JP4352966B2 - 多段圧縮成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、金型の型開き方向に複数のキャビティを有する多段圧縮成形金型に関する。本発明の多段圧縮成形金型は、板状成形体など体積に対してその投影面積が大きい成形体を成形するために好適に用いられるものである。

金型の型開き方向に複数のキャビティを有する多段成形金型は、近年いくつかの種類の成形体を成形するために使用されている。特に、板状成形体は、製品容量に対してその投影面積が大きいことから、限られた型締圧力で成形するために多段成形金型が有効である。圧縮成形や射出成形において、多段成形金型は、例えば特許文献１や２において知られている。

特開２００２−２３４０６１号公報 特開２００３−２５１６４５号公報

本発明は、特に、板状成形体の成形において好適に用いられる多段圧縮成形金型において、簡単な金型構造で成形体の突き出しのタイミングを制御することができる金型を提供するものである。その目的とするところは、限られた型締圧力を効率よく適用し、板状成形体の多数個取りを可能にする多段圧縮成形金型を提供するものである。

上記の目的は、下記（１）ないし（３）に記載の本発明により達成される。
（１） 金型の型開き方向に複数のキャビティを有し、固定側取付け板と上段の型板（上型）とが一体化した固定側部分と、成形体を取り出すために型締め状態より下降する可動側部分とを有する多段圧縮成形金型において、型開き時に成形体を突き出すために、複数のキャビティに対応する複数種の突き出しピンと、該突き出しピンの下端にこれを一体的に取り付けた突き出しプレートと、該突き出しプレートと面同士で一体化した突き出し補助プレートと、該突き出し補助プレートにその上部が一体的に取り付けられた棒状の突き出し補助ジグとを可動側部分に有し、該突き出し補助ジグの下端の下方には、型開き時に突き出し補助ジグの下端が当接する台座を設置してなり、型閉め時における複数種の突き出し補助ジグ下端の位置と台座の上面との距離の相異により各突き出しピンが作動するタイミングを規定することを特徴とする多段圧縮成形金型。
（２） 型閉め時における複数種の突き出し補助ジグの下端が略同一の高さであり、突き出しピンの作動するタイミングに応じて台座の上面が複数の段形状とすることにより、前記突き出し補助ジグ下端と台座の上面との距離を相異させてなる前記（１）に記載の多段圧縮成形金型。
（３） 型閉め時における複数種の突き出し補助ジグの下端が突き出しピンの作動するタ
イミングに応じて高さを異にし、台座の上面が略平面とすることにより、前記突き出し補助ジグ下端と台座の上面との距離を相異させてなる前記（１）に記載の多段圧縮成形金型。

本発明において用いられる多段圧縮成形金型は、成形体の突き出しピンを作動させる突き出し補助ジグおよびその下端の下方にある台座により成形体の突き出しを首尾よく行うことができるものである。従って、外観等を損なうことなく板状成形体等の成形体を得ることができるものである。

本発明の多段圧縮成形金型は、金型の型開き方向に複数のキャビティを有し、固定側取付け板と上段の型板（上型）とが一体化した固定側部分と、成形体を取り出すために型締め状態より下降する可動側部分とを有する多段圧縮成形金型において、型開き時に成形体を突き出すために、複数のキャビティに対応する複数種の突き出しピンと、該突き出しピンの下端にそれと一体的に固定された突き出しプレートと、該突き出しプレートの一面でこれと一体化した突き出し補助プレートと、該突き出し補助プレートにその上部が一体的に取り付けられた棒状の突き出し補助ジグとを可動側部分に有し、該突き出し補助ジグの下端の下方には、型開き時に突き出し補助ジグの下端が当接する台座を設置してなり、型閉め時における複数種の突き出し補助ジグ下端の位置と台座の上面との距離の相異により各突き出しピンが作動するタイミングを規定することを特徴とするものである。突き出し補助ジグ下端の位置と台座の上面との距離は、型閉め時における複数種の突き出し補助ジグの下端が略同一の高さであり、台座の上面を複数の段形状とすることにより規定するか、または型閉め時における複数種の突き出し補助ジグ下端の高さを異にし、台座の上面が略平面とすることにより規定することができ、いずれでもよい。

