JP2009160885A

JP2009160885A - 成形用金型の円弧スライド構造及び成形用金型を用いた円弧形状部の成形方法

Info

Publication number: JP2009160885A
Application number: JP2008002702A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Ohashi; 克英大橋; Shigeo Amagi; 滋夫天城; Osamu Mishiro; 修三代; Mitsuru Sudo; 充須藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】
従来、湾曲した円弧形状を形成する回転可能なコアを回転軸を中心に回転動作させていたため、動作構造が大きくなり、コンパクト化に課題があった。
【解決手段】
湾曲コアピン９にサポートピン１３を設け、固定ガイドコア１０にサポートピン１３をガイドする第１の湾曲摺動面１０ａを設け、サポートピン１３にスライド動力を伝達する第２の湾曲摺動面１１ａをスライドコア１１に設け、サポートピン１３を第１の湾曲摺動面１０ａと第２の湾曲摺動面１１ａとの両方に摺動するように配置し、スライドコア１１を往復動させることにより、湾曲コアピン９が成形品を形成するキャビティへ円弧状に出入りするようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は内部に湾曲した円弧形状部を具備した成形品を成形する金型構造及びこの金型を用いた成形品内部の円弧形状部の成形方法に関する。

従来技術として、回転可能なコアを備え、回転軸を中心に前記コアを回転動作させることにより、射出成形品にアンダーカット形状を形成する装置が知られている。また、この装置では回転動作の動力源として成形機の突き出しと連動させる手法が採られていた（特許文献１参照）。

特開平３−２２２７０８号公報

この従来技術は、コアを回転軸を中心に回転動作させていたため、動作構造が大きくなり、コンパクト化に課題があった。

上記課題を解決するために、本発明の成形用金型の円弧スライド構造は、円弧状に湾曲した湾曲コアピンと、前記湾曲コアピンに動力を伝達するサポートピンと、前記サポートピンをガイドする固定ガイドコアと、前記サポートピンを摺動させるスライドコアと、前記スライドコアの動力源とを備え、前記湾曲コアピンに前記サポートピンを設け、前記固定ガイドコアに前記サポートピンをガイドする第１の湾曲摺動面を設け、前記サポートピンにスライド動力を伝達する第２の湾曲摺動面を前記スライドコアに設け、前記サポートピンを前記第１の湾曲摺動面と前記第２の湾曲摺動面との両方に摺動するように配置し、前記スライドコアを往復動させることにより、前記湾曲コアピンが成形品を形成するキャビティへ円弧状に出入りするようにしたものである。

また上記課題を解決するために、本発明の成形用金型を用いた円弧形状部の成形方法は、湾曲コアピンに設けたサポートピンを、前記湾曲コアピンにおける湾曲形状の湾曲線と略同一方向に設けられ位置が固定された第１の湾曲摺動面と、前記湾曲コアピンにおける湾曲形状の湾曲線と交差する方向に設けられ位置が前後にスライドする第２の湾曲摺動面とに摺動させ、前記第２の湾曲摺動面の前動によって前記湾曲コアピンを成形品を形成するキャビティへ円弧状に突き出し、前記第２の湾曲摺動面の後動によって前記湾曲コアピンを円弧状に引き抜き、成形品内部に円弧形状部を形成するようにしたものである。

本発明によれば、円弧形状を形成するためのコアを回転軸を中心にして回転動作させないので、コアの動作範囲を大幅に縮小させコンパクト化できる。また動力源として空圧式もしくは油圧式シリンダを金型に設けることでコア単独での動作制御が可能となる。更に円弧状のスライド構造において、前動または後動もしくは前後動の両方でスライド動力を効率よくコアへ伝達し、使用目的に応じて安定したコア動作を実現できる。

本円弧状のスライド構造をモールド金型に用いて、内部に湾曲した円弧形状を具備したモールド品を提供することが可能となる。

以下に、図面を参照して、本発明の望ましい実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例１によるモールド金型１における部分断面図である。図２は、図１に示すモールド金型１に溶融樹脂を充填した際の部分断面図である。

このモールド金型１本体は、図１に示すように、固定側型板２と可動側型板３とこの可動側型板３の中にコア４，コア５が組み込まれ、これらの型部品によりモールド品を成形するキャビティ６が設けられている。更に可動側型板３の下部にはスペーサブロック７が有り取付板８が上下に取り付けられている。

