JP7002364B2

JP7002364B2 - 曲げ成形型

Info

Publication number: JP7002364B2
Application number: JP2018036102A
Authority: JP
Inventors: 光平蘭; 和彦中里
Original assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Current assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2038-03-01
Also published as: TW201936283A; EP3702128B1; EP3702128A1; US20200346266A1; CN111511529A; WO2019167320A1; KR102456969B1; TWI763949B; EP3702128A4; HUE062985T2; MX2020005061A; JP2019150978A; CN111511529B; KR20200123099A; US11465190B2

Description

この発明は、ＸＹＺの三次元方向に曲げられた棒状体を成形する際に用いる曲げ成形型に関するものである。
なお、本明細書において「棒状体」とは、中実及び中空の両者の棒状の物品を広く意味する。

例えば、自動車部品のホースなどのように三次元に屈曲形状をした棒状の樹脂管は、曲げ成形型を用いて成形されている。この曲げ成形型を用いた成形技術としては、例えば特許文献１、２に開示された技術が存在する。

特許文献１に開示された技術は、次のものである。
ダイス５下に降下するパリソンＰを一方の開閉割型１ａのＰＬ面２をスライドする立壁４にて該開閉割型１ａの型３の前後方向の曲折形状に押し曲げ合わせ、該立壁４の前面を横移動するコア４ａにて該パリソンＰの左右方向を該開閉割型１ａの型３の左右方向の曲折形状に押し曲げ合わせて入れ、然る後開閉割型１ａ，１ｂを型閉じして中空成形することを特徴とする三次元曲折形製品の中空成形方法（特許文献１の請求項１）。
開閉割型１ａ，１ｂを有し、ダイス５より降下するパリソンＰを一方の開閉割型１ａの型３の前後方向の曲折形状にスライドして押し曲げ合わせする立壁４を該開閉割型１ａのＰＬ面２に設け、該立壁４の前面に押し曲げパリソンを前記型３内に押し入れするコア４ａを設けたことを特徴とする三次元曲折製品の中空成形装置（特許文献１の請求項４）。

特許文献２に開示された技術は、次のものである。
屈曲形状をした筒状の中空成形品をブロー成形する際に用いるブロー成形金型であって、前記中空成形品を成形するためのキャビティを上下に分割したうちの下側に当たる下側キャビティを有する下金型と、該下側キャビティの前記下金型上面におけるエッジの軌跡に倣った形状に少なくとも前記中空成形品の屈曲部の形成範囲に亘って形成され、前記下側キャビティを挟んで前記下金型の上面において対向する一対のキャビティフェンスと、該一対のキャビティフェンスのそれぞれを、前記下金型と対となる上金型の型締め時には、前記エッジの外側で該型締めを阻害しない待機位置に退避させ、パリソンの押し出し時には、該待機位置から該エッジの軌跡に少なくとも一致するまで移動するフェンス進退手段とを備えることを特徴とするブロー成形金型（特許文献２の請求項１）。

特許第３４８４４２１号公報実用新案登録第２５５０３０７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術にあっては、開閉割型１ａ，１ｂ、一方の開閉割型１ａの型３の前後方向の曲折形状にスライドしてバリソンを押し曲げ合わせする立壁４、前記立壁４の前面にパリソンを前記型３内に押し入れするコア４ａを設けた構成のものであり、その構成が複雑なものであると共に、制御操作が困難なものであった。また、開閉割型１ａ，１ｂを型閉じしてバリソンを成形する際には、上記立壁４及びコア４ａを開閉割型１ａ，１ｂの型閉じの支障とならない位置に後退させなければならず、その分成形サイクルが長いものとなり、また立壁４及びコア４ａを後退させる際に押圧していたバリソンの位置が変わり、開閉割型１ａ，１ｂを型閉じした際にバリソンを挟み込んでバリが生じるおそれが高いものであった。

