JP7160055B2 - スリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法、及び前記金型、並びに前記金型の前記スリット状蒸気孔の洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、断熱容器、包装材等に使用されるビーズ法発泡性合成樹脂を成形するための金型のうち、スリット状蒸気孔を備えた前記金型の製造方法、及び前記金型のスリット状蒸気孔の洗浄方法に関する。

ビーズ法発泡性合成樹脂成形は、キャビティ型（凹型）及びコア型（凸型）からなる一対の金型により形成される成形空間（キャビティ）に熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥して所要形状の成形品を得るものである。

前記一対の金型であるビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型は、外部から成形空間内への蒸気の供給、及び成形空間内からの外部への蒸気の排出をするために、金型の内外に連通する蒸気孔が必要となる。

ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型として、一般的に使用されているコアベントのみにより蒸気孔を設けるのではなく、キャビティ型及びコア型の全面又は一部にスリット状蒸気孔を直接設け、必要に応じてコアベントを併用するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型として、コアベントを減らすか又は無くして、キャビティ型及びコア型にスリット状蒸気孔を直接設けたものがある（例えば、特許文献２参照）。

ここで、特許文献１における金型のスリット状蒸気孔は、立型マシニングセンターによる溝切り加工で形成される（特許文献１の［００３８］の「溝切り機（商品名：ＶＭ７ III型、大阪機工社製）」参照）。

また、特許文献２における金型のスリット状蒸気孔は、横型マシニングセンターの主軸に取り付けたメタルソーにより形成される（特許文献２の［請求項１］及び［００１８］参照）。

さらに、特許文献２には、前記スリット状蒸気孔の形成を、「レーザ加工機又はワイヤ放電加工機による除去加工により行うこともできる」という記載がある（特許文献２の［００１９］参照）。

特許第６１６１１６２号公報 特許第６２４５２１５号公報 特許第６０５８５７５号公報 特許第２９８１５８８号公報

金型のスリット状蒸気孔は、特許文献１のような立型マシニングセンターによる溝切り加工により形成するよりも、特許文献２のように横型マシニングセンターの水平の主軸に取り付けたメタルソーにより形成する方が、メタルソーの外周面の切れ刃による切削加工により効率的に加工できる。

その上、例えば横型マシニングセンターの４軸を活用して、金型の４面に関して手作業による面替えをすることなく一気に加工することにより、さらに効率的な加工が可能になる。したがって、特許文献２のように横型マシニングセンターの水平の主軸に取り付けたメタルソーにより前記スリット状蒸気孔を形成することにより、加工時間を短縮できる。

しかしながら、成形品の表面性状の美麗性を高めるために、前記スリット状蒸気孔の幅、すなわちメタルソーの刃幅（特許文献２では、０．１ｍｍ～０．７ｍｍの範囲）を小さくすると、前記スリット状蒸気孔により所要開口率を確保する必要があることから、より多数の前記スリット状蒸気孔を形成する必要があるので加工時間が増大してしまう。

したがって、特許文献２のような横型マシニングセンターの水平の主軸に取り付けたメタルソーにより金型のスリット状蒸気孔を効率的に加工する方法においても、加工時間をより短縮するという観点から見ると改良の余地がある。

金型にスリット状蒸気孔を形成する加工時間を短縮するための加工方法として、特許文献２に記載があるレーザ加工機による除去加工が考えられる。レーザ加工機による除去加工により金型にスリット状蒸気孔を形成する場合、レーザ加工機のレーザ発振器で出力したレーザ光を集光し、加工ヘッドから所定箇所にレーザ光を照射して対象物を溶融させ、同時に加工ヘッドのレーザと同軸に取り付けたノズルからアシストガスを噴き付け、加工ヘッドを移動させながら対象物の切断を行うレーザ切断の技術を応用することになる。

集光したレーザ光により金型のスリット状蒸気孔を形成する箇所を溶融させながらアシストガスにより吹き飛ばす加工を行う場合には改善点があることが、本願の発明者らが行った基礎的な実験により分かっている。前記改善点は、形成されたスリット状蒸気孔にバリやドロスが発生して綺麗なスリット状蒸気孔を形成し難いこと、レーザ光の入射面の反対面側がドラグラインで大きく波打つこと等である。その上、レーザ加工機は高価であるので、導入するための初期コストが増大する。

