JP2008012873A - 射出成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータ等の駆動源を用いることなくアンダカット部内に設けられるネジ部をアンダカット部と共に一度に形成することが可能であり、かつ成形する製品の形状変更等にも容易に対応することが可能な汎用性の高い射出成形用金型装置を得る。
【解決手段】ネジコア５１は、コアユニット４の第２部分５０に保持されており、第１の金型２と第２の金型３との分離時に、ラック６および歯車列７を介して回転しつつネジ部９２から抜脱される。アンダカット用コア４１は、コアユニット４の第１部分４０と一体に形成されており、可動側型板３１と可動側受板３２との分離時に、傾斜ピン３４と傾斜ピン穴５７とが摺接することにより、アンダカット部９１から離型される。
【選択図】図２

Description

本発明は、アンダカット処理機構を備えた射出成形用金型装置に関するものであり、特に、アンダカット部内に設けられるネジ部をアンダカット部と共に一度に形成することが可能な射出成形用金型装置に関する。

従来、この種の射出成形用金型装置としては、下記特許文献１に記載されたものが知られている。

この射出成形用金型装置は、アンダカット部を賦形するアンダカット用コアと、ネジ部を賦形するネジコアとを備えており、アンダカット用コアのアンダカット部からの離型と、ネジコアのネジ部からの離型を、金型の型開時に一度に行えるように構成されている。

特開昭５６−６３４２８号公報

上記特許文献１に記載のものは、アンダカット用コアについては、金型の開閉運動と機構的に連動してアンダカット部に対して進退するように構成されているが、ネジコアについては、電動モータの動力により回転しながらネジ部に対して進退するように構成されている。このため、電動モータの他、該電動モータの回転数ならびに駆動の開始や停止のタイミング等を制御するための制御回路、および型開きのタイミングを検知するためのセンサ等が必要となるので、金型装置の製造コストが増大するという問題がある。

一方、ラックと歯車列とを組み合わせた機構等を用いることにより、金型の開閉運動と機構的に連動させてネジコアを回転抜きする技術も知られている。そこで、このような技術を転用することにより、金型の開閉運動と機構的に連動させて、アンダカット用コアとネジコアの両方をそれぞれ各所定位置に進退させ得るように構成することも考えられるが、これまでこのような連動機構を備えた金型装置は知られていない。

その背景として、金型装置の汎用性の問題がある。すなわち、射出成形用の金型装置においては、成形する製品の形状に応じたコア入れ子をおも型内に配置したタイプのものが多く用いられている。このタイプの金型装置は、製品の形状が変化した場合にはコア入れ子を交換することにより対応し得るので汎用性が高い。

しかしながら、上述のような連動機構を組み込んだ金型装置は、アンダカット部の形状やネジ部のピッチ等が変更された場合や、アンダカット部やネジ部を有しない他の製品を成形する場合等に対応する際に、連動機構の大幅な変更や取り外しが必要となるなど、汎用性が低いものになる虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、電動モータ等の駆動源を用いることなくアンダカット部内に設けられるネジ部をアンダカット部と共に一度に形成することが可能であり、かつ成形する製品の形状変更等にも容易に対応することが可能な汎用性の高い射出成形用金型装置を提供することを目的とする。

本発明に係る射出成形用金型装置は、第１の金型と、型開時に被成形品を保持した状態で前記第１の金型と分離される第２の金型と、前記被成形品のアンダカット部を賦形するアンダカット用コアと、前記アンダカット部内に配されるネジ部を賦形するネジコアと、を備えた射出成形用金型装置であって、
前記第１および第２の金型の開閉運動を前記ネジコアの回転運動および前記ネジ部への進退運動に変換する第１の運動変換機構、
前記第１および第２の金型の開閉運動を前記アンダカット用コアの前記アンダカット部への進退運動に変換する第２の運動変換機構、
および前記アンダカット用コアと、前記ネジコアと、前記第１および第２の運動変換機構の各一部とを有し、前記第１および第２の金型の間において該第２の金型側に、前記ネジコアの進退方向に移動可能に取り付けられてなるコアユニット、を備えてなることを特徴とする。

