(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定軸を中心とする同一円周上に配置された複数の固定側金型と、
前記所定軸を中心として回動可能に構成された取付部材において前記所定軸を中心とする同一円周上に配置され、前記複数の固定側金型のいずれかと結合させて成形のための閉空間を形成する複数の移動側金型と、を備え、
前記複数の固定側金型のそれぞれには、冷却液を循環させるための第１の流路が形成され、
前記複数の移動側金型のそれぞれには、前記複数の固定側金型のいずれかと結合させたときに、結合部分において前記第１の流路と連通し、前記第１の流路との間で冷却液を循環させるための第２の流路が形成されており、
前記第１の流路は、冷却液流入口を有する流路と冷却液流出口を有する流路とを含む、多重成形用金型。
【請求項２】
前記第１の流路と前記第２の流路には、前記結合部分において、それぞれ、結合端子が配置され、
前記結合端子には、前記固定側金型と前記移動側金型を結合させていないときに閉鎖され、前記固定側金型と前記移動側金型を結合させたときに開放される弁が設けられている、請求項１に記載の多重成形用金型。
【請求項３】
前記複数の固定側金型は同一円周上に等角度間隔で配置され、前記取付部材において、前記複数の移動側金型は同一円周上に前記等角度間隔で配置されている、請求項１または２に記載の多重成形用金型。
【請求項４】
前記複数の固定側金型として３つの固定側金型を備え、前記複数の移動側金型として３つの移動側金型を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の多重成形用金型。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の多重成形用金型を備える成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重成形用金型及び成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる複数の材料を組み合わせて成形する多重成形技術が知られている。特許文献１には、硬質プラスチックからなる成形体の表面に軟質プラスチックの皮膜を形成するための多重成形用金型が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５８９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多重成形用の成形機は、型の温度を適正に保つために金型に冷却水などの冷却液を循環させて冷却する必要がある。図８は、開発中の成形機５５０が備える二色成形用金型５０１の冷却機構について説明する模式図である。二色成形とは、異なる２つの材料を組み合わせて成形する技術である。図８に示すように、二色成形用金型５０１は、２つの固定側金型（１次成形用固定側金型５０２ａ、２次成形用固定側金型５０２ｂ）と、２つの移動側金型（第１移動側金型５０３ａ、第２移動側金型５０３ｂ）と、を備えている。１次成形用固定側金型５０２ａ、２次成形用固定側金型５０２ｂは、所定軸を中心とする同一円周上に１８０度間隔で配置されている。１次成形用固定側金型５０２ａには金型冷却用に第１固定側冷却ホース５０７ａが配置され、２次成形用固定側金型５０２ｂには金型冷却用に第２固定側冷却ホース５０７ｂが配置されている。第１移動側金型５０３ａ、第２移動側金型５０３ｂは、所定軸５２０を中心として回動可能に構成された取付部材５０４において所定軸５２０を中心とする同一円周上に１８０度間隔で配置されている。第１移動側金型５０３ａには金型冷却用に第１移動側冷却ホース５０６ａが配置され、第２移動側金型５０３ｂには金型冷却用に第２移動側冷却ホース５０６ｂが配置されている。
【０００５】
図８の上段には、第１移動側金型５０３ａが１次成形用固定側金型５０２ａと対向する位置に存在し、第２移動側金型５０３ｂが２次成形用固定側金型５０２ｂと対向する位置に存在する状態を示す。この状態で、取付部材５０４を矢印Ｔ１１の方に移動させて第１移動側金型５０３ａと１次成形用固定側金型５０２ａを結合させるとともに、第２移動側金型５０３ｂと２次成形用固定側金型５０２ｂを結合させる。そして、第１移動側金型５０３ａと１次成形用固定側金型５０２ａを結合させることで形成された閉空間にシリンダーノズル５０５ａから一次成形用材料を射出して一次成形品を生成する。
【０００６】
