(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型品内側にアンダーカット部を形成する射出成形金型において、
雌金型内に挿入して成型品を形成するためのコアと、該コアに組み込まれ、該成形品内壁側にアンダーカット部を形成する一対の長尺の割型とが可動側型板側に設けられ、樹脂注入時に加わる該割型への負荷を分散支持するように、該コア内に挿入される該割型の先端部を支持する第１のブロックを該コア内に設けるとともに該割型の中央部と他端部とをそれぞれ支持する第２と第３のブロックを該可動側型板側に設け、前記割型の他端部に対応する該第３のブロックには該割型がスライドする傾斜部を設けて、該割型が略平行に移動するようにしたことを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記割型には、前記第１のブロックと接触する部分から内側傾斜部が設けられ、該割型の外側中央部分に外側傾斜部が設けられ、該割型の押出手段の動作に伴って、該割型が可動側型板に設けられた規制ガイド孔内に該割型の該外側傾斜部を接触させて滑動し、前記コアに設けた開口部から該割型の先端部を突出させることによって、該コアと該割型とから成形品を離型することを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記割型の内側の略中央部に前記第２のブロックに接触する突出部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形金型に関し、特に成形品の内側に複数のアンダーカット部を有する製品を成形する射出成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形品を金型から取り出す際に、その成形品の取り出し方向に対して突出部分（以下、アンダーカット部と称する）がある場合、成型品の可撓性を利用して金型から成型品を強制的に離型（無理抜き）する方法がある。しかし、アンダーカット部が、概ね０．３ｍｍ以下の小さなものであれば、この方法が可能であるが、成形品の無理抜きが困難な場合が多い。他の方法としては、ネジ式のアンダーカット部形成方法があり、この形成方法は、その形状に制限があり、成形時の金型の作動に時間がかかり、成形効率が悪い欠点があった。
【０００３】
また、通常の成形方法としては、割型（スライドコア）と傾斜ピンとを組み合わせた金型を用いてアンダーカット部を形成する方法がある。この割型によりアンダーカット部を形成する場合、成形品側壁側から割型を挿入して射出成形するタイプであるとすると、割型をスライドさせるための動作スペースを必要とするために、金型が大型となる欠点があり、その結果、複数個を一度に成形する金型では成形品の取数が少なくなり、成形効率が低下する欠点があった。
【０００４】
さらに、図８に示した射出成形金型では、円錐形コア棒を割型（スライドコア）内に挿入してコアを形成し、コアと雌型との間にキャビティ（空洞）を形成する成形方法がある。この成形方法では、キャビティに樹脂を注入し、その後、円錐形のコア棒を引き抜いて、成形品を金型から離型している。この種の従来例としては、特開２０００−２５４９４７号公報，特開２０００−２８９０６２号公報等がある。
【０００５】
この種の射出成形金型について、図８（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図８（ａ）〜（ｃ）は樹脂充填から成形品の離型までを示し、図８（ｄ）は固定金型にスライドコア部を挿入してその上部から見た図である。図８の射出成形金型は、固定金型４と可動金型５とを備え、固定金型４は、樹脂を注入するノズルＮが設けられた取付板４ａと雌金型を形成する固定型板４ｂとからなる。可動金型５は、取付板５ａと案内板５ｂ〜５ｄからなり、案内板５ｂ〜５ｄの案内孔には分割したスライドコア２１  ，２２  が複数組み合わされて一つのスライドコア２が構成され、このスライドコア２が固定型板４ｂの雌金型内に挿入され、かつスライドコア２内には、取付板５ａに挿通したコア棒１の先端部が挿入されている。固定型板４ｂの雌金型とスライドコア２とによって、キャビティが形成され、樹脂をキャビティ内に充填することで成形品Ｍが成形される。
