(57)【要約】【課題】生産性を向上させる。【解決手段】本実施形態に係る成形品の製造方法は、射出工程と、ゲート閉止工程と、成形品形成工程と、成形品取出工程とを備える。射出工程では、成形機のノズル７６から樹脂を射出し、金型１０のゲート４０を通じて金型１０のキャビティ３８に樹脂を充填させる。ゲート閉止工程では、キャビティ３８に樹脂が充填された後、金型１０の開閉機構７２によってゲート４０を閉止する。成形品形成工程では、キャビティ３８に充填された樹脂を固化させて樹脂から成形品４２を形成する。成形品取出工程では、金型１０を型開きしてキャビティ３８から成形品４２を取り出す。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティと、
前記キャビティと連通するゲートと、
前記ゲートを開閉する開閉機構と、
を備える金型。
【請求項２】
前記開閉機構は、前記ゲートの長さ方向に沿って延びる軸線を中心に回転する回転体を有し、
前記回転体の回転中心から偏芯した位置には、前記ゲートの長さ方向の一部が形成されている、
請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記回転体の回転中心から偏芯した位置には、前記ゲートの長さ方向の中央部が形成され、
前記金型は、前記回転体の周囲に設けられ前記回転体を回転可能に支持する支持部材と、前記ゲートの長さ方向の中央部よりも入口側の部分が形成された入口部材を有し、
前記支持部材は、前記入口部材と当接し、
前記回転体は、前記入口部材との間に隙間を有する、
請求項２に記載の金型。
【請求項４】
前記開閉機構は、前記ゲートの長さ方向と直交する方向にスライドするスライド体を有し、
前記スライド体には、前記ゲートの長さ方向の一部が形成されている、
請求項１に記載の金型。
【請求項５】
成形機のノズルから樹脂を射出し、金型のゲートを通じて前記金型のキャビティに前記樹脂を充填させる射出工程と、
前記キャビティに前記樹脂が充填された後、前記金型の開閉機構によって前記ゲートを閉止するゲート閉止工程と、
前記キャビティに充填された前記樹脂を固化させて前記樹脂から成形品を形成する成形品形成工程と、
前記金型を型開きして前記キャビティから前記成形品を取り出す成形品取出工程と、
を備える成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型、及び、成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形による成形品の製造方法には、金型が用いられる。このような金型を用いた成形品の製造方法では、「型閉じ」、「射出」、「保圧」、「冷却・軽量」、「型開き」、「取り出し」の各工程を経て成形品が形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４３９１９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂の流動性が低かったり、樹脂の成形収縮が大きかったりするなど、成形に不利な樹脂材料を使用する場合に、要求される精度及び強度を確保するためには、金型のゲートの径を拡大して射出時の圧力損失を抑え、収縮分の樹脂をキャビティに充填させることが効果的である。
【０００５】
しかしながら、その背反として、ゲートの径が太くなることにより、ゲート内の樹脂が固化する時間（ゲートシール時間）が遅くなってしまう。ゲート内の樹脂が固化するまでは、成形機の保圧を続ける必要があり、結果として、成形時間が延び、生産性が低下する。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、生産性を向上させることができる金型、及び、成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の金型は、キャビティと、前記キャビティと連通するゲートと、前記ゲートを開閉する開閉機構と、を備える。
【０００８】
請求項１に記載の金型によれば、例えば、以下の要領で成形品を製造することができる。すなわち、先ず、成形機のノズルから樹脂を射出し、金型のゲートを通じて金型のキャビティに樹脂を充填させる。その後、金型の開閉機構によってゲートを閉止する。続いて、キャビティに充填された樹脂を固化させて樹脂から成形品を形成する。そして、金型を型開きしてキャビティから成形品を取り出す。以上の要領で成形品が製造される。
【０００９】
ここで、請求項１に記載の金型によれば、キャビティに樹脂が充填された後、開閉機構によってゲートを閉止することができる。したがって、ゲート内の樹脂が固化するまで成形機の保圧を続ける必要がないので、結果として、成形時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。
【００１０】
