JP2006224343A - 成形品製造装置及び成形品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面に凸部を有する筒状の成形品を高い寸法精度で製造することのできる成形品製造装置及び成形品製造方法を提供する。
【解決手段】成形品の内周面を形成する金型凸部３ｂは、その内部にスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃがそれぞれ収容される摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃが形成されている。摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃは、金型凸部３ｂの突出方向に延びるとともに凸部成形用キャビティ４０に向かって屈曲形成されている。可撓性を有するスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃが摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内を摺動することによりスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃが凸部成形用キャビティ４０内に挿脱される。
【選択図】 図１

Description

本発明は成形品製造装置及び成形品製造方法に関する。

射出成形法はプラスチック成形法の代表的なものであり、合理的で生産性の高い高品質な成形品の生産が可能な方法として広く用いられている。
射出成形法は、金型に樹脂などを充填させることにより様々な形状を有した部材を製造することができる。例えば、円筒状の成形品を形成する際には、図６に示すような固定型１０１と、固定型１０１の開口部側から挿入され成形品１０２の内周面１０２ａを成形する可動型１０３とから構成されている金型が用いられる。成形品１０２の内周面１０２ａを可動型１０３の側面１０３ａで成形することにより、内周面１０２ａに継ぎ目のない高い寸法精度を備えた筒状の成形品を形成することができる。

また、安全性が要求される部材や他の部材と組み合わされる部材を成形する際は、強度の確保や他の部材に対する位置決め部等として凸部１０４が形成される。なお、成形品１０２に凸部１０４を形成する際には前述した固定型１０１及び可動型１０３に加えてスライドコア１０５が用いられ、固定型１０１およびスライドコア１０５によって成形品１０２の外周面１０２ｂが形成される（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３０６２９５号公報

ところで、通常、成形品１０２の外周面１０２ｂに凸部１０４を形成することによって肉厚が不均一になる。そのため、肉厚の厚い部分と薄い部分との間で冷却速度の差が生じひけ（成形品の表面に出るへこみ）が発生し成形品１０２の寸法制度が悪くなる。

そこで、ひけによる寸法精度の悪化を防ぐために、凸部１０４の肉厚を薄く形成する方法がある。しかしながら、成形品１０２を製造する際には、成形品１０２の内周面１０２ａを形成する可動型１０３が固定型１０１及びスライドコア１０５から構成される外周面１０２ｂの開口部側から挿入されるため、内周面１０２ａに凹部を形成することができない。すなわち、アンダーカット部を形成することができない。よって、成形品１０２に形成された凸部１０４の肉厚が不均一となりひけが発生し、成形品１０２の寸法精度を維持することが困難となる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、外周面に凸部を有する筒状の成形品を高い寸法精度で製造することのできる成形品製造装置及び成形品製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、筒状本体の外周面上に配設される凸部を有する成形品を製造する金型を有する成形品製造装置であって、前記金型は、前記凸部を形成する凸部成形用キャビティと、前記筒状本体の内周面を形成する金型凸部と、
前記金型凸部内に収容され、前記凸部成形用キャビティ内に挿脱されるスペーサ部材と、を備えた。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形品製造装置において、前記金型凸部は、該金型凸部の突出方向に沿って延びるとともに前記凸部成形用キャビティに向かって屈曲又は湾曲して形成され前記スペーサ部材を収容する摺動孔をさらに備えた。

また、請求項３に記載の発明は、筒状本体の外周面上に配設される凸部を有する成形品を、前記凸部を形成する凸部成形用キャビティと、前記筒状本体の内周面を形成する金型凸部と、を備えた金型によって製造する成形品製造方法であって、前記凸部成形用キャビティ内に前記金型凸部内に収容されたスペーサ部材を挿入する工程を含む。

また、請求項４に記載の発明は、筒状本体の外周面上に配設される凸部を有する成形品を、前記凸部を形成する凸部成形用キャビティと、前記筒状本体の内周面を形成する金型凸部と、を備えた金型によって製造する成形品製造方法であって、前記金型凸部内に収容され該金型凸部の突出方向に沿って延びるとともに前記凸部成形用キャビティに向かって屈曲又は湾曲可能な可撓性を有するスペーサ部材を前記凸部成形用キャビティ内に挿脱する工程を含む。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、スペーサ部材が凸部成形用キャビティ内に挿脱されるため、筒状の成形品の外周面に形成される凸部の内周面に凹部を形成することができる。すなわち、外周側に凸部を有する筒状の成形品にアンダーカット部を形成することが可能となり、凸部の肉厚を薄くすることができる。よって、ひけの発生が抑制され外周面に凸部を有する筒状の成形品の内周面を高い寸法精度で製造することができる。

