JP2020131559A

JP2020131559A - 成形用金型

Info

Publication number: JP2020131559A
Application number: JP2019028282A
Authority: JP
Inventors: 元由井; Hajime Yui; 健一大場; Kenichi Oba; 隆之堀本; Takayuki Horimoto; 智博川井; Tomohiro Kawai
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】キャビティ４３内の成形圧力にバラツキが発生しにくい構造の成形用金型１を提供する。【解決手段】成形用金型１に、成形材料を注入するゲート４２と、ゲート４２に連通するキャビティ４３が設けられている。また、キャビティ４３に連通するベント孔４４と、ベント孔４４に連通する入れ子挿入空間４５が設けられ、入れ子挿入空間４５に入れ子４６が着脱可能に挿入されている。入れ子４６には、入れ子４６が入れ子挿入空間４５に挿入された状態でベント孔４４に連通するベント用凹部４７が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、成形用金型に関する。

成形品にバリが付着しないバリレス成形を成立させるため、ベント方式の成形用金型が用いられる（特許文献１参照）。

ベント方式の成形用金型は、成形材料を注入するゲートと、ゲートに連通し成形品を成形するキャビティと、キャビティに連通し成形材料注入時にキャビティ内のエアをキャビティ外へ排出するベント（エアベント）とを備え、成形材料をゲートからキャビティへ注入し、更にその一部をキャビティからベントへと流入させる。

特許第４９９３０７７号公報

上記金型において、ベントには、成形材料を完全に充填させる必要がある。

この点、成形材料として、流動性の良いゴム材料を用いる場合にはベントに成形材料が完全に充填されるため特に問題を生じないが、流動性の良くないゴム材料を用いる場合にはベントに成形材料が完全に充填されないため、キャビティ内の成形圧力にバラツキを生じることがある。成形圧力のバラツキは、ゴム物性の低下や成形品の外観不良（ヤケやヒケ）を生じるため、これを極力回避する必要がある。

本発明は、キャビティ内の成形圧力にバラツキが発生しにくい構造の成形用金型を提供することを課題とする。

本発明の成形用金型は、成形材料を注入するゲートと、前記ゲートに連通するキャビティと、前記キャビティに連通するベント孔と、前記ベント孔に連通する入れ子挿入空間と、前記入れ子挿入空間に着脱可能に挿入される入れ子と、前記入れ子に設けられ、前記入れ子が前記入れ子挿入空間に挿入された状態で前記ベント孔に連通するベント用凹部と、を備える。

本発明では、キャビティ内の成形圧力にバラツキが発生しにくい構造の成形用金型を提供することができる。

第１実施の形態の成形用金型の要部断面図成形品の平面図であってかつ同成形用金型におけるゲートおよびベントの配置を示す説明図（Ａ）および（Ｂ）とも同成形用金型の作動を示す説明図（Ａ）および（Ｂ）とも同成形用金型の作動を示す説明図（Ａ）ないし（Ｄ）とも入れ子の単体断面図第２実施の形態の成形用金型の要部断面図成形品の平面図であってかつ第３実施の形態の成形用金型におけるゲートおよびベントの配置を示す説明図第３実施の形態の成形用金型の構成を示す説明図同成形用金型の作動を示す説明図

第１実施の形態・・・・
図１に示すように、全体を符号１で示す成形用金型は、成形品を成形するベント（立体ベント）方式の成形用金型（射出成形用金型）であって、互いに組み合わされて型締めおよび型開きされる複数の分割型を備えている。符号１１は第１の分割型であって、以下この第１の分割型を下型とも称する。符号２１は下型１１の上方に配置された第２の分割型であって、以下この第２の分割型を中型とも称する。中型２１の上方にはさらに、図示しない第３の分割型が配置され、以下この第３の分割型を上型とも称する。

成形品は、図２の平面図に示すように、基材１０２の平面上にガスケット本体１０３を一体成形した基材一体ガスケット１０１とされる。基材１０２は例えば金属プレートよりなり、平面長方形に形成されている。ガスケット本体１０３はゴム状弾性体よりなり、平面長方形の枠状に形成されている。ゴム状弾性体は例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）とされている。エチレンプロピレンゴムは成形時における流動性の良くないゴム材料の一種である。基材一体ガスケット１０１は、燃料電池用ガスケットもしくはターミナル一体ガスケットまたはその他一般のガスケットなどとして用いられる。

