【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を射出成形により製造する多孔体の製造装置であって、
固定金型と、
この固定金型との間にキャビティを形成する移動金型と、
この移動金型又は前記固定金型を摺動自在に貫通することで先端部が前記キャビティ内に進出する相互に平行な成形ピン群と、
前記成形ピン群の先端部が前記キャビティ内から退避した状態で前記キャビティ内に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置による成形材料の射出後に、前記キャビティ内の可塑状態の成形材料に対し前記成形ピン群の先端部を押し込む成形ピン駆動装置と、
成形ピン群の押し込みに応じて前記固定金型から離間する方向へ移動する移動金型が、前記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、
前記細孔を貫通させて一方の面から前記細孔の軸に沿って照射した入射光量Ｉに対する他方の面から出射した出射光量Ｏの比Ｒ＝Ｏ／Ｉが０．８以上となるように、前記成形ピン群の各成形ピンの先端部は、前記各成形ピンの周囲に向けて成形材料を均等に分流させる形状に形成したことを特徴とする多孔体の製造装置。
【請求項２】複数の細孔が相互に平行に形成された多孔体を射出成形により製造するに当たり、固定金型と、この固定金型との間にキャビティを形成する移動金型と、この移動金型又は前記固定金型を摺動自在に貫通することで先端部が前記キャビティ内に進出する相互に平行な成形ピン群とを備えた金型装置を使用し、
先ず、前記成形ピン群の先端部を前記キャビティ内から退避させた状態でキャビティ内に成形材料を充填し、
次に、前記キャビティ内の可塑状態の成形材料内へ前記成形ピン群の先端部を押し込みつつ、前記移動金型で前記キャビティ内の成形材料に対し圧力を加えながら前記移動金型を前記固定金型から離間する方向に移動させ、
その後、前記移動金型によりキャビティ内の成形材料に圧力を加えた状態で成形材料を固化させることを特徴とする多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔体の製造装置及び製造方法に関し、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及び製造方法に関する。
【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、成形品の肉厚が小さい場合、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ピンの破損を防止できるとしているものの、成形材料中に挿入される成形ピン群の体積相当分だけキャビティを拡大しているため、成形ピン群の先端部を可塑状態の成形材料中に挿入すると、それに応じて可塑状態の成形材料が各成形ピンの間に侵入することなく成形ピン群の周囲に流動してしまう傾向がある。その結果、各成形ピンの間に成形材料の充填不良が発生したり、成形材料の流動圧力により各成形ピンに倒れや曲がりが発生することがある。
【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号公報及び特開平１１−２１６８８５号公報に開示されている方法では、各成形ピンの間に成形材料を充填する際に、成形ピンの周囲に充填された成形材料の圧力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。
例えば、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、成形ピン２０の先端面２０ａが平坦状に形成されている場合は、細孔を形成するための成形ピン２０の径が微小であり先端面２０ａが狭いため、先端面２０ａに当たる成形材料Ｒの圧力は不均一となる。その結果、成形ピン２０の先端面２０ａに当たった成形材料Ｒは、成形ピン２０の周囲に不均等に分流する（図１１（ａ）参照）。
【００１０】
そして、図１１（ｂ）に示すように、成形ピン２０の周囲の成形材料Ｒが多く充填された側（図中右側）では、成形材料Ｒの流れの渦が発生する（図中のＰ点）。このＰ点は、成形ピン２０の周囲の成形材料Ｒが少なく充填された側（図中左側）に対して負圧になるため、成形ピン２０にはＰ点の反対方向（図中左側）からＰ点へ向かう方向（図中の矢印方向）に外力（曲げ力）が発生し、この外力によって成形ピン２０を変形させる（図１１（ｃ）参照）。
このように、各成形ピンの間に成形材料を充填する際に、成形ピンの先端に当たった成形材料の流れが成形ピンの周囲に不均等に分流すると、成形ピンの周囲に充填された成形材料に圧力差が生じ、この圧力差によって成形ピンが倒れる又は変形するという問題があった。
【００１１】
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、各成形ピンの周囲に充填された成形材料の圧力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及び製造方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【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を射出成形により製造する多孔体の製造装置であって、固定金型と、この固定金型との間にキャビティを形成する移動金型と、この移動金型又は前記固定金型を摺動自在に貫通することで先端部が前記キャビティ内に進出する相互に平行な成形ピン群と、前記成形ピン群の先端部が前記キャビティ内から退避した状態で前記キャビティ内に成形材料を充填する射出装置と、前記射出装置による成形材料の射出後に、前記キャビティ内の可塑状態の成形材料に対し前記成形ピン群の先端部を押し込む成形ピン駆動装置と、成形ピン群の押し込みに応じて前記固定金型から離間する方向へ移動する移動金型が、前記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、前記細孔を貫通させて一方の面から前記細孔の軸に沿って照射した入射光量Ｉに対する他方の面から出射した出射光量Ｏの比Ｒ＝Ｏ／Ｉが０．８以上となるように、前記成形ピン群の各成形ピンの先端部は、前記各成形ピンの周囲に向けて成形材料を均等に分流させる形状に形成したことを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、先ず、成形ピン群の先端部がキャビティ内から退避した状態で射出装置により成形材料をキャビティ内に充填するので、各成形ピンが射出された成形材料の流れにより倒れたり変形したりすることがない。そして、成形ピン駆動装置により、キャビティ内に成形材料が充填された後に移動金型で成形材料に対し成形ピン間部を成形ピン軸方向に流動させるのに必要な圧力を加えながら、成形ピン群の先端部を可塑状態の成形材料に対し押し込むので成形材料が成形ピンの軸方向に沿って流れる。そのため、各成形ピンの倒れ、変形が生じることがなく、各成形ピンの互いの平行を保ったまま、各成形ピン間に成形材料を充填することができる。また、この成形ピン群の押し込みの際、成形ピン群が入り込んだ分だけ成形材料の圧力が上昇し、移動金型が成形材料に押されて固定金型から離間する方向へ移動（後退）するが、本発明の装置では、ブレーキ機構により移動金型でキャビティ内の成形材料に圧力を加えながら移動金型を後退させるよう制御するので、各成形ピン間に充分に成形材料を充填させることができる。
【００１４】
