JP5033085B2 - 樹脂成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形金型に関し、詳しくは下型と上型間のキャビティに樹脂を注入して成形する樹脂成形金型に関するものである。

従来の洗面ボウルの排水構造は、洗面ボウルの底部に設けた排水口部に上方から排水筒を落としこみ、下からナットを締め付けることで排水筒を排水口部に取り付けていた。しかし、この排水構造は、排水筒の上端のフランジ部と洗面ボウルとの境界が洗面ボウルの内面側に露出してゴミがたまりやすく、またこの部分は外観上目立つ箇所でもあるので、頻繁に掃除を行う必要がある。

そこで、洗面ボウルの下方から排水筒を取り付ける構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、排水筒が洗面ボウルの内面側に露出せず、上記の問題は改善される。

しかしながら、この特許文献１にあっては、洗面ボ−ルの下面側において取付ねじにより排水筒を固着するため、排水筒を洗面ボウルの下面にぴったりと密着した状態で固定することが難しく、水漏れが起こりやすいという問題がある。

そこで、本発明者らは、本発明に至る過程で、図５に示すように、洗面ボウル１の底部から下方に向けて突出する排水口部２を形成し、該排水口部２の内周面の下端部を外側に凹ませて排水筒５が下方から嵌めこまれる嵌込凹所４を形成すると共に、排水口部２の内周面の上端部を排水筒５の上方を覆う覆部３とした段部形状の排水口部２を備えた洗面ボウル１を開発した。この排水筒５は、上下に開口する筒部６と、該筒部６の上端よりも下方の位置から外方に向けて一体に突出するフランジ部７とを有し、筒部６の該フランジ部７を設けた部分よりも上方の部分を嵌込部８とし、嵌込凹所４に対して下方から排水筒５の嵌込部８を嵌め込むと共に嵌込部８の上方を排水口部２の覆部３で覆った状態で、フランジ部７を複数の取付ねじ１０で洗面ボウル１の下面に固着する。図５中の７ａはフランジ部７を構成する内周鍔部、７ｂは立上部、７ｃは外周鍔部、１２は、排水口部２を止水するための止水栓（ケレップ）、９はＯリング、１３はパッキン、１５は嵌込溝１１に挿入されるパッキン、１６は排水筒５の接続口部、１４は外部配管と接続される接続管である。

図５の排水口部２の内面形状を覆部３と嵌込凹所４とで段部形状に形成したことにより、洗面ボウル１と排水筒５の嵌込部８との境界部分が洗面ボウル１の内面側に露出せず、汚れがなくなると共に、洗面ボウル１と排水筒５との接続部分における止水を確実にできる構造となり、従来の課題を解決することができる。

一方、図５に示す段部形状の排水口部２を形成するにあたって、本発明者らは、図６に示すように、φＡの嵌込凹所４を形成する凸部を備えた上型と、最上面がφＢの覆部３を形成する平面部を備えた下型とにより、所定の排水口部形状となるように上下型を組み合わせて樹脂を注入する方法を開発した。

ところが、図６の上下型の組み合わせでは、上下型が互いに当たり、傷がつくのを防止するために、上下型間に所定の隙間ｔを設ける必要があった。例えば、上下型の位置合わせ精度を考慮すると、隙間ｔは０．５ｍｍ以上必要であった。そのため、隙間ｔに巻き込まれる樹脂を後加工で除去する必要があり、そのための加工機、工数が別途必要となる。さらには排水口部２の嵌込凹所４は上型、覆部３は下型でそれぞれ形成されるため、上下型の合わせ精度がそのままφＡの嵌込凹所４とφＢの覆部３との芯ズレ誤差となり、さらには成形毎のバラツキが生じるという課題があった。