一次成形品の生成が終わった後、第１移動側金型５０３ａと１次成形用固定側金型５０２ａを分離し、第１移動側金型５０３ａと２次成形用固定側金型５０２ｂを結合させるために、取付部材５０４を矢印Ｒ１１の方向に１８０度回転させる。これにより、図８の下段に示すように、第１移動側金型５０３ａが２次成形用固定側金型５０２ｂと対向する位置に存在し、第２移動側金型５０３ｂが１次成形用固定側金型５０２ａと対向する位置に存在する状態に移行する。図８の上段に示す状態から取付部材５０４を矢印Ｒ１１の方向に１８０度回転させると、図８の下段に示すように第１移動側冷却ホース５０６ａと第２移動側冷却ホース５０６ｂが交差する。
【０００７】
図８の下段に示す状態から、第１移動側金型５０３ａと２次成形用固定側金型５０２ｂを結合させ、第２移動側金型５０３ｂと１次成形用固定側金型５０２ａを結合させる。そして、第１移動側金型５０３ａと２次成形用固定側金型５０２ｂを結合させて形成した閉空間にシリンダーノズル５０５ｂから二次成形用材料を射出して二次成形品を生成する。また、第２移動側金型５０３ｂと１次成形用固定側金型５０２ａを結合させて形成した閉空間にシリンダーノズル５０５ａから一次成形用材料を射出して一次成形品を生成する。
【０００８】
第１移動側金型５０３ａと２次成形用固定側金型５０２ｂ、及び、第２移動側金型５０３ｂと１次成形用固定側金型５０２ａを離脱させた後、第１移動側金型５０３ａから２次成形品を取り外し、取付部材５０４を矢印Ｒ１１とは反対の方向である矢印Ｒ１２の方向に回転させる。これにより、図８の上段に示す状態に戻る。図８の下段に示す状態から取付部材５０４を矢印Ｒ１２の方向に１８０度回転させると、第１移動側冷却ホース５０６ａと第２移動側冷却ホース５０６ｂの交差が解消される。そして、第２移動側金型５０３ｂと２次成形用固定側金型５０２ｂを結合させて形成した閉空間において２次成形品を生成し、第１移動側金型５０３ａと１次成形用固定側金型５０２ａを結合させて形成した閉空間において１次成形品を生成する。
【０００９】
上述した二色成形用金型に対し、三色成形用金型では、同一円周上に１２０度間隔で配置された３つの固定側金型と、回転可能に構成された取付部材に同一円周上に１２０度間隔で配置された３つの移動側金型と、を備える。三色成形用金型では、３つの移動側金型が配置された取付部材を一方向のみに回転させて、各移動側金型において、順次、一次成形、二次成形、三次成形を実行する。三色成形用金型では、３つの移動側金型が配置された取付部材を一方向のみに回転させ反転させないので、上述した二色成形用金型５０１と同様に各移動側金型において金型冷却用の冷却ホースを配置すると、各冷却ホースが絡まってしまうという問題が生じる。各冷却ホースが絡まった状態では金型を十分に冷却することができない。各冷却ホースの絡まりを解くためには、成形工程を中止し、取付部材を反転させる必要があるが、このようにするのは生産性が損なわれ好ましくない。
【００１０】
本開示の目的は、以上の背景に鑑みなされたものであり、生産性が損なわれることなく、各金型の良好な冷却を可能にする多重成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様による多重成形用金型は、所定軸を中心とする同一円周上に配置された複数の固定側金型と、前記所定軸を中心として回動可能に構成された取付部材において前記所定軸を中心とする同一円周上に配置され、前記複数の固定側金型のいずれかと結合させて成形のための閉空間を形成する複数の移動側金型と、を備え、前記複数の固定側金型のそれぞれには、冷却液を循環させるための第１の流路が形成され、前記複数の移動側金型のそれぞれには、前記複数の固定側金型のいずれかと結合させたときに、結合部分において前記第１の流路と連通し、前記第１の流路との間で冷却液を循環させるための第２の流路が形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
上述の態様によれば、生産性が損なわれることなく、各金型の良好な冷却を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る多重成形用金型の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態２に係る三色成形用金型の構成について説明する模式図である。
【図３】実施の形態２に係る三色成形用金型の冷却機構の構成について説明する模式図である。