一方、特許文献２に開示された技術にあっては、上記特許文献１に設けられたパリソンを型３内に押し入れるコア４ａは存在しないため、その分構成は単純なものとはなっているが、下側キャビティ２２へのバリソンの押し込みは、押出機５０のノズルからバリソンＰを押し出す際の押圧力を利用しており、バリソンの押出速度の調節や下金型の移動制御を行なって初めてパリソンを下側キャビティ２２の屈曲に沿って確実に装填できるものであった。また、特許文献２に開示された技術にあっても、上・下金型の型締め時にあっては、一対のキャビティフェンス２４，２６を型締めを阻害しない待機位置に退避させなければならず、上記特許文献１の技術と同様にその分成形サイクルが長いものとなると共に、キャビティフェンス２４，２６を退避させる際にバリソンの位置が変わってバリが生じるおそれが高いものであった。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、構成が単純であり、しかも素早く確実に棒状体をＸＹＺの三次元方向に曲げ加工できる曲げ成形型を提供することにある。

上記した目的を達成するため、本発明は、次の〔１〕～〔２〕に記載の曲げ成形型とした。
〔１〕ＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体を成形する際に用いる曲げ成形型であって、Ｚ方向に型締めされる一対の成形型からなり、該一対の成形型はそれぞれ、棒状体成形凹部と、該棒状体成形凹部に棒状体を導く棒状体ガイド部とを有し、前記棒状体成形凹部は、前記一対の成形型が型締めされた際にその間にＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体を成形する長尺な円柱状キャビティを画成する断面半円形形状にそれぞれ形成されており、前記棒状体ガイド部は、前記断面半円形形状の棒状体成形凹部の両側からそれぞれ外方に向けて広がるＶ字状に形成され、且つ、上記一対の成形型が型締めされる際にガイド部同士が干渉しない櫛歯形状に形成されていることを特徴とする、曲げ成形型。
〔２〕上記一対の成形型は、その長尺方向であるＹ方向に分割して形成されており、型締め後において前記分割部において折曲できることを特徴とする、上記〔１〕に記載の曲げ成形型。

上述した本発明に係る曲げ成形型によれば、Ｚ方向に型締めされる一対の成形型からなるものであるため、その構成が単純であると共に、操作制御も容易なものとなる。また、前記一対の成形型は、その型締めされた際にＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体を成形する長尺な円柱状キャビティをその間に画成する断面半円形形状の棒状体成形凹部をそれぞれ有し、かつ、前記断面半円形形状の棒状体成形凹部の両側からそれぞれ外方に向けて広がるＶ字状に形成された棒状体ガイド部をそれぞれ有するものであるため、素早く確実に棒状体をＸＹＺの三次元方向に曲げ加工できるものとなる。

本発明に係る曲げ成形型の一実施形態を示した概念的な斜視図である。図１に示した曲げ成形型の概念的な横断面図である。図１に示した曲げ成形型の下型の概念的な平面図である。図１に示した曲げ成形型の型締め途中を示した概念的な横断面図である。図１に示した曲げ成形型の型締め状態を示した概念的な斜視図である。図１に示した曲げ成形型の型締め状態を示した概念的な横断面図である。本発明に係る曲げ成形型の他の実施形態を示した概念的な斜視図であって、（ａ）は棒状体のセット工程を示した図、（ｂ）は型締め後の折曲工程を示した図、（ｃ）は折曲工程後の状態を示した図である。

以下、本発明に係る曲げ成形型の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る曲げ成形型の一実施形態を示した斜視図であり、該曲げ成形型１は、ＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体Ｐを成形する際に用いる曲げ成形型であって、Ｚ方向に型締めされる一対の成形型１０，２０、即ち、上型１０と下型２０とからなる。
なお、本明細書においては図１に示されているように、一対の成形型１０，２０の型締め方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直であって成形型１の長手方向をＹ方向、そしてＺ方向とＹ方向に垂直な方向をＸ方向としている。また、上記「棒状体Ｐ」としては、中実の鋼棒、ステンレス棒、樹脂棒など、また中空の鋼管、ステンレス管、樹脂管などが挙げられる。

上記上型及び下型からなる一対の成形型１０，２０は、図示しないアクチュエータによってＺ方向に型締めされる。一対の成形型１０，２０のそれぞれには、棒状体成形凹部１１，２１と、該棒状体成形凹部に棒状体Ｐを導く棒状体ガイド部１２，２２とが形成されている。