また、本発明の製造装置では、成形体の細孔を貫通させて一方の面から前記細孔の軸に沿って照射した入射光量Ｉに対する他方の面から出射した出射光量Ｏの比Ｒ＝Ｏ／Ｉが０．８以上となるように、成形ピン群の各成形ピンの先端部を、各成形ピンの周囲に向けて成形材料を均等に分流させる形状に形成しているので、各成形ピンの間に成形材料を充填する際に、キャビティから成形ピンの先端に当たった成形材料の流れを成形ピンの周囲に均等に分流させることができる。したがって、成形材料は、各成形ピンの周囲に均等に充填されることとなるので、各成形ピンの周囲で成形材料の圧力差が生じることがなく、各成形ピンの周囲に充填された成形材料の圧力差に起因する成形ピンの倒れ又は変形を防止することができる。
【００１５】
なお、成形ピン群の先端部がキャビティ内から退避しているとは、成形ピン群の先端部がキャビティ内に入っていてはいけないということではなく、成形ピンの太さに応じ、わずかにキャビティ内に入り込んでいても構わない。すなわち、射出される成形材料の流れにより各成形ピンが倒されたりすることが無いような長さであれば、成形ピン群の先端部がキャビティ内に入り込んでいても構わない。
【００１６】
【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。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周辺の拡大図である。なお、図３では、図１及び図２で図示されているガイドピンの図示を省略し、成形材料をキャビティ内で固化させた状態を示している。また、図４は、成形ピンの先端部を拡大して示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。
【００１７】
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Ｍ（図８参照）に対応するキャビティＣ（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。
【００１８】
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、固定金型２にはキャビティ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。また、固定金型２は、上部２ａと下部２ｂを分離できるように構成されている。
【００１９】
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、キャビティＣ内における成形材料の圧力分布が均等になるようにキャビティＣに充填された溶融樹脂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に示すキャビティＣ内に充填された溶融樹脂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、「ブレーキ機構」に相当する。また、ブレーキ機構は、油圧シリンダ６によりキャビティＣ内の成形材料Ｒに抗力を発生するものにかぎらず、摩擦を利用したブレーキや、スプリングにより抗力を発生するものでも構わない。
【００２０】
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９ａには、図３にさらに拡大して示すように、多孔体Ｍの複数の細孔Ｈ（図１０参照）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がキャビティＣ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、及び成形ピン群１０がコア４に対してスライド移動してキャビティＣ内に進出する際に、コア４及び成形ピン群１０の移動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。
【００２１】
成形ピン１０は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、その先端部１０ａが、成形ピン１０の先端に当たった成形材料Ｒの流れを成形ピン１０の周囲に均等に分流させるように、先端に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成されている。
なお、本実施の形態では、成形ピン１０の先端部１０ａの形状を、図４（ａ），（ｂ）に示すようなテーパ状に形成したが、これに限らず、成形ピン１０の先端に当たった成形材料Ｒの流れを成形ピンの周囲に均等に分流させることができる形状であれば、例えば、先端に向かうにつれて細くなる流線状や球面状等の他の形状に形成しても構わない。
【００２２】
ピンホルダ９は、成形ピン駆動装置である油圧シリンダ１５を介して移動側取付板８に支持されている。すなわち、油圧シリンダ１５の駆動により、ピンホルダ９が固定金型２に対し接近、離間することで、ピンホルダ９の先端部９ａに固定された成形ピン群１０をキャビティＣ内に進出、退避させることが可能となっている。
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６，６，１５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。
【００２３】
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５〜図８を参照して説明する。
【００２４】
先ず、図５に示すように、油圧シリンダ６の駆動によりコア４を固定金型２へ接近させ、成形後の多孔体に使用される成形材料の量と同じ容量の空間（キャビティＣ）が固定金型２と移動金型３との間で形成されるようにし、かつ、油圧シリンダ１５の駆動により成形ピン群１０をキャビティＣから退避させて、各成形ピンの先端１０ｂ（図３，４参照）がコア４のキャビティ面と面一になるようにする。
【００２５】
次に、図６に示すように、射出装置によりゲート１３から成形材料Ｒを射出して、キャビティＣ内に成形材料Ｒを充填させる。
【００２６】
キャビティＣ内に成形材料Ｒが充填された後、図７に示すように、成形材料Ｒに移動金型３で圧力を加えながら油圧シリンダ１５により成形ピン群１０の先端部１０ａを可塑状態の成形材料Ｒ内に押し込む。このとき、ピンホルダ９の移動は、ピンホルダ９の先端部９ａに設けられたガイドピン１１がコア４を摺動自在に貫通することによりガイドされるので、成形ピン群１０をコア４に対して確実に摺動させることができる。そして、成形材料Ｒは成形ピン群１０の先端部１０ａから成形ピン群１０の軸方向に沿って各成形ピンの間に入り込むので、成形ピンの先端部１０ａ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。
【００２７】
また、この際、成形ピン群１０が成形材料Ｒ内に入り込んだ体積の分だけ、キャビティＣの容積が大きくなるので、成形材料Ｒの圧力が上昇してコア４及び移動金型３が固定金型２から離間する方向へ移動する。このコア４及び移動金型３の移動に対して、油圧シリンダ６が抗力を発生することで、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が充分に充填される。さらに、この圧力で逐次成形ピン間に成形材料Ｒが充填されることから、成形ピン間の空間と、成形ピン群１０の外部との圧力が常に均等に保たれた状態で成形ピン群１０が成形材料Ｒに対して押し込まれることから、各成形ピンが倒れたり変形したりすることが無い。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。
【００２８】
