特許 6624478 冷却ブロック及びランナーレス射出成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6624478

(24)【登録日】2019年12月6日

(45)【発行日】2019年12月25日

(54)【発明の名称】冷却ブロック及びランナーレス射出成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20191216BHJP

   B29C 45/73 20060101ALI20191216BHJP

   B29C 33/02 20060101ALI20191216BHJP

   B29C 33/38 20060101ALI20191216BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20191216BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/26

   B29C45/73

   B29C33/02

   B29C33/38

   B33Y80/00

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-537072(P2018-537072)

(86)(22)【出願日】2017年8月7日

(86)【国際出願番号】JP2017028516

(87)【国際公開番号】WO2018043038

(87)【国際公開日】20180308

【審査請求日】2018年12月6日

(31)【優先権主張番号】特願2016-172927(P2016-172927)

(32)【優先日】2016年9月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】今泉 正彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 健一

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−０８６７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−０３１０６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０７−１３７０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１５５３０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／２６−４５／４４

Ｂ２９Ｃ ４５／７３

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱硬化性樹脂の流路である樹脂流路と、前記樹脂流路の周囲に配置され、内部に冷却材が流される冷却流路とが形成された冷却ブロックであって、
前記冷却流路は、前記樹脂流路に対して巻かれた複数の単位巻き部分を備え、
前記複数の単位巻き部分は、隣り合う各組の単位巻き部分のピッチ間距離が、１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下を満たすように、前記樹脂流路の全体に対して巻かれており、
前記複数の単位巻き部分の全てと前記樹脂流路との最短距離は、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である
冷却ブロック。

【請求項2】

前記冷却ブロックは、金属製の光造形物である
請求項１記載の冷却ブロック。

【請求項3】

前記樹脂流路は、第一流路と、前記第一流路に連通して、当該第一流路よりも細い第二流路とを備え、
前記冷却流路と前記第二流路との最短距離は、１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である
請求項１または２に記載の冷却ブロック。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却ブロックと、
前記熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源を有する加熱ブロックと、を備える
ランナーレス射出成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却ブロック及びランナーレス射出成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、熱硬化性樹脂を射出成形するランナーレス射出成形装置には、パーティング面に形成されたキャビティ部の近傍に、当該キャビティ部を加熱する加熱手段が配設されるとともに、キャビティ部に連通する樹脂通路部の近傍に、当該樹脂通路部を冷却する冷却手段（冷却ブロック）が配設されているものがある。このようなランナーレス射出成形装置では、加熱手段によって加熱されたキャビティ部と、冷却手段によって冷却された樹脂通路部との間に断熱手段を介在させたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

このランナーレス射出成形装置は、成形時において、樹脂通路部が冷却手段の冷却作用によって冷却されているため樹脂の硬化はない。一方、キャビティ部に充填された樹脂は、加熱手段の加熱作用によって硬化する。この場合、キャビティ部内において硬化する部分は、断熱手段の存在する位置までである。このため成形後型開きした際には断熱手段の位置からキャビティ部側の成形品のみが取り出され、ランナーレス成形を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６２−１６１１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、従来のオープンゲート方式のランナーレス射出成形装置では、ゲートカットされる位置が常に一定ではなく、その位置がばらつくという問題があった。このようなばらつきによって、樹脂部材の無駄が多くなってしまったり、成形品に欠けが生じたりした。このため、近年においては、ゲートカットの位置を安定化するべく、キャビティ部と、樹脂通路部との間に、温度調節されないゲートブロックを介在させる技術も検討されている。しかし、キャビティ部と樹脂通路部との間に単にゲートブロックを介在させたとしても、キャビティ部からの熱によってゲートブロックが熱膨張してしまう。ゲートブロックが熱膨張すると、ゲートブロックと樹脂通路部との接触状態が変動して、両者間の熱伝達状態も大きく変動する。これにより、樹脂通路部内で樹脂が硬化するおそれがあり、キャビティ部内への樹脂充填をばらつかせる一因となっていた。

【0006】

そこで、本発明は、流路部内での樹脂の硬化を抑制するだけでなく、樹脂の流動性を安定化させ、樹脂充填のばらつきを抑えることのできる冷却ブロック及びランナーレス射出成形装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る冷却ブロックは、熱硬化性樹脂の流路である樹脂流路と、樹脂流路の周囲に配置され、内部に冷却材が流される冷却流路とが形成された冷却ブロックであって、冷却流路は、樹脂流路に対して巻かれた複数の単位巻き部分を備え、複数の単位巻き部分のうち、隣り合う少なくとも一組の単位巻き部分のピッチ間距離は、１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であり、複数の単位巻き部分と樹脂流路との最短距離は、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

