(57)【要約】【課題】  パリソンと外型のクリアランスを生じさせることなくパリソンを型締めすることができるブロー成形用金型を提供する。【解決手段】  外型３は、型締め完了時においてパリソン２０の段差部の軸方向の端面２４、２５に当接する当接面３４、３５を有し、型締め完了前において端面２４、２５と当接面３４、３５との間にクリアランスが形成されるように付勢部材６により当接面３４、３５が端面２４、２５から離れる方向に付勢されており、中子２は、外型３に向かって突起した突起部９を有し、外型３は、その内周面に突起部９が入り込む凹部１０を有し、突起部９および凹部１０は、互いに摺接可能な傾斜面をそれぞれ備え、型締めの途中で突起部９の傾斜面と凹部１０の傾斜面とが摺接することにより、外型３が付勢部材６による付勢力に抗して移動し、型締め完了時にはクリアランスがゼロとなっている。【選択図】  図１
2007001050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形によって成形されたパリソンのうち胴体部をブロー成形により成形するためのブロー成形用金型であって、
前記パリソンが取り付けられる中子と、
前記パリソンを外側から型締めする外型と、を備えるブロー成形用金型において、
前記パリソンは、射出成形により既に形作られた円筒端部が備えられ、前記円筒端部は、前記胴体部との間に段差部を有しており、
前記外型は、型締め完了時において前記段差部の軸方向の端面に当接する当接面を有し、かつ、前記外型は型締め完了前において前記端面と前記当接面との間にクリアランスが形成されるように付勢部材により前記当接面が前記端面から離れる方向に付勢されており、
前記中子は、前記外型に向かって突き出た突起部を有し、
前記外型は、その内周面に前記突起部が入り込む凹部を有し、
前記突起部および前記凹部は、互いに摺接可能な傾斜面をそれぞれ備え、
型締めの途中で前記突起部の傾斜面と前記凹部の傾斜面とが摺接することにより、前記外型が前記付勢部材による付勢力に抗して移動し、型締め完了時には前記クリアランスがゼロとなっていることを特徴とするブロー成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形用の金型、特に、等速ジョイントブーツとして使用されるエラストマー成形品をブロー成形するための金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントは、互いの交差角度が変化可能に設けられた入力軸と出力軸を、入力軸から出力軸へ等速回転を伝えることができるようにジョイントするものであり、一方の軸には、ベアリング部品を収納するハウジング（アウタレース）が設けられている。ジョイント内部に潤滑剤（一般的には、グリース）を封じ込め、かつ、ジョイント内部への水や泥などの侵入を防ぐために、等速ジョイントブーツが装着される。等速ジョイントブーツは、伸縮変形自在な蛇腹部と、この蛇腹部の軸方向一端に形成された大径の円筒部と、軸方向他端に形成された小径の円筒部とを有し、大径円筒部がハウジングに固定され、小径円筒部が他方の軸に固定される。また、等速ジョイントブーツは、軽量化を目的として、熱可塑性樹脂からなるものが開発されている。
【０００３】
このようなブーツの中間製品である成形品を製造する方法として、射出ブロー成形が知られている。射出ブロー成形は、射出成形によりパリソンを成形して、パリソンの形状を安定させた後にブロー成形を行う方法である。射出ブロー成形の代表的な例を、図５を参照して説明する。
【０００４】
射出ブロー成形に用いる装置は、図５に示すように、両端に中子１０１を有する回転体１００を備えている。まず、中子１０１に対して射出成形用の第１外型２００を閉じ、中子１０１と第１外型２００により形成されるキャビティ内に射出機構４００によって流動状態の熱可塑性エラストマー５０１を射出する（図５（ａ））。キャビティ内の熱可塑性エラストマーの温度が下がると、ある程度形状が安定化し、パリソン５０２が成形される（図５（ｂ））。その後、パリソン５０２が、ある程度保有熱を有しているうちに、第１外型２００を離型し、回転体１００を１８０度回転させる（図５（ｃ））。そして、中子１０１にパリソン５０２が付いているままの状態で、ブロー成形用の第２外型３００を閉じて、ブローアップを行い、成形品５０３を成形する（図５（ｄ））。その後、第２外型３００を離型し、成形品５０３を中子１０１から離型する。そして、小径円筒部の先端を切断することにより、最終製品である等速ジョイントブーツ５０４を得ることができる。（図５（ｅ））。
【０００５】
