JP2020082598A - 射出成形金型 - Google Patents

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Abstract

【課題】金型開閉方向とこれに直交する方向とに沿うように延びるキャビティ部を有する射出成形金型において、金型構成部品の開きに起因するバリを抑える。【解決手段】金型開閉方向に相対移動する固定型10および可動型20を備え、型締め状態で固定型10と可動型20との間に形成されるキャビティ3に、金型開閉方向と第1直交方向とに沿うように延びる側方キャビティ部5が含まれる射出成形金型1である。第2直交方向で固定型10と可動型20とに跨って側方キャビティ部5の端部を区画する脱型コア30および追従コア40をさらに備えている。脱型コア30および追従コア40は、型締め状態で、固定型10と可動型20とに跨って側方キャビティ部5の端部を区画しながら第2直交方向に移動可能で、且つ、固定型10に対して、第2直交方向に実質的に遊びなく係合するように構成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、射出成形金型に関し、特に、金型開閉方向と金型開閉方向に直交する方向とに沿うように延びるキャビティを有する射出成形金型に関するものである。
射出成形では、成形品の外面側を成形する外型と成形品の内面側を成形する内型との間に形成されるキャビティ(空間)に、溶融樹脂を射出注入することで成形品を成形するところ、成形品が大型化すると、溶融樹脂をキャビティ内に行渡らせるために、高い射出圧力が必要となる。
このため、相対的に大型の成形品を射出成形する場合には、外型と内型との合わせ面(金型分割面)が高い射出圧力によって開き、開いた金型分割面に溶融樹脂が入り込み、成形品にバリが発生するおそれがある。
そこで、例えば特許文献1には、中央部入れ子と、台盤と、外枠部プレートと、複数の構成片と、を備え、外枠部プレートに固定される構成片と対向する構成片が、第1フローティング機構により金型開閉方向と直交する方向に移動可能で、且つ、付勢手段により中央部入れ子の方向に付勢され、第2フローティング機構により、中央部入れ子や台盤の金型開閉方向と直交する方向の変形・移動に対応可能である金型が開示されている。
この特許文献1のものによれば、第1フローティング機構により移動可能でかつ中央部入れ子の方向に付勢される構成片で、構成部材間の熱膨張差を吸収できるとともに、第2フローティング機構により中央部入れ子や台盤の歪みや反りの発生を抑制することができるとされている。
特開2008−168547号公報
上記特許文献1のもののように、平板等の比較的単純な形状の成形品を成形する場合には、成形時の樹脂圧力が、入れ子や構成片に対して比較的均等に掛かる上、金型開閉方向と同じ方向に掛かることから、金型分割面が開かないような型締め力を掛けることで、バリの発生を抑えることが可能となる。
しかしながら、車両のバンパ等の大型で且つ比較的複雑な形状の意匠部品を成形する場合には、金型開閉方向と直交する方向に沿うキャビティ部(例えばバンパ正面部に対応)では金型開閉方向と略同じ方向に樹脂圧力が掛かる一方、金型開閉方向に沿うキャビティ部(例えばバンパ側面部に対応)では金型開閉方向と略直交する方向に樹脂圧力が掛かることがある。このように、樹脂圧力が金型開閉方向と異なる方向に掛かると、型締め力が樹脂圧力に抗するように作用しないため、樹脂圧力に対して金型強度が不足する場合には、外型が弾性領域で変形して金型分割面が開き、開いた金型分割面に溶融樹脂が入り込むことで、バリが発生するおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金型開閉方向と金型開閉方向に直交する方向とに沿うように延びるキャビティ部を有する射出成形金型において、成形時に金型構成部品の開きに起因してバリが発生するのを抑える技術を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形金型では、成形時に金型開閉方向と異なる方向に樹脂圧力が掛かるキャビティ部の端部を区画するコアを、当該端部を区画した状態を維持しながら、外型の変形に追従させるようにしている。
具体的には、本発明は、金型開閉方向に相対移動する、成形品の外面側を成形する外型および成形品の内面側を成形する内型を備え、型締め状態で当該外型と当該内型との間に形成されるキャビティに、金型開閉方向と金型開閉方向に直交する第1直交方向とに沿うように延びる第1キャビティ部が含まれる射出成形金型を対象としている。
そして、上記射出成形金型は、金型開閉方向と第1直交方向とに直交する第2直交方向で上記外型と上記内型とに跨って上記第1キャビティ部の端部の少なくとも一部を区画するコアをさらに備え、上記コアは、型締め状態で、上記外型と上記内型とに跨って上記端部を区画しながら第2直交方向に移動可能で、且つ、上記外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合するように構成されていることを特徴とするものである。
この構成では、射出成形金型のキャビティに、金型開閉方向と第1直交方向とに沿うように延びる第1キャビティ部が含まれていることから、外型における第1キャビティ部を区画している部位が、成形時の樹脂圧力によって、金型開閉方向と第1直交方向とに直交する方向(第2直交方向)で外側に変形する場合がある。
ここで、第1キャビティ部の端部を区画するコアは、型締め状態で、第2直交方向に移動可能で、且つ、外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合するように構成されていることから、成形時の樹脂圧力によって外型が変形すると、外型に追従して第2直交方向外側に移動することになる。この場合、外型に追従して移動したコアと内型との間に第2直交方向に隙間が生じることになるが、コアは外型と内型とに跨って第1キャビティ部の端部を区画しながら移動することから、換言すると、第1キャビティ部とは関係のない位置に隙間が生じることから、かかる隙間に溶融樹脂が入り込むことはない。このように、第1キャビティ部の端部において、外型と内型との間隔が広がっても、コアによって第1キャビティ部の端部が区画された状態が維持されることから、外型と内型との開きに起因してバリが発生するのを抑えることができる。
