JPH11240049A - 射出成形用金型装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年のＣＡＤ／ＣＡＭを利用した金型加工技
術、コンピュータ支援による加工用機械の開発により、
複雑な製品形状も倣い加工によらずに加工が可能となっ
たことに着目し、従来の木型製作倣い加工思想によるの
ではなく、管継手の内面形状を決定するコア側の形状に
基づいて、管継手の外面形状を決定する外面用の型を製
作することにより、余分な厚肉部を可及的に少なくし、
成形品の所定部分の肉厚の均一化を図る。 【解決手段】 成形品１の外面形状を形成する凹部１５
を有し且つ型閉じされる型１６と、成形品１の内面形状
を形成すべく、前記型１６に対して少なくとも２方向か
ら挿脱移動自在に設けられるコア１７とを製造する射出
成形用金型の製造方法において、前記成形品１の内面形
状に応じてコア製作用の内面データを作成し、そのデー
タに基づいてコアを加工用機械で加工すると共に、成形
品の所定部分が所定の肉厚で且つ均一となるように、前
記内面データに基づいて外面データを作成し、該外面デ
ータにより前記型の凹部１５を加工用機械で加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水道管等の
管を互いに連結するために使用するＬ型、Ｔ型及び大曲
等の管継手を製造するのに最適な射出成形用金型装置及
びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば水道管の端部同士は、管継手によ
り接続されており、水道管同士を屈曲した状態又は分岐
した状態に接続する管継手としては、図６に示すものが
ある。同図に示す管継手５０は、Ｌ字状を呈し、筒状の
一対の嵌合部５１と両嵌合部５１を接続する湾曲状の接
続部５２とからなる。

【０００３】かかる管継手５０は、射出成形により成形
されているのであるが、その製造手段を以下に説明す
る。先ず、管継手５０の最小肉厚、嵌合部５１の内外径
等の寸法を設定（ＪＩＳ規格等の規格に準じて設定）し
た後に、成形用金型を製造することとなる。金型は、管
継手の外周面の形状を形成するための凹部を有する固定
型５３ａ及び可動型５３ｂと、管継手の内周面の形状を
形成するためのスライドコア５４とを製作する必要があ
る。

【０００４】固定型５３ａ及び可動型５３ｂの製作に際
しては、旋盤、フライス盤及び手作業の彫刻作業によ
り、管継手５０の外周形状に相当する木型を製作し、こ
の木型に基づいて倣いフライス盤加工、及びＣＡＤ／Ｃ
ＡＭ用データを作成してＮＣ工作機械等の加工機械にて
金型材に所定の凹部４９をそれぞれ切削加工する。

【０００５】一方、スライドコア５４の製作に際して
は、先ず、木型を製作するのであるが、スライドコア５
４は成型後に抜けるように、２分割され且つ前記固定型
５３ａ及び可動型５３ｂに対して２方向から挿脱自在に
設けられたものである。従って、木型も各スライドコア
５４に応じて２分割された状態のものが必要となる。各
木型は、旋盤及び手作業等により製作されるのである
が、このとき、スライドコアが成形品から抜けるように
するためには、アンダーカット部分が成形品に生じない
ように考慮しなければならず、作業者は、木型の外周の
一部を適宜削っている。このため、木型の外周形状（管
継手の接続部の内周形状）は必然的に決定される。木型
が製作されると、木型の形状のＣＡＤ／ＣＡＭ用データ
を作成し、そのデータにより、コア素材を切削加工して
いる。

【０００６】従って、上記管継手５０は、予め別個独立
に固定型５３ａ及び可動型５３ｂ用の木型と、スライド
コア５４用の木型とを製作し、それぞれの木型により、
管継手５０の外面形状のデータと内面形状のデータを作
成した後に、製造されることとなる。

【０００７】また、管継手には、図７に示すような大曲
管継手５５と称呼されているものもある。かかる管継手
５５は、前記Ｌ字状の管継手５０同様に一対の嵌合部５
１を有するが、その連結部５２は長く曲率半径も大きく
なっている。

