説明

射出成形金型

【課題】コアピンの不正な位置ずれを防止する。
【解決手段】射出成形金型Mは、管状成形品Pの外周面を成形するための固定成形型10及び可動成形型20と、管状成形品Pの内周面を成形するための第1コアピン34A及び第2コアピン34Bと、両コアピン34A,34Bの基端部39を、各コアピン34A,34Bの長さ方向への変位を可能に保持する第1ホルダ31A及び第2ホルダ31Bと、第1ホルダ31A及び第2ホルダ31Bに設けられ、弾性変形することでコアピン34A,34Bの熱膨張による伸長を吸収する第1吸収部材35A及び第2吸収部材35Bとを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形金型に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、管状の成形品を射出成形する金型が開示されている。この金型は、管状成形品の外周面を形成するための成形型と、管状成形品の内周面を形成するための一対の細長いコアピンとを備えている。型閉じ状態では、成形型内に形成されるキャビティにおいて、一対のコアピンが同軸状に対向し、その先端同士が突き当てられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−62879号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の金型で管状成形品を射出成形する場合、一対のコアピンは、キャビティ内に流し込まれる高温の溶融樹脂の熱により、長さ寸法を増大させるように熱膨張することになる。しかし、一対のコアピンは、その先端同士を突き当てて突っ張った状態となっているため、不正な位置ずれや変形を生じることになる。例えば、2本のコアピンが突き当たったままで真っ直ぐに延びた場合は、コアピンの軸線が山形をなすように斜めにずれる。2本のコアピンが突き当たったままで、両方のコアピンが湾曲するように変形することもある。また、2本のコアピンが突き当たった状態のままで、一方のコアピンが真っ直ぐ延び、他方のコアピンが湾曲することもある。さらに、一方のコアピンだけが斜めになった場合は、そのコアピンの先端が他方のコアピンの先端から外れ、両方のコアピンが延びる場合もある。このようにコアピンが不正な位置ずれや変形を生じると、管状成形品の肉厚が正規の寸法にならず、偏肉と呼ばれる成型不良が生じたり、管状成形品の内周面の形状が不正になったりするため、対策が望まれる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コアピンの不正な位置ずれや変形を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、管状成形品の外周面を成形するための成形型と、前記管状成形品の内周面を成形するためのコアピンと、前記コアピンの端部を、前記コアピンの長さ方向への変位を可能に保持するホルダと、前記ホルダに設けられ、弾性変形することで前記コアピンの熱膨張による伸長を吸収する吸収部材とを備えているところに特徴を有する。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記成形型に設けられ、溶融樹脂を射出するゲートと、前記成形型に設けられ、前記コアピンを挟んで前記ゲートと対向するように配置されて前記コアピンを支持する支持ピンとを備えているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【0007】
<請求項1の発明>
コアピンが高温の溶融樹脂の熱によって伸長すると、コアピンの端部が長さ方向へ変位するとともに、吸収部材が弾性変形することにより、コアピンの伸長が吸収されるので、コアピンの不正な位置ずれや変形が防止される。
【0008】
<請求項2の発明>
コアピンが熱膨張するときに、ゲートから射出される溶融樹脂の射出圧により、コアピンがゲートから逃げる方向へ膨らむように湾曲変形することが懸念される。しかし、本発明では、コアピンを挟んでゲートと対向するように支持ピンを配置しているので、コアピンがゲートから逃げる方向へ膨らむように湾曲変形する虞はない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態1の射出成形金型の型開き状態をあらわす断面図
【図2】射出成形金型の型閉じ状態をあらわす断面図
【図3】第1ホルダにおける第1コアピンの保持構造をあらわす部分拡大断面図
【図4】第2ホルダにおける第2コアピンの保持構造をあらわす部分拡大断面図
【図5】型閉じ状態をあらわす部分拡大断面図
【図6】第1スライドコアにおいて第1コアピンが熱膨張していない状態をあらわす部分拡大断面図
