JP5954262B2 - 金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形材料を射出成形する金型装置に関する。

従来、樹脂等の成形材料をコアにより低圧で圧縮成形し、薄肉の成形品を高速に得る射出成形の方法が知られている。この方法としては、複数のコアを並べて配置し、コアの並び方向に直進カムを移動させることにより、直進カムの移動方向に対し垂直な方向に各コアを時間差で駆動する方法がある。

特許第３１８５５８７号公報

上述の方法では、直進カムを移動させると、コアの駆動方向に対し垂直な方向（直進カムの移動方向）のモーメントがコアに作用する。当該方向のモーメントがコアに作用すると、複数のコア間に抉り（こじり）が生じ、複数のコアを円滑に駆動できなくなるおそれがある。
コアの駆動方向に対し垂直な方向のモーメントをコアに作用させないための構成としては、例えば特許文献１に開示されるように、コアの後方から前進方向へシリンダで荷重を発生させる方法がある。しかしながら、特許文献１の方法を複数のコアに適用した場合、複数のコア間の抉りを低減できるものの、各コアそれぞれにシリンダを配置する必要があり金型装置が大型化するおそれがある。また、複数のシリンダを同時並行に駆動させるには精密な制御機構が必要となり、型内への埋設が困難になる上、装置の構成が複雑になり、コストが増大するおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、複数のコアを時間差で円滑に駆動可能な金型装置を提供することにある。

本発明は、成形材料を射出成形する金型装置であって、下型と中央コアと外側コアと上型とを備えている。
下型は、筒部、当該筒部の一方の端部を塞ぐ底部、および、当該底部の中央に形成され筒部の内側に供給される作動油が流れる供給穴を有している。中央コアは、中実筒状に形成され、軸方向の長さが下型の筒部の軸方向の長さより小さく、一方の端面が下型の底部の中央に当接可能であり、一方の端面から軸に対し平行に延びるよう形成される中央第１油路、および、当該中央第１油路に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される中央第２油路を有し、下型の筒部の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。

外側コアは、中空筒状に形成され、軸方向の長さが下型の筒部の軸方向の長さより小さく、一方の端面が下型の底部に当接可能であり、一方の端面から軸に対し平行に延びるよう形成される外側第１油路、および、当該外側第１油路に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される外側第２油路を有し、中央コアの外壁から下型の筒部の内壁に向かってｎ個（ｎは自然数）並ぶよう配置され、中央コアの外側かつ下型の筒部の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。上型は、下型の筒部の底部とは反対側の端部を塞ぎ、筒部の内壁、中央コアの他方の端面、および、外側コアの他方の端面との間に成形材料が射出されるキャビティを形成する。

本発明では、中央コア、および、中央コアに隣り合う外側コアは、中央コアと外側コアとが軸方向の所定の相対位置のとき、中央第２油路と外側第２油路とが連通するよう形成されている。また、ｎが２以上の場合、隣り合う２つの外側コアは、内側の外側コアと外側の外側コアとが軸方向の所定の相対位置のとき、内側の外側コアの外側第２油路と外側の外側コアの外側第２油路とが連通するよう形成されている。

本発明では、中央コアおよび外側コアの軸方向における中央第２油路および外側第２油路の形成位置を適宜設定すれば、供給穴を経由して作動油を下型の筒部の内側に供給することにより、例えば、まず、中央コアのみ軸方向に移動させることができる。中央コアが軸方向に移動すると、中央第２油路と中央コアの外側で隣り合う外側コアの外側第２油路とが連通することにより、作動油が外側第１油路を経由して、外側コアの一方の端面と下型の底部との間に流れる。これにより、外側コアの一方の端面と下型の底部との間の圧力が上昇し、外側コアが下型の底部から離間するよう軸方向に移動する。

ｎが２以上の場合、中央コアの外側で隣り合う外側コアが軸方向に移動すると、当該外側コアの外側第２油路と当該外側コアの外側で隣り合う外側コアの外側第２油路とが連通することにより、作動油が外側第１油路を経由して、外側の外側コアの一方の端面と下型の底部との間に流れる。これにより、外側の外側コアの一方の端面と下型の底部との間の圧力が上昇し、外側の外側コアが下型の底部から離間するよう軸方向に移動する。