また、このとき、図９に示すように、成形ピン群１０の先端部１０ａに当たった成形材料Ｒの流れは、先端部１０ａにより成形ピン群１０の周囲に均等に分流させられ、その成形ピン群１０の周囲に充填される。したがって、成形ピン群１０の周囲に充填された成形材料Ｒの圧力差によって各成形ピンが倒れたり変形したりすることがない。
【００２９】
成形ピンの先端１０ｂが固定金型２のキャビティ面まで到達したならば、移動金型３（コア４）により成形材料Ｒに圧力を加えたまま加圧状態を保持し、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る。この際の冷却は、金型装置１内に冷却用媒体を通流させることで行うことができる。
【００３０】
成形材料Ｒが固化したならば、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、多孔品ＭをキャビティＣから突き出して離型させる。
【００３１】
そして、この金型装置１で製造された成形品に対し、ゲートの残り部分を除去し、さらに固定金型２により成形された面を機械加工等して各細孔Ｈを開口させることで、図１０に示すように、複数の細孔Ｈが互いに平行に形成された多孔体Ｍを得ることができる。このように、本実施形態の多孔体の製造装置によれば、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。すなわち、この製造装置によれば、多孔体が貫通孔を有するように形成して、細孔の一方の面から孔軸に平行な光を入射させ、他方の面から出た孔軸に平行な出射光量Ｏを測定し、出射光量Ｏと入射光量Ｉとの比を取ったＲ（＝Ｏ／Ｉ）が０．８以上の形状を有する多孔体を形成することができた。
【００３２】
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。例えば、成形材料Ｒを射出するゲートは、例示した部位に限らず、移動金型３や、固定金型２の下部２ｂに設けても良い。また、実施形態では成形ピン群１０を移動金型３と摺動自在に設けたが、固定金型２に対し摺動自在に設けて、固定金型２のキャビティ面から成形ピン群を押し込んで、成形材料Ｒに細孔を形成させることもできる。また、前記実施形態では、成形ピン群１０の先端１０ｂを固定金型２のキャビティ面にまで当接させる場合を例示したが、成形ピン群１０の先端１０ｂを、キャビティ面まで当接させず、成形材料Ｒの内部に位置したところで止めて、底を有する多数の細孔を成形体に形成することも可能である。さらに、成形ピンの断面形状、配列を変更することにより、多孔体の細孔は断面が円形に限らず、四角形、六角形等の多角形であってもよいし、その配列も任意のものを製造することができる。
【００３３】
【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、成形ピンの周囲に充填された成形材料の圧力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】成形ピンの先端部を拡大して示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】金型装置の断面図であり、キャビティ内に成形材料を充填する前の状態を示す。
【図６】金型装置の断面図であり、キャビティ内に成形材料を充填した状態を示す。
【図７】金型装置の断面図であり、成形材料内に成形ピン群の先端部を押し込んだ状態を示す。
【図８】金型装置の断面図であり、移動金型を固定金型に接近させる方向に移動させて、成形品をキャビティから突き出して離型させた状態を示す。
【図９】成形ピンの先端に当たった溶融樹脂の流れを示す図である。
【図１０】金型装置で製造された多孔体を示す斜視図である。
【図１１】従来の成形ピンの先端に当たった成形材料の流れを説明するための図であり、（ａ）は成形材料の流れを示し、（ｂ）は成形材料が成形ピンの周囲に流入した状態を示し、（ｃ）は成形ピンが変形した状態を示す。
【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
７ 受板
８ 移動側取付板
９ ピンホルダ
１０ 成形ピン群
１０ａ 先端部
１１ ガイドピン
１２ ランナ
１３ ゲート
１５ 油圧シリンダ
Ｃ キャビティ
Ｒ 成形材料
Ｍ 多孔体[Claim of claim]
1. A porous body manufacturing apparatus for manufacturing a porous body in which a plurality of pores are formed parallel to each other by injection molding,
Fixed mold and
A moving mold that forms a cavity with the fixed mold;
A molding pin group parallel to each other with a tip portion advancing into the cavity by slidably penetrating the movable mold or the fixed mold;
An injection device for filling a molding material into the cavity in a state where the tip of the molding pin group is retracted from the cavity;
A molding pin drive device for pushing the tip of the molding pin group into the plastic molding material in the cavity after injection of the molding material by the injection device;
A brake mechanism that controls the movement of the moving mold so that the moving mold moving in a direction away from the fixed mold in response to the pressing of the forming pin group moves while applying pressure to the molding material in the cavity Equipped with
The ratio R = O / I of the amount of emitted light O emitted from the other surface to the amount of incident light I irradiated along the axis of the pore from one surface by penetrating the pore is 0.8 or more An apparatus for manufacturing a porous body, wherein a tip portion of each molding pin of the group of molding pins is formed in a shape for evenly diverting a molding material toward the periphery of each molding pin.
