特許 7407322 成形用金型、成形物の成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-20

(45)【発行日】2023-12-28

(54)【発明の名称】成形用金型、成形物の成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/27 20060101AFI20231221BHJP

   B29C 33/42 20060101ALI20231221BHJP

   B29C 33/44 20060101ALI20231221BHJP

   B29C 45/44 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

B29C45/27

B29C33/42

B29C33/44

B29C45/44

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023077351

(22)【出願日】2023-05-09

【審査請求日】2023-05-09

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000135748

【氏名又は名称】株式会社バンダイ

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山上 篤史

(72)【発明者】

【氏名】上原 瑠哉

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５１－０２８８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２９６８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１７５２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２１１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２１９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４５５３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形材料を内部のキャビティに注入して、前記キャビティの形状に対応する成形物を生成するための第１の金型と第２の金型とを有する成形用金型であって、
前記成形用金型に配置される金型部品を備え、
前記金型部品は、
前記第１の金型と前記第２の金型との接触面に直交する前記成形用金型の側面より摺動により挿抜される第１の金型部品と、第２の金型部品とを含み、
前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形物の第１の開口から第２の開口に接続する中空部分を形成し、
前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくともいずれかに、前記第１の金型部品及び前記第２の金型部品の挿抜経路を跨いで迂回するように形成されたランナー溝を有する、成形用金型。

【請求項2】

前記第１の金型部品が前記成形物の前記第１の開口から連続する内壁を形成し、前記第２の金型部品が前記成形物の前記第２の開口の縁を形成する、請求項１に記載の成形用金型。

【請求項3】

前記第１の開口と前記第２の開口とは、前記成形物の異なる面に形成されている、請求項２に記載の成形用金型。

【請求項4】

前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは挿抜方向が異なる、請求項１に記載の成形用金型。

【請求項5】

前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形用金型の異なる側面から挿抜される、請求項１に記載の成形用金型。

【請求項6】

請求項１に記載の成形用金型であって、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品が所定位置に配置された成形用金型に成形材料を注入して、複数のパーツがランナーに接続されて構成される成形物であって、前記第１の金型部品及び前記第２の金型部品の挿抜経路を跨いで迂回するように形成されたランナーを含む成形物を成形する第１の工程と、
前記成形用金型から、前記第１の金型部品を抜去する第２の工程と、
前記成形用金型から、前記第２の金型部品を抜去する第３の工程と、
前記成形物を取り出す第４の工程と、
を含む、成形物の成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形用金型、成形物の成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に樹脂を用いて成形されたプラスチックモデルのような成形物は、ランナーに組み立ての対象となる複数のパーツが接続されて構成されている（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－１４２５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そのような成形物は、射出金型は固定側と可動側とで構成され、固定側と可動側との間に形成されたキャビティに流入された成形材料が固まることにより生成される。生成された成形物の形状や構造は射出金型の形態に依存する。

【0005】

本発明では、成形可能な成形物の形状や構造が限定されないような金型部品、成形用金型、成形物の成形方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、例えば、金型部品であって、成形材料を内部のキャビティに注入して、前記キャビティの形状に対応する成形物を生成するための第１の金型と第２の金型とからなる成形用金型に配置される金型部品であって、前記第１の金型と前記第２の金型との接触面に直交する前記成形用金型の側面より摺動により挿抜される第１の金型部品と、第２の金型部品とを含み、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形物の第１の開口から第２の開口に接続する中空部分を形成する。

【0007】

本発明の他の一つは、例えば、上述の金型部品を備える成形用金型であって、第１の金型と、第２の金型とを備え、前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくともいずれかに、前記第１の金型部品及び前記第２の金型部品の挿抜経路を迂回するように形成されたランナー溝を有する。
また、成形材料を内部のキャビティに注入して、前記キャビティの形状に対応する成形物を生成するための第１の金型と第２の金型とを有する成形用金型であって、前記成形用金型に配置される金型部品を備え、前記金型部品は、前記第１の金型と前記第２の金型との接触面に直交する前記成形用金型の側面より摺動により挿抜される第１の金型部品と、第２の金型部品とを含み、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形物の第１の開口から第２の開口に接続する中空部分を形成し、前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくともいずれかに、前記第１の金型部品及び前記第２の金型部品の挿抜経路を跨いで迂回するように形成されたランナー溝を有する。

