JP3950383B2

JP3950383B2 - 伝動ベルトの成形金型装置

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Publication number: JP3950383B2
Application number: JP2002222253A
Authority: JP
Inventors: 晴行椿; 琢也吉川; 浩孝原; 哲司森; 昭裕永田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004058545A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト長手方向に延びるリブが設けられたＶリブドベルト、ダブルリブドベルト等のリブ付きの伝動ベルトを外型のベルト成形部へ押圧して加硫成形するための成形用金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の伝動ベルトを製造するには、通常、まず、ドラムの外周面に、ゴム付き帆布、接着ゴムシート、スバイラル状の抗張体ロープ、一定厚みのゴムシートを順次無端状に巻き付けて広幅の未加硫ゴムシートを逆成形して、加硫成形する。この加硫成形されたゴムシートの表面を断面三角形状のグラインダーで切削して複数のリブを形成する方法が取られている。
【０００３】
しかし、この方法では、切削したゴムがスクラップになるため、スクラップになるゴムの量を出来るだけ少なくするため、特開平１０−８６２３６号公報に、緩衝層と圧縮層を有するベルトスリーブを作製し、該ベルトスリーブを金型に設置してリブ部を刻印した後に加硫する方法が開示されている。
【０００４】
また、特開昭５８−２５９４８号公報に、前記ベルトスリーブにリブ部を刻印するために、流体流通口を設けた円筒ドラムの外周面に膨張収縮可能な円筒状可撓性ジャケットであって、その上下両端部がフランジとなった可撓性ジャケットを配置した内型円筒ドラムと、内周面に周方向に延びる複数の溝を有し、かつ内部に加熱機構を備えた外型円筒モールドとを備える成形型装置が開示されている。
【０００５】
また、特開昭和５３−４００８７号公報に、前記ベルトスリーブにリブ部を刻印するために、内周面に多数の空気抜き細孔を有する連結状Ｖ型突条を設け、外周から加熱可能な外金型と、この外金型に内装され、その上下端部がシール可能に装着される可撓性の円筒ジャケットであって、高圧空気の充填により拡径可能な円筒ジャケットとを備える成形型装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５８−２５９４８号公報のように、円筒状の両端にフランジが形成された可撓性ジャケットを用いる場合、加硫時の可撓性ジャケットの変形が均一にはならないという問題点がある。
また、特開昭５３−４００８７号公報のように、上下端部がシール可能に装着された拡径可能な円筒ジャケットを用いる場合、シール性を保ちつつ円筒ジャケットを拡縮させることが容易でないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、伝動ベルトの歯型の形成を可撓性のブラダを膨張させて行うときに、ブラダの膨張を適正に制御して高精度の伝動ベルトを製造することができる伝動ベルトの成形金型装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に係る発明は、円筒形状本体の内周部にベルト成形部が形成された外型と、この外型に挿入される円柱形状本体の外周部に可撓性のブラダが装着された内型と備えてなる伝動ベルトの成形金型装置であって、
前記ブラダは前記ベルト成形部の軸方向長さの両端を超えて延在する長さを有する円筒形状であり、この円筒形状の両端の前記ベルト成形部を超える両側が、リングを介して前記外周部に沿って前記円柱形状本体に固定され、
前記ベルト成形部の軸方向の両端に、前記ベルト成形部の最内径に相当する径より小さい径の延長内周部を有し、前記リングは前記延長内周部を超える両端位置に配設されているものである。