本発明の射出成形用金型装置において、前記第１の運動変換機構は、前記第１の金型に設けられた第１の傾斜面と、前記コアユニットに設けられ前記第１および第２の金型の開閉時に前記第１の傾斜面と摺接する第２の傾斜面と、前記ネジコアが前記ネジ部から離れる向きに前記コアユニットを付勢する付勢部材と、を備えてなるものとすることができる。

また、この第１の運動変換機構は、さらに、前記コアユニット内において前記ネジコアを回転可能に保持する保持部と、前記第１および第２の金型の間に架設されたラックと、前記保持部と前記ラックとの間に配された歯車列と、を備えてなるものとすることができる。

また、前記第２の金型は、前記コアユニットを保持した型板と、該型板と分離可能な受板とからなり、前記第２の運動変換機構は、前記受板に保持された傾斜ピンと、前記コアユニットに設けられた傾斜ピン穴と、を備えてなるものとすることができる。

また、前記コアユニットは、前記アンダカット用コアを保持した第１部分と、前記ネジコアの進退方向に前記第１部分とは分離可能に形成された、該ネジコアを保持した第２部分とからなり、前記第１および第２の金型の型開時には、まず、前記第１の運動変換機構を介して、前記ネジコアが回転しつつ前記ネジ部から離型するように前記第２部分を前記第１部分から分離して移動せしめ、次に、前記第２の運動変換機構を介して、前記アンダカット用コアが前記アンダカット部から離型するように前記第１部分を移動せしめるように構成することができる。

本発明の射出成形用金型装置によれば、金型の開閉運動をネジコアの回転運動および進退運動に変換する第１の運動変換機構と、金型の開閉運動をアンダカット用コアの進退運動に変換する第２の運動変換機構とを備えていることにより、電動モータ等の駆動源を用いることなくアンダカット部内に設けられるネジ部をアンダカット部と共に一度に形成することが可能となる。

また、アンダカット用コア、ネジコア、および第１および第２の運動変換機構の各一部を有するコアユニットを備えていることにより、アンダカット部の形状やネジ部のピッチ等が変更された場合や、アンダカット部やネジ部を有しない他の製品を成形する場合には、コアユニットの一部の部材を変更したり、コアユニットを他のコア入れ子に変更したりすることによって、容易に対応することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態に係る射出成形用金型装置１（以下、単に「金型装置１」と称することがある）の縦断面図であり、図１は型閉時、図２は型開きの第１段階、図３は型開きの第２段階、図４は型開きの第３段階をそれぞれ示している。また、図５は図１〜図４に示すコアユニットを一部破断して示す平面図（図１〜図４の図中上方から見た図）である。なお、図１〜図４においては、金型装置１の中心線Ｘから図中右側の部分のみを示している。また、図２〜図４においては、可動側受板３２の下側の一部の図示を省略しており、図４においては、第１の金型２の図示を省略している。

図１〜図４に示す金型装置１は、アンダカット部９１内にネジ部９２が設けられる、レンズ枠等の被成形品９（図２〜図４参照）を射出成形するためのものであり、固定側の第１の金型２と、可動側の第２の金型３と、コアユニット４とを備えてなる。

図１に示すように上記第１の金型２は、おも型２１と、該おも型２１の図中上側に配された固定側取付板２２と、おも型２１内にそれぞれ組み込まれた固定側コア入れ子２３および傾斜ブロック２４とを備えてなり、固定側取付板２２の図中上側に図示せぬ射出成形機が取り付けられるように構成されている。

一方、上記第２の金型３は、上記第１の金型２と対向する可動側型板３１と、該可動側型板３１に対し図中下方に分離可能に配された可動側受板３２と、可動側型板３１内に組み込まれた可動側コア入れ子３３とからなり、可動側型板３１の図中上側において上記コアユニット４を図中左右方向に移動可能に保持している。また、可動側受板３２には、図中上方に斜めに延びる傾斜ピン３４が取り付けられている。