以上により、金型開閉方向と第1直交方向とに沿うように延びるキャビティ部を、換言すると、成形時に金型開閉方向と異なる方向に樹脂圧力が掛かるキャビティ部を有する射出成形金型において、成形時に金型構成部品(外側と内型と)の開きに起因してバリが発生するのを抑えることができる。
また、上記射出成形金型では、上記コアと上記外型とは、いずれか一方に設けられた金型開閉方向に突出する凸部と、当該凸部が嵌合可能な、いずれか他方に設けられた金型開閉方向に窪む凹部と、で係合している構成でもよい。
この構成によれば、外型と内型とが金型開閉方向に相対的に近付くと、凸部が凹部に嵌まることから、型締め状態で外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合しているコアを簡単な構成で実現することができる。一方、外型と内型とが金型開閉方向に相対的に離れると、凸部が凹部から抜けることから、コアを設けた場合でも、複雑な作業を要することなく、外型と内型との型開きを行うことができる。
さらに、上記射出成形金型では、上記コアは、上記第1キャビティ部における第1直交方向の端部の少なくとも一部を区画するものであり、上記内型における上記キャビティを形成しない部位に、第2直交方向に遊びを持って取り付けられている構成でもよい。
この構成では、外型に追従してコアが第2直交方向外側に移動すると、内型とコアとの間に隙間が生じるが、内型におけるキャビティを形成しない部位にコアが取り付けられているので、かかる隙間に溶融樹脂が入り込むことはなく、成形品の第1直交方向の端部にバリが発生するのを抑えることができる。また、外型に係合するコアは遊びの範囲内でのみ第2直交方向に移動可能であることから、外型の第2直交方向外側への変形をある程度許容しつつ、外型の過度の変形を規制することができる。
ところで、アンダーカットが設けられることが多い、第1キャビティ部における金型開閉方向の端部と異なり、第1キャビティ部における第1直交方向の端部をコアによって区画する場合には、成形品を内型から脱型する際にコアが支障となることは少ない。もっとも、成形品の第1直交方向における端部の形状によっては、端部を区画するコアが存在しない方が脱型をスムーズに行えることがある。
そこで、上記射出成形金型では、上記コアは、第1直交方向に移動可能なスライドコアとして構成されていてもよい。
この構成によれば、コアを第1直交方向内側に移動させた後、型締めを行えば、コアが第1キャビティ部における第1直交方向の端部を区画した状態を容易に実現することができ、これにより、バリの発生を抑えながら成形品を成形することができる。加えて、型開き後、コアを第1直交方向外側に移動させれば、成形品の第1直交方向における端部が解放されることから、内型からの成形品の脱型をよりスムーズに行うことができる。
また、上記射出成形金型では、上記コアは、上記第1キャビティ部における金型開閉方向の端部を区画している構成でもよい。
この構成によれば、アンダーカット部が形成されることが多い、成形品の金型開閉方向の端部にバリが発生するのを抑えることができる。
ところで、第1キャビティ部における金型開閉方向の端部をコアによって区画する場合には、当該コアが成形品のアンダーカット部に対する脱型コアとして機能するが、脱型コアの第2直交方向での作動量が大きい(アンダーカット部が相対的に長い)と、脱型時に脱型コアとの干渉により成形品を傷付けてしまうことがある。そこで、脱型コアを第2直交方向で内側部品と外側部品とに分割し、脱型時に外側部品と成形品とに隙間を設けることが考えられる。しかしながら、脱型コアを第2直交方向で内側部品と外側部品とに分割すると、成形時に外型に追従して外側部品が移動した際に、内側部品と外側部品との間に隙間が生じ、かかる隙間に溶融樹脂が入り込み、成形品にバリ等が発生することがある。
そこで、上記射出成形金型では、上記第1キャビティ部は、上記成形品における相対的に長いアンダーカット部に対応する、金型開閉方向の端部から上記内型側へ第2直交方向に延びる第2キャビティ部を有しており、上記コアは、第2直交方向に分割可能に組み合わされるとともに、組み合わされた状態で上記第2キャビティ部を共に区画する内側コア部と外側コア部とを有しており、上記外側コア部は、型締め状態で上記外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合するように構成されており、型締め状態で上記内側コア部と上記外側コア部との分割を禁止する禁止手段をさらに備えている構成でもよい。
この構成によれば、第2直交方向に分割可能に組み合わされるとともに、組み合わされた状態でアンダーカット部に対応する第2キャビティ部を共に区画する内側および外側コア部をコアが有していることから、脱型時に内側コア部と外側コア部とを分割して、外側コア部をアンダーカット部から離すことで、脱型コアとの干渉により成形品が傷付くのを抑えることができる。
また、型締め状態で内側コア部と外側コア部との分割を禁止する禁止手段を備えていることから、外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合する外側コア部が、外型に追従して第2直交方向外側に移動しても、内側コア部も外側コア部と共に移動するので、成形時に内側コア部と外側コア部との間に隙間が生じるのを抑えることができる。
以上により、成形時に金型構成部品(内側コア部と外側コア部と)の開きに起因してバリが発生するのを抑えることができるとともに、成形品が傷付くのを抑えることができる。
さらに、上記射出成形金型では、上記禁止手段は、上記内側コア部に形成された金型開閉方向に延びる第1孔部と、上記内側コア部と上記外側コア部とが組み合わされた状態で、上記第1孔部と軸心が一致する、上記外側コア部に形成された金型開閉方向に延びる第2孔部と、上記第2孔部に挿入される位置決めピンと、上記位置決めピンを金型開閉方向における上記第1孔部の反対側に付勢するバネと、を有しており、上記位置決めピンは、型締め状態では、上記外型に押されることで、上記バネの付勢力に抗して上記第1孔部に挿入されるように構成されていてもよい。
