした後、加熱ヒータ（図示せず）によ
って金型１，２の温度を樹脂のガラス転移点以上に昇温
して樹脂流動を高め、次いで、成形ノズル１８からスプ
ルーを通してキャビティ５内に溶融された樹脂を充填す
る。

【００２２】次いで、温調プレート７の冷却パイプ（図
示せず）と温調プレート８の冷却パイプ（図示せず）及
び放熱ブロック６内を循環する空気とによって金型１，
２を冷却することにより、樹脂１９を熱変形温度以下に
冷却する。このとき、キャビティ近傍の温度が放熱ブロ
ック６側よりも高いので、樹脂１９からの放熱は伝熱手
段（ヒートパイプ）１４を通して放熱ブロック６に伝導
され続ける。一方、放熱ブロック６では、キャビティ近
傍の温度センサ１５及び圧力センサ１６の検知情報を基
に、風量調節装置２０によってファンの回転数を制御す
ることによって送風量を調整し、樹脂１９からの放熱量
を微調整する。さらに、前記ヒートパイプ端部に取り付
けられた複数条の放熱フィン１４ａによって、放熱ブロ
ック６内での放熱効果が促進される。こうして、キャビ
ティ近傍の放熱はヒートパイプを伝わって放熱ブロック
６内に発散され続け、固定金型１側と可動金型２側の表
面で均一な冷却が行われる。なお、フィルム１７ａにつ
いても、キャビティ５を形成する入駒３，４から成形金
型２の表面までの距離及びキャビティ５内の樹脂１９の
体積に応じて最適な熱放射率が設定されているので、放
熱ブロック６内のみならず、放熱ブロック６の表面から
も効率的な冷却が行われる。よって、肉厚分布がアンバ
ランスなプラスチック成形品であって、キャビティ５を
形成する入駒３，４から成形金型２の表面に至るまでの
距離が長い場合でも、各部での冷却速度は均一になり、
効率的な冷却工程によって成形サイクルが短縮される。

【００２３】次いで、樹脂１９に鏡面が転写され、樹脂
１９の冷却、固化の終了後に、型締め機構１３によって
金型を型開きしてキャビティ５内から成形品を取り出
す。本実施形態によれば、キャビティ５を形成する入駒
３，４から成形金型１，２の表面までの距離が長い側の
キャビティ近傍から、その長い側の金型外部に渡って、
ヒートパイプを含む伝熱手段１４を設け、冷却工程にお
いて、伝熱手段１４を通して放熱ブロック６内に伝導さ
れた樹脂１９からの放熱を、温度センサ１５及び圧力セ
ンサ１６の検知情報を基にして、放熱ブロック６内の送
風量を微細に制御することによって発散させるので、例
えば、肉厚分布がアンバランスであって固定入駒３側に
偏在し、キャビティ５を形成する入駒３，４から可動金
型２の表面までの距離がより長い場合でも、各部におけ
る均一で効率的な冷却を実現できる。よって、形状精度
が悪化したり光学的歪みが発生するのを抑制し、高精度
のプラスチック成形品を得ることができると共に、その
成形サイクルも短縮される。さらに、フィルム１７ａに
よっても、予め設定された最適な熱放射率によって、放
熱ブロック６の表面から効率的な冷却が簡易に行われ、
各部の収縮を均一化することができる。

【００２４】なお、本実施形態では、放熱ブロック６を
可動金型２と温調プレート８との間に配置したが、成形
金型１，２内におけるキャビティ５の配置によっては、
成形金型１と温調プレート７の間、あるいはそれ以外の
金型表面に装着するように構成してもよい。こうするこ
とにより、形状が複雑でかつ肉厚分布のアンバランスな
成形品についても、全体として均一で速やかな冷却を実
現できる。

【００２５】［第２の実施の形態］図６において、
固定金型（成形金型）１、可動金型（成形金型）２の内
部には、キャビティ形成部材すなわち固定入駒３及び可
動入駒４が設けられ、キャビティ形成部の内周面には一
定の体積を有し、キャビティ内のプラスチック母材（＝
樹脂母材）２１の肉厚分布がアンバランスで、キャビテ
ィ５の中央部が薄肉で両端部の厚肉の断面凹形状であ
り、前記両端部から可動金型２の表面までの距離が、前
記中央部から可動金型２の表面までの距離よりも長いよ
うなキャビティ５が形成されている。また、そのキャビ
ティ５を形成する内周面には鏡面が形成されている。こ
のキャビティ５には、図示していない射出成形機によっ
て予め略最終形状に形成された樹脂母材２１が挿入され
るようになっている。なお、固定入駒３側のキャビティ
近傍には、３対の温度センサ１５（＝温度を検知する検
知手段）及び圧力センサ１６（＝圧力を検知する検知手
段）の検出素子が設けられており、これらはキャビティ
５内の樹脂母材２１の中央部及び両端部の温度及び圧力
を検知するように構成されている。

