JP4858475B2

JP4858475B2 - 成形品の製造方法並びに成形品

Info

Publication number: JP4858475B2
Application number: JP2008081969A
Authority: JP
Inventors: 隆史松尾; 由紀夫飯塚
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009233973A

Description

本発明は、２つの成形部品が連結された成形品の製造方法並びに成形品に関するものである。

従来、一方の成形部品と他方の成形部品とが連結され、これら２つの成形部品が開閉、回転、または移動をする機能がある成形品の製造方法としては、生産数が少ない場合などには手動により組み立てて２つの成形部品を連結する方法が知られており、また生産量が多い場合にはロボットにより組み立てて２つの成形部品を連結する方法が知られている。

また、連結する２つの成形部品の嵌合部のクリアランスを金型強度が保持できるように大きく設定し、金型構造によって２つの成形部品が最初から連結された射出成形品を得る方法、２つの成形部品をそれぞれ結晶性材料と非結晶性材料とから構成し射出成形後に生じる成形収縮差を利用して２つの成形部品の連結部を可動とする方法、そして射出成形後に金型を移動させて２つの成形部品を嵌合連結する方法（特許文献１、２参照）などが知られている。
特許第３０９２４８８号明細書特許第３２５０８９７号明細書

しかしながら、上記の手動により組み立てる方法では生産性が低く、またロボットにより組み立てる方法では生産性は向上するが設備投資が増大するという問題があった。

また、上記の金型構造によって２つの成形部品が最初から連結された射出成形品を得る方法では、金型強度が保持できるようにクリアランスを確保する必要があるため成形品における２つの成形部品の開閉、回転、または移動の際にガタ付きが大きく、精密な嵌合を要求される成形品の製造には適さないという問題点があった。

また、上記の成形収縮差を利用して２つの成形部品の連結部を可動とする方法では、成形品の材質が限定され、さらに金型投資が比較的高価になるという問題点があった。

また、上記の射出成形後に金型を移動させて２つの成形部品を嵌合連結する方法では、一方の成形部品の軸部に他方の成形部品の嵌合部を回動自在に軸支することで２つの成形部品を連結する構造の成形品の製造に適用した場合、射出成形直後における成形部品は剛性が低下しているため、たとえば金型移動による連結操作時に圧力が掛かると一方の成形部品の軸部が変形したり倒れたりするという問題点があった。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、一方の成形部品の軸部に他方の成形部品の嵌合部が回動自在に軸支されて互いに連結された成形品を製造するに際し、組立時間の短縮を図ることができ、生産性が高く、過大な設備投資を必要とせず、一方の成形部品の軸部と他方の成形部品の嵌合部との隙間が小さい精密な嵌合が可能であり、成形部品の材質に制約が少なく、そして金型移動による一方の成形部品と他方の成形部品との連結操作時に一方の成形部品の軸部の変形や倒れ込みを防止することができる成形品の製造方法と当該製造方法により得られた成形品を提供することを課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。

第１に、本発明の成形品の製造方法は、一方の成形部品の軸部に他方の成形部品の嵌合部が回動自在に軸支されて互いに連結された成形品の製造方法であって、一方の成形部品と他方の成形部品とを射出成形金型内における別々の位置で射出成形し冷却した後、射出成形金型を型開きすることにより、一方の成形部品を可動金型に固定保持し、可動金型に配設されたコアピンで一方の成形部品の軸部を回動軸に沿って支持すると共に、他方の成形部品を、回動軸に沿った切欠部を有する筒状の嵌合部を露出した状態で別の保持金型に固定保持し、次いで一方の成形部品を固定保持した可動金型を他方の成形部品を保持した別の保持金型に向かって前進させて、コアピンで後方から支持された一方の成形部品の軸部を他方の成形部品の嵌合部に切欠部から圧入して一方の成形部品と他方の成形部品とを連結した後、これらの成形部品を回動軸方向に突き出して離型することを特徴とする。