図１に示すように、成形用金型１は、インサート成形を実施すべく下型１１および中型２１のパーティング部に、型締め時に基材１０２を収容するための基材収容空間４１を備えている。

また、中型２１に、成形材料を注入するゲート４２と、ゲート４２に連通するキャビティ４３とが設けられている。

キャビティ４３は、ガスケット本体１０３を製品形状に成形すべく平面長方形の枠状に形成され、また基材１０２の平面上にガスケット本体１０３を一体成形すべく基材収容空間４１に面するように設けられている。

ゲート４２は、上型に設けたスプルー（図示せず）からこのゲート４２を介してキャビティ４３へガスケット本体１０３を成形する成形材料（ゴム材料）を注入するものであって、図２に示すように枠状を呈するキャビティ４３の周上一箇所に開口するように設けられている（図２では作図の都合上、ゲート４２が枠状を呈するガスケット本体１０３の周上一箇所に表示されている）。

また、図１に示すように、中型２１に、キャビティ４３に連通するベント孔４４と、ベント孔４４に連通する入れ子挿入空間４５が設けられ、入れ子挿入空間４５に入れ子４６が着脱可能に挿入されている。

ベント孔４４は、成形品からベントバリを除去しやすいよう漏斗状の空間として形成されている。また、ベント孔４４は図２に示すように枠状を呈するキャビティ４３の周上一箇所であってかつ成形材料注入時における成形材料の流れｘ，ｘ’の合流部に開口するように設けられている（図２では作図の都合上、ベント孔４４が枠状を呈するガスケット本体１０３の周上一箇所に表示されている）。成形用金型１は立体ベント方式の金型であるので、キャビティ４３に対しベント孔４４はゲート４２と同じ向き（図１では上方）に向けて設けられ、ベント孔４４およびゲート４２は共に中型２１に設けられている。

入れ子挿入空間４５は、筒状の空間として形成され、その底面にベント孔４４が開口している。入れ子挿入空間４５の上部は中型２１の上面で開口部とされ、この開口部から入れ子４６を挿入しまたは取り外す。中型２１の上方には型締め時に上型が配置されるので、入れ子４６は上型によって抜け止めされることになる。

入れ子４６は、入れ子挿入空間４５に挿入される筒状のブロック体として形成されている。

入れ子４６の下面に、入れ子４６が入れ子挿入空間４５に挿入された状態においてベント孔４４と連通することになるベント用凹部４７が設けられている。

ベント用凹部４７は、これから行う成形材料の注入に際して成形材料がキャビティ４３内に充填され、さらにベント孔４４およびベント用凹部４７内に完全に充填されるよう成形材料の種類や成形品の形状、ベント設置個所等に応じて、その容積を設定されている。

上記構成の成形用金型１を用いて成形品（基材一体ガスケット１０１）を成形するに際しては先ず、図３（Ａ）に示すように基材収容空間４１に基材１０２をセットするとともに、入れ子挿入空間４５に入れ子４６を挿入する。

次いで、図３（Ｂ）に示すように型締めし、図４（Ａ）に示すように成形材料Ｇを注入する。

成形材料Ｇはゲート４２からキャビティ４３へ注入され、さらにキャビティ４３内のエアを押し出しながら一部の成形材料Ｇがキャビティ４３からベント孔４４およびベント用凹部４７へ流入し、完全に充填される。このとき入れ子４６は、上型が中型２１に組み合わされて入れ子挿入空間４５の開口部を閉塞しているので、型締め中、上型によって抜け止めされるとともに入れ子挿入空間４５内で上下方向に変位しないものとされている。ベント用凹部４７には必要に応じて排気部や減圧部（いずれも図示せず）が接続される。

次いで、成形品の成形後、図４（Ｂ）に示すように型開きし、成形品を離型させるとともに、ゲートバリ１０４を除去し、入れ子４６を取り外し、入れ子４６から、ベント孔４４およびベント用凹部４７によって形成されたベントバリ１０５を除去する。

