JP2018086749A - 成形金型の突出し機構、該突出し機構を備える成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に型抜きすることができ小型化が可能な成形金型の突出し機構、該突出し機構を備える可動側金型及び／又は固定側金型、成形金型を提供する。【解決手段】固定側金型１２と可動側金型２１とにより成形品１０を成形する成形金型の突出し機構であって、スプリングのバネ反力を駆動源とする突出しピン４５と、前記突出しピン４５を突出す下スプリング５１及び上スプリング５５と、を備え、前記下スプリング５１は、型締め状態において最大のバネ反力を有し、突出し過程においてバネ反力を漸次低下させながら前記突出しピン４５を突出し、前記上スプリング５５は、型締め状態から突出し過程において一定のバネ反力で前記突出しピン４５を突出し、突出し過程において前記突出しピン４５の移動が停止すると圧縮されバネ反力を増大させ、前記突出しピン４５をさらに突出すように付勢する。【選択図】図１

Description

本発明は、成形金型の突出し機構、該突出し機構を備える成形金型に関する。

アンダーカットを有する成形品の成形金型として、突出し工程を２段で行う２段突出し機構を備える成形金型が知られている。２段突出し機構には種々の形態、構造のものが開発されており、例えば、上下２段のエジェクタプレートとそれに取り付けられたマグネットとを備えるマグネット方式の２段突出し機構、１つのエジェクタプレートとスプリングとを用いた２段突出し機構（例えば特許文献１、２、３参照）などがある。

特許文献１に記載の２段突出し機構を備える成形金型は、スプリングをエジェクタプレートと取付板との間に装着し、当該スプリングを介して第１のエジェクタピンを上方に突出し、第２のエジェクタピンをエジェクタプレートにより突出す。スプリングにより突出されるエジェクタピンは、所定の位置に達するまではエジェクタプレートと一緒に上昇し成形品を突出し、所定の位置に達した後は、エジェクタプレートのみが上昇し成形品を突出す。

特許文献２の成形金型も特許文献１に記載の成形用金型と同様の構成を採用し、スプリングで突出すエジェクタピンをアンダーカット部を成形するアンダーカットピンとして併用している。一方、特許文献３に記載の樹脂成形型では、スプリングをエジェクタプレートの上方に配置している。

特開２００２−１７２６４１号公報 特開平５−２００８０６号公報 実開平２−９５２０号公報

特許文献１〜特許文献３で使用されているスプリングのバネ反力を駆動源とする突出し機構は、以下に示すような事象が懸念される。アンダーカット成形コアの突出しにスプリングのバネ反力を駆動源とする突出し機構を用いると、アンダーカットを抜くとき、アンダーカット成形コアあるいはこれを突出す部材が他の部材に引掛りアンダーカット成形コアが途中で止まると、アンダーカットを完全に抜くことができなくなる。アンダーカットが、特開２０１４−９７６２８号公報の図１のように成形品の内側にかつ成形品の突出し方向に直交するように突出している場合、アンダーカットの抜きが不完全な状態で成形品の突出しを行うと成形品が破損してしまう。

アンダーカット成形コア等が他の部材に引掛ったとしても、スプリングにこれを押しきる力があればよいが、スプリングをエジェクタプレートと取付板との間に配置する突出し機構の場合、スプリングの付勢力（バネ反力）は、エジェクタプレートが一番下がった状態が一番大きく、エジェクタプレートが上方に移動するに伴いスプリングは伸長し、付勢力が低下するため容易ではない。一方、スプリングをエジェクタプレートの上方に配置する突出し機構の場合、エジェクタプレートが一番下がった状態ではスプリングが伸長しているため、初期の突出し力が弱い。

上記問題を解決するためにアンダーカット成形コア等が他の部材に引掛ったとしても、これを押しきることができるようなバネ定数の大きいスプリングを使用することも考えられるが、このようなスプリングは大きくスペースを取るため金型のコンパクト化が難しい。

本発明の目的は、確実に型抜きすることができ小型化が可能な成形金型の突出し機構、該突出し機構を備える可動側金型及び／又は固定側金型、成形金型を提供することである。

本発明は、固定側金型と可動側金型とにより成形品を成形する成形金型の突出し機構であって、スプリングのバネ反力を駆動源とする突出しピンと、前記突出しピンを突出す第１のスプリング及び第２のスプリングと、を備え、前記第１のスプリングは、型締め状態において最大のバネ反力を有し、突出し過程においてバネ反力を漸次低下させながら前記突出しピンを突出し、前記第２のスプリングは、型締め状態から突出し過程において一定のバネ反力で前記突出しピンを突出し、突出し過程において前記突出しピンの移動が停止すると圧縮されバネ反力を増大させ、前記突出しピンをさらに突出すように付勢することを特徴とする成形金型の突出し機構である。

