(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側面にアンダーカット形状部を有する筒状の成形品を成形する射出成形金型において、
前記成形品の外形を形成する金型本体と、
キャビティ壁が前記金型本体の内側に配置され前記成形品の奥端の内側面を形成する第１スライドコアと、
キャビティ壁が前記金型本体の内側に配置され前記成形品の始端の内側面を形成する第２スライドコアと、
前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアと接触し、内側に冷媒が供給される冷却回路を有するセンターピンとを設け、
前記第２スライドコアを前記成形品から離型した後、前記第１スライドコアを前記成形品から離型する際に、前記第１スライドコアを前記センターピンに接触するまで移動させ、その後、前記第２スライドコアの内周面を前記第１スライドコアの外周面に接触するまで移動させて、前記センターピンの内側の前記冷却回路からの熱伝導により、前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアの冷却をする
筒状成形品の射出成形金型。
【請求項２】
内側面にアンダーカット形状部を有する筒状の成形品を成形する射出成形金型において、
前記内側面の始端に形成される前記アンダーカット形状部よりも奥端のキャビティ壁を構成する第１スライドコアと、
前記アンダーカット形状部を形成する凹部を有し前記内側面の始端のキャビティ壁を構成する第２スライドコアと、
前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアと接触し、内側に冷媒が供給される冷却回路を有するセンターピンとを設け、第１スライドコアが前記成形品を保持したまま、前記第２スライドコアを前記成形品から離型した後、前記第１スライドコアを前記成形品から離型する際に、前記第１スライドコアを前記センターピンに接触するまで移動させ、その後、前記第２スライドコアの内周面を前記第１スライドコアの外周面に接触するまで移動させて、前記センターピンの内側の前記冷却回路からの熱伝導により、前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアの冷却をする
筒状成形品の射出成形金型。
【請求項３】
内側面のスライドコアの前記第１スライドコアと前記第２スライドコアの境界線部分の微小な隙間から気体を注入し、前記成形品からの前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアの離型を補助する気体突き出し回路を有し、前記気体突き出し回路から送り込む気体により前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアの放熱を促進する
請求項１または請求項２に記載の筒状成形品の射出成形金型。
【請求項４】
第１スライドコアと第２スライドコアの内の少なくとも一方を複数に分割するとともに、前記成形品から離型するタイミングを異ならせた
請求項１または請求項２に記載の筒状成形品の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂成形品用の金型に関するものであり、より詳細には、デジタルスチルカメラにおけるズーム駆動を有するレンズ保持部の射出成形品のように内側面にアンダーカット形状部を有した筒状成形品を得る射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内側面にアンダーカット形状部を有した筒状の成形品を得るためには、図１１のように、金型は成形品の軸と垂直方向に動作する内側スライド部品を有し、成形品の内側面を軸方向の上部から下部まで１つの部品で保持させており、金型の突き出し動作と連動し、内側スライド部品が筒形状中心へ移動することによって、成形品内側にあるアンダーカット形状部を金型から回避させ、成形品を金型から取り出している。
【０００３】
図１１は特許文献１に記載された従来の金型装置を示す。