上記コアユニット４は、図２〜図４に示す上記被成形品９のアンダカット部９１を賦形するアンダカット用コア４１と、該アンダカット部９１内に配されるネジ部９２を賦形するネジコア５１とを備えてなり、以下のように構成されている。

すなわち、このコアユニット４は、上記アンダカット用コア４１を保持した第１部分４０（本実施形態では、アンダカット用コア４１と一体に形成されている）と、上記ネジコア５１を保持した第２部分５０とからなり、これら第１部分４０および第２部分５０は、上記ネジコア５１の進退方向（図中左右方向）に互いに分離可能に構成されている。上記ネジコア５１は、上記第１部分４０内を図中左右方向に貫通する挿通孔４３内に挿通された細軸部５２の一端部（図中左端部）に形成されており、該細軸部５２の他端部（図中右端部）は、上記第２部分５０内に配された太軸部５３の一端部（図中左端部）に保持されている。この太軸部５３は上記第２部分５０内において、回転可能にかつ第２部分５０に対して図中左右方向に移動可能に保持されており、該太軸部５３が回転することにより、上記ネジコア５１が上記細軸部５２と共に回転するようになっている。なお、太軸部５３はボールベアリングやスライドベアリング等の軸受を介して保持されているが、図中では軸受を省略している。

より詳細には、図５に示すように上記第１部分４０および上記第２部分５０はボルト４４を介して互いに連結されており、また、これら第１部分４０と第２部分５０との間にはコイルバネ４５が配されている。上記ボルト４４は、上記第２部分５０内に形成された空間部５４内において、その頭部４４ａおよび軸部４４ｂが図中左右方向に移動可能に保持されており、その先端のネジ形成部４４ｃは上記第１部分４０に形成されたネジ穴４６に螺着されている。一方、上記コイルバネ４５は、上記第２部分５０内に形成された穴部５５内に保持されており、その弾性により上記第１部分４０を、上記第２部分５０から分離するように付勢している。なお、このコイルバネ４５は、上記ネジコア５１が上記ネジ部９２（図４参照）から離れる向きにコアユニット４を付勢する付勢部材を構成するものである。

上記第１部分４０および上記第２部分５０は、上記ボルト４４の頭部４４ａが上記空間部５４の係止部５４ａと当接する位置まで、上記コイルバネ４５の付勢力によって、互いに分離せしめられるように構成されており、この分離状態において、上記ネジコア５１が上記第１部分４０の挿通孔４３内に徐々に引込むようになっている（図２〜図４参照）。なお、図５において図示は省略しているが、上記ボルト４４および上記コイルバネ４５は、ネジコア５１の軸線Ｙに対し、図示した位置とは対称的な位置に、もう一組配置されている。

また、図５に示すように上記第１部分４０および上記第２部分５０の図中上下両端には、図中左右方向（ネジコア５１の軸線Ｙ方向）に延びる肩部４７，５６が形成されている。これら肩部４７，５６は、図１に示す可動側型板３１の図中上側において図中左右方向に互いに平行に延びるように形成された一対のレール部３５（一方のみ図示）と接するように配置され、上記第１部分４０および上記第２部分５０の移動の際に、該レール部３５と摺接するように構成されている。

また、図５に示すように上記第２部分５０の図中右端部には、上記傾斜ピン３４（図１参照）が挿脱される傾斜ピン穴５７が形成されている。さらに、図１に示すように、この第２部分５０の図中右上端部には、上記第１の金型２および上記第２の金型３の開閉時に、上記傾斜ブロック２４の第１の傾斜面２４ａと摺接する第２の傾斜面５８が形成されている。