本発明の成形金型の突出し機構において、前記第２のスプリングは、前記突出しピンに対して反突出し方向に前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングのバネ反力以上の負荷が加わると、エジェクタプレート部材により圧縮され、前記突出しピンをさらに突出すように付勢し、前記エジェクタプレート部材が、エジェクタプレート又はエジェクタプレートに装着された部材又はエジェクタプレートに同期して移動する部材であることを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記エジェクタプレート部材は、前記突出しピンが挿通する挿通孔を有し、前記突出しピンは、底部又は下部に前記挿通孔を通過不能な下鍔を、中間部又は上部に上鍔を有し、前記下鍔と前記上鍔とが前記エジェクタプレート部材を挟み反対側に位置するように前記挿通孔に移動自在に挿通され、前記第１のスプリングは、前記下鍔を突出すように装着され、前記第２のスプリングは、前記上鍔と前記エジェクタプレート部材との間に装着されていることを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記突出しピンは、自身の移動を規制する移動量規制手段を備えることを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記移動量規制手段が前記上鍔であることを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記成形金型が、アンダーカット処理機構を備える成形金型であり、前記突出しピンが、前記アンダーカット処理機構を押出す突出しピンであることを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構は、さらに前記第１のスプリングを前記固定側金型又は可動側金型に装着する装着具を有し、前記装着具は、前記第１のスプリングを前記固定側金型又は可動側金型に対して所定の位置に所定の姿勢で保持し、さらに前記装着具は、型締め状態において前記突出しピンが動くことを阻止するストッパーとして機能することを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記装着具は、前記固定側金型又は可動側金型に取付けられる外ホルダーと、前記外ホルダー内に位置し、前記外ホルダーに対してスライド自在に係止する内ホルダーとを含む、前記第１のスプリングを収容するホルダーであり、前記第１のスプリングは、前記ホルダー内に収容され前記突出しピンを突出し、型締め状態において前記内ホルダーの頂部が前記突出しピンの底部に当接し、前記ストッパーとして機能することを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記ホルダーは、収容された前記第１のスプリングを視認可能な開口部を有することを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記装着具は、前記固定側金型又は可動側金型に取付けられる棒体であり、前記第１のスプリングは、前記棒体に挿通され、型締め状態において前記棒体の頂部が前記突出しピンの底部に当接し、前記ストッパーとして機能することを特徴とする。

また本発明の成形金型の突出し機構において、前記突出しピン、前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングを１つのセットとし、又は前記突出しピン、前記第１のスプリング、前記第２のスプリング及び前記装着具を１つのセットとし、前記セットが複数取付けられていることを特徴とする。

また本発明は、前記成形金型の突出し機構を備える固定側金型及び／又は可動側金型である。

また本発明は、前記固定側金型及び／又は可動側金型を具備してなる成形金型である。

また本発明は、前記固定側金型及び／又は可動側金型、又は前記成形用金型で成形された成形品である。

本発明の成形金型の突出し機構は、スプリングを駆動源としエジェクタプレートとは独立して移動可能な突出しピンを備えるため、エジェクタプレートに固定されたエジェクタピンとで２段突出し、さらにはスプリングにより突出される突出しピンを複数設けることで３段以上の多段突出しが可能となり、複雑なアンダーカット部を有するような成形品であっても確実に型抜きすることができる。

また本発明の成形金型の突出し機構は、突出しピンに対して第１及び第２のスプリングが作用し、さらに突出しピンが突出し動作中に他の部材に引掛った場合、第２のスプリングが突出しピンをさらに突出すように付勢するので確実に型抜きすることができる。

また本発明の成形金型の突出し機構は、エジェクタプレートを備える成形金型において、突出しピンと、第１及び第２のスプリングとで突出し機構を構成することができるので、複雑な構造の部品を必要としない。また第１及び第２のスプリングが協働して突出しピンを突出すので、第１及び第２のスプリング各々に大型のものを用いる必要がない。このため成形金型の突出し機構、固定側金型及び／又は可動側金型、さらには成形金型を小型化することができる。

また本発明の成形金型の突出し機構によれば、第１のスプリングを固定側金型又は可動側金型に対して所定の位置に、所定の姿勢で保持する装着具を使用することが可能なため、固定側金型又は可動側金型への本突出し機構の組み込みが容易となる。また水平方向に型開きするような成形金型においても第１のスプリングの落下、あるいは傾斜を防止できるため確実に型抜きが行える。

また本発明の成形金型の突出し機構によれば、第１のスプリングを固定側金型又は可動側金型に対して所定の位置に所定の姿勢で保持する装着具が、型締め状態において突出しピンが動くことを阻止するストッパーとして機能するので、例えば、射出成形時に突出しピンに大きな樹脂荷重が加わっても突出しピンは動くことはなく、成形不良を確実に防ぐことができる。

本発明の第１実施形態の射出成形金型１の要部断面図である。 図１の射出成形金型１のストッパー５８周りの構成を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の射出成形金型１の変形例である。 図１の射出成形金型１の型開き時の状態を示す要部断面図である。 図１の射出成形金型１の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。 図１の射出成形金型１の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。 図１の射出成形金型１の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。 図１の射出成形金型１の成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛った状態を示す模式図である。 図１の射出成形金型１の第２突出し機構４１に用いる下スプリング５１及び上スプリング５５のバネ反力を説明するための図である。 本発明の第２実施形態の射出成形金型２の要部断面図である。 図１０の射出成形金型２の型開き時の状態を示す要部断面図である。 図１０の射出成形金型２の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。 図１０の射出成形金型２の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。 図１０の射出成形金型２の第２突出し機構４２に用いる下スプリング５２及び上スプリング５５のバネ反力を説明するための図である。 本発明の第３実施形態の射出成形金型３の要部断面図である。 図１５の射出成形金型３の型開き時の状態を示す要部断面図である。 図１５の射出成形金型３の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。 図１５の射出成形金型３の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。

図１は、本発明の第１実施形態の射出成形金型１の要部断面図、図２は、射出成形金型１のストッパー５８周りの構成を説明するための図である。図３は、第１実施形態の射出成形金型１の変形例である。図４は、射出成形金型１の型開き時の状態を示す要部断面図、図５〜図７は、射出成形金型１の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。図８は、射出成形金型１の成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛かった状態を示す模式図、図９は、射出成形金型１の第２突出し機構４１に用いる下スプリング５１及び上スプリング５５のバネ反力を説明するための図である。本実施形態において上、上方向とは図面の上、上方向をいい、図１において固定側金型１２の方向が上、上方向となる。