請求項２に記載の発明によれば、スペーサ部材は金型凸部の突出方向に沿って延びるとともに前記凸部成形用キャビティに向かって屈曲して形成された摺動孔内に配設されているため、可撓性を有するスペーサ部材を凸部成形用キャビティに向って突出させ、スペーサ部材を摺動孔内に収容することができる。すなわち、スペーサ部材を摺動孔内で摺動させることによってスペーサ部材を凸部成形用キャビティ内に挿脱させることができる。また、摺動孔は金型凸部の突出方向に沿って延びているため、スペーサ部材を摺動させるための機構を金型凸部の基端側に配設することができる。よって、アンダーカット部を成形するための機構を金型凸部を駆動させるための機構と同じ位置に配置することが可能となり装置が大型化するのを妨げることができる。また、摺動孔は金型凸部の突出方向に延びているため、金型凸部を挿入するための付勢力の方向とスペーサ部材を摺動させるための付勢力の方向とが一致する。よって、金型凸部とスペーサ部材とを駆動させるための駆動機構を一体的に構成することが可能となり装置を小型のものとすることができるとともに、金型凸部及びスペーサ部材を連続して移動させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、スペーサ部材が凸部成形用キャビティ内に挿脱されるため、筒状の成形品の外周面に形成される凸部の内周面に凹部を形成することができる。すなわち、外周側に凸部を有する筒状の成形品にアンダーカット部を形成することが可能となり、凸部の肉厚を薄くすることができる。よって、ひけの発生が抑制され外周面に凸部を有する筒状の成形品の内周面を高い寸法精度で製造することができる。

請求項４に記載の発明によれば、スペーサ部材が凸部成形用キャビティ内に挿脱されるため、筒状の成形品の外周面に形成される凸部の内周面に凹部を形成することができる。すなわち、外周側に凸部を有する筒状の成形品にアンダーカット部を形成することが可能となり、凸部の肉厚を薄くすることができる。よって、ひけの発生が抑制され外周面に凸部を有する筒状の成形品の内周面を高い寸法精度で製造することができる。また、スペーサ部材は金型凸部の突出方向に沿って延びるとともに前記凸部成形用キャビティに向かって屈曲又は湾曲可能な可撓性を有するため、スペーサ部材を金型凸部の突出方向に沿って摺動させることによりスペーサ部材を凸部成形用キャビティ内に挿脱させることができる。また、スペーサ部材は金型凸部の突出方向に沿って延びているため、スペーサ部材を摺動させるための機構を金型凸部の基端側に配設することができる。よって、アンダーカット部を成形するための機構を金型凸部を駆動させるための機構と同じ位置に配置することが可能となり装置が大型化するのを妨げることができる。また、スペーサ部材は金型凸部の突出方向に延びているため、金型凸部を挿入するための付勢力の方向とスペーサ部材を摺動させるための付勢力の方向とが一致する。よって、金型凸部とスペーサ部材とを駆動させるための駆動機構を一体的に構成することが可能となり装置を小型のものとすることができるとともに、金型凸部及びスペーサ部材を連続して移動させることができる。

本発明によれば、外周面に凸部を有する筒状の成形品を高い寸法精度で製造することのできる成形品製造装置及び成形品製造方法を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１は本発明に係る成形品製造装置１の概略構成図である。
本実施形態に係る成形品製造装置１は、略有底円筒状に形成され外周面から径方向外側に突出する２つの凸部（第１凸部２０ａ、第２凸部２０ｂ）を有する成形品２０を成形する（図５参照）。

図１に示すように成形品製造装置１は、成形品２０の外周面２０ｃを形成する外周面形成用金型２と成形品２０の内周面２０ｄを形成する可動型３とを備え、図示しない射出装置によって溶融樹脂が充填される（図５参照）。なお、以下の説明においては、図示状態において上下方向を長手方向として説明する。

