JP2004223598A - Die for injection molding - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形用金型に関する。さらに詳しくは、主型と入子型とを備え、入子型の表面に配設されたキャビティの熱膨張による不均一な変形が防止されることにより加工精度の高い成形品を成形することが可能であるとともに、主型への入子型の取り付け及び取り外しが容易な射出成形用金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ダイカスト法等の射出成形法において、金型の製作費削減のために、その中央に、着脱面としての内側面及び底面を有する凹部が配設された主型と、その主型の凹部の内部に、主型の着脱面に対応する着脱面としての外側面及び底面で着脱可能に保持される、その表面にキャビティが配設された入子型とを備えた射出成形用金型が用いられている。
【0003】このような射出成形用金型においては、主型の凹部が、入子型の着脱面としての外側面に対して抜け勾配のない状態で配設されており、この主型の着脱面としての内側面と入子型の着脱面としての外側面との間の間隔は、常時ほぼ隙間のない状態、具体的には、その間隔が0.1mm程度の状態で保持されていた。このように主型と入子型との着脱面相互間の間隔が狭いために、入子型を主型の凹部に着脱する作業が非常に面倒で手間の掛かるものであった。
【0004】そのために、このような金型の改良考案として、主型の着脱面としての内側面と入子型の着脱面としての外側面との少なくとも対向する二面に勾配を設け、入子型の装着初期時には自由動を持たせておき、入子型の装着終了時には、主型の着脱面としての内側面と入子型の着脱面としての外側面とを密着させた状態で保持させることが可能な成形用金型が開示されている(例えば、特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】
実開昭60−42451号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したような、入子型が主型の凹部の着脱面に密着した状態で保持される金型を製造する場合、その着脱面において非常に高い寸法精度が要求されることから、金型製作費が高くなるという問題があった。
【0007】また、主型及び入子型のそれぞれの着脱面に設けられる勾配の有無に関らず、入子型の装着作業終了後において、入子型がその着脱面としての外側面すべてを主型の凹部の着脱面としての内側面に密着させた状態で保持された射出成形用金型を用いて、入子型の表面に配設されたキャビティ内に溶融金属を射出して連続成形を行う場合、溶融金属からの伝熱により加熱される入子型と、入子型からの伝熱により加熱される主型とには温度差が生じるため、主型の凹部の着脱面としての内側面に周囲を拘束された入子型は自由な熱膨張が阻害されてキャビティの形状が変形し、成形品の肉厚が厚くなる等の不良が起こることや、成形品にバリ等が形成される等の問題があった。
【0008】本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであって、主型と入子型とを備え、入子型の表面に配設されたキャビティの熱膨張による不均一な変形が防止されることにより加工精度の高い成形品を成形することが可能であるとともに、主型への入子型の取り付け及び取り外しが容易な射出成形用金型を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するため、本発明は、以下の射出成形用金型を提供する。
【0010】
[1] その中央に、少なくとも着脱面としての内側面を有する凹部が配設された主型と、前記主型の前記凹部の内部に、前記主型の前記着脱面に対応する着脱面としての外側面で着脱可能に保持される、その表面にキャビティが配設された入子型とを備え、前記キャビティ内に溶融又は半溶融金属を射出して成形を行うために用いられる射出成形用金型であって、前記主型の前記着脱面としての前記内側面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面との間の常温における間隔が、連続成形時における前記入子型の熱膨張量と前記主型の前記凹部の熱膨張量との差(変形量)以上であることを特徴とする射出成形用金型(以下、「第一の発明」ということがある)。
【0011】
[2] その中央に、着脱面としての内側面及び底面を有する凹部が配設された主型と、前記主型の前記凹部の内部に、前記主型の前記着脱面に対応する着脱面としての外側面及び底面で着脱可能に保持される、その表面にキャビティが配設された入子型とを備え、前記キャビティ内に溶融又は半溶融金属を射出して成形を行うために用いられる射出成形用金型であって、前記主型の前記着脱面としての前記内側面及び/又は前記底面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面及び/又は前記底面との間に、前記入子型を前記主型の前記凹部の内部の所定の位置に保持することができ、かつ前記入子型の前記キャビティ内に前記溶融又は半溶融金属を射出した際に、前記入子型を所望の方向に熱膨張させることが可能な位置決め部材が配設されてなることを特徴とする射出成形用金型(以下、「第二の発明」ということがある)。
【0012】
[3] その中央に、着脱面としての内側面及び底面を有する凹部が配設された主型と、前記主型の前記凹部の内部に、前記主型の前記着脱面に対応する着脱面としての外側面及び底面で着脱可能に保持される、その表面にキャビティが配設された入子型とを備え、前記キャビティ内に溶融又は半溶融金属を射出して成形を行うために用いられる射出成形用金型であって、前記主型の前記着脱面としての前記内側面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面との間の常温における間隔が、連続成形時における前記入子型の熱膨張量と前記主型の前記凹部の熱膨張量との差(変形量)以上であるとともに、前記主型の前記着脱面としての前記内側面及び/又は前記底面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面及び/又は前記底面との間に、前記入子型を前記主型の前記凹部の内部の所定の位置に保持することができ、かつ前記入子型の前記キャビティ内に前記溶融又は半溶融金属を射出した際に、前記入子型を所望の方向に熱膨張させることが可能な位置決め部材が配設されてなることを特徴とする射出成形用金型(以下、「第三の発明」ということがある)。
【0013】
