WO2017018450A1 - 成形金型および成形方法 - Google Patents

Abstract

成形金型（１００）は、外周面に円環溝およびリブ（５）を具備するコネクタを成形するため、外周面および円環溝の１／２範囲を成形するための第１金型ブロック（１０）と、第１金型ブロック（１０）が成形する範囲を除く範囲のうちの一方側の範囲を成形するための第２金型ブロック（２０）と、第１金型ブロック（１０）が成形する範囲を除く範囲のうちの他方側の範囲を成形するための第３金型ブロック（３０）とを有する。互いに当接する第２金型ブロック（２０）の分割面（２８）と第３金型ブロック（３０）の分割面（３９）とは、外周面（２ａ）を成形するための第２金型ブロック（２０）の凹面（２２）および第３金型ブロック（３０）の凹面（３２）のかかる当接位置における法線方向に形成される。

Description

成形金型および成形方法

　本発明は成形金型および成形方法に関する。

　従来、外周面に環状溝（くびれ）を具備する筒体を成形するための成形金型は、筒体の外周面を成形するための凹面と、該凹面に形成された環状溝を成形するための環状凸面とを具備している。そのため、成形された筒体を成形金型の軸方向に押し出して取り出すことができない。そこで、成形金型は軸方向を含む面において複数の金型部品（以下「金型ブロック」と称す）に分割されている。そして、成形時は、分割面が押し当てられ、成形された筒体を取り出す時は、金型ブロックが軸方向とは垂直の方向（半径方向）に移動されて、分割面が離れるようにしている。
　そうすると、分割面が押し当てられた際に、一方の金型ブロックの分割面と他方の金型ブロックの分割面との間に段差がある場合、当該段差が成形され筒体に転写され、成形された筒体の外周面および環状溝に軸方向の段差（以下「パーティングライン」と称し、「ＰＬ」と略記する場合がある、）が生じることになる。

　特に、環状溝に環状のシール部材（オイルシール等）が取り付けられ、シール性保持が要求される筒体の場合には、ＰＬが高いと（段差が大きいと）、環状溝とシール部材との間に隙間が生じ、シール性が保持不可能になってしまう。
　そこで、環状溝にシール部材を取り付ける代りに、まず、環状溝を具備する筒体を一次成形しておき、次に、該環状溝を溝埋めすると共に、外周面よりも突出する環状シール部材を二次成形する発明が開示されている（特許文献１参照）。

日本国特開２０１４－１０９９６号公報（第５－６頁、図３）

　特許文献１に開示された発明（コネクタの成形方法）は、ＰＬの高さに関わらず、一次成形された環状溝と二次成形された環状シール部材とが密着する。そのため、環状溝にシール部材を取り付ける工数が削減され、かつ、シール性が保持されるものである。
　しかしながら、特許文献１に開示された発明は、２度に渡る成形を必要とする。そこで、そのための成形時間と成形金型とが必要であることから、簡素な成形によって、ＰＬの高さを低く抑えたいとする要請があった。

　本発明の目的は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡素な成形によって、成形体のＰＬの高さを低く抑えたいとする要請に応える成形金型および成形方法を提供することにある。

　本発明に係る上記目的は、下記構成の成形金型により達成される。
　（１）　外周面に環状溝を具備する成形体を成形するための３個以上の金型ブロックを有する成形金型であって、
　前記金型ブロックはそれぞれ、互いに当接する分割面と、前記外周面の一部を成形するための凹面と、前記環状溝の一部を成形するための突条とを具備し、
　前記金型ブロックのそれぞれにおいて、前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成されている成形金型。

　（２）　前記成形体は、前記環状溝を具備する円筒部を有し、
　前記円筒部の外周面の１／２範囲を成形するための凹面と前記環状溝の１／２範囲を成形するための突条とを具備する第１金型ブロックと、
　前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記円筒部の外周面の一方側の範囲を成形するための凹面と、前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記環状溝の一方側の範囲を成形するための突条とを具備する第２金型ブロックと、
　前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記円筒部の外周面の他方側の範囲を成形するための凹面と、前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記環状溝の他方側の範囲を成形するための突条とを具備する第３金型ブロックとを有し、
　前記第２金型ブロックにおいて、前記第３金型ブロックに当接する前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成され、
　前記第３金型ブロックにおいて、前記第２金型ブロックに当接する前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成されている上記（１）に記載の成形金型。