そこで、本願の発明者らは、金型にスリット状蒸気孔を形成する加工時間を短縮するための加工方法として、対象物に熱を加えることなく対象物を切断するウォータージェット加工機による切断加工、特に水だけの噴流では加工し難い金属の切断に適したアブレシブウォータージェット切断（例えば、特許文献３参照）に着目した。

さらに、本願の発明者らは、金型の蒸気孔への発泡性ビーズの目詰まりを除去する洗浄方法（例えば、特許文献４参照）にも着目し、ウォータージェット加工機により金型のスリット状蒸気孔を洗浄することを想到した。

本発明は、綺麗なスリット状蒸気孔を金型に形成でき、且つスリット状蒸気孔を形成する加工時間を短縮できる製造方法を提供すること、及びスリット状蒸気孔の目詰まりを効率的に除去できる洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は以下のとおりである。

〔１〕
一対の金型により形成される成形空間に熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥して所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を得るビーズ法発泡性合成樹脂成形に用いる前記金型の製造方法であって、
前記一対の金型は、当該金型自体に直接形成したスリット状蒸気孔を有するものであり、
前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記一対の金型を形成する金型形成工程と、
前記金型形成工程内で形成する、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記金型又は前記金型の構成部品に、前記金型形成工程内で前記スリット状蒸気孔の一端部を含む位置に孔を開ける孔開け工程、又は、
前記金型形成工程で形成した、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記金型又は前記金型の構成部品に、前記スリット状蒸気孔の一端部を含む位置に孔を開ける孔開け工程と、
前記孔開け工程を経た、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記金型又は前記金型の構成部品をキャッチタンクに固定した状態で、研磨材を混入させた高圧水をノズルから噴射して加工対象物を切断するアブレシブウォータージェットカッタを用いて、前記ノズルを、前記孔開け工程で開けた前記孔から前記スリット状蒸気孔の他端部の位置まで移動させることにより、前記スリット状蒸気孔を形成するスリット状蒸気孔形成工程と、
を含むことを特徴とする、
ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法。

〔２〕
前記金型形成工程は、削り出し及び／又は鋳造により、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記一対の金型を形成する、
〔１〕に記載の製造方法。

〔３〕
前記孔開け工程を、切削工具、アブレシブウォータージェット、レーザ、又は放電による加工で行う、
〔１〕又は〔２〕に記載の製造方法。

〔４〕
前記スリット状蒸気孔形成工程でスリット状蒸気孔を形成した前記金型又は前記金型の構成部品に対し、前記孔開け工程で形成した孔に円柱材を嵌入して前記孔を塞ぐ円柱材嵌入工程をさらに有する、
〔１〕～〔３〕の何れかに記載の製造方法。

〔５〕
前記スリット状蒸気孔形成工程において、前記ノズルを前記金型の成形面と反対側の面に対向させて前記スリット状蒸気孔を形成する、
〔１〕～〔４〕の何れかに記載の製造方法。

〔６〕
〔１〕～〔５〕の何れかに記載の製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型。

〔７〕
〔１〕～〔５〕の何れかに記載の製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型を使用して前記ビーズ法発泡性合成樹脂成形を行った後、
前記金型又は前記金型の構成部品を、前記スリット状蒸気孔形成工程を行った際と同様に前記キャッチタンクに固定し、
前記アブレシブウォータージェットカッタの制御装置に記憶している前記スリット状蒸気孔を形成した際の、前記ノズルを移動させるデータを用いて、前記スリット状蒸気孔をなぞるように前記ノズルを移動させながら、前記高圧水に研磨材を混入させずに前記ノズルから当該高圧水を噴射して前記スリット状蒸気孔を洗浄することを特徴とする、
スリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の前記スリット状蒸気孔の洗浄方法。

〔８〕
前記高圧水に研磨材を混入させずに微小粉粒体を混入させ、前記ノズルから当該高圧水を噴射して前記スリット状蒸気孔を洗浄する、
〔７〕に記載の洗浄方法。

本発明に係るスリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法によれば、研磨材を混入させた高圧水をノズルから噴射して加工対象物を切断するアブレシブウォータージェットカッタを用いて、前記ノズルを移動させることにより、金型又はその構成部品にスリット状蒸気孔を形成する。したがって、レーザ加工機による除去加工で金型等にスリット状蒸気孔を形成する構成のように、金型等に熱を加えることがないので、綺麗なスリット状蒸気孔を金型等に形成できる。その上、アブレシブウォータージェットカッタを用いる構成により、横型マシニングセンターの水平の主軸に取り付けたメタルソーで金型等にスリット状蒸気孔を形成する構成よりも加工時間を大幅に短縮できる。