図６は等速ジョイントブーツの概略図である。等速ジョイントブーツ５０４は、概略、蛇腹形状の胴体部と、その両端の略円筒部から構成される。ここで、両端の略円筒部は、射出成形時に形作られ、ブロー成形時には変形しないように第２外型内に嵌め込まれる。これに対して、胴体部はブロー成形時に形作られる。つまり、図６において、等速ジョイントブーツ５０４は、Ａで示す範囲（胴体部５４１）がブロー成形によって形作られ、Ｂで示す範囲（大径の円筒端部５４２）およびＣで示す範囲（小径の円筒端部５４３）が射出成形によって形作られる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９１３１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１３１６号公報
【特許文献３】特開２００４−９０４８３号公報
【特許文献４】登録実用新案第２５１１１７１号公報
【特許文献５】実公平７−５０１９０号公報
【特許文献６】特開平８−１８７７６７号公報
【特許文献７】特開平６−２０６２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
パリソン５０２の射出成形の段階で製品形状が付与される大径円筒端部５４２および小径円筒端部５４３は、ブロー成形時には形状を維持する必要があるため、パリソン５０２と第２外型３００のクリアランスをなくしてブローアップ時の変形を十分規制する必要がある。特に、大径円筒端部５４２および小径円筒端部５４３は、冷却が十分になされてないと、ブローアップによって変形が生じやすいため、第２外型により確実に押さえつける必要がある。
【０００８】
しかしながら、金型温度は１５０〜２００℃の範囲で調節するため、中子１０１は、回転体１００の回転軸を中心に中子１０１の軸方向に熱膨張する。したがって、金型の設計時においては、図７に示すように、大径円筒端部５４２と小径円筒端部５４３の各段差部の軸方向端面と第２外型３００との間に予め所定のクリアランス（図７中Ｘ１およびＸ２）を設定しておき、中子１０１の熱膨張が最大のときに、上記クリアランスがゼロとなるような設計を行う。
【０００９】
しかし、ブロー成形時の中子１０１の熱膨張量を０．１ｍｍ単位で予測するのは困難であり、一方、型締め時の型噛みも防止する必要があるため、中子１０１の熱膨張量のばらつきを考慮して、予め大きめのクリアランスを設定する。特に、軸方向のクリアランスを小さく設定しすぎた場合には、型噛みが発生することにより、パリソンの大径円筒端部に損傷が生じたり、ブローアップ時にエアー漏れが発生してしまいブロー不足が生じることになる。したがって、ブロー成形時の条件の変動等を考慮して金型設計時において大きめ、例えば、１ｍｍ程度のクリアランスを設ける必要がある。
【００１０】
図８に示すように、現行のブロー成形用金型は、型の開閉時に左右にスライドするだけの単純な構造であるため、型締め過程においてクリアランスＬは常に一定であり、想定より中子１０１の熱膨張が小さい場合には、大径および小径円筒端部でクリアランスが大きくなり、大径および小径円筒端部が変形し易くなる。また、中子１０１の熱膨張が大きく、クリアランスがなくなってしまった場合には型噛みが発生してしまう。したがって、クリアランスは中子１０１が最大に膨張する場合を想定して設定する必要があるが、そうすると、ほとんどの場合、クリアランスが大きくなりすぎて、ブロー成形時に端部の変形が生じやすくなる。
【００１１】
ブロー成形時にパリソン５０２の大径および小径円筒端部と第２外型３００との間のクリアランスが大きすぎると、図９に示すように、大径円筒端部５４２および小径円筒端部５４３が変形してしまうことがある。なお、図９（ｂ）は変形が生じなかった場合の大径円筒端部５４２の断面形状を示しており、図９（ｃ）は変形が生じた場合の大径円筒端部５４２の断面形状を示している。
【００１２】
また、クリアランスが大きすぎると、ブロー成形によって形状を付与する部分のブローアップによる伸長方向が設計値からずれてしまうため、最終製品において所望の肉厚を得ることが困難となってしまう。図１０に示すように、パリソン５０２の形状は、通常、製品谷部に相当する部分のパリソンの肉厚が薄く、山部に相当する部分が厚くなっている。これは、第２外型３００とパリソン５０２との接触位置を予測して設定するが、ブロー成形時にパリソン５０２と第２外型３００との間の上記クリアランスが大きくなった場合には、クリアランスが大きくなった分だけブローアップ時のパリソン５０２の挙動を予測することができず、パリソン５０２の形状付与部分の伸長方向が設計値とずれてしまい、所望の製品肉厚を得ることができなくなる。
