JP4725214B2

JP4725214B2 - 成形金型

Info

Publication number: JP4725214B2
Application number: JP2005192446A
Authority: JP
Inventors: 健草野; 信鈴木; 喜俊中西; 弘永柄
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2007008042A

Description

本発明は、成形金型に関し、特に、ガス抜き通路の目詰まりを起こさない成形金型に関する。

金型を用いる加工には、圧縮成形、ダイカスト、射出成形などがあり、樹脂、金属などの加工に広く用いられている。熱可塑性の射出成形を例にとると、そのプロセスは、ホッパより入った樹脂ペレットを、加熱シリンダ内で溶融・混練し、射出装置によって、型締め装置により加圧された金型内に充填し、その後金型内の樹脂が冷却・固化した後、金型を開き、突き出し棒により成形品を突き出して取り出すものである。

樹脂が充填される金型は、通常固定側型板と可動側型板とからなり、型締め装置により密着した状態で締めつけられている。したがって、金型内に形成されている溶融した樹脂の流路となるスプルー及びランナーや製品の形状をかたち作るキャビティ内には、空気が存在している。この状態で、所定の圧力をかけて、金型内に溶融した樹脂を送り込むと、金型内に溜まっていた空気が移動するとともに、溶融した樹脂から発生したガスも樹脂の流れと共に移動する。このとき、空気やガスを抜くすなわち排出することができなければ、空気やガスは圧縮され、溶融した樹脂がキャビティ部内の隅々にまで流れ込むのを妨げ、成形品に欠肉部を発生させることになった。また、圧縮された空気やガスは高熱を発し、成形品が焼けたりすることにもなった。

従来、この問題に対処するため、ランナーのエンド部や、成形品突き出し用ピンの周囲にガス逃がし部を設けて、ガス抜きを行なっていた。また、樹脂の流動方向と同じ方向に沿ってガス抜き溝を設けて、キャビティの末端部のガスを排出し易くすることも行なわれていた（特許文献１参照）。さらには、例えば成形条件の一つである充填時間を遅くして、ガスの排出性能を上げることが行なわれた。ただし、成形条件に制限をつければ、成形条件の幅が狭くなり生産性も低下する。そのため、従来、突き出しピンなどが設けられず、有効なガス逃がし部を設けることができない場合、金型を分割して分割した金型の界面を利用することによって、空気やガスを金型の外部に排出するようにしている。

しかしながら、アンダーカットのある成形品を成形するために使用するスライドコアに対しては、金型を分割して構成しても、樹脂の射出を繰り返すうちに分割面は樹脂の残滓や付着物などで目詰まりを起こし、ガス抜き効果がなくなってしまっていた。

図１および図２に、複数に分割した金型を積層して組み合わせた従来のスライドコア９０の断面の一部を示す。積層された割型間の間隙が、ガス抜き通路９５として形成されている。図１（a）は、樹脂充填中の状態であり、最終充填部Ｓに圧縮され残存している空気やガスは、樹脂材料の充填が進行すると、ガス抜き通路９５から金型の外部に排出される。図１（ｂ）に示すように、樹脂材料が最終充填部にまで充填され、冷却し固化すると樹脂成形品５５ができあがる。しかしながら、ガス抜き通路９０５には毎回バリや材料の残滓が付着する。図２に示すように、型開き後にエア吹き付け装置８０によりエアブローを行なっても、ガス抜き通路９５にたまったバリや残滓を排除することは困難で、やがてガス抜き通路９５が詰まり、ガス排出の機能を果たすことができなくなる。

このように、金型を分割して構成しても、金型を分解して清掃するメンテナンスを頻繁に行なう必要があり、生産性の悪化の原因となっていた。また、スライドコア自体の数を増やし、増加したスライドコアの合わせ面を利用してガス抜きを図ることも考えられるが、金型が複雑になり、合わせ面にバリが発生する問題がある。さらに、充填位置（ゲート）を変更して、樹脂の流動経路を変えてガス抜きを効率よく行なわせることも考えられるが、これも金型あるいは加工装置を複雑にするものである。

