JP2009184163A - 成形金型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒状金型2と、筒状金型2における一方の開口部を閉塞し、成形材料が流通するスプルー16を有する第1の端部金型3と、筒状金型2における他方の開口部を閉塞し、ベント36を有する第2の端部金型4と、第2の端部金型4に加熱成形時に装着される端部金型治具5とを備えて成り、第2の端部金型4は、軸体を保持する保持穴32を有する端部金型本体30と保持穴32の深さよりも小さな厚さで端部金型本体30の一端部から円周方向に張り出し、厚さ方向に貫通するベント36が形成された鍔部31とを有して成り、端部金型治具5は、ベント36の外側開口部37に連通する凹部60と凹部60から軸線方向に延在する排気部62とを有することを特徴とする成形金型1。
【選択図】 図1
Description
請求項1は、軸体が内部に挿入される管状金型と、前記管状金型における一方の開口部を閉塞し、軸線方向に貫通形成されたスプルーを有する第1の端部金型と、前記管状金型における他方の開口部を閉塞する第2の端部金型と、加熱成形時に前記第2の端部金型に装着される端部金型治具とを備えて成り、
前記第2の端部金型は、前記軸体を保持する保持穴を有する端部金型本体と、前記保持穴の深さよりも小さな厚さで前記端部金型本体の一端部から円周方向に張り出し、前記厚さ方向に貫通するベントが形成された鍔部とを有して成り、
前記端部金型治具は、前記ベントの外側開口部に連通する凹部と、前記凹部から軸線方向に延在する排気部とを有することを特徴とする成形金型である。
図1及び図2に示される成形金型1を準備した。管状金型2は、NAK55(プラスチック型用鋼、大同特殊鋼株式会社製)を用いて、全長240mm、外径35mm及び内径20.7mmの円筒状に形成した。第1の端部金型3及び第2の端部金型4はそれぞれ、S50C(機械構造用鋼、大同アミスター株式会社製)を用いて、鍔部の厚さ2mm、直径20.7mm、端部金型本体の長さ(鍔部の厚さを除く)23.0mm、保持孔の深さ(鍔部の厚さを含む)21.0mm、内径7.5mmに調整した。スプルー及びベントはそれぞれ、内側開口部の開口径2.7mm、外側開口部の開口径2.5mm(開き角θ6°)に調整し、鍔部の中心から8mmの円周上に等間隔に4個形成した。
前記端部金型5の代わりに、図4(a)に示される端部金型治具7を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2のローラを10本成形した。この端部金型治具7は、外径35.0mm、軸線方向の長さ25.0mmの円柱体に成形した。端部金型治具7の凹部65は、図4(a)に示されるように、円柱体をなしており、開口部の直径26.0mm、排気部62までの深さ13.0mm(容積6898mm3:キャビティ6の容積に対して9.8%)であり、排気部62は、直径11.0mm、軸線方向の長さ12.0mmであった。なお、成形材料の加熱後に、この凹部65には2.6cm3程度の成形材料が排出されており、排出された成形材料内には複数のエアーが含まれていた。
前記端部金型5の代わりに、図4(b)に示される端部金型治具8を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3のローラを10本成形した。この端部金型治具8は、外径35.0mm、軸線方向の長さ25.0mmの円柱体に成形した。端部金型治具8の凹部66は、図4(b)に示されるように、円錐台形をなしており、開口部の直径26mm、底部(排気部62との接合部)の直径11.0mm、排気部62までの深さ13.0mm(容積3683mm3:キャビティ6の容積に対して5.3%)であり、排気部62は、直径11.0mm、軸線方向の長さ12.0mmであった。なお、成形材料の加熱後に、この凹部66には2.6cm3程度の成形材料が排出されており、排出された成形材料内には複数のエアーが含まれていた。
凹部60の容積を2172mm3(開口部61の直径27.0mm、排気部62までの深さ8.9mm:キャビティ6の容積に対して3.1%)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4のローラを10本成形した。
凹部60の容積を1173mm3(開口部61の直径27.0mm、排気部62までの深さ6.0mm:キャビティ6の容積に対して1.7%)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例5のローラを10本成形した。
凹部60の、キャビティに対する容積が11.2%になるように、前記端部金型治具5を作製した。この端部金型治具は、実施例1の端部金型治具よりもわずかに大きな寸法を有していた。この端部金型治具を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例6のローラを10本成形した。
第2の端部金型4に代えて図11(a)に示される他端部金型110(ベント105に連接する凹部111(容積1857mm3:キャビティ6の容積に対して2.6%、直径26.0mm、深さ3.5mm))を用い、かつ、前記端部金型治具5に代えて図10に示される第2の端部金型治具106を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1のローラを10本成形した。なお、成形材料の加熱後に、この凹部111には1.8cm3程度の成形材料が排出されており、排出された成形材料内には複数のエアーが含まれていた。
第2の端部金型4に代えて図11(b)に示される他端部金型112を用い、かつ、前記端部金型治具5に代えて図10に示される第2の端部金型治具106を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2のローラを10本成形した。他端部金型112は、図11(b)に示されるように、外径35.0mm、軸線方向の長さ25.0mmの円柱体に成形し、軸体2が挿入される挿入部113(直径7.5mm、軸線方向の長さ5.0mm)と、軸線方向の長さ5.0mmのベント114と、凹部115(容積10613mm3:キャビティ6の容積に対して15.1%、直径26.0mm、深さ20.0mm)とを研削して、形成した。なお、成形材料の加熱後に、この凹部115には2.5cm3程度の成形材料が排出されており、排出された成形材料内には複数のエアーが含まれていた。このようにして製造したローラの軸体における挿入部113に挿入された端部には成形材料の硬化物が付着していた。
