JP2023076862A

JP2023076862A - 金型構造及び成形品の製造方法

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Publication number: JP2023076862A
Application number: JP2021189849A
Authority: JP
Inventors: 尚史吉田; Hisafumi Yoshida; 海峰 ▲高▼本; Kaiho KOMOTO
Original assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Current assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-06-05
Anticipated expiration: 2041-11-24
Also published as: US20240359378A1; EP4382276A1; WO2023095608A1; JP7506048B2; CN117980126A

Abstract

【課題】製造時に成形品における第２入れ子の同成形品との接触面の縁に対応する箇所が変形することを抑制する。【解決手段】成形品１１を製造するための金型構造は、可動型１５及び固定型１６と、可動型１５に配置された第１入れ子１７及び第２入れ子１８とを備える。成形品１１が形成されたとき、第１入れ子１７は成形品１１の側壁部１３に対応して位置し、第２入れ子１８は成形品１１の本体１２に対応して位置する。型開き時には第２入れ子１８が第１入れ子１７から離れる方向に相対移動する。その結果、第１入れ子１７が成形品１１の内側から引き抜かれ、その状態で成形品１１が第２入れ子１８から取り外される。側壁部１３の基端１３ａは、湾曲することによって本体１２に繋がる。第２入れ子１８は、型締め時に成形品１１に対する接触面１８ａの縁が側壁部１３の基端における本体１２と繋がる箇所よりも側壁部１３の先端寄りに位置するよう形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、金型構造及び成形品の製造方法に関する。

樹脂の射出成形によって製造される成形品として、本体と側壁部と巻き込み部とを有するものが知られている。上記本体は板状に形成されている。上記側壁部は、本体の外縁に同本体の厚さ方向の一方側に向けて突出するよう形成されている。上記巻き込み部は、側壁部の突出方向の先端に位置しており、その側壁部の内側に向けて突出するよう形成されている。

こうした成形品を製造するための金型構造は、特許文献１に示されるように、型締め及び型開きされる固定型及び可動型と、可動型に配置された第１入れ子及び第２入れ子と、を備えている。上記金型構造において、型締めされた固定型と可動型との間には、溶融した樹脂が射出される。そして、固定型と可動型との間で固化した上記樹脂によって成形品が形成されたとき、その成形品の内側に第１入れ子及び第２入れ子が位置する。詳しくは、第１入れ子は成形品の側壁部に対応して位置し、第２入れ子は成形品の本体に対応して位置する。その後、固定型と可動型とを型開きするとき、第２入れ子が第１入れ子に対し離れる方向に相対移動することによって成形品の内側から引き抜かれ、その状態で成形品が第２入れ子から取り外される。

特開平１０－２０２７０４号公報

ところで、成形品としては、側壁部の基端を湾曲させて本体に繋ぐようにしたものもある。この場合、成形品における側壁部が本体から外側にはみ出る幅が大きくなる。こうした成形品を上記金型構造を用いて製造すると、次のようなことが生じる。

すなわち、固定型と可動型との型開き時であって、第１入れ子が第２入れ子から離れる方向に相対移動して成形品から抜き出されるとき、成形品の側壁部が第１入れ子によって引っ張られる。このように引っ張る力が側壁部に作用するとき、成形品における第２入れ子と接する箇所の縁に応力が集中する。そして、成形品における側壁部が本体から外側にはみ出る幅が大きくなるほど、上記応力が大きくなって成形品が変形するおそれがある。

上記課題を解決する金型構造は、次のような成形品を製造する際に用いられる。上記成形品は、本体と側壁部と巻き込み部とを有する。本体は、板状に形成される。側壁部は、本体の外縁に同本体の厚さ方向の一方側に向けて突出するよう形成される。巻き込み部は、側壁部の突出方向の先端で同側壁部の内側に向けて突出するよう形成される。上記金型構造は、型締め及び型開きされる固定型及び可動型と、可動型に配置された第１入れ子及び第２入れ子とを備える。同金型構造では、型締めされた固定型と可動型との間に溶融した樹脂を射出する。固定型と可動型との間で固化した上記樹脂によって成形品が形成されたとき、第１入れ子は成形品の内側で側壁部に対応して位置し、第２入れ子は成形品の内側で本体に対応して位置する。固定型と可動型とを型開きするとき、第２入れ子が第１入れ子に対し離れる方向に相対移動することによって第１入れ子が成形品の内側から引き抜かれ、その状態で成形品が第２入れ子から取り外される。上記成形品における側壁部の基端は、湾曲することによって成形品の本体に繋がっている。上記第２入れ子は、型締め時に上記樹脂によって形成された成形品に対する接触面の縁が側壁部の基端における本体と繋がる箇所よりも側壁部の先端寄りに位置するよう形成されている。