上記構成を備える成形用金型１によれば、以下の作用効果が発揮される。

すなわち上記背景技術の項で説明した成形用金型では、成形材料の流動性の良し悪しに関係なくベントの容積が金型製作時に画一的に設定されていたため、流動性の良い成形材料を用いる場合にはベントに成形材料を完全に充填することができても、流動性の良くない成形材料を用いる場合にはベントに成形材料を完全に充填できないと云った事態が生じていた。これに対し上記構成の成形用金型１によれば、金型１の製作後、事後的に入れ子４６のみを新たに製作することにより、ベント用凹部４７の容積（ベントボリューム）を調整することが可能とされる。したがって流動性の良い成形材料を用いる場合にはベント用凹部４７の容積が比較的大きい入れ子４６を製作してこれを使用するとともに、流動性の良くない成形材料を用いる場合にはベント用凹部４７の容積が比較的小さい入れ子４６を製作してこれを使用することにより、常にベント用凹部４７に成形材料を完全に充填することが可能とされる。したがってキャビティ４３内の成形圧力にバラツキが生じるのを抑制することができ、成形品にゴム物性の低下や外観不良（ヤケやヒケ）、基材１０２とガスケット本体１０３との接着強度の低下などの不具合が生じるのを抑制することができる。

また、ベントボリュームを調整可能とされ、ベント孔４４およびベント用凹部４７へ流入する成形材料の流入量を調整可能とされるため、成形後における成形材料の廃棄量を削減することが可能とされる。

上記構成を備える成形用金型１については、その構成を以下のように付加または変更するようにしても良い。

（１）
入れ子４６について、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、外形を同じとするとともにベント用凹部４７の容積を異にする複数（図では３種類）の入れ子４６をあらかじめ製作して用意しておき、成形材料の種類や成形品の形状、ベント設置個所等に応じて最適な容積を備えるベント用凹部４７を設けた入れ子４６を選択のうえで使用する。流動性の良くない成形材料を用いる場合には図５（Ａ）に示すベント用凹部４７の容積が小さい入れ子４６を使用し、流動性の良い成形材料を用いる場合には図５（Ｃ）に示すベント用凹部４７の容積が大きい入れ子４６を使用することになる。

（２）
入れ子４６に設けるベント用凹部４７の形状はとくに限定されず、例えば図５（Ｄ）に示すように内部側面（内周面）４７ａをテーパー状とした裁頭円錐形の形状としても良い。この場合、ベント用凹部４７はその内径が凹部４７の開口から底面へかけて徐々に拡大されることになる。

（３）
成形材料（ゴム材料）の種類はとくに限定されず、流動性の良くない成形材料としてはエチレンプロピレンゴムのほかに例えばフッ素ゴムやシリコーンゴム等であっても良い。

（４）
第２実施の形態・・・・
成形材料の注入時、ベント孔４４から入れ子４６のベント用凹部４７へ流入する成形材料が入れ子４６の外周面と入れ子挿入空間４５の内周面との間の隙間に侵入するようなことがあると、キャビティ内の成形圧力にバラツキを生じることがある。

そこで、これに対策するため、入れ子挿入空間に挿入した入れ子をベント孔の周りで入れ子挿入空間の内面に押し付けるバネ手段を設ける。

この例として、第２実施の形態として図６に示す成形用金型１では、入れ子４６が入れ子挿入空間４５に対し着脱可能であってかつ上下方向に変位可能に挿入され、入れ子４６と入れ子挿入空間４５の開口部に固定したスプリングホルダ４８との間にバネ手段としてのコイルスプリング４９が圧縮された状態で装着され、コイルスプリング４９の反発力によって入れ子４６が入れ子挿入空間４５の底面に押し付けられ、入れ子４６の下面と入れ子挿入空間４５の底面との間で成形材料をシールする構造とされている。

この構成によれば、入れ子４６の下面と入れ子挿入空間４５の底面との間で成形材料をシールするため、ベント孔４４から入れ子４６のベント用凹部４７へ流入する成形材料が入れ子４６の外周面と入れ子挿入空間４５の内周面との間の隙間に侵入することがない。したがってキャビティ４３内の成形圧力にバラツキが生じるのを抑制することができる。

尚、この例では、入れ子４６、スプリングホルダ４８およびコイルスプリング４９よりなる３部品を一体の入れ子組立体として取り扱うことができるように、入れ子４６の上部にピン状の連結部材５０が連結され、連結部材５０に設けた外向きフランジ状の係合部５０ａと入れ子４６との間に、スプリングホルダ４８に設けた内向きフランジ状の係合部４８ａを挟み込む構造とされている。したがってこの構成によれば各部品がばらばらにならず、各部品を一体の入れ子組立体として取り扱うことができる。