[Claim 2]When producing a porous body in which a plurality of pores are formed in parallel with each other by injection molding, a moving mold forming a cavity between the fixed mold and the fixed mold, the moving mold or Using a mold apparatus having a set of mold pins parallel to each other, the tip portion advancing into the cavity by slidably penetrating a fixed mold;
First, the molding material is filled in the cavity in a state where the tip of the molding pin group is retracted from the cavity,
Next, while pushing the tip of the forming pin group into the molding material in a plastic state in the cavity, the moving mold applies pressure to the molding material in the cavity while the moving mold is fixed to the fixed metal. Move in the direction away from the mold,
Thereafter, a method of manufacturing a porous body is characterized in that the molding material is solidified while pressure is applied to the molding material in the cavity by the moving mold.
Detailed Description of the Invention
[0001]
Field of the Invention
The present invention relates to a porous body manufacturing apparatusAnd manufacturing methodIn particular, a manufacturing apparatus suitable for producing a porous body in which a plurality of pores are arranged at high densityAnd manufacturing methodAbout.
[0002]
[Prior Art]
Conventionally, a molded article (hereinafter referred to as a "porous body") in which a plurality of pores are formed is widely used for a collimator, a filter, and the like. When molding these porous bodies by injection molding, if the diameter of the molding pin for forming the pores is as small as about 0.5 to 1 mm, the filling pressure of the molding material or shrinkage when the molding material solidifies The force may cause the forming pin to fall or deform. This is due to the uneven pressure distribution of the molding material in the cavity.
In addition, when forming a porous body in which a large number of pores are densely arranged at a narrow distance from one another, a large number of forming pins must be arranged at a narrow distance from one another in the cavity. If the width is narrow, the molding material does not easily enter, so that the molding material is insufficiently filled between the molding pins.
When the molding pin falls or deforms, or if the molding material is underfilled between the molding pins, naturally, the problem arises that the pores of the porous body can not be formed with high accuracy.
[0003]
In order to solve the above-mentioned problems, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-261802, a core pin for forming a pore is fixedly supported by a fixed mold and a moving mold at its both ends in a molded body molding space (cavity). The slide core, which is arranged in the fixed state and movably arranges the slide core that holds the core pin concentrically, is molded while the core pin is held by the slide core when the molding material is injected into the cavity. There is disclosed a method of forming a compact having pores by retracting the slide core by the filling pressure of the material.
This prior art attempts to prevent the core pin from being deformed by the filling pressure of the molding material by holding the core pin with the slide insert when injecting the molding material into the cavity. Further, in this prior art, it is stated that the molding material can be filled with a uniform density in the cavity by retracting the slide insert by the filling pressure of the molding material.