上記構成によると、円筒形状のブラダがベルト成形部の軸方向長さの両端を超えて延在する長さを有しているため、ベルト成形部に押し付けられるベルトスリーブの全長を円筒形状のブラダが包み込むように押し付けることができる。また、この円筒形状のブラダのベルト成形部を超える両側が、内型の円柱形状本体の外周部に沿うように固定されているため、ブラダの径方向の拡張が少なくともベルト成形部の範囲では略均一に行われる。
また、ベルト成形部の軸方向両端を超えて存在する延長内周部がブラダを支えるため、ベルトスリーブをベルト成形部に向けて押圧するブラダの両端の変形が大きくならないように維持される。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記リングは、前記外周部に装着されたブラダの外径と略同径の内径を少なくとも前記ベルト成形部側に有するものである。
上記構成によると、円筒形状のブラダのベルト成形部を超える両側が、内型の円柱形状本体の外周部に沿わされたあと、拡径部分又は縮径部分を経て固定される。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記リングのうち、内型の挿入方向先端側のリングは、前記ブラダを縮径させるようなテーパ面を有し、内型の反挿入方向先端側のリングは、前記ブラダを拡径させるようなテーパ面を有しているものである。
上記構成によると、ブラダを縮径させるテーパ面を有するリングの側がリングを含めた外径が小さくなり、外型に内型を嵌め込み易くなる。一方、ブラダを拡径させるテーパ面を有するリングの側はリングを含めた外径が大きくなり、ブラダを確実に保持する。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記外型は、前記ベルト成形部をとりまく温度調整用のジャケットと、このジャケットと前記ベルト成形部の間に設けられた複数の穴であって、前記ベルト成形部の外周に開口する空気抜き孔に連通する穴とを備えるものである。
上記構成によると、外型を介してベルト成形部に押し付けられたベルトスリーブを加熱することができ、同時にベルト成形部とベルトスリーブの間の空気が空気抜き穴とこれに連通する複数の穴から排気することができる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記内型は、前記内周部をとりまく圧力調整用のジャケットと、このジャケットと前記内周部とに連通する多数の通気孔とを備えるものである。
上記構成によると、ジャケットに連通する多数の通気孔を介してブラダを均一に膨張させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態の一例を説明する。図５は本発明の成形金型装置で得られる伝動ベルトの部分断面図であり、図１は本発明の成形金型装置の断面図である。
【００１５】
図５において、Ａは、一般に伝動ベルトとして用いられるＶリブドベルトとして表されている。１は、圧縮ゴム層、２は、接着ゴム層、３は、接着ゴム層２に埋設された心線、４は、帆布である。
圧縮ゴム層は1、ベルト幅方向に配向された短繊維６を有するゴム層をリブ溝に沿って流動させたリブ5が形成されたものである。圧縮ゴム層1には、短繊維6を配向したクロロプレン、エチレン・プロピレンゴム、水素添加ニトリルゴムなどが用いられる。短繊維６は、ポリエスステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維などからなる１〜１０ｍｍ程度の短繊維か用いられる。その添加量はゴム１００重量部に対して１０〜４０重量部である。
接着ゴム層2は、圧縮ゴム層1の側の第1部分２ａと、帆布４の側の第２部分２ｂとの間に心線３を挟んで押圧し、心線３を埋設させたものである。心線３は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維などのコードからなる。特に、ポリエステル繊維のコードが、ナイロン繊維ほど伸びず、アラミド繊維ほど伸びにくくないため、好適に用いられる。
【００１６】
