JP7651968B2

JP7651968B2 - 射出成形用金型

Info

Publication number: JP7651968B2
Application number: JP2021095703A
Authority: JP
Inventors: 州小野寺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2025-03-27
Anticipated expiration: 2041-06-08
Also published as: JP2022187620A

Description

本発明は、射出成形用金型に関する。

特許文献１には、成形面に凹形状又は穴状のアンダーカットを有する樹脂成形品を射出成形する際に、回転駒と、回転駒を内包する本体部と、本体部と回転駒との間に配置されて回転駒を回転付勢するバネ部材と、を備えた射出成形用金型を用いることが示されている。

この射出成形用金型では、回転駒は、外周面の一部にアンダーカットの形状に対応する凸部が形成された第１の切り欠き部を有し、バネ部材は、凸部がアンダーカット部から外れる方向に回転駒を回転付勢するように配置されている。そして、この射出成形用金型によれば、回転駒がバネ部材によって、その凸部がアンダーカット部から外れる方向に常に回転付勢されているため、型締めを解除して上型を外す動作のみで凸部がアンダーカット部から外される。

特開２０１６－３６９８８号公報

しかし、上記の射出成形用金型のように、バネ部材による回転付勢力だけで回転駒を回転させる構造では、回転駒の外周の摺動面に強い摩擦力が生じた際に、回転駒に作動不良が発生してしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アンダーカット部を有する成形品を円滑に成形することが可能な射出成形用金型を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の射出成形用金型は、
互いに近接離間される一対の金型を備え、凹部及び凸部の少なくとも一方が設けられたアンダーカット部を有する成形品を成形する射出成形用金型であって、
一方の前記金型に回転可能に設けられ、作動面及び前記アンダーカット部を成形する成形面を備える回転コアと、
他方の金型に設けられ、前記金型同士が離間する際に前記作動面に係合して前記回転コアを回転させて前記成形面を前記成形品の前記アンダーカット部から離間させる係合面を有する作動部と、
を備える。

この構成の射出成形用金型によれば、一対の金型同士を離間させて成形品を脱型させる際に、一方の金型の回転コアの作動面に、他方の金型の作動部の係合面が係合して回転コアが回転され、回転コアの成形面がアンダーカット部から離間される。したがって、成形品の脱型時にバネ部材の回転付勢力で回転コアを回転させてアンダーカット部から成形面を離間させる構造と比べ、回転コアを円滑に回転させてアンダーカット部を有する成形品を円滑に成形することができる。

本発明の射出成形用金型によれば、アンダーカット部を有する成形品を円滑に成形することが可能な射出成形用金型を提供できる。

本実施形態に係る射出成形用金型によって成形するバンパーを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。バンパーの固定部を示す図であって、（ａ）は図１（ｂ）におけるＢ部拡大図、（ｂ）はアンダーカット部を裏面から視た斜視図である。本実施形態に係る射出成形用金型を構成する可動型及び固定型の概略断面図及び要部拡大図である。バンパーを成形する際の回転コア及び作動部の動きを示す図であって、（ａ）～（ｄ）は、それぞれ射出成形用金型の要部拡大図である。バンパーを成形する工程を示す図であって、（ａ）～（ｃ）はそれぞれ可動型及び固定型の概略断面図である。参考例１に係る射出成形用金型の可動型及び固定型の概略断面図である。参考例２に係る射出成形用金型の可動型及び固定型の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る射出成形用金型によって成形するバンパーを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。図２は、バンパーの固定部を示す図であって、（ａ）は図１（ｂ）におけるＢ部拡大図、（ｂ）はアンダーカット部を裏面から視た斜視図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る射出成形用金型は、例えば、車両のバンパー１を成形する金型である。バンパー１は、射出成形によって樹脂から成形されている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、バンパー１は、車体への固定部２に、凹部３が設けられたアンダーカット部４を有している。このアンダーカット部４には、例えば、車体にバンパー１を組付ける際に、車体に設けられた係止爪（図示略）が凹部３に係止される。

次に、上記のバンパー１を成形する際に用いられる本実施形態に係る射出成形用金型について説明する。
図３は、本実施形態に係る射出成形用金型を構成する可動型及び固定型の概略断面図及び要部拡大図である。

図３に示すように、射出成形用金型１００は、可動型１０と、固定型５０とを備えており、射出成型機（図示略）に組み込まれる。可動型１０は、射出成型機の可動盤１１に取り付けられ、固定型５０は、射出成型機の固定盤５１に取り付けられる。可動型１０は、射出成型機の型締めユニット（図示略）によって固定型５０に対して近接及び離間される。可動型１０及び固定型５０には、互いに対向する面に、成形面１２，５２が形成されている。

