JP2005313367A

JP2005313367A - 合成樹脂圧縮成形用金型

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Publication number: JP2005313367A
Application number: JP2004131479A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yoshida; 光男吉田
Original assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Current assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: JP4160927B2

Abstract

【課題】圧縮成形時にフローティング型が傾いたり、フローティング型と第２成形型との型合せ面精度が十分でなかったりした場合でも、バリの発生が良好に防止されるようにする。
【解決手段】圧縮コイルスプリング３０によりフローティング型２８が上型１４に押圧される際に弾性シール部材４２が弾性変形して装着溝４０内に押し込まれることにより、フローティング型２８の型合せ面３２が上型１４に当接させられた状態で圧縮成形が行われるが、弾性シール部材４２の存在でバリの発生が効果的に抑制される。また、樹脂圧力のばらつきでフローティング型２８が傾いたり型合せ面精度が十分でなかったりして、フローティング型２８の成形面３６ａと上型１４の成形面２２の外周縁との間に部分的に隙間が生じた場合でも、弾性シール部材４２によってバリの発生が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は合成樹脂圧縮成形用金型に係り、特に、フローティング型により成形品の外周縁にバリが発生することを防止するようにした合成樹脂圧縮成形用金型の改良に関するものである。

一対の第１成形型および第２成形型が一直線方向へ相対的に接近させられることにより成形キャビティを形成するとともに、その成形キャビティを収縮させて合成樹脂材料を圧縮成形する成形装置が広く知られている。そして、このような成形装置の一種に、(a) 上記第１成形型のうち前記成形キャビティの外周部を構成する部分に、前記一直線方向へ相対移動可能に配設されるとともに、付勢手段により前記第２成形型に接近する方向へ付勢され、前記接近時にその第２成形型の型合せ面（ダイフェース）に当接させられて成形キャビティの一部を形成するとともに、その付勢手段の付勢力に抗してその第２成形型と一体的にその第１成形型に対して接近する方向へ相対移動させられるフローティング型を有し、(b) 合成樹脂材料が圧縮成形される前に前記フローティング型が前記第２成形型の型合せ面に当接させられることにより、成形品の外周縁にバリが発生することを防止するようにしたものがある。特許文献１、２に記載の装置はその一例である。

特開昭６１−６３４２２号公報特開平３−１０６６２５号公報

しかしながら、上記のようなフローティング型を有する圧縮成形用金型においても、フローティング型はスプリングや圧縮エアなどで付勢されているため姿勢が不安定で、圧縮成形時の樹脂圧力のばらつきにより傾いて第２成形型との間に隙間が発生し、依然としてバリが発生することがあった。また、フローティング型の姿勢が不安定であることから、第２成形型との型合せが難しく、全周に亘って均一に当接するように金型修整したり、バリ発生時に補修したりする作業が面倒であるとともに、必ずしも十分な型合せ面精度が得られ難く、この点でもバリが発生し易かった。

なお、フローティング型を弾性変形可能な弾性材料にて構成すれば、上記傾きや型合せ不良に拘らずバリの発生を一層良好に防止できるが、フローティング型は成形キャビティの一部を形成しているため、弾性変形によって成形精度が損なわれる可能性がある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、成形精度を損なうことなく、圧縮成形時にフローティング型が傾いたり、フローティング型と第２成形型との型合せ面精度が十分でなかったりした場合でも、バリの発生が良好に防止されるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 一直線方向へ相対的に接近させられることにより成形キャビティを形成するとともに、その成形キャビティを収縮させて合成樹脂材料を圧縮成形する一対の第１成形型および第２成形型と、(b) その第１成形型のうち前記成形キャビティの外周部を構成する部分に、前記一直線方向へ相対移動可能に配設されるとともに、付勢手段により前記第２成形型に接近する方向へ付勢され、前記接近時にその第２成形型の型合せ面に当接させられてその成形キャビティの一部を形成するとともに、その付勢手段の付勢力に抗して第２成形型と一体的に第１成形型に対して接近する方向へ相対移動させられるフローティング型と、を有し、(c) 前記合成樹脂材料が圧縮成形される前に前記フローティング型が前記第２成形型の型合せ面に当接させられることにより、成形品の外周縁にバリが発生することを防止するようにした合成樹脂圧縮成形用金型において、(d) 前記フローティング型には、前記成形キャビティの外側に位置する型合せ面の部分にその成形キャビティの外周縁に沿って装着溝が設けられているとともに、その装着溝よりも内側には前記第２成形型の成形面の外周縁に接続されて前記成形キャビティを形成する成形面が設けられている一方、(e) 前記装着溝には、自然状態において一部がその装着溝から突き出して前記第２成形型の型合せ面に接触させられるとともに、前記付勢手段の付勢力に従って前記フローティング型がその第２成形型に押圧される際に弾性変形してその装着溝内に押し込まれることにより、そのフローティング型の型合せ面が第２成形型の型合せ面に当接することを許容する弾性シール部材が設けられていることを特徴とする。

