JP3596140B2

JP3596140B2 - 成形用金型

Info

Publication number: JP3596140B2
Application number: JP1556196A
Authority: JP
Inventors: 方公笹; 本尋規山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09206909A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンダーカット部を有する成形品を成形する成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金型で成形される製品にアンダーカット部がある場合、金型はアンダーカット部に干渉しないように型開する必要があり、このため従来では、特開平５−１６９２２５号公報に示すような、型内のアンダーカット部に摺動中子を設けて成形品を成形し、成形後に傾斜ピンや油圧駆動等により摺動中子を摺動させてアンダーカット部から離型して成形するのが一般的である。これについて、図４、５を用いて説明する。
【０００３】
図に示す金型成形装置は、アンダーカット部Ａを備えた製品Ｗを鋳造するものであり、図において、１０１は固定型、１０２は可動型、１０３はアンダーカット成形用の中子である。キャビティー１０４はこれら固定型１０１、可動型１０２、中子１０３によって形成される。固定型１０１には、所定角度図示下方に傾斜したガイドピン１０５が穿設されている。可動型１０２には、ピン逃がし穴１０６が形成されており、このピン逃がし穴１０６は、型締め状態においてガイドピン１０５が遊挿されるようになっている。中子１０３は、アンダーカット形成部である突起部１０８が先端側に形成されるとともに、基端側にガイドピン１０５と同傾斜をなす傾斜孔１０９が形成されており、型締め時に可動型１０２が移動してくると、この傾斜孔１０９にガイドピン１０５が摺動自在に嵌合するようになっている。
【０００４】
上記構成の金型成形装置において、図４に示す型締め状態で溶湯がキャビティー１０４に供給され、冷却凝固される。その後、図５に示すように型開きが開始されるが、このとき中子１０３はガイドピン１０５の傾斜に沿って図示下方に移動する。このようにして中子１０３とキャビティー１０４に形成された製品とが離型され、製品を取り出すことが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、可動型に設けられた傾斜ガイドピンにより中子を駆動させているため、アンダーカット部が大きい製品を成形する場合、ガイドピンによる摺動ストロークを大きく取らねばならず、そのため、ガイドピンの長さ自体も長くなり、装置の大型化、型構造の複雑化を招き、さらに、こじり等により作動が不安定となる。この不安定の度合いは、金型が加熱して膨張歪みが生じた場合により顕著となる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、アンダーカット部を有する成形品を成形する成形用金型において、構造が簡単でコンパクトであり、かつ作動を安定させることを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項１において講じた技術的手段は、固定型と、前記固定型に対して開閉可能な可動型とを有し、前記可動型の開閉方向に対してアンダーカット部を有する成形品を成形する成形用金型において、前記成形用金型は、前記固定型または前記可動型に設けられた貫通孔内に配置された第１支持部材と、前記固定型または前記可動型に設けられた前記貫通孔内に配置された第２支持部材と、前記第１支持部材に支承され前記第１支持部材を中心として揺動可能な揺動コアと、型開閉方向に沿って形成され前記第２支持部材を遊嵌する長孔を有する型開閉方向に移動可能なスライドコアとを有し、前記揺動コアは型締め状態において前記アンダーカット部に当接するアンダーカット当接部を有し、前記第１支持部材に対して前記アンダーカット部と反対側の端に末端部を有するものであり、前記スライドコアは型開閉方向に対して傾斜した傾斜面を備えるものであって、前記揺動コアの末端部と前記スライドコアの前記傾斜面とは係合しており、型開きが行われるにつれて前記末端部が前記傾斜面に沿って揺動するとともに前記アンダーカット当接部が前記第１支持部材を中心として前記アンダーカット部から離型する方向に揺動することを特徴とする、成形用金型としたことである。
【０００８】
上記技術的手段によれば、型開き工程において揺動コアは型開き方向に移動するとともに、支持部材を中心として揺動し、この揺動動作により成形品のアンダーカット部から離型される。従来の傾斜ピンを使用するものでは、大きなアンダーカット形状を有する成形品を成形する場合、傾斜ピンの摺動ストロークを大きく取らねばならず、設備の大型化、複雑化が余儀無くされていたが、本発明のように揺動動作により成形品のアンダーカット部から離型すれば、簡単かつコンパクトな設備構成で大きなアンダーカット部を有する成形品を成形できる。