射出成形金型１は、２つの突出し機構を備え、アンダーカット部を有する成形品１０の突出しを２段で行う金型であり、上下方向に型開きする。射出成形金型１は、成形面となるキャビティ１４を有する固定側金型１２と、成形面となるコア３１を有する可動側金型２１とを有する。可動側金型２１は、コア３１が形成された可動側受板３２と、可動側金型２１を射出成形機の型締め機構側ダイプレート（図示省略）に取付けるための可動側取付板３３と、可動側受板３２と可動側取付板３３との間に配設され、突出し機構の可動域を確保するためのスペーサブロック３４とを有する。

可動側金型２１は、さらにアンダーカット処理機構３５を有する。ここではアンダーカットが内側アンダーカットである。アンダーカット処理機構３５は、アンダーカットを成形する成形駒３６、傾斜ピン３７を有し成形駒３６を突出し方向と直交する方向に移動させるアンダーカット成形ユニット３８、アンダーカット成形ユニット３８を可動側受板３２に固定する固定板３９を有する。成形駒３６は、後述の第２突出し機構４１により押し上げられる。

可動側金型２１は、さらに成形品１０を突き出すための第１突出し機構７０を備える。第１突出し機構７０は、エジェクタプレート７２、エジェクタプレート７２に固定された、成形品１０を突出すエジェクタピン７１を有し、エジェクタプレート７２には、射出成形機の突出し装置（図示省略）を介して加えられる突出し用動力をエジェクタプレート７２に伝達するエジェクタロッド８５がボルト止めされている。またエジェクタプレート７２には、エジェクタプレート７２を突出し前の位置に戻す、圧縮コイルばね８６が挿通されたリターンピン８７が固定されている。

エジェクタプレート７２は、上エジェクタプレート７２ｂと下エジェクタプレート７２ａとからなり、ボルト止めされ１つのエジェクタプレートを構成する。このエジェクタプレート７２は、座ぐりタイプのプレート構造からなり、成形品１０を突き出すエジェクタピン７１及びリターンピン８７の底部の鍔を挟み込みこれらを固定する。

第２突出し機構４１は、アンダーカット処理機構３５の成形駒３６を突出す（押し上げる）突出し機構であり、成形駒３６を押上げる突出しピン４５、突出しピン４５を突出し方向に付勢する下スプリング５１及び上スプリング５５、さらに突出しピン４５の降下を防ぐストッパー５８を有する。なお、本実施形態において、下スプリング５１が第１のスプリング、上スプリング５５が第２のスプリングに該当する。

突出しピン４５は、底部にピン本体４６の直径よりも大きい円盤状の鍔（下鍔）４７を、中間部にも鍔（上鍔）４８を備える。下鍔４７は、突出しピン４５のエジェクタプレート７２に対するストッパーとして、上鍔４８は、上スプリング５５の抑えとして機能する。また上鍔４８の位置は、突出しピン４５の移動量（ストローク量）が、成形駒３６を移動させアンダーカットを抜くために必要な高さＬ１となるように設定されており、上鍔４８の上端が固定板３９又は可動側受板３２に接するとそれ以上突出しを行うことはできない。つまり上鍔４８は、突出しピン４５の移動量を規制する移動量規制手段として機能する。

下鍔４７は、ピン本体４６にボルト等で固定されていてもよく、ピン本体４６と一体的に形成されていてもよい。上鍔４８も同様であり、ピン本体４６に対する上鍔４８の位置を変更可能に構成すれば、上スプリング５５の初期のバネ反力Ｆ２_０を容易に調整することができる。

本実施形態では、上鍔４８が突出しピン４５の移動量を規制する移動量規制手段としても機能するが、突出しピン４５の移動量を規制する移動量規制手段は、上鍔４８とは別に設けてもよい。図３は、射出成形金型１の変形例であり、突出しピン４５は、上鍔４８のさらに上方に移動量規制手段であるストッパー４９を備える。このストッパー４９も、ピン本体４６にボルト等で固定されていてもよく、ピン本体４６と一体的に形成されていてもよい。

エジェクタプレート７２には、突出しピン４５を装着するための段付き貫通孔７６が設けられている。段付き貫通孔７６は、ピン本体４６が挿通可能で下鍔４７が通過不能な貫通孔７７の中央から下部にかけて拡大部７８を設け形成され、拡大部７８の上端が段差部７９となっている。突出しピン４５は、下鍔４７が拡大部７８内に位置し、上鍔４８が上エジェクタプレート７２ｂの上方となるようにピン本体４６が段付き貫通孔７６に挿通されている。

下スプリング５１は、突出しピン４５を突出し方向に付勢する圧縮コイルバネであり、突出しピン４５の下鍔４７を押し上げるように装着されている。具体的には、可動側取付板３３に取付けられたストッパー５８をガイドとして、ストッパー５８に伸縮自在に挿通されている。下スプリング５１は、射出成形金型１の型締め状態において、下端を可動側取付板３３に、上端を下鍔４７に当接させ圧縮された状態であり、バネ反力はＦ１_０である（図９参照）。

