JP2013075376A - 射出成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】コアピンの不正な位置ずれを防止する。
【解決手段】射出成形金型Ｍは、管状成形品Ｐの外周面を成形するための固定成形型１０及び可動成形型２０と、管状成形品Ｐの内周面を成形するための第１コアピン３４Ａ及び第２コアピン３４Ｂと、両コアピン３４Ａ，３４Ｂの基端部３９を、各コアピン３４Ａ，３４Ｂの長さ方向への変位を可能に保持する第１ホルダ３１Ａ及び第２ホルダ３１Ｂと、第１ホルダ３１Ａ及び第２ホルダ３１Ｂに設けられ、弾性変形することでコアピン３４Ａ，３４Ｂの熱膨張による伸長を吸収する第１吸収部材３５Ａ及び第２吸収部材３５Ｂとを備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、射出成形金型に関するものである。

特許文献１には、管状の成形品を射出成形する金型が開示されている。この金型は、管状成形品の外周面を形成するための成形型と、管状成形品の内周面を形成するための一対の細長いコアピンとを備えている。型閉じ状態では、成形型内に形成されるキャビティにおいて、一対のコアピンが同軸状に対向し、その先端同士が突き当てられる。

特開２００１−６２８７９号公報

上記の金型で管状成形品を射出成形する場合、一対のコアピンは、キャビティ内に流し込まれる高温の溶融樹脂の熱により、長さ寸法を増大させるように熱膨張することになる。しかし、一対のコアピンは、その先端同士を突き当てて突っ張った状態となっているため、不正な位置ずれや変形を生じることになる。例えば、２本のコアピンが突き当たったままで真っ直ぐに延びた場合は、コアピンの軸線が山形をなすように斜めにずれる。２本のコアピンが突き当たったままで、両方のコアピンが湾曲するように変形することもある。また、２本のコアピンが突き当たった状態のままで、一方のコアピンが真っ直ぐ延び、他方のコアピンが湾曲することもある。さらに、一方のコアピンだけが斜めになった場合は、そのコアピンの先端が他方のコアピンの先端から外れ、両方のコアピンが延びる場合もある。このようにコアピンが不正な位置ずれや変形を生じると、管状成形品の肉厚が正規の寸法にならず、偏肉と呼ばれる成型不良が生じたり、管状成形品の内周面の形状が不正になったりするため、対策が望まれる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コアピンの不正な位置ずれや変形を防止することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、管状成形品の外周面を成形するための成形型と、前記管状成形品の内周面を成形するためのコアピンと、前記コアピンの端部を、前記コアピンの長さ方向への変位を可能に保持するホルダと、前記ホルダに設けられ、弾性変形することで前記コアピンの熱膨張による伸長を吸収する吸収部材とを備えているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記成形型に設けられ、溶融樹脂を射出するゲートと、前記成形型に設けられ、前記コアピンを挟んで前記ゲートと対向するように配置されて前記コアピンを支持する支持ピンとを備えているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
コアピンが高温の溶融樹脂の熱によって伸長すると、コアピンの端部が長さ方向へ変位するとともに、吸収部材が弾性変形することにより、コアピンの伸長が吸収されるので、コアピンの不正な位置ずれや変形が防止される。

＜請求項２の発明＞
コアピンが熱膨張するときに、ゲートから射出される溶融樹脂の射出圧により、コアピンがゲートから逃げる方向へ膨らむように湾曲変形することが懸念される。しかし、本発明では、コアピンを挟んでゲートと対向するように支持ピンを配置しているので、コアピンがゲートから逃げる方向へ膨らむように湾曲変形する虞はない。

実施形態１の射出成形金型の型開き状態をあらわす断面図 射出成形金型の型閉じ状態をあらわす断面図 第１ホルダにおける第１コアピンの保持構造をあらわす部分拡大断面図 第２ホルダにおける第２コアピンの保持構造をあらわす部分拡大断面図 型閉じ状態をあらわす部分拡大断面図 第１スライドコアにおいて第１コアピンが熱膨張していない状態をあらわす部分拡大断面図 第１スライドコアにおいて第１コアピンの熱膨張による伸長が吸収された状態をあらわす部分拡大断面図