このような合成樹脂圧縮成形用金型においては、付勢手段の付勢力に従ってフローティング型が第２成形型に押圧される際に弾性シール部材が弾性変形して装着溝内に押し込まれることにより、フローティング型の型合せ面が第２成形型の型合せ面に当接させられた状態で圧縮成形が行われ、弾性シール部材の存在で合成樹脂材料の漏れ出しが防止されてバリの発生が抑制される。その場合に、圧縮成形時の樹脂圧力のばらつきでフローティング型が傾いたり、フローティング型と第２成形型との型合せ面精度が十分でなかったりして、フローティング型の型合せ面と第２成形型の型合せ面との間（厳密にはフローティング型の成形面と第２成形型の成形面との接続部）に部分的に隙間が生じた場合でも、弾性シール部材により合成樹脂材料の漏れ出しが防止されてバリの発生が良好に抑制される。

また、このような弾性シール部材の存在で、フローティング型の型合せ面と第２成形型の型合せ面とを均一に当接させるための型合せに対する要求精度が緩和されるため、金型修整作業が容易になるとともに、弾性シール部材のヘタリなどでバリが発生するようになった場合には、その弾性シール部材を交換するだけで良いため、面倒な肉盛りなどによる金型の補修が解消する。

一方、上記装着溝よりも内側には、第２成形型の成形面の外周縁に接続されて成形キャビティを形成する成形面が設けられているため、弾性シール部材が成形キャビティに露出して成形精度を損なうことがなく、弾性シール部材によってバリの発生を抑制しつつ高い成形精度が得られる。

本発明は、一対の第１成形型および第２成形型が一直線方向である上下方向へ相対移動させられる竪型の成形装置に好適に適用されるが、水平方向など他の方向へ相対移動させることも可能である。フローティング型が設けられる第１成形型は、位置固定の下型として配置することが望ましいが、その第１成形型を上下移動させたり上型として配置したりすることも可能である。

上記フローティング型と第１成形型との間の摺動部にバリが発生する可能性があるため、第１成形型は成形品の裏面側を成形するように構成することが望ましい。成形品の外周縁のバリは、一般に美観を損なったり成形品の取付の妨げになったりするため除去する必要があるが、裏面のバリは必ずしも除去する必要がなく、バリ取りが必要ない位置にバリが発生するようにフローティング型の形状などを定めることが望ましい。バリ取りを行う場合でも、バリ取り後の美観を考慮することなく簡易な手段で行うことができる。

フローティング型や弾性シール部材は、例えば成形キャビティの全周に環状に設けられるが、成形品の取付状態において外周縁の一部が隠れるなどしてバリが生じても良い場合には、それ等のフローティング型や弾性シール部材を成形キャビティの外周部の一部に設けるだけでも差し支えない。成形キャビティの全周に設けられた環状のフローティング型に対して、その周方向の一部に弾性シール部材を配設するだけでも良い。

フローティング型を付勢する付勢手段としては、圧縮コイルスプリング等のスプリングや密閉された圧縮エアなど、機械的に所定の付勢力を発生するものが好適に用いられるが、電動エアポンプで圧縮エアを供給したり、電動モータによって送りねじを回転駆動して付勢力を付与したり、電磁力で付勢したりするなど、種々の手段を採用できる。

