(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出ノズルに連結される一次スプルーと、前記一次スプルーと連通する複数の二次スプルーを有する基盤部と、
前記複数の二次スプルーと整合する複数のキャビティを有し、前記基盤部に対して接離可能である金型本体部と、を備え、
前記基盤部と前記金型本体部との間にシート材を介装可能である金型装置であって、
前記基盤部の下端面には、隣接する前記各二次スプルー間を接続するように上側溝部が形成されていることを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記上側溝部は、総ての前記二次スプルー間を連続的に接続するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記金型本体部の上端面は、総ての前記キャビティ間を連続的に接続するように下側溝部が形成されているとともに、
前記上側溝部又は前記下側溝部を介して、前記キャビティ内の空気を吸引可能となるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の金型装置。
【請求項４】
前記上側溝部の溝深さが、０．０１ｍｍ乃至０．１ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば防水コネクタのシール部材として使用されるゴム栓等の射出成形品（以下、「成形品」という）を複数個同時に成形するために使用される金型装置Ｋ’としては、図９に示す、基盤部１０’と金型本体部３０’とを備えている装置が存在している。基盤部１０’は一次スプルー１７ａ’を有する基盤１１’と、当該基板１１’との間にプール空間１９’を形成しており、複数の二次スプルー２０’を構成する連通スプルー２０ｄ’を有している断熱板１４’とから形成されている。また、金型本体部３０’は、連通スプルー２０ｄ’に整合する、複数の二次スプルー２０’を構成する供給スプルー２０ｅ’を有する上型３１’と、成形品を成形するための複数のキャビティ３２ａ’を有する中型３２’と、各キャビティ３２ａ’に対応するコアピン３６’を有する下型３３’とから形成されている。
この金型装置Ｋ’において、成形品の成形時には、予め断熱板１４’と上型３１’の間に紙等のシート材５０’を介装し、成形材料が射出圧力によってこのシート材５０’を通過するようになっている。
【０００３】
前記構成の金型装置Ｋ’を使用して成形品を成形する方法は以下の通りである。
まず、一次スプルー１７ａ’に射出ノズル（図示せず）を連結してから上型３１’を断熱板１４’に密着させて型締め状態とし、各キャビティ３２ａ’の内部に二次スプルー２０’を介して成形材料を射出することにより成形材料を硬化させる。このとき、断熱板１４’と上型３１’の間にはシート材５０’が挟装されているので、成形材料はシート材５０’と一体化して硬化する。
その後、型開きを行い、一次スプルー１７ａ’の内部の流動状態に保持された成形材料と、成形材料が二次スプルー２０’の内部で硬化した硬化体（以下、「ランナー」という）及びキャビティ３２ａ’の内部で硬化した成形品とを離脱させた後、ランナーと成形品とを離脱させて、成形品のみを脱型することになる。このとき、断熱板１４’と上型３１’の間に介在しているシート材５０’とランナーとが一体となって付着しているため、シート材５０’を上型３１’から引き離すことにより、シート材５０’を取り除くことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の金型装置Ｋ’では、シート材５０’には複数のランナーがそれぞれ付着した状態となっているが、個々のランナーはその付着強度が弱いため、当該ランナーの部分を把持してシート材５０’を上型３１’から引き離す作業を行うことは難しかった。そのため、当該作業を行う際には、シート材５０’におけるランナーが存在しない部分を選んでシート材５０’を吸着等することにより行うことが必要となることから、その作業が繁雑であり、そのために装置を複雑化しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、シート材とランナーとの付着強度を向上させ、成形後におけるシート材の取り除き作業を容易に行うことに寄与する金型装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の金型装置は、射出ノズルに連結される一次スプルーと、前記一次スプルーと連通する複数の二次スプルーを有する基盤部と、前記複数の二次スプルーと整合する複数のキャビティを有し、前記基盤部に対して接離可能である金型本体部と、を備え、前記基盤部と前記金型本体部との間にシート材を介装可能である金型装置であって、前記基盤部の下端面には、隣接する前記各二次スプルー間を接続するように上側溝部が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、基盤部の下端面において、隣接する前記各二次スプルー間を接続するように上側溝部が形成されていることから、成形時において、隣接するランナーとシート材とが一体となって付着するため、その付着強度を向上させることができる。従って、成形後に、ランナーの部分を直接把持して、シート材の取り除き作業を容易に行うことが可能となる。