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１〜図７を参照して説明する。本実施形態の射出成形金型Ｍは、管状成形品Ｐを成形するためのものであって、図１，２に示すように、固定成形型１０（本発明の構成要件である成形型）と、可動成形型２０（本発明の構成要件である成形型）と、第１スライドコア３０Ａと、第１吸収部材３５Ａ（本発明の構成要件である吸収部材）と、第２スライドコア３０Ｂと、第２吸収部材３５Ｂ（本発明の構成要件である吸収部材）とを備えて構成されている。管状成形品Ｐは、その軸線方向（長さ方向）が左右方向となる向きで成形されるようになっている。

＜固定成形型１０＞
固定成形型１０は、固定した状態で設けられている。図１，５に示すように、固定成形型１０の下面には、管状成形品Ｐの外周面における両端部を除いた領域のうち、上半分の領域を成形するための固定成形面１１が形成されている。固定成形型１０には、固定成形面１１に開口するゲート１２が形成されている。ゲート１２からの溶融樹脂Ｒの射出方向は下向きである。左右方向（＝管状成形品Ｐの長さ方向）におけるゲート１２の位置は、管状成形品Ｐ（固定成形面１１）の中央位置である。また、図１，２に示すように、固定成形型１０の左右両端部（即ち、固定成形面１１よりも左方の位置と固定成形面１１よりも右方の位置との２位置）には、左右対称な一対のアンギュラピン１３が、斜め下方へ片持ち状に延出する形態で取り付けられている。一対のアンギュラピン１３は、下方に向かって左右方向に間隔が拡がるように傾斜している。

＜可動成形型２０＞
図１，２に示すように、可動成形型２０は、固定成形型１０の下方に配置され、固定成形型１０に対して接近・離間するように上下方向に移動可能となっている。図１，２，５に示すように、可動成形型２０の上面には、管状成形品Ｐの外周面における両端部を除いた領域のうち、下半分の領域を成形するための可動成形面２１が形成されている。可動成形型２０には、支持ピン２２が、その上端部を可動成形面２１から僅かに上向きに突出させる支持位置（図１に実線で示す位置）と、この支持位置よりも下方へ退避した退避位置（図１に想像線で示す位置）との間で、上下動し得るように設けられている。左右方向における支持ピン２２の位置は、管状成形品Ｐ（固定成形面１１）の中央位置であり、支持ピン２２とゲート１２とは管状成形品Ｐ（後述するコアピン３４Ａ，３４Ｂ）を挟んで上下に対向する位置関係となっている。つまり、支持ピン２２の軸線（突出方向と平行な中心線）と、ゲート１２の軸線（射出方向と平行な中心線）とは、同一軸線状に配置されている。また、型閉め状態では、支持ピン２２が支持位置に移動し、支持ピン２２の上端が後述する３４Ａと３４Ｂとの嵌合部分を下（ゲート１２と反対側）から当接して支持するようになっている。

可動成形型２０には、可動成形面２１の左右両端部に臨む左右一対のイジェクトピン２４が設けられている。イジェクトピン２４は、その上端面を可動成形面２１と面一の高さとする待機位置（図１に実線で示す位置）と、この待機位置から上向きに突出して成形済みの管状成形品Ｐを可動成形面２１から離脱させる離型位置（図１に想像線で示す位置）との間で、上下動し得るように設けられている。
可動成形型２０の左右両端部（可動成形面２１よりも左方の位置と可動成形面２１よりも右方の位置との２位置）には、左右方向（管状成形品Ｐの軸線とは平行であって、可動成形型２０の移動方向と直角な方向）に延びる一対のガイド２３が設けられている。左側のガイド２３には、第１スライドコア３０Ａが左右方向への移動を可能に設けられ、右側のガイド２３には、第２スライドコア３０Ｂが左右方向への移動を可能に設けられている。