【図7】第1スライドコアにおいて第1コアピンの熱膨張による伸長が吸収された状態をあらわす部分拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
<実施形態1>
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1〜図7を参照して説明する。本実施形態の射出成形金型Mは、管状成形品Pを成形するためのものであって、図1,2に示すように、固定成形型10(本発明の構成要件である成形型)と、可動成形型20(本発明の構成要件である成形型)と、第1スライドコア30Aと、第1吸収部材35A(本発明の構成要件である吸収部材)と、第2スライドコア30Bと、第2吸収部材35B(本発明の構成要件である吸収部材)とを備えて構成されている。管状成形品Pは、その軸線方向(長さ方向)が左右方向となる向きで成形されるようになっている。
【0011】
<固定成形型10>
固定成形型10は、固定した状態で設けられている。図1,5に示すように、固定成形型10の下面には、管状成形品Pの外周面における両端部を除いた領域のうち、上半分の領域を成形するための固定成形面11が形成されている。固定成形型10には、固定成形面11に開口するゲート12が形成されている。ゲート12からの溶融樹脂Rの射出方向は下向きである。左右方向(=管状成形品Pの長さ方向)におけるゲート12の位置は、管状成形品P(固定成形面11)の中央位置である。また、図1,2に示すように、固定成形型10の左右両端部(即ち、固定成形面11よりも左方の位置と固定成形面11よりも右方の位置との2位置)には、左右対称な一対のアンギュラピン13が、斜め下方へ片持ち状に延出する形態で取り付けられている。一対のアンギュラピン13は、下方に向かって左右方向に間隔が拡がるように傾斜している。
【0012】
<可動成形型20>
図1,2に示すように、可動成形型20は、固定成形型10の下方に配置され、固定成形型10に対して接近・離間するように上下方向に移動可能となっている。図1,2,5に示すように、可動成形型20の上面には、管状成形品Pの外周面における両端部を除いた領域のうち、下半分の領域を成形するための可動成形面21が形成されている。可動成形型20には、支持ピン22が、その上端部を可動成形面21から僅かに上向きに突出させる支持位置(図1に実線で示す位置)と、この支持位置よりも下方へ退避した退避位置(図1に想像線で示す位置)との間で、上下動し得るように設けられている。左右方向における支持ピン22の位置は、管状成形品P(固定成形面11)の中央位置であり、支持ピン22とゲート12とは管状成形品P(後述するコアピン34A,34B)を挟んで上下に対向する位置関係となっている。つまり、支持ピン22の軸線(突出方向と平行な中心線)と、ゲート12の軸線(射出方向と平行な中心線)とは、同一軸線状に配置されている。また、型閉め状態では、支持ピン22が支持位置に移動し、支持ピン22の上端が後述する34Aと34Bとの嵌合部分を下(ゲート12と反対側)から当接して支持するようになっている。
【0013】
可動成形型20には、可動成形面21の左右両端部に臨む左右一対のイジェクトピン24が設けられている。イジェクトピン24は、その上端面を可動成形面21と面一の高さとする待機位置(図1に実線で示す位置)と、この待機位置から上向きに突出して成形済みの管状成形品Pを可動成形面21から離脱させる離型位置(図1に想像線で示す位置)との間で、上下動し得るように設けられている。
可動成形型20の左右両端部(可動成形面21よりも左方の位置と可動成形面21よりも右方の位置との2位置)には、左右方向(管状成形品Pの軸線とは平行であって、可動成形型20の移動方向と直角な方向)に延びる一対のガイド23が設けられている。左側のガイド23には、第1スライドコア30Aが左右方向への移動を可能に設けられ、右側のガイド23には、第2スライドコア30Bが左右方向への移動を可能に設けられている。
【0014】
<第1スライドコア30A>
図3に示すように、第1スライドコア30Aは、第1ホルダ31Aと、第1ホルダ31Aからガイド23と平行に右方へ片持ち状に突出した形態の円筒形をなすスライドピン32と、スライドピン32の中心孔33を同軸状に且つ液密状に貫通して右方へ片持ち状に突出した形態の細長い第1コアピン34Aと、第1吸収部材35Aとを備えて構成されている。
【0015】
スライドピン32の左端部(基端側の端部)の外周には拡径部36が形成されている。スライドピン32の左端部の内周には、中心孔33よりも大径の円形であって、スライドピン32の左端面に開口する作動用凹部37が形成されている。図5に示すように、スライドピン32の右端部(先端部)の内周面には、中心孔33よりも大径の端部成形面38が形成されている。
