JP6925096B2

JP6925096B2 - 射出成形金型

Info

Publication number: JP6925096B2
Application number: JP2017186598A
Authority: JP
Inventors: 隆史大月
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: JP2019059159A

Description

本発明は、射出成形金型に関する。

樹脂の射出成形では、雄型と雌型とを型締めしてキャビティを形成し、このキャビティに樹脂を射出することで、成形品が形成される。このとき、キャビティ内の樹脂が固化した後、雄型と雌型とを離反させて型開きすると、成形品が成形収縮により雄型に貼りついた状態となる。このため、雄型には、通常、成形面から突出可能な複数の押し出しピンが設けられ、型開き後に押し出しピンで成形品を押し出すことにより、雄型から成形品が取り外される。

上記のような射出成形金型では、複数の押し出しピンが、金型の外部に設けた押し出しプレートに固定され、油圧シリンダ等の駆動手段でプレートを動かすことで一斉に駆動される。しかし、このような押し出しプレートや駆動手段を設けることで、射出成形装置の大型化及び高コスト化を招く。

そこで、例えば下記の特許文献１には、押し出しプレートを廃止した射出成形金型が示されている。具体的には、雄型（可動型）に、空気バネにより雌型側に付勢された離型ブロック（ブロック部材）が設けられている。雄型と雌型とを型締めした状態では、離型ブロックが雌型により押さえられて、空気ばねが圧縮される。雄型と雌型とを型開きすると、離型ブロックが空気ばねの付勢力により雌型側に押し出され、この離型ブロックで成形品が押し出されて雄型から分離される。このように、離型ブロックを空気ばね等の付勢手段で付勢することで、押し出しプレートやこれを駆動する駆動手段が不要となるため、射出成形装置が簡素化される。

ところで、成形品にアンダーカット部が設けられる場合、離型する際にアンダーカット部と金型との干渉を回避する手段を講じる必要がある。下記の特許文献１では、離型ブロックを、型開閉方向と傾斜する方向に押し出すことで、離型ブロックで成形品を押し出すと同時に、離型ブロックを成形品のアンダーカット部から離反させている。

特開２０１６−２０３４６１号公報

しかし、成形品の形状によっては、上記の特許文献１のように離型ブロックを型開閉方向に対して斜めに押し出す構成を採用することができない場合がある。例えば図５に示す成形品Ｗ’は、自動車のリアバンパーであり、意匠面Ａを有する本体部Ｗ１’と、本体部Ｗ１’の裏面Ｂ’から延びるリブＷ２’とを有する。本体部Ｗ１’は、意匠面Ａ’の屈曲線（キャラクターライン）Ａ１’より車体上方側（図中左側）に設けられた上部領域Ｗ１１’と、屈曲線Ａ１’より車体下方側（図中右側）に設けられた下部領域Ｗ１２’とを備える。リブＷ２’の根元部（図中上端）には、成形収縮による意匠面Ａ’の変形を抑えるために、他の領域（厚肉部Ｗ２１’）よりも薄肉な薄肉部Ｗ２２’が設けられる。この厚肉部Ｗ２１’と薄肉部Ｗ２２’とを接続する段差面がアンダーカット部Ｕ’となる。

図５に示す射出成形金型１００は、固定型１１０と、可動型１２０と、可動型１２０に設けられた離型ブロック１３０とを備える。離型ブロック１３０により、成形品Ｗ’のアンダーカット部Ｕ’と、本体部Ｗ１’の下部領域Ｗ１２’の裏面Ｂ’とが成形される。このとき、離型ブロック１３０を、型開閉方向（図中上下方向）に対して傾斜する方向（図中矢印参照）に押し出せば、離型ブロック１３０を成形品Ｗ’のアンダーカット部Ｕ’から離反させながら、離型ブロック１３０で成形品Ｗ’を固定型１１０側に押し出すことができる。しかし、成形品Ｗ’の本体部Ｗ１’の下部領域Ｗ１２’には、離型ブロック１３０の車体下方側に回り込んだ部分Ｗ１２ａ’が設けられ、この部分Ｗ１２ａ’が、型開閉方向と直交する方向でアンダーカット部Ｕ’と反対側（図中右側）から離型ブロック１３０に接触している。この場合、離型ブロック１３０を押し出したとき、成形品Ｗ’の下部領域Ｗ１２’の上記部分Ｗ１２ａ’が離型ブロック１３０に係合するため、離型ブロック１３０の、アンダーカット部Ｕ’から離反する側（図中右側）への移動が規制される。従って、この射出成形金型１００では、離型ブロック１３０を斜め方向に押し出すことができず、成形品Ｗ’を可動型１２０から分離することができない。

