(57)【要約】本発明は、成形品、特にプラスチック成形品を製造するための、閉位置で、前記成形品の輪郭を有する金型キャビティを形成する少なくとも２つの金型パンチを具備する金型に関する。少なくとも一方の金型パンチは、加圧によって金型キャビティの体積を低減する少なくとも１つのダイアフラムを具備する。
2004535313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉位置で、成形品（１４）の輪郭を有する金型キャビティ（４）を形成する少なくとも２つの金型パンチ（１、２）を具備し、前記成形品（１４）、特にプラスチック成形品を製造するための金型であって、
少なくとも１つの前記金型パンチ（１、２）は、圧力の作用によって、前記金型キャビティ（４）の体積を低減する少なくとも１つのダイアフラム（６）を有することを特徴とする金型。
【請求項２】
前記金型キャビティを含まない前記金型パンチ（１、２）の領域（５ａ、ｂ）が、互いに平坦に支え合うことを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記ダイアフラム（６）は金属から成ることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の金型。
【請求項４】
少なくとも１つの前記ダイアフラム（６）が、前記金型キャビティ（４）に溶接またはネジにより取り付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
【請求項５】
前記ダイアフラム（６）への圧力の外部作用が、気体圧力または液体圧力によって生じることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型。
【請求項６】
圧力媒体（１０）は弾性容器（１２）に封入されることを特徴とする請求項５に記載の金型。
【請求項７】
前記ダイアフラム（６）への圧力の外部作用がピストン（１６）によって生じることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の前文による金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック成形品、特に強化繊維シート成形材料（シート・モールディング・コンパウンド、ＳＭＣ材料）から成形品を製造するための金型は、一般に押し込み金型として知られるものとして構成される。
【０００３】
押し込み金型は、垂直外縁部を有し、一方のパンチがスリーブのように他方のパンチに移動する、以下で圧縮パンチとも称される２つの金型パンチを具備する。例として、ＳＭＣ半製品は圧縮パンチによって形成された金型キャビティ内に置かれる。ＳＭＣ半製品は、所定重量の原材料から成り、これは一般に樹脂、硬化剤、充填剤および繊維（特にガラス繊維）を含有し、長方形のマットの層に積み上げられる。圧縮パンチは、次に互いに接近し、原材料が金型キャビティを充填するように半製品を圧縮する。圧縮パンチは加熱可能であるので、硬化剤が構成要素の樹脂を硬化させることができる。
【０００４】
このタイプの金型は、その要求される厳しい精度のゆえに製造するのが非常に複雑となり、ゆえに非常に高価にもなる。しかしながら、原材料の重量での計量が、ピンチエッジ金型として知られるものの使用で要求されるような、所望の精度で達成されないので、押し込み金型がプラスチック構成要素を製造するために必要となる。
【０００５】
ピンチエッジ金型は、圧縮パンチが閉位置で互いに平坦に支え合うように設計される。但し、これは、閉位置において、半製品への追加圧力に対する遊びがないことを意味する。半製品が過小な原材料を含有する場合、構成部材が正しく形成されず、不十分な材料特性で現れる。金型キャビティ内に過剰な原材料がある場合、この材料は、圧縮パンチ間で押圧されるが、パンチが完全に閉じるのを妨げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、原材料体積の変動や成形品製造中に生じる収縮を補正することができる、ツールコストを低減した上記タイプの金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、特許請求項１の特徴によって達成される。
【０００８】
請求項１に記載の本発明による金型は、少なくとも２つの圧縮パンチを含む。閉状態で、これらの圧縮パンチは、製造されることになる構成部材の輪郭を形成する金型キャビティを形成する。
