(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と可動型の間にキャビティが形成された成形用金型において、
前記キャビティの周りの前記固定型と可動型との割り面の少なくとも一方に一定の幅の当り面が形成され、該当り面の外側に前記キャビティから離れるに従い高さが徐々に減少する高さ減少部が形成され、
前記成形用金型のたわみ変形を抑制するために間隔を隔てて複数並置されたサポート部を備えている
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項２】
請求項１において、
前記高さ減少部が、一定角度のテーパ部によって構成されている
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項３】
請求項１において、
前記高さ減少部が、一定曲率の凸円弧部によって構成されている
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項４】
請求項１において、
前記高さ減少部が、一定曲率の凹円弧部によって構成されている
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項５】
請求項１において、
前記高さ減少部が、水平面の高さが一定間隔で減少する階段状部によって構成されている
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項６】
請求項１において、
前記当り面が、０．１ないし３ｍｍの幅に設定されている
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項７】
請求項１において、
前記サポート部が、前記固定型と可動型との前記割り面の前記当り面の面積と前記キャビティとランナー部との各々の際部に設定した当り面の面積との差の面積を備えている
ことを特徴とする成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定型と可動型の間にキャビティが形成された成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に図１０に示される従来の成形用金型においては、ゴムや樹脂の弾性体の射出、注入成形において図５に示されるように金型Ｆ、Ｍのパーティング面ＰＬの面圧がバリの発生レベルより低いため、キャビティＣから金型Ｆ、Ｍのパーティング面ＰＬに材料が流れ込み、バリとなって後加工における除去が必要とされる。またこのバリは、離型時に成形品に張り付いたり、ちぎれて金型のキャビティ内に付着し、次の成形時に異物不良の原因になることもある。
【０００３】
そこで従来におけるバリの後仕上げ方法として、図１１に示されるようにキャビティＣの外周部にバリ溝と呼ばれる溝Ｂを加工し、その部分に流れ込んだ材料の剛性で製品部と引き千切るような後加工を行ったり、はさみによる切断仕上げが行われていたが、廃棄物低減と、仕上げ費用の削減を狙いとして、金型パーティング面ＰＬのバリを抑制することが必要とされている。
【０００４】
従来のバリ抑制技術としては、部分的な、特に中心に穴を持つ成形品の内径部のバリを抑制することを目的とした図１２に示される上型Ｕと下型Ｄの間であってキャビティＣの内部に介挿する超弾性合金製の中子Ｎを用いるものや（特許第２５４３７２３号）および図１３に示される下型Ｄの上部に載置される上型Ｕの内部に付勢部材Ｓによって下方に付勢されキャビティＣ内に介挿される第２の上型Ｕ２を備えている実公平７−２５８号などが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のバリ抑制技術は、内外周同時にバリを抑制することはできず、成形後におけるバリの仕上げ加工を無くすには至らないものであり、また、ばねのような付勢部材を組み込んだり、超弾性合金を組み込んだりするため、金型コストが増加するとともに、メンテナンスも大変になるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明者は、固定型と可動型の間にキャビティが形成された成形用金型において、前記キャビティの周りの前記固定型と可動型との割り面の少なくとも一方に形成された一定の幅の当り面の外側に前記キャビティから離れるに従い高さが徐々に減少させるという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、前記当り面に前記キャビティより高い面圧を作用させ、バリの発生を防止して、成形後におけるバリの仕上げ加工を無くすとともに、バリの抑止性能を長期に維持するという目的を達成する本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の成形用金型は、
固定型と可動型の間にキャビティが形成された成形用金型において、
前記キャビティの周りの前記固定型と可動型との割り面の少なくとも一方に一定の幅の当り面が形成され、該当り面の外側に前記キャビティから離れるに従い高さが徐々に減少する高さ減少部が形成され、
前記成形用金型のたわみ変形を抑制するために間隔を隔てて複数並置されたサポート部を備えている
ものである。
【０００８】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の成形用金型は、
前記第１発明において、
前記高さ減少部が、一定角度のテーパ部によって構成されている
ものである。
【０００９】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の成形用金型は、
