JP3936371B2 - インサート成形用金型 - Google Patents

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Description

本発明は、インサート成形用金型、特に、金型内に配置されたインサート部材の脱落あるいは落下を防止するための手段を有するインサート成形用金型に関する。
本明細書におけるインサート成形とは、インサート部材を金型内に配置して合成樹脂をインサート部材に周りに成形する工法であって、意匠面に柄(例えば、木目模様、金属模様、幾何学模様など)の入った製品をもたらす工法を意図する。
このようなインサート成形が実施される際、インサート部材は、通常、インサート成形用金型本体に設けられている凹み部であってインサート成形の際に合成樹脂が充填される凹み部内に配置され固定される。金型本体の凹み部内へのインサート部材の固定方法として、例えばピン等を使用した固定方法が考えられるが、使用されるインサート部材によっては、ピン止め固定に利用しうるような穴部をインサート部材自体が有しない場合がある。
インサート部材が金型本体の凹み部に固定されることなく配置された場合、インサート成形するまでの間において、例えば金型本体の振動などが原因で、インサート部材が金型本体の凹み部から脱落してしまう危険性をともなう。
そのため、従来技術においては、インサート部材の意匠面部分以外の部分に、すなわち、製品として適用されない部分(以下、意匠面外部分を称す)に、例えば丸穴や角穴等の開口部を有するタブまたはフランジを設け、金型本体に、例えば丸棒や角ピン等のピン部を設けて、インサート部材に設けられたタブまたはフランジの開口部を、金型本体に設けられたピン部に挿入し固定することで、金型本体の凹み部からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止している。
また、金型本体の凹み部からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止する方法として、金型本体の凹み部に吸引口を設け、空気を吸引することで、インサート部材の金型本体の凹み部からの脱落あるいは落下を防止する方法も示されている(特許文献1参照)。
特開2003−191275号明細書
しかしながら、金型本体の凹み部からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止すべく、インサート部材の意匠面外部分に開口部を有するタブまたはフランジを設ける場合においては、製品を完成すべく、インサート成形後においてインサート部材の意匠面外部分に設けられたタブまたはフランジをカッターやNC切削などでトリミングする必要が生じ、作業性およびコスト性に課題があると考える。
また、金型本体の凹み部からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止すべく、金型本体の凹み部に吸引口を設け、空気を吸引する場合においても、空気を吸引するための装置等が別途必要となり、作業性およびコスト性に課題があると考える。
本発明は上記課題に鑑み、インサート部材の金型本体からの脱落あるいは落下を防止する保持手段であって、インサート成形後のトリミング等の二次加工を不要とすることが可能で且つ一般的なスライド式金型に容易に適用することが可能な保持手段を備える、インサート成型用金型を提供することを目的とする。
請求項1の記載の発明によれば、インサート部材をインサート成形するためのインサート成形用金型において、前記インサート部材が配置される凹み部を有する第一の金型本体と、前記第一の金型本体と組み合わされて、前記凹み部内で前記インサート部材の周りに合成樹脂を成形する空間を形成する凸部を有する第二の金型本体と、前記凹み部に前記インサート部材を保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は、前記第一の金型本体および前記第二の金型本体と協働して、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる前の型開放時において、前記インサート部材が前記凹み部から脱落することを防止すべく、前記凹み部の開口部の一部を閉じる覆い部分を形成し、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる際に、前記凹み部の開口部の前記覆い部分の領域を変化させ、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体との組み合わせが完了された時の型閉鎖時において、前記凹み部の開口部の前記覆い部分が無い状態で、前記凹み部の開口部を開放する、ことを特徴とするインサート成形用成形金型が提供される。