＜第１スライドコア３０Ａ＞
図３に示すように、第１スライドコア３０Ａは、第１ホルダ３１Ａと、第１ホルダ３１Ａからガイド２３と平行に右方へ片持ち状に突出した形態の円筒形をなすスライドピン３２と、スライドピン３２の中心孔３３を同軸状に且つ液密状に貫通して右方へ片持ち状に突出した形態の細長い第１コアピン３４Ａと、第１吸収部材３５Ａとを備えて構成されている。

スライドピン３２の左端部（基端側の端部）の外周には拡径部３６が形成されている。スライドピン３２の左端部の内周には、中心孔３３よりも大径の円形であって、スライドピン３２の左端面に開口する作動用凹部３７が形成されている。図５に示すように、スライドピン３２の右端部（先端部）の内周面には、中心孔３３よりも大径の端部成形面３８が形成されている。

図３，６，７に示すように、第１コアピン３４Ａの左端部は、同心円状に拡径した円盤状をなし、外径寸法が作動用凹部３７の内径よりも小さい基端部３９（本発明の構成要件であるコアピンの端部）となっている。図３，５に示すように、第１コアピン３４Ａの先端部（右端部）には、小径状の嵌合凸部４０Ａが形成されている。図３，５〜７に示すように、第１コアピン３４Ａ内には、その基端面から先端面まで貫通する同心円形のエア流路４１が形成されている。第１コアピン３４Ａは、左方からスライドピン３２の中心孔３３に挿通され、基端部３９が作動用凹部３７内に収容されている。

図３，５に示すように、第１コアピン３４Ａの外周面のうち、スライドピン３２の先端（右端）よりも更に先端側（右方）に突出した領域と、端部成形面３８と対向する領域は、第１成形面４２Ａとなっている。この第１成形面４２Ａは、管状成形品Ｐの内周面のうち左半分（ゲート１２及び支持ピン２２よりも左側）の領域を成形する。

図３，６，７に示すように、第１ホルダ３１Ａは、ガイド２３に摺動可能に嵌合されたスライダ４３と、左右に貫通する環状の取付部材４４と備えて構成されている。図１〜３に示すように、スライダ４３には、左側のアンギュラピン１３と平行をなす案内孔４５が上下に貫通して形成されている。図６，７に示すように、スライダ４３には、その右側面を浅く凹ませた形態の逃がし凹部４６が形成されている。逃がし凹部４６の奥面は、スライダ４３の右方外部に臨む円形の受け面４７となっている。この受け面４７の直径は、作動用凹部３７の内径とほぼ同じであり、第１コアピン３４Ａの基端部３９の外径よりも大きい寸法である。図３，６，７に示すように、スライダ４３には、受け面４７を同心状に凹ませた形態であって、第１コアピン３４Ａの基端部３９よりも小径の円形をなす収容凹部４８が形成されている。スライダ４３には、収容凹部４８の奥端面に同心状に開口するエア供給路４９が形成されている。

取付部材４４は、左右に貫通する筒状をなし、スライドピン３２の拡径部３６を、スライダ４３の右外側面に当接させた状態に固定している。図６，７に示すように、作動用凹部３７内に収容されている第１コアピン３４Ａの基端部３９は、その基端面（左端面）をスライダ４３の受け面４７と対向させている。ここで、作動用凹部３７の奥端面（右端面）と受け面４７との間の左右方向の寸法は、基端部３９の左右方向の厚さ寸法よりも大きく設定されている。これにより、第１コアピン３４Ａの基端部３９は、作動用凹部３７及び逃がし凹部４６によって構成される作動空間５０内において、左右方向へ変位し得るようになっている。この変位許容量は、管状成形品Ｐを成形する際の第１コアピン３４Ａの熱膨張による最大伸長寸法よりも、少し大きい寸法に設定されている。