【0008】

本発明の更に他の一つは、例えば成形物の成形方法であって、上述の成形用金型であって前記第１の金型部品と前記第２の金型部品が所定位置に配置された成形用金型に成形材料を注入して、複数のパーツがランナーに接続されて構成される成形物を成形する第１の工程と、前記成形用金型から、前記第１の金型部品を抜去する第２の工程と、前記成形用金型から、前記第２の金型部品を抜去する第３の工程と、前記成形物を取り出す第４の工程とを含む。
また、成形物の成形方法であって、上述の成形用金型であって、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品が所定位置に配置された成形用金型に成形材料を注入して、複数のパーツがランナーに接続されて構成される成形物であって、前記第１の金型部品及び前記第２の金型部品の挿抜経路を跨いで迂回するように形成されたランナーを含む成形物を成形する第１の工程と、前記成形用金型から、前記第１の金型部品を抜去する第２の工程と、前記成形用金型から、前記第２の金型部品を抜去する第３の工程と、前記成形物を取り出す第４の工程とを含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、成形可能な成形物の形状や構造が限定されないような金型部品、成形用金型、成形物の成形方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る成形装置１０の断面を例示する図。

【図2】実施形態に係る成形物の成形方法の一例に対応するフローチャート。

【図3】実施形態に係る成形物の外観の一例を示す図。

【図4】成形物の成形方法を説明するためのスライド金型部品の利用方法の例を示す図。

【図5】成形物を構成する面とスライド金型部品との対応を説明するための図。

【図6】スライド金型部品の挿抜経路を確保するためのランナーの構成例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、各図において、紙面に対する上下左右表裏方向を、本実施形態における部品（またはパーツ）の上下左右表裏方向として、本文中の説明の際に用いることとする。なお本発明は、以下に説明する実施形態おいて成形材料として樹脂材料を想定するがこれに限定されず、他の材質（ポリスチレン、ポリエチレン、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属等）も適用可能である。

【0012】

図１に発明の実施形態に対応する成形装置１０の断面図を示す。本実施形態の成形装置１０は図１に示すように、成形材料を射出する不図示の成形材射出装置の移動側に取り付けられる移動金型本体１０２と、成形材射出装置の固定側に取り付けられる固定金型本体１０３とを有する。移動金型本体１０２と固定金型本体１０３とにはそれぞれ成形材料が流入されるランナー溝が形成されている。

【0013】

移動金型本体１０２は、雄型１０６を取り付ける雄型取付板１０７と、雄型取付板１０７を固定する固定台１０８と、成形材射出装置に取り付けられる移動側取付板１０９と、固定台１０８と移動側取付板１０９との間に設けられたスペーサ１１０と、を有している。雄型１０６と雄型取付板１０７とは一体的に構成されていてもよいし、別体として独立して構成されていてもよい。固定台１０８には空室１１１が形成され、空室１１１内には移動可能な押し出し板１１２が設けられている。押し出し板１１２は、固定台１０８及び移動側取付板１０９に形成された開口部１１４、１１５に設けられた押圧軸１１６に固定されている。また、押し出し板１１２には、雄型取付板１０７及び雄型１０６を貫通するノックアウトピン１１３が形成されている。ここで、押し出し板１１２を移動することにより、ノックアウトピン１１３の先端がランナー溝内に突出するように形成されている。

【0014】

固定金型本体１０３は、成形材射出装置に取り付けられる固定取付板１１７と、雌型１１８が取り付けられる雌型取付板１１９と、固定取付板１１７と雌型取付板１１９との間に設けられるスペーサ１２０とを有している。雌型１１８と雌型取付板１１９とは一体的に構成されていてもよいし、別体として独立して構成されていてもよい。固定金型本体１０３には、成形射出装置から溶融した成形材料を注入するためのスプルーブッシュ１０４が装着されている。スプルーブッシュ１０４は固定取付板１１７を貫通して雌型１１８にまで延在され、その内部には溶融樹脂の供給流路となるスプルー１０５が形成されている。スプルー１０５には、雌型１１８と雄型１０６に形成されたランナー溝が連通しており、このランナー溝を介して雌型１１８と雄型１０６とに形成された成形空間（キャビティ）に成形材料が流入される。