前記第１発明において、
前記高さ減少部が、一定曲率の凸円弧部によって構成されている
ものである。
【００１０】
本発明（請求項４に記載の第４発明）の成形用金型は、
前記第１発明において、
前記高さ減少部が、一定曲率の凹円弧部によって構成されている
ものである。
【００１１】
本発明（請求項５に記載の第５発明）の成形用金型は、
前記第１発明において、
前記高さ減少部が、水平面の高さが一定間隔で減少する階段状部によって構成されている
ものである。
【００１２】
本発明（請求項６に記載の第６発明）の成形用金型は、
前記第１発明において、
前記当り面が、０．１ないし３ｍｍの幅に設定されている
ものである。
【００１３】
本発明の成形用金型は、
前記第６発明において、
前記高さ減少部が、前記当り面の数倍以上の幅に設定されている
ものである。
【００１４】
本発明（請求項７に記載の第７発明）の成形用金型は、
前記第１発明において、
前記サポート部が、前記固定型と可動型との前記割り面の前記当り面の面積と前記キャビティとランナー部との各々の際部に設定した当り面の面積との差の面積を備えている
ものである。
【００１５】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の成形用金型は、固定型と可動型の間にキャビティが形成された成形用金型において、前記キャビティの周りの前記固定型と可動型との割り面の少なくとも一方に形成された一定の幅の前記当り面の外側に前記キャビティから離れるに従い高さが徐々に減少する高さ減少部が形成されているので、前記当り面に前記キャビティより高い面圧を作用させ、バリの発生を防止して、成形後におけるバリの仕上げ加工を無くすとともに、バリの抑止性能を長期に維持するという効果を奏する。
【００１６】
上記構成より成る第１発明の成形用金型は、前記成形用金型のたわみ変形を抑制するために間隔を隔てて複数並置されたサポート部を備えているので、前記成形用金型のたわみ変形を抑制するという効果を奏する。
【００１７】
上記構成より成る第２発明の成形用金型は、前記第１発明において、前記高さ減少部が、一定角度のテーパ部によって構成されているので、使用により前記当り面を直線的に増加させることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることができるという効果を奏する。
【００１８】
上記構成より成る第３発明の成形用金型は、前記第１発明において、前記高さ減少部が、一定曲率の凸円弧部によって構成されているので、使用による前記当り面の増加率を前半は多く、後半は少なくすることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることができるという効果を奏する。
【００１９】
上記構成より成る第４発明の成形用金型は、前記第１発明において、前記高さ減少部が、一定曲率の凹円弧部によって構成されているので、使用による前記当り面の増加率を前半を少なく、後半は多くすることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることができるという効果を奏する。
【００２０】
上記構成より成る第５発明の成形用金型は、前記第１発明において、前記高さ減少部が、水平面の高さが一定間隔で減少する階段状部によって構成されているので、使用により前記当り面を段階的に増加させることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることができるという効果を奏する。
【００２１】
上記構成より成る第６発明の成形用金型は、前記第１発明において、前記当り面が、０．１ないし３ｍｍの幅に設定されているので、前記当り面に前記キャビティより高い面圧を作用させるという効果を奏する。
【００２２】
上記構成より成る本発明の成形用金型は、前記第６発明において、前記高さ減少部が、前記当り面の数倍以上の幅に設定されているので、バリの抑止性能を長期に維持するという効果を奏する。
【００２３】
上記構成より成る第７発明の成形用金型は、前記第１発明において、前記サポート部が、前記固定型と可動型との前記割り面の前記当り面の面積と前記キャビティとランナー部との各々の際部に設定した当り面の面積との差の面積を備えているので、前記成形用金型のたわみ変形を抑制するという効果を奏する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
本第１実施形態の成形用金型は、図１ないし図４に示されるように固定型１と可動型２の間にキャビティ３が形成された成形用金型において、前記キャビティ３の周りの前記固定型１と前記可動型２との割り面１１、２１の少なくとも一方に一定の幅の当り面４が形成され、該当り面４の外側に形成されている前記キャビティ３から離れるに従い高さが徐々に減少する高さ減少部５が一定角度のテーパ部５１によって構成されているものである。
【００２６】
本第１実施形態の成形用金型においては、自動車のエンジンのシリンダブロックとその上部に取り付けられるヘッドカバーとの間に、シール部材として設置されるゴム製ガスケットを成形するものである。
【００２７】
本第１実施形態の成形用金型では、射出成形の後に加工により除去される材料の撤廃と、後加工自体の廃止を狙ったもので、基本的なキャビティ３廻りの詳細は図１に示されるように、キャビティ３際のＰＬ当り面４の幅は、図に示すように０．１〜３ｍｍの幅が可能であり、望ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍまたは２ｍｍの幅に設定され、その外側を前記高さ減少部５を構成する微小なテーパ部５１によって逃している。
