JP2009297947A - 樹脂成形金型及び成形品の離型方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】アンダーカット形状を有する成形品に対しても低コスト且つ短期間で成形できる樹脂成形金型及びこの金型から成形品を離型させる離型方法を提供する。
【解決手段】可動型ブロック22の可動型入子29に4個の置中子28(28a、28b、28c、28d)をセットし、固定型ブロック21との型締め行った後、合成樹脂を注入して成形品20を転写して固化する。型開き行った後、置中子28のセンターピン嵌合孔46からセンターピン36を抜き取り、エジェクタースリーブ35により置中子28の下面を押し上げて成形品20と置中子28を一体に取り出し、最初に2個の置中子28aと28cを引き離し、次に置中子28bと28dを引き離して成形品20を得る。
【選択図】 図10

Description

本発明は、合成樹脂の成形に用いられる樹脂成形金型に係わり、特にアンダーカット形状を有する成形品を不良なく且つ容易に製作できる樹脂成形金型に関する。
従来、合成樹脂の成形品等の成形品を成形するために用いられる樹脂成形金型の多くは、可動型と固定型とから成る金型を用いるもので、成形品の離型の際には、まず可動型を固定型から分離させる。
ところが、例えば、外周面が凹凸状となった、アンダーカット部を有する成形品の場合には、単純に可動型を固定型から分離させるだけでは、成形品を金型から取り出すことができない。
そこで、アンダーカット部を有する成形品の射出成形においては、例えば特許文献1に記載のように、アンギュラピン或いはアンギュラカムと、スライド入子とを使用したスライド構造の金型が一般的に用いられている。
特許文献1に記載の射出成形金型について、同文献の図1(a) を参照しながら概略を説明すると、金型1は、固定型3、可動型2及びスライド入子4を備えている。固定型3には、アンギュラピン5が植設されている。
このアンギュラピン5の先端側は、アンギュラピン5の傾き角度と同一の傾き角度でスライド入子4に形成された挿入孔15に挿入されている。
また、固定型3には、同図に示す型閉じ時にスライド入子4を位置決めするロッキングブロック6が固定されている。これにより、スライド入子4の成形面は、成形品11のアンダーカット部12を含む面に当接している。
上述の構成の金型1は、可動型2が移動して固定型3と可動型2とが分離する際、アンギュラピン5によってスライド入子4が可動型2上を型開閉方向に垂直な方向(図の右水平方向)にスライドする。これにより、成形品11がスライド入子4の成形面から離型される。
なお、スライド入子4内には、成形時に先端がアンダーカット部12に挿入される貫通部材7が配置されている。この貫通部材7は、図示しない移動手段により、型開きに先立ってアンダーカット部12から引き出される。
これにより、成形品12がその収縮により貫通部材7を周囲から抱き込んでいる状態でもスライド入子4による押さえが効くことになるため、いわゆる「スライド取られ」の現象が生じるのを防止している。
特開平07−171864号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の金型1は、スライド入子4をスライドさせるためにアンギュラピン5が必要となり、アンギュラピン5が植設された固定型3、ひいては金型1全体のサイズが大きくなる。また、アンギュラピン5が必要になることで、型コストの増加という問題をも招く。
ところで、一般に金型は、固定型と可動型との開閉時における嵌合度合いわゆる当たりが強すぎると、射出成形機による型締め動作を行っても、固定型と可動型の接合面であるパーティング面を閉じることができなくなる。
一方、当たりが弱ければ、金型内の成形品に対応する空隙部分以外の部分にも成形材料の樹脂が流入し、成形品にとっては不要な部分であるバリとなるため、成形品の品質を落とすことになる。
そのため、固定型及び可動型の製作時等における金型調整では、開閉を繰り返し行ったり、部品を修正加工しては調整を繰り返したりする必要がある。
更に、特許文献1の図1(a) に示す金型1の場合、アンギュラピン5等によって構成が複雑となっているため、調整準備時間が増加するという問題を招く。また、調整準備時間が増加することで型製作全体の準備時間が増加し、型コストの増加という問題をも招くことになる。