【０００９】
少なくとも１つの圧縮パンチは、本発明によるダイアフラムを備えており、これは圧力の作用下で金型キャビティに対して内方に移動し、それによって金型キャビティの体積を低減する。このように、原材料に追加圧力を加え、原材料の体積の変動や成形中の原材料の収縮を補正することができる。
【００１０】
本発明によるダイアフラムは、特にピンチエッジツールに作用するのが好ましく、その圧縮パンチが閉位置において互いに平坦に支え合う。このタイプの金型は、製造に関しては望ましいものである。すなわち、ＳＭＣ構成要素を製造するのに要する加工コストが大いに低減される（請求項２）ことを意味する。
【００１１】
ダイアフラムは、高強度、高熱安定性、および高延性を有する金属から成るのが好ましい。高張力鋼または超塑性合金（記憶金属）から製造される金属シートが特に適している。ダイアフラムの厚さは通常０．５ｍｍ〜５ｍｍである（請求項３）。
【００１２】
ダイアフラムは圧縮パンチに溶接されるのが好ましい。これは、原材料が金型キャビティから逃げないようにすることができる。超塑性合金のような幾つかの有効なダイアフラム材料は、ネジまたは同等の取付手段を使用して取り付けるのに適している。但し、この場合、例えばネオプレン、ゴムまたはシリコンで形成された追加シールが好適である（請求項４）。
【００１３】
ダイアフラムへの圧力を生成させる有効な方法は、液圧または気体圧力を加えることから成り、これらは圧力媒体（例えば、作動液または空気）によって伝達される。圧力は、金型キャビティに対してダイアフラムの前の、圧縮パンチ内のキャビティ内に生成されるのが好ましい。圧力は、液圧ポンプによって、または圧縮空気または他の気体によって発生される（請求項５）。
【００１４】
圧力媒体が、ダイアフラムと直に接触している弾性容器内に格納されると好都合である。この容器内の圧力の増加と同時にダイアフラムを移動させる。この構造は、ダイアフラムが圧縮パンチにネジで取り付けられる場合、圧力媒体が金型キャビティ内に入るのを防止する。圧力媒体に対する密閉性に関する、大抵複数の構成要素から構成される、圧縮パンチに課せられる要求も、それによって同様に低減される。これは冷却コストの低減に寄与する（請求項６）。
【００１５】
ダイアフラムへの圧力の発生は、さらに効果的にピストンによって実行される。ピストンは、圧縮パンチ内に配置され、ダイアフラムを直に押す。上記弾性容器やダイアフラムのものと同じように、ピストンの温度は制御され、それにより圧縮パンチの温度に整合される（請求項７）。
【００１６】
本発明によるダイアフラムは、実質的に全てのタイプの金型で使用できる。構成部材の体積収縮が構成部材製造中に起こる全ての金型に好都合である。これは、プラスチック加工の圧縮金型または射出成形金型、およびマグネシウムまたはアルミニウムのような、軽金属を加工する鋳金型またはチクソモールディングまたはチクソキャスティングに適用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下で、４つの図を参考に、ＳＭＣ製造用の圧縮金型の例を参考にして本発明による金型の有利な構造をより詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、上部圧縮パンチ１と下部圧縮パンチ２とを具備する圧縮金型を例示する。下部圧縮パンチ２は、キャビティ８に隣接し、かつ弾性鋼シート（厚みが１ｍｍ）から成るダイアフラム６を含む。キャビティ８は作動液１０で充填される。
【００１９】
ＳＭＣ原材料（樹脂、結合剤および充填剤を含む）の複数の層から構成されるＳＭＣ半製品３は、下部圧縮パンチ２内に置かれる。
【００２０】
閉位置（図２）における上部パンチ１および下部パンチ２は、金型キャビティ４を形成する。金型キャビティ４は、閉位置において分割面５を形成するパンチ１および２の分割表面５ａおよび５ｂによって垂直方向に包囲される。
【００２１】
ＳＭＣ半製品３の体積は、閉位置においてそれが実質的に金型キャビティ４を充填するように設計される。本発明により、ＳＭＣ半製品３を製造するときＳＭＣ半製品３および金型キャビティ４の体積が許容条件下で完全に同一となるようにすることができないので、体積補正および圧力の増加がダイアフラム６によって行われる。
【００２２】
