JP2003236891A - 多孔体の製造装置 - Google Patents

多孔体の製造装置

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JP2003236891A JP2002045581A JP2002045581A JP2003236891A JP 2003236891 A JP2003236891 A JP 2003236891A JP 2002045581 A JP2002045581 A JP 2002045581A JP 2002045581 A JP2002045581 A JP 2002045581A JP 2003236891 A JP2003236891 A JP 2003236891A
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徹也 山崎
Yasunori Tanaka
康則 田中
Masanori Ishiguro
雅則 石黒
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の細孔を有する多孔体を精度良く製造す
る。 【解決手段】 サブキャビティC2を有する固定金型2
と、固定金型2から離間する方向に後退移動することで
メインキャビティC1を固定金型2との間に形成するコ
ア(移動金型)4と、コア4を摺動自在に貫通すること
で先端部がメインキャビティC1内に臨む成形ピン群1
0と、サブキャビティC2内に成形材料を充填する射出
装置と、成形材料の充填圧力により固定金型2から離間
する方向へ後退移動するコア4が、メインキャビティC
1内の成形材料に圧力を加えながら移動するようにコア
4の移動を制御するブレーキ機構とを備える製造装置に
おいて、サブキャビティC2に成形材料Rを射出するゲ
ート13を、成形ピン群10の周囲に臨む箇所にてサブ
キャビティC2に連通して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、多孔体の製造装置
に関し、特に、複数の細孔が高密度に配列された多孔体
の製造に適した製造装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、複数の細孔が形成された成形品
(以下、「多孔体」という)は、コリメータやフィルタ
等に広く使用されている。これらの多孔体を射出成形に
よって成形する場合、細孔を形成するための成形ピンを
0.5〜1mm程度の微小な径とすると、成形材料の充
填圧力や、成形材料が固化する際の収縮力により、成形
ピンが倒れる又は変形することがあった。このことは、
キャビティ内における成形材料の圧力分布が均等でない
ことに起因するものである。また、多数の細孔が互いに
狭い間隔で高密度に配列された多孔体を成形する際は、
キャビティ内に多数の成形ピンを互いに狭い間隔で配置
しなければならないが、各成形ピンの間が狭いとその間
に成形材料が入りにくいため、各成形ピンの間で成形材
料が充填不足となる。成形ピンが倒れる又は変形する
と、又は成形ピンの間で成形材料が充填不足となると、
当然、多孔体の細孔を精度良く形成することができない
という問題が生じる。 【0003】前記した問題を解決するために、特開平4
−261802号公報には、成形体成形空間(キャビテ
ィ)内に、細孔を成形するコアピンをその両端が固定金
型と移動金型とに固定支持された状態で配置し、かつ、
コアピンを同心的に保持するスライド入子を移動自在に
配置しておき、キャビティ内に成形材料を射出する際
に、スライド入子でコアピンを保持しつつ、成形材料の
充填圧力によりスライド入子を後退させて、細孔を有す
る成形体を成形する方法が開示されている。この従来技
術は、キャビティ内に成形材料を射出する際に、スライ
ド入子でコアピンを保持することにより、成形材料の充
填圧力によりコアピンが変形することを防止しようとす
るものである。また、この従来技術では、成形材料の充
填圧力によりスライド入子を後退させることにより、キ
ャビティ内に成形材料を均一な密度で充填できるとして
いる。 【0004】また、特開平7−241881号公報に
は、キャビティ内に射出した成形材料が可塑性状態にあ
る間に、成形材料中に複数のピンからなる成形ピン群を
