JP5079625B2

JP5079625B2 - 射出成形用金型の製造方法

Info

Publication number: JP5079625B2
Application number: JP2008202675A
Authority: JP
Inventors: 重雄稲飯
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-08-06
Also published as: JP2010036475A

Description

本発明は、自動車のバンパー等のアンダーカット部を備える樹脂成形体の射出成形に用いられる金型の製造方法に関するものである。

自動車のバンパー等のアンダーカット部を備える樹脂成形体を射出成形により製造する場合、固定型と可動型とのみからなる通常の金型を用いたのでは、型開きする際に該樹脂成形体の該アンダーカット部が該金型と干渉し、型開き自体が困難になったり、型開き後に該樹脂成形体の脱型が困難になる。そこで、前記アンダーカット部を備える樹脂成形体の射出成形に用いられる金型として、従来、図５（ａ）、（ｂ）に示す金型２１が知られている（例えば特許文献１参照）。

図５（ａ）、（ｂ）に示す金型２１は、固定型２２と、可動型本体３及び入れ子５との間に樹脂成形体２３の外形に沿う形状のキャビティ２４が形成される。可動型本体３は、入れ子５が嵌合される嵌合部４を備えると共に、嵌合部４の一部に、樹脂成形体２３を脱型させる方向に、入れ子５を摺動自在とする傾斜面６を備えている。また、可動型本体３は、図示しないロッドを介してりエジェクションプレート２５に連結されており、エジェクションプレート２５により樹脂成形体２３を脱型させる方向に進退自在とされている。

一方、入れ子５は、ロッド７を介して、エジェクションプレート２５にスライド自在に設けられたスライドブロック２６に連結されており、可動型本体３に対し、傾斜面６に沿って摺動自在とされている。また、入れ子５は、樹脂成形体２３のアンダーカット部２３ａに対応するキャビティ２４の一部分を形成する。

上述の構成を備える金型２１によれば、図５（ｂ）に示すように、型開き後に、可動型本体３をエジェクションプレート２５により樹脂成形体２３を脱型させる方向に移動させると、入れ子５が可動型本体３に対し傾斜面６に沿って摺動し、アンダーカット部２３ａから離反する方向に移動する。この結果、金型２１によれば、樹脂成形体２３を入れ子５と干渉させることなく脱型することができる。

ところが、上述のようにして製造される樹脂成形体２３では、可動型本体３と入れ子５との境界に対応する部分に、段差、バリ、コアラインと呼ばれるライン等が発生することがあるという問題がある。

本発明者の検討によれば、前記段差、バリ、コアライン等の発生要因の１つとして、入れ子５の「息つき」と呼ばれる現象が考えられる。前記「息つき」とは、射出成形時の溶融樹脂の射出圧によりキャビティ２４内の可動型本体３と入れ子５との境界に段差が生じ、該溶融樹脂の射出完了後には該段差が解消する現象をいう。次に、図６（ａ）、（ｂ）を参照して、前記「息つき」と前記段差、バリ、コアライン等の発生メカニズムについて、本発明者の検討内容を説明する。尚、図６（ａ）、（ｂ）では、固定型２２を省略して示している。

まず、図６（ａ）に示すように、キャビティ２４に溶融樹脂２７を射出すると、溶融樹脂２７の射出圧により入れ子５が押圧されて、キャビティ２４内の可動型本体３と入れ子５との境界に段差２８が生じる。一方、溶融樹脂２７は、固定型２２、可動型本体３、入れ子５の表面と接触した部分から固化が始まり、固化した樹脂からなるスキン層２９が形成される。

次に、溶融樹脂２７の射出が完了すると、前記射出圧による押圧が解除されるので、図６（ｂ）に示すように、入れ子５が元の位置に復帰することにより段差２８が解消される。ところが、このとき溶融樹脂２７は、まだ十分に固化しない状態にあり流動性を維持しているので、段差２８の後に厚く形成されたスキン層２９ａが十分に固化しない状態の溶融樹脂２７を突き上げる形となり、前記段差、バリ、コアライン等が発生するものと考えられる。