【0008】

また、本発明の一態様に係るランナーレス射出成形装置は、上記の冷却ブロックと、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源を有する加熱ブロックと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、流路部内での樹脂の硬化を抑制することで、樹脂の流動性を安定化させ、樹脂充填のばらつきを抑えることのできる冷却ブロック及びランナーレス射出成形装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施の形態に係るランナーレス射出成形装置の要部構成を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る冷却ブロックを示す断面図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る冷却流路の全体形状を模式的に示す上面図である。

【図4】図４は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、ピッチ間距離が９ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図5】図５は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、ピッチ間距離が８ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図6】図６は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、ピッチ間距離が７ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図7】図７は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、ピッチ間距離が６ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図8】図８は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、ピッチ間距離が２ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図9】図９は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、複数の単位巻き部分と第二スプルーとの最短距離が１０ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図10】図１０は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、複数の単位巻き部分と第二スプルーとの最短距離が８ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図11】図１１は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、複数の単位巻き部分と第二スプルーとの最短距離が７ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図12】図１２は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、複数の単位巻き部分と第二スプルーとの最短距離が６ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図13】図１３は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、複数の単位巻き部分と第二スプルーとの最短距離が５ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図14】図１４は、実施の形態に係る冷却ブロックにおいて、複数の単位巻き部分と第二スプルーとの最短距離が１ｍｍの場合の温度分布を示す説明図である。

【図15】図１５は、実施の形態に係る冷却ブロックの製造方法の一工程を模式的に示す斜視図である。

【図16】図１６は、実施の形態に係る冷却ブロックの製造方法の一工程を模式的に示す斜視図である。

【図17】図１７は、実施の形態に係る冷却ブロックの製造方法の一工程を模式的に示す斜視図である。

【図18】図１８は、実施の形態に係る冷却流路の断面形状の一例を示す説明図である。

【図19】図１９は、実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法の各工程を示すランナーレス射出成形装置の断面図である。

【図20】図２０は、実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法の各工程を示すランナーレス射出成形装置の断面図である。

【図21】図２１は、変形例１に係る冷却ブロックを示す断面図である。

【図22】図２２は、変形例２に係る冷却流路の概略構成を示す斜視図である。

【図23】図２３は、変形例２に係る冷却流路の概略構成を示す正面図である。

【図24】図２４は、変形例２に係る冷却流路の概略構成を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下では、本発明の実施の形態に係るランナーレス射出成形装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、工程、工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0012】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

【0013】

（実施の形態）
［ランナーレス射出成形装置］
図１は、実施の形態に係るランナーレス射出成形装置１０の要部構成を模式的に示す断面図である。ランナーレス射出成形装置１０は、熱硬化性樹脂を射出成形するための装置である。ここで、熱硬化性樹脂とは、加熱により硬化する樹脂のことであり、例えばフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂（ＢＭＣ：Bulk Molding Compound、ＳＭＣ：Seat Molding Compound）などが挙げられる。また、熱硬化性樹脂には、熱硬化性エラストマーも含まれる。なお、ここで言う熱硬化には、加硫、架橋も含まれる。

【0014】

ランナーレス射出成形装置１０は、熱硬化性樹脂（以降、樹脂１１と称す。：図１９参照）を成形するための金型２０と、金型２０と樹脂連通路が連通し樹脂を供給する多点ゲート用のマニホールド（図示省略）及び第一スプルー（図示省略）から樹脂を射出する樹脂射出部（図示省略）と、金型２０から樹脂成形品を取り出すための成形品取出装置８０（図２０参照）と、これらの動作を制御する制御部（コンピュータ：図示省略）とを備えている。制御部は、例えば、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。

【0015】

［金型］
金型２０は、冷却ブロック３０と、ゲートブロック４０と、固定側加熱ブロック５０、可動側加熱ブロック６０とを備えている。なお、金型２０に対しては、図示しない樹脂射出部によって、流動性の高い樹脂１１が供給される。例えば、樹脂１１がＢＭＣである場合には、樹脂射出部は、粘度が最も低くなる７０℃以上８０℃以下にＢＭＣを温度調節した状態で金型２０に射出している。金型２０は、樹脂１１の流れ方向の上流から順に、冷却ブロック３０、ゲートブロック４０、固定側加熱ブロック５０、可動側加熱ブロック６０が配置されている。なお、本実施形態では、樹脂１１の流れ方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。