この構成によれば、型締め状態では、外側コア部の第2孔部に挿入された位置決めピンが、外型に押されることで、バネの付勢力に抗して内側コア部の第1孔部に挿入されるので、内側コア部と外側コア部との分割を禁止することができる。一方、型開き状態では、バネの付勢力によって位置決めピンが第1孔部から抜けるので、内側コア部と外側コア部とを第2直交方向に分割することができ、これにより、外側コア部をアンダーカット部から離すことができる。
以上説明したように、本発明に係る射出成形金型によれば、成形時に金型構成部品の開きに起因してバリが発生するのを抑えることができる。
本発明の実施形態1に係る射出成形金型を模式的に示す図である。 射出成形金型を用いて成形されるバンパを模式的に示す斜視図である。 射出成形金型を模式的に示す概念図である。 脱型コアを模式的に説明する図であり、同図(a)は射出成形金型における脱型コアの配置位置を示す図であり、同図(b)は成形時における脱型コアの動作を模式的に説明する図である。 追従コアを模式的に説明する図である。 追従コアを模式的に示す斜視図である。 追従コアの取付け構造を模式的に説明する図である。 図5のVIII−VIII線の矢視断面図である。 実施形態1の変形例に係る追従コアを模式的に示す図であり、同図(a)は斜視図であり、同図(b)は側面図である。 追従コアの移動方向を模式的に説明する図である。 追従コアの動作を模式的に説明する図である。 本発明の実施形態2に係る射出成形金型を模式的に示す図である。 脱型コアの動作を模式的に説明する図である。 従来1の射出成形金型を模式的に示す図である。 従来2の射出成形金型を模式的に示す図である。 図15のXVI−XVI線の矢視断面図である。 脱型時における脱型コアの動作を模式的に説明する図である。 分割タイプの脱型コアの問題点を模式的に説明する図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
−射出成形金型−
図1は、本実施形態に係る射出成形金型1を模式的に示す図であり、図2は、射出成形金型1を用いて成形されるバンパ90を模式的に示す斜視図である。この射出成形金型1は、図1に示すように、相対移動する固定型10および可動型20と、脱型コア30と、追従コア40と、を備えていて、これら固定型10、可動型20、脱型コア30および追従コア40で区画されるキャビティ3に溶融樹脂を射出注入することで、図2に示すような車両用のバンパ(成形品)90を成形するものである。
バンパ90は、図2に示すように、車幅方向(矢印W)と車両上下方向(矢印H)とに沿うように延びる正面部90aと、正面部90aの車幅方向両端部から車両前後方向(矢印L)に延びる側面部90bと、側面部90bの端部から車幅方向内側に突出する部位90cと、を有している。
バンパ90は、射出成形金型1内において、図3に示すような姿勢で成形されるところ、以下の説明では、固定型10と可動型20との相対移動方向(矢印Z)を「金型開閉方向Z」と称し、金型開閉方向Zに直交する方向(矢印Y)を「第1直交方向Y」と称し、金型開閉方向Zと第1直交方向Yとに直交する方向(矢印X)を「第2直交方向X」と称する。すると、射出成形金型1のキャビティ3には、正面部90aに対応し、第1直交方向Yと第2直交方向Xとに沿うように延びる上方キャビティ部4と、側面部90bに対応し、金型開閉方向Zと第1直交方向Yとに沿うように延びる側方キャビティ部(第1キャビティ部)5と、が含まれることになる。なお、部位90cは、金型開閉方向Zに対して略垂直な方向に形成される、所謂アンダーカット部と称される部分であり、側方キャビティ部5の下端部における第2直交方向X内側に延びる空間部5a内で成形される。
固定型(外型)10は、図1に示すように、取付け板12を介して成形機(図示せず)に取り付けられているとともに、後述するガイドピン23が挿入されるガイドピンブッシュ13を有している。また、固定型10には、スプルー14が形成されており、かかるスプルー14を通じて溶融樹脂が射出成形金型1内に射出注入されるようになっている。
一方、可動型(内型)20は、図1に示すように、取付け板22を介して成形機(図示せず)に取り付けられているとともに、ガイドピン23を有している。可動型20は、固定型10に対して近付くように上昇したり、固定型10から離れるように下降したりするように構成されている。その際、ガイドピン23がガイドピンブッシュ13に挿入されることで、固定型10および可動型20が適正な位置で金型開閉方向Zに相対移動するようになっている。また、可動型20の下側部分20bには、その内部に昇降板25が当該下側部分20bに対して金型開閉方向Zに相対移動可能に設けられている一方、可動型20の上側部分20aには、その内部に押出コア26が当該上側部分20aに対して金型開閉方向Zに相対移動可能に設けられている。これら昇降板25と押出コア26とは、上側部分20aに対して金型開閉方向Zに摺動可能に設けられている押出ロッド26aによって連結されている。このような構成により、脱型時に、成形機のシリンダロッド24の昇降動作により、昇降板25が昇降すると、それに伴って押出コア26が上側部分20aに対して昇降することで、成形品90を可動型20から離型させるようになっている。なお、図1以外の図面では、図を見易くするために、スプルー14、シリンダロッド24、昇降板25、押出ロッド26a、押出コア26等を図示省略する。
固定型10には、金型開閉方向Z上側に凹む凹面11が形成されている一方、可動型20には、金型開閉方向Z上側に凸の凸面21が形成されていて、可動型20が固定型10に最も近付いた型締め状態で、固定型10の凹面11と可動型20の凸面21との間に、上述したキャビティ3が形成されるようになっている。これにより、凹面11がバンパ90の外面側を成形する一方、凸面21がバンパ90の内面側を成形するようになっている。
それ故、請求項との関係では、固定型10が、本発明でいうところの「成形品の外面側を成形する外型」に相当し、可動型20が、本発明でいうところの「成形品の内面側を成形する内型」に相当する。また、上述した、側面部90bに対応する側方キャビティ部5が、本発明でいうところの「金型開閉方向と金型開閉方向に直交する第1直交方向とに沿うように延びる第1キャビティ部」に相当する。