そこで、本発明が解決すべき課題は、型開き動作に追従して離型ブロックで成形品を押し出す押し出しプレートレス構造の射出成形金型において、成形品に、アンダーカット部や、アンダーカット部から離反する側への離型ブロックの移動を規制する部分が設けられた場合でも、成形品を雄型から分離可能とすることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、雄型と雌型とを型締めして形成されるキャビティに樹脂を射出して、アンダーカット部を有する成形品を形成するための射出成形金型であって、前記雄型が、本体部と、前記アンダーカット部を成形するアンダーカット成形部を有し、前記本体部に対して前記アンダーカット部から離反する側に常に付勢されたスライド型と、前記スライド型の移動方向で前記アンダーカット部と反対側から成形品が接触し、前記本体部に対して型開閉方向に移動可能であり、前記雄型と前記雌型との型開き動作に追従して成形品を前記雌型側に押し出す離型ブロックと、前記離型ブロックを前記本体部に対して前記雌型側へ移動させることにより、前記スライド型の、前記アンダーカット部から離反する側への移動を許容するカム機構とを備えた射出成形金型を提供する。

このように、本発明の射出成形金型では、雄型に、本体部に対してアンダーカット部から離反する側に常に付勢されたスライド型と、本体部に対して型開閉方向に移動可能な離型ブロックとを設け、これらをカム機構を介して連動させた。そして、スライド型で成形品のアンダーカット部を成形すると共に、離型ブロックで、成形品のうち、アンダーカット部から離反する側への金型の移動を規制する部分（スライド型の移動方向で、アンダーカット部と反対側から接触する部分）を成形する。これにより、雄型と雌型とを互いに離反させて型開きしたときに、離型ブロックにより成形品が押し出されて本体部から分離されると同時に、離型ブロックが雌型側に移動することにより、カム機構を介して、スライド型がアンダーカット部から離反する側へ移動する。以上により、成形品とスライド型との干渉を回避しながら、成形品を離型ブロックで押し出して雄型の本体部から分離することができる。

上記のカム機構は、例えば、離型ブロック及びスライド型に設けられた傾斜面で構成することができる。この場合、スライド型及び離型ブロックに設けられた傾斜面の型開閉方向に対する傾斜角度を、成形品のアンダーカット部の型開閉方向に対する傾斜角度よりも大きくすることがより好ましい。これにより、型開き時に、成形品のアンダーカット部とスライド型のアンダーカット成形部との型開閉方向での係合を確実に回避して、型開きをスムーズに行うことができる。

以上のように、本発明の射出成形金型によれば、成形品に、アンダーカット部や、アンダーカット部から離反する側への離型ブロックの移動を規制する部分が設けられた場合でも、成形品を雄型から分離することができる。

本発明の実施形態に係る射出成形金型を型締めした状態を示す断面図である。図１の拡大図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。図１の射出成形金型の型開き途中の状態を示す断面図である。比較例に係る射出成形金型の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す本発明の一実施形態に係る射出成形金型１で成形される成形品Ｗは、自動車のリアバンパーであり、意匠面Ａを有する本体部Ｗ１と、本体部Ｗ１の裏面Ｂから延びるリブＷ２とを有する。本体部Ｗ１は、意匠面Ａに設けられた屈曲線Ａ１（キャラクタライン）より車体上方側（図１の左側）に設けられた上部領域Ｗ１１と、屈曲線Ａ１より車体下方側（図１の右側）に設けられた下部領域Ｗ１２とを備える。リブＷ２は、本体部Ｗ１の屈曲線Ａ１の裏側に設けられる。図２に拡大して示すように、リブＷ２の根元部（図中上端）には、成形収縮による意匠面Ａの変形を抑えるために、他の領域（厚肉部Ｗ２１）よりも薄肉な薄肉部Ｗ２２が設けられる。この厚肉部Ｗ２１と薄肉部Ｗ２２とを接続する段差面がアンダーカット部Ｕとなる。図示例では、アンダーカット部Ｕが、型開閉方向（図中上下方向）に対して角度θ１だけ傾斜した傾斜面で構成される。

射出成形金型１は、雌型としての固定型１０と、雄型としての可動型２０とを備える。可動型２０は、図示しない駆動手段により型開閉方向で駆動され、固定型１０に対して接近離反可能とされる。