【0016】

［冷却ブロック］
図２は、実施の形態に係る冷却ブロック３０を示す断面図である。図２に示すように、冷却ブロック３０には、樹脂１１の流路であるスプルーの一部をなす第二スプルー３１と、第二スプルー３１内の樹脂１１を冷却するための冷却流路３２とが形成されている。冷却ブロック３０は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料から形成されている。

【0017】

第二スプルー３１は、樹脂射出部から射出された樹脂１１をゲートブロック４０まで案内する樹脂流路である。第二スプルー３１の延在方向は、樹脂１１の流れ方向と同じであり、本実施の形態では上下方向となっている。具体的には、第二スプルー３１は、円柱状の空間である第一流路３１１と、第一流路３１１の下端部に連続し、先細りのテーパ状の空間であるテーパ部３１２と、テーパ部３１２の下端に連続し、円柱状の空間である第二流路３１３とを備えている。つまり、第二流路３１３は、第一流路３１１よりも細い。

【0018】

冷却流路３２は、第二スプルー３１の周囲に配置されており、内部に冷却材３３が流される流路である。冷却材３３としては、例えば水、油などの冷媒が挙げられる。この冷却流路３２には、図示しない冷却源が接続されており、冷却源が冷却材３３を冷却流路３２内で循環させている。冷却源は、冷却材３３を所定の温度に調節している。これにより、冷却材３３は、冷却流路３２を介して第二スプルー３１内の樹脂１１を温度調節する。ここで、所定の温度とは、樹脂１１の流動性を高い状態（粘度が低い状態）で安定させることのできる温度である。例えば樹脂１１がＢＭＣの場合には、７０℃以上８０℃以下の温度を所定の温度とする。

【0019】

図３は、実施の形態に係る冷却流路３２の全体形状を模式的に示す上面図である。なお、図３におけるＩＩ−ＩＩ線を含む切断面を見た断面図が図２である。

【0020】

図２及び図３に示すように、冷却流路３２は、冷却ブロック３０内において一本の流路である。冷却流路３２は、冷却材３３が冷却源から供給される供給部３２１と、冷却源に冷却材３３を排出する排出部３２２と、供給部３２１と排出部３２２との間の中間部３２３とを備えている。供給部３２１は、冷却ブロック３０の上部であって、かつ中間部３２３よりも上方に配置されている。排出部３２２は、冷却ブロック３０の下部であって、かつ中間部３２３よりも下方に配置されている。なお、供給部３２１と排出部３２２との位置関係は逆であってもよい。そして、冷却流路３２は、供給部３２１及び排出部３２２を除いて冷却ブロック３０内で閉塞空間を形成することになる。これにより、冷却ブロック３０からの冷却材３３の漏れが防止されている。

【0021】

冷却流路３２の中間部３２３は、第二スプルー３１内の樹脂１１に対する温度調節に寄与する部分である。中間部３２３は、全体として螺旋状に形成されており、樹脂１１の流れ方向の上流から下流に向かって冷却材３３を流す。

【0022】

なお、図２及び図３では、中間部３２３のうち、ＩＩ−ＩＩ線を含む切断面よりも手前側にある部分を黒線で図示し、奥側にある部分を灰色線で図示している。また、冷却流路３２の断面形状は円形で図示しているが、楕円形状、長孔形状、液滴状であってもよい。なお、冷却流路３２の内径は３．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下である。冷却流路３２の内径が３．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であると、冷却材３３が冷却流路３２内をスムーズに流れる範囲で高速化することができ、冷却効率を高めることができる。なお、断面形状が円形以外の冷却流路である場合には、最も短い部分の幅を内径とする。

【0023】

中間部３２３は、第二スプルー３１に対して巻かれた複数の単位巻き部分３２３ａを有している。単位巻き部分３２３ａは、第二スプルー３１に対して一周巻かれた部分である。そして、全ての単位巻き部分３２３ａは、同じ巻き径で巻かれた形状となっている。