【0015】

雄型１０６と雌型１１８にはそれぞれ凹凸形状が形成されており、当該凹凸が合わさって成形物の外形を規定するキャビティが形成される。成形材料はキャビティ内に流入し、冷却され固まるとキャビティ形状に対応する成形物が形成される。以下、雄型１０６と雌型１１８とを纏めて成形用金型ともいう。

【0016】

成形用金型は、当該成形用金型に対して挿抜可能に構成された複数の金型部品を含むように構成されている。当該金型部品は、雄型１０６と雌型１１８の接触面に配置され、当該接触面に直交する成形用金型の側面から成形用金型に形成されたキャビティ内に挿入される。これにより、雄型１０６と雌型１１８で規定されるキャビティの内側への成形材料の流入を防ぐことができ、中空状或いは筒状の成形物を形成することが可能となる。

【0017】

本実施形態では、１つの成形物を成形するためのキャビティに対して複数の方向から金型部品を挿入することにより、単一の金型部品ではなし得なかった形状の成形物を成形することを可能とする。本実施形態では、上述の金型部品のことをスライド金型部品と称する。

【0018】

図１に示す成形装置１０において、ランナー溝や各パーツを形成するためのキャビティに成形材料を流入させて成形物を形成した後、移動金型本体１０２を固定金型本体１０３から離間させ、その後、移動金型本体１０２からスライド金型部品を分離させていき、全てのスライド金型部品が分離された後に、押圧軸１１６を押圧して押し出し板１１２を移動させると、押し出し板１１２に設けられたノックアウトピン１１３が移動金型本体１０２を構成する雄型１０６に付着した成形物を押し出し、成形物を取り出すことができる。

【0019】

図１は成形装置１０の構造を一例として示す図であって、成形装置１０の構造は図１に示すものに限定されず、様々な変更が可能である。

【0020】

次に図２を参照して、本実施形態に対応する成形物の成形方法を説明する。まず、S２０１において、成形装置１０の移動金型本体１０２に雄型１０６をセットし、続くＳ２０２において、第１スライド金型部品を、Ｓ２０３において第２スライド金型部品をそれぞれセットする。ここで、第１スライド金型部品と第２スライド金型部品をペアの金型部品とし、当該２つのスライド金型部品の組合せと、雄型１０６及び雌型１１８により、中空の成形物を成形可能とするものである。また、雄型１０６及び雌型１１８に対して当該スライド金型部品のペアを複数含めることができる。また、１つの成形物についてスライド金型部品を３つ以上組み合わせてもよい。

【0021】

第１スライド金型部品及び第２スライド金型部品は、成形装置１０の移動金型本体１０２の所定のスライド機構に取り付けることができる。当該スライド機構により、各スライド金型は所定の方向にスライド移動（摺動）して、成形材料の投入前に雄型と雌型で形成されるキャビティ内に挿入され、また、成形材料が固化した後は抜去される。

【0022】

続くＳ２０４において、スライド金型部品を含む移動金型本体１０２を、固定金型本体１０３側に移動させ、固定金型本体１０３と合体する。続くＳ２０５において、スプルー１０５から成形材料を注入し、成形材料が雄型１０６、雌型１１８、スライド金型部品で形成されるキャビティ内に流入する。その後、成形材料が冷えて固まったら、移動金型本体１０２を固定金型本体１０３から離間する。この時点で成形物は移動金型本体１０２側に張り付いている。

【0023】

続くＳ２０７において第１スライド金型部品を上述の成形装置１０のスライド機構により成形物内部から離間させ、Ｓ２０８において第２スライド金型部品を上述の成形装置１０のスライド機構により成形物内部から離間させる。スライド金型部品を離間させる前に成形物を取り出そうとすると成形物を破損しかねないため、成形物の取り出しは全てのスライド金型部品を離間させた後とする。続くＳ２０９において、押し出し板１１２を移動してノックアウトピン１１３の先端をランナー溝内に突出させることで、成形物の取り出しを行う。