すなわち、請求項1の発明では、インサート部材が配置される凹み部を有する第一の金型本体と、該凹み部内でインサート部材の周りに合成樹脂を成形する空間を形成する凸部を有する第二の金型本体で構成される一般的なスライド式の金型に、第一の金型本体および第二の金型本体と協働して、第一の金型本体の凹み部の開口部の一部を閉じる覆い部分を形成し且つ該覆い部分の領域を変化させることができる保持手段を設けることで、型開放時から型閉鎖時までの間において第一の金型本体の凹み部からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止することができる。
また、このような保持手段を用いることで、第一の金型本体からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止すべく、意匠面外部分に開口部等を有するタブまたはフランジを設ける必要はなく、製品を完成するためにインサート成形後に意匠面外部分に設けられたタブまたはフランジをカッターやNC切削などでトリミングする作業を不要とすることができる。
更に、このような保持手段を用いることで、第一の金型本体からのインサート部材の脱落あるいは落下を防止すべく、空気を吸引するための設備等の特殊な設備を必要とすることはなく、インサート部材が配置される凹み部を有する第一の金型本体と、該凹み部内でインサート部材の周りに合成樹脂を成形する空間を形成する凸部を有する第二の金型本体とを有する一般的で簡易な構造のスライド式金型に対して本発明を容易に適用することができる。
請求項2の記載の発明によれば、前記第一の金型本体は、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる際に不動である固定側型であり、前記第二の金型本体は、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる際に前記第一の金型本体に対して移動される移動側型である、ことを特徴とする請求項1に記載のインサート成形用金型が提供される。
すなわち、請求項2の発明では、インサート部材が配置される第一の金型本体を、第一の金型本体と第二の金型本体とが組み合わされる際に不動である固定側型とすることで、金型本体の移動の際に発生する振動等に起因する、インサート部材の第一の金型本体からの脱落あるいは落下への影響を排除することが可能となる。
各請求項に記載の発明によれば、インサート部材の金型からの脱落あるいは落下を防止する保持手段であって、インサート成形後のトリミング等の二次加工を不要とすることが可能で且つ一般的なスライド式金型に容易に適用することが可能な保持手段を備えるインサート成形用金型が提供され、インサート成形における金型へのインサート部材のセッティング等の作業性の向上、および、製造/製品コストの低減を図ることが可能となる共通の効果を奏する。
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明のインサート成形用金型の一実施形態の概観を示す斜視図である。図1において、1はインサート部材、2はインサート部材が配置される第一金型本体、3は第一金型本体1と協働して合成樹脂の成形空間を形成する第二金型本体、をそれぞれ示す。
図2は、第一金型本体2の一実施形態を示す斜視図であり、図3は、図2に示された第一金型本体2の正面図であり、図4は、図3の線A−Aにより切り取られた第一金型本体2の断面図である。図2から図4において、11は凹み部、12はスライドコア部、13は溝部、14はスライドコア本体、15はツメ部、16はアンギュラピン部、17は弾性体、をそれぞれ示す。
凹み部11は、インサート部材1が配置される部分であり、また、後述する第二金型本体3の凸部21(図5参照)と協働して、合成樹脂が射出され成形される空間31(図10参照)を形成する役割を果す構成要素である。従って、凹み部11は、インサート部材1の形状に適合するように、且つ、インサート部材1の周りに成形される合成樹脂が所望の形状を有して成形されるように、適当な形状を有して形成される。
スライドコア部12は、凹み部11に配置されたインサート部材1の脱落あるいは落下を防止する役割を果す構成要素、すなわち、凹み部11にインサート部材1を保持する保持手段となる。図4に最もよく示されているように、スライドコア部12は、第一金型本体2に形成された溝部13、スライドコア本体14および弾性体17の3つ主要な構成要素を有する。本実施形態においては、4つのスライドコア部12が設けられているが、設計条件に応じてスライドコア部12の配置および数量は適当に決定されてよい。