[4] 前記変形量が、下記式(3)により算出される前記[1]に記載の射出成形用金型。
【0014】
【数3】
(変形量)=(入子型の一辺の長さ)×{(入子型の平均温度)×(入子型の熱膨張係数)−(主型の平均温度)×(主型の熱膨張係数)}…(3)
【0015】
[5] 前記主型の前記着脱面としての前記内側面及び/又は前記底面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面及び/又は前記底面とに、互いに対向する一対以上の窪みが配設され、前記窪みの内部に、前記位置決め部材が配設されてなる前記[2]に記載の射出成形用金型。
【0016】
[6] 前記変形量が、下記式(4)により算出される前記[3]に記載の射出成形用金型。
【0017】
【数4】
(変形量)=(入子型の一辺の長さ)×{(入子型の平均温度)×(入子型の熱膨張係数)−(主型の平均温度)×(主型の熱膨張係数)}…(4)
【0018】
[7] 前記主型の前記着脱面としての前記内側面及び/又は前記底面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面及び/又は前記底面とに、互いに対向する一対以上の窪みが配設され、前記窪みの内部に、前記位置決め部材が配設されてなる前記[3]又は[6]に記載の射出成形用金型。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明(第一の発明〜第三の発明)の射出成形用金型の実施の形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0020】まず、第一の発明の射出成形用金型の一の実施の形態について、図1(a)及び(b)を参照しつつ説明する。図1(a)及び(b)は、本実施の形態の射出成形用金型を模式的に示す説明図であって、(a)は、平面図、(b)は、断面図である。
【0021】図1(a)及び(b)に示すように、本実施の形態の射出成形用金型1は、その中央に、着脱面4としての内側面4a及び底面11aを有する凹部6が配設された主型2と、主型2の凹部6の内部に、主型2の着脱面4に対応する着脱面5としての外側面5a及び底面12aで着脱可能に保持される、その表面にキャビティ7が配設された入子型3とを備え、キャビティ7内に溶融又は半溶融金属(以下、単に溶融金属ということがある)を射出して成形を行うために用いられる射出成形用金型1であって、主型2の着脱面4としての内側面4aと、入子型3の着脱面5としての外側面5aとの間の常温における間隔8,9が、連続成形時における入子型3の熱膨張量と主型2の凹部6の熱膨張量との差(変形量)以上であることを特徴とする。本実施の形態の射出成形用金型1においては、主型2としてダイカスト装置(図示せず)に固定されて用いられる固定主型と、ダイカスト装置(図示せず)に移動可能に設置されて用いられる可動主型とがあり、この固定主型と可動主型のそれぞれに、入子型3として固定主型用入子型と可動主型用入子型とが着脱可能に保持されている。主型2及び入子型3の熱膨張は、キャビティ7内に射出した溶融金属からの伝熱と、主型2及び/又は入子型3の少なくとも部分的に行われる、冷却、例えば、水冷、及び/又は加熱、例えば、油加熱による伝熱とによって生じる。
【0022】このように構成することによって、主型2からの入子型3の取り付け及び取り外しが容易になるとともに、連続成形時に、主型2の凹部6の熱膨張量以上に入子型3が熱膨張したとしても、入子型3の外側面5aが、主型2の凹部6の内側面4aに拘束されることがないために、入子型3の熱膨張においてキャビティ7の形状に歪みを生じることがなく、得られる成形品にバリ等が形成されることを防止することができる。また、本実施の形態の射出成形用金型1においては、主型2の凹部6の内側面4a及び入子型3の外側面5aに要求される寸法精度が必ずしも高いものでなくともよく、主型2及び入子型3の機械加工が容易となり、射出成形用金型1が安価なものとなる。
【0023】主型2の着脱面4としての内側面4aと、入子型3の着脱面5としての外側面5aとの間の常温における間隔8,9が、上述した変形量未満であると、連続成形時には入子型3の熱膨張量が主型2の凹部6の熱膨張量より大きいために、本来入子型3の外側面5a側に生じるべき熱膨張が阻害され、これにより入子型3のキャビティ7側の熱膨張が不均一となり、得られる成形品の形状が変形してしまうことや成形品にバリ等が形成されることがあった。
【0024】なお、本実施の形態においては、キャビティ7に溶融金属を射出するための射出口10が、主型2と入子型3との着脱面4,5のうちの一面に接した状態で配設されているために、射出口10が配設された主型2と入子型3との各着脱面4,5は、射出口10内を通過する溶融金属が漏れ出さないように隙間なく密着した状態で構成されている。また、例えば、入子型3内に射出口10が全て収まるように配設された場合は、主型2と入子型3との全ての着脱面4,5に隙間を設けた状態で構成されていることが好ましい。
【0025】また、本実施の形態においては、上述した変形量が、下記式(5)により算出されることが好ましい。
【0026】
【数5】
(変形量)=(入子型の一辺の長さ)×{(入子型の平均温度)×(入子型の熱膨張係数)−(主型の平均温度)×(主型の熱膨張係数)}…(5)
【0027】このように構成することによって、主型2の凹部6の形状及び入子型3の形状を容易に特定することができ、射出成形用金型1の設計が容易になる。
【0028】前記式(5)は、変形量、即ち、主型2の凹部6の熱膨張量と入子型3の熱膨張量の差を、主型2の凹部6の底面12aにおいて直交する任意の二方向に分けて算出するものである。図1(a)においては、直交するX方向及びY方向を定義し、主型2の着脱面4としての内側面4aと、入子型3の着脱面5としての外側面5aとの間のX方向の間隔8とは、X方向における入子型3の外側面5aの両端の間隔8a及び間隔8bを加算した間隔をいい、主型2の着脱面4としての内側面4aと、入子型3の着脱面5としての外側面5aとの間のY方向の間隔9とは、射出口10が配設された一方の着脱面4,5は隙間なく接しているために、Y方向における他方の着脱面4,5の間隔9のみをいう。また、入子型3の一辺の長さとは、上述したX方向及びY方向における入子型3の長さのことをいう。
【0029】前記式(5)に用いられる入子型3の平均温度を求める方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、連続成形時に、入子型3の表面の任意の複数箇所にて温度を測定し、測定したそれぞれの温度の平均を算出することにより求めることができる。また、主型2の平均温度も上述した方法と同様の方法にて求めることができる。