第２に、上記第１の成形品の製造方法において、可動金型のコアピンの幅を他方の成形部品の嵌合部の切欠部の幅よりも短くし、コアピンで後方から支持された一方の成形部品の軸部を他方の成形部品の嵌合部に切欠部から圧入することにより、切欠部内にコアピンが挿入された状態で一方の成形部品と他方の成形部品とを連結することを特徴とする。

第３に、上記第１または第２の成形品の製造方法において、一方の成形部品の軸部は、他方の成形部品と嵌合される嵌合保持部と、一方の成形部品と他方の成形部品との回動軸方向への離脱を防止する嵌合保持部よりも太径の抜け止め部とを有し、射出成形時に抜け止め部に可動金型のコアピンによる溝部を形成することにより、可動金型のコアピンは、一方の成形部品の軸部を回動軸に沿ってアンダーカットのない状態で保持することを特徴とする。

第４に、本発明の成形品は、上記第３の方法により製造された成形品であって、一方の成形部品の軸部に他方の成形部品の嵌合部が回動自在に軸支されて互いに連結されており、一方の成形部品の軸部は、他方の成形部品と嵌合される嵌合保持部と、一方の成形部品と他方の成形部品との回動軸方向への離脱を防止する嵌合保持部よりも太径の抜け止め部とを有し、抜け止め部には、射出成形時に可動金型のコアピンにより形成された溝部が設けられていることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、２つの成形部品を同一の射出成形金型内で成形し組み立てることで、組立時間の短縮が図られ生産性を高めることができ、また過大な設備投資を必要とすることもない。

そして、２つの成形部品を組み立てる際に、一方の成形部品を固定保持した可動金型を他方の成形部品を保持した別の保持金型に向かって前進させて、一方の成形部品の軸部を他方の成形部品の嵌合部に切欠部から圧入して一方の成形部品と他方の成形部品とを連結するようにしたので、一方の成形部品の軸部と他方の成形部品の嵌合部との隙間が小さい精密な嵌合が可能である。さらに、成形部品の材質には製造上の制約が少なく、各種の樹脂を成形材料とすることができる。

さらに、可動金型に配設されたコアピンで一方の成形部品の軸部を後方から支持しながら他方の成形部品の嵌合部に圧入するようにしたので、射出成形直後において成形部品の剛性が低下していても、一方の成形部品の軸部が圧入時の圧力で変形したり倒れたりすることを防止できる。

上記第２の発明によれば、可動金型のコアピンの幅を他方の成形部品の嵌合部の切欠部の幅よりも短くすることで、上記第１の発明の効果に加え、一方の成形部品の軸部をコアピンで後方から支持したままの状態で他方の成形部品の嵌合部に切欠部から圧入することができ、一方の成形部品の軸部と他方の成形部品の嵌合部との隙間の小さい精密な嵌合が可能となる。

上記第３の発明によれば、一方の成形部品の軸部における嵌合保持部よりも太径の抜け止め部に、射出成形時に可動金型のコアピンによる溝部を形成するようにしたので、上記第１および第２の発明の効果に加え、可動金型のコアピンは一方の成形部品の軸部をアンダーカットのない状態で保持することができ、一方の成形部品と他方の成形部品との連結後に成形品をそのまま回動軸方向へ突き出すことで容易に離型することができる。

上記第４の発明によれば、一方の成形部品の軸部における嵌合保持部よりも太径の抜け止め部に、射出成形時に可動金型のコアピンによる溝部を形成するようにしたので、一方の成形部品の軸部を可動金型のコアピンによりアンダーカットのない状態で保持しながら他方の成形部品の嵌合部に圧入して連結した後、成形品をそのまま回動軸方向へ突き出して離型することで、一方の成形部品の軸部と他方の成形部品の嵌合部との隙間が小さい精密な嵌合が可能とされており、成形品を構成する２つの成形部品にガタ付きのない精密な回動が要求される用途に使用することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の成形品の製造方法の一実施形態を説明する図であり、可動金型に固定保持した一方の成形部品に他方の成形部品を連結した状態を示す斜視図である。図２は、一方の成形部品を保持した可動金型を示す斜視図、図３は、可動金型のコアピンに支持された一方の成形部品の軸部と他方の成形部品の嵌合部との連結後の状態を示す図１のＰ方向矢視図、図４は、一方の成形部品の軸部を示した図である。図５および図６は、可動金型の移動による一方の成形部品と他方の成形部品との連結前後の状態を示す斜視図であり、図５は連結前の金型配置、図６は連結後の金型配置を示している。なお、図５および図６では、一方の成形部品と他方の成形部品との連結を分かり易く示すために、説明の便宜として図中四角点線で囲った領域において可動金型とコアピンの図示を省略している。

