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Title:
SHAPING MOLD AND METHOD OF SHAPING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/044730
Kind Code:
A1
Abstract:
A shaping mold (10) has a gate portion (27) communicated with the whole periphery of a portion (28) corresponding to shaped article which is a cavity for forming a shaped article (60). A fluid self-hardening shaping material is fed through the gate portion (27). As the shaping material can be injected throughout the periphery of the portion (28) corresponding to shaped article, any dead-end portions or the like can be lessened as compared with, for example, injection of the shaping material from a region of the portion (28) corresponding to shaped article to thereby suppress any bubble retention in the portion (28) corresponding to shaped article. Further, in the shaping mold, the gate portion (27) and a vent portion (35) are provided with an acute angle. Consequently, when the shaping material is hardened and shrunk, the shaped article of the portion (28) corresponding to shaped article, the solidified body of the gate portion (27) and the solidified body of the vent portion (35) are naturally separated from each other by the hardening shrinkage.

Inventors:
OHASHI, Tsuneaki (2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
大橋 玄章 (〒30 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子株式会社内 Aichi, 4678530, JP)
INOUE, Masakatsu (2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
井上 正勝 (〒30 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子株式会社内 Aichi, 4678530, JP)
IKAMI, Toshiichi (2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
伊神 俊市 (〒30 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子株式会社内 Aichi, 4678530, JP)
Application Number:
JP2008/067734
Publication Date:
April 09, 2009
Filing Date:
September 30, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NGK INSULATORS, LTD. (2-56, Suda-cho Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
日本碍子株式会社 (〒30 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 Aichi, 4678530, JP)
OHASHI, Tsuneaki (2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
大橋 玄章 (〒30 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子株式会社内 Aichi, 4678530, JP)
INOUE, Masakatsu (2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
井上 正勝 (〒30 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子株式会社内 Aichi, 4678530, JP)
IKAMI, Toshiichi (2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-cit, Aichi 30, 4678530, JP)
International Classes:
B29C45/27; B28B7/24; B28B13/02; B29C45/00; B29C45/34
Attorney, Agent or Firm:
ITEC INTERNATIONAL PATENT FIRM (Pola-Nagoya Bldg, 9-26 Sakae 2-chome,Naka-ku, Nagoya-shi, Aichi 08, 4600008, JP)
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Claims:
 流動性のある自己硬化性を有する成形用原料を注入して所定形状の成形体を1個又は2個以上同時に成形する成形型であって、
 前記成形用原料が注入されて成形体を形成する空間である成形体対応部と、
 前記成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通し前記成形用原料を該成形体対応部に供給する空間であるゲート部と、
 が形成された成形型。
 請求項1に記載の成形型であって、
 前記成形体対応部の上端部で1個又は2個以上の該成形体対応部と連通し、前記成形用原料の一部を該成形体対応部から排出する空間であるベント部と、
 前記成形体対応部の上端部よりも高い位置に配設され、注入された前記成形用原料を前記ゲート部に供給する注入口と、
 が形成され、
 前記ゲート部は、前記成形体対応部の下端部で1個又は2個以上の該成形体対応部と連通している、成形型。
 前記ベント部は、成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通するよう形成されている、請求項2に記載の成形型。
 前記ベント部は、前記成形体対応部と接続する部分である接続部が最小の空間となるよう形成されている、請求項2又は3に記載の成形型。
 前記ベント部は、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭くなるようテーパ面によって形成されている、請求項2~4のいずれか1項に記載の成形型。
 前記成形体対応部と前記ベント部とが接続する接続部は、鋭角になるよう形成されている、請求項2~5のいずれか1項に記載の成形型。
 前記成形型は、互いに接合して前記成形体対応部を形成する複数の成形型部材を備え、
 前記ベント部は、前記成形体対応部を形成するよう前記複数の成形型部材を接合すると、該複数のうちの少なくとも1つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面とが対向して形成される、請求項2~6のいずれか1項に記載の成形型。
 前記ゲート部は、前記成形体対応部と接続する部分である接続部が最小の空間となるよう形成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の成形型。
 前記ゲート部は、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭くなるようテーパ面によって形成されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の成形型。
 前記成形体対応部と前記ゲート部とが接続する接続部は、鋭角になるよう形成されている、請求項1~9のいずれか1項に記載の成形型。
 前記成形型は、互いに接合して前記成形体対応部を形成する複数の成形型部材を備え、
 前記ゲート部は、前記成形体対応部を形成するよう前記複数の成形型部材を接合すると、該複数のうちの少なくとも1つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面とが対向して形成される、請求項1~10のいずれか1項に記載の成形型。
 請求項1~11のいずれか1項に記載の成形型であって、
 前記成形体対応部及び前記ゲート部が1個又は2個以上形成されており、
 前記成形用原料を該ゲート部へ供給し、該ゲート部を面又は枠で繋ぐ空間であるランナー部、が形成された成形型。
 前記ランナー部は、前記ゲート部と繋がる連通部に段差が設けられている、請求項12に記載の成形型。
 ゲート部の最小寸法をLg(mm)とし、前記ランナー部の最小寸法をLr(mm)としたときに、次式(1)を満たすよう前記ゲート部と前記ランナー部とが形成されている、請求項12又は13に記載の成形型。
Lr≧5×Lg…式(1)
 前記ゲート部の最小寸法Lgが0.5mm以下、前記ランナー部の最小寸法Lrが1mm以上、の少なくとも一方を満たすよう前記ゲート部と前記ランナー部とが形成されている、請求項14に記載の成形型。
 自己硬化性を有する成形用原料と成形型とを利用した成形方法であって、
 前記成形用原料の硬化収縮率をRs、前記成形用原料が硬化したときの該成形体の引張り強度をσs(Pa)、前記成形用原料が硬化したときの該成形体のヤング率をEm(Pa)としたときに次式(2)を満たす成形用原料を、請求項1~15のいずれか1項に記載の成形型へ注入する注入工程と、
 前記成形型へ注入された成形用原料を硬化させる硬化工程と、
 を含む成形方法。
 Rs≧σs/(Em+σs)…式(2)
 前記注入工程では、前記成形型へ前記成形用原料を注入直後における成形体中心から前記ゲート部の外周までの距離をLi(m)としたときに、更に次式(3)を満たす前記成形用原料を前記成形型へ注入する、請求項16に記載の成形方法。
 Li×Rs≧50×10 -6  …式(3)
 自己硬化性を有する成形用原料と成形型とを利用した成形方法であって、
 前記成形用原料の硬化収縮率をRs、前記成形型へ前記成形用原料を注入直後における成形体中心から前記ゲート部の外周までの距離をLi(m)としたときに、次式(3)を満たす前記成形用原料を、請求項1~17のいずれか1項に記載の前記成形型へ注入する注入工程と、
 前記成形型へ注入された成形用原料を硬化させる硬化工程と、
 を含む成形方法。
 Li×Rs≧50×10 -6  …式(3)
Description:
成形型及び成形方法

 本発明は、成形型及び成形方法に関する

 従来、成形型としては、上型と下型とから る両面型の合わせ目に、成形体に対応する 間である継ぎ目のない枠状形状の成形体対 部(キャビティ)を設けると共にウレタン原 注入用の空間であるゲートを設け、ウレタ 原料が成形体対応部で合流する部分の縁辺 出口用隙間が形成されており、ランナーか 供給された原料がランナーよりも狭く形成 れたゲートを介して、より均一に注入する とにより気泡の残留や欠肉、表面ボイドの 生を抑制したものが提案されている(例えば 特許文献1参照)。

