(57)【要約】【課題】  型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても一度に製作でき、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能な、管体鋳造用樹脂模型を成形する樹脂成形用金型装置を提供する。【解決手段】  金型装置１１は、対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型１２，１３と、固定シャフト１４に取り付けられるとともにＹ軸方向に延設されて当該一対の雌型１２，１３の間に配された雄型Ａ１（Ａ）と、当該一対の雌型１２，１３の間にてＹ軸方向にスライド動作する第１のスライド機構１５に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構１６によってその分割型の外径が狭小動作する雄型Ｂ１（Ｂ）と、前記雄型Ａと前記雄型Ｂの間の高さ位置にてＸ軸方向にスライド動作する第２のスライド機構１７に取り付けられた雄型Ｃを備え、管体鋳造用樹脂模型１０１を成形する構成となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して型開閉動作する一対の雌型と、固定シャフトに取り付けられるとともに延設されて当該一対の雌型の間に配された雄型Ａと、当該一対の雌型の間にてスライド動作するスライド機構に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構によって外径が狭小動作する雄型Ｂを備え、前記一対の雌型の型開閉方向と前記雄型Ａの延設方向が直交し、かつ、前記一対の雌型の型開閉方向と前記雄型Ｂのスライド方向が直交し、三軸方向に可動可能な型構成となっていることを特徴とする樹脂成形用金型装置。
【請求項２】
対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型と、固定シャフトに取り付けられるとともにＹ軸方向に延設されて当該一対の雌型の間に配された雄型Ａと、当該一対の雌型の間にてＹ軸方向にスライド動作する第１のスライド機構に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構によって外径が狭小動作する雄型Ｂと、前記雄型Ａと前記雄型Ｂの間の高さ位置にてＸ軸方向にスライド動作する第２のスライド機構に取り付けられた雄型Ｃを備えることを特徴とする樹脂成形用金型装置。
【請求項３】
対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型と、固定シャフトに取り付けられるとともにＸ軸方向に延設されて当該一対の雌型の間に配された雄型Ａと、互いに向かい合って配されて、それぞれ当該一対の雌型の間にてＹ軸方向にスライド動作するスライド機構に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構によって外径が狭小動作する一対の雄型Ｂを備えることを特徴とする樹脂成形用金型装置。
【請求項４】
樹脂成形後に前記雄型Ａから離型させるためのエジェクト機構を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の樹脂成形用金型装置。
【請求項５】
管体鋳造用樹脂模型を成形することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の樹脂成形用金型装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項記載の金型装置を複数並列配置して管体鋳造用樹脂模型を成形することを特徴とする樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形用金型装置及び樹脂成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造は、自動車、航空機、産業機械等に用いられる機械部品や、水道バルブ、油圧バルブ等の管体や、配管部品等、多くの機械部品や構造部品に用いられている。鋳造は、複雑な形状のものを作るのに便利であり、シームレスで一体成型できるなどの特徴がある。主な鋳造方法としては、ロストフォーム法（フルモールド法）やロストワックス法（インベストメント法）、遠心鋳造法等が挙げられる。
【０００３】
鋳造用の型としては、鋳物砂で作る砂型が一般に知られているが、金属製の金型の場合もある。
【０００４】
鋳造用の消失模型としては、発泡ポリスチレン樹脂などの発泡性合成樹脂を成形した消失模型が一般に知られている。
【０００５】
特許文献１には、金型装置にて製作した複数の管体構成部材を、接着剤や両面接着テープ等を用いて互いに接合して管体鋳造用の消失模型を作製することが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、アンダーカット部を有する円板形状の消失模型を作製する金型装置に関し、「移動型と固定型間にシャフトを装備し、シャフトの途中にはアンダーカット用型を装備してあり、移動型および固定型の一方の型とシャフトは固定され、他方の型とシャフトさらにはアンダーカット用型とシャフトとはスライド可能に設けられ、発泡成形時の型閉め時には移動型と固定型間にアンダーカット用型が位置し、型開き時には、シャフト方向に沿って移動型を固定型から離型するとともに、アンダーカット用型も移動型および固定型から離型し、アンダーカット部を有する発泡成形品を移動型および固定型から離型してアンダーカット用型と同伴させる発泡成形品の成形装置（その請求項４）」が記載されている。