本実施形態の方法により製造される図１および図６の成形品１０は、たとえば雨樋のたて樋を保持する控金具などのように、一方の成形部品１の軸部３に他方の成形部品５の嵌合部７が回動自在に軸支されて連結部１１において互いに連結されたものであり、一方の成形部品１は、湾曲状を成す板形状の本体部２の一端部に、本体部２と平行に軸部３が形成されている。

軸部３は、図４および図５に示すように、他方の成形部品５と嵌合される上下一対の嵌合保持部３ａ，３ａと、その間に設けられた嵌合保持部３ａよりも太径の抜け止め部３ｂとが回動軸方向に一体に形成されている。抜け止め部３ｂは、一方の成形部品１と他方の成形部品５との回動軸方向への離脱を防止するためのものである。

成形品１０における他方の成形部品５は、図１および図６に示すように、湾曲状を成す板形状の本体部６の一端部に、本体部６と平行に嵌合部７が形成されている。他方の成形部品５には、図５に示すように上下一対の嵌合部７，７が回動軸方向に離間して形成されており、これらの嵌合部７，７が一方の成形部品１の軸部３における上下一対の嵌合保持部３ａ，３ａにそれぞれ嵌合され、その間に、嵌合部７，７間の空間と回動軸方向の高さが同一である軸部３の抜け止め部３ｂが配置されることにより、一方の成形部品１と他方の成形部品５とが回動自在に保持される。嵌合部７，７は、回動軸に沿った切欠部７ａを有する筒状を成し、一方の成形部品１における軸部３の嵌合保持部３ａ，３ａは、後述する工程により切欠部７ａから嵌合部７，７内に圧入されるようになっている。

次に、成形品１０の製造方法を工程順に説明する。本実施形態において成形品１０の一方の成形部品１と他方の成形部品５の成形および連結は同一の射出成形金型内において行われる。最初に、射出成形金型を型閉じして射出成形金型内における別々の位置で一方の成形部品１と他方の成形部品５を射出成形し、所定の金型冷却を行う。このようにすることで、一方の成形部品１と他方の成形部品５の２種類を成形する場合であっても成形サイクルの短縮化を図ることができる。

次に、射出成形金型を型開きする。このとき、図５に示すように、一方の成形部品１は、射出成形金型内においてエアシリンダ駆動などにより移動可能な可動金型２０に固定保持される。同図に示すように、一方の成形部品１は本体部２の下側の一部が可動金型２０の上面側に埋設保持されており、また、射出成形金型の型開き時またはその後に、軸部３の下側部分の金型である連結金型３２が軸部３から取り外されるようになっている。

また、図５では軸部３付近の可動金型２０の構造を一部図示省略しているが、図２にその詳細を示したように、可動金型２０には、上下方向に延びる棒状を成し横断面四角形状のコアピン２１が配設されており、可動金型２０に固定保持された一方の成形部品１の軸部３は、コアピン２１により回動軸に沿って支持されている。

そして図２に示すように、コアピン２１は軸部３の上下一対の嵌合保持部３ａ，３ａの両方を回動軸に沿って支持し、その間に設けられた太径の抜け止め部３ｂには、図４に示すように射出成形時にコアピン２１による溝部３ｃが形成される。このようにコアピン２１による溝部３ｃを形成することにより、コアピン２１は軸部３を回動軸に沿ってアンダーカットのない状態で保持することができ、一方の成形部品１と他方の成形部品５との連結後に一方の成形部品１を回動軸方向に離型する際に、抜け止め部３ｂが回動軸方向の移動を阻害して離型ができなくなったり、アンダーカットにより軸部３が変形したりすることを防止することができる。