なお、請求項２に記載のように、請求項１に記載の金型において、前記開閉機構は、前記ゲートの長さ方向に沿って延びる軸線を中心に回転する回転体を有し、前記回転体の回転中心から偏芯した位置には、前記ゲートの長さ方向の一部が形成されていてもよい。
【００１１】
請求項２に記載の金型によれば、回転体の回転中心から偏芯した位置に、ゲートの長さ方向の一部が形成されているので、回転体を回転させることにより、ゲートの長さ方向の一部が他の部分と整合した状態（ゲートが開放された状態）と、ゲートの長さ方向の一部が他の部分に対してずれた状態（ゲートが閉止された状態）とに切り替えることができる。これにより、回転体を用いた簡単な構成により、ゲートの開閉を行うことができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、請求項２に記載の金型において、前記回転体の回転中心から偏芯した位置には、前記ゲートの長さ方向の中央部が形成され、前記金型は、前記回転体の周囲に設けられ前記回転体を回転可能に支持する支持部材と、前記ゲートの長さ方向の中央部よりも入口側の部分が形成された入口部材を有し、前記支持部材は、前記入口部材と当接し、前記回転体は、前記入口部材との間に隙間を有していてもよい。
【００１３】
請求項３に記載の金型によれば、回転体の周囲には、回転体を回転可能に支持する支持部材が設けられており、この支持部材は、ゲートの長さ方向に入口部材と対向している。また、支持部材は、入口部材と当接しており、回転体は、入口部材との間に隙間を有している。したがって、例えば、成形機のノズルが入口部材に接続され、ノズルによって入口部材に回転体側への荷重が付与された場合でも、回転体と支持部材との摺接を抑制できるので、回転体の回転性を良好にすることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載のように、請求項１に記載の金型において、前記開閉機構は、前記ゲートの長さ方向と直交する方向にスライドするスライド体を有し、前記スライド体には、前記ゲートの長さ方向の一部が形成されていてもよい。
【００１５】
請求項４に記載の金型によれば、スライド体には、ゲートの長さ方向の一部が形成されているので、スライド体をスライドさせることにより、ゲートの長さ方向の一部が他の部分と整合した状態（ゲートが開放された状態）と、ゲートの長さ方向の一部が他の部分に対してずれた状態（ゲートが閉止された状態）とに切り替えることができる。これにより、スライド体を用いた簡単な構成により、ゲートの開閉を行うことができる。
【００１６】
また、前記課題を解決するために、請求項５に記載の成形品の製造方法は、成形機のノズルから樹脂を射出し、金型のゲートを通じて前記金型のキャビティに前記樹脂を充填させる射出工程と、前記キャビティに前記樹脂が充填された後、前記金型の開閉機構によって前記ゲートを閉止するゲート閉止工程と、前記キャビティに充填された前記樹脂を固化させて前記樹脂から成形品を形成する成形品形成工程と、前記金型を型開きして前記キャビティから前記成形品を取り出す成形品取出工程と、を備える。
【００１７】
請求項５に記載の成形品の製造方法によれば、キャビティに樹脂が充填された後、開閉機構によってゲートを閉止する。したがって、ゲート内の樹脂が固化するまで成形機の保圧を続ける必要がないので、結果として、成形時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型の縦断面図である。
【図２】図１の開閉機構及びその周辺部の構成を示す斜視図である。
【図３】図１のゲート部材を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る成形品の製造方法における射出工程を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る成形品の製造方法におけるゲート閉止工程を説明する図である。
【図６】図５のゲート閉止工程における開閉機構の動作を説明する図である。
【図７】図６のゲート部材を抜き出して説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態における開閉機構の変形例及びその動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
はじめに、本発明の一実施形態に係る金型１０について説明する。
【００２０】
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る金型１０は、第一型１２、第二型１４、第三型１６、第一押え部材１８、第一固定部材２０、イジェクタ２２、支持部材２４、ベアリング２６、ゲート部材２８、レバー部材３０、入口部材３２、第二押え部材３４、及び、第二固定部材３６を備える。図１において、矢印Ｘ方向は、金型１０の高さ方向と直交する方向に相当し、矢印Ｙ方向は、金型１０の高さ方向に相当する。