特開2004-58494号公報

 しかしながら、この特許文献1に記載され た成形型では、ランナーよりも狭いゲートか ら成形体対応部に原料を注入するが、成形体 対応部の一部から原料を注入することから、 原料を均一に成形体対応部に注入するのに十 分でなく、成形体対応部内での気泡の残留や ボイド、欠肉が発生してしまうことがあった 。また、この成形型では、原料を成形したあ とにゲート内の固化体と成形体対応部内の成 形体とを分離する点については考慮していな かった。このため、ゲート内の固化体と成形 体対応部の成形体とを分離しにくい場合があ った。また、原料を注入中に硬化反応が進行 することがあり、この硬化反応によりクリー ム状になったウレタン原料が成形体対応部の 内部を流動するため、成形体対応部の形状が 複雑あるいは微細であると、気泡の残留やボ イド、欠肉が発生しやすい問題があった。

 また、この特許文献1に記載された成形型 では、成形体対応部の略下端にゲート部を配 設し略上端にベント部を配設するものとして 上側に向かって成形用原料を注入することに より比較的大きな気泡の巻き込みを抑制する ものとしたが、注入口が成形体対応部の略下 端の高さの側面にあることから、成形用原料 を供給する際に生じるような小さい気泡の巻 き込みが発生することがあった。また、注入 口が成形体対応部の上端部よりも高い位置に 配設されているものもあるが、ゲート部は成 形体の略上端部、ベント部は成形体の略下端 部に配設されているから、成形型と成形用原 料によって袋小路部が発生し成形型と成形用 原料とによる気泡の閉じ込みが生じることが あった。

 本発明は、このような課題に鑑みなされ ものであり、成形用原料を成形体対応部へ 入する際の気泡の残留をより抑制すること できる成形型及び成形方法を提供すること 目的の一つとする。また、ゲート部の固化 と成形体対応部の成形体とを分離しやすい 形型及び成形方法を提供することを目的の つとする。また、複数の成形体を成形する のにおいて、成形型上の該成形体の位置に らず品質のより均一な成形体を得ることが きる成形型及び成形方法を提供することを 的の一つとする。

 本発明は、上述の目的の少なくとも一つ 達成するために以下の手段を採った。

 本発明の成形型は、
 流動性のある自己硬化性を有する成形用原 を注入して所定形状の成形体を1個又は2個 上同時に成形する成形型であって、
 前記成形用原料が注入されて成形体を形成 る空間である成形体対応部と、
 前記成形体対応部の下端部で該成形体対応 と連通し、該成形体対応部において該成形 対応部に前記成形用原料を供給する空間で るゲート部と、
 前記成形体対応部の上端部でそれぞれの該 形体対応部と連通し、前記成形用原料の一 を該成形体対応部から排出する空間である ント部と、
 前記成形体対応部の上端部よりも高い位置 配設され、注入された前記成形用原料を前 ゲート部に供給する注入口と、
 が形成されたものである。

 この成形型では、流動性のある自己硬化 を有する成形用原料を、成形体を形成する 間である複数の成形体対応部よりも高い位 に配設された注入口から注入すると、この 形体対応部の下端部に設けられたゲート部 介して成形用原料が成形体対応部に注入さ 、この成形体対応部が成形用原料に満たさ ると共に、成形体対応部の上端部でそれぞ の成形体対応部と連通し成形用原料の一部 成形体対応部から排出可能な空間であるベ ト部へと成形用原料が注入される。このよ に、注型初期にはゲート部での圧力損失が 著になり、成形体対応部へ注入される前に ゲート部までが成形用原料によって満たさ 易く、次に成形体対応部へ成形用原料が注 されるときには、成形体対応部への注入速 が十分に遅くなり略層流を発生し、成形体 応部の下端部から成形用原料が充填される め、気泡の巻き込みを抑制することができ 。このようにして、気泡を巻き込まずに成 体対応部へ供給された成形用原料は成形体 応部の下端から注入されて、空気を成形体 応部の下端から置換しつつ上端へ向かって 形体対応部を充填していくため、成形用原 先端面の上方に空気が排出される経路がよ 確実に確保され、気泡の残留をより抑制す ことができる。また、従来は複数の成形体 応部が配設されている場合においては、注 口に近い成形体対応部付近で生じた気泡が 該成形体対応部よりも注入口から遠い成形 対応部へ流入することがあったが、本発明 よれば、そもそも気泡を発生し難いし、発 しても個々の成形体対応部のベント部から けるので、成形用原料の下流にある他の成 体対応部へ流入することが無い。すなわち 気泡残留の過程には、成形用原料の流れの れによる気泡の巻き込みと、成形型と成形 原料による気泡の閉じ込みの二つがあると えられるが、本発明によれば、気泡残留の 方の過程の発生を抑制する効果を奏する。 こで、「下端部」とは、成形体対応部の中 よりも下部側であればよく、成形体対応部 下端を含む所定範囲としてもよいし、下端 近傍としてもよい。また、「上端部」とは 成形体対応部の中央よりも上部側であれば く、成形体対応部の上端を含む所定範囲と てもよいし、上端の近傍としてもよい。な 、前記ゲート部は、該成形体対応部におい 空気を置換しつつ該成形体対応部に前記成 用原料を供給し、前記ベント部は、前記成 体対応部に残留する空気及び前記成形用原 の一部を該成形体対応部から排出するもの してもよい。

 このとき、前記ゲート部は、成形体対応 の外周に亘って該成形体対応部と連通する う形成されているものとしてもよい。こう れば、成形体対応部の外周に亘って成形用 料が注入されるから、例えば成形体対応部 一部分から成形用原料が注入されるものな に比して袋小路部分などがより少なく、成 用原料を成形体対応部へ注入する際の気泡 残留を一層抑制することができる。また、 記ベント部は、成形体対応部の外周に亘っ 該成形体対応部と連通するよう形成されて るものとしてもよい。こうすれば、成形体 応部を満たしたあと余剰の成形用原料を外 に亘って排出するため、成形体対応部から 形用原料を排出する際の気泡の残留をより 制することができる。

 あるいは、本発明の成形型は、
 流動性のある自己硬化性を有する成形用原 を注入して所定形状に成形する成形型であ て、
 前記成形用原料が注入されて成形体を形成 る空間である成形体対応部と、
 前記成形体対応部の外周に亘って該成形体 応部と連通し前記成形用原料を該成形体対 部に供給可能な空間であるゲート部と、
 が形成されたものとしてもよい。

 この成形型では、成形体を形成する空間 ある成形体対応部の外周に亘ってゲート部 連通し、このゲート部を介して流動性のあ 自己硬化性を有する成形用原料を成形体対 部に供給する。このように、成形体対応部 外周に亘って成形用原料が注入されるから 例えば成形体対応部の一部分から成形用原 が注入されるものなどに比して袋小路部分 どがより少ない。したがって、成形用原料 成形体対応部へ注入する際の気泡の残留を り抑制することができる。ここで、「成形 対応部の外周に亘って」とは、成形体対応 の外周の全域又は略全域にゲート部が連通 ていることをいう。特に、成形体対応部と わる平面を1つの面に持つ平面上のゲート部 が、成形体対応部の略外周全域に接続されて いることが望ましく、成形体対応部の外周全 域に接続されていることがより望ましい。