上記一対の成形型１０，２０のそれぞれに設けられた棒状体成形凹部１１，２１は、型締めされた際にその間にＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体Ｐを成形する長尺な円柱状キャビティを画成する断面半円形形状に形成されている。即ち、棒状体成形凹部１１，２１は、棒状体Ｐの製品形状にＸＹＺ方向が湾曲して形成されていると共に、その断面が棒状体Ｐの外径に略等しい内径の半円形凹部に形成されている。

棒状体Ｐを導く棒状体ガイド部１２，２２は、上記断面半円形形状の棒状体成形凹部１１，２１の両側からそれぞれ外方に向けて広がるＶ字状に形成されている。即ち、図２等に示したように、上型１０の棒状体成形凹部１１の両側に設けられた棒状体ガイド部１２ａ，１２ｂは、その間が下方ほど広くなる逆Ｖ字状に形成され、下型２０の棒状体成形凹部２１の両側に設けられた棒状体ガイド部２２ａ，２２ｂは、その間が上方ほど広くなるＶ字状に形成されている。
なお、本明細書において「Ｖ字状」とは、厳密な意味でのＶ字状のみを意味するものではなく、Ｖ字状が変形されているものも含む概念であり、例えば、左右非対称のＶ字状、円弧部を含むＶ字状、Ｕ字状なども含まれるものである。

また、棒状体ガイド部１２，２２は、一対の成形型１０，２０が型締めされる際にガイド部同士が干渉しない櫛歯（クシバ）形状に形成されている。即ち、図１及び図５等に示したように、上型１０に設けられた棒状体ガイド部１２は下型２０に設けられた棒状体ガイド部２２の間隙に入り込む状態で型締めがなされるよう、棒状体ガイド部１２，２２はその間隙がずれた櫛歯形状にそれぞれが形成されている。

上記したように構成された本発明に係る曲げ成形型１は、次のように操作されて棒状体ＰをＸＹＺの三次元方向に曲げ加工する。

まず、図１～図３に示したように、上型１０及び下型２０からなる本発明に係る曲げ成形型１内に、加工する棒状体Ｐをセットする。この際、棒状体ガイド部１２，２２のそれぞれの間に棒状体Ｐが位置するようにセットする。この棒状体Ｐのセットは、棒状体ガイド部１２，２２のそれぞれがＶ字状に広がる開口の広いものであるために容易に行うことができ、また、棒状体Ｐを棒状体ガイド部１２，２２間に入るように予め湾曲させる必要がある場合においても、その湾曲はラフで精度を要求されないものとなる。

続いて、上型１０及び下型２０からなる本発明に係る曲げ成形型１を図示しないアクチュエータによってＺ方向に型締めする。この型締めに伴い、図４に示したように、セットされた棒状体Ｐは棒状体ガイド部１２，２２の斜面に沿って徐々に曲げられながら棒状体成形凹部１１，２１に向かって摺動することとなり、棒状体Ｐは型締め方向であるＺ方向以外の方向にも曲げ加工されながら棒状体成形凹部１１，２１に接近して嵌め込まれることとなる。

続いて、図５及び図６に示したように、上型１０及び下型２０からなる本発明に係る曲げ成形型１を完全に型締めし、上型１０及び下型２０にそれぞれ形成された棒状体成形凹部１１，２１によって棒状体Ｐを挟み込み、棒状体Ｐを最終の製品形状まで曲げ加工する。この際、棒状体Ｐはその全周が棒状体成形凹部１１，２１によって囲まれているために棒状体内部に圧力をかけることが可能となり、加工する棒状体Ｐが中空の樹脂管などであり、その成形時の座屈を防止する観点等から必要に応じて棒状体Ｐ内へ加圧気体などを導入する構成とすることもできる。