前記「息つき」を解消するには、射出成形の試行後に入れ子５の可動型本体３に対する接触状態を調整する必要があるが、該調整は熟練した作業者の手作業に頼らざるを得ず、入れ子５の製造方法の改良が望まれる。
実開昭６１−１１１７１２号公報

本発明は、かかる事情に鑑み、アンダーカット部を備える樹脂成形体に、段差、バリ、コアライン等を生じさせることのない入れ子を、容易に製造することができる金型の製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、アンダーカット部を備える樹脂成形体の外形に沿う形状のキャビティを形成する固定型と可動型とを備え、該可動型は可動型本体と該可動型本体に嵌合され該アンダーカット部に対応する部分を該キャビティに形成する入れ子とを備える射出成形用金型の製造方法において、該可動型本体に該入れ子が嵌合される嵌合部を形成する工程と、該嵌合部に接する部分が該嵌合部の設計値よりも小さな外形を備える入れ子予備成形体を形成する工程と、該入れ子予備成形体の該嵌合部に接する部分に熱硬化性のパテを塗布する工程と、該パテが塗布された入れ子予備成形体を該嵌合部に嵌合して型合せする工程と、該型合せされた入れ子予備成形体を加熱処理して該パテを硬化させ該入れ子予備成形体と一体化させて該入れ子を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の金型の製造方法では、まず、前記可動型本体に、前記入れ子が嵌合される嵌合部を形成する。ここで、本発明者の検討によれば、前記嵌合部に前記入れ子を嵌合した状態で前記キャビティに溶融樹脂を射出する際に、該入れ子が押圧されて、前記可動型本体と該入れ子との境界に段差が生じるのは、該嵌合部と該入れ子との間に間隙が存するためと考えられる。

そこで、本発明の製造方法では、予め前記嵌合部に接する部分が該嵌合部の設計値よりも小さな外形を備える入れ子予備成形体を形成し、該入れ子予備成形体の該嵌合部に接する部分に前記パテを塗布した後、該パテが塗布された入れ子予備成形体を該嵌合部分に嵌合して型合せする。そして、前記型合せされた入れ子予備成形体を加熱処理して前記パテを硬化させることにより、硬化したパテと該入れ子予備成形体とを一体化させ、前記入れ子を形成する。

この結果、形成された前記入れ子は、前記嵌合部に嵌合したときに、該嵌合部との間に間隙を存することなく精密に密着されるので、前記キャビティに溶融樹脂を射出する際に、該入れ子が押圧されても前記可動型本体と該入れ子との境界に段差が生じることを確実に防止することができる。従って、本発明によれば、前記樹脂成形体に段差、バリ、コアライン等を生じさせることのない入れ子を、熟練した作業者の手作業に頼ることなく容易に製造することができる。

本発明の金型の製造方法において、前記パテは、熱硬化性変性エポキシ樹脂からなることが好ましい。前記変性熱硬化性エポキシ樹脂は、加熱処理により硬化し、優れた耐熱性を得ることができると共に、前記入れ子予備成形体に強固に密着して一体化することができる。また、前記変性熱硬化性エポキシ樹脂は、加熱処理により硬化したときに、優れた硬度が得られ、前記キャビティに溶融樹脂を射出する際にも変形することがない。

また、本発明の金型の製造方法では、前記パテが塗布された入れ子予備成形体を前記嵌合部に嵌合して型合せする際に、予め該嵌合部に樹脂フィルムを貼付することが好ましい。前記嵌合部に樹脂フィルムを貼付しておくことにより、前記パテが前記可動型本体に付着することを防止することができる。

また、本発明の金型の製造方法では、前記入れ子予備成形体にダミーロッドを設け、前記パテが塗布された入れ子予備成形体を前記嵌合部に嵌合して型合せする際に、該ダミーロッドにより該入れ子予備成形体と該嵌合部との位置決めを行うことが好ましい。前記のようにして位置合わせを行うことにより、前記嵌合部にさらに精密に密着する前記入れ子を製造することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の射出成形用金型の一構成例を示す説明的断面図であり、図２乃至図４は本実施形態の射出成形用金型の製造方法を示す説明的断面図である。