本発明のスリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の前記スリット状蒸気孔の洗浄方法によれば、アブレシブウォータージェットカッタを用いて金型等にスリット状蒸気孔を形成した際と同様にキャッチタンクに前記金型等を固定し、前記アブレシブウォータージェットカッタの制御装置に記憶している前記スリット状蒸気孔を形成した際の、前記ノズルを移動させるデータを用いて、前記スリット状蒸気孔をなぞるように前記ノズルを移動させながら、前記高圧水に研磨材を混入させずに前記ノズルから当該高圧水を噴射して前記スリット状蒸気孔を洗浄する。したがって、金型等の前記スリット状蒸気孔の目詰まりを除去するための洗浄を自動で効率的に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る製造方法で製造したスリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型の斜視図である。 前記キャビティ型の分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る製造方法で製造したスリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のコア型の斜視図である。 前記コア型の分解斜視図である。 孔開け工程でスリット状蒸気孔の端部の位置に形成した孔の例を示す要部拡大図である。 孔開け工程でスリット状蒸気孔の端部の位置に形成した別の孔の例を示す要部拡大図である。 スリット状蒸気孔形成工程でスリット状蒸気孔を形成した後に、円柱材嵌入工程で図５Ｂの孔に円柱材を嵌入して塞いだ状態を示す要部拡大図である。 アブレシブウォータージェットカッタの概略構成図である。 キャビティ型の本体の側板にスリット状蒸気孔を加工する例を示す概略斜視図である。 同じく概略断面図である。 キャビティ型の本体の側板にスリット状蒸気孔を加工する別の例を示す概略斜視図である。 同じく概略断面図である。 コア型の本体の底板にスリット状蒸気孔を加工する例を示す概略斜視図である。 同じく概略断面図である。 コア型の本体の側板にスリット状蒸気孔を加工する例を示す概略斜視図である。 同じく概略断面図である。 スリット状蒸気孔の加工例を示す成形面側の拡大写真であり、（ａ）はノズルの移動速度が１００ｍｍ／ｍｉｎである場合、（ｂ）はノズルの移動速度が２００ｍｍ／ｍｉｎである場合、（ｃ）はノズルの移動速度が２８０ｍｍ／ｍｉｎである場合、（ｄ）はノズルの移動速度が３００ｍｍ／ｍｉｎである場合である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型＞
本発明の実施の形態に係る製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１は、例えばアルミニウム合金製であり、図１の斜視図及び図２の分解斜視図に示すキャビティ型（凹型）２、並びに図３の斜視図及び図４の分解斜視図に示すコア型（凸型）３からなる一対の金型である。キャビティ型２及びコア型３の厚みは、好ましくは７ｍｍ～９ｍｍ程度である。成形品の形状によっては、立体形状のコア型ではなく、平面的な金型を用いる場合もある。

キャビティ型２及びコア型３は、削り出し及び／又は鋳造により立体形状に形成されたものであるのが好ましい。本発明において、立体形状の金型を形成する「削り出し及び／又は鋳造」は、削り出し単体の金型、部分的な削り出し部分を組み立ててなる金型、鋳造単体の金型、部分的な鋳造部分を組み立ててなる金型、削り出し部分と鋳造部分を組み立ててなる金型等を含む広い概念を意味する。

本実施の形態におけるキャビティ型２は、図２の分解斜視図に示すように、本体２Ａ及び底板２Ｂからなる。底板２Ｂの通孔２Ｃ，２Ｃ，…にボルト６，６，…を通して本体２Ａの図示しない螺孔に螺合することにより、本体２Ａに底板２Ｂを組み付ける。

本実施の形態におけるコア型３は、図４の分解斜視図に示すように、本体３Ａ及びフランジ３Ｂからなる。フランジ３Ｂの通孔３Ｃ，３Ｃ，…にボルト７，７，…を通して本体３Ａの螺孔３Ｄ，３Ｄ，…に螺合することにより、本体３Ａにフランジ３Ｂを組み付ける。