上スプリング５５も突出しピン４５を突出し方向に付勢する圧縮コイルバネであり、突出しピン４５の上鍔４８を押し上げるように装着されている。具体的には、上鍔４８とエジェクタプレート７２の上面７４との間に、ピン本体４６に伸縮自在に挿通されている。上スプリング５５は、エジェクタプレート７２により圧縮されると、バネ反力Ｆ２を増加させ、突出しピン４５をさらに押上げるように付勢する。下スプリング５１及び上スプリング５５の強さ（バネ反力）、作用及び付勢力についての詳細は、後述の射出成形金型１の成形品突出し時の動作及び突出し機構の作用のところで説明する。

ストッパー５８は、丸棒体であり、突出しピン４５の中心軸線上に位置し、上端が下鍔４７方向となるように可動側取付板３３に固定されている。ストッパー５８の長さは、射出成形金型１の型締め状態において、下鍔４７の底面がストッパー５８の上端に当接する長さに設定されている（図２参照）。これによりストッパー５８は、射出成形金型１の型締め状態、特に射出時に樹脂圧により成形コア３６が押下げられないように突出しピン４５を支持することができる。

またストッパー５８は、下スプリング５１を可動側金型２１に装着するための装着具として、さらに下スプリング５１が倒れないように、また下スプリング５１を突出しピン４５の中心軸線上に保持するガイドとしても機能する。本実施形態の射出成形金型１は、上下方向に型開きするため下スプリング５１は倒れ難いが、水平方向に型開きする金型の場合、ガイドがないと下スプリング５１を水平に維持することが難しく、さらに落下する危険性もある。また下スプリング５１の金型への組み付けが難しくなる。これらのことからストッパー５８の外径は、下スプリング５１が挿通自在でかつぐらつかないように下スプリング５１の内径よりも僅かに小さいのが好ましい。

次に、射出成形金型１の成形品突出し時の動作及び突出し機構の作用について説明する。まずアンダーカット処理機構３５が正常に動作するケースを説明し、その後、成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛かったようなケースについて説明する。図９は（ａ）が、アンダーカット処理機構３５が正常に動作するケースであり、図９（ｂ）が、成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛かったようなケースである。図８及び図９（ｂ）は、理解を容易とするために誇張して描いている。

射出成形金型１は、射出工程、冷却工程を経た後、型開き、成形品１０の突出し工程に移行する。射出工程において、射出成形金型１は図１の状態であり、このとき突出しピン４５の先端部はアンダーカット成形ユニット３８に当接し、下鍔４７は、ストッパー５８の先端に当接している。このため射出に伴い、成形駒３６及び突出しピン４５等に押下げるような樹脂圧が加わっても成形駒３６及び突出しピン４５等の位置が下がることはない。

冷却工程後、型締装置（図示省略）を介して可動側金型２１が後退することで型開きが行われ、固定側金型１２と可動側金型２１との間に成型品１０を取出すための空間が確保される。このとき下スプリング５１は、圧縮された状態でこのときのバネ反力はＦ１_０、上スプリング５５も圧縮された状態でこのときのバネ反力はＦ２_０である（図９（ａ）参照）。突出しピン４５には、下スプリング５１のバネ反力Ｆ１_０、及び上スプリング５５のバネ反力Ｆ２_０が作用するが、突出しピン４５は、下鍔４７が段差部７９に引掛っているため上昇できない。

突出し工程に移行すると、射出成形機の突出し装置（図示省略）の動力を得てエジェクタロッド８５が前進し、エジェクタロッド８５に連結するエジェクタプレート７２が上昇する。これにより固定されたエジェクタピン７１も突出し方向に移動し成形品１０を押し上げる（図５参照）。エジェクタプレート７２が上昇すると、下スプリング５１もそれに伴い伸長する。エジェクタプレート７２がＡ点まで移動したとき、突出しピン４５に作用する下スプリング５１のバネ反力Ｆ１_Ａである（図９（ａ）参照）。

この段階でも突出しピン４５は、下鍔４７が段差部７９に引掛った状態であるので、それ以上上昇することはできず、エジェクタプレート７２と突出しピン４５とが一体となって上昇する。上スプリング５５は、エジェクタプレート７２と突出しピン４５とが一体となって上昇する限り、伸長も圧縮もされないのでバネ反力はＦ２_０を保持したままである（図９（ａ）参照）。エジェクタプレート７２がＡ点まで移動したとき、突出しピン４５を突上げるように作用する力は、下スプリング５１のバネ反力Ｆ１_Ａ、及び上スプリング５５のバネ反力Ｆ２_Ａ＝Ｆ２_０である。

エジェクタプレート７２が高さＬ１だけ突き出されると、突出しピン４５の上鍔４８が固定板３９に突き当たり突出しピン４５の上昇が阻止される。図６は、上鍔４８が固定板３９に突き当たった状態を示す。このとき成形駒３６が左側に移動しアンダーカットが抜けた状態となる。このとき突出しピン４５は、下スプリング５１のバネ反力Ｆ１_１及び上スプリング５５のバネ反力Ｆ２_０で突上げられている（図９（ａ）参照）。

上鍔４８が固定板３９に突き当たると突出しピン４５は上昇を停止するが、エジェクタプレート７２は引き続き上昇する。下スプリング５１は、突出しピン４５が動かないためバネ反力はＦ１_１のままである。一方、上スプリング５５は、固定板３９とエジェクタプレート７２の上面７４との間隔が短くなる結果、大きく圧縮されバネ反力Ｆ２が増加する（図９（ａ）参照）。

バネ反力Ｆ２を上昇させた上スプリング５５は、突出しピン４５を押し上げるように、またエジェクタプレート７２を押下げるように作用するが、突出しピン４５は上鍔４８が固定板３９に突き当った状態であるため上昇できず、エジェクタプレート７２は射出成形機の突出し装置で支持されているため押下げられることはない。

