JP2009262418A - Mold device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンダーカット部を有する成形品を成形するのに好適な金型装置に関する。 The present invention relates to a mold apparatus suitable for molding a molded article having an undercut portion.
アンダーカット部を有する成形品の成形方法として、成形空間内に出没可能な傾斜コアやスライドコアやコラプシブルコア、置き中子の特別なアンダーカット処理構造を用いてアンダーカット部を成形する方法(例えば、特許文献1参照。)と、成形品の弾性変形を利用してアンダーカット部を無理抜きする方法(例えば、特許文献2参照。)が広く採用されている。 As a molding method of a molded product having an undercut portion, a method of molding the undercut portion using a special undercut processing structure of an inclined core, a slide core, a collapsible core, and a placing core that can be projected and retracted in a molding space (for example, Patent Document 1) and a method of forcibly removing the undercut portion using elastic deformation of the molded product (for example, see Patent Document 2) are widely adopted.
前者の方法では、金型構造が複雑になって金型装置の製作コストが高くなるとともに、アンダーカット処理構造における摺動部分の磨耗や金型に対するかじりなどにより、作動不良が発生することがあった。また、円筒の内周面や外周面に全周溝を形成する場合には、スライドコア等が割型となるので、型の合せ部分において成形品に段差や凸部が形成され、成形品の機能上に問題が発生することがあった。一方、後者の方法では、段差や凸部の問題は生じないが、アンダーカット部を変形させながら無理抜きすることから、成形品が変形したり破損したりすることがあり、成形品の素材や厚さなどに対する設計自由度が大幅に制約されるという問題がある。 In the former method, the mold structure becomes complicated and the manufacturing cost of the mold apparatus increases, and malfunctions may occur due to wear of the sliding part in the undercut processing structure or galling on the mold. It was. In addition, when the entire peripheral groove is formed on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the cylinder, the slide core or the like becomes a split mold, so that a step or a convex portion is formed on the molded product at the mating part of the mold. There was a problem in function. On the other hand, in the latter method, there is no problem of steps or protrusions, but because the undercut part is forcibly removed while deforming, the molded product may be deformed or damaged, and the material of the molded product or There is a problem that the degree of freedom of design with respect to thickness and the like is greatly restricted.
そこで、アンダーカット部を有する成形品の上記以外の成形方法として、空気の出し入れにより成形空間内に膨張収縮可能なチューブを用いてアンダーカット部を成形する方法(例えば、特許文献3参照。)や、型閉じにより成形空間内へ弾性変形するゴム状弾性体を用いてアンダーカット部を成形する方法(例えば、特許文献4参照。)なども提案されている。 Therefore, as a molding method other than the above for a molded product having an undercut portion, a method of molding the undercut portion using a tube that can expand and contract in the molding space by taking in and out of air (for example, see Patent Document 3). In addition, a method of forming an undercut portion using a rubber-like elastic body that is elastically deformed into a forming space when the die is closed (see, for example, Patent Document 4) has been proposed.
特許文献3、4記載の方法では、割型にする必要がないので、段差や凸部が成形品に形成されないが、次のような問題がある。
In the methods described in
即ち、特許文献3記載の方法では、チューブに対して空気を出し入れするための機構が必要になること、成形空間内における樹脂圧でチューブが変形して成形品の成形精度が低下すること、どの問題がある。 That is, in the method described in Patent Document 3, a mechanism for taking air in and out of the tube is necessary, the tube is deformed by the resin pressure in the molding space, and the molding accuracy of the molded product is reduced. There's a problem.
また、特許文献4記載の方法では、型閉じ動作を利用して、ゴム状弾性体を成形空間内へ突出変形させてアンダーカット部を成形するので、空気を出し入れするための機構等は省略できるが、特許文献3記載の方法と同様に、成形空間内における樹脂圧でゴム状弾性体が変形して成形品の成形精度が低下すること、などの問題がある。
Further, in the method described in
本発明の目的は、安価に製作可能で且つ耐久性に優れ、しかも成形品の設計自由度を阻害することなく、アンダーカット部を成形可能な金型装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a mold apparatus that can be manufactured at low cost, has excellent durability, and can mold an undercut portion without impairing the design freedom of a molded product.
本発明に係る金型装置は、第1金型と第2金型のうちのエジェクタピンが取り付けられる第1金型に、両金型を型開きしたときに形成される金型間の隙間を利用して、第2金型側へ弾性変形可能な入子部材を成形空間内へ突出状に設けたものである。 The mold apparatus according to the present invention has a gap between the molds formed when the molds are opened on the first mold to which the ejector pins of the first mold and the second mold are attached. Utilizing this, a nesting member that can be elastically deformed toward the second mold side is provided so as to protrude into the molding space.