【0030】本実施の形態においては、主型2の凹部6の底面11aと入子型3の底面12aとの形状が四角形の射出成形用金型1について説明しているが、この底面11a,12aの形状は四角形に限定されることはなく他の多角形や円形状等であってもよいが、主型2の凹部6の着脱面4としての内側面4a及び入子型3の着脱面5としての外側面5aの機械加工が容易なこと、及び上述した変形量の算出が簡便になること等の理由から四角形であることが好ましい。
【0031】本実施の形態の射出成形用金型1を構成する主型2の材料としてしては、比較的安価であるとともに、引張強さ、伸び、靱性等の機械的性質に優れたものであるものが好ましく、例えば、球状黒鉛鋳鉄、及び低合金鋼鋳鋼等を好適例としてあげることができる。
【0032】また、本実施の形態の射出成形用金型1を構成する入子型3の材料としては、耐熱性及び耐溶損性に優れたものであることが好ましく、例えば、SKD61、SKD62及びSKD6等の熱間金型用鋼材を好適例としてあげることができる。
【0033】次に、本発明(第二の発明)の射出成形用金型の一の実施の形態について、図2(a)及び(b)を参照しつつ具体的に説明する。図2(a)及び(b)は、本実施の形態の射出成形用金型を模式的に示す説明図であって、(a)は、平面図、(b)は、断面図である。
【0034】図2(a)及び(b)に示すように、本実施の形態の射出成形用金型21は、その中央に、着脱面24としての内側面24a及び底面31aを有する凹部26が配設された主型22と、主型22の凹部26の内部に、主型22の着脱面24に対応する着脱面25としての外側面25a及び底面32aで着脱可能に保持される、その表面にキャビティ27が配設された入子型23とを備え、キャビティ27内に溶融又は半溶融金属を射出して成形を行うために用いられる射出成形用金型21であって、主型22の凹部26の着脱面24としての内側面24a及び/又は底面31aと、入子型23の着脱面25としての外側面25a及び/又は底面32aとの間に、入子型23を主型22の凹部26の内部の所定の位置に保持することができ、かつ入子型23のキャビティ27内に溶融又は半溶融金属を射出した際に、入子型23を所望の方向に熱膨張させることが可能な位置決め部材33が配設されてなることを特徴とする。本実施の形態の射出成形用金型21においては、主型22としてダイカスト装置(図示せず)に固定されて用いられる固定主型と、ダイカスト装置(図示せず)に移動可能に設置されて用いられる可動主型とがあり、この固定主型と可動主型のそれぞれに、入子型23として固定主型用入子型と可動主型用入子型とが着脱可能に保持されている。
【0035】位置決め部材33により入子型23の位置決めがなされていない従来の射出成形用金型においては、可動主型の凹部に保持された可動主型用入子型と固定主型の凹部に保持された固定主型用入子型とのそれぞれのキャビティ面を型合わせして成形を行う場合、可動主型用入子型及び固定主型用入子型が各主型の凹部内で自由に熱膨張するために、型合わせした互いのキャビティ面にずれが生じ、得られる成形品の形状や厚さが異なり問題となっていたが、本実施の形態の射出成形用金型21は、入子型23が主型22の凹部26内部での位置ずれが防止されているために、形状や厚さが均一の成形品を連続して成形することができる。
【0036】本実施の形態に用いられる位置決め部材33の形状は、主型22の凹部26内に入子型23を位置決め可能な形状であればどのような形状であってもよいが、機械加工が容易なことから、略直方体や円柱形状等の形状であることが好ましい。
【0037】また、本実施の形態においては、主型22の凹部26の着脱面24としての内側面24a及び/又は底面31aと、入子型23の着脱面25としての外側面25a及び/又は底面32aとに、互いに対向する一対以上の窪み34が配設され、この窪み34の内部に、位置決め部材33が配設されてなることが好ましい。
【0038】また、この位置決め部材33は、主型22又は入子型23のいずれか一方にボルト等で固定されていることが好ましく、このように構成することによって、入子型23の位置決め精度が向上されるとともに、入子型23を主型22の凹部26に着脱する際に位置決め部材33の紛失等を防止することができる。
【0039】位置決め部材33の材料としては、特に限定されることはないが、S45C等の機械構造用炭素鋼及びSCM435等の合金鋼等を好適例とし挙げることができる。
【0040】図2においては、位置決め部材33が、主型22の凹部26の着脱面24としての底面31a及び入子型23の着脱面25としての底面32aに配設された構成の射出成形用金型21について説明しているが、主型22の凹部26の着脱面24としての内側面24aと入子型23の着脱面25としての外側面25aとに、互いに対向する一対以上の窪みを配設し、この窪みに位置決め部材33が配設されていてもよい。
【0041】また、位置決め部材33は、主型22の凹部26の底面31aにおいて任意の点を中心点35として直交する二方向に対して入子型23の位置決めがされるように配設されることが好ましい。このように構成することによって、入子型23の熱膨張による変形の挙動を特定することができ、位置決め部材33による位置決めの精度がさらに向上される。
【0042】また、本実施の形態の射出成形用金型21においては、これまでに説明した位置決め部材33の形状及び配設位置に限定されることはなく、例えば、図3に示すような、四個の直方体形状の位置決め部材33が、主型22の着脱面24として内側面24aと入子型23の着脱面25としての外側面25aとに配設されて構成された射出成形用金型21や、また、図4及び5に示すように、円柱状の位置決め部材33が、その位置決め部材33より大きな楕円状の窪み34に配設されて構成された射出成形用金型21や、また、図6に示すように、一方の位置決め部材33が、その形状より大きな楕円状の窪み34に配設され、他方の位置決め部材33が、その形状と略同一の大きさの窪み34に配設されて構成された射出成形用金型21であってもよい。また、図3〜6においては、図2に示した射出成形用金型21を構成する各要素と同様に構成されたものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0043】また、本実施の形態の射出成形用金型21を構成する主型22及び入子型23の材料としては、上述した第一の発明の一の実施の形態において好適例として挙げられた材料と同様の材料を好適に用いることができる。
【0044】次に本発明(第三の発明)の射出成形用金型の一の実施の形態について、図7(a)及び(b)を参照しつつ具体的に説明する。図7(a)及び(b)は、本実施の形態の射出成形用金型を模式的に示す説明図であって、(a)は、平面図、(b)は、断面図である。