＜第１吸収部材３５Ａ＞
収容凹部４８内には、全体として収容凹部４８と同心の円柱形をなす第１吸収部材３５Ａが収容されている。第１吸収部材３５Ａは、耐熱ウレタンゴムからなり、弾性変形可能である。この耐熱ウレタンゴムは、耐熱温度が２００℃であり、この温度以下であれば、弾性変形可能となっている。第１吸収部材３５Ａの中心には、その左右両端面に開口する連通孔５１が貫通して形成されている。連通孔５１は、スライダ４３のエア供給路４９と、第１コアピン３４Ａのエア流路４１とを連通させている。また、第１吸収部材３５Ａの弾性変形していない状態における外径寸法は、収容凹部４８の内径寸法よりも小さい寸法に設定されている。

第１吸収部材３５Ａの弾性変形していない状態における軸線方向（左右方向）の寸法は、収容凹部４８の奥端面（左端面）と、作動用凹部３７（作動空間５０）内で最も右端に位置しているときの第１コアピン３４Ａの基端部３９の左端面（基端面）との間の寸法よりも、大きい寸法に設定されている。したがって、型開き状態では、第１吸収部材３５Ａの弾性復元力により、第１コアピン３４Ａの基端部３９は、図６に示すように、作動用凹部３７の奥端面に押し付けられ、基端部３９の基端面と受け面４７との間には、基端部３９の左方向への変位を許容するための変位許容空間が確保されている。

＜第２スライドコア３０Ｂ＞
図４に示すように、第２スライドコア３０Ｂは、第２ホルダ３１Ｂと、第２ホルダ３１Ｂからガイド２３と平行に右方へ片持ち状に突出した形態の円筒形をなすスライドピン３２と、スライドピン３２の中心孔３３を同軸状に且つ液密状に貫通して右方へ片持ち状に突出した形態の細長い第２コアピン３４Ｂと、第２吸収部材３５Ｂとを備えて構成されている。第２ホルダ３１Ｂは第１ホルダ３１Ａと左右対称であり、第２スライドコア３０Ｂのスライドピン３２は、端部成形面３８の形状を除き、第１スライドコア３０Ａのスライドピン３２と左右対称である。したがって、第２ホルダ３１Ｂとスライドピン３２及びそれらの構成部材、構成部位については、第１スライドコア３０Ａと同じ符号を付して、詳しい説明は省略する。

第２コアピン３４Ｂは、先端部（左端部）を除いて、第１コアピン３４Ａと左右対称である。第２コアピン３４Ｂの右端部は、同心状に拡径した円盤状をなす基端部３９（本発明の構成要件であるコアピンの端部）となっている。図４，５に示すように、第２コアピン３４Ｂの先端部には、その先端面を凹ませた形態の嵌合凹部４０Ｂが形成されている。第２コアピン３４Ｂ内には、その基端面から先端面まで貫通する同心円形のエア流路４１が形成されている。

第２コアピン３４Ｂの外周面のうち、スライドピン３２の先端（左端）よりも更に先端側（左方）の領域と、端部成形面３８と対応する領域は、第２成形面４２Ｂとなっている。この第２成形面４２Ｂは、管状成形品Ｐの内周面のうち右半分（ゲート１２及び支持ピン２２よりも右側）の領域を成形する。第２成形面４２Ｂ（端部成形面３８）よりも右方（基端側）の領域では、スライドピン３２の内周と第２コアピン３４Ｂの外周とが液密状に密着している。

＜第２吸収部材３５Ｂ＞
第２吸収部材３５Ｂは、第１吸収部材３５Ａと左右対称であるから、対称な構成部位については、第１吸収部材３５Ａと同じ符号を付して、詳しい説明は省略する。

次に、本実施形態の作用を説明する。管状成形品Ｐを成形する際には、図２に示すように、固定成形型１０、可動成形型２０、第１スライドコア３０Ａ及び第２スライドコア３０Ｂを、型閉じ状態とし、図５に示すように、内部に管状成形品Ｐを成形するためのキャビティ５２を形成する。キャビティ５２内においては、第１コアピン３４Ａの嵌合凸部４０Ａと第２コアピン３４Ｂの嵌合凹部４０Ｂが液密状に嵌合し、第１コアピン３４Ａと第２コアピン３４Ｂが、一直線状（同軸状）に連結される。これにより、第１成形面４２Ａと第２成形面４２Ｂが面一状に繋がって、管状成形品Ｐの内周面を成形するための成形面が構成される。また、固定成形面１１と可動成形面２１と端部成形面３８が面一状に繋がり、管状成形品Ｐの外周面を成形するための成形面が構成される。さらに、支持ピン２２の上端が、第２コアピン３４Ｂの左端部（つまり、第１コアピン３４Ａとの嵌合部分）を下から当接して、下方へ変位しないように支持する。