このように、本発明では、１つの駆動源（作動油の供給）により複数のコア（中央コアおよび外側コア）を時間差で軸方向に駆動することによって、成形材料を圧縮し成形することができる。ここで、コアの駆動時、各コアには、コアの駆動方向（筒部の軸方向）に対し垂直な方向のモーメントは作用しない。よって、簡単な構成（１つの駆動源）で、複数のコア間に抉りを生じさせることなく、各コアを時間差で円滑に駆動することができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態による金型装置を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の第１実施形態の金型装置による射出成形の工程を示す図であって、（Ａ）は「射出工程」および「第１圧縮工程」を示す図、（Ｂ）は「第１圧縮工程」および「第２圧縮工程」を示す図、（Ｃ）は「第２圧縮工程」および「第３圧縮工程」を示す図。 本発明の第１実施形態の金型装置による射出成形の工程を示す図であって、（Ａ）は「第３圧縮工程」および「第４圧縮工程」を示す図、（Ｂ）は「第４圧縮工程」を示す図。 本発明の第１実施形態の金型装置により成形される成形品を示す斜視図。 本発明の第２実施形態による金型装置を示す断面図。 本発明の第２実施形態の金型装置による射出成形の工程を示す図であって、（Ａ）は「射出工程」および「第１圧縮工程」を示す図、（Ｂ）は「第１圧縮工程」および「第２圧縮工程」を示す図、（Ｃ）は「第２圧縮工程」および「第３圧縮工程」を示す図。 本発明の第２実施形態の金型装置による射出成形の工程を示す図であって、（Ａ）は「第３圧縮工程」および「第４圧縮工程」を示す図、（Ｂ）は「第４圧縮工程」を示す図。 本発明の第２実施形態の金型装置により成形される成形品を示す斜視図。 （Ａ）は本発明の第３実施形態による金型装置を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。

以下、本発明の複数の実施形態による金型装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による金型装置を図１に示す。金型装置１は、例えば樹脂や金属等の成形材料を射出成形することにより樹脂成形品または金属成形品等を製造する装置である。

金型装置１は、下型２０、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０、および、上型７０等を備えている。
下型２０は、例えば金属により有底筒状に形成されている。下型２０は、筒部２１および底部２２等を有している。筒部２１は、図１に示すように、矩形（長方形）の中空筒状に形成されている。底部２２は、矩形（長方形）の板状に形成され、筒部２１の一方の端部を塞ぐようにして筒部２１と一体に形成されている。底部２２の中央には、底部２２を板厚方向に貫く供給穴２３が形成されている。当該供給穴２３には、供給穴２３を開閉可能な開閉弁２４が設けられている。筒部２１の底部２２側の端部の内壁には、筒部２１の外側に向かって凹む凹部２５が形成されている。本実施形態では、下型２０は、筒部２１の開口端部、すなわち、底部２２とは反対側の端部が鉛直方向上側を向くよう設けられる。

中央コア３０は、例えば金属により矩形柱状、すなわち、矩形（長方形）の中実筒状に形成されている。中央コア３０は、軸方向の長さが筒部２１の軸方向の長さより小さく設定されている。中央コア３０は、筒部２１の内側で軸方向に往復移動可能に設けられる。中央コア３０は、軸が筒部２１の軸に一致する、または、平行となるよう設けられる。ここで、「一致」とは、２つのものが厳密に一致する状態に限らず、概ね一致する状態を含むものとする。また、「平行」とは、２つのものが厳密に平行である状態に限らず、概ね平行である状態を含むものとする。以下、「一致」、「平行」との語句を用いた場合、同様の意味を表す。中央コア３０は、一方の端面が底部２２の中央に当接可能である。

中央コア３０は、一方の端面から軸に対し平行に延びるよう形成される中央第１油路３１を有している。本実施形態では、中央第１油路３１は、中央コア３０の軸に沿って延びるよう形成されている。すなわち、中央第１油路３１は、中央コア３０の中央に形成されている。

また、中央コア３０は、中央第１油路３１の底部２２とは反対側の端部に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される中央第２油路３２を有している（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）。中央第２油路３２は、中央コア３０の４つの外壁のうち平行な２つの外壁同士を接続するよう２つ形成されている。２つの中央第２油路３２は、中央で互いに直交するとともに中央第１油路３１に接続するよう形成されている。

本実施形態では、中央コア３０は、中央第１油路３１に接続する中央油圧室３３を一方の端面に有している。これにより、中央第１油路３１は、中央油圧室３３を経由して供給穴２３に連通可能である。なお、本実施形態では、中央コア３０は、供給穴２３の軸と中央第１油路３１の軸とが一致するよう設けられている。
また、本実施形態では、中央コア３０の一方の端部、すなわち、底部２２側の端部の外壁には、中央コア３０の外側に向かって突出する凸部３４が形成されている。

外側コア４０は、例えば金属により矩形（長方形）の中空筒状に形成されている。外側コア４０は、軸方向の長さが筒部２１の軸方向の長さより小さく設定されている。本実施形態では、外側コア４０は、軸方向の長さが中央コア３０の軸方向の長さと同じに設定されている（図１（Ａ）参照）。

外側コア４０は、内壁の周長が中央コア３０の外壁の周長よりもやや大きく形成され、中央コア３０の外側に設けられている。これにより、中央コア３０と外側コア４０とは、外壁と内壁とが摺動しながら互いに軸方向に相対移動可能である。外側コア４０は、中央コア３０の外側かつ下型２０の筒部２１の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。外側コア４０は、中央コア３０の外側で中央コア３０に隣り合うようにして設けられている。外側コア４０は、一方の端面が下型２０の底部２２に当接可能である。