【０００６】
スライドコア２の外周部は、成形品Ｍの内面にアンダーカット部を形成するための型となっている。図８（ｄ）に示したように、スライドコア２の内周壁部には、蟻２ａ，２ｂが形成され、このスライドコア２内に差し込まれるコア棒１の外周部には、蟻溝１ａ，１ｂが形成されている。コア棒１の蟻溝１ａ，１ｂは、スライドコア２の蟻２ａ，２ｂにそれぞれ嵌合して、コア棒１を可動方向に摺動させることによって、スライドコア２はスライドする。樹脂成形後は、コア棒１を可動金型５方向に引き抜くことによって、成形品Ｍとスライドコア２とは離型する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８の射出成形金型は、コア棒１とスライドコア２とがスライドコア２の蟻溝１ａ，１ｂに対してコア棒１の蟻２ａ，２ｂが係合することにより案内されているために、蟻溝１ａ，１ｂと蟻２ａ，２ｂとの摩耗によって、ガタが発生したり、摩耗屑が生じたりして、使用に支障をきたしたり、射出成形金型の寿命を縮めたりする等の欠点があるとともに、この射出成型金型は、スライドコア２内にコア棒１を摺動させて樹脂成形を行っており、摩擦による処理速度が低下して、生産性が低下するという欠点があった。
【０００８】
また、スライドコア２には、射出成形時に樹脂の注入による過大な負荷が掛かり、さらに摺動による摩耗等によって、耐久性にも問題があるとともに、成形品に歪みが発生し易いという問題があった。さらに、蟻溝と蟻との係合によるアンダーカット部を形成する金型であって、金型の高い加工精度が要求され、金型が高価になる欠点があった。これらの問題点は、成形品のアンダーカット部の位置が深い場合やアンダーカット部の突出が大きい場合、さらには射出成形品の径が小さい程、これらの問題点が顕著となる問題があった。
【０００９】
さらに、成形品が底を有する円筒状であって、その内側に大きなアンダーカット部を形成する場合、傾斜ピンとスライドコアとによる金型で成形すると、成型品の側壁方向に広がった金型となり、金型の小型化が困難であった。
【００１０】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、成形品の内面に複雑かつ複数のアンダーカット部を形成することができ、コンパクトであり、しかも耐久性に富み、比較的安価な金型であって、生産性に優れた射出成形金型を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、成型品内側にアンダーカット部を形成する射出成形金型において、
雌金型内に挿入して成型品を形成するためのコアと、該コアに組み込まれ、該成形品内壁側にアンダーカット部を形成する一対の長尺の割型とが可動側型板側に設けられ、樹脂注入時に加わる該割型への負荷を分散支持するように、該コア内に挿入される該割型の先端部を支持する第１のブロックを該コア内に設けるとともに該割型の中央部と他端部とをそれぞれ支持する第２と第３のブロックを該可動側型板側に設け、前記割型の他端部に対応する該第３のブロックには該割型がスライドする傾斜部を設けて、該割型が略平行に移動するようにしたことを特徴とする射出成形金型である。
【００１２】
請求項１の発明では、コアと長尺の割型とを組み合わせてなる雄型を可動側型板に形成したもので、コアと割型とにより成形品の内周壁面を形成するとともに、割型に設けた溝部に樹脂を充填してアンダーカット部が形成される。割型の先端部には、割型を支持する第１のブロックが設け、割型の中央部と他端部とは、割型をそれぞれ支持する第２と第３のブロックが可動側型板側に設けられ、これらのブロックによって、割型を支持して、樹脂注入時に割型に加わる負荷を分散するようにして、金型の耐久性を高めた射出成形金型としたものである。