JP2007125566A - 射出成形金型とそれを使用したワックス模型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同時に成形した一対の製品模型を高温状態のままロボットハンド等で取り出すことが可能で、これによりワックス模型の製造時間の短縮を実現する。
【解決手段】精密鋳造のランナー模型に溶着されてツリー状のワックス模型を形成する製品模型を射出成形するための射出成形金型であって、同形の製品模型を一対成形するための製品キャビティ２，３を左右位置に備え、各製品キャビティ２，３に至る湯道キャビティ４１を、これら製品キャビティ２，３の略中央に位置させた湯口キャビティ４１から左右に分岐するように設けるとともに、当該分岐部から延在して、製品キャビティ２，３内に成形された左右の製品模型を含む成形品の重心位置ＷＰに至る補助湯道キャビティ４３を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は射出成形金型とそれを使用したワックス模型の製造方法に関し、特にワックス模型の製造時間の短縮を実現する射出成形金型とそれを使用したワックス模型の製造方法に関する。

精密鋳造のロストワックス法に使用するツリー状ワックス模型は、大径の円柱状等に成形されたランナー模型の外周に製品模型を多数溶着することによって製造される。そして、射出成形金型で成形された製品模型を取り出してランナー模型の外周に溶着する単純ハンドリング作業は工業用ロボットを使用して行うことが多い。この場合、図９に示すように、ロボットが金型近くの待機位置から作動を開始し製品模型を掴んでランナー模型の外周に製品模型を溶着して再び待機位置へ戻る時間（ロボットサイクル）は十分短い（例えば１５秒）のに対して、射出成形金型から次の製品模型を取り出すことができるまでの時間（成形サイクル）は、「突き出し」が下降してから再び「突き出し」が上昇するまでの、かなり長い時間（例えば４３秒）である。このため、ロボットの無駄な待ち時間が多くなってワックス模型の製造が効率的に行えないという問題があった。なお、特許文献１には、製品模型を成形するための射出成形金型の一例が示されている。
特開２００４−９０６２

そこで、射出成形金型にて二つの製品模型を同時に成形するようにしてワックス模型の製造の効率化を図ることが考えられるが、従来の金型構造では、互いに連結状態で成形される一対の製品模型を、高温の変形し易い状態で取り出すのは困難であるという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、同時に成形した一対の製品模型を高温状態のままロボットハンド等で取り出すことが可能で、これによりワックス模型の製造時間の短縮を実現した射出成形金型とそれを使用したワックス模型の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、精密鋳造のランナー模型に溶着されてツリー状のワックス模型を形成する製品模型を射出成形するための射出成形金型であって、同形の製品模型（６２，６３）を一対成形するための製品キャビティ（２，３）を左右位置に備え、各製品キャビティ（２，３）に至る湯道キャビティ（４１）を、これら製品キャビティ（２，３）の略中央に位置させた湯口キャビティ（４１）から左右に分岐するように設けるとともに、当該分岐部から延在して、製品キャビティ（２，３）内に成形された左右の製品模型（６２，６３）を含む成形品（６）の重心位置（ＷＰ）に至る補助湯道キャビティ（４３）を設ける。

本第１発明において、射出成形金型で成形される成形品は、製品キャビティ内に成形される互いに同形の製品模型を湯道キャビティ内に成形される連結部で連結したものとなり、当該連結部の中央には補助湯道キャビティ内に成形される把持部が位置している。そこで、ロボットハンド等によって、把持部の上記重心位置に対応する部分を保持して金型内から取り出すようにすれば、成形品が未だ高温で変形し易い状態にあっても、保持部分に大きな応力を生じるのが避けられる。この結果、取り出し時に成形品が変形することはないから、完全な冷却固化を待つことなく一対の製品模型を備える成形品を速やかに金型から取り出すことができる。

本第２発明では、ランナー模型と複数の製品模型とからなる精密鋳造のツリー状ワックス模型を製造する方法であって、ランナー模型の周囲に溶着される製品模型（２，３）を本願第１発明に記載の射出成形金型にて互いに連結された状態で一対成形して成形品（６）とし、当該成形品（６）を上記補助湯道キャビティ（４３）にて成形された把持部（６５）の上記重心位置（ＷＰ）で掴んで射出成形金型から取り出した後、両製品模型（２，３）を分離して順次ランナー模型に溶着する。