【0045】図7(a)及び(b)に示すように、本実施の形態の射出成形用金型41は、その中央に、着脱面44としての内側面44a及び底面51aを有する凹部46が配設された主型42と、主型42の凹部46の内部に、主型42の着脱面44に対応する着脱面45としての外側面45a及び底面52aで着脱可能に保持される、その表面にキャビティ47が配設された入子型43とを備え、キャビティ47内に溶融又は半溶融金属を射出して成形を行うために用いられる射出成形用金型41であって、主型42の着脱面44としての内側面44aと、入子型43の着脱面45としての外側面45aとの間の常温における間隔48,49が、連続成形時における入子型43の熱膨張量と主型42の凹部46の熱膨張量との差(変形量)以上であるとともに、主型42の凹部46の着脱面44としての内側面44a及び/又は底面51a、入子型43の着脱面45としての外側面45a及び/又は底面52aとの間に、入子型43を主型42の凹部46の内部の所定の位置に保持することができ、かつ入子型43のキャビティ47内に溶融又は半溶融金属を射出した際に、入子型43を所望の方向に熱膨張させることが可能な位置決め部材53が配設されてなることを特徴とする。本実施の形態の射出成形用金型41においては、主型42としてダイカスト装置(図示せず)に固定されて用いられる固定主型と、ダイカスト装置(図示せず)に移動可能に設置されて用いられる可動主型とがあり、この固定主型と可動主型のそれぞれに、入子型43として固定主型用入子型と可動主型用入子型とが着脱可能に保持されている。主型42及び入子型43の熱膨張は、キャビティ47内に射出した溶融金属からの伝熱と、主型42及び/又は入子型43の少なくとも部分的に行われる、冷却、例えば、水冷、及び/又は加熱、例えば、油加熱による伝熱とによって生じる。
【0046】このように構成することによって、主型42からの入子型43の取り付け及び取り外しが容易になるとともに、熱膨張によるキャビティ47の不均一な変形が防止され加工精度のよい成形品を成形することができ、成形品にバリ等が形成されることを防止することがきる。また、入子型43が主型42の凹部46内部での位置ずれが防止されているために、形状や厚さが均一の成形品を連続して成形することができる。さらに、本実施の形態の射出成形用金型41においては、主型42の凹部46の内側面44a及び入子型43の外側面45aに要求される寸法精度が必ずしも高いものでなくともよく、主型42及び入子型43の機械加工が容易となり、射出成形用金型41が安価なものとなる。
【0047】なお、本実施の形態においては、キャビティ47に溶融金属を射出するための射出口50が、主型42と入子型43との着脱面44,45のうちの一面に接した状態で配設されているために、射出口50が配設された主型42と入子型43との各着脱面44,45は、射出口50内を通過する溶融金属が漏れ出さないように隙間なく密着した状態で構成されている。また、例えば、入子型43内に射出口50が全て収まるように配設された場合は、主型42と入子型43との全ての着脱面44,45に隙間を設けた状態で構成されていることが好ましい。
【0048】また、本実施の形態においては、上述した変形量が、前記式(5)により算出されることが好ましい。
【0049】図7(a)においては、直交するX方向及びY方向を定義し、主型42の着脱面44としての内側面44aと、入子型43の着脱面45としての外側面45aとの間のX方向の間隔48とは、X方向における、入子型43の外側面45aの両端の間隔48a及び間隔48bを加算した間隔8をいい、主型42の着脱面44としての内側面44aと、入子型43の着脱面45としての外側面45aとの間のY方向の間隔49とは、Y方向における、射出口50が配設された一方の着脱面44,45は隙間なく接しているために、他方の着脱面44,45の間隔49のみをいう。また、入子型43の一辺の長さとは、上述したX方向及びY方向における入子型43の長さのことをいう。
【0050】このように構成することによって、主型42の凹部46の形状及び入子型43の形状を容易に特定することができ、射出成形用金型41の設計が容易になる。
【0051】また、本実施の形態の射出成形用金型41を構成する主型42、入子型43及び位置決め部材53の材料としては、上述した第一の発明の一の実施の形態及び第二の発明の一の実施の形態において好適例として挙げられた材料と同様の材料を好適に用いることができる。また、位置決め部材53は、図2〜6に示した位置決め部材33と同様に構成されたものを好適に用いることができる。
【0052】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【0053】
(実施例1)
図8に示すような、その中央に、着脱面64としての内側面64aを有する凹部66が配設された固定主型(主型)62と、固定主型62の凹部66の内部に、固定主型62の着脱面64に対応する着脱面65としての外側面65aで着脱可能に保持される、その表面にキャビティ67が配設された固定主型用入子型(入子型)63とを形成した。また、この固定主型62の凹部66の着脱面64としての底面と、固定主型用入子型63の着脱面65としての底面とに、互いに対向する三個の窪み74を配設し、この窪み74の内部に、固定主型用入子型63を固定主型62の凹部66の内部の所定の位置に保持することが可能な、直方体形状の位置決め部材73を配設した。また、図示は省略するが、ダイカスト装置の移動部分に接続される接続部材を有する以外は固定主型62(図8参照)と同様に構成された可動主型と、その表面に、固定主型用入子型63(図8参照)のキャビティ67(図8参照)に対応するキャビティが配設された以外は固定主型用入子型63(図8参照)と同様に構成された可動主型用入子型を形成した。このようにして固定主型用入子型63が保持された固定主型62と可動主型用入子型が保持された可動主型とを一組とする射出成形用金型61を製造した。
【0054】固定主型62及び可動主型(以下、単に主型62ということがある)の材料として球状黒鉛鋳鉄を用い、固定主型用入子型63及び可動主型用入子型(以下、単に入子型63ということがある)の材料として、熱間金型用鋼材(SKD61)を用いた。
【0055】固定主型62の外形寸法は、縦1360mm、横1430mm、高さ500mmとし、固定主型62の凹部66の寸法は、縦840mm、横1130mm、深さ300mmとした。また、可動主型の外形寸法は、縦1360mm、横1430mm、高さ500mmとし、可動主型の凹部の寸法は、縦840mm、横1130mm、深さ300mmとした。
