JP4779676B2

JP4779676B2 - 金型装置

Info

Publication number: JP4779676B2
Application number: JP2006023730A
Authority: JP
Inventors: 努後藤; 泰治永橋
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-01-31
Also published as: JP2007203548A

Description

本発明は、軸筒に鍔部が形成され、その鍔部を境に開閉可能な１対の割型キャビティブロックを有する金型装置に関するものである。

シャープペンシルやボールペンなど筆記具２０１の前方部には、前軸と称される先金部２０３が螺着などの手段によって固定されている。その先金部２０３の大径部２０４の周縁部には、良く診るとバリ状凸部２０２が発生してしまっている。このバリ状凸部２０２が発生してしまうと、外観状態を著しく損ねるばかりでなく、把持する部分ともなっているので違和感のある把持感となってしまっている。また、バリ状凸部２０２が鋭利な角度をなしている場合には、把持している際に皮膚などに傷を付けてしまう危険性がある。
前記の先金部２０３は、主に射出成形などの樹脂によって成形されていることが多く、前記のバリ状凸部２０２は金型が拡開する際に発生してしまっていると考えられ、また、金型の寸法精度も災いし発生してしまっていると推測される。以下、その金型装置について説明する。
先金部２０３の外側には、大外径部２０４の後方の外側には、割型キャビティ３０１で形成されたアンダ−カット部（雄ネジ形状）２０５が形成されている。そのアンダ−カット部２０５は、一対の割型キャビティ３０１によって成形され、その割型キャビティ３０１が開閉することによって形成される。よって、アンダ−カット部２０５の中心部分には、パ−ティングライン２０６が発生することになる。
特開２０００−０５２６８３号公報

しかし、前記の金型装置は、以下に説明するように動作している。前記の先金部２０３は、大外径部２０４を形成するキャビティ３０１が形成された割型キャビティブロック３０２を軸方向２０７に向かって拡開することによって金型から離脱する。更に、金型装置を拡開することとで、先金部２０３の後方に位置するアンダ−カット部２０５を成形する割型キャビティ３０１が形成された一対の割型キャビティブロック３０３が、互いに離隔する方向３０４に移動し、その移動によってアンダ−カット部２０５が一対の割型キャビティブロック３０３から離脱する。
このとき、前記先金部２０３の大外径部２０４の端面が前記一対の割型キャビティブロック３０３の端面３０５に接触しているため、そして、その接触状態を維持しながら一対の割型キャビティブロック３０３が移動するため、前記大外径部２０４の端面の周縁部にはバリ状凸部が発生してしまう。この摺接・移動は、先金部２０３の熱収縮により割型キャビティブロック３０３の端面３０５に押し付けられた状態で行われることになり、前記のバリ状凸部の発生は顕著となる。
そこで、その摺接抵抗を緩和するために、前記割型キャビティブロック３０３の端面３０５に円錐状の抜き勾配３０６を形成することも試みられた。しかし、前記割型キャビティブロック３０３の端面３０５に抜き勾配３０６を形成するために形成した割型キャビティ内径寸法３０７と、キャビティ３０１に先金部２０３の大外径部２０４を形成するために形成したキャビティ内径寸法３０８を同一な形状とし合致させなければならない。それらの寸法を合致させることで大外径部２０４のバリ状凸部２０２の発生を防止できるのである。尚、円柱状部２０８に抜き勾配２０９を形成した場合には、その抜き勾配２０９が形成されることで、円すい形状部２１０が形成されることになる。その円すい形状部２１０は、前記円柱状部２０８の軸長方向寸法２１１と、勾配角度２１２で構成され、これによって軸径方向寸法２１３は三角関数で算出されることになる。ちなみに、前記割型キャビティブロック３０３の端面３０５に形成する円すい形状部３０９の抜き勾配３０６の勾配角度３１０は、０．５度〜３度の範囲が一般的である。よって、前記の勾配角度３１０が１度の抜き勾配２０９を割型キャビティブロック３０３に形成した場合には、軸長方向寸法３１１の変化に対して、軸径方向寸法３１２は約５７倍も変化することになる。また、前記割型キャビティブロック３０３をパ−ティング面３１４を基準とし、軸長方向寸法３１５を０．０１ミリ切削することで、軸径方向寸法３１６は０．５７ミリ変化することになる。以上説明したように、軸径方向寸法３１６の前記割型キャビティ内径寸法３０７を軸長方向寸法３１１で正確の形成することは非常に困難であり、仮に形成しようとしても、精度を実現する為には多くの時間と多額の費用が必要となり、生産性を考慮すると現実的ではない。

