JP6270577B2 - 成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、入れ子を備える成形金型に関する。

従来から、入れ子を備える成形金型が知られている。この種の成形金型を開示するものとして、特許文献１がある。特許文献１には、一組の凹凸型から複数のキャビティを形成するとともに、各キャビティ間をベントにより連通し、該ベントの厚みを可変可能としたことを特徴とするジシクロペンタジエン樹脂を用いたＲＩＭ成形用金型が開示されている。

特開平１１−２６８０８５号公報

ところで、入れ子を備える成形金型において、入れ子と型本体が備える入れ子の収納部との隙間に溶融状態の樹脂が入り込んでしまうことがある。入り込んだ樹脂がそのまま固化すると、収納部の残渣となる。この状態で樹脂成形工程を行った場合、残渣が原因で入れ子が適切に収納されない場合がある。入れ子が収納部に適切に収納されなければ、成形品の形状に不具合が出るおそれがある。特に、反応射出成形等で用いられる熱硬化性の樹脂は、熱可塑性の樹脂に比べて一般的に粘度が低いため、入れ子と収納部との隙間に溶融状態の樹脂が入り込んでしまいやすい。加えて、一度反応硬化した樹脂は、加熱しても溶融しにくいため、その除去作業も非常に手間がかかるものとなる。この点、特許文献１に開示される構成においても、入れ子と収納部（特許文献１における入れ子挿入溝）との隙間への樹脂の侵入を抑制するという観点から改善の余地があった。

本発明は、入れ子と型本体との隙間への樹脂の侵入を効果的に防止できる成形金型を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するため本発明は、キャビティ形成面（例えば、後述のキャビティ形成面２０ａ）を有する入れ子（例えば、後述の入れ子１０）を備える成形金型（例えば、後述の成形金型１００）において、前記入れ子と接触する接触面（例えば、後述の接触面１５０）を有する型本体（例えば、後述の入れ子収納部１３１）を備え、前記入れ子における前記型本体と接触する接触面（例えば、後述の金型接触面２０ｂ）及び前記型本体の前記接触面の少なくともいずれか一部が、弾性部材（例えば、後述の弾性部２０）により構成される成形金型を提供する。

これにより、入れ子と型本体が接触したときに、弾性部材により構成される部分が弾性変形して入れ子と型本体が密着して隙間がなくなるので、入れ子と型本体の隙間への溶融状態の樹脂の侵入を防止できる。

（２）前記弾性部材は、前記型本体の前記接触面又は前記入れ子の前記接触面を付勢するように構成されることが好ましい。

これにより、入れ子と型本体を確実に密着させることができ、溶融状態の樹脂の侵入をより効果的に防止できる。

（３）前記入れ子は、前記入れ子の前記接触面及び前記キャビティ形成面が前記弾性部材により一体的に構成されることが好ましい。

これにより、キャビティ形成面と型本体との境界での溶融状態の樹脂の侵入をより効果的に防止できる。

（４）前記入れ子は、前記弾性部材により構成される弾性部（例えば、後述の弾性部２０）と、鋼材により構成され、前記入れ子を可動させる可動ピン（例えば、後述の可動ピン１３５）が接続される鋼材部（例えば、後述の鋼材部３０）と、を有し、前記弾性部と前記鋼材部が嵌合して前記入れ子が構成されることが好ましい。

これにより、可動ピンが鋼材で構成される鋼材部に接続されるので、入れ子に対して可動ピンをしっかりと固定でき、正確に入れ子を可動させることができる。

本発明の成形金型によれば、入れ子と型本体との隙間への樹脂の侵入を効果的に防止できる

第１実施形態の入れ子の正面図である。 第１実施形態の入れ子の底面図である。 成形金型に収納される入れ子の様子を模式的に示す断面図である。 第２実施形態の入れ子の正面図である。 第２実施形態の入れ子の分解斜視図である。 第２実施形態の入れ子の金型接触面と入れ子収納部の接触面が接触する様子を示す模式図である。

以下、本発明の成形金型の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、第１実施形態の成形金型１００（図３参照）が備える入れ子１０の構成について説明する。なお、本実施形態の成形金型１００は、熱硬化性樹脂による反応射出成形で用いられるものである。図１は、第１実施形態の入れ子１０の正面図である。図２は、第１実施形態の入れ子１０の底面図である。