この図１１は成形品２１を得るための金型構造の概略であり、金型が閉まった状態を示している。金型開閉動作により、第２カム部品２２が第２スライドコア２３を成形品２１の軸と垂直方向に筒形状中心へと移動することによって、成形品２１から第２スライドコア２３が抜け、金型から取り出す方向にアンダーカットが無くなり、成形品２１の金型からの取り出しが可能となる。２４はセンターポスト、２５は第１スライドコア、２６は第１スライドコア２５を駆動する第１カム部品、２７はアンギュラピンで、天面金型２８を図１１において上方に移動させた後に、成形品２１の外形を形成する金型本体２９をこのアンギュラピン２７によって成形品２１から引き離す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、成形品からスライドコアを動作させて、アンダーカット形状部を離型させる際に、第２スライドコア２３の表面に樹脂が張り付くことにより発生する離型抵抗から、無理矢理に剥がすことになる。
【０００６】
また、成形品２１の内側面に高精度で微小な表面粗さである面を持たせた場合には、第２スライドコア２３と成形品２１の間の隙間が極めて少なくなることにより、スライドコアと成形品の間が金型からの取り出し前に真空状態に近い状態になるため、より張り付き力が強く、離型抵抗を増加させてしまい、成形品の変形を増大させてしまう。成形品２１の内側面を軸方向の上部から下部まで１つの第２スライドコア２３で保持させた場合には、成形品２１の内側面を軸方向の上部から下部までに隙間がなく、空気が入り込む箇所が無いため、より真空状態を起因とする成形品２１の変形が悪化する。
【０００７】
特に、成形品２１がレンズ保持部などである場合は、その円筒度の精度が重要であり、同軸度の精度が悪いとレンズの光軸がずれる不具合が発生するため、上記のような離型時の変形の改善が必要である。
【０００８】
本発明は、アンダーカットを有する成形品を、変形なく容易に金型から取り出せる射出成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の筒状成形品の射出成形金型は、内側面にアンダーカット形状部を有する筒状の成形品を成形する射出成形金型において、前記成形品の外形を形成する金型本体と、キャビティ壁が前記金型本体の内側に配置され前記成形品の奥端の内側面を形成する第１スライドコアと、キャビティ壁が前記金型本体の内側に配置され前記成形品の始端の内側面を形成する第２スライドコアと、前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアと接触し、内側に冷媒が供給される冷却回路を有するセンターピンとを設け、前記第２スライドコアを前記成形品から離型した後、前記第１スライドコアを前記成形品から離型する際に、前記第１スライドコアを前記センターピンに接触するまで移動させ、その後、前記第２スライドコアの内周面を前記第１スライドコアの外周面に接触するまで移動させて、前記センターピンの内側の前記冷却回路からの熱伝導により、前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアの冷却をすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の筒状成形品の射出成形金型は、内側面にアンダーカット形状部を有する筒状の成形品を成形する射出成形金型において、前記内側面の始端に形成される前記アンダーカット形状部よりも奥端のキャビティ壁を構成する第１スライドコアと、前記アンダーカット形状部を形成する凹部を有し前記内側面の始端のキャビティ壁を構成する第２スライドコアと、前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアと接触し、内側に冷媒が供給される冷却回路を有するセンターピンとを設け、第１スライドコアが前記成形品を保持したまま、前記第２スライドコアを前記成形品から離型した後、前記第１スライドコアを前記成形品から離型する際に、前記第１スライドコアを前記センターピンに接触するまで移動させ、その後、前記第２スライドコアの内周面を前記第１スライドコアの外周面に接触するまで移動させて、前記センターピンの内側の前記冷却回路からの熱伝導により、前記第１スライドコアおよび前記第２スライドコアの冷却をすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筒状の成形品の内側面を第１スライドコアと第２スライドコアに分割し、かつ、第１スライドコアと第２スライドコアが成形品から離型するタイミングが異なるため、離型時にかかる離型抵抗を分離することができ、離型時に生じる成形品の変形を抑制することができるため、成形品の真円度、円筒度の向上が望める。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における金型の断面図
【図２】同実施の形態の第２スライドコアの移動が完了した状態の断面図
【図３】（ａ）第１スライドコアの移動が完了した状態の断面図と（ｂ）成形品取り出し状態の断面図