図１において、前記伝動ベルトＡの製造に用いられる成形金型装置１０は、外型１１と、内型１２とからなる。外型１１に対して内型１２がその中心軸方向の移動により挿入自在となっている。
【００１７】
外型１１は、円筒形状本体１５の内周部１６にリブに相当するベルト成形部２１を形成したものである。ベルト成形部２１は、リブに相当する山谷を所定ピッチで配列したものである。このベルト成形部２１の軸方向両端の内周部１６には、ベルト成形部２１の最内径と同じ径又は前記最内径より小さな径を有する上側の延長内周部２２及び下側の延長内周部２３が設けられている。さらに前記内周部１６は、軸方向上端側に拡径部２４を有し、軸方向下端側に縮径部２５を有する。
【００１８】
円筒形状本体１５は、底を有する外側部分２６と、ベルト成形部２１を有し、この外側部分２６に嵌入される内側部分２７とからなる。この外側部分２６と内側部分２７で囲まれてシールされた部分が、ベルト成形部２１をとりまく温度調整用のジャケット２８を形成している。このように、外型１１の円筒形状本体１５を外側部分２６と内側部分２７とに分けると、ベルト成形部２１の形状又は径が異なる場合、外側部分２６を共用にし、内側部分２７を取り替えることで多品種に対応することができる。
【００１９】
ジャケット２８には、上側ポート２８ａと下側ポート２８ｂが設けられている。このポート２８ａ，２８ｂには、図示されない蒸気供給装置又は冷却水供給装置が切り換えバルブを介して接続される。蒸気供給装置に接続される場合、上側ポート２８ａが供給口となり、下側ポート２８ｂがドレンの排出口となる。冷却水供給装置に接続される場合、下側ポート２８ｂが供給口となり、上側ポート２８ａが排出口となる。この外型１１に装着された未加硫ベルトスリーブの予熱時及び加硫時には、ジャケット２８に蒸気が導入され、外型１１の全体が加熱される。また外型１１に装着された加硫後のベルトスリーブの冷却時には、ジャケット２８に冷却水が導入され、外型１１の全体が冷却される。
【００２０】
外型１１の内側部分２７のジャケット２８とベルト成形部２１との間の充実部分の円周上等配分位置に、軸方向に延びる複数（例えば９０度毎の４個）の穴２９が設けられ、この穴２９とベルト成形部２１の谷底との間を連通させる細径の空気抜き孔３０が軸方向列状に配置されている。穴２９は、給排口３１に通じている。給排口３１には、切り換えバルブを介して図示されない吸引装置又は圧送装置に接続される。ベルトスリーブの成形時には、給排口３１は吸引装置に接続され、ベルト成形部２１とベルトスリーブの間の余分な空気が排出される。加硫済みのベルトスリーブの離型時には、給排口３１は圧送装置に接続され、ベルト成形部２１と加硫済みベルトスリーブの間に空気を送り込む。
【００２１】
内型１２は、円柱状本体１７の外周部１８に可撓性のブラダ１９を装着したものである。外周部１８は、ストレート部３５と、ストレート部３５の上端からの外向きテーパ面３６と、ストレート部３５の下端からの内向きテーパ面３７とを有する。ストレート部３５は、対応する外型１１のベルト成形部２１と、その上下両端の延長内径部２２，２３を合わせた長さと同じか又はそれ以上の長さを有している。外向きテーパ面３６は、対応する外型１１の拡径部２４に位置している。内向きテーパ面３７は、対応する外型１１の縮径部２３に位置している。
【００２２】
ブラダ１９は、その長さ方向の全体が同一内径の円筒形状となっている。ブラダ１９の上端は、上側リング３８により、外周部１８に沿うように固定されている。図２に明瞭に示すように、上側リング３８は、外向きテーパ面３６に対応するテーパ面３８ａを有している。このテーパ面３８ａのベルト成形部２１側の端は、ストレートな外周部１８上のブラダ１９の外径と略等しい内径を有している。ブラダ１９の端は極端に折り曲げられることなく固定される。このブラダ１９の固定後の上端は、外向きテーパ面３６で拡径され、外向きテーパ面３６に続く拡径部３６ａを経て、縮径段部３６ｂに引っ掛けられている。上側リング３８は、円柱形状本体１７の上端の取り外し可能なフランジ１７ａに向かってボルト１７ｂで引き上げられている。この上側リング３８は、外型の拡径部２４内に収まる大きさを有している。ブラダ１９の上側部分は、外向きテーパ面３６とテーパ面３８ａの間で挟持され、固定される。また、上側リング３８のブラダ１９側の角および外型の上側延長内径部２２の角は、ブラダ１９が当たるので、面取り状又はアール状に加工されている。