外側コア４０は、一方の端面から軸に対して平行に延びるよう形成される外側第１油路４１を有している。本実施形態では、外側第１油路４１は、外側コア４０の周方向に４つ形成されている（図１（Ｂ）参照）。
また、外側コア４０は、外側第１油路４１の底部２２とは反対側の端部に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される外側第２油路４２を有している（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）。外側第２油路４２は、外側コア４０の４つの外壁と内壁とをそれぞれ接続するよう４つ形成されている。

本実施形態では、外側コア４０は、外側第１油路４１に接続する外側油圧室４３を一方の端面に有している。また、外側コア４０の一方の端部、すなわち、底部２２側の端部の外壁には、外側コア４０の外側に向かって突出する凸部４４が形成されている。また、外側コア４０の一方の端部の内壁には、外側コア４０の外側に向かって凹む凹部４５が形成されている。

ここで、４つの外側第２油路４２は、中央コア３０と外側コア４０とが軸方向の所定の相対位置のとき、中央コア３０の外壁に露出する中央第２油路３２に接続可能なよう形成されている。なお、外側第２油路４２と中央第２油路３２とが接続するとき、外側コア４０の凹部４５と中央コア３０の凸部３４とは係合する（図２（Ｂ）参照）。

外側コア５０は、例えば金属により矩形（長方形）の中空筒状に形成されている。外側コア５０は、軸方向の長さが筒部２１の軸方向の長さより小さく設定されている。本実施形態では、外側コア５０は、軸方向の長さが中央コア３０の軸方向の長さ、および、外側コア４０の軸方向の長さと同じに設定されている（図１（Ａ）参照）。

外側コア５０は、内壁の周長が外側コア４０の外壁の周長よりもやや大きく形成され、外側コア４０の外側に設けられている。これにより、外側コア４０と外側コア５０とは、外壁と内壁とが摺動しながら互いに軸方向に相対移動可能である。外側コア５０は、外側コア４０の外側かつ下型２０の筒部２１の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。外側コア５０は、外側コア４０の外側で外側コア４０に隣り合うようにして設けられている。外側コア５０は、一方の端面が下型２０の底部２２に当接可能である。

外側コア５０は、一方の端面から軸に対して平行に延びるよう形成される外側第１油路５１を有している。本実施形態では、外側第１油路５１は、外側コア５０の周方向に４つ形成されている（図１（Ｂ）参照）。
また、外側コア５０は、外側第１油路５１の底部２２とは反対側の端部に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される外側第２油路５２を有している（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）。外側第２油路５２は、外側コア５０の４つの外壁と内壁とをそれぞれ接続するよう４つ形成されている。

本実施形態では、外側コア５０は、外側第１油路５１に接続する外側油圧室５３を一方の端面に有している。また、外側コア５０の一方の端部、すなわち、底部２２側の端部の外壁には、外側コア５０の外側に向かって突出する凸部５４が形成されている。また、外側コア５０の一方の端部の内壁には、外側コア５０の外側に向かって凹む凹部５５が形成されている。

ここで、４つの外側第２油路５２は、外側コア４０と外側コア５０とが軸方向の所定の相対位置のとき、外側コア４０の外壁に露出する外側第２油路４２に接続可能なよう形成されている。なお、外側第２油路５２と外側第２油路４２とが接続するとき、外側コア５０の凹部５５と外側コア４０の凸部４４とは係合する（図２（Ｃ）参照）。

外側コア６０は、例えば金属により矩形（長方形）の中空筒状に形成されている。外側コア６０は、軸方向の長さが筒部２１の軸方向の長さより小さく設定されている。本実施形態では、外側コア６０は、軸方向の長さが中央コア３０の軸方向の長さ、外側コア４０の軸方向の長さ、および、外側コア５０の軸方向の長さと同じに設定されている（図１（Ａ）参照）。

外側コア６０は、内壁の周長が外側コア５０の外壁の周長よりもやや大きく形成され、外側コア５０の外側かつ下型２０の筒部２１の内側に設けられている。これにより、外側コア５０と外側コア６０とは、外壁と内壁とが摺動しながら互いに軸方向に相対移動可能である。外側コア６０は、外側コア５０の外側かつ下型２０の筒部２１の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。外側コア６０は、外側コア５０の外側で外側コア５０に隣り合うようにして設けられている。外側コア６０は、一方の端面が下型２０の底部２２に当接可能である。また、外側コア６０は、外壁の周長が下型２０の筒部２１の内壁の周長よりもやや小さく形成されている。そのため、外側コア６０が筒部２１の内側で軸方向に往復移動するとき、外側コア６０の外壁と筒部２１の内壁とは摺動する。

外側コア６０は、一方の端面から軸に対して平行に延びるよう形成される外側第１油路６１を有している。本実施形態では、外側第１油路６１は、外側コア６０の周方向に４つ形成されている（図１（Ｂ）参照）。
また、外側コア６０は、外側第１油路６１の底部２２とは反対側の端部に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される外側第２油路６２を有している（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）。外側第２油路６２は、外側コア６０の４つの内壁と４つの外側第１油路６１の底部２２とは反対側の端部とをそれぞれ接続するよう４つ形成されている。