第１実施形態の入れ子１０は、弾性部２０と、鋼材部３０と、連結ピン４０と、を備える。

弾性部２０は、入れ子１０の外装を形成するものであり、エラストマー等の弾性を有する樹脂によって構成される。弾性部２０は、成形される樹脂の形状に応じてその形状が決められ、後述する成形金型１００が備える入れ子収納部１３１に収納可能に構成される（図３参照）。図１及び図２に示すように、弾性部２０は、キャビティ形成面２０ａと、金型接触面２０ｂと、鋼材部収納部２１と、連結ピン挿通孔２５と、を備える。

キャビティ形成面２０ａは、樹脂を所望の形状に成形するためのキャビティを形成する面である。本実施形態の入れ子１０は、その上面と側面の一部がキャビティ形成面となっている。金型接触面２０ｂは、成形金型１００に接触する面である。本実施形態の入れ子１０は、いわゆる傾斜コアであり、正面視において、金型接触面２０ｂが重力方向に対して傾斜するように構成される。また、本実施形態の入れ子１０は、キャビティ形成面２０ａの全域と金型接触面２０ｂが弾性部材によって一体的に構成されており、キャビティ形成面２０ａと金型接触面２０ｂが連続するようになっている。

鋼材部収納部２１は、鋼材部３０を収納するためのものであり、弾性部２０の底面に凹状に形成される。図２に示すように、鋼材部収納部２１は、底面視において、角が丸められた矩形状に開口している。

連結ピン挿通孔２５は、入れ子１０を成形金型１００に対して移動させるための可動ピン１３５（図３参照）を連結するためのものであり、貫通状の孔として弾性部２０下部に形成される。

鋼材部３０は、可動ピン１３５を入れ子１０に固定するためのものであり、鋼材によりブロック状に構成される。鋼材部３０は、可動ピン１３５を固定するための可動ピン固定孔３６を備える。可動ピン固定孔３６は、鋼材部３０の下面に、可動ピン１３５の先端側の形状に応じて凹状に形成される。本実施形態の鋼材部３０は、可動ピン固定孔３６の開口が外部に露出するように鋼材部収納部２１に埋め込まれる。これにより、弾性部２０に鋼材部３０が嵌合される。鋼材部３０は、下面を除く面が弾性部２０に囲まれており、弾性部２０に前後左右を付勢された状態で保持される。また、可動ピン固定孔３６の内周面には、連結ピン４０を挿通するための挿通孔（図面において省略）が形成されている。

連結ピン４０は、鋼材部３０が弾性部２０の鋼材部収納部２１に嵌合されるとともに、可動ピン固定孔３６に可動ピン１３５が挿入された状態で、連結ピン挿通孔２５から差し込まれる。この連結ピン４０によって、弾性部２０、鋼材部３０及び可動ピン１３５が連結固定される。

第１実施形態の入れ子１０は、以上のように構成される。次に、第１実施形態の成形金型１００による樹脂成形工程について説明する。図３は、成形金型１００に収納される入れ子１０の様子を模式的に示す断面図である。

図３に示すように、第１実施形態の成形金型１００は、上側金型１２０と、下側金型１３０と、入れ子１０と、押上げ入れ子１３６と、を備える。上側金型１２０は、成形品の上面を成形するためのキャビティを形成するキャビティ形成面１２０ａを備える。

下側金型１３０は、成形品の下面を成形するためのキャビティを形成するキャビティ形成面１３０ａと、入れ子収納部１３１と、押上げ入れ子収納部１３２と、を備える。入れ子収納部１３１は、入れ子１０を収納し、入れ子１０とともに、キャビティを形成するためのものであり、下側金型１３０の上面に凹状に形成される。入れ子収納部１３１は、収納された入れ子１０に接触する接触面１５０と、入れ子１０とともにキャビティを形成するキャビティ形成面１５１を備える。接触面１５０は、重力方向に対して一側（図３において上方に進むに従って左側）に傾斜しており、キャビティ形成面１５１は、成形する樹脂の形状に応じて構成される。押上げ入れ子収納部１３２は、押上げ入れ子１３６を収納するために下側金型１３０の上面に凹状に形成され、収納された押上げ入れ子１３６に接触する接触面１６０を備える。

入れ子１０は、可動ピン１３５に連結されており、入れ子収納部１３１に収納される収納状態と、入れ子収納部１３１から離れる離間状態と、の間を移動可能に構成される。入れ子１０は、傾斜コアであり、図略の駆動源に接続される可動ピン１３５によって、入れ子収納部１３１に対して斜め上方（図３において左上方）に移動可能になっている。樹脂成形工程では、入れ子１０は入れ子収納部１３１に収納される収納状態になる。