【0024】

次に、冷却流路３２の中間部３２３の適切なピッチ間距離Ａについて説明する。

【0025】

ここでピッチ間距離Ａとは、隣り合う少なくとも一組の単位巻き部分３２３ａの間隔である。具体的には、ピッチ間距離Ａとは、隣り合う少なくとも一組の単位巻き部分３２３ａの上下方向の間隔である。このピッチ間距離Ａを異ならせてシミュレーションを行うことにより、各ピッチ間距離Ａにおける冷却ブロック３０の温度分布を求めた。

【0026】

図４〜図８は、実施の形態に係る冷却ブロック３０において、各ピッチ間距離Ａでの温度分布を示す説明図である。具体的には、図４は、ピッチ間距離Ａを９ｍｍとした場合の温度分布を示している。図５は、ピッチ間距離Ａを８ｍｍとした場合の温度分布を示している。図６は、ピッチ間距離Ａを７ｍｍとした場合の温度分布を示している。図７は、ピッチ間距離Ａを６ｍｍとした場合の温度分布を示している。図８は、ピッチ間距離Ａを２ｍｍとした場合の温度分布を示している。

【0027】

図４では、第二スプルー３１での樹脂１１の流れ方向では、低温度帯（７０℃近傍）の温度分布が分断されていることが分かる。しかし、図５〜図８では、樹脂１１の流れ方向では、低温度帯の温度分布が分断されておらず、概ね第二スプルー３１を均等に冷却していることが分かる。また、低温度帯の温度分布は、ピッチ間距離Ａが小さくなるほどその範囲が広くなっていることが分かる。このように、ピッチ間距離Ａが小さくなると、冷却ブロック３０内に単位巻き部分が密に配置されることになり、第二スプルー３１内の樹脂１１を効率的に冷却することができる。特に、ピッチ間距離Ａが８ｍｍ以下であれば、第二スプルー３１内の樹脂１１を均等に冷却することができ、樹脂１１が第二スプルー３１内で硬化してしまうことを確実に抑制することができる。

【0028】

なお、ピッチ間距離Ａが１．５ｍｍよりも小さいと、隣り合う単位巻き部分３２３ａの間の壁部を安定して形成できないおそれがあるため、ピッチ間距離Ａは１．５ｍｍ以上とする。つまり、適切なピッチ間距離Ａは、１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。なお、隣り合う全て組の単位巻き部分３２３ａのピッチ間距離Ａが１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であれば、より効率的に第二スプルー３１内の樹脂１１を冷却することができる。

【0029】

次に、複数の単位巻き部分３２３ａと、第二スプルー３１との適切な最短距離Ｂについて説明する。

【0030】

ここで、最短距離Ｂとは、図２に示すように、複数の単位巻き部分３２３ａと、第二スプルー３１とがなす最も短い間隔のことである。具体的には、最短距離Ｂは、複数の単位巻き部分３２３ａと、第二スプルー３１とがなす水平方向の間隔である。この最短距離Ｂを異ならせてシミュレーションを行うことにより、各最短距離Ｂにおける冷却ブロック３０の温度分布を求めた。

【0031】

図９〜図１４は、実施の形態に係る冷却ブロック３０において、各最短距離Ｂでの温度分布を示す説明図である。具体的には、図９は、最短距離Ｂを１０ｍｍとした場合の温度分布を示している。図１０は、最短距離Ｂを８ｍｍとした場合の温度分布を示している。図１１は、最短距離Ｂを７ｍｍとした場合の温度分布を示している。図１２は、最短距離Ｂを６ｍｍとした場合の温度分布を示している。図１３は、最短距離Ｂを５ｍｍとした場合の温度分布を示している。図１４は、最短距離Ｂを１ｍｍとした場合の温度分布を示している。なお、図９〜図１４においては、冷却ブロック３０を拡大して示している。

【0032】

図９〜図１２では、第二スプルー３１におけるテーパ部３１２内で高温帯（７５℃近傍）が生じていることが分かる。しかし、図１３及び図１４では、他の場合と比べると、テーパ部３１２内での温度が低温化されていることが分かる。このように、最短距離Ｂが、５ｍｍ以下であれば、樹脂１１がテーパ部３１２内で硬化してしまうことを抑制することができる。

【0033】

なお、最短距離Ｂが１．０ｍｍよりも小さければ、単位巻き部分３２３ａと、第二スプルー３１との間の壁部を安定して形成できないおそれがあるため、最短距離Ｂは１．０ｍｍ以上とする。つまり、適切な最短距離Ｂは、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