【０００８】
また、前記金型装置において、前記上側溝部は、総ての前記二次スプルー間を連続的に接続するように形成されていることが好ましい。
ここで、総ての前記二次スプルー間を連続的に接続するとは、隣接する各二次スプルーを、端部では少なくとも一方向、それ以外の部位では少なくとも二方向に接続することにより、総ての二次スプルーが連続的に連結されるように接続することをいう（下側溝部の場合も同様）。
【０００９】
本発明によれば、上側溝部は、総ての前記二次スプルー間が連続的に接続されるように形成されていることから、成形時において、総てのランナーとシート材とが一体となって付着するため、シート材とランナーとの付着強度をより一層向上させることができる。
【００１０】
また、前記金型装置において、前記金型本体部の上端面は、総ての前記キャビティ間を連続的に接続するように下側溝部が形成されているとともに、前記上側溝部又は前記下側溝部を介して、前記キャビティ内の空気を吸引可能となるように構成されているものであってもよい。
【００１１】
本発明によれば、金型本体部の上端面において、総てのキャビティ間を連続的に接続するように下側溝部が形成されており、当該下側溝部は、キャビティと整合する二次スプルーを介して、基盤部における上側溝部と連通していることから、より広い空気の流通空間を確保することができるため、短時間でキャビティ内部を真空状態とすることができる。
【００１２】
さらに、前記金型装置において、前記上側溝部の溝深さを、０．０１ｍｍ乃至０．１ｍｍの範囲内とすることが好適である。
この上側溝部の溝深さは、深いほど成形材料が流れやすくなるが、その分成形材料のロスが多くなることを勘案して、最適な範囲を定めたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明において、上下方向とは、特に断らない限り、図１における上下方向に対応するものである。
【００１４】
［金型装置の全体構成］
図１〜図４に示すように、本発明の金型装置Ｋは、上側の基盤部１０と、その下側の金型本体部３０とを主要部として構成されている。基盤部１０は、上方から順に、基板１１、ポット板１２、冷却板１３、断熱板１４及びスプルー板１５から形成されている。
基板１１の中央部には、スプルーブッシュ１７が挿設されており、当該スプルーブッシュ１７の内部に一次スプルー１７ａが形成されている。
前記スプルーブッシュ１７の上面端部にはロケートリング１８が設けられており、当該ロケートリング１８は射出ノズル（図示せず）と連結され、ここから、流動状態とされた熱硬化性材料（シリコンゴム）である成形材料を流入することができるようになっている。
【００１５】
ポット板１２は、その中央部の領域に凹部１２ａが形成されており、この凹部１２とその上部の基板１１との間にプール空間１９（成形材料供給空間）が形成されており、一次スプルー１７ａの下端部は、このプール空間１９と接続している。
そして、ポット板１２と、金型本体部３０における上型３１との間には、プール空間１９と連通している複数の二次スプルー２０が貫通して設けられている。この二次スプルー２０は、一次スプルー１７ａを中心とした円形領域内に所定間隔で設けられており、上方から、導入スプルー２０ａ、第１連通スプルー２０ｂ、第２連通スプルー２０ｃ、第３連通スプルー２０ｄ、供給スプルー２０ｅから形成されている（図３参照）。
また、このポット板１２には、プール空間１９と接続している複数の導入スプルー２０ａが形成されている。この導入スプルー２０ａは、成形材料の充填スピードを均一にするため、一次スプルー１７ａを中心として、同心状に３段階でその径が大きくなるように、孔径が適切に定められている。
【００１６】
前記冷却板１３には、所定の温度の冷却水を流すための冷却水流通路１３ａが形成されており、これにより、プール空間１９及び導入スプルー２０ａの内部の成形材料が硬化せずに流動状態に保たれるようになっている。なお、冷却水の温度は、後述する断熱板１４と金型本体部３０の下型３３に設けたヒータ（図示せず）による加熱状態との関係で設定され、プール空間１９と導入スプルー２０ａ、第１連通スプルー２０ｂ及び第２連通スプルー２０ｃの内部では成形材料が流動状態に保たれ、かつ、第２スプルー２０の第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’、供給スプルー２０ｅ及びキャビティ３２ａの内部では硬化状態となるように温度設定されている。
また、この冷却板１３には、その上下両面に貫通する複数の第１連通スプルー２０ｂが形成されており、当該複数の第１連通スプルー２０ｂは、前記導入スプルー２０ａと個別に整合するように配置されている。
【００１７】
前記断熱板１４は、シリコンガラスを主材料としており、その上下両面に貫通する複数の第２連通スプルー２０ｃが形成されており、当該複数の第２連通スプルー２０ｃは、前記第１連通スプルー２０ｂと個別に整合するように配置されている。
なお、この断熱板１４を境として、その下部は約１８０度、上部は約６０度に保持されている。
【００１８】