フローティング型は、合成樹脂材料の供給時や圧縮成形時に合成樹脂材料が成形キャビティの外周部に達して型合せ面から漏れ出す前に、少なくとも弾性シール部材が第２成形型の型合せ面に当接して、その漏れ出しを防止するように配設される。フローティング型が付勢手段の付勢力により第２成形型に押圧され、弾性シール部材が装着溝内に略完全に押し込まれた状態で、合成樹脂材料が外周部に到達することが望ましい。

成形キャビティに対する合成樹脂材料の供給方法は、第１成形型または第２成形型に設けられた射出通路から射出したり、両成形型が離間した型開きの状態で下側の成形型の成形面上に流下させて供給したりするなど、種々の態様が可能である。

弾性シール部材は、所定の弾性を有するゴムや合成樹脂材料にて構成され、例えば硬質ウレタン樹脂材料などが好適に用いられる。弾性シール部材が配設される装着溝は、弾性シール部材が弾性変形によって完全に装着溝内に収容されるように、その弾性シール部材の断面積よりも大きな断面積を有して設けられるが、弾性シール部材と装着溝との間に合成樹脂材料が侵入することを防止するため、装着溝の成形キャビティ側の壁面に弾性シール部材が密着して位置するように、位置決め溝と突起との係合や接着剤による接着、或いはねじなどの位置決め手段で位置決めすることが望ましい。

フローティング型の装着溝よりも内側に設けられる成形面の外周縁（装着溝の内周側の開口端縁）は、第２成形型の成形面の外周縁（型合せ面の内周縁）と一致し、フローティング型の型合せ面が第２成形型の型合せ面に当接させられることにより、それ等の外周縁が略接するように構成することが望ましいが、加工誤差などで相互に内周側または外周側へ僅かにずれても差し支えない。第２成形型の成形面の外周縁がフローティング型の成形面の外周縁（弾性シール部材の内周縁）よりも内側にずれると、第２成形型の型合せ面とフローティング型の成形面との間に合成樹脂材料が侵入してバリが発生する可能性がある一方、第２成形型の成形面の外周縁がフローティング型の成形面の外周縁（弾性シール部材の内周縁）よりも外側にずれると、弾性シール部材が成形キャビティに露出して成形精度が損なわれる恐れがあるが、何れも要求精度の範囲内であれば良い。

フローティング型の装着溝よりも内側に設けられる成形面は、例えば装着溝よりも外側の型合せ面の延長線上に設けられ、その型合せ面が前記一直線方向と直角に設けられる場合には、その型合せ面と同じ高さで設けられるが、フローティング型の型合せ面が第２成形型の型合せ面に当接させられることにより、その成形面の外周縁が第２成形型の成形面の外周縁に略接して繋がるようになっておれば良い。

なお、本発明は成形品の外周縁にバリが発生することを防止する技術であるが、環状の成形品を圧縮成形する成形用金型の場合には、その環状成形品の内周縁にバリが発生することを防止するため、第１成形型のうち成形キャビティの内周部を構成する部分に前記一直線方向へ相対移動可能にフローティング型を配設するとともに、本発明と同様にそのフローティング型に装着溝を設けて弾性シール部材を設けることも可能である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である合成樹脂圧縮成形用金型（以下、単に成形用金型という）１０を示す断面図で、位置固定に配設される下型１２と、その下型１２の上方に配設されて一直線方向である上下方向へ往復移動させられる上型１４とを備えており、上型１４が下方へ移動させられて下型１２に接近させられることにより、図３、図４に示すように合成樹脂材料１６が上下に圧縮成形されて目的とする成形品１８が得られる。下型１２には、成形品１８の裏面形状に対応する成形面２０が設けられている一方、上型１４には、成形品１８の表面形状に対応する成形面２２が設けられており、それ等の成形面２０、２２の間に成形キャビティ２４が形成されるとともに、上型１４の下降に伴ってその成形キャビティ２４が上下方向に収縮させられることにより、合成樹脂材料１６が圧縮成形される。下型１２は第１成形型に相当し、上型１４は第２成形型に相当する。