この状態で、ゲート１２からキャビティ５２内に溶融樹脂Ｒを射出すると、管状成形品Ｐが成形される。このとき、両コアピン３４Ａ，３４Ｂのエア流路４１内には、スライダ４３のエア供給路４９と吸収部材３５Ａ，３５Ｂの連通孔５１を通してエアが供給されるので、嵌合凸部４０Ａと嵌合凹部４０Ｂとの嵌合部分の隙間において、溶融樹脂Ｒが浸入することによるバリの発生が防止される。

さて、キャビティ５２内に射出される溶融樹脂Ｒは、高温（３３０℃〜３５０℃）であるため、金属製の第１コアピン３４Ａと第２コアピン３４Ｂの温度も、１５０℃〜１８０℃の高温になる。そのため、第１コアピン３４Ａと第２コアピン３４Ｂは、熱膨張して、長さ方向（左右方向）に伸長することになる。ここで、第１コアピン３４Ａの先端（右端）と第２コアピン３４Ｂの先端（左端）とは互いに突き当たっているため、軸線方向へ変位することはできない。

したがって、図７に示すように、第１コアピン３４Ａの基端部３９は、第１吸収部材３５Ａを軸線方向（左右方向）に潰すように弾性変形させながら、作動空間５０内において先端側とは反対側（第１吸収部材３５Ａへ接近する側）へ変位する。同様に、第２コアピン３４Ｂの基端部３９も、第２吸収部材３５Ｂを軸線方向（左右方向）に潰すように弾性変形させながら、作動空間５０内において先端側とは反対側（第２吸収部材３５Ｂへ接近する側）へ変位する。この両コアピン３４Ａ，３４Ｂの基端部３９の変位を伴う吸収部材３５Ａ，３５Ｂの弾性変形により、コアピン３４Ａ，３４Ｂの熱膨張による伸長が吸収されるので、両コアピン３４Ａ，３４Ｂは、その軸線を湾曲させたり斜めにしたりするような不正な位置ずれ（変位）を生じることがなく、互いに同軸の位置関係を維持する。これにより、第１成形面４２Ａと第２成形面４２Ｂも、正規の位置に保たれるので、正規の肉厚寸法を有する管状成形品Ｐが成形される。

管状成形品Ｐが成形されると、型開きされる。このとき、図１に示すように、可動成形型２０が下方へ移動して管状成形品Ｐが固定成形面１１から離間するとともに、可動成形型２０の下動に伴い、アンギュラピン１３と案内孔４５との摺動により両スライドコア３０Ａ，３０Ｂが互いに離間するように左右に移動し、両コアピン３４Ａ，３４Ｂが管状成形品Ｐの外へ左右に抜き取られる。また、両コアピン３４Ａ，３４Ｂの先端同士が離間するのに伴い、吸収部材３５Ａ，３５Ｂが弾性復帰して、コアピン３４Ａ，３４Ｂの基端部３９が作動用凹部３７の奥端面に弾性的に押し付けられる状態に復帰する。コアピン３４Ａ，３４Ｂが管状成形品Ｐから抜き取られた後は、イジェクトピン２４が突出して管状成形品Ｐを可動成形面２１から離脱させる。