この金型装置では、第1金型と第2金型により形成される成形空間内に入子部材の先端部を突出させた状態で、成形空間内において成形品を成形することになり、入子部材を成形品の途中部に配置させることで、入子部材により成形品の途中部の内面側や外面側にアンダーカット部を成形することができる。例えば、筒状の成形品を成形するときに、入子部材により、成形品の中心線方向の途中部の外周面に溝状のアンダーカット部を形成したり、成形品の中心線方向の途中部の内周面に溝状のアンダーカット部を形成したりすることができる。一方、成形品を離型する際には、金型を型開きした状態で、エジェクタピンにより成形品を第2金型側へ突き出すことになるが、このとき入子部材が第2金型側へ弾性変形しながら成形品のアンダーカット部から抜け出すので、アンダーカット部に無理な力を作用させることなく、成形品を離型することができる。このように、第2金型側へ弾性変形可能な弾性体からなる入子部材を第1金型に設けるという簡単な構成で、金型装置の構成が複雑になったり、金型装置の製作コストが高くなったりすることを防止しつつ、アンダーカット部を成形可能な金型装置を実現できる。しかも、成形品の離型時に、入子部材が弾性変形することで、成形品を離型でき、成形品のアンダーカット部に無理な力が作用しないので、成形品の材質やアンダーカット部の形状や板厚などに対する設計自由度を大幅に拡大できる。 In this mold apparatus, a molded product is molded in the molding space in a state where the tip of the insert member protrudes into the molding space formed by the first mold and the second mold. By arranging the child member in the middle part of the molded product, the undercut part can be formed on the inner surface side or outer surface side of the middle part of the molded product by the nested member. For example, when forming a cylindrical molded product, a groove-shaped undercut portion is formed on the outer peripheral surface of the middle portion in the center line direction of the molded product by the insert member, or in the middle direction of the molded product in the center line direction. A groove-like undercut portion can be formed on the inner peripheral surface of the portion. On the other hand, when releasing the molded product, the molded product is pushed out to the second mold side by the ejector pin in a state where the mold is opened. At this time, the nesting member is moved to the second mold side. Since it slips out from the undercut portion of the molded product while elastically deforming, the molded product can be released without applying an excessive force to the undercut portion. In this way, the structure of the mold apparatus becomes complicated by the simple structure in which the first mold is provided with the nesting member made of an elastic body that can be elastically deformed toward the second mold side, or the mold apparatus is manufactured. A mold apparatus capable of forming an undercut portion while preventing an increase in cost can be realized. In addition, when the molded product is released, the insert member is elastically deformed so that the molded product can be released and no excessive force acts on the undercut portion of the molded product. The degree of freedom in design with respect to shape and thickness can be greatly expanded.
ここで、前記金型が円筒状又は円柱状の成形品を成形するための金型であり、前記入子部材により成形品の中心線方向の途中部の内周面と外周面の少なくとも一方に溝部を成形することが好ましい実施の形態である。本発明に係る金型装置では、アンダーカット部を有する各種形状の成形品を成形できるが、内周面や外周面に溝部を有する円筒状や円柱状の成形品は、スリーブやブッシュなどとして広く利用されているものであり、本発明に係る金型装置は、これらの成形品を効率的且つ精度良く成形することができる。特に、成形品の内周面や外周面に周方向に延びる環状溝を有する成形品を成形するための金型装置として、本発明に係る金型装置を好適に利用できる。 Here, the mold is a mold for molding a cylindrical or columnar molded product, and is formed on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the middle part in the center line direction of the molded product by the insert member. Forming the groove is a preferred embodiment. In the mold apparatus according to the present invention, molded products having various shapes having an undercut portion can be formed. Cylindrical and columnar molded products having grooves on the inner and outer peripheral surfaces are widely used as sleeves and bushes. The mold apparatus according to the present invention can be used to efficiently and accurately mold these molded products. In particular, the mold apparatus according to the present invention can be suitably used as a mold apparatus for forming a molded product having an annular groove extending in the circumferential direction on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the molded product.
