(57)【要約】【課題】  成形材料を加圧注入しなくても成形材料をキャビティに満遍なく行き渡らせることができる金型装置を提供する。【解決手段】  成形材料を充填して成形品を作成するキャビティを内包する金型装置であって、前記キャビティの成形し難い箇所に臨む位置に空気が通過できる開口を有する少なくとも一つ以上の空気バルブが配置されるものであり、且つ、空気を抽出するポンプが前記空気バルブと連通するように接続し、前記金型のキャビティ内の空気を、該ポンプにより前記空気バルブを経由して吸い出すことができる。【選択図】  図１１
0003132906.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を充填して成形品を作成するキャビティを内包する金型装置であって、
前記キャビティの成形し難い箇所に臨む位置に空気が通過できる開口を有する少なくとも一つ以上の空気バルブが配置されるものであり、且つ、空気を抽出するポンプが前記空気バルブと連通するように接続し、前記金型のキャビティ内の空気を、該ポンプにより前記空気バルブを経由して吸い出すことができる構成としてなる金型装置。
【請求項２】
前記空気バルブにおける空気が通過する開口の幅は、所定の範囲内に調整でき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】
前記空気バルブにおける調整できる開口の最小幅は、０．０３〜０．０５ｍｍの範囲内にあ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】
前記空気バルブは、前記キャビティへ移動して前記成形品を取り出し易いように突き出すことができる突き出し手段を更に備えること特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【請求項５】
前記空気バルブは、前記金型内に設けられ、一端が前記キャビティに臨む弁室と、前記突き出し手段とを備え、
前記突き出し手段は、前記ポンプと接続することができる通気路と連通し、且つ、前記弁室内に摺動して前記弁室の前記キャビティに臨む一端から突き出すことができるように設けられる摺動管部と、前記摺動管部の前記弁室から突き出る一端に取り付けられ、前記摺動管部の管内と連通するみぞ孔が形成されているバルブ部とを有し、前記バルブ部が前記摺動管部の前記弁室から突き出る運動に伴って、前記キャビティへ突き出すことができる構成としてなることを特徴とする請求項４に記載の金型装置。
【請求項６】
前記バルブ部はばね鋼鋼材により形成されたものであり、前記みぞ孔の幅が前記キャビティへ突き出すに伴って広くなることを特徴とする請求項５に記載の金型装置。
【請求項７】
前記空気バルブは、その一端が前記ポンプと接続する通気路と連通し、他端が前記キャビティに臨むように形成された管状弁室と、前記弁室内に設置された弁体と、コイル状をして両端がそれぞれ前記弁室と前記弁体に臨んで取り付けられ、前記弁室内に常時適当な隙間を形成するよう弁体を保持する弁ばねとを備え、
前記弁室には、キャビティ側一端部の孔径が大きく、通気路側他端部の孔径が小さい円錐面をなすように形成された弁座部と、前記弁座部の他端部と前記通気路間に介在し弁ばねを収容する弁ばね室と、が形成されており、
前記弁体は、前記弁室の弁座部に対応する円錐台形弁頭部と、前記弁ばねに内挿した位置に対応して、前記弁頭部から細長く延伸する弁棒部と、前記弁棒部の先端に形成され、前記弁ばねの他端が固定されるばね座を兼ねる弁棒端部とを有し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８】
空気を噴出することができるポンプと接続し、前記ポンプから送られてきた空気を前記空気バルブの開口へ噴出して前記空気バルブに付着する成形材料を排出することができることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は金型装置に関し、特に、成形材料の充填をスムーズ且つ確実に行うことができる金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モールド成形は、金型内のキャビティに成形材料（例えば液状金属や成形材料など）を注入して硬化させ、所望の形状を有した成形品を造る、すでに広く使われている成形方法である。
【０００３】
しかしながら、成形材料をキャビティに注入する前、キャビティは空気で満たされている。そのため、いかにキャビティ内の空気を抜き出して成形材料をキャビティの隅々にまで満遍なく行き渡らせるのが重要な課題であり、色々な工夫がなされている。