【0024】

次に、図３を参照して、本実施形態に対応する成形物の構成の一例を示す。図３（A）は成形物３００の開口３０１が正面を向く方向からの成形物３００の外観の一例を示す図である。図３（B）は成形物３００の開口３０１が左側を向く方向からの成形物３００の外観の一例を示す図である。図３（Ｃ）は成形物３００の底面側からの成形物３００の外観の一例を示す図である。

【0025】

図３に示す成形物３００は、正面の開口３０１と底面の開口３０３との２つの開口を有し、当該開口が接続された中空状の模型部品である。成形物３００は開口３０１と開口３０３を介して他の成形物と結合することが可能に構成されており、これにより完成品の玩具体の一部を構成することができる。開口３０１と開口３０３とは、成形物３００の異なる面に形成されているが、開口の配置は図３に示す形態に限定されるものではない。

【0026】

成形物３００のような形状の模型部品は、２つの成形物を組み合わせて作ることも可能であるが、本実施形態では単体パーツとして成形することを想定している。従って、開口３０１から開口３０３へ接続する中空部分はスライド金型部品により成形材料をキャビティから排除することにより形成する必要がある。その際、単一のスライド金型部品のみで中空部分を成形しようとすると、図３の斜線領域３０４で示す部分を開口させる必要がある。しかし、開口３０１が大きくなるとその分だけ内部の構造が外部から視認可能となるため好ましくない。

【0027】

そこで本実施形態では、開口３０３側から挿入して中空部分を形成するためのスライド金型部品（第１スライド金型部品）と、開口３０１の縁部３０２を形成するためのスライド金型部品（第２のスライド金型部品）との組み合わせにより、開口３０１を可能な限り小さく維持しつつ、中空部分を形成することを可能とする。

【0028】

図４は、スライド金型部品と雄型１０６との関係の一例を示す断面図である。図４において（Ａ）は、単一のスライド金型部品４０１のみを使用した場合を示し、（Ｂ）はスライド金型部品４１１及び４１２を使用した場合を示す。

【0029】

図４（Ａ）において、スライド金型部品４０１は雄型１０６の底面側から挿入され、頂部側が突出している。これにより、中空状の成形物４００を成形することができる。但し、このとき、成形物４００の頂部側の開口は、スライド金型部品４０１を抜去する際に抜去の妨げにならないような形態でなければならない。

【0030】

これに対し図４（Ｂ）において、スライド金型部品４１１は雄型１０６の底面側から挿入され、頂部側には雄型１０６の斜め上方向からスライド金型部品４１２が挿入されている。これにより、中空状の成形物４１０を成形することができる。このように、スライド金型部品４１１とスライド金型部品４１２とは成形用金型の異なる側面から挿抜される。このとき、成形物４１０の頂部側の開口は、スライド金型部品４１１とスライド金型部品４１２との組み合わせによりその形態が規定される。即ち、当該開口のうち、スライド金型部品４１１を引き出す際に妨げにならない第１の部分についてはスライド金型部品４１１により形成し、残りの第２の部分をスライド金型部品４１２を引き出す際に妨げにならない範囲で形成することができる。或いは、開口（特に縁部）の全部をスライド金型部品４１２により形成してもよい。これにより、引き出し方向が異なる複数のスライド金型部品により単一のスライド金型部品では形成することができなかった形状を実現することができる。

【0031】

次に図５を参照して、成形物３００の中空部分の構成について説明する。図５（Ａ）は、図３（Ａ）の成形物３００のＡ－Ａ断面において、成形物３００を一方方向から見た場合の断面構成の一例を示す。図５（Ｂ）は、図３（Ａ）の成形物３００のＡ－Ａ断面において、成形物３００を一方方向とは逆の方向から見た場合の断面構成の一例を示す。

【0032】

このとき、成形物３００の下側開口３０３から連続する内壁部分５０１に相当する範囲は図４のスライド金型部品４１１に相当する第１スライド金型部品により成形することができる。また、図３で成形物３００の開口３０１の縁部３０２として示した部分に相当する範囲は図４のスライド金型部品４１２に相当する第２スライド金型部品により成形することができる。このようにして、スライド金型部品の組合せにより、単一のスライド金型部品では成形することができなかった形状の成形物を成形することができる。