次に、脱型コア30および追従コア40について説明するが、本発明を理解し易くするために、これに先立ち、従来1および2の射出成形金型101,201について説明する。図14は、従来1の射出成形金型101を模式的に示す図であり、図15は、従来2の射出成形金型201を模式的に示す図であり、図16は、図15のXVI−XVI線の矢視断面図である。なお、図14、図15および図16(a)では、図を見易くするために、キャビティ103、上方キャビティ部204および側方キャビティ部205に充填される溶融樹脂を図示省略している。
従来1の射出成形金型101では、図14に示すように、固定型110と可動型120との間に形成されるキャビティ103に、溶融樹脂を射出注入することで成形品を成形するが、成形品が大型化すると、溶融樹脂をキャビティ103内に行渡らせるために、高い射出圧力が必要となる。このため、相対的に大型の成形品を射出成形する場合には、金型開閉方向(図14の上下方向)における固定型110と可動型120との合わせ面(金型分割面)108が高い射出圧力によって開き、開いた金型分割面108に溶融樹脂が入り込み、成形品にバリが発生することがある。
もっとも、従来1の射出成形金型101のように、平板等の比較的単純な形状の成形品を成形する場合には、成形時の樹脂圧力(黒塗り矢印参照)が、金型開閉方向と同じ方向に掛かることから、金型分割面108が開かないような型締め力(白抜き矢印参照)を掛けることで、バリの発生を抑えることが可能となる。
これに対し、従来2の射出成形金型201のように、本実施形態と同様、相対的に大型で且つ比較的複雑な形状の意匠部品を成形する場合には、上方キャビティ部204では金型開閉方向(図15の上下方向)と同じ方向に樹脂圧力(黒塗り矢印参照)が掛かる一方、側方キャビティ部205では第2直交方向(図15の左右方向)に樹脂圧力(ドット矢印参照)が掛かる。このように、樹脂圧力が金型開閉方向と異なる方向に掛かると、型締め力(白抜き矢印参照)が樹脂圧力に抗するように作用しないため、樹脂圧力に対して金型強度が不足する場合には、図15の破線で示すように、固定型210が弾性領域で外側に変形し、金型開閉方向における固定型210と可動型220との金型分割面208が開くことでバリが発生することがある。
また、側方キャビティ部205では、第1直交方向(図15の紙面直交方向)の端部においても、図16(a)に示すように、第2直交方向における金型分割面209が設定されることが多い。それ故、図16(b)に示すように、成形時の樹脂圧力(ドット矢印参照)で固定型210が弾性領域で第2直交方向外側に変形すると(黒塗り矢印参照)、白塗り矢印で示すように第2直交方向における金型分割面209が開き、開いた金型分割面209に溶融樹脂が入り込むことでバリが発生する場合がある。
そこで、本実施形態では、成形時に金型開閉方向Zと異なる方向に樹脂圧力が掛かる側方キャビティ部5の端部を区画するコア30,40を、当該端部を区画した状態を維持しながら、固定型10の変形に追従させるようにしている。
具体的には、本実施形態の射出成形金型1では、図1に示すように、第2直交方向Xで固定型10と可動型20とに跨って側方キャビティ部5の端部の少なくとも一部を区画する脱型コア30および追従コア40を、側方キャビティ部5の端部を区画しながら第2直交方向Xに移動可能で、且つ、固定型10に対して第2直交方向Xに実質的に遊びなく係合するように構成している。以下、脱型コア30と追従コア40とを分けて、それぞれについて詳細に説明する。
−脱型コア−
図4は、脱型コア30を模式的に説明する図であり、同図(a)は射出成形金型1における脱型コア30の配置位置を示す図であり、同図(b)は成形時における脱型コア30の動作を模式的に説明する図である。なお、図4では、図を見易くするために、キャビティ3に充填される溶融樹脂を図示省略している。また、図4(b)では、図を見易くするために、隙間G1を誇張して示している。
脱型コア30は、第1直交方向Yに延びる長尺状に形成されていて、図4(a)に示すように、第2直交方向Xで固定型10と可動型20とに跨って側方キャビティ部5における金型開閉方向Zの下端部(バンパ90の側面部90bの端部に対応する部位)を第1直交方向Yの全長に亘って区画している。より詳しくは、脱型コア30には、第1直交方向Yに延びる凹条部31が形成されていて、かかる凹条部31によって側方キャビティ部5の下端部に設けられた空間部5aが区画されている。
また、脱型コア30は、可動型20に形成された掘り込み部27に嵌っているが、可動型20には固定されておらず、第2直交方向Xに移動可能に構成されている。さらに、脱型コア30には、固定型10に形成された金型開閉方向Zに窪む凹部15に実質的に遊びなく嵌合(係合)する、金型開閉方向Zに突出する凸部33が形成されている。
以上のように形成された脱型コア30を可動型20の掘り込み部27に嵌めた後、可動型20を固定型10に近付けて型締めすると、脱型コア30の凸部33が固定型10の凹部15に嵌合する一方、可動型20を固定型10から離して型開きすると、凸部33が凹部15から外れるようになっている。このように、脱型コア30と固定型10とは金型開閉方向Zに着脱可能に係合しているが、型締め状態では、凸部33が凹部15に実質的に遊びなく嵌合していることから、固定型10が弾性領域で第2直交方向X外側に変形すると、それに追従して脱型コア30が第2直交方向X外側に移動することになる。
脱型コア30が第2直交方向X外側に移動すると、図4(b)に示すように、可動型20と脱型コア30との間に隙間G1が生じるが、かかる隙間G1は側方キャビティ部5とは無関係な位置に生じているので、従来2の射出成形金型201のようなバリが発生することはない。また、脱型コア30が第2直交方向X外側に移動すると、凹条部31の位置が二点鎖線で示す元の位置から第2直交方向X外側に若干ずれるが、凹条部31によって空間部5aが区画されている状態は維持される。このように、本実施形態の脱型コア30を用いれば、固定型10が第2直交方向X外側に変形することで、成形品(バンパ90の側面部90b)の厚さは若干厚くなるが、固定型10に追従して、脱型コア30が固定型10と可動型20とに跨って空間部5aを区画しながら第2直交方向X外側に移動することから、成形品90にバリが発生するのを抑制することができる。
−追従コア−