スライドコア本体14は、溝部13から脱落することなく溝部13に沿ってスライド移動(滑動)可能に形成される。また、スライドコア本体14は、ツメ部15とアンギュラピン部16とを有する。
ツメ部15は、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置、すなわち、スライドコア本体14が溝部13内でスライド移動可能な範囲のうちの最も内側の位置に配置されるときに、凹み部11の開口部の一部を閉じる覆い部分を形成し、これにより、第一金型本体2の凹み部11からのインサート部材1の脱落あるいは落下を防止する役割を果すものである。具体的には、ツメ部15は、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されるときに、凹み部11の開口部に突出するように形成され、凹み部11の開口部の一部を閉じる覆い部分を形成する。そして、該覆い部分とインサート部材とが係合することで、第一金型本体2の凹み部11からのインサート部材1の脱落あるいは落下が防止される。また、ツメ部15は、第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了されたときには、凹み部11の開口部から引っ込められ、ツメ部15の先端部が凹み部11を形成する内壁部と一致するように形成され、ツメ部15により凹み部11の開口部が閉じられることが無いように形成される。
アンギュラピン部16は、後述する第二金型本体3の窪み部22と協働して、溝部14に沿った外側方向へのスライドコア本体14のスライド移動をもたらす外力をスライドコア本体14にもたらし、スライドコア本体14の外側方向へのスライド移動をもたらす役割を果すものである。アンギュラピン部16は、スライドコア本体14が溝部13に配置された際に、溝部13の開口部から突出して配置されるように形成される。本実施形態においては、アンギュラピン部16は円錐形状に形成されているが、後述する第二金型本体3の窪み22と協働してスライドコア本体14の外側方向へのスライド移動をもたらすことが可能な形状であれば、他の任意の形状で形成されてもよい。例えば、図11に示すごとく、その断面形状がツメ部15側にのみ傾斜を有するように、アンギュラピン部16は形成されてもよい。
弾性体17は、スライドコア本体14と溝部13の外壁部との間に配置され、スライドコア本体14を溝部13に沿って内側方向へ付勢し、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されている際に、その位置にスライドコア本体14を係留する役割を果すものである。弾性体17は、例えばバネや弾性ゴムなどから構成される。尚、弾性体17の代わりに、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されている時に、その位置に該スライドコア本体14を係留し、且つ、溝部14に沿った外側方向へのスライドコア本体14のスライド移動をもたらす外力がアンギュラピン部16にもたらされた際に、スライドコア本体14の係留を解除しうるものであれば、他の任意の構成要素が用いられてもよい。また、スライドコア本体14の溝部13に沿った任意の位置での一時的な係留を可能とするセットスクリュー等を有する構造に、スライドコア部12が形成されてもよい。
本実施形態においては、弾性体17の付勢力に抗して、溝部14に沿った外側方向へのスライドコア本体14のスライド移動をもたらす外力がスライドコア本体14に加えられることで、弾性体17は弾性変形し、スライドコア本体14は溝部14に沿って外側方向へスライド移動される。
図5は、第二金型本体3の一実施形態を示す斜視図であり、図6は、図5に示された第二金型本体3の正面図であり、図7は、図6の線B−Bにより切り取られた第二金型本体3の断面図である。図5から図7において、21は凸部、22は窪み部、をそれぞれ示す。
凸部21は、第一金型本体2の凹み部11内に挿入されることで、合成樹脂が射出され成形される空間を形成する役割を果すものである。従って、凸部21の形状は、第一金型本体2の凹み部11内で成形される合成樹脂が所望の形状を有して形成されるように、適当に決定される。
窪み部22は、第一金型本体2のスライドコア本体14に備えられたアンギュラピン部16と協働して、スライドコア本体14に、スライドコア本体14を溝部14に沿って外側方向へスライド移動する外力を加え、スライドコア本体14を溝部14に沿って外側方向へスライド移動させる役割を果すものである。また、窪み部22は、第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了されたときに、アンギュラピン部16を収納し係留する役割を果すものである。