【０００８】この管継手５５を成形する金型は、凹部５
７を有する固定型及び可動型６０と、一対の第一、第二
スライドコア６１、６２とからなる。第一スライドコア
６１のコア突き出し部６１ａは湾曲状に長く設定されて
おり、第二スライドコア６２のコア突き出し部６２ａは
短く設定されており、６３は両方のスライドコア６１、
６２の突合せ面を示す。

【０００９】特に、第一スライドコア６１の場合には、
コア突き出し部６１ａが長いため、抜け勾配を考慮する
必要がある。このため、第一スライドコア６１のコア突
き出し部６１ａの基部の外径φ１は、その先端の外径φ
２よりも若干大きく設定する必要がある。また、管継手
５５の連結部５２の外径形状の寸法は、第一スライドコ
ア２１のコア突き出し部２１ａの基部の外径φ１に所定
の最小肉厚ｔ１を加算した値に基づいて決定している。
そして、かかる管継手の場合も、固定型、可動型６０及
び第一、第二スライドコア６１、６２の製作方法は、前
記管継手５０の場合と同様である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の金型製作の思想
は、固定型及び可動型の製作データ（管継手の外面デー
タ）と、コア用データ（内面データ）とをそれぞの木型
から作成する木型製作倣い加工思想であった。

【００１１】即ち、従来のＬ字状の管継手５０の製造方
法では、上記管継手５０は、予め別個独立に木型を製作
し、それぞれの木型により、外面データと内面データを
作成し、それぞのデータにより固定型及び可動型とコア
を製造することとなる。このため、図６（ａ）に示す如
くスライドコア５４はアンダーカットを考慮する必要性
から、管継手５０の接続部５２の湾曲する内側５４ａ側
程偏平な状態となり、従って、接続部５２の肉厚は、内
側程次第に厚くなる不均一な状態となっていた。

【００１２】また、大曲管継手５５の場合にも、接続部
５２における第一スライドコア２１のコア突き出し部２
１ａの基部の最小肉厚ｔ１に比し、先端側の肉厚ｔ２は
次第に厚くなる。

【００１３】このように管継手の肉厚が不均一となると
以下のような欠点がある。即ち、必要以上に肉厚が厚く
なるため、成型材料が無駄となり、材料コストが高くな
る。また、成形サイクル中の冷却時間は、成形品の肉厚
によってほとんど決定されるため、肉厚が厚いと成形サ
イクルが長くなり、成形生産性が低下する。しかも、冷
却時間中成形樹脂は固化する際に収縮を続けるが、肉厚
が不均一であれば、収縮も不均一となり、ヒケや熱歪み
による残留応力が生じ、変形やクラックの発生を招来
し、耐衝撃性や強度性が低下する。

【００１４】そこで本発明は、近年のＣＡＤ／ＣＡＭを
利用した金型加工技術、コンピュータ支援による加工用
機械の開発により、複雑な製品形状も倣い加工によらず
に加工が可能となったことに着目し、従来の木型製作倣
い加工思想によるのではなく、管継手の内面形状を決定
するコア側の形状に基づいて、管継手の外面形状を決定
する外面用の型を製作することにより、余分な厚肉部を
可及的に少なくし、成形品の所定部分の肉厚の均一化を
図ることを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、射出成形用金型装置及びその製造方法とし
てなされたものであり、射出成形用金型装置としての特
徴は、型閉じされる型と、該型に対して少なくとも２方
向から挿脱移動自在に設けられたコアとを備え、前記型
に形成された凹部で成形品の外面形状を形成すると共
に、前記コアにて成形品の内面形状を形成するようにし
た射出成形用金型装置において、前記型の凹部の所定の
周面は、対向するコアの周面と一定の間隙を有するよう
に、コア側の周面形状に基づいて加工されていることに
ある。

【００１６】そして、上記金型装置により成形される成
形品の所定部分の肉厚を均一にすることが可能となる。
しかも、金型の製作に際しては、コア側の形状を基準に
しているので、コアはアンダーカットを考慮して製作す
ることが可能であり、成形後にコアを抜くのに何ら支障
となることもない。