[0004]
JP-A-7-241881 discloses a method of forming a porous body by inserting a group of forming pins consisting of a plurality of pins into a molding material while the molding material injected into the cavity is in a plastic state. Is disclosed. Also, when inserting the group of forming pins into the molding material, the movable mold wall is moved to expand the molding space (cavity) by the volume equivalent of the group of forming pins inserted into the molding material. Is disclosed.
This prior art attempts to eliminate the lack of flow of the molding material in the vicinity of each molding pin by inserting a molding pin group into the molding material in a plastic state. In addition, when inserting the forming pin group into the forming material, by expanding the cavity by the volume equivalent of the forming pin group inserted into the forming material, it is possible to prevent breakage of the pin due to pressure increase in the cavity. There is.
[0005]
Further, in JP-A-11-216885, there is provided a mold having an introduction guide portion provided to seal all outlets of one of the through holes (the pores of the formed body) and a forming pin for forming the through hole. In this method, the molding material is injected into the mold in a direction parallel to the axis of the molding pin, and the introduction guide of the resulting molding is removed after molding.
In this prior art, the molding die is provided with an introduction guide for the molding material, and a gate for the molding material is provided on the introduction guide, thereby paralleling the flow of the molding material in the direction perpendicular to the axis of the molding pin. It can be changed to flow in any direction, and it can be said that the molding material can be uniformly and sufficiently filled in a well-flowed state in the gap between the adjacent molding pins.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-261802, it is necessary to arrange the core pin in the cavity in a state where both ends thereof are fixed and supported by the fixed mold and the movable mold. There is a problem that the structure of the mold becomes complicated.
Further, in this method, when the thickness of the molded product is small, it is difficult to arrange the gate for injecting the molding material in the axial direction of the molding pin because of the structure of the molding die. It will be filled from directions other than the axial direction. Therefore, there is a problem that the molding pin falls or is deformed by the filling pressure of the molding material.
Furthermore, although this prior art only mentions the case of molding a molding having one pore, when the method is applied to a molding having a large number of pores, the molding material is used for each molding pin. In the case where the molding pins are narrow, it is difficult for the molding material to enter, and there is a problem that the molding material is insufficiently filled between the molding pins.
[0007]
Further, although the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-241881 can eliminate the insufficient flow of the molding material in the vicinity of each molding pin, if the space between the molding pins is narrow, the molding material will It is difficult to enter, and the problem of insufficient filling of the molding material between the molding pins is not solved. In addition, when inserting the molding pin group into the molding material, it is possible to prevent breakage of the pin due to pressure increase in the cavity by expanding the cavity by the volume equivalent of the molding pin group inserted into the molding material. However, since the cavity is enlarged by the volume equivalent of the molding pin group inserted in the molding material, when the tip of the molding pin group is inserted into the molding material in the plastic state, the plastic state molding accordingly There is a tendency for the material to flow around the forming pins without entering between the forming pins. As a result, a filling failure of the molding material may occur between the molding pins, and the molding pressure may cause the molding pins to fall or bend.
[0008]
In the method disclosed in the above-mentioned JP-A-11-216885, the flow of the molding material can be changed to the flow in the direction parallel to the molding pin, and the molding material flows in the gap with the adjacent molding pin. Is said to be able to pack uniformly and sufficiently in a good condition, but if the space between the molding pins is narrow, the molding material will not enter easily, and the problem of insufficient filling of the molding material between the molding pins It has not been resolved. In addition, since the molding material is more likely to enter the portion without the molding pin than between the molding pins, the molding material is filled first in the cavity from the portion without the molding pin. Therefore, the pressure distribution of the molding material filled in the cavity is not uniform, and there is a problem that the difference in the pressure distribution causes the molding pin to fall or deform.
[0009]
Further, in the methods disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-241881 and 11-216885, when the molding material is filled between the respective molding pins, the molding filled around the molding pins is carried out. There has been a problem that the pressure difference of the material causes the forming pin to fall or deform.
For example, as shown in FIGS. 11 (a) to 11 (c), when the tip end face 20a of the forming pin 20 is formed flat, the diameter of the forming pin 20 for forming the pores is very small. Because the tip surface 20a is narrow, the pressure of the molding material R that strikes the tip surface 20a becomes uneven. As a result, the molding material R that strikes the front end surface 20a of the molding pin 20 is divided unevenly around the molding pin 20 (see FIG. 11A).
[0010]
And as shown in FIG.11 (b), the vortex of the flow of the molding material R generate | occur | produces on the side (right side in the figure) with which the molding material R around the shaping | molding pin 20 was filled abundantly (Point P in the figure ). The point P is a negative pressure with respect to the side (left side in the figure) on which the molding material R around the forming pin 20 is filled with a small amount, so the direction from the opposite side of the point P (left side in the figure) An external force (bending force) is generated in the direction toward the point P (the direction of the arrow in the figure), and the forming pin 20 is deformed by this external force (see FIG. 11C).