 本発明の成形型において、前記ゲート部 、前記成形体対応部の下端部で該成形体対 部と連通するよう形成されているものとし もよい。こうすれば、成形体対応部の下端 から成形用原料が充填されるため、気泡の き込みを抑制することができる。また、成 用原料が成形体対応部の下端から注入され 空気を成形体対応部の下端から置換しつつ 端へ向かって成形体対応部を充填していく め、成形用原料先端面の上方に空気が排出 れる経路がより確実に確保され、気泡の残 を一層抑制することができる。このとき、 発明の成形体は、前記成形体対応部の上端 よりも高い位置に配設され、注入された前 成形用原料を前記ゲート部に供給する注入 、が形成されているものとしてもよい。

 本発明の成形型において、前記ゲート部 、前記成形体対応部と接続する部分である 続部が最小の空間となるよう形成されてい ものとしてもよい。こうすれば、ゲート部 最小の空間となる接続部を設けることによ 、成形体対応部の外周に亘ってゲート部が 通していても、成形体対応部により成形さ た部分に相当する成形体(以下、成形体対応 部の成形体とも称する)とゲート部により成 された部分に相当する固化体(以下、ゲート の固化体とも称する)とを分離しやすくする ことができる。ここで、「接続部」は、応力 集中に関係する部分であって、且つ所望の破 断面上に設けるものとしてもよく、「最小の 空間」とは、例えばゲート部の高さや幅など が最小となるものとしてもよい。

 本発明の成形型において、前記ゲート部 、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭 なるようテーパ面によって形成されている のとしてもよい。こうすれば、注型された 形用原料が硬化収縮すると、ゲート部の固 体が成形体対応部の成形体から離れる方向 移動することにより、引っ張り応力が集中 て、接続部が自然に切れやすいから、硬化 縮により、より容易にゲート部の固化体と 形体対応部の成形体とを分離させることが きる。

 本発明の成形型において、前記成形体対 部と前記ゲート部とが接続する接続部は、 角になるよう形成されているものとしても い。こうすれば、注型された成形用原料が 化収縮すると、より応力集中が発生し、鋭 部分で切れやすいから、一層容易にゲート の固化体と成形体対応部の成形体とが分離 やすい。

 本発明の成形型において、前記成形型は 互いに接合して前記成形体対応部を形成す 複数の成形型部材を備え、前記ゲート部は 前記成形体対応部を形成するよう前記複数 成形型部材を接合すると、該複数のうちの なくとも1つの成形型部材の面と、他の成形 型部材の面とが対向して形成されるものとし てもよい。こうすれば、ゲート部が複数の部 材によって形成されるから、ゲート部を所定 の形状に加工しやすいし、成形用原料を硬化 させたあと複数の成形型部材を取り外すこと によりこの成形体を取り除きやすい。

 本発明の成形型は、前記成形体対応部及 前記ゲート部が1個又は2個以上形成されて り、前記成形用原料を該ゲート部へ供給し 該ゲート部を面又は枠で繋ぐ空間であるラ ナー部、が形成されたものとしてもよい。 うすれば、複数のゲート部を繋ぐランナー を介して複数の成形体対応部へより同時に 形用原料を供給可能であるため、より均一 成形体を作製しやすい。

 本発明の成形型において、前記ランナー は、前記ゲート部と繋がる連通部に段差が けられているものとしてもよい。こうすれ 、注型された成形用原料が硬化収縮すると ンナー部により成形された部分に相当する 化体(以下、ランナー部の固化体とも称する )がこの段差に引っ掛かり、複数のゲート部 固化体のうちいずれかが成形体対応部の方 へ移動してしまうのを抑制可能であるため より確実にゲート部の固化体と複数の成形 対応部の成形体とを硬化収縮を利用して分 することができる。

 本発明の成形型において、ゲート部の最小 法をLg(mm)とし、前記ランナー部の最小寸法 Lr(mm)としたときに、次式(1)を満たすよう前 ゲート部と前記ランナー部とが形成されて るものとしてもよい。この式(1)を満たすと ランナー部ではゲート部に比べて流体が流 する際の圧力損失が十分小さいから、成形 対応部に注入されるよりもランナー部に成 用原料が注入されやすい。ここでは、自己 化性の成形用原料が注入開始からの時間に って流通のし易さが変わることから、ラン ー部の全体へ速やかに成形用原料を注入し あと、より同時に複数の成形体対応部に成 用原料を注入されるようにするため、より 一な成形体を複数作製することができる。 こで、「ゲート部の最小寸法」とは、成形 原料の圧力損失に関係する寸法であり、成 用原料が流通するゲート部の高さ、幅、直 などのうち最も小さい長さをいう。また、 ランナー部の最小寸法」とは、成形用原料 圧力損失に関係する寸法であり、成形用原 が流通するランナー部の高さ、幅、直径な のうち最も小さい長さをいう。
 Lr≧5×Lg…式(1)

 このとき、前記ゲート部の最小寸法Lgが0. 5mm以下、前記ランナー部の最小寸法Lrが1mm以 、の少なくとも一方を満たすよう前記ゲー 部と前記ランナー部とが形成されているも としてもよい。ゲート部の最小寸法Lgは、0. 01mm以上0.5mm以下であることが好ましく、0.05mm 以上0.3mm以下であることがより好ましい。0.01 mm以上0.5mm以下であると、ゲート部での圧力 失が大きくなり過ぎて成形体対応部への成 用原料の流入ができなくなることを防止す ことができる。また、0.05mm以上0.3mm以下であ ると、成形用原料の性状の変化がほとんど発 生していないうちに、成形体対応部への成形 用原料の供給を完了し且つ接続部を小さくす ることができる。また、ランナー部の最小寸 法Lrは、1mm以上10mm以下であることが好ましく 、1mm以上5mm以下であることがより好ましい。 1mm以上10mm以下であるとランナー部の圧力損 をゲート部に対して十分に小さくすること できる。また、1mm以上5mm以下であると、成 用原料の使用量を抑え且つ成形体対応部を 数備えた場合には、成形型内の成形体の個 密度を高めることができる。

 本発明の成形型は、前記成形体対応部の 周に亘って該成形体対応部と連通し、前記 形体対応部に残留する空気及び前記成形用 料の一部を該成形体対応部から排出可能な 間であるベント部、が形成されたものとし もよい。こうすれば、成形体対応部を満た たあと余剰の成形用原料を外周に亘って排 するため、成形体対応部から成形用原料を 出する際の気泡の残留をより抑制すること できる。ここで、「成形体対応部の外周に って」とは、成形体対応部の外周の全域又 略全域にベント部が連通していることをい 。特に、成形体対応部と交わる平面を1つの 面に持つ平面上のベント部や成形体対応部に 形成された角部に接続するベント部が、成形 体対応部の略外周全域に接続されていること が望ましく、成形体対応部の外周全域に接続 されていることがより望ましい。このとき、 前記ベント部は、前記成形体対応部の上端部 で該成形体対応部と連通するよう形成されて いるものとしてもよい。こうすれば、上端へ 向かって成形用原料が成形体対応部を充填し 、成形用原料先端面の上方に空気が排出され る経路がより確実に確保されるため、気泡の 残留を一層抑制することができる。また、前 記ゲート部は前記成形体対応部の下端部に設 けられ、前記ベント部は前記成形体対応部の 上端部に設けられているものとしてもよい。

