JP3686230B2

JP3686230B2 - 内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置

Info

Publication number: JP3686230B2
Application number: JP24682997A
Authority: JP
Inventors: 徹久保井; 宏和田中
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JPH1177821A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、射出成形によってパイプ材を成形するためには、パイプの内腔を形成するためにピン状の抜き型を用いている。しかし、曲がっているパイプ材を成形する場合、内腔を形成するピン状の抜き型を抜き取ることが非常に困難になるため、金型の構造が非常に複雑になるとともに、生産性が低下してしまう。
【０００３】
また、あらかじめ別体で形成した２個の樹脂成型部品を曲げ部に相当する箇所で結合させる二重成形と呼ばれる成形方法も、生産性が低くコスト高の要因となってしまう。
【０００４】
したがって、曲がったパイプ状の樹脂成型品が必要となる場合は、射出成形時においてはストレートなパイプ状の製品を成形しておき、後工程において別途パイプ形状の製品に曲げ加工を施す必要がある。
【０００５】
このパイプ状の射出成型品を後から加熱し、外力を用いて曲げ加工を施す技術としては、特公平５−５２２５６号公報に示されており、その構成を図８に示す。本従来技術は、一般的なメガネ型補聴器に使用されている樹脂本体ケースに曲げ加工を施すもので、樹脂本体ケース５１は受け台５２および樹脂本体ケース５１の形状に沿った凹形状５３ａを有している押さえブロック５３によって保持されている。また、押さえブロック５３は、受け台５２に埋め込まれたガイドピン５４に案内されて上下運動可能に設けられている。さらに、受け台５２と押さえブロック５３で保持した樹脂本体ケース５１の折り曲げ部５５付近を上側表面および下側表面から加熱可能な熱風発生装置５６および５７が設けられるとともに、樹脂本体ケース５１の曲げ方向（矢印Ａ方向）に移動可能な押し板５８が設置されている。
【０００６】
次に、上記曲げ装置を用いた曲げ加工について説明する。
まず、受け台５２に樹脂本体ケース５１を位置決めして載せた後、押さえブロック５３を下方（矢印Ｂ方向）に加圧し、樹脂本体ケース５１を動かないように保持固定する。
【０００７】
次に、熱風発生装置５６，５７によって樹脂本体ケース５１の折り曲げ部５５付近を、その上側表面および下側表面から熱風を吹き付けて熱変形温度以上に加熱軟化させた後、押し板５８を矢印Ａ方向に動作させながら樹脂本体ケース５１の折り曲げ部５５付近を加圧することによって、受け台５２の角５２ａに沿って樹脂本体ケース５１に曲げ加工を施す。
【０００８】
そして、引き続き押し板５８をこの状態に保持し、冷却することによって樹脂本体ケース５１の折り曲げ部５５は硬化し、曲げ加工が完了する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記曲げ加工装置においては、熱風発生装置５６，５７によって発生させられる熱風の流量、１次側圧力、流速、エア温度もしくは室温等の管理が難しいため、樹脂本体ケース５１に吹き付ける熱風の温度管理が難しくなり、熱風を表面から吹き付けて樹脂本体ケース５１を加熱・軟化させる際、過剰加熱によって樹脂本体ケース５１に溶け等の外観不具合が発生し易いという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、樹脂成型品の外観を損なうことなく加熱・軟化し、パイプ形状を有する樹脂成型品の曲げ加工を行なうことが可能な内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置は、曲げ加工装置に設けられ所定の回動中心軸回りに回動可能な回動機構と、前記曲げ加工装置に設けられ前記内腔を有する樹脂成型品を前記回動中心軸上に配置する保持手段と、前記内腔に挿入可能な長尺な曲げ手段と、前記曲げ手段の先端部に設けられた加熱手段と、前記回動機構に設けられ前記加熱手段が前記回動中心軸の近傍に配置するように前記曲げ手段を移動可能なアクチュエータと、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