【００１３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、パリソンと外型のクリアランスを生じさせることなくパリソンを型締めすることができるブロー成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明におけるブロー成形用金型は、射出成形によって成形されたパリソンのうち胴体部をブロー成形により成形するためのブロー成形用金型であって、前記パリソンが取り付けられる中子と、前記パリソンを外側から型締めする外型と、を備えるブロー成形用金型において、前記パリソンは、射出成形により既に形作られた円筒端部が備えられ、前記円筒端部は、前記胴体部との間に段差部を有しており、前記外型は、型締め完了時において前記段差部の軸方向の端面に当接する当接面を有し、かつ、前記外型は型締め完了前において前記端面と前記当接面との間にクリアランスが形成されるように付勢部材により前記当接面が前記端面から離れる方向に付勢されており、前記中子は、前記外型に向かって突き出た突起部を有し、前記外型は、その内周面に前記突起部が入り込む凹部を有し、前記突起部および前記凹部は、互いに摺接可能な傾斜面をそれぞれ備え、型締めの途中で前記突起部の傾斜面と前記凹部の傾斜面とが摺接することにより、前記外型が前記付勢部材による付勢力に抗して移動し、型締め完了時には前記クリアランスがゼロとなっていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、中子の熱膨張等による中子と外型との位置関係のずれの大きさにかかわらず、ブローアップ時においてはパリソンの大径円筒端部の段差部の端面と外型の当接面との間のクリアランスをなくすことができる。したがって、射出成形時に製品形状が付与される大径および小径円筒端部のブローアップ時の変形を防止することができる。また、型締め途中ではクリアランスを設けるようにしたので、型締め時の型噛みを防止することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明により、形状の安定したエラストマー成形品を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図４を参照して、実施例に係るブロー成形用金型について説明する。図１は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係るブロー成形用金型により成形される等速ジョイントブーツ、その中間製品である成形品、およびパリソンを示す模式図である。図３は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の型締め工程の説明図である。図４は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の型噛み防止のための寸法関係の説明図である。
【００１９】
まず、等速ジョイントについて説明する。等速ジョイントは、互いの交差角度が変化可能に設けられた入力軸と出力軸を、入力軸から出力軸へ等速回転を伝えることができるようにジョイントするものであり、一方の軸には、ベアリング部品を収納するハウジング（アウタレース）が設けられている。ジョイント内部に潤滑剤（一般的には、グリース）を封じ込め、かつ、ジョイント内部への水や泥などの侵入を防ぐために、等速ジョイントブーツが装着される。
【００２０】
次に、図２を参照して、等速ジョイントブーツ、等速ジョイントブーツの中間製品である成形品、および、パリソンについて説明する。図２（ａ）はパリソンの縦断面図である。図２（ｂ）は成形品の縦断面図である。図２（ｃ）は等速ジョイントブーツの模式的正面図である。図２（ｄ）は等速ジョイントブーツの模式的底面図である。
【００２１】
等速ジョイントブーツ４０は、伸縮変形自在な蛇腹部３１と、大径円筒端部２２と、小径円筒端部２３とを有し、大径円筒端部２２がハウジングに固定され、小径円筒端部２３が他方の軸に固定される。また、本実施例における等速ジョイントブーツは、軽量化を目的として、熱可塑性樹脂から構成されている。
【００２２】
パリソン２０は、筒状の胴体部２１と、大径円筒端部２２と、小径円筒端部２３とを有し、射出成形によって成形される。図２中ＢおよびＣの範囲で示す部分、すなわち、大径円筒端部２２および小径円筒端部２３は、パリソン２０の射出成形の段階で最終的な形状（最終製品である等速ジョイントブーツ４０の大径円筒端部２２と小径円筒端部２３の形状）が付与される部分である。なお、小径円筒端部２３の先端は閉じた状態であるが、この部分は、後述するように、成形品３０の成形後に切断されることになる。
【００２３】