【図４】実施の形態２に係る三色成形用金型の動作の概略について説明する模式図である。
【図５】固定側金型と移動型金型を結合、離脱させる動作について説明する模式図である。
【図６】移動側金型と固定側金型を結合させたときの冷却機構における冷却液の流れについて説明する模式図である。
【図７】第１の流路、第２の流路に配置されている、結合端子、結合端子の機構について説明する模式図である。
【図８】開発中の成形機が備える二色成形用金型の冷却機構について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る多重成形用金型１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、多重成形用金型１は、複数の固定側金型２と、複数の移動側金型３と、を備えている。
【００１６】
複数の固定側金型２は、同一円周上に配置されている。複数の移動側金型３は、所定軸２０を中心として回動可能に構成された取付部材４において所定軸２０を中心とする同一円周上に配置され、複数の固定側金型２のいずれかと結合させて成形のための閉空間３０を形成する。複数の固定側金型２のそれぞれには、冷却液を循環させるための第１の流路６が形成されている。複数の移動側金型３のそれぞれには、複数の固定側金型２のいずれかと結合させたときに、結合部分において第１の流路６と連通し、第１の流路６との間で冷却液を循環させるための第２の流路７が形成されている。
【００１７】
このようにすることで、生産性が損なわれることなく、各金型の良好な冷却を可能にする。
【００１８】
［実施の形態２］
図２は、実施の形態２に係る三色成形用の成形機１５０の構成について説明する模式図である。ここで、三色成形とは、異なる３つの材料を組み合わせて成形する技術である。図２に示すように、成形機１５０は、三色成形用金型１０１と、所定軸１２０を中心として回動可能に構成され複数の移動側金型が配置された取付部材１０４と、成形用材料を射出するためのシリンダーノズル１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、を備えている。
【００１９】
三色成形用金型１０１は、１次成形用固定側金型１０２ａ、２次成形用固定側金型１０２ｂ及び３次成形用固定側金型１０２ｃと、第１移動側金型１０３ａ、第２移動側金型１０３ｂ及び第３移動側金型１０３ｃと、を備えている。
【００２０】
１次成形用固定側金型１０２ａ、２次成形用固定側金型１０２ｂ及び３次成形用固定側金型１０２ｃは、同一円周上に等角度間隔（ここでは１２０度間隔）で配置されている。１次成形用固定側金型１０２ａには一次成形用材料を射出するシリンダーノズル１０５ａが取り付けられている。同様に、２次成形用固定側金型１０２ｂには二次成形用材料を射出するシリンダーノズル１０５ｂが取り付けられ、３次成形用固定側金型１０２ｃには三次成形用材料を射出するシリンダーノズル１０５ｃが取り付けられている。ここで、一次成形用材料、二次成形用材料、三次成形用材料は、例えばゴムやプラスチックなどの高分子材料である。
【００２１】
第１移動側金型１０３ａ、第２移動側金型１０３ｂ及び第３移動側金型１０３ｃは、所定軸１２０を中心として回動可能に構成された取付部材１０４において所定軸１２０を中心とする同一円周上に等角度間隔（ここでは１２０度間隔）で配置されている。第１移動側金型１０３ａ、第２移動側金型１０３ｂ及び第３移動側金型１０３ｃは、１次成形用固定側金型１０２ａ、２次成形用固定側金型１０２ｂ及び３次成形用固定側金型１０２ｃのいずれかと結合させて成形のための閉空間１３０を形成する。
【００２２】
次に、三色成形用金型１０１の冷却機構の構成について説明する。１次成形用固定側金型１０２ａ、２次成形用固定側金型１０２ｂ及び３次成形用固定側金型１０２ｃの冷却機構の構成はいずれも同じであり、第１移動側金型１０３ａ、第２移動側金型１０３ｂ及び第３移動側金型１０３ｃの冷却機構の構成はいずれも同じである。よって、ここでは、１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａの組み合わせを例に冷却機構の構成を説明する。
【００２３】