窪み部22は、アンギュラピン部16と相補的な形状を有して形成され、本実施形態においては円錐形状を有して形成される。また、第一金型本体2と第二金型本体3とが組み合わされる過程において、窪み部22は、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されている状態でアンギュラピン部16との係合が開始し、第一金型本体2と第二金型本体3とが相対的に近づくにつれて、アンギュラピン部16と窪み部22と協働して、弾性体17の付勢力に抗してスライドコア本体14を溝部13に沿って外側方向へ移動し、第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了したときに、アンギュラピン部16が窪み部16内に収納されるように、第二金型本体3上に適当に配置されて形成される。
尚、本実施形態においては、アンギュラピン部16は第一金型本体2のスライドコア本体14に設けられ、また、窪み部22は第二金型本体3に設けられているが、アンギュラピン部16が第二金型本体3に設けられ、窪み部22が第一金型本体2のスライドコア本体14に設けられても良い。
また、第一金型本体2と第二金型本体3とを組み合わせる際に、第一金型本体2および第二金型本体3のどちらか一方が、不動の固定側型とされ、他方が、固定側型とされた金型本体の方へ向けて移動される移動側型とされる場合においては、第一金型本体2あるいは第二金型本体3のどちらを固定側型としてもよいが、好適には、第一金型本体2が固定側型とされ、第二金型本体3が移動側型とされることが好ましい。なぜなら、インサート部材1が配置される第一金型本体2を固定側型とすることで、金型本体の移動の際に発生する振動等に起因する、インサート部材の金型からの脱落への影響を排除することが可能となるからである。
次に、このように構成された本インサート成形用金型の各構成要素の作用効果について以下に説明する。
図8から図10は、インサート成形を行うべく第一金型本体2と第二金型本体3とが組み合わされる過程を示した図である。
図8は、インサート部材1が凹み部11に配置された第一金型本体2と、第二金型本体3とが組み合わされる前の型開放時の状態を示す図である。
図9は、第一金型本体2と第二金型本体3とが相対的に近づき、第一金型本体2のスライドコア本体14のアンギュラピン部16と、第二金型本体3の窪み部22との係合が開始する状態を示す図である。
図10は、第一金型本体2と第二金型本体3と組み合わせが完了した型閉鎖時の状態を示す図である。
図8に示されるように、型開放時においては、スライドコア本体14は、弾性体17の付勢力により溝部13に沿って最内側位置に配置される。スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されると、スライドコア本体14のツメ部15は凹み部11の開口部に突出して配置され、これにより、凹み部11の開口部の一部を閉じる覆い部分を形成することができる。そして、該覆い部分において、ツメ部15とインサート部材1の縁の一部とが係合することで、凹み部11からのインサート部材1の脱落あるいは落下を防止することが可能となる。尚、インサート部材1の凹み部11への取り付けは、手動でスライドコア本体14を溝部13に沿って外側方向へスライド移動させることによりなされる。
インサート成形を行うべく、第一金型本体2と第二金型本体3とが相対的に近づけられると、図9に示すような状態で、すなわち、第一金型本体2のスライドコア部14のアンギュラピン部16の先端部と、第二金型本体3の窪み部22の底縁部とが一致する状態で、まず、第一金型本体2のスライドコア部14のアンギュラピン部16と第二金型本体3の窪み部22との係合が開始する。
図9に示す状態から更に第一金型本体2と第二金型本体3とが相対的に近づけられていくと、アンギュラピン部16が窪み部22により徐々に押圧されることになるが、アンギュラピン部16と窪み部22との係合は、傾斜を有する面でなされるため、アンギュラピン部16に、スライドコア本体14を溝部13に沿って外側方向へスライド移動させる力をもたらすことができる。そして、この力が、アンギュラピン部16を介してスライドコア本体14に伝達されることで、弾性体17の付勢力に抗してスライドコア本体14を溝部13に沿って徐々に外側方向にスライド移動させることが可能となる。
また、アンギュラピン部16と窪み部22とは互いに相補的な形状を有して形成されているため、アンギュラピン部16と窪み部22とが係合する面の傾斜は互いに一致しており、このことは、スライドコア本体14のスムーズなスライド移動をもたらすことを可能とする。