以上説明したように、前記キャビティ３０１に形成したキャビティ大外径部寸法３０８と、抜き勾配３０６Ａを形成することで割型キャビティブロック３０３の端面３０５に形成した割型キャビティ内径寸法３１７の寸法や形状を完全に正確に合致させることは現実的ではなく、その結果、前記割型キャビティブロック３０３の端面３０５で形成されたフラット面２１４に先金部２０３が押し付けられ、バリ状凸部２０２が発生してしまうことになる。
また、前記キャビティ３０１に形成したキャビティ大外径部寸法３１８よりも抜き勾配３０６Ｂを形成したことで割型キャビティ内径寸法３１７が大きくなり、その結果、先金部の収縮による抵抗を防止し、スム−ズに離脱させることもできるが、先金部２０３の抜き勾配軸径寸法２１５が大外径部２０４よりも大きくなり、その結果、鋭利なバリ状凸部２０２が発生してしまい、製品としての価値を著しく落としてしまうことになる。

本発明は、軸筒に鍔部が形成され、その鍔部を境に開閉可能な１対の割型キャビティブロックを有する金型装置であって、その割型キャビティブロックの前記鍔部が成形される面に鍔部の外周縁を基点とする円錐孔を形成したことを要旨とする。

本発明は、軸筒に鍔部が形成され、その鍔部を境に開閉可能な１対の割型キャビティブロックを有する金型装置であって、その割型キャビティブロックの前記鍔部が成形される面に鍔部の外周縁を基点とする円錐孔を形成したので、鍔部の外周縁部にバリが発生しない良好な軸筒を提供することができる。

本金型１００は、シャープペンシルやボールペンなどの先端に着脱自在に螺着される前軸１を成形する金型装置であって、前記前軸１の前方部には、先金部２が形成されており、その先金部２の後部には、その先金部２よりも小径な雄ネジ部３が形成されている。
前記金型１００は、固定側型板群１０１と可動側型板群１０１Ａとから構成されており、開閉が可能なものとなっている。そして、前記固定側型板群１０１には前軸１の先金部２を成形するキャビティブロック１１７が配置されており、そのキャビティブロック１１７の内面には、樹脂が流れ込み先金部２が形成されるキャビティ１０２が形成されている。一方、前記可動側型板群１０１Ａには、前軸１の雄ネジ部３を成形する一対の割型キャビティブロック１０３ａ、１０３ｂが開閉可能に配置されており、それら一対の割型キャビティブロック１０３ａ、１０３ｂの合い対向する内面には、樹脂が流れ込み雄ネジ部３が形成される割型キャビティ１０４が形成されている。つまり、前軸１の雄ネジ部３は、一対の割型キャビティ１０４によって成形されるのである。
尚、前記前軸１は、各々のキャビティに樹脂が充填された後、金型１００内で冷却され、硬化する。
そして、冷却・硬化後、前記固定側型板群１０１と可動側型板群１０１Ａが拡開し、このとき、前記前軸１の先金部２がキャビティ１０２から抜け出て露出する。
更に、前記固定側型板群１０１と可動側型板群１０１Ａの拡開が進行すると、前記一対の割型キャビティブロック１０３ａ、１０３ｂがスライドレール１０５に沿って拡開し、このとき前記雄ネジ部３が割型キャビティ１０４から抜け出て露出する。前記一対の割型キャビティブロック１０３ａ、１０３ｂは、固定側型板群１０１に固定されているアンギュラピン１０７によってなされる一方、割型キャビティブロック１０３ａ、１０３ｂの閉鎖動作もアンギュラピン１０７によってなされる。