In this way, when the molding material is filled between the molding pins, if the flow of the molding material striking the tip of the molding pin is unevenly diverted around the molding pin, the molding filled around the molding pin There is a problem that a pressure difference occurs in the material, and the pressure difference causes the forming pin to fall or deform.
[0011]
Therefore, according to the present invention, the molding pin collapses due to the pressure difference of the molding material in the cavity or the pressure difference of the molding material filled around each molding pin without complicating the structure of the molding die. A porous body manufacturing apparatus capable of forming a pore of a porous body with high accuracy while preventing deformation and insufficient filling of a molding material between molding pins.And manufacturing methodThe challenge is to provide
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, there is provided a manufacturing apparatus of a porous body for manufacturing a porous body in which a plurality of pores are formed in parallel to each other by injection molding. A movable mold forming a cavity therebetween, a group of mutually parallel forming pins in which a tip portion advances into the cavity by slidably penetrating the movable mold or the fixed mold; An injection device for filling the molding material into the cavity in a state where the tip of the molding pin group is retracted from the cavity; and the injection of the molding material by the injection device with respect to the molding material in a plastic state in the cavity The molding pin driving device for pushing the tip of the molding pin group and the moving mold that moves in the direction away from the fixed mold in response to the pushing of the molding pin group apply pressure to the molding material in the cavity. And a brake mechanism for controlling the movement of the movable mold so as to move, wherein the pore is penetrated and emitted from one surface to the other surface with respect to the incident light quantity I irradiated along the axis of the pore from one surface The tip of each molding pin of the molding pin group has a shape for evenly diverting the molding material toward the periphery of each molding pin so that the ratio R = O / I of the emitted light amount O is 0.8 or more. It is characterized in that
[0013]
With this configuration, first, the molding material is filled into the cavity by the injection device in a state where the tip of the molding pin group is retracted from the inside of the cavity, so that each molding pin falls by the flow of the molding material injected. There is no chance to deform or deform. Then, the molding pin group applies a pressure necessary to cause the molding material to flow in the axial direction of the molding pin to the molding material by the moving mold after the molding material is filled in the cavity by the molding pin drive device. The molding material flows along the axial direction of the molding pin as the tip of the is pushed into the plastic molding material. Therefore, it is possible to fill the molding material between the respective molding pins while keeping the respective molding pins parallel to each other without causing the falling and deformation of the respective molding pins. Also, when pressing the forming pin group, the pressure of the forming material increases by the amount of the forming pin group entering, and the moving mold is pushed by the forming material and moves (retracts) in a direction away from the fixed mold. However, in the device of the present invention, since the moving mold is controlled to be retracted while applying pressure to the molding material in the cavity with the moving mold by the brake mechanism, sufficient filling of the forming material between the molding pins is possible. it can.
[0014]
Further, in the manufacturing apparatus of the present invention, the ratio R of the amount of emitted light O emitted from the other surface to the amount of incident light I irradiated through the pores of the molded body from one surface along the axis of the pores Since the tip of each molding pin of the molding pin group is formed into a shape that evenly diverts the molding material toward the periphery of each molding pin so that / I is 0.8 or more, each molding pin In the process of filling the molding material during the process, the flow of the molding material that has hit the tip of the molding pin from the cavity can be evenly diverted around the molding pin. Therefore, since the molding material is uniformly filled around each molding pin, a pressure difference of the molding material does not occur around each molding pin, and the molding material filled around each molding pin Can be prevented from falling or deforming due to the pressure difference between
[0015]
The fact that the end of the forming pin group is retracted from the inside of the cavity does not mean that the end of the forming pin group must not be in the cavity, but the cavity is slightly smaller depending on the thickness of the forming pin. You may go inside. That is, the tip of the molding pin group may be in the cavity as long as the molding pins are not tipped over by the flow of molding material to be injected.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold apparatus used in the apparatus for manufacturing a porous body of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view around the fixed mold and the moving mold in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the cavity in FIGS. 1 and 2. In addition, in FIG. 3, illustration of the guide pin shown in figure by FIG.1 and FIG.2 is abbreviate | omitted, and the state which solidified the molding material in the cavity is shown. Moreover, FIG. 4 is the figure which expanded and showed the front-end | tip part of the shaping | molding pin, (a) is a front view, (b) is a perspective view.
[0017]
As shown in FIG. 1, the mold apparatus 1 is configured to include a fixed mold 2 and a movable mold 3, and the movable mold 3 has a porous body M (see FIG. 1) with the fixed mold 2 (see FIG. 8 further comprises a core 4 forming a cavity C (see FIGS. 2 and 3) corresponding to 8).
[0018]
The fixed mold 2 is attached to the fixed side mounting plate 5, and as shown in an enlarged view in FIG. 3, a runner 12 for injecting a molten resin which is a molding material into the cavity C in the fixed mold 2. And the gate 13 are formed. The fixed mold 2 is configured to be able to separate the upper portion 2a and the lower portion 2b.