ここで本実施例１の特徴となる樹脂内部に湾曲した円弧形状を具備したモールド品の円弧スライド金型構造として、円弧状に湾曲した湾曲コアピン９と、湾曲コアピン９に動力を伝達するサポートピン１３と、サポートピン１３をガイドする固定ガイドコア１０と、サポートピン１３を摺動させるスライドコア１１と、スライドコア１１の動力源となるシリンダ１２を設け、シリンダ１２のシリンダロッド１２ａの前後動で湾曲コアピン９が成形品を形成するキャビティ６へ円弧軌道に出入りする金型構造とした。

また湾曲コアピン９にサポートピン１３を取り付け、固定ガイドコア１０にサポートピン１３の摺動をガイドする湾曲溝１０ａを湾曲コアピン９の湾曲形状と略同一方向（湾曲形状における湾曲線と略同一方向）に設け、更に湾曲溝１０ａ内にサポートピン１３を配置し、スライドコア１１にシリンダ１２動力を伝達する湾曲溝（楕円溝）１１ａを湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角方向（湾曲形状における湾曲線と交差する方向）に設け、更に前記楕円溝１１ａ内にサポートピン１３を配置し、前記サポートピン１３が前記湾曲溝１０ａ内と湾曲溝（楕円溝）１１ａ内の両方にまたがり配置した。尚、固定側型板２とコア４においては、前記湾曲コアピン９の円弧軌道をガイドするガイド溝２ａ，４ａがそれぞれ設けてある。

尚、本実施例では、湾曲溝１１ａを特に楕円溝によって構成したものであり、本実施例に係る以下の説明では楕円溝１１ａとして説明する。また、湾曲溝１０ａと湾曲溝１１ａとのうちいずれか一方の湾曲溝を他方の湾曲溝と湾曲コアピン９との間に配置した場合、一方の湾曲溝を貫通孔によって形成すると良い。また両方の湾曲溝１０ａ，１１ａを貫通孔によって形成してもよい。本明細書においては、「溝」はサポートピン１３に動力を伝達するために、或いはサポートピン１３をガイドするために、サポートピン１３が摺動する摺動面を形成するためのものであり、貫通孔を含むものである。以下に述べる他の実施例でも同様である。

前記スライドコア１１の前動Ａによって、湾曲コアピン９が円弧半径Ｒ１から同一円弧半径上にＲ２まで移動し、同時に湾曲コアピン９の先端部が成形品を形成するキャビティ６へ円弧半径Ｒ３から同一円弧半径上のＲ４まで、円弧軌道Ｂで突き出す。更にスライドコア１１の後動Ｃによって湾曲コアピン９が円弧半径Ｒ２から同一円弧半径上のＲ１まで移動し、同時に湾曲コアピン９の先端部が成形品を形成するキャビティ６の円弧半径Ｒ４から同一円弧半径上のＲ３まで、円弧軌道Ｄで引抜かれる円弧スライド構造とした。

更に本円弧スライド構造の動作を詳細に説明するため、本構造を部分的に取り出し図３〜図１６を用いて説明する。

図３は本円弧スライド構造の主要部分を表す断面図である。構成部品及び斜視図としては図４に示すような形態である。

湾曲コアピン９はサポートピンを組み付ける貫通穴９ａが設けてあり、固定ガイドコア１０は、中央に湾曲コアピン９を配置するスリットを有し、このスリットに対し左右対称形状とした。また固定ガイドコア１０の両側面には湾曲溝１０ａがそれぞれ設けてある。前記スリットに湾曲コアピン９が組み込まれる。スライドコア１１は固定ガイドコア１０の両面側を摺動するためＵ字形態とし、左右対称形状とした。またスライドコア１１の両側面には湾曲溝１０ａがそれぞれ設けてある。このＵ字溝内部に湾曲コアピン９が組み込まれた固定ガイドコア１０を配置し、図３に示すように湾曲溝１０ａと楕円溝１１ａと貫通穴９ａが重なり合う領域でサポートピン１３を組み付け円弧スライド構造を構成した。

次に湾曲コアピン９及びサポートピン１３の動作において、図５〜図１２を用いて説明する。図５で示すようにサポートピン１３は固定ガイドコア１０の湾曲溝１０ａ内を円弧軌道の円弧半径Ｒ１から円弧半径Ｒ２の範囲で湾曲溝１０ａに沿いながら移動する。同時に湾曲コアピン９も円弧半径の軌道上で移動し、湾曲コアピン９の先端部は円弧軌道の円弧半径Ｒ３から円弧半径Ｒ４の範囲で移動することになる。ここでサポートピン１３を駆動させるための動力は、シリンダの動力をシリンダロッド１２ａでスライドコア１１に伝達し、このスライドコア１１の前後動でスライドコア１１に設けた楕円溝１１ａ内壁面とサポートピン１３の外壁面の干渉する。この干渉部位で動力を伝達する。