入れ子１０は、収納状態において、弾性部２０の金型接触面２０ｂが入れ子収納部１３１の接触面１５０を付勢するように、その形状が構成されている。より具体的には、弾性部２０は、収納状態よりも離間状態の方が大きくなるように、金型接触面２０ｂがやや外側に張り出すように構成されている。収納時には張り出した部分が入れ子収納部１３１の接触面１５０によって弾性変形した状態で収納される。これにより、入れ子１０の金型接触面２０ｂが入れ子収納部１３１の接触面１５０を付勢するかたちになり、金型接触面２０ｂと接触面１５０が密着してシール効果が向上するようになっている。

押上げ入れ子１３６は、樹脂成形工程後に成形された樹脂を取り出すために、成形後の樹脂を上方（図面において直上）に押し上げるためのものであり、可動ピン１３７が図略の連結部によって連結されている。樹脂成形工程では、押上げ入れ子１３６の上面がキャビティを形成するキャビティ形成面として機能する。押上げ入れ子１３６は、入れ子１０と同様に、エラストマーによってその外装が構成されるとともに、可動ピン１３７との連結部（図面において省略）が鋼材により構成される。本実施形態の押上げ入れ子１３６は、そのサイズが押上げ入れ子収納部１３２の形状に対して若干大きく形成されており、収納状態では、弾性変形して押上げ入れ子収納部１３２に収納される。これにより、収納状態の押上げ入れ子１３６は、押上げ入れ子収納部１３２の接触面１６０を付勢する状態になる。

以上の構成で、樹脂成形工程が行われる。図３に示すように、入れ子１０と、入れ子収納部１３１と、上側金型１２０と、下側金型１３０と、押上げ入れ子１３６によってキャビティを形成し、このキャビティに溶融状態の樹脂１１０がゲート（図面において省略）より注入される。上述したように、入れ子１０の金型接触面２０ｂと、入れ子収納部１３１の接触面１５０と、は密着した状態にあり、溶融状態の樹脂１１０が入れ子収納部１３１と入れ子１０の隙間に入り込む事態を確実に防止できる。同様に、押上げ入れ子１３６と押上げ入れ子収納部１３２も密着しており、その隙間に溶融状態の樹脂が入り込む事態が防止されている。樹脂成形工程後は、上側金型１２０又は下側金型１３０のいずれかが上下方向に可動するとともに、入れ子１０及び押上げ入れ子１３６が入れ子収納部１３１及び入れ子収納部１３２のそれぞれから離間する方向に移動して、成形された樹脂を取り出すことができる状態になる。

以上説明した第１実施形態の成形金型１００によれば、以下のような効果を奏する。
成形金型１００は、入れ子１０と接触する接触面１５０を有する入れ子収納部１３１を備え、入れ子１０における入れ子収納部１３１と接触する金型接触面２０ｂが、弾性部材により構成される。

これにより、入れ子１０と入れ子収納部１３１が接触したときに、弾性部２０が弾性変形して入れ子１０と入れ子収納部１３１が密着して隙間がなくなるので、入れ子１０と入れ子収納部１３１の隙間への溶融状態の樹脂１１０の侵入を防止できる。

弾性部２０は、収納状態では、入れ子収納部１３１の接触面１５０を付勢するように構成される。

これにより、入れ子１０と入れ子収納部１３１が接触しているときは、弾性部２０によって接触面１５０が付勢されて、入れ子１０の金型接触面２０ｂと入れ子収納部１３１の接触面１５０が確実に密着する。従って、シール効果が一層高まり、溶融状態の樹脂１１０の侵入をより効果的に防止できる。

入れ子１０は、金型接触面２０ｂとキャビティ形成面２０ａが弾性部２０により一体的に構成される。

これにより、キャビティ形成面２０ａと入れ子収納部１３１の接触面１５０との境界での溶融状態の樹脂１１０の侵入を一層効果的に防止できる。

入れ子１０は、弾性部材により構成される弾性部２０と、鋼材により構成され、入れ子１０を可動させる可動ピン１３５が接続される鋼材部３０と、を有し、弾性部２０と鋼材部３０が嵌合して入れ子１０が構成される。

これにより、可動ピン１３５が鋼材で構成される鋼材部３０に接続されるので、入れ子１０に対して可動ピン１３５をしっかりと固定でき、正確に入れ子１０を可動させることができる。また、可動ピン１３５が鋼材部３０に固定されているので、可動ピン１３５を固定する部分を弾性部材で構成する場合に比べ、外力が加わる成形動作が繰り返されることによって可動ピン１３５を固定する部分の形状が変形するおそれがない。従って、入れ子１０と可動ピン１３５の位置関係がずれない、入れ子１０の位置の再現性が高い成形工程を実現できる。

