JP5532311B2 - 金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、湾曲した吸気ポートと燃料噴射孔とを備えたインテークマニホールドの外形を成形する主金型と、吸気ポートの湾曲状内面を成形する成形位置と、成形済みの湾曲状内面から分離された分離位置との間で揺動可能に支持された中子部材と、中子部材を成形位置と分離位置との間で変位駆動させる駆動機構とを備えた金型装置に関する。

この種の金型装置に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１では、湾曲した吸気ポートを形成するための中子部材が、主金型に進入した成形位置と、成形済みの湾曲状内面から分離された分離位置との間で揺動自在に支持され、且つ、中子部材を成形位置と分離位置との間で変位駆動させる駆動機構を備えている。したがって、中子部材を成形位置に保持した状態で、樹脂を主金型と中子部材の間に射出し、樹脂の硬化後に駆動機構によって中子部材を分離位置に移動させることで、樹脂製のインテークマニホールドを合理的に成形できる。

特開２００２−１８９０４号公報（００１９段落、図３）

しかし、燃料インジェクタを取り付けるための燃料噴射孔が吸気ポートに隣接配置された多機能型インテークマニホールドの樹脂成形では、湾曲した吸気ポート部位のみ備えたインテークマニホールドと、燃料噴射孔と隣接した直線状の吸気ポート部位とを別々の金型で樹脂成形し、得られた両部位を溶着などで接合する次工程が必要とされていた。

すなわち、燃料噴射孔を成形するための一般的に直線状の中子を成形位置と分離位置との間で変位可能に設けようとしても、燃料噴射孔用の中子を設置すべき位置は吸気ポート用の揺動操作される湾曲状中子部材と必然的に干渉するため、吸気ポートと燃料噴射孔とを備えたインテークマニホールドを一度に樹脂成形することは困難と考えられていた。

本発明の目的は、上に例示した従来技術の状況に鑑み、吸気ポートと燃料噴射孔とを備えたインテークマニホールドを一つの工程で樹脂成形可能な金型装置を提供することにある。

本発明による金型装置の第１の特徴構成は、
湾曲した吸気ポートと燃料噴射孔とを各別に備えたインテークマニホールドの外形を成形する主金型と、
前記吸気ポートの湾曲状内面を成形する成形位置と、成形済みの前記湾曲状内面から分離された分離位置との間を円弧状の移動軌跡で揺動可能に支持された第１中子部材と、
前記燃料噴射孔の直線状内面を成形する成形位置と、成形済みの前記直線状内面から分離された分離位置との間を直線状の移動軌跡で移動可能に支持された第２中子部材と、
前記第１中子部材と前記第２中子部材との各々を前記成形位置と前記分離位置との間で変位駆動させる駆動機構とを備え、
前記円弧状の移動軌跡と前記直線状の移動軌跡とがそれらの途中箇所において互いに突き抜ける状態に交差しており、
前記第１中子部材と前記第２中子部材との一方に、前記第１中子部材と前記第２中子部材との他方を移動可能に貫通させた孔部を設けてある点にある。

本発明の第１の特徴構成による金型装置では、吸気ポート用の第１中子部材と燃料噴射孔用の第２中子部材との一方に、第１中子部材と第２中子部材との他方を移動可能に貫通させた孔部が設けることで、第１中子部材を成形位置と分離位置との間で変位させる機構と、第２中子部材を成形位置と分離位置との間で変位させる機構とを一つの金型において両立させることが可能になった。その結果、燃料噴射孔を備えた部位を別の金型で成形し、成形後に２部品を溶着するという煩雑な工程が不要になり、製造コストの削減にも貢献できる金型装置が得られた。また、樹脂製のインテークマニホールドの形状を設計する際に、吸気ポートと燃料噴射孔との位置関係に対して樹脂成形用金型からの制約条件が少なくなり、自由な形状設計が可能になった。

本発明による金型装置の他の特徴構成は、前記駆動機構が、前記第１中子部材を前記成形位置から前記分離位置に揺動させる操作と、前記第２中子部材を前記成形位置から前記分離位置に直線状に移動させる操作とを同時に行うように構成してある点にある。

本構成であれば、第１中子部材を成形位置から分離位置に揺動させる駆動機構と、第２中子部材を成形位置から分離位置に直線状に移動させる駆動機構とを別々に設ける必要がないため、金型装置の構造をより簡素化でき、また、金型装置の全体をよりコンパクト化できた。また、第１中子部材を成形位置から分離位置に揺動させる操作と、第２中子部材を成形位置から分離位置に直線状に移動させる操作とが同時に実施されるので、サイクルタイムの短縮化も実現できるようになった。