本第２発明においては、射出成形金型における一成形サイクルの間に一対の製品模型を備える成形品が成形され、これら製品模型が分離されて順次ランナー模型に溶着される。したがって、従来とほぼ同程度の長さの成形サイクル中に２個の製品模型がランナー模型に溶着されることになるから、ワックス模型の製造時間を大幅に短縮することができる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の射出成形金型とそれを使用したワックス模型の製造方法によれば、同時に成形した一対の製品模型を高温状態のままロボットハンド等で取り出すことが可能であるから、ワックス模型の製造時間の短縮を実現することができる。

図１には射出成形金型（以下、単に金型という）の下型の平面図を示し、図２には金型の垂直断面図を示す。図１において、金型の下型１の型面には入れ子１１によって左右位置に同形の製品模型成形用の製品キャビティ２，３が形成されている。各製品キャビティ２，３は、中央に前後方向（図１の上下方向）へ延びる幅広の幹状部２１，３１を備えるとともに、幹状部２１，３１の長手方向複数位置から左右対称方向へ延びる枝状部２２，３２を備え、各枝状部２２，３２の先端には製品部２３，３３が位置している。左右の製品キャビティ２，３は幹状部２１，３１の一端が湯道キャビティ４１に連通している。湯道キャビティ４１は型面上を左右方向へ延びてその両端が製品キャビティ２，３の上記幹状部２１，３１に連通している。

湯道キャビティ４１の中央には湯口キャビティ４２が直交方向から連結されており、その他端は下型１の一辺中央に開放している。また、湯道キャビティ４１の中央には上記湯口キャビティ４２とは反対側に補助湯道キャビティ４３が連結されている。補助湯道キャビティ４３は左右の製品キャビティ２，３間の中央線Ｌに沿って一定幅で前後方向へ延びており、補助湯道キャビティ４３の先端部は中央線Ｌ上に存在する重心位置ＷＰに至っている。この重心位置ＷＰは上記各キャビティ２，３、４１，４２，４３内で射出成形される成形品全体の重心が存在する位置である。

このような下型１に、当該下型１の各キャビティ２，３、４１，４２，４３に合致するキャビティを形成した入れ子５１を設けた上型５が被せられて（図２）各キャビティ２，３、４１，４２，４３が閉鎖され、湯口キャビティ４２を経て射出された高温流動ワックスによって成形品が成形される。なお、図２中の符号１２は、成形品を取り出すための「突き出し」装置のピンが挿入される通孔であり、実際は複数設けられている。

このような金型によって成形される成形品６の正面図を図３に示し、その側面図を図４に示す。成形品６は、湯口キャビティ４２内に成形される湯口部６１、製品キャビティ２，３内に成形される互いに同形の製品模型６２，６３、湯道キャビティ４１内に成形される連結部６４、および補助湯道キャビティ４３内に成形される把持部６５よりなり、左右の製品模型６２，６３の幹状部６２１，６３１の一端が連結部６４によって互いに連結されるとともに、連結部６４の中央位置にこれと十字状に湯口部６１と把持部６５が突出している。金型を開いた後、「突き出し」装置によって成形品を持ち上げ、図３に示すように、待機位置から進出したロボットハンド７（図６参照）先端の挟持片７１で、把持部６５の上記重心位置ＷＰに対応する両側面を挟んで、成形品６を略水平姿勢から垂直姿勢へと取り出す。この際、成形品６が未だ高温で変形し易い状態にあっても、重心位置ＷＰの左右を挟んで取り出すことによってこの挟持部分に大きな応力が生じるのが避けられるから、取り出し時に成形品６が変形することはない。これにより、完全な冷却固化を待つことなく一対の製品模型６２，６３を備える成形品６を速やかに金型から取り出すことができる。

