JP5046854B2 - 射出成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品のアンダーカット部を成形するための入れ子を有する射出成形用金型に関する。

合成樹脂やゴム材料などを射出成形して所望の形状の成形品を得る方法として、金型を型締めした状態でキャビティ内に溶融材料を注入し、加熱及び冷却後に、金型を開いて成形品を金型から離型させる手法がとられる。このような成形品がアンダーカット部を有する場合には、該アンダーカット部の成形に傾斜コア等の入れ子を用いるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
一方、図１に示すような、中空部１１及びねじ切り部（アンダーカット部）１２を有する樹脂成形品１０を成形する場合には、中空部１１を成形するための中子及びねじ切り部１２を成形するための入れ子を有する金型（図２参照）を用いる。

図２に示す金型２０は、固定型２１、可動型２１’、アンダーカット部１２を成形するための入れ子３０と中空部１１を成形するための中子４０を有する。該入れ子３０は、先端にアンダーカット部を成形するための溝加工された芯体３１’とこれを固定型２１に接続するための支持部３２より構成される。金型２０はキャビティ２２を有し、型締めをした後、ゲート２３からキャビティ２２に溶融樹脂Ｐを注入することにより、樹脂成形品が得られる。
得られた樹脂成形品は、可動型２１’を開き、中子４０を油圧シリンダ等により抜き取り、成形品を可動型２１’から、入れ子３０とともに離型した後に、入れ子３０を回して、樹脂成形品からはずすことによって、最終形状のねじ切り部（アンダーカット部）を有する樹脂成形品が得られる。
しかしながら、用いる樹脂が熱収縮する場合には、中子４０を抜き取る際に、ゲート２３の方向（図２の左方向）に収縮するため、ねじ切り部（アンダーカット部）１２に応力がかかり、該部分が割れたり、白化するという問題があった。

特開２００４−３０６２９５号公報

本発明は、以上の問題点に鑑み、用いる樹脂が熱収縮する場合であっても、アンダーカット部に割れや、白化が見られない、射出成形用金型を提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討した結果、アンダーカット部を成形するための入れ子を可動部と支持部とで構成し、該可動部を樹脂の収縮に応じて可動させることにより、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。

すなわち、本発明は、
（１）アンダーカット部を成形するための入れ子と中空部を成形するための中子を有する射出成形用金型であって、該入れ子が可動部と支持部を有し、可動部が支持部に対して初期位置に戻る方向に付勢される付勢手段を備えることを特徴とする射出成形用金型、
（２）前記付勢手段が弾性体によるものである上記（１）に記載の射出成形用金型、
（３）前記付勢手段が引張りバネである上記（２）に記載の射出成形用金型、
（４）前記金型が熱収縮する樹脂の成形用であり、樹脂の収縮に応じて前記可動部が可動する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の射出成形用金型、
（５）前記アンダーカット部の形状がねじ形状である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の射出成形用金型、及び
（６）前記可動部が支持部に対して非回転状態で支持される上記（５）に記載の射出成形用金型、
を提供するものである。

本発明の射出成形用金型によれば、用いる樹脂が熱収縮する場合であっても、アンダーカット部に割れや、白化が見られない樹脂成形品を得ることができる。また、入れ子に可動部を有していても、金型閉塞時に隙間を生じることがなく、成形不良を起こすことがない上、入れ子の組み付けが容易である。さらに、アンダーカット部をねじ形状にした際に入れ子の抜き取りが容易である。

本発明の射出用成形金型について、図３を用いて詳細に説明する。
本発明の射出用成形金型５０は、アンダーカット部を成形するための入れ子３０及び中空部を成形するための中子４０を有する。入れ子３０は、可動部３１と該可動部３１を支持する支持部３２を有し、可動部３１が支持部３２に対して初期位置に戻る方向に付勢される付勢手段３３を備えることを特徴とする。

以下、本発明の作用について説明する。
本発明の射出成形用金型５０は、可動型５１’に中子４０及び入れ子３０がセットされてなる。この状態で固定型５１により型締めをし、キャビティ５２に、ゲート５３から溶融樹脂Ｐを注入する。
一定の加熱及び冷却をした後、可動型を開放し、中子４０を油圧シリンダ等により抜き取る（図４参照）。この際に、熱収縮する樹脂であると、樹脂の注入口（ゲート５３）の方向（図４の左方向）に収縮する。例えば、図４に示すように、変位ｘだけ収縮が起こる。本発明においては、この収縮に伴って、入れ子３０の可動部３１が動くため、ねじ切り部（アンダーカット部）１２にテンションがかからない。従って、該部分の割れや白化を防止することができる。
冷却後、樹脂成形品を入れ子３０とともに可動型５１’から離型し、入れ子３０を回転させてはずし、アンダーカット部を有する樹脂成形品が得られる。

次に、本発明に用いる入れ子３０の構造について、図５及び図６を用いて詳細に説明する。
図５は入れ子３０を示す斜視図である。また、図６（Ａ）は入れ子３０を図３と同一の方向から見た図であり、図６（Ｂ）は入れ子３０を図６（Ａ）のａ方向から見た図である。入れ子３０は上述のように、アンダーカット部を成形するための可動部３１と該可動部３１を支持する支持部３２を備え、さらに可動部３１が支持部３２に対して初期位置に戻る方向に付勢される付勢手段３３を有する。
可動部３１はその先端にねじ切り部（アンダーカット部）を成形するためのねじ形状３４を有しており、また、可動部３１の付勢手段３３と結合される部分にピン３５が設けられている。このピンは図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）の上下方向に、横に細長い長方形の空間部３７を貫通する形で設けられており、左右の方向には、自由に可動することができる。具体的には、樹脂の収縮に伴って、可動部３１とともに、空間部３７を左の方向に移動する。
一方、該ピン３５は回転方向には自由に可動することはできない。従って、このピン３５は樹脂成形品から入れ子３０をはずす際に、可動部３１を支持部３２に対して非回転状態とするものであって、可動部３１と支持部３２が一体となって回転するため、樹脂成形品から入れ子３０を容易にとりはずすことが可能となる。

