(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気流のための誘導通路を形成する円筒状ボア部と、この円筒状ボア部の一方の端部側に円筒状ボア部の長さ方向に直角に接続されている取付用フランジ部と、より構成され内燃機関の吸入空気制御装置の殻の成形用の射出成形用金型において、溶融樹脂を金型キャビティに充填する充填部のダイヤフラムゲートが、円筒状ボア部の取付用フランジ部が取付けられている側の最端部内側に形成されてなり、円筒状ボア部の他方の端部側に、金型キャビティから成形品の殻を突き出すストリッパーリング機構が設けられてなることを特徴とする、内燃機関の吸入空気制御装置の殻の成形用金型。
【請求項２】
射出成形用金型の固定金型側に、ランナーロックピンとランナーストリッパープレートが設けられてなる、請求項１に記載の内燃機関の吸入空気制御装置の殻の成形用金型。
【請求項３】
射出成形用金型のストリッパーリング機構が、ストリッパーリングとエジェクターピンによって構成されてなる、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸入空気制御装置の殻の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸入空気制御装置の殻（以下、単に「ハウジング」ということがある。）の成形用金型に関する。さらに詳しくは、内燃機関の吸気流のための誘導通路を形成する樹脂製の円筒状ボア部と、取付用フランジ部とで構成された内燃機関の吸入空気制御装置の殻（ハウジング）を射出成形法で成形する成形用金型に関し、特に、円筒状ボア部の真円度向上を図ると共に、ゲートのカットを金型内で行うようにした成形用金型に関するものである。なお、本発明において「真円度」とは、真円に対する差をいい、外接円と内接円の半径差をもって真円度とし、ＪＩＳ  Ｂ０６２１の最小自乗中心法に準拠して測定した値をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の吸入空気制御装置の殻（ハウジング）は、そのほとんどが、アルミニウム、亜鉛などの金属でダイカスト成形した後に、円筒状ボア部内周面を機械加工で仕上げ、円筒状ボア部の適所にバタフライ弁を回転自在に軸支して製品の内燃機関の吸入空気制御装置としている。このため、製作工程が煩雑であると共に、これを製作する際には相当の熟練を必要としていた。さらに、吸入空気制御装置前後に配置される部品のうち、エアーインテークチューブやインテークマニホールドなどは、軽量化を目的として既に樹脂材料で製造（樹脂化）されいるので、吸入空気制御装置のハウジングも軽量化のため同様に樹脂化が要望されていた。
【０００３】
しかしながら、内燃機関の吸入空気制御装置のハウジングを樹脂化する場合、金属の機械加工並の寸法精度を達成することは難しい。特に、円筒状ボア部は長さ方向に直角の方向の切断面が実質上円形の断面を呈しており、円筒状ボア部とこの内部に回転自在に遊嵌されるバタフライ弁とのクリアランスは、弁全閉時の空気漏れ性能に影響するため、円筒状ボア部内面の真円度は１００μｍ以下の極めて高い寸法精度が要求されている。通常の円筒状樹脂成形品の場合、口径が大きくなると共に真円度は大きくなる傾向にあり、内燃機関の吸入空気制御装置のハウジングのような口径が数十mm〜百数十mmの場合には、円筒状ボア部の内面の真円度１００μｍ以下の寸法精度を、樹脂製の成形品で達成することは極めて困難である。
【０００４】
バタフライ弁のシャフトを支える軸受け用ボスを含む円筒状ボア部の内径部分が、最も重要な部分であるため、従来、樹脂製のハウジングの場合には、図６に示したように（詳細は後記比較例を参照）、溶融樹脂の金型キャビティへの注入用ダイヤフラムゲート６６は、通常はこの軸受け用ボス６７近傍に設置されているが、円筒状ボア部の一端に設けた取付用フランジ部６１が矩形で、取付ボルト用穴が設けられているため、収縮差によって変形が生じ、この変形の影響を受けて円筒状ボア部の真円度が悪くなる。
【０００５】
取付用フランジ部６１は、ハウジング６０を他の機器に所定位置に取付けるために、通常は平面形状が四角形（矩形）にされており、四角形の角部内側には取付ボルトを挿入用穴が４ケ配置されているので、射出成形法で成形した際に生ずる成形収縮は、円筒状ボア部に比べ不均一となり、変形が生じて円筒状ボア部の真円度に悪影響を及ぼす。成形収縮は得られたハウジング各部分の樹脂の充填密度の影響を大きく受けるので、溶融樹脂の注入ゲートを軸受け用ボス近傍に設置した場合、フランジ部は流動末端となり圧力の伝播が悪くなるので、成形品の樹脂の充填密度が低くなって成形収縮が大きくなる。
