JP3542322B2 - 湾曲管部を有する樹脂成形品用の金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に湾曲管部が設けられた樹脂成形品を成形するための金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円弧状に湾曲した樹脂製の管部を成形するための金型として、特開平１１−２６２９２２号公報、及び特開平１１−３２０５７４号公報には湾曲管部の外面を成形する外型と内面を成形する内型とを用意し、内型を湾曲管部の湾曲中心の周りに回転させて外型に対して出し入れするようにした金型が開示されている。
【０００３】
一方、アンダーカットを有する樹脂成形品を成形するための金型においては、スライドコアを利用してアンダーカット部分を成形することが一般に行なわれているが、そのスライドコアに回転運動を与えることにより成形性を改良した金型も提案されている（例えば特開平６−１１４８９３号公報、特開平６−１２６７８３号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の湾曲管部の成形用の金型は、独立した管部そのものを成形するために考案されたものであり、箱形の成形品の内部に湾曲管部を一体に設けた複雑な形状の成形にはそのまま適用できないことがある。図６を参照してその一例を説明する。
【０００５】
図６に示す成形品１は、天板２の外縁を側壁３で取り囲んだ箱形の外観形状を有し、その天板２の内面側にはダクト４が一体に設けられたものである。ダクト４の一端部には湾曲管部４ａが形成され、その先端は成形品１の開口部１ａ側に向けられている。換言すれば、湾曲中心ＣＰは湾曲管部４ａよりも開口部１ａ側にある。また、湾曲中心ＣＰは成形品１の内部、つまりは側壁３にて囲まれた領域内に位置している。このような成形品１を成形する場合、天板２及び側壁３の外面側及び内面側をそれぞれ上型及び下型で成形し、ダクト４をスライドコアにより成形することになるが、その場合に次のような問題が生じる。
（１）ダクト４の直管部４ｂはその軸線方向にスライドするコアにより成形できるが、湾曲管部４ａについては回転スライドコアを利用して成形する必要がある。しかし、成形品１においては湾曲中心ＣＰが成形品１の内部に位置しているため、従来技術に従って湾曲中心ＣＰ上に回転スライドコアの回転軸やその支持機構を設けた場合には、これらの構成要素を成形品１内の限られたスペースに集約する必要があり、回転スライドコアを高剛性で支持することが難しくなる。支持剛性が低いとスライドコアの動作不良を招くおそれがある。また、回転スライドコアには成形時に高い圧力が作用するので、回転スライドコアの支持剛性が低いとコアがずれて成形精度が劣化するおそれもある。成形品１の形状によっては、湾曲中心ＣＰ上に回転軸を置けないことも考えられる。
（２）ダクト４の湾曲管部４ａの外周と天板２又は側壁３との間にポケット５が生じ、その一部には図６にハッチングで示すようにアンダーカット部Ｘが生じる。従来の回転スライドコアは湾曲管部の内面側を成形する内型として設計されているので、上記のアンダーカット部Ｘは別のスライドコアにて成形する必要がある。その結果、金型の可動部が増えて金型の構成が複雑化し、成形のコストが上昇する。しかも、アンダーカット部Ｘが成形品１内の奥まった位置にあるため、スライドコアを移動させるに十分なスペースをとれないこともある。
【０００６】
本発明は、内部に湾曲管部が設けられた箱形の樹脂成形品の成形に適した金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の金型は、開口部（１ａ）を有する略箱形の外観形状を有し、内部には湾曲管部（４ａ）がその先端を前記開口部に向けかつその湾曲中心（ＣＰ）を前記内部に位置させて設けられた樹脂成形品（１）を成形するための金型（１０）であって、前記成形品の前記開口部に臨む位置に配置され、前記湾曲管部の内面側を成形するためのコア部（２１ａ）を有するスライドコア（２０）と、型締め時に前記スライドコアを前記湾曲中心の周りに回転可能な状態で支持する支持部材（１５）とを具備し、前記スライドコア又は前記支持部材のいずれか一方には、型締め時に前記成形品の外部に位置して前記湾曲中心を中心とした円弧を描いて湾曲する案内溝（２７）が設けられ、前記スライドコア又は前記支持部材のいずれか他方には前記案内溝に摺動自在に嵌合する案内軸（２３）が設けられることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
