JP2020116776A - ハニカム状構造体の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】少ない駆動源で段階的に駆動可能な複数の抜きピンを備えるハニカム状構造体の製造装置。【解決手段】固定型3と固定型3に向かってストロークする可動型2と可動型2を固定型3に向かってストロークして形成されるキャビティ4に整列配置されると共に可動型2の可動方向にそれぞれ延びる複数の抜きピン21a〜21eと複数の抜きピン21a〜21eが配置されたキャビティ4に樹脂を射出してハニカム状構造体10を成型する射出機構5とを備え、複数の抜きピン21a〜21eは可動型2のストロークに伴って可動型2と一体的及び相対的に前記可動方向にストローク可能でありストローク長の違いによって2以上の郡に分類され、キャビティ4にハニカム状構造体10が成型された状態で可動型2を離型させるとストローク長が短い郡に属する複数の抜きピンから順にハニカム状構造体10から外れる、ハニカム状構造体の製造装置。【選択図】図3
Description
本発明は、ハニカム状構造体の製造装置に関する。
閉じた一対の金型に溶融樹脂を射出して成型品を製造する装置が知られている。
例えば特許文献1には、突き出しピンとスライドコアとを有する可動型を備え、突き出しピンとスライドコアとを時間差をつけて駆動して、段階的に成型品を離型する製造装置が開示されている。
例えば特許文献1には、突き出しピンとスライドコアとを有する可動型を備え、突き出しピンとスライドコアとを時間差をつけて駆動して、段階的に成型品を離型する製造装置が開示されている。
発明者らは、ハニカム状構造体の製造装置に関し、下記の課題を見出した。
一対の金型を閉じて形成されるキャビティに複数の抜きピンを整列配置した装置を用いてハニカム状構造体を製造することがある。当該装置では、複数の抜きピンが整列配置されたキャビティに樹脂を射出してハニカム状構造体を成型した後に、複数の抜きピンをハニカム状構造体から外す必要がある。複数の抜きピンをハニカム状構造体から同時に外す場合、離型時にハニカム状構造体に加わる摩擦が大きい。
一対の金型を閉じて形成されるキャビティに複数の抜きピンを整列配置した装置を用いてハニカム状構造体を製造することがある。当該装置では、複数の抜きピンが整列配置されたキャビティに樹脂を射出してハニカム状構造体を成型した後に、複数の抜きピンをハニカム状構造体から外す必要がある。複数の抜きピンをハニカム状構造体から同時に外す場合、離型時にハニカム状構造体に加わる摩擦が大きい。
そこで、特許文献1に開示された技術のように、複数の抜きピンを段階的に駆動してハニカム状構造体から外す装置が考えられる。しかしながら、複数の抜きピンを段階的に駆動するためには、複数の抜きピンのそれぞれに別個の駆動源を設ける必要がある。
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、少ない駆動源で段階的に駆動可能な複数の抜きピンを備える、ハニカム状構造体の製造装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための一態様は、断面形状が同じであると共に同じ方向に延びる複数の貫通孔、が整列するように形成された、ハニカム状構造体の製造装置であって、固定型と、前記固定型に向かってストロークする可動型と、前記可動型を前記固定型に向かってストロークして形成されるキャビティに、整列配置されると共に前記可動型の可動方向にそれぞれ延びる、複数の抜きピンと、前記複数の抜きピンが配置された前記キャビティに樹脂を射出して前記ハニカム状構造体を成型する射出機構と、を備える。前記複数の抜きピンは、前記可動型のストロークに伴って、前記可動型と一体的及び相対的に、前記可動方向にストローク可能であり、前記複数の抜きピンは、ストローク長の違いによって2以上の郡に分類され、前記キャビティに前記ハニカム状構造体が成型された状態で前記可動型を前記固定型から離型させると、ストローク長が短い郡に属する複数の抜きピンから順に、前記ハニカム状構造体から前記複数の抜きピンが外れる。
本発明に係るハニカム状構造体の製造装置は、複数の抜きピンがストローク長の違いによって2以上の郡に分類され、キャビティにハニカム状構造体が成型された状態で可動型を固定型から離型させると、ストローク長が短い郡に属する複数の抜きピンから順に、ハニカム状構造体から複数の抜きピンが外れる。したがって、可動型の駆動源を用いて複数の抜きピンを段階的に駆動することができる。そのため、複数の抜きピンのそれぞれに別個の駆動源を設ける必要がない。
本発明によれば、少ない駆動源で段階的に駆動可能な複数の抜きピンを備える、ハニカム状構造体の製造装置を提供することができる。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
(第1の実施形態)
まず、図1及び図2を参照して、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置を用いて製造されたハニカム状構造体(第1の実施形態に係るハニカム状構造体)の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の正面図である。図2は、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の斜視図である。