エジェクタプレート７２の最大突き上げ高さは、当初の位置からＬ１＋Ｌ２の高さであり、エジェクタプレート７２に固定されたエジェクタピン７１も当初の位置からＬ１＋Ｌ２の高さ移動し、成形品１０を突き出す。図７は、エジェクタピン７１が最大に突き上げられた状態である。

成形品１０の突き出しが終了すると、型締め工程に移行する。型締め工程に移行すると射出成形機の突出し装置（図示省略）が可動側受板３２側から可動側取付板３３側に後退する。また射出成形機の突出し装置の突出し動力を失ったエジェクタプレート７２は、圧縮コイルばね８６及び上スプリング５５のバネ反力により可動側受板３２側から可動側取付板３３側に後退する。エジェクタプレート７２が最大突出位置から高さＬ２だけ後退すると、段差部７９が突出しピン４５の下鍔４７に突き当たる。

以降、突出しピン４５はエジェクタプレート７２と一体的に降下し、最終的にはリターンピン８７の先端が固体側金型１２に接触し、エジェクタプレート７２は当初の突出し前の位置まで押し戻される。これにより下スプリング５１もバネ反力Ｆ１_０の状態まで圧縮される。上スプリング５５は、エジェクタプレート７２が最大突出位置から高さＬ２だけ後退し、段差部７９が突出しピン４５の下鍔４７に突き当たった以降、バネ反力がＦ２_０になる。

以上のように第２突出し機構４１は、突出し初期には圧縮された状態である下スプリング５１のバネ反力を効率的に利用することができる。突出し操作に伴い下スプリング５１が伸長しバネ反力は低下するが、上スプリング５５のバネ反力も付加されるため、突出し終期においても高い突出し力を維持することができる。このため本射出成形金型１は、従来の下スプリング５１のみ、あるいは上スプリング５５のみを使用した突出し機構を備える射出成形金型に比較してアンダーカットの抜き操作及び製品の突出しを確実に行うことができる。

下スプリング５１、上スプリング５５のバネ反力の大きさは、特に限定されるものではなく、突出しの対象物であるアンダーカット処理機構３５に応じ適宜決定すればよい。本突出し機構は、エジェクタプレート７２を挟み反対側に配置した下スプリング５１と上スプリング５５とで協働し突出しピン４５を突出すので、下スプリング５１、上スプリング５５各々のバネ反力は比較的小さいものを使用することができる。第２突出し機構４１の突出し動作、作用を考えれば、上スプリング５５のバネ反力は下スプリング５１に比較して小さいものを使用することができる。

次に成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛かったようなケースについて説明する。図８に示すようにエジェクタプレート７２がＡだけ上昇したとき成形駒３６が他の部材に引掛ったとする。このとき突出しピン４５には、下スプリング５１のバネ反力Ｆ１_Ａ及び上スプリング５５のバネ反力Ｆ２_Ａ＝Ｆ２_０が加わっているが、これらのバネ反力では引掛りを解除できないものとする（図９（ｂ）参照）。

この状態から突出し操作が継続されるとエジェクタプレート７２のみが上昇する。エジェクタプレート７２がＢ点に達した時点で、下スプリング５１のバネ反力はＦ１_Ａである。一方、上スプリング５５は、エジェクタプレート７２によりΔＬ（図８参照）だけ圧縮され、バネ反力はＦ２_ＡからＦ２_Ｂに上昇する。これにより成形駒３６の引掛りが解除される。

Ｂ点で成形駒３６の引掛かりが解除されると、突出しピン４５がΔＬだけ上昇し、下鍔４７が段差部７９に引掛り、下スプリング５１のバネ反力はＦ１_Ｂとなり、上スプリング５５のバネ反力はＦ２_０に戻る。以降、射出成形金型１は、アンダーカット処理機構３５の動作が正常の場合と同じ動きとなる。以上のように上スプリング５５は、成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛ったような場合には、直ちにバネ反力を増加させ突出しピン４５を突出す。

上記の通り本実施形態に示す射出成形金型１は、エジェクタプレート７２を駆動源とする第１突出し機構７０と、下スプリング５１及び上スプリング５５を駆動源とする第２突出し機構４１とを有し、突出し機構を各々独立して動かすことができるため複雑なアンダーカット部を有するような成形品であっても確実に型抜きすることができる。また第１突出し機構７０及び第２突出し機構４１とも複雑な部品を必要とせず部品数も少なく構造が簡単で組み立ても容易となり、射出成形金型１をコンパクトにまた安価に製作することができる。

従来のスプリングを駆動源とする突出し機構を用いてアンダーカットを抜く成形金型の場合、アンダーカット成形コアあるいはこれを突出すエジェクタピンが他の部材に引掛った場合、これを解消することが難しいが、本射出成形金型１は、成形駒３６あるいは傾斜ピン３７が他の部材に引掛っても、上スプリング５５が突出しピン４５をさらに突出すように付勢するので引掛りを解消し、確実に型抜きすることができる。

また第２突出し機構４１は、突出しピン４５の突出しを上スプリング５５が補助するので下スプリング５１に極端に大きなスプリングを使用する必要がない。また上スプリング５５も大型のものを用いる必要がないので、射出成形金型１の突出し機構、固定側金型１２及び／又は可動側金型２１、さらには射出成形金型１を小型化することができる。