【００１０】
上記技術的手段によれば、型開きが開始すると、第１支持部材に支承された揺動コアには型開き方向に移動しようとする力が生じ、この力はその末端部において係合しているスライドコアの傾斜面に伝達される。このため、揺動コアの末端部もその傾斜面に沿って回転しようとする力を生じる。この力が揺動の原動力となって揺動コアの揺動が開始され、揺動コアのアンダーカット当接部も揺動し、製品のアンダーカット部から離型される。このようにして、成形品と揺動コアとの離型が行われる。
【００１１】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項２において講じた技術的手段は、前記揺動コアの前記アンダーカット当接部が前記アンダーカット部から離型するときの揺動速度は、型開きにおける型開き速度よりも速いことを特徴とする、請求項１に記載の成形用金型としたことである。
【００１２】
本発明において、揺動コアは型開きが行われると、型開き方向に移動するとともに、第１支持部材を中心として揺動する。従って、型開き方向へ移動する速度が揺動する速度を上回った場合、揺動コアと製品の接点において揺動コアがかじりを起こしてしまう可能性がある。上記技術的手段によれば、この製品へのかじりを防止するため、型開き速度よりも揺動コアの揺動速度の方が速くなるように設定する。
【００１３】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項３において講じた技術的手段は、前記スライドコアは、付勢部材により型締め方向に付勢されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の成形用金型としたことである。
【００１４】
上記技術的手段によれば、スライドコアは、付勢部材により型締め方向に付勢されている。これは、可動型の上昇時にスライドコアが揺動コアから伝達される力によりスライドコアが型開き方向に移動することを防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明するが、一例として、インテークマニホールドを鋳造により成形する場合の鋳造用金型を例にとって説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態における、金型の全体を示す図である。
【００１７】
図において、可動型である上型１は、上型ダイベース２に連結されており、固定型である下型１６は下型ダイベース１７に連結されている。上型１には、上型１の図示上面からキャビティー空間２１にかけて押し出し用貫通孔３ａ、３ｂが形成され、押し出し用貫通孔３ａ、３ｂ内には上型押し出し板４に固定されている上型押し出しピン５ａ、５ｂが挿入されている。又、下型１６には、下型１６の図示下面からキャビティー空間２１にかけて貫通孔６ａ、６ｂ、６ｃが形成され、貫通孔６ａ、６ｂ、６ｃ内には下型押し出し板７に固定されている下型押し出しピン８ａ、８ｂ、８ｃが挿入されている。湯口フロック９は、上型１と下型１６の境界であり、かつ図示左側に配設され、湯口フロック９から供給される湯は、湯道１０を経由してキャビティー空間２１へ連通する。また、上型１には、上型１の図示上面からキャビティー空間２１にかけてコア用貫通孔１１が形成されている。このコア用貫通孔１１の途中には、第１支持ピン１２が取り付けられており、この第１支持ピン１２に揺動コア１３が揺動自在に支持されている。またコア用貫通孔１１の途中には、さらに第２支持ピン１４が取り付けられており、この第２支持ピン１４にはスライドコア１５が長孔１８を介してスライド可動に遊嵌されている。キャビティー空間２１は、上型１、下型１６、揺動コア１３、スライドコア１５で囲まれた空間で形成されるが、型開閉方向に対してアンダーカットとなる部分は、揺動コアのアンダーカット当接部１３ａにより形成される。一方、スライドコア１５のキャビティー当接部１５ａは、キャビティー空間２１の非アンダーカット部分に当接する。
【００１８】
スライドコア１５の図示上方には、スライドコア用押し出しピン１９が配置している。スライドコア用押し出しピン１９の図示上方にはストッパ２０が上型ダイベース２に設けられた固定部２１の図示上面にて固定配置されている。またスライドコア用押し出しピン１９の途中には鍔部１９ａがその周方向に形成され、鍔部１９ａと固定部２１の上面との間にスプリング２２が配されている。従って、スライドコア用押し出しピン１９は、スプリング２２により常に図示下方向に付勢されている。
【００１９】
図２は、型締め状態における、揺動コア１３及びスライドコア１５の拡大配置図である。
【００２０】