　さらに、本発明に係る上記目的は、下記構成の成形方法により達成される。
　（３）　外周面に環状溝を具備する成形体を成形金型によって成形する成形方法であって、
　前記成形金型は３個以上の金型ブロックを有し、前記金型ブロックのそれぞれは、互いに当接する分割面と、前記外周面の一部を成形するための凹面と、前記環状溝の一部を成形するための突条とを具備し、前記金型ブロックのそれぞれにおいて、前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成され、
　前記分割面を互いに当接して、前記成形体を成形する工程と、前記分割面を離隔して、成形された前記成形体を取り出す工程とを有する成形方法。

　本発明によれば、分割面が、分割面と凹面とが交差する位置における凹面の法線方向に形成される。すなわち、分割面が凹面の接線に垂直に形成されている（「垂直に型割りされている」に同じ）から、分割面の当接位置において金型ブロック同士の突条の食い違いが生じた場合、かかる食い違いは凹面の法線方向の段差になる。しかしながら、かかる段差は垂直方向の段差であることから、仕上げ工具が段差部に到達するため、金型製作において仕上げ加工を確実にすることができ、かかる段差を無くすことが可能になる。よって、成形体の環状溝におけるＰＬの高さを抑えることができ、かかる環状部にシール部材を取り付けた場合に、環状溝にシール部材は密着するから、シール性が保持される。このとき、１度の成形で済むため、特許文献１に開示された発明に比べて成形金型数が減少する。また、成形工程が簡素になるから、成形時間が短縮され、作業性（生産性）が向上する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る成形金型を説明するものであって、成形されるコネクタを示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る成形金型を説明するものであって、成形されるコネクタを示す正面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る成形金型を説明するものであって、成形時を示す正面視の断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る成形金型を説明するものであって、成形後を示す正面視の断面図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る成形金型の作用効果を説明するものであって、成形金型の仕上げ加工を示す正面図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係る成形金型の作用効果を説明するものであって、比較する成形金型の仕上げ加工を示す正面図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る成形方法を説明するものであって、成形された成形体を取り出す工程を示す正面図である。

　以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下、成形体として、自動車のエンジンルーム、トランスミッション、あるいは燃料タンク等の各種機器の内外を電気的に接続するためのコネクタを例に説明するが、本発明はコネクタに限定するものではない。また、成形体がコネクタであっても、描かれた形態に限定するものではなく、例えば、後記するリブを有しないものであってもよい。

　［実施の形態１］
　図１および図２は本発明の実施の形態１に係る成形金型を説明するものであって、図１は成形されるコネクタを示す側面図、図２は成形されるコネクタを示す正面図である。

　（コネクタ）
　図１および図２において、コネクタ１は、一方の端面２ｄの外周に面取り部２ｃが形成された円筒部２と、円筒部２の外周面２ａに形成された環状溝である円環溝３と、外周面２ａの全周に渡って形成されたフランジ４と、フランジ４に形成され所定の方向に突出したリブ５とを有している。さらに、円筒部２の内周面２ｂには、円筒部２の内部を中心軸１ａの方向で液密的に区分する隔壁６が形成され、隔壁６には、隔壁６を貫通する中継端子７がインサート成形されている。
　そして、円環溝３には、図示しないシール部材（以下「オイルシール」と称す）が取り付けられ、円筒部２は面取り部２ｃ側から自動車のエンジンルーム等に設けられた設置用の円筒（図示しない）に挿入され、該円筒の内周面にオイルシールが液密的に当接する。

　なお、外周面２ａ、円環溝３、フランジ４およびリブ５には、これらを成形する金型を構成する金型ブロックの当接面に対応した（外周面２ａには中心軸１ａに平行な）パーティングライン（以下「ＰＬ」と称す）９が視認される場合と視認されない場合とがある。
　なお、以下の説明の便宜上、円環溝３の底面（中心軸１ａに平行な面）を溝底面３ａとし、円環溝３の側面（中心軸１ａに垂直な面）を溝側面３ｂとし、端面２ｄと面取り部２ｃとの境界の半径を溝底面３ａの半径と同じにしているが、本発明はこれに限定するものではなく、面取り部２ｃの大きさや円環溝３の深さ（溝底面３ａの半径）は適宜選定されるものである。