本発明の金型によれば、型締め時に成形品の外部に位置する案内溝と案内軸とを利用してスライドコアを湾曲中心の周りに回転させることができる。従って、湾曲管部の湾曲中心が成形品内に位置している場合でも、成形品内の限られたスペースにてスライドコアの回転支持を行なう必要がなく、スライドコアの支持剛性を高く設定できる。これにより支持剛性の不足に起因するスライドコアの動作不良やスライドコアのずれに起因する成形精度の劣化を防止できる。
【００１０】
本発明の金型においては、前記成形品の外面側及び内面側をそれぞれ成形するための開閉可能な一対の型手段（１１，１２）を有し、前記スライドコア及び前記支持部材が前記内面側を成形するための型手段（１２）に設けられてもよい。
【００１１】
前記内面側を成形するための型手段には、前記湾曲管部を成形するための位置に前記スライドコアを拘束する拘束手段（１６）が設けられてもよい。このようにすれば、成形圧力によるスライドコアのずれをより確実に防止できる。
【００１２】
前記スライドコアには前記湾曲管部の外周側と前記成形品の内面との間に生じるポケット（５）を成形するためのコア部（２２ａ）がさらに設けられてもよい。この場合には、一つのスライドコアにより湾曲管部の内面側とその外側に生じるポケットとを成形することができ、ポケット内のアンダーカット部を成形するために別のスライドコアを用意する必要がない。
【００１３】
本発明の他の金型は、開口部（１ａ）を有する略箱形の外観形状を有し、内部には湾曲管部（４ａ）がその先端を前記開口部に向けて設けられた樹脂成形品（１）を成形するための金型（１０）であって、前記湾曲管部の内面側を成形するための第１のコア部（２１ａ）と、前記湾曲管部の外周側と前記成形品の内面との間に生じるポケット（５）を成形するための第２のコア部（２２ａ）とを有するスライドコア（２０）と、型締め時に前記スライドコアを前記湾曲中心の周りに回転可能な状態で支持する支持部材（１５）とを具備することにより、上述した課題を解決する。
【００１４】
この金型によれば、一つのスライドコアにより湾曲管部の内面側とその外側に生じるポケットとを成形することができ、ポケット内のアンダーカット部を成形するために別のスライドコアを用意する必要がない。
【００１５】
なお、本発明に係る金型において、スライドコアによって成形される部分以外の成形には樹脂成形の分野において慣用されている種々の構成の型部材を用いてよい。スライドコアはそれらの型部材によって形成される成形品に対応したキャビティ内に挿入されて湾曲管部の内面側に相当する領域、又は湾曲管部の内面側及び湾曲管部の外周側のポケットに相当する領域を埋めるように機能する。型の開閉時にはスライドコアが前記キャビティから抜ける方向に回転して型開閉動作が許容される。この点は種々の回転スライドコアを利用する場合と同じである。スライドコアの回転駆動は油圧シリンダ等のアクチュエータを用いて行なうことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る金型１０の垂直断面図である。図１は型を締めた状態、図２はスライドコアを後退させた状態、図３は型を開く途中の状態をそれぞれ示している。なお、図１〜図３では成形品１が既に成形された状態を示しているが、成形前には成形品１の部分が溶融樹脂を受け入れるキャビティとなる点が異なるだけで、金型各部の様子は同じである。また、図１〜図３において成形品１は図６よりも具体的に描かれているが、基本的な形状は図６に示した通りである。従って、成形品１については図６と同一符号を付し、詳細は省略する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、金型１０は、成形品１のほぼ下端に沿って延びる見切り線Ｐ−Ｐにて分割された上型１１と下型１２とを有している。上型１１は成形品１の外面側（図では上面側）の成形に利用され、下型１２は成形品１の内面側（図では下面側）の成形に利用される。上型１１には、ダクト４の直管部４ｂを成形するためのスライドコア１３と、ダクト４の直管部４ｂの口元外周部を成形するためのスライドコア１４とが設けられている。これらのスライドコア１３，１４は不図示のアクチュエータにより直管部４ｂの軸線方向に駆動される。なお、スライドコア１４は側壁３の一部の外面の成形にも利用される。上型１１の構成は図示の例に限らず、種々変更してよい。