尚、以下では、型開閉方向（可動型２０の移動方向。図１では上下方向。）で固定型１０側（図１の上側）を「キャビ側」、可動型２０側（図１の下側）を「コア側」と言う。また、型開閉方向と直交する方向であって、後述するスライド型２２の移動方向（図１では左右方向）を「スライド方向」と言う。図示例では、スライド方向と、成形品Ｗを車体に取り付けたときの上下方向が一致しており、図１の左側が車体上方側、右側が車体下方側となる。

固定型１０は、成形品Ｗの意匠面Ａを成形する成形面１１と、可動型２０と型開閉方向で当接する当接面１２とを有する。

可動型２０は、型開閉方向（図１の上下方向）で往復動する本体部２１と、本体部２１に対して型開閉方向と交差する方向（図示例では型開閉方向と直交する方向。図１の左右方向。）で移動可能に設けられたスライド型２２と、本体部２１に対して型開閉方向で移動可能に設けられた離型ブロック２３とを有する。

本体部２１は、成形面を有し、具体的には、成形品Ｗの本体部Ｗ１の上部領域Ｗ１１の裏面Ｂを成形する成形面２１ａと、成形品ＷのリブＷ２の車体上方側の側面を成形する成形面２１ｂとを有する。また、本体部２１は、固定型１０の当接面１２に型開閉方向で当接する当接面（図示省略）を有する。

スライド型２２は、図３に示すように、本体部２１に設けられたガイドレール２５に取り付けられ、ガイドレール２５に沿ってスライド方向で移動可能とされる。スライド型２２は、図１に示すように、スライド型付勢手段２４により、スライド方向で車体下方側に常に付勢されている。スライド型付勢手段２４としては、例えば、圧縮コイルばね等の金属スプリングや、エアシリンダ等のガススプリングを用いることができ、図示例では圧縮コイルばねが使用される。

スライド型２２は、成形面を有し、具体的には、成形品Ｗの本体部Ｗ１の下部領域Ｗ１２の裏面Ｂを成形する第１の成形面２２ａと、成形品ＷのリブＷ２の車体下方側の側面及び端面を成形する第２の成形面２２ｂとを有する。第１の成形面２２ａは、スライド方向で車体下方側へ行くにつれてキャビ側に変位した形状（図１では右上がり形状）を成している。このため、スライド型２２の第１の成形面２２ａには、成形品Ｗがスライド方向で車体上方側から接触する。第２の成形面２２ｂは、図２に示すように、厚肉部Ｗ２１を成形する厚肉成形部２２ｂ１と、薄肉部Ｗ２２を成形する薄肉成形部２２ｂ２と、これらを連続し、アンダーカット部Ｕを成形するアンダーカット成形部２２ｂ３とを有する。アンダーカット成形部２２ｂ３は、型開閉方向でコア側に行くにつれてスライド方向で車体下方側に変位した面で構成され、図示例では、型開閉方向に対して角度θ１だけ傾斜した傾斜面で構成される。

離型ブロック２３は、図３に示すように、離型ブロック付勢手段２６を介して本体部２１に取り付けられる。離型ブロック２３は、離型ブロック付勢手段２６により、型開閉方向でキャビ側に常に付勢されている。離型ブロック２３は、成形品Ｗの縁に沿って離隔した複数箇所に設けられる（図示省略）。離型ブロック付勢手段２６としては、例えば、圧縮コイルばね等の金属スプリングや、エアシリンダ等のガススプリングを用いることができ、図示例ではガススプリングが使用される。

離型ブロック２３は、成形面を有し、具体的には、図１に示すように、成形品Ｗの本体部Ｗ１の下部領域Ｗ１２の裏面Ｂ及び端面を成形する成形面２３ａを有する。成形面２３ａは、スライド方向で車体下方側へ行くにつれてコア側に変位した形状（図１では右下がり形状）を成している。このため、離型ブロック２３の成形面２３ａには、成形品Ｗがスライド方向で車体下方側（アンダーカット部Ｕと反対側）から接触する。すなわち、成形品Ｗの下部領域Ｗ１２うち、金型の車体下方側への移動を規制する部分Ｗ１２ａの全域が、離型ブロック２３で成形される。

図示例では、スライド型２２の第１の成形面２２ａと離型ブロック２３の成形面２３ａとが連続している。具体的には、これらの成形面２２ａ、２３ａが、キャビ側に凸を成した滑らかな曲面を形成し、この曲面のキャビ側の頂部に、両成形面２２ａ、２３ａの境界が設けられる。この他、両成形面２２ａ、２３ａの境界を、曲面のキャビ側の頂部よりもスライド方向で車体上方側にずらした位置に設けてもよい。

