JP2020055021A - 成形装置及び成形製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図13は、従来の成形装置900による成形製品の製造方法を説明するために示す断面図である。図13(a)〜(d)は従来の成形装置900による成形製品の製造方法の工程図である。
まず、一組の金型910,920と中子930との間のキャビティC0(図12参照。)に成形製品P0を形成する(図13(a)参照。)。
次に、一組の金型910,920の型開きを行う(図13(b)参照。)。
次に、中子930を当該中子930の末端に結合された回動部材940により回動させて、成形製品P0から中子930を引き抜く(図13(c)参照。)。
その後、成形製品P0を金型920から取り出す(図13(d)参照。)。
従来の成形装置900において、例えば中子930及び回動部材940を回動させるために油圧シリンダーのような機構を用いる場合には、成形製品の成形方法の複雑化を招くことが懸念されるという問題がある。
成形装置、成形装置の部品及び成形製品を表示する図面は全て模式図であり、理解を容易にすることを優先するものであるため、図面における成形装置等の寸法、角度、位置関係等は必ずしも現実に即したものとはなっていない。
図1は、実施形態1に係る成形装置1を説明するために示す図である。図1(a)は成形装置1の斜視図であり、図1(b)は一組の金型10,20の型開き面Aに沿う断面の金型10側を表示する断面図であり、図1(c)は図1(b)のA1−A1断面図であり、図1(d)は図1(b)のA2−A2断面図である。図1に示す成形装置1は、成形時(型締め時)における形態を表示している。図1(b)は、回動部材40の回動軸に対して垂直かつ中子30及び回動部材40を半分に割る断面による断面図であるということもできる。また、図1(c)のような断面図では中子30は隠れて見えないが、説明をわかりやすくするために破線による表示をしている。
図2は、実施形態1に係る成形製品の製造方法のフローチャートである。
図3は、実施形態1に係る成形製品の製造方法における第1工程S10を説明するために示す断面図である。図3(a)〜図3(c)はそれぞれ図1(b)〜図1(d)に対応する断面図である。
図4は、実施形態1に係る成形製品の製造方法における第2工程S20を説明するために示す断面図である。図4(a)〜図4(c)はそれぞれ図1(b)〜図1(d)に対応する断面図である。
以下の説明においては、成形時における回動部材から見て(キャビティよりも回動部材側にある部材から見て)、成形時にキャビティが形成される側(例えば、図1(b)においては紙面右側)を一方の側とし、一方の側とは反対の側を他方の側とする。
また、一組の金型10,20は、少なくとも合体した状態のときに、回動部材40が回動するための空間であるSp1、スライド50が移動するための空間であるSp2及び傾斜ピン70が移動するための空間であるSp3を形成可能である。
本明細書において「成形製品の外側形状に対応する形状」は、成形製品の外側形状の全てに対応する形状でもよいし、成形製品の外側形状の一部に対応する形状でもよい。
実施形態1においては、一組の金型10,20を構成する金型のうちどちらが可動側金型であってどちらが固定側金型であるかは発明の本質に関係しないため、特に区別せず説明する。可動側金型は図示しない駆動機構により移動可能である。
一組の金型10,20は、温度調節媒体(例えば、水)を流す媒体流路を内部に有していてもよい。
本明細書において、「成形製品の内側形状に対応する形状」は、成形製品の内側形状の全てに対応する形状でもよいし、成形製品の内側形状の一部に対応する形状でもよい。
中子30は、温度調節媒体を流す媒体流路を内部に有していてもよい。
本明細書において「回動」とは、真円の弧をなぞるような回転動作のみをいうのではなく、おおよそ回転動作とみなせる動きをすることも含む。おおよそ回転動作とみなせる動きとしては、楕円の弧をなぞるような動作や、一部に直線状の移動を含むような動作を例示することができる。
回動部材40は、温度調節媒体を流す媒体流路を内部に有していてもよい。
回動部材40は、円弧に沿う仮想面に対して垂直な所定の回動軸を回転の中心として回動可能である。このため、実施形態1における「回動」は、真円の弧をなぞるような回転動作になる。