【0034】

なお、複数の単位巻き部分３２３ａの全体が、第二スプルー３１に対する最短距離Ｂを満たす位置に配置されていてもよい。これにより、第二スプルー３１内の樹脂１１を均等に冷却することができる。

【0035】

さらに、図２に示すように、冷却流路３２と、第二スプルー３１の第二流路３１３との最短距離Ｃは、１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下としてもよい。これにより、第二流路３１３内の温度分布を適正化することが可能である。

【0036】

なお、最短距離Ｃとは、冷却流路３２と第二スプルー３１の第二流路３１３とが最も近づいた箇所での距離である。このため、最短距離Ｃは、上下方向又は水平方向の距離でない場合もある。

【0037】

［ゲートブロック］
図１に示すように、ゲートブロック４０は、冷却ブロック３０と固定側加熱ブロック５０との間に配置されている。ゲートブロック４０は、例えばステンレス鋼などの金属材料若しくは熱伝導率の低い材料（例えばセラミックス等）により、温度調節されないように形成されている。ゲートブロック４０には、樹脂１１の流路であるスプルーの一部をなすゲートブロック側ゲート４２が形成されている。

【0038】

図１に示すように、ゲートブロック側ゲート４２は、冷却ブロック３０の第二スプルー３１から供給された樹脂１１を固定側加熱ブロック５０まで案内する流路である。ゲートブロック側ゲート４２は、全体として上下方向に延在している。ゲートブロック側ゲート４２の上端部は、第二スプルー３１よりも内径が絞られた絞り部４１である。絞り部４１は円柱状の空間である。また、ゲートブロック側ゲート４２における絞り部４１よりも下流側は、絞り部４１よりも内径が広げられた拡径部４３である。拡径部４３は、上端部が最も内径が小さく、下端部が最も内径の大きいテーパ状の空間である。

【0039】

［固定側加熱ブロック］
固定側加熱ブロック５０は、ゲートブロック４０と、可動側加熱ブロック６０との間に配置されている。固定側加熱ブロック５０は、例えばステンレス鋼などの金属材料から形成されている。固定側加熱ブロック５０には、樹脂１１の流路であるスプルーの一部をなす加熱ブロック側ゲート５３と、キャビティ５４とが形成されている。

【0040】

加熱ブロック側ゲート５３は、ゲートブロック４０のゲートブロック側ゲート４２から供給された樹脂１１をキャビティ５４まで案内する流路である。加熱ブロック側ゲート５３は、全体として上下方向に延在しており、上端部が最も内径が小さく、下端部が最も内径の大きいテーパ状の空間である。

【0041】

キャビティ５４は、樹脂成形品を形成するための凹部であり、下方が開放されている。キャビティ５４は、型閉じ時に可動側加熱ブロック６０が重なることによって閉塞された空間となる。この型閉じ時に閉塞された空間内に樹脂１１が充填されて硬化することで、樹脂成形品が形成される。この空間は、樹脂成形品の形状に対応した形状に形成されている。

【0042】

そして、固定側加熱ブロック５０は、加熱ブロック側ゲート５３及びキャビティ５４内の樹脂１１を硬化させるための熱源５１を有している。具体的には、熱源５１は、例えば電熱線であり、固定側加熱ブロック５０における加熱ブロック側ゲート５３及びキャビティ５４の周囲に配設されている。加熱ブロック側ゲート５３及びキャビティ５４内の樹脂１１に熱源５１からの熱が伝わることにより、当該樹脂１１が硬化して樹脂成形品となる。樹脂成形品のうち、キャビティ５４に対応する部分が製品部となり、加熱ブロック側ゲート５３に対応する部分が非製品部となる。

【0043】

熱源５１は、加熱ブロック側ゲート５３及びキャビティ５４内の樹脂１１を硬化させる温度に温度調節する。例えば樹脂１１がＢＭＣの場合には、１４０℃以上に加熱する。

【0044】

［可動側加熱ブロック］
可動側加熱ブロック６０は、上下動することにより固定側加熱ブロック５０に対して近づいたり遠ざかったりする金型である。可動側加熱ブロック６０は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料から形成されている。可動側加熱ブロック６０の上面は、キャビティ５４の一部に対応した形状をなす形状部６１を有しており、可動側加熱ブロック６０が固定側加熱ブロック５０に重なって型閉じ状態となった際にキャビティ５４を閉塞する。