そこで、他の成形方法として、図７に示すように、樹脂注入時には排水口部２を形成せず、後から排水口部となるφＡ部、φＢ部をすべて後加工で除去する工法を考えた。ところがこの方法だと専用の後加工機が必要となり、また加工除去量が多いため、加工に時間がかかり、コスト高の原因となるという課題を有していた。
特開２００２−２６６４０３号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その課題とするところは、段部形状の排水口部を高精度で形成できると共に、成形毎のバラツキの発生防止や不良削減ができ、樹脂成形品の品質向上を図ることができると共に、成形後の後加工をなくすことができ、そのうえ金型構造がシンプルになり、コスト低減を図ることができる樹脂成形金型を提供することにあり、またボイド補修作業を省略でき、生産性を向上させることができる樹脂成形金型を提供することにある。

前記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を特徴としている。

上下方向に開口する排水口部２の内周面の下端部を外側に凹ませて排水筒５が下方から嵌めこまれる嵌込凹所４を備えると共に、排水口部２の内周面の上端部が排水筒５の上方を覆う覆部３となっている段部形状の排水口部２付き樹脂成形品を成形するための樹脂成形金型である。上型３１と下型３２との間に、樹脂注入時に排水口部２の嵌込凹所４を形成し且つ脱型後に樹脂成形品から取り外される置き子２０が配置されると共に、排水口部２の覆部３を形成する下型３２に対して置き子２０を位置決めする位置決め手段を設けた。

このような構成とすることで、従来では上型３１で形成していた段部形状の排水口部２の嵌込凹所４を、上型３１とは別の置き子２０により形成でき、しかもこの置き子２０は下型３２に対して位置決めされるので、置き子２０によって上下型３１,３２の位置合わせ精度が大幅に向上するようになり、しかも成形後の後加工を省略できるようになる。

また、前記樹脂注入時に型内のエアを逃がす手段が、前記上型３１と置き子２０との間に連通したエアベント穴３１ａと、前記置き子２０と下型３２との合わせ部に設けた隙間或いは溝とで構成されていることを特徴とするのが好ましく、この場合、樹脂注入時には型内のエアを上型３１と置き子２０との間からエアーベント穴３１ａへ逃がすことができる一方で、置き子２０と下型３２との合わせ部に残留したエアは置き子２０と下型３２との合わせ部に設けた隙間或いは溝内に逃がすことができるので、樹脂成形品の排水口部２付近でのボイドの発生を防止できるようになる。

本発明に係る樹脂成形金型は、段部形状の排水口部を上型とは別の置き子により形成でき、しかもこの置き子は下型に対して位置決めされるので、排水口部を構成する嵌込凹所と覆部との同心円精度が向上し、成形毎のバラツキの発生防止や不良削減ができ、樹脂成形品の品質向上を図ることができるものであり、また成形後の後加工をなくすことができるので、専用の加工機や、加工に要する時間を省略でき、低コスト化を達成できるものであり、そのうえ上型に嵌込凹所を形成する部位を設ける必要もなくなり、結果、金型構造がシンプルになり、金型コストの低減を図ることができるものである。

さらに本発明に係る樹脂成形金型は、ボイド補修作業を省略でき、生産性を向上させることができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図４は、洗面ボウル１の底部に設けられる排水口部２を示している。排水口部２は上下方向に開口する排水口部２の内周面の下端部を外側に凹ませて排水筒５（図５）が下方から嵌めこまれる嵌込凹所４を備えると共に、排水口部２の内周面の上端部が排水筒５の上方を覆う覆部３となった段部形状をしている。

本実施形態の樹脂成形金型３３は、上記排水口部２付き洗面ボウル１（樹脂成形品）を成形するためのもので、図１に示すように、上型３１と、下型３２と、置き子２０とで構成されている。