軸棒48は所定の回動軸を中心軸とするものである。軸棒48は、金型10側の端部が金型10に固定されている。
また、回動部材40は、アーム60を取り付けるための取り付け軸40pを有する。
スライド50には、傾斜孔52が形成されている。また、スライド50は、アーム60を取り付けるための取り付け軸50pを有する。
傾斜孔52の直径はおおよそ傾斜ピン70の直径と同じである。
アーム60は、スライド50が平行移動する力を、回動部材40を回動させる力に変換する。
実施形態1に係る成形製品の製造方法は、実施形態1に係る成形装置1を用いて行う。
実施形態1に係る成形製品の製造方法は、円弧状に湾曲した内部空間を有する成形製品Pを製造するための成形製品の製造方法である。なお、成形製品Pは金属からなる成形製品である。
その後、キャビティCに熔融した成形材料を導入して固化させ、成形製品Pを成形する(図3参照。)。
以下、実施形態に係る成形装置1及び成形製品の製造方法の効果について説明する。
図5は、実施形態2に係る成形装置2を説明するために示す図である。図5(a)は成形装置2の斜視図であり、図5(b)は一組の金型10,22の型開き面Aに沿う断面の金型10側を表示する断面図であり、図5(c)は図5(b)のA1−A1断面図であり、図5(d)は図5(b)のA2−A2断面図である。
図6は、実施形態2における金型10,22と中子30及び回動部材41とを分離して示す断面図である。図6(a)は中子30及び回動部材41を拡大して示す断面図であり、図6(b)は金型10,22を拡大して示す断面図である。
図7は、実施形態2に係る成形製品の製造方法における第1工程S10を説明するために示す断面図である。図7(a)〜図7(c)はそれぞれ図5(b)〜図5(d)に対応する断面図である。
図8は、実施形態2に係る成形製品の製造方法における第2工程S22を説明するために示す断面図である。図8(a)〜図8(c)はそれぞれ図5(b)〜図5(d)に対応する断面図である。
図9は、実施形態2に係る成形製品の製造方法における第2工程S22を説明するために示す断面図である。図9(a)〜図9(c)はそれぞれ図5(b)〜図5(d)に対応する断面図である。図9は、図8よりも後の時間における成形装置2、つまり、型をより開いた状態の成形装置2を示す図である。
なお、図5(c)、図7(b)、図8(b)及び図9(b)においては、紙面スペ−スの都合上、第1突起部44及び第2突起部84については符号の図示を省略している。
このうち、金型10、中子30、アーム60及び傾斜ピン70は実施形態1における同名同符号の構成要素と同じものであるため、再度の説明は省略する。
金型について「回動部材付近において固定部材と一体となっている」というのは、「回動部材付近の構造を固定部材として扱える」と言い換えることもできる。
回動部材41における特徴的な構成については後述する。
本明細書において「遊び」とは、ある部材(ここでは傾斜ピン)が他の部材(ここではスライド)に実質的な力(実効的に動かすことができる力)をかけずに移動可能な余地のことをいう。関連する部材が簡単に移動・伸縮が発生する部材(例えば、弾性部材)ではない場合には、当該遊びは、隙間やクリアランスと言い換えることもできる。
固定部材80は、成形時には回動部材40をその他方の側から支持することにより中子30及び回動部材40を固定し、かつ、成形後には回動部材40の他方の側から退避することにより回動部材40を回動可能とする。
実施形態2における固定部材80は、金型22の一部、さらにいえば回動部材41近辺の一部であり、金型22と一体となっている(図5(c)参照。)。
固定部材80が有する他の構成については後述する。
本明細書において、固定部材に関する「移動」とは、回動部材を基準として回動部材と固定部材との間の距離が変化することをいう。このため、固定部材が客観的に動かない場合であっても、回動部材と相対的な関係により固定部材が移動しているとみなすことができることがある。
実施形態2においては、固定部材80の移動は固定部材80と一体となっている金型22の金型10に対する移動により実現される。