本発明の多段圧縮成形金型の構造について具体的に説明する。突き出し補助ジグ下端の位置と台座の上面との距離は、前者の場合について説明する。
図１および図２は、本発明の多段圧縮成形金型構造の一例を示すものであり、図１は側断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。この例では、２段の金型構造となっている。成形体は板状成形体である。これらの図において、１は上段の成形体、２は下段の成形体である。３は固定側取付け板、４は可動側取付け板である。５，６は上段のキャビティを構成する型板であり、５は上型、６は下型である。７は上段の受け板、８は成形体突き出しのための上段のスペーサーブロック、９は上段の突き出しプレート、１０は上段の突き出しピンである。１１は引張りリンクである。１２，１３は下段のキャビティを構成する型板であり、１２は上型、１３は下型である。１４は下段の受け板、１５は成形体突き出しのための下段のスペーサーブロック、１６は下段の突き出しプレート、１７は下段の突き出しピンである。１８は上段の型板と下段の型板との間にあり、これらを仕切る仕切り板である。２１は上段の突き出し補助プレート、２２は上段の突き出し補助ジグ、２３は下段の突き出し補助プレート、２４は下段の突き出し補助ジグである。２７は上段の成形体１の突き出しを補助するためのエアを吹き込むエア孔、２８は同様に下段の成形体２のためのエア孔である。

図１において、固定側取付け板３と可動側取付け板４は、それぞれ油圧プレス成形機の上部（固定部）と下部（可動シリンダー上端）に固定されている。固定側取付け板３の下部には上段の型板（上型）５が一体化されている。この型板（上型）５の下面は、型開き面であり、その一部はキャビティを構成している。上段の型板（上型）５の下側には、上段の型板（下型）６、上段の受け板７、成形体突き出しのための上段のスペーサーブロック８、仕切り板１８、および下段の型板（上型）１２が一体されて設置されている。さらに、下段の型板（上型）１２の下側には、下段の型板（下型）１３、下段の受け板１４、および成形体突き出しのための下段のスペーサーブロック１５が、一体的に可動側取付け板４に固定されている。

２つのキャビティＡ，Ｂは、それぞれ、上段の型板５，６の間、および下段の型板１２，１３の間に形成されていて、これら型板５，６の間の面、および型板１２，１３の間の面は、型開き面を構成している。上段の型板５，６には、この間の型開き間隔を規定する引張りリンク１１が取り付けられている。下段の型板１２，１３の間の型開き間隔は、油圧プレスのシリンダーの下降する長さを規定すればよい。

キャビティＡで成形された成形体１を突き出すための突き出しピン１０は上段の突き出しプレート９に固定されていて、この突き出しプレート９には上段の突き出し補助プレート２１が面同士で一体化している。上段の突き出し補助ジグ２２（金型の側面外部に設け
られている）は棒状であり、前記突き出し補助プレート２１にその上部が一体的に取り付けられている。かかる構造により、突き出し補助ジグ２２の上昇により突き出しピン１０が上昇し、成形体１を突き出す。上段の受け板７には、外部のエア送り装置から突き出しピン１０に通じるエア孔２７が開けられている。
同様に、キャビティＢで成形された成形体２を突き出すための突き出しピン１７は下段の突き出しプレート１６に固定されていて、この突き出しプレート１６には下段の突き出し補助プレート２３が面同士で一体化している。下段の突き出し補助ジグ２４（金型の側面外部に設けられている）は棒状であり、前記突き出し補助プレート２３にその上部が一体的に取り付けられている。かかる構造により、突き出し補助ジグ２４の上昇により、成形体２を突き出す。下段の受け板１４には、外部のエア送り装置から突き出しピン１７に通じるエア孔２８が開けられている。

突き出し補助ジグ２２，２４は、スプリングにより常時下方向に力が作用している。これら突き出し補助ジグを相対的に型板（下型）に対して上昇させ、これと連動する突き出しピンにより成形体を突き出すために、突き出し補助ジグの下端の下方に中央が一段高くなった凸形状の台座３１が設置されている。金型の下降時には、前記下端が台座の上面３２，３３に当接すると突き出し補助ジグの下降が停止し、従って引き続き下降する金型に対して突き出し補助ジグが相対的に上昇し、これとともに突き出しピンが上昇し成形体を突き出すように構成されている。