下型１２の成形面２０の外周部、すなわち成形キャビティ２４の外周部を構成する部分には、その全周に亘って嵌合溝２６が設けられ、成形キャビティ２４の外周形状に対応する形状の環状のフローティング型２８が上下方向の相対移動可能に嵌合されている。フローティング型２８は、付勢手段として機能する複数の圧縮コイルスプリング３０によって上方、すなわち上型１４に接近する方向へ略均一に付勢され、図示しないストッパにより下型１２から一定寸法だけ突き出す突出位置に保持されるとともに、成形時に上型１４が下降させられると、外周側の型合せ面３２が上型１４の型合せ面３４に当接させられることにより、内周側の成形面３６によって図３に示すように成形キャビティ２４の一部が形成される。この状態で、例えば射出装置などにより合成樹脂材料１６が成形キャビティ２４内に充填される。

そして、その状態で上型１４が更に下降させられると、フローティング型２８は圧縮コイルスプリング３０の付勢力に抗して上型１４と一体的に下型１２に対して接近する下方向へ相対移動させられ、図４に示すように成形面３６が下型１２の成形面２０と略面一になるように嵌合溝２６内に押し込まれ、これにより成形キャビティ２４が目的とする成形品１８と同じ形状になる。図４では、この状態でフローティング型２８が嵌合溝２６の底面に当接させられているが、それ等の間に隙間が残っていても良い。また、下型１２のフローティング型２８よりも外側の上面が上型１４の型合せ面３４と略一致させられているが、それ等の間に所定の隙間があっても良い。

このように、圧縮コイルスプリング３０によってフローティング型２８が上型１４の型合せ面３４に当接させられた状態で、射出装置などにより合成樹脂材料１６が成形キャビティ２４内に充填されるため、その合成樹脂材料１６の充填時やその後の上型１４の下降に伴う圧縮成形時に、それ等のフローティング型２８、上型１４の型合せ面３２と３４との間から合成樹脂材料１６が漏れ出して成形品１８の外周縁にバリが発生することが抑制される。

なお、フローティング型２８と下型１２との間の摺動部、具体的には嵌合溝２６の内周側壁面とフローティング型２８との間の摺動部Ａ（図４参照）に合成樹脂材料１６が侵入してバリが発生する可能性があるが、成形品１８の裏面側であるため美観を損なったり成形品１８の取付の妨げになったりすることはなく、そのまま放置しても差し支えないし、バリ取りを行う場合でも、バリ取り後の美観を考慮することなく簡易な手段で行うことができる。フローティング型２８の内周形状は、このようにバリが発生しても差し支えない位置に摺動部Ａが位置するように定められているのである。

一方、本実施例では、上記フローティング型２８の型合せ面３２に、成形キャビティ２４の外周縁に沿って環状の装着溝４０が設けられ、硬質ウレタン樹脂材料から成る環状の弾性シール部材４２が装着されている。図２は、弾性シール部材４２が装着された部分の拡大図で、成形前の自然状態において弾性シール部材４２の上端部は装着溝４０から上方に突き出しており、型合せ面３２に先立って上型１４の型合せ面３４に接触させられるとともに、上型１４の下降に伴ってフローティング型２８が圧縮コイルスプリング３０の付勢力に従って相対的に上型１４に押圧されると、弾性シール部材４２は一点鎖線で示すように弾性変形して環状溝４０内に完全に押し込まれ、フローティング型２８の型合せ面３２が上型１４の型合せ面３４に当接することを許容するようになっている。すなわち、上記装着溝４０は、弾性シール部材４２が弾性変形によって完全に装着溝４０内に収容されるように、その弾性シール部材４２の断面積よりも大きな断面積を有して設けられているのである。その場合に、弾性シール部材４２と装着溝４０との間に合成樹脂材料１６が侵入することを防止するため、装着溝４０の成形キャビティ２４側（図２において右側）の壁面に弾性シール部材４２が密着して位置するように、位置決め溝４４と突起４６との係合で位置決めされるようになっている。

また、弾性シール部材４２の内周縁位置は、上型１４の型合せ面３４の内周縁位置と略一致しているとともに、その内側すなわち装着溝４０の内周側には、略水平に設けられる型合せ面３２と略同じ高さで成形面３６ａが設けられ、フローティング型２８の型合せ面３２が上型１４の型合せ面３４に当接させられることにより、その成形面３６ａの外周部が上型１４の成形面２２の外周部に略直角に交差するように接続されて成形キャビティ２４を形成するようになっている。