【0033】

次に、図６を参照してスライド金型部品の挿抜経路を確保するためのランナー構造の例を説明する。図６（Ａ）は、スライド金型部品が挿入された状態の一例を示す図であり、図６（Ｂ）は、スライド金型部品が抜去された状態の一例を示す図である。なお、図６では、雄型１０６や雌型１１８は省略している。

【0034】

図６（Ａ）に示すように、成形物６０１に対してスライド金型部品６０２が挿入された状態となっている。このとき成形物６０１はランナー６０３と接続されている。ランナーのうちスライド金型部品の挿抜方向に存在しているランナーパーツ６０３は、スライド金型部品６０２を迂回する（或いは、跨ぐ）形状となっている。これにより、図６（Ｂ）に示すようにスライド金型部品６０２の挿抜経路が確保されるので、挿抜の際にランナーパーツ６０３が邪魔になることがない。仮にランナーパーツ６０３がスライド金型部品６０２と重なる位置に存在した場合、ランナー溝に成形材料を注入することができなくなるか、或いは、ランナーを破壊してスライド金型部品６０２を抜去しなければならなくなる。そこで、本実施形態では、雄型１０６或いは雌型１１８の少なくともいずれかに、スライド金型部品６０２或いはその挿抜経路を迂回するようにランナー溝を形成している。

【0035】

図６では、一方向にのみランナーパーツ６０３を有する場合を示しているが、上述の２本のスライド金型部品、或いは、それより多くのスライド金型部品を使用する場合、それぞれのスライド金型部品の挿抜方向に位置するランナーを、スライド金型部品の挿抜経路を確保するように迂回して配置する。

【0036】

以上の実施形態に対応する成形用金型によれば、２つ以上のスライド金型部品を組み合わせることにより、単一のスライド金型部品では成形することのできなかった形状の成形物を成形することができる。

【0037】

＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は以下の金型部品、成形用金型、成形物の成形方法を少なくとも開示する。
（１） 成形材料を内部のキャビティに注入して、前記キャビティの形状に対応する成形物を生成するための第１の金型と第２の金型とからなる成形用金型に配置される金型部品であって、
前記第１の金型と前記第２の金型との接触面に直交する前記成形用金型の側面より摺動により挿抜される第１の金型部品と、第２の金型部品とを含み、
前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形物の第１の開口から第２の開口に接続する中空部分を形成する、金型部品。
（２） 前記第１の金型部品が前記成形物の前記第１の開口から連続する内壁を形成し、前記第２の金型部品が前記成形物の前記第２の開口の縁を形成する、（１）に記載の金型部品。
（３） 前記第１の開口と前記第２の開口とは、前記成形物の異なる面に形成されている、（２）に記載の金型部品。
（４） 前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは挿抜方向が異なる、（１）から（３）のいずれか１つに記載の金型部品。
（５） 前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形用金型の異なる側面から挿抜される、（１）から（４）のいずれか１つに記載の金型部品。
（６） （１）から（５）のいずれか１つに記載の金型部品を備える、成形用金型であって、
第１の金型と、第２の金型とを備え、
前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくともいずれかに、前記第１の金型部品及び前記第２の金型部品の挿抜経路を迂回するように形成されたランナー溝を有する、成形用金型。
（７） （６）に記載の成形用金型であって、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品が所定位置に配置された成形用金型に成形材料を注入して、複数のパーツがランナーに接続されて構成される成形物を成形する第１の工程と、
前記成形用金型から、前記第１の金型部品を抜去する第２の工程と、
前記成形用金型から、前記第２の金型部品を抜去する第３の工程と、
前記成形物を取り出す第４の工程と、
を含む、成形物の成形方法。

【0038】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【要約】

【課題】成形可能な成形物の形状や構造が限定されないような金型部品等を提供する。
【解決手段】金型部品であって、成形材料を内部のキャビティに注入して、前記キャビティの形状に対応する成形物を生成するための第１の金型と第２の金型とからなる成形用金型に配置される金型部品であって、前記第１の金型と前記第２の金型との接触面に直交する前記成形用金型の側面より摺動により挿抜される第１の金型部品と、第２の金型部品とを含み、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とは、前記成形物の第１の開口から第２の開口に接続する中空部分を形成する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】