【００２６】また、可動入駒４側のキャビティ近傍には
伝熱手段１４が設けられている。この伝熱手段１４は、
例えば優れた熱伝導性を有し、径の大きさが異なるヒー
トパイプ１４ａ（＝第１の伝熱手段）及びヒートパイプ
１４ｂ（＝第２の伝熱手段）から構成されており、その
ヒートパイプ１４ａ，１４ｂの一端は、キャビティ５の
両端部及び中央部の近傍に位置し、他端は、可動金型２
に接して設けられた放熱ブロック６（＝放熱調整手段）
内に挿入されている。これは、キャビティ５内の樹脂母
材２１の体積がキャビティ５の中央部で小さく、両端部
で大きいため、太さの異なるヒートパイプ１４ａ，１４
ｂで放熱ブロック６への放熱量を部分的に変化させるこ
とにより、均一な冷却をより短時間で行うためである。
すなわち、キャビティ内の樹脂母材２１の体積が大きい
厚肉の両端部には、キャビティ両端部近傍の放熱量を中
央部より促進するように径の大きいヒートパイプ１４ａ
を配置し、体積の小さい薄肉の中央部には、キャビティ
中央部近傍の放熱量を抑制するように径の小さいヒート
パイプ１４ｂを配置する。このように構成することによ
り、キャビティ近傍の温度が放熱ブロック６内部よりも
高い場合には、キャビティ内の樹脂母材２１からの放熱
は、両端部の放熱量が中央部の放熱量よりも大きくなる
ように、ヒートパイプ１４ａ，１４ｂを伝わって放熱ブ
ロック６内に発散され続けるので、各部で均一な冷却が
行われる。

【００２７】また、前記放熱ブロック６は、可動金型２
に接して設けられ、伝熱手段１４に連結されていて、図
７に示す通り水等の液体を冷却媒体とするものである。
放熱ブロック６内には、冷却水が循環するための循環路
６ｄが設けられている。なお、温度調節装置６ｅの制御
部（図示せず）は、キャビティ５近傍に配置された温度
センサ１５及び圧力センサ１６の検知情報を基に冷却水
の温度及び流量を変化させるように制御する。例えば、
キャビティ５内に挿入された樹脂母材２１の冷却時にお
いては、キャビティ５の中央部よりも両端部の放熱が進
するように、放熱ブロック６における冷却水の温度及び
流量を設定する。あるいは、キャビティ内の樹脂母材２
１を構成する樹脂材料の変更に応じて冷却水の温度及び
流量の設定を変化させる。このように冷却水を循環させ
ることによって、より大きな放熱量調整が必要な場合に
対応できる。

【００２８】また、固定金型１及び放熱ブロック６の外
周部にはそれそれ温調プレート７，８が設けられてお
り、この温調プレート７，８の内部にはそれぞれ加熱ヒ
ータ７ａ，８ａ及び冷却パイプ７ｂ，８ｂが設けられて
いる。前記加熱ヒータ７ａ，８ｂは棒状のヒータからな
り、冷却パイプ７ｂ，８ｂは水や空気あるいは水と空気
を所定の混合比で流通させるパイプである。固定金型１
は、加熱ヒータ７ａ及び冷却パイプ７ｂにより加熱及び
冷却され、可動金型２は、放熱ブロック６を通して加熱
ヒータ８ａ及び冷却パイプ８ｂにより加熱及び冷却され
る。

【００２９】また、温調プレート７，８には、断熱板
９，１０を介してダイプレート１１，１２が取り付けら
れており、ダイプレート１２側には形締め機構１３が取
り付けられている。この型締め機構１３は、ダイプレー
ト１２、断熱板１０、放熱ブロック６、可動金型２をダ
イプレート１１、断熱板９、固定金型１に対して図中上
下方向に移動させることにより、キャビティ５を開放及
び閉塞するとともに、可動金型２を固定金型１に押し付
けて所定の型締め力を発生させるように構成されてい
る。