[0019]
As shown in FIG. 1, the movable mold 3 is supported by hydraulic cylinders 6 and 6 attached to the movable mounting plate 8 through the support plate 7, and is driven by the driving force provided from the hydraulic cylinder 6. Pressure can be applied to the molten resin filled in the cavity C so that the pressure distribution of the molding material in the cavity C becomes even. Further, the movable mold 3 retracts in a direction away from the fixed mold 2 according to the filling pressure of the molten resin filled in the cavity C shown in FIG. 3 by controlling the hydraulic pressure of the hydraulic cylinders 6, 6 It is also possible to move. The hydraulic cylinder 6 corresponds to a "brake mechanism". Further, the brake mechanism is not limited to the one that generates a drag on the molding material R in the cavity C by the hydraulic cylinder 6, but may be one that generates a drag by a brake utilizing a friction or a spring.
[0020]
As shown in an enlarged manner in FIG. 2, a pin holder 9 slidable with respect to the moving mold 3 is attached to the moving side mounting plate 8. Then, as shown in a further enlarged view in FIG. 3, the tip portion 9a of the pin holder 9 includes a plurality of mutually parallel forming pins (forming for forming a plurality of pores H (see FIG. 10) of the porous body M. The pin group 10) is fixed. Each molding pin of the molding pin group 10 slidably penetrates the core 4 which is a part of the movable mold 3, and the tip portion 10 a thereof is provided so as to face the inside of the cavity C. In addition, when the movable mold 3 moves in a direction toward or away from the fixed mold 2 at the front end 9 a of the pin holder 9, the molding pin group 10 slides relative to the core 4 and the cavity C When advancing inside, the guide pin 11 which guides the movement of the core 4 and the forming pin group 10 is protrudingly provided. The guide pin 11 slidably penetrates the core 4.
[0021]
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the forming pin 10 has its tip 10a so that the flow of the forming material R, which contacts the end of the forming pin 10, is evenly diverted around the forming pin 10. In addition, it is formed in a tapered shape that decreases in diameter toward the tip.
In the present embodiment, the tip portion 10a of the forming pin 10 is formed in a tapered shape as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), but the shape is not limited to this. For example, if it is a shape that allows the flow of the molding material R to be hit to be evenly diverted around the molding pin, it may be formed into another shape such as a streamline or a sphere that becomes thinner toward the tip. Absent.
[0022]
The pin holder 9 is supported by the movable side mounting plate 8 via a hydraulic cylinder 15 which is a forming pin drive device. That is, when the pin holder 9 approaches and separates from the fixed mold 2 by driving the hydraulic cylinder 15, the forming pin group 10 fixed to the tip 9a of the pin holder 9 is advanced and retracted into the cavity C. It is possible.
The mold apparatus 1 is used by being attached to an injection molding machine (injection apparatus) (not shown), and the operation of the injection and the operations of the hydraulic cylinders 6, 6, 15 are controlled by a control apparatus (not shown). An apparatus for producing a porous body is configured.
[0023]
Next, the operation of the mold apparatus 1 (an apparatus for manufacturing a porous body) configured as described above will be described with reference to FIGS.
[0024]
First, as shown in FIG. 5, the core 4 is brought close to the fixed mold 2 by driving the hydraulic cylinder 6, and a space (cavity C) having the same volume as the amount of molding material used for the porous body after molding is fixed. The molding pin group 10 is retracted from the cavity C by driving the hydraulic cylinder 15 so as to be formed between the mold 2 and the moving mold 3, and the tip 10 b of each molding pin (see FIGS. ) Should be flush with the cavity surface of the core 4.
[0025]
Next, as shown in FIG. 6, the molding material R is injected from the gate 13 by the injection device, and the molding material R is filled in the cavity C.
[0026]
After the molding material R is filled in the cavity C, as shown in FIG. 7, the front end portion 10a of the molding pin group 10 is molded in a plastic state by the hydraulic cylinder 15 while applying pressure to the molding material R by the moving mold 3. Push into material R. At this time, the movement of the pin holder 9 is guided by the guide pin 11 provided at the tip 9 a of the pin holder 9 slidably penetrating the core 4, so that the forming pin group 10 is reliably fixed to the core 4. Can slide. Then, since the molding material R enters between the molding pins along the axial direction of the molding pin group 10 from the front end 10a of the molding pin group 10, the pressure of the molding material R is uniform around the molding pin tip 10a. Therefore, each forming pin does not fall or deform.
[0027]
At this time, the volume of the cavity C is increased by the volume of the molding pin group 10 entering the molding material R, so the pressure of the molding material R is increased and the core 4 and the moving mold 3 are fixed. Move in the direction away from the mold 2. With respect to the movement of the core 4 and the moving mold 3, the hydraulic cylinder 6 generates a reaction force to apply pressure to the molding material R through the cavity surface of the core 4. By this pressure, since the molding material R also intrudes into the narrow gap between the molding pins, the molding material R is sufficiently filled. Furthermore, since the molding material R is filled between the molding pins sequentially at this pressure, the molding pin group 10 is maintained in a state where the pressure between the molding pins and the outside of the molding pin group 10 is always kept equal. Since the molding material R is pushed, each molding pin does not fall or deform. As a result, it is possible for the pores of the porous body to be formed parallel to one another.