特開２００３−３２０５６２号公報

本発明は、上記課題に鑑み、目詰まりを起こさないガス抜き通路を有するスライドコアを備えた成形金型を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様である成形金型は、請求項１に記載のように、少なくとも固定側型板と可動側型板とスライドコア（１０）とを有する成形金型であって、前記スライドコア（１０）とともに金型の一部を形成し、かつ該スライドコア（１０）に対して相対的に移動する少なくとも１つのガス抜きピン（１５）を備え、型閉じが完了したときには前記スライドコア（１０）と前記ガス抜きピン（１５）との間隙をガス抜き通路とし、前記スライドコア（１０）と前記ガス抜きピン（１５）は、可動側型板（３０）に移動可能に配置され、前記ガス抜きピン（１５）は、後退方向に付勢されるともに、可動側型板（３０）により移動範囲を制限され、型閉じへの移行に際して、前記スライドコア（１）は、ガス抜きピン（１５）の後方から前進して、ガス抜きピン（１５）に当接した後は、ガス抜きピン（１５）とともに前進し、ガス抜きピン（１５）の可動側型板（３０）による移動範囲の制限によって停止することを特徴とする。したがって、スライドコア（１０）とガス抜きピン（１５）との相対的移動により、ガス抜き通路の付着物を削り取ることができ、目詰まりを防止することができる。このようにしてメンテナンスの間隔を長くすることができるともに、十分なガス抜きが行なわれるので、成形品の内部欠陥を少なくして、成形品の品質を向上させることができる。また、スライドコアの移動により、ガス抜きピンをスライドコアに対して相対的に移動させることができる。

本発明の第１の態様である成形金型はまた、請求項２に記載のように、型開きが完了したとき、スライドコア（１０）をガス抜きピン（１５）より後退した位置におき、ガス抜き通路を構成するガス抜きピン（１５）の所定の表面を前記スライドコア（１０）から露出させるように構成できる。このようにすると、ガス抜きピン（１５）の所定の表面の付着物を容易に除去できるので、よりいっそう目詰まりの防止効果があがる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、その前に本発明の理解を容易にするために、図３〜図５を参照して、本発明の一実施形態である射出成形の金型の概略を説明する。そこでは、スライドコア１０と、スライドコア１０に相対的に可動なガス抜きピン１５とを備え、スライドコア１０とガス抜きピン１５との間隙がガス抜き通路１３となる。図３に示すように、スライドコア１０とガス抜きピン１５とは、金型を閉じた時には、樹脂注入空間であるキャビティを形成する一部となる。

図３〜図５は、スライドコアの断面の一部を示すもので、図３（ａ）は、金型が閉じられ、樹脂材料５０が流動してキャビティに充填されている過程を示すものであり、最終充填部Ａに残っている空気やガスは、ガス抜き通路１３を通って金型外に排出される。図３（ｂ）は、樹脂の充填が完了した状態を示す図である。樹脂材料が冷えて固まり樹脂成形品５５が完成するとともに、ガス抜き通路１３には、バリや材料残滓などが付着物２３として残る。

図４（ａ）は、成形品５５を取り出すための型開きの途中を示す。本発明の一実施形態によると、スライドコア１０とガス抜きピン１５は共に後退するが、図に示すように、スライドコア１０の方がガス抜きピン１５より遠くまで後退するように構成されている。したがって、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０に対して相対的に前進することになる。型開きが終了すると、図４（ｂ）に示すように、スライドコア１０に対してガス抜きピン１５が前進位置にあって、ガス抜きピン１５のスライドコア１０と対向していた面が露出する。

このようにスライドコア１０とガス抜きピン１５とが互いに摺動するので、スライドコア１０とガス抜きピン１５に付着したバリ等の付着物が、型開きごとに削られあるいは擦られて剥離除去される。さらに、付着物２３が付着したガス抜きピンの表面が外部に露出するので、付着物２３は、この状態で容易に除去できるようになる。例えば、図５に示すように、従来と同様のエア吹き付け装置８０によりエアを吹き付けることによって、容易に除去可能である。なお、スライドコア１０側に付着している付着物も削られ剥離し、エアブローにより除去され易くなっている。このように毎回の樹脂注入後にバリや材料カスなどを排除できるので、従来のようにガス抜き通路が詰まるということがなくなる。エアブローの後、金型を閉じると、ガス抜き通路に目詰まりのない状態で次の樹脂充填に備えることができる。