前記前軸１の先金部２の大外径部４と雄ネジ部３の外径部５には、径が相違することによって発生する段差６が形成される。この段差６が本発明の鍔部に相当する。そして、その段差６が位置する前記割型キャビティブロック１０３ａ、１０３ｂの軸方向分割面１１１には、先金部２の大外径部４の外径と同径な外径を有する抜き勾配１１０が形成されており、その抜き勾配１１０は、円錐状をなしている。即ち、その抜き勾配１１０は、大外径部４の周縁部を基点とする円錐孔となっている。符号１１３は、前軸１の内部に空間部を形成するコアピンであって、可動側型板群１０１Ａに固定されている。

次に、前記前軸１の成形手順について説明する。前記金型１００の各キャビティに樹脂を充填させた後、冷却・硬化させる。次いで、固定側型板群１０１と可動側型板群１０１Ａを拡開させる。このとき、固定側型板１０６のキャビティ１０２、並びに、先ピン１１２から先金部２が離脱し金型１００から露出する。この際、前軸１はコアピン１１３に被覆しているが、樹脂の収縮作用によって収縮係着されている状態となっている。即ち、その収縮作用によって前軸１の段差６は、コアピン１１３の固着される方向へは勿論、割型キャビティブロック１０３の軸径方向分割面１１１への方向へも収縮することになり、その軸径方向分割面１１１に対する圧接力が高まる。しかし、圧接力が高まるものの、本発明においては、割型キャビティブロック１０３の軸径方向分割面１１１に大外径部４の周縁部と同径な抜き勾配１１０が形成されているため、割型キャビティブロック１０３の摺接・移動に対する段差６への摺接抵抗が軽減される。そして、これによって、大外径部４の周縁部にバリ状凸部２０２が形成されない良好な前軸１を得ることができる。

次に、前記割型キャビティブロック１０３の軸径方向分割面１１１に抜き勾配１１０を形成する手段について説明する。その抜き勾配１１０は、前軸１の軸長方向である軸長寸法１１４と軸径方向である軸径寸法１１５、並びに、抜き勾配角度１１６で構成された円錐形状をなしている。ここで、抜き勾配１１０の前記軸径寸法１１５は、前記固定側型板郡１０１のキャビティブロック１１７に形成された先金部２の大外径部４を成形するためのキャビティ１０２の内径寸法１１８と同一な形状にする必要がある。ちなみに、前記軸径寸法１１５は、軸長寸法１１４を加工することによって決定されてしまうのが一般的であり、各々の寸法を正確に形成するのも難しい。一般的な安価なドリルを使用しているためである。しかし、この手段では軸径寸法１１５と軸長寸法１１４を正確に形成することは、加工時間を費やせばできるものの、些か生産性が悪い。
そこで、抜き勾配１１０を構成する軸径寸法１１５とキャビティ１０２の内径寸法１１８を同一な径に形成するより良い手段について説明する。最初に、抜き勾配１１０構成する軸径寸法１１５を決定し、その軸径寸法を成形基準１１９する。次に、勾配角度１１６を形成する。この時点で、前記軸長寸法１１４は、軸径寸法１１５と相まって、前記の勾配角度１１６で形成された寸法に加工される。その結果、抜き勾配１１０の成形基準１１９である加工基準１２０を、常に軸径寸法１１５とすることで、前記前軸１の外観である先金部２へのバリ状凸部２０２の発生を防止することができる。更に具体的に説明すると、金型１００の固定側型板群１０１のキャビティブロック１１７に形成されたキャビティ１０２の内径寸法１１８は、前軸１の先金部２の大外径部４を形成する寸法となっており、前記抜き勾配１１０の軸径寸法１１５の加工基準１２０としている。そして、その加工基準１２０を基準として、軸長方向１２１に加工している。ちなみに、その軸長方向の寸法深さ１２２を０．０ミリ〜０．３ミリの範囲で設定している。
尚、本例においては、抜き勾配１１０を形成する勾配面１２３を直線状の円錐孔として形成しているが、曲面１２４形状としても良く、また、直線面と曲面１２５とを連結させても良く、更には、前記大外径部４から後方に向けてストレート孔を形成し、そのストレート孔から連続して前記と同様の円錐孔を形成しても良い。