特許文献３には、アンダーカット部を有する円環形状の消失模型を作製する金型装置に関し、「発泡成形金型内の一部に入れ込んであるアンダーカット金型と、このアンダーカット金型に連結してある一方側のラックと、この一方側のラックと噛合するとともに他方側のラックを作動するよう噛合するピニオンと、上記他方側ラックおよびこれと連結する駆動手段とを設けてあり、駆動手段の作動に伴う他方側のラックの作動によりピニオンを介して一方側のラックを引き込み作動させて、これと連結するアンダーカット金型を引き込んで発泡成形金型よりアンダーカット金型を取り出せるよう構成した成形装置（その請求項２）」が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、皿形状の発泡樹脂容器を作製する金型装置に関し、複数個同時成形すること、離型の際にエジェクトピンを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１９９３２４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７９２６号公報
【特許文献３】特開２００３−００１６３４号公報
【特許文献４】特開昭５９−０５１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、既知の鋳造においては、依然として未解決の問題が多々ある。
【００１０】
特許文献１記載の、金型装置にて製作した複数の管体構成部材を接着剤や両面接着テープ等を用いて互いに接合して管体鋳造用の消失模型とする方法は、複数の構成部材を接合することで複雑な形状とすることが容易であるが、その反面、複数の構成部材同士の接合面の接合が十分でないことがある。つまり、接着剤や両面接着テープ等の接合材を用いて、複数の構成部材を互いに接合すると、接着剤の量が少ない場合や、両面テープの強度不足等に起因して、接合面に隙間が出来ることがあり、この隙間によって、前記接合位置と対応する鋳物の位置に繋ぎ目（接合痕）が出来てしまう。そして、前記接合痕ができると、鋳物の強度が低下し、亀裂が入る虞がある。一方で、接着剤の量が多くなると、鋳物の外観が損なわれてしまうが、前記接合面の隙間の有無は目視判断し難く管理し難い。特に、各種バルブや配管部品では、高圧力に耐えられる信頼性の高い鋳物部品が必要とされる。また、各種バルブや配管部品等では、その構造上、鋳物の内側にアンダーカット（溝部）や凹凸形状等を設けることが多々あるが、アンダーカットや凹凸形状があると鋳物が型抜きし難くなる。そのうえ、複数の構成部材を接合することは部品点数や工数の増大となるため、手間がかかってしまい、生産性の低下とコストの上昇を招く。
【００１１】
特許文献２や特許文献３記載の、アンダーカット部を有する消失模型を作製する金型装置は、円板形状や円環形状等の単純な形状では実用化されているが、特許文献１記載のような、複雑な形状ではまだ実用化できていない。また、特許文献４記載の、複数個同時成形することや離型の際にエジェクトピンを用いることについても、皿形状等の単純な形状では実用化されているが、特許文献１記載のような、複雑な形状ではまだ実用化できていない。
【００１２】
つまり、上述のように、型抜き方向の長さが短い円板形状や円環形状や皿形状等においては、アンダーカット部を有している場合の成形技術が確立しつつあるが、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状では、アンダーカット部を有している場合の成形技術はいまだに実用化には至っておらず、特許文献１記載のように、金型装置にて製作した複数の管体構成部材を接着剤や両面接着テープ等を用いて互いに接合して管体鋳造用の消失模型としているのが実情である。
【００１３】
このような実情に鑑みて、本発明の目的は、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても一度に製作でき、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能な、管体鋳造用樹脂模型を成形する樹脂成形用金型装置を提供するものである。さらには、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状であったとしても生産性を飛躍的に向上させる複数個同時成形方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の樹脂成形用金型装置は、対向して型開閉動作する一対の雌型と、固定シャフトに取り付けられるとともに延設されて当該一対の雌型の間に配された雄型Ａと、当該一対の雌型の間にてスライド動作するスライド機構に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構によって外径が狭小動作する雄型Ｂを備え、前記一対の雌型の型開閉方向と前記雄型Ａの延設方向が直交し、かつ、前記一対の雌型の型開閉方向と前記雄型Ｂのスライド方向が直交し、三軸方向に可動可能な型構成となっていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、三軸方向に可動可能な型構成となっているので、一対の雌型を型閉じ型締めして樹脂注型し樹脂成形後に、一対の雌型を型開きし、ラックアンドピニオン機構によって外径を狭小動作させ、成形された樹脂から雄型Ｂを引き抜いて、その後、雄型Ａから成形された樹脂を離型させることで、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても樹脂成形品を一度に製作できる。よって、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能となる。