【００３０】さらに、放熱ブロック６の表面には放熱率
調整手段１７である塗料面１７ｂが形成されている。図
８には、黒色塗料の熱放射率を１としたときの各色の熱
放射率が示されている。この図８からわかるように、塗
料の色によって熱放射率が異なるため、放熱ブロック６
の表面の熱放射率が、キャビティ５内の中央部と両端部
の樹脂母材２１の体積に応じて全体的あるいは部分的に
変化するように放熱ブロック６の表面に塗料を塗布す
る。本実施形態では、前記黒色塗料を所定の厚みで放熱
ブロック６の表面（４面）に塗布して塗料面１７ｂを形
成する。さらに、径の大きいヒートパイプ１４ａに対向
する放熱ブロック６の２表面（図６中左右の両面）の熱
放射率が、径の小さいヒートパイプ１４ｂに対向する放
熱ブロック６の２表面（図６中前後の両面）の熱放射率
よりも大きくなるように、塗料の色及び厚みを変えても
よい。なお、同形状のキャビティ５であっても樹脂母材
２１の樹脂材料が変更された場合には、塗料の色を変更
して塗布してもよい。

【００３１】次に、本実施形態におけるプラスチック成
形品の成形方法を説明する。まず、型締め機構１３によ
って成形金型１，２を型開きしてキャビティ５内に略最
終形状の樹脂母材２１を挿入してを型締めした後、押圧
機構（図示せず）によって温調ブロック（図示せず）を
成形金型１，２に当接させると共に、加熱ヒータ７ａ，
８ａによって、成形金型１，２の温度を樹脂のガラス転
移点以上に昇温して樹脂内圧を発生させる。

【００３２】次いで、温調プレート７，８の冷却パイプ
７ｂ，８ｂ及び放熱ブロック６内を循環する冷却水によ
って成形金型１，２を冷却することにより、樹脂母材２
１を熱変形温度以下に冷却する。このとき、キャビティ
近傍の温度が放熱ブロック６側よりも高いので、樹脂母
材２１からの放熱は、伝熱手段（ヒートパイプ）１４
ａ，１４ｂを通して放熱ブロック６に伝導され続ける。
すなわち、径の大きいヒートパイプ１４ａによる、キャ
ビティ５内の樹脂母材２１の体積の大きい厚肉の両端部
からの放熱量が、径の小さいヒートパイプ１４ｂによ
る、キャビティ５内の樹脂母材２１の体積の小さい薄肉
の中央部からの放熱量よりも大きくなるように、キャビ
ティ内の樹脂母材２１からの放熱が伝導される。一方、
放熱ブロック６では、キャビティ近傍の温度センサ１５
及び圧力センサ１６の検知情報を基に、温度調節装置６
ｅによって冷却水の温度及び流量を制御し、樹脂母材２
１からの放熱量を調整する。こうして、キャビティ内の
樹脂母材２１の体積に応じ、各部とも均一で速やかな冷
却が行われる。なお、放熱ブロック６の塗料面１７ｂに
ついても、キャビティ５内の樹脂母材２１の体積に応じ
て最適な熱放射率が設定されているので、放熱ブロック
６内のみならず、放熱ブロック６の表面からも効率的な
冷却が行われる。よって、肉厚分布がアンバランスなプ
ラスチック成形品であって、キャビティ５内の樹脂母材
２１の体積がキャビティ５の両端部で大きく、中央部で
小さい場合でも、各部での冷却速度は均一になり、効率
的な冷却工程によって成形サイクルが短縮される。

【００３３】次いで、樹脂母材２１に鏡面が転写され、
樹脂母材２１の冷却、固化の終了後に、型締め機構１３
によって金型を型開きしてキャビティ５内から成形品を
取り出す。本実施形態によれば、キャビティ５内の樹脂
母材２１の体積が偏在し、キャビティ５の両端部が中央
部より大きい体積を有する場合、キャビティ５の両端部
近傍から成形金型２の外部に渡って、径の大きいヒート
パイプ１４ａを設け、かつキャビティ５の中央部近傍か
ら成形金型２の外部に渡って、径の小さいヒートパイプ
１４ｂを設け、冷却工程において、ヒートパイプ１４
ａ，１４ｂを含む伝熱手段１４を通して放熱ブロック６
内に伝導された樹脂母材２１からの放熱を、温度センサ
１５及び圧力センサ１６の検知情報を基にして、放熱ブ
ロック６内の冷却水の温度及び流量を制御することによ
って発散させるので、前記両端部の放熱を促進すると共
に、中央部の放熱を抑制することにより、各部の冷却速
度を均一にして効率的な冷却を実現できる。また、冷却
媒体として冷却水を用いることにより、大きな放熱量調
整が必要な場合に冷却速度を増すことができる。よっ
て、形状精度が悪化したり光学的歪みが発生するのを抑
制し、高精度のプラスチック成形品を得ることができる
と共に、その成形サイクルも短縮される。さらに、塗料
面１７ｂによっても、予め設定された最適な熱放射率
で、放熱ブロック６の表面から効率的な冷却が簡易に行
われ、各部の収縮を均一化することができる。