【０００４】
その一例として、図１５に示す従来の金型装置１０は上型１１と、下型１２と、ガス抜きバルブ１３と、突出し手段１４とからなり、上型１１と下型１２によりキャビティ１０１が画成され、上型１１にはキャビティ１０１と連通して成形材料１が進入する材料入り口１１１が設けられ、ガス抜きバルブ１３はガス抜きポンプ（図示せず）と連通して、キャビティ１０１の一側に配置されるガス抜き口１３１を通してキャビティ１０１内の空気を抜き出すことができる。
【０００５】
成形材料をキャビティに注入する時、ガス抜きポンプを作動させてキャビティ１０１内の空気を抜き出すことによって、キャビティ１０１を真空状態にしておき、材料入り口１１１から成形材料１を注入すると、成形材料１は素早くキャビティ１０１の隅々にまで満遍なく行き渡ることになる。成形材料１の硬化成形が完了したら、上型１１と下型１２を分離させ、突出し手段１４の活動座１４１を上へ動かして活動座１４１に取り付けられている突出しピン１４２により成形完了した製品を突出して簡単に取り出すことができる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、大量生産のために成形する製品が薄く広がったり、細く枝分れしたりすると、成形材料１が到達し難い箇所も当然増えるので、上記従来の金型１０の構成では成形材料をキャビティ１０１の隅々にまで満遍なく行き渡らせる難しさも高まる。それに対し、成形材料１を注入する圧力を上げるのは一つの方法ではあるが、成形材料１の注入圧力の上がる分、金型本体（上型１１、下型１２）の強度を上げる必要が生じる上、成形材料１が注入する高圧によって上型１１と下型１２の接目や、ガス抜き口１３１から溢れ出る問題も生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点に鑑みて、本考案は、成形材料を充填して成形品を作成するキャビティを内包する金型装置であって、前記キャビティの成形し難い箇所に臨む位置に空気が通過できる開口を有する少なくとも一つ以上の空気バルブが配置されるものであり、且つ、空気を抽出するポンプが前記空気バルブと連通するように接続し、前記金型のキャビティ内の空気を、該ポンプにより前記空気バルブを経由して吸い出すことができる金型装置を提供する。
【０００８】
上記金型装置において、前記空気バルブにおける空気が通過する開口の幅は、所定の範囲内に調整できるように構成されることが好ましい。
【０００９】
また、前記空気バルブにおける調整できる開口の最小幅が、０．０３〜０．０５ｍｍの範囲内にあるように構成することが好ましい。
【００１０】
また、上記金型装置において、空気を噴出することができるポンプと接続し、前記ポンプから送られてきた空気を前記空気バルブの開口へ噴出して前記空気バルブに付着する成形材料を排出することができるように構成することが好ましい。
【００１１】
上記空気バルブの具体的な構成例としては、
まず、前記空気バルブは、その一端が前記ポンプと接続する通気路と連通し、他端が前記キャビティに臨むように形成された管状弁室と、前記弁室内に設置された弁体と、コイル状をして両端がそれぞれ前記弁室と前記弁体に臨んで取り付けられ、前記弁室内に常時適当な隙間を形成するよう弁体を保持する弁ばねとを備え、前記弁室には、キャビティ側一端部の孔径が大きく、通気路側他端部の孔径が小さい円錐面をなすように形成された弁座部と、前記弁座部の他端部と前記通気路間に介在し弁ばねを収容する弁ばね室と、が形成されており、前記弁体は、前記弁室の弁座部に対応する円錐台形弁頭部と、前記弁ばねに内挿した位置に対応して、前記弁頭部から細長く延伸する弁棒部と、前記弁棒部の先端に形成され、前記弁ばねの他端が固定されるばね座を兼ねる弁棒端部とを有しているように構成することができる。
【００１２】
また、前記空気バルブは、前記キャビティへ移動して前記成形品を取り出し易いように突き出すことができる突き出し手段を更に備えるように構成することもできる。
【００１３】
例えば、前記空気バルブは、前記金型内に設けられ、一端が前記キャビティに臨む弁室と、前記突き出し手段とを備え、前記突き出し手段は、前記ポンプと接続することができる通気路と連通し、且つ、前記弁室内に摺動して前記弁室の前記キャビティに臨む一端から突き出すことができるように設けられる摺動管部と、前記摺動管部の前記弁室から突き出る一端に取り付けられ、前記摺動管部の管内と連通するみぞ孔が形成されているバルブ部とを有し、前記バルブ部が前記摺動管部の前記弁室から突き出る運動に伴って、前記キャビティへ突き出すことができるように構成することができる。