また本射出成形金型１は、ストッパー５８が下スプリング５１のガイド、装着具として機能し、下スプリング５１を所定の位置に所定の姿勢で保持するので、成形金型への組み込みが容易となる。また水平方向に型開きするような成形金型においても下スプリング５１の落下、あるいは傾斜を防止できるため確実に型抜きが行える。

またストッパー５８が型締め状態において突出しピン４５が動くことを阻止するストッパーとして機能するので、射出成形時に突出しピン４５に大きな樹脂荷重が加わっても突出しピン４５は動くことはなく、成形不良を確実に防ぐことができる。

図１０は、本発明の第２実施形態の射出成形金型２の要部断面図である。また図１１は、射出成形金型２の型開き時の状態を示す要部断面図、図１２及び図１３は、射出成形金型２の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。図１４は、射出成形金型２の第２突出し機構４２に用いる下スプリング５２及び上スプリング５５のバネ反力を説明するための図である。本実施形態において上、上方向とは図面の上、上方向をいい、図１０において固定側金型１２の方向が上、上方向となる。なお、図１〜図８に示す第１実施形態の射出成形金型１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態の射出成形金型２は、突出しピン４５を突出す下スプリング５２の長さが、第１実施形態の射出成形金型１の下スプリング５１に比較して短い点を除き、他の構成は、第１実施形態の射出成形金型１と同じである。また射出成形金型２の動き、第２突出し機構４２の動作、作用、効果も第１実施形態の射出成形金型１、第２突出し機構４１と基本的に同じである。

第１実施形態の第２突出し機構４１で使用する下スプリング５１は、エジェクタプレート７２がＬ１だけ上昇した時点においても、下鍔４７に接し、突出しピン４５を突出すように作用する（図６、図９参照）。これに対して第２実施形態の第２突出し機構４２で使用する下スプリング５２は長さが短いため、エジェクタプレート７２がＣ（Ｃ＜Ｌ１）点に上昇した時点において上端が下鍔４７から離れ、以降、下スプリング５２は、突出しピン４５の突出しに作用しない。エジェクタプレート７２がＣ点からＬ１に上昇するまでの間は、上スプリング５５が単独でバネ反力Ｆ２_Ｃ＝Ｆ２_０で突出しピン４５を突出す（図１４参照）。

このようにエジェクタプレート７２を挟むように下スプリング５２と上スプリング５５とを配置し、これらのバネ反力を使用して突出しピン４５を突出す突出し機構においては、上スプリング５５により必要な突出し力が保持されるのであれば、下スプリング５２は、突出し過程の途中で突出し力がゼロとなっても問題ない。

第２突出し機構４２ではエジェクタプレート７２がＣ点からＬ１に上昇するまでの間は、上スプリング５５が単独で突出しピン４５を突出す必要があるため第２突出し機構４２で使用する上スプリング５５は、第１実施形態の第２突出し機構４１で使用する上スプリング５５に比較してバネ反力の大きいものを使用する必要があろう。本第２突出し機構４２において、成形駒３６が突出し途中に他の部材に引掛かったような場合、第１実施形態の第２突出し機構４１と同じ動作、作用により引掛りが解除される。

本実施形態では下スプリング５２の長さが短いため、エジェクタプレート７２が最大に突き上げられると、下スプリング５２の上端５３は、段付き貫通孔７６の外となる（図１３参照）。このような場合であっても下スプリング５２は、突出しピン４５の軸線上に真っ直ぐな姿勢で保持されることが重要である。下スプリング５２が傾斜してしまうと、型締め工程時に下スプリング５２が段付き貫通孔７６に嵌り込まなくなる。このため下スプリング５２の内側とストッパー５８の外側との隙間はできるだけ小さいのがよい。

図１５は、本発明の第３実施形態の射出成形金型３の要部断面図である。また図１６は、射出成形金型３の型開き時の状態を示す要部断面図、図１７及び図１８は、射出成形金型３の成形品突出し時の状態を示す要部断面図である。本実施形態において上、上方向とは図面の上、上方向をいい、図１５において固定側金型１２の方向が上、上方向となる。なお、図１〜図８に示す第１実施形態の射出成形金型１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態の射出成形金型３は、第２突出し機構の下スプリング５１の金型への装着要領を除き、他の構成は、第１実施形態の射出成形金型１と同じである。また射出成形金型３の動き及び第２突出し機構４３の動作、作用、効果も第１実施形態の射出成形金型１及び第２突出し機構４１と基本的に同じである。

第１実施形態の第２突出し機構４１では、ストッパー５８を下スプリング５１の金型への装着具としても使用し、下スプリング５１の位置、姿勢を保持している。これに対して第３実施形態の第２突出し機構４３では、ホルダー６１を用いて下スプリング５１を金型に装着すると共に下スプリング５１の位置、姿勢を保持する。

ホルダー６１は、可動側取付板３３に取付けられる外ホルダー６２と、外ホルダー６２内に位置し、外ホルダー６２に対してスライド自在に係止する内ホルダー６５とで構成される。

外ホルダー６２は底部が開口し、天井部を有する円筒部材であり、ストッパー５８を中心に配置し、これを囲むように可動側取付板３３にボルト止めされている。天井部６３には、内ホルダー６５が移動自在に摺動する貫通孔が穿設されている。この貫通孔は外ホルダー６２の内径よりも小さく、天井部には鍔が形成されている。外ホルダー６２には、内ホルダー６５内の下スプリング５１を視認可能な開口部（図示省略）、例えばスリットが穿設されている。この開口部は、外ホルダー６２に必要な強度が確保されている限りにおいて大きさ、形状、個数は特に限定されない。