本明細書において「退避位置と固定位置とが重なる位置からみる」とは、「固定部材の移動軸に沿ってみる」ということもできる。また、「成形時における回動部材との位置関係が変わらない」とは、退避位置と固定位置とが重なる位置から平面的に見て、固定部材及び回動部材が見える状態を仮定したときに、退避位置にある固定部材と固定位置にある固定部材とで、成形時における状態の回動部材との位置関係(遠近感を考慮せず平面視したときの距離)が変わらないということもできる。
なお、本明細書において「第1方向側」とは、第1方向が向かう側、つまり、第1方向の下手(順方向)側のことをいう。
第1突起部44は、第1方向d1に向かうにつれて一方の側から他方の側に向かって傾斜する第3テーパー部46をその第1方向側に有する。
第2突起部84は、第1方向d1に向かうにつれて一方の側から他方の側に向かって傾斜する第4テーパー部86を第1方向側とは反対の側に有する。
なお、固定部材80が固定位置にあるときには、第3テーパー部46の中で最も一方の側にある部分は、第4テーパー部86の中で最も他方の側にある部分よりも一方の側にある。
一方、固定部材80が固定位置にあるときには、第2突起部84の先端は第1突起部44の先端よりも第1方向d1側に位置する。
なお、このとき、第1テーパー部42、第2テーパー部82、第3テーパー部46及び第4テーパー部86は、同一の基準面を設定可能な部分を有するものとする。
図示による説明は省略するが、各テーパー部や各突起部の末端の角となる部分に丸みをつけてもよい。
このため、型開き時において、第1テーパー部42と第2テーパー部82とは非接触状態となり、第3テーパー部46と第4テーパー部86とは接触状態となる期間がある(後述。)。
実施形態2に係る成形製品の製造方法は、実施形態2に係る成形装置2を用いて行う。
以下の説明では、実施形態2に係る成形製品の製造方法と実施形態1に係る成形製品の製造方法との差異点を中心に説明する。
なお、実施形態2における第1工程S10においては、図示は省略するが、回動部材41を成形時における位置よりも少し下がった状態(キャビティCから出た状態)にして、第1突起部44と第2突起部84との干渉を避けるようにしておき、この状態で固定部材80(金型22)を第1方向d1に沿って移動させることで、固定部材80を固定位置に配置することができる。このとき、第1テーパー部42及び第2テーパー部82が接触することにより回動部材41は押圧され、回動部材41は成形時に配置されるべき位置に固定される。
実施形態2においては、傾斜孔53には傾斜ピン70の傾斜方向に沿う遊びがあるため、傾斜ピン70によりスライド51が動き始めるのは型開きのタイミングよりも後になる。このため、傾斜ピン70によるスライド51の移動は、第1突起部44及び第2突起部84の第3テーパー部46及び第4テーパー部86の摺動による回動部材41の移動を妨げない。
図10は、実施形態3に係る成形装置3を説明するために示す図である。図10(a)は成形装置3の斜視図であり、図10(b)は図10(a)のAで示す面(型開き面)による断面図である。図10(b)は、図5(b)に相当する断面図であるということもできる。
成形装置3においては、中子30及び回動部材41は、キャビティCごとに設けられている。また、成形装置3においては、スライド51、アーム60及び傾斜ピン70もキャビティCごとに設けられている。
成形装置3においては、2つのキャビティCにおいてそれぞれの固定部材80の退避位置から固定位置に向かうときの移動方向は同じであるため、それぞれの固定部材80の第1方向は同じである。
Claims (11)
- 円弧状に湾曲した内部空間を有する成形製品を製造するための成形装置であって、
合体及び離体可能であり、かつ、成形時には合体した状態で前記成形製品の外側形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能である一組の金型と、
前記成形製品の内側形状に対応する形状を有し、かつ、成形時には前記一組の金型が形成する前記キャビティの内部に配置される中子と、
前記中子の末端に結合され、成形後には前記中子ごと回動可能な回動部材とを備え、
前記回動部材は、前記一組の金型を開閉する力により回動することを特徴とする成形装置。 - 前記回動部材は、前記円弧に沿う仮想面に対して垂直な所定の回動軸を回転の中心として回動可能であることを特徴とする請求項1に記載の成形装置。