すなわち、本発明に係る内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置は、この曲げ加工装置に設けられた保持手段が内腔を有する樹脂成型品を回動機構の回動中心軸上に配置する。前記回動機構に設けられたアクチュエータは、前記加熱手段が前記回動中心軸の近傍に配置するように前記曲げ手段を移動し、樹脂成型品の内腔に挿入する状態とし、加熱手段により内腔側から加熱される樹脂成型品を曲げる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１を図１〜４に基づいて説明する。図１は本実施の形態の樹脂成型品の曲げ加工装置を示す斜視図、図２は本装置に備えたエアヒータを示す断面図である。図３，４は本装置による曲げ加工を説明するための斜視図で、図３は樹脂成型品を加熱している状態、図４は樹脂成型品の曲げ加工終了した状態を示している。
【００２０】
図１において、基台となるベース板３には、支柱板４がベース板３に対して垂直方向に固定されている。また、ベース板３には、２本のガイド５，６が支柱板４に沿って立設されている。この２本のガイド５，６には、内腔を有する樹脂成型品としてのパイプ状の接続管１を保持する保持手段としての開閉可能な上チャック７と下チャック８が対向して配設されている。
【００２１】
下チャック８は、２本のガイド５，６に固定されており、接続管１のパイプ部２の曲げ加工が施される曲げ加工部分２５が外側に位置するようにして曲げ加工部分２５近傍を下から支持して、接続管１の高さ方向の位置決めをしている。
【００２２】
一方、上チャック７は、支柱板４に固定されている上チャック駆動アクチュエータ９により、２本のガイド５，６に沿って上下方向（図１に示す矢印１０方向）に摺動可能になっており、下チャック８に支持されている接続管１を上方から押さえている。
【００２３】
上チャック７と下チャック８とで挟持したパイプ部２に対向する位置には、円筒状のエアヒータ１１が接続管１の内腔に挿入可能な位置に配設されている。このエアヒータ１１は、エアヒータ駆動アクチュエータ１２により、ベース板３上に設けたレール１３に沿ってパイプ部２の長手方向すなわちパイプ部２の軸方向（図１に示す矢印１４方向）に移動可能になっている。
【００２４】
また、エアヒータ１１の先端には、パイプ部２の内腔に挿入できるような細い外径のエアノズル１５が設置されている。このエアノズル１５は、図２に示すように、エアヒータ１１内と連通する軸方向（図２に示す矢印１４方向）の穴１６が穿設されており、エアノズル１５の先端側には穴１６からエアノズル１５の外周面に通じる複数のエア噴出孔１７が放射線状すなわちエアノズル１５の軸線に対して垂直方向に設けられている。この構成により、エアヒータ１１内で発生された熱風１９が、エアノズル１５内の穴１６を通って複数のエア噴出孔１７から放出される。ここで、上記エアヒータ１１とエアノズル１５とによって加熱手段を構成している。
【００２５】
一方、上チャック７と下チャック８とで挟持したパイプ部２の下方には、ベース板３上に固定されている曲げ部材駆動アクチュエータ２０により上下方向に移動可能な、パイプ部２を上方向（図１に示す矢印２１方向）に押圧する曲げ手段としての曲げ部材２２が配設されている。ここで、曲げ部材２２がパイプ部２に当接する部分は、上チャック７と下チャック８とで挟持している部分を基準とすると、この基準からの距離が曲げ加工部分２５よりも離れた位置にある。すなわち、上チャック７と下チャック８とで挟持した部分と曲げ部材２２が当接する部分との間に、パイプ部２の曲げ加工部分２５が位置するようになっている。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用を図１〜４を用いて説明する。
まず、接続管１を下チャック８に載せた後、上チャック７を上チャック駆動アクチュエータ９により下降させ、接続管１を上チャック７と下チャック８により保持固定する。この際、上チャック７および下チャック８が、接続管１のパイプ部２における曲げ加工部分２５をエアヒータ１１側に位置させた状態で、曲げ加工部分２５近傍で曲げ加工部分２５から離れた位置を挟持するように、接続管１のパイプ部２の軸方向の位置決めを行なう（図１参照）。
【００２７】
次に、エアヒータ１１を起動し、エア噴出孔１７から放出される熱風１９が所定の温度に達していることを確認した後、エアヒータ１１をエアヒータ駆動アクチュエータ１２によりパイプ部２の方向へレール１３に沿って前進させ、エアノズル１５をパイプ部２の内腔に挿入させる。この際、図３に示すように、エアノズル１５のエア噴出孔１７から放出される熱風１９が所定の曲げ加工部分２５を加熱するような位置にまで、エアヒータ１１を前進して位置決めする。
【００２８】