【００２３】
ブラダ１９の下端は、下側リング３９により、外周部１８に沿うように固定されている。図３に明瞭に示すように、下側リング３９は、内向きテーパ面３７に対応するテーパ面３９ａを有している。このテーパ面３９ａのベルト成形部２１側の端は、ストレートな外周部１８上のブラダ１９の外径と略等しい内径を有している。ブラダ１９の下端は極端に折り曲げられることなく固定される。ブラダ１９の固定後の下端は、内向きテーパ面３７に沿って縮径され、縮径段部３７ａに引っ掛かるようになっている。下側リング３９は、ボルト１７ｃで押し上げられる。この下側リング３９は、外型の縮径部２５内に収まる大きさを有している。そのため、ブラダ１９の下側部分は、内向きテーパ面３７とテーパ面３９ａの間で挟持され、固定される。また、下側リング３９のブラダ１９側の角及び外型の下側延長内径部２３の角は、ブラダ１９が当たるので、面取り状又はアール状に加工されている。
【００２４】
図１に戻り、円柱状本体１７の内側であって、ストレート部３５に対面する位置に、ジャケット４１が形成されている。このジャケット４１と円柱状本体１７の外周部３５とは、多数の通気孔４２によって連通している。ジャケット４１は、給排口４０に通じている。給排口４０には、切り換えバルブを介して図示されない吸引装置又は圧送装置に接続される。ブラダ１９の膨張時には、所定圧の加圧空気を送り込む圧送装置に接続され、ブラダ１９の収縮時には、給排口４０は吸引装置に接続される。
【００２５】
上述した型装置１０を用いた伝動ベルトＡの製造方法の一例を図４により説明する。
接着ゴム層の第１部分２ａの外周に短繊維を幅方向に配向させた圧縮ゴム層１を積層した第１のスリーブ７を形成し、この第１のスリーブ７を内周側から押圧して圧縮ゴム層１の表面にリブを形成する（第１工程）。つぎに、この第１のスリーブ７に第２のスリーブ８を被せて押圧する（第２工程）。このように、二段階でスリーブを成形する場合を説明する。
【００２６】
図４（ａ）のように、内周のしわなどにより縮径された第１のスリーブ７をベルト成形部２１に乗り上げるように外型１１内に挿入する。第１のスリーブ７の内周側を押圧して、スリーブ７の圧縮ゴム層１をベルト成形部２１に向けて押し込み、内型１２が挿入できる状態にする。つぎに、外型１１に内型１２を挿入する。
【００２７】
つぎに、図４（ｂ）のように、内型１２のジャケット３８に圧縮空気を導入することにより、ブラダ１９を径方向外方に拡大する。圧縮ゴム層１は接着ゴム層の第１部分２ａを介してベルト成形部２１内に押圧される。このとき、外型１１は予熱状態にあるとともに、ベルト成形部２１が吸引状態にあるため、圧縮ゴム層１はベルト成形部２１に沿った高精度の形状に予備成形される。この加熱による予備成形は、圧縮ゴム層１が加硫しない程度で成形性を向上させるために行われる。
【００２８】
図４（ｃ）のように、内型１２のブラダ１９を吸引により縮径状態にした上で、このブラダ１９の上に、帆布４、接着ゴム層２の第２部分２ｂの順に巻き付け、心線３を所定ピッチでラセン状に巻回することにより第２のスリーブ８を形成する。なお、この第２スリーブ８の形成は、内型１２を外型１１から外した状態で行われる。
【００２９】
図４（ｃ）のように、第２のスリーブ８が形成された内型１２を外型１１に挿入する。このとき、第２のスリーブ８における心線３の外径と、接着ゴム層２の第１部分２ａの内径との差εを小さくすることにより、第２のスリーブ８が拡径する程度を少なくすることができる。
【００３０】
図４（ｄ）のように、内型１２のジャケット４１に圧縮空気を導入することにより、ブラダ１９を拡径させ、第２のスリーブ８における接着ゴム層２の第２部分２ｂと、圧縮ゴム層１の内周に対する接着ゴム層２の第１部分２ａとを合体させ、接着ゴム層２内に心線３が埋設された状態にする。このとき、ジャケット２８に加圧蒸気を導入しており、圧縮ゴム層１と接着ゴム層２とは型１１，１２内で押圧されたまま加硫成形される。