挿入することにより多孔体を成形する方法が開示されて
いる。また、成形材料中に成形ピン群を挿入する際に、
可動金型壁を移動させて、成形体空間(キャビティ)を
成形材料中に挿入されている成形ピン群の体積相当分だ
け拡大する方法が開示されている。この従来技術は、可
塑性状態にある成形材料中に成形ピン群を挿入すること
により、各成形ピンの近傍における成形材料の流動不足
を解消しようとするものである。また、成形材料中に成
形ピン群を挿入する際に、成形材料中に挿入された成形
ピン群の体積相当分だけキャビティを拡大することによ
り、キャビティ内の圧力上昇によるピンの破損を防止で
きるとしている。 【0005】また、特開平11−216885号公報に
は、貫通穴(成形体の細孔)の一方の全ての出口を封じ
るように設けられた導入案内部と、貫通穴を成形するた
め成形ピンとを有する型を用い、この型に成形ピンの軸
に対して平行な方向で成形材料を射出し、得られた成形
体の導入案内部を成形後に除去する方法が開示されてい
る。この従来技術は、成形金型に成形材料の導入案内部
を設け、成形材料のゲートをこの導入案内部に設けるこ
とで、成形ピンの軸とは直角な方向への成形材料の流れ
を、平行な方向への流れに変えることができ、隣接する
成形ピンの隙間に成形材料が流動性の良い状態で均一に
かつ十分に充填できるとしている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た特開平4−261802号公報に開示されている方法
では、キャビティ内にコアピンをその両端が固定金型と
移動金型とに固定支持された状態で配置しなければなら
ないので、成形金型の構造が複雑になるという問題があ
った。また、この方法では、成形材料を射出するゲート
を成形ピンの軸方向に配置することは、成形金型の構造
上困難であるため、成形材料は成形ピンの軸方向以外の
方向から充填されることとなる。そのため、成形材料の
充填圧力により成形ピンが倒れる又は変形するという問
題があった。さらに、この従来技術では、細孔が1つで
ある成形体を成形する場合についてしか触れていない
が、この方法を多数の細孔を有する成形体に適用した場
合は、成形材料を各成形ピンの配列方向に充填すること
となるため、各成形ピンの間が狭いと成形材料が入りに
くく、各成形ピンの間で成形材料が充填不足となるとい
う問題があった。 【0007】また、前記した特開平7−241881号
公報に開示されている方法では、各成形ピンの近傍にお
ける成形材料の流動不足を解消できるとされているもの
の、各成形ピンの間が狭いと成形材料が入りにくく、各
成形ピンの間で成形材料が充填不足となるという問題は
解決されていない。また、成形材料中に成形ピン群を挿
入する際に、キャビティを成形材料中に挿入された成形
ピン群の体積相当分だけ拡大することにより、キャビテ
ィ内の圧力上昇による成形ピンの破損を防止できるとし
ているものの、キャビティ内に充填された成形材料の圧
力分布が均等でないことに起因して、成形ピンが倒れる
又は変形するという問題は解決されていない。 【0008】また、前記した特開平11−216885
号公報に開示されている方法では、成形材料の流れを、
成形ピンと平行な方向への流れに変えることができ、隣
接する成形ピンとの隙間に成形材料を流動性の良い状態
で均一に、かつ、充分に充填できるとされているが、各
成形ピンの間が狭いと成形材料が入りにくく、各成形ピ
ンの間で成形材料が充填不足となるという問題は解決さ
れていない。また、成形材料は、各成形ピンの間よりも
成形ピンの無い部分の方に入りやすいため、キャビティ
内では、成形材料は成形ピンの無い部分の方から先に充
填される。そのため、キャビティ内に充填された成形材
料の圧力分布は均等でなく、その圧力分布の差により成
形ピンが倒れる又は変形するという問題があった。 【0009】また、前記した特開平7−241881号
公報に開示されている方法では、図10(a)に示すよ
うに、ゲート20は成形ピン群21の先端に対向した位
置に配置されており、ゲート20の近傍部は成形材料R
を射出するのでキャビティC内の他の部分に比べて高温
である。そのため、キャビティC内に成形材料Rを充填
完了した後、図10(b)に示すように、ゲート近傍部
の成形材料Rがゲート20に向かって流動又は収縮し、