まず、外周面形成用金型２について説明する。
外周面形成用金型２は、成形品２０の外周面２０ｃ及び外周側底面２０ｅを形成する筒部外周形成部２ａと、成形品２０の外周面２０ｃから突出する態様で形成される第１凸部２０ａ及び第２凸部２０ｂをそれぞれ形成する第１凸部形成部２ｂ及び第２凸部形成部２ｃと、を有している。

筒部外周形成部２ａは、略有底円筒状に凹設される態様で形成されており筒部外周形成部２ａの金型底面２ｄ及び第１内周面２ｅによって成形品２０の外周側底面２０ｅ及び外周面２０ｃが形成される（図５参照）。なお、可動型３は、筒部外周形成部２ａの開口部を閉止する態様で配設される。

また、外周面形成用金型２は、筒部外周形成部２ａの開口部側端部から径方向に延びる当接面２ｆを備えている。外周面形成用金型２は、当接面２ｆと可動型３とが当接することにより、可動型３に対する移動が規制される。

第１凸部形成部２ｂ及び第２凸部形成部２ｃは、筒部外周形成部２ａの第１内周面２ｅが径方向外側に凹設される態様で形成されている。なお、第２凸部形成部２ｃは第１凸部形成部２ｂよりも筒部外周形成部２ａの開口部側に配設されている。

次に、可動型３について説明する。
可動型３は、外周面形成用金型２に当接する可動面３ａと、可動面３ａから略垂直に突出する態様で形成された金型凸部３ｂと、から構成されている。なお、以下の説明においては、図示状態において上下方向を長手方向として説明する。

可動面３ａは、外周面形成用金型２の当接面２ｆに当接する態様で外周面形成用金型２を閉止する。可動型３が図示しない駆動機構により金型凸部３ｂの長手方向に移動することにより、可動面３ａは当接面２ｆから離間する。

金型凸部３ｂは、外周面形成用金型２の内径よりも小さな外形を備えた円柱形状を有している。成形品２０の内周面２０ｄを可動型３によって成形することにより、内周面２０ｄに継ぎ目のない高い寸法精度を備えた成形品２０が成形される（図５参照）。

また、金型凸部３ｂは、その内部に３本のスペーサ部材としてのスペーサ（第１スペーサ４ａ、第２スペーサ４ｂ、第３スペーサ４ｃ）がそれぞれ収容される３本の摺動孔（第１摺動孔５ａ、第２摺動孔５ｂ、第３摺動孔５ｃ）が形成されている。

スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃは可撓性を有しており、摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃの形状に応じて形状が変化する。摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃは、金型凸部３ｂの突出方向に延びるとともに突出方向（長手方向）に沿って延びるとともに凸部成形用キャビティ４０に向かって屈曲形成されている。詳述すると、第１摺動孔５ａは外周面形成用金型２の第１凸部形成部２ｂに連通する態様で形成され、第２摺動孔５ｂ及び第３摺動孔５ｃは外周面形成用金型２の第２凸部形成部２ｃに連通する態様で形成されている。

各スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃは摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内において摺動可能に配設されており、金型凸部３ｂの基端側（図１図示状態で下側）に配設される図示しない摺動機構によって長手方向に付勢され摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内を摺動する。摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内を摺動することによって可撓性を有するスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃは摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃに沿って変形し、先端部６ａ，６ｂ，６ｃが摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃから突出する。すなわち、摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内を摺動することによって第１凸部形成部２ｂ及び第２凸部形成部２ｃ内（すなわち凸部成形用キャビティ４０内）にスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃが挿脱される。

なお、外周面形成用金型２は、可動型３側に開口する固定型７と固定型７及び可動型３に挟まれて配設されるスライドコア８とから構成されている。
固定型７は、可動型３の金型凸部３ｂ端面３ｄに対向する金型底面２ｄと、金型底面２ｄの外周から略垂直に可動型３側に延びる外周面形成面７ａと、金型凸部３ｂの可動面３ａに対向する第１当接面７ｂとを備えている。また、固定型７は、外周面形成面７ａから連続し第１当接面７ｂを凹設する態様で形成され第１凸部形成部２ｂを形成する第１凸部形成凹部７ｃと可動型３に当接する当接面２ｆを構成する第２当接面７ｄとを備えている（図４参照）。