前記入子部材を第1金型に固定する固定部材を設け、この固定部材における入子部材側の固定面の先端縁に円弧面又は傾斜面からなる面取り面を形成することも好ましい実施の形態である。つまり、入子部材が弾性変形したときに、固定部材の入子部材側の固定面の縁端縁に入子部材が圧接されて、該圧接箇所において入子部材に応力集中が発生するが、本発明では、固定部材に面取り面を形成することで、該接触箇所における応力集中を緩和して入子部材の破損を防止できる。 It is also preferable to provide a fixing member for fixing the nesting member to the first mold, and to form a chamfered surface made of an arc surface or an inclined surface at the tip edge of the fixing surface on the nesting member side of the fixing member. It is. That is, when the nesting member is elastically deformed, the nesting member is press-contacted to the edge edge of the fixing surface of the fixing member on the nesting member side, and stress concentration occurs in the nesting member at the press-contacting point. In the present invention, by forming a chamfered surface on the fixing member, stress concentration at the contact point can be reduced and damage to the nested member can be prevented.
前記入子部材のうちの成形空間内に突出する成形部を断面半円状に形成することも好ましい実施の形態である。つまり、入子部材の第2金型側への弾性変形にともなって、成形品に対する入子部材のなす角度が変化することになるが、本発明のように、入子部材のうちの成形空間内に突出する成形部を断面半円状に形成すると、この半円の中心を中心に成形品に対する入子部材の角度が円滑に変化できるので、入子部材の先端部を成形品のアンダーカット部から円滑に抜き取ることが可能となり、成形品の離型性を一層向上できる。 It is also a preferred embodiment to form a molding portion that protrudes into the molding space of the telescopic member into a semicircular cross section. In other words, the angle formed by the nesting member with respect to the molded product changes with the elastic deformation of the nesting member toward the second mold side. However, as in the present invention, the molding space of the nesting member is changed. If the molded part protruding inward is formed in a semicircular cross section, the angle of the nested member with respect to the molded product can change smoothly around the center of this semicircle, so the tip of the nested member is undercut of the molded product It is possible to smoothly remove the molded product from the part, and the releasability of the molded product can be further improved.
前記入子部材としては、板バネなどの金属材料と比較して弾性限界が高く、弾性率の低い合成樹脂材料またはゴム材料、特に射出成形用の金型で使用を考慮して、耐熱性を有する合成樹脂材料またはゴム材料で構成することが好ましく、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ニトリルゴム、クロロプレンゴムまたはフッ素ゴムなどの合成樹脂材料やゴム材料を好適に採用できる。 The nesting member has a higher elastic limit compared to a metal material such as a leaf spring, and has a low elastic modulus. It is preferably composed of a synthetic resin material or a rubber material, and a synthetic resin material or a rubber material such as a fluororesin, a polyacetal resin, a polyamide resin, a polyether ether ketone resin, a nitrile rubber, a chloroprene rubber, or a fluororubber can be suitably used. .
前記金型がプラスチック射出成形用の金型であることが好ましい実施の形態である。ただし、射出成形用の金型以外に、粉末成形用や注型成形用の金型に対しても本発明を同様に適用できる。 In a preferred embodiment, the mold is a mold for plastic injection molding. However, the present invention can be similarly applied to powder molds and cast molds in addition to injection molds.
本発明に係る金型装置によれば、第2金型側へ弾性変形可能な弾性体からなる入子部材を第1金型に設けるという簡単な構成で、金型装置の構成が複雑になったり、金型装置の製作コストが高くなったりすることを防止しつつ、アンダーカット部を成形可能な金型装置を実現できる。しかも、成形品の離型時に、入子部材が弾性変形することで、成形品を離型でき、成形品のアンダーカット部に無理な力が作用しないので、成形品の材質やアンダーカット部の形状や板厚などに対する設計自由度を大幅に拡大できる。 According to the mold apparatus according to the present invention, the structure of the mold apparatus becomes complicated with a simple structure in which the first mold is provided with an insert member made of an elastic body that can be elastically deformed toward the second mold side. In addition, it is possible to realize a mold apparatus capable of forming an undercut portion while preventing an increase in the manufacturing cost of the mold apparatus. In addition, when the molded product is released, the insert member is elastically deformed so that the molded product can be released and no excessive force acts on the undercut portion of the molded product. The degree of freedom in design with respect to shape and thickness can be greatly expanded.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、本発明に係る金型装置で成形可能な成形品について説明する。
本発明に係る金型装置では、型開閉方向の途中部において内面側や外面側にアンダーカット部として溝部や凹部を形成した各種形状の成形品を成形することができ、例えば、図1(a)に示す成形品1Aのように、アンダーカット部として内周面に環状の溝部2Aを形成した貫通孔3Aを有する円筒状の成形品や、図1(b)に示す成形品1Bのように、外周面に環状の溝部2Bを形成した貫通孔3Bを有する円筒状の成形品や、図示していないが、内周面と外周面とに環状の溝部を形成した成形品や、図1(c)に示す成形品1Cのように、内周面に円周方向に間隔をあけて円弧状の溝部2Cを形成した貫通孔3Cを有する円筒状の成形品や、図1(d)に示す成形品1Dのように、外周面に環状の溝部2Dを形成した貫通孔3Dを有する成形品や、図1(e)に示す成形品1Eのように、内周面に環状の溝部2Eを形成した貫通孔3Eを有する直方体状の成形品などを好適に成形できる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a molded product that can be molded by the mold apparatus according to the present invention will be described.