第２実施の形態のその他の構成は第１実施の形態と同じとされる。したがって図面に同一の符号を付して説明を省略する。

（５）
第３実施の形態・・・・
上記第２実施の形態において、金型１にベントが複数設けられる場合、ベント孔４４や入れ子挿入空間４５が複数設けられるとともに、入れ子４６およびコイルスプリング４９の組み合わせよりなる入れ子組立体も複数設けられるが、複数の入れ子組立体を個別に取り扱う場合には多大な手間と時間がかかることが想定される。

そこで、これに対策するため、複数の入れ子組立体を一の分割型がまとめて保持する構造とする。

この例として、第３実施の形態として示す成形用金型１では図７に示すように、ゲート４２が周上複数箇所（図では１２箇所）に設けられ、ベント孔４４およびこれに連通する入れ子挿入空間（図示せず）も周上複数箇所（図では１２箇所）に設けられている。したがって入れ子４６およびコイルスプリング４９の組み合わせよりなる入れ子組立体も複数設けられ、この複数の入れ子組立体が図８および図９に示すように、一の分割型である第３の分割型（上型）３１によってまとめて保持されている（図では作図の都合上、入れ子組立体を３体のみ表示しているが、ゲート４２およびベント孔４４等が１２箇所設けられる場合は入れ子組立体も１２体設けられるので、この１２体が一の分割型である第３の分割型（上型）３１によってまとめて保持されることになる）。

したがってこの構成によれば、複数の入れ子組立体が型締め時にまとめて入れ子挿入空間４５に挿入され、型開き時にまとめて取り外されるため、これらの作業にかかる手間と時間を大幅に削減することができる。

尚、この構造では、上記第２実施の形態におけるスプリングホルダ４８の代わりを第３の分割型（上型）３１が務めることから、スプリングホルダ４８が省略され、第３の分割型（上型）３１に、連結部材５０を差し込む差し込み孔３２と、内向きフランジ状の係合部３２ａとが設けられ、連結部材５０に設けた外向きフランジ状の係合部５０ａとコイルスプリング４９との間に、第３の分割型（上型）３１に設けた内向きフランジ状の係合部３２ａを挟み込む構造とされている。また、第３の分割型（上型）３１と入れ子４６との間にコイルスプリング４９が圧縮された状態で装着されている。図９に示すように型開き時、入れ子組立体はそれぞれ第３の分割型（上型）３１によって吊り下げられた状態で保持される。

第３実施の形態のその他の構成は第１または第２実施の形態と同じとされる。したがって図面に同一の符号を付して説明を省略する。

１成形用金型
１１第１の分割型（下型）
２１第２の分割型（中型）
３１第３の分割型（上型）
３２差し込み孔
３２ａ，４８ａ，５０ａ係合部
４１基材収容空間
４２ゲート
４３キャビティ
４４ベント孔
４５入れ子挿入空間
４６入れ子
４７ベント用凹部
４７ａ内側側面
４８スプリングホルダ
４９コイルスプリング（バネ手段）
５０連結部材
１０１基材一体ガスケット（成形品）
１０２基材
１０３ガスケット本体
１０４ゲートバリ
１０５ベントバリ
Ｇ成形材料

Claims

成形材料を注入するゲートと、
前記ゲートに連通するキャビティと、
前記キャビティに連通するベント孔と、
前記ベント孔に連通する入れ子挿入空間と、
前記入れ子挿入空間に着脱可能に挿入される入れ子と、
前記入れ子に設けられ、前記入れ子が前記入れ子挿入空間に挿入された状態で前記ベント孔に連通するベント用凹部と、
を備えることを特徴とする成形用金型。
請求項１記載の成形用金型において、
前記ベント用凹部の容積を異にする複数の入れ子を備えることを特徴とする成形用金型。
請求項１または２記載の成形用金型において、
前記入れ子挿入空間に挿入した前記入れ子を前記ベント孔の周りで前記入れ子挿入空間の内面に押し付けるバネ手段を備えることを特徴とする成形用金型。
請求項３記載の成形用金型において、
前記入れ子および前記バネ手段の組み合わせよりなる入れ子組立体を複数備え、
前記複数の入れ子組立体を一の分割型がまとめて保持する構造を備えることを特徴とする成形用金型。