射出成型機では、固定型５０に対して可動型１０が近接されて型締めされた状態で、可動型１０及び固定型５０の成形面１２，５２によって形成される射出空間に溶融樹脂が射出される。そして、樹脂の硬化後に、可動型１０が固定型５０から離間されて型開きされることにより、樹脂成形品であるバンパー１が取り出される。

可動型１０は、回転コア２０を備えている。回転コア２０は、可動型１０に形成された収容凹部４０に収容されており、回転軸２１を中心として回転可能に支持されている。

回転コア２０は、円弧状に形成された摺動面２２，２３を有している。これらの摺動面２２，２３は、回転コア２０が回転軸２１を中心に回転することにより、収容凹部４０に形成された摺動凹面４２，４３に対して摺動される。

また、回転コア２０は、受圧面２４，２５を有している。これらの受圧面２４，２５は、回転コア２０が一方向の回転方向ＲＡへ向かって回転した際に、収容凹部４０に形成された回転規制面４４，４５に当接し、回転コア２０の一方向の回転方向ＲＡへの回転を規制する。

さらに、回転コア２０は、受圧面２６，２７を有している。これらの受圧面２６，２７は、回転コア２０が他方向の回転方向ＲＢへ向かって回転した際に、収容凹部４０に形成された回転規制面４６，４７に当接し、回転コア２０の他方向の回転方向ＲＢへの回転を規制する。

回転コア２０は、受圧面２４に、成形面３１が形成されている。この成形面３１は、アンダーカット部４を成形する成形面であり、凹部３に対応する位置に、凸部３２が形成されている。また、回転コア２０の受圧面２６は、その外周側の一部が当接面３３とされている。

さらに、回転コア２０は、作動面４８を有している。この作動面４８は、回転コア２０の受圧面２６，２７が収容凹部４０の回転規制面４６，４７に当接して回転コア２０の他方向の回転方向ＲＢへの回転が規制された状態で、可動型１０の移動方向と平行となる。また、作動面４５は、回転コア２０の受圧面２４，２５が収容凹部４０の回転規制面４４，４５に当接して回転コア２０の一方向の回転方向ＲＡへの回転が規制された状態で、可動型１０の移動方向に対して、固定型５０へ向かって回転軸２１から離間する方向へ傾斜される。

固定型５０は、作動部６０を備えている。作動部６０は、ブロック状に形成されており、固定型５０に形成された固定凹部７０に嵌合されて取り付けられている。この作動部６０は、その一部が、可動型１０へ向かって突出されている。この作動部６０は、押圧面６１を有している。また、作動部６０の先端には、突設片６２が形成されており、この突設片６２には、係合面６３が形成されている。係合面６３は、突設片６２の突設方向へ向かって次第に押圧面６１側へ傾斜されている。

次に、上記の射出成形用金型１００によって成形品であるバンパー１を成形する場合について説明する。
図４は、バンパーを成形する際の回転コア及び作動部の動きを示す図であって、（ａ）～（ｄ）は、それぞれ射出成形用金型の要部拡大図である。図５は、バンパーを成形する工程を示す図であって、（ａ）～（ｃ）はそれぞれ可動型及び固定型の概略断面図である。

型締めユニットによって固定型５０に対して可動型１０が近接する方向へ移動される。すると、図４（ａ）に示すように、固定型５０の作動部６０に形成された押圧面６１が可動型１０の回転コア２０に形成された当接面３３に当接する。

可動型１０が固定型５０へさらに近接されて可動型１０と固定型５０とが型締めされると、回転コア２０の当接面３３が作動部６０の押圧面６１によって押し込まれ、図４（ｂ）に示すように、回転コア２０は、一方向の回転方向ＲＡへ回転され、回転コア２０の受圧面２４，２５が収容凹部４０の回転規制面４４，４５に当接される。これにより、回転コア２０の回転が規制されるとともに、受圧面２４に形成された成形面３１と回転規制面４４との間に、アンダーカット部４を成形するための射出空間Ｓｕが形成される。

そして、図５（ａ）に示すように、可動型１０と固定型５０とを型締めすることによって形成された射出空間に樹脂が充填されて硬化されることにより、バンパー１が成形される。このとき、図４（ｃ）に示すように、受圧面２４の成形面３１と回転規制面４４との間の射出空間Ｓｕにも樹脂が充填され、バンパー１のアンダーカット部４が成形される。

樹脂の硬化後、型締めユニットによって固定型５０に対して可動型１０が離間する方向へ移動される。すると、図４（ｄ）に示すように、固定型５０の作動部６０に形成された係合面６３が可動型１０の回転コア２０に形成された作動面４８に係合しながら移動する。これにより、回転コア２０は、他方向の回転方向ＲＢへ回転され、受圧面２４に形成された成形面３１が、成形されたアンダーカット部４から離間する。また、回転コア２０は、その受圧面２６，２７が収容凹部４０の回転規制面４６，４７に当接されて回転が規制され、初期位置に戻される。