＜スリット状蒸気孔＞
図１及び図２に示すように、キャビティ型２には、それらの所要箇所に、内外に連通して蒸気を通すためのスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…が、金型自体に直接形成されている。また、図３及び図４に示すように、コア型３には、それらの所要箇所に、内外に連通して蒸気を通すためのスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…が、金型自体に直接形成されている。

スリット状蒸気孔Ａの長さは、例えば１０ｍｍ～１００ｍｍの範囲であり、３０ｍｍ～７０ｍｍの範囲であるのがより好ましい。スリット状蒸気孔Ａの幅（図５ＣのＷ参照）は、例えば０．１ｍｍ～０．７ｍｍの範囲であり、０．２ｍｍ～０．５ｍｍの範囲であるのがより好ましい。

＜ビーズ法発泡性合成樹脂成形＞
ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１であるキャビティ型２及びコア型３は、図示しない一般的な成形装置に取り付けて使用される。

ビーズ法発泡性合成樹脂成形は、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１を取り付けた成形装置を用いて、金型１により形成される成形空間に、原料充填口４から熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥した後に離型ピン用開口５，５，…から離型ピンを挿入して押し出すことにより、所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を得るものである。

金型１に充填する発泡性ビーズとは、発泡性ビーズを予備発泡して得られる予備発泡ビーズをも包含する概念である。

ビーズ法発泡性合成樹脂成形に用いる発泡性合成樹脂としては、例えば発泡性ポリオレフィン系樹脂又は発泡性ポリスチレン系樹脂等を用いる。

前記発泡性合成樹脂が発泡性ポリオレフィン系樹脂であると、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１を用いて、強度や耐熱性に優れるとともに耐油性及び耐薬品性も有している成形品を成形できる。

また、前記発泡性合成樹脂が発泡性ポリスチレン系樹脂であると、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１を用いて、断熱性や衝撃吸収性に優れるともに軽量で低コストな成形品を成形できる。

＜ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法＞
本発明の実施の形態に係るビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１の製造方法は、以下の工程を有する。

（金型形成工程）
スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前のキャビティ型２及びコア型３を、削り出し及び／又は鋳造により形成する金型形成工程を行う。

（孔開け工程）
前記金型形成工程で形成した、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前の前記金型２，３、又は前記金型２，３の構成部品に、図５Ａ及び図５Ｂの要部拡大図に示すように、後工程のスリット状蒸気孔形成工程で形成するスリット状蒸気孔Ａの一端部Ｅ１を含む位置に孔８を開ける孔開け工程を行う。

前記孔開け工程は、切削工具、アブレシブウォータージェット、レーザ、又は放電による加工で行うことができる。

前記孔開け工程を、前記金型形成工程内で行う場合もある。その場合は、前記金型形成工程内で形成する、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前の前記金型２，３又は前記金型２，３の構成部品に、前記金型形成工程内でスリット状蒸気孔Ａの一端部Ｅ１を含む位置に孔８を開ける。

前記孔開け工程を、前記金型形成工程を行った後に、アブレシブウォータージェットで行うことにより、後工程のスリット状蒸気孔形成工程ではアブレシブウォータージェットで加工を行うことから、金型２，３又は金型２，３の構成部品を加工前に治具等に固定する段取り替えが少なくなるため生産性が向上するので好ましい。

孔８の直径は、加工方法によって、スリット状蒸気孔Ａの幅Ｗよりも大きくなることがある。孔８の直径が大きい場合、前記ビーズ法発泡性合成樹脂成形で加熱した際の発泡圧により孔８に樹脂が深く食い込み、離型時に成形品を抜き取るときに樹脂が千切れる。このような樹脂の食い込み・千切れを繰り返すことにより、樹脂が硬化するので、硬化した樹脂により成形品に傷ができるという不具合に繋がる。

したがって、前記孔開け工程で開ける孔８の直径が大きくなる場合は、図５Ｂの要部拡大図の孔８の直径Ｄのように、孔８を敢えて大きめに形成し、前記孔開け工程の後工程でスリット状蒸気孔Ａを形成した後に、図５Ｃの要部拡大図のように、孔８に、アルミニウム合金製の円柱材９を嵌入して孔８を塞ぐ円柱材嵌入工程を行う。大きめに形成する孔８の直径Ｄは、円柱材９の嵌入作業を考慮して、例えば３ｍｍ～１０ｍｍ程度にするのが好ましい。