【０００６】
また、成形品のハウジングを成形金型から離型する際に取付用フランジ部を突き出すと、取付用フランジ部に変形応力が作用し、これによっても円筒状ボア部の真円度が悪くなる。さらに、良好な真円度を得るためにダイヤフラムゲートを用いると、溶融樹脂は金型キャビティに均一充填されるが、成形後に金型から離型してダイヤフラムゲートをカットする際には、スプルー切断、ダイヤフラムゲートの打ち抜き、カット面の切削仕上げ、などの付随作業が必要であり、煩雑な工程となるという欠点があった。
【０００７】
成形品のゲートを金型内でカットする方法としては、油圧パンチを利用する方法、キャビティ局部加圧加振システムを利用する方法などがあるが、何れも特殊な装置が必要であるばかりでなく、金型機構が複雑となるので実用性に問題がある。かかる状況にあるので、成形品のゲートを金型内でカットする簡便で、工業的に有利な方法の提案が要望されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、次の通りである。
１．円筒状ボア部と取付用フランジ部とで構成された内燃機関の吸入空気制御装置の殻（ハウジング）を、樹脂材料で製造することができる射出成形用金型を提供すること。
２．製造した殻（ハウジング）を射出成形用金型から離型する際に、溶融樹脂を注入したゲートを金型内で簡単にカットできる射出成形用金型を提供すること。
３．円筒状ボア部の真円度が１００μｍ以下の寸法精度を有する殻（ハウジング）が得られる射出成形用金型を提供すること。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、内燃機関の吸気流のための誘導通路を形成する円筒状ボア部と、この円筒状ボア部の一方の端部側に円筒状ボア部の長さ方向に直角に接続されている取付用フランジ部と、より構成され内燃機関の吸入空気制御装置の殻の成形用の射出成形用金型において、溶融樹脂を金型キャビティに充填する充填部のダイヤフラムゲートが、円筒状ボア部の取付用フランジ部が取付けられている側の最端部内側に形成されてなり、円筒状ボア部の他方の端部側に、金型キャビティから成形品の殻を突き出すストリッパーリング機構が設けられてなることを特徴とする、内燃機関の吸入空気制御装置の殻の成形用金型を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る射出成形用金型によって成形できる内燃機関の吸入空気制御装置の殻（ハウジング）は、円筒状ボア部と、この円筒状ボア部の一方の端部側に円筒状ボア部の長さ方向に直角に接続されている取付用フランジ部とより構成される。円筒状ボア部の内側適所に、吸気量を制御するバタフライ弁が、最大径に形成された回転軸によって回転自在に軸支されている。回転軸は、円筒状ボア部に設けられた軸受けボス部に遊嵌される。
【００１１】
本発明に係る射出成形用金型は、円筒状ボア部の取付用フランジ部の最端部（外側）内側に、溶融樹脂を金型キャビティに充填する充填部として、ダイヤフラムゲートが設けられてなる。ダイヤフラムゲートをこの位置に設けることにより、溶融樹脂を金型キャビティの円筒状ボア部形成部に均一に注入することができる。従って、円筒状ボア部に密度差、分子配向差が生じ難く、原料樹脂に補強繊維が配合されている場合には繊維配向差も生じ難く、円筒状ボア部の真円度を向上させることができる。
【００１２】
また、ダイヤフラムゲートを円筒状ボア部の取付用フランジ部の最端部（外側）内側の位置に設けることにより、溶融樹脂を金型キャビティの取付用フランジ部形成部に均一の注入することができ、この部分の樹脂の充填密度を高くすることができる。これにより、円筒状ボア部の場合と同様に、取付用フランジ部の樹脂の密度差、分子配向差、繊維配向差などが生じ難く、かつ、取付用フランジ部のショートショット、ウエルドラインなどが生じ難く、従って取付用フランジ部は変形し難く、円筒状ボア部の真円度に悪影響を及ぼすことが少ない。
【００１３】
本発明に係る射出成形用金型は、射出成形用金型の固定金型側に、ランナーロックピンとランナーストリッパープレートとを設ける。ハウジングを成形した後には、まず、固定金型と可動金型とを金型の分割面で引き離す（可動金型を固定金型から離隔または後退させる）。固定金型と可動金型とを金型の分割面で引き離す（切断）際に、ダイヤフラムゲートが切り離される。この際、ランナーロックピンによって溶融樹脂のランナーが固定金型側から離れて可動金型の割り金型に同伴されない様にロックされた状態のままであり、また、可動金型は型開きさせず成形品であるハウジングは、可動金型の金型キャビティ内に保持された状態のままである。