 ベント部を備えた態様を採用した本発明 成形型において、前記ベント部は、前記成 体対応部と接続する部分である接続部が最 の空間となるよう形成されているものとし もよい。こうすれば、ベント部に最小の空 となる接続部を設けることにより、成形体 応部の外周に亘ってベント部が連通してい も、成形体対応部の成形体とベント部によ 成形された部分に相当する固化体(以下、ベ ント部の固化体とも称する)とを分離しやす することができる。ここで、「接続部」は 応力集中に関係する部分であって、且つ所 の破断面上に設けるものとしてもよく、「 小の空間」とは、例えばベント部の高さや などが最小となるものとしてもよい。

 ベント部を備えた態様を採用した本発明 成形型において、前記ベント部は、前記成 体対応部側へ近づくと空間が狭くなるよう ーパ面によって形成されているものとして よい。こうすれば、注型された成形用原料 硬化収縮すると、ベント部の固化体が成形 対応部の成形体から離れる方向に移動する とにより、引っ張り応力が集中して、接続 が自然に切れやすいから、硬化収縮により より容易にベント部の固化体と成形体対応 の成形体とを分離させることができる。

 ベント部を備えた態様を採用した本発明 成形型において、前記成形体対応部と前記 ント部とが接続する接続部は、鋭角になる う形成されているものとしてもよい。こう れば、注型された成形用原料が硬化収縮す と、より応力集中が発生し、鋭角部分で切 やすいから、一層容易にベント部の固化体 成形体対応部の成形体とが分離しやすい。

 ベント部を備えた態様を採用した本発明 成形型において、前記成形型は、互いに接 して前記成形体対応部を形成する複数の成 型部材を備え、前記ベント部は、前記成形 対応部を形成するよう前記複数の成形型部 を接合すると、該複数のうちの少なくとも1 つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面 とが対向して形成されるものとしてもよい。 こうすれば、ベント部が複数の部材によって 形成されるから、ベント部を所定の形状に加 工しやすいし、成形用原料を硬化させたあと 複数の成形型部材を取り外すことにより、ベ ント部の固化体を取り除きやすい。

 本発明の成形方法は、
 自己硬化性を有する成形用原料と成形型と 利用した成形方法であって、
 前記成形用原料の硬化収縮率をRs、前記成 用原料が硬化したときの該成形体の引張り 度をσs(Pa)、前記成形用原料が硬化したとき 該成形体のヤング率をEm(Pa)としたときに次 (2)を満たす成形用原料を、上述したいずれ 1つに記載の成形型へ注入する注入工程と、
 前記成形型へ注入された成形用原料を硬化 せる硬化工程と、
 を含むものである。
 Rs≧σs/(Em+σs)…式(2)

 この成形方法では、式(2)を満たす自己硬 性を有する成形用原料を上述したいずれか1 つの成形型へ注入し、この注入された成形用 原料を硬化させる。このように、式(2)を満た すと、より確実に成形体対応部の成形体とゲ ート部の固化体とを硬化収縮により分離させ ることができる。ここで、「硬化収縮率Rs」 、実際に成形型を用いて成形する際の成形 件(例えば、成形型の材質・表面状態、成形 用原料、硬化時間、硬化温度など)と同じ条 で、円筒など単純形状の硬化収縮率測定用 成形型を用いて硬化収縮率測定用成形体を 製し、硬化前のこの成形体の代表寸法R0(成 型の内寸の代表寸法に等しい。例えば円筒 場合にはその半径など。)から、硬化後の成 体の代表寸法R1を差し引き、差し引いた値 硬化前の成形体の代表寸法R0で除算して求め た値とする。ここで、代表寸法としては、例 えば複数の大きさの直径の円筒が軸方向に接 続された形状やドーム形状、半球形状、貫通 孔の直径が上部と下部とで異なる形状などで は、最も大きい部分の半径とする。

 このとき、前記注入工程では、前記成形型 前記成形用原料を注入直後における成形体 心から前記ゲート部の外周までの距離をLi(m )としたときに、更に次式(3)を満たす前記成 用原料を前記成形型へ注入することを含む のとしてもよい。この式(3)を更に満たすと 硬化収縮途中の塑性変形により応力を逃が てしまう場合でも、成形用原料が硬化収縮 た際の寸法の変化がより十分得られるから 一層確実に成形体対応部の成形体とゲート の固化体とを硬化収縮により分離させるこ ができる。
 Li×Rs≧50×10 -6  …式(3)

 あるいは、本発明の成形方法は、
 自己硬化性を有する成形用原料と成形型と 利用した成形方法であって、
 前記成形用原料の硬化収縮率をRs、前記成 型へ前記成形用原料を注入直後における成 体中心から前記ゲート部の外周までの距離 Li(m)としたときに、次式(3)を満たす前記成形 用原料を、上述したいずれか1つに記載の前 成形型へ注入する注入工程と、
 前記成形型へ注入された成形用原料を硬化 せる硬化工程と、
 を含むものである。
 Li×Rs≧50×10 -6  …式(3)

 この成形方法では、式(3)を満たす自己硬化 を有する成形用原料を上述したいずれか1つ の成形型へ注入し、この注入された成形用原 料を硬化させる。このように、式(3)を満たす と、硬化収縮途中の塑性変形により応力を逃 がしてしまう場合でも、成形用原料が硬化収 縮した際の寸法の変化がより十分得られるか ら、より確実に成形体対応部の成形体とゲー ト部の固化体とを硬化収縮により分離させる ことができる。

本発明の成形型10の構成の概略を示す 成図である。 成形型10の断面図であり、図2(a)が図1の A-A断面図、図2(b)が図1のB-B断面図である。 下型20と中型30との斜視図である。 成形型10により成形された成形体60の斜 視図である。 成形型10へ成形用原料を注入するとき 説明図であり、図5(a)が注入直後、図5(b)が注 入途中、図5(c)が注入完了した説明図である 成形型10の離型の説明図であり、図6(a) 各成形型の取外しの図、図6(b)が硬化時の成 形体・固化体の概念図である。 ゲート部27の他の接続部の形状の説明 であり、図7(a)が接続部24B、図7(b)が接続部24C 、図7(c)が接続部24Dの説明図である。 ベント部35の他の接続部の形状の説明 であり、図8(a)が接続部46B、図8(b)が接続部46C 、図8(c)が接続部46D、図8(d)が接続部46E、図8(e) が接続部46Fの説明図である。 他の段差部の形状の説明図であり、図9 (a)が段差部36B、図9(b)が段差部36C、図9(c)が段 部を備えないものの説明図である。 他の成形体の例を示す説明図である。