本実施形態では、外側コア６０は、外側第１油路６１に接続する外側油圧室６３を一方の端面に有している。また、外側コア６０の一方の端部、すなわち、底部２２側の端部の外壁には、外側コア６０の外側に向かって突出する凸部６４が形成されている。また、外側コア６０の一方の端部の内壁には、外側コア６０の外側に向かって凹む凹部６５が形成されている。

ここで、４つの外側第２油路６２は、外側コア５０と外側コア６０とが軸方向の所定の相対位置のとき、外側コア５０の外壁に露出する外側第２油路５２に接続可能なよう形成されている。なお、外側第２油路６２と外側第２油路５２とが接続するとき、外側コア６０の凹部６５と外側コア５０の凸部５４とは係合する（図３（Ａ）参照）。
また、外側コア６０と下型２０の筒部２１とが軸方向の所定の相対位置のとき、外側コア６０の凸部６４と筒部２１の凹部２５とは係合する（図３（Ｂ）参照）。
このように、本実施形態では、外側コアは、中央コア３０の外壁から下型２０の筒部２１の内壁に向かって３個（４０、５０、６０）並ぶよう配置され、中央コア３０の外側かつ筒部２１の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。本実施形態では、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０は、例えばブロック状の１つのコアを複数に分割することにより形成可能である。

上型７０は、例えば金属により矩形（長方形）の板状に形成され、下型２０の筒部２１の底部２２とは反対側の端部を塞ぐよう設けられる。上型７０は、筒部２１の底部２２とは反対側の端部を塞ぐよう設けられたとき、筒部２１の内壁、中央コア３０の他方の端面、外側コア４０、５０、６０の他方の端面との間にキャビティ７１を形成する（図１（Ａ）参照）。本実施形態では、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０の軸方向の長さが同じのため、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０の一方の端面が下型２０の底部２２に当接した状態では、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０の他方の面は、同一平面上に位置する。そのため、このとき、キャビティ７１の底部２２側の面は、平面状に形成される（図１（Ａ）参照）。
上型７０の中央には、上型７０を板厚方向に貫くゲート７２が形成されている。金型装置１による射出成形を行うとき、例えば、軟化する温度に加熱した熱可塑性樹脂や金属等の成形材料を、ゲート７２を経由してキャビティ７１に射出する。

下型２０の供給穴２３には、配管３の一端が接続される。配管３の他端には、作動油供給源４が接続されている。作動油供給源４には、作動油が貯留されている。配管３の供給穴２３と作動油供給源４との間には、ポンプ５が設けられている。ポンプ５が作動すると、作動油供給源４の作動油は、ポンプ５により加圧されつつ配管３を経由して供給穴２３に導かれる。ポンプ５が作動した状態で、開閉弁２４が供給穴２３を開く（開弁する）と、作動油が、供給穴２３を経由して下型２０の筒部２１の内側、底部２２と中央コア３０との間（中央油圧室３３）に供給される。これにより、中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２が作動油で満たされる。

本実施形態では、金型装置１は、規制部８１、８２、８３、８４をさらに備えている。規制部８１は、中央コア３０の軸方向（底部２２から離間する方向）の所定量以上の移動を規制可能である。規制部８２は、外側コア４０の軸方向（底部２２から離間する方向）の所定量以上の移動を規制可能である。規制部８３は、外側コア５０の軸方向（底部２２から離間する方向）の所定量以上の移動を規制可能である。規制部８４は、外側コア６０の軸方向（底部２２から離間する方向）の所定量以上の移動を規制可能である。

次に、金型装置１による射出成形の工程を図２、３に基づき説明する。
（射出工程）
射出工程では、成形材料を、図示しない加熱装置により加熱し塑性流動を伴う状態にして、ゲート７２を経由してキャビティ７１に射出する（図２（Ａ）参照）。

（第１圧縮工程）
第１圧縮工程では、ポンプ５を作動させ、開閉弁２４を開弁する。これにより、作動油供給源４の作動油が、配管３および供給穴２３を経由して中央油圧室３３に供給される。ここで、図中、金型装置１内の作動油を斜め格子の網掛けで示す。ポンプ５の作動をさらに継続すると、作動油が中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２に充満し、中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２の圧力が上昇する。これにより、中央コア３０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中央コア３０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、中央コア３０の他方の端部が外側コア４０の他方の端面より突出した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で外縁部が広がるよう流動する。