【図４】筒状の成形品の斜視図
【図５】筒状の成形品の断面図
【図６】本発明の実施の形態２における金型の断面図
【図７】本発明の実施の形態３における金型の断面図
【図８】本発明の実施の形態４における金型の断面図
【図９】同実施の形態の（ａ）第２スライドコアの移動が完了した状態の断面図と（ｂ）第１，第２スライドコアの間の第３スライドコアが更に移動が完了した状態の断面図および（ｃ）成形品取り出し状態の断面図
【図１０】本発明の実施の形態５における金型の断面図
【図１１】従来技術の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施の形態を、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図５は実施の形態１を示す。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態１の射出成形金型を示し、図４は成形しようとする成形品３の斜視図、図５はその断面図である。
成形品３は、底の一部に開口３ａを有し、内側面の始端に４個所のアンダーカット形状部４を有している。成形品３を成形するキャビティは、成形品３の外形を形成する金型本体１０と、成形品３の奥端の内側面を形成する第１スライドコア１のキャビティ壁１ａと、成形品３の始端の内側面を形成する第２スライドコア２のキャビティ壁２ａとで構成されている。キャビティ壁２ａには、アンダーカット形状部４を形成する凹部２ｂが形成されている。
【００１５】
４つの各第２スライドコア２は、第１スライドコア１の凹部１ｂに配置されており、第２スライドコア２は突き出し動作時に第２カム５により、図２に示すようにセンターピン１１に近付くように駆動される。第１スライドコア１は突き出し動作時に第１カム６により、図３（ａ）に示すようにセンターピン１１に近付くように駆動される。
【００１６】
金型からの成形品３の取り出し工程を詳しく説明する。
図２は成形品３の成形途中の状態であり、第２スライドコア２がアンダーカット形状部４から抜けた状態を示している。
【００１７】
図１のようにキャビティに樹脂注入した後に、第２カム５の角度面により第２スライドコア２だけがセンターピン１１に近付くように駆動される。この際の第２カム５の押し出しストローク：Ｓ７、アンダーカット形状部４の高さ：Ｓ８、金型から成形品３を取り出すための取り出し余裕量：αとした場合、
Ｓ７  ＞  Ｓ８  ＋  α
であって、第２スライドコア２とアンダーカット形状部４の間に隙間を生じさせる。
【００１８】
なお、この第２スライドコア２の移動時には、第１スライドコア１は、図１のように第１カム６と接地しておらず、動作せずに待機している。第１スライドコア１が待機している状態では、図２に示すように第１スライドコア１のキャビティ壁１ａが成形品３の内側面の奥端を保持しているため、第２スライドコア２の離型抵抗を第１スライドコア１で支えている状態になる。
【００１９】
このため、第２スライドコア２が離型させる部分は成形品３の内側面の始端である下部先端であり、離型時のモーメントによる変形が最も懸念される箇所ではあるが、第１スライドコア１の保持により、変形が少ないまま離型することができ、成形品３を金型から取り出した後の真円度・円筒度を良好に保つことができる。
【００２０】
このようにして第２スライドコア２を離型した後、前述のように、今度は第１カム６の角度面によって第１スライドコア１が図３（ａ）に示すようにセンターピン１１に近付くように駆動される。第１スライドコア１の押し出しストローク：Ｓ９は、
Ｓ９  ＞  Ｓ８  ＋  α
である。そして、この後に、図３（ｂ）に示すように金型から成形品３が取り出される。
【００２１】
特に、小径で、高さの高い筒状で、内側面にアンダーカットを有する成形品を製造する場合に利用可能である。
（実施の形態２）
図６は実施の形態２を示す。
【００２２】
この実施の形態２では、実施の形態１のように第１スライドコア１と第２スライドコア２は互いに異なるタイミングで動作させて、成形品３を金型から取り出した後の真円度・円筒度を良好に保つとともに、第１スライドコア１と第２スライドコア２の境界部分に気体突き出し回路１２が形成されている。その他は実施の形態１と同じである。
【００２３】
具体的には、第１スライドコア１と第２スライドコア２は互いに異なるタイミング動作するため、相対的に摺動する関係にある。そのため、第１スライドコア１と第２スライドコア２の境界部分の隙間はゼロではなく、注入樹脂が入り込んでバリが出ない程度、この実施の場合は３〜５μｍ程度の隙間を有している。