【0056】また、主型62の凹部66の着脱面64としての内側面64aと、入子型63の着脱面65としての外側面65aとの間隔68a,68b,69は以下のように算出した大きさとした。連続成形工程における主型62の平均温度を120℃、入子型63の平均温度を200℃とし、主型62及び入子型63の熱膨張係数をどちらも13×10−6(1/℃)とし、前記式(5)により、縦方向(図8においてはY方向)及び横方向(図8においてはX方向)の変形量を算出した。算出された縦方向の変形量は0.87mm、横方向の変形量は1.18mmである。算出した縦方向の変形量から、隙間69の大きさを、縦方向の変形量より約0.1mm大きく設定して1.0mmとし、また、隙間68a及び隙間68bの大きさを、隙間68aと隙間68bとが同じ大きさとなるように、算出した横方向の変形量の1/2の値より約0.1mm大きく設定してそれぞれが0.7mmとした。また、射出口70が配設された着脱面64,65は、主型62の凹部の内側面64aと入子型63の外側面65aとが互いに接し、隙間のない状態とした。
【0057】本実施例の射出成形用金型61は、入子型63の表面に配設されたキャビティ67の熱膨張による不均一な変形が防止されていることから、加工精度の高い成形品を連続して成形することができた。また、主型62からの入子型63の取り付け及び取り外しが従来の射出成形用金型と比較して容易であった。
【0058】
(実施例2)
図9に示すように、射出口70を入子型63内に配設し、主型62の凹部66の着脱面64としての内側面64aと、入子型63の着脱面65としての外側面65aの、縦方向(Y方向)の両端の間隔69a,69bが均等となるように構成されている以外は実施例1と同様に構成された射出成形用金型61を製造した。図9においては、図8の射出成形用金型61を構成する各要素と同様に構成されたものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0059】本実施例の射出成形用金型61は、入子型63の熱膨張が、着脱面65としての外側面65aの四面に均等に生じているために、さらに加工精度の高い成形品を連続して成形することができた。
【0060】
(実施例3)
位置決め部材を、主型の凹部の着脱面としての内側面と、入子型の着脱面としての外側面との間に配設する以外は、実施例1の射出成形用金型と同様に構成された射出成形用金型を製造した。
【0061】
(実施例4)
位置決め部材の形状を円柱形状にした以外は、実施例1の射出成形用金型と同様に構成された射出成形用金型を製造した。
【0062】実施例3及び4の射出成形用金型は、実施例1の射出成形用金型と同様の作用、効果を得ることができた。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、主型と入子型とを備え、入子型の表面に配設されたキャビティの熱膨張による不均一な変形が防止されることにより加工精度の高い成形品を成形することが可能であるとともに、主型への入子型の取り付け及び取り外しが容易な射出成形用金型が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明(第一の発明)の射出成形用金型の一の実施の形態を模式的に示す説明図であって、(a)は、平面図、(b)は、断面図である。
【図2】本発明(第二の発明)の射出成形用金型の一の実施の形態を模式的に示す説明図であって、(a)は、平面図、(b)は、断面図である。
【図3】本発明(第二の発明)の射出成形用金型の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図4】本発明(第二の発明)の射出成形用金型の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図5】本発明(第二の発明)の射出成形用金型の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図6】本発明(第二の発明)の射出成形用金型の他の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図7】本発明(第三の発明)の射出成形用金型の一の実施の形態を模式的に示す説明図であって、(a)は、平面図、(b)は、断面図である。
【図8】本発明の実施例1の射出成形用金型を模式的に示す平面図である。
【図9】本発明の実施例2の射出成形用金型を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
1…射出成形用金型、2…主型、3…入子型、4…着脱面、4a…内側面、5…着脱面、5a…外側面、6…凹部、7…キャビティ、8,8a,8b,9…間隔、10…射出口、11a,12a…底面、21…射出成形用金型、22…主型、23…入子型、24…着脱面、24a…内側面、25…着脱面、25a…外側面、26…凹部、27…キャビティ、30…射出口、31a,32a…底面、33…位置決め部材、34…窪み、35…中心点、41…射出成形用金型、42…主型、43…入子型、44…着脱面、44a…内側面、45…着脱面、45a…外側面、46…凹部、47…キャビティ、48,48a,48b,49…間隔、50…射出口、51a,52a…底面、53…位置決め部材、54…窪み、61…射出成形用金型、62…固定主型(主型)、63…固定主型用入子型(入子型)、64…着脱面、64a…内側面、65…着脱面、65a…外側面、66…凹部、67…キャビティ、68,68a,68b,69,69a,69b…間隔、70…射出口、73…位置決め部材、74…窪み。[0001]
The present invention relates to a mold for injection molding. More specifically, it is possible to form a molded product with high processing accuracy by providing a main mold and a nesting mold and preventing uneven deformation due to thermal expansion of a cavity provided on the surface of the nesting mold. The present invention relates to a mold for injection molding that is possible and easy to attach and detach a nesting mold to and from a main mold.