 次に、本発明を実施するための最良の形 を図面を用いて説明する。図1は、本発明の 一実施形態である成形型10の構成の概略を示 構成図であり、図2は、成形型10の断面図で り、図2(a)が図1のA-A断面図、図2(b)が図1のB-B 断面図であり、図3は、下型20と中型30との斜 図であり、図4は、成形型10により成形され 成形体60の斜視図である。この成形型10は、 図1に示すように、中空の円筒部材である成 体60(図4参照)を成形するものであり、成形型 部材としての下型20と中型30と上型40とによっ て構成されている。なお、図1では、説明の 宜のため、一部に成形体60を網点で示した。 また、図1では、複数の成形体60(例えば12個な ど)を成形するものを示したが、任意の数の 形体60を成形可能なものとしてもよい。まず 、成形型10によって成形する成形体60から説 する。

 成形体60は、無機粉末で形成された焼結 の部材であり、図4に示すように、上面から 面へ貫通した貫通孔62を備えた円筒形状に 成されている。成形体60は、主成分を無機粉 末(例えばアルミナ粉末やカーボン粉末など) する自己硬化性の成形用原料(例えばスラリ ーなど)を用いてゲルキャスト法により作製 れている。この成形体60は、その下面側の円 周の表面にゲート痕64が形成されると共に、 の上面側の円周上にベント痕66が形成され いる。このゲート痕64やベント痕66は、製品 して問題のない位置に、あまり目立たない み又は盛り上がりのように形成されている なお、成形体60は、脆性部材である焼結前 セラミックス成形体であるが、十分なハン リング強度を有している。

 成形型10の下型20は、図1,2に示すように、 成形型10の下部に配置される、外形が矩形状 部材である。この下型20の上面20aには、所 間隔で複数の成形体60のそれぞれの成形位置 に、外側から内側の先端21bに向かって高さが 高くなる第1テーパ面21aを有するリング状の 起部21が形成されている。また、突起部21の 央には、この突起部21の内側にある下型20の 上面20aから上方に向かって柱状体22が立設さ ている。この柱状体22は、成形体60を成形す るための貫通孔62の内径に相当する外径とな ように形成されている。この突起部21及び 状体22は、ここでは格子状に配置するものと したが、千鳥状に配置してもよい。

 中型30は、下型20の上方に組み付けられる 、外形が矩形状の部材である。この中型30は その下面33側に、中型30の上面と下面とを貫 通する貫通孔が形成された複数の円筒状の円 筒部31が所定間隔で形成されている。この貫 孔は、成形体60の外径に相当する内径とな よう形成されている。円筒部31は、複数の成 形体60のそれぞれの成形位置に形成されてい 。この円筒部31には、先端31b側で円筒の内 側が鋭角である先細りの形状となる第2テー 面31aが形成されている。この円筒部31は、 こでは格子状に配置するものとしたが、千 状に配置してもよい。なお、中型30の下面33 、図2(a)や図3に示すように、成形型10として 用いるときに、成形用原料が流通するランナ ーの上面が接触する面である。また、中型30 、その上面に、この円筒部31の内部に形成 れた貫通孔を中心とするすり鉢状の第3テー 面32aが形成されている。また、中型30の図1 おける左側には、貫通孔である注入部34が けられている。また、中型30の図1における 端と右端には、下側に向かって立設された 壁部38,38が設けられている。この立壁部38の さは、下型20の上面20aに当接したときに、 筒部31の先端31bと突起部21の先端21bとの間隔 寸法Lgとなるように設計されている。また 下型20の柱状体22は、円筒部31の貫通孔の内 に対して成形体60を成形するための肉厚に相 当する分だけ小さな直径に設計されると共に 、立壁部38と下型20の上面20aとが当接すると 柱状体22の上面がすり鉢状の第3テーパ面32a 底面に相当する面を若干超えるような高さ 設計されている。

 上型40は、中型30の上方に組み付けられる 外形が矩形状の部材であり、その下面に円柱 形状の円柱部41が複数の成形体60のそれぞれ 成形位置に形成されている。この円柱部41は 、上型40が中型30に組み付けられると円柱部41 の下面がすり鉢状の第3テーパ面32aの底面に 当する面に至るような高さに設計されると に、角部41aと第3テーパ面32aの先端32bとの間 間隔Luが形成されるように円筒部31の貫通孔 の内径よりも若干小さな直径に設計されてい る。この円柱部41の中央下面には、柱状体22 高さの精度を考慮して、上型40に設けられた 柱状体22の上面が挿入可能な窪みが設けられ いる。この円柱部41の近傍には、成形用原 の注入の際の空気抜きとしての貫通孔であ 空気孔42が設けられている。また、上型40の 1における左側には、中型30の注入部34の上 に、注入部34と同径の貫通孔である注入口44 設けられている。

 この成形型10では、下型20と中型30と上型4 0とが組み付けられると、図1に示すように、 の内部などに以下のような空間が形成され ように下型20と中型30と上型40とが形成され いる。まず、下型20に中型30を組み付け、下 型20の上面20aに中型30の立壁部38が当接すると 円筒部31の先端31bと突起部21の先端21bとの間 が寸法Lgとなると共に、中型30の円筒部31の 通孔の中央に下型20の柱状体22が挿入される また、中型30の上面に上型40の下面が当接し てこれらが組み付けられると、中型30の上面 形成されたすり鉢状の第3テーパ面32aと軸中 心を同じくしてその中央に円柱部41が挿入さ 、柱状体22の上面が円柱部41の下面側に至る 。すると、柱状体22の外周及び円筒部31の内 との間、且つ下型20の上面と円柱部41の下面 の間に成形体60の形状を有する円筒形状の 間である成形体対応部28が形成される。また 、中型30と上型40とを組み付けると、中型30の 注入部34と上型40の注入口44が連通することに より、全体として成形用原料の注入部が形成 され、中型30内部に成形用原料が導入可能と る。

 また、下型20と中型30と上型40とが組み付 られると、下型20の第1テーパ面21aと中型30 第2テーパ面31aとが非接触状態で対向し、成 体対応部28の下部の外周全域に亘って成形 対応部28と連通する空間であるゲート部27が 成される。このゲート部27は、成形体対応 28側に近づくと空間が狭くなり、ゲート部27 成形体対応部28との接続部24である先端21bと 先端31bとの幅が、最も狭い空間であるゲート 部27の最小寸法Lgとなるよう第1テーパ面21aと 2テーパ面31aとにより形成されている。ここ では、ゲート部の最小寸法Lgが0.01mm以上0.5mm 下(例えば0.2mm)を満たすよう下型20及び中型30 が形成されている。また、ゲート部27と成形 対応部28との接続部は、第1テーパ面21aと突 部21の内周面とにより鋭角に形成されると に、第2テーパ面31aと円筒部31の内周面とに り鋭角に形成されている。