- 前記成形装置は、
平行移動可能なスライドと、
前記回動部材と前記スライドとを接続するアームと、
前記一組の金型のうちの一方の金型に固定され、前記スライドが平行移動可能な方向に沿って傾斜している傾斜ピンとをさらに備え、
前記スライドには、傾斜孔が形成されており、
前記傾斜ピンは、前記傾斜孔に挿入されており、
前記アームは、前記スライドが平行移動する力を、前記回動部材を回動させる力に変換することを特徴とする請求項1又は2に記載の成形装置。 - 成形時における前記回動部材から見て、成形時に前記キャビティが形成される側を一方の側とし、前記一方の側とは反対の側を他方の側とするとき、
前記成形装置は、成形時に前記回動部材を固定可能な固定部材をさらに備え、
前記固定部材は、成形時には前記回動部材をその前記他方の側から支持することにより前記中子及び前記回動部材を固定し、かつ、成形後には前記回動部材の前記他方の側から退避することにより前記回動部材を回動可能とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の成形装置。 - 前記成形製品から前記中子を引き抜いたときに前記固定部材が存在する位置を退避位置とし、成形時に前記固定部材が配置される位置を固定位置とするとき、
前記固定部材は、前記退避位置と前記固定位置との間を直線的に移動可能であることを特徴とする請求項4に記載の成形装置。 - 前記固定部材が前記退避位置から前記固定位置に向かうときの移動方向を第1方向とするとき、
前記回動部材は、前記第1方向に向かうにつれて前記一方の側から前記他方の側に向かって傾斜する第1テーパー部、及び、前記他方の側から前記一方の側に向かって突出する第1突起部を有し、
前記固定部材は、前記第1方向に向かうにつれて前記一方の側から前記他方の側に向かって傾斜する第2テーパー部、及び、前記一方の側から前記他方の側に向かって突出する第2突起部を有し、
前記固定部材が前記退避位置にあるときには、前記第1突起部の先端は前記第2突起部の先端よりも前記第1方向側に位置し、
前記固定部材が前記固定位置にあるときには、前記第2突起部の先端は前記第1突起部の先端よりも前記第1方向側に位置し、
前記第1突起部は、前記第1方向に向かうにつれて前記一方の側から前記他方の側に向かって傾斜する第3テーパー部を前記第1方向側に有し、
前記第2突起部は、前記第1方向に向かうにつれて前記一方の側から前記他方の側に向かって傾斜する第4テーパー部を前記第1方向側とは反対の側に有することを特徴とする請求項5に記載の成形装置。 - 前記第1テーパー部と前記第2テーパー部とは、成形時に接触状態となり、
前記第3テーパー部と前記第4テーパー部とは、成形時に非接触状態となることを特徴とする請求項6に記載の成形装置。 - 前記傾斜孔は、前記傾斜ピンを差し込んだときに、前記傾斜ピンの傾斜方向に沿って、成形時における前記第3テーパー部と前記第4テーパー部との間の距離と同等以上の遊びが存在する形状であることを特徴とする請求項7に記載の成形装置。
- 前記一組の金型は、前記キャビティを複数形成可能であり、
前記中子及び前記回動部材は、前記キャビティごとに設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の成形装置。 - 前記成形装置は、金属からなる成形製品を製造するためのものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の成形装置。
- 円弧状に湾曲した内部空間を有する成形製品を製造するための成形製品の製造方法であって、
合体した状態で前記成形製品の外側形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能な一組の金型と、前記成形製品の内側形状に対応する形状を有する中子との間に前記成形製品を形成する第1工程と、
成形製品を成形した後に、前記中子を前記中子の末端に結合された回動部材により回動させて、前記成形製品から前記中子を引き抜く第2工程とをこの順序で含み、
前記第2工程においては、前記回動部材を、前記一組の金型を開閉する力により回動させることを特徴とする成形製品の製造方法。
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