ダイアフラム６の前のキャビティ８内の作動液１０は、液圧ポンプ（ここでは図示せず）により加圧された状態にある。圧力の作用下で、ダイアフラム６は金型キャビティ４に向かって約０．３ｍｍ移動する。この動きは、金型キャビティ内で構成要素を成形するのに必要な圧力を加えるに足る。
【００２３】
圧縮動作中、圧縮金型および作動液１０の温度は、約１４０℃まで制御される。この温度によって、半製品３内の硬化剤と樹脂との間で硬化反応が生じる。硬化操作後、ＳＭＣ構成要素１４は圧縮金型から取り出される。
【００２４】
図３で示された圧縮金型は、図２で示されたものと同一構造のものであるが、その違いは、作動液１０が再度収納されるゴム容器１２をダイアフラムの前のキャビティ８に含むことにある。ダイアフラム６は、ネジ接続（詳細に図示せず）で下部パンチ２に固定される。圧力は、液圧ポンプを介してゴム容器１２に加えられ、この構造で次にダイアフラムに作用する。この構造の利点は、作動液１０が閉じた容器１２の内部にあるので、金型キャビティ４内に侵入できない。金型キャビティ４とキャビティ８との間のダイアフラムに複雑な密封構造が不要となる。
【００２５】
本発明のさらなる有利な構成は、図４で示されるような圧縮金型にある。図４で示された圧縮金型は、キャビティ８が、加圧媒体の代わりに、ピストン１６を含むことを除き、図１〜図３で示された圧縮金型と同類のものである。ダイアフラム６は下部パンチ２に溶接される。ピストン１６はダイアフラム６を押し、その結果、ダイアフラムは、金型キャビティ４に向かって移動し、圧力をＳＭＣ原材料に伝達する。この構造は、ダイアフラム６が密封隔壁となるので、ピストン１６が金型キャビティ４内の原材料によって汚されるのが防止される。従って、ピストン１６の機能が損なわれない。ピストン１６は、それが最適に機能するように加熱される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】開位置にある、ダイアフラムを有する圧縮金型、およびダイアフラムを移動させる液圧装置を示す断面図である。
【図２】図１で示された圧縮金型を閉位置で示す断面図である。
【図３】液圧圧力をダイアフラムに加えるための弾性容器を有する圧縮金型を示す断面図である。
【図４】圧力をダイアフラムに加えるためのピストンを有する圧縮金型を示す断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004535313.tif 000003
2004535313.tif 000004
2004535313.tif 000005
2004535313.tif 000006
2004535313.tif 000007
2004535313.tif 000008
2004535313.tif 000009
2004535313.tif 000010
2004535313.tif 000011
2004535313.tif 000012
2004535313.tif 000013
2004535313.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月5日(2003.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉位置で、成形品（１４）の輪郭を有する金型キャビティ（４）を形成する少なくとも２つの金型パンチ（１、２）を具備し、少なくとも１つの金型パンチ（１、２）は、圧力の作用によって、前記金型キャビティ（４）の体積を低減する少なくとも１つのダイアフラム（６）を有する、成形品を製造するための金型であって、
前記金型キャビティを含まない前記金型パンチ（１、２）の領域（５ａ、ｂ）が互いに平坦に支え合うように、金型が圧縮金型として設計され、
樹脂、硬化剤、充填剤および繊維を具備するＳＭＣ半製品（３）が前記金型キャビティ（４）内に配置され、
前記ＳＭＣ半製品（３）が実質的に閉位置において前記金型キャビティ（４）を充填し、
前記金型キャビティ（４）とＳＭＣ半製品（３）との間の体積補正がダイアフラムによって行われ、
ＳＭＣ半製品を硬化させるために前記金型の温度を制御することが可能である、ことを特徴とする金型。
【請求項２】
ダイアフラム（６）が金属から成ることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
少なくとも１つの前記ダイアフラム（６）が、前記金型キャビティ（４）に溶接またはネジにより取り付けられることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の金型。