【００２１】
第一型１２、第二型１４、及び、第三型１６は、空洞であるキャビティ３８を形成している。第一型１２及び第二型１４は、キャビティ３８に対する矢印Ｙ方向の両側に対向して配置されており、第三型１６は、キャビティ３８の周囲に設けられている。図１では、キャビティ３８及びキャビティ３８と連通するゲート４０内の樹脂が固化された状態が示されている。キャビティ３８内に固化された樹脂は、成形品４２である。
【００２２】
ゲート４０は、キャビティ３８から矢印Ｙ方向に沿って後述する入口部材３２の接続穴７０まで延びている。ゲート４０の接続穴７０側の部分は、入口部４０Ａであり、ゲート４０のキャビティ３８側の部分は、出口部４０Ｂである。また、ゲート４０の入口部４０Ａと出口部４０Ｂとの間の部分は、中央部４０Ｃである。
【００２３】
第一型１２には、第一支持穴４４と、ゲート４０の出口部４０Ｂが形成されている。第一支持穴４４は、後述する支持部材２４側に開口しており、出口部４０Ｂの一端は、第一支持穴４４に開口し、出口部４０Ｂの他端は、キャビティ３８に開口している。
【００２４】
第一押え部材１８は、第一型１２、第二型１４、及び、第三型１６の周囲に設けられており、第一固定部材２０は、第二型１４の側から第三型１６を第一押え部材１８に固定している。第二型１４には、矢印Ｙ方向に延びキャビティ３８に連通する連通孔４６が形成されており、イジェクタ２２は、連通孔４６に挿入されている。
【００２５】
支持部材２４は、第一型１２に対する第二型１４と反対側に配置されている。支持部材２４は、矢印Ｙ方向に第一型１２と重ね合わされている。支持部材２４には、第二支持穴４８、第三支持穴５０、収容穴５２、及び、収容溝５４が形成されている。
【００２６】
上述の第一支持穴４４と、第二支持穴４８と、第三支持穴５０と、収容穴５２は、同軸上に形成されており、互いに矢印Ｙ方向に連通している。第二支持穴４８は、収容穴５２に対する第一型１２側に形成されており、第三支持穴５０は、収容穴５２に対する入口部材３２側に配置されている。収容穴５２には、ベアリング２６が収容されている。収容溝５４は、後述する軸線Ｌを中心とする扇形状であり（図２も参照）、第三支持穴５０と繋がっている。
【００２７】
ゲート部材２８は、矢印Ｙ方向に延びる柱状に形成されている（図３も参照）。ゲート部材２８は、第一被支持部５６と、第二被支持部５８と、被嵌合部６０とを有する。第一被支持部５６は、ゲート部材２８の軸方向の中央部よりも第一型１２側の部分に形成されており、第二被支持部５８は、ゲート部材２８の軸方向の中央部に形成されている。被嵌合部６０は、ゲート部材２８の軸方向の中央部よりも入口部材３２側の部分に形成されている。
【００２８】
第一被支持部５６及び第二被支持部５８は、矢印Ｙ方向から見て円形状である円柱状に形成されており、被嵌合部６０は、矢印Ｙ方向から見て多角形状である多角柱状に形成されている。第一被支持部５６は、第一支持穴４４に回転可能に挿入されている。また、第二被支持部５８は、ベアリング２６に回転可能に支持されており、これにより、ゲート部材２８は、支持部材２４に回転可能に支持されている。
【００２９】
レバー部材３０は、環状部６２と、レバー６４とを有する（図２も参照）。環状部６２の内側は、矢印Ｙ方向から見て多角形状である嵌合穴６６として形成されており、この嵌合穴６６には、ゲート部材２８の被嵌合部６０が嵌合されることにより固定されている。環状部６２は、第三支持穴５０に回転可能に挿入されている。
【００３０】
ゲート部材２８及び環状部６２は、回転体６８を構成している。この回転体６８の中心部を構成するゲート部材２８には、ゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが形成されている。ゲート４０の長さ方向に沿って延びる軸線Ｌは、ゲート部材２８を含む回転体６８の回転軸に相当する。つまり、回転体６８は、ゲート４０の長さ方向に沿って延びる軸線Ｌを中心に回転可能であり、回転体６８の回転中心から偏芯した位置には、ゲート４０の長さ方向の一部である中央部４０Ｃが形成されている。
【００３１】
レバー６４は、環状部６２から環状部６２の径方向外方へ延びている。レバー６４の基端部６４Ａは、収容溝５４に揺動可能に収容され、レバー６４の先端部６４Ｂは、支持部材２４の外周部から支持部材２４の径方向外方へ突出している（図２も参照）。回転体６８は、レバー６４と連結されており、レバー６４の揺動を伴って双方向に回転する。
【００３２】
入口部材３２は、支持部材２４に対する第一型１２と反対側に配置されており、第二押え部材３４は、入口部材３２の周囲に設けられている。第二固定部材３６は、入口部材３２に対する支持部材２４と反対側から入口部材３２を第二押え部材３４に固定している。
【００３３】