【００１６】
本発明の樹脂成形用金型装置は、対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型と、固定シャフトに取り付けられるとともにＹ軸方向に延設されて当該一対の雌型の間に配された雄型Ａと、当該一対の雌型の間にてＹ軸方向にスライド動作する第１のスライド機構に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構によって外径が狭小動作する雄型Ｂと、前記雄型Ａと前記雄型Ｂの間の高さ位置にてＸ軸方向にスライド動作する第２のスライド機構に取り付けられた雄型Ｃを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、一対の雌型を型閉じ型締めして樹脂注型し樹脂成形後に、一対の雌型を型開きし、ラックアンドピニオン機構によって外径を狭小動作させ、成形された樹脂から雄型Ｂと雄型Ｃをそれぞれ引き抜いて、その後、雄型Ａから成形された樹脂を離型させることで、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても樹脂成形品を一度に製作できる。よって、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能となる。
【００１８】
本発明の樹脂成形用金型装置は、対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型と、固定シャフトに取り付けられるとともにＹ軸方向に延設されて当該一対の雌型の間に配された雄型Ａと、当該一対の雌型の間にてＹ軸方向にスライド動作する第１のスライド機構に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構によって外径が狭小動作する雄型Ｂと、前記雄型Ａと前記雄型Ｂの間の高さ位置にてＸ軸方向にスライド動作する第２のスライド機構に取り付けられた雄型Ｃを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、一対の雌型を型閉じ型締めして樹脂注型し樹脂成形後に、一対の雌型を型開きし、ラックアンドピニオン機構によって外径を狭小動作させ、成形された樹脂から一対の雄型Ｂをそれぞれ引き抜いて、その後、雄型Ａから成形された樹脂を離型させることで、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても樹脂成形品を一度に製作できる。よって、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能となる。
【００２０】
本発明は、樹脂成形後に前記雄型Ａから離型させるためのエジェクト機構を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、成形された樹脂を確実かつスムーズに離型させることが容易となる。
【００２２】
本発明に係る金型装置は三軸構成となっており、例えば、Ｙ軸は上下方向となり、Ｘ軸は左右方向となり、Ｚ軸は前後方向となる。例えば、Ｚ軸は上下方向となり、Ｚ軸は左右方向となり、Ｙ軸は前後方向となる。例えば、Ｘ軸は上下方向となり、Ｚ軸は左右方向となり、Ｙ軸は前後方向となる。このように、前記三軸の配置構成は任意の配置構成とすることが可能である。
【００２３】
前記一対の雌型は、蒸気圧、油圧、空圧、電動機等の動力によって型閉じ型締めして樹脂注型し樹脂成形後に、一対の雌型を型開きする構成となっているものであり、既知の機構が適用できる。
【００２４】
前記ラックアンドピニオン機構は、油圧、空圧、電動機等の動力によって分割式雄型の外径が狭小動作する構成となっているものであり、既知の機構が適用できる。前記スライド機構は、油圧、空圧、電動機等の動力によって雄型又は分割式雄型を前記一対の雌型に挿入する動作と抜き出す動作をする構成となっているものであり、既知の機構が適用できる。
【００２５】
前記エジェクト機構としては、油圧、空圧、電動機等の動力によってエジェクトピンを突き出して成形された樹脂（樹脂成形品）を押し出す構成や、エアー吐出力で前記樹脂模型を押し出す構成や、前記雄型Ａを微振動させて成形された樹脂（樹脂成形品）を押し出す構成等が挙げられ、既知の機構が適用できる。
【００２６】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂であり、熱溶融消失体となっている。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、発泡ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられる。