上述のように、本実施形態の射出成形金型Ｍは、管状成形品Ｐの外周面を成形するための固定成形型１０及び可動成形型２０と、管状成形品Ｐの内周面を成形するための第１及び第２コアピン３４Ａ，３４Ｂと、コアピン３４Ａ，３４Ｂの基端部３９を、コアピン３４Ａ，３４Ｂの長さ方向への変位を可能に保持するホルダ３１Ａ，３１Ｂと、ホルダ３１Ａ，３１Ｂに設けられ、弾性変形することでコアピン３４Ａ，３４Ｂの熱膨張による伸長を吸収する第１及び第２吸収部材３４Ａ，３５Ｂとを備えている。この構成によれば、コアピン３４Ａ，３４Ｂが高温の溶融樹脂Ｒの熱によって伸長したときには、コアピン３４Ａ，３４Ｂの基端部３９が長さ方向へ変位するとともに、吸収部材３５Ａ，３５Ｂが弾性変形することにより、コアピン３４Ａ，３４Ｂの伸長が吸収されるので、コアピン３４Ａ，３４Ｂの不正な位置ずれや変形が防止される。

また、コアピン３４Ａ，３４Ｂが熱膨張するときに、ゲート１２から射出される溶融樹脂Ｒの射出圧により、コアピン３４Ａ，３４Ｂがゲート１２から逃げる方向（下方）へ膨らむように湾曲変形することが懸念される。しかし、本実施形態では、コアピン３４Ａ，３４Ｂを挟んでゲート１２と対向するように支持ピン２２を配置し、この支持ピン２２によってコアピン３４Ａ，３４Ｂの連結（嵌合）部分を下（ゲート１２と反対側）から支持しているので、コアピン３４Ａ，３４Ｂがゲート１２から逃げる方向へ膨らむように湾曲変形する虞はない。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、吸収部材３５Ａ，３５Ｂを耐熱ウレタンゴム製としたが、吸収部材は、耐熱ウレタンゴムに限らず、非耐熱性のウレタンゴムや、ウレタン以外のゴム材料や、シリコン系樹脂材料や、コイルスプリングなどを用いることもできる。
（２）上記実施形態では、２本のコアピン３４Ａ，３４Ｂの両方に吸収部材３５Ａ，３５Ｂを設けたが、２本のコアピン３４Ａ，３４Ｂのうちいずれか一方のみに吸収部材を設けてもよい。
（３）上記実施形態では、２本のコアピン３４Ａ，３４Ｂを用いて、その２本のコアピン３４Ａ，３４Ｂの先端同士を突き当てる場合について説明したが、本発明は、コアピンが１本であって、コアピンの先端を、ホルダで保持する場合にも適用できる。この場合、吸収部材は、コアピンの基端側のみに設けてもよく、コアピンの先端側のみに設けてもよく、コアピンの基端側と先端側の両方に設けてもよい。
（４）上記実施形態では、ゲート１２と支持ピン２２を対向するように配置したが、ゲートと支持ピンは、対向しないように配置してもよい。
（５）上記実施形態では、ゲート１２と対向するように配置された支持ピン２２が、支持位置と退避位置との間で上下移動するようにしたが、ゲートと対向配置された支持ピンは、上下移動しない形態であってもよい。

Ｍ…射出成形金型
Ｐ…管状成形品
１０…固定成形型（成形型）
１２…ゲート
２０…可動成形型（成形型）
２２…支持ピン
３１Ａ…第１ホルダ
３１Ｂ…第２ホルダ
３４Ａ…第１コアピン
３４Ｂ…第２コアピン
３５Ａ…第１吸収部材（吸収部材）
３５Ｂ…第２吸収部材（吸収部材）
３９…基端部（コアピンの端部）

Claims (2)

1. 管状成形品の外周面を成形するための成形型と、
   前記管状成形品の内周面を成形するためのコアピンと、
   前記コアピンの端部を、前記コアピンの長さ方向への変位を可能に保持するホルダと、
   前記ホルダに設けられ、弾性変形することで前記コアピンの熱膨張による伸長を吸収する吸収部材とを備えていることを特徴とする射出成形金型。
2. 前記成形型に設けられ、溶融樹脂を射出するゲートと、
   前記成形型に設けられ、前記コアピンを挟んで前記ゲートと対向するように配置されて前記コアピンを支持する支持ピンとを備えていることを特徴とする請求項１記載の射出成形金型。

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