まず、図1及び図2を参照して、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置を用いて製造されたハニカム状構造体(第1の実施形態に係るハニカム状構造体)の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の正面図である。図2は、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の斜視図である。
なお、当然のことながら、図1及びその他の図面に示した右手系xyz直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、z軸正方向が鉛直上向き、xy平面が水平面であり、図面間で共通である。
図1に示すように、ハニカム状構造体10には、複数の貫通孔10aが整列配置されるように形成されている。複数の貫通孔10aは、図2に示すように、同じ方向に向かって延びている。複数の貫通孔10aのそれぞれは、断面形状が同じである。複数の貫通孔10aの断面形状は、特に限定されない。複数の貫通孔10aは、図1に示すように、例えば六角形状である。複数の貫通孔10aは、円形状、楕円形状、三角形状、及び矩形状等であってもよい。
ハニカム状構造体10は、樹脂製である。ハニカム状構造体10は、好ましくは、ガラス繊維強化樹脂や炭素繊維強化樹脂から成型される。ハニカム状構造体10は、具体的には、炭素繊維強化ポリアミド(PA−CF)、ガラス繊維強化ポリアミド(PA−GF)、炭素繊維強化ポリプロピレン(PP−CF)、及びガラス繊維強化ポリプロピレン(PP−GF)等から成型されることが好ましい。ガラス繊維強化樹脂や炭素繊維強化樹脂から成型されたハニカム状構造体10は、単位質量当たりのエネルギー吸収効率が良い。ハニカム状構造体10は、衝撃吸収部材に好適である。
次に、図3及び図4を参照して、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の構成について説明する。ハニカム状構造体の製造装置1は、図3に示すように、可動型2、固定型3、複数の抜きピン21a〜21e、戻しプレート23、及び射出機構5を備える。固定型3は、図3に示すように、一対のスライド3a、3bを有する。ハニカム状構造体の製造装置1は、図4に示すように、図3に示した構成に加えて、ストッパー24a〜24e、及び当て面25a〜25eを備える。
可動型2と固定型3とは、対向配置された一対の金型である。可動型2は、固定型3に向かってストローク可能である。可動型2を固定型3に向かってストロークさせることによって、可動型2と固定型3とを閉じることができる。
固定型3の可動型2側には、一対のスライド3a、3bが設けられている。一対のスライド3a、3bは、可動型2の可動方向と垂直な方向にストローク可能である。一対のスライド3a、3bは、互いに向かってストロークして、閉じた状態となる。閉じた一対のスライド3a、3bは、可動型2に向かって延びる1つの筒状部を形成する。可動型2は、一対のスライド3a、3bが形成する筒状部の外側面を囲う形状の凹部を有する。
キャビティ4は、一対のスライド3a、3bを閉じた状態で、可動型2と固定型3とを閉じて形成される空間である。一対のスライド3a、3bの内周面には、凹部4aが形成されている。凹部4aは、一対のスライド3a、3bの可動方向に向かって延びるように形成されている。
可動型2内には、収容空間2aが形成されている。収容空間2aには、複数の抜きピン21a〜21eの一方の端と、戻しプレート23と、が収容されている。複数の抜きピン21a〜21eは、戻しプレート23を貫通している。戻しプレート23は、収容空間2a内を可動型2の可動方向に可動である。
複数の抜きピン21a〜21eの断面形状は、図1に示す複数の貫通孔10aの断面形状に対応している。複数の抜きピン21a〜21eは、可動型2の可動方向にそれぞれ延びており、整列配置されている。複数の抜きピン21a〜21eは、可動型2と固定型3とを閉じた際に、一方の端が収容空間2aの最も可動型2側の端面に接触し、かつ、他方の端がキャビティ4の最も固定型3側の端面に接触するように設けられる。
複数の抜きピン21a〜21eの固定型3側の端には、凸部22a〜22eが形成されている。固定型3の凸部22a〜22eに接触する面には、凸部22a〜22eに対応した凹部が形成されている。したがって、可動型2と固定型3とを閉じると、凸部22a〜22eが固定型3に嵌め込まれる。
射出機構5は、キャビティ4に樹脂を射出する機構である。ハニカム状構造体10は、キャビティ4に樹脂を射出して成型される。キャビティ4に樹脂を射出すると、複数の抜きピン21a〜21eに不均一な圧力が加わることがある。複数の抜きピン21a〜21eは、凸部22a〜22eが固定型3に嵌め込まれているため、不均一な圧力が加わっても、固定型3側の端部が固定型3に嵌め込まれていない抜きピンに比較して、曲がりにくい。
キャビティ4の凹部4aに入り込んだ樹脂は、ハニカム状構造体10の表面にフランジを形成する。このように、キャビティ4の形状を適宜変更することによって、ハニカム状構造体10の表面にフランジやリブ等の追加形状を形成することができる。