一方、射出成形金型を型開きすることにより、他方の成形部品５は、図５に示すように、一方の成形部品１を固定保持する可動金型２０とは別の保持金型２５に固定保持される。同図に示すように、他方の成形部品５は本体部６の下側の一部が保持金型２５の上面側に埋設保持されており、また、射出成形金型の型開き時またはその後に、一対の嵌合部７，７のうち下側部分の嵌合部７の金型である連結金型３１と、一対の嵌合部７，７の間のアンダーカット部の金型である連結金型３０が嵌合部７から取り外されるようになっている。

以上のようにして、可動金型２０に一方の成形部品１が固定保持され、可動金型２０に配設されたコアピン２１で一方の成形部品１の軸部３が回動軸に沿って支持されると共に、保持金型２５に他方の成形部品５を嵌合部７が露出した状態で固定保持した図５の状態とされた後、一方の成形部品１を固定保持した可動金型２０を、エアシリンダ駆動などの手段によって他方の成形部品５を保持した保持金型２５に向かって前進移動させて、図６に示すように、一方の成形部品１の軸部３を他方の成形部品５の嵌合部７に切欠部７ａから圧入し、軸部３の嵌合保持部３ａ，３ａを嵌合部７，７に嵌合させることにより、一方の成形部品１と他方の成形部品５とを連結する。

このとき、図１に示すように、一方の成形部品１の軸部３はコアピン２１で後方から支持されながら他方の成形部品５の嵌合部７に圧入されるようになっており、射出成形直後において一方の成形部品１の剛性が低下していても、一方の成形部品１の軸部３が圧入時の圧力で変形したり倒れたりすることが防止される。

そして本実施形態では図３に示すように、可動金型２０のコアピン２１の幅Ｗが他方の成形部品５の嵌合部７の切欠部７ａの幅Ａよりも短くされており、コアピン２１で後方から支持された一方の成形部品１の軸部３を他方の成形部品５の嵌合部７に切欠部７ａから圧入することにより、切欠部７ａ内にコアピン２１が挿入された状態で一方の成形部品１と他方の成形部品５とを連結できるようになっている。このようにすることで、一方の成形部品１の軸部３をコアピン２１で後方から支持したままの状態で他方の成形部品５の嵌合部７に切欠部７ａから圧入することができ、一方の成形部品１の軸部３と他方の成形部品５の嵌合部７との隙間の小さい精密な嵌合が可能となる。

なお、一方の成形部品１の軸部３と他方の成形部品５の嵌合部７との嵌合を確実に行い誤動作などによる可動金型２０や保持金型２５の破損を防止するために、たとえば、可動金型２０の駆動位置にセンサを設けて、当該センサにより可動金型２０の駆動を射出成形金型全体の動作と連動させることができる。

以上のようにして、一方の成形部品１と他方の成形部品５を連結した後、射出成形金型内におけるこの連結完了位置において、連結された一方の成形部品１と他方の成形部品５をイジェクトピンなどによる突き出し機構で回動軸方向に突き出して離型する。

このようにして、一方の成形部品１と他方の成形部品５を連結した成形品１０を射出成形金型内において製造することができる。そして成形品１０を離型した後、可動金型２０を後退移動させて成形を行う位置に戻し、上記の成形および組立のサイクルを再び繰り返すことにより、高い生産性で多数の成形品１０を製造することができる。