スプルー板１５には、その上下両面に貫通する複数の第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’が形成されており、当該複数の第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’は、前記複数の第２連通スプルー２０ｃと個別に整合するように配置されている。
【００１９】
前記基盤１０のポット板１２の四隅下面には、上型３１を係止するための係止部２２ａを有するガイドピン２２が垂設されている。このガイドピン２２は、金型本体部３０の各隅角部に貫通しているガイド孔２１内を摺動可能となっている（図７参照）。これにより、上型３１は、金型本体部３０の中型３２より下部の部位の昇降に伴い、スプルー板１５と係止部２２ａとの間で昇降可能（接離可能）となっている。なお、基盤部１０を構成する基板１１、ポット板１２、冷却板１３、断熱板１４及びスプルー板１５は、一体的に形成されている。
【００２０】
また、金型本体部３０は上方から順に、上型３１、中型３２、下型３３、スペーサ３４及び可動側取付板３５を備えている。
前記上型３１には、その上下両面に貫通する複数の供給スプルー２０ｅが形成されており、当該複数の供給スプルー２０ｅは、前記複数の第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’と個別に整合するように配置されている。
図４に示すように、前記中型３２には、成形品の外周側面を成形するために、前記複数の供給スプルー２０ｅと個別に整合する複数のキャビティ３２ａが形成されており、これらのキャビティ３２ａの内周は、成形品の外周形状となるように凹凸部が形成されている。
【００２１】
前記下型３３の上面には、外周が成形品の内部形状となるように凹凸部を有していて各キャビティ３２ａ内に同心状に突出するコアピン３６が設けられている。このコアピン３６がキャビティ３２ａに突出した状態では、コアピン３６の上端周縁３６ａと二次スプルー２０の供給スプルー２０ｅにおける下面側開口縁２０ｆとの間にリング状の隙間が空くように寸法設定されており、このリング状の隙間が供給スプルー２０ｅからキャビティ３２ａ内へのゲートＧとなっている。また、下型３３の内部には、キャビティ３２ａ、第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’及び供給スプルー２０ｅ内の成形材料を硬化させるべく所定の温度に保つためのヒータ（図示せず）が埋設されている。これにより、キャビティ３２ａ内で硬化する成形品は、筒状のゴム栓となる。
【００２２】
さらに、型締めの際には、スプルー板１５の下面と上型３１の上面との間にシート材５０が介装された状態となっている。このシート材５０は、成形材料が流動状態で射出されたときに、その成形材料が小孔を開けつつ貫通し得るような破れ易さと、その貫通部分において硬化した成形材料を保持し得る強度を有する紙製であることが好ましい。
【００２３】
また、金型装置Ｋの後方部にはシート材給排装置（図示せず）が配設されている。このシート材給排装置は、上型３１の後記リング溝３８ａと同一径である円形にカットされたシート材５０をスプルー板１５の所定位置に載置することと、及び、成形後にランナーＲと一体となったシート材５０における、突出したランナーＲの部位を把持して廃棄することができるような機構を備えている。
【００２４】
［上側溝部及び下側溝部］
図５に示すように、基盤部１０の最下部を形成しているスプルー板１５の下端面には、リング溝２８ａ、縦溝２８ｂ、横溝２８ｃ及び接続溝２８ｄから構成されている上側溝部２８が設けられている。
リング溝２８ａは第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’を取り囲むように環状に形成されている溝である。縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃは、リング溝２８ａで囲繞されている領域の内側に設けられており、それぞれ、縦方向及び当該縦方向と直交する方向である横方向に、所定間隔で形成されている複数本の溝である。
【００２５】
この縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃは、隣接する各第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’を接続することにより、総ての当該第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’間が連続的に接続されるようになっている。すなわち、最外端部における第３連通スプルー２０ｄ’のいくつかは隣接する第３連通スプルー２０ｄと一方向のみで接続しており、それ以外の第３連通スプルー２０ｄは、その位置により、２方向以上の隣接する第３連通スプルー２０ｄと接続するように形成されている。また、所定の最外縁部における第３連通スプルー２０ｄ’’は、接続溝２８ｄを介してリング溝２８ａと接続している。
なお、この上側溝部２８の溝深さは、０．０５ｍｍとなっている。
【００２６】
また、図６に示すように、金型本体部３０の最上部を形成する上型３１の上端面には、平面視で前記上側溝部２８と同一の配置パターン（リング溝３８ａ、縦溝３８ｂ、横溝３８ｃ及び接続溝３８ｄから構成）であり、総ての前記二次スプルー２０の供給スプルー２０ｅが連続的に接続するように下側溝部３８が形成されており、型締めを行った際に、上側溝部２８と下側溝部３８とが整合するようになっている。これにより、下側溝部３８は、前記供給スプルー２０ｅを介して、総てのキャビティ３２ａが連続的に接続するように形成されている。