また、スライドコア８は、金型凸部３ｂの外周面に対向する第２外周面形成面８ａと、第２外周面形成面８ａの略中央を凹設される態様で形成された第２凸部形成部２ｃと、固定型７に当接する第３当接面８ｂと、可動型３の可動面３ａに当接する第４当接面８ｃを備えている（図５参照）。なお、固定型７の外周面形成面７ａ及びスライドコア８の第２外周面形成面８ａによって第１内周面２ｅが形成され、固定型７の第２当接面７ｄ及びスライドコア８の第４当接面８ｃによって当接面２ｆが形成される。

可動型３の可動面３ａ、金型外周面３ｃ及び端面３ｄと固定型７の外周面形成面７ａ及び金型底面２ｄとスライドコア８の第２外周面形成面８ａとによって、成形品２０の筒状本体を成形する本体成形用キャビティ３０が構成される。また、スライドコア８の第２凸部形成部２ｃ及び第３当接面８ｂと固定型７の第１凸部形成凹部７ｃとによって、凸部（第１凸部２０ａ及び第２凸部２０ｂ）を形成する凸部成形用キャビティ４０が構成される。なお、本体成形用キャビティ３０と凸部成形用キャビティ４０とは連通しており、固定型７に形成された図示しない樹脂通路から図示しない射出装置によって本体成形用キャビティ３０内に射出された溶融樹脂は凸部成形用キャビティ４０内に流入する。

次に、図１〜図５に基づいて本発明に係る成形品製造装置１を用いた筒状成形品製造方法について説明する。
まず、図１に示すように、固定型７、スライドコア８及び可動型３をそれぞれ当接させ成形品２０の筒部２１を形成するための本体成形用キャビティ３０と第１凸部２０ａ及び第２凸部２０ｂを形成するための凸部成形用キャビティ４０とを構成する。

次に、図２に示すように、摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃからスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃの先端部６ａ，６ｂ，６ｃを突出させ凸部成形用キャビティ４０内にスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを配設し、本体成形用キャビティ３０内に溶融樹脂を射出する。なお、スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃの摺動方向と固定型７の挿入方向とは一致しており、スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを本体成形用キャビティ３０内に挿脱する動作と固定型７を駆動する動作とは連続して行われる。本体成形用キャビティ３０内に射出された溶融樹脂は、第１凸部２０ａ及び第２凸部２０ｂ内に浸入し凸部成形用キャビティ４０内が溶融樹脂に充填される。

次に、図３に示すように、溶融樹脂が硬化した後、スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃに沿って長手方向に移動させ先端部６ａ，６ｂ，６ｃを摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内に収納し凸部成形用キャビティ４０（図１又は図２参照）からスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを取り除く。このとき、スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃが突出していた部分には溶融樹脂が充填されないため、第１凸部２０ａ及び第２凸部２０ｂの内周側の内周面２０ｄに凹部（第１凹部９ａ、第２凹部９ｂ、第３凹部９ｃ）が形成される。また、スライドコア８を可動型３の可動面３ａに沿って移動させる。

次に、図４に示すように、固定型７を長手方向に移動させ固定型７と可動型３とを離間させる。なお、スライドコア８を可動型３の可動面３ａに沿って移動させることにより、第１凸部形成部２ｂを形成する第３当接面８ｂ及び第２凸部形成部２ｃが径方向外側へ移動している。よって、成形品２０の第１凸部２０ａ及び第２凸部２０ｂと、第１凸部形成部２ｂの第３当接面８ｂ及び第２凸部形成部２ｃとが離間しているため成形品２０、固定型７及び可動型３は互いに長手方向へ移動することができる。

最後に、図５に示すように、金型凸部３ｂに固定されている成形品２０を長手方向に移動させ、成形品２０を金型凸部３ｂから取り外す。
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。

（１）金型凸部３ｂの金型外周面３ｃに連通する摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃを介して凸部成形用キャビティ４０内にスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを挿入することにより成形品２０の凸部２０ａ，２０ｂの内周面２０ｄに凹部９ａ，９ｂ，９ｃを形成することが可能となり、凸部２０ａ，２０ｂの肉厚を薄くすることができる。すなわち、外周側に凸部を有する筒状成形品の凸部の内周側にアンダーカット部を形成することができる。よって、ひけの発生を抑制することが可能となり、外周面に凸部を有する筒状の成形品を高い寸法精度で製造することのできる成形品製造装置及び成形品製造方法を提供することができる。