スライドコア本体14が、溝部13に沿って外側方向に徐々にスライド移動されると、凹み部11の開口部に突出していたツメ部15も徐々に該開口部から引っ込められ、ツメ部15により形成される凹み部11の開口部の一部を閉じる覆い部分の領域も徐々に小さくなくように変化する。
第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了した型閉鎖時においては、図10に示されるように、スライドコア本体14のツメ部15は、第一金型本体2の凹み部11の開口部から引っ込められ、インサート部材1との係合が解除され、ツメ部15の先端部は、凹み部11を形成する内壁部と一致する位置に配置される。これにより、第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了したときには、ツメ部15により形成される覆い部分が無い状態で、凹み部11の開口部を開放することができる。また、第二金型の凸部11は、凹み部11内に配置され、合成樹脂が射出され成形される空間31を形成する。更に、アンギュラピン部16と窪み部22とは互いに相補的な形状を有して形成されているため、アンギュラピン部16を窪み部22内に完全に収納することができ、これにより、合成樹脂が射出され成形される空間31を閉じることが可能とされる。
尚、上記に説明された本発明のインサート成形用金型の一実施形態においては、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されている際に、その位置にスライドコア本体14を係留し、且つ、溝部14に沿って外側方向へスライドコア本体14のスライド移動をもたらす外力がアンギュラピン部16にもたらされた際に、スライドコア本体14の係留を解除しうる手段として弾性体17を使用したが、弾性体17の代わりに、ボールプランジャーを使用した構造とされてもよく、ボールプランジャーを使用した場合の構造の一実施形態を図12から図14を参照して説明する。
図12は、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されている状態を示す図である。図13は、図12中の線C−Cに沿って切り取られた断面図である。図14は、第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了した型閉鎖時におけるスライドコア本体14の状態を示す図である。図12から図14において、41はボールプランジャー、42はボール、43はスプリング、44は係合凹み部、45はガイド突出部、46および47はガイドプレート、48はガイド溝部、49はボールプランジャー収納穴部、50は通路、をそれぞれ示す。
ボールプランジャー41は、ボール42およびスプリング43を有する。また、本実施形態においては、スライドコア本体14は係合凹み部44とガイド突出部45とを有して形成され、第一金型本体2はガイド溝部48とボールプランジャー穴部49とを有して形成され、更に、該ガイド溝部48と協働してガイド突出部45がスライド移動可能な通路50を形成するガイドプレート46と47とが構成要素として加わる。
以下に、弾性体17の代わりにボールプランジャー41を使用した本実施形態における動作について説明する。
図12および図13に示されるように、スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されると、スプリング43の付勢力によりボール42と係合凹み部44とが係合し、これにより、スライドコア本体14を溝部13に沿った最内側位置で係留することができる。
そして、ボール42と係合凹み部44とが係合している状態において、アンギュラピン部16に、スライドコア本体14を溝部13に沿って外側方向へスライド移動させる力がもたらされると、スプリング41の付勢力に抗してボール42がボールプランジャー収納穴部49内に押し戻されることで、ボール42と係合凹み部44との係合が解除され、ガイド溝48とガイドプレート46、47とが協働して形成される通路50に沿ってガイド突出部45が外側方向へスライド移動し、よって、スライドコア本体14を溝部13に沿って外側方向へスライド移動させることができる。
第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了した型閉鎖時においては、図14に示すように、ボール42と係合凹み部44とが非係合の状態で、スライドコア本体14は溝部13に保持される。そして、成形作業が完了し型閉鎖状態から型開放状態に戻される際においては、型閉鎖時に配置された位置にスライドコア本体14は留まり、よって、スライドコア本体14のツメ部15は第一金型本体2の凹み部11の開口部から引っ込められた状態で留まる。この状態で、該凹み部11にインサート部材1が設置され、その後、スライドコア本体14を、溝部13に沿って手動で内側方向へスライド移動し、最内側位置に再び係留することができる。