次に、図６〜１４を参照して、本発明の一実施形態を具体的に説明する。
図６に、本実施形態の金型により製造されるプーリ７０を示す。プーリ７０は、図に示すように、中心に貫通孔７１をもち、周面に凹凸７３が形成されている。本実施形態の金型は、周面の凹凸７３を形成するために、以下に説明するように、一対のスライドコアを備えている。なお、図６に示したプーリは、単なる一例であって、本発明の金型は、プーリ製造に限定されるものではなく、スライドコアも一対に限定されるものではない。

図７〜図１４は、本実施形態の金型の各動作を説明する図であり、各図に共通して、（ａ）は、一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’の略断面図である。
図７は、金型の型開きが完了している状態を示す図であり、図７（ａ）は、その上面図で、ガス抜きピン１５の部分を切欠いて示す。図７（ｂ）は、そのＡ−Ａ’の略断面図である。図７では、可動側型板３０上を摺動して前後に移動するスライドコア１０が最後端に位置し、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０から突出している。スライドコア１０は、アンギュラピン穴１８を有して、固定側型板に設けられたアンギュラピン（図示せず）に案内されて、前進後退を行なう。可動側型板３０には、プーリ７０の貫通孔を形成するための中子３５及び成形されたプーリ７０の取り出しのために、中子３０の円周に沿って６本の突き出しピン３３が設けられている。
なお、スライドコア１０の移動は、アンギュラピンを利用することなく、油圧や気圧による別の駆動装置を用いて行なうこともできる。この場合、型閉時には、スライドコア１０が閉じた後可動型型板３０が閉じ、型開時には、可動型型板３０が開いた後スライドコア１０が開くことになる。

本実施形態では、スライドコア１０に設けられるガス抜きピン１５は、第１のガス抜きピンと第２のガス抜きピンの合計２本のガス抜きピンからなり、両者は共に同一の動きをする。ガス抜きピン１５の形状や本数は、成形品あるいは金型に応じて任意に選択でき、複数のガス抜きピンは、それぞれ別個の動きをするようにもできる。スライドコア１０とガス抜きピン１５は、可動側型板３０に対して摺動可能に構成され、スライドコア１０は、可動側型板３０に設けられたガイド３７に沿って移動する。

ガス抜きピン１５は、スライドコア１０とともにキャビティを形成する前面をもつ前部１５−１と、スライドコア１０の凹部１９に嵌合する後部１５−２とを備える。ガス抜きピン１５の前部１５−１は、プーリ７０の周面の凹凸７１に対応する凹凸を前面に有し、スライドコア１０の前面開口から突出可能である。ガス抜きピン１５の後部１５−２は、前部１５−１より広い断面をもち、スライドコアの凹部１９に移動可能に嵌合しており、さらに可動側型板３０の溝３２に嵌合する脚部１７を有する。溝３２は、脚部１７の摺動範囲を制限し、ガス抜きピン１５の前後移動を制限している。ガス抜きピン１５はまた、その前部１５−１の後端周囲を回るコイル状の戻りバネ１６を備え、戻りバネ１６の前端は、スライドコア１０の凹部１９の前面１０ｆに固定され、戻りバネ１６の後端は、ガス抜きピン１５の後部１５−１の前面肩部に固定されている。戻りバネ１６は、圧縮された状態にあり、伸張方向に付勢されている。

図７（a）（ｂ）に型開きが完了している状態では、スライドコア１０は、最後端の位置にある。しかしながら、ガス抜きピン１５の脚部１７の後端１７ｂは、溝３２の後端に当接している。言い換えれば、溝３２の後端によってガス抜きピン１５は、これ以上後退できない。したがって、図７（ａ）に明らかなように、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０より相対的に前進した位置にあり、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０より突出している。