ゲート近傍部の成形ピン21が倒れる又は変形するとい
う問題があった。 【0010】そこで、本発明は、成形金型の構造が複雑
になることなく、キャビティ内における成形材料の圧力
差や温度差に起因する成形ピンの倒れ又は変形、及び成
形ピン間での成形材料の充填不足を防止し、多孔体の細
孔を精度良く形成することができる多孔体の製造装置を
提供することを課題とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ため、本発明では、複数の細孔が相互に平行に形成され
た多孔体の片面に各細孔の開口を塞ぐ成形材料流動層が
一体に成形された成形品を射出成形により製造する多孔
体の製造装置であって、前記成形材料流動層に対応する
サブキャビティを有する固定金型と、この固定金型から
離間する方向に後退移動することで前記多孔体に対応す
るメインキャビティを前記固定金型との間に形成する移
動金型と、この移動金型を摺動自在に貫通することで先
端部が前記メインキャビティ内に臨む相互に平行な成形
ピン群と、前記サブキャビティ内に成形材料を充填する
射出装置と、前記成形材料の充填圧力により前記固定金
型から離間する方向へ後退移動する移動金型が、前記メ
インキャビティ内の成形材料に圧力を加えながら移動す
るように前記移動金型の移動を制御するブレーキ機構と
を備え、前記サブキャビティに前記成形材料を射出する
ゲートを、前記成形ピン群の周囲に臨む箇所にて前記サ
ブキャビティに連通して設けたことを特徴とする。 【0012】このように構成することで、先ず、移動金
型を固定金型側に前進移動させて、メインキャビティが
形成されていない状態で、サブキャビティ内に成形材料
を充填することにより、成形材料をサブキャビティ内で
流動させ、サブキャビティ内における成形材料の圧力分
布を均等にすることができる。したがって、移動金型を
成形材料の充填圧力によりを固定金型から離間する方向
に後退移動させてメインキャビティを形成した際に、メ
インキャビティ内に成形材料を均一な密度で充填するこ
とができる。そして、移動金型を成形材料の充填圧力に
より固定金型から離間する方向に後退移動させつつ、メ
インキャビティ内における成形材料の圧力分布が均等に
なるように成形材料に対して移動金型で圧力を加えなが
ら、メインキャビティ内に成形材料を充填することによ
り、成形ピン群の各成形ピン間に成形材料を充填する圧
力を発生させることができるので、成形ピン間に成形材
料を十分に充填することができる。また、メインキャビ
ティ内における成形材料の圧力分布を均等にすることに
より、成形材料の充填圧力や、成形材料が固化する際の
収縮力による成形ピンの倒れ又は変形を防止することが
できる。 【0013】また、サブキャビティに成形材料を射出す
るゲートを、成形ピン群の周囲に臨む箇所にてサブキャ
ビティに連通して設けることにより、キャビティ内に充
填された成形材料が固化する際に、キャビティ内の他の
部分に比べて温度の高いゲートの付近に流動又は収縮し
たとしても、ゲート近傍部に成形ピンが無いので、成形
材料の流動又は収縮による成形ピンの倒れ又は変形を防
止することができる。 【0014】また、前記サブキャビティを、前記成形ピ
ン群の先端部にのみ対向して設けることにより、成形材
料流動層が成形される部分を小さくすることができるの
で、成形ピン群の各成形ピンの間に、サブキャビティ内
において圧力分布が均等になった成形材料を効率よく充
填することができる。 【0015】また、前記メインキャビティの近傍に、前
記移動金型の移動をガイドするガイド手段を設けること
により、移動金型を成形材料の充填圧力により固定金型
から離間する方向に後退移動させる際に、移動金型の移
動をガイドすることができ、移動金型を成形ピン群に対
して確実に摺動させることができる。 【0016】また、前記多孔体の成形後、前記移動金型
を前記固定金型に接近する方向に前進移動させて、前記
多孔体を前記メインキャビティから突き出して離型させ
ることにより、ノックアウトピン等のノックアウト(突
き出し)機構を別途設けなくても、キャビティから成形
品である多孔体を容易に離型させることをできる。 【0017】また、前記ブレーキ機構を油圧シリンダで
構成することにより、移動金型を成形材料の充填圧力に
より固定金型から離間する方向に後退移動させてメイン