（スリット状蒸気孔形成工程）
前記孔開け工程を経た、スリット状蒸気Ａ，Ａ，…を形成する前の前記金型２，３又は前記金型２，３の構成部品に対し、アブレシブウォータージェットカッタによりスリット状蒸気Ａ，Ａ，…を形成するスリット状蒸気孔形成工程を行う。

スリット状蒸気孔形成工程でスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成するために用いるアブレシブウォータージェットカッタ１０は、例えば、図６の概略構成図に示す構成を有する。

アブレシブウォータージェットカッタ１０は、ノズル１１、ノズルを移動させるノズル移動装置１２、ノズル１１へ高圧水を供給する高圧水供給装置１３、ノズル１１へ研磨材を供給する研磨材供給装置１４、ノズル移動装置１２、高圧水供給装置１３及び研磨材供給装置１４を制御する制御装置１５、並びにノズル１１から噴射された研磨材を混入させた高圧水２０を緩衝するキャッチタンク１６を有する。研磨材供給装置１４からノズル１１へ供給する研磨材は、例えばガーネットであり、直径が０．７ｍｍ以下のものを用いるのが好ましい。

ノズル移動装置１２は、門型等の直交３軸（ＸＹＺ軸）の構成、若しくは前記直交３軸に１ないし２自由度の回転軸を設けた構成を用いることができる。あるいは、ノズル移動装置１２として、所要の可搬重量及び経路精度を有する多自由度の産業用ロボット、例えば垂直多関節型ロボット等を用いて、その先端フランジにノズル１１を取り付けてもよい。

アブレシブウォータージェットカッタ１０の一般的な動作及び機能は、キャッチタンク１６に固定した加工対象物１７に対してノズル１１から研磨材を混入させた高圧水２０を噴射し、ノズル移動装置１２によりノズル１１を移動させながら、高圧水２０の衝撃エネルギーにより加工対象物１７を切断するものである。

スリット状蒸気孔形成工程では、前記孔開け工程を経た、スリット状蒸気Ａ，Ａ，…を形成する前の前記金型２，３又は前記金型２，３の構成部品を、アブレシブウォータージェットカッタ１０のキャッチタンク１６に固定した状態で、研磨材を混入させた高圧水２０をノズル１１から噴射しながら、ノズル移動装置１２により、前記孔開け工程でスリット状蒸気孔Ａの一端部Ｅ１を含む位置に開けた孔８からスリット状蒸気孔Ａの他端部の位置までノズル１１を移動させることにより、スリット状蒸気孔Ａを形成する。高圧水２０の水圧は、例えば、２００ＭＰａ～７００ＭＰａであり、より好ましくは、２５０ＭＰａ～４５０ＭＰａである。

（円柱材嵌入工程）
前記のとおり、前記孔開け工程で開ける孔８が大きい場合、図５Ｃの要部拡大図のように、孔８に円柱材９を嵌入して孔８を塞ぐ円柱材嵌入工程を行う。

＜スリット状蒸気孔形成工程におけるノズルの配置＞

アブレシブウォータージェットによりスリット状蒸気Ａ，Ａ，…を形成する前の前記金型２，３又は前記金型２，３の構成部品にスリット状蒸気孔Ａを形成する場合、ノズル１１の移動速度が遅い場合は、ノズル１１側の面のスリット状蒸気孔Ａの幅よりもノズル１１と反対側の面のスリット状蒸気孔Ａの幅が大きくなり、ノズル１１の移動速度が速い場合は、ノズル１１側の面のスリット状蒸気孔Ａの幅よりもノズル１１と反対側の面のスリット状蒸気孔Ａの幅が小さくなる（例えば、特許文献３の［００４２］参照）。

本発明はスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する加工時間を短縮することを目的としていることから、ノズル１１の移動速度は速いので、ノズル１１側の面のスリット状蒸気孔Ａの幅よりもノズル１１と反対側の面のスリット状蒸気孔Ａの幅が小さくなる。したがって、成形空間側のスリット状蒸気孔Ａの幅を小さくし、それにより成形空間側からの樹脂の目詰まりを抑制して成形品が傷付くリスクを低減するために、スリット状蒸気孔Ａの形成は、金型の成形面と反対側の面にノズル１１を対向させて行うのがより好ましい実施態様である。しかしながら、アブレシブウォータージェットカッタ１０のノズル１１を金型の成形面に対向させてスリット状蒸気孔形成工程を行う実施態様を採用してもよい。すなわち、本発明は、ノズル１１を金型の成形面と反対側の面に対向させる場合、及びノズル１１を金型の成形面に対向させる場合の両方を含む。