【００１４】
また、前記バルブ部は、ばね鋼鋼材により形成されたものを使用することによって、前記みぞ孔の幅が前記キャビティへ突き出すに伴って広くなるように構成することが好ましい。
【考案の効果】
【００１５】
上記本考案の金型装置によると、前記キャビティの成形し難い箇所に少なくとも一つ以上の空気バルブが配置されているので、空気を抽出するポンプを該空気バルブと連通するように接続し、成形材料をキャビティ内に加圧注入しなくても、キャビティ内の空気を成形し難い箇所から吸い出して成形材料を該当箇所に確実に到達させることによって、成形材料をキャビティの隅々まで行き渡らせることができると同時に、成形材料が高圧によって上型と下型の接目や、ガス抜き口から溢れ出る問題もなくなる。
【００１６】
その上、本考案の金型装置に接続するポンプに空気を噴出する機能持つ場合、ポンプから送られてきた空気を空気バルブへ流すことによって、空気バルブに詰まる成形材料の残留を排出することができるので、清掃する手間を省くこともできる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本考案の好ましい実施形態について説明する。
【００１８】
まず、図１と図６を合わせて参照する。図１は本考案の金型装置の上型を示す立体図であり、図６は本考案の金型装置の下型を示す立体図である。本考案の金型装置は、上型２０（図１）と下型４０（図６）からなるもので、上型２０と下型４０とは、固定ピン２１１、２１１、２１１と固定孔４１１、４１１、４１１、４１１の対応結合により、上下方向に分離可能に組み合わされている。上型２０および下型４０には、それぞれ成形しようとする成形品の形状に対応する凹陥部２２１、凹陥部４２１が形成されている。凹陥部２２１、凹陥部４２１を突き合わせた時に、両者の間に位置するキャビティを形成している。
【００１９】
図１を参照してみると、上型２０は、ゲート２１２を有している。ゲート２１２は、溶融した樹脂などの成形材料を所定の圧力でキャビティに注入するためのものであり、キャビティの中央部まで連なっている。キャビティに充填された成形材料は、キャビティ内で硬化することで所望の形状の成形品を形成する。
【００２０】
図２は本考案の金型装置の上型２０の凹陥部２２１が形成されている一面を示す平面図であり、図３は図２における上型２０の４−４線断面図である。
【００２１】
図２及び図３に示すように、上型２０には空気バルブ３０が形成されており、空気バルブ３０の両端はそれぞれキャビティ（下端）と通気路２３（上端）に向けて開口するように形成されている。通気路２３には該金型装置の外部と繋ぐ接続孔２３１を有しており、接続孔２３１に空気を注入／吸出できる空気ポンプ（未図示）が接続していると、通気路２３及び空気バルブ３０を経由して、キャビティ内の空気を吸出し、または空気をキャビティ内に注入することができる。空気バルブ３０を埋設する位置については、成形品の形状に応じて、成形し難い箇所に臨むように自由に配置することができる。
【００２２】
図４に示すのは上型２０に埋設される空気バルブ３０の拡大断面図である。図４を図２、図３にあわせて参照してみると、空気バルブ３０は、上型２０に形成される弁室３１と、弁室３１内に収容されている弁体３２と、コイル状をして両端がそれぞれ弁室３１と弁体３２に臨んで取り付けられ、弁体３２を弁室３１内の適当な位置に保持する弁ばね３３とを備えている。
弁室３１はキャビティに向けて開口するキャビティ端３１１と、通気路２３に向けて開口する通気路端３１２を有し、キャビティ端３１１内表面には、キャビティ側一端部の孔径が大きく、通気路側他端部の孔径が狭小さい円錐面を成すように形成された弁座部３１３と、弁座部３１３の他端部と通気路端３１２の間に介在し弁ばね３３を収容する弁ばね室３１４とが形成されている。
【００２３】
弁体３２は、弁室３１の弁座部３１３の形状及び位置に対応する円錐台形弁頭部３２１と、弁ばねに内挿した位置に対応して、弁頭部３２１から細長く延伸する弁棒部３２２と、弁棒部３２２の先端に弁ばね３３の他端３３２が固定されるばね座を兼ねる弁棒端部３２３とを有している。
【００２４】