キャビティを形成する際に、メインキャビティ内におけ
る成形材料の圧力分布が均等になるように成形材料に対
して移動金型で圧力を加えることを容易に行うことがで
きる。 【0018】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発
明の多孔体の製造装置に使用する金型装置の断面図であ
る。また、図2は図1における固定金型及び移動金型周
辺の拡大図である。また、図3は、図1及び図2におけ
るキャビティ(メインキャビティ及びサブキャビティ)
周辺の拡大図である。なお、図3では、図1及び図2で
は図示されているガイド部の図示を省略し、成形材料を
キャビティ内で固化させた状態で示している。 【0019】図1に示すように、金型装置1は、固定金
型2と移動金型3を備えて構成されており、移動金型3
には、固定金型2との間に多孔体M1(図9(a)参
照)に対応するメインキャビティC1(図2及び図3参
照)を形成するコア4をさらに備えている。 【0020】固定金型2は、固定側取付板5に取り付け
られており、図3に拡大して示すように、移動金型3と
対向する面には、成形材料流動層M2(図9(a)参
照)に対応するサブキャビティC2が形成されている。
また、固定金型2にはメインキャビティC1及びサブキ
ャビティC2からなるキャビティC内に成形材料である
溶融樹脂を射出するためのランナ12とゲート13が形
成されている。ゲート13は、成形ピン群10の先端部
と対向しないように、固定金型2のキャビティ面のう
ち、成形ピン群10の周囲(図中右側)に臨む箇所に設
けられている。また、固定金型2は、上部2aと下部2
bを分離できるように構成されている。 【0021】図1に示すように、移動金型3は、受板7
を介して移動側取付板8に取り付けられた油圧シリンダ
6,6に支持されており、油圧シリンダ6から提供され
る駆動力により、メインキャビティC1内における成形
材料の圧力分布が均等になるようにメインキャビティC
1に充填された成形材料に対して圧力を加えることがで
きる。また、この移動金型3は、油圧シリンダ6,6の
油圧を制御することで、図3に示すメインキャビティC
1内に充填された成形材料の充填圧力に応じて固定金型
2から離間する方向に後退移動することも可能である。
なお、油圧シリンダ6は、特許請求の範囲でいうところ
の「ブレーキ機構」に相当する。 【0022】移動側取付板8には、図2に拡大して示す
ように、移動金型3に対して摺動可能なピンホルダ9が
取り付けられている。そして、ピンホルダ9の先端部9
aには、図3にさらに拡大して示すように、多孔体M1
の複数の細孔H(図9(b)参照)を形成するための複
数の互いに平行な成形ピン(成形ピン群10)が固定さ
れている。この成形ピン群10の各成形ピンは、移動金
型3の一部であるコア4を摺動自在に貫通し、その先端
部10aがサブキャビティC2内に臨んで設けられてい
る。また、ピンホルダ9の先端部9aには、移動金型3
が固定金型2に対して接近又は離間する方向に移動する
際に、コア4が成形ピン群10に対してスライドするの
をガイドするガイドピン11が突設されている。このガ
イドピン11は、コア4を摺動自在に貫通している。な
お、ガイドピン11は、特許請求の範囲でいうところの
「ガイド手段」に相当する。 【0023】この金型装置1は、図示しない射出成形機
(射出装置)に取り付けて使用され、射出の動作及び油
圧シリンダ6,6の動作が、図示しない制御装置により
制御されることで本発明の多孔体の製造装置が構成され
る。 【0024】次に、以上のように構成された金型装置1
(多孔体の製造装置)の動作について、図4〜図8を参
照して説明する。 【0025】先ず、図4に示すように、油圧シリンダ
6,6の駆動によりコア4を固定金型2へ接近させ、メ
インキャビティC1が形成されていない状態で、ゲート
13から成形材料Rを射出して、サブキャビティC2内
に充填する。このとき、成形材料Rは、サブキャビティ
C2内で流動するので、サブキャビティC2内における
成形材料Rの圧力分布は均等になる。 【0026】次に、図5に示すように、射出装置により
ゲート13から成形材料Rを射出しつつ、移動金型2を
成形材料Rの充填圧力により固定金型2から離間する方
向に後退移動させて、固定金型2のコア4と移動金型3