[0028]
Also, at this time, as shown in FIG. 9, the flow of the molding material R that strikes the tip portion 10a of the molding pin group 10 is equally diverted around the molding pin group 10 by the tip portion 10a. Fill around group 10. Therefore, each molding pin does not fall or deform due to the pressure difference of the molding material R filled around the molding pin group 10.
[0029]
When the tip 10b of the molding pin reaches the cavity surface of the fixed mold 2, the movable mold 3 (core 4) maintains the pressurized state while applying pressure to the molding material R, and the molding material in the cavity C The molding material R is cooled and solidified in a state where the pressure of R is equalized as much as possible. Cooling at this time can be performed by flowing a cooling medium into the mold apparatus 1.
[0030]
After the molding material R solidifies, as shown in FIG. 8, the upper part 2a of the fixed mold 2 is separated from the lower part 2b, and then the moving mold 3 is fixed by the driving force of the hydraulic cylinders 6, 6. The porous article M is pushed out of the cavity C and released from the cavity C by advancing it in a direction approaching the lower part 2a of
[0031]
Then, the remaining part of the gate is removed from the molded product manufactured by the mold apparatus 1, and the surface molded by the fixed mold 2 is machined etc. to open the pores H, As shown in FIG. 10, a porous body M in which a plurality of pores H are formed in parallel to each other can be obtained. As described above, according to the apparatus for manufacturing a porous body of the present embodiment, it is possible to manufacture a porous body in which the pores are arranged at high density and the pores having a deep depth with respect to the diameter. . That is, according to this manufacturing apparatus, the porous body is formed to have the through holes, light parallel to the hole axis is made incident from one surface of the pores, and parallel to the hole axis emitted from the other surface. The amount of emitted light O was measured, and the ratio of the amount of emitted light O to the amount of incident light I, R (= O / I) could form a porous body having a shape of 0.8 or more.
[0032]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. For example, the gate for injecting the molding material R is not limited to the illustrated portion, and may be provided on the moving mold 3 or the lower portion 2 b of the fixed mold 2. In the embodiment, although the forming pin group 10 is provided slidably with the moving mold 3, the forming pin group 10 is provided slidably with respect to the fixed mold 2, and the forming pin group is pushed from the cavity surface of the fixed mold 2 Also, pores can be formed in the molding material R. In the above embodiment, the tip 10b of the forming pin group 10 is abutted to the cavity surface of the fixed mold 2, but the tip 10b of the forming pin group 10 is not abutted to the cavity surface. It is also possible to stop in the interior of the molding material R and to form a large number of pores with a bottom in the molding. Furthermore, by changing the cross-sectional shape and arrangement of the forming pins, the pores of the porous body may not be circular in cross section, but may be polygonal such as square or hexagonal, and the arrangement may be arbitrary. It can be manufactured.
[0033]
【Effect of the invention】
As described above in detail, according to the present invention, the pressure difference of the molding material in the cavity and the pressure difference of the molding material filled around the molding pin do not complicate the structure of the molding die. It is possible to prevent the falling or deformation of the forming pin and the insufficient filling of the forming material between the forming pins, and as a result, the pores of the porous body can be formed with high accuracy.
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold apparatus used in the porous body manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of the fixed mold and the movable mold in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of a cavity in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is an enlarged view of a tip portion of a forming pin, in which (a) is a front view and (b) is a perspective view.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the mold apparatus, showing the condition before filling the molding material in the cavity.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the mold apparatus, showing a state in which the molding material is filled in the cavity.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the mold apparatus, showing a state in which the tip of the molding pin group is pushed into the molding material.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the mold apparatus, showing a state in which the molded product is released from the cavity and released by moving the movable mold in a direction to approach the fixed mold.
FIG. 9 is a view showing a flow of molten resin which strikes the tip of a molding pin.
FIG. 10 is a perspective view showing a porous body manufactured by a mold apparatus.
FIG. 11 is a view for explaining the flow of molding material that has hit the tip of a conventional molding pin, wherein (a) shows the flow of molding material, and (b) shows the molding material flowing around the molding pin (C) shows the deformed state of the forming pin.
[Description of the code]
1 Mold equipment
2 Fixed mold
3 Move mold
4 core
5 Fixed side mounting plate
6 hydraulic cylinder
7 backing plate
8 Moving side mounting plate
9 pin holder
10 forming pins
10a tip
11 Guide pins
12 runners
13 gates
15 hydraulic cylinders
C cavity
R molding material
M porous body