【００１８】
下型１２は、主盤１５と、その主盤１５の下方に配置される型締め盤１６とを有している。主盤１５は、不図示のアクチュエータにより、上型１１に接する成形位置（図１及び図２に示す位置）と、上型１１の下方に離れた待避位置との間で上下方向に駆動される（図３参照）。成形位置に保持された主盤１５と上型１１との間には成形品１を成形するためのキャビティが形成される。主盤１５の上昇がいわゆる型締め動作に、下降が型開き動作にそれぞれ相当する。
【００１９】
一方、型締め盤１６は、ベース１７と、その上面にボルト１９，１９にて固定されるサポート１８とを有している。型締め盤１６は、主盤１５と一体に上下方向に移動可能であるとともに、主盤１５に対しても上下方向に移動可能である。なお、図２に型締め盤１６を主盤１５に対して下方に後退させた状態を示す。型締め盤１６を主盤１５に対して上昇させると、図１に示すようにベース１７及びサポート１８が主盤１５の下面に接触して主盤１５が上下方向に拘束される。型締め盤１６を主盤１５に対して下降させると、ベース１７及びサポート１８が主盤１５の下面側から離間し、それにより主盤１５の型開き動作が可能となる。
【００２０】
なお、主盤１５に対する型締め盤１６の上下動は主盤１５を上下に駆動するためのアクチュエータを利用して実現してもよいし、別のアクチュエータを利用して実現してもよい。主盤１５と型締め盤１６とでアクチュエータを共用する場合には、型締め時にまず主盤１５及び型締め盤１６が離れた状態で主盤１５が上型１１に接するまで主盤１５と型締め盤１６とが一体的に上昇し、その後に型締め盤１６が主盤１５に接するまで単独で上昇するように、また、型開き時にはまず型締め盤１６が主盤１５を残して下降し、その後に主盤１５と型締め盤１６とが一体に下降するように、主盤１５と型締め盤１６の上下動を連係させる機構を設ければよい。一方、主盤１５と型締め盤１６とを別々のアクチュエータにて駆動する場合にはそのような連係機構は不要である。なお、下型１２を駆動するアクチュエータは典型的には油圧シリンダを用いることができるが、その他のアクチュエータを利用してもよい。
【００２１】
主盤１５にはスライド収納部１５ａが設けられ、そこには湾曲管部４ａの内面及びその外周側のポケット５を成形するためのスライドコア２０が設けられている。図４及び図５に示すように、スライドコア２０は、第１のコア部材２１と、第２のコア部材２２と、案内軸２３とを互いに組み合わせて構成されている。なお、図４はスライドコア２０の垂直断面図である。また、図５の中心線ＣＬよりも上側はスライドコア２０の平面形状を、下側は横断面形状をそれぞれ示している。
【００２２】
第１のコア部材２１は、成形品１の湾曲管部４ａの内面側を成形するためのコア部２１ａと、そのコア部２１ａの基端に連なる円板部２１ｂと、その円板部２１ｂの下面側に連なるコア支持部２１ｃとを有している。コア部２１ａの外周面は湾曲管部４ａの内周面と相補的な形状に形成されている。また、コア部２１ａの先端はスライドコア１３（図１参照）と密着可能に形成されている。円板部２１ｂは湾曲管部４ａの先端部を成形するために設けられている。
【００２３】
一方、第２のコア部材２２は、成形品１のポケット５を成形するためのコア部２２ａと、そのコア部２２ａの基端に連なるコア支持部２２ｂとを有している。コア部２２ａはポケット５と相補的な形状である。また、第２のコア部材２２の湾曲方向に関する外周側（図４の左側）は湾曲管部４ａの湾曲中心ＣＰを中心とした円弧を描くように湾曲している。
【００２４】
両コア部材２１，２２のコア支持部２１ｃ，２２ｂを互いに組み合わせ、それぞれのコア支持部２１ｃ，２２ｂを貫くようにして案内軸２３を取り付けることによりスライドコア２０が組み立てられる。組み立てられたスライドコア２０のコア部２１ａ，２２ａの間には成形品１の湾曲管部４ａを成形するためのキャビティ２４が形成される。案内軸２３の両端はコア部材２２の両側面から等しく突出する。なお、コア部材２１，２２の間には両者の位置ずれを防止する位置決めピン２５，２５が打ち込まれる。第２のコア部材２２のコア部２２ａに設けられた溝２２ｃはポケット５内のリブを形成するためのものである。
【００２５】