上記課題を解決する成形品の製造方法は、本体と側壁部と巻き込み部とを有する成形品の製造に用いられる。本体は、板状に形成される。側壁部は、本体の外縁に同本体の厚さ方向の一方側に向けて突出するよう形成される。巻き込み部は、側壁部の突出方向の先端で側壁部の内側に向けて突出するよう形成される。上記製造方法では、第１入れ子及び第２入れ子が配置された固定型と可動型との型締め時に、可動型と固定型との間に溶融した樹脂を射出する。可動型と固定型との間で固化した上記樹脂によって成形品が形成されたとき、第１入れ子が成形品の内側で側壁部に対応して位置するとともに第２入れ子が成形品の内側で本体に対応して位置する。そして、固定型と可動型との型開き時には、第２入れ子を第１入れ子に対し離れる方向に相対移動させることにより、第１入れ子が成形品の内側から引き抜かれる。その状態で、成形品が第２入れ子から取り外される。上記成形品における側壁部の基端は、湾曲することによって前記成形品の本体に繋がっている。第２入れ子は、型締め時に上記樹脂によって形成された成形品に対する接触面の縁が側壁部の基端における本体と繋がる箇所よりも側壁部の先端寄りに位置するよう形成されている。

金型構造を示す略図である。図１の金型構造の固定型と可動型とを型開きする途中の状態を示す略図である。図１の金型構造の固定型と可動型とを型開きした状態を示す略図である。図１の金型構造の他の例を示す略図である。

以下、金型構造及び成形品の製造方法の一実施形態について、図１～図３を参照して説明する。
図１は、樹脂製の成形品１１を製造するための金型構造を示している。成形品１１としては、例えば車両におけるアームレスト及びインストルメントパネルといった部品の表皮があげられる。また、成形品１１を形成する樹脂としては、例えばオレフィン系熱可塑性エラストマ（ＴＰＯ）及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）といった樹脂を用いることが考えられる。

＜成形品１１＞
成形品１１は、本体１２と側壁部１３と巻き込み部１４とを有している。本体１２は、板状に形成されている。側壁部１３は、本体１２の外縁に同本体１２の厚さ方向の一方側（図１の下側）に向けて突出するよう形成されている。成形品１１における側壁部１３の基端１３ａ、すなわち側壁部１３における図１での上端は、湾曲することによって成形品１１の本体１２に繋がっている。巻き込み部１４は、側壁部１３の突出方向の先端に位置し、その側壁部１３の内側に向けて突出するよう形成されている。巻き込み部１４は、側壁部１３の内側において複数箇所で上下方向に折り返されている。

＜金型構造＞
成形品１１を製造するための金型構造は、型締め及び型開きされる可動型１５及び固定型１６と、可動型１５に配置された第１入れ子１７及び第２入れ子１８と、を備えている。第１入れ子１７及び第２入れ子１８は、可動型１５から固定型１６に向けて突出しており、可動型１５に対し図１の上下方向、言い換えれば固定型１６に対し接近離間する方向に相対移動することが可能となっている。第２入れ子１８は、第１入れ子１７の内部を上下方向に通過しており、第１入れ子１７に対し上下方向に相対移動することが可能となっている。

上記金型構造では、型締めされた可動型１５と固定型１６との間、より詳しくは可動型１５における第１入れ子１７及び第２入れ子１８と固定型１６との間に、溶融した樹脂を射出することが可能となっている。この樹脂が固化することにより、可動型１５における第１入れ子１７及び第２入れ子１８と固定型１６との間に、上記成形品１１が形成される。

次に、第１入れ子１７及び第２入れ子１８について詳しく説明する。
＜第１入れ子１７＞
第１入れ子１７は成形部１７ａを備えている。成形部１７ａは、上記樹脂によって形成された成形品１１の内部に位置し、成形品１１における側壁部１３の内形に対応した形状に形成されている。成形部１７ａにおける第２入れ子１８と接する面１７ｂは、成形品１１に近くなるに従って側壁部１３寄りに位置するように傾斜している。

＜第２入れ子１８＞
第２入れ子１８は、型締め時に上記樹脂によって形成された成形品１１に接触する接触面１８ａを備えている。第２入れ子１８は、接触面１８ａの縁が成形品１１の側壁部１３の基端１３ａにおける本体１２と繋がる箇所よりも側壁部１３の先端寄り、すなわち図１の左寄りに位置するよう形成されている。より詳しくは、第２入れ子１８は、接触面１８ａの縁が成形品１１における巻き込み部１４の内端よりも側壁部１３の先端寄りに位置するよう形成されている。