入口部材３２における支持部材２４側の端面３２Ａのうち外周側の面３２Ａ１（支持部材２４との対向面）は、支持部材２４における入口部材３２側の端面２４Ａと当接（面接触）している。一方、入口部材３２における支持部材２４側の端面３２Ａのうち外周側の面３２Ａ１よりも内側の面３２Ａ２（レバー６４の基端部６４Ａ及び回転体６８との対向面）は、レバー６４の基端部６４Ａ及び回転体６８との間に隙間を有する。
【００３４】
つまり、支持部材２４及び回転体６８と、入口部材３２とが矢印Ｙ方向に対向する構成において、支持部材２４は、入口部材３２と当接し、レバー６４及び回転体６８は、入口部材３２との間に隙間を有している。
【００３５】
入口部材３２には、接続穴７０と、ゲート４０の入口部４０Ａが形成されている。接続穴７０は、支持部材２４と反対側に開口している。この接続穴７０には、後述する成形機のノズルが接続される。入口部４０Ａの一端は、接続穴７０に開口し、入口部４０Ａの他端は、入口部材３２における支持部材２４側の端面３２Ａに開口している。
【００３６】
このように、金型１０では、ゲート４０の入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂが入口部材３２及び第一型１２に形成されると共に、ゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが回転体６８（ゲート部材２８）の回転中心から偏芯した位置に形成されている。そして、これにより、ゲート４０を開閉する開閉機構７２が構成されている。
【００３７】
つまり、この開閉機構７２は、入口部材３２に形成されたゲート４０の入口部４０Ａと、第一型１２に形成されたゲート４０の出口部４０Ｂと、回転中心から偏芯した位置にゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが形成された回転体６８とによって構成されている。
【００３８】
この開閉機構７２では、回転体６８が開位置にあるときには、ゲート４０の入口部４０Ａ、中央部４０Ｃ、及び、出口部４０Ｂが連通した状態となる。そして、これにより、ゲート４０が開放される（図５〜図７の各上図参照）。
【００３９】
一方、この開閉機構７２では、回転体６８が閉位置にあるときには、ゲート４０の中央部４０Ｃが入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂに対してずれた状態となる。そして、これにより、ゲート４０の中央部４０Ｃの両側の開口がこの開口と対向する入口部材３２及び第一型１２の対向面によって塞がれ、ゲート４０が閉止される（図５〜図７の各下図参照）。
【００４０】
次に、本実施形態に係る成形品の製造方法について説明する。
【００４１】
本実施形態に係る成形品の製造方法は、上述の金型１０を用いて実行される。この成形品の製造方法は、射出工程と、ゲート閉止工程と、成形品形成工程と、成形品取出工程とを備える。
【００４２】
図４に示されるように、射出工程では、成形機のノズル７６が接続穴７０に接続される。そして、開閉機構７２によってゲート４０が開放された状態で、成形機のノズル７６から樹脂が射出され、ゲート４０を通じてキャビティ３８に樹脂が充填される。キャビティ３８に樹脂が充填された後には、適切なタイミングでゲート閉止工程に移行される。
【００４３】
図５に示されるように、ゲート閉止工程では、開閉機構７２によってゲート４０が閉止される。つまり、レバー６４が操作されて回転体６８が閉位置に位置される。これにより、ゲート４０の中央部４０Ｃが入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂに対してずれた状態となり、ゲート４０の中央部４０Ｃの両側の開口がこの開口と対向する入口部材３２及び第一型１２の対向面によって塞がれ、ゲート４０が閉止される（図５〜図７の各下図参照）。
【００４４】
そして、成形品形成工程では、キャビティ３８に充填された樹脂が固化されて樹脂から成形品４２が形成される。また、成形品取出工程では、金型１０が型開きされてキャビティ３８から成形品４２が取り出される。以上の要領で、成形品４２が製造される。
【００４５】
なお、例えば、樹脂がキャビティ３８に充填されてゲート４０が閉止されてから樹脂が固化するよりも前にゲート４０が開放されるなど、ゲート４０の開閉は、生産効率を上げられる任意のタイミングで行われることが望ましい。
【００４６】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４７】