＜スリット状蒸気孔形成工程の具体例＞
次に、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前のキャビティ型２の構成部品Ｃ１、及び、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前のコア型３の構成部品Ｃ２に対して、スリット状蒸気孔形成工程を行う具体例を、図７Ａ～図１０Ｂを参照して説明する。図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ及び図１０Ｂのように、キャッチタンク１６内には水１９を収容している。

（本体２Ａの側板Ｓ１）
図７Ａの概略斜視図、及び図７Ｂの概略断面図は、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前のキャビティ型２の構成部品Ｃ１（本体２Ａ）の側板Ｓ１にスリット状蒸気孔Ａを加工する例を示している。

キャッチタンク１６内の加工対象物支持板１８に構成部品Ｃ１を側板Ｓ１が上下方向になるように固定した状態で、側板Ｓ１の成形面ＭＳと反対側の面に側方からノズル１１を対向させ、ノズル１１から研磨材を混入させた高圧水２０を噴射し、ノズル１１を一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで移動させることによりスリット状蒸気孔Ａを形成する。

図８Ａの概略斜視図、及び図８Ｂの概略断面図も、前記構成部品Ｃ１（本体２Ａ）の側板Ｓ１にスリット状蒸気孔Ａを加工する例を示している。これは、図６のノズル移動装置１２が、直交３軸（ＸＹＺ軸）の構成である場合の例である。

キャッチタンク１６内に設けた図示しない固定治具に構成部品Ｃ１を側板Ｓ１が水平方向になるように固定した状態で、側板Ｓ１の成形面ＭＳと反対側の面に上方からノズル１１を対向させ、ノズル１１から研磨材を混入させた高圧水２０を噴射し、ノズル１１を一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで移動させることによりスリット状蒸気孔Ａを形成する。

（本体３Ａの底板Ｂ２）
図９Ａの概略斜視図、及び図９Ｂの概略断面図は、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前のコア型３の構成部品Ｃ２（本体３Ａ）の底板Ｂ２にスリット状蒸気孔Ａを加工する例を示している。

キャッチタンク１６内の加工対象物支持板１８に構成部品Ｃ２を底板Ｂ２が水平方向になるように固定した状態で、底板Ｂ２の成形面ＭＳと反対側の面に上方からノズル１１を対向させ、ノズル１１から研磨材を混入させた高圧水２０を噴射し、ノズル１１を一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで移動させることによりスリット状蒸気孔Ａを形成する。

（本体３Ａの側板Ｓ２）
図１０Ａの概略斜視図、及び図１０Ｂの概略断面図は、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する前のコア型３の構成部品Ｃ２（本体３Ａ）の側板Ｓ２にスリット状蒸気孔Ａを加工する例を示している。

キャッチタンク１６内の加工対象物支持板１８に構成部品Ｃ２を側板Ｓ２が上下方向になるように固定した状態で、側板Ｓ２の成形面ＭＳと反対側の面に側方からノズル１１を対向させ、ノズル１１から研磨材を混入させた高圧水２０を噴射し、ノズル１１を一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで移動させることによりスリット状蒸気孔Ａを形成する。

＜形成したスリット状蒸気孔を評価する実験＞
（目的）
アブレシブウォータージェットカッタにより、ノズルの移動速度を変化させてスリット状蒸気孔を形成し、スリット状蒸気孔を評価する。

（実験方法）
株式会社スギノマシン製の「アブレシブジェットカッタＫＡＴＡＮＡ２」により、以下の実験条件で、加工対象物である厚みが７ｍｍのアルミニウム合金の圧延板材（Ａ５０５２）にスリット状蒸気孔を形成する。

（実験条件）
（１）高圧水の圧力：３００ＭＰａ
（２）ノズルの口径（水）：０．１５ｍｍ、ノズルの口径（研磨材）：０．５ｍｍ
（３）研磨材：ガーネット
（４）研磨材の粒径：１２０メッシュ以下
（５）前記加工対象物の表面に対するノズル先端の高さ：１ｍｍ
（６）ノズルの移動速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ～３００ｍｍ／ｍｉｎ