図１に示したように、スライドコア２０のコア部２１ａ，２２ａを湾曲管部４ａ及びポケット５に対応する位置においたとき、案内軸２３は成形品１の下端よりも外側に突出して主盤１５の内部に入り込む。主盤１５のスライド収納部１５ａには案内軸２３に対応して案内溝２７が形成されている。案内溝２７はスライドコア２０の両側に一つずつ設けられ、いずれも湾曲中心ＣＰを中心として円弧状に延びている。スライドコア２０の案内軸２３の両端部はこれら案内溝２７に摺動自在に嵌合する。案内軸２３が案内溝２７に沿って案内されることにより、スライドコア２０はそのコア部２１ａ，２２ａが湾曲管部４ａ及びポケット５の成形に適した位置に突出した成形位置（図１に実線で示す位置）と、コア部２１ａ，２２ａが主盤１５内に引き込まれた待避位置（図１に想像線で、図２及び図３に実線でそれぞれ示す位置）との間で湾曲中心ＣＰを中心として回転する。なお、主盤１５はその加工上の都合やスライドコア２０の取り付けの都合を考慮して複数の型部材をボルト等で組み合わせて構成してもよい。
【００２６】
本実施形態の金型１０では、スライドコア２０が成形位置に繰り出された状態で型締め盤１６を主盤１５に当接するまで上昇させると、サポート１８がスライドコア２０に下方から当接する。これにより、スライドコア２０が下方から押えられ、成形時の圧力でスライドコア２０が下にずれるおそれがなくなる。
【００２７】
図４に示したように、スライドコア２０の下面側にはホルダ取付溝２６が形成され、そこには図１に示したようにホルダ３０が不図示のボルトを用いて固定される。一方、図１〜図３に示したように、主盤１５の下面側にはブラケット３１を介して油圧シリンダ３２がピン３３を中心として回転可能な状態で取り付けられている。油圧シリンダ３２のピストンロッド３２ａの先端にはジョイント３４が連結され、そのジョイント３４とホルダ３０とがピン３５を中心として互いに回転可能に連結されている。これらホルダ３０，ブラケット３１，油圧シリンダ３２，ピン３３、ジョイント３４及びピン３５によりスライドコア２０の回転駆動機構が構成される。このような回転駆動機構によれば、油圧シリンダ３２のピストンロッド３２ａを伸縮させるだけでスライドコア２０を成形位置と待避位置との間で回転駆動することができる。
【００２８】
以上の金型１０においては、上型１１と下型１２とを図１の状態に組み合わせて成形品１を成形する。成形後は型締め盤１６を下降させて主盤１５の拘束を解除する。その後、スライドコア１３を直管部４ｂから抜けるまで右方に後退させ、さらにスライドコア１４を直感部４ｂから抜けるまで右方に後退させる。さらに図２に示すように油圧シリンダ３２を起動してスライドコア２０を下方に回転させるとともに、図３に示すように主盤１５を下降させて上型１１から離すことにより型を開く。なお、図２ではスライドコア１３，１４に先行してスライドコア２０を回転させた状態を示しているが、スライドコア２０の回転は、スライドコア１３，１４を抜いた後に行なってもよい。主盤１５を上型１１から離す動作と並行してスライドコア２０を下方に回転させてもよいし、主盤１５を下方に後退させた後にスライドコア２０を下方に回転させてもよい。以上の動作により成形品１が主盤１５に密着したまま下方に移動する。その後、主盤１５から成形品１を押し上げて主盤１５から取り外す。以上により型開き動作が終了する。成形を行なう際の型締め動作は上記と逆手順で行なわれる。
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の金型１０では、主盤１５を上型１１に接触させた型締め状態において成形品１の外部（図では下側）に位置する案内軸２３及び案内溝２７を利用してスライドコア２０の回転を案内したので、成形品１内の湾曲中心ＣＰ上に回転軸を設ける場合と比較して、案内軸２３の直径を拡大してスライドコア２０の支持剛性を十分に確保することができる。また、スライドコア２０を型締め盤１６により下方から押えるようにしたので、成形圧力によるスライドコア２０のずれを確実に防止できる。従って、スライドコア２０により湾曲管部４ａを精度よく成形できる。さらに、湾曲管部４ａの内側を成形するためのスライドコア２０に、湾曲管部４ａの外側に生じるポケット５を成形するためのコア部２２ａを一体に設けるようにしたので、そのポケット５内のアンダーカット部Ｘを成形するために別のスライドコアを設ける必要がなくなり、金型１０の可動部分を減らして金型１０の構成を簡素化し、コストダウンを達成できる。
【００３０】