更に詳しく動力のメカニズムを説明するため、前動動作を図６〜図９で示し、後動動作を図１０〜図１２で表した。

初めに図６では動作前の状態を示し、図７で表すように前動Ａによりスライドコア１１にＰａ力が働く。次にスライドコア１１の楕円溝１１ａとサポートピン１３の干渉部で動力の伝達が行われる。しかし楕円溝１１ａが斜めに傾斜していることからＰａ力の大きさと方向が変化する。この変化後のＰａ力はＰａ′力となる。この時楕円溝１１ａは湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角方向に設けてあるため、前記Ｐａ′力は略湾曲コアピン９の湾曲形状に対して略平行に向けられる。更に常時楕円溝１１ａが湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角略であることから力の損失は少なく高効率な力の伝達が可能となる。前記Ｐａ力はサポートピン１３の位置移動に伴い図８と図９に表すようにＰａ″力やＰａ′′′力と夫々大きさと方向を変えながら動力が伝達される。

後動Ｃにおいても前動Ａと同じような動力の伝達が行われる。図１０に示すように後動Ｃによりスライドコア１１にＰｃ力が働く。次にスライドコア１１の楕円溝１１ａとサポートピン１３の干渉部で動力の伝達が行われる。しかし楕円溝１１ａが斜めに傾斜していることから前記Ｐｃ力の大きさと方向が変化する。この変化後のＰｃ力はＰｃ′力となる。この時楕円溝１１ａは湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角方向に設けてあるため、前記Ｐｃ′力は略湾曲コアピン９の湾曲形状に対して略平行に向けられる。更に常時楕円溝１１ａが湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角略であることから力の損失は少なく高効率な力の伝達が可能となる。前記Ｐｃ力はサポートピン１３の位置移動に伴い図１１と図１２に表すようにＰｃ″力やＰｃ′′′力と夫々大きさと方向を変えながら動力が伝達される。

前動と後動における伝達動力を纏めて表すと、図１３，図１４に示すように、サポートピン１３の位置により夫々変化しながら行われる。この時、動力の方向は図１５，図１６で示すように楕円溝１１ａに対して垂直方向が最も力の損失が少なく高効率に力を伝達できる。また力量においても差を低減することができる。楕円溝１１ａが夫々変化する円弧軌道Ｂ，円弧軌道Ｄに対して略対角であることから変化後の動力Ｐａ′力，Ｐａ″力，Ｐａ′′′力，Ｐｃ′力，Ｐｃ″力，Ｐｃ′′′力は夫々円弧軌道Ｂ，円弧軌道Ｄに対して略平行となる。よって本発明の一つの目的とする湾曲コアピン９を円弧軌道で出入りさせる円弧スライドの金型構造としては、他の部位に無理な負荷をかけずに高効率な動力の伝達が図れ、部品のかじりや破損などが防止でき、円弧スライド機構の高寿命化が狙える。

以上、実施例１の円弧スライド構造によれば、円弧形状を形成するために円弧形状を形成するコアをコアの円弧中心で回転方向に動作させずに、コアの動作範囲を大幅に縮小させコンパクト化が図れる。また動力源として空圧式もしくは油圧式シリンダを金型に設けることでコア単独での動作制御が可能となる。更に円弧状のスライド構造において、前動または後動もしくは前後動の両方でスライド動力を効率よくコアへ伝達し、安定したコア動作を実現できる。

本円弧状のスライド構造をモールド金型に用いて、樹脂内部に湾曲した円弧形状を具備したモールド品を提供することが可能となる。

図１７は、本発明に係る実施例２によるスライドコア１１における部分断面図である。実施例２におけるところの目的は、前動動作が高負荷であり、後動が低負荷の場合に適用した。

モールド金型本体は、実施例１と同様に図１に示すように構成した。ここで本実施例２の特徴として、サポートピン１３を摺動させるスライドコア１１において、湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角方向（湾曲形状における湾曲線と交差する方向）にサポートピン１３の外周径に合わせた、溝幅が略均一な湾曲溝１１ｂを設けた。尚、湾曲溝１１ｂはスライドの前動方向に湾曲溝１１ｂ円弧の中心が向く方向とした。