また、本実施形態の金型装置１は、上記第１の金型２および上記第２の金型３の開閉運動を上記ネジコア５１の回転運動および上記ネジ部９２への進退運動に変換する第１の運動変換機構と、上記第１の金型２および上記第２の金型３の開閉運動を上記アンダカット用コア４１の上記アンダカット部９１への進退運動に変換する第２の運動変換機構とを備えている。

図１〜図３に示すように上記第１の運動変換機構は、上記コアユニット４内において上記ネジコア５１を回転可能に保持する保持部としての上記細軸部５２および上記太軸部５３と、上記第１の金型２および上記第２の金型３の間に架設されたラック６と、上記太軸部５３と上記ラック６との間に配された歯車列７とを備えている。

図１〜図３に示すように上記ラック６は、図中上下方向に延びるように配置されており、その上端部は上記第１の金型２のおも型２１に固定されている。上記おも型２１の内部と、上記第２の金型３の可動側型板３１および可動側受板３２の各内部、並びに上記コアユニット４の内部には、ラック６が配置される挿通孔２５，３６，５９がそれぞれ形成されている。なお、コアユニット４内の挿通孔５９は、コアユニット４の移動の際にラック６と干渉しないように、図中左右方向の寸法が他の挿通孔２５，３６よりも大きく形成されている。

図１〜図３に示すように上記歯車列７は、上記可動側型板３１内において回転可能に保持された軸部７１に対し同軸に取り付けられた２つの歯車７２，７３と、上記コアユニット４の第２部分５０内おいて回転可能に保持された軸部７４に取り付けられた歯車７５と、該歯車７５と噛合するように上記太軸部５３に取り付けられた歯車７６とからなる。上記歯車７２は上記ラック６の歯列６１（図１参照）と噛合するように配置されており、上記歯車７３と上記歯車７５は互いに噛合するように配置されている。

また、上記コアユニット４の第２部分５０の移動に伴い上記歯車７５は、上記歯車７３と噛合しつつ該歯車７３に対する噛合位置が図中左右方向にずれるように構成されており、上記第２部分５０の移動および該第２部分内での上記太軸部５３の移動に伴い上記歯車７６は、上記歯車７５と噛合しつつ該歯車７５に対する噛合位置が図中左右方向にずれるように構成されている（図１〜図４参照）。なお、上記各軸部７１，７４はボールベアリング等の軸受を介して保持されているが、図中では軸受を省略している。

さらに、図１〜図３に示すように上記第１の運動変換機構は、上記第１の金型２側に配された上記傾斜ブロック２４の第１の傾斜面２４ａと、上記第１および第２の金型２，３の開閉時に該第１の傾斜面２４ａと摺接する、上記コアユニット４側に配された上記第２の傾斜面５８と、該コアユニット４の上記第１部分４０および上記第２部分５０の間に配された上記コイルバネ４５（図５参照）とを備えている。

一方、図１〜図３に示すように上記第２の運動変換機構は、上記可動側受板３２に保持された上記傾斜ピン３４と、上記コアユニット４の第２部分５０に設けられた上記傾斜ピン穴５７とを備えている。

以下、本実施形態の金型装置１の作用について説明する。
まず、図１に示す型閉時において、上記コアユニット４が次のように作用する。すなわち、上記第１の金型２側の第１の傾斜面２４ａと上記コアユニット４側の第２の傾斜面５８とが互いに摺接することにより、上記コアユニット４の第２部分５０が上記コイルバネ４５（図５参照）の付勢力に抗して第１部分４０を図中右方に押圧し、これにより、上記アンダカット用コア４１およびネジコア５１が、上記被成形品９のアンダカット部９１およびネジ部９２（図４参照）の各形成位置にそれぞれ位置する。

この型閉時の状態において、上記第１の金型２、上記第２の金型３、および上記コアユニット４の間には、上記被成形品９（図４参照）のキャビティ１１と、該キャビティ１１から上記固定側取付板２２に形成されたスプルー入口２６まで続く溶融樹脂の充填路１２とが形成され、図示せぬ射出成形機から溶融樹脂がキャビティ１１内に充填される。