次に、第２実施形態の成形金型が備える入れ子２１０について説明する。図４は、第２実施形態の入れ子２１０の正面図である。図５は、第２実施形態の入れ子２１０の分解斜視図である。図６は、第２実施形態の入れ子２１０の金型接触面２２０ｂと入れ子収納部１３１の接触面１５０が接触する様子を示す模式図である。図６（ａ）は、入れ子収納部１３１から離間した離間状態の入れ子２１０の第１嵌合部２３１の金型接触面２２０ｂ近傍の様子を模式的に拡大した図である。図６（ｂ）は、入れ子収納部１３１に収納された収納状態の入れ子２１０の第１嵌合部２３１の金型接触面２２０ｂ近傍の様子を模式的に拡大した図である。

図４に示すように、第２実施形態の入れ子２１０は、弾性部２２０と、鋼材部２３０と、連結ピン２４０と、を備える。

弾性部２２０は、第１実施形態と同様に、エラストマー等の弾性を有する樹脂によって構成されるとともに、成形金型が備える入れ子収納部１３１に収納可能になっている。なお、図面では省略しているが、第２実施形態の入れ子収納部１３１についても、収納された入れ子２１０に接触する接触面１５０と、入れ子２１０とともにキャビティを形成するキャビティ形成面１５１を備える。そして、第２実施形態の入れ子収納部１３１の接触面１５０及びキャビティ形成面１５１は、成形したい樹脂の形状と入れ子２１０の形状に応じて構成されている。

図４及び図５に示すように、弾性部２２０は、正面視において、略Ｌ字状に形成され、キャビティ形成面２２０ａと、金型接触面２２０ｂと、第１嵌合部２２１と、第２嵌合部２２２と、第３嵌合部２２３と、弾性部側連結ピン固定孔２２５と、を備える。

キャビティ形成面２２０ａは、所望の形状に樹脂を成形するためのキャビティを形成する面である。金型接触面２２０ｂは、入れ子収納部１３１の接触面１５０に接触する面である。第２実施形態においても、キャビティ形成面２２０ａ及び金型接触面２２０ｂが連続するように弾性部材によって一体的に形成されている。

図６（ａ）に示すように、弾性部２２０の金型接触面２２０ｂは、弾性部２２０と鋼材部２３０が嵌合した状態では、鋼材部２３０よりも外側に張り出すように形成される。第２実施形態の入れ子収納部１３１の接触面１５０の形状は、鋼材部２３０の金型接触面２３０ａに応じて形成されている。従って、図６（ｂ）に示すように、金型接触面２２０ｂは、収納状態では、外側に張り出していた部分が入れ子収納部１３１の接触面１５０によって弾性変形し、弾性部２２０の金型接触面２２０ｂと鋼材部２３０の金型接触面２３０ａが略同一平面状になる。これにより、金型接触面２２０ｂが入れ子収納部１３１の接触面１５０を付勢する状態となり、金型接触面２２０ｂと入れ子収納部１３１の接触面１５０が密着した状態になる。上述したように、キャビティ形成面２２０ａと金型接触面２２０ｂは連続している。従って、入れ子収納部１３１と鋼材部２３０（金型接触面２３０ａ）との間に隙間が生じていた場合でも、弾性部２２０の金型接触面２２０ｂによって鋼材部２３０側への樹脂の侵入が防止される。

第１嵌合部２２１、第２嵌合部２２２、第３嵌合部２２３及び弾性部側連結ピン固定孔２２５は、弾性部２２０を鋼材部２３０に嵌合させるためのものである。第１嵌合部２２１は、弾性部２２０の上部に配置され、向かい合う鋼材部２３０から見て横を向いた略Ｈ字状に形成される。第２嵌合部２２２は、第１嵌合部２２１と第３嵌合部２２３の間に配置され、向かい合う鋼材部２３０に突出するように形成される。第３嵌合部２２３は、弾性部２２０の下部に配置され、溝状に形成される。弾性部側連結ピン固定孔２２５は、連結ピン２４０を固定するための貫通状の孔であり、第２嵌合部２２２に形成される。

鋼材部２３０は、鋼材によって構成される。図４及び図５に示すように、鋼材部２３０は、第１嵌合部２３１と、第２嵌合部２３２と、第３嵌合部２３３と、鋼材部側連結ピン固定孔２３５と、可動ピン固定孔２３６と、を備える。