[0002]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an injection molding method such as a die casting method, in order to reduce a manufacturing cost of a mold, a main mold having a concave portion having an inner side surface and a bottom surface as a detachable surface is provided at the center thereof. A nested mold having a cavity disposed on the surface thereof, which is detachably held on an outer surface and a bottom surface as an attaching / detaching surface corresponding to the attaching / detaching surface of the main mold, inside the concave portion of the main mold. Injection molding dies are used.
[0003] In such an injection molding die, the concave portion of the main die is disposed without a draft with respect to the outer surface as the mounting / detaching surface of the nesting die. The space between the inner surface as the surface and the outer surface as the nested attachment / detachment surface was always kept almost without any gap, specifically, the gap was kept at about 0.1 mm. Since the distance between the attachment and detachment surfaces of the main mold and the insert mold is narrow, the work of attaching and detaching the insert mold to and from the recess of the main mold is very troublesome and troublesome.
[0004] Therefore, as an improvement of such a mold, a slope is provided on at least two opposing surfaces of an inner surface as a detachable surface of the main die and an outer surface as an attachable and detachable surface of the nest. At the initial stage of mounting of the mold, it is allowed to move freely, and at the end of mounting of the nest type, the inner surface as the detachable surface of the main mold and the outer surface as the detachable surface of the nest type are held in close contact with each other. There is disclosed a molding die capable of performing the method (for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 60-42451
[0006]
However, when manufacturing a mold as described above in which the nesting die is held in a state in which the nesting die is in close contact with the attaching / detaching surface of the concave portion of the main mold, a very high dimension is required on the attaching / detaching surface. Since precision is required, there has been a problem that the mold manufacturing cost is high.
[0007] Regardless of the presence or absence of a gradient provided on each of the detachable surfaces of the main mold and the telescopic type, after the telescopic type mounting operation is completed, the telescopic type removes all of the outer surfaces as the detachable surfaces. Using a metal mold for injection molding held in close contact with the inner surface of the concave part of the main mold as an attachment / detachment surface, the molten metal is injected into the cavity provided on the surface of the nesting mold and continuously molded. When performing, since the temperature difference occurs between the nest type heated by the heat transfer from the molten metal and the main mold heated by the heat transfer from the nest type, the In the nested type whose periphery is constrained on the inner surface, free thermal expansion is hindered, the shape of the cavity is deformed, defects such as thickening of the molded product occur, and burrs are formed on the molded product And other problems.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a main mold and a nested mold, and prevents uneven deformation due to thermal expansion of a cavity provided on a surface of the nested mold. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an injection molding die that can form a molded product with high processing accuracy and that can easily attach and detach a nesting die to and from a main die.
[0009]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides the following injection mold.
[0010]
[1] A main mold in which a recess having at least an inner surface as an attachment / detachment surface is provided at the center thereof, and a detachment surface corresponding to the attachment / detachment surface of the main mold inside the recess of the main mold. A nesting die which is detachably held on an outer side surface thereof, and which has a nested die provided with a cavity on the surface thereof, and which is used for performing injection molding by injecting a molten or semi-molten metal into the cavity. A mold, wherein the space at room temperature between the inner surface as the attachment / detachment surface of the main mold and the outer surface as the attachment / detachment surface of the nesting mold is different from that of the nesting mold during continuous molding. An injection molding die (hereinafter, may be referred to as a "first invention") that is not less than a difference (amount of deformation) between a thermal expansion amount and a thermal expansion amount of the concave portion of the main mold.
[0011]
[2] A main mold in which a concave portion having an inner side surface and a bottom surface as an attaching / detaching surface is disposed at the center thereof, and a detachable surface corresponding to the attaching / detaching surface of the main mold inside the concave portion of the main mold. And a nested mold having a cavity disposed on the surface thereof, which is detachably held on an outer surface and a bottom surface of the mold, and is used for performing molding by injecting molten or semi-molten metal into the cavity. A molding die, between the inner surface and / or the bottom surface as the attachment / detachment surface of the main mold, and between the outer surface and / or the bottom surface as the attachment / detachment surface of the nesting die, The nesting mold can be held at a predetermined position inside the concave portion of the main mold, and when the molten or semi-molten metal is injected into the cavity of the nesting mold, the nesting mold is A positioning member capable of thermally expanding the member in a desired direction is provided. An injection molding die (hereinafter, may be referred to as a "second invention").