【００３４】このように、本実施形態によれば、放熱ブ
ロック６による放熱量調整を、キャビティ近傍に設けら
れた温度センサ１５及び圧力センサ１６の検知情報を基
にキャビティ内の樹脂母材２１の体積に応じ、体積の大
きい厚肉部に対しては促進し、体積の小さい薄肉部に対
しては抑制するように制御するので、成形品全体につい
て均一な冷却を効率良く実現させることができる。

【００３５】なお、本実施形態では、放熱ブロック６を
可動金型２と温調プレート８との間に配置したが、成形
金型１，２内におけるキャビティ５の配置によっては、
成形金型１と温調プレート７の間、あるいはそれ以外の
金型表面に装着するように構成してもよい。こうするこ
とにより、形状が複雑でかつ肉厚分布のアンバランスな
成形品に対しても柔軟に対応でき、全体として均一な冷
却を実現できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャビティを形成する前記成形金型の入駒部から金型を
貫通する伝熱手段（第１及び第２の伝熱手段を含む）を
設け、キャビティ内の樹脂からの放熱を、キャビティを
形成する前記成形金型の入駒部から金型表面までの距離
及びキャビティ内の樹脂の体積に応じて金型外部に発散
するので、肉厚分布がアンバランスで形状が複雑であ
り、キャビティを構成する入駒から金型表面までの距離
が長い場合でも、均一な冷却を効率良く実現し、成形サ
イクルを短縮することができる。より具体的には、キャ
ビティ近傍の温度センサ及び圧力センサにてキャビティ
内の樹脂の温度及び圧力をる検知し、前記伝熱手段が前
記入駒部から金型外部にキャビティ内の樹脂からの放熱
を伝導する際、放熱調整手段（＝放熱ブロック）によっ
て各センサの検知情報を基に放熱量を調整するので、均
一な冷却を効率良く行って成形歪みを抑制し、高精度の
プラスチック成形品を得ることができる。

【００３７】また、前記伝熱手段として、優れた熱伝導
性を有するヒートパイプを用いるので、キャビティ近傍
から放熱ブロック内部へと、キャビティ内の樹脂からの
放熱を効率的に伝導することができる。さらに、前記ヒ
ートパイプの径を変化させて、キャビティ内の樹脂から
放熱ブロックへと伝導される熱量が、キャビティを形成
する前記成形金型の入駒部から金型表面までの距離及び
キャビティ内の樹脂の体積に応じて異なるように構成し
たので、肉厚分布がアンバランスで形状の複雑なプラス
チック成形品にも柔軟に対応し、均一な冷却を効率良く
実現できる。

【００３８】また、前記放熱ブロック内に、気体あるい
は液体の冷却媒体を通し、前記温度センサ及び圧力セン
サの検知情報に基づいて制御するので、微細な温度調整
あるいは大幅な温度調整に対応し、効率的に放熱量を調
整することができる。また、前記放熱ブロック表面部に
は、合成樹脂フィルム面、塗料面、加工仕上げ面を含む
熱放射率調整手段を有し、キャビティ内の樹脂の体積に
応じた熱放射率が設定されているので、より効率的にキ
ャビティ内の樹脂からの放熱を発散させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すプラスチック
成形金型の断面図である。

【図２】図１の放熱ブロック６を含むＩ部を示す図であ
る。

【図３】図２の放熱ブロック６の内部を示す図である。

【図４】黒色フィルムの貼付による冷却速度の変化を示
す図である。

【図５】合成樹脂フィルムの色別の熱放射率を示す図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示すプラスチック
成形金型の断面図である。