本実施形態では、固定型10が第2直交方向X外側に変形しても、上述の如く、脱型コア30によって、側方キャビティ部5における金型開閉方向Zの下端部でのバリの発生を抑えることが可能である。また、図4(a)に示すように、固定型10のコッター18を可動型20に当てることで、矢印Aで示すような金型開閉方向Zの下端部における固定型10の変形自体を抑えることが可能な場合もある。
もっとも、仮に側方キャビティ部5における金型開閉方向Zの下端部における固定型10の変形を抑えることができたとしても、図4(a)の矢印Bで示すように、側方キャビティ部5が中膨れする場合がある。このように、側方キャビティ部5が中膨れすると、図16(b)と同様に、第2直交方向Xにおける金型分割面が開くことでバリが発生する場合がある。
そこで、本実施形態では、図1に示すように、脱型コア30と追従コア40とを併用するようにしている。図5は、追従コア40を模式的に説明する図であり、図6は、追従コア40を模式的に示す斜視図であり、図7は、追従コア40の取付け構造を模式的に説明する図であり、図8は、図5のVIII−VIII線の矢視断面図である。なお、図5および図8では、図を見易くするために、キャビティ3に充填される溶融樹脂を図示省略している。また、図8では、図を見易くするために、隙間G2を誇張して示している。さらに、図6は、図3における第1直交方向Y奥側の追従コア40を示している。
追従コア40は、図5に示すように、側方キャビティ部5における第1直交方向Yの端部(バンパ90の側面部90bの上端部および下端部に対応する部位)の一部を区画している。このように、追従コア40は、第2直交方向X外側へ傾斜しながら金型開閉方向Zに延びる、側方キャビティ部5における第1直交方向Yの端部を区画することから、図6に示すように、斜めに傾いた略柱状に形成されている。この追従コア40には、図8に示すように、側方キャビティ部5の形状に沿うように金型開閉方向Zに延びる凹条部41が形成されている。追従コア40は、第2直交方向Xで固定型10と可動型20とに跨るように設けられ、かかる凹条部41によって側方キャビティ部5における第1直交方向Yの端部の空間部5bが区画される。つまり、本実施形態では、固定型210と可動型220とで金型分割面209が形成されていた従来2の射出成形金型201とは異なり、固定型10および可動型20と追従コア40とで金型分割面9(図6参照)が形成されている。
また、追従コア40は、図7(a)に示すように、可動型20に形成された掘り込み部28に嵌まるとともに、可動型20に対して第2直交方向Xに移動可能に構成されている。より詳しくは、追従コア40は、可動型20における、側方キャビティ部5よりも第2直交方向X内側に形成された掘り込み部28に嵌まるとともに、掘り込み部28の上下にボルト48,49で取り付けられた押え板46,47によって、可動型20から外れないように組み付けられている。もっとも、追従コア40は、押え板46,47によって、可動型20に固定されている訳ではなく、追従コア40の上側当接部42および下側当接部43と上下の押え板46,47との間には、第2直交方向XにクリアランスC1が設けられている。つまり、追従コア40は、可動型20におけるキャビティ3を形成しない部位に、第2直交方向Xに遊びを持って取り付けられている。これにより、追従コア40は、図7(b)に示すように、上側当接部42および下側当接部43が押え板46,47に当たるまで、掘り込み部28と押え板46,47との間で、第2直交方向Xに移動可能となっている。
さらに、追従コア40には、図5〜図7に示すように、固定型10に形成された金型開閉方向Zに窪む凹部16,17に実質的に遊びなく嵌合(係合)する、金型開閉方向Zに突出する凸部44,45が形成されている。
以上のように形成された追従コア40は、可動型20を固定型10に近付けて型締めすると、追従コア40の凸部44,45が固定型10の凹部16,17に嵌合する一方、可動型20を固定型10から離して型開きすると、凸部44,45が凹部16,17から外れるようになっている。このように、追従コア40と固定型10とは金型開閉方向Zに着脱可能に係合しているが、型締め状態では、凸部44,45が凹部16,17に実質的に遊びなく嵌合していることから、固定型10が弾性領域で第2直交方向X外側に変形すると、追従コア40が第2直交方向X外側に引っ張られることになる。追従コア40は、遊び(クリアランスC1)の範囲内で第2直交方向Xに移動可能であることから、図5に示すように、固定型10の変形に追従して第2直交方向X外側に移動する。これにより、固定型10の第2直交方向X外側への変形をある程度許容しつつ、上側当接部42および下側当接部43が押え板46,47に当たることで、固定型10の過度の変形を規制することができるようになっている。
図8の白抜き矢印で示すように、追従コア40が第2直交方向X外側に移動すると、可動型20と追従コア40との間に隙間G2が生じるが、かかる隙間G2は側方キャビティ部5とは無関係な位置に生じているので、従来2の射出成形金型201のようなバリが発生することはない。また、追従コア40が第2直交方向X外側に移動すると、凹条部41の位置が第2直交方向X外側に若干ずれるが、凹条部41によって空間部5bが区画されている状態は維持される。このように、本実施形態の追従コア40を用いれば、固定型10が第2直交方向X外側に変形することで、成形品(バンパ90の側面部90b)の厚さは若干厚くなるが、固定型10に追従して、追従コア40が固定型10と可動型20とに跨って空間部5bを区画しながら第2直交方向X外側に移動することから、成形品90にバリが発生するのを抑制することができる。
以上のように、本実施形態によれば、金型開閉方向Zと第1直交方向Yとに沿うように延びる側方キャビティ部5を、換言すると、成形時に金型開閉方向Zと異なる方向に樹脂圧力が掛かるキャビティ部を有する射出成形金型1において、脱型コア30および追従コア40を設けるという簡単な構成で、成形時に金型構成部品(固定型10と可動型20と)の開きに起因してバリが発生するのを抑えることができる。
<変形例>
本変形例は、追従コア50がスライドコアとして構成されている点が、上記実施形態1と異なるものである。以下、実施形態1と異なる点を中心に説明する。
