JP3949404B2 - 複合成形用金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる種類の材質の合成樹脂を交互に射出して一体化した成形品を成形する複合成形用金型に関する。さらに詳しくは、回動可能な金型の異なる型部を交互に変換して進退させ型を閉じることにより、異なる種類の材質の合成樹脂を射出させ、一体化した成形品の成形を可能とした複合成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に金型装置においては、通常樹脂等を成形金型のキャビティ空間に挿入して固化させ、次に成形金型を開いて成形品を取り出すようになっている。この成形品は、通常１種類の合成樹脂の射出で成形されることが多いが、異なる種類の合成樹脂を異なる工程で射出し、一体的に成形することも広く行われている。この一体的に成形したものは、例えば自動車部品、電気製品等に使用されている。自動車部品では、シート部分の部品であれば、車両本体に取り付ける部分を硬質の材質のものにし、手で接触するような部分をエラストマーのような軟質の材質のものにして一体化したものもある。
【０００３】
従来は、別の金型で成形された硬質の成形品と軟質の成形品を接着剤による接着や溶着により一体化させていた。また、固定側の金型を共有し可動側の金型を異なるものにして、この可動側の金型を交換することにより硬質の材質のものと軟質の材質のものとを射出して一体化した成形品を成形していた。さらに、可動側の金型の一部に進退自在のスライド部品を封入し、このスライド部品の進退動作の切り替えとして異なる種類の材質の合成樹脂を別々に射出し一体化した成形品を成形するものも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の成形方法は、個々の類似の金型を別途必要とし、コストが高くなり、工数も多く必要としていた。接着等の方法は、個々の独立した金型を必要とし、個々に成形された部品としての成形品を接着あるいは溶着する等の工程が必要であった。この工程は位置合わせや完成後の見栄えをよくする等の後処理も工数を要していた。可動側を異なる金型とする方法は、コスト面の増大は避けられず問題であった。さらに、スライド部品を金型内に封入する方法は、可動側金型内に封入することで、可動側金型の形状に左右され設置が困難な場合もある上、キャビティ部分の金型冷却が困難になる等の問題点がある。また、型開のし易い成形品に限定され、メンテナンスの上からも問題がある。このような従来の方法は、構成が複雑となりコストもかかって経済的には問題であった。
【０００５】
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、生産性が高く、見栄えのよい一体成形を可能とした複合成形用金型の提供を目的としている。
本発明の他の目的は、異なる種類の材質の合成樹脂を射出できるように可動側金型の一部を回動可能な構成にし、構造が簡単で経済的な成形を可能とした複合成形用金型の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の複合成形用金型は、異なる材質の合成樹脂を一体化して成形する複合成形用金型であって、固定金型と、可動金型と、前記固定金型と前記可動金型で形成される第１キャビティと、前記固定金型と前記可動金型で形成され、前記第１キャビティに連通する第２キャビティと、前記可動金型の外部に固定され、案内面を備えたベースと、前記案内面に係合して案内され、前記可動金型に対して進退移動可能なスライド体と、前記ベースに設けられ、前記スライド体を進退移動させる第１駆動体と、前記スライド体に回動自在に設けられ、前記可動金型と合体可能かつ前記可動金型から離脱可能とされた回動金型と、前記回動金型の一部を構成し、前記第１キャビティ形成のため前記固定金型と前記可動金型内に出入り可能な第１型部と、前記回動金型の一部を構成し、前記第２キャビティ形成のため前記固定金型と前記可動金型内に出入り可能な第２型部と、前記スライド体に設けられ、前記第１型部と前記第２型部の位置を変えるため前記回動金型を回動させる第２駆動体と、前記第１型部と前記第２型部の一方を所定位置に位置決めするために、前記回動金型に形成された位置決用凹部と、前記位置決用凹部に嵌入し、前記第１型部と前記第２型部の一方を所定位置に位置決めするピン体と、前記ピン体を前記位置決用凹部に対して進退移動させる第３駆動体とを有するものである。
【０００７】
また、上記の複合成型用金型において、前記第１型部および前記第２型部は、前記回動金型の回動方向に所定角度を有して設けられ、前記固定金型と前記可動金型内に交互に出入りするように構成されたものであることが好ましい。これにより短時間で異なる型部の交換ができる。