図１に示すように、本実施形態の射出成形用金型１は、固定型（図示せず）と、該固定型との間に、アンダーカット部を備える樹脂成形体の外形に沿う形状のキャビティ（図示せず）を形成する可動型２とからなる。前記アンダーカット部を備える樹脂成形体としては、例えば、自動車のバンパー等を挙げることができる。

可動型２は、可動型本体３と、可動型本体３に形成された嵌合部４に嵌合される入れ子５とからなる。可動型本体３は、嵌合部４の一部に、樹脂成形体（図示せず）を脱型させる方向に、入れ子５を摺動自在とする傾斜面６を備えている。また、可動型本体３は、ロッド（図示せず）を介してりエジェクションプレート（図示せず）に連結されており、該エジェクションプレートにより前記樹脂成形体を脱型させる方向に進退自在とされている。

一方、入れ子５は、ロッド７を介して、前記エジェクションプレートにスライド自在に連結されており、可動型本体３に対し、傾斜面６に沿って摺動自在とされている。

可動型２は、可動型本体３のキャビティ形成面３ａと、入れ子５のキャビティ形成面５ａとにより、前記固定型との間に前記キャビティを形成するようになっており、キャビティ形成面３ａ，５ａは互いに連接して、段差のない面を形成している。また、入れ子５のキャビティ形成面５ａは、前記キャビティの前記アンダーカット部に対応する部分を形成するようになっている。

次に、可動型２の製造方法について説明する。

まず、図２に示すように、可動型本体３に傾斜面６を備える嵌合部４を形成する。次いで、可動型本体３を貫通して嵌合部４に連通するロッド孔８を形成する。ロッド孔８は、入れ子５に取着されるロッド７が挿通される貫通孔である。

次に、嵌合部４の底部に入れ子５の位置決めロッド穴９を穿設する。位置決めロッド穴９は、可動型本体３を貫通しないように形成される。

次に、入れ子予備成形体１０を形成する。入れ子予備成形体１０は、図３に示すように、キャビティ形成面５ａとなる面１０ａに支持体１１を備えると共に、底面１０ｂを除く他の面は嵌合部４の設計値より小さな外形、例えば該設計値より２ｍｍ小さな外形を備えている。また、底面１０ｂには、位置決めロッド穴９に嵌合されて、位置決めを行うダミーロッド１２が取着されている。

次に、入れ子予備成形体１０を嵌合部４に仮嵌合する。このとき、ダミーロッド１２を位置決めロッド穴９に嵌合することにより、可動型本体３に対する入れ子予備成形体１０の位置決めを確実に行う。また、前記仮嵌合の結果に応じて、入れ子予備成形体１０の底面１０ｂが嵌合部４の底面４に確実に一致するように、底面１０ａを加工する。

底面１０ａを加工して、嵌合部４の底面４に確実に一致するようにしたならば、次に、入れ子予備成形体１０の面１０ａ，ｂを除く各面に、熱硬化性のパテを塗布する。前記パテの塗布は、塗布後の入れ子予備成形体１０の外形が嵌合部４より僅かに大きくなるように行う。

そして、図４に示すように、前記パテ（図示せず）が塗布された入れ子予備成形体１０を嵌合部４に嵌合する。このとき、入れ子予備成形体１０は、ダミーロッド１２を位置決めロッド穴９に嵌合し、さらに底面１０ｂが嵌合部４の底面４ａに確実に一致するようにされているので、可動型本体３に対して確実に位置決めされる。一方、入れ子予備成形体１０の面１０ａ，ｂを除く各面は、嵌合部４の設計値より小さく形成されており、斜面６等の嵌合部４の底面４ａ以外の面との間には間隙が存するが、該各面には前記パテが塗布されている。従って、前記間隙は前記パテが充填された形となり、入れ子予備成形体１０の面１０ａ，ｂを除く各面は、該パテを介して、嵌合部４の底面４ａ以外の面に確実に密着する。