上記図8に示すように、側方キャビティ部5における第1直交方向Yの端部を追従コア40によって区画する場合、側方キャビティ部5内に成形された成形品90に対して、可動型20および追従コア40を、図8の紙面直交方向に抜くことから、脱型時に追従コア40が支障となることは少ない。しかしながら、成形品90の第1直交方向Yにおける端部の形状によっては、脱型時に追従コア40が存在しない方が、可動型20からの脱型をスムーズに行える場合もある。
そこで、本変形例では、追従コア50を第1直交方向Yに移動可能なスライドコアとして構成している。図9は、本変形例に係る追従コア50を模式的に示す図であり、同図(a)は斜視図であり、同図(b)は側面図である。また、図10は、追従コア50の移動方向を模式的に説明する図であり、図11は、追従コア50の動作を模式的に説明する図である。
追従コア50は、図9に示すように、追従コア40と同様、斜めに傾いた略柱状に形成されている。追従コア50は、第2直交方向Xで固定型10と可動型20とに跨るように設けられ、図9(b)に示す凹条部51によって側方キャビティ部5における第1直交方向Yの端部を区画するようになっている。
また、追従コア50は、追従コア40と同様に、可動型20に形成された掘り込み部28に嵌まるとともに、掘り込み部28の上下にボルトで取り付けられた押え板56,57によって、第2直交方向Xに遊び(クリアランス)を持って取り付けられている。もっとも、押え板56,57は、追従コア40の場合と異なり、図9(a)に示すように、第1直交方向Yに延びており、かかる押え板56,57と対向する追従コア50の上側当接部52および下側当接部53も第1直交方向Yに延びている。これにより、追従コア50は、上側当接部52および下側当接部53が押え板56,57に当たるまで、掘り込み部28と押え板56,57との間で、第2直交方向Xに移動可能となっているのみならず、図10に示すように、長尺の押え板56,57に沿って第1直交方向Yにも移動可能となっている。なお、追従コア50の第1直交方向Yへの移動は、例えば駆動機構(図示せず)で行われるようになっている。
以上のように形成された追従コア50は、凹条部51が形成された面が可動型20に当たるまで押え板56,57に沿って第1直交方向Y内側に移動された後、可動型20を固定型10に近付けて型締めすると、追従コア50の凸部54,55が固定型10の凹部16,17に嵌合するようになっている。このように、型締め状態では、凸部54,55が凹部16,17に実質的に遊びなく嵌合することから、追従コア50は第1直交方向Yに移動不能となる。もっとも、上側当接部52および下側当接部53と上下の押え板56,57との間には、第2直交方向Xにクリアランスが設けられていることから、固定型10が第2直交方向X外側に変形すると、固定型10の変形に追従して追従コア50が第2直交方向X外側に移動するので、追従コア40と同様に、成形品90にバリが発生するのを抑制することができる。
成形完了後、可動型20を固定型10から離して型開きすると、凸部54,55が凹部16,17から外れることで、図11(a)のハッチング矢印で示すように、追従コア50は再び第1直交方向Yに移動可能となる。そうして、追従コア50を、図11(b)に示すように、可動型20から離すように押え板56,57に沿って第1直交方向Y外側に移動させれば、成形品90の第1直交方向Yにおける端部が解放されることから、可動型20からの成形品90の脱型をよりスムーズに行うことができる。
(実施形態2)
本実施形態は、脱型コア60が分割可能に構成されている点が、上記実施形態1と異なるものである。以下、実施形態1と異なる点を中心に説明する。
図17は、脱型時における脱型コア30の動作を模式的に説明する図である。固定型10と可動型20とを型開きした後、アンダーカット部90cが引っ掛っている成形品90を可動型20から脱型する際には、図17(a)の白抜き矢印で示すように、駆動機構(図示せず)を用いて脱型コア30を第2直交方向X外側に引き、図17(b)に示すように、アンダーカット部90cの引っ掛りを解いた後、成形品90を可動型20から脱型することが多い。
しかしながら、脱型コア30の第2直交方向Xでの作動量が大きいと、換言すると、図17(c)に示すように、アンダーカット部90cが相対的に長いと、脱型時に図17(d)のA部において脱型コア30の凹条部31とアンダーカット部90cとが干渉してしまい、成形品90を傷付く場合がある。
そこで、図18に示すように、脱型コア330を第2直交方向Xで内側部品370と外側部品380とに分割可能な分割タイプとし、脱型時に外側部品380と成形品とに隙間を設けて、脱型コア330と成形品との干渉を抑制することが考えられる。しかしながら、上記実施形態1では、上述の如く、成形品90にバリが発生するのを抑制するべく、固定型10の変形に追従して脱型コア30を第2直交方向X外側に移動可能としていることから、脱型コア330を第2直交方向Xで内側部品370と外側部品380とに分割すると、成形時に固定型310に追従して外側部品380が移動した際に、内側部品370と外側部品380との間に隙間G3が生じ、かかる隙間G3に溶融樹脂が入り込み、成形品にバリ等が発生するおそれがある。
そこで、アンダーカット部90cが相対的に長い場合に対処すべく、本実施形態に係る射出成形金型1’では、脱型コア60を、第2直交方向Xに分割可能に組み合わされる内側コア部70と外側コア部80とで構成するとともに、型締め状態では、内側コア部70と外側コア部80との分割を禁止するようにしている。以下、脱型コア60について詳しく説明する。
図12は、本実施形態に係る射出成形金型1’を模式的に示す図である。この射出成形金型1’では、側方キャビティ部5’は、バンパ90における相対的に長いアンダーカット部90cに対応する、金型開閉方向Zの下端部から第2直交方向X内側に延びる空間部(第2キャビティ部)5c’を有している。
脱型コア60は、第1直交方向Yに延びる長尺状の内側コア部70と、第1直交方向Yに延びる長尺状の外側コア部80と、を有していて、これら内側コア部70と外側コア部80とを第2直交方向Xに組み合わせることで、第1直交方向Yに延びる長尺状に形成されている。より詳しくは、内側コア部70は第2直交方向X外側に突出する凸条部71を有している一方、外側コア部80は上下に離間して各々第2直交方向X内側に突出する上側凸条部81および下側凸条部82を有している。内側コア部70と外側コア部80とは、上側凸条部81と下側凸条部82との間に凸条部71が嵌まることで、第2直交方向Xに分割可能に組み合わされている。