図２において、揺動コア１３は先端部１３ｂを有し、この先端部１３ｂは、スライドコア１５の先端面１５ｂのさらに先端部に当接している。また揺動コア１３は、第１支持ピン１２を中心として先端部１３ｂと反対側に位置する端である末端部１３ｃを有し、この末端部１３ｃはスライドコア１５の傾斜面１５ｃの略中央に当接している。傾斜面１５ｃは、型開閉方向（本実施形態においては図示上下方向）に対して所定角度θだけ傾斜している。スライドコア１５の先端面１５ｂと傾斜面１５ｃとの間には中央面１５ｄが形成されている。従って、揺動コア１３が第１支持ピン１２を中心として図示右側に揺動すると、スライドコアの傾斜面１５ｃと中央面１５ｄとに、揺動コア１３の対向面１３ｄが入り込んで対面する。このときの、揺動コア１３及びスライドコア１５の水平断面の最大径は、上型１に設けられた貫通孔１１の径よりも小さくなるように、揺動コア１３及びスライドコア１５の寸法が決定される。また、型締め状態において第２支持ピン１４は、スライドコア１５に穿設された長孔１８の型締め方向端（図示下端）に当接している。このため、可動型が型開きを開始しても、その初期の段階では第２支持ピン１４が長孔内を図示上方向に移動するのみであり、スライドコア１５が可動型と連動して移動することはない。長孔１８のストローク分型開きが行われると、第２支持ピン１４は長孔１８の型開き方向端（図示上端）に当接するため、このとき初めてスライドコア１５は可動型と連動して移動する。
【００２１】
上記構造をもつ鋳造用金型において、以下にその作動を説明する。
【００２２】
▲１▼給湯、冷却工程
湯口ブロック９より溶湯が流し込まれ、溶湯は湯道１０を通ってキャビティー空間２１に給湯される。一定時間冷却保持し、キャビティー内で溶湯を凝固させ、溶湯を固化させる。このときの状態は図３（ａ）に示す状態である。
【００２３】
▲２▼型開き工程
冷却が完了すると、図３（ｂ）に示すように、上型１が下型１６に対して図示上方に相対移動し、型開きが開始される。型開きが開始されると同時に、上型押し出しピン３ａ、３ｂは、図示せぬ押し出し機構により上型押し出し板４を介して押し出される。また、スライドコア用押し出しピン１９を介してスプリング２２により図示下方に付勢されているスライドコア１５も同様に押し出される。ここで、押し出しピン３ａ、３ｂ、及びスライドコア１５は、上型１からみて下型１６の方向に押し出されるものであり、下型１６から、または外部で作業を行う作業者からみれば、押し出しピン３ａ、３ｂ、スライドコア１５はその位置に留まり、上型１のみが相対的に上方に移動していく状態となる。一方、揺動コア１３は、上型１に設けられたコア用貫通孔１１内の第１支持ピン１２に揺動自在に固定されているため、上型１が上昇開始すると同時に、揺動コア１３にも上方に移動する力がかかる。このとき揺動コア１３は、図２に示すように、その両端が、スライドコア１５の先端面１５ｂ及び傾斜面１５ｃに当接している。このため揺動コア１３に上方に移動する力がかかると、その力は揺動コア１３の末端部１３ｃに伝達される。しかしながら、スライドコア１５は、上記したように、型開きの初期段階では上型１と連動しておらず、また、スプリング２２によって型締め方向（図示下方向）に付勢されているため、スライドコア１５は移動しない。そのため揺動コア１３の末端部１３ｃは、スライドコア１５の傾斜面１５ｃに沿って移動する。この移動は、第１支持ピン１２からみれば、図示反時計方向に揺動する動作である。このため、揺動コア１３の先端部１３ｂ及びアンダーカット当接部１３ａも反時計方向に揺動する。この揺動の方向は、アンダーカット当接部１３ａを製品から離型する方向である。しかして、製品と揺動コア１３との離型が開始される。尚、上記動作は、揺動コア１３の上昇速度、即ち型開き速度よりも、揺動コア１３のアンダーカット当接部１３ａの揺動速度の方が速くなるように、行われる。これは、揺動コア１３の上昇ストロークよりも、揺動ストロークの方が大きくなるように、設計上の図面で揺動コア１３及びスライドコア１５の形状が決定されるが、主に、このように設計するときの要因となるものは、図６において、スライドコア１５の傾斜角θ、揺動コア１３における距離ＡＢ、距離ＡＣ、距離ＢＣ、型締め状態における揺動コア１３の傾斜角φである。ここで、揺動コア１３における点Ａは揺動中心、点Ｂは末端部１３ｃ、点Ｃは、点Ａと点Ｂを結んだ直線と、アンダーカット当接部１３ａからの水平線ｌ（型開き方向と直交する直線）との交点である。
【００２４】
図３（ｃ）に示すように、上型１の上昇がさらに進むと、揺動コア１３の先端部１３ｂはさらに反時計方向に揺動し、ついにはその対向面１３ｄがスライドコアに対面する状態となる。
【００２５】
さらに上型１の上昇が進むと、第２支持ピン１４がスライドコア１５に設けられた長孔１８の図示上端に当接する。このような状態となると、スライドコア１５は、上型１の上昇と連動して上昇する。このとき、揺動コア１３及びスライドコア１５の水平断面の最大径は、コア用貫通孔１１の径よりも小さく設計されているため、揺動コア１３及びスライドコア１５は、コア用貫通孔１１に干渉せずに、上昇する。このようにして、型開き工程が完了する。