上型３１の下面には、置き子２０の上面と重なり合う平面部が設けられており、その中心にはエアベント穴３１ａが形成されている。

下型３２の最上面には、排水口部２のφＢの覆部３を形成するための平面部が設けられており、その中心には置き子２０の位置決めを兼ねる脱型用穴３２ａが形成されている。

置き子２０は、排水口部２のφＡの嵌込凹所４を形成するためのもので、成形時の温度に耐えるものであれば、その材質に特に制限はない。

ここでは、置き子２０の厚みがそのまま嵌込凹所４の上下長さとなり、置き子２０の外径寸法がそのまま嵌込凹所４の内径寸法φＡとなる。

置き子２０の上面には、注入した樹脂により置き子２０が動くことを防ぐための複数個の弾性体２３（本例ではリング状のゴム２個）を設けている。

置き子２０の下部中央には、下型３２の最上面のφＢの中心に明けられた位置決め兼脱型用穴３２ａに挿入できる突起部２２が突設されている。この突起部２２と位置決め兼脱型用穴３２ａとにより位置決め手段が構成される。

次に、成形動作手順を説明する。

先ず、下型３２の最上面に置き子２０を載せて、置き子２０の突起部２２を最上面中央の位置決め兼脱型用穴３２ａに嵌め込む。

次に、上型３１と下型３２を型締めする。このとき、上型３１は置き子２０の上面のゴム製の弾性体２３を僅かに押えた位置で停止される。上型３１の上下位置のバラツキは弾性体２３の弾性変形量で吸収される。ここでは、上型３１と置き子２０間の隙間ｓ２は０．２〜０．８ｍｍ程度に設定する。

その後、上下型３１,３２間のキャビティ３４内に樹脂を注入する。例えばアクリル系樹脂を用いる。このとき型内のエアは、上型３１と置き子２０との間からエアベント穴３１ａを通って外部に排出される。樹脂は隙間ｓ２にも流れ込み、これにより置き子２０は樹脂内に巻き込まれる。さらに樹脂は上型３１の内部に形成したエアベント穴３１ａにも流れ込み、その時点で注入を停止する。所定の金型温度、成形時間を経て、注入した樹脂は固化する。

次に、上型３１のエアベント穴３１ａから空気を吹き込みながら、上型３１を外す。その後、下型３２の位置決め兼脱型用穴３２ａに空気を吹き込むことで、置き子２０が付いた状態の洗面ボウル１を下型３２から取り外す。このとき置き子２０の上面の隙間ｓ２へ巻き込まれる樹脂（薄バリ）の存在により、洗面ボウル１の下型３２からの脱型が容易となる。成形後の洗面ボウル１を上下反転することで、図５に示すように上側に覆部３、下側に嵌込凹所４が形成された段部形状の排水口部１が得られる。

脱型後は、置き子２０の下部の突起部２２をハンマー等で叩くことにより、上記隙間ｓ２により生じた薄バリが割れて、洗面ボウル１から置き子２０を簡単に取り出すことができる。この置き子２０は再使用することができる。

しかして、上記樹脂成形金型３３において、排水口部２の覆部３を形成するφＢは下型３２の最上面の平面部によって形成され、一方、嵌込凹所４を形成するφＡは置き子２０で形成されるものであり、しかも置き子２０は下型３２に対して位置決めされるので、置き子２０は常にφＢの中心位置に精度よく容易にセットできると共に、置き子２０で形成されるφＡと下型３２で形成されるφＢとが芯ずれを起こすことがなく、嵌込凹所４と覆部３とを備える段部形状の排水口部２を常に高精度で成形できるようにしている。これにより、排水口部２の嵌込凹所４と覆部３との同心円精度が向上し、成形毎のバラツキの発生防止や不良削減ができ、洗面ボウル１の品質向上を図ることができる。

また本例では、置き子２０の突起部２２と下型３２の位置決め兼脱型用穴３２ａとにより位置決め手段が簡単に構成できる利点もある。

また、成形後の後加工がなくなるので、従来のような専用の加工機や、加工に要する時間を省略でき、低コスト化を達成できる。しかも置き子２０を上下型３１,３２間に配置することで、上下型３１,３２が互いに当たったり、傷がつくことがないものであり、そのうえ従来のようなφＡの嵌込凹所４を形成するための凸部を上型３１に設ける必要もなく、結果、金型構造がシンプルになり、金型コストの低減を図ることができる利点もある。