スライドコア１１の円弧スライド構造によれば、前動Ａによって、前動における伝達動力は図１８に示すように、サポートピン１３の位置により夫々変化しながら行われる。この時、動力の方向は実施例１の図１３，図１５で示したと同様に、湾曲溝１１ｂに対して垂直方向が最も力の損失が少なく高高率に力を伝達できる。また力量においても差を低減することができる。湾曲溝１１ｂが夫々変化する円弧軌道Ｂに対して略対角であることから変化後の動力Ｐａ′力，Ｐａ″力，Ｐａ′′′力は夫々円弧軌道Ｂに対して略平行となる。よって本発明の一つの目的とする湾曲コアピン９を円弧軌道で、特に前動動作が高負荷となる円弧スライドの金型構造としては、高効率な動力の伝達が図れる。更に前記湾曲溝１１ｂをサポートピン１３の外周径に合わせたことで、サポートピン１３とのガタ付きを少なくでき、湾曲コアピン９の位置バラツキの低減化が図れる。

図１９は、本発明に係る実施例３によるスライドコア１１における部分断面図である。実施例３におけるところの目的は、後動動作が高負荷であり、前動が低負荷の場合に適用した。

モールド金型本体は、実施例１と同様に図１に示すように構成した。ここで実施例３の特徴として、サポートピン１３を摺動させるスライドコア１１において、湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角方向（湾曲形状における湾曲線と交差する方向）にサポートピン１３の外周径に合わせた、溝幅が略均一な湾曲溝１１ｃを設けた。尚、湾曲溝１１ｃはスライドの後動方向に湾曲溝１１ｃ円弧の中心が向く方向とした。

スライドコア１１の円弧スライド構造によれば、後動Ｃによって、後動における伝達動力は図２０に示すように、サポートピン１３の位置により夫々変化しながら行われる。この時、動力の方向は実施例１の図１４，図１６で示したと同様に、湾曲溝１１ｃに対して垂直方向が最も力の損失が少なく高効率に力を伝達できる。また力量においても差を低減することができる。湾曲溝１１ｃが夫々変化する円弧軌道Ｂに対して略対角であることから変化後の動力Ｐｃ′力，Ｐｃ″力，Ｐｃ′′′力は夫々円弧軌道Ｂに対して略平行となる。よって本発明の一つの目的とする湾曲コアピン９を円弧軌道で、特に後動動作が高負荷となる円弧スライドの金型構造としては、高効率な動力の伝達が図れる。更に湾曲溝１１ｃをサポートピン１３の外周径に合わせたことで、サポートピン１３とのガタ付きを少なく、湾曲コアピン９の位置バラツキも低減する。

図２１は、本発明に係る実施例４によるスライドコア１１における部分断面図である。実施例４におけるところの目的は、前後動の初期動作が高負荷であり、中間動作が低負荷の場合に適用した。

モールド金型本体は、実施例１と同様に図１に示すように構成した。ここで本実施例４の特徴として、サポートピン１３を摺動させるスライドコア１１において、湾曲コアピン９の湾曲形状と略対角方向（湾曲形状における湾曲線と交差する方向）にサポートピン１３の外周径に合わせた、溝幅が略均一なＳ字状の湾曲溝１１ｄを設けた。尚、Ｓ字状湾曲溝１１ｄにおいては、後動初期の動力伝達に使われるＳ字湾曲部位の湾曲円弧中心を前動方向とし、前動初期の動力伝達に使われるＳ字湾曲部位の湾曲円弧中心を後動方向とした。

スライドコア１１の円弧スライド構造によれば、前動初期及び後動初期は図２２に示すようになり、実施例１の図１３〜図１６で示したと同様に、動力伝達が湾曲溝１１ｄに対して垂直方向となる前動初期及び後動初期で高効率となる。よって本発明の一つの目的とする湾曲コアピン９を円弧軌道で、特に前後動の初期動作が高負荷であり、中間動作が低負荷の円弧スライドの金型構造としては、高効率な動力の伝達が図れる。更に前記湾曲溝１１ｃをサポートピン１３の外周径に合わせたことで、サポートピン１３とのガタ付きを少なく、湾曲コアピン９の位置バラツキも低減する。

以上、これまでの実施例ではモールド品の金型で実施してきたが、本発明によるところ適用はこれに限定されるものでなく、ダイキャスト金型，治具，組立装置，加工装置など円弧状のスライド構造を有するものであれば適用可能である。更に材質に関してもアルミ，鉄，ステンレス，プラスチックなど動力の伝達が可能であれば特に限定することなく適用可能である。

更に本発明によれば、円弧形状を形成するためにアンダーカット形状もしくは円弧形状を形成するコアを前記コアの円弧中心で回転方向に動作させずに、コアの動作範囲を大幅に縮小させコンパクト化が図れ、また動力源として空圧式もしくは油圧式シリンダを金型に設けることでコア単独での動作制御が可能となり、更に円弧状のスライド構造において、前動または後動もしくは前後動の両方でスライド動力を効率よくコアへ伝達し、使用目的に応じて安定したコア動作を実現でき、結果として金型設計などにおいては設計自由度が大幅に図れる。

