JP2009269271A - 突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧及び空圧シリンダー等を用いずに、型開閉動作を利用した２段階でのアンダーカット処理及びバリを発生しにくくする。
【解決手段】金型を型締めしたキャビティに樹脂を射出して成形品１を形成し、またスライドピン３は固定側入子４に密着して当接し、穴部２を形成する。金型（固定側型板７）が動き、ショルダーボルト１０のスプリング９で、ストリッパー板１９と固定側型板７間にランナー取り出しスペースが開く。同時に、シャフト３１がスプリング３２により、ストリッパー板１９側へ押し付けられて、スライドピン３から離れる。シャフト３１から開放されたスライドピン３は、スプリング３０により固定側入子４に密着した当接を解除する。この時、スライドピン３は固定側入子４から離れるのみで、穴部２から完全に抜けていない。さらに、製品取り出しスペースが開き、同時にスライドコア２１の移動によりスライドピン３は穴部２から完全に抜ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂成形品を製造する金型に係り、詳しくは、アンダーカット処理が必要な形状を有し、かつその箇所が厳密なバリの管理が要求される成形品を製造する金型で、従来は金型のサイズやコストのアップ要因であった油圧シリンダー等の大型付帯設備を使用せず、型開閉動作を利用した２段階でのアンダーカット処理及びバリを発生しにくくした、突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法に関するものである。

近年、成形部品も軽薄短小化が加速され、それに伴い部品の寸法や外観もさらに厳密な管理が要求されてきている。例えば、図５のような成形品１の概略図を例にすると、このようなアンダーカット形状の穴部２を有する成形品１でも、他の部品との構成上からどうしてもバリの量を数μ以内にする必要があるという事例も数多く見られるようになってきている。

一方で、図５に示すようなアンダーカット形状の穴部２を有する成形品１を金型で構成する場合、図６に示すような一般的なアンダーカット形状を処理する金型構造で対応していた。

成形品１はアンダーカット形状の穴部２を有しており、その穴部２はスライドピン３により形成され、そのスライドピン３は、固定側入子４と密着した面を形成している。

この面の密着度の如何により、アンダーカット形状の穴部２に発生するバリの大小が左右される。

その結果、前述の微細なバリしか許されない成形品１の場合、このスライドピン３と固定側入子４との密着面の当たり強さを、かなり強くして対応しているのが通常である。

なお、成形品１の箇所に射出充填完了後の状態（金型が閉じた状態）が図６の状態である。

その後、ランナー取り出し開き状態を示す図７のように、成形機の可動側プラテン５が駆動することで、可動側金型（可動側型板６）も駆動して金型が開き始める。

これは、スプリング９の張力により固定側型板７は可動側型板６側に押し付けられているためであり、またショルダーボルト１０が固定側型板７の座面１１に当たるまで、ランナー取り出しスペース８は開く構成となっている。

さらに、図８に示すようにランナー取り出しスペース８が開ききった後、引っ張りリンク１２の長穴部１３がショルダーボルト１４に当たるまで、製品取り出しスペース１５が開く。

そこで、ショルダーボルト１４及び引っ張りリンク１２に規制されているため、最後にショルダーボルト１６が固定側取付け板１７の座面１８に当たるまで、ストリッパー板１９が開く。

この図８に示す状態は、最終的に金型がすべて開ききった状態で製品及びランナーを取り出す工程へ移る前の状態を示す図である。

なお、逆に次の成形に移るために金型を閉じる場合、製品取り出しスペース１５が最初に閉じ、その後ランナー取り出しスペース８、ストリッパー板１９の順で閉じる構造になるのが、３プレート構造といわれる一般的な金型構造である。

また、製品取り出しスペース１５が開き始めると同時に、固定側型板７に固定してあるカム部品２０が、スライドコア２１の斜め穴２２から外れようとすることで、スライドコア２１が後退する。その後退する動きによって、前述のアンダーカット形状の穴部２からスライドピン３が抜けて、はじめて成形品１を金型から取り出すことが可能になる。この時、製品取り出しスペース１５が開き始めると同時に、密着していた固定側入子４からスライドピン３が離れようとする。

しかし、バリ発生の抑制目的で、固定側入子４とスライドピン３の当たり面の密着度を強くしているため、固定側入子４からスライドピン３はかなり強くこすり合いながら離れていく。

このため、スライドピン３の磨耗が早期に進行することで、先端部にダレが生じてしまい、固定側入子４との密着面に微細隙間が生じ、バリが拡大してしまうということが従来多々あった。