第2の端部金型4に代えて図11(c)に示される他端部金型116を用い、かつ、前記端部金型治具5に代えて図10に示される第2の端部金型治具106を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例3のローラを10本成形した。他端部金型116は、図11(c)に示されるように、外径35.0mm、軸線方向の長さ25.0mmの円柱体に成形し、軸体2が挿入される挿入部118(直径7.5mm、軸線方向の長さ20.0mm)と、軸線方向の長さ5.0mmのベント117と、ベント118に連続するリング状の凹溝119(容積7751mm3:キャビティ6の容積に対して11.1%、内径13.5mm、外径26.0mm、深さ20.0mm)とを研削して、形成した。なお、成形材料の加熱後に、この凹溝119には2.5cm3程度の成形材料が排出されており、排出された成形材料内には複数のエアーが含まれていた。
排気部62に変えて非貫通の挿入穴を形成した以外は実施例1の端部金型治具5と同様の端部金型治具を作製した。この端部金型治具を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例4のローラを10本成形した。なお、成形材料の加熱後に、この凹部62には2.4cm3程度の成形材料が排出されており、排出された成形材料内には複数のエアーが含まれていた。
前記端部金型治具5に代えて、実施例1で作製した円柱体を成す第2の端部金型治具を使用して、スプルー16及びベント36を閉塞した状態で成形金型1を加熱した以外は、実施例1と同様にして、比較例5のローラを10本成形した。
このようにして成形された各ローラの弾性層を目視で確認した。評価は、10本のローラすべてにおいて第2の端部金型4側の弾性層に陥没部の存在を確認することができず、平坦な弾性層が形成されていた場合を「○」、第2の端部金型4側の弾性層に許容できる程度に小さな陥没部の存在を確認することができた場合を「△」、10本のローラのうち複数本のローラにおいて第2の端部金型4側の弾性層における表面及び内部に複数の陥没部が存在していた場合を「×」、10本のローラのほとんどすべてにおいて第2の端部金型4側の弾性層に多数の陥没部が存在していた場合を「××」とした。その結果を第1表に示す。
各ローラの弾性層の振れ精度を前記方法に従って測定した。評価は、振れ精度が0.03%未満であった場合を「◎」、振れ精度が0.03%以上0.05%未満であった場合を「○」、振れ精度が0.05%以上0.06%未満であった場合を「△」、振れ精度が0.06%以上0.08%未満であった場合を「×」、振れ精度が0.08%以上であった場合を「××」とした。なお、ローラにおける振れ精度は0.05%未満が許容範囲である。その結果を第1表に示す。
前記方法に従って実施例1〜6で製造したローラにおける前記振れ精度のばらつきを評価した。評価は、振れ精度がほぼ一定の値でありそのばらつきがほとんどなかった場合を「◎」、わずかにばらついていた場合を「○」とした。その結果を第1表に示す。
実施例及び比較例それぞれにおいて、ローラを製造した後に、第2の端部金型にエアーを吹きつけ、また、端部金型治具にブラシかけして、ベント及び凹部(凹溝)内で硬化した成形材料の除去容易性を評価した。その結果、きわめて短時間の前記洗浄操作でベント及び凹部内の硬化体を容易に除去することができ、洗浄後にベント内及び凹部内に硬化体が残存していなかった場合を「◎」、短時間の前記洗浄操作でベント内及び凹部内の硬化体を容易に除去することができ、洗浄後にベント内及び凹部内に硬化体が残存していなかった場合を「○」、ベント内及び凹部内の硬化(特に凹部の隅部に付着した硬化体)を除去するのに比較的長時間を要したが、洗浄後にベント内及び凹部内に硬化体が残存していなかった場合を「△」、長時間の前記洗浄操作でも、ベント内及び凹部(凹溝)の硬化体を完全に除去することができず、ベント内及び凹部(凹溝)内に硬化体が残存した場合を「×」とした。その結果を第1表に示す。
2、101 管状金型
3 第1の端部金型
4 第2の端部金型
5、7、8、9 端部金型治具
6 キャビティ
10、20、30 端部金型本体
11、31 鍔部
12、32 保持穴
13、33 保持穴底面
14、34 外側端面
15、35 内側端面
16、104 スプルー
17、37 外側開口部
18、38 内側開口部
21 ノズル位置決め用凹部
22 連結孔
36、105、114、118 ベント
40 ノズル先端部
41 当接位置決め用凹部
42 注入路
43 周壁部
50 ローラ
51 軸体
51C 軸線
52 弾性層
60、65、66、111、115 凹部
61 開口部
62、69 排気部
64、68、113、117 挿入部
67、119 凹溝
102、110、112、116 他端部金型
103 一端部金型
Claims (1)
- 軸体が内部に挿入される管状金型と、前記管状金型における一方の開口部を閉塞し、軸線方向に貫通形成されたスプルーを有する第1の端部金型と、前記管状金型における他方の開口部を閉塞する第2の端部金型と、加熱成形時に前記第2の端部金型に装着される端部金型治具とを備えて成り、
前記第2の端部金型は、前記軸体を保持する保持穴を有する端部金型本体と、前記保持穴の深さよりも小さな厚さで前記端部金型本体の一端部から円周方向に張り出し、前記厚さ方向に貫通するベントが形成された鍔部とを有して成り、
前記端部金型治具は、前記ベントの外側開口部に連通する凹部と、前記凹部から軸線方向に延在する排気部とを有することを特徴とする成形金型。
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