なお、この下側溝部３８の溝深さは、上側溝部２８の溝深さと同様に０．０５ｍｍである。
【００２７】
図２に示すように、金型本体部３０のスペーサ３４の側面部には、真空ポンプ取付孔３４ａが水平方向に穿設されており、当該部位に真空ポンプ４０が接続されている。上型３１、中型３２及び下型３３には、真空ポンプ取付孔３４ａと連通する鉛直方向の下部貫通孔４２が穿設されており、当該下部貫通孔４２は、上型３１のリング溝３８ａと接続している。
また、ポット板１２、冷却板１３、断熱板１４及びスプルー板１５には、鉛直方向の上部貫通孔２４が形成されており、当該上部貫通孔２４はその下端部において、スプルー板１５のリング溝２８ａと接続されている。また、上部貫通孔２４の上端部は、ポット板１２の水平方向に穿設されているセンサ取付孔２５と接続されている。このセンサ取付孔２５には、キャビティ３２ａ内の圧力を計測するための圧力センサ４５が取り付けられている。
【００２８】
これにより、型締めを行った際に、真空ポンプ４０でキャビティ３２ａ内の空気を吸引することにより、上側溝部２８、下側溝部３８及び下部貫通孔４２を介して、当該キャビティ３２ａ内を真空状態にすることができるようになっている。
なお、成形時においてキャビティ３２ａの内部を真空にする理由は、成形材料を各キャビティ３２ａに充填する際に、当該キャビティ３２ａ内に空気が充填されていると、成形品が発泡し不良品となることを防止することや、成形材料を充填し易くする等のためである。
【００２９】
［作用］
次に、前記金型装置Ｋの作用について説明する。
まず、シート材給排装置（図示せず）により、金型本体部３０の上型３１にシート材５０を載置する。そして、金型本体部３０を上昇させ、スプルー板１５と上型３１とを当接させて型締め状態とするとともに、一次スプルー１７ａに射出ノズル（図示せず）を結合する。
【００３０】
続いて、真空ポンプ４０を作動させ、圧力センサ４５によりその状態を確認しながら、キャビティ３２ａの内部の空気を吸引する。すると、キャビティ３２ａの内部の空気の一部は、ゲートＧ及び供給スプルー２０ｅを介して上型３１の縦溝３８ｂ及び横溝３８ｃを通り、接続溝３８ｄ及びリング溝３８ａを通過して、下部貫通孔４２に流入する。また、キャビティ３２ａの内部の空気の一部は、シート材５０を通過し、スプルー板１５の縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃを通り、再度、シート材５０を通過して、適切な箇所における上型３１の縦溝３８ｂ及び横溝３８ｃを通り、接続溝３８ｄ及びリング溝３８ａを通過して、下部貫通孔４２に流入する。そして、下部貫通孔４２に流入した空気は、金型装置Ｋの外部に排出され、当該キャビティ３２ａの内部が真空状態になる。
【００３１】
次に、流動状態とした成形材料を、一次スプルー１７ａ、プール空間１９及び二次スプルー２０を順に通過させ、キャビティ３２ａの内部に射出して、所定時間加硫する。このとき、成形材料は、シート材５０を破って小孔を開けつつ貫入することにより、第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’から供給スプルー２０ｅへ流入し、ゲートＧを介して、キャビティ３２ａ内に流入することになる。
【００３２】
その際、断熱板１４を境として、第２連通スプルー２０ｃより上部は約６０度に保持されているため、成形材料は流動状態を維持している。一方、第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’及び供給スプルー２０ｅとキャビティ３２ａの内部の成形材料は、ヒータによって約１８０度に加熱されているため硬化することになる。
また、シート材５０の成形材料が貫通している部分では、当該シート材５０の裂片が、硬化した成形材料の内部に食い込む状態となるため、第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’、及び、供給スプルー２０ｅで硬化したランナーＲがシート材５０と一体化する。このとき、スプルー板１５の縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃに成形材料が流れ込み、シート材５０の上面において一体となって付着することになる（図７参照）。
【００３３】
その後、型開きを開始し、金型本体部３０を下降させ、上型３１とそれ以外の部位とを分離することにより、成形品が離脱される。
以後は金型本体部３０に残された成形品の取り出し工程に移ることになるが、その説明は省略する。
また、上型３１に残されたシート材５０は、シート材給排装置により、当該シート材５０の上面から突出したランナーＲを把持して廃棄することになる。
【００３４】