図５に示すのは空気バルブ３０のキャビティ端３１１の正面図である。弁室３１と弁体３２は、弁座部３１３及び弁頭部３２１の形状の対応により、環状の開口Ｉを有するように形成されている。開口Ｉの幅は弁室３１と弁体３２の相対位置によって決められるが、弁ばね３３が弁室３１及び弁体３２に与える位置を維持する付勢力によって、開口Ｉは常に開放状態に維持され、最小でも０．０３〜０．０５ｍｍの幅を有するようになっている。即ち、接続孔２３１に空気ポンプ（未図示）が接続している場合、通気路２３及び空気バルブ３０を経由して、キャビティ内の空気が図４にある矢印が示す方向に吸出され、弁体３２もその空気の流れに押されて矢印が示す方向へ移動しても、その移動距離は弁ばね３３が与える付勢力により制限され、開口Ｉの幅を最小状態の０．０３〜０．０５ｍｍに維持し、キャビティ内の空気がなくなるまで吸い出しつづけることができる。また、キャビティ内の空気がなくなり、成形材料まで開口Ｉに吸い込む可能性は、その時の開口Ｉの幅が最小状態の０．０３〜０．０５ｍｍに維持されていることと、成形材料の表面張力の働きにより、極めて低く抑えているので、成形材料が開口Ｉから侵入する心配は殆どない。
【００２５】
図７は本考案の金型装置の下型４０の凹陥部４２１が形成されている一面を示す平面図であり、図８は図７における下型４０の８−８線断面図である。
【００２６】
図７及び図８に示すように、上型４０にもキャビティにおける成形し難い箇所に対応する空気バルブ５０が設けられているが、空気バルブ５０の構成は上型２０に設けられる空気バルブ３０と違い、成形が完了した成形品を取り出し易いように突き出すことができる突き出し手段を更に備えている。
【００２７】
空気バルブ５０は、下型４０と一体的に形成されて下型４０を貫通する直孔になっている弁室４２２と、上型４０の凹陥部４２１が形成されている一面の反対側に取り付けられて、弁室４２２の延伸方向と平行に往復移動することができる活動台４３と、弁室４２２より長く形成され、一端が活動台４３に取り付けられ、他端が弁室４２２に挿入していて活動台４３の往復移動に弁室４２２内に摺動することができるよう摺動管部５１と、摺動管部５１の先端に取り付けられ、且つ、バルブの開口ＩＩとして摺動管部５１の管内と連通する十文字状のみぞ孔が形成され、摺動管部５１の摺動に従って、キャビティへ突き出すことができているバルブ部５２とからなり、活動台４３は上ブロック４３１と、中間ブロック４３２と、下ブロック４３３により組み合わせてなり、且つ、摺動管部５１と該金型装置の外部とを繋ぐ通気路４３４を有し、空気ポンプ（未図示）を通気路４３４と接続することによって、通気路４３４及び空気バルブ５０を経由して、キャビティ内の空気を吸出し、または空気をキャビティ内に注入することができる。
【００２８】
図９に示すのは空気バルブ５０において、活動台４３の移動に駆動され、突き出し手段を構成する摺動管部５１とバルブ部５２とを示す断面図である。図示のように、摺動管部５１は細長く延伸してなる管状体であり、バルブ部５２は摺動管部５１のキャビティ側の一端にねじ込まれる内スリーブ５２１と、内スリーブ５２１の摺動管部５１から露出する端部に取り付けられているばね鋼鋼材により形成された円柱状の弁体５２２とにより構成されるものである。弁体５２２は、図１０に示すように弁体５２２を４等分する十文字状に形成されるみぞ孔（開口ＩＩ）を有し、内スリーブ５２１が取り付けられる端部の周縁部だけ隣の部分と僅かに繋がるようになっているので、弁室４２２の管内に収める時、みぞ孔の幅は細く制限されるが、摺動管部５１が活動台４３の移動に従って移動し、弁体５２２が弁室４２２の管外に露出すると、みぞ孔がばね鋼鋼材が有する弾性によって、広く展開することになる。
【００２９】
また、みぞ孔の幅については、弁体５２２が弁室４２２の管内に収める幅が０．０３〜０．０５ｍｍの範囲内になるように形成されている。
【００３０】
続いて、図１１〜図１４を用いて本考案の金型装置の動作について説明する。図１１は成形材料を注入する時、本考案の金型装置における空気バルブ３０と空気バルブ５０の状態を示す説明図である。図中の矢印は空気が流れる方向を示している。図示のように、成形材料を注入する時、下型４０に設けられる空気バルブ５０は、活動台４３が下型４０から離れる位置に固定されて弁体５２２が弁室４２２の管内に収める状態になり、外付けの空気バルブを作動させてキャビティ内の空気を矢印が示す方向に吸出すことによって、成形材料をキャビティを満遍なく充填させる。この時、空気バルブ３０において空気が通過する開口Ｉと、空気バルブ３０において空気が通過する開口ＩＩとの幅は共に０．０３〜０．０５ｍｍの範囲内に制限されるので、キャビティ内の空気がなくなっても、成形材料の表面張力の働きによって、成形材料まで開口Ｉ、開口ＩＩに吸い込まれる可能性は極めて低い。