（第２圧縮工程）
中央コア３０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８１により中央コア３０の軸方向の移動が規制されるとともに、中央コア３０の中央第２油路３２と外側コア４０の外側第２油路４２とが連通する（図２（Ｂ）参照）。ポンプ５の作動をさらに継続すると、中央コア３０と底部２２との間の作動油が、中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２を経由して外側第２油路４２に導かれ、外側第２油路４２、外側第１油路４１および外側油圧室４３に充満する。そのため、外側第２油路４２、外側第１油路４１および外側油圧室４３の圧力が上昇し、外側コア４０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。
図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、外側コア４０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、外側コア４０の他方の端部が外側コア５０の他方の端面より突出した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で外縁部がさらに広がるよう流動する。

（第３圧縮工程）
外側コア４０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８２により外側コア４０の軸方向の移動が規制されるとともに、外側コア４０の外側第２油路４２と外側コア５０の外側第２油路５２とが連通する（図２（Ｃ）参照）。このとき、中央第２油路３２と外側第２油路４２との接続は解除される。

ポンプ５の作動をさらに継続すると、中央コア３０および外側コア４０と底部２２との間の作動油が、外側油圧室４３、外側第１油路４１および外側第２油路４２を経由して外側第２油路５２に導かれ、外側第２油路５２、外側第１油路５１および外側油圧室５３に充満する。そのため、外側第２油路５２、外側第１油路５１および外側油圧室５３の圧力が上昇し、外側コア５０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。

図２（Ｃ）、図３（Ａ）に示すように、外側コア５０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、外側コア５０の他方の端部が外側コア６０の他方の端面より突出した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で外縁部がさらに広がるよう流動する。

（第４圧縮工程）
外側コア５０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８３により外側コア５０の軸方向の移動が規制されるとともに、外側コア５０の外側第２油路５２と外側コア６０の外側第２油路６２とが連通する（図３（Ａ）参照）。このとき、外側第２油路４２と外側第２油路５２との接続は解除される。

ポンプ５の作動をさらに継続すると、中央コア３０、外側コア４０および外側コア５０と底部２２との間の作動油が、外側油圧室５３、外側第１油路５１および外側第２油路５２を経由して外側第２油路６２に導かれ、外側第２油路６２、外側第１油路６１および外側油圧室６３に充満する。そのため、外側第２油路６２、外側第１油路６１および外側油圧室６３の圧力が上昇し、外側コア６０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、外側コア６０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、外側コア６０の他方の端面が中央コア３０、外側コア４０、５０の他方の端面と同一平面上に位置した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で圧縮される。
なお、外側コア６０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８４により外側コア６０の軸方向の移動が規制されるとともに、外側第２油路５２と外側第２油路６２との接続は解除される（図３（Ｂ）参照）。

（冷却工程）
冷却工程では、開閉弁２４を閉弁しポンプ５の作動を停止し、成形材料を冷却する。これにより、成形材料が硬化する。
（取り出し工程）
取り出し工程では、上型７０を下型２０の筒部２１の端部から離間するよう取り外し、成形材料を取り出す。これにより、図４に示すような矩形（長方形）板状の成形品１１を得る。

以上説明したように、本実施形態では、中央コア３０、および、中央コア３０に隣り合う外側コア４０は、中央コア３０と外側コア４０とが軸方向の所定の相対位置のとき、中央第２油路３２と外側第２油路４２とが連通するよう形成されている。
また、隣り合う外側コア４０および外側コア５０は、外側コア４０と外側コア５０とが軸方向の所定の相対位置のとき、外側コア４０の外側第２油路４２と外側コア５０の外側第２油路５２とが連通するよう形成されている。また、隣り合う外側コア５０および外側コア６０は、外側コア５０と外側コア６０とが軸方向の所定の相対位置のとき、外側コア５０の外側第２油路５２と外側コア６０の外側第２油路６２とが連通するよう形成されている。

本実施形態では、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の軸方向における中央第２油路３２および外側第２油路４２、５２、６２の形成位置が上述のように設定されており、供給穴２３を経由して作動油を下型２０の筒部２１の内側に供給することにより、まず、中央コア３０のみ軸方向に移動させることができる。中央コア３０が軸方向に移動すると、中央第２油路３２と中央コア３０の外側で隣り合う外側コア４０の外側第２油路４２とが連通することにより、作動油が外側第１油路４１を経由して、外側コア４０の一方の端面と下型２０の底部２２との間に流れる。これにより、外側コア４０の一方の端面と下型２０の底部２２との間の圧力が上昇し、外側コア４０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。

また、中央コア３０の外側で隣り合う外側コア４０が軸方向に移動すると、当該外側コア４０の外側第２油路４２と当該外側コア４０の外側で隣り合う外側コア５０の外側第２油路５２とが連通することにより、作動油が外側第１油路５１を経由して、外側コア５０の一方の端面と下型２０の底部２２との間に流れる。これにより、外側コア５０の一方の端面と下型２０の底部２２との間の圧力が上昇し、外側コア５０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。

このように、本実施形態では、１つの駆動源（作動油の供給）により複数のコア（中央コア３０および外側コア４０、５０、６０）を時間差で軸方向に駆動することによって、成形材料を圧縮し成形することができる。ここで、コアの駆動時、各コアには、横方向、すなわち、コアの駆動方向に対し垂直な方向のモーメントは作用しない。よって、簡単な構成（１つの駆動源）で、複数のコア（中央コア３０および外側コア４０、５０、６０）間に抉りを生じさせることなく、各コアを時間差で円滑に駆動することができる。