また、上記の複合成型用金型において、前記固定金型は、第１キャビティによる成形のための第１ゲートと第２キャビティによる成形のための第２ゲートが設けられたものであることが好ましい。異なる材質の合成樹脂を供給するゲートを同一の固定金型に設けることで、構成が簡素でメンテナンスがし易い利点がある。
また、上記の複合成型用金型において、前記ピン体および前記第３駆動体は、前記固定金型に設けられたものであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。図は、本発明の複合成形用金型の構成を示すもので、図１は、第１キャビティに射出をする場合の金型構成を示す断面図で、図２は、図１の状態の平面を示すＡ−Ａ断面図である。図３は図１の構成で型の一部が型開の状態を示す断面図で、図４は図３の状態の平面を示すＢ−Ｂ断面図である。図において、金型は基本的に固定金型１と可動金型２から構成され、複合成形品を成形するため可動金型２の一部を回動金型９とし、可動金型２本体より離脱可能とし、金型内に進退自在に出入りできるように構成した。
【０００９】
即ち、可動金型２の側面にベース３が固定されていて、このベース３の平面上には金型方向に向かって進退自在な案内面４が構成されている。この案内面４に跨ってスライド体５が可動金型２方向（矢印方向）に規制されて案内可能となっている。このスライド体５の案内動作はベース３の端部に固定されたシリンダー６によって行われる。即ち、シリンダー６のロッド７にスライド体５をボルト８により固定し、このロッド７が油圧等の駆動力で進退移動することによってスライド体５は、案内面４上を進退自在にスライドする。このスライド体５は、所定ストローク移動し所定位置に位置決めされる。スライド体５には回動金型９が回動自在に設けられ、この回動金型９は固定金型１と可動金型２の間に挟持されるような状態で挿入し本発明に関わる金型を構成する。
【００１０】
スライド体５の下部には、回動金型９の回動のための回転シリンダー１０が設けられている。この回転シリンダー１０の軸心体１１には、支持体１２がキー止めされており、この支持体１２に回動金型９はボルトにより固定されている。また、回動金型９はスライド体５上に設けられた受体１３に軸受け状態の形で支持され、スライド体５上でスムースに回動できる構成になっている。従って、この回動金型９は、回転シリンダー１０によりスライド体５上で回動自在である。この回動動作は回動金型９が固定金型１および可動金型２から離れ干渉しない退避した位置に位置決めされたとき回動可能となっている。
【００１１】
この回動金型は本実施例においては、９０度回動する構成になっていて、回動金型９の一方の端部は第１キャビティ１４に対応する第１型部９ａを構成している。図１の状態は、この第１型部９ａが挿入され型閉じの状態にあり、第１キャビティ１４による成形を可能としている。また、９０度角度の異なる側の回動金型９の端部には、第２キャビティ１５に対応する第２型部９ｂを構成している。固定金型１には、回動金型９を位置決めするための位置決め装置１６が設けられている。
【００１２】
この位置決め装置１６は、回動金型９側に対し進退自在にピン体１７が設けられている。このピン体１７は固定金型１に設けられた穴１８に封入された状態となっており、固定金型１にボルトで固定されたシリンダー１９により進退自在となっている。即ち、シリンダー１９のロッド２０にボルト２１を介してピン体１７が取り付けられているので、シリンダー１９の動作でピン体１７は進退自在となる。ボルト２１に対してピン体１７はボルト２１の側面側から差込み挿入ができ、固定金型１外に取り出したとき着脱自在となる。
【００１３】
穴１８は、長穴形状となっており、ピン体１７の頭部もその穴形状に合わせて長方体をなす形状となっている。位置決めのためピン体１７のテーパ部は後述する長溝２２の溝形状に合わせてコッター状の長方体をなす。
【００１４】
一方、回動金型９上部には、長溝２２が２箇所に設けられている。この２箇所の長溝２２は第１型部９ａ用の長溝２２ａと第２型部９ｂ用の長溝２２ｂであり、型閉の位置決めのために使用される。型部の位置決め動作は、回転シリンダー１０により行われるが、位置決め確認の検出のためのスイッチ２３が２個スライド体５に設けられている。
【００１５】