また、この割型は長尺であって、コア内に挿入して樹脂成形を行っており、小型化が可能であり、長尺の割型に複数のアンダーカット部を形成することができる。なお、コアには、開口部が設けられ、割型が可動側型板の移動方向に移動して、この開口部に組み込まれるようにしたものであり、割型の組み込みが迅速になされ、成型効率が向上する作用を有する。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記割型には、前記第１のブロックと接触する部分から内側傾斜部が設けられ、該割型の外側中央部分に外側傾斜部が設けられ、該割型の押出手段の動作に伴って、該割型が可動側型板に設けられた規制ガイド孔内に該割型の該外側傾斜部を接触させて滑動し、前記コアに設けた開口部から該割型を突出させることによって、該コアと該割型とから成形品を離型することを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型である。
【００１４】
請求項２の発明では、押出手段、例えばエジェクタピンの動作に伴って、割型がコアの開口部から前方に押し出されて成形品が離型する。可動側型板には、割型を規制するガイド孔が設けられ、この規制ガイド孔に割型が設けられており、割型の外側傾斜部が規制ガイド孔に接触して、割型の移動を規制している。コアに設けた開口部から割型が突出すると同時に、割型が略平行に内側に移動するので、割型がアンダーカット部から離型し、成形品をコアと割型とから高速に離型処理することができるので、生産性に優れた作用を有する。さらに、請求項２の発明には、前記割型の他端部に対応する第３のブロックに該割型がスライドする傾斜部を設けて、該割型を略平行に移動するようにしており、割型を正確にスライドさせてコアの開口部から突出させて、コア及び割型から成形品を離型することができる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、前記割型の内側の略中央部に前記第２のブロックに接触する突出部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型である。
【００１６】
請求項３の発明では、割型の中央部に第２のブロックに接触する突出部を設けたので、第２のブロックと割型の略中央部を支持することができ、樹脂注入時に加わる負荷をコア以外の可動側型板に分散することができ、耐久性を高めることができる作用を有する。
【００１９】
さらに、本発明では、割型の先端部が接触する第１のブロックの金型可動方向の長さに対して、割型の他端部が接触する第３のブロックの可動方向の長さを長くして、割型の先端側から内側に傾倒するようにし、その後は平行に近接するようにしたものであり、割型のアンダーカット部の離型性を良好なものとし、割型を精度よく、摺動させてコアと割型との組み合わせによる成形品の成形性及び離型性を容易なものとし、生産性が向上する作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態の射出成形金型の概略断面図であり、図２はその成形品を示し、図３は長尺の割型の斜視図であり、図４はコアの斜視図であり、図５はコアに割型が嵌合した状態を示す図であり、図６，図７は成形方法を説明するための概略断面図である。
【００２１】
図１は、本実施形態の射出成形金型を示し、例えば図２に示す円筒状の容器内壁面にアンダーカット部Ａ及びリブＲを有する容器Ｍを射出成形する金型である。本実施形態の射出成形金型は、固定金型６と可動金型７とからなる。固定金型６は樹脂注入孔であるゲートＧが設けられた固定側取付板６ａとスペーサ６ｂと固定側型板６ｃとが組み合わされ、可動金型７は可動側取付板７ａとスペーサ７ｂと案内板７ｃとコア８（図４参照）とが設けられた可動側型板７ｄとから構成され、可動側取付板７ａには固定板１３が設けられている。さらに、リターンピン１１とエジェクタピン１４とガイドピン１５とが設けられ、可動側型板７ｄと案内板７ｃとには、一対の長尺の割型１２がそれぞれ挿通され、割型１２を規制するガイド孔９ａ，９ｂが設けられている。可動側型板７ｄには、コア８が突出するように設けられ、コア８が固定側型板６ｃの雌型内に挿入されて、この雌型とコア８及び割型１２とにより形成されるキャビティ（空洞）に樹脂が充填されて成形品Ｍが形成される。