図８（ａ）（ｂ）は、図７の型開き完了の状態から型閉じへ移行する状態を示す。可動側型板が油圧等を駆動力として固体側型板に向かって移動すると、固定側型板に設けたアンギュラピンにアンギュラピン穴１８が案内され、最後端に位置していたスライドコア１０が前進を開始する。すなわちガス抜きピン１５に向かって前進する。戻りバネ１６は、伸張方向に付勢されていて、スライドコア１０の前進と共に伸張する。しかしながら、ガス抜きピン１５は、戻りバネ１６の伸張方向の弾性力により、その脚部１７の後端１７ｂを溝３２の後端に当接している状態を維持している。前進するスライドコア１０は、ガス抜きピン１５の突出量を縮めてスライドコア１５の前面とガス抜きピンの前面とがキャビティを形成する面となったとき、図８に示すように、ちょうどスライドコア１０の一部１０ｐがガス抜きピン１５に当接する。このとき、ガス抜きピン１５はまだ静止していて、スライドコアから突出していたガス抜きピンの先端部は、スライドコア１０の先端とともに、キャビティを形成する形状（半円状）となる。以後この形態を保持したまま、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０とともに前進する。なお、４５は、スライドコア１０と対になる他方のスライドコアである。

図９（ａ）（ｂ）は、可動側型板３０と固定側型板４０とによる型閉じが完了した状態を示す。すなわち、可動側型板３０が、固定側型板４０方向への移動を完了して、樹脂注入のためのキャビティが形成された状態を示している。なお、図９（ａ）には、理解を容易にするために、固定側型板を除いた状態での一部切り欠き上面図を示す。図９の状態にいたるまで、スライドコア１０の一部１０ｐがガス抜きピン１５に当接していて、可動側型板３０の移動とともに、スライドコア１０とガス抜きピン１５はともに前進する。アンギュラピン穴１８によって案内されたスライドコアの前進移動が終了すると、スライドコア１０は、同様に移動してきた他方のスライドコア４５に当接して、プーリ７０の成形のためのキャビティを形成する。なお、スライドコア４５もガス抜きピン１５と同様のガス抜きピン（図示せず）を備えている。

図９の状態で、樹脂が金型内に注入される。これを図１０（ａ）（ｂ）に示す。樹脂注入工程では、図９の矢印に示すように、空気やガスは、スライドコア１０とガス抜きピン１５の間隙をガス抜き通路１３として、金型外に排出されるとともに、スライドコア１０と可動側型板３０、固定側型板４０との間隙、及び突き出しピン３３と可動側型板３０との間の間隙を通っても排出される。

図１１に示すように、キャビティ内に充填された樹脂が冷却し固化してプーリ７０ができあがると、可動側型板３０は、固定側型板４０から離れるように移動して開き、これに伴いスライドコア１０は、アンギュラピンに案内されて後退して開く。ガス抜きピン１５は、戻しバネ１６によって伸張方向に付勢されているので、スライドコア１０の後退とともに後退する。その後ガス抜きピン１５は、その脚部１７の後端１７ｂが可動側型板３０の溝３２の後端に当接して停止する。

ガス抜きピン１５が停止した後も、スライドコア１０は、戻りバネ１６を圧縮しながらさらに後退し、最後端に達して型開きが完了する。図１２（ａ）（ｂ）に、型開きが完了した状態を示す。この状態は、プーリ７０が成形されていることを除けば、図７に示した状態である。すなわち、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０より相対的に前進した位置にあり、ガス抜きピン１５は、スライドコア１０より突出している。

次に、突き出しピン３３は、成形品の突き出しを開始する。これを図１３（ａ）（ｂ）に示す。図１３（ｂ）から分かるように、可動側型板３０に設けられた６本の突き出しピン３３が、円筒状のプーリ７０の底部を突き上げて、中子３５から抜き出すようにする。

