JP5800770B2 - 金型構造 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造或いは射出成形に用いる金型の構造に関し、特に応力集中の緩和に優れた金型構造に関する。

アンダーカット部を有する製品を成形するには、特許文献１に示すように、通常、固定型、可動型及び摺動（スライド）型からなる金型装置を用いる。

図６（ａ）〜（ｃ）に固定型、可動型及び摺動型からなる金型装置の概略を示す。固定型１０１と可動型１０２が離れた離型状態（ａ）では、摺動型１０３は可動型１０２に保持され、次いで（ｂ）に示すように摺動型１０３は可動型１０２に沿って摺動し、この後（ｃ）に示す型締め状態となる。

前記型締め状態では固定型１０１の段部１０１ａに設けたストッパ部材１０４に摺動型１０３の段部が当接して位置決めがなされる。この後、キャビティ内に溶湯が供給されると、溶湯圧が摺動型１０３を介してストッパ部材１０４を取付けた固定型１０１の段部１０１ａに作用する。このようにしてショットが繰り返されると、段部１０１ａのスミ部（付け根）に亀裂が生じるなどの不具合が発生する。

上記の不具合を解消するには、前記段部１０１ａのスミ部を小さなＲ形状とせずに大きなＲ形状とすればよい。しかしながら、金型の形状は製品形状に依存するため、段差の幅を十分大きくとれない場合がある。

一般的にストッパ部材１０４の背面の段部１０１ａにはその高さの半分以上の平面部が必要と考えられ、残りの半分の幅内でＲ形状を形成する制約があり、応力緩和に十分な大きなＲ形状とできない場合がある。

また、金型分割面の応力緩和を図るため特許文献２が提案されている。この特許文献２には、固定型の応力集中部から少し離れた分割面に応力集中部の形状に沿って応力緩和溝を形成することが開示されている。

特開２０１１−１６１４９３号公報 実開昭６４−２０３２１号公報

金型の応力集中部に十分な形状の自由度がなく大きなＲ形状を形成できない場合に、特許文献２に開示される応力緩和溝を形成することが考えられるが、上記応力緩和溝は金型の分割面に開口しているため、キャビティ表面となる部分には設けられないなど設けることができる箇所に制約がかかる。

また、応力緩和溝を形成する箇所が応力集中部ではなく応力集中部の近傍であるため、顕著な効果がでない場合もある。

上記課題を解決するため本発明は、金型装置を構成する固定型に、型締め時に前記可動型または摺動型からの圧力を受ける段部を形成し、この段部に沿って固定型に溝部を形成し、この溝部には段部の圧力受面に連続するとともに応力緩和が可能なＲ形状部が形成された面を形成した。

上記において、固定型の段部に沿って溝部が形成されるとは、段部にストッパを取付ける場合には、このストッパの直下、即ち固定型の厚み方向から見てストッパと重なる位置に溝部は設けられることになる。尚、溝部内は空洞のままでもよい。

但し、溝部内には蓋部材を充填することが好ましい。こ蓋部材は溝部内に鋳バリや水分などが溜まらないようにするためのものでボルトなどによって固定型に取付ける。蓋部材の形状については上記した鋳バリや水分などが溜まらなればよく、例えば前記Ｒ形状部に対向する面についてはＲ形状とせずにＣ面取りとして加工を簡略化することもできる。

前記Ｒ形状部の曲率半径としては、金型形状によって左右されるが、通常１０〜３０ｍｍの範囲である。

本発明によれば、可動型や摺動型に作用する圧力（鋳造圧や射出圧）を受ける固定型の段部に沿って溝部を形成し、この溝部に前記段部の受圧面と連続するとともに大きなＲ形状部を有する面を形成したので、製品形状などの制約によって、前記段部に十分な大きさのＲ形状部を形成できない場合であっても、溝部内にＲ形状部を形成したので、十分に応力緩和がなされ、したがって、金型にクラックが発生しにくく、長寿命となる。

本発明に係る構造を適用した鋳造金型の縦断面図 図１の要部拡大図 図２のＡ方向矢視図 図２のＢ−Ｂ方向矢視図 （ａ）及び（ｂ）は別実施例を示す図２と同様の図 （ａ）〜（ｃ）は従来の金型装置の動作の概略を説明した図