 また、下型20の上面と中型30の下面33との間 、複数のゲート部27や成形体対応部28と連通 しこれらに成形用原料を供給する空間である ランナー部26が形成されている。このランナ 部26は、図2(a)の白色の面及び図1に示すよう に、ゲート部27を面で繋ぐ空間として形成さ ている。即ち、ランナー部26は、複数の成 体60を矩形のラインで繋ぐような一般的なも のではなく、面全体で成形体60の外周全体を 続部で繋ぐように形成されている。なお、 入部34は、注入口44とランナー部26とを連通 る空間であり、ランナー部26は、注入口44と 注入部34とにより形成される注入部と連通し 入口44から注入された成形用原料をゲート 27側へ供給可能な空間となっている。また、 ランナー部26は、ゲート部27と繋がる連通部25 において、円筒部31の外周面と第2テーパ面31a とにより形成される段差部36が設けられてい 。このランナー部26は、高さが寸法Lh,幅が 法Lwで形成されている。ここで、高さ寸法Lh 幅寸法Lwとのうち最も小さい長さを、成形 原料の圧力損失に関係する寸法である最小 法Lrと定義すると、ここでは、幅寸法Lwが最 寸法Lrとなるように形成されている。この ンナー部26の最小寸法Lrは、1mm以上10mm以下( えば5mm)となるように形成されている。また ここでは、ゲート部27の最小寸法Lg、ランナ ー部26の最小寸法Lrとすると、次式(1)を満た ようにゲート部27とランナー部26とが下型20 中型30とに形成されている。即ち、ゲート部 27の最小寸法Lgが、ランナー部26の最小寸法Lr りも十分小さくなるように形成されている である。
Lr≧5×Lg…式(1)

 また、下型20と中型30と上型40とが組み付 られると、中型30の第3テーパ面32aと上型40 突起部41の外周面と上型40の下面とが非接触 態で対向し、中型30の第3テーパ面32aの上方 上型40の下面との間には、成形体対応部28の 上部の外周全域に亘って成形体対応部28と連 し成形体対応部28が成形用原料により充填 れたあとに排出される余剰の成形用原料を 容する空間であるベント部35が形成される。 このベント部35は、成形体対応部28との接続 46である、中型30の先端32bと円柱部41の角部41 aとの間の長さLuが、0.01mm以上0.5mm以下(例えば 0.2mm)を満たすよう中型30及び上型40が形成さ ている。この接続部46は、接続部46へ近づく ど空間が狭くなり、接続部46が最小の幅の 間となるように第3テーパ面32aや上型40の下 、突起部21の側面などによって形成されてい る。

 次に、この成形型10を用いた成形体60の成 形方法を説明する。図5は、成形型10へ成形用 原料を注入するときの説明図であり、図5(a) 注入直後、図5(b)が注入途中、図5(c)が注入完 了した説明図であり、図6は、成形型10の離型 の説明図であり、図6(a)が各成形型の取外し 図、図6(b)が硬化時の成形体・固化体の概念 である。まず、成形用原料としてのスラリ を調製する。成形用原料は、無機粉末と有 化合物とを含むスラリーにより、有機化合 相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤 しくはゲル化剤相互の化学反応により固化 る周知の自己硬化性スラリーを用いること できる。このような成形用原料は、原料粉 のほか、分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や 化反応調整のため分散剤、触媒を含んでい もよい。ここでは、主成分を無機粉末(例え ばアルミナ粉末及びカーボン粉末など)とし ゲル化剤としてウレタン系の有機化合物と る自己硬化性のスラリーを成形用原料に用 るものとした。なお、成形用原料としては 上記のスラリーにかかわらず、種々のもの 用いることができる。

 また、この成形用原料は、次式(2)及び次 (3)のうち少なくとも1つを満たすよう調製す ることが好ましい。こうすれば、より確実に 成形体対応部28により成形された部分に相当 る成形体60とゲート部27により成形された部 分に相当する固化体(以下、ゲート部固化体 も称する)とを硬化収縮によって容易に分離 せることができる。ここで、成形用原料の 化収縮率をRsとし、成形用原料が硬化した 形体の引張り強度をσs(Pa)、成形用原料が硬 した成形体のヤング率をEm(Pa)、成形型10へ 形用原料を注入した直後における成形体の 心からゲート部27の外周までの距離をLi(m)、 形型10による拘束がない場合を仮定し硬化 了時の成形体中心からゲート部27の外周まで の距離をLf(m)とする。すると、フックの法則 ら、硬化した成形用原料(成形体)が引張り 力で切断されるときの歪みεsは、次式(4)で えられる。ここで、「硬化収縮率Rs」は、実 際に成形型を用いて成形する際の成形条件( えば、成形型の材質・表面状態、成形用原 、硬化時間、硬化温度など)と同じ条件で、 筒など単純形状の硬化収縮率測定用の成形 を用いて硬化収縮率測定用成形体を作製し 硬化前の成形体の代表寸法R0から、硬化後 成形体の代表寸法R1を差し引き、差し引いた 値を硬化前の成形体の代表寸法R0で除算して めた値とする。ここでは、成形体60が円筒 であるから、その半径を成形体の代表寸法 した。なお、代表寸法としては、例えば複 の大きさの直径の円筒が軸方向に接続され 形状やドーム形状、半球形状、貫通孔の直 が上部と下部とで異なる形状などでは、最 大きい部分の半径とするものとする。また 距離Lfを実際の成形型で測定するのは困難で あるため、以下のように求めるものとした。 まず、半径Liのディスク形状の成形型を用意 、この成形型に実際に用いる成形型原料ス リーを注型して、実際の硬化条件(温度や時 間など)で硬化収縮させる。そのときのディ ク形状の成形体の半径を距離Lfとするのであ る。また、距離Liを定義するための成形体の 心とは、成形体が回転対称である場合には その回転軸が通る点とする。成形体が回転 称でない場合は、ゲート部との接続部と並 で且つゲート部を含む平面により切り出さ る成形体60の断面の重心とする。そして、 離Liとは、その成形体の中心と成形体外周と の距離のうち最小のものとする。同様に、距 離Lfとは、硬化後の成形体の中心と成形体外 との距離のうち最小のものとする。一方、 化前後の寸法のパラメータである距離Li,Lf より、歪みεs、硬化収縮率Rsは、次式(5),(6) 定義される。この式(4),(5),(6)により距離Li,Lf び歪みεsを消去すると、式(7)が得られる。 (7)で得られる硬化収縮率Rsは、成形体60とゲ ート部固化体が硬化収縮により分離する最小 の硬化収縮率であるから、硬化収縮率Rsによ 成形体60とゲート部固化体とが分離する条 式(2)が得られる。また、寸法の変化を十分 得る観点から、経験的に式(3)を導き出した 即ち、成形体対応部28の成形体とゲート部固 化体とが硬化収縮によって分離する条件を、 ここでは2つ導き出した。式(2)では、成形用 料の硬化完了時など成形体に加わる引張り 度が最大となるときに、成形体対応部28の成 形体とゲート部固化体とが弾性変形域の引張 り破壊により引きちぎれる条件であり、式(3) は、成形用原料の硬化が十分でないうちに収 縮が進行して塑性変形を生じてしまった場合 であっても寸法変化量を十分に確保すること で引張り破壊により引きちぎれる条件である 。この式(2),(3)のうち少なくとも一方を満た と、より成形体対応部28で硬化した成形体と 、ゲート部27やベント部35で硬化した固化体 を容易に分離することができるのである。 こでは、原料粉体や分散媒、ゲル化剤、分 剤、触媒などを経験的に調整して式(2),(3)の 方を満たす成形用原料を作製するものとし 。

 Rs≧σs/(Em+σs)…式(2)
 Li×Rs≧50×10 -6  …式(3)
 εs=σs/Em…式(4)
 εs=(Li-Lf)/Lf…式(5)
 Rs=(Li-Lf)/Li…式(6)
 Rs=σs/(Em+σs)…式(7)