以上詳述した通り、本実施形態によれば、キャビティ３８に樹脂が充填された後、開閉機構７２によってゲート４０を閉止することができる。したがって、ゲート４０内の樹脂が固化するまで成形機の保圧を続ける必要がないので、結果として、成形時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、回転体６８の回転中心から偏芯した位置に、ゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが形成されているので、回転体６８を回転させることにより、ゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂと整合した状態（ゲート４０が開放された状態）と、ゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂに対してずれた状態（ゲート４０が閉止された状態）とに切り替えることができる。これにより、回転体６８を用いた簡単な構成により、ゲート４０の開閉を行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、ゲート４０の開閉に回転体６８を用いることにより、例えば、後述するスライド体７４（図８参照）を用いる場合に比して、ゲート４０の長さ方向と直交する方向へのスライドスペースを不要にできるので、金型１０を小型化することができる。しかも、回転体６８にレバー６４が設けられることにより、梃の原理を利用して回転体６８を回転させることができるので、スライド体７４（図８参照）を用いる場合に比して、小さい力でゲート４０の開閉を行うことができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、回転体６８の周囲には、回転体６８を回転可能に支持する支持部材２４が設けられており、この支持部材２４は、成形機のノズル７６と接続される入口部材３２とゲート４０の長さ方向に対向している。また、支持部材２４は、入口部材３２と当接しており、回転体６８は、入口部材３２との間に隙間を有している。したがって、成形機のノズル７６が入口部材３２に接続され、ノズル７６によって入口部材３２に回転体６８側への荷重が付与された場合でも、回転体６８と支持部材２４との摺接を抑制できるので、回転体６８の回転性を良好にすることができる。
【００５１】
次に、本変形例について説明する。
【００５２】
上記実施形態において、開閉機構７２は、図７に示されるように、ゲート４０の入口部４０Ａと、ゲート４０の出口部４０Ｂと、回転中心から偏芯した位置にゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃが形成された回転体６８（ゲート部材２８）とによって構成されている。しかしながら、開閉機構７２は、例えば、図８に示されるように、ゲート４０の入口部４０Ａと、ゲート４０の出口部４０Ｂと、ゲート４０の長さ方向の中央部４０Ｃを有しゲート４０の長さ方向と直交する方向にスライドするスライド体７４（ゲート部材２８）とによって構成されていてもよい。
【００５３】
このように構成されていると、スライド体７４をスライドさせることにより、ゲート４０の中央部４０Ｃが入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂと整合した状態（ゲート４０が開放された状態）と、ゲート４０の中央部４０Ｃが入口部４０Ａ及び出口部４０Ｂに対してずれた状態（ゲート４０が閉止された状態）とに切り替えることができる。これにより、スライド体７４を用いた簡単な構成により、ゲート４０の開閉を行うことができる。
【００５４】
また、図７、図８に示される開閉機構７２では、ゲート部材２８にゲート４０の中央部４０Ｃが形成されている。しかしながら、ゲート部材２８にゲート４０の中央部４０Ｃ以外の部位が形成されて、ゲート４０が開閉される構成でもよい。
【００５５】
また、上記実施形態において、開閉機構７２は、レバー６４の揺動を伴って回転体６８が回転する手動式とされている。しかしながら、開閉機構７２は、モータ装置や油圧装置等の駆動装置により回転体６８が回転する自動式とされていてもよい。
【００５６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…金型、１２…第一型、１４…第二型、１６…第三型、１８…第一押え部材、２０…第一固定部材、２２…イジェクタ、２４…支持部材、２６…ベアリング、２８…ゲート部材、３０…レバー部材、３２…入口部材、３４…第二押え部材、３６…第二固定部材、３８…キャビティ、４０…ゲート、４０Ａ…ゲートの入口部、４０Ｂ…ゲートの出口部、４０Ｃ…ゲートの長さ方向の中央部（ゲートの長さ方向の一部の一例）、４２…成形品、４４…第一支持穴、４６…連通孔、４８…第二支持穴、５０…第三支持穴、５２…収容穴、５４…収容溝、５６…第一被支持部、５８…第二被支持部、６０…被嵌合部、６２…環状部、６４…レバー、６６…嵌合穴、６８…回転体、７０…接続穴、７２…開閉機構、７４…スライド体、７６…成形機のノズル、Ｌ…軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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