また、本実施形態では、中央コア３０の軸方向の長さと外側コア４０、５０、６０の軸方向の長さとは、同じに設定されている。これにより、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の一方の端面が下型２０の底部２２に当接した状態では、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の他方の端面は、同一平面上に位置する。そのため、このとき、キャビティ７１の底部２２側の面は、平面状に形成される。

また、本実施形態では、中央コア３０は、中央第１油路３１に接続する中央油圧室３３を一方の端面に有する。また、外側コア４０、５０、６０は、それぞれ、外側第１油路４１、５１、６１に接続する外側油圧室４３、５３、６３を一方の端面に有する。これにより、作動油を中央油圧室３３、外側油圧室４３、５３、６３に供給することで、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０を軸方向に円滑に駆動することができる。
また、本実施形態では、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の軸方向の移動を規制可能な規制部８１、８２、８３、８４を備えている。

また、本実施形態では、供給穴２３を開閉可能に設けられる開閉弁２４を備えている。そのため、下型２０の筒部２１の内側への作動油の供給量を開閉弁２４により調整可能である。よって、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０の駆動の量および速度等を精度よく制御することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による金型装置を図５に示す。第２実施形態は、中央コア３０、外側コア４０、５０の形状等が第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、外側コア５０の軸方向の長さは、外側コア６０の軸方向の長さより小さい。また、外側コア４０の軸方向の長さは、外側コア５０の軸方向の長さより小さい。また、中央コア３０の軸方向の長さは、外側コア４０の軸方向の長さより小さい。すなわち、本実施形態では、中央コア３０の軸方向の長さと外側コア４０、５０、６０の軸方向の長さとは、互いに異なるよう設定されており、外側コア４０、５０、６０の軸方向の長さは、互いに異なるよう設定されている。

上記構成により、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の一方の端面が下型２０の底部２２に当接した状態では、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の他方の端面は、それぞれ、異なる平面上に位置する。そのため、このとき、キャビティ７１の底部２２側の面は、段差面状に形成される（図５参照）。
また、本実施形態では、下型２０の筒部２１の軸方向の長さは、第１実施形態の筒部２１の軸方向の長さより小さく設定されている。

次に、第２実施形態の金型装置による射出成形の工程を図６、７に基づき説明する。
（射出工程）
射出工程では、成形材料を、図示しない加熱装置により加熱し塑性流動を伴う状態にして、ゲート７２を経由してキャビティ７１に射出する（図６（Ａ）参照）。

（第１圧縮工程）
第１圧縮工程では、ポンプ５を作動させ、開閉弁２４を開弁する。これにより、作動油供給源４の作動油が、配管３および供給穴２３を経由して中央油圧室３３に供給される。ポンプ５の作動をさらに継続すると、作動油が中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２に充満し、中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２の圧力が上昇する。これにより、中央コア３０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。
図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中央コア３０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、中央コア３０の他方の端部が外側コア４０の他方の端面より突出した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で外縁部が広がるよう流動し、外側コア５０の内壁で堰き止められる（図６（Ｂ）参照）。

（第２圧縮工程）
中央コア３０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８１により中央コア３０の軸方向の移動が一旦規制されるとともに、中央コア３０の中央第２油路３２と外側コア４０の外側第２油路４２とが連通する（図６（Ｂ）参照）。ポンプ５の作動をさらに継続すると、中央コア３０と底部２２との間の作動油が、中央油圧室３３、中央第１油路３１および中央第２油路３２を経由して外側第２油路４２に導かれ、外側第２油路４２、外側第１油路４１および外側油圧室４３に充満する。そのため、外側第２油路４２、外側第１油路４１および外側油圧室４３の圧力が上昇し、外側コア４０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。
図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、外側コア４０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、外側コア４０の他方の端部が外側コア５０の他方の端面より突出した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で外縁部がさらに広がるよう流動し、外側コア６０の内壁で堰き止められる（図６（Ｃ）参照）。

（第３圧縮工程）
外側コア４０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８２により外側コア４０の軸方向の移動が一旦規制されるとともに、外側コア４０の外側第２油路４２と外側コア５０の外側第２油路５２とが連通する（図６（Ｃ）参照）。

ポンプ５の作動をさらに継続すると、中央コア３０および外側コア４０と底部２２との間の作動油が、外側油圧室４３、外側第１油路４１および外側第２油路４２を経由して外側第２油路５２に導かれ、外側第２油路５２、外側第１油路５１および外側油圧室５３に充満する。そのため、外側第２油路５２、外側第１油路５１および外側油圧室５３の圧力が上昇し、外側コア５０が、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。