【００３１】
加硫成形が終わると、外型１１のジャケット２８に冷却水を流して外型１１及び内型１２を冷却する。つぎに、内型１２のジャケット４１を吸引して、ブラダ１９を引き剥がすようにして縮径させ、外型１１の穴２９に圧縮空気を送り込んで、圧縮ゴム層１をベルト成形部２１から押し出す。内型１２を外型１１から外し、加硫済みの伝動ベルトＡを外型１１から引き出す。そして、適当な幅に切断し、裏表をひっくり返すと所定のＶリブドベルトとなる。
【００３２】
このようにして加硫済みの伝動ベルトＡを成形する成形金型装置の利点を以下に説明する。
【００３３】
ブラダ１９が、その軸方向長さの全長にわたって円筒形状であり、内型１２の円柱形状本体１７の外周部１８に沿って固定されているため、膨張収縮に伴う弛みや皺の程度が少なくなり、耐久性に優れる。また、ブラダ１９がストレートな円筒形状であるため、ブラダ１９を均一なものとして安価に製造することができる。
【００３４】
内型１２のストレート部３５に円筒形状のブラダ１９が被せられ、ストレート部３５の両端に位置するリング３８，３９でブラダ１９の円筒形状の部分を押さえて固定するため、ブラダの膨張収縮部分が円筒形状を基本として行われる。そのため、ブラダ１９の膨張収縮に伴って局所的な負荷が掛からない。
【００３５】
ベルト成形部２１の両端の両側位置にベルト成形部２１の最内径と同じ又はこの最内径より小さい径の延長内周部２２，２３があるため、ベルト成形部２１の両端に位置するブラダ１９の変形量が延長内周部２２，２３で抑えられる。そのため、ブラダ１９の両端付近が大きく変形して局所的に負荷が掛かることが防止される。
【００３６】
ブラダ１９を固定する挿入方向先端側のリング３９は、ブラダ１９を縮径させるような内向きテーパ面３７を有しているため、リング３９の外径をブラダ１９の外径と略同程度とすることができる。そのため、外型１１に挿入される内型１２の挿入側の出っ張りを極力少なくして、ブラダ１９に余分な膨張をさせないようにブラダ１９とベルト成形部２１との間隔を狭めることができる。また、ブラダ１９を固定する反挿入側方向先端側のリング３８は、ブラダ２０を拡径させるような外向きテーパ面３６を有しているため、ブラダ１９を強固に固定することができる。
【００３７】
ブラダ１９が膨張時に接触する部分は、面取り状又はアール状となっているため、ブラダ１９が膨張したときに、傷が付きにくい。
【００３８】
外型１１は、ベルト成形部２１をとりまくジャケット２８と、ベルト成形部２１とジャケット２８の間に空気抜き孔３０に連通する複数の穴２９を有している。そのため、ジャケット２８によるベルト成形部２１の加熱冷却効果を阻害することなく、成形時にベルト成形部２１に溜まる空気を排出することができる。そのため、表面精度に優れた伝動ベルトを製造することができる。
【００３９】
内型１２は、ブラダ１９で囲まれた外周部１８に至る多数の通気孔４２と、通気孔４２に連通するジャケット４１を有している。そのため、ブラダ１９を軸方向及び円周方向で略均一に膨張収縮させることができる。そのため、ベルト成形部２１に対する押圧の程度が均一となって、高精度の伝動ベルトを製造することができる。
【００４０】
なお、以上説明した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
【００４１】
ブラダ１９は、その全長が円筒形状であるものに限らず、ベルト成形部２１の軸方向長さの両端を超えて延在する長さが円筒形状であれば、その他の部分は縮径形状或いは拡径形状になっていてもよい。
【００４２】
この成形金型装置１０が適用される伝動ベルトの製造方法として、圧縮ゴム層と接着ゴム層との二段階成形の場合を説明したが、圧縮ゴム層と接着ゴム層との積層体を外型１１に装着して、ブラダ１９の一度の膨張で成形する一段成形の場合にも適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