このような本実施例の成形用金型１０によれば、圧縮コイルスプリング３０の付勢力に従ってフローティング型２８が上型１４に押圧される際に弾性シール部材４２が弾性変形して装着溝４０内に押し込まれることにより、フローティング型２８の型合せ面３２が上型１４の型合せ面３４に当接させられた状態で圧縮成形が行われるが、弾性シール部材４２の存在で合成樹脂材料１６が成形キャビティ２４から外側へ漏れ出してバリが発生することが一層効果的に抑制される。その場合に、圧縮成形時の樹脂圧力のばらつきでフローティング型２８が傾いたり、フローティング型２８と上型１４との型合せ面精度が十分でなかったりして、フローティング型２８の型合せ面３２と上型１４の型合せ面３４との間、厳密にはフローティング型２８の成形面３６ａの外周縁と上型１４の成形面２２の外周縁との間、に部分的に隙間が生じる場合でも、弾性シール部材４２により合成樹脂材料１６の漏れ出しが防止されてバリの発生が抑制される。

また、このような弾性シール部材４２の存在で、フローティング型２８と上型１４との型合せに対する要求精度が緩和されるため、均一に当接させるための金型修整作業が容易になるとともに、弾性シール部材４２のヘタリなどでバリが発生するようになった場合には、その弾性シール部材４２を交換するだけで良いため、面倒な肉盛りなどによる金型の補修作業が解消する。

一方、装着溝４０よりも内周側には成形面３６ａが設けられ、フローティング型２８の型合せ面３２が上型１４の型合せ面３４に当接させられることにより、上型１４の成形面２２の外周部に接続されて成形キャビティ２４を形成するようになっているため、弾性シール部材４２が成形キャビティ２４に露出して成形精度を損なうことがなく、弾性シール部材４２によってバリの発生を抑制しつつ高い成形精度が得られる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明の一実施例である合成樹脂圧縮成形用金型を示す断面図である。図１の合成樹脂圧縮成形用金型のフローティング型のうち弾性シール部材が配設された部分を拡大して示す断面図である。図１の合成樹脂圧縮成形用金型の下型に配設されたフローティング型が圧縮コイルスプリングの付勢力で上型に当接させられた状態を示す断面図である。図３の状態から上型が更に下降させられて合成樹脂材料が圧縮成形された状態を示す断面図である。

符号の説明

１０：合成樹脂圧縮成形用金型１２：下型（第１成形型）１４：上型（第２成形型）１６：合成樹脂材料１８：成形品２２：上型の成形面２４：成形キャビティ２８：フローティング型３０：圧縮コイルスプリング（付勢手段）３２：フローティング型の型合せ面３４：上型の型合せ面３６、３６ａ：フローティング型の成形面４０：装着溝４２：弾性シール部材

Claims

一直線方向へ相対的に接近させられることにより成形キャビティを形成するとともに、該成形キャビティを収縮させて合成樹脂材料を圧縮成形する一対の第１成形型および第２成形型と、
該第１成形型のうち前記成形キャビティの外周部を構成する部分に、前記一直線方向へ相対移動可能に配設されるとともに、付勢手段により前記第２成形型に接近する方向へ付勢され、前記接近時に該第２成形型の型合せ面に当接させられて該成形キャビティの一部を形成するとともに、該付勢手段の付勢力に抗して該第２成形型と一体的に該第１成形型に対して接近する方向へ相対移動させられるフローティング型と、
を有し、前記合成樹脂材料が圧縮成形される前に前記フローティング型が前記第２成形型の型合せ面に当接させられることにより、成形品の外周縁にバリが発生することを防止するようにした合成樹脂圧縮成形用金型において、
前記フローティング型には、前記成形キャビティの外側に位置する型合せ面の部分に該成形キャビティの外周縁に沿って装着溝が設けられているとともに、該装着溝よりも内側には前記第２成形型の成形面の外周縁に接続されて前記成形キャビティを形成する成形面が設けられている一方、
前記装着溝には、自然状態において一部が該装着溝から突き出して前記第２成形型の型合せ面に接触させられるとともに、前記付勢手段の付勢力に従って前記フローティング型が該第２成形型に押圧される際に弾性変形して該装着溝内に押し込まれることにより、該フローティング型の型合せ面が該第２成形型の型合せ面に当接することを許容する弾性シール部材が設けられている
ことを特徴とする合成樹脂圧縮成形用金型。