【0016】
図3,6,7に示すように、第1コアピン34Aの左端部は、同心円状に拡径した円盤状をなし、外径寸法が作動用凹部37の内径よりも小さい基端部39(本発明の構成要件であるコアピンの端部)となっている。図3,5に示すように、第1コアピン34Aの先端部(右端部)には、小径状の嵌合凸部40Aが形成されている。図3,5〜7に示すように、第1コアピン34A内には、その基端面から先端面まで貫通する同心円形のエア流路41が形成されている。第1コアピン34Aは、左方からスライドピン32の中心孔33に挿通され、基端部39が作動用凹部37内に収容されている。
【0017】
図3,5に示すように、第1コアピン34Aの外周面のうち、スライドピン32の先端(右端)よりも更に先端側(右方)に突出した領域と、端部成形面38と対向する領域は、第1成形面42Aとなっている。この第1成形面42Aは、管状成形品Pの内周面のうち左半分(ゲート12及び支持ピン22よりも左側)の領域を成形する。
【0018】
図3,6,7に示すように、第1ホルダ31Aは、ガイド23に摺動可能に嵌合されたスライダ43と、左右に貫通する環状の取付部材44と備えて構成されている。図1〜3に示すように、スライダ43には、左側のアンギュラピン13と平行をなす案内孔45が上下に貫通して形成されている。図6,7に示すように、スライダ43には、その右側面を浅く凹ませた形態の逃がし凹部46が形成されている。逃がし凹部46の奥面は、スライダ43の右方外部に臨む円形の受け面47となっている。この受け面47の直径は、作動用凹部37の内径とほぼ同じであり、第1コアピン34Aの基端部39の外径よりも大きい寸法である。図3,6,7に示すように、スライダ43には、受け面47を同心状に凹ませた形態であって、第1コアピン34Aの基端部39よりも小径の円形をなす収容凹部48が形成されている。スライダ43には、収容凹部48の奥端面に同心状に開口するエア供給路49が形成されている。
【0019】
取付部材44は、左右に貫通する筒状をなし、スライドピン32の拡径部36を、スライダ43の右外側面に当接させた状態に固定している。図6,7に示すように、作動用凹部37内に収容されている第1コアピン34Aの基端部39は、その基端面(左端面)をスライダ43の受け面47と対向させている。ここで、作動用凹部37の奥端面(右端面)と受け面47との間の左右方向の寸法は、基端部39の左右方向の厚さ寸法よりも大きく設定されている。これにより、第1コアピン34Aの基端部39は、作動用凹部37及び逃がし凹部46によって構成される作動空間50内において、左右方向へ変位し得るようになっている。この変位許容量は、管状成形品Pを成形する際の第1コアピン34Aの熱膨張による最大伸長寸法よりも、少し大きい寸法に設定されている。
【0020】
<第1吸収部材35A>
収容凹部48内には、全体として収容凹部48と同心の円柱形をなす第1吸収部材35Aが収容されている。第1吸収部材35Aは、耐熱ウレタンゴムからなり、弾性変形可能である。この耐熱ウレタンゴムは、耐熱温度が200℃であり、この温度以下であれば、弾性変形可能となっている。第1吸収部材35Aの中心には、その左右両端面に開口する連通孔51が貫通して形成されている。連通孔51は、スライダ43のエア供給路49と、第1コアピン34Aのエア流路41とを連通させている。また、第1吸収部材35Aの弾性変形していない状態における外径寸法は、収容凹部48の内径寸法よりも小さい寸法に設定されている。
【0021】
第1吸収部材35Aの弾性変形していない状態における軸線方向(左右方向)の寸法は、収容凹部48の奥端面(左端面)と、作動用凹部37(作動空間50)内で最も右端に位置しているときの第1コアピン34Aの基端部39の左端面(基端面)との間の寸法よりも、大きい寸法に設定されている。したがって、型開き状態では、第1吸収部材35Aの弾性復元力により、第1コアピン34Aの基端部39は、図6に示すように、作動用凹部37の奥端面に押し付けられ、基端部39の基端面と受け面47との間には、基端部39の左方向への変位を許容するための変位許容空間が確保されている。
【0022】
<第2スライドコア30B>
図4に示すように、第2スライドコア30Bは、第2ホルダ31Bと、第2ホルダ31Bからガイド23と平行に右方へ片持ち状に突出した形態の円筒形をなすスライドピン32と、スライドピン32の中心孔33を同軸状に且つ液密状に貫通して右方へ片持ち状に突出した形態の細長い第2コアピン34Bと、第2吸収部材35Bとを備えて構成されている。第2ホルダ31Bは第1ホルダ31Aと左右対称であり、第2スライドコア30Bのスライドピン32は、端部成形面38の形状を除き、第1スライドコア30Aのスライドピン32と左右対称である。したがって、第2ホルダ31Bとスライドピン32及びそれらの構成部材、構成部位については、第1スライドコア30Aと同じ符号を付して、詳しい説明は省略する。