との間にメインキャビティC1を形成する。このメイン
キャビティC1は、サブキャビティC2と連続して形成
される。移動金型3が後退移動する際は、移動金型2
は、油圧シリンダ6から提供される駆動力により、メイ
ンキャビティC1内における成形材料Rの圧力分布が均
等になるようにメインキャビティC1に充填された成形
材料Rに対して圧力を加える。移動金型3は、図6に示
すように、メインキャビティC1が製造しようとする多
孔体の厚さに拡大されるまで後退移動する。このとき、
移動金型3のコア4の移動は、ピンホルダ9の先端部9
aに設けられたガイド部11によりガイドされるので、
コア4を成形ピン10に対して確実に摺動させることが
できる。(図2参照)。 【0027】また、図5に示すように、移動金型3を固
定金型2から離間する方向に後退移動させて、メインキ
ャビティC1を形成する際は、図7に拡大して示すよう
に、サブキャビティC2内で圧力分布が均等になった成
形材料Rが、コア4が後退すると同時に各成形ピン10
の間に成形ピン10の軸方向に沿って入り込む。このと
き、成形材料Rは、成形ピン群10の先端部10aから
各成形ピンの間に入り込むので、成形ピンの先端部10
aの周囲では成形材料Rの圧力が均等になり、各成形ピ
ンが倒れたり変形したりすることが無い。 【0028】また、前記したように、移動金型3が油圧
シリンダ6,6から提供される駆動力により、メインキ
ャビティC1内における成形材料Rの圧力分布が均等に
なるように、メインキャビティC1内に充填された成形
材料Rに対して圧力を加えることにより、メインキャビ
ティC1内では、コア4のキャビティ面を介して成形材
料Rに圧力が加えられる。この圧力により、成形材料R
が各成形ピン間の狭い隙間にも入り込むため、成形材料
Rが十分に充填される。また、メインキャビティC1内
では、成形材料Rの圧力分布が均等になるので、成形材
料Rの充填圧力や、成形材料Rが固化する際の収縮力に
よって成形ピン10が倒れたり変形したりすることがな
い。その結果、多孔体の細孔が互いに平行にそろって形
成することが可能である。 【0029】また、このとき、図7に示すように、ゲー
ト13は、成形ピン群10の先端部と対向しないよう
に、固定金型2のキャビティ面のうち、成形ピン群10
の周囲に臨む箇所に設けられているので、キャビティC
内に充填された成形材料RがキャビティC内の他の部分
に比べて温度の高いゲート13の下方に流動したとして
も、ゲート13近傍部に成形ピン群10が無いため、成
形材料Rの流動又は収縮による成形ピンの倒れ又は変形
を小さくすることができる。 【0030】そして、移動金型3により成形材料Rに圧
力を加えて、キャビティC内の成形材料Rの圧力をなる
べく均等にした状態で成形材料Rを冷やして固化させ、
成形材料流動層M1と多孔体M2からなる成形品Mを成
形する。この際の冷却は、金属装置1内に冷却用媒体を
流通させることで行うことができる。 【0031】成形品Mが成形されると、図8に示すよう
に、固定金型2の上部2aを下部2bから分離させた
後、油圧シリンダ6,6の駆動力により移動金型3を固
定金型2の下部2aに接近する方向に前進移動させて、
成形品MをメインキャビティC1から突き出して離型さ
せる。 【0032】この金型装置1で製造された成形品Mは、
図9(a)に示すように、サブキャビティC2で成形さ
れた成形材料流動層M2と、メインキャビティC1で成
形された多孔体M1とが一体に成形されている。そし
て、図9(b)に示すように、成形品Mから成形材料流
動層M1を除去することで、複数の細孔Hが互いに平行
に貫通した多孔体M2を得ることができる。 【0033】このように、本実施形態の多孔体の製造方
法によれば、細孔が高密度に配列され、かつ、直径に対
し、深さが深い細孔を有する多孔体も製造することが可
能である。このような多孔体とは、例えば、厚さが5m
m程度であり、直径0.5mm程度の細孔Hが約100
0本、千鳥格子状に高密度に配列されて厚さ方向に貫通
しており、各細孔Hの間隔は、0.2mm程度の極めて
狭い間隔となっている。この多孔体Mは、各細孔Hの真
直度及び平行度に優れており、例えば多孔体Mの片面か
ら各細孔Hに平行な光を照射して他の片面で受光した場
合、入射光量Iに対する出射光量Oの比R(=O/I)