上記した本発明に係る曲げ成形型１によれば、棒状体ガイド部１２，２２がＶ字状に広がったものであるため、加工する棒状体Ｐのセットが容易なものとなる。また、セットされた棒状体Ｐは、一対の成形型１０，２０の型締めに伴って棒状体ガイド部１２，２２の斜面に沿って徐々に曲げられながら棒状体成形凹部１１，２１に向かって摺動することとなり、棒状体Ｐは型締め方向であるＺ方向以外の方向にも曲げ加工されながら棒状体成形凹部１１，２１に嵌め込まれることとなる。そして、曲げ成形型１を完全に型締めした際においては、一対の成形型１０，２０にそれぞれ形成された棒状体成形凹部１１，２１によって棒状体Ｐの全周が囲まれた状態となるため、棒状体Ｐの内部に圧力をかけることが可能となり、成形時の座屈等を防止することもできる。
上記のようなことから、本発明に係る曲げ成形型１は、構成が単純であり、しかも素早く確実に棒状体ＰをＸＹＺの三次元方向に曲げ加工できるものとなる。

本発明に係る曲げ成形型１は、次のように変形した実施形態としても良い。

図７は、一対の成形型１を、その長尺方向であるＹ方向に分割して形成し、型締め後において前記分割部において折曲できる構成としたものである。
即ち、この成形型１にあっては、上型１０及び下型２０のＹ方向をより長尺なものとすると共に、それぞれ２部材１０Ａ，１０Ｂ及び２０Ａ，２０Ｂをヒンジ３０により連結した構成としたものである。
なお、この図７において上記図１に示した実施形態と同一部材及び部分には同一符号を付した。

この図７の実施形態に係る曲げ成形型１にあっては、（ａ）図に示したように、棒状体Ｐのセット工程においては２部材１０Ａ，１０Ｂ及び２０Ａ，２０Ｂからなる上型１０及び下型２０を直線状となるように配置することにより棒状体Ｐのセットを容易に行い、（ｂ）図に示したように、上型１０及び下型２０の型締め後にヒンジ３０を回動中心として上型１０Ｂ，下型２０Ｂの部分を旋回させ、（ｃ）図に示した状態とすることにより、棒状体Ｐのより鋭角な、また複雑な曲げ加工が可能となる。

上記した本発明に係る曲げ成形型１は、設計図等に基づき、金属（例えばアルミニウム、ステンレス）または耐熱性を有する樹脂等を材料とし、三次元プリンティングの技法で作成することができる。金属及びその他の材料の三次元プリンティングの技法自体は公知であるので、それについての詳しい説明はここでは省略する。

以上、本発明に係る曲げ成形型の実施形態を説明したが、本発明は既述の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらなる種々態様で実施し得ることは勿論である。

本発明に係る曲げ成形型によれば、構成が単純であり、しかも素早く確実に棒状体をＸＹＺの三次元方向に曲げ加工できるので、特に家電製品、自動車の部品などとして使用される各種の樹脂製、金属製のパイプ、ホースの曲げ加工に広く利用することができるものとなる。

１曲げ成形型
１０，１０Ａ，１０Ｂ上型
２０，２０Ａ、２０Ｂ下型
１１，２１棒状体成形凹部
１２，１２ａ，１２ｂ，２２，２２ａ，２２ｂ棒状体ガイド部
３０ヒンジ
Ｐ棒状体

Claims

ＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体を成形する際に用いる曲げ成形型であって、Ｚ方向に型締めされる一対の成形型からなり、該一対の成形型はそれぞれ、棒状体成形凹部と、該棒状体成形凹部に棒状体を導く棒状体ガイド部とを有し、前記棒状体成形凹部は、前記一対の成形型が型締めされた際にその間にＸＹＺの三次元方向に曲げ加工された棒状体を成形する長尺な円柱状キャビティを画成する断面半円形形状にそれぞれ形成されており、前記棒状体ガイド部は、前記断面半円形形状の棒状体成形凹部の両側からそれぞれ外方に向けて広がるＶ字状に形成され、且つ、上記一対の成形型が型締めされる際にガイド部同士が干渉しない櫛歯形状に形成されていることを特徴とする、曲げ成形型。
上記一対の成形型は、その長尺方向であるＹ方向に分割して形成されており、型締め後において前記分割部において折曲できることを特徴とする、請求項１に記載の曲げ成形型。