【0023】
第2コアピン34Bは、先端部(左端部)を除いて、第1コアピン34Aと左右対称である。第2コアピン34Bの右端部は、同心状に拡径した円盤状をなす基端部39(本発明の構成要件であるコアピンの端部)となっている。図4,5に示すように、第2コアピン34Bの先端部には、その先端面を凹ませた形態の嵌合凹部40Bが形成されている。第2コアピン34B内には、その基端面から先端面まで貫通する同心円形のエア流路41が形成されている。
【0024】
第2コアピン34Bの外周面のうち、スライドピン32の先端(左端)よりも更に先端側(左方)の領域と、端部成形面38と対応する領域は、第2成形面42Bとなっている。この第2成形面42Bは、管状成形品Pの内周面のうち右半分(ゲート12及び支持ピン22よりも右側)の領域を成形する。第2成形面42B(端部成形面38)よりも右方(基端側)の領域では、スライドピン32の内周と第2コアピン34Bの外周とが液密状に密着している。
【0025】
<第2吸収部材35B>
第2吸収部材35Bは、第1吸収部材35Aと左右対称であるから、対称な構成部位については、第1吸収部材35Aと同じ符号を付して、詳しい説明は省略する。
【0026】
次に、本実施形態の作用を説明する。管状成形品Pを成形する際には、図2に示すように、固定成形型10、可動成形型20、第1スライドコア30A及び第2スライドコア30Bを、型閉じ状態とし、図5に示すように、内部に管状成形品Pを成形するためのキャビティ52を形成する。キャビティ52内においては、第1コアピン34Aの嵌合凸部40Aと第2コアピン34Bの嵌合凹部40Bが液密状に嵌合し、第1コアピン34Aと第2コアピン34Bが、一直線状(同軸状)に連結される。これにより、第1成形面42Aと第2成形面42Bが面一状に繋がって、管状成形品Pの内周面を成形するための成形面が構成される。また、固定成形面11と可動成形面21と端部成形面38が面一状に繋がり、管状成形品Pの外周面を成形するための成形面が構成される。さらに、支持ピン22の上端が、第2コアピン34Bの左端部(つまり、第1コアピン34Aとの嵌合部分)を下から当接して、下方へ変位しないように支持する。
【0027】
この状態で、ゲート12からキャビティ52内に溶融樹脂Rを射出すると、管状成形品Pが成形される。このとき、両コアピン34A,34Bのエア流路41内には、スライダ43のエア供給路49と吸収部材35A,35Bの連通孔51を通してエアが供給されるので、嵌合凸部40Aと嵌合凹部40Bとの嵌合部分の隙間において、溶融樹脂Rが浸入することによるバリの発生が防止される。
【0028】
さて、キャビティ52内に射出される溶融樹脂Rは、高温(330℃〜350℃)であるため、金属製の第1コアピン34Aと第2コアピン34Bの温度も、150℃〜180℃の高温になる。そのため、第1コアピン34Aと第2コアピン34Bは、熱膨張して、長さ方向(左右方向)に伸長することになる。ここで、第1コアピン34Aの先端(右端)と第2コアピン34Bの先端(左端)とは互いに突き当たっているため、軸線方向へ変位することはできない。
【0029】
したがって、図7に示すように、第1コアピン34Aの基端部39は、第1吸収部材35Aを軸線方向(左右方向)に潰すように弾性変形させながら、作動空間50内において先端側とは反対側(第1吸収部材35Aへ接近する側)へ変位する。同様に、第2コアピン34Bの基端部39も、第2吸収部材35Bを軸線方向(左右方向)に潰すように弾性変形させながら、作動空間50内において先端側とは反対側(第2吸収部材35Bへ接近する側)へ変位する。この両コアピン34A,34Bの基端部39の変位を伴う吸収部材35A,35Bの弾性変形により、コアピン34A,34Bの熱膨張による伸長が吸収されるので、両コアピン34A,34Bは、その軸線を湾曲させたり斜めにしたりするような不正な位置ずれ(変位)を生じることがなく、互いに同軸の位置関係を維持する。これにより、第1成形面42Aと第2成形面42Bも、正規の位置に保たれるので、正規の肉厚寸法を有する管状成形品Pが成形される。
【0030】
管状成形品Pが成形されると、型開きされる。このとき、図1に示すように、可動成形型20が下方へ移動して管状成形品Pが固定成形面11から離間するとともに、可動成形型20の下動に伴い、アンギュラピン13と案内孔45との摺動により両スライドコア30A,30Bが互いに離間するように左右に移動し、両コアピン34A,34Bが管状成形品Pの外へ左右に抜き取られる。また、両コアピン34A,34Bの先端同士が離間するのに伴い、吸収部材35A,35Bが弾性復帰して、コアピン34A,34Bの基端部39が作動用凹部37の奥端面に弾性的に押し付けられる状態に復帰する。コアピン34A,34Bが管状成形品Pから抜き取られた後は、イジェクトピン24が突出して管状成形品Pを可動成形面21から離脱させる。