なお、内側コア部70と外側コア部80とは、図12に示す断面とは異なる断面位置では、第2直交方向Xに延びるロッド(図示せず)および内側コア部70と外側コア部80とを第2直交方向Xに引き離すように付勢するバネ(図示せず)で繋がれており、他の力が作用していない場合には、第2直交方向Xに離間するが、完全に分離することはないように構成されている。また、内側コア部70および外側コア部80は、駆動機構(図示せず)を用いて第2直交方向Xに進退するように構成されている。
また、内側コア部70の上端部における第2直交方向X外側の角部、および、上側凸条部81の上端部における第2直交方向X内側の角部は、共に切り欠かれており、内側コア部70と外側コア部80とが組み合わされた状態で、切り欠かれた部分同士が組み合わされて第1直交方向Yに延びる凹条部61が形成されるようになっている。それ故、内側コア部70と外側コア部80とが組み合わされた状態で、脱型コア60が、可動型20’に形成された掘り込み部27’に嵌って第2直交方向Xで固定型10’と可動型20’とに跨るように配置されると、かかる凹条部61によって側方キャビティ部5’におけるアンダーカット部90cに対応する空間部5c’が区画されるようになっている。
さらに、外側コア部80には、固定型10’に形成された金型開閉方向Zに窪む凹部15’に実質的に遊びなく嵌合(係合)する、金型開閉方向Zに突出する凸部83が形成されている。それ故、可動型20’を固定型10’に近付けて型締めすると、凸部83が凹部15’に嵌合する一方、可動型20’を固定型10’から離して型開きすると、凸部83が凹部15’から外れるようになっている。このように、外側コア部80と固定型10’とは金型開閉方向Zに着脱可能に係合しているが、型締め状態では、凸部83が凹部15’に実質的に遊びなく嵌合していることから、固定型10’が第2直交方向X外側に変形すると、外側コア部80が第2直交方向X外側に引っ張られるようになっている。
次に、型締め状態において内側コア部70と外側コア部80との分割を禁止する構成について説明する。
先ず、可動型20’には、図12に示すように、脱型コア60が嵌まる掘り込み部27’に、第2直交方向Xに延びるコマ73と、当該コマ73を第2直交方向X外側に付勢する皿バネ74とが設けられている。これにより、掘り込み部27’に嵌まった内側コア部70が、皿バネ74で付勢されるコマ73によって第2直交方向X外側に押されるようになっている。なお、皿バネ74の付勢力は、上述した内側コア部70と外側コア部80とを第2直交方向Xに引き離すように付勢するバネの付勢力よりも大きく設定されている。
また、内側コア部70には、上側凸条部81と下側凸条部82との間に嵌まる凸条部71に、金型開閉方向Zに延びる第1孔部72が形成されている。一方、外側コア部80の上側凸条部81には、金型開閉方向Zに延びる第2孔部84が形成されている。これら第1孔部72と第2孔部84とは、内側コア部70と外側コア部80とが組み合わされた状態で、第1孔部72の軸心と第2孔部84の軸心とが一致するような位置に形成されている。
さらに、外側コア部80の第2孔部84には、図12に示すように、位置決めピン85が挿入されているとともに、かかる位置決めピン85を金型開閉方向Zにおける上側(固定型10’側)に付勢するバネ86が設けられている。
図13は、脱型コア60の動作を模式的に説明する図である。図13(a)に示すように、駆動機構を用いて脱型コア60を掘り込み部27’に嵌めると、皿バネ74で付勢されるコマ73によって内側コア部70が第2直交方向X外側に押されて、外側コア部80に押し付けられ、上側凸条部81と下側凸条部82との間に凸条部71が嵌まることになる。
そうして、図13(b)に示すように、可動型20’を固定型10’に近付けて型締めすると、外側コア部80の凸部83が固定型10’の凹部15’に嵌合するとともに、第2孔部84に挿入された位置決めピン85が、固定型10’に押されることで、バネ86の付勢力に抗して第1孔部72に挿入されることになる。このように、型締め状態では、内側コア部70の第1孔部72と外側コア部80の第2孔部84とに位置決めピン85が挿入されることから、内側コア部70と外側コア部80との分割が禁止されることになる。それ故、請求項との関係では、第1孔部72、第2孔部84、位置決めピン85およびバネ86が、本発明でいうところの「型締め状態で内側コア部と外側コア部との分割を禁止する禁止手段」に相当する。
このように、型締め状態では、内側コア部70と外側コア部80との分割が禁止されるとともに、凸部83が凹部15’に実質的に遊びなく嵌合していることから、固定型10’が弾性領域で第2直交方向X外側に変形すると、それに追従して脱型コア60全体が第2直交方向X外側に移動することになる。それ故、脱型コア30と同様に、固定型10’と可動型20’との開きに起因してバリが発生するのを抑えることができるのみならず、内側コア部70と外側コア部80との開きに起因してバリが発生するのも抑えることができる。
そうして、成形完了後、図13(c)に示すように、可動型20’を固定型10’から離して型開きすると、バネ86の付勢力によって位置決めピン85が第1孔部72から抜け出すことから、内側コア部70と外側コア部80とが分割可能な状態になる。
上述の如く、内側コア部70と外側コア部80とは、バネによって第2直交方向Xに離間するように構成されていることから、内側コア部70と外側コア部80とが分割可能な状態になると、図13(d)の黒塗り矢印で示すように、外側コア部80が内側コア部70から離れて、外側コア部80とアンダーカット部90cとの間に隙間が生じることになる。
そうして、図13(e)の白抜き矢印で示すように、外側コア部80を駆動機構で第2直交方向X外側に引っ張ると、内側コア部70と外側コア部80との間に隙間が空いた状態で、内側コア部70と外側コア部80とが第2直交方向X外側に移動することになる。内側コア部70が第2直交方向X外側に移動すると、アンダーカット部90cも第2直交方向X外側に移動し、アンダーカット部90cの可動型20’に対する引っ掛りが解かれることになる。このとき、外側コア部80とアンダーカット部90cとの間に隙間が生じていることから、脱型コア60の凹条部61とアンダーカット部90cとが干渉することがないので、バリが発生するのを抑制しつつ、成形品90が傷付くのを抑えることができる。