【図７】図７の放熱ブロック６を含むＩ部を示す図であ
る。

【図８】塗料の色別の熱放射率を示す図である。

【符号の説明】

１固定金型２可動金型３固定入駒４可動入駒５キャビティ６放熱ブロック１４，１４ａ，１４ｂヒートパイプ１５温度センサ１６圧力センサ１７熱放射率調整手段１７ａ合成樹脂フィルム１７ｂ塗料面１９樹脂２１樹脂母材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一体に接合されて溶融樹脂を射出、充填
し、その後冷却により固化するためのキャビティを形成
するプラスチック成形品の成形金型で、前記キャビティ
内の樹脂からの放熱を、キャビティを形成する前記成形
金型の入駒部から金型外部まで伝導して発散する伝熱手
段を有することを特徴とするプラスチック成形品の成形
金型。
【請求項２】一体に接合されてキャビティを形成するよ
うに構成され、前記キャビティ内に略最終形状の樹脂母
材を挿入して型締め後、前記樹脂母材を加熱して樹脂内
圧を発生させ、その後冷却して固化するプラスチック成
形品の成形金型で、前記キャビティ内の樹脂の体積が大
きい部分からの放熱を、キャビティを形成する前記成形
金型の入駒部から金型外部まで伝導して発散する第１の
伝熱手段、及び、前記キャビティ内の樹脂の体積が小さ
い部分からの放熱を、キャビティを形成する前記成形金
型の入駒部から金型外部まで伝導して発散する第２の伝
熱手段を有することを特徴とするプラスチック成形品の
成形金型。
【請求項３】一体に接合されて溶融樹脂を射出、充填
し、その後冷却により固化するためのキャビティを形成
するプラスチック成形品の成形金型で、前記キャビティ
近傍に設けられ、キャビティ内の樹脂の温度及び圧力を
検知する検知手段と、前記キャビティを形成する前記成
形金型の入駒部から金型外部に渡り、前記成形金型を貫
通して設けられ、前記キャビティ内の樹脂からの放熱を
金型外部に伝導する伝熱手段と、前記伝熱手段に連結さ
れると共に金型表面に接して設けられ、前記検知手段の
検知情報を基に前記キャビティ内の樹脂からの放熱量を
調整する放熱調整手段と、を有することを特徴とするプ
ラスチック成形品の成形金型。
【請求項４】一体に接合されてキャビティを形成するよ
うに構成され、前記キャビティ内に略最終形状の樹脂母
材を挿入して型締め後、前記樹脂母材を加熱して樹脂内
圧を発生させ、その後冷却して固化するプラスチック成
形品の成形金型で、前記キャビティ近傍に設けられ、キ
ャビティ内の樹脂の温度及び圧力をる検知する検知手段
と、前記キャビティを形成する前記成形金型の入駒部か
ら金型外部に渡り、前記成形金型を貫通して設けられ、
前記キャビティ内の樹脂の体積が大きい部分からの放熱
を金型外部に伝導して発散する第１の伝熱手段、及び前
記キャビティ内の樹脂の体積が小さい部分からの放熱を
金型外部に伝導して発散する第２の伝熱手段からなる伝
熱手段と、前記伝熱手段に連結されると共に金型表面に
接して設けられ、前記検知手段の検知情報を基に前記キ
ャビティ内の樹脂からの放熱量を調整する放熱調整手段
と、を有することを特徴とするプラスチック成形品の成
形金型。
【請求項５】前記伝熱手段には、ヒートパイプを有し、
前記ヒートパイプの一端がキャビティ近傍にあり、他端
が前記放熱調整手段内部に挿入されるように構成された
ことを特徴とする請求項３または４記載のプラスチック
成形金型。
【請求項６】前記ヒートパイプの径の大きさが、前記キ
ャビティを形成する前記成形金型の入駒部から金型表面
までの距離及びキャビティ内の樹脂の体積に応じて異な
るように構成されたことを特徴とする請求項５記載のプ
ラスチック成形金型。
【請求項７】前記放熱調整手段は、冷却媒体としての気
体が循環するための空間部と、前記空間部を覆う表面部
に穿たれた複数の通気孔とを有し、気体流量及び前記通
気孔の選択的な封止によって前記樹脂からの放熱量を調
整するように構成されたことを特徴とする請求項３乃至
６記載のプラスチック成形品の成形金型。
【請求項８】前記放熱調整手段は、冷却媒体としての液
体が循環するための循環路を有し、前記液体の温度及び
流量によって前記樹脂からの放熱量を調整するように構
成されたことを特徴とする請求項３乃至６載のプラスチ
ック成形品の成形金型。
【請求項９】前記放熱調整手段の表面部には、合成樹脂
フィルム面、塗料面、加工仕上げ面を含む熱放射率調整
手段を有することを特徴とする請求項３乃至８記載のプ
ラスチック成形品の成形金型。