【請求項４】
前記ダイアフラム（６）への圧力の外部作用が、気体圧力または液体圧力によって生じることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
【請求項５】
圧力媒体（１０）は弾性容器（１２）に封入されることを特徴とする請求項４に記載の金型。
【請求項６】
前記ダイアフラム（６）への圧力の外部作用がピストン（１６）によって生じることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
押し込み金型は、垂直外縁部を有し、一方のパンチがスリーブのように他方のパンチに移動する、以下で圧縮パンチとも称される２つの金型パンチを具備する。例として、ＳＭＣ半製品は圧縮パンチによって形成された金型キャビティ内に置かれる。ＳＭＣ半製品は、所定重量の原材料から成り、これは一般に樹脂、硬化剤、充填剤および繊維（特にガラス繊維）を含有し、長方形のマットの層に積み上げられる。圧縮パンチは、次に互いに接近し、原材料が金型キャビティを充填するように半製品を圧縮する。圧縮パンチは加熱可能であるので、硬化剤が構成要素の樹脂を硬化させることができる。ＥＰ  ０  ０６４  ２４７  Ａ１号明細書は、射出成形動作後に、熱可塑性材料が金型の弾性変形可能表面によって非球面表面に成形される、眼鏡用レンズの製造に適している射出金型について説明している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明によるダイアフラムは、特にピンチエッジツールに作用するのが好ましく、その圧縮パンチが閉位置において互いに平坦に支え合う。このタイプの金型は、製造に関しては望ましいものである。すなわち、ＳＭＣ構成要素を製造するのに要する加工コストが大いに低減されることを意味する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ダイアフラムは、高強度、高熱安定性、および高延性を有する金属から成るのが好ましい。高張力鋼または超塑性合金（記憶金属）から製造される金属シートが特に適している。ダイアフラムの厚さは通常０．５ｍｍ〜５ｍｍである（請求項２）。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ダイアフラムは圧縮パンチに溶接されるのが好ましい。これは、原材料が金型キャビティから逃げないようにすることができる。超塑性合金のような幾つかの有利なダイアフラム材料は、ネジまたは同等の取付手段を使用して取り付けるのに適している。但し、この場合、例えばネオプレン、ゴムまたはシリコンで形成された追加シールが好都合である（請求項３）。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ダイアフラムへの圧力を生成させる有利な方法は、液圧または気体圧力を加えることから成り、これらは圧力媒体（例えば、作動液または空気）によって伝達される。圧力は、金型キャビティに対してダイアフラムの前の、圧縮パンチ内のキャビティ内に生成されるのが好ましい。圧力は、液圧ポンプによって、または圧縮空気または他の気体によって発生される（請求項４）。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
圧力媒体が、ダイアフラムと直に接触している弾性容器内に格納されると好都合である。この容器内の圧力の増加と同時にダイアフラムを移動させる。この構造は、ダイアフラムが圧縮パンチにネジで取り付けられる場合、圧力媒体が金型キャビティ内に入るのを防止する。圧力媒体に対する密閉性に関する、大抵複数の構成要素から構成される、圧縮パンチに課せられる要求も、それによって同様に低減される。これは冷却コストの低減に寄与する（請求項５）。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ダイアフラムへの圧力の発生は、さらに効果的にピストンによって実行される。ピストンは、圧縮パンチ内に配置され、ダイアフラムを直に押す。上記弾性容器やダイアフラムのものと同じように、ピストンの温度は制御され、それにより圧縮パンチの温度に整合される（請求項６）。




【国際調査報告】
2004535313.tif 000015
2004535313.tif 000016
2004535313.tif 000017
2004535313.tif 000018