　（成形金型）
　図３および図４は本発明の実施の形態１に係る成形金型を説明するものであって、図３は成形時を示す正面視の断面図、図４は成形後を示す正面視の断面図である。
　図３および図４において、成形金型１００は、それぞれ相対的にスライドする、第１金型ブロック１０、第２金型ブロック２０および第３金型ブロック３０を有している。このとき、例えば第２金型ブロック２０を固定してもよい。

　第１金型ブロック１０は、コネクタ１の円筒部２の外周面２ａの１／２範囲を成形するための断面円弧の凹面１２（破線にて示す）と、円環溝３の１／２範囲（図２における左側）を成形するための突条１３とを具備する。このとき、分割面１８、１９は、凹面１２（円弧）の中心を含む同一平面内に位置している。

　第２金型ブロック２０は、第１金型ブロック１０の分割面１８に対して垂直に相対移動可能で、前記１／２範囲を除く範囲における円筒部２の外周面２ａの一方側の範囲（図２における右下側）を成形するための凹面２２（破線にて示す）と、前記１／２範囲を除く範囲における円環溝３の一方側の範囲（図２における右下側）を成形するための突条２３と、リブ５の一方側の部分（図２における下側）を成形するための凹部（図示しない）とを具備する。

　第３金型ブロック３０は、第１金型ブロック１０の分割面１９に対して平行および垂直の２方向に相対移動可能で、前記１／２範囲を除く範囲における円筒部２の外周面２ａの他方側の範囲（図２における右上側）を成形するための凹面３２（破線にて示す）と、前記１／２範囲を除く範囲における前記円環溝３の他方側の範囲（図２における右上側）を成形するための突条３３と、リブ５の他方側の部分（図２における上側）を成形するための凹部（図示しない）とを具備する。

　また、第１金型ブロック１０、第２金型ブロック２０および第３金型ブロック３０のそれぞれは、フランジ４を成形するためのキャビティを形成する凹部（それぞれが受け持つ範囲の凹部、図示しない）を具備している。さらに、成形金型１００は、円筒部２の内周面２ｂや端面２ｄおよび隔壁６を形成すると共に、中継端子７をインサートするための第４金型ブロックおよび第５金型ブロック（図３において、紙面に垂直方向に相対移動する。図示しない）を有している。なお、これらは慣用技術であるため、説明の便宜上、説明を省略する。
　なお、図３および図４は、説明の便宜上、第１金型ブロック１０、第２金型ブロック２０および第３金型ブロック３０の一部を図示して、フランジ４およびリブ５との位置関係を明確にしている。

　そして、第２金型ブロック２０において、第３金型ブロック３０に当接する分割面２８は、分割面２８と凹面２２とが交差する位置における凹面２２の法線方向に形成されている。すなわち、正面視において、凹面２２は円弧であるから、分割面２８は該円弧の図示しない中心からの放射線の方向（径方向に同じ）に（すなわち、該円弧の接線に垂直に）、形成されている（垂直に型割りされている）。

　同様に、第３金型ブロック３０において、第２金型ブロック２０に当接する分割面３９は、分割面３９と凹面３２とが交差する位置における凹面３２の法線方向に形成されている。すなわち、正面視において、凹面３２は円弧であるから、分割面３９は該円弧の図示しない中心からの放射線の方向（径方向）に（すなわち、該円弧の接線に垂直に）、形成されている（垂直に型割りされている）。

　（作用効果）
　図５および図６は本発明の実施の形態１に係る成形金型の作用効果を説明するものであって、図５は成形金型の仕上げ加工を示す正面図、図６は比較する成形金型の仕上げ加工を示す正面図である。
　図５において、成形金型１００は、金型製造時における型合わせの際、凹面１２、凹面２２および凹面３２は連続して円形の孔を形成する（このとき、同様に、突条１３、突条２３および突条３３の頂点は連続して円形の孔を形成する、図３参照）。そして、第２金型ブロック２０の分割面２８と第３金型ブロック３０の分割面３９とが当接し、段差９０（凹面２２から突出する突条２３と凹面３２から突出する突条３３との当接面の食い違い）が生じた場合、突条２３および突条３３を円形の孔の内面から砥石等の仕上げ工具８０によって金型仕上げがされる。
　そうすると、成形金型１００は前記のように垂直に型割りされているため、段差９０が凹面２２および凹面３２に垂直になるから、金型仕上げ時に使用する仕上げ工具８０が届かずに仕上げできない箇所が発生する可能性がなくなる。