（実験結果）
図１１に成形面側の拡大写真を示す。（ａ）はノズルの移動速度が１００ｍｍ／ｍｉｎである場合、（ｂ）はノズルの移動速度が２００ｍｍ／ｍｉｎである場合、（ｃ）はノズルの移動速度が２８０ｍｍ／ｍｉｎである場合、（ｄ）はノズルの移動速度が３００ｍｍ／ｍｉｎである場合である。

（１）スリット状蒸気孔の幅は、何れもノズル側の面よりもノズルと反対側の面の方が小さかった。
（２）ノズルの移動速度が３００ｍｍ／ｍｉｎの場合（図１１（ｄ））は、切遅れが発生し、スリット状蒸気孔の幅が不安定になるとともに、スリット状蒸気孔を形成できない部分があった。
（３）ノズルの移動速度が２８０ｍｍ／ｍｉｎ以下の場合、スリット状蒸気孔の内面は綺麗であった。

生産性を考慮すると、ノズルの移動速度は１００ｍｍ／ｍｉｎ以上が好ましい。上記実験条件においてより好ましいノズルの移動速度は、２００ｍｍ／ｍｉｎ～２９０ｍｍ／ｍｉｎである。

＜作用効果＞
本発明の実施の形態に係るスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法によれば、研磨材を混入させた高圧水２０をノズル１１から噴射して加工対象物を切断するアブレシブウォータージェットカッタ１０を用いて、ノズル１１を移動させることにより、金型２，３又はその構成部品にスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する。したがって、レーザ加工機による除去加工で金型２，３等にスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成する構成のように、金型２，３等に熱を加えることがないので、綺麗なスリット状蒸気孔を金型２，３等に形成できる。その上、アブレシブウォータージェットカッタ１０を用いる構成により、横型マシニングセンターの水平の主軸に取り付けたメタルソーで金型２，３等にスリット状蒸気孔を形成する構成よりも加工時間を大幅に短縮できる。

＜スリット状蒸気孔の洗浄方法＞
次に、本発明の実施の形態に係る製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１（キャビティ型２、コア型３）を用いてビーズ法発泡性合成樹脂成形を行い、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…に発泡性ビーズが目詰まりした場合において、金型１のスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を洗浄する方法について説明する。

本発明の実施の形態に係る製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型１を使用してビーズ法発泡性合成樹脂成形を行った後、金型２，３、又は金型２，３の構成部品を、前記スリット状蒸気孔形成工程を行った際と同様にキャッチタンク１６に固定する。

アブレシブウォータージェットカッタ１０の制御装置１５（図６）に記憶しているスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成した際の、ノズル１１を移動させるデータを用いて、スリット状蒸気孔Ａをなぞるようにノズル１１を移動させながら、高圧水２０に研磨材を混入させずにノズル１１から当該高圧水２０を噴射してスリット状蒸気孔Ａを洗浄する。当該高圧水２０の水圧は、例えば、４０ＭＰａ～１５０ＭＰａとし、より好ましくは、５０ＭＰａ～９０ＭＰａとする。

あるいは、高圧水２０に研磨材を混入させずに微小粉粒体を混入させ、ノズル１１から当該高圧水２０を噴射してスリット状蒸気孔Ａを洗浄するのが一層好ましい実施態様である。ここで、前記微小粉粒体としては、特許文献４と同様に、ノズルの口径（研磨材）よりも径が小さい、砂、ガラス粉、カーボン粉、鉄粉、繊維粉から選ばれた１種以上を用いるのが好ましい。

＜作用効果＞
本発明の実施の形態に係るスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の前記スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…の洗浄方法によれば、アブレシブウォータージェットカッタ１０を用いて金型２，３、又は金型２，３の構成部品にスリット状蒸気孔を形成した際と同様にキャッチタンク１６に前記金型等を固定し、アブレシブウォータージェットカッタ１０の制御装置１５に記憶している前記スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を形成した際の、ノズル１１を移動させるデータを用いて、スリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…をなぞるようにノズル１１を移動させながら、高圧水２０に研磨材を混入させずにノズル１１から当該高圧水２０を噴射してスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…を洗浄する。したがって、前記金型等のスリット状蒸気孔Ａ，Ａ，…の目詰まりを除去するための洗浄を自動で効率的に行うことができる。