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、アンダーカット形状を有する成形品に対しても型コストを下げ且つ型製作準備時間を短縮させることができる樹脂成形金型及びこの樹脂成形金型から成形品を離型させる成形品の離型方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形金型は、金型の固定型と可動型との間に置中子を配置し、樹脂成形後に成形品と置中子を同時に金型から離型させる樹脂成形金型であって、固定型と可動型とに対し置中子の位置決めを行う中子位置決めピンと、成形品及び置中子を可動型から同時に突き出すよう動作する突出し具と、を有することを特徴とする。
更に、上記課題を解決するために、本発明の成形品の離型方法は、樹脂成形用の金型の固定型と可動型との間に置中子を配置し、成形時において置中子と固定型及び可動型との位置決めを行う位置決め装置と、離型時において成形品及び置中子を可動型から同時に離型させるよう突き出す突出し具と、を有する樹脂成形金型を用い、成形品と置中子とを同時に金型から離型させた後、金型の外部で成形品と置中子とを分離して成形品を得る、ことを特徴とする。
本発明によれば、アンダーカット形状を有する成形品に対しても型コストを下げ且つ型製作準備時間を短縮させることができる樹脂成形金型及びこの樹脂成形金型から成形品を離型させる成形品の離型方法を提供することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
〔構成〕
図1は、第1の実施の形態における射出成型金型の全体形状を示す斜視図である。なお、以下に示す図面では、いずれも内部の構造を分かりやすく示すため透視的に示している。
図2は、図1のA−A´断面矢視図である。このA−A´断面は、図1において先ずAから射出成形用金型19の中央を図の右から左方へ中心線まで縦に切り、この中心線から直角に後方(図1の斜め右上方向)に曲がり、更に直角に図の左方に曲がって、全8本のエジェクタスリーブ35とセンターピン36うちの左後方2本のエジェクタスリーブ35とセンターピン36を縦に切りながらA´に抜ける断面である。
図3は、図2の斜視図である。なお、図2及び図3は、樹脂成形金型19による型締め動作が行われ、成形品材料(合成樹脂)を樹脂成形金型内の空隙に注入し、射出成形金型内で合成樹脂(成形品20)を冷却している時の図である。
また、本実施の形態では、いわゆる射出成形金型における3プレート構造の金型を採用しており、ガイドピン、ストップボルト、プラボルト、固定用ボルトが適当な位置に配置され、樹脂成形金型19の各構成部品が通常の射出成形用金型のごとく連結および固定されているが、本発明の主たる部分ではないので図示、およびその説明を省略する。
以下、図1、図2及び図3を用いて樹脂成形金型19の主要部の構成を説明する。図1に示すように、樹脂成形金型19は、固定型ブロック21と可動型ブロック22から成る。可動型ブロック22は、樹脂成形金型19の型締め動作、及び型開き動作により、パーティング面23を境にして、固定型ブロック21との接合と分離が自在なように構成されている。
固定型ブロック21は、固定型取付板24、ランナストリッパプレート25、固定型型板26、および固定型入子27からなり、固定型入子27は図示しないボルトにより固定型型板26に固定されている。
なお、本実施の形態においては、固定型型板26には、成形品を転写する部分に、着脱可能な入子方式を採用しているが、固定型型板26に直接成形品を転写する形状を彫り込んだ、直彫り方式の金型としても、なんら差し支えることはない。
また、固定型ブロック21には、スプル、ランナ、ゲートなど、合成樹脂の流動経路となる形状が加工されているが、本発明の主たる部分ではないので図示、およびその説明を省略する。
一方の可動型ブロック22は、置中子28、可動型入子29、可動型型板31、可動型受板32、スペーサブロック33、可動型取付板34、エジェクタースリーブ35、センターピン36、エジェクタープレート37(37a、37b)、センターピンプレート38からなる。