【００２８】
前記テーパ部５１の角度θは、図１および表１に示すように当り面４の幅に応じて０度から９０度より小さい角度範囲で設定され、５度以下が望ましく、１度以下が最も望ましいのである。
【表１】
0003632545.tif 000002
【００２９】
この逃し加工は固定型１、可動型２のどちらに施してもかまわない。本第１実施形態においては一例として可動型２のほうに逃し加工を施している。本金型を設計するにあたり、まず試作結果や類似金型での成形結果より、前記キャビティ３内に発生する材料圧力を予測する。キャビティ３際の前記ＰＬ当り面４の面圧を前記キャビティ３の中における材料圧力より高く設定するために、以下の関係からＰＬ当り面の面積を導き出す。
【００３０】
成形機の型締力は、前記キャビティ３の投影面積とキャビティ内圧との積と前記ＰＬ当り面４の面積とＰＬ面圧Ａとの積との和である。前記キャビティ３の投影面積にはランナー部７を含む。また前記ＰＬ当り面４の面積にはサポート部６も含まれる。
【００３１】
前記ＰＬ当り面の面圧Ａは、図５に示されるように前記キャビティ３内における材料圧力による内圧より大きい。
成形機の型締力は前記ＰＬ当り面の面積と材料が無い状態の前記ＰＬ当り面の面圧Ｂとの積である。
【００３２】
金型材の許容応力は、金型破損防止のため前記ＰＬ当り面の面圧Ｂより大きい。
以上より求められた前記ＰＬ当り面の面積と前記キャビティ３際のＰＬ当り面４の面積との差が、前記サポート部６の当り面積である。
【００３３】
またサポート部６とサポート部６の間隔（ピッチ）は、型板のたわみを２〜３μｍ以下に抑えることを考慮して、固定型、可動型それぞれの厚みを考慮しなくてはならないが、一般的には間隔５０ｍｍ以下に設定される。
【００３４】
前記ＰＬ当り面積に、実際均等な面圧が係るわけではないため、キャビティ３際のＰＬ当り面４の面圧を、前記キャビティ３の内圧以上に確保するために、キャビティ３際のＰＬ当り面４の幅を先述のように、０．５〜１ｍｍという幅にするものである。
【００３５】
よって、今回求められたＰＬ当り面の面積より、前記キャビティ３と前記ランナー部７との各々の際部に設定した０．５〜１ｍｍのＰＬ当り面４の面積を差し引いた、残りの面積を前記サポート部６の面積とする。また図示しない成形機による型締め時、前記固定型１および可動型２にたわみが生じないよう、バランス良く前記サポート部６を配置する。図１および図３に示されるのはその配置の一例である。
【００３６】
上記構成より成る本第１実施形態の成形用金型は、前記固定型１と前記可動型２の間に前記キャビティ３が形成された成形用金型において、前記キャビティ３の周りの前記可動型２の割り面に形成された一定の幅の前記当り面４の外側に前記キャビティ３から離れるに従い高さが徐々に減少する高さ減少部５が形成されているので、前記当り面４に前記キャビティ３より高い面圧を作用させ、バリの発生を防止して、成形後におけるバリの仕上げ加工を無くすとともに、バリの抑止性能を長期に維持するという効果を奏する。
【００３７】
また本第１実施形態の成形用金型は、前記高さ減少部５が、一定角度のテーパ部５１によって構成されているので、使用により前記当り面を直線的に増加させるという効果を奏するとともに、使用により前記当り面を直線的に増加させることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることができる。
【００３８】
つぎに成形の順を追って、本第１実施形態の成形用金型において得られる効果について説明する。
【００３９】
前記固定型１および可動型２は、図示しない成形機に取り付けられており、その型締め装置により、初めガイドピン１１とガイドブッシュ１０で位置決めされ、最終的に位置決めブロック１２で固定型１と可動型２との間にずれが無いよう閉められる。
【００４０】
そして、これも図示しない成形機の射出ノズルより、前記固定型１と可動型２によって形成されるキャビティ３内に、ゴム材料がランナー部７を通って射出される。
【００４１】
前記キャビティ３内に材料がフル充填されたころに射出を止めるのであるが、良質な成形品を得るために、キャビティ３内の材料圧力は保圧という工程で保持され、その際のＰＬ面圧が高いため、ＰＬ面にバリは発生せず、余分に射出された材料も材料最終融合部に設置されたオーバーフローつなぎ溝９を介して、オーバーフロー吸収溝８に溜まる。
【００４２】
そしてこの状態で、材料を加硫、硬化させ、その後成形機により型開きを行った後、型内より成形品を取出す。オーバーフローつなぎ溝９は非常に薄く加工してあるため、オーバーフローつなぎ溝９や前記オーバーフロー吸収溝８に残った材料は容易に除去できる。
【００４３】
またオーバーフローつなぎ溝９部に光ファイバーセンサ等を設置して、オーバーフローつなぎ溝９への材料の侵入を検知し、その信号を成形機の射出制御機構へフィードバックさせることで、オーバーフロー吸収溝８に溜まる材料を極力少なくでき、より廃棄物を低減することができる。
【００４４】
つまり上述した構造の本第１実施形態における金型を使用することで、材料的に無駄の少ない、かつ面倒なバリ仕上げの要らない良質な成形品を得ることができる。
【００４５】
本第１実施形態においては、金型のＰＬ部に余分な構造を組み込むこと無く、成形品の内外周部のバリをすべて抑制するための金型ＰＬ仕様を提供するものである。
【００４６】