第２入れ子１８における第１入れ子１７と接する側面１８ｂは、成形品１１との接触面１８ａに繋がるとともに、接触面１８ａに近くなるに従って側壁部１３寄りに位置する斜面となっている。これにより、接触面１８ａの縁が成形品１１における巻き込み部１４の内端よりも側壁部１３寄りに位置する。第２入れ子１８の側面１８ｂは、第１入れ子１７における成形部１７ａの面１７ｂと接している。

第２入れ子１８における上記成形品１１との接触面１８ａのうち、成形品１１における側壁部１３の基端１３ａに対応する箇所では、側壁部１３の基端１３ａの湾曲に沿って面接触する曲面となっている。

次に、成形品１１の製造方法について説明する。
図１に示すように型締めされた可動型１５と固定型１６との間、より詳しくは可動型１５における第１入れ子１７及び第２入れ子１８と固定型１６との間に、溶融した樹脂が射出される。可動型１５と固定型１６との間で固化した上記樹脂によって成形品１１が形成されたとき、第１入れ子１７は成形品１１の内側で側壁部１３に対応して位置する。このとき、第２入れ子１８は、成形品１１の内側で本体１２に対応して位置する。ただし、第２入れ子１８の側面１８ｂ付近の箇所は、成形品１１の本体１２側から側壁部１３の基端１３ａ側にはみ出している。

その後、図２に示すように、可動型１５と固定型１６とが型開きされる。この型開きの初期には、可動型１５が固定型１６に対し離間するとともに、第１入れ子１７及び第２入れ子１８が一体的に可動型１５に対し離間する。上記型開きの終期には、第１入れ子１７のみ可動型１５に対する離間が停止されることにより、図３に示すように第２入れ子１８が第１入れ子１７に対し離れる方向（図３の下方）に相対移動する。これにより、第１入れ子１７が成形品１１の内側から引き抜かれる。

第１入れ子１７が成形品１１の内側から引き抜かれた後、接触面１８ａに接している成形品１１が第２入れ子１８から取り外される。なお、第２入れ子１８からの成形品１１の取り外しを、第２入れ子１８からのエア噴出によって行うようにしてもよい。この場合、成形品１１にアンダーカット部、すなわち成形品１１を第２入れ子１８から取り外す際の引っ掛かりとなる部分がある場合でも、第２入れ子１８からの成形品１１の取り外しを行うことが可能となる。

次に、本実施形態における金型構造及び成形品１１の製造方法の作用効果について説明する。
（１）型開きに伴って第２入れ子１８が第１入れ子１７に対し離間するとき、図２及び図３に示すように、成形品１１の内側から第１入れ子１７が引き抜かれる。これにより、側壁部１３が第１入れ子１７の成形部１７ａによって図３の矢印方向に引っ張られる。このように引っ張る力が側壁部１３に作用するとき、成形品１１における第２入れ子１８と接する箇所の縁、すなわち成形品１１における上記接触面１８ａの縁に対応する箇所Ｐに応力が集中する。第２入れ子１８における上記接触面１８ａの縁は、成形品１１の側壁部１３の基端１３ａにおける本体１２と繋がる箇所よりも側壁部１３の先端寄りに位置している。このため、成形品１１における側壁部１３の本体１２から外側にはみ出る幅が大きいとしても、成形品１１における上記箇所Ｐでの上記応力の集中が抑制される。従って、上記応力によって成形品１１における上記箇所Ｐが変形することを抑制できる。

（２）第２入れ子１８における成形品１１に対する接触面１８ａの縁は、成形品１１における巻き込み部１４の内端よりも側壁部１３寄りに位置している。これにより、側壁部１３が第１入れ子１７の成形部１７ａによって図３の矢印方向に引っ張られたとき、成形品１１における上記箇所Ｐで上記応力が集中することをより効果的に抑制することができる。

（３）第２入れ子１８における第１入れ子１７の面１７ｂと接する側面１８ｂは、成形品１１との接触面１８ａに繋がるとともに上記接触面１８ａに近くなるに従って側壁部１３寄りに位置する斜面となっている。これにより、第２入れ子１８における成形品１１に対する接触面１８ａの縁を、成形品１１の側壁部１３の基端１３ａにおける本体１２と繋がる箇所よりも側壁部１３の先端寄りに位置させることが容易になる。より詳しくは、第２入れ子１８における成形品１１に対する接触面１８ａの縁を、成形品１１における巻き込み部１４の内端よりも側壁部１３寄りに位置させることが容易になる。