可動型入子29は可動型型板31に、図示しないボルトにより固定されている。この場合も、固定型ブロック21の固定型型板26で述べたように、可動型入子29を入子方式としないで可動型型板31に直接成形品を転写する形状を彫り込んだ直彫り方式としても良い。
可動型入子29、可動型型板31、および可動型受板32には、8本のエジェクタースリーブ35が型開き方向Bに対して摺動自在に移動できる8個の孔加工が施されている。エジェクタースリーブ35のパーティング面23側の端面は、置中子28の下面に接している。
センターピン36は、8本有り、それぞれエジェクタースリーブ35の中心を貫通し、エジェクタースリーブ35より上に突き出したセンターピン36の先端部は、置中子28に設けられた後述するセンターピン嵌合孔46を貫通し、更にその先端は、固定型入子27に設けられたこれも後述するセンターピン嵌合穴45に嵌入している。
エジェクタープレート37は、エジェクタープレート上37aとエジェクタープレート下37bで構成され、エジェクタープレート上37aとエジェクタープレート下37bは図示しないネジで相互に固定されている。
エジェクタースリーブ35の可動型取付板34側は、鍔状に形成されており、この鍔状部分がエジェクタープレート上37aとエジェクタープレート下37bとで挟まれて、エジェクタープレート37に固定されている。
エジェクタープレート37は、樹脂成形金型19の図示しないエジェクターロッドによる突き出し動作により、型開き方向Bに移動が可能である。すなわち、エジェクタースリーブ35は型開き方向Bに移動が可能である。
センターピン36の可動型取付板34側も鍔状に形成されており、この鍔状部分がセンターピンプレート38の下面に埋没する形で、その鍔状部分がセンターピンプレート38と可動型取付板34の間に挟まれて、図示しないネジにより可動型取付板34側に固定されている。
上記構成の樹脂成形金型19と図示しない射出成形機とは、固定型取付板24および可動型取付板34が、それぞれ射出成形機の固定側および可動側のダイプレート(金型取付面)に図示しないボルトにより固定されることにより、固定型ブロック21が射出成形機の固定側に固定され、可動型ブロック22が射出成形機の可動側に固定されている。
図4は、上記の樹脂成形金型19で成形される成形品20を示す斜視図である。図の上に成形品20を上方から見た斜視図を示し、図の下に成形品20を下方から見た斜視図を示している。
本実施の形態において成形される例として示す成形品20は、箱蓋形状であり、丸味を帯びた高さhの縁部を四辺に有する上面部41と、この上面部41の縁部下方に連設された側面部42からなる。側面部42の4面には、それぞれ長方形の長孔からなるアンダーカット部43(43a、43b、43c、43d)が形成されている。
図5は、図1〜図3に示した樹脂成形金型19の固定型ブロック21のみを取り出して天地を逆にして示す斜視図である。固定型型板26のパーティング面23の中央部には、図4に示した成形品20の上面部41を転写する凹面形状の転写面44を有する固定型入子27が配置されている。
固定型入子27の転写面44の周囲の面は、固定型型板26のパーティング面23と同一面内に配置され、その周囲面には、合計8個のセンターピン嵌合穴45が形成されている。
図6は、上記の固定型ブロック21を取り去った後の樹脂成形金型19の可動型ブロック22を示す斜視図である。可動型型板31のパーティング面23の中央部には、置中子28が配置されている。
置中子28の上面は、パーティング面23と同一面内に配置されている。そして、置中子28の中央からは、パーティング面23よりも突出した可動型入子29の中央部分(成形品20の上面部41の裏側を転写する部分)が固定型入子27の凹部内に入っていたので、その置中子28の中央から、成形品20の上面部41が、上方にやや盛り上がるように露出している。成形品20の上面部41(すなわち、可動型入子29の中央部分)を取り囲む置中子28の周囲面から、8個のセンターピン36の先端が突き出している。
この8個のセンターピン36の先端は、固定型ブロック21から可動型ブロック22が離型するまでは、固定型入子27の周囲の面に形成された図5に示したセンターピン嵌合穴45に嵌入していた部分である。