[0012]
[3] A main mold in which a concave portion having an inner side surface and a bottom surface as an attaching / detaching surface is disposed at the center thereof, and a detachable surface corresponding to the attaching / detaching surface of the main mold inside the concave portion of the main mold. And a nested mold having a cavity disposed on the surface thereof, which is detachably held on an outer surface and a bottom surface of the mold, and is used for performing molding by injecting molten or semi-molten metal into the cavity. In a molding die, an interval at an ordinary temperature between the inner surface as the attachment / detachment surface of the main die and the outer surface as the attachment / detachment surface of the nesting mold is such that the insertion at the time of continuous molding is performed. A difference (deformation) between the amount of thermal expansion of the main mold and the amount of thermal expansion of the concave portion of the main mold, and the inner side surface and / or the bottom surface as the attaching / detaching surface of the main mold; The outer surface and / or the bottom surface as the detachable surface of the child mold; In between, the nesting mold can be held at a predetermined position inside the recess of the main mold, and when the molten or semi-molten metal is injected into the cavity of the nesting mold, A mold for injection molding, wherein a positioning member capable of thermally expanding the insert mold in a desired direction is provided (hereinafter, may be referred to as “third invention”).
[0013]
[4] The injection mold according to [1], wherein the deformation amount is calculated by the following equation (3).
[0014]
[Equation 3]
(Deformation amount) = (length of one side of nest type) × {(average temperature of nest type) × (coefficient of thermal expansion of nest type) − (average temperature of main type) × (thermal expansion of main type) Coefficient)}… (3)
[0015]
[5] One or more pairs of depressions facing each other on the inner side surface and / or the bottom surface as the attachment / detachment surface of the main mold and the outer side surface and / or the bottom surface as the attachment / detachment surface of the nest type. The injection mold according to the above [2], wherein the positioning member is disposed inside the recess.
[0016]
[6] The injection mold according to [3], wherein the deformation amount is calculated by the following equation (4).
[0017]
(Equation 4)
(Deformation amount) = (length of one side of nest type) × {(average temperature of nest type) × (coefficient of thermal expansion of nest type) − (average temperature of main type) × (thermal expansion of main type) Coefficient)}… (4)
[0018]
[7] At least one pair of depressions facing each other on the inner side surface and / or the bottom surface as the attachment / detachment surface of the main mold and the outer side surface and / or the bottom surface as the attachment / detachment surface of the nest type. The injection mold according to [3] or [6], wherein the positioning member is disposed inside the recess.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the injection mold according to the present invention (first invention to third invention) will be specifically described below with reference to the drawings.
First, one embodiment of the injection mold of the first invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). FIGS. 1A and 1B are explanatory views schematically showing an injection mold according to the present embodiment, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the injection molding die 1 of the present embodiment has a concave portion 6 having an inner side surface 4a as a
With this configuration, the mounting and dismounting of the
If the
In the present embodiment, the
In this embodiment, it is preferable that the above-mentioned deformation amount is calculated by the following equation (5).
[0026]
(Equation 5)
(Deformation amount) = (length of one side of nest type) × {(average temperature of nest type) × (coefficient of thermal expansion of nest type) − (average temperature of main type) × (thermal expansion of main type) Coefficient)}… (5)
With this configuration, the shape of the concave portion 6 of the
Equation (5) indicates that the amount of deformation, that is, the difference between the amount of thermal expansion of the concave portion 6 of the
The method of obtaining the average temperature of the
In the present embodiment, the injection molding die 1 in which the bottom surface 11a of the concave portion 6 of the
As the material of the
The material of the
Next, one embodiment of the injection mold of the present invention (second invention) will be specifically described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). 2A and 2B are explanatory views schematically showing an injection molding die according to the present embodiment, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
In a conventional injection molding die in which the positioning of the
The shape of the positioning
In the present embodiment, the
The positioning
The material of the positioning
In FIG. 2, the positioning
The positioning
Further, in the injection molding die 21 of the present embodiment, the shape and the arrangement position of the positioning
The material of the
Next, one embodiment of the injection mold of the present invention (third invention) will be specifically described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIGS. 7A and 7B are explanatory views schematically showing an injection molding die according to the present embodiment. FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a cross-sectional view.
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
With such a configuration, it is easy to mount and remove the nesting die 43 from the
In the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, it is preferable that the above-mentioned deformation amount is calculated by the above equation (5).
In FIG. 7A, an X direction and a Y direction which are orthogonal to each other are defined, and an inner surface 44a as a
With such a configuration, the shape of the
The materials of the
[0052]
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention.
[0053]
(Example 1)
As shown in FIG. 8, a fixed main die (main die) 62 having a
Spheroidal graphite cast iron is used as the material of the fixed
The outer dimensions of the fixed
The
In the injection molding die 61 of this embodiment, since a non-uniform deformation due to the thermal expansion of the
[0058]
(Example 2)
As shown in FIG. 9, the
In the injection molding die 61 of this embodiment, since the thermal expansion of the nesting die 63 is evenly generated on the four outer surfaces 65a as the attachment / detachment surfaces 65, a molded product with higher processing accuracy is provided. Was continuously formed.