【００１４】
本発明に係る射出成形用金型は、外側アンダーカット処理を割り金型キャビティとアンギュラーピン作動方式とされており、かつ、アンギュラーピンと割り金型キャビティのピン穴の型開き側隙間が、アンギュラーピンの傾斜角にゲート厚さを乗じた値以上とされている。可動金型を固定金型からかなり離れた（後退した）時点で、可動金型の後退開始から若干遅延して、割り金型が左右に型開きされることになる。これにより、成形品の殻（ハウジング）は、可動金型の割り金型を固定金型からの離隔開始と同時に型開きをさせないで、離隔開始から若干遅延させて可動金型を左右に十分に型開きし離型させることになる。
【００１５】
成形品のハウジングを可動金型からの離型は、ストリッパーリングとエジェクターピンによって構成されるストリッパーリング機構によって行なわれる。ストリッパーリングは、ハウジングの円筒状ボア部の取付用フランジ部と反対側端部に、円筒の全周に亘り可動金型の一部を構成するように形成する。このストリッパーリングは、可動金型を型開きした後、エジェクタープレートに取り付けられたエジェクターピンを突き出すことにより、ストリッパーリングが前進し、成形品のハウジングが金型キャビティから突き出される。
【００１６】
射出成形用金型の固定金型側に設けたランナーロックピンとランナーストリッパープレートは、金型の分割面から可動金型が十分に離れた（後退した）後、ランナーストリッパープレートを固定板から離隔させて、溶融樹脂のスプルーとランナーとを固定金型から外して落下させ、次の成形に備える。
【００１７】
本発明に係る射出成形金型によってハウジングを成形できる樹脂材料は、射出成形が可能で、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性などに優れたものがよく、例えば、ポリフェニレンオキサイド、ポリブチレンテラフタレート、ポリエチレンテラフタレート、ポリメチルペンテン、ポリアミド類、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。これら樹脂材料には、ガラス繊維、炭素繊維、無機フィラーなどを配合して強化するのが好適である。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の記載例に限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明に係る射出成形機で成形された内燃機関の吸入空気制御装置ハウジングの一例の平面図、図２はその側面図である。図１および図２において、円筒状ボア部１１の一方の端部側に円筒状ボア部の長さ方向に直角に取付用フランジ部１２が接続されている。円筒状ボア部１１の適所に１３はバタフライ弁軸受けボス部１３が設けられ、これにバタフライ弁の回転軸が遊嵌される。１４は取付ボルト用ボス部、１５は取付ボルト挿入用穴であり、取付ボルトによって対象物に固定される。
【００２０】
図３は、本発明に係るハウジングを射出成形する金型の一例の要部の断面図であり、型締めした状態を示し、図４は、吸入空気制御装置ハウジングからダイヤフラムゲートを切り離（切断）した状態を示す断面図であり、図５は、固定金型からスプルーとランナーを外し、可動金型の割り金型を左右に十分に型開きし、ストリッパーリング機構によって成形品を突き出す状態を示す断面図である。
【００２１】
図３ないし図５において、３１は成形機の固定板、３２は固定金型、３３は成形機の可動板、３４は可動金型、３５はスプルー、３６はダイヤフラムゲート、３７はランナーロックピン、３８はランナーストリッパープレート、３９はスプルーエジェクターピン、４１はハウジング、４２は割り金型、４３はアンギュラピン、４４はアンギュラピン遊嵌用隙間、４５はストリッパーリング、４６はエジェクターピン、４７はエジェクタープレートである。
【００２２】
［実施例］