 次に、下型20と中型30と上型40とを組み付 、用意した成型スラリー68を注入口44から注 入する(図5(a))。すると、比較的大きな空間で あるランナー部26の全体に成形用原料68が拡 る。このとき、ゲート部27の接続部24は、式( 1)を満たすように、ランナー部26に対して十 狭く形成されているため、圧力損失の影響 より成形用原料68が成形体対応部28側へ流れ くくなっている。このため、まずランナー 26から先に成形用原料68が充填されていく。 続いて、成形用原料68を注入口44から注入す と、更にランナー部26に成形体スラリー68が 填され、圧力損失の影響により、これに若 遅れて接続部24を介して成形体対応部28に成 形用原料68が充填される(図5(b))。続いて、成 用原料68を注入口44から注入していくと、成 形体対応部28の全体に成形用原料68が充填さ 、更に成形用原料68を注入すると、余剰の成 形用原料68が接続部46からベント部35側へ排出 され、ベント部35にこの余剰の成形用原料68 収容された状態で、成形用原料68の充填が終 了する(図5(c))。

 次に、例えば室温で所定の化学反応によ スラリーを1次硬化させる。例えば、室温で の1次硬化で十分な強度が得られない場合に 、成形型10を加熱、又は冷却して硬化反応を 進行させてもよい。所定の1次硬化が終了す と、下型20を中型30から取り外し(図6(a)参照) 所定の温度(例えば130℃など)で更に硬化反 を促進させると同時に分散媒などの不要な 体を揮発させる2次硬化を行ってもよい。こ では、上型40はまだ取り外さないものとし 。このとき、ランナー部26の固化体は一端側 と他端側とが段差部36,36によりその移動が規 されており、硬化収縮によってゲート部固 体がランナー部26の固化体側に移動する一 、成形体対応部28の成形体60はその中心方向 収縮して移動するから、成形体対応部28の 形体60とゲート部固化体とが互いに離れる方 向に移動する。このため、接続部24の両端に き離される応力が作用し、硬化収縮によっ 自然に成形体対応部28の成形体60とゲート部 固化体とが分離する。同様に、成形体対応部 28の成形体60とベント部35の固化体(ベント部 化体とも称する)とについても、接続部46の 端に引き離される応力が作用し、硬化収縮 よって自然に成形体対応部28の成形体60とベ ト部固化体とが分離する。こうして、中型3 0から成形体60が取り外ししやすくなる。成形 型10で成形用原料を硬化して得られる成形体 応部28の成形体60とゲート部固化体(ランナ 部固化体)とベント部固化体との概念図を図6 (b)に示す。これらの成形体・固化体はそれぞ れ分離した状態で得られる。ここで、上型40 中型30から取り外し(図6(a)参照)、続いて、 型30から成形体60を取り外し、必要に応じて 留分散媒の乾燥を乾燥温度(例えば130℃)で 定時間行い、焼結前の成形体60を得る。得ら れた焼結前の成形体60は、必要であれば仮焼 て脱脂し、構成される材料や用途などに応 た焼成温度で焼成する。なお、ここでは、2 次硬化後に上型40を中型30から取り外したが この工程を1次硬化後に行ってもよい。

 以上詳述した本実施形態の成形型10によ ば、成形体60を形成する空間である成形体対 応部28の外周に亘ってゲート部27が連通し、 のゲート部27を介して流動性のある自己硬化 性を有する成形用原料68を成形体対応部28に 給する。このように、成形体対応部28の外周 に亘って成形用原料68が注入されるから、例 ば成形体対応部28の一部分から成形用原料68 が注入されるものなどに比して袋小路部分な どがより少ない。したがって、成形用原料68 成形体対応部28へ注入する際の気泡の残留 より抑制することができる。また、ゲート 27やベント部35が外周に亘って連通するよう 形成されているため、例えば、硬化収縮途 の塑性変形により応力を逃がしてしまう場 に、成形体が略円筒形状のときには、塑性 形が外周に亘って一様に起きるため、成形 の同軸性を保ちやすい。また、ゲート部27 成形体対応部28側へ近づくと空間が狭くなり 且つゲート部27の接続部24が最小の空間とな ように鋭角に第1テーパ面21a及び第2テーパ面 31aによって形成されているため、硬化収縮に よって、一層容易にゲート部固化体と成形体 対応部28の成形体60とを分離させることがで る。更に、ゲート部27は、成形体対応部28を 成するよう複数の成形型部材としての下型2 0,中型30を接合すると、第2テーパ面31aと第1テ ーパ面21aとが対向して形成されるため、ゲー ト部27を所定の形状に加工しやすいし、成形 原料68を硬化させたあと下型20と中型30とを り外すことによりこの固化体を取り除きや い。更にまた、成形体対応部28及びゲート 27が複数形成されており、成形用原料68を複 のゲート部27へ供給可能であり、この複数 ゲート部27が面となるように空間であるラン ナー部26が形成されているから、複数のゲー 部27を繋ぐランナー部を介して複数の成形 対応部28へより同時に成形用原料68を供給可 であり、より均一な成形体60を作製しやす 。そして、ランナー部26は、ゲート部27と繋 る連通部25に段差部36が設けられているため 、注型された成形用原料68が硬化収縮すると ンナー部固化体がこの段差部36に引っ掛か 、複数のゲート部固化体のうちいずれかが 形体対応部28の方向へ移動してしまうのを抑 制可能であり、より確実にゲート部固化体と 複数の成形体対応部28の成形体60とを硬化収 を利用して分離することができる。そして た、式(1)を満たすようゲート部27とランナー 部26とが形成されているため、ランナー部26 全体へ速やかに成形用原料68を注入したあと 、より同時に複数の成形体対応部28に成形用 料68を注入されるようにして、より均一な 形体60を複数作製することができる。

 また、成形体対応部28の外周に亘ってこ 成形体対応部28と連通したベント部35が形成 れているから、成形体対応部28を満たした と余剰の成形用原料68を外周に亘って排出す るため、成形体対応部28から成形用原料68を 出する際の気泡の残留をより抑制すること できる。また、成形体対応部28の外周に亘っ てベント部35が形成されているから、成形体6 0が軸対称形状の円筒形の部材である成形体60 を成形する際に、その形状及び性状の対称性 を損ないにくい。更に、ベント部35は、成形 対応部28と接続する部分である接続部が最 の空間となるように形成されているため、 ント部35の固化体と成形体対応部28の成形体6 0とがより分離しやすい。更にまた、成形体 応部28側へ近づくと空間が狭くなるよう第3 ーパ面32aにより鋭角にベント部35が形成され ており、また、硬化収縮により、成形体対応 部28の成形体60がベント部固化体から離れる 向に移動し接続部が自然に切れやすく、よ 容易にベント部固化体と成形体対応部28の成 形体60とを分離させることができる。そして ベント部35は、第3テーパ面32aと突起部41の 周面及び底面とが対向して形成されるため ベント部35を所定の形状に加工しやすいし、 成形用原料68を硬化させたあとこの固化体を り除きやすい。また、式(2),(3)を満たす自己 硬化性を有する成形用原料68を成形型10へ注 し、この注入された成形用原料68を硬化させ るため、式(2),(3)を満たすと、より確実に成 体対応部28の成形体とゲート部固化体やベン ト部固化体とを硬化収縮により分離させるこ とができる。