この結果、微細なバリ抑制のために何度も、スライドピン３と固定側入子４の当たり調整を実施する必要があるため、生産の稼動があがらないという課題があった。

そこで、このような微細なバリ抑制のために、従来は図９のような構造をとることが一般的であった。成形品１のアンダーカット形状の穴部２を形成しているスライドピン３はスライドコア２１に組み込まれている。そのスライドコア２１は後方から、油圧及び空圧シリンダー２３と連結しており、金型の開閉動作とは関係なく駆動させることができるため、金型が開く前に油圧及び空圧シリンダー２３を駆動させて、アンダーカット形状の穴部２からスライドピン３を外すことができる。

このため、アンダーカット形状の穴部２に発生する微細なバリを抑制するため、スライドピン３と固定側入子４とが強く当たった状態から、金型の開閉動作時にこすりながら離れていくということを回避することができ、結果として微細なバリも抑制が可能となるのである。

このように、微細なバリの抑制の目的だけでなく、アンダーカット処理の一般的な構造として幅広く、油圧及び空圧シリンダー２３は使用されてきていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２４５９５５号公報

しかしながら、前記従来の構成では（図９参照）、油圧及び空圧シリンダー２３を使用するため、金型サイズも通常より大きくなり、金型交換作業性がより困難になることが予想される。また金型製作費においても、シリンダーの使用に伴い大幅にコストアップすることになり、あまり使用されていないのが現状である。

さらに、仮に図５に示す成形品１のような形状の場合、油圧及び空圧シリンダー２３の駆動で、アンダーカット形状の穴部２からスライドピン３を一気に抜いてしまわないと、金型を開くことができない。このため、スライドピン３が抜かれてしまうことで、可動側に製品が追従するための引っ掛けの役割を果たす形状がなくなり、成形品１の固定側入子４で形成している箇所が一番樹脂の食らい付き抵抗が大きくなって、固定側型板７側の方へ成形品１が残ってしまうことになる。

このため、連続した成形品の安定取り出し稼動が損なわれ易く、生産の稼動にも支障をきたす恐れがでてしまう。

このように、前記従来の構成では、微細な穴バリの抑制手段として一般的ではあるが、安定稼動面や作業性及び価格面等の課題からなかなか採用されることが少なかった。

そこで、本発明は前記従来の課題を解決するために、油圧及び空圧シリンダー等を使用せず、型開閉動作を利用した２段階でのアンダーカット処理及びバリを発生しにくくした、突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法は、第１金型と第２金型とを型締めして形成したキャビティに樹脂を射出して成形する成形方法において、第１，第２金型によりキャビティを形成した型締め状態で、第２金型に設けたスライドピンを型締め方向と垂直な第１の方向に動かし、スライドピン先端の端面と第１金型の金型表面とを密着して当接させるＡ工程と、キャビティ内に樹脂を射出するＢ工程と、スライドピンを動かした第１の方向とは逆の第２の方向に動かし、スライドピンの端面と金型表面との密着した当接を解除するＣ工程と、第１金型と第２金型とを型開きする動作と並行して、キャビティ内の成形品からスライドピンを引き抜くＤ工程と、により構成したことを特徴とする。

また、請求項２に記載した発明は、請求項１の成形方法でＡ工程におけるスライドピン先端の端面と金型表面との密着した当接は、第１金型に設けた型締め方向に移動するシャフトの先端部と、弾性体により第２の方向に付勢されたスライドピン後端の端面とを当接することにより行うことを特徴とする。

また、請求項３に記載された発明は、請求項１の成形方法でＣ工程におけるスライドピン先端の端面と金型表面との密着した当接の解除は、第１金型に設けたシャフトを型開き方向に移動することにより、シャフトの先端部とスライドピン後端の端面との当接を解除し、第２の方向に付勢する弾性体によりスライドピンを移動することにより行うことを特徴とする。

前記成形方法によれば、ランナー取り出しスペースが開き始め、製品取り出しスペースが開く前の状態で、スライドピンの後方に配置されたシャフトが、スプリングの張力により上方へ移動することで、固定側入子に密着し当接していたスライドピンがわずかに離れるが、穴部からは完全には外れていない状態を維持し、その後、製品取り出しスペースが開き始めた時に、カム部品によりスライドコアを後方へ移動させて通常のアンダーカット処理を行う、これにより、製品取り出しスペースが開き始めると同時に生じるスライドピンと固定側入子との摩擦をなくすことができる。

また、逆に金型が閉じる場合は、最後にランナー取り出しスペースが閉じるまで、シャフトはスライドピン後端の端面に当接することがないため、最後の型締めが完了するまで固定側入子とスライドピンが擦りながら密着することを防ぐことができる。