図３ないし図９は、図１および図２に示す多段圧縮成形金型の動作順序を示すものである。
図３は、油圧プレスが下降して上段と下段の型開き面が開いていて、板状成形体の予備成形体が金型のキャビティＢにセットされた状態である。突き出し補助ジグ２２は、その下端が台座の上面に当接していて、突き出し補助ジグ２４は、その下端が台座から離れていて突き出しピン１７はキャビティＢから後退している。図４は、油圧プレスが上昇し、予備成形体が金型のキャビティＡにセットされた後金型が閉じた状態である。この状態で板状成形体の成形が行われる。突き出し補助ジグ２２，２４は、下降した状態であり、その下端は台座の上方にある。図５は、成形が終了し、油圧プレス（金型）が一段階下降して、突き出し補助ジグ２２が台座上面の凸部３２に当接し、上段の突き出しピン１０が作動し始める状態である。図６は、突き出し補助ジグ２２が台座の凸部３２に当接したまま、油圧プレスが下降して、上段の型開き面が開き、突き出しピン１０により成形体１が突き出されている状態である。このとき、エア孔２７からエアが吹き込まれ、成形体１の突き出しを補助する。

図７は、成形体１が取り出され、油圧プレスと金型の下部がさらに下降して、突き出し補助ジグ２４が台座上面の低部３３に当接し、下段の突き出しピン１７が作動し始める状態である。金型の上部は、引張りリンク１１により下降が停止する。図８は、突き出し補助ジグ２２，２４が台座に当接したまま、油圧プレスがさらに下降して、下段の型開き面が開き、突き出しピン１７により成形体２が突き出されている状態である。このとき、エア孔２８からエアが吹き込まれ、成形体２の突き出しを補助する。図９は、成形体が取り出され、さらに油圧プレスが下降し、上段と下段の型開き面が開いた状態である。その後、続いて図３および図４を経て次の成形が行われることとなる。

本発明の金型に用いられる材質は特に限定されないが、大量生産のためには金型用焼き入れ材（例えば、ＳＤＫ−６１）を用い熱処理した金型が望ましい。これにより成形体寸法を安定させるばかりでなく、金型のカジリを防止し成形トラブルを防ぐことが出来る。また、成形体の突き出し補助ジグの材質は一般金型の材質（例えば、Ｓ１５Ｃ）と同様のものでよい。

本発明において、これまで説明した多段圧縮成形金型を用いて板状成形体等の成形体を成形する。ここで用いられる成形方法は、通常の圧縮成形法である。圧縮成形法は従来から一般的に広く行われている成形方法であり、成形体に成形圧力を均一に加圧することができることから板状成形体の成形に適している。

以下、本発明の実施例を説明する。
使用した成形材料は、ガラス繊維を主基材とするフェノール樹脂成形材料である。板状成形体の形状は下記の通りである。
板状成形体の寸法：１２０ｍｍ × １２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ
前記の金型用焼き入れ材（ＳＤＫ−６１）を使用して製作した型板５，６，１２，１３を、一般金型材（Ｓ１５Ｃ）を使用して製作した成形金型本体に組み込んで成形金型を完成させた。この場合あらかじめ金型本体の各受け板７，１４にその側面より各突き出しピンの穴位置までエアー孔（径８ｍｍ）２７，２８を開けておいた。その後、成形機に取り付ける段階で、突き出しピン１０，１７を突き出しプレート９，１６に一体化し、突き出し補助プレート２１，２３および突き出し補助ジグ２２，２４を突き出しプレート９，１６に組み込み一体化した。以下に製作した成形金型、突き出し補助プレートおよび突き出し補助ジグの寸法を示す。

（金型寸法）
固定側取付け板 ：５５０ｍｍ × ４５０ｍｍ、厚さ３５ｍｍ
型板（上型） ：４５０ｍｍ × ４５０ｍｍ、厚さ４０ｍｍ
型板（下型） ：４５０ｍｍ × ４５０ｍｍ、厚さ４０ｍｍ
受け板 ：４５０ｍｍ × ４５０ｍｍ、厚さ６０ｍｍ
スペーサブロック：４５０ｍｍ × ７８ｍｍ、厚さ７０ｍｍ
上段の突き出しプレート ：４５０ｍｍ × ２９０ｍｍ、厚さ２５ｍｍ
下段の突き出しプレート ：４５０ｍｍ × ２９０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ
仕切り板 ：４５０ｍｍ × ４５０ｍｍ、厚さ８０ｍｍ
可動側取付け板 ：５５０ｍｍ × ４５０ｍｍ、厚さ３５ｍｍ
上段の突き出し補助プレート ：１６０ｍｍ × １５０ｍｍ、厚さ３４ｍｍ（２枚）
上段の突き出し補助ジグ ：径２４ｍｍ × ６００ｍｍ（２本）
上段の突き出し補助プレート ：１６０ｍｍ × １５０ｍｍ、厚さ３４ｍｍ（２枚）
下段の突き出し補助ジグ ：径１６ｍｍ × ３５０ｍｍ（４本）