このスイッチ２３は、第１型部９ａの位置確認用のスイッチ２３ａと第２型部９ｂの位置確認用のスイッチ２３ｂで、回動金型９が回動して位置決めされるときスイッチのレバーが第１型部９ａまたは第２型部９ｂの端部に接触し、回動動作を停止させるようにしている。固定金型１には第１キャビティ１４に例えば軟質の合成樹脂を射出するための第１ゲート２４が設けられている。また第２キャビティ１５に例えば硬質の合成樹脂を射出するための第２ゲート２５が設けられている。
【００１６】
本発明は以上のような基本構成になっていて、次のように動作する。図１は、第１キャビティ１４に第１ゲート２４を介して合成樹脂が、固定金型１、可動金型２および回動金型９に跨って射出される状態を示している。この場合、第１キャビティ１４による成形品が成形されるが、複合成型品を成形するために、回動金型９をスライド体５の案内動作でシリンダー６により退避させる。このとき回動金型９の横ぶれを防ぐため挿入されていた位置決めのためのピン体１７は、長溝２２から外される。回動金型９が回動しても干渉しない位置に退避し位置決めされると、回動金型９は回転シリンダー１０の動作で９０度回動し、第１型部９ａと第２型部９ｂの位置を替える。
【００１７】
即ち、回動動作で第２型部９ｂが正規の位置に位置決めされると、スイッチ２３ｂに第２型部９ｂの端部が接触し回動動作を停止させる。続いてシリンダー６の動作でスライド体５は、固定金型１および可動金型２方向へ前進し位置決めされて、回動金型９の第２型部９ｂが固定金型１と可動金型２と共に第２キャビティ１５のための金型を構成する。この位置で第２の長溝２２ｂがピン体１７の挿入位置に合致するので、ピン体１７は再びシリンダー１９の動作で長溝２２ｂに挿入し回動金型９の位置を定める。位置が定まったところで合成樹脂がゲート２５を介して第２キャビティ１５に射出される。この状態を示すのが図５である。
【００１８】
この場合第１キャビティ１４による成形は完了しているので、この成形品の一部も型の一部を構成することになる。第１キャビティ１４の場合と異なる材質の合成樹脂を第２キャビティ１５に射出すると、第１キャビティ１４側と第２キャビティ１５の合成樹脂は一体化した複合成形品となる。図６は、固定金型１に対し可動金型２を回動金型９とともに型開した状態を示している。
【００１９】
位置決め装置１６と長溝２２との関係は前述のとおりで、第１型部９ａが型閉にあるとき、位置決め装置１６が動作してピン体１７が長溝２２ａに係合し、同様に、第２型部９ｂが型閉にあるとき、位置決め装置１６が動作してピン体１７が長溝２２ｂに係合する。型開のとき、ピン体１７は長溝２２から外れる。一体化した複合成形品は、この図の状態で取り出すことが可能である。このように、回動金型９の２つの型部を交互に出入り動作をさせる金型を構成することにより、複合成型を可能としている。
【００２０】
図７は、キャビティの形状が異なる場合の実施例を示している。第１キャビティ３１は、前述の実施例と同様な構成に対し、第２キャビティ３２が、回動金型９の側面に構成され回動金型９側に膨らむ例である。第２キャビティ３２用のゲートは固定金型１と回動金型に跨って設けられる。図８は、図７の状態の金型を型開した状態を示している。この例の場合は、アンダーカット部があるので可動金型２に対し回動金型９も離脱させる。
【００２１】
図９は、キャビティの形状が異なる場合の他の実施例を示している。第１キャビティ４１は、前述の実施例と同様な構成であるが、第２キャビティ４２が、回動金型９の側面に構成され可動金型２側に膨らむ例である。ゲート４３が固定金型１と回動金型９に跨って設けられるのは、前述の実施例と同様である。図１０は、図９の状態の金型を型開した状態を示している。この例の場合も、可動金型２に対し回動金型９も離脱させることは前述の実施例と同様であるが、成形品を外すためには、アンダーカット部分が可動金型２側にあるので、図示していないが可動金型の一部を割いてアンダーカット部分の金型を切り離すことで成形品を取り出すことが可能である。
【００２２】
このように本発明の金型はかなり複雑と思える成形品にも対応が可能である。さらに、本発明は、回動金型９の型部を２つにした例について説明したが、３つ以上の複合成型であっても適用が可能で、多様な複合成形品が迅速に成形できる。さらに、回動金型９を水平状態で回動させることで説明したが、図１１の例のように可動金型２に取り付けたベース５０に往復駆動Ｘおよび回転駆動Ｙ可能な駆動体５１を設け、この駆動体５１に円盤状の支持板５２を進退かつ垂直方向に取り付けて、支持板５２に取り付けた回動金型の型部５３を固定金型および可動金型に型閉、型開させるようにしてもよい。この場合の適用は成形品の形状に限定されるものの多種類の複合射出形態が可能である。