次に、前述のように入れ子予備成形体１０を嵌合部４に嵌合したまま、例えば常温で２４時間保持することにより、前記パテを硬化させ、型合せをおこなう。そして、前記パテが硬化したならば、入れ子予備成形体１０を嵌合部４から脱型し、ダミーロッド１２を取り外した後、加熱炉に収容して加熱処理を行う。前記加熱処理は、例えば、１１０℃の温度で３時間行う。この結果、前記パテが硬化すると共に、入れ子予備成形体１０と一体化される。

尚、嵌合部４の表面には、予め樹脂フィルムを貼付しておくことにより、前記パテの硬化後に入れ子予備成形体１０を嵌合部４から脱型する際に、該パテが嵌合部４に付着することを防止することができる。また、前記パテは、熱硬化性変性エポキシ樹脂からなることが好ましく、前記加熱処理により硬化したときに、優れた耐熱性及び硬度を得ることができると共に、入れ子予備成形体１０に強固に密着して一体化することができる。

次に、入れ子予備成形体１０から支持体１１を取り外すと共に、ロッド７を取着し、面１０を例えばマニシングセンタにより加工してキャビティ形成面５ａとすることにより、図１に示す入れ子５を形成する。

入れ子５は、前述のように、底面１０ｂが嵌合部４の底面４ａに確実に一致するようにされているのみならず、底面１０ｂ及びキャビティ形成面５ａを除く各面は硬化した前記パテを介して、嵌合部４に密着するようにされている。従って、入れ子５を用いることにより、前記キャビティに溶融樹脂を射出したときに、入れ子５が「息つき」することなく、段差、バリ、コアライン等の無い樹脂成形体を得ることができる。

上述のように、本実施形態の製造方法によれば、前述の性能を備える入れ子５を、熟練した作業者の手作業に頼ることなく容易に製造することができる。

本発明の製造法により得られる射出成形用金型の一構成例を示す説明的断面図。本発明の射出成形用金型の製造方法を示す説明的断面図。本発明の射出成形用金型の製造方法を示す説明的断面図。本発明の射出成形用金型の製造方法を示す説明的断面図。従来の射出成形用金型の構成例を示す説明的断面図。段差、バリ、ライン等の発生要因を示す説明的断面図。

符号の説明

１…金型、２…可動型、３…可動型本体、４…嵌合部、５…入れ子、１０…入れ子予備成形体、１２…ダミーロッド。

Claims

アンダーカット部を備える樹脂成形体の外形に沿う形状のキャビティを形成する固定型と可動型とを備え、該可動型は可動型本体と該可動型本体に嵌合され該アンダーカット部に対応する部分を該キャビティに形成する入れ子とを備える射出成形用金型の製造方法において、
該可動型本体に該入れ子が嵌合される嵌合部を形成する工程と、
該嵌合部に接する部分が該嵌合部の設計値よりも小さな外形を備える入れ子予備成形体を形成する工程と、
該入れ子予備成形体の該嵌合部に接する部分に熱硬化性のパテを塗布する工程と、
該パテが塗布された入れ子予備成形体を該嵌合部に嵌合して型合せする工程と、
該型合せされた入れ子予備成形体を加熱処理して該パテを硬化させ該入れ子予備成形体と一体化させて該入れ子を形成する工程と、
を備えることを特徴とする射出成形用金型の製造方法。
前記パテは、熱硬化性変性エポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型の製造方法。
前記パテが塗布された入れ子予備成形体を前記嵌合部に嵌合して型合せする際に、予め該嵌合部に樹脂フィルムを貼付することを特徴とする請求項１または請求項２記載の射出成形用金型の製造方法。
前記入れ子予備成形体にダミーロッドを設け、前記パテが塗布された入れ子予備成形体を前記嵌合部に嵌合して型合せする際に、該ダミーロッドにより該入れ子予備成形体と該嵌合部との位置決めを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の射出成形用金型の製造方法。