次に、図２に示す型開きの第１段階および図３に示す型開きの第２段階において、上記第１の金型２と上記第２の金型３とが図中上下方向に互いに分離され、上記被成形品９は上記充填路１２内で硬化した樹脂１３と共に第１の金型２から離型して第２の金型３側に保持される。

この型開きの過程において、上記コアユニット４の第２部分５０は、上記第２の傾斜面５８を上記第１の傾斜面２４ａと摺接させながら、上記コイルバネ４５（図５参照）の付勢力により第１部分４０から分離されて図中右方に移動する。また、同時に、上記第２の金型３が上記ラック６に対して図中下方に移動することにより、該ラック６に連係された歯車列７が回転し、これにより、上記ネジコア５１が上記細軸部５２および上記太軸部５３と共に回転せしめられ、上記ネジ部９２から徐々に抜脱される。

なお、第１および第２の金型２，３の型開きに伴う、上記ネジコア５１の上記ネジ部９２からの抜脱と、上記第２部分５０の図中右方への移動とは、共に、型開きの開始と同時に開始されるが、第２部分５０の移動の方が先行して終了するように構成されている。すなわち、先行する第２部分５０の移動に伴い、上記太軸部５３の図中右方には、該太軸部５３が第２部分５０内で移動するスペースが形成される（図２参照）。上記ネジコア５１は、自身の回転により、そのネジピッチに従って上記ネジ部９から押し出されるように図中右方に移動し、これにより上記太軸部５３が上記スペースを埋めるように移動するようになっている（図３参照）。

次に、図４に示す型開きの第３段階において、上記第２の金型３の可動側型板３１および可動側受板３２が図中上下方向に互いに分離される。その際、可動側受板３２側の傾斜ピン３４が上記コアユニット４側の傾斜ピン穴５７と摺接することにより、コアユニット４の第２部分５０および第１部分４０が図中右方へ移動し、これにより上記アンダカット用コア４１が上記被成形品９のアンダカット部９１から離型するとともに、上記ネジコア５１がネジ部９２から離れた位置に移動する。

このように本実施形態の金型装置１によれば、第１の金型２と第２の金型３との開閉運動を、アンダカット用コア４１の進退運動とネジコア５１の回転および進退運動とに機構的に変換するように構成されているので、電動モータ等の駆動源を用いることなくアンダカット部９１内に設けられるネジ部９２をアンダカット部９１と共に一度に形成することが可能となる。

また、アンダカット部９１の形状やネジ部９２のピッチ等が変更された場合や、これらを有しない他の製品を成形する場合においては、コアユニット４の一部の部材を変更したり、コアユニット４や固定側コア入れ子２３、可動側コア入れ子３３等を他のコア入れ子に変更したりすることによって対応することが可能であり汎用性が高い。

また、従来技術に見られるように、ネジコアの離型を電動モータ等の駆動力を用いて行うものにおいては、型開きが完了した時点または型開きが所定段階まで進行した時点をセンサ等により検出し、この検出に基づいてネジコアの離型を開始するように構成されているのが一般的である。上記実施形態では、型開きの開始と同時にネジコアの離型が開始されるので、このような従来技術のものに比べて、成形サイクルを早くすることが可能となる。

なお、本発明に係る射出成形用金型装置において、第１および第２の運動変換機構の構成は、上記実施形態に示すものに限定されるものではなく、種々に変更することが可能である。また、アンダカット用コアやネジコア等についても、種々の形状のものを用いることが可能である。

一実施形態に係る射出成形用金型装置の縦断面図（型閉時） 一実施形態に係る射出成形用金型装置の縦断面図（型開き第１段階） 一実施形態に係る射出成形用金型装置の縦断面図（型開き第２段階） 一実施形態に係る射出成形用金型装置の縦断面図（型開き第３段階） 図１〜図４に示すコアユニットの平面図（一部破断）