そして、エアノズル１５から放出している熱風１９をパイプ部２の内腔側から吹き付けて曲げ加工部分２５を所定の時間だけ加熱し、曲げ加工部分２５の温度を熱変形温度まで上昇させた後、エアヒータ１１をエアヒータ駆動アクチュエータ１２により後退させ、エアノズル１５をパイプ部２の内腔から抜き出す。
【００２９】
次に、図４に示すように、曲げ部材２２を曲げ部材駆動アクチュエータ２０により上昇（矢印２１の方向）させ、パイプ部２を上方に押し上げてパイプ部２の曲げ加工を行なう。このとき、パイプ部２は熱風１９によって所定の曲げ加工部分２５のみが加熱・軟化させられているため、パイプ部２における曲げ部材２２で押圧している部分や、上チャック７および下チャック８により挟持している部分は曲がらずに、加熱・軟化されている曲げ加工部分２５のみが曲げられる。
【００３０】
曲げ部材２２を所定の位置まで上昇させ、パイプ部２の所定の角度に曲げる曲げ動作を終了した後、曲げ部材２２の上昇を停止し、その状態を保持する。この保持動作を所定時間行なうことにより、パイプ部２の曲げ状態が保持されるとともに加熱された曲げ加工部分２５が冷却され、曲げ部のスプリングバックを押さえることが可能になる。そして、パイプ部２の保持・冷却を所定時間行なって、接続管１の曲げ加工完了となる。
【００３１】
その後、曲げ部材２２を曲げ部材駆動アクチュエータ２０により下降させる。さらに、上チャック７を上チャック駆動アクチュエータ９により上昇させて下チャック８とによるパイプ部２の保持を解除し、曲げ加工を施した接続管１を取り出す。
【００３２】
本実施の形態によれば、曲げ加工部分２５の加熱・軟化をパイプ部２の内腔側から行なうため、加熱による樹脂の溶け等の外観不具合は外側から見えないパイプ部２の内部にしか発生せず、外観を損なうことなくパイプ部２の曲げ加工を行なうことができる効果を奏する。また、エアノズル１５から噴出する熱風１９の温度の許容範囲を大きく設定でき、熱風１９の温度管理が容易になる効果も奏する。
【００３３】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２を図５〜７に基づいて説明する。図５は本実施の形態の樹脂成型品の曲げ加工装置の斜視図で、樹脂成型品を加熱している状態を示している。図６は本装置に備えたカートリッジ型ヒータを埋め込んだ曲げピンを示す断面図である。図７は樹脂成型品の曲げ加工を終了した状態を示す斜視図である。
【００３４】
図５に示すように、本実施の形態の樹脂成型品の曲げ加工装置は、図示を省略したベース板に支柱板４および２本のガイド５，６が実施の形態１と同様に取り付けられるとともに、樹脂成型品としてのパイプ状の接続管１を保持する保持手段としての開閉可能な上チャック７と下チャック８が実施の形態１と同様に設けられている。
【００３５】
上チャック７と下チャック８とで挟持した接続管１のパイプ部２に対向する位置には、曲げ手段としての円筒状の曲げピン３０がパイプ部２の内腔に挿入可能な位置に配設されている。曲げピン３０の外径は、パイプ部２の内径よりわずかに小さい外径に形成されている。この曲げピン３０の先端内部には、図６に示すように、加熱手段としての小型のカートリッジ型ヒータ３１が埋め込まれており、カートリッジ型ヒータ３１により曲げピン３０の先端部を所定の温度に加熱し、パイプ部２の曲げ加工部分２５を内腔側から加熱可能となっている。このカートリッジ型ヒータ３１としては、例えばワトロー社製のＣ１Ｅ１３等を挙げることができる。ここで、曲げピン３０は曲げ手段と加熱手段とを兼用している。
【００３６】
曲げピン３０は、図示を省略したベース板に立設した支柱３２に回動可能に取り付けた回動機構４０の取付板４１上に固定した曲げピン駆動アクチュエータ３３により、取付板４１上に設けたレール３４に沿ってパイプ部２の長手方向すなわち軸線方向（図５に示す矢印３５方向）に移動可能になっている。
【００３７】
回動機構４０は、曲げアーム４２、取付板４１および曲げアーム駆動アクチュエータ４３からなっている。曲げアーム４２の基端部は支柱３２に回動軸４６を介して回動可能に取り付けられており、曲げアーム４２の回動中心４４は上チャック７と下チャック８で保持したパイプ部２の曲げ部中心位置と一致するように設定されている。この曲げアーム４２は回動軸４６の他端に取り付けた曲げアーム駆動アクチュエータ４３により回動中心４４を中心としてパイプ部２の曲げ加工方向（矢印４５方向）に正転・逆転が可能になっている。また、曲げアーム４２には取付板４１が固定されており、曲げアーム４２の回動により回動中心４４を中心として矢印４５の方向に回動可能となっている。これにより、取付板４１に搭載した曲げピン３０も曲げアーム４２の回動中心４４を中心として矢印４５の方向に回動する。なお、曲げアーム４２が水平状態の時に、曲げピン３０の高さが、上チャック７および下チャック８により保持されるパイプ部２の高さと一致するように、曲げアーム４２と曲げピン３０の位置が調整されている。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用を図５〜７を用いて説明する。