本発明による金型装置の他の特徴構成は、前記第１中子部材に、前記第２中子部材を移動可能に貫通させた孔部を設けてある点にある。

インテークマニホールドを樹脂成形するための金型装置を示す斜視図である。 図１の金型装置（成形位置）を示す一部破断側面図である。 図１の金型装置（成形位置）の縦断面を基準にした一部破断側面図である。 図１の金型装置（分離位置）を示す一部破断側面図である。 図１の金型装置（分離位置）の縦断面を基準にした一部破断側面図である。 図１の金型装置の作用を示す略図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明による、インテークマニホールドを樹脂成形するための金型装置の要部を
示す概略斜視図である。
図に示すインテークマニホールド５０はＶ型６気筒エンジンに適用されるものを想定しており、合計で６個の吸気ポート５０ｐを備え、燃料インジェクタを取り付けるための燃料噴射孔５０ｆが各吸気ポート５０ｐに隣接配置されている。
金型装置の軸心Ｘに沿って前後左右に合計で６組の吸気ポート５０ｐと燃料噴射孔５０ｆが並んでいるが、図1では便宜的に金型装置のうちの軸心Ｘに関して右側の３組に対応
する部分のみが示されている。

図２〜図５は金型装置のほぼ全体を示している。図２に示すように、金型装置は、インテークマニホールド５０の外形を成形する主金型Ｍと、吸気ポート５０ｐの湾曲状内面を成形するための第１中子部材１と、燃料噴射孔５０ｆの直線状内面を成形するための第２中子部材２と、第１中子部材１および第２中子部材２を成形位置と、成形済みの樹脂内面から分離された分離位置との間で同時に変位駆動させる駆動機構２０とを備える。

図２および図３は、樹脂の射出成形を行うための成形位置を示し、図４および図５は、樹脂の固化したインテークマニホールドの樹脂成形体から第１中子部材１と第２中子部材
２とを脱型するための分離位置を示す。尚、エンジンのシリンダに近い吸気ポート５０ｐの直線状部位を成形するための中子部材については後述する。

第１中子部材１は、吸気ポート５０ｐの概して円弧状に湾曲した部位を成形するため、樹脂成形体から脱型するためには揺動を介した変位が必要となる。他方、燃料噴射孔５０ｆは直線状を呈するため、第２中子部材２は直線状の変位で脱型可能である。

駆動機構２０は、主金型Ｍに対して所定位置に配置された固定ホルダＨ１と、固定ホルダＨ１の下方で上下移動自在に支持された可動ホルダＨ２と、可動ホルダＨ２を上下に駆動させる油圧シリンダなどの駆動源Ｋとを有する。
第１中子部材１は、湾曲状内面を支持する湾曲状の中子部１ａと、中子部１ａを支持している中子操作部１ｂとを有する。図３に示すように、中子操作部１ｂの一部には、直線状のリンク部材８の上端が枢支され、図２に示すように、リンク部材８の下端は可動ホルダＨ２に枢支されている。

図１および図２に示すように、中子操作部１ｂの側面には、互いに離間して配置された２つの断面円形の突起１ｐが設けられている。固定ホルダＨ１には、これら２つの突起１ｐが同時に係入される円弧状の案内溝６が設けられているため、第１中子部材１の移動軌跡は、２つの突起１ｐと案内溝６とからなる案内機構によってほぼ円弧状に規制される。吸気ポート５０ｐの湾曲状内面を描く円弧Ｒ１の中心Ｃ１と案内溝６を描く円弧Ｒ２の中心Ｃ２とはほぼ一致するように構成されている。

そこで、可動ホルダＨ２を駆動源Ｋによって、図２と図３に示す上方の第１位置から図４と図５に示す下方の第２位置に変位駆動させると、第１中子部材１はリンク部材８からの引っ張り力によって下方に引き下げられるが、２つの突起１ｐと案内溝６とからなる案内機構の規制に基づいて、第１中子部材１は揺動によって成形位置から分離位置に切り換えられる。
尚、図３に示すように、第１中子部材１とリンク部材８とを連結している枢支点は、中子操作部１ｂのうちで、吸気ポート５０ｐの湾曲状内面や案内溝６を描く円弧の中心よりも大きく径方向外側に偏った位置に配置されている。

他方、第２中子部材２は、固定ホルダＨ１に設けられた案内部５によって、成形位置と分離位置との間で直線状に変位自在に支持されている。第２中子部材２の下端付近には断面矩形状の被案内片２ｒが支持されており、この被案内片２ｒは可動ホルダＨ２に設けられた上下一対のガイドレール１０ａ，１０ｂの間に水平に摺動自在に係止されている。