【００２２】
長尺の割型１２は、その先端部外周面が円筒状の容器Ｍの内壁面に沿うように湾曲が形成され、その湾曲面に切込部１２ａが設けられている（図３参照）。さらに、図３に示したように、切込部１２ａには、リブＲを形成するための長手状溝部１２ｂと、切込部１２ａからアンダーカット部Ａを形成する二つの深溝部１２ｃが連接され、さらに割型１２の外側面には外側傾斜部１２ｇが形成されている。割型１２の先端部内面側には、割型１２がコア８に組み込まれた場合にブロック１０ａと接触する接触面１２ｄが形成され、接触面１２ｄから内側傾斜部１２ｅが形成され、割型１２の内面側中央に突出部１２ｆが形成され、この突出部１２ｆはブロック１０ｂに接触して割型１２を支持する。割型１２の他端部はブロック１０ｃに接触している。
【００２３】
続いて、コア８と割型１２とによる雄型について、図４，図５を参照して説明する。なお、図４は雄型（コア）の斜視図、図５（ａ）はコアの底面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。雄型は、樹脂成形時にコア８と一対の割型１２とが組み込まれて形成され、詳しくは、コア８には、割型１２を嵌合する開口部８ａがコア８の対向する位置に設けられ、割型１２がコア８の開口部８ａに嵌合することにより、雄型が形成される。この雄型によって、成形品Ｍの内壁面側が画定される。また、コア８に設けた開口部８ａは、割型１２を固定金型方向に突出させることにより、雄型から成形品Ｍを離型するために利用される。
【００２４】
コア８には、割型１２に対して直角方向に掛け渡された棒状のブロック１０ａが設けられ、同様に直角方向にブロック１０ｂが可動側型板７ｄに固定され、かつ固定板１３にブロック１０ｃが設けられている。これらのブロック１０ａ〜１０ｃは、可動金型７と一体となり、一対の割型１２を支持するとともに、樹脂成形時にコア８に加わる圧力に耐え得るにようになされている。また、図４に示したように、成形品Ｍをコア８から離型するためのリジェクタピン１６が設けられ、リジェクタピン１６を割型１２の動作に連動させて突出させることによって、成形品Ｍをコア８から容易に離型することができる。
【００２５】
本実施形態では、コア８に割型１２を組み込んで構成される雄型を固定側型板６ｃの雌型内に挿入することによって、樹脂を注入する空洞が形成され、この空洞内に樹脂を圧入することにより、容器Ｍの本体と、割型１２の外側面の切込部１２ａから樹脂が長手状溝部１２ｂと深溝部１２ｃ内に注入されて、アンダーカット部ＡとリブＲとが成形される。この割型１２に複数の深溝部１２ｃを形成すれば、複数のアンダーカット部Ａを形成することができる。
【００２６】
次に、本実施形態の射出成型金型による成形品Ｍの成形方法について、図６，図７を参照し、▲１▼〜▲３▼の成形工程に従って説明する。
【００２７】
▲１▼樹脂注入工程について、図６（ａ）を参照して説明する。樹脂注入工程は、固定金型６の雌型に可動金型７側の雄型が挿入するように、可動金型７を固定金型方向に移動させて、固定金型６と可動金型７とを合わせて、ゲートＧから雄型と雌型との空洞内に樹脂が注入される。この工程では、割型１２が可動側型板７ｄと案内板７ｃのガイド孔９ａ，９ｂに挿通され、一対の長尺の割型１２がコア８内に挿入されて雄型を構成する。エジェクタピン１４は、長尺の割型１２の他端部に当接している。ゲートＧから空洞内に樹脂を圧入して充填し、その後、冷却水がコア８部に供給されて空洞内の樹脂を硬化して、次の成形品抜脱工程へと進む。
【００２８】
▲２▼成形品抜脱工程について、図６（ｂ）を参照して説明する。成形品抜脱工程は、固定金型６から可動金型７が離れることによって、コア８と割型１２とからなる雄型に成形品Ｍが着装した状態で固定金型６の雌型から抜脱される。この時、可動金型７と一緒にエジェクタピン１４も移動する。この成形品抜脱工程の後、離型工程へと進む。