図7は、置中子28のみを取り出して示す斜視図である。置中子28は、置中子A28a、置中子B28b、置中子C28c、および置中子D28dから構成される。図7は、これら4個の置中子A28a、B28b、C28c及びD28dが成形品20の外周側面を成形するように組み合わされた状態を示している。
各置中子A28a、B28b、C28c及びD28dは、成形品20のアンダーカット部43に対応するアンダーカット転写凸部47(47a、47b、47c、47d、ただし47a、47bは図では陰になって見えない)を各置中子の内面に突出させて備えている。
また、各置中子A28a、B28b、C28c及びD28dは、図2及び図3に示したようにセンターピン36が貫通するセンターピン嵌合孔46を、それぞれ2箇所ずつ、アンダカット転写凸部47の突出方向に垂直な方向に形成されている。
本例では、射出成形機による型締め動作時に、図2及び図3に示したように、8個のエジェクタースリーブ35が可動型入子29の周辺部を貫通して、先端が置中子28の周辺部下面に当接し、エジェクタースリーブ35を貫通するセンターピン36の先端部が、置中子28のセンターピン嵌合孔46を貫通し、更に固定型入子27のセンターピン嵌合穴45に嵌入することにより、可動型入子29、置中子28、及び固定型入子27が相互に位置決めされるようになっている。
〔動作〕
続いて、本実施の形態における樹脂成形金型19の動作について説明する。
図8及び図9は、固定型ブロック21から可動型ブロック22を図6に示したように離型させた後に続く可動型ブロック22の動作を示す図である。
図10及び図11は、可動型ブロック22から成形品20と一体に取り出された4個の置中子28を分解して成形品20を得る手順を示す図である。
先ず、樹脂成形金型19内の成形品20を転写した形状である空隙に、合成樹脂が充填され、固化するまでの工程は、一般の射出成形と同様である。前述したが図2及び図3は合成樹脂が固化したときの状態を示している。
樹脂成形金型19内で合成樹脂が固化すると、射出成形機(図示せず)の動作によって樹脂成形金型19の型開き動作が開始される。
この型開き動作で、固定型ブロック21と可動型ブロック22が、パーティング面23を境にして引き離される。そして、成形品20を保持した可動型ブロック22は、図6の状態となる。
この型開き動作完了後、射出成形機のエジェクターロッド(図示せず)による突き出し動作により、図8に示すように、エジェクタープレート37が上方に押され、エジェクタースリーブ35が、型開き方向Cの方向に前進する。
図8に示すエジェクターロッドの突き出し動作が完了しない段階では、センターピン36の先端部は置中子28のセンターピン嵌合孔46の中に残っている。
更にエジェクターロッドの突き出しが進んで、突き出し動作が完了すると、図9に示すように、センターピン36が置中子28のセンターピン嵌合孔46から完全に抜け、エジェクタースリーブ35の先端面が置中子28の下面に当接して、成形品20と置中子28とを一体に下支えするのみとなる。
ここで、図10に示すように、可動型ブロック22から成形品20と置中子28とを、一体となった状態で取り出すことができる。図10の上は、成形品20と置中子28とを可動型ブロック22から取り出した状態を示す斜視図であり、図10の下は、図10の上の図の天地を逆にして見た斜視図である。
図10に示すように、成形品20の側面部42の外周を4個の置中子28(置中子A28a、置中子B28b、置中子C28c、置中子D28d)が取り囲んで成形品20に密着し、成形品20と一体になっている。
そして、これら4個の置中子28のアンダーカット転写凸部47a、47b、47c、47d(ただし47c、47dは図では陰になって見えない)が、それぞれ成形品20のアンダーカット部43a、43b、43c、43d(ただし43c、43dは図では陰になって見えない)に入り込んで引っ掛かっている。
ここで、成形品20から置中子28を離型させていくが、本実施の形態においては、先ず、置中子A28aおよび置中子C28cを左右に水平に引っ張って離型させる。
図11は、置中子A28aおよび置中子C28cを離型させた後の状態を示している。この後、残る2つの置中子B28bおよび置中子D28dを前後に水平に引っ張って離型させ、完全な成形品20を得る。