【００２４】
この隙間は気体が入り込むには十分であるため、気体突き出し回路１２を形成し、第１スライドコア１と第２スライドコア２の境界部分からエアー、不活性ガスなどの気体を送り込むように構成されている。
【００２５】
このように、第１スライドコア１と第２スライドコア２の境界部分から気体を送り込むことによって、第２スライドコア２の動作時に成形品３から第２スライドコア２の離型を補助する役割を果たし、より容易に成形品３が第２スライドコア２に密着しているのを外すことができるため、成形品３の変形を抑制し、成形品３を金型から取り出した後の真円度・円筒度を更に良好に保つことができる。
【００２６】
また、気体突き出し回路１２から第１スライドコア１と第２スライドコア２の境界部分を経て気体を、成形を毎回行う毎に吹き付けるため、溶融樹脂を固化させる際に第１スライドコア１と第２スライドコア２が授受した熱の放熱を促進することができ、第１スライドコア１と第２スライドコア２の蓄熱を回避することができる。
【００２７】
よって、蓄熱により発生する熱収縮のバラツキによる成形品３の成形収縮バラツキが抑えられ、成形品３が均一に成形収縮することで、真円度、円筒度の向上と、成形毎の寸法バラツキを抑制することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図７は実施の形態３の金型が成形途中の状態を示している。
センターピン１１の内側に冷媒が供給される冷却回路１３が形成されている点が、実施の形態１とは異なっている。
【００２９】
第１，第２スライドコア１，２は成形を毎回行う毎に、注入樹脂と接触し、溶融樹脂を固化させる際に熱を授受するため、温度が上昇して、成形品３の成形収縮バラツキが発生する。
【００３０】
第１，第２スライドコア１，２は温度を制御するための冷却回路を要するが、部品が微小であり、また複雑に入り組んだ中の部品への冷却回路の形成は非常に難しい。
そこで、この実施の形態３では、スライドコアとの接地部品である、センターピン１１に冷却回路１３を形成し、前記キャビティへの樹脂注入が終わった直後から冷却回路１３に水などの冷媒を通して、次の樹脂成形までの期間中に冷却回路１３によって、接地面からの熱伝導で第１，第２スライドコア１，２の冷却を行っている。更なる冷却効率の向上を目指して、図７に示すように第１スライドコア１をセンターピン１１に接触するまで移動させ、第２スライドコア２の内周面が第１スライドコア１の外周面に接触するまで移動させることが好ましい。
【００３１】
接地面からの伝熱で第１，第２スライドコア１，２の冷却を行うことによって、成形中の第１，第２スライドコア１，２の温度変化と温度上昇を抑制し、熱収縮のバラツキによる成形品３の成形収縮バラツキを抑えることで、成形品３が均一に成形収縮し、真円度、円筒度の向上と、成形毎の寸法バラツキを抑制することができる。
【００３２】
なお、第１，第２スライドコア１，２には熱伝導率の良い金属材料を選定することで冷却効果をより高めることができる。通常の金型入れ駒に使用する、冷間ダイス鋼はＳＫＤ１１であり、その熱伝導率は２２．２ｗ／ｍＫであるのに対して、第１，第２スライドコア１，２の材料としてベリリウム−銅合金などを使用することが好ましい。ベリリウム−銅合金の熱伝導率は９０．０ｗ／ｍＫと熱伝導に優れ、より高い効果を期待できる。
【００３３】
この実施の形態３では、第１，第２スライドコア１，２の両方を冷却する場合を説明したが、第１，第２スライドコア１，２の少なくとも一方を冷却することによっても、成形品３の熱収縮のバラツキを低減できる。
【００３４】
（実施の形態４）
図８と図９は実施の形態４を示す。
実施の形態１では第１，第２スライドコア１，２の２つのスライドコアを設け、第１，第２スライドコア１，２の離型のタイミングをずらせるように構成した。この実施の形態４では、スライドコアの分割数を３つに増加させた場合を示している。具体的には、実施の形態１の第１スライドコア１を二つに分割して成形品から離型する際に時間をずらせて動作する場合を示している。
【００３５】
図８は樹脂注入の直後の状態を示している。内径面を保持するためのスライドコアが、第１スライドコア１と第２スライドコア２、および第１スライドコア１と第２スライドコア２の間に位置して金型本体１０とでキャビティの一部を形成する中央スライドコア１４とに分割されている。第２スライドコア２は、中央スライドコア１４の凹部１４ｂに配置されており、中央スライドコア１４は、第１スライドコア１の凹部１ｂに配置されている。
【００３６】