以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

１ ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型
２ キャビティ型
２Ａ 本体
２Ｂ 底板
２Ｃ 通孔
３ コア型
３Ａ 本体
３Ｂ フランジ
３Ｃ 通孔
３Ｄ 螺孔
４ 原料充填口
５ 離型ピン用開口
６，７ ボルト
８ 孔
９ 円柱材
１０ アブレシブウォータージェットカッタ
１１ ノズル
１２ ノズル移動装置
１３ 高圧水供給装置
１４ 研磨材供給装置
１５ 制御装置
１６ キャッチタンク
１７ 加工対象物
１８ 加工対象物支持板
１９ 水
２０ 高圧水
Ａ スリット状蒸気孔
Ｂ２ 底板
Ｃ１ スリット状蒸気孔を形成する前のキャビティ型の構成部品
Ｃ２ スリット状蒸気孔を形成する前のコア型の構成部品
Ｄ 孔の直径
Ｅ１ 一端部
Ｅ２ 他端部
ＭＳ 成形面
Ｓ１，Ｓ２ 側板
Ｗ スリット状蒸気孔の幅

Claims (8)

1. 一対の金型により形成される成形空間に熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥して所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を得るビーズ法発泡性合成樹脂成形に用いる前記金型の製造方法であって、
   前記一対の金型は、当該金型自体に直接形成したスリット状蒸気孔を有するものであり、
   前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記一対の金型を形成する金型形成工程と、
   前記金型形成工程内で形成する、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記金型又は前記金型の構成部品に、前記金型形成工程内で前記スリット状蒸気孔の一端部を含む位置に孔を開ける孔開け工程、又は、
   前記金型形成工程で形成した、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記金型又は前記金型の構成部品に、前記スリット状蒸気孔の一端部を含む位置に孔を開ける孔開け工程と、
   前記孔開け工程を経た、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記金型又は前記金型の構成部品をキャッチタンクに固定した状態で、研磨材を混入させた高圧水をノズルから噴射して加工対象物を切断するアブレシブウォータージェットカッタを用いて、前記ノズルを、前記孔開け工程で開けた前記孔から前記スリット状蒸気孔の他端部の位置まで移動させることにより、前記スリット状蒸気孔を形成するスリット状蒸気孔形成工程と、
   を含むことを特徴とする、
   ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法。
2. 前記金型形成工程は、削り出し及び／又は鋳造により、前記スリット状蒸気孔を形成する前の前記一対の金型を形成する、
   請求項１に記載のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の製造方法。
3. 前記孔開け工程を、切削工具、アブレシブウォータージェット、レーザ、又は放電による加工で行う、
   請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記スリット状蒸気孔形成工程でスリット状蒸気孔を形成した前記金型又は前記金型の構成部品に対し、前記孔開け工程で形成した孔に円柱材を嵌入して前記孔を塞ぐ円柱材嵌入工程をさらに有する、
   請求項１～３の何れか１項に記載の製造方法。
5. 前記スリット状蒸気孔形成工程において、前記ノズルを前記金型の成形面と反対側の面に対向させて前記スリット状蒸気孔を形成する、
   請求項１～４の何れか１項に記載の製造方法。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載の製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型。
7. 請求項１～５の何れか１項に記載の製造方法で製造したビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型を使用して前記ビーズ法発泡性合成樹脂成形を行った後、
   前記金型又は前記金型の構成部品を、前記スリット状蒸気孔形成工程を行った際と同様に前記キャッチタンクに固定し、
   前記アブレシブウォータージェットカッタの制御装置に記憶している前記スリット状蒸気孔を形成した際の、前記ノズルを移動させるデータを用いて、前記スリット状蒸気孔をなぞるように前記ノズルを移動させながら、前記高圧水に研磨材を混入させずに前記ノズルから当該高圧水を噴射して前記スリット状蒸気孔を洗浄することを特徴とする、
   スリット状蒸気孔を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の前記スリット状蒸気孔の洗浄方法。
8. 前記高圧水に研磨材を混入させずに微小粉粒体を混入させ、前記ノズルから当該高圧水を噴射して前記スリット状蒸気孔を洗浄する、
   請求項７に記載の洗浄方法。

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