符号の説明

１ 射出成形用金型装置
２ 第１の金型
３ 第２の金型
４ コアユニット
６ ラック
７ 歯車列
９ 被成形品
１１ キャビティ
１２ 充填路
１３ （充填路内で硬化した）樹脂
２１ おも型
２２ 固定側取付板
２３ 固定側コア入れ子
２４ 傾斜ブロック
２４ａ 第１の傾斜面
２５，３６，５９ 挿通孔
２６ スプルー入口
３１ 可動側型板
３２ 可動側受板
３３ 可動側コア入れ子
３４ 傾斜ピン
３５ レール部
４０ 第１部分
４１ アンダカット用コア
４３ 挿通孔
４４ ボルト
４４ａ 頭部
４４ｂ 軸部
４４ｃ ネジ形成部
４５ コイルバネ
４６ ネジ穴
４７，５６ 肩部
５０ 第２部分
５１ ネジコア
５２ 細軸部
５３ 太軸部
５４ 空間部
５４ａ 係止部
５５ 穴部
５７ 傾斜ピン穴
５８ 第２の傾斜面
６１ 歯列
７１，７４ 軸部
７２，７３，７５，７６ 歯車
９１ アンダカット部
９２ ネジ部
Ｘ （金型装置の）中心線
Ｙ （ネジコアの）軸線

Claims (5)

1. 第１の金型と、型開時に被成形品を保持した状態で前記第１の金型と分離される第２の金型と、前記被成形品のアンダカット部を賦形するアンダカット用コアと、前記アンダカット部内に配されるネジ部を賦形するネジコアと、を備えた射出成形用金型装置であって、
   前記第１および第２の金型の開閉運動を前記ネジコアの回転運動および前記ネジ部への進退運動に変換する第１の運動変換機構、
   前記第１および第２の金型の開閉運動を前記アンダカット用コアの前記アンダカット部への進退運動に変換する第２の運動変換機構、
   および前記アンダカット用コアと、前記ネジコアと、前記第１および第２の運動変換機構の各一部とを有し、前記第１および第２の金型の間において該第２の金型側に、前記ネジコアの進退方向に移動可能に取り付けられてなるコアユニット、
   を備えてなることを特徴とする射出成形用金型装置。
2. 前記第１の運動変換機構は、前記第１の金型に設けられた第１の傾斜面と、前記コアユニットに設けられ前記第１および第２の金型の開閉時に前記第１の傾斜面と摺接する第２の傾斜面と、前記ネジコアが前記ネジ部から離れる向きに前記コアユニットを付勢する付勢部材と、を備えてなることを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型装置。
3. 前記第１の運動変換機構は、前記コアユニット内において前記ネジコアを回転可能に保持する保持部と、前記第１および第２の金型の間に架設されたラックと、前記保持部と前記ラックとの間に配された歯車列と、を備えてなることを特徴とする請求項２記載の射出成形用金型装置。
4. 前記第２の金型は、前記コアユニットを保持した型板と、該型板と分離可能な受板とからなり、
   前記第２の運動変換機構は、前記受板に保持された傾斜ピンと、前記コアユニットに設けられた傾斜ピン穴と、を備えてなることを特徴とする請求項１〜３までのうちいずれか１項記載の射出成形用金型装置。
5. 前記コアユニットは、前記アンダカット用コアを保持した第１部分と、前記ネジコアの進退方向に前記第１部分とは分離可能に形成された、該ネジコアを保持した第２部分とからなり、
   前記第１および第２の金型の型開時には、まず、前記第１の運動変換機構を介して、前記ネジコアが回転しつつ前記ネジ部から離型するように前記第２部分を前記第１部分から分離して移動せしめ、次に、前記第２の運動変換機構を介して、前記アンダカット用コアが前記アンダカット部から離型するように前記第１部分を移動せしめるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４までのうちいずれか１項記載の射出成形用金型装置。
   

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