[0060]
(Example 3)
Except that the positioning member is disposed between the inner surface as the attaching / detaching surface of the concave portion of the main mold and the outer surface as the attaching / detaching surface of the nest type, the configuration is the same as that of the injection mold of Example 1. Injection molds were manufactured.
[0061]
(Example 4)
An injection mold was manufactured in the same manner as the injection mold of Example 1 except that the shape of the positioning member was cylindrical.
The injection molding dies of Examples 3 and 4 were able to obtain the same functions and effects as the injection molding dies of Example 1.
[0063]
As described above, according to the present invention, a non-uniform deformation due to thermal expansion of a cavity provided on a surface of a nested mold having a main mold and a nested mold is prevented. There is provided an injection mold capable of molding a molded product with high processing accuracy and easily attaching and detaching a nesting mold to and from a main mold.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing one embodiment of an injection mold according to the present invention (first invention), wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view. It is.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views schematically showing one embodiment of an injection mold according to the present invention (second invention), wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. It is.
FIG. 3 is a plan view schematically showing another embodiment of the injection mold of the present invention (second invention).
FIG. 4 is a plan view schematically showing another embodiment of the injection mold of the present invention (second invention).
FIG. 5 is a plan view schematically showing another embodiment of the injection mold of the present invention (second invention).
FIG. 6 is a plan view schematically showing another embodiment of the injection mold of the present invention (second invention).
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing one embodiment of an injection mold according to the present invention (third invention), wherein (a) is a plan view and (b) is a sectional view. It is.
FIG. 8 is a plan view schematically showing an injection mold according to Example 1 of the present invention.
FIG. 9 is a plan view schematically illustrating an injection mold according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記主型の前記着脱面としての前記内側面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面との間の常温における間隔が、連続成形時における前記入子型の熱膨張量と前記主型の前記凹部の熱膨張量との差(変形量)以上であることを特徴とする射出成形用金型。In the center thereof, a main mold in which a concave portion having at least an inner surface as an attaching / detaching surface is disposed, and inside the concave portion of the main mold, an outer surface as an attaching / detaching surface corresponding to the attaching / detaching surface of the main mold. A nesting mold having a cavity disposed on the surface thereof, which is detachably held, and which is used for molding by injecting a molten or semi-molten metal into the cavity. hand,
The space between the inner surface as the detachable surface of the main die and the outer surface as the detachable surface of the nesting mold at room temperature is equal to the thermal expansion amount of the nesting mold during continuous molding. An injection molding die, which is not less than a difference (amount of deformation) from a thermal expansion amount of the concave portion of the main die.
前記主型の前記着脱面としての前記内側面及び/又は前記底面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面及び/又は前記底面との間に、前記入子型を前記主型の前記凹部の内部の所定の位置に保持することができ、かつ前記入子型の前記キャビティ内に前記溶融又は半溶融金属を射出した際に、前記入子型を所望の方向に熱膨張させることが可能な位置決め部材が配設されてなることを特徴とする射出成形用金型。At the center thereof, a main mold having a concave portion having an inner surface and a bottom surface as an attaching / detaching surface, and an outer surface as an attaching / detaching surface corresponding to the attaching / detaching surface of the main mold inside the concave portion of the main mold. And a nesting mold having a cavity disposed in the surface thereof, which is detachably held on the bottom surface, and which is used for performing molding by injecting molten or semi-molten metal into the cavity. Type,
The nesting type is inserted between the inner side surface and / or the bottom surface as the attaching / detaching surface of the main mold and the outer side surface and / or the bottom surface as the attaching / detaching surface of the nesting type. Can be held at a predetermined position inside the concave portion, and when the molten or semi-molten metal is injected into the cavity of the nest, the nest is thermally expanded in a desired direction. A mold for injection molding, characterized in that a positioning member capable of being provided is provided.
前記主型の前記着脱面としての前記内側面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面との間の常温における間隔が、連続成形時における前記入子型の熱膨張量と前記主型の前記凹部の熱膨張量との差(変形量)以上であるとともに、前記主型の前記着脱面としての前記内側面及び/又は前記底面と、前記入子型の前記着脱面としての前記外側面及び/又は前記底面との間に、前記入子型を前記主型の前記凹部の内部の所定の位置に保持することができ、かつ前記入子型の前記キャビティ内に前記溶融又は半溶融金属を射出した際に、前記入子型を所望の方向に熱膨張させることが可能な位置決め部材が配設されてなることを特徴とする射出成形用金型。At the center thereof, a main mold having a concave portion having an inner surface and a bottom surface as an attaching / detaching surface, and an outer surface as an attaching / detaching surface corresponding to the attaching / detaching surface of the main mold inside the concave portion of the main mold. And a nesting mold having a cavity disposed in the surface thereof, which is detachably held on the bottom surface, and which is used for performing molding by injecting molten or semi-molten metal into the cavity. Type,
The space between the inner surface as the detachable surface of the main die and the outer surface as the detachable surface of the nesting mold at room temperature is equal to the thermal expansion amount of the nesting mold during continuous molding. The difference between the thermal expansion amount of the concave portion of the main mold and the inner side surface and / or the bottom surface as the attaching / detaching surface of the main mold and the attaching / detaching surface of the nest type. Between the outer surface and / or the bottom surface, the nesting mold can be held at a predetermined position inside the concave portion of the main mold, and the molten or molten metal can be held in the cavity of the nesting mold. A mold for injection molding, wherein a positioning member capable of thermally expanding the insert mold in a desired direction when the semi-molten metal is injected is provided.
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Legal Events
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