【００１７】尚、型の凹部の所定の周面は、対向するコ
アの周面と一定の間隙を有するとは、製造時の加工機械
による精度上のクリアランスも考慮した略一定の場合も
含む概念である。

【００１８】また、射出成形用金型の製造方法としての
特徴は、成形品の外面形状を形成する凹部を有し且つ型
閉じされる型と、成形品の内面形状を形成すべく、前記
型に対して少なくとも２方向から挿脱移動自在に設けら
れるコアとを製造する射出成形用金型の製造方法におい
て、前記成形品の内面形状に応じてコア製作用の内面デ
ータを作成し、そのデータに基づいてコアを加工用機械
で加工すると共に、成形品の所定部分が所定の肉厚で且
つ均一となるように、前記内面データに基づいて外面デ
ータを作成し、該外面データにより前記型の凹部を加工
用機械で加工することにある。

【００１９】かかる製造方法を採用することにより、従
来の木型製作倣い加工による手段とは相違するＣＡＤ／
ＣＡＭを利用した金型加工技術及び、コンピュータ支援
による加工用機械を使用することができ、コアの形状に
沿わせた成形品の外面形状を簡単にデータ化して型の凹
部を加工することが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１〜図３は本発明の第一
実施の形態を示し、図１において、１は射出成形により
成形された合成樹脂製のＬ字状の管継手で、管継手１
は、両側の筒状の嵌合部３と、両方の嵌合部３を接続す
べく略９０°に湾曲する筒状の連結部５とからなり、両
方の嵌合部３は連通している。

【００２１】嵌合部３の肉厚は均一で、その内径及び外
径は規格により適宜決定されている。また、連結部５の
肉厚ｔ３は、図１（ａ）に示す如く、前記嵌合部３同士
が連結する部分６を除く略全周にわたって均一化されて
いる。

【００２２】次に、上記管継手１を成形するための射出
成形装置の金型装置について説明する。図２は可動金型
部分の一部断面を示す概略平面図で、可動金型部分の上
方に位置する固定金型部分は図示省略している。同図に
おいて、１０は可動側型板、１２は前記可動側型板１０
の昇降移動を案内するガイドピン（図示省略）が挿通さ
れるガイド孔、１３はガイド孔１２に嵌合されたガイド
ブッシュである。

【００２３】１６は前記可動側型板１１に取り付けられ
た可動型で、可動型１６は可動側型板１１と一体的に昇
降可能となっている。また、可動型１６には、管継手１
の外周面を形成するための凹部１５が切削加工されてい
る。

【００２４】１７は一対のスライドコア（コア）で、各
スライドコア１７は、そのコア突き出し部１７ａが可動
側型板１１内に挿入される成形位置と、可動側型板１１
から抜かれる離型位置とに移動できるように、スライド
コアガイドレール１９に沿って２方向から移動自在とな
っている。また、コア突き出し部１７ａの周面とコア突
き出し部１７ａに対向する可動型１６の凹部１５の周面
とは、一定の間隙を有している。２５は両方のスライド
コア１７のコア突き出し部１７ａの突合せ面を示す。
尚、各スライドコア７を移動させる手段としては、特に
限定されるものではないが、例えば従来公知のシリンダ
ー機構又はカム機構が採用可能である。

【００２５】次に、前記スライドコア１７及び可動型１
６の製造方法について、図３を参照しながら説明する。
先ず、前記スライドコア１７を製作するに際しては、従
来と同様の手段により先ず木型を製作する。このとき、
木型はアンダーカット部分が成形品に生じないように、
所定の部分が切削されている（ステップ）。

【００２６】次に、スライドコア用の木型の形状が、周
知の手段によりＣＡＤ／ＣＡＭ用コアデータ（内面デー
タ）として作成された後に、内面データはコンピュータ
（制御装置）に入力され且つ記憶される（ステップ
）。

【００２７】制御装置は、この内面データに基づき加工
用機械を制御してコア素材を切削加工し、スライドコア
１７を製作する。（ステップ）。尚、更に、加工が必
要である場合は、作業者が加工して仕上げることも可能
である。