まず、実施の形態１と同様にして接続管１のパイプ部２を上チャック７と下チャック８により保持して、固定および位置決めする。
【００３９】
次に、曲げアーム駆動アクチュエータ４３を駆動して曲げアーム４２を水平状態に位置決めし、曲げピン３０が水平かつパイプ部２と同じ高さになるように位置決めする。
【００４０】
また、カートリッジ型ヒータ３１を起動し、曲げピン３０の先端部が所定の温度に達していることを確認した後、曲げピン駆動アクチュエータ３３により曲げピン３０をレール３４に沿ってパイプ部２の方向に前進させ、パイプ部２の内腔に挿入させる。この際、図５に示すように、曲げピン３０の先端の加熱部分がパイプ部２の所定の曲げ加工部分２５を加熱するような位置にまで、曲げピン３０を前進して位置決めする。
【００４１】
そして、カートリッジ型ヒータ３１により加熱されている曲げピン３０によりパイプ部２の曲げ加工部分２５を所定の時間だけ加熱し、曲げ加工部分２５の温度を熱変形温度まで上昇させた後、カートリッジ型ヒータ３１の作動を停止させ、曲げピン３０の先端部を降温させる。
【００４２】
次に、曲げ部材駆動アクチュエータ４３により曲げアーム４２を回動中心４４を中心として矢印４５の反時計方向（正転）に回動することで、曲げピン３０を回動中心４４を中心として回動させ、曲げピン３０にパイプ部２を曲げる外力を伝達する。これにより、パイプ部２は曲げピン３０により押圧力を受け、パイプ部２は曲げ作用を起こす。このとき、パイプ部２は、曲げピン３０の先端部より曲げ加工部分２５のみが加熱・軟化させられているとともに、曲げピン３０がパイプ部２の曲げ部中心位置と一致している回動中心４４を中心として回動するため、パイプ部２における曲げピン３０で押圧している部分や、上チャック７および下チャック８により挟持している部分は曲がらずに、加熱・軟化されている曲げ加工部分２５のみが曲げられる。
【００４３】
そして、図７に示すように、曲げアーム４２を所定の位置まで回動させ、パイプ部２を所定の角度に曲げる曲げ動作を終了した後、曲げアーム４２の回動を停止し、その状態を保持する。この保持動作を所定時間行なうことにより、パイプ部２の曲げ状態が保持されるとともに加熱された曲げ加工部分２５が冷却され、曲げ部のスプリングバックを押さえることが可能になる。
【００４４】
パイプ部２の保持・冷却を所定時間行なった後、曲げピン駆動アクチュエータ３３により曲げピン３０を矢印３５の方向に後退させ、曲げピン３０をパイプ部２の内腔から抜き取り、接続管１の曲げ加工完了となる。そして、上チャック７を上チャック駆動アクチュエータ９により上昇させて下チャック８とによるパイプ部２の保持を解除し、曲げピン３０から抜き取るようにして曲げ加工を施した接続管１を取り出す。
【００４５】
本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、パイプ部２を曲げるために必要な押圧力を、パイプ部２の内腔面に作用させているため、曲げ加工時に内腔面を傷つけても、その損傷が外観に表れないため、外観を損なうことなくパイプ部２の曲げ加工を行なうことができる効果を奏する。さらに、曲げピン３０はパイプ部２の加熱手段と曲げ手段を兼ねているので、加熱手段を曲げ手段を別々に構成するより、装置の構造をはるかに簡素化できる効果を奏する。
【００４６】
なお、本実施の形態では、加熱手段としてカートリッジ型ヒータ３１を内蔵した曲げ部材としての曲げピン３０を用いたが、実施の形態１に示したエアヒータ１１を設置したエアノズル１５を、パイプ部２を曲げ加工するときの押圧力に耐える強度を持たせた構造にすることで、加熱手段と曲げ手段を兼用した曲げ部材として用いることができる。
【００４７】
なお、上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
（１）内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工部分を加熱する加熱手段と、外力を加えることで上記樹脂成型品の曲げ加工部分を曲げる曲げ部材を有する樹脂成型品の曲げ加工装置において、