（圧縮成形）
成形機に上記多段圧縮成形金型を取り付けて、以下の条件にて圧縮成形した。
温度：１７５℃、圧力：４０ｋｇ／ｃｍ^２ 、時間：２分間
（成形体の取り出し）
型開きしつつ、突き出しピンとエアー噴出を併用して板状成形体を成形金型より取り出した。型開きの速度は約１００ｍｍ／秒とした。
（成形体の評価）
得られた板状成形体について、外観および成形性を評価した。得られた板状成形体は、良好な外観を有し、成形性においても優れていた。

（評価方法）
１．外観
成形された板状成形体を拡大鏡（１０倍）にて外観観察評価した。表面・裏面は、欠け等の損傷も無く良好な外観を有していた。
２．成形性
成形性については、成形時において予備成形体のセット時のハンドリング性と成形体の成形金型よりの離型性にて評価した。成形体の離型から予備成形体のセットに要する時間は２０−２５秒程度であり、良好な結果であった。

本発明の多段圧縮成形金型は、限られた型締圧力で板状成形体等の成形体の多数個取りを首尾よく実施でき、突き出しのタイミングにおいても良好である。従って、成形性のよい、良好な外観を有する成形体を得ることができる。

本発明の多段圧縮成形金型（一例）の側断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１の金型において、成形前の状態を示す。 図１の金型において、型締めし成形中の状態を示す。 図１の金型において、上段金型の型開きした状態を示す。 図１の金型において、上段金型の成形体を突き出した状態を示す。 図１の金型において、下段金型の型開きした状態を示す。 図１の金型において、下段金型の成形体を突き出した状態を示す。 図１の金型において、成形後の状態を示す。

符号の説明

１，２ 板状成形体
３ 固定側取付け板
４ 可動側取付け板
５ 上段の型板（上型）
６ 上段の型板（下型）
７ 上段の受け板
８ 上段のスペーサブロック
９ 上段の突き出しプレート
１０ 上段の突き出しピン
１１ 引張りリンク
１２ 下段の型板（上型）
１３ 下段の型板（下型）
１４ 下段の受け板
１５ 下段のスペーサブロック
１６ 下段の突き出しプレート
１７ 下段の突き出しピン
１８ 仕切り板
２１ 上段の突き出し補助プレート
２２ 上段の突き出し補助ジグ
２３ 下段の突き出し補助プレート
２４ 下段の突き出し補助ジグ
２７ 上段のエア孔
２８ 下段のエア孔
３１ 台座
３２ 台座の上面（凸部）
３３ 台座の上面（低部）

Claims (3)

1. 金型の型開き方向に複数のキャビティを有し、固定側取付け板と上段の型板（上型）とが一体化した固定側部分と、成形体を取り出すために型締め状態より下降する可動側部分とを有する多段圧縮成形金型において、型開き時に成形体を突き出すために、複数のキャビティに対応する複数種の突き出しピンと、該突き出しピンの下端にこれを一体的に取り付けた突き出しプレートと、該突き出しプレートと面同士で一体化した突き出し補助プレートと、該突き出し補助プレートにその上部が一体的に取り付けられた棒状の突き出し補助ジグとを可動側部分に有し、該突き出し補助ジグの下端の下方には、型開き時に突き出し補助ジグの下端が当接する台座を設置してなり、型閉め時における複数種の突き出し補助ジグ下端の位置と台座の上面との距離の相異により各突き出しピンが作動するタイミングを規定することを特徴とする多段圧縮成形金型。
   
2. 型閉め時における複数種の突き出し補助ジグの下端が略同一の高さであり、突き出しピンの作動するタイミングに応じて台座の上面が複数の段形状とすることにより、前記突き出し補助ジグ下端と台座の上面との距離を相異させてなる請求項１に記載の多段圧縮成形金型。
3. 型閉め時における複数種の突き出し補助ジグの下端が突き出しピンの作動するタイミングに応じて高さを異にし、台座の上面が略平面とすることにより、前記突き出し補助ジグ下端と台座の上面との距離を相異させてなる請求項１に記載の多段圧縮成形金型。

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