【００２８】一方、制御装置は、予め規定されている管
継手１の所定の肉厚（規格による肉厚）のデータと、前
記内面データとに基づいて成形品が所望の肉圧が得られ
るように、スライドコアの外周に沿わせたＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ用の外周面用データ（外面データ）を演算し記憶する
（ステップ）。例えば、成形品となる管継手１の最小
肉厚ｔ３を４ｍｍに設定した場合には、前記内面データ
に４ｍｍを外側にオフセットしたデータを作成すること
となる。このデータは容易に作成することができる。

【００２９】そして、制御装置は、作成れた外面データ
に基づき前記同様に加工用機械を制御し、前記可動型１
６の凹部形状を切削加工する（ステップ）。尚、図１
（ａ）に仮想線で示す固定型１８も同様の手段により加
工される。

【００３０】上記の方法により製作されたスライドコア
１７を、型閉じされた可動型１６及び固定型１８に対し
て成形位置まで進出させる。更に、可動型１６及び固定
型１８に形成されたランナ１４から型内に樹脂が供給さ
れ、管継手１が成形された後に、型開きされ且つスライ
ドコア１７が離型位置まで後退した後に、管継手１が適
宜自動的に取り出される。

【００３１】成形された管継手１の連結部５の内周面の
形状は、図１（ａ）に示す如く、湾曲する内側が偏平状
となる非円形となる。これは、図２にドットで示す如く
各スライドコア１７のコア突き出し部１７ａの表面が、
アンダーカットを考慮して切削されているからである。
従って、連結部５は一定の肉厚ｔ３を有するため、その
外周面の形状も従来のものに比し偏平状となるが、例え
ばＪＩＳ規格で要求される嵌合部の内外径や全体の肉厚
等は、従来と同様に所定の値が得られることとなり、何
ら不都合はない。

【００３２】尚、本実施の形態の管継手１は、連結部５
の一部に厚肉の部分６が形成されるが、その部分６以外
は、肉厚が均一化されているため、従来の管継手に比
し、成型材料が少なくなり、成形サイクルの短縮化、変
形やクラックの発生を効果的に防止できる。

【００３３】図４及び図５は本発明の第二実施の形態を
示す。本実施の形態は、嵌合部３と連結部５とからなる
大曲管継手管１ａを成形する場合を示し、図５におい
て、２０は可動型、２１は第一スライドコア、２２は第
二スライドコアである。

【００３４】第一スライドコア２１のコア突き出し部２
１ａは湾曲状に長く設定されており、第二スライドコア
２２のコア突き出し部２２ａは短く設定されており、２
４は両方のスライドコア２１の突合せ面を示す。

【００３５】特に、第一スライドコア２１の場合には、
抜け勾配を考慮する必要があるため、そのコア突き出し
部２１ａの基部の外径φ１は、コア突き出し部２１ａの
先端の外径φ２よりも若干大きく設定されているのは、
従来と同様である。

【００３６】第一、第二スライドコア２１、２２の製作
に際しては、先ず、前記同様に第一、第二スライドコア
用の木型を製作し、その外周形状を内面データとして作
成し、制御装置に記憶する。そして、このデータに基づ
いて第一、第二スライドコア２１，２２を製作する。

【００３７】また、第一、第二スライドコア２１，２２
の外径寸法（管継手１ａの内径寸法）が決定されている
ことから、その寸法に所定の肉厚ｔ３を加算して得られ
る管継手１ａの外面形状のデータ（外面データ）を演算
し記憶する。そして、制御装置はこのデータに基づき加
工用機械を制御し、前記可動型２０及び固定型の凹部２
０ａを切削加工する。