そして、成形が完了したら、完成した成形品を取り出すために上型２０と下型４０とを分離させ、図１２に示すように、活動台４３を下型４０へ移動させて弁体５２２が成形品を取り出し易いように突き出すと共に、空気バルブを逆作動させて空気をキャビティへ噴出する。この時、空気バルブ３０は図１３に示すように、弁体３２が空気の流れに押されて弁ばね３３が与える付勢力に抗って矢印が示す方向へ移動し、環状開口Ｉを広くすると共に、空気バルブ３０に詰まる成形材料の残留を排出する。また、空気バルブ５０も図１４に示すように、本体５２２がキャビティへ突き出すと共に、展開して十字状開口ＩＩを広くして、矢印が示す方向へ流れる空気は空気バルブ５０に詰まる成形材料の残留を排出させる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
上記のように、本考案は金型装置内キャビティの成形し難い箇所に空気バルブを配置し、成形材料をキャビティ注入する時、その空気バルブを経由してキャビティ内の空気を抽出すれば、簡単に成形材料を成形し難い箇所に到達させてキャビティを充満できるので、成形材料を加圧する必要がなくなり、高圧による成形材料の溢れ出し問題もなくなる。
【００３２】
その上、本考案の金型装置に接続するポンプに空気を噴出する機能持てば、ポンプから送られてきた空気を空気バルブへ流すことによって、空気バルブに詰まる成形材料の残留を排出することができるので、清掃する手間を省くこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本考案の金型装置例の上型を示す立体図である。
【図２】図１の上型のキャビティに臨む一面を示す平面図である。
【図３】図２における４−４線断面図である。
【図４】図３中の空気バルブ３０の拡大断面図である。
【図５】空気バルブ３０のキャビティ端３１１の正面図である。
【図６】本考案の金型装置の下型４０を示す立体図である。
【図７】下型４０のキャビティに臨む一面を示す平面図である。
【図８】図７における８−８線断面図である。
【図９】下型４０に埋設される空気バルブ５０の拡大断面図である。
【図１０】弁体５２２のキャビティ端の正面図である。
【図１１】成形材料を注入する時、本考案の金型装置の作動状態を示す説明図である。
【図１２】成形品の成形が終わる時、本考案の金型装置の作動状態を示す説明図である。
【図１３】図１１に示す作動状態において、空気バルブ３０の作動状態を示す拡大断面図である。
【図１４】図１１に示す作動状態において、空気バルブ５０の作動状態を示す拡大断面図である。
【図１５】従来のガス抜きバルブ付き金型装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２０        上型
２３        通気路
３１        弁室
３２        弁体
３３        弁ばね
４０        下型
４３        活動台
５０        空気バルブ
５１        摺動管部
５２        バルブ部
２１１      固定ピン
２１２      ゲート
２２１      凹陥部（上型）
２３１      接続孔
３１１      キャビティ端
３１２      通気路端
３１３      弁座部
３１４      弁ばね室
３２１      弁頭部
３２２      弁棒部
３２３      弁棒端部
４１１      固定孔
４２１      凹陥部（下型）
４２２      弁室
４３１      上ブロック
４３２      中間ブロック
４３３      下ブロック
４３４      通気路
５２１      内スリーブ
５２２      弁体
３１４１    段差
３２３１    段差
【図１】
0003132906.tif 000003
【図２】
0003132906.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
0003132906.tif 000012
【図１１】
0003132906.tif 000013
【図１２】
0003132906.tif 000014
【図１３】
0003132906.tif 000015
【図１４】
0003132906.tif 000016
【図１５】
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