ところで、樹脂注入時において、型内のエアは上型３１と置き子２０との間からエアベント穴３１ａを通って外部に排出されるが、置き子２０と下型３２との間のエアはエアベント穴３１ａからは抜け切れず、置き子２０と下型３２との合わせ部に残留し、そのために洗面ボウル１の排水口部２付近にボイドが発生する場合がある。本例では上下型３１,３２を図６に示す鉛直方向に対してＣ°傾けているが、エアが矢印イ方向に完全に抜けきれない場合がある。上下型３１,３２を傾けず、Ｃ°＝０の場合も同様である。

そこで、図２に示すように、置き子２０の下面に、置き子２０と下型３２との合わせ部に隙間ｓを形成するための段差２４を設ける。段差２４は０．２〜０．６ｍｍ程度とする。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。本例では樹脂注入時において、樹脂が隙間ｓに入りながら充填されるため、下型３２の隅部などに残留しやすいエアが隙間ｓ内に押し出され、結果、排水口部２でのボイドの発生を確実に防止することができる。また樹脂の注入方向とエアが隙間ｓ内に押し出される方向とが略一致しているので、エアの押し出しがよりスムーズとなる。結果、成形後のボイド補修作業がなくなり、そのうえ、脱型後に置き子２０を外したときに隙間ｓにより形成された薄バリは、手で簡単に除去できるようになる。

図３は図２の変形例であり、置き子２０の下面に、下型３２の最上面の外周に沿って下方に開口したリング状の凹溝２５を形成している。他の構成は図２の実施形態と同様である。本例では、凹溝２５の断面形状は、半円形状としてあり、成形時に付着する樹脂の除去が容易に行なえるようにしている。また凹溝２５の外径φＡ１は、置き子２０を載せる下型３２の最上面の外径φＢよりも若干大きくしてあり、これにより、下型３２と置き子２０との合わせ部に、所定の隙間ｓ１を形成できる。なお隙間ｓ１の大きさは０．１〜０．４ｍｍ程度としている。しかして、樹脂を注入するときに樹脂は隙間ｓ１からリング状の凹溝２５内に入りながら充填されるため、置き子２０と下型３２間に残留しやすいエアを凹溝２５内に押し出すことができ、ボイドの発生を確実に防止できる。なお、脱型後に置き子２０を外したときに凹溝２５にて形成された薄バリは、手で簡単に除去できる。

本発明の樹脂成形金型３３は、洗面ボウル１に限らず、例えば、浴槽、キッチン用シンク等、排水口を有する各種の樹脂成形品を成形する金型分野に広範囲に適用される。

本発明の一実施形態の説明図であり、（ａ）は置き子の上面図、（ｂ）は同上の置き子を備えた樹脂成形金型の側面断面図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の更に他の実施形態の説明図である。 （ａ）は同上の洗面ボウルの斜視図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 同上の排水口部に排水筒を取り付けた状態を説明する断面図である。 従来例の説明図である。 他の従来例の説明図である。

符号の説明

１ 洗面ボウル（樹脂成形品）
２ 排水口部
３ 覆部
４ 嵌込凹所
５ 排水筒
２０ 置き子
３１ 上型
３２ 下型
３３ 樹脂成形金型

Claims (2)

1. 上下方向に開口する排水口部の内周面の下端部を外側に凹ませて排水筒が下方から嵌めこまれる嵌込凹所を備えると共に、排水口部の内周面の上端部が排水筒の上方を覆う覆部となっている段部形状の排水口部付き樹脂成形品を成形するための樹脂成形金型であって、上型と下型との間に、樹脂注入時に排水口部の嵌込凹所を形成し且つ脱型後に樹脂成形品から取り外される置き子が配置されると共に、排水口部の覆部を形成する下型に対して置き子を位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とする樹脂成形金型。
2. 前記樹脂注入時に型内のエアを逃がす手段が、前記上型と置き子との間に連通したエアベント穴と、前記置き子と下型との合わせ部に設けた隙間或いは溝とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形金型。

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