【0045】

そして、可動側加熱ブロック６０は、キャビティ５４内の樹脂１１を硬化させるための熱源６２を有している。具体的には、熱源６２は、例えば電熱線であり、形状部６１の周囲に配設されている。キャビティ５４内の樹脂１１に熱源６２からの熱が伝わることにより、当該樹脂１１が硬化して樹脂成形品となる。

【0046】

［冷却ブロックの製造方法］
次に、実施の形態に係る冷却ブロック３０の製造方法について説明する。

【0047】

図１５〜図１７は、実施の形態に係る冷却ブロック３０の製造方法の一工程を模式的に示す斜視図である。

【0048】

図１５〜図１７に示すように、冷却ブロック３０は、光学式の三次元形状造形物製造装置（以下、単に製造装置２００と称す。）によって製造される。製造装置２００は、造形部２１０と移送部２３０とを備えている。

【0049】

造形部２１０はタンク状をなしており、その底面部上には造形台２１１が設置されている。造形台２１１の上には、粉末材料２４０を焼結させてなる焼結層が順次積み重ねられて冷却ブロック３０が作製される。粉末材料２４０としては、ステンレス鋼ならなる粉末などが用いられる。

【0050】

移送部２３０は、造形部２１０に対して粉末材料２４０を移送し、造形部２１０上に所定の厚みの粉末層を形成するためのものである。移送部２３０は、造形部２１０に対して往復移動するように、造形部２１０に支持されている。移送部２３０は、造形部２１０の上方を往復移動する際、移送部２３０の下部は造形台２１１との距離を一定に保って平行に移動できるようになっている。この結果、移送部２３０で粉末材料２４０を造形台２１１上に移送しつつ、造形台２１１又はその上に形成された焼結層の上に均一の厚さの粉末層を形成できるようになっている。

【0051】

造形部２１０の上方には、レーザ光などの光ビームＬを照射する光ビーム照射装置２５０が配置されている。光ビーム照射装置２５０は、光ビームＬの照射位置や焦点位置などを変えて光ビームＬを照射するようになっている。

【0052】

そして、冷却ブロック３０の製造時においては、移送部２３０が往復移動することで、造形部２１０に対して粉末材料２４０を移送し、造形台２１１上に粉末層を形成する。図１５では、造形台２１１上に粉末層が形成された状態を示している。

【0053】

その後、図１６に示すように、光ビーム照射装置２５０から粉末層の所定箇所に光ビームＬを照射し、当該照射箇所の粉末材料２４０を溶融して焼結させることで、焼結層を形成する。次いで、図１７に示すように、移送部２３０が再度往復移動することで、造形部２１０の粉末層に対して粉末材料２４０を移送し、粉末層上に新たな粉末層を形成する。そして、新たに形成にされた粉末層の所定個所に光ビームＬを照射することで、当該照射箇所の粉末材料２４０を溶融して焼結させる。これを繰り返すことで、金属製の光造形物である冷却ブロック３０が製造される。

【0054】

なお、冷却ブロック３０が光造形物である場合には、冷却流路３２の断面形状は液滴状であることが望ましい。図１８は、実施の形態に係る冷却流路３２の断面形状の一例を示す説明図である。図１８に示すように、冷却流路３２は、粉末層の積層方向が尖端となる断面視液滴状に形成されている。これにより、光造形で冷却流路３２を形成しやすくすることができる。

【0055】

なお、ゲートブロック４０、固定側加熱ブロック５０及び可動側加熱ブロック６０が光造形物であってもよい。

【0056】

［樹脂成形品の製造方法］
次に、実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法について図１、図１９及び図２０に基づいて説明する。なお、図１９及び図２０は、実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法の各工程を示すランナーレス射出成形装置１０の断面図である。

【0057】

まず、図１に示すように、可動側加熱ブロック６０が固定側加熱ブロック５０に重なって型閉じ状態になると、樹脂射出部から樹脂１１が射出される。これにより、図１９に示すように、樹脂１１が第二スプルー３１、ゲートブロック側ゲート４２及び加熱ブロック側ゲート５３を介して、キャビティ５４内に供給され、充填される。

【0058】

また、樹脂１１の供給時においては、冷却ブロック３０の冷却流路３２には冷却材３３が循環しており、第二スプルー３１内の樹脂１１に対して温度調節が行われている。一方、固定側加熱ブロック５０及び可動側加熱ブロック６０では、それぞれ熱源５１、６２が発熱しており、加熱ブロック側ゲート５３及びキャビティ５４内を、樹脂１１が硬化する温度まで調節している。これにより、固定側加熱ブロック５０では安定して樹脂１１を硬化させることができる。ゲートブロック４０内の樹脂１１においても、固定側加熱ブロック５０内の樹脂１１から熱が伝わっているので硬化することになる。