 なお、本発明は上述した実施形態に何ら 定されることはなく、本発明の技術的範囲 属する限り種々の態様で実施し得ることは うまでもない。

 例えば、上述した実施形態では、図1に示 すような接続部24を形成するものとしたが、 7に示すように構成してもよい。図7は、ゲ ト部27の他の接続部の形状の説明図であり、 図7(a)が接続部24B、図7(b)が接続部24C、図7(c)が 接続部24Dの説明図である。例えば、各テーパ 面21a,31aを平面としたが、曲面で鋭角に構成 た接続部24Bとしてもよいし、各テーパ面21a,3 1aを鋭角としたが、いずれか一方を鈍角に構 した接続部24Cとしてもよい。あるいは、テ パ面を用いずに鋭角に構成しない接続部24D してもよい。更に、接続部24を最小の空間 しないものとしてもよい。こうしても、ゲ ト部27から成形体対応部28の外周に亘って成 用原料68を供給するから、成形用原料を成 体対応部28へ注入する際の気泡の残留をより 抑制することはできる。また、軸対称形状の 成形体の場合は、形状及び性状の対称性が低 下してしまうのをより抑制することができる 。

 上述した実施形態では、図1に示すような 接続部46を形成するものとしたが、図8に示す ように構成してもよい。図8は、ベント部35の 他の接続部の形状の説明図であり、図8(a)が 続部46B、図8(b)が接続部46C、図8(c)が接続部46D 、図8(d)が接続部46E、図8(e)が接続部46Fの説明 である。例えば、角部41aを直角としたが、 角とする接続部46Bとしてもよいし、角部41a 直角、先端32bを鈍角としたが角部41a及び先 32bを鋭角とする接続部46Cとしてもよいし、 ーパ面を用いない接続部46Dとしてもよいし 第3テーパ面32aの先端32bを直角とした接続部 46Eとしてもよい。あるいは、ベント痕66は、 形体60の上面や外周面に対して斜めに形成 れるものとしたが、角部41aと先端32bとの高 を略同じにして60の上面側で切れるような接 続部46Fとしてもよし、これらを適宜組み合わ せてもよい。なお、ベント部35もランナー部2 6と同様に、複数のベント部35が面で繋がるよ うに形成してもよい。

 上述した実施形態では、図1に示した段差 部36としたが、図9に示すように構成してもよ い。図9は、他の段差部の形状の説明図であ 、図9(a)が段差部36B、図9(b)が段差部36C、図9(c )が段差部を備えないものの説明図である。 えば、第2テーパ面31aと円筒部31の外周面と より形成されたものとしたが、第2テーパ面3 1aから1段以上の水平な面を介して円筒部31の 周面と繋がる段差部36Bとしてもよいし、段 部として有底口を下面33に設けた段差部36C してもよい。あるいは、段差部36を省略して もよい。こうしても、成形用原料を成形体対 応部28へ注入する際の気泡の残留をより抑制 ることはできる。また、軸対称形状の成形 の場合は、形状及び性状の対称性が低下し しまうのをより抑制することができる。

 上述した実施形態では、円筒状の成形体6 0を成形する成形型10としたが、成形体の形状 はこれに限られず、任意の形状とすることが できる。特に、回転対称の成形体でなくても よいし、中空状の成形体でなくてもよい。図 10は、他の成形体の例を示す説明図である。 えば、中空ではない円柱状の成形体60Bとし もよいし、ドーム状の成形体60Cとしてもよ し、半球状の成形体60Dとしてもよいし、2本 の足が設けられ中空状の成形体60Eとしてもよ いし、貫通孔の直径が上部と下部とで異なる 成形体60Fとしてもよいし、矩形状の成形体60G としてもよいし、2本の足が設けられた中空 の部材を半身にした成形体60Hとしてもよい この成形体60B~60Hは、下側にそれぞれゲート 64B~64Hが形成され、上側にそれぞれベント痕 66B~66Hが形成されている。これらの形状を成 可能な成形体対応部28やランナー部26,ゲート 部27,ベント部35を形成した成形型としてもよ 。

 上述した実施形態では、式(1)~(3)のすべて を満たすものとして説明したが、いずれか1 上を満たすのを省略してもよいし、すべて たさなくてもよい。すべて満たさないもの しても、ゲート部27から成形体対応部28の外 に亘って成形用原料68を供給するから、成 用原料を成形体対応部28へ注入する際の気泡 の残留をより抑制することはできる。また、 上述した実施形態では、下型20,中型30,上型40 3つの部材で構成するものとしたが、2以上 任意の数で構成するものとしてもよい。ま 、ゲート部27やベント部35は、2つ以上の部材 が対向することによって形成されるものとし なくてもよいし、テーパ面によって形成しな いものとしてもよい。

 上述した実施形態では、成形体対応部28 外周全域に亘ってゲート部27とベント部35と 連通しているものとしたが、ベント部35側 省略するものとしてもよい。こうしても、 形用原料を成形体対応部28へ注入する際の気 泡の残留をより抑制することはできる。また 、上述した実施形態では、複数の成形体60を 形する成形型10としたが、1つの成形体60を 形するものとしてランナー部26を省略しても 構わない。また、上述した実施形態では、成 形体対応部28の外周全域に亘ってゲート部27 連通しているものとしたが、略全域に亘っ 連通しているものとすれば、一部連通して ない部分があっても構わない。また、ベン 部35でも同様である。

 本実施例では、図1に示した成形型10を用い 成形体60を作製した。成形用原料は、無機 末としてアルミナ粉末を用い、分散媒とし 有機2塩基酸エステルを用い、樹脂原料とし イソシアネート、ポリオールを用い、更に 分散媒、触媒を添加することで、その粘度 0.1Pa・sに調整した。ここでは、ゲート部27 最小寸法Lgが0.2(mm)、ランナー部26の最小寸法 Lrが2.2(mm)であった。また、成形用原料の硬化 収縮率Rsが0.04、引張り強度σsが1×10 6 (Pa)、ヤング率Emが3×10 7 (Pa)、距離Liが0.0080(m)、距離Lfが0.0077(m)であっ 。即ち、式(1)~(3)のすべてを満たしていた。 なお、距離Li,Lfは、上述した方法によりそれ れ求めた。次に、この成形用原料を、成形 10の注入口44から注入し、室温で60分間放置 1次硬化を行ったのちに、下型20を離型し、 燥機により130℃で1時間加熱し2次硬化を行 た。このとき、硬化収縮により、ランナー 26やゲート部27の固化体が成形体対応部28の 形体から自然に分離すると共に、成形体対 部28から成形体60が略自然に剥がれた。乾燥 から成形型10を取り出し上型40を離型した。 成形体60を目視により確認したところ、気泡 混入や成形ムラ、ボイド、欠肉などは見ら ず、気泡の残留をより抑制すると共に、ゲ ト部、ランナー部及びベント部から容易に 形体60を分離することができた。また、測 顕微鏡で成形体60の先端面の形状を評価した ところ、内径円と外形円とに歪みはなく、肉 厚も均一であった。

 本出願は、2007年10月5日に出願された日本国 特許出願第2007-262361号を優先権主張の基礎と ており、引用によりその内容の全てが本明 書に含まれる。

 本発明は、成形体の製造分野に利用可能 ある。




 
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