【0031】
上述のように、本実施形態の射出成形金型Mは、管状成形品Pの外周面を成形するための固定成形型10及び可動成形型20と、管状成形品Pの内周面を成形するための第1及び第2コアピン34A,34Bと、コアピン34A,34Bの基端部39を、コアピン34A,34Bの長さ方向への変位を可能に保持するホルダ31A,31Bと、ホルダ31A,31Bに設けられ、弾性変形することでコアピン34A,34Bの熱膨張による伸長を吸収する第1及び第2吸収部材34A,35Bとを備えている。この構成によれば、コアピン34A,34Bが高温の溶融樹脂Rの熱によって伸長したときには、コアピン34A,34Bの基端部39が長さ方向へ変位するとともに、吸収部材35A,35Bが弾性変形することにより、コアピン34A,34Bの伸長が吸収されるので、コアピン34A,34Bの不正な位置ずれや変形が防止される。
【0032】
また、コアピン34A,34Bが熱膨張するときに、ゲート12から射出される溶融樹脂Rの射出圧により、コアピン34A,34Bがゲート12から逃げる方向(下方)へ膨らむように湾曲変形することが懸念される。しかし、本実施形態では、コアピン34A,34Bを挟んでゲート12と対向するように支持ピン22を配置し、この支持ピン22によってコアピン34A,34Bの連結(嵌合)部分を下(ゲート12と反対側)から支持しているので、コアピン34A,34Bがゲート12から逃げる方向へ膨らむように湾曲変形する虞はない。
【0033】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、吸収部材35A,35Bを耐熱ウレタンゴム製としたが、吸収部材は、耐熱ウレタンゴムに限らず、非耐熱性のウレタンゴムや、ウレタン以外のゴム材料や、シリコン系樹脂材料や、コイルスプリングなどを用いることもできる。
(2)上記実施形態では、2本のコアピン34A,34Bの両方に吸収部材35A,35Bを設けたが、2本のコアピン34A,34Bのうちいずれか一方のみに吸収部材を設けてもよい。
(3)上記実施形態では、2本のコアピン34A,34Bを用いて、その2本のコアピン34A,34Bの先端同士を突き当てる場合について説明したが、本発明は、コアピンが1本であって、コアピンの先端を、ホルダで保持する場合にも適用できる。この場合、吸収部材は、コアピンの基端側のみに設けてもよく、コアピンの先端側のみに設けてもよく、コアピンの基端側と先端側の両方に設けてもよい。
(4)上記実施形態では、ゲート12と支持ピン22を対向するように配置したが、ゲートと支持ピンは、対向しないように配置してもよい。
(5)上記実施形態では、ゲート12と対向するように配置された支持ピン22が、支持位置と退避位置との間で上下移動するようにしたが、ゲートと対向配置された支持ピンは、上下移動しない形態であってもよい。
【符号の説明】
【0034】
M…射出成形金型
P…管状成形品
10…固定成形型(成形型)
12…ゲート
20…可動成形型(成形型)
22…支持ピン
31A…第1ホルダ
31B…第2ホルダ
34A…第1コアピン
34B…第2コアピン
35A…第1吸収部材(吸収部材)
35B…第2吸収部材(吸収部材)
39…基端部(コアピンの端部)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状成形品の外周面を成形するための成形型と、
前記管状成形品の内周面を成形するためのコアピンと、
前記コアピンの端部を、前記コアピンの長さ方向への変位を可能に保持するホルダと、
前記ホルダに設けられ、弾性変形することで前記コアピンの熱膨張による伸長を吸収する吸収部材とを備えていることを特徴とする射出成形金型。
【請求項2】
前記成形型に設けられ、溶融樹脂を射出するゲートと、
前記成形型に設けられ、前記コアピンを挟んで前記ゲートと対向するように配置されて前記コアピンを支持する支持ピンとを備えていることを特徴とする請求項1記載の射出成形金型。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−75376(P2013−75376A)
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−215454(P2011−215454)
【出願日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【出願人】(308039414)株式会社FTS (60)
【Fターム(参考)】