弾性体17を使用する実施形態においては、成形作業が完了し型閉鎖状態から型開放状態に戻される際においては、弾性体17の付勢力によりスライドコア本体14は溝部13に沿った最内側位置に自動的に押し戻され、ツメ部15が第一金型本体2の凹み部11の開口部から突出した状態の型開放状態がもたらされる。よって、インサート部材1を第一金型本体2の凹み部11に設置する際、手作業などによりスライドコア本体14を溝部13に沿って外側方向へスライドさせておくことが必要となるが、弾性体17の代わりにボールプランジャー41を使用する実施形態においては、ツメ部15は第一金型本体2の凹み部11の開口部から引込められており、このような作業を不要とすることができ、特に、インサート部材1の形状が複雑でインサート部材1の凹み部11への設置が困難なような場合において、作業性の効率化を図ることが可能となる。
本発明のインサート成形用金型の一実施形態の概観を示す斜視図である。 第一金型本体の一実施形態を示す斜視図である。 図2に示された第一金型本体の正面図である。 図3の線A−Aにより切り取られた第一金型本体の断面図である。 第二金型本体の一実施形態を示す斜視図である。 図5に示された第二金型本体の正面図である。 図6の線B−Bにより切り取られた第二金型本体の断面図である。 インサート部材1が凹み部11に配置された第一金型本体と、第二金型本体とが組み合わされる前の型開放時の状態を示す図である。 第一金型本体と第二金型本体とが相対的に近づき、第一金型本体のスライドコア本体のアンギュラピン部と、第二金型本体の窪み部との係合が開始する状態を示す図である。 第一金型本体と第二金型本体と組み合わせが完了した型閉鎖時の状態を示す図である。 スライドコア本体のアンギュラピン部の第二の実施形態を示す断面図である。 スライドコア本体14が溝部13に沿って最内側位置に配置されている状態を示す図である。 図12中の線C−Cに沿って切り取られた断面図である。 第一金型本体2と第二金型本体3との組み合わせが完了した型閉鎖時におけるスライドコア本体14の状態を示す図である。
符号の説明
1 インサート部材
2 第一金型本体
3 第二金型本体
11 凹み部
12 インサートコア部
13 溝部
14 インサートコア本体
15 ツメ部
16 アンギュラピン部
17 弾性体
21 凸部
22 窪み部
31 空間
41 ボールプランジャー
42 ボール
43 スプリング
44 係合凹み部
45 ガイド突出部
46、47 ガイドプレート
48 ガイド溝部
49 ボールプランジャー収納穴部
50 通路

Claims (2)

  1. インサート部材をインサート成形するためのインサート成形用金型において、
    前記インサート部材が配置される凹み部を有する第一の金型本体と、
    前記第一の金型本体と組み合わされて、前記凹み部内で前記インサート部材の周りに合成樹脂を成形する空間を形成する凸部を有する第二の金型本体と、
    前記凹み部に前記インサート部材を保持する保持手段と、
    を有し、
    前記保持手段は、前記第一の金型本体および前記第二の金型本体と協働して、
    前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる前の型開放時において、前記インサート部材が前記凹み部から脱落することを防止すべく、前記凹み部の開口部の一部を閉じる覆い部分を形成し、
    前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる際に、前記凹み部の開口部の前記覆い部分の領域を変化させ、
    前記第一の金型本体と前記第二の金型本体との組み合わせが完了された時の型閉鎖時において、前記凹み部の開口部の前記覆い部分が無い状態で、前記凹み部の開口部を開放する、
    ことを特徴とするインサート成形用成形金型。
  2. 前記第一の金型本体は、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる際に不動である固定側型であり、
    前記第二の金型本体は、前記第一の金型本体と前記第二の金型本体とが組み合わされる際に前記第一の金型本体に対して移動される移動側型である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のインサート成形用金型。
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