　図６において、比較として、仮に、成形金型１００が従来の成形金型のように垂直に型割りされていなかった場合（以下「成形金型９００」と称す）、第２金型ブロック２０の分割面２８と第３金型ブロック３０の分割面３９とが当接して生じた段差９０は、凹面２２および凹面３２に垂直にならないで、傾斜することになる。そうすると、成形金型９００は、金型仕上げ時に使用する仕上げ工具８０が届かずに仕上げできない箇所が発生する可能性がある。

　以上より、本実施の形態１に係る成形金型１００は垂直に型割りされているから、金型製造時における型合わせの際、段差９０が発生したとしても、段差９０を仕上げ工具８０によって金型仕上げをすることができるから、段差９０を消滅させることが可能になる。よって、成形金型１００によって成形されたコネクタ１は、ＰＬ９の高さが最小に抑えられ、シール部材を円環溝３に取り付けた場合に、シール部材は円環溝３に密着するから、シール性が保持される。このとき、１度の成形ですむため、成形時間が短縮され、また、特許文献１に開示された発明に比べて成形金型数が減少する。

　［実施の形態２］
　（成形方法）
　次に、本発明の実施の形態２に係る成形方法を説明する。
　図７は本発明の実施の形態２に係る成形方法を説明するものであって、成形された成形体を取り出す工程を示す正面図である。なお、実施の形態１と同じ部分については符号を同じにして説明を省略する。
　本成形方法は、コネクタ１を成形する工程と、成形されたコネクタ１を取り出す工程とを有する。

　すなわち、コネクタ１を成形する工程は、第１金型ブロック１０の分割面１８と第２金型ブロック２０の分割面２９とを当接し、第２金型ブロック２０の分割面２８と第３金型ブロック３０の分割面３９とを当接し、さらに第３金型ブロック３０の分割面３８と第１金型ブロック１０の分割面１９とを当接して、筒状のキャビティが形成された状態にして、コネクタ１を成形する（図３参照）。

　また、成形されたコネクタ１を取り出す工程は、分割面１８と分割面２９とを引き離し、分割面２８と分割面３９とを引き離し、さらに分割面３８と分割面１９とを引き離し（図４参照）、さらに、成形されたコネクタ１を移動可能な状態にして取り出す（図７参照）。なお、図７は、成形されたコネクタ１を中心軸１ａの方向に取り出す様子を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、中心軸１ａに対して垂直または傾斜した方向に取り出してもよい。

　そうすると、前記のように、成形金型１００は段差９０を消滅させることが可能であるから、本成形方法によって成形されたコネクタ１は、ＰＬ９の高さが最小に抑えられる。そして、シール部材（図示しない）を円環溝３に取り付けた場合、シール性が保持される。このとき、１度の成形ですむため、成形時間が短縮され作業性（生産性）が向上する。

　以上、発明を成形体としてコネクタを例にした実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、成形体はコネクタに限定されるものではなく、また、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

　ここで、上述した本発明に係る成形金型および成形方法の実施の形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［３］に簡潔に纏めて列記する。
　［１］　外周面（２ａ）に環状溝（円環溝３）を具備する成形体（コネクタ１）を成形するための３個以上の金型ブロック（１０、２０、３０）を有する成形金型であって、
　前記金型ブロックはそれぞれ、互いに当接する分割面（１８，１９、２８，２９、３８，３９）と、前記外周面の一部を成形するための凹面（１２、２２、３２）と、前記環状溝の一部を成形するための突条（１３、２３、３３）とを具備し、
　前記金型ブロックのそれぞれにおいて、前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成されている成形金型（１００）。
　［２］　前記成形体は、前記環状溝を具備する円筒部（２）を有し、
　前記円筒部の外周面の１／２範囲を成形するための凹面（１２）と前記環状溝の１／２範囲を成形するための突条（１３）とを具備する第１金型ブロック（１０）と、
　前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記円筒部の外周面の一方側の範囲を成形するための凹面（２２）と、前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記環状溝の一方側の範囲を成形するための突条（２３）とを具備する第２金型ブロック（２０）と、
　前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記円筒部の外周面の他方側の範囲を成形するための凹面（３２）と、前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記環状溝の他方側の範囲を成形するための突条（３３）とを具備する第３金型ブロック（３０）とを有し、
　前記第２金型ブロックにおいて、前記第３金型ブロックに当接する前記分割面（２８）は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面（２２）の法線方向に形成され、
　前記第３金型ブロックにおいて、前記第２金型ブロックに当接する前記分割面（３９）は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面（３２）の法線方向に形成されている上記［１］に記載の成形金型（１００）。
　［３］　外周面（２ａ）に環状溝（円環溝３）を具備する成形体（コネクタ１）を成形金型（１００）によって成形する成形方法であって、
　前記成形金型は３個以上の金型ブロック（１０、２０、３０）を有し、前記金型ブロックのそれぞれは、互いに当接する分割面（１８，１９、２８，２９、３８，３９）と、前記外周面の一部を成形するための凹面（１２、２２、３２）と、前記環状溝の一部を成形するための突条（１３、２３、３３）とを具備し、前記金型ブロックのそれぞれにおいて、前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成され、
　前記分割面を互いに当接して、前記成形体を成形する工程と、前記分割面を離隔して、成形された前記成形体を取り出す工程とを有する成形方法。