本実施形態の方法により製造された成形品１０は、一方の成形部品１の軸部３における嵌合保持部３ａよりも太径の抜け止め部３ｂに、射出成形時に可動金型２０のコアピン２１による図４の溝部３ｃを形成するようにしたので、一方の成形部品１の軸部３を可動金型２０のコアピン２１によりアンダーカットのない状態で保持しながら他方の成形部品５の嵌合部７に圧入して連結した後、成形品１０をそのまま回動軸方向へ突き出して離型することで、一方の成形部品１の軸部３と他方の成形部品５の嵌合部７との隙間が小さい精密な嵌合が可能とされており、成形品１０を構成する２つの成形部品にガタ付きのない精密な回動が要求される用途に使用することができる。

また、本実施形態の方法によれば軸部３へのバリの発生が少なく、さらに軸部３の寸法、直角度、面粗さなどの特性が射出成形直後の状態に保たれたまま軸部３を他方の成形部品５の嵌合部７に嵌合させて、一方の成形部品１と他方の成形部品５とを連結させているので、一方の成形部品１と他方の成形部品５とをスムーズに回動させて開閉操作などを行うことができる。

以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。

本発明の成形品の製造方法の一実施形態を説明する図であり、可動金型に固定保持した一方の成形部品に他方の成形部品を連結した状態を示す斜視図である。一方の成形部品を保持した可動金型を示す斜視図である。可動金型のコアピンに支持された一方の成形部品の軸部と他方の成形部品の嵌合部との連結後の状態を示す図１のＰ方向矢視図である。一方の成形部品の軸部を示した図である。可動金型の移動による一方の成形部品と他方の成形部品との連結前の金型配置を示す斜視図である。可動金型の移動による一方の成形部品と他方の成形部品との連結後の金型配置を示す斜視図である。

符号の説明

１一方の成形部品
３軸部
３ａ嵌合保持部
３ｂ抜け止め部
３ｃ溝部
５他方の成形部品
７嵌合部
７ａ切欠部
１０成形品
２０可動金型
２１コアピン
２５保持金型

Claims

一方の成形部品の軸部に他方の成形部品の嵌合部が回動自在に軸支されて互いに連結された成形品の製造方法であって、一方の成形部品と他方の成形部品とを射出成形金型内における別々の位置で射出成形し冷却した後、射出成形金型を型開きすることにより、一方の成形部品を可動金型に固定保持し、可動金型に配設されたコアピンで一方の成形部品の軸部を回動軸に沿って支持すると共に、他方の成形部品を、回動軸に沿った切欠部を有する筒状の嵌合部を露出した状態で別の保持金型に固定保持し、次いで一方の成形部品を固定保持した可動金型を他方の成形部品を保持した別の保持金型に向かって前進させて、コアピンで後方から支持された一方の成形部品の軸部を他方の成形部品の嵌合部に切欠部から圧入して一方の成形部品と他方の成形部品とを連結した後、これらの成形部品を回動軸方向に突き出して離型することを特徴とする成形品の製造方法。
可動金型のコアピンの幅を他方の成形部品の嵌合部の切欠部の幅よりも短くし、コアピンで後方から支持された一方の成形部品の軸部を他方の成形部品の嵌合部に切欠部から圧入することにより、切欠部内にコアピンが挿入された状態で一方の成形部品と他方の成形部品とを連結することを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
一方の成形部品の軸部は、他方の成形部品と嵌合される嵌合保持部と、一方の成形部品と他方の成形部品との回動軸方向への離脱を防止する嵌合保持部よりも太径の抜け止め部とを有し、射出成形時に抜け止め部に可動金型のコアピンによる溝部を形成することにより、可動金型のコアピンは、一方の成形部品の軸部を回動軸に沿ってアンダーカットのない状態で保持することを特徴とする請求項１または２に記載の成形品の製造方法。
請求項３に記載の方法により製造された成形品であって、一方の成形部品の軸部に他方の成形部品の嵌合部が回動自在に軸支されて互いに連結されており、一方の成形部品の軸部は、他方の成形部品と嵌合される嵌合保持部と、一方の成形部品と他方の成形部品との回動軸方向への離脱を防止する嵌合保持部よりも太径の抜け止め部とを有し、抜け止め部には、射出成形時に可動金型のコアピンにより形成された溝部が設けられていることを特徴とする成形品。