射出成形金型１には、スライド型２２と離型ブロック２３とを連動させる第１のカム機構４１が設けられる。本実施形態では、スライド型２２に設けられた傾斜面２２ｃと、離型ブロック２３に設けられた傾斜面２３ｂとで、第１のカム機構４１が構成される。傾斜面２２ｃ、２３ｂは、何れも型開閉方向でコア側に行くにつれてスライド方向で車体下方側に変位し、型開閉方向に対して角度θ２だけ傾斜している（図２参照）。第１のカム機構４１を構成する傾斜面２２ｃ、２３ｂの型開閉方向に対する傾斜角度θ２は、スライド型２２のアンダーカット成形部２２ｂ３の型開閉方向に対する傾斜角度θ１よりも若干大きい（θ１＜θ２）。離型ブロック２３が型開閉方向でキャビ側に移動すると、第１のカム機構４１を構成する両傾斜面２２ｃ、２３ｂが摺動しながら、スライド型２２のスライド方向車体下方側への移動が許容される。

また、射出成形金型１には、図１に示すように、スライド型２２と固定型１０とを連動させる第２のカム機構４２が設けられる。本実施形態では、スライド型２２に設けられた傾斜面２２ｄと、固定型１０に設けられた傾斜面１３とで、第２のカム機構４２が構成される。傾斜面２２ｄ、１３は、第１のカム機構４１の傾斜面２２ｃ、２３ｂと同様に、何れも型開閉方向でコア側に行くにつれてスライド方向で車体下方側に変位し、型開閉方向に対して角度θ２だけ傾斜している。型開き状態から可動型２０がキャビ側に移動すると、第２のカム機構４２を構成する両傾斜面２２ｄ、１３が互いに摺動しながら、スライド型２２がスライド方向で車体上方側に押し込まれる。

以下、上記の射出成形金型１を用いて成形品Ｗを成形する手順を説明する。

まず、図１に示すように、固定型１０と可動型２０とを型締めし、型開閉方向で互いに当接させる。このとき、離型ブロック２３は、固定型１０の当接面１２により、離型ブロック付勢手段２６の付勢力に抗してコア側に押し込まれる。また、スライド型２２は、傾斜面２２ｃ、２２ｄが、それぞれ離型ブロック２３の傾斜面２３ｂ及び固定型１０の傾斜面１３でコア側に押し込まれ、これにより、スライド型付勢手段２４の付勢力に抗してスライド方向で車体上方側に押し込まれ、本体部２１にスライド方向で車体下方側から当接する。以上により、固定型１０の成形面１１、可動型２０の本体部２１の成形面２１ａ、スライド型２２の成形面２２ａ、２２ｂ、及び離型ブロック２３の成形面２３ａでキャビティが形成され、このキャビティに樹脂を射出することにより成形品Ｗが成形される。

キャビティ内の樹脂が固化したら、図４に示すように、可動型２０をコア側に移動させて型開きする。このとき、離型ブロック２３は、離型ブロック付勢手段２６によりキャビ側に付勢されているため、固定型１０の当接面１２に当接した状態でその場に止まり、本体部２１及びスライド型２２がコア側に移動する。すなわち、離型ブロック２３が、本体部２１及びスライド型２２に対して相対的にキャビ側に移動する（図４の矢印Ｐ参照）。これにより、成形品Ｗが、離型ブロック２３により本体部２１に対して相対的にキャビ側に押し出される。

このとき、離型ブロック２３が本体部２１に対して相対的にキャビ側に移動することで、離型ブロック２３の傾斜面２３ｂ及び固定型１０の傾斜面１３でコア側に押さえられていたスライド型２２のスライド方向の移動が許容される。具体的に、第１のカム機構４１を構成する離型ブロック２３の傾斜面２３ｂとスライド型２２の傾斜面２２ｃ、及び、第２のカム機構４２を構成する固定型１０の傾斜面１３とスライド型２２の傾斜面２２ｄとがそれぞれ互いに摺動しながら、スライド型付勢手段２４の付勢力によりスライド型２２が車体下方側へ移動する（図４の矢印Ｑ参照）。これにより、スライド型２２が成形品ＷのリブＷ２から離反し、スライド型２２のアンダーカット成形部２２ｂ３が、成形品Ｗのアンダーカット部Ｕと型開閉方向で係合しない位置まで退避される。これにより、成形品Ｗを、スライド型２２と干渉することなく、可動型２０の本体部２１から分離することができる。特に、本実施形態では、第１のカム機構４１を構成する傾斜面２３ｂ、２２ｃ及び第２のカム機構４２を構成する傾斜面１３、２２ｄの型開閉方向に対する傾斜角度θ２を、スライド型２２のアンダーカット成形部２２ｂ３（すなわち、成形品Ｗのアンダーカット部Ｕ）の型開閉方向に対する傾斜角度θ１よりも大きくしているため（図２参照）、型開き時におけるスライド型２２とアンダーカット部Ｕとの干渉をより一層確実に回避できる。