このように、金型の開閉動作に伴いシャフトを利用したスライドピンによる２段階の動きによって、アンダーカット処理を可能とした。

本発明によれば、金型内にアンダーカット処理を２段階に分けるためのシャフト部品を組み入れることにより、従来は油圧及び空圧シリンダー等でアンダーカット処理及び微細なバリを抑制する目的と同等の機能を果たすことができ、金型サイズもよりコンパクトになり、金型交換の作業性も維持しながら、金型製作費も大幅な削減が可能であって、さらにアンダーカット処理を２段階に分けて実施することで、最初に密着している金型部品同士が型開閉時にこすれながら離れるという現象を防止し、最後に製品を金型から取り出すことができアンダーカット処理を実施することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態における金型が閉じた状態の断面図を示す図である。ここで、前記従来例を示す図５〜図９において説明した構成部材に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。

図１に示すように、成形品１にはアンダーカット処理が必要な穴部２を有しており、その穴部２は、スライドピン３により形成されている。

一方で、第１金型の固定側金型に設けた固定側入子４の金型表面は、前述のアンダーカット処理が必要な穴部２を形成しているスライドピン３先端の端面と密着している状態で微細な穴バリを抑制している。

また、第２金型の可動側金型に設けたスライドピン３には、弾性体であるスプリング３０の付勢力によって、後方へスライドしようとする張力がかかっており、スライドピン３の後方をシャフト３１が受けている状態となっている。なお、シャフト３１はストリッパー板１９に組み込まれており、固定側型板７に組み込まれたスプリング３２により、上方への張力がかかっている。

この固定側金型と可動側金型を型締めして形成したキャビティに樹脂を射出して成形品１を形成し、成形品１に穴部２を形成するスライドピン３は、型締め方向と垂直な方向に移動することで固定側入子４に密着して当接している。

また、図２は可動側金型（固定側型板）が下方へ動き、最初にランナー取り出しスペースが開き始めた状態を示した図である。

ショルダーボルト１０に組み込まれたスプリング９の張力で、ストリッパー板１９と固定側型板７との間が開き始める。それと同時に、シャフト３１はスプリング３２の張力で、ストリッパー板１９側へ押し付けられるため、スライドピン３から離れようとする。その時、シャフト３１から開放された成形品１のアンダーカット形状の穴部２を形成しているスライドピン３は、スプリング３０により固定側入子４に密着して当接する方向とは逆で、当接を解除する後方へ移動する。

この時の移動量は、スライドピン３と密着していた固定側入子４から離れる目的だけのため、製品の肉厚内に留まる移動量はその都度設定する。なお、この状態はまだスライドピン３はアンダーカット形状の穴部２から完全に抜けきっていない状態とする。

さらに、図３はランナー取り出しスペースが開き、製品取り出しスペースが開いた状態を示した図である。

前述のランナー取り出しスペース８は、ショルダーボルト１０が固定側型板７の座面１１に当たるまで開く。その後、引っ張りリンク１２の長穴部１３が、可動側型板６に取り付けられているショルダーボルト１４と当たるまで、製品取り出しスペース１５が開いて型開き状態となる。

これと並行して、固定側型板７に組み込まれたカム部品２０がスライドコア２１の斜め穴２２と接触しながらスライドコア２１を後方にさらに移動させるため、スライドコア２１に連結されたスライドピン３は成形品１のアンダーカット形状の穴部２から完全に抜けてしまう。この状態が製品取り出し前の状態である。

また、逆に金型が閉じていく場合は、金型の各スペースが開いていった順番の逆から金型は閉じていく。この時、前述の図１に示すようにストリッパー板１９が閉じる時に始めて、スライドピン３が固定側入子４に密着していくので、スライドピン３と固定側入子４がこすれながら金型が閉じていくという現象を防止することができる。

図４は本実施形態における成形品のアンダーカット形状の穴部を処理する成形方法のフローチャートである。この成形方法について、図１〜図３を参照しながら図４のフローチャートに基づき説明する。

まず、固定側金型と可動側金型とを型締めしキャビティを形成する（Ｓ１）。この状態で、可動側金型に設けたスライドピン３を型締め方向とは垂直な第１の方向に動かして、図１に示すように、固定側金型に設けた固定側入子４の表面とスライドピン３先端の端面とを密着させる（Ｓ２）。キャビティに樹脂を射出し成形品１を形成する（Ｓ３）。

この時、スライドピン３はスプリング３０の付勢力に抗し、その後端の端面がシャフト３１の先端部と当接することで、その先端の端面は固定側入子４の表面に密着し、成形品１に穴部２を形成するとともに微細な穴バリを抑制している。