図4に示すように、複数の抜きピン21a〜21eは、収容空間2a内において戻しプレート23よりも固定型3側に、ストッパー24a〜24eが形成されている。ストッパー24a〜24eは、筒状部材であり、複数の抜きピン21a〜21eを囲っている。収容空間2aの最も固定型3側の面には、当て面25a〜25eが配置されている。当て面25a〜25eは、筒状部材であり、複数の抜きピン21a〜21eを囲っている。
複数の抜きピン21a〜21eは、当て面25a〜25eを通って可動型2の可動方向にストロークすることができる。ストッパー24a〜24eは、当て面25a〜25eを通ることができない。したがって、複数の抜きピン21a〜21eのストロークは、ストッパー24a〜24eが当て面25a〜25eに当たると停止する。すなわち、複数の抜きピン21a〜21eのストローク長は、可動型2と固定型3とを閉じた際における、ストッパー24a〜24eの固定型3側の端から当て面25a〜25eの可動型2側の端までの距離である。
ストッパー24a〜24eは、2以上の異なる長さの構造体である。具体的には、例えば、図4に示すように、ストッパー24a、24c、24eの長さは、ストッパー24b、24dの長さよりも長い。つまり、複数の抜きピン21a、21c、21eのストローク長は、複数の抜きピン21b、21dのストローク長よりも短い。このように、複数の抜きピン21a〜21eは、ストローク長の違いによって、2以上の郡に分類される。
次に、図5〜10を参照して、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置からハニカム状構造体を取り出す方法を説明する。図5は、離型時における、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図6は、図5に示す点線部分の部分拡大図である。図7は、さらに離型させた際における、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図8は、図7に示す点線部分の部分拡大図である。図9は、複数の抜きピンを戻す際における、第1の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図10は、図9の点線部分の部分拡大図である。なお、図9では、固定型3及び射出機構5の図示を省略している。
射出機構5からキャビティ4に樹脂を射出してハニカム状構造体10を成型した後に、図5に示すように可動型2を駆動し、可動型2を固定型3から離型する。ハニカム状構造体10は、表面にフランジが形成されているため、固定型3側に残る。複数の抜きピン21a〜21eは、可動型2の可動方向にストローク可能であるため、可動型2がストロークしてもハニカム状構造体10から外れずに元の位置に留まる。すなわち、複数の抜きピン21a〜21eは、可動型2に対して相対的にストロークすることができる。
当て面25a〜25eは、可動型2に固定されているため、可動型2を固定型3から離型すると、ストッパー24a〜24eに近づく。当て面25a〜25eがストッパー24a〜24eに近づくと、図5及び図6に示すように、ストッパー24a、24c、24eが当て面25a、25c、25eに当たる。
図5及び図6に示した状態からさらに可動型2を離型すると、複数の抜きピン21a、21c、21eは、ストッパー24a、24c、24eが当て面25a、25c、25eに当たっているため、可動型2と一体となってストロークする。複数の抜きピン21a、21c、21eは、可動型2と一体となってストロークすると、ハニカム状構造体10から外れる。
図7及び図8に示すように、複数の抜きピン21a〜21eの全てが当て面25a〜25eに当たった状態となるまで可動型2を固定型3から離型すると、複数の抜きピン21a〜21e全てをハニカム状構造体10から外すことができる。このように、ハニカム状構造体の製造装置1は、ストローク長の短い郡に属するものから順に複数の抜きピン21a〜21eを外すことができる。各郡のストローク長の違いは、20mm以上であることが好ましい。各郡のストローク長の違いが20mm以上であると、各郡を確実に段階的に外すことができる。
ハニカム状構造体10に形成される複数の貫通孔10aの軸方向長さが長くなると、ハニカム状構造体10と複数の抜きピン21a〜21eとの接触面積が大きくなるため、複数の抜きピン21a〜21eを外す際にハニカム状構造体10に加わる摩擦力が大きくなる。ハニカム状構造体の製造装置1において、複数の抜きピン21a〜21eを外す際にハニカム状構造体10に加わる摩擦力の最大値は、一度に複数の抜きピンを外す装置に比較して、小さい。したがって、ハニカム状構造体の製造装置1を使用すると、ハニカム状構造体10に形成される複数の貫通孔10aの軸方向長さを長くすることができる。
複数の抜きピン21a〜21eの直径が固定型3側から可動型2側に向かって小さくなるように勾配をつけることによって、複数の抜きピン21a〜21eを外す際にハニカム状構造体に加わる摩擦力を抑えることがある。しかしながら、複数の抜きピン21a〜21eに勾配をつけると、ハニカム状構造体の固定型3側における樹脂材の厚みが必要以上に厚くなるため、ハニカム状構造体の重量が重くなり、製造コストが上昇する。
一方、ハニカム状構造体の製造装置1は、複数の抜きピン21a〜21eに勾配をつけることなく複数の抜きピン21a〜21eを外す際にハニカム状構造体10に加わる摩擦力を抑えることができる。したがって、ハニカム状構造体の製造装置1を用いて製造されたハニカム状構造体10は、重量が軽く、製造コストが安い。