成形品３０は、蛇腹部３１と、大径円筒端部２２と、小径円筒端部２３とを備えており、パリソン２０の胴体部２１をブローアップしてこれに蛇腹形状を付与することにより成形される。図２中Ａの範囲で示す部分、すなわち、蛇腹部３１は、ブロー成形によって最終的な形状が付与される部分である。こうして成形された成形品３０は、小径円筒端部２３の先端が閉じた状態であり、この部分を切断することによって、最終製品である等速ジョイントブーツ４０が得られる。
【００２４】
次に、図１を参照して、本実施例に係るブロー成形用金型について説明する。図１は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の模式的断面図である。ブロー成形用金型１は、中子２と、外型３と、外型３を支持する支持部４とを備える。
【００２５】
中子２は、各製造工程で共有されるものであり、ブロー成形工程の前段階の工程であるパリソンの射出成形工程においては、パリソンの内側形状を成形するために用いられる。中子２は、不図示の回転体に取り付けられており、パリソン２０の射出成形後、射出成形用の外型が離型されると、パリソン２０が取り付けられたままの状態で、回転体の駆動により、開いた状態の外型３の間に配置される。
【００２６】
外型３は、ボールネジ５により支持部４に対して軸方向に移動可能に設けられており、支持部４との間に設けられたスプリング６により軸方向に付勢されている。また、外型３は、支持部４を介して型締め機構８に連結されており、型締め機構８の開閉運動により、パリソン２０に対して型締めが行われる。
【００２７】
パリソン２０が外型３に型締めされると、中子２に設けられた不図示の吹込穴からパリソン２０の胴体部の内周壁にブローエアーが吹き込まれる。ブローエアーの吹き出し圧により、パリソン２０の胴体部が外型３の内壁に密着し、胴体部に蛇腹形状が付与される。そして、外型３および中子２から離型することにより、胴体部に蛇腹形状を有する成形品３０が得られる。ここで、ブローエアーをパリソン２０の内側に吹き込むための機構は、中子２に圧縮空気用通路を設ける等の公知の手法を採用することができる。
【００２８】
次に、図３を参照して、本実施例に係るブロー成形用金型の型締め工程について説明する。図３（ａ）は型締め開始時の状態を示す模式的断面図である。図３（ｂ）は型締め途
中の状態を示す模式的断面図である。図３（ｃ）は型締め完了時の状態を示す模式的断面図である。なお、説明の便宜のためブロー成形用金型の一部分のみを断面図で示している。
【００２９】
中子２は外型３の内周面に向かって突き出た（中子２の外周面から径方向に突き出た）環状の突起部９を有する。また、外型３はその内周面に突起部９が入り込む環状の凹部１０を有する。突起部９および凹部１０は互いに摺接可能なテーパ状の傾斜面９ａ、１０ａをそれぞれ備えている。
【００３０】
パリソン２０の大径円筒端部２２と小径円筒端部２３は、胴体部２１との間にそれぞれ段差部が設けられており、各段差部のパリソン２０の外周面側にはそれぞれ環状の軸方向の端面２４、２５が設けられている。また、外型３の内周面には、型締め完了時において端面２４、２５にそれぞれ当接する環状の当接面３４、３５が設けられている。
【００３１】
外型３は、型締め開始時において、スプリング６の付勢力により支持部４との間に軸方向に所定隙間を空けた位置に付勢されている。本実施例においては、外型３と支持部４の隙間を、中子２の熱膨張のばらつきを考慮して１〜２ｍｍに設定する。このとき、環状端面２４、２５と環状の当接面３４、３５との間には軸方向に必ずクリアランスが形成される。
【００３２】
型締め機構８の駆動により外型３が中子２に接近していくと、まず、突起部９の傾斜面９ａと凹部１０の傾斜面１０ａとが当接する。そして、外型３がさらに中子２に接近すると、傾斜面９ａ、１０ａは互いに摺接し、傾斜面１０ａが傾斜面９ａから受ける力により、外型３はスプリング６による付勢力に抗して軸方向に支持部４との間隔を狭める方向に移動する。この外型３の軸方向への移動にともない、環状端面２４、２５と環状当接面３４、３５との間の軸方向のクリアランスは徐々に狭まっていく。
【００３３】
外型３は傾斜面９ａから受ける力により軸方向に移動しつつ中子２に接近していき、型締めが完了したときには、環状端面２４と環状当接面３４および環状端面２５と環状当接面３５はいずれも完全に当接している。このとき、環状端面２４、２５と環状当接面３４、３５との間の軸方向の隙間はゼロであり、パリソン２０の大径円筒端部２２および小径円筒端部２３と外型３との間にクリアランスは生じない。したがって、ブローアップ時におけるパリソン２０の大径円筒端部２２および小径円筒端部２３の変形を外型３により規制することができる。
【００３４】