ガラス繊維強化ポリフェニレンサルファイト（三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名：ノバップス７７０Ｆ１Ｘ２）を原料樹脂として、射出成形機（東芝機械社製、型式：ＩＳ１５０）で、高さ８０mm、円筒状ボア部の高さ７０mm、円筒状ボア部の外径６５mm、内径が６０mm、取付用フランジ部が８０mm×８２mmのハウジングを製造した。得られた製品のハウジングを、常温で２４時間放置したあと、円筒状ボア部の内径であって円筒状ボア部の上端から３５mmの位置で真円度を、東京精密社製のロンコムＩＤ−４４で測定した結果、８０μｍであった。また、取付用フランジ部内面のゲートカット部を目視観察した結果、残り片はなく平滑な面を呈していた。
【００２３】
［比較例］
図６は、従来のハウジング成形用金型の一例の要部の断面図であり、型締めした状態を示しており、ハウジング６０の取付用フランジ部６１が固定金型６３ではなく、可動金型６４に設けられており、かつ、ダイヤフラムゲート６６が円筒状ボア部内であって、バタフライ弁軸受けボス部６７の近傍に形成されている。この金型で製造したハウジング６０は、金型から離型する際にダイヤフラムゲート６６が円筒状ボア部から切り離されることがない。
【００２４】
図６に示した金型を使用し、実施例におけると同様の手順で、実施例におけると同様の形状のハウジングを製造した。得られた製品のハウジングを、常温で２４時間放置したあと、円筒状ボア部の内径であって円筒状ボア部の上端から３５mmの位置で実施例におけると同様に真円度を測定した結果、１５０μｍであった。なお、製品のハウジングを金型から離型したあと、成形品を床に置きハンマーで叩くことによりダイヤフラムゲートを切断し、さらに、切り離し面をナイフで平滑に仕上げるという工程が必要であった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、以上詳細に説明した通りであり、以下の様な特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明に係る射出成形用金型によれば、円筒状ボア部と取付用フランジ部とで構成された内燃機関の吸入空気制御装置の殻（ハウジング）を、樹脂材料で容易に製造することができる
２．本発明に係る射出成形用金型によれば、溶融樹脂を金型キャビティに充填する充填部をダイヤフラムゲートが、円筒状ボア部の取付用フランジ部の最端部内側に形成されているので、金型内でダイヤフラムゲートの切り離し（切断）が可能である。
３．本発明に係る射出成形用金型によれば、また、ランナーロックピン、ランナーストリッパープレートを具備し、外側アンダーカット処理を割り金型キャビティとアンギュラーピン作動方式として、アンギュラーピンと割りキャビティのピン穴の型開き側隙間を、アンギュラーピンの傾斜角にゲート厚みを乗じた値以上としたことにより、金型内でのゲートカットが可能となった。
４．本発明に係る射出成形用金型によれば、円筒状ボア部の真円度が１００μｍ以下の寸法精度を有する殻（ハウジング）が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る射出成形機で成形された内燃機関の吸入空気制御装置ハウジングの一例の平面図である。
【図２】  図１に示したハウジングの側面図である。
【図３】  本発明に係る射出成形用金型の一例の要部の断面図であり、型締めした状態を示す。
【図４】  吸入空気制御装置ハウジングからダイヤフラムゲートを切り離（切断）した状態を示す断面図である。
【図５】  固定金型からスプルーとランナーを外し、可動金型を左右に十分に型開きし、ストリッパーリング機構によって成形品を突き出す状態を示す断面図である。
【図６】  従来のハウジング成形用用金型の一例の要部の断面図であり、型締めした状態を示す。
【符号の説明】
１１：円筒状ボア部
１２：取付用フランジ部
１３：バタフライ弁軸受けボス部
１４：取付ボルト用ボス部
１５：取付ボルト挿入用穴
３１：成形機の固定板
３２：固定金型
３３：成形機の可動板
３４：可動金型
３５：スプルー
３６：ダイヤフラムゲート
３７：ランナーロックピン
３８：ランナーストリッパープレート
３９：スプルーエジェクターピン
４１：ハウジング
４２：割り金型
４３：アンギュラピン
４４：アンギュラピン遊嵌用隙間
４５：ストリッパーリング
４６：エジェクターピン
４７：エジェクタープレート
【図１】
0003708316.tif 000002
【図２】
0003708316.tif 000003
【図３】
0003708316.tif 000004
【図４】
0003708316.tif 000005
【図５】
0003708316.tif 000006
【図６】
0003708316.tif 000007