以上のように、本実施形態では、第１のカム機構４１を介して連動するスライド型２２及び離型ブロック２３を設け、スライド型２２で成形品Ｗのアンダーカット部Ｕを成形すると共に、離型ブロック２３で、成形品Ｗの本体部Ｗ１の下部領域Ｗ１２のうち、アンダーカット部Ｕから離反する側への金型の移動を規制する部分Ｗ１２ａ（車体下方側へ向けてコア側に傾斜した部分）を成形するようにした。これにより、可動型２０をコア側に移動させて型開きしたときに、離型ブロック２３により成形品Ｗが押し出されて本体部２１から分離されると同時に、離型ブロック２３がキャビ側に移動することにより、第１のカム機構４１を介して、スライド型２２が成形品Ｗのアンダーカット部Ｕから離反する側へ移動する。以上により、成形品Ｗとスライド型２２との干渉を回避しながら、成形品Ｗを離型ブロック２３で押し出して可動型２０の本体部２１から分離することができる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、射出成形金型１に、スライド型２２と離型ブロック２３とを連動させる第１のカム機構４１（傾斜面２２ｃ、２３ｂ）と、スライド型２２と固定型１０とを連動させる第２のカム機構４２（傾斜面２２ｄ、１３）とを設けた場合を示したが、これに限らず、例えば、第２のカム機構４２を省略して、第１のカム機構４１のみを設けてもよい。

また、上記の実施形態では、雌型を固定型、雄型を可動型とした場合を示したが、これに限らず、雌型を固定型、雄型を可動型としてもよい。

また、成形品の種類は特に限定されず、アンダーカット部と、型開閉方向と直交する方向でアンダーカット部と反対側から雄型に接触する部分とを有する成形品を射出成形する場合に、本発明を適用できる。

１射出成形金型
１０固定型（雌型）
１１成形面
２０可動型（雄型）
２１本体部
２２スライド型
２２ａ、２２ｂ成形面
２２ｂ３アンダーカット成形部
２２ｃ傾斜面
２３離型ブロック
２３ａ成形面
２３ｂ傾斜面
２４スライド型付勢手段
２６離型ブロック付勢手段
４１第１のカム機構
４２第２のカム機構
Ｗ成形品
Ｕアンダーカット部
Ａ意匠面

Claims

雄型と雌型とを型締めして形成されるキャビティに樹脂を射出して、アンダーカット部を有する成形品を形成するための射出成形金型であって、
前記雄型が、本体部と、前記アンダーカット部を成形するアンダーカット成形部を有するスライド型と、前記スライド型を、前記本体部に対して前記アンダーカット部から離反する側であるスライド方向一方側に常に付勢するスライド型付勢手段と、前記スライド型の移動方向で前記アンダーカット部と反対側から成形品が接触し、前記本体部に対して型開閉方向に移動可能であり、前記雄型と前記雌型との型開き動作に追従して成形品を前記雌型側に押し出す離型ブロックと、前記離型ブロックを前記本体部に対して前記雌型側へ常に付勢する離型ブロック付勢手段と、前記離型ブロックと前記スライド型との接触部に設けられた第１のカム機構と、前記雌型と前記スライド型との接触部に設けられた第２のカム機構とを備え、
前記雄型と前記雌型とを型締めする際に、前記雌型で前記離型ブロックを前記本体部に接近する側へ押し込んで、前記第１のカム機構及び前記第２のカム機構を介して前記スライド型を前記スライド方向一方側と反対側へ押し込み、
前記雄型と前記雌型とを型開きする際に、前記離型ブロック付勢手段の付勢力により前記離型ブロックが前記本体部に対して前記雌型側へ移動することにより、前記第１のカム機構を介して前記スライド型の前記スライド方向一方側への移動が許容され、前記スライド型付勢手段の付勢力により前記スライド型が前記スライド方向一方側へ移動する射出成形金型。