内ホルダー６５は、底部が開口し、閉止した天井部６６を有する円筒部材であり、下端には円盤状の鍔６７が設けられている。鍔６７は、内ホルダー６５の外ホルダー６２からの抜け止めである。内ホルダー６５は、内径が下スプリング５１の外径よりも僅かに大きく、内ホルダー６５内に下スプリング５１を収容できる大きさとなっている。鍔６７の外径は、外ホルダー６２の内径と略同一であり、外ホルダー６２は、内ホルダー６５を完全に収容できる大きさである。

内ホルダー６５にも外ホルダー６２と同様に、内ホルダー６５内の下スプリング５１を視認可能な開口部（図示省略）、例えばスリットが穿設されている。この開口部は、内ホルダー６５に必要な強度が確保されている限りにおいて大きさ、形状、個数は特に限定されない。このように外ホルダー６２及び内ホルダー６５に下スプリング５１を視認可能な開口部を設けることで、下スプリング５１が破損した場合であってもこれを容易に発見することができる。

エジェクタプレート７２には、段付き貫通孔７６と同軸上に外ホルダー６２が嵌り込む凹部８２が設けられている。段付き貫通孔７６は、上エジェクタプレート７２ｂに設けられ、拡大部７８は、型締め状態において下鍔４７の底部が上エジェクタプレート７２ｂの底部と面一となるように設けられている。凹部８２は、下エジェクタプレート７２ａを貫通するように設けられている。

下スプリング５１は、ストッパー５８に挿通され、ホルダー６１を覆い被せるようにして可動側取付板３３に取付けられている。型締め状態においては、突出しピン４５の下鍔４７は、内ホルダー６５の天井部６６の上面に接し、内ホルダー６５の下端は可動側取付板３３に接している。さらに型締め状態においては、ストッパー５８の上端は、内ホルダー６５の天井部６６の下面に接している。これにより射出に伴い、成形駒３６及び突出しピン４５等に押下げるような樹脂圧が加わっても成形駒３６及び突出しピン４５等の位置が下がることはない。

本実施形態では型締め状態時に外ホルダー６２も上端が上エジェクタプレート７２ｂに接するように形成されているが、これは必須の要件ではない。上記の通り型締め状態時において、内ホルダー６５及びストッパー５８とも成形駒３６及び突出しピン４５等の位置が下がることを防止するが、いずれか一方であってもよい。つまり内ホルダー６５をストッパーとしても機能させるのであれば、ストッパー５８を設けなくてもよい。逆にストッパー５８を設けるのであれば、内ホルダー６５をストッパーとして機能させなくてもよい。この場合には、内ホルダー６５の高さを本実施形態よりも低くすることができる。

第３実施形態の第２突出し機構４３では、下スプリング５１が内ホルダー６５を突上げ、突出しピン４５は、内ホルダー６５を介して突上げられる。この結果、内ホルダー６５は、製品の突出し工程において下スプリング５１の伸長に伴い上方に移動するが、下スプリング５１の動作、作用は、第１実施形態の第２突出し機構４１と同じである。

第３実施形態の第２突出し機構４３では、下スプリング５１をホルダー６１に収容した状態で金型に取付けるので、下スプリング５１の金型の取付けが容易となり、さらに下スプリング５１の位置、姿勢を保持することができる。

本発明に係る成形金型の突出し機構、該突出し機構を備える可動側金型及び成形金型は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で適宜変更して使用することができる。上記実施形態に示す第２突出し機構４１、４２、４３では、エジェクタプレート７２を挟むように下スプリング５１、５２、上スプリング５５が装着されているが、エジェクタプレート７２に代えて、エジェクタプレート７２に装着されエジェクタプレート７２と一体的に移動する部材、あるいはエジェクタプレート７２に同期して移動する部材を挟むように下スプリング５１、５２、上スプリング５５を装着してもよい。また上記実施形態では、突出しピン４５の底部に下鍔４７を備えるが、下鍔４７は突出しピン４５の下部であってもよい。

また上記実施形態では、可動側受板３２に直接コア３１が形成されているが、可動側型板を設けそこにコアを形成してもよく、さらにはコアを入れ子構造としてもよい。また本実施形態では、アンダーカットが内側アンダーカットであるが、アンダーカットは外側アンダーカットであってもよく、アンダーカット処理機構も本構成に限定されるものではない。またエジェクタプレート７２に固定され突出されるエジェクタピン７１の本数も特に限定されるものではない。

上記実施形態に示す射出成形金型１において、突出しピン４５、下スプリング５１、上スプリング５５、ストッパー５８を含む第２突出し機構４１は、スプリングのバネ反力を駆動源としエジェクタプレート７２とは独立して動く。このため１のエジェクタプレート７２に対して、複数の第２突出し機構４１を設けることが可能となり、突出しピン４５のストローク量を異ならせることで容易に多段突出しが行える。このような多段突き出しを行う射出成形金型であっても、エジェクタプレート７２は１つでよいので金型をコンパクトにすることができる。これらは第２及び第３実施形態の射出成形金型２、３においても同様に考えることができる。

また本発明の成形金型の突出し機構、当該突出し機構を備える固定側金型、可動側金型、成形金型に使用される各構成部材の材質は、特定の材質に限定されるものではなく、公知の成形金型に使用される部材の材質と同様のものを適宜用いればよい。ただし各構成部材における摺動面は、摺動性の良好な材質又は摺動性の良好な表面処理が施された材料を用いることが好ましい。なお各摺動面は、面接触であるものに限定されるものではなく、線接触や点接触であってもよい。