In the mold apparatus according to the present invention, it is possible to form molded products having various shapes in which grooves and recesses are formed as undercut portions on the inner surface side and the outer surface side in the middle of the mold opening and closing direction. For example, FIG. Like a molded
次に、本発明に係る金型装置の一例について、図1(a)に示す成形品1Aを成形するための金型装置を例示しながらその構成について説明する。
Next, the configuration of an example of the mold apparatus according to the present invention will be described with reference to a mold apparatus for forming the molded
図2、図3に示すように、この金型装置10は、射出成形用の金型装置で、型板11とそれに固定されたコア12とを有する第1金型13と、第1金型13に組み合わされる第2金型14と、両金型13、14を組み合わせて形成される成形空間15内に出没自在に第1金型13に設けた複数のエジェクタピン16と、先端部が成形空間15内へ突出状するように第1金型13上に固定した入子部材17であって、両金型13、14を型開きしたときに形成される金型13、14間の隙間を利用して、図5に示すように、第2金型14側へ弾性変形可能な弾性体からなる入子部材17とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
入子部材17は、一定幅の輪状の板状部材で構成され、入子部材17の外周部には成形空間15内に突出する断面半円状の成形部17aが形成され、入子部材17の内周部には第1金型13への取付部17bが形成されている。入子部材17は取付部17bにおいて第1金型13に固定され、成形品1Aの離型時以外は、図2、図4に実線で示すように、略水平に配置されて入子部材17の成形部17aが成形空間15内に突出した成形姿勢に保持されるが、成形品1Aの離型時には、図5に実線で示すように、成形部17aが成形品1Aとともに第2金型14側へ移動して、取付部17b以外の部分が第2金型14側へ湾曲状に弾性変形して、成形品1Aの溝部2Aから成形部17aが離脱する離型姿勢に弾性変形するように構成されている。
The nesting
第1金型13に対する入子部材17の固定構造について説明すると、コア12の上端部には入子部材17が外嵌可能な小径部12aが形成され、コア12の上端近傍部には環状の受け面12bが形成されている。コア12の上端部には略円板状の固定部材18がネジ部材19を介して着脱自在に固定され、固定部材18の外周部には入子部材17を固定保持するための固定面18aを下端に有するリング状の固定部18bが下方へ突出状に形成されている。そして、入子部材17を第1金型13に固定する際には、入子部材17を小径部12aに外嵌させた状態で、固定部材18をコア12に固定して、固定部材18の固定面18aとコア12の受け面12b間に入子部材17の取付部17bを挟持して固定することになる。
The fixing structure of the nesting
また、受け面12bは成形品1Aにおける溝部2Aの下端に対応する位置に配置され、第2金型14には成形品1Aの溝部2Aよりも上側の内周面を成形するための環状成形部14aが下方へ突出状に形成され、図4に示すように、両金型13、14を型閉じした状態で、入子部材17の途中部が受け面12bと環状成形部14aの下端面間に挟持されて、入子部材17が両金型13、14間に固定保持されるように構成されている。
The receiving
固定部材18の固定面18aの外周縁には円弧面又は傾斜面からなる面取り面18cが形成され、入子部材17が離型姿勢に弾性変形したときに、この面取り面18cで入子部材17を受け止めることによって、固定部材18との接触部分における入子部材17の応力集中が緩和される。
A chamfered
なお、本実施の形態では、固定部材18と第1金型13のコア12間に入子部材17を挟持したが、図6に示す固定構造のように、固定部材18に代えて、固定部18bの上下方向の長さを短く設定した固定部材18Aを設け、固定部材18Aをコア12に固定した状態で、固定部材18Aの固定面18aと第1金型13の受け面12b間に入子部材17の厚さよりも広い隙間が形成されるように構成して、固定部材18Aの固定面18aと第1金型13の受け面12b間に隙間をあけて入子部材17を保持し、離型時には仮想線で図示のように入子部材17が弾性変形するように構成することも可能である。また、第1金型13に対する入子部材17の固定構造としては、第1金型13から脱落しないように入子部材17を保持可能なものであれば、図2、図6に示す以外の構成の固定構造を採用することも可能である。
In the present embodiment, the nesting