図３は、三色成形用金型１０１の冷却機構の構成について説明する模式図である。図３に示すように、１次成形用固定側金型１０２ａには、冷却液を循環させるための第１の流路１０６が形成されている。第１移動側金型１０３ａには、固定側金型のいずれかと結合させたときに、結合部分において第１の流路１０６と連通し、第１の流路１０６からの冷却液を循環させるための第２の流路１０７が形成されている。ここで、冷却液は、例えば冷却水や不凍液である。第１の流路１０６、第２の流路１０７には、結合部分において、結合端子１０８、結合端子１０９がそれぞれ配置されている。結合端子１０８、結合端子１０９の機構の詳細については後述する。
【００２４】
次に、三色成形用金型１０１の動作の概略について説明する。
図４は、三色成形用金型１０１の動作の概略について説明する模式図である。図４に示すように、三色成形用金型１０１では、３つの移動側金型が配置された取付部材１０４を矢印Ｒ１の方向のみに１２０度刻みで回転させて、各移動側金型において、順次、一次成形、二次成形、三次成形を実行する。例えば、第１移動側金型１０３ａは、まず一次成形を行うために１次成形用固定側金型１０２ａと結合される（図４の上段）。次に、第１移動側金型１０３ａは、二次成形を行うために２次成形用固定側金型１０２ｂと結合される（図４の中段）。最後に、第１移動側金型１０３ａは、三次成形を行うために３次成形用固定側金型１０２ｃと結合される（図４の下段）。第２移動側金型１０３ｂ、第３移動側金型１０３ｃについても、上述した第１移動側金型１０３ａの場合と同様に、順次、一次成形、二次成形、三次成形が実行される。成形品は、三次成形まで完了したところで移動側金型から取り外される。
【００２５】
図５は、固定側金型と移動型金型を結合、離脱させる動作について説明する模式図である。なお、固定側金型と移動型金型を結合、離脱させる動作は、３つ固定側金型と３つの移動型金型のいずれの組み合わせでも同じなので、ここでは１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａの組み合わせを例に説明する。
【００２６】
図５の上段に示すように、まず、取付部材１０４を回転させて１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａの位置を合わせる。次に、取付部材１０４を矢印Ｔ１の方向に移動させて、図５の下段に示すように１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａを結合させる。これにより、成形のための閉空間１３０が形成される。そして、矢印ｆ１で示すように、シリンダーノズル１０５ａより閉空間１３０に対し一次成形用材料を射出して一次成形品を生成する。一次成形が終わった後、取付部材１０４を矢印Ｔ２の方向に移動させて、１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａを脱離させる。第１移動側金型１０３ａを１次成形用固定側金型１０２ａから脱離させたとき、一次成形品は、第１移動側金型１０３ａに設けられた固定ピン１２１により支持されている。
【００２７】
図６は、移動側金型と固定側金型を結合させたときの冷却機構における冷却液の流れについて説明する模式図である。ここでも１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａの組み合わせを例に説明する。図６に示すように、１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａを結合させると、結合部分において第１の流路１０６と第２の流路１０７が連通する。冷却液を第１の流路１０６の冷却液流入口１０６ａから流入させると、冷却液は、破線の矢印ｆ２で示すように、第１の流路１０６から第２の流路１０７に流れ込み、第１の流路１０６の冷却液流出口１０６ｂから排出される。このように三色成形用金型１０１の冷却機構では、移動側金型において冷却液を循環させるために一方向に回転させると絡まる冷却ホースを用いていないため、図４を参照して説明したように、取付部材１０４を一方向のみに回転させても不具合は生じない。
【００２８】
図７は、第１の流路１０６、第２の流路１０７に配置されている、結合端子１０８、結合端子１０９の機構について説明する模式図である。図７には、１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａの組み合わせの例が示されている。図７に示すように、結合端子１０８、結合端子１０９は、それぞれ、結合部分において嵌合部１０８ｂ、１０９ｂを有する。１次成形用固定側金型１０２ａと第１移動側金型１０３ａを結合させたときに、嵌合部１０８ｂと嵌合部１０９ｂが互いに嵌め合わされる。結合端子１０８には、結合部分において、径方向内側に突出した突出壁１０８ａが形成されている。結合端子１０９には、結合部分において、径方向内側に突出した突出壁１０９ａが形成されている。結合端子１０８、結合端子１０９には、それぞれ弁１１０、弁１１１が設けられている。