が0.8以上となる。 【0034】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明は前記実施形態に限定されず、適宜変更して
実施することが可能である。 【0035】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、成
形金型の構造が複雑になることなく、キャビティ内にお
ける成形材料の圧力差や温度差に起因する成形ピンの倒
れ又は変形、及び成形ピン間での成形材料の充填不足を
防止し、その結果多孔体の細孔を精度良く形成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の多孔体の製造装置に使用する金型装置
の断面図である。 【図2】図1における固定金型及び移動金型の周辺の拡
大図である。 【図3】図1及び図2におけるキャビティ周辺の拡大図
である。 【図4】金型装置の断面図であり、サブキャビティ内に
成形材料を充填した状態を示す。 【図5】金型装置の断面図であり、移動金型を固定金型
から離間させる方向に後退移動させて、メインキャビテ
ィを形成しつつ、メインキャビティ内に成形材料を充填
した状態を示す。 【図6】金型装置の断面図であり、移動金型を図5の状
態からさらに後退移動させて、メインキャビティを多孔
体の大きさまで拡大した状態を示す。 【図7】図5におけるキャビティ周辺の拡大図である。 【図8】金型装置の断面図であり、移動金型を固定金型
の下部に接近させる方向に移動させて、成形品をメイン
キャビティから突き出して離型させた状態を示す。 【図9】金型装置で製造された成形品を示す斜視図であ
り、(a)は成形材料流動層と多孔体とが一体に成形さ
れた状態を示し、(b)は(a)の状態から成形材料流
動層を取り除いた状態を示す。 【図10】従来のゲートを成形ピン群の先端に対向した
位置に配置した場合の成形材料の流れを説明するための
図であり、(a)は成形材料がキャビティ内に充填され
た状態を示し、(b)は成形材料がゲートに向かって流
動した状態を示す。 【符号の説明】 1 金型装置 2 固定金型 3 移動金型 4 コア 5 固定側取付板 6 油圧シリンダ(ブレーキ機構) 7 受板 8 移動側取付板 9 ピンホルダ 10 成形ピン群 11 ガイドピン(ガイド手段) 12 ランナ 13 ゲート C キャビティ C1 メインキャビティ C2 サブキャビティ R 成形材料 M 成形品 M1 多孔体 M2 成形材料流動層 H 細孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 雅則 神奈川県小田原市扇町2丁目12番1号 富 士写真フイルム株式会社内 Fターム(参考) 4F202 AG15 AG28 AH03 AR02 AR08 CA11 CB01 CK23 CK35 CK42 CK52 CL09 CL12 CL50

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の細孔が相互に平行に形成された多
    孔体の片面に各細孔の開口を塞ぐ成形材料流動層が一体
    に成形された成形品を射出成形により製造する多孔体の
    製造装置であって、 前記成形材料流動層に対応するサブキャビティを有する
    固定金型と、 この固定金型から離間する方向に後退移動することで前
    記多孔体に対応するメインキャビティを前記固定金型と
    の間に形成する移動金型と、 この移動金型を摺動自在に貫通することで先端部が前記
    メインキャビティ内に臨む相互に平行な成形ピン群と、 前記サブキャビティ内に成形材料を充填する射出装置
    と、 前記成形材料の充填圧力により前記固定金型から離間す
    る方向へ後退移動する移動金型が、前記メインキャビテ
    ィ内の成形材料に圧力を加えながら移動するように前記
    移動金型の移動を制御するブレーキ機構と、 を備え、 前記サブキャビティに前記成形材料を射出するゲート
    を、前記成形ピン群の周囲に臨む箇所にて前記サブキャ
    ビティに連通して設けたことを特徴とする多孔体の製造
    装置。
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