【００２６】
以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は、上記実施形態例に限定されるものではない。本発明は、アンダーカット部を有する製品を成形する成形用金型において、アンダーカットに当接するコアを揺動させて製品と離型する、または、型内に設けられた傾斜角及び型開き方向への力を利用してアンダーカットに当接するコアを揺動させて製品を離型するものであり、これらの趣旨から逸脱しない範囲において、適用が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、以下の如く効果を有する。
【００２８】
揺動コアの揺動により、成形品のアンダーカット形状から離型するように構成したため、従来の傾斜ピン等を使用するものと比較して、簡単かつコンパクトな型構造で、大きなアンダーカット形状を有する成形品を成形することができる。
【００２９】
請求項２の発明は、以下の如く効果を有する。
【００３０】
揺動コアに加えて可動型内にスライドコアを設け、型開き力とスライドコアの傾斜面を利用して揺動コアを揺動させる構成としたため、従来のものと比較して、油圧等の駆動力を必要とせず、簡単かつコンパクトな型構造で、大きなアンダーカット形状を有する成形品を成形することができる。
【００３１】
請求項３の発明は、以下の如く効果を有する。
【００３２】
揺動コアが揺動するときの揺動速度は、型開き速度よりも速くなるように設定されているため、揺動コアが製品にかじることなく、スムーズに製品とコアとの離型を行い、安定した作動で製品を取り出すことができる。
【００３３】
請求項４の発明は、以下の如く効果を有する。
【００３４】
スライドコアを付勢部材により型締め方向に付勢することにより、型開き時における揺動コアとスライドコアの相対位置が確実に変化し、揺動コアの揺動を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における、成形用金型の全体図である。
【図２】本発明の実施形態における、揺動コアとスライドコアの型締め時における配置図である。
【図３】本発明の実施形態における、成形用金型の動作を示す図であり、（ａ）は型締め状態を、（ｂ）は型開き中でかつ揺動コアの揺動中の状態を、（ｃ）は型開き中で揺動コアの揺動が完了した状態を示す。
【図４】従来技術における金型の型締め状態を示す図である。
【図５】従来技術における金型の型開き状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における、揺動コアの型開き方向へのストロークよりも揺動ストロークの方が大きくなるように設計するための要因についての説明をする図である。
【符号の説明】
１上型（可動型）
２上型ダイベース
１１コア用貫通孔（貫通孔）
１２第１支持ピン（第１支持部材）
１３揺動コア
１３ａアンダーカット当接部
１３ｂ先端部
１３ｃ末端部
１３ｄ対向面
１４第２支持ピン（第２支持部材）
１５スライドコア
１５ａキャビティー当接部
１５ｂ先端面
１５ｃ傾斜面
１５ｄ中央面
１６下型（固定型）
１７下型ダイベース
１８長孔
１９スライドコア用押し出しピン（付勢部材）
１９ａ鍔部（付勢部材）
２０ストッパ
２１固定部（付勢部材）
２２スプリング（付勢部材）

Claims

固定型と、前記固定型に対して開閉可能な可動型とを有し、前記可動型の開閉方向に対してアンダーカット部を有する成形品を成形する成形用金型において、
前記成形用金型は、前記固定型または前記可動型に設けられた貫通孔内に配置された第１支持部材と、前記固定型または前記可動型に設けられた前記貫通孔内に配置された第２支持部材と、前記第１支持部材に支承され前記第１支持部材を中心として揺動可能な揺動コアと、型開閉方向に沿って形成され前記第２支持部材を遊嵌する長孔を有する型開閉方向に移動可能なスライドコアとを有し、
前記揺動コアは型締め状態において前記アンダーカット部に当接するアンダーカット当接部を有し、前記第１支持部材に対して前記アンダーカット部と反対側の端に末端部を有するものであり、前記スライドコアは型開閉方向に対して傾斜した傾斜面を備えるものであって、
前記揺動コアの末端部と前記スライドコアの前記傾斜面とは係合しており、型開きが行われるにつれて前記末端部が前記傾斜面に沿って揺動するとともに前記アンダーカット当接部が前記第１支持部材を中心として前記アンダーカット部から離型する方向に揺動することを特徴とする、成形用金型。
前記揺動コアの前記アンダーカット当接部が前記アンダーカット部から離型するときの揺動速度は、型開きにおける型開き速度よりも速いことを特徴とする、請求項１に記載の成形用金型。
前記スライドコアは、付勢部材により型締め方向に付勢されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の成形用金型。