最後に図１４に示すように、成形品が取り出した後、エア吹き付け装置８０によりエアブローを行なって、金型を清掃する。本実施形態の場合、図１１から図１２に示すように、型開き途中でガス抜きピン１５とスライドコア１０とが相互に摺動移動した結果、ガス抜きピン１５の前部１５−１の所定部分がスライドコア１０から突出して、ガス抜き通路となったガス抜きピン１５の表面が露出している。このガス抜きピン１５とスライドコア１０との摺動移動により、樹脂充填の工程で、ガスの通り道となったガス抜き通路１３に付着したバリや材料の残滓などの付着物は、擦られて剥がれているか、さもなければ剥がれやすくなっている。したがって、エア吹き付け装置８０を用いてエアブローを行なうことによって、従来のものでは除去することが困難であったバリや材料の残滓を容易に除去することができる。なお、エア吹き付け装置８０は、ガス抜きピン１５に対して斜め上からエアを吹き付けるようにしてもよく、その数も適宜決定できるものである。

このようにして、樹脂充填ごとの型開き動作により付着物が除去されるので、金型を分解するメンテナンスの間隔を長くすることができ、生産性を向上させることできる。また、十分なガス抜きができるので、内部欠陥が低減され品質が向上する。

さらに、ガス抜きピンは、スライドコアと一体に加工できるので、従来の金型と同様の精度を確保することができる。ガス抜き通路とスライドコアとガス抜きピンとの間隔を、従来の突き出しピンの公差と同程度にすれば、バリの発生の問題もなくなる。このように従来のスライドコアに設けられたガス抜き通路の間隔より小さくしても、樹脂充填ごとに付着物を除去できるので目詰まりを起こすことはない。また、ガス抜きピンの構造は複雑なものではないので、容易に分解でき、メンテナンスも簡単である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、樹脂成形用金型に限らずスライドコアを有する金型一般に適用できる。

（ａ）は、従来のスライドコアの樹脂充填中の状態を示す図であり、（ｂ）は、その樹脂充填の完了状態を示す図である。従来のガス抜き通路に対するエアブローを示す図である。（ａ）は、本発明によるスライドコアの樹脂充填中の状態を説明する図であり、（ｂ）は、その樹脂充填の完了状態を説明する図である。（ａ）は、本発明によるスライドコアの型開き途中の状態を説明する図であり、（ｂ）は、その型開きの完了状態を説明する図である。本発明によるスライドコアの型開き完了後のエアブローを説明する図である。本発明による一実施形態の金型を用いて成形された成形品の一例を示す図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の型開きの完了状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の型閉じ途中の状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の型締めの完了状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の樹脂充填の完了状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の成形後の型開き途中の状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の成形後の型開きの完了状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態の成形品の突き出し途中の状態を示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。（ａ）は、本発明による一実施形態のエアブローを示す一部切り欠き上面図であり、（ｂ）は、その垂直断面図である。

符号の説明

１０スライドコア
１３ガス抜き通路
１５ガス抜きピン
１６戻りバネ
１７ガス抜きピンの脚部
１８アンギュラピン穴
２３付着物
３０可動側型板
３２溝
３３突き出しピン
３５中子
４０固定側型板
７０プーリ
８０エア吹付け装置

Claims

少なくとも固定側型板と可動側型板とスライドコア（１０）とを有する成形金型であって、
前記スライドコア（１０）とともに金型の一部を形成し、かつ該スライドコア（１０）に対して相対的に移動する少なくとも１つのガス抜きピン（１５）を備え、
型閉じが完了したときには前記スライドコア（１０）と前記ガス抜きピン（１５）との間隙をガス抜き通路とし、
前記スライドコア（１０）と前記ガス抜きピン（１５）は、可動側型板（３０）に移動可能に配置され、
前記ガス抜きピン（１５）は、後退方向に付勢されるともに、可動側型板（３０）により移動範囲を制限され、
型閉じへの移行に際して、前記スライドコア（１）は、ガス抜きピン（１５）の後方から前進して、ガス抜きピン（１５）に当接した後は、ガス抜きピン（１５）とともに前進し、ガス抜きピン（１５）の可動側型板（３０）による移動範囲の制限によって停止することを特徴とする成形金型。
前記スライドコア（１０）は、型開きが完了したときには、前記ガス抜きピン（１５）より後退した位置にあって、前記ガス抜き通路を構成するガス抜きピン（１５）の所定の表面を前記スライドコア（１０）から露出させることを特徴とする請求項１に記載の成形金型。