成形品20を得た後は、置中子28を可動型ブロック22にセットし、射出成形機の型締め動作を開始して、射出成形機による射出成形サイクルを繰り返すことで、同一の成形品20を多数得ることができる。
このように、本実施の形態によれば、射出成形機の型開き動作により、固定型と可動型が引き離された後、射出成形機の突き出し動作により、エジェクタースリーブが前進し、置中子と成形品が一体となって可動型より離型し、その後、成形品から置中子を離型することによって、安価な構成の射出成形金型で、成形品を変形させることなく、高品位な成形品を短納期で得ることができる。
(第1の実施の形態の変形例)
図12は、第1の実施の形態の変形例における置中子のセンターピン嵌合孔の形状とエジェクタースリーブの先端部の形状を示す図である。なお、図12には、置中子のうち代表的に置中子A28aのみを下方より斜視した図で示しているが、他の残る3個の置中子B28b、C28c及びD28dについても以下の説明と同様の構成である。
また、エジェクタースリーブ35とセンターピン36を一組のみ示しているが、残る他の7組のエジェクタースリーブ35とセンターピン36についても以下の説明と同様の構成である。
また、本変形例における射出成形機及び射出成形金型の他の構成は、第1の実施の形態の場合と同様である。
図12の下に示す本変形例のエジェクタースリーブ35とセンターピン36において、センターピン36の構成は第1の実施の形態の場合と同一である。
本変形例では、エジェクタースリーブ35が、その先端部が円錐管の先端を切り取った形状の傾斜部35aを形成され、端面35bが形成する円輪は、第1の実施の形態の場合よりも傾斜部35aが形成された分に応じて幅が狭くなっている。
これに対する置中子A28aのセンターピン嵌合孔46は、上からセンターピン36が貫通する嵌合孔46a、エジェクタースリーブ35の端面35bが当接する段差部46b、この段差部46bから下方に形成され、エジェクタースリーブ35の傾斜部35aが嵌合する下方に末広がりの孔46cが形成されている。
図13は上に上記のエジェクタースリーブ35とセンターピン36が置中子A28aと完全に係合した状態を示し、下に係合の際のエジェクタースリーブ35と置中子A28aとの係合動作の状態を示している。
本変形例においては、置中子28を可動型入子29にセットする際、図13の下に示すように、置中子28のセンターピン嵌合孔46に対し、エジェクタースリーブ35が相対的に矢印cのように進入してくるが、このとき多少の位置ズレが生じる可能性がある。
しかし、そのような位置ズレがあっても、末広がりの孔46cの下部は、傾斜部35a上部の進入を受け入れることができるので、末広がりの孔46cと傾斜部35aが摺接しながら最終的には完全な形で嵌合する。したがって、置中子28を可動型入子29にセットする際の作業が容易である。
また、型開き動作後に、可動型ブロック22において、成形品20と一体な置中子28をエジェクタースリーブ35により突き出して、センターピン36との係合を解除した後も、エジェクタースリーブ35の傾斜部35aと置中子28の末広がりの孔46cとが係合していて、エジェクタースリーブ35と置中子28とは完全には分離していない。
したがって、意図的にエジェクタースリーブ35から置中子28を外さない限り、置中子28がエジェクタースリーブ35から外れることはない。
これにより、例えば樹脂成形金型19が上下開閉型でなく横方向の開閉型である場合に、可動型ブロック22から成形品20と置中子28とを離型する際、不用意にも重力により成形品20と置中子28を落下させて成形品20と置中子28にダメージを与える心配がない。したがって、容易な作業で成形品20を得ることができる。
なお、上記実施の形態では、可動型に置中子を配置し、離型時に突出し具を用いて置中子と成形品を同時に取り出しているが、固定型に磁性体の置中子を配置し、離型時に磁性体の吸着力を利用して取り出すようにしてもよい。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