以下に本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明する。
鋳造用金型装置は固定型１、可動型２及び摺動型３を備えている。摺動型３は可動型２に支持され、可動型２と一体的に移動する。また摺動型３はアクチュエータ（シリンダユニット）４によって可動型２に沿って（図１の上下方向）に移動する。

摺動型３は図１に示す型締め状態で、固定型１と可動型２の間に形成されるキャビティ５内に臨み、摺動型３内には冷却通路６が形成されている。この冷却通路６には外部から冷却媒体が供給される。

固定型１の摺動型３との分割面には段部７が形成されている。この段部７はキャビティ５内に溶湯が供給された際に摺動型３に溶湯圧が作用するがその圧を受けるためのものである。

段部７は摺動型３の摺動方向と直交する方向の平坦面７ａを備え、この平坦面７ａが摺動型３に作用する鋳造圧を受ける。また平坦面７ａ上には摺動型３が後退（下降）した際に当接するストッパ部材８が設けられている。

前記固定型１の摺動型３との分割面で段部７に沿った位置に溝部９が形成されている。この溝部９は固定型１の厚み方向から見てストッパ部材８と重なる位置（ストッパ部材８の直下）に設けられ、その側面９ａは前記段部７の平坦面７ａと連続し且つ大きなＲ形状部１０が形成されている。

前記Ｒ形状部１０は段差７に作用する応力を緩和するためのものであり、そのためＲ形状部１０の曲率半径は１０〜３０ｍｍ程度が好ましいが、成形状によってはこの範囲に限らない。

前記溝部９内には蓋部材１１がボルト１２によって固着されている。この蓋部材１１は溝部９内に鋳バリや水分などが溜まらないようにするためのもので、
溝部９内面と蓋部材１１の外面とが異なってもよい。例えば加工を容易にするため、Ｒ形状部１０と対向する面については簡単なＣ面取りとしてもよい。但し、摺動型３の動きと干渉しないように、蓋部材１１の表面１１ａは固定型１の型合せ面よりも引っ込んでいるか、面一とする必要がある。

また、蓋部材１１には前記ストッパ部材８がボルト１３によって固着されている。尚、蓋部材１１を設けない場合にはストッパ部材８は直接固定型１に取り付けられる。

図５（ａ）及び（ｂ）は別実施例を示す図であり、（ａ）に示す実施例にあっては、摺動型３にストッパ部材８を固着し、また、固定型１に形成した溝部９内には蓋部材を設けず、単純な凹部としている。

また図５（ｂ）に示す実施例にあっては、固定型１及び摺動型３の何れにもストッパ部材を設けず、直接固定型１と摺動型３とが衝突する

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように溝部９内に何も充填せずに、溝部９に段部７の平坦面７ａと連続する側面９ａ及び大きなＲ形状部１０を形成することにより十分な応力緩和を図ることができる。

また、図示例では摺動型３を備えた金型について説明したが、可動型と固定型のみを備える金型装置にも本願発明は適用できる。

本発明に係る金型装置は鋳造用金型装置に限らず射出成型用の金型装置にも適用することができる。

１…固定型、２…可動型、３…摺動型、４…アクチュエータ（シリンダユニット）、５…キャビティ、６…冷却通路、７…段部、７ａ…段部の平坦面、８…ストッパ部材、９…溝部、９ａ…溝部の側面、１０…Ｒ形状部、１１…蓋部材、１１ａ…蓋部材の表面、１２…ボルト、１３…ボルト。

Claims (3)

1. 固定型と可動型を備えた金型装置において、前記固定型には型締め時に前記可動型または摺動型からの圧力を受ける段部が形成され、この段部に沿って固定型に溝部が形成され、この溝部には段部の圧力受面に連続するとともに応力緩和が可能なＲ形状部が形成された面が形成されていることを特徴とする金型装置。
2. 請求項１に記載の金型装置において、前記溝部内には蓋部材が充填されていることを特徴とする金型装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の金型装置において、前記Ｒ形状部の曲率半径は１０〜３０ｍｍの範囲とすることを特徴とする金型装置。

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