（４）第２入れ子１８における成形品１１との接触面１８ａのうち、成形品１１における側壁部１３の基端１３ａに対応する箇所では、側壁部１３の湾曲する基端１３ａに沿って面接触する曲面となっている。このため、型開きに伴う第２入れ子１８に対する第１入れ子１７の離間時に側壁部１３が第１入れ子１７の成形部１７ａで引っ張られるとき、成形品１１における側壁部１３の基端１３ａに対応する箇所Ｐが第２入れ子１８の上記曲面と面接触する。これにより、上記箇所Ｐで応力集中が生じることを抑制できる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第２入れ子１８の側面１８ｂは、必ずしも斜面にする必要はない。例えば、第２入れ子１８と第１入れ子１７との互いに接する側面１８ｂと面１７ｂとに代えて、図４に示すように第２入れ子１８と第１入れ子１７とに面１８ｃと面１７ｃとを形成する。そして、面１８ｃと面１７ｃとで第２入れ子１８と第１入れ子１７とが互いに接するようにしてもよい。

１１…成形品
１２…本体
１３…側壁部
１３ａ…基端
１４…巻き込み部
１５…可動型
１６…固定型
１７…第１入れ子
１７ａ…成形部
１７ｂ…面
１７ｃ…面
１８…第２入れ子
１８ａ…接触面
１８ｂ…側面
１８ｃ…面

Claims

本体と側壁部と巻き込み部とを有する成形品であって、前記本体は板状に形成され、前記側壁部は前記本体の外縁に同本体の厚さ方向の一方側に向けて突出するよう形成されており、前記巻き込み部は前記側壁部の突出方向の先端で前記側壁部の内側に向けて突出するよう形成されている成形品の製造に用いられ、
型締め及び型開きされる固定型及び可動型と、前記可動型に配置された第１入れ子及び第２入れ子とを備え、型締めされた前記固定型と前記可動型との間には溶融した樹脂が射出されるものであり、
前記固定型と前記可動型との間で固化した前記樹脂によって前記成形品が形成されたとき、前記第１入れ子は前記成形品の内側で前記側壁部に対応して位置し、前記第２入れ子は前記成形品の内側で前記本体に対応して位置するものであり、
前記固定型と前記可動型とを型開きするとき、前記第２入れ子が前記第１入れ子に対し離れる方向に相対移動することによって前記第１入れ子が前記成形品の内側から引き抜かれ、その状態で成形品が前記第２入れ子から取り外される金型構造において、
前記成形品における前記側壁部の基端は、湾曲することによって前記成形品の本体に繋がっており、
前記第２入れ子は、型締め時に前記樹脂によって形成された前記成形品に対する接触面の縁が前記側壁部の前記基端における前記本体と繋がる箇所よりも前記側壁部の前記先端寄りに位置するよう形成されている金型構造。
前記第２入れ子は、型締め時に前記樹脂によって形成された前記成形品に対する接触面の縁が、前記巻き込み部の内端よりも前記側壁部の前記先端寄りに位置するよう形成されている請求項１に記載の金型構造。
前記第２入れ子における前記第１入れ子と接する側面は、前記成形品との前記接触面に繋がるとともに前記接触面に近くなるに従って前記側壁部の前記先端寄りに位置する斜面となっている請求項１又は２に記載の金型構造。
前記第２入れ子における前記成形品との前記接触面のうち、前記成形品における前記側壁部の前記基端に対応する箇所では、前記側壁部の前記基端の湾曲に沿って面接触する曲面となっている請求項１～３のいずれか一項に記載の金型構造。
本体と側壁部と巻き込み部とを有する成形品であって、前記本体は板状に形成され、前記側壁部は前記本体の外縁に同本体の厚さ方向の一方側に向けて突出するよう形成されており、前記巻き込み部は前記側壁部の突出方向の先端で前記側壁部の内側に向けて突出するよう形成されている成形品の製造に用いられ、
第１入れ子及び第２入れ子が配置された可動型と固定型との型締め時に前記可動型と前記固定型との間に溶融した樹脂を射出し、前記可動型と前記固定型との間で固化した上記樹脂によって前記成形品が形成されたとき、前記第１入れ子が前記成形品の内側で前記側壁部に対応して位置するとともに前記第２入れ子が前記成形品の内側で前記本体に対応して位置し、
前記固定型と前記可動型との型開き時、前記第２入れ子を前記第１入れ子に対し離れる方向に相対移動させることによって前記第１入れ子を前記成形品の内側から引き抜き、その状態で成形品を前記第２入れ子から取り外す成形品の製造方法において、
前記成形品における前記側壁部の基端は、湾曲することによって前記成形品の本体に繋がっており、
前記第２入れ子は、型締め時に前記樹脂によって形成された前記成形品に対する接触面の縁が前記側壁部の前記基端における前記本体と繋がる箇所よりも前記側壁部の前記先端寄りに位置するよう形成されている成形品の製造方法。