【0059】

固定側加熱ブロック５０内における樹脂１１の硬化後においては、図２０に示すように、可動側加熱ブロック６０が下降して固定側加熱ブロック５０から離れ、型開き状態となる。その後、可動側加熱ブロック６０の形状部６１から、成形品取出装置８０によって樹脂成形品１００の取り出しが行われる。この取り出し時には、樹脂１１の流動性が低いゲートブロック４０と冷却ブロック３０との境界近傍でゲートカットが行われる。このとき、前記境界近傍に、ゲートブロック側ゲート４２における拡径部４３よりも内径の小さい絞り部４１が配置されているので、当該絞り部４１に取り出し時の応力を集中させることができる。したがって、前記境界近傍で行われるゲートカットの確実性を高めることができる。

【0060】

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る冷却ブロックは、樹脂１１（熱硬化性樹脂）の流路である第二スプルー３１（樹脂流路）と、第二スプルー３１の周囲に配置され、内部に冷却材３３が流される冷却流路３２とが形成された冷却ブロック３０である。冷却流路３２は、第二スプルー３１に対して巻かれた複数の単位巻き部分３２３ａを備えている。複数の単位巻き部分３２３ａのうち、隣り合う少なくとも一組の単位巻き部分３２３ａのピッチ間距離Ａは、１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。複数の単位巻き部分３２３ａと第二スプルー３１との最短距離Ｂは、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

【0061】

また、本実施の形態に係るランナーレス射出成形装置１０は、上記冷却ブロック３０と、樹脂１１を硬化させるための熱源を有する固定側加熱ブロック５０（加熱ブロック）と、を備える。

【0062】

この構成によれば、隣り合う少なくとも一組の単位巻き部分３２３ａのピッチ間距離Ａが、１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であり、複数の単位巻き部分３２３ａと第二スプルー３１との最短距離Ｂが１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるので、第二スプルー３１内の樹脂１１を効率的に冷却することができる。したがって、第二スプルー３１内で樹脂１１が硬化することを抑制することができ、樹脂１１の流動性を安定化させ、樹脂充填のばらつきを抑えることが可能となる。

【0063】

特に、樹脂射出部から複数の金型２０に対して樹脂を同時に充填する場合においては、樹脂１１の流動性が安定化されているために、複数の金型２０における樹脂充填のばらつきを抑制することが可能である。

【0064】

また、冷却流路３２の内径は、３．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下である。

【0065】

この構成によれば、冷却流路３２の内径が３．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であるので、冷却材３３が冷却流路３２内をスムーズに流れる範囲で高速化することができ、冷却効率を高めることができる。

【0066】

また、冷却ブロック３０は、金属製の光造形物である。

【0067】

この構成によれば、冷却ブロック３０が金属製の光造形物であるので、製造上の制約が少なくなり、冷却流路３２の設計上の自由度を高めることができる。

【0068】

また、第二スプルー３１は、第一流路３１１と、第一流路３１１に連通して、当該第一流路３１１よりも細い第二流路３１３とを備えている。冷却流路３２と第二流路３１３との最短距離Ｃは、１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。

【0069】

この構成によれば、冷却流路３２と第二流路３１３との最短距離Ｃが、１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であるので、第二流路３１３内の温度分布を適正化することが可能である。

【0070】

（変形例１）
次に、本実施の形態に係る変形例１について説明する。

【0071】

上記実施の形態では、排出部３２２が下部に設けられた冷却ブロック３０を例示して説明したが、排出部のレイアウトは如何様でもよい。なお以下の説明において、上記実施の形態と同一の部分は同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0072】

図２１は、変形例１に係る冷却ブロック３０Ｂを示す断面図である。図２１に示すように、冷却ブロック３０Ｂに備わる冷却流路３２Ｂの排出部３２２ｂは、中間部３２３の下端から外方に向けて水平に伸びてから、屈曲して上方に延在している。さらに排出部３２２ｂは、供給部３２１と同等の高さ位置で屈曲してから、外方に向けて水平に延在している。なお、供給部３２１と排出部３２２ｂの位置関係は逆であってもよい。