【００２７】
本発明は、前記金型装置を複数並列配置して管体鋳造用樹脂模型を成形することを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状であったとしても生産性を飛躍的に向上させる複数個同時成形が可能となる。例えば、異なる形状の管体を組み合わせて使用する場合等に、異なる形状の管体を複数同時成形することでセット受注に対して迅速に対応することが容易となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の樹脂成形用金型装置によれば、三軸方向に可動可能な型構成となっているので、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても樹脂成形品を一度に製作できる。よって、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能となる。本発明によれば、成形された樹脂模型を確実かつスムーズに離型させることが容易となり、管体鋳造用樹脂模型の成形に好適な樹脂成形用金型装置となる。
【００３０】
本発明の樹脂成形方法によれば、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状であったとしても生産性を飛躍的に向上させる複数個同時成形が可能となる。そして、異なる形状の管体を複数同時成形することでセット受注に対して迅速に対応することが容易となる。
【００３１】
これら本発明によって、複雑な形状としても鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を、容易に製造することができ、特に、各種バルブや配管部品など、高圧力に耐えられる信頼性の高い鋳物部品を均質で再現性良く製造することができる高品質の樹脂成形品を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した実施形態の樹脂成形用金型装置を側面側（Ｚ方向）から示す図である。
【図２】上記実施形態の金型装置を側面側（Ｘ方向）から示す図である。
【図３】上記実施形態の金型装置における樹脂模型とラックアンドピニオン機構との関係を示す図であり、（ａ）は側面側から見た図であり、（ｂ）は底面側から見た図である。
【図４】本発明を適用した実施形態の樹脂成形用金型装置を側面側から示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ金型装置の組み合わせと配置を異ならせたパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明と実質同一又は均等の範囲内において、既知の変更を加えることが可能である。
【００３４】
（実施の形態）
図１は、本発明を適用した実施形態の樹脂成形用金型装置を側面側（Ｚ方向）から示す図である。本実施形態の金型装置１は、水道バルブ用の管体を鋳造するための発泡樹脂模型１０１，１０２を同時成形する金型装置である。
【００３５】
本実施形態の金型装置１は、金型装置１１と金型装置２１とを、ダイプレート２０１にセットして並列配置することで、形状の異なる発泡樹脂模型１０１と１０２とを同時成形する構成となっている（図１）。ダイプレート２０１の外側には所定間隔で複数のタイバー２０２が配置されている。図１では４つのタイバー２０２が配置されている。金型装置１１と金型装置２１はそれぞれ三軸方向に可動可能な型構成となっており、Ｙ軸は上下方向となり、Ｘ軸は左右方向となり、Ｚ軸は前後方向となる。
【００３６】
本実施形態の金型装置１１は、対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型１２，１３と、固定シャフト１４に取り付けられるとともにＹ軸方向に延設されて当該一対の雌型１２，１３の間に配された雄型Ａ１（Ａ）と、当該一対の雌型１２，１３の間にてＹ軸方向にスライド動作する第１のスライド機構１５に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構１６によってその分割型の外径が狭小動作する雄型Ｂ１（Ｂ）と、前記雄型Ａと前記雄型Ｂの間の高さ位置にてＸ軸方向にスライド動作する第２のスライド機構１７に取り付けられた雄型Ｃを備え、管体鋳造用樹脂模型１０１を成形する構成となっている（図１）。金型装置１１には、成形された前記樹脂模型１０１を前記雄型Ａ１から離型させるためのエジェクト機構１９が備わっている。
【００３７】
本実施形態の金型装置１２は、対向してＺ軸方向に型開閉動作する一対の雌型２２，２３と、固定シャフト２４に取り付けられるとともにＸ軸方向に延設されて当該一対の雌型２２，２３の間に配された雄型Ａ２（Ａ）と、互いに向かい合って配された一対の雄型Ｂ１，Ｂ２を備え、管体鋳造用樹脂模型を成形する構成となっている（図１）。前記雄型Ｂ１（Ｂ）は、一対の雌型２２，２３の間にてＹ軸方向にスライド動作するスライド機構２５に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構２６によってその分割型の外径が狭小動作する構成となっており、また、前記雄型Ｂ２（Ｂ）は、一対の雌型２２，２３の間にてＹ軸方向にスライド動作するスライド機構２７に取り付けられるとともにラックアンドピニオン機構２８によってその分割型の外径が狭小動作する構成となっている（図１）。金型装置２１には、成形された前記樹脂模型１０２を前記雄型Ａ２から離型させるためのエジェクト機構２９が備わっている。