離型時には、先ず図９（ａ）に示すように第２スライドコア２だけがセンターピン１１に近付くように駆動される。次ぎに、図９（ｂ）に示すように中央スライドコア１４がセンターピン１１に近付くように駆動される。最後に、図９（ｃ）に示すように第１スライドコア１がセンターピン１１に近付くように駆動されて、成形品３から金型を外す。その他は実施の形態１と同じである。
【００３７】
このようにスライドコアを３分割し、離型のタイミングをずらせるように構成することによって、実施の形態１の２分割の場合に比べて、離型抵抗による成形品の変形をさらに抑制することができる。成形品の大きさによっては４分割にするなど、分割数を増加させることで更なる効果が期待できる。
【００３８】
上記の各実施の形態は、ほんの一例を示しただけで、本発明による金型を応用すれば内面にアンダーカットを有した、多様な成形品の成形を可能にする。例えば、実施の形態１で示した成形品下部にアンダーカットを有する他に、成形品上部の内周面で底面に近い部分にアンダーカットを有する場合にも応用可能である。この場合は、底面に近い方のスライドコア（第１スライドコア）を離型してから、次ぎに第２スライドコアを離型する。
【００３９】
実施の形態４では、実施の形態１における第１スライドコアを２つに分割した場合を説明したが、実施の形態１における第１，２スライドコア１，２の内の少なくとも一方を複数に分割して成形品から離型する際に時間をずらせて動作させることによっても良好な成形品３を得ることができる。
【００４０】
（実施の形態５）
図１０は実施の形態５を示す。
上記の各実施の形態では、成形品の内周面の一部にアンダーカットを有する場合を例に挙げて説明したが、この実施の形態５では成形品３の内周面の全部または略全部にアンダーカット４が形成されている場合を示している。この場合、成形品３の奥端の内側面を形成する第１スライドコア１のキャビティ壁１ａと、成形品３の始端の内側面を形成する第２スライドコア２のキャビティ壁２ａには、アンダーカット形状部４を形成する多数の凹部１ｃ，２ｂが形成されている。
【００４１】
この場合に、第１カム６の角度面によって第１スライドコア１がセンターピン１１に近付くように駆動されるタイミングと、第２カム５の角度面によって第２スライドコア２がセンターピン１１に近付くように駆動されるタイミングは、下記のいずれかになるように構成されている。その他は実施の形態１〜実施の形態４と同じである。
【００４２】
（１）  第１スライドコア１が成形品３を保持したまま、第２スライドコア２を成形品３から離型させ、第２スライドコア２が成形品３から離型後に第１スライドコア１を成形品３から離型させる。
【００４３】
（２）  第２スライドコア２が成形品３を保持したまま、第１スライドコア１を成形品３から離型させ、第１スライドコア１が成形品３から離型後に第２スライドコア２を成形品３から離型させる。
【００４４】
このように第１スライドコア１または第２スライドコア２の一方のスライドコアによって、成形品３の一部分を保持している状態で、他方のスライドコアを成形品３から離型させるので、変形が少ないまま離型することができ、成形品３を金型から取り出した後の真円度・筒度を良好に保つことができる。
【００４５】
なお、上記の各実施の形態では成形品３が、底の一部に開口３ａを有する形状であったが、底を有しない筒形あるいは底に開口を有しない筒形であっても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は内径面にアンダーカットを有する成形品を必要とする各種の製品の高精度化に寄与する。
【符号の説明】
【００４７】
１    第１スライドコア
１ａ    第１スライドコアのキャビティ壁
１ｂ    第１スライドコアの凹部
１ｃ    アンダーカット形状部を形成する凹部
２    第２スライドコア
２ａ    第２スライドコアのキャビティ壁
２ｂ    アンダーカット形状部を形成する凹部
３    成形品
４    アンダーカット形状部
５    第２スライドコア用カム
６    第１スライドコア用カム
７    第２スライドコア押し出しストローク
８    アンダーカット形状部高さ
９    第１スライドコア押し出しストローク
１０    金型本体
１１    センターピン
１２    気体突き出し回路
１３    冷却回路
１４    中央スライドコア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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