その後、固定側金型と可動側金型の型開きにより、まず、図２に示すように、固定側金型の固定側型板７とストリッパー板１９との間にランナー取り出しスペース８ができ、ストリッパー板１９に設けたシャフト３１がスプリング３２の付勢力で型開き方向へ移動する。このシャフト３１の移動により先端部とスライドピン３後端の端面と当接が外れて、スプリング３０の付勢力によりスライドピン３先端の端面と固定側入子４の表面との密着が解除される（Ｓ４）。

スライドピン３の移動量は、端面が密着した固定側入子４から離れるだけで、成形品１の肉厚内に留まっており、まだスライドピン３はアンダーカット形状の穴部２から完全に抜けきってはいない。後述するスライドコア２１の移動により穴部２から抜けた状態となる。

さらに、固定側金型と可動側金型の型開きにより、ランナー取り出しスペース８が開くとともに、固定側型板７の移動により可動側型板６との間の製品取り出しスペース１５も開いていく。これと並行して、固定側型板７に組み込まれたカム部品２０がスライドコア２１の斜め穴２２と接触しながらスライドコア２１を後方にさらに移動させ、連結されたスライドピン３は成形品１の穴部２から完全に抜けてしまう（Ｓ５）。

この状態が製品取り出し前の状態である（図３参照）。以上の動作によって、固定側金型と可動側金型の型開きによる移動においても、固定側型板７の固定側入子４に成形品１が残ることがなくなり、可動側型板６上の成形品１を取り出すことができる（Ｓ６）。

本発明に係る突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法は、金型内にアンダーカット処理を２段階に分けるためのシャフト部品を組み入れることにより、アンダーカット処理及び微細なバリを抑制して、金型のサイズをよりコンパクト、かつ交換作業性の維持と、製作費も大幅に削減することが可能となり、密着した金型部品同士が型開閉時にこすれることを防止し、製品を取り出し易くでき、一般的なアンダーカット処理で微細なバリを抑制することが必要な成形品全般に適用可能である。

本発明の実施形態における金型が閉じた状態を示す断面図 本実施形態における金型のランナー取り出しスペースが開き始めた状態を示す図 本実施形態における金型の製品取り出しスペースが開いた状態を示す図 本実施形態における成形品のアンダーカット形状の穴部を処理する成形方法のフローチャート アンダーカット形状を有する成形品の概略図 従来の金型でアンダーカット形状を有する金型構造を示す図 従来の金型でランナー取り出しスペースが開いた状態を示す図 従来の金型で製品取り出しスペースが開いた状態を示す図 従来の微細なバリ抑制のためアンダーカット処理する金型構造を示す図

符号の説明

１ 成形品
２ 穴部
３ スライドピン
４ 固定側入子
６ 可動側型板
５ 可動側プラテン
７ 固定側型板
８ ランナー取り出しスペース
９，３０，３２ スプリング
１０，１４，１６ ショルダーボルト
１１，１８ 座面
１２ 引っ張りリンク
１３ 長穴部
１５ 製品取り出しスペース
１７ 固定側取付け板
１９ ストリッパー板
２０ カム部品
２１ スライドコア
２２ 斜め穴
２３ 油圧及び空圧シリンダー
３１ シャフト

Claims (3)

1. 第１金型と第２金型とを型締めして形成したキャビティに樹脂を射出して成形する成形方法において、
   前記第１，第２金型によりキャビティを形成した型締め状態で、前記第２金型に設けたスライドピンを型締め方向と垂直な第１の方向に動かし、前記スライドピン先端の端面と前記第１金型の金型表面とを密着して当接させるＡ工程と、
   前記キャビティ内に樹脂を射出するＢ工程と、
   前記スライドピンを動かした第１の方向とは逆の第２の方向に動かし、前記スライドピンの端面と前記金型表面との密着した当接を解除するＣ工程と、
   前記第１金型と前記第２金型とを型開きする動作と並行して、前記キャビティ内の成形品から前記スライドピンを引き抜くＤ工程と、
   により構成したことを特徴とする突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法。
2. 前記Ａ工程におけるスライドピン先端の端面と金型表面との密着した当接は、第１金型に設けた型締め方向に移動するシャフトの先端部と、弾性体により第２の方向に付勢された前記スライドピン後端の端面とを当接することにより行うことを特徴とする請求項１記載の突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法。
3. 前記Ｃ工程におけるスライドピン先端の端面と金型表面との密着した当接の解除は、第１金型に設けたシャフトを型開き方向に移動することにより、前記シャフトの先端部と前記スライドピン後端の端面との当接を解除し、第２の方向に付勢する弾性体により前記スライドピンを移動することにより行うことを特徴とする請求項１記載の突き合わせバリを抑制しアンダーカット処理する成形方法。

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