本第１実施形態においては、上述した金型ＰＬ仕様により、図５に示されるように前記キャビティ３の際の狭い部分（０．１〜１．０ｍｍ間）の当り面４に前記キャビティ３の内圧より高いＰＬ面圧を与えることが可能となり、その間の面圧にバラツキが生じても、確実にバリの発生をこのＰＬ当り幅の間で抑制することが可能となり、その結果バリ仕上げの要らない成形品を得ることができる。
【００４７】
そして、微小な前記テーパ部５１の逃がしについては、ＰＬ当り面が型締力によるＰＬ面圧で弾性変形を起こした際、ＰＬ当り面積が徐々に増えていき、結果的にキャビティ３の部分の寸法に影響を与えずに、ＰＬ面の弾性変形を抑えることができるという効果を得ることができる。
【００４８】
また弾性変形により、ＰＬ当り幅が増えても、その形状から、ＰＬ面圧はキャビティ３の際部のほうが確実に高くなり、バリの抑止性能に影響は発生しない。
【００４９】
（第２実施形態）
本第２実施形態の成形用金型は、図６に示されるように前記高さ減少部５が、一定の曲率半径Ｒの凸円弧部５２によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００５０】
上記構成より成る本第２実施形態の成形用金型は、前記高さ減少部５が、一定の曲率半径Ｒの前記凸円弧部５２によって構成されているので、使用による前記当り面の増加率を前半は多く、後半は少なくするという特性を得ることが出来ることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させるという効果を奏する。
【００５１】
（第３実施形態）
本第３実施形態の成形用金型は、図７に示されるように前記高さ減少部５が、一定の曲率半径Ｒの凹円弧部５３によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００５２】
上記構成より成る本第３実施形態の成形用金型は、前記高さ減少部５が、一定の曲率半径Ｒの凹円弧部５３によって構成されているので、使用による前記当り面の増加率を前半を少なく、後半は多くするという特性を得ることが出来ることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることが出来るという効果を奏する。
【００５３】
（第４実施形態）
本第４実施形態の成形用金型は、図８に示されるように前記高さ減少部が、水平面の高さが一定間隔で減少する階段状部５４によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００５４】
上記構成より成る本第４実施形態の成形用金型は、前記高さ減少部が、水平面の高さが一定間隔で減少する階段状部５４によって構成されているので、使用により前記当り面を段階的に増加させることで、バリ抑止性能と金型耐久性をバランス良く両立させることが出来るという効果を奏する。
【００５５】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００５６】
前記第４実施形態は、前記階段状部の高さが一定間隔で減少する隣り合う前記水平面５４の間に、図９に示されるように溝部５５を形成するように変形することが可能である。
【００５７】
上記本第４実施形態の変形例においては、前記階段状部の高さが一定間隔で減少する隣り合う前記水平面の間に溝部が形成されるものであるので、金型の加工性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の成形用金型の要部を示す図３中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】本第１実施形態の成形用金型の全体を示す縦断面図である。
【図３】本第１実施形態の成形用金型の可動型のＰＬ面を示す平面図である。
【図４】本第１実施形態の成形用金型の固定型のＰＬ面を示す平面図である。
【図５】本第１実施形態および従来の成形用金型におけるＰＬ面の面圧分布を示す線図である。
【図６】本発明の第２実施形態の成形用金型の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の成形用金型の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態の成形用金型の要部を示す断面図である。
【図９】本第４実施形態の変形例の成形用金型の要部を示す断面図である。
【図１０】従来の成形用金型の要部を示す断面図である。
【図１１】従来のバリ溝を形成した成形用金型の要部を示す断面図である。
【図１２】従来の超弾性合金製の中子を用いた成形用金型の要部を示す断面図である。
【図１３】従来の付勢部材によって付勢された可動の第２の上型を用いた成形用金型の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  固定型
２  可動型
３  キャビティ
１１、２１  割り面
４  当り面
５  高さ減少部
５１  テーパ部
【図１】
0003632545.tif 000003
【図２】
0003632545.tif 000004
【図３】
0003632545.tif 000005
【図４】
0003632545.tif 000006
【図５】
0003632545.tif 000007
【図６】
0003632545.tif 000008
【図７】
0003632545.tif 000009
【図８】
0003632545.tif 000010
【図９】
0003632545.tif 000011
【図１０】
0003632545.tif 000012
【図１１】
0003632545.tif 000013
【図１２】
0003632545.tif 000014
【図１３】
0003632545.tif 000015