上述した請求項１〜５の成形用金型装置によると、可撓性のブラダの耐久性に優れるとともに、ブラダの変形を適切なものにして伝動ベルトを高精度に成形することができるという効果を奏する。
【００４４】
特に、請求項１の成形用金型装置によると、円筒形状のブラダがベルト成形部の軸方向長さの両端を超えて延在する長さを有しているため、ベルト成形部に押し付けられるベルトスリーブの全長を円筒形状のブラダが包み込むように押し付けることができる。この円筒形状のブラダのベルト成形部を超える両側が、内型の円柱形状本体の外周部に沿うように固定されているため、ブラダの径方向の拡張が少なくともベルト成形部の範囲では略均一に行われるという効果を奏する。また、ベルト成形部の軸方向両端を超えて存在する延長内周部がブラダを支えるため、ベルトスリーブをベルト成形部に向けて押圧するブラダの両端の変形が大きくならないように維持されるという効果を奏する。
請求項２の成形用金型装置によると、円筒形状のブラダのベルト成形部を超える両側が、内型の円柱形状本体の外周部に沿わされたあと、拡径部分又は縮径部分を経て固定されるという効果を奏する。
請求項３の成形用金型装置によると、ブラダを縮径させるテーパ面を有するリングの側がリングを含めた外径が小さくなり、外型に内型を嵌め込み易くなる。一方、ブラダを拡径させるテーパ面を有するリングの側はリングを含めた外径が大きくなり、ブラダを確実に保持するという効果を奏する。
請求項４の成形用金型装置によると、外型を介してベルト成形部に押し付けられたベルトスリーブを加熱することができ、同時にベルト成形部とベルトスリーブの間の空気が空気抜き穴とこれに連通する複数の穴から排気することができるという効果を奏する。
請求項５の成形用金型装置によると、ジャケットに連通する多数の通気孔を介してブラダを均一に膨張させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形金型装置の断面図である。
【図２】ベルト成形部の軸方向上側断面の拡大図である。
【図３】ベルト成形部の軸方向下側断面の拡大図である。
【図４】本発明の成形金型装置を用いた伝動ベルトの製造工程を示す図である。
【図５】本発明の成形金型装置で製造される伝動ベルトの断面図である。
【符号の説明】
１０成形金型装置
１１外型
１２内型
１５円筒形状本体
１６内周部
１７円柱形状本体
１８外周部
１９ブラダ
２１ベルト成形部
２２延長内径部
２３延長内径部
２８ジャケット
２９穴
３０空気抜き孔
３８上側リング
３８ａテーパ面
３９下側リング
３９ａテーパ面
４１ジャケット
４２通気孔

Claims

円筒形状本体の内周部にベルト成形部が形成された外型と、この外型に挿入される円柱形状本体の外周部に可撓性のブラダが装着された内型と備えてなる伝動ベルトの成形金型装置であって、
前記ブラダは前記ベルト成形部の軸方向長さの両端を超えて延在する長さを有する円筒形状であり、この円筒形状の両端の前記ベルト成形部を超える両側が、リングを介して前記外周部に沿って前記円柱形状本体に固定され、
前記ベルト成形部の軸方向の両端に、前記ベルト成形部の最内径に相当する径より小さい径の延長内周部を有し、前記リングは前記延長内周部を超える両端位置に配設されている伝動ベルトの成形金型装置。
前記リングは、前記外周部に装着されたブラダの外径と略同径の内径を少なくとも前記ベルト成形部側に有するものである請求項１に記載の伝動ベルトの成形金型装置。
前記リングのうち、内型の挿入方向先端側のリングは、前記ブラダを縮径させるようなテーパ面を有し、内型の反挿入方向先端側のリングは、前記ブラダを拡径させるようなテーパ面を有している請求項１又は２に記載の伝動ベルトの成形用金型装置。
前記外型は、前記ベルト成形部をとりまく温度調整用のジャケットと、このジャケットと前記ベルト成形部の間に設けられた複数の穴であって、前記ベルト成形部の外周に開口する空気抜き孔に連通する穴とを備える請求項１〜３のいずれかに記載の伝動ベルトの成形用金型装置。
前記内型は、前記内周部をとりまく圧力調整用のジャケットと、このジャケットと前記内周部とに連通する多数の通気孔とを備える請求項１〜４のいずれかに記載の伝動ベルトの成形用金型装置。