入子部材17は、金属材料と比較して弾性限界が高く、弾性率の低い合成樹脂材料またはゴム材料であれば任意の素材からなる弾性体で構成できるが、本実施の形態では、成形空間15内に射出される高温の溶融樹脂に入子部材17が直接的に接触する関係上、耐熱性を有する合成樹脂材料で構成することになる。具体的には、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの耐熱性を有する合成樹脂材料、あるいはニトリルゴム、クロロプレンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料で構成することが好ましい。また、入子部材17の成形部17aは成形品1Aの内面上を摺動するので、成形品1Aの内面が傷つかないような硬さに調質することが好ましい。
The nesting
入子部材17の肉厚T及び取付部17bから成形空間15までの距離Lは、任意に設定可能であるが、肉厚Tが厚くなると入子部材17が弾性変形し難くなり、また距離Lが短くなると入子部材17が弾性変形し難くなるので、肉厚T及び距離Lは、成形品1Aの離型性を考慮して適宜に設定することになる。
The thickness T of the nesting
成形空間15内に突出する入子部材17の成形部17aは、成形品1Aの離型時に、入子部材17の成形部17aが成形品1Aから離脱し難くなるので、断面半円または半円よりも短尺な部分円弧状の断面形状に形成することが好ましい。また、成形品1Aの離型時、入子部材17の成形部17aは成形品1Aの内周面上を摺動するので、摺動時に成形品1Aに対して傷等が形成されないように、成形部17aの外面は表面が滑らかな断面円弧状に形成することが好ましい。
The molded
金型装置10では、図4に示すように、入子部材17の成形部17aを成形空間15内に突出させた状態で、成形空間15内に溶融した合成樹脂材料を射出して、成形品1Aを成形することになる。また、成形品1Aの離型時は、図5に示すように、エジェクタピン16で成形品1Aを突き出して成形品1Aを離型することになるが、このとき入子部材17の成形部17aが成形品1Aとともに第2金型14側へ移動して、入子部材17が離型姿勢に弾性変形し、入子部材17の成形部17aが成形品1Aの溝部2Aから離脱する。そして、この離型姿勢の状態で入子部材17の成形部17aが成形品1Aの内周面に圧接しながら、成形品1Aが第2金型14側へ移動して、成形品1Aが入子部材17から離脱して成形品1Aが離型され、入子部材17が図2に示す成形姿勢に復帰することになる。
In the
この金型装置10によれば、第1金型13に第2金型14側へ弾性変形可能な弾性体からなる入子部材17を設けるという簡単な構成で、金型装置10の構成が複雑になったり、金型装置10の製作コストが高くなったりすることを防止しつつ、アンダーカット部としての溝部2Aを成形可能な金型装置を実現できる。しかも、成形品1Aの離型時に、入子部材17が弾性変形することで、成形品1Aを離型でき、成形品1Aのアンダーカット部としての溝部2Aに無理な力が作用しないので、成形品1Aの材質や溝部2Aの形状や板厚などに対する設計自由度を大幅に拡大できる。
According to this
尚、入子部材17に代えて、図7に示すように、成形部20と、成形部20を弾性支持する支持部材21とに分割構成した入子部材17Aを用いることも可能である。
Instead of the nesting
また、図1(b)〜図1(e)に示すような成形品1B〜1Eを成形する場合には、第1金型13と第2金型14とで成形品1B〜1Eの形状に応じた成形空間を形成するとともに、第1金型13に溝部2B〜2Eを成形するための入子部材を固定してなる金型装置を用いることになる。
Moreover, when shape | molding molded
更に、本実施の形態では、射出成形用の金型装置に本発明を適用した場合について説明したが、粉末成形用や注型成形用の金型装置に対しても本発明を同様に適用することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to a mold apparatus for injection molding has been described, but the present invention is similarly applied to a mold apparatus for powder molding or cast molding. be able to.
1A〜1E 成形品
2A〜2E 溝部
3A、3B、3C、3E 貫通孔
10 金型装置 11 型板
12 コア 12a 小径部
12b 受け面 13 第1金型
14 第2金型 14a 環状成形部
15 成形空間 16 エジェクタピン
17 入子部材 17a 成形部
17b 取付部 18 固定部材
18a 固定面 18b 固定部
18c 面取り面 19 ネジ部材
18A 固定部材
17A 入子部材 20 成形部
21 支持部材
1A to 1E Molded
Claims (7)
The mold apparatus according to claim 1, wherein the mold is a mold for plastic injection molding.
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