（２）スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃは可撓性を備えているため、摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃに沿って摺動させることで先端部６ａ，６ｂ，６ｃが摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃ内を移動する。よって、摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃに沿ってスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを摺動させることで凸部成形用キャビティ４０内にスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃの先端部６ａ，６ｂ，６ｃを挿脱させることができる。

（３）摺動孔５ａ，５ｂ，５ｃが金型凸部３ｂの突出方向に延びているため、金型凸部３ｂを挿入するための付勢力の方向とスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを摺動させるための付勢力の方向とが一致する。よって、金型凸部３ｂを駆動する駆動機構とスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを駆動する駆動機構とを一体的に構成することが可能となり装置を小型のものとすることができる。また、金型凸部及びスペーサ部材を連続して移動させることができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、成形品の形状を有底円筒状としたがこのようなものに限定されず、例えば、円筒状でもよい。また、円筒形状を有するものに限定されず、例えば、複数の面から構成される筒状のものでもよい。また、筒状成形品は筒部の一部が欠如した態様で形成されるものでもよい。例えば、金型コアの外周面によって内周面が形成され、金型コアの挿入方向端面によって形成される連結部によって互いに連結される態様で一体的に形成され外周に凸部を有する複数の部材から構成される成形品であってもよい。また、凸部の数も適宜変更可能である。

○上記実施形態では、スペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを第１凸部形成部２ｂ及び第２凸部形成部２ｃに配設した後に溶融樹脂を充填させたが、第１凸部形成部２ｂ及び第２凸部形成部２ｃに充填させたのちスペーサ４ａ，４ｂ，４ｃを配設することもできる。このような手順によれば、第１凸部形成部２ｂ及び第２凸部形成部２ｃ側へ溶融樹脂が押し出され金型の細部まで溶融樹脂を充填させることができる。

本実施形態に係る筒状成形品製造装置の概略構成図。 成形品製造方法を示す概略構成図。 成形品製造方法を示す概略構成図。 成形品製造方法を示す概略構成図。 成形品製造方法を示す概略構成図。 従来の成形品製造装置の概略構成図。

符号の説明

１…成形品製造装置、３ｂ…金型凸部、４ａ，４ｂ，４ｃ…スペーサ（スペーサ部材）、５ａ，５ｂ，５ｃ…摺動孔、２０…成形品、２０ａ，２０ｂ…凸部、２０ｃ…外周面、２０ｄ…内周面、３０…本体成形用キャビティ、４０…凸部成形用キャビティ。

Claims (4)

1. 筒状本体の外周面上に配設される凸部を有する成形品を製造する金型を有する成形品製造装置であって、
   前記金型は、
   前記凸部を形成する凸部成形用キャビティと、
   前記筒状本体の内周面を形成する金型凸部と、
   前記金型凸部内に収容され、前記凸部成形用キャビティ内に挿脱されるスペーサ部材と、
   を備えたことを特徴とする成形品製造装置。
2. 請求項１に記載の成形品製造装置において、
   前記金型凸部は、該金型凸部の突出方向に沿って延びるとともに前記凸部成形用キャビティに向かって屈曲又は湾曲して形成され前記スペーサ部材を収容する摺動孔をさらに備えた
   ことを特徴とする成形品製造装置。
3. 筒状本体の外周面上に配設される凸部を有する成形品を、前記凸部を形成する凸部成形用キャビティと、前記筒状本体の内周面を形成する金型凸部と、を備えた金型によって製造する成形品製造方法であって、
   前記凸部成形用キャビティ内に前記金型凸部内に収容されたスペーサ部材を挿入する工程を含む
   ことを特徴とする成形品製造方法。
4. 筒状本体の外周面上に配設される凸部を有する成形品を、前記凸部を形成する凸部成形用キャビティと、前記筒状本体の内周面を形成する金型凸部と、を備えた金型によって製造する成形品製造方法であって、
   前記金型凸部内に収容され該金型凸部の突出方向に沿って延びるとともに前記凸部成形用キャビティに向かって屈曲又は湾曲可能な可撓性を有するスペーサ部材を前記凸部成形用キャビティ内に挿脱する工程を含む
   ことを特徴とする成形品製造方法。

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