従って、本発明によれば、スプルー板１５（基盤部１０）の下端面において、隣接する第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’（二次スプルー２０）間を接続するように上側溝部２８の縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃが形成されており、特に、総ての前記第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’間を連続的に接続するように縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃが形成されていることから、成形時において、隣接するランナーＲとシート材５０とが一体となって付着するため、その付着強度を向上させることができる。従って、成形後に、シート材５０の上面から突出したランナーＲの部分を直接把持して、シート材５０の取り除き作業を容易に行うことが可能となり、シート材５０と成形品の引き離し作業を簡便に行うことができる。
【００３５】
また、本発明によれば、金型本体部３０を形成する上型３１の上端面において、供給スプルー２０ｅ（二次スプルー２０）を介して、総てのキャビティ３２ａ間が連続的に接続されるように下側溝部３８の縦溝２８ｂ及び横溝２８ｃが形成されるとともに、キャビティ３２ａと整合する供給スプルー２０ｅは、当該供給スプルー２０ｅと整合するスプルー板１５（基盤部１０）の第３連通スプルー２０ｄ〜２０ｄ’’と連通している。従って、上側溝部２８と下側溝部３８の双方の縦溝２８ｂ，３８ｂ及び横溝２８ｃ，３８ｃの存在から、より広い空気の流通空間を確保することができるため、短時間でキャビティ３２ａの内部を真空状態とすることができる。
特に、上側溝部２８と下側溝部３８の溝の配置が、同一の配置パターンとなっていることから、前記効果がより顕著に奏されることになる。
【００３６】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
特に、金型装置の二次スプルー間、又は、キャビティ間の接続形態は、その要件を満たしているものであれば、制限はない。
また、成形材料の種類は限定されるものではなく、シリコンゴム以外の熱硬化性材料である場合、或いは、熱可塑性材料である場合等にも適用することができるとともに、成形品についても何ら限定されるものではない。
さらに、シート材としては紙材料が好適であるが、射出された流動状態の成形材料が貫通可能であり、且つその貫通部分で硬化した成形材料を保持可能なものであれば、どのような素材でもよく、ガーゼ等の織布、樹脂製の網戸用ネット等のように、予め細かい隙間を有するものであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の金型装置によれば、シート材とランナーとの付着強度を向上させ、成形後におけるシート材の取り除き作業を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金型装置（型締め状態）を示す正面方向からみた断面図である。
【図２】本発明の金型装置（型締め状態）を示す側面方向からみた断面図である。
【図３】本発明の金型装置における一次スプルー及び二次スプルーを示す概略断面図である。
【図４】本発明の金型装置におけるキャビティ近傍を示す要部を拡大した断面図である。
【図５】図１におけるＡ矢視図である。
【図６】図１におけるＢ矢視図である。
【図７】本発明の金型装置（型開き状態）を示す正面方向からみた断面図である。
【図８】成形後におけるシート材とランナーを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の拡大斜視図、（ｃ）は（ａ）におけるＸ方向矢視図である。
【図９】従来の金型装置（型締め状態）を示す正面方向からみた断面図である。
【符号の説明】
Ｋ        金型装置
Ｇ        ゲート
Ｒ        ランナー
１０      基盤部
１１      基板
１２      ポット板
１３      冷却板
１４      断熱板
１５      スプルー板
１７ａ    一次スプルー
１９      プール空間
２０      二次スプルー
２０ａ    導入スプルー
２０ｂ    第１連通スプルー
２０ｃ    第２連通スプルー
２０ｄ，２０ｄ’，２０ｄ’’    第３連通スプルー
２０ｅ    供給スプルー
２８      上側溝部
２８ａ    リング溝
２８ｂ    縦溝
２８ｃ    横溝
２８ｄ    接続溝
３０      金型本体部
３１      上型
３２      中型
３２ａ    キャビティ
３３      下型
３４      スペーサ
３５      可動側取付板
３６      コアピン
３８      下側溝部
３８ａ    リング溝
３８ｂ    縦溝
３８ｃ    横溝
３８ｄ    接続溝
５０      シート材
【図１】
0003669428.tif 000002
【図２】
0003669428.tif 000003
【図３】
0003669428.tif 000004
【図４】
0003669428.tif 000005
【図５】
0003669428.tif 000006
【図６】
0003669428.tif 000007
【図７】
0003669428.tif 000008
【図８】
0003669428.tif 000009
【図９】
0003669428.tif 000010