図６（Ｃ）、図７（Ａ）に示すように、外側コア５０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、外側コア５０の他方の端部が外側コア６０の他方の端面と同一平面上に位置した状態となり、成形材料は、キャビティ７１内で外縁部がさらに広がるよう流動する。

（第４圧縮工程）
外側コア５０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８３により外側コア５０の軸方向の移動が一旦規制されるとともに、外側コア５０の外側第２油路５２と外側コア６０の外側第２油路６２とが連通する（図７（Ａ）参照）。

ポンプ５の作動をさらに継続すると、中央コア３０、外側コア４０および外側コア５０と底部２２との間の作動油が、外側油圧室５３、外側第１油路５１および外側第２油路５２を経由して外側第２油路６２に導かれ、外側第２油路６２、外側第１油路６１および外側油圧室６３に充満する。そのため、外側第２油路６２、外側第１油路６１および外側油圧室６３、ならびに、中央コア３０、外側コア４０、５０と底部２２との間の圧力が上昇し、外側コア６０が、中央コア３０、外側コア４０、５０とともに、下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動する。

図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、規制部８１、８２、８３により規制されていた中央コア３０、外側コア４０、５０、および、外側コア６０が下型２０の底部２２から離間するよう軸方向に移動すると、成形材料は、他方の端面が同一平面上に位置した状態の中央コア３０、外側コア４０、５０、６０により、キャビティ７１内で圧縮される。
なお、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０が下型２０の底部２２から離間するよう所定の位置まで軸方向に移動すると、規制部８１、８２、８３、８４により中央コア３０、外側コア４０、５０、６０の軸方向の移動が規制される（図７（Ｂ）参照）。

（冷却工程）
冷却工程では、開閉弁２４を閉弁しポンプ５の作動を停止し、成形材料を冷却する。これにより、成形材料が硬化する。
（取り出し工程）
取り出し工程では、上型７０を下型２０の筒部２１の端部から離間するよう取り外し、成形材料を取り出す。これにより、図８に示すような矩形（長方形）板状の成形品１２を得る。なお、成形品１２は、第１実施形態の金型装置１で成形される成形品１１よりも板厚が小さい。

以上説明したように、本実施形態では、中央コア３０の軸方向の長さと外側コア４０、５０、６０の軸方向の長さとは、互いに異なるよう設定されている。また、外側コア４０、５０、６０の軸方向の長さは、互いに異なるよう設定されている。これにより、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の一方の端面が下型２０の底部２２に当接した状態では、中央コア３０および外側コア４０、５０、６０の他方の端面は、それぞれ、異なる平面上に位置する。そのため、このとき、キャビティ７１の底部２２側の面は、段差面状に形成される。

上記構成の本実施形態では、簡単な構成（１つの駆動源）で、複数のコア（中央コア３０および外側コア４０、５０、６０）間に抉りを生じさせることなく、各コアを時間差で円滑に駆動することができるとともに、キャビティ７１内に射出した成形材料を段階的に広がるよう流動させることができる（図６参照）。よって、本実施形態では、ショートショット等の成形不良を抑えることができ、図８に示す成形品１２のような板厚の小さい成形品を成形するのに好適である。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による金型装置を図９に示す。第３実施形態は、下型２０、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０、上型７０等の形状が第１実施形態と異なる。
第３実施形態では、下型２０の筒部２１は、図９に示すように、円筒状、すなわち、円形の中空筒状に形成されている。また、筒部２１の一方の端部を塞ぐ底部２２は、円板状に形成されている。

中央コア３０は、円柱状、すなわち、円形の中実筒状に形成されている。
外側コア４０、５０、６０は、それぞれ、円筒状、すなわち、円形の中空筒状に形成されている。外側コア４０、５０、６０は、中央コア３０の外壁から筒部２１の内壁に向かって並ぶよう配置されている。

外側コア４０は、内径が中央コア３０の外径よりもやや大きく形成されている。外側コア５０は、内径が外側コア４０の外径よりもやや大きく形成されている。外側コア６０は、内径が外側コア５０の外径よりもやや大きく形成され、外径が筒部２１の内径よりもやや小さく形成されている。そのため、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０は、筒部２１の内側で、互いに摺動しつつ軸方向に往復移動可能である。本実施形態では、中央コア３０、外側コア４０、５０、６０は、例えば円柱状の１つのコアを複数に分割することにより形成可能である。

上記構成により、本実施形態では、キャビティ７１は、円板状に形成される（図９参照）。よって、本実施形態の金型装置では、円板状の成形品が成形される。
上記以外の構成は、第１実施形態と同様である。
本実施形態においても、第１実施形態と同様、簡単な構成（１つの駆動源）で、複数のコア（中央コア３０および外側コア４０、５０、６０）間に抉りを生じさせることなく、各コアを時間差で円滑に駆動することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、筒状の外側コアが中央コアの外側に３個並ぶよう設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、外側コアは、中央コアの外側に、１個、２個、または、４個以上設けられることとしてもよい。この場合、各外側コアに、外側第１油路および外側第２油路が形成される。