そして、図５（ｂ）に示すように、固定型５０から可動型１０が離間した型開き状態となると、図５（ｃ）に示すように、成形されたバンパー１が可動盤１１に設けられたイジェクトピン（図示略）によって押し出されて脱型される。

ここで、参考例について説明する。
図６は、参考例１に係る射出成形用金型の可動型及び固定型の概略断面図である。図７は、参考例２に係る射出成形用金型の可動型及び固定型の概略断面図である。

図６に示すように、参考例１に係る射出成形用金型１００Ａは、アンダーカット部４を成形する成形面８１を有する傾斜コア８２と、この傾斜コア８２に連結されたロッド８３と、ロッド８３を押し込むことにより、傾斜コア８２を可動型１０から押し出す押出板８４とを有している。この射出成形用金型１００Ａでは、型開き時に、押出板８４によってロッド８３を押し込むことにより、バンパー１とともに傾斜コア８２を可動型１０から押し出す。これにより、アンダーカット部４を有するバンパー１が脱型される。

図７に示すように、参考例２に係る射出成形用金型１００Ｂは、アンダーカット部４を成形する成形面９１を有するスライドピン９２と、このスライドピン９２を進退させるシリンダ９３とを有している。この射出成形用金型１００Ｂでは、バンパー１の脱型時に、シリンダ９３によってスライドピン９２を引き込む。これにより、アンダーカット部４を有するバンパー１が脱型される。

これらの射出成形用金型１００Ａ，１００Ｂでは、可動型１０と固定型５０とを開閉させる動力源とは別に、傾斜コア８２を移動させる動力源やスライドピン９２を進退させるシリンダ９３を必要とする。そして、これらの駆動源やシリンダ９３による傾斜コア８２及びスライドピン９２の作動時間によって射出成形のサイクルタイムが嵩み、生産性が低下してしまう。また、傾斜コア８２を移動させる機構やスライドピン９２を進退させる機構を備えるため、部品点数の増加によるコストアップを招き、さらに、これらの機構を設けることにより可動型１０のスペースが占有されてしまい、成形品の形状に制約が生じてしまう。

これに対して、本実施形態に係る射出成形用金型１００によれば、固定型５０から可動型１０を離間させて成形品であるバンパー１を脱型させる際に、可動型１０の回転コア２０の作動面４８に、固定型５０の作動部６０の係合面６３が係合して回転コア２０が回転され、回転コア２０の成形面３１がアンダーカット部４から離間される。

したがって、傾斜コア８２やスライドピン９２を移動させる別個の動力源を不要にでき、部品点数の増加によるコストアップを抑えることができる。また、動力源によって駆動させる機構が不要であるので、金型におけるスペースの占有を抑制し、成形品の形状の制約を抑えることができる。

また、脱型時にバネ部材の回転付勢力で回転駒を回転させてアンダーカット部から成形面を離間させる構造と比べ、回転駒を円滑に回転させてアンダーカット部４を有する成形品を円滑に成形することができる。

なお、射出成形によって成形するアンダーカット部４は、凹部に限らず凸部を有する場合もあり、また、凹部及び凸部の両方の場合もある。アンダーカット部４に凸部を成形する場合、回転コア２０の成形面３１には、凹部を設け、アンダーカット部４に凹部及び凸部を設ける場合、回転コア２０の成形面３１には、凸部及び凹部を設けることとなる。

また、上記実施形態では、回転コア２０を可動型１０に設け、作動部６０を固定型５０に設けたが、回転コア２０を固定型５０に設け、作動部６０を可動型１０に設けてもよい。

また、上記実施形態では、バンパー１を成形する場合を例示したが、本発明は、バンパー１に限らず、ダッシュボードなどのアンダーカット部を有する各種の樹脂成形品を製造する場合に適用可能である。

１バンパー（成形品）
３凹部
４アンダーカット部
１０可動型（金型）
２０回転コア
３１成形面
４８作動面
５０固定型（金型）
６０作動部
６３係合面
１００射出成形用金型

Claims

互いに近接離間される一対の金型を備え、凹部及び凸部の少なくとも一方が設けられたアンダーカット部を有する成形品を成形する射出成形用金型であって、
一方の前記金型に回転可能に設けられ、作動面及び前記アンダーカット部を成形する成形面を備える回転コアと、
他方の前記金型に形成された固定凹部に嵌合されて設けられているブロック状の作動部であって、前記金型同士が離間する際に前記作動面に係合して前記回転コアを回転させて前記成形面を前記成形品の前記アンダーカット部から離間させる係合面を有する作動部と、
を備える、
射出成型用金型。