第1の実施の形態における射出成形金型の全体形状を示す斜視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型の図1のA−A´断面矢視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型の図2に示す断面図の斜視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型で成形される成形品を例を示す斜視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型の固定型ブロックのみを取り出して天地を逆にして示す斜視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型において固定型ブロックを取り去った後の可動型ブロックを示す斜視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型の置中子のみを取り出して示す斜視図である。 第1の実施の形態における射出成形金型の固定型ブロックから可動型ブロックを離型させた後に続く可動型ブロックの動作を示す図(その1)である。 第1の実施の形態における射出成形金型の固定型ブロックから可動型ブロックを離型させた後に続く可動型ブロックの動作を示す図(その2)である。 第1の実施の形態における射出成形金型の可動型ブロックから成形品と一体に取り出された4個の置中子を分解して成形品を得る手順を示す図(その1)である。 第1の実施の形態における射出成形金型の可動型ブロックから成形品と一体に取り出された4個の置中子を分解して成形品を得る手順を示す図(その2)である。 第1の実施の形態の変形例における置中子のセンターピン嵌合孔の形状とエジェクタースリーブの先端部の形状を示す図である。 第1の実施の形態の変形例における置中子とエジェクタースリーブの係合動作の状態を示す図である。
符号の説明
19 射出成形用金型
20 成形品
21 固定型ブロック
22 可動型ブロック
23 パーティング面
24 固定型取付板
25 ランナストリッパプレート
26 固定型型板
27 固定型入子
28(28a、28b、28c、28d) 置中子
29 可動型入子
31 可動型型板
32 可動型受板
33 スペーサブロック
34 可動型取付板
35 エジェクタースリーブ(スリーブ)
35a 先端傾斜部
35b 端面
36 センターピン(中子位置決めピン)
37(37a、37b) エジェクタープレート
38 センターピンプレート
41 上面部
42 側面部
43(43a、43b、43c、43d) アンダーカット部
44 転写面
45 センターピン嵌合穴
46 センターピン嵌合孔
46a 貫通嵌合孔
46b 段差部
46c 末広がりの孔
47(47a、47b、47c、47d) アンダーカット転写凸部

Claims (5)

  1. 樹脂成形用の金型の固定型と可動型との間に置中子を配置し、樹脂成形後に成形品と前記置中子を同時に前記金型から離型させる樹脂成形金型であって、
    前記固定型と前記可動型とに対し前記置中子の位置決めを行う中子位置決めピンと、
    前記成形品及び前記置中子を前記可動型から同時に突き出すよう動作する突出し具と、
    を有することを特徴とする樹脂成形金型。
  2. 前記置中子は、前記成形品のアンダーカット部分に対応した金型である、ことを特徴とする請求項1記載の樹脂成形金型。
  3. 前記突出し具は、前記中子位置決めピンに外嵌し前記中子位置決めピンと同軸上に配置される、ことを特徴とする請求項1記載の樹脂成形金型。
  4. 前記突出し具の先端は、円錐管の先端を切り取った形状である、ことを特徴とする請求項1又は3記載の樹脂成形金型。
  5. 樹脂成形用の金型の固定型と可動型との間に置中子を配置し、
    成形時において前記置中子と前記固定型及び前記可動型との位置決めを行う位置決め装置と、
    離型時において前記成形品及び前記置中子を前記可動型から同時に離型させるよう突き出す突出し具と、
    を有する樹脂成形金型を用い、
    前記成形品と前記置中子とを同時に前記金型から離型させた後、前記金型の外部で前記成形品と前記置中子とを分離して前記成形品を得る、
    ことを特徴とする成形品の離型方法。
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