本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば、型の開閉は上型１１を駆動して実現してもよい。スライドコア２０に案内溝２７を形成し、主盤１５に案内軸２３を設けてもよい。主盤１５をスライドコア２０に対する支持部材として利用したが、型締め時においてスライドコア２０を案内できるものであれば主盤１５に限らず各種の部材を支持部材として利用してよい。成形品１は図示の形状に限らない。スライドコア２０からポケット５を成形するためのコア部２２ａを省略してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の金型によれば、型締め時に成形品の外部に位置する案内溝と案内軸とを利用してスライドコアを湾曲中心の周りに回転させることができるので、湾曲管部の湾曲中心が成形品内に位置している場合でも、成形品内の限られたスペースにてスライドコアの回転支持を行なう必要がなく、スライドコアの支持剛性を高く設定できる。これにより、支持剛性の不足に起因するスライドコアの動作不良やスライドコアのずれに起因する成形精度の劣化を防止することができる。
【００３２】
また、本発明の他の金型によれば、一つのスライドコアにより湾曲管部の内面側とその外側に生じるポケットとを成形することができ、ポケット内のアンダーカット部を成形するために別のスライドコアを用意する必要がない。従って、金型の可動部を減らして金型の構成を簡素化し、成形に要するコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型の型締め時における垂直断面図。
【図２】図１の金型の型開き時における垂直断面図。
【図３】図２の状態からさらに型を開いた状態を示す垂直断面図。
【図４】図１の金型で使用するスライドコアの垂直断面図。
【図５】図４のスライドコアの部分破断平面図。
【図６】本発明の金型による成形対象として検討されている成形品の一例を示す図。
【符号の説明】
１ 成形品
１ａ 成形品の開口部
４ａ 湾曲管部
５ ポケット
１０ 金型
１１ 上型
１２ 下型
１５ 主盤
１６ 型締め盤
２０ スライドコア
２１ 第１のコア部材
２１ａ 湾曲管部の内面側を成形するためのコア部
２２ 第２のコア部材
２２ａ ポケットを成形するためのコア部
２３ 案内軸
２７ 案内溝
ＣＰ 湾曲中心

Claims (5)

1. 開口部を有する略箱形の外観形状を有し、内部には湾曲管部がその先端を前記開口部に向けかつその湾曲中心を前記内部に位置させて設けられた樹脂成形品を成形するための金型であって、
   前記湾曲管部の内面側を成形するためのコア部を有するスライドコアと、型締め時に前記スライドコアを前記湾曲中心の周りに回転可能な状態で支持する支持部材とを具備し、前記スライドコア又は前記支持部材のいずれか一方には、型締め時に前記成形品の外部に位置して前記湾曲中心を中心とした円弧を描いて湾曲する案内溝が設けられ、前記スライドコア又は前記支持部材のいずれか他方には前記案内溝に摺動自在に嵌合する案内軸が設けられたことを特徴とする樹脂成形品用の金型。
2. 前記成形品の外面側及び内面側をそれぞれ成形するための開閉可能な一対の型手段を有し、前記スライドコア及び前記支持部材が前記内面側を成形するための型手段に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の金型。
3. 前記内面側を成形するための型手段には、前記湾曲管部を成形するための位置に前記スライドコアを拘束する拘束手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の金型。
4. 前記スライドコアには前記湾曲管部の外周側と前記成形品の内面との間に生じるポケットを成形するためのコア部がさらに設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金型。
5. 開口部を有する略箱形の外観形状を有し、内部には湾曲管部がその先端を前記開口部に向けて設けられた樹脂成形品を成形するための金型であって、
   前記湾曲管部の内面側を成形するための第１のコア部と、前記湾曲管部の外周側と前記成形品の内面との間に生じるポケットを成形するための第２のコア部とを有するスライドコアと、型締め時に前記スライドコアを前記湾曲中心の周りに回転可能な状態で支持する支持部材とを具備することを特徴とする樹脂成形品用の金型。

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