複数の抜きピン21a〜21eを全て外した後に一対のスライド3a、3bを開き、ハニカム状構造体10を取り出す。次なるハニカム状構造体10を成型する際には、再びキャビティ4を形成する必要がある。
図10に示すように、複数の抜きピン21a〜21eの可動型2側の端には、フランジ状の凸部が形成されている。戻しプレート23には、複数の抜きピン21a〜21eの端部に形成されたフランジ状の凸部に対応した形状の凹部が形成されている。したがって、戻しプレートを可動型2側にストロークさせると、図9に示すように、複数の抜きピン21a〜21eを可動型2側に戻すことができる。
複数の抜きピン21a〜21eを可動型2側に戻し、かつ、キャビティ4を形成した後に、キャビティ4に樹脂を射出して次なるハニカム状構造体10を成型する。次なるハニカム状構造体10を取り出す際には、戻しプレート23を収容空間2aの固定型3側にストロークさせてから可動型2を駆動する。
上記で説明したように、複数の抜きピン21a〜21eは、可動型2の駆動源を利用して、段階的に駆動可能である。したがって、複数の抜きピン21a〜21eを駆動する複数の駆動源を設ける必要がない。
(第2の実施形態)
次に、図11を参照して、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の構成について説明する。第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置は、可動型2、ストッパー24a〜24e、及び当て面25a〜25eに代えて、可動型27を備える。また、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置は、戻しプレート23に代えて、戻しプレート7を備える。なお、図11では、固定型3、射出機構5、及び複数の抜きピン21c〜21eの図示を省略している。
次に、図11を参照して、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の構成について説明する。第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置は、可動型2、ストッパー24a〜24e、及び当て面25a〜25eに代えて、可動型27を備える。また、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置は、戻しプレート23に代えて、戻しプレート7を備える。なお、図11では、固定型3、射出機構5、及び複数の抜きピン21c〜21eの図示を省略している。
図11に示すように、戻しプレート7は、可動型27に対して固定型3が配置されている側の反対側に配置されている板状部材である。可動型27は、固定型3に対向配置されて一対の金型を成す金型である。可動型27は、固定型3に向かってストローク可能である。可動型27は、複数の抜きピン21a〜21eを通す貫通孔を有する。可動型27に形成された貫通孔には、複数の抜きピン21a〜21eの端に形成されたフランジ状の凸部を通すことができる段27a〜27eが形成されている。
複数の抜きピン21a〜21eの端に形成されたフランジ状の凸部は、貫通孔の段27a〜27eが形成されていない部分を通ることができない。したがって、複数の抜きピン21a〜21eのストローク長は、可動型27の可動方向における段27a〜27eの長さに応じて決定される。段27a〜27eは、可動型27の可動方向における長さによって、2以上の群に分類される。具体的には、段27aは、段27bに比較して、可動型27の可動方向における長さが短い。したがって、複数の抜きピン21a〜21eは、ストローク長によって2以上の郡に分類される。
次に、図11〜17を参照して、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置からハニカム状構造体を取り出す方法を説明する。図12は、離型時における、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図13は、さらに離型させた際における、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図14は、可動型を戻す際における、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図15は、戻しプレートを戻す際における、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図16は、次なるハニカム状構造体を成型する際における、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。図17は、次なるハニカム状構造体から離型する際における、第2の実施形態に係るハニカム状構造体の製造装置の模式断面図である。なお、図12〜17では、固定型3、射出機構5、及び複数の抜きピン21c〜21eの図示を省略している。
図11に示すように、ハニカム状構造体10を成型した後に、可動型27を駆動して離型する。可動型27が離型すると、図12に示すように、抜きピン21a等のストローク長が短い郡に属する複数の抜きピンは、段27a等に当たり、可動型27と一体となってストロークしてハニカム状構造体10から外れる。