【００３８】このように製造された金型（可動型２０及
び固定型）及び第一、第二スライドコア２１，２２を使
用して成形された管継手１ａの肉厚は均一となる。一
方、管継手１ａの接続部５の外周直径は、接続部５の肉
厚を接続部５の略全長にわたって均一としたことによ
り、第一スライドコア２１のコア突き出し部２１ａの先
端側程、若干細くなる結果となるが、例えばＪＩＳ規格
で要求される嵌合部の内外径や全体の肉厚等は、従来と
同様に所定の値が得られることとなり、何ら不都合はな
い。尚、第二スライドコア２２のコア突き出し部２２ａ
は短いため、抜け勾配を設けても、接続部５の肉厚には
ほとんど影響することはない。

【００３９】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、必要に応じた設計変更が可能である。例え
ば、上記実施の形態では、Ｌ字状管継手及び大曲管継手
について例示したが、これらに限定されるものではな
く、接続部の湾曲角度は略４５°であっも良く、その他
のＴ字状管継手等であっても良く、その種類は特に限定
されるものではない。Ｔ字状管継手の場合には、コアは
３方向から移動自在となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の射出成形用金型装置は、前記型
の凹部の所定の周面が、対向するコアの周面と一定の間
隙を有するように、コア側の周面形状に基づいて加工さ
れているので、従来不均一であった管継手の所定の部分
の肉厚を均一にすることが可能である。

【００４１】従って、成型材料の無駄が省け、材料コス
トを安価にすることができる。また、成形サイクルが短
くなり、成形生産性を向上することが可能となる。更
に、従来に比し成形樹脂の収縮の均一化が可能となり、
ヒケや熱歪みによる残留応力に起因していた変形やクラ
ックの発生を防止でき、耐衝撃性や強度性の向上を図る
ことが可能となる。

【００４２】また、本発明の射出成形用金型の製造方法
においては、コア側の内面データに基づいて型の凹部を
加工する外面データを作成するため、従来のようにそれ
ぞれ別個独立して加工用のデータを作成する必要がな
く、ＣＡＤ／ＣＡＭを利用した金型加工技術及び、コン
ピュータ支援による加工用機械を有効に使用することが
でき、成形品の肉厚の均一化を確実に図ることができる
金型を容易に製造できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施の形態を示し、（ａ）は管継
手の接続部の断面図、（ｂ）は管継手の斜視図である。

【図２】同可動金型部分の一部断面を示す概略平面図で
ある。

【図３】同コアを含む金型の製造方法を示すフロー図で
ある。

【図４】本発明の第二実施の形態を示す管継手の断面図
である。

【図５】同可動金型部分の断面平面図である。

【図６】従来例を示し、（ａ）は管継手の接続部の断面
図、（ｂ）は管継手の斜視図である。

【図７】同（ａ）は管継手の成形状態の断面平面図、
（ｂ）は管継手の平面図である。

【符号の説明】

１ 管継手（成形品） １ａ 管継手（成形品） １５ 凹部 １６ 可動型（型） １７ スライドコア（コア） １８ 固定型（型） ２０ 可動型（型） ２１ 第一スライドコア（コア） ２２ 第二スライドコア（コア）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型閉じされる型と、該型に対して少なく
   とも２方向から挿脱移動自在に設けられたコアとを備
   え、前記型に形成された凹部で成形品の外面形状を形成
   すると共に、前記コアにて成形品の内面形状を形成する
   ようにした射出成形用金型装置において、前記型の凹部
   の所定の周面は、対向するコアの周面と一定の間隙を有
   するように、コア側の周面形状に基づいて加工されてい
   ることを特徴とする射出成形用金型装置。
2. 【請求項２】 成形品の外面形状を形成する凹部を有し
   且つ型閉じされる型と、成形品の内面形状を形成すべ
   く、前記型に対して少なくとも２方向から挿脱移動自在
   に設けられるコアとを製造する射出成形用金型の製造方
   法において、前記成形品の内面形状に応じてコア製作用
   の内面データを作成し、そのデータに基づいてコアを加
   工用機械で加工すると共に、成形品の所定部分が所定の
   肉厚で且つ均一となるように、前記内面データに基づい
   て外面データを作成し、該外面データにより前記型の凹
   部を加工用機械で加工することを特徴とする射出成形用
   金型の製造方法。