効果として樹脂内部に湾曲した円弧形状を具備したモールド品を経済的に提供できる。

本発明は、樹脂内部に湾曲した円弧形状を具備したモールド品を成形するためのモールド金型やダイキャスト品のダイキャスト金型、もしくは治具や組立装置及び加工装置など、各種円弧スライド構造を用いるものであれば上記の列記したものに限定されることなく適用できる。

実施例１のモールド金型における部分断面図。図１のモールド金型における溶融樹脂を充填した際の部分断面図。図１の円弧スライド構造の主要部分を表す断面図。図３の構成部品及び斜視図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図３の湾曲コアピン及び前記サポートピンの動作図。図７〜図９の前動における伝達動力図。図１０〜図１２の後動における伝達動力図。図７〜図９の前動における動力方向図。図１０〜図１２の後動における動力方向図。実施例２のスライドコアにおける部分断面図。図１７の前動における伝達動力図。実施例３のスライドコアにおける部分断面図。図１９の後動における伝達動力図。実施例４のスライドコアにおける部分断面図。図２１の前後動における伝達動力図。

符号の説明

１モールド金型
２固定側型板
２ａ，４ａガイド溝
３可動側型板
４，５コア
６キャビティ
７スペーサブロック
８取付板
９湾曲コアピン
９ａ貫通穴
１０固定ガイドコア
１０ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ湾曲溝
１１スライドコア
１１ａ楕円溝
１２シリンダ
１２ａシリンダロッド
１３サポートピン

Claims

円弧状に湾曲した湾曲コアピンと、前記湾曲コアピンに動力を伝達するサポートピンと、前記サポートピンをガイドする固定ガイドコアと、前記サポートピンを摺動させるスライドコアと、前記スライドコアの動力源とを備え、
前記湾曲コアピンに前記サポートピンを設け、前記固定ガイドコアに前記サポートピンをガイドする第１の湾曲摺動面を設け、前記サポートピンにスライド動力を伝達する第２の湾曲摺動面を前記スライドコアに設け、前記サポートピンを前記第１の湾曲摺動面と前記第２の湾曲摺動面との両方に摺動するように配置し、前記スライドコアを往復動させることにより、前記湾曲コアピンが成形品を形成するキャビティへ円弧状に出入りすることを特徴とする成形用金型の円弧スライド構造。
請求項１に記載の成形用金型の円弧スライド構造において、
前記第１の湾曲摺動面を前記湾曲コアピンにおける湾曲形状の湾曲線と略同一方向に設け、前記第２の湾曲摺動面を前記湾曲コアピンにおける湾曲形状の湾曲線と交差する方向に設け、前記スライドコアの前動によって前記湾曲コアピンが成形品を形成するキャビティへ円弧状に突き出し、前記スライドコアの後動によって前記湾曲コアピンが円弧状に引抜かれることを特徴とする成形用金型の円弧スライド構造。
請求項１又は２に記載の成形用金型の円弧スライド構造において、
前記第２の湾曲摺動面は楕円形状の孔によって形成したことを特徴とする成形用金型の円弧スライド構造。
請求項１又は２に記載の成形用金型の円弧スライド構造において、
前記第２の湾曲摺動面はＳ字形状に湾曲していることを特徴とする成形用金型の円弧スライド構造。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成形用金型の円弧スライド構造において、
前記第１の湾曲摺動面と前記第２の湾曲摺動面とのうちいずれか一方の湾曲摺動面を他方の湾曲摺動面と前記湾曲コアピンとの間に配置し、前記一方の湾曲摺動面を貫通孔によって形成したことを特徴とする成形用金型の円弧スライド構造。
湾曲コアピンに設けたサポートピンを、前記湾曲コアピンにおける湾曲形状の湾曲線と略同一方向に設けられ位置が固定された第１の湾曲摺動面と、前記湾曲コアピンにおける湾曲形状の湾曲線と交差する方向に設けられ位置が前後にスライドする第２の湾曲摺動面とに摺動させ、前記第２の湾曲摺動面の前動によって前記湾曲コアピンを成形品を形成するキャビティへ円弧状に突き出し、前記第２の湾曲摺動面の後動によって前記湾曲コアピンを円弧状に引き抜き、成形品内部に円弧形状部を形成することを特徴とする成形用金型を用いた円弧形状部の成形方法。