また、本発明の他の実施形態では、中央第１油路および中央第２油路は、それぞれ、中央コアにいくつ（１つ以上）形成されていてもよい。また、外側第１油路および外側第２油路は、それぞれ、各外側コアにいくつ（１つ以上）形成されていてもよい。
また、上述の実施形態では、下型の筒部、中央コアおよび外側コアを、矩形筒状または円筒状に形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、成形品の形状に応じて、下型の筒部、中央コアおよび外側コアを、多角形の筒状、または、楕円の筒状等、どのような形の筒状に形成することとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、中央コアは中央油圧室を有していなくてもよい。また、外側コアは、外側油圧室を有していなくてもよい。また、中央コアおよび外側コアは、一方の端部の外壁から外側へ突出する凸部を有していなくてもよい。また、外側コアおよび下型の筒部は、一方の端部の内壁から外側へ凹む凹部を有していなくてもよい。

また、上述の実施形態では、中央コアおよび外側コアが、作動油による駆動の最終状態（圧縮完了状態）において、他方の端面が同一平面上に位置する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、中央コアおよび外側コアは、作動油による駆動の最終状態において、他方の端面が、異なる平面上に位置することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、中央コアおよび外側コアの軸方向の移動を規制する規制部を備えないこととしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、下型の供給穴を開閉する開閉弁を備えないこととしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、成形材料をキャビティに射出するためのゲートを、例えば、上型の中央以外の場所、あるいは、下型の筒部の上型側端部に形成することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、金型装置を鉛直方向に対し、どのような向きに設置して射出成形を行ってもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ・・・・金型装置
２０ ・・・下型
２１ ・・・筒部
２２ ・・・底部
２３ ・・・供給穴
３０ ・・・中央コア
３１ ・・・中央第１油路
３２ ・・・中央第２油路
４０、５０、６０ ・・・外側コア
４１、５１、６１ ・・・外側第１油路
４２、５２、６２ ・・・外側第２油路
７０ ・・・上型
７１ ・・・・キャビティ

Claims (8)

1. 成形材料を射出成形する金型装置（１）であって、
   筒部（２１）、当該筒部の一方の端部を塞ぐ底部（２２）、および、当該底部の中央に形成され前記筒部の内側に供給される作動油が流れる供給穴（２３）を有する下型（２０）と、
   中実筒状に形成され、軸方向の長さが前記筒部の軸方向の長さより小さく、一方の端面が前記底部の中央に当接可能であり、一方の端面から軸に対し平行に延びるよう形成される中央第１油路（３１）、および、当該中央第１油路に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される中央第２油路（３２）を有し、前記筒部の内側で軸方向に往復移動可能に設けられる中央コア（３０）と、
   中空筒状に形成され、軸方向の長さが前記筒部の軸方向の長さより小さく、一方の端面が前記底部に当接可能であり、一方の端面から軸に対し平行に延びるよう形成される外側第１油路（４１、５１、６１）、および、当該外側第１油路に接続するとともに軸に直交する面に沿って延びるよう形成される外側第２油路（４２、５２、６２）を有し、前記中央コアの外壁から前記筒部の内壁に向かってｎ個（ｎは自然数）並ぶよう配置され、前記中央コアの外側かつ前記筒部の内側で軸方向に往復移動可能に設けられる外側コア（４０、５０、６０）と、
   前記筒部の前記底部とは反対側の端部を塞ぎ、前記筒部の内壁、前記中央コアの他方の端面、および、前記外側コアの他方の端面との間に前記成形材料が射出されるキャビティ（７１）を形成する上型（７０）と、を備え、
   前記中央コア、および、前記中央コアに隣り合う前記外側コア（４０）は、前記中央コアと前記外側コアとが軸方向の所定の相対位置のとき、前記中央第２油路と前記外側第２油路（４２）とが連通するよう形成され、
   ｎが２以上の場合、隣り合う２つの前記外側コアは、内側の前記外側コアと外側の前記外側コアとが軸方向の所定の相対位置のとき、内側の前記外側コアの前記外側第２油路と外側の前記外側コアの前記外側第２油路とが連通するよう形成されていることを特徴とする金型装置。
2. 前記中央コアの軸方向の長さと前記外側コアの軸方向の長さとは、互いに異なるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
3. ｎが２以上の場合、ｎ個の前記外側コアの軸方向の長さは、互いに異なるよう設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金型装置。
4. 前記中央コアの軸方向の長さと前記外側コアの軸方向の長さとは、同じに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
5. 前記中央コアは、前記中央第１油路に接続する中央油圧室（３３）を一方の端面に有す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装置。
6. 前記外側コアは、前記外側第１油路に接続する外側油圧室（４３、５３、６３）を一方の端面に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型装置。
7. 前記中央コアおよび前記外側コアの軸方向の移動を規制可能な規制部（８１、８２、８３、８４）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型装置。
8. 前記供給穴を開閉可能に設けられる開閉弁（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の金型装置。

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