上記付勢手段３３としては種々の方法を用い得るが、入れ子３０の組み付けが容易であり、金型が簡易に作製し得る点で弾性体が好ましく、特にバネ材料を用いることが好ましい。バネ材料としては、引張バネを用いる方法、押しバネを用いる方法等があるが、図６に示すように引張りバネを用いる方法が、樹脂成形品の口の先端となる部分（以下「先端部」という。）３６のシール性の点から、好ましい。すなわち、可動部３１が引っ張りバネ（付勢手段３３）によって、可動部が支持部に対して初期位置に戻る方向に付勢されるため、先端部３６の密着性が向上する。従って、図３において溶融樹脂Ｐがゲート５３から注入されるに際し、先端部３６でのシール性が良好であり、溶融樹脂が入れ子３０側に流入することがなく、固定型５１からの離型が容易となる。
一方、押しバネを用いる場合には、図７に示すように、可動部３１が押しバネ３３’によって、支持部３２に対して初期位置に戻る方向に付勢される。

本発明で用いる樹脂としては、熱収縮する樹脂であれば、特に制限はなく、汎用の樹脂を用いることができる。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ＡＢＳ樹脂等の準汎用プラスチック；ポリアセタール、ポリイミド等のエンジニアリングプラスチック；液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド等のスーパーエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。
また、金型のキャビティに樹脂を注入する際の温度については、用いる樹脂に応じて適宜選定し得るが、通常１８０〜２００℃程度である。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
図３に示すような金型を用意した。すなわち、可動型５１’に中空部を成形するための中子４０及びねじ切り部（アンダーカット部）を成形するための入れ子３０をセットした。入れ子３０は、図６に示すように、先端にねじ切り部を成形するための形状３４を有する可動部３１が引張バネ３３を介して、支持部３２に接続され、ピン３５が備えられている。
次に、固定型５１にて型締めし、ゲート５３から溶融樹脂Ｐを注入した。樹脂としては、ポリプロピレンを用い、１８０℃で注入した。その後、可動型５１’を開放し、油圧シリンダにて中子４０を抜いた。ここでの金型温度は４０℃に調節した。次いで、樹脂成形品を入れ子３０とともに可動型５１’から離型し、入れ子３０を回転させてはずした。なお、可動部３１と支持部３２がピン３５で一体化されているため、ともまわりすることなく、容易に入れ子３０を抜くことができた。
得られたねじ切り部（アンダーカット部）を有する樹脂成形品は、該ねじ切り部に割れ及び白化が認められなかった。

比較例１
金型として図２に示すような、ねじ切り部を成形するための形状を有する芯体３１’が支持部３２に固定されてなる入れ子３０を用いたこと、すなわち、入れ子が可動しない従来の金型２０を用いたこと以外は、実施例１と同様にして樹脂成形品を得た。得られた樹脂成形品は、ねじ切り部に割れ及び白化が認められた。

本発明の射出成形用金型によれば、用いる樹脂が熱収縮する場合であっても、アンダーカット部に割れや、白化が見られない樹脂成形品を得ることができる。また、入れ子に可動部を有していても、金型閉塞時に隙間を生じることがなく、成形不良を起こすことがない上、入れ子の組み付けが容易である。さらに、アンダーカット部をねじ形状にした際に入れ子の抜き取りが容易である。

樹脂成形品の１例である。 従来の金型を示す模式図（断面図）である。 本発明の射出用成形金型を示す模式図（断面図）である。 本発明の射出用成形金型において、中子を抜いた後を示す模式図（断面図）である。 本発明における入れ子を示す斜視図である。 本発明における入れ子を示す模式図（断面図）である。 本発明における入れ子を示す模式図（断面図）である。

符号の説明

１０：樹脂成形品
１１：中空部
１２：ねじ切り部（アンダーカット部）
２０：射出成形用金型（従来）
２１：固定型
２１’：可動型
２２：キャビティ
２３：ゲート
３０：入れ子
３１：可動部
３１’：芯体
３２：支持部
３３：付勢手段（引張バネ）
３３’：付勢手段（押しバネ）
３４：ねじ切り部（アンダーカット部）を成形するためのねじ形状
３５：ピン
３６：先端部
３７：空間部
４０：中子
５０：射出用成形金型
５１：固定型
５１’：可動型
５２：キャビティ
５３：ゲート
Ｐ：溶融樹脂
ｘ：変位

Claims (6)

1. アンダーカット部を成形するための入れ子と中空部を成形するための中子を有する射出成形用金型であって、該入れ子が可動部と支持部を有し、可動部が支持部に対して初期位置に戻る方向に付勢される付勢手段を備えることを特徴とする射出成形用金型。
2. 前記付勢手段が弾性体によるものである請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 前記付勢手段が引張りバネである請求項２に記載の射出成形用金型。
4. 前記金型が熱収縮する樹脂の成形用であり、樹脂の収縮に応じて前記可動部が可動する請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形用金型。
5. 前記アンダーカット部の形状がねじ形状である請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形用金型。
6. 前記可動部が支持部に対して非回転状態で支持される請求項５に記載の射出成形用金型。

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