また本発明の成形金型において、各構成部材の角及び側稜にＲ面取りやＣ面取り等が施されていてもよい。

また本発明の成形金型は、上下に開閉する成形金型に限定されるものではなく、左右又は別の方向に開閉する成形金型であってもよい。

また本発明の成形金型の突出し機構、当該突出し機構を備える固定側金型、可動側金型、成形金型は、射出成形金型以外にダイカスト金型のようなモールド金型、モールドプレス成形金型などに好適に使用することができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

１、２、３ 射出成形金型
１０ 成形品
１２ 固体側金型
２１ 可動側金型
３２ 可動側受板
３３ 可動側取付板
３５ アンダーカット処理機構
３６ 成形駒
３７ 傾斜ピン
３８ アンダーカット成形ユニット
３９ 固定板
４１、４２、４３ 第２突出し機構
４５ 突出しピン
４６ ピン本体
４７ 下鍔
４８ 上鍔
４９ ストッパー
５１、５２ 下スプリング
５５ 上スプリング
５８ ストッパー
６１ ホルダー
６２ 外ホルダー
６５ 内ホルダー
７０ 第１突出し機構
７１ エジェクタピン
７２ エジェクタプレート
７３ エジェクタプレートの底部
７４ エジェクタプレートの上面
７６ 段付き貫通孔
７９ 段差部

Claims (14)

1. 固定側金型と可動側金型とにより成形品を成形する成形金型の突出し機構であって、
   スプリングのバネ反力を駆動源とする突出しピンと、
   前記突出しピンを突出す第１のスプリング及び第２のスプリングと、
   を備え、
   前記第１のスプリングは、型締め状態において最大のバネ反力を有し、突出し過程においてバネ反力を漸次低下させながら前記突出しピンを突出し、
   前記第２のスプリングは、型締め状態から突出し過程において一定のバネ反力で前記突出しピンを突出し、突出し過程において前記突出しピンの移動が停止すると圧縮されバネ反力を増大させ、前記突出しピンをさらに突出すように付勢することを特徴とする成形金型の突出し機構。
2. 前記第２のスプリングは、前記突出しピンに対して反突出し方向に前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングのバネ反力以上の負荷が加わると、エジェクタプレート部材により圧縮され、前記突出しピンをさらに突出すように付勢し、
   前記エジェクタプレート部材が、エジェクタプレート又はエジェクタプレートに装着された部材又はエジェクタプレートに同期して移動する部材であることを特徴とする請求項１に記載の成形金型の突出し機構。
3. 前記エジェクタプレート部材は、前記突出しピンが挿通する挿通孔を有し、
   前記突出しピンは、底部又は下部に前記挿通孔を通過不能な下鍔を、中間部又は上部に上鍔を有し、前記下鍔と前記上鍔とが前記エジェクタプレート部材を挟み反対側に位置するように前記挿通孔に移動自在に挿通され、
   前記第１のスプリングは、前記下鍔を突出すように装着され、
   前記第２のスプリングは、前記上鍔と前記エジェクタプレート部材との間に装着されていることを特徴とする請求項２に記載の成形金型の突出し機構。
4. 前記突出しピンは、自身の移動を規制する移動量規制手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成形金型の突出し機構。
5. 前記移動量規制手段が前記上鍔であることを特徴とする請求項４に記載の成形金型の突出し機構。
6. 前記成形金型が、アンダーカット処理機構を備える成形金型であり、
   前記突出しピンが、前記アンダーカット処理機構を押出す突出しピンであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の成形金型の突出し機構。
7. さらに前記第１のスプリングを前記固定側金型又は可動側金型に装着する装着具を有し、
   前記装着具は、前記第１のスプリングを前記固定側金型又は可動側金型に対して所定の位置に所定の姿勢で保持し、
   さらに前記装着具は、型締め状態において前記突出しピンが動くことを阻止するストッパーとして機能することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の成形金型の突出し機構。
8. 前記装着具は、前記固定側金型又は可動側金型に取付けられる外ホルダーと、前記外ホルダー内に位置し、前記外ホルダーに対してスライド自在に係止する内ホルダーとを含む、前記第１のスプリングを収容するホルダーであり、
   前記第１のスプリングは、前記ホルダー内に収容され前記突出しピンを突出し、
   型締め状態において前記内ホルダーの頂部が前記突出しピンの底部に当接し、前記ストッパーとして機能することを特徴とする請求項７に記載の成形金型の突出し機構。
9. 前記ホルダーは、収容された前記第１のスプリングを視認可能な開口部を有することを特徴とする請求項８に記載の成形金型の突出し機構。
10. 前記装着具は、前記固定側金型又は可動側金型に取付けられる棒体であり、
    前記第１のスプリングは、前記棒体に挿通され、
    型締め状態において前記棒体の頂部が前記突出しピンの底部に当接し、前記ストッパーとして機能することを特徴とする請求項７に記載の成形金型の突出し機構。
11. 前記突出しピン、前記第１のスプリング及び前記第２のスプリングを１つのセットとし、
    又は前記突出しピン、前記第１のスプリング、前記第２のスプリング及び前記装着具を１つのセットとし、
    前記セットが複数取付けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の成形金型の突出し機構。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の成形金型の突出し機構を備える固定側金型及び／又は可動側金型。
13. 請求項１２に記載の固定側金型及び／又は可動側金型を具備してなる成形金型。
14. 請求項１２に記載の固定側金型及び／又は可動側金型、又は請求項１３に記載の成形用金型で成形された成形品。

Images