そこで、可動ホルダＨ２を駆動源Ｋによって、図２と図３に示す上方の第１位置から図４と図５に示す下方の第２位置に変位駆動させると、第２中子部材２は、固定ホルダＨ１に形成された案内部５によって案内されながら、ガイドレール１０ａ，１０ｂからの引っ張り力によって下方に引き下げられるため、ほぼ直線状に分離位置に切り換え操作される。

ところで、図２からも明らかなように、第１中子部材１の概して円弧状の移動軌跡と、第２中子部材２の直線状の移動軌跡とは、Ｘ軸心方向視で完全に重なり合っているため、従来は、第１中子部材１と第２中子部材２とを、同時に成形位置と分離位置との間で変位させるのは、両部材が各移動軌跡上で干渉し合うため不可能と考えられた。

本発明では上記の問題を解決するために、図１、図３および図５に示すように、揺動操作される第１中子部材１の中子操作部１ｂに、第２中子部材２を貫通させるための孔部１Ｇを設けている。

図６は、このような第１中子部材１と第２中子部材２との位置関係と孔部１Ｇがもたらす作用を説明する略図である。
図６（ａ）は、樹脂成形を完了した直後の状態を示しており、吸気ポート５０ｐの湾曲状内面を成形するための第１中子部材１と、燃料噴射孔５０ｆを成形するための第２中子部材２と、吸気ポート５０ｐの直線状内面を成形するための第３中子３とが成形位置にセットされている。

図６（ｂ）は、第３中子３を成形済みの吸気ポート５０ｐの直線状内面から分離した分離位置に移動した状態を示している。第３中子３は駆動機構２０とは異なる駆動機構（不図示）によって直線状に移動操作される。
図６（ｃ）は、可動ホルダＨ２の変位駆動によって、吸気ポート５０ｐの湾曲状内面を成形するための第１中子部材１と、燃料噴射孔５０ｆを成形するための第２中子部材２とを同時に分離位置に移動した状態を示している。

図６に示すように、第１中子部材１は、孔部１Ｇに第２中子部材２を貫通させたままで、成形位置と分離位置との間での揺動変位される必要がある。したがって、燃料噴射孔５０付近などから見た孔部１Ｇは、第１中子部材１が成形位置にある時に第２中子部材２の貫通を許す第１仮想貫通孔と、第１中子部材１が分離位置にある時に第２中子部材２の貫通を許す第２仮想貫通孔とを直線状に連結した空間からなり、その断面は長円形を呈している。

〔別実施形態〕
上記の実施形態とは逆に、吸気ポート５０ｐの湾曲状内面を成形するための第１中子部材を移動可能に貫通させた孔部を、燃料噴射孔５０ｆを成形するための第２中子部材２の方に設けてある構成でもよい。

湾曲した吸気ポートと燃料噴射孔とを備えたインテークマニホールドを一つの工程で樹脂成形可能な金型装置を提供する技術として利用できる。

１Ｇ 孔部
１ 第１中子部材
１ａ 中子部
１ｂ 中子操作部
２ 第２中子部材
２０ 駆動機構
５０ インテークマニホールド
５０ｐ 吸気ポート
５０ｆ 燃料噴射孔
Ｍ 主金型
Ｋ 駆動源

Claims (3)

1. 湾曲した吸気ポートと燃料噴射孔とを各別に備えたインテークマニホールドの外形を成形する主金型と、
   前記吸気ポートの湾曲状内面を成形する成形位置と、成形済みの前記湾曲状内面から分離された分離位置との間を円弧状の移動軌跡で揺動可能に支持された第１中子部材と、
   前記燃料噴射孔の直線状内面を成形する成形位置と、成形済みの前記直線状内面から分離された分離位置との間を直線状の移動軌跡で移動可能に支持された第２中子部材と、
   前記第１中子部材と前記第２中子部材との各々を前記成形位置と前記分離位置との間で変位駆動させる駆動機構とを備え、
   前記円弧状の移動軌跡と前記直線状の移動軌跡とがそれらの途中箇所において互いに突き抜ける状態に交差しており、
   前記第１中子部材と前記第２中子部材との一方に、前記第１中子部材と前記第２中子部材との他方を移動可能に貫通させた孔部を設けてある金型装置。
2. 前記駆動機構が、前記第１中子部材を前記成形位置から前記分離位置に揺動させる操作と、前記第２中子部材を前記成形位置から前記分離位置に直線状に移動させる操作とを同時に行うように構成してある請求項１に記載の金型装置。
3. 前記第１中子部材に、前記第２中子部材を移動可能に貫通させた孔部を設けてある請求項１又は２に記載の金型装置。

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