図12に示した状態からさらに可動型27を離型させると、図13に示すように複数の抜きピン21a〜21eの全てが段27a〜27eに当たり、可動型27と一体となってストロークしてハニカム状構造体10から外れる。このように、複数の抜きピン21a〜21eは、可動型27の駆動源を利用して、段階的に駆動可能である。したがって、複数の抜きピン21a〜21eを駆動する複数の駆動源を設ける必要がない。
図13に示すように複数の抜きピン21a〜21e全てをハニカム状構造体10から外した後に、一対のスライド3a、3bを開き、ハニカム状構造体10を取り出す。次なるハニカム状構造体10を成型する際には、複数の抜きピン21a〜21eを図11に示す位置に戻す必要がある。
複数の抜きピン21a〜21eの位置を戻す際には、まず、図14に示すように可動型27を固定型3に向かってストロークし、複数の抜きピン21a〜21e全ての戻しプレート7側の端を段27a〜27eから突出させる。続いて、図15に示すように、戻しプレート7を可動型27に向かってストロークさせ、複数の抜きピン21a〜21eの位置を戻す。
次なるハニカム状構造体10を成型する際には、図16に示すように複数の抜きピン21a〜21eの位置を戻した状態でキャビティ4に樹脂を射出する。次なるハニカム状構造体10を取り出す際には、可動型27を駆動し、複数の抜きピン21a〜21eを段階的に外す。
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、少ない駆動源で段階的に駆動可能な複数の抜きピンを備える、ハニカム状構造体の製造装置を提供することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施形態では、複数の抜きピンのそれぞれにつき、ハニカム状構造体に1つの貫通孔を形成可能なハニカム状構造体の製造装置について説明した。しかしながら、本発明は、複数の抜きピンのそれぞれにつき、ハニカム状構造体に1以上の貫通孔を形成可能なハニカム状構造体の製造装置に適用可能である。具体的には、例えば、複数の抜きピンの固定型側がそれぞれ2以上に枝分かれし、枝分かれした部分のそれぞれがハニカム状構造体に貫通孔を形成するようにする。
1 ハニカム状構造体の製造装置
2 可動型
2a 収容空間
21a〜21e 複数の抜きピン
22a〜22e 凸部
23 戻しプレート
24a〜24e ストッパー
25a〜25e 当て面
3 固定型
3a、3b スライド
4 キャビティ
4a 凹部
5 射出機構
10 ハニカム状構造体
10a 複数の貫通孔
27 可動型
27a〜27e 段
7 戻しプレート
2 可動型
2a 収容空間
21a〜21e 複数の抜きピン
22a〜22e 凸部
23 戻しプレート
24a〜24e ストッパー
25a〜25e 当て面
3 固定型
3a、3b スライド
4 キャビティ
4a 凹部
5 射出機構
10 ハニカム状構造体
10a 複数の貫通孔
27 可動型
27a〜27e 段
7 戻しプレート
Claims (1)
- 断面形状が同じであると共に同じ方向に延びる複数の貫通孔、が整列するように形成された、ハニカム状構造体の製造装置であって、
固定型と、
前記固定型に向かってストロークする可動型と、
前記可動型を前記固定型に向かってストロークして形成されるキャビティに、整列配置されると共に前記可動型の可動方向にそれぞれ延びる、複数の抜きピンと、
前記複数の抜きピンが配置された前記キャビティに樹脂を射出して前記ハニカム状構造体を成型する射出機構と、を備え、
前記複数の抜きピンは、前記可動型のストロークに伴って、前記可動型と一体的及び相対的に、前記可動方向にストローク可能であり、
前記複数の抜きピンは、ストローク長の違いによって2以上の郡に分類され、
前記キャビティに前記ハニカム状構造体が成型された状態で前記可動型を前記固定型から離型させると、ストローク長が短い郡に属する複数の抜きピンから順に、前記ハニカム状構造体から前記複数の抜きピンが外れる、
ハニカム状構造体の製造装置。
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Cited By (1)
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CN114103013A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-01 | 大连銮艺精密模塑制造有限公司 | 通过外拉板及多步顶出机构实现脱离蜂窝状产品的模具 |
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2019
- 2019-01-21 JP JP2019007898A patent/JP2020116776A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114103013A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-01 | 大连銮艺精密模塑制造有限公司 | 通过外拉板及多步顶出机构实现脱离蜂窝状产品的模具 |
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