このように本発明は、実施例の記載内容に限定されるものではなく様々な形態の成形品に対応できるものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明は、可動側金型の一部を回動可能な回動金型構成にして複合成型ができるようにしたので、生産性が高く、見栄えのよい一体成形ができ、さらに、多種類の材質の合成樹脂を射出することができるようになった。また、構造が簡単で経済的な複合成形が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の複合成形用金型における第１キャビティに射出をする場合の金型構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の平面を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１の同様構成で回動金型が型開の状態を示す断面図である。
【図４】図４は、図３の平面を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は、本発明の複合成形用金型における第２キャビティに射出をする場合の金型構成を示す部分断面図である。
【図６】図６は、図５の状態の型開を示す部分断面図である。
【図７】図７は、他の複合成形用金型の状態を示す部分断面図である。
【図８】図８は、図７の状態の型開を示す部分断面図である。
【図９】図９は、他の複合成形用金型の状態を示す部分断面図である。
【図１０】図１０は、図９の状態の型開を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、回動金型を垂直に回動させる例を示した複合成形用金型の断面図である。
【符号の説明】
１…固定金型
２…可動金型
３…ベース
５…スライド体
９…回動金型
１０…回転シリンダー
１７…ピン体

Claims (4)

1. 異なる材質の合成樹脂を一体化して成形する複合成形用金型であって、
   固定金型（１）と、
   可動金型（２）と、
   前記固定金型（１）と前記可動金型（２）で形成される第１キャビティ（１４）と、
   前記固定金型（１）と前記可動金型（２）で形成され、前記第１キャビティ（１４）に連通する第２キャビティ（１５）と、
   前記可動金型（２）の外部に固定され、案内面（４）を備えたベース（３）と、
   前記案内面（４）に係合して案内され、前記可動金型（２）に対して進退移動可能なスライド体（５）と、
   前記ベース（３）に設けられ、前記スライド体（５）を進退移動させる第１駆動体（６）と、
   前記スライド体（５）に回動自在に設けられ、前記可動金型（２）と合体可能かつ前記可動金型（２）から離脱可能とされた回動金型（９）と、
   前記回動金型（９）の一部を構成し、前記第１キャビティ（１４）形成のため前記固定金型（１）と前記可動金型（２）内に出入り可能な第１型部（９ａ）と、
   前記回動金型（９）の一部を構成し、前記第２キャビティ（１５）形成のため前記固定金型（１）と前記可動金型（２）内に出入り可能な第２型部（９ｂ）と、
   前記スライド体（５）に設けられ、前記第１型部（９ａ）と前記第２型部（９ｂ）の位置を変えるため前記回動金型（９）を回動させる第２駆動体（１０）と、
   前記第１型部（９ａ）と前記第２型部（９ｂ）の一方を所定位置に位置決めするために、前記回動金型（９）に形成された位置決用凹部（２２ａ，２２ｂ）と、
   前記位置決用凹部（２２ａ，２２ｂ）に嵌入し、前記第１型部（９ａ）と前記第２型部（９ｂ）の一方を所定位置に位置決めするピン体（１７）と、
   前記ピン体（１７）を前記位置決用凹部（２２ａ，２２ｂ）に対して進退移動させる第３駆動体（１９）とを有する複合成形用金型。
2. 請求項１に記載した複合成型用金型であって、
   前記第１型部（９ａ）および前記第２型部（９ｂ）は、前記回動金型（９）の回動方向に所定角度を有して設けられ、前記固定金型（１）と前記可動金型（２）内に交互に出入りするように構成されたものである複合成形用金型。
3. 請求項１，２のいずれか１項に記載した複合成型用金型であって、
   前記固定金型（１）は、第１キャビティ（１４）による成形のための第１ゲート（２４）と第２キャビティ（１５）による成形のための第２ゲート（２５）が設けられたものである複合成形用金型。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した複合成型用金型であって、
   前記ピン体（１７）および前記第３駆動体（１９）は、前記固定金型（１）に設けられたものである複合成形用金型。

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