金型装置の断面図。図１の型開断面図。軸成形品の抜き勾配を示す構成図。軸成形品金型の抜き勾配を示す構成図。抜き勾配の形成例を示す概略図。抜き勾配の形成例を示す概略図。成形品の模式図。バリ凸部を示す模式図。成形品の模式図。金型構造の概略断面図。拡開動作を示す断面図。金型の抜き勾配の形成を示す概略断面図。抜き勾配を形成した例を示す模式図。抜き勾配の構成を示す要素模式図。割型キャビティブロックの模式図。割型キャビティブロックの抜き勾配の形成例を示す模式図。割型キャビティブロックの抜き勾配の形成例を示す図。従来成形品の概略図。拡開時の断面図。成形品の概略図。拡開時の断面図。金型の抜き勾配の形成例を示す概略図面。

符号の説明

１ペン前軸
２先金部
３雄ネジ部
４大外径部
５外径部
６段差
１００本金型
１０１固定側型板群
１０１Ａ可動側型板群
１０２キャビティ
１０３Ａ割型キャビティブロック
１０３Ｂ割型キャビティブロック
１０４割型キャビティ
１０５スライドレ−ル
１０６固定側型板
１０７アンギュラピン
１０８型開方向
１０９垂直方向
１１０抜き勾配
１１１軸径方向分割面
１１２先ピン
１１３コアピン
１１４軸長寸法
１１５軸径寸法
１１６勾配角度
１１７キャビティブロック
１１８内径寸法
１１９形成基準
１２０加工基準
１２１軸長方向
１２２軸長方向の寸法深さ
１２３勾配面
１２４曲面
１２５テーパー面と曲面
２０１筆記具
２０２バリ状凸部
２０３先金部（成形品）
２０４大外径部
２０５アンダ−カット
２０６パ−ティングライン
２０７軸長方向
２０８円柱状部
２０９抜き勾配
２１０円すい形状部
２１１軸長方向寸法
２１２勾配角度
２１３軸径方向寸法
２１４フラット面
２１５抜き勾配軸径寸法
３０１キャビティ
３０２割型キャビティ
３０３割型キャビティブロック
３０４方向
３０５端面
３０６抜き勾配
３０６Ａ抜き勾配
３０６Ｂ抜き勾配
３０７割型キャビティ内径寸法
３０８キャビティ内径寸法
３０９円すい形状部
３１０勾配角度
３１１軸長方向寸法
３１２軸径方向寸法
３１４パ−ティング面
３１５軸長方向寸法
３１６軸径方向寸法
３１６Ａ割型キャビティ軸径寸法
３１７割型キャビティ内径寸法
３１８割型キャビティ内径寸法
３１９基準位置

Claims

軸筒に鍔部が形成され、その鍔部を境に開閉可能な１対の割型キャビティブロックを有する金型装置であって、その割型キャビティブロックの前記鍔部が成形される面に鍔部の外周縁を基点とする円錐孔を形成したことを特徴とする金型装置。
前記鍔部が成形される面に鍔部の外周縁を基点とするストレート孔を形成すると共に、そのストレート孔から連続して円錐孔を形成したことを特徴とする請求項１記載の金型装置。