ロボットハンド７によって金型から取り出された成形品６は図５、図６に示す中継架台８へ搬送される。なお、図５は中継架台の正面図、図６はその部分断面側面図である。中継架台８上には左右位置にハンド機構８１（図６に一方のみ示す）が設けてあり、各ハンド機構８１の先端に設けられた挟持片８２（図５）によって、ロボットハンド７で搬送された成形品６の左右にある各製品模型６２，６３の幹状部６２１，６３１下端が挟持される。各ハンド機構８１の下方には切断機構８３（図６に一方のみ示す）が設けられており、その切断刃８４（図５）によって、ハンド機構８１に保持された状態の各製品模型６２，６３が連結部６４から切り離される。切り離された連結部６４およびこれと一体の湯口部６１および把持部６５はシュート８５上へ落下して排出される。

この状態でロボットハンド７は把持部６５に対する挟持を解消して、図７に示すように、一方の製品模型６２を挟持するハンド機構８１の挟持片８２に対しその反対位置からこれの爪の間へ挟持片７１を差し入れて製品模型６２の幹状部６２１下端を挟持する。その後、上記挟持片８２が挟持状態を解消すると、ロボットハンド７は上記製品模型６２を、別の場所にセットされた図略のランナー模型まで搬送してその外周に製品模型６２の幹状部６２１下端面を溶着する。

続いてロボットハンド７は、他方の製品模型６３を挟持するハンド機構８１の挟持片８２に対しその反対位置からこれの爪の間へ挟持片７１を差し入れて製品模型６３の幹状部６３１下端を挟持し、その後、上記挟持片７１が挟持状態を解消すると、ロボットハンド７は上記製品模型６３を、再びランナー模型まで搬送してその外周の上記製品模型６２とは所定の間隔をおいた位置に製品模型６３の幹状部６３１下端面を溶着する。その後、ロボットハンド７は金型近くの待機位置へ戻る。

この場合の成形サイクルとロボットサイクルの比較を図８に示す。本実施形態では「突き出し」が下降してから再び「突き出し」が上昇するまでの成形サイクルの間に行われるロボットサイクルにおいて、一対の製品模型６２，６３が中継架台８へ運ばれて、ここから各製品模型６２，６３が順次ランナー模型に溶着される。したがって、本実施形態では、従来とほぼ同程度の長さ（３秒程度長い）の成形サイクル中に２個の製品模型６２，６３がランナー模型に溶着されるから、ワックス模型の製造時間を大幅に短縮することができる。

本発明の一実施形態を示す射出成形金型の下型の平面図である。 図１のII−II線に沿った射出成形金型の垂直断面図である。 成形品の正面図である。 図３のＡ矢印方向から見た成形品の側面図である。 製品模型を保持した中継架台の正面図である。 製品模型を保持した中継架台の部分断面側面図で、断面部は図５のVI−VI線に沿ったものである。 ハンド機構の挟持片の拡大側面図である。 成形サイクルとロボットサイクルを比較したグラフである。 従来の成形サイクルとロボットサイクルを比較したグラフである。

符号の説明

１…下型、２，３…製品キャビティ、４１…湯道キャビティ、４３…補助湯道キャビティ、６…成形品、６２，６３…製品模型、６５…把持部、ＷＰ…重心位置。

Claims (2)

1. 精密鋳造のランナー模型に溶着されてツリー状のワックス模型を形成する製品模型を射出成形するための射出成形金型であって、同形の製品模型を一対成形するための製品キャビティを左右位置に備え、各製品キャビティに至る湯道キャビティを、これら製品キャビティの略中央に位置させた湯口キャビティから左右に分岐するように設けるとともに、当該分岐部から延在して、前記製品キャビティ内に成形された左右の製品模型を含む成形品の重心位置に至る補助湯道キャビティを設けたことを特徴とする射出成形金型。
2. ランナー模型と複数の製品模型とからなる精密鋳造のツリー状ワックス模型を製造する方法であって、ランナー模型の周囲に溶着される製品模型を請求項１に記載の射出成形金型にて互いに連結された状態で一対成形して成形品とし、当該成形品を前記補助湯道キャビティにて成形された把持部の前記重心位置で掴んで射出成形金型から取り出した後、前記両製品模型を分離して順次ランナー模型に溶着することを特徴とするワックス模型の製造方法。

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