射出ブロー成形工程において金型温度は１５０〜２００℃の範囲で調節するため、中子２は軸方向に熱膨張するが、その熱膨張量にはばらつきがある。そのため、中子２の軸方向の位置の変化により、突起部９の傾斜面９ａと凹部１０の傾斜面１０ａとが当接するタイミングが変化し、型締め完了時における外型３の軸方向の位置も変化するが、パリソン２０と外型３との位置関係のズレにかかわらず、型締め完了時にはパリソン２０の環状端面２４、２５と外型３の環状当接面３４、３５との間のクリアランスはゼロとなる。すなわち、中子２の熱膨張により型締め開始時において中子２と外型３の軸方向の位置がずれていても、型締め完了時には、中子２と外型３との位置関係は常に一定となるため、中子２の熱膨張による軸方向の位置変化を吸収することができる。
【００３５】
したがって、型締め時の大径円筒端部２２および小径円筒端部２３と外型３のクリアランスがなくなって成形品３０の大径円筒端部２２および小径円筒端部２３の変形を防止することができ、等速ジョイントブーツとして使用する際のグリースシール性の低下を防止することができる。
【００３６】
また、型締め時のパリソン２０と外型３の軸方向の位置のズレがないので、ブローアップ時のパリソン２０の胴体部２１と外型３との接触位置の推定が容易となる。したがって、成形品３０の形状精度を向上させることができる
【００３７】
また、中子２と外型３の設計においては、突起部９と凹部１０が当接してから型締めが完了するまでの間において、環状端面２４と環状当接面３４の間に軸方向にクリアランスがある間に、環状当接面３４の内側の端縁が環状端面２４の外側の端縁よりも内側にくるように設定すれば、型締め時に環状当接面３４の内側端縁が大径円筒端部２２の側面に当たらないので、型噛みを防止することができる。例えば、図４（ａ）に示すように、パリソン２０の大径円筒端部２２の側面から外型３の環状当接面３４の内側端縁までの径方向の距離をＡとし、大径円筒端部２２の環状端面２４から外型３の環状当接面３４までの軸方向の距離をＢとした場合、図４（ｂ）に示すように、突起部９の傾斜面９ａと凹部１０の傾斜面１０ａとが当接しているときにおける突起部９と凹部１０の軸方向のズレをＣとすると、ＣがＢと等しく、Ａが０以下かつＢが０より大、もしくは、Ａが０より小かつＢが０以上となる関係が成り立つとき、型締め完了時点（突起部９と凹部１０の軸方向のズレがなくなった時点）で環状端面２４と環状当接面３４が当接することになり、したがって、型締め完了時のクリアランスをゼロとすることができ、型噛みが生じることもない。一方、図４（ｃ）に示すように、Ａが０以上かつＢが０より小、もしくは、Ａが０より大かつＢが０以下となる関係にある場合には、型締めにおいて環状端面２４と環状当接面３４が当接せずに外型３が大径円筒端部２２の側面に当たり、型噛みが発生する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の模式的断面図である。
【図２】図２はパリソンおよび成形品の模式的断面図および等速ジョイントブーツの模式的外観図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の型締め工程の説明図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係るブロー成形用金型の模式的断面図である。
【図５】図５は従来技術に係る射出ブロー成形工程の説明図である。
【図６】図６は従来技術に係る等速ジョイントブーツの模式的外観図である。
【図７】図７は従来技術に係るブロー成形用金型およびパリソンの模式的断面図である。
【図８】図８は従来技術に係るブロー成形用金型およびパリソンの模式的断面図である。
【図９】図９は従来技術に係る等速ジョイントブーツの模式的断面図である。
【図１０】図１０は従来技術に係るブロー成形用金型およびパリソンの模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ブロー成形用金型
２  中子
３  外型
３４  環状当接面
３５  環状当接面
４  支持部
５  ボールネジ
６  スプリング
７  締結ピン
８  型締め機構
９  突起部
９ａ  傾斜面
１０  凹部
１０ａ  傾斜面
２０  パリソン
２２  大径円筒端部
２３  小径円筒端部
２４  環状端面
２５  環状端面
【図１】
2007001050.tif 000003
【図２】
2007001050.tif 000004
【図３】
2007001050.tif 000005
【図４】
2007001050.tif 000006
【図５】
2007001050.tif 000007
【図６】
2007001050.tif 000008
【図７】
2007001050.tif 000009
【図８】
2007001050.tif 000010
【図９】
2007001050.tif 000011
【図１０】
2007001050.tif 000012