【００３８】
図２は、本実施形態の金型装置１１を側面側（Ｘ方向）から示す図であり、雌型１２と１３とを型開きした状態を示す図である。前記一対の雌型１２，１３は、蒸気圧、油圧、空圧、電動機等の動力によって型閉じ型締めして樹脂注型し樹脂成形後に、型開きする構成となっている。ここで、雌型１２は可動型であり、雌型１３は固定型である。雄型Ａ１は、固定シャフト１４に取り付けられるとともにＹ軸方向に吊り下げられており、可動型１２を固定型１３から離して型開きしたときに、雄型Ａ１が、可動型１２と固定型１３の中間位置となり、エジェクト機構１９によって樹脂模型１０１が押し出されて落下し雄型Ａ１から離型される。前記エジェクト機構１９としては、油圧、空圧、電動機等の動力によってエジェクトピンを突き出して樹脂模型１０１を押し出す構成や、エアー吐出力で樹脂模型１０１を押し出す構成や、前記雄型Ａを微振動させて樹脂模型１０１を押し出す構成等が挙げられる。
【００３９】
本実施形態によれば、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状においても一度に製作でき、鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を製造することが可能となる。
【００４０】
図３は、本実施形態の金型装置１１における樹脂模型１０１とラックアンドピニオン機構１６との関係を示す図であり、図３（ａ）は側面側から見た図であり、図３（ｂ）は底面側から見た図である。ラックアンドピニオン機構１６は、油圧、空圧、電動機等の動力によって分割式雄型Ｂ１の外径が狭小動作する構成となっている。樹脂模型１０１の下方側の内側にはアンダーカット部１１１が形成されており、雄型Ｂ１は、ラックアンドピニオン機構１６によってその分割型の外径が狭小動作することで、アンダーカット部１１１から引き抜くことができる。
【００４１】
前記樹脂模型１０１，１０２は、例えば、発泡ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられる。
【００４２】
図４は、本実施形態の樹脂成形用金型装置１を側面側から示す図であり、図４（ａ）〜図４（ｄ）はそれぞれ金型装置の組み合わせと配置を異ならせたパターンを示す図である。図４（ａ）に示す例では、操作盤側から順に、金型装置１１と金型装置２１を並列配置した構成となっている。図４（ｂ）に示す例では、操作盤側から順に、金型装置２１と金型装置１１を並列配置した構成となっている。図４（ｃ）に示す例では、操作盤側から順に、金型装置１１と金型装置１１を並列配置した構成となっている。図４（ｄ）に示す例では、操作盤側から順に、金型装置２１と金型装置２１を並列配置した構成となっている。
【００４３】
本実施形態によれば、型抜き方向の長さが長い管体で複雑な形状であったとしても生産性を飛躍的に向上させる複数個同時成形が可能となる。例えば、異なる形状の管体を組み合わせて使用する場合等に、異なる形状の管体を複数同時成形することでセット受注に対して迅速に対応する数同時成形することでセット受注に対して迅速に対応することが容易となる。
【００４４】
本実施形態によれば、複雑な形状としても鋳物に接合痕が出来難い、高信頼性の鋳物を、容易に製造することができ、特に、各種バルブや配管部品など、高圧力に耐えられる信頼性の高い鋳物部品を、均質で再現性良く製造することができる。
【００４５】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。上述の実施形態では、Ｙ軸は上下方向となり、Ｘ軸は左右方向となり、Ｚ軸は前後方向となるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｚ軸は上下方向となり、Ｚ軸は左右方向となり、Ｙ軸は前後方向となるとしてもよい。また例えば、Ｘ軸は上下方向となり、Ｚ軸は左右方向となり、Ｙ軸は前後方向となるとしてもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１、１１、２１                本発明の金型装置、
１２、１３、２２，２３        雌型、
１４、２４                    固定シャフト、
１５、１７、２５、２７        スライド機構、
１６、２６、２８              ラックアンドピニオン機構、
Ａ１、Ａ２、Ａ                雄型、
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ                雄型、
Ｃ                            雄型、
１０１、１０２                樹脂成形品（樹脂模型）
【図１】
2014188909.tif 000003
【図２】
2014188909.tif 000004
【図３】
2014188909.tif 000005
【図４】
2014188909.tif 000006