　なお、本出願は、２０１５年７月２７日出願の日本特許出願（特願２０１５－１４７３６７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　以上のように、本発明に係る成形金型は、分割面に段差が生じても、該段差を金型仕上げ時に無くすことが可能である。そのため、成形体のＰＬ高さを低く抑えることができるから、コネクタに限定されることなく各種成形体を成形するための分割金型として、広く利用することができる。

　１　：コネクタ（成形体）
　１ａ：中心軸
　２　：円筒部
　２ａ：外周面
　２ｂ：内周面
　２ｃ：面取り部
　２ｄ：端面
　３　：円環溝（環状溝）
　３ａ：溝底面
　３ｂ：溝側面
　４　：フランジ
　５　：リブ
　６　：隔壁
　７　：中継端子
　９　：パーティングライン（ＰＬ）
　１０：第１金型ブロック
　１２：凹面
　１３：突条
　１８：分割面
　１９：分割面
　２０：第２金型ブロック
　２２：凹面
　２３：突条
　２８：分割面
　２９：分割面
　３０：第３金型ブロック
　３２：凹面
　３３：突条
　３８：分割面
　３９：分割面
　８０：仕上げ工具
　９０：段差
１００：成形金型
９００：成形金型

Claims (3)

1. 　外周面に環状溝を具備する成形体を成形するための３個以上の金型ブロックを有する成形金型であって、
   　前記金型ブロックはそれぞれ、互いに当接する分割面と、前記外周面の一部を成形するための凹面と、前記環状溝の一部を成形するための突条とを具備し、
   　前記金型ブロックのそれぞれにおいて、前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成されている成形金型。
2. 　前記成形体は、前記環状溝を具備する円筒部を有し、
   　前記円筒部の外周面の１／２範囲を成形するための凹面と前記環状溝の１／２範囲を成形するための突条とを具備する第１金型ブロックと、
   　前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記円筒部の外周面の一方側の範囲を成形するための凹面と、前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記環状溝の一方側の範囲を成形するための突条とを具備する第２金型ブロックと、
   　前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記円筒部の外周面の他方側の範囲を成形するための凹面と、前記第１金型ブロックが成形する範囲を除く範囲における前記環状溝の他方側の範囲を成形するための突条とを具備する第３金型ブロックとを有し、
   　前記第２金型ブロックにおいて、前記第３金型ブロックに当接する前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成され、
   　前記第３金型ブロックにおいて、前記第２金型ブロックに当接する前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成されている請求項１に記載の成形金型。
3. 　外周面に環状溝を具備する成形体を成形金型によって成形する成形方法であって、
   　前記成形金型は３個以上の金型ブロックを有し、前記金型ブロックのそれぞれは、互いに当接する分割面と、前記外周面の一部を成形するための凹面と、前記環状溝の一部を成形するための突条とを具備し、前記金型ブロックのそれぞれにおいて、前記分割面は、前記分割面と前記凹面とが交差する位置における前記凹面の法線方向に形成され、
   　前記分割面を互いに当接して、前記成形体を成形する工程と、前記分割面を離隔して、成形された前記成形体を取り出す工程とを有する成形方法。

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