鋼材部２３０の第１嵌合部２３１、第２嵌合部２３２及び第３嵌合部２３３は、弾性部２２０の第１嵌合部２２１、第２嵌合部２２２及び第３嵌合部２２３のそれぞれに対応するように形成される。鋼材部側連結ピン固定孔２３５は、連結ピン２４０を固定するための貫通状の孔であり、第２嵌合部２３２に形成される。弾性部２２０の第２嵌合部２２２は、鋼材部２３０の第２嵌合部２３２に挟み込まれる形で嵌合し、この嵌合状態では、弾性部側連結ピン固定孔２２５と鋼材部側連結ピン固定孔２３５とが連通した状態になる。

可動ピン固定孔２３６は、成形金型１００内で入れ子２１０を上下方向に可動させるための可動ピン１３５を入れ子１０に固定するためのものであり、入れ子２１０の下面に配置される。

連結ピン２４０は、弾性部２２０と鋼材部２３０を嵌合状態で固定するためのものである。鋼材部２３０の第１嵌合部２３１、第２嵌合部２３２及び第３嵌合部２３３が、弾性部２２０の第１嵌合部２２１、第２嵌合部２２２及び第３嵌合部２２３のそれぞれに嵌合した状態で、連結ピン２４０を鋼材部側連結ピン固定孔２３５及び弾性部側連結ピン固定孔２２５に挿通し、弾性部２２０と鋼材部２３０の嵌合を固定する。

可動ピン１３５は、当該可動ピン１３５の先端を可動ピン固定孔２３６に挿入し、固定ピン２３７を鋼材部２３０に形成される図略の挿通孔に差し込むことにより、入れ子２１０に固定される。鋼材で構成される鋼材部２３０に可動ピン１３５が固定されるので、弾性材料で構成される部材に可動ピン１３５を固定する構成に比べ、入れ子２１０に可動ピン１３５を確実に固定できるようになっている。

第２実施形態の入れ子２１０は、以上のように構成される。なお、第２実施形態の成形金型が備える入れ子収納部１３１への収納等については、第１実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。

以上、本発明の成形金型の好ましい各実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態で説明した成形金型１００の構成や、入れ子１０，２１０の構成に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態では、入れ子１０のキャビティ形成面２０ａ及び金型接触面２０ｂが一体的に弾性部２０により構成されているが、キャビティ形成面と金型接触面が連続せず、離れた位置にある構成等、入れ子の構成は所望する樹脂の形状に応じて適宜変更することができる。また、上記実施形態では、入れ子が弾性部を備える構成であるが、入れ子収納部に弾性部を配置する構成とすることもできる。また、本実施形態では、弾性部２０は、エラストマー等の樹脂によって構成されているが、弾性を有する構成であればよく、その材料等は適宜変更できる。

また、入れ子から鋼材部を省略し、可動ピンを弾性部に直接的に連結固定する構成とすることもできる。例えば、第１実施形態の入れ子１０から鋼材部３０を省略し、鋼材部収納部２１が配置される位置に、可動ピン１３５の先端側を挿入するための可動ピン挿入部を設ける。この可動ピン挿入部に可動ピン１３５を挿入して連結ピン４０によって弾性部と可動ピン１３５を連結固定する構成とすることができる。

上述してきたように、本発明は、入れ子における型本体と接触する接触面及び型本体の接触面の少なくともいずれか一部が、弾性部材により構成される成形金型に適用することができる。

１０…入れ子
２０…弾性部
２０ａ…キャビティ形成面
２０ｂ…金型接触面（入れ子の接触面）
３０…鋼材部
１００…成形金型
１３１…入れ子収納部（型本体）
１３７…可動ピン
１５０…接触面（型本体の接触面）
２１０…入れ子
２２０…弾性部（弾性部材）
２３０…鋼材部

Claims (3)

1. キャビティ形成面を有する入れ子を備える成形金型において、
   前記入れ子と接触する接触面を有する型本体を備え、
   前記入れ子における前記型本体と接触する接触面及び前記型本体の前記接触面の少なくともいずれか一部が、弾性部材により構成され、
   前記入れ子は、
   前記弾性部材により構成される弾性部と、
   鋼材により構成され、前記入れ子を可動させる可動ピンが接続される鋼材部と、
   を有し、
   前記弾性部と前記鋼材部が嵌合して前記入れ子が構成されることを特徴とする成形金型。
2. 前記弾性部材は、前記型本体の前記接触面又は前記入れ子の前記接触面を付勢するように構成される請求項１に記載の成形金型。
3. 前記入れ子は、前記入れ子の前記接触面及び前記キャビティ形成面が前記弾性部材により一体的に構成される請求項１又は２に記載の成形金型。

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