【0073】

（変形例２）
次に、本実施の形態に係る変形例２について説明する。

【0074】

上記実施の形態では、螺旋状の中間部３２３を備えた冷却流路３２を例示して説明したが、冷却流路３２の流路形状は、第二スプルー３１の周囲に配置されて、当該第二スプルー３１を部分的にでも巻く形状であれば如何様でもよい。

【0075】

変形例２では、冷却流路のその他の形状の一例について図２２〜図２４に基づいて説明する。図２２は、変形例２に係る冷却流路３２Ａの概略構成を示す斜視図である。図２３は、変形例２に係る冷却流路３２Ａの概略構成を示す正面図である。図２４は、変形例２に係る冷却流路３２Ａの概略構成を示す側面図である。

【0076】

図２０〜図２３に示すように、変形例２に係る冷却流路３２Ａの中間部３２３ａは、第二スプルー３１の周囲を全体として囲むように形成されている。具体的には、中間部３２３ａは、複数の円弧部３２３１と、複数の連結部３２３２とを備えている。

【0077】

複数の円弧部３２３１は、それぞれ上下方向の異なる位置で第二スプルー３１に対して巻かれるように配置された流路である。つまり、一つの円弧部３２３１が単位巻き部分である。具体的には、円弧部３２３１は、６つ設けられている。以降、上から順に第一円弧部３２３１ａ、第二円弧部３２３１ｂ、第三円弧部３２３１ｃ、第四円弧部３２３１ｄ、第五円弧部３２３１ｅ及び第六円弧部３２３１ｆと称す。第一円弧部３２３１ａ、第三円弧部３２３１ｃ、第四円弧部３２３１ｄ、第五円弧部３２３１ｅ及び第六円弧部３２３１ｆは、上面視Ｃ字状に形成されている。第二円弧部３２３１ｂは、分断した二つの円弧３２３１ｂ１、３２３１ｂ２により形成されている。

【0078】

複数の連結部３２３２は、上下方向に延在した流路であり、各円弧部３２３１を連結する部分である。

【0079】

以下、具体的に各円弧部３２３１と、各連結部３２３２との接続関係について説明する。ここで、各円弧部３２３１において、冷却材３３の流れ方向の上流側を「一端部」と称し、下流側を「他端部」と称す。

【0080】

第一円弧部３２３１ａの一端部には、供給部３２１ａが連結され連通している。なお、図２２〜図２４では、供給部３２１ａの一部のみを図示している。また、第一円弧部３２３１ａの他端部と、第二円弧部３２３１ｂの円弧３２３１ｂ１の一端部とは、連結部３２３２を介して連結され連通している。第二円弧部３２３１ｂの円弧３２３１ｂ１の他端部と、第三円弧部３２３１ｃの一端部とは、連結部３２３２を介して連結され連通している。第三円弧部３２３１ｃの他端部と第二円弧部３２３１ｂの円弧３２３１ｂ２の一端部とは、連結部３２３２を介して連結され連通している。第二円弧部３２３１ｂの円弧３２３１ｂ２の他端部と第四円弧部３２３１ｄの一端部とは、連結部３２３２を介して連結され連通している。第四円弧部３２３１ｄの他端部と第五円弧部３２３１ｅの一端部とは、連結部３２３２を介して連結され連通している。第五円弧部３２３１ｅの他端部と第六円弧部３２３１ｆの一端部とは、連結部３２３２を介して連結され連通している。そして、第六円弧部３２３１ｆの他端部には、排出部３２２ａが連結され連通している。

【0081】

このような冷却流路３２Ａの中間部３２３ａにおいても、隣り合う少なくとも一組の円弧部３２３１のピッチ間距離Ａを１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下とし、複数の円弧部３２３１と第二スプルー３１とがなす最短距離Ｂを１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下とすればよい。これにより、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0082】

（その他）
以上、本発明に係る冷却ブロック３０及びランナーレス射出成形装置１０について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

【0083】

その他、上記実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0084】

１０ ランナーレス射出成形装置
１１ 樹脂（熱硬化性樹脂）
３０ 冷却ブロック
３１ 第二スプルー（樹脂流路）
３２、３２Ａ 冷却流路
３３ 冷却材
５０ 固定側加熱ブロック（加熱ブロック）
５１、６２ 熱源
３１１ 第一流路
３１３ 第二流路
３２３ａ 単位巻き部分
３２３１ 円弧部（単位巻き部分）
Ａ ピッチ間距離
Ｂ、Ｃ 最短距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】