(その他の実施形態)
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
上記実施形態1では、バンパ90を成形する射出成形金型1に本発明を適用したが、金型開閉方向と金型開閉方向に直交する方向とに沿うように延びるキャビティが含まれるのであれば、バンパ90以外の成形品を成形する射出成形金型に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態1では、脱型コア30と追従コア40とを併用したが、例えば固定型10のコッター18を可動型20に当てること等により、金型開閉方向Zの下端部における固定型10の変形自体を抑えることができるのであれば、これに限らず、追従コア40だけを用いるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態1では、アンダーカット部を有する成形品を成形する場合に、側方キャビティ部5の下端部に脱型コア30を適用したが、これに限らず、アンダーカット部を有しない成形品を成形する場合には、側方キャビティ部5の下端部に、凹条部31を有しないこと以外は脱型コア30とほぼ同様の形状の追従コアを適用してもよい。このような追従コアを用いれば、アンダーカット部を有しない成形品を成形する場合にも、弾性領域で第2直交方向X外側に変形する固定型に追従して追従コアが第2直交方向X外側に移動することによって、成形品にバリが発生するのを抑制することができる。
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
本発明によると、成形時に金型構成部品の開きに起因してバリが発生するのを抑えることができるので、金型開閉方向と金型開閉方向に直交する方向とに沿うように延びるキャビティ部を有する射出成形金型に適用して極めて有益である。
1,1’ 射出成形金型
3 キャビティ
5,5’ 側方キャビティ部(第1キャビティ部)
5a,5b 空間部(端部)
5c’ 空間部(第2キャビティ部)
10,10’ 固定型(外型)
15,15’ 凹部
16,17 凹部
20,20’ 可動型(内型)
30 脱型コア
33 凸部
40 追従コア
44,45 凸部
50 追従コア(スライドコア)
54,55 凸部
60 脱型コア
70 内側コア部
72 第1孔部(禁止手段)
80 外側コア部
83 凸部
84 第2孔部(禁止手段)
85 位置決めピン(禁止手段)
86 バネ(禁止手段)
90 バンパ(成形品)
90c アンダーカット部
X 第2直交方向
Y 第1直交方向
Z 金型開閉方向

Claims (7)

  1. 金型開閉方向に相対移動する、成形品の外面側を成形する外型および成形品の内面側を成形する内型を備え、型締め状態で当該外型と当該内型との間に形成されるキャビティに、金型開閉方向と金型開閉方向に直交する第1直交方向とに沿うように延びる第1キャビティ部が含まれる射出成形金型であって、
    金型開閉方向と第1直交方向とに直交する第2直交方向で上記外型と上記内型とに跨って上記第1キャビティ部の端部の少なくとも一部を区画するコアをさらに備え、
    上記コアは、型締め状態で、上記外型と上記内型とに跨って上記端部を区画しながら第2直交方向に移動可能で、且つ、上記外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合するように構成されていることを特徴とする射出成形金型。
  2. 上記請求項1に記載の射出成形金型において、
    上記コアと上記外型とは、いずれか一方に設けられた金型開閉方向に突出する凸部と、当該凸部が嵌合可能な、いずれか他方に設けられた金型開閉方向に窪む凹部と、で係合していることを特徴とする射出成形金型。
  3. 上記請求項1または2に記載の射出成形金型において、
    上記コアは、上記第1キャビティ部における第1直交方向の端部の少なくとも一部を区画するものであり、上記内型における上記キャビティを形成しない部位に、第2直交方向に遊びを持って取り付けられていることを特徴とする射出成形金型。
  4. 上記請求項3に記載の射出成形金型において、
    上記コアは、第1直交方向に移動可能なスライドコアとして構成されていることを特徴とする射出成形金型。
  5. 上記請求項1または2に記載の射出成形金型において、
    上記コアは、上記第1キャビティ部における金型開閉方向の端部を区画していることを特徴とする射出成形金型。
  6. 上記請求項5に記載の射出成形金型において、
    上記第1キャビティ部は、上記成形品における相対的に長いアンダーカット部に対応する、金型開閉方向の端部から上記内型側へ第2直交方向に延びる第2キャビティ部を有しており、
    上記コアは、第2直交方向に分割可能に組み合わされるとともに、組み合わされた状態で上記第2キャビティ部を共に区画する内側コア部と外側コア部とを有しており、
    上記外側コア部は、型締め状態で上記外型に対して第2直交方向に実質的に遊びなく係合するように構成されており、
    型締め状態で上記内側コア部と上記外側コア部との分割を禁止する禁止手段をさらに備えていることを特徴とする射出成形金型。
  7. 上記請求項6に記載の射出成形金型において、
    上記禁止手段は、
    上記内側コア部に形成された金型開閉方向に延びる第1孔部と、
    上記内側コア部と上記外側コア部とが組み合わされた状態で、上記第1孔部と軸心が一致する、上記外側コア部に形成された金型開閉方向に延びる第2孔部と、
    上記第2孔部に挿入される位置決めピンと、
    上記位置決めピンを金型開閉方向における上記第1孔部の反対側に付勢するバネと、を有しており、
    上記位置決めピンは、型締め状態では、上記外型に押されることで、上記バネの付勢力に抗して上記第1孔部に挿入されるように構成されていることを特徴とする射出成形金型。
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