上記加熱手段を樹脂成型品の内腔内に挿入可能とし、樹脂成型品の曲げ加工部分を内腔側から加熱するようにしたことを特徴とする樹脂成型品の曲げ加工装置。
【００４８】
（２）樹脂成型品の曲げ加工部分は、曲げ部材によって加熱することを特徴とする付記（１）に記載の樹脂成型品の曲げ加工装置。
【００４９】
（３）曲げ部材は先端部にカートリッジ型ヒータを内蔵したことを特徴とする付記（１）または（２）記載の樹脂成型品の曲げ加工装置。
【００５０】
（４）内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工を施す部分以外を保持する保持手段と、
上記樹脂成型品の曲げ加工を施す部分を内腔側から加熱する加熱手段と、
上記樹脂成型品の曲げ加工を施す部分を中心として回動可能な曲げ手段と、
を具備することを特徴とする樹脂成型品の曲げ加工装置。
【００５１】
（５）上記曲げ手段が上記加熱手段を兼ねていることを特徴とする付記（４）に記載の樹脂成型品の曲げ加工装置。
【００５２】
付記（１）の樹脂成型品の曲げ加工装置によれば、樹脂成型品の内腔側から曲げ加工を加熱・軟化させるので、加熱による曲げ加工部分の外観不具合を樹脂成型品の外周面に生じさせない曲げ加工を行なうことができる効果を奏する。
【００５３】
付記（２）の樹脂成型品の曲げ加工装置によれば、曲げ部材が加熱手段を兼ねているので、それぞれを別々に構成するより装置構成をはるかに簡素化できる効果を奏する。
【００５４】
付記（３）の樹脂成型品の曲げ加工装置によれば、先端部にカートリッジ型ヒータを内蔵し、加熱手段を兼ねた曲げ部材を樹脂成型品の内腔に挿入し、内腔側から曲げ加工部分を加熱・軟化させることにより、加熱による曲げ加工部分の外観不具合を発生させることなく、また、曲げ加工部分を押圧しないので押圧による外観不具合を発生させることなく曲げ加工を行なうことができる効果を奏する。
【００５５】
付記（４）の樹脂成型品の曲げ加工装置によれば、付記（１）の効果に加え、樹脂成型品の曲げ加工部分と曲げ部材の回動中心を一致させているので、曲げ加工部分で樹脂成型品を正確に曲げることができる効果を奏する。
【００５６】
付記（５）の樹脂成型品の曲げ加工装置によれば、付記（３）と同様な効果を奏することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１による本発明の内腔を有する樹脂成型品の曲げ装置によれば、樹脂成型品の内腔側から加熱・軟化し、曲げ加工を行うので、加熱による曲げ加工部分の外観不具合を樹脂成型品の外周面に生じさせない曲げ加工を行なうことができるとともに、曲げ手段の先端部に加熱手段を備えているので、それぞれを別々に構成するより装置構成をはるかに簡素化できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す斜視図で、樹脂成型品の加熱前の状態を示している。
【図２】本発明の実施の形態１に備えた加熱手段を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１を示す斜視図で、樹脂成型品の加熱中の状態を示している。
【図４】本発明の実施の形態１を示す斜視図で、樹脂成型品の曲げ動作終了時の状態を示している。
【図５】本発明の実施の形態２を示す斜視図で、樹脂成型品の加熱中の状態を示している。
【図６】本発明の実施の形態２に備えた曲げピンを示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２を示す斜視図で、樹脂成型品の曲げ動作終了時の状態を示している。
【図８】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
１接続管
２パイプ部
７上チャック
８下チャック
１１エアヒータ
１５エアノズル
１７エア噴出孔
１９熱風
２０曲げ部材駆動アクチュエータ
２２曲げ部材
２５曲げ加工部分
３０曲げピン
３１カートリッジ型ヒータ
４３曲げアーム駆動アクチュエータ

Claims

内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置において、
前記曲げ加工装置に設けられ所定の回動中心軸回りに回動可能な回動機構と、前記曲げ加工装置に設けられ前記内腔を有する樹脂成型品を前記回動中心軸上に配置する保持手段と、
前記内腔に挿入可能な長尺な曲げ手段と、
前記曲げ手段の先端部に設けられた加熱手段と、
前記回動機構に設けられ前記加熱手段が前記回動中心軸の近傍に配置するように前記曲げ手段を移動可能なアクチュエータと、
を有することを特徴とする内腔を有する樹脂成型品の曲げ加工装置。