【００２９】
図７の上段には、固定側金型である１次成形用固定側金型１０２ａと移動側金型である第１移動側金型１０３ａを結合させていない状態が示されている。この状態では、結合端子１０８の突出壁１０８ａに弁１１０の弁体が付勢され、弁１１０が閉鎖されている。よって、第１の流路１０６の結合部分において冷却液が漏れ出すことはない。なお、弁１１０の弁体は、例えばバネなどの弾性体によって突出壁１０８ａに付勢されるようにする。弁１１０の弁体の先端１１０ａは、突出壁１０８ａの結合面よりも第１の流路１０６の軸方向外側に突出している。
【００３０】
同様に、結合端子１０９の突出壁１０９ａに弁１１１の弁体が付勢され、弁１１１が閉鎖されている。よって、第２の流路１０７の結合部分において冷却液が漏れ出すことはない。なお、弁１１１の弁体は、例えばバネなどの弾性体によって突出壁１０９ａに付勢されるようにする。弁１１１の弁体の先端１１１ａは、突出壁１０９ａの結合面よりも第２の流路１０７の軸方向外側に突出している。
【００３１】
図７の下段には、固定側金型である１次成形用固定側金型１０２ａと移動側金型である第１移動側金型１０３ａを結合させている状態が示されている。この状態では、結合端子１０８に設けられた弁１１０の弁体の先端１１０ａが、結合端子１０９に設けられた弁１１１の弁体の先端１１１ａに押され、弁１１０の弁体が第１の流路１０６の軸方向内側（矢印Ｔ３の方向）に移動する。これにより、結合端子１０８に設けられた弁１１０が開放される。同様に、結合端子１０９に設けられた弁１１１の弁体の先端１１１ａが、結合端子１０８に設けられた弁１１０の弁体の先端１１０ａに押され、弁１１１の弁体が第２の流路１０７の軸方向内側（矢印Ｔ４の方向）に移動する。これにより、結合端子１０９に設けられた弁１１１が開放される。このように、弁１１０及び弁１１１が開放されることで、破線の矢印ｆ３で示したように、冷却液が第１の流路１０６から第２の流路１０７に流れる。
【００３２】
以上により、本実施の形態に係る三色成形用金型１０１よれば、生産性が損なわれることなく、各金型の良好な冷却を可能にする。
【００３３】
なお、以上、実施の形態を参照して本開示について説明したが、本開示は上記の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  多重成形用金型
２  固定側金型
３  移動側金型
４、１０４  取付部材
６、１０６  第１の流路
７、１０７  第２の流路
２０、１２０  所定軸
３０、１３０  閉空間
１０１  三色成形用金型
１０２ａ  １次成形用固定側金型
１０２ｂ  ２次成形用固定側金型
１０２ｃ  ３次次成形用固定側金型
１０３ａ  第１        移動側金型
１０３ｂ  第２        移動側金型
１０３ｃ  第３        移動側金型
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ  シリンダーノズル
１０６ａ  冷却液流入口
１０６ｂ  冷却液流出口
１０８、１０９  結合端子
１０８ａ、１０９ａ  突出壁
１１０、１１１  弁
１１０ａ、１１１ａ  弁体の先端
１２１  固定ピン
【要約】
【課題】生産性が損なわれることなく、各金型の良好な冷却を可能にする多重成形用金型を提供する。
【解決手段】多重成形用金型は、同一円周上に配置された複数の固定側金型と、所定軸を中心として回動可能に構成された取付部材において所定軸を中心とする同一円周上に配置され、複数の固定側金型のいずれかと結合させて成形のための閉空間を形成する複数の移動側金型と、を備え、複数の固定側金型のそれぞれには、冷却液を循環させるための第１の流路が形成され、複数の移動側金型のそれぞれには、複数の固定側金型のいずれかと結合させたときに、結合部分において第１の流路と連通し、第１の流路との間で冷却液を循環させるための第２の流路が形成されている。
【選択図】図１【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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