【００２９】
▲３▼成形品離型工程について、図６（ｃ）を参照して説明する。成形品離型工程は、可動金型７がさらに後方に移動する際に、エジェクタピン１４を前方に送り出すことによって、割型１２が押圧され、割型１２はガイド孔９ａに規制されて前方に押し出される。その際に、一対の割型１２が互いに接近するように移動して、割型１２の深溝部１２ｃに形成されたアンダーカット部Ａが割型１２から離型して、割型１２の先端部がコア８の開口部８ａから前方に突出して成形品Ｍがコア８から離型する。その際、図４に記載のリジェクタピン１６がコア８から突出して、成形品Ｍを前方に押出して成形品Ｍがコア８から離型する。その後、成型品Ｍは取出機構によって、次工程へと搬送される。次の成形工程へと進み、エジェクタピン１４が所定位置に戻り、▲１▼から▲３▼の工程を繰り返し行って、成形品Ｍを比較的高速に成形する。
【００３０】
さらに、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して長尺の割型１２の滑動について詳細に説明する。可動側型板７ｄと案内板７ｃには、それぞれ割型１２が挿通されるガイド孔９ａ，９ｂが設けられている。図７（ａ）に示すように、樹脂注入時、割型１２はエジェクタピン１４で抑えられて、コア８と割型１２とによる雄型を構成している。割型１２の先端部がブロック１０ａに、突出部１２ｆがブロック１０ｂに、割型１２の他端部はブロック１０ｃに接触している。
【００３１】
図７（ｂ），（ｃ）に示すように、割型１２は、エジェクタピン１４で押圧されると、ガイド孔９ａ，９ｂ内を滑動して、割型１２の外側傾斜部１２ｇがガイド孔９ａ及びエジェクタピン１４のストロークによって、規制されて所定の位置で停止し、割型１２は、コア８の開口部８ａから突出する。このエジェクタピン１４の動作時、成形品Ｍは割型１２とともに移動してコア８から離型するとともに、割型１２の先端部がブロック１０ａから外れて、同時に突出部１２ｆがブロック１０ｂから外れる。この時、先ず、割型１２の先端側から斜めに移動し、外側傾斜部１２ｅがブロック１０ａを滑り、割型１２の他端部がブロック１０ｃの傾斜部を滑動して、一対の割型１２が略平行に近接しながら移動して、割型１２がアンダーカット部Ａから離型する。なお、割型１２がガイド孔９ａ，９ｂ内を滑動し、所定の位置で停止する規制機構は、この実施形態に限定するものではなく、ガイドローラを組み込んでもよいし、これ以外の種々の機構としてもよい。
【００３２】
上記のように、本実施形態では、アンダーカット部を形成する割型をアンダーカット部が突出している寸法だけ内側に略平行に移動させることで、割型１２をアンダーカット部から離型することができる。従って、割型の平行移動方向に複数のアンダーカット部を容器内壁に形成することが可能である。例えば、本実施形態では、円筒形の容器内に一対のアンダーカット部を形成しているが、一本又は一対以上のアンダーカット部を形成することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、円筒状容器の内径が７０〜１００ｍｍに対して、容器内側から１５ｍｍ以上突出したアンダーカット部を形成することができる射出成型金型であり、割型の内面方向の移動距離を大きくすれば、それに応じたアンダーカット部を形成することができる。また、円筒形容器のみならず、四角形の容器内であっても、その内面に複数のアンダーカット部を形成することができることは明らかである。さらに、円筒状容器の直径が小さなもの程、効果的な射出成型金型である。
【００３４】
また、本実施形態では、割型の滑動にエジェクタピンを利用したが、この実施形態に限定することなく、他の何れの方法によって滑動するようにしてもよい。例えば、クランク等の公知の機構を組み合わせて、可動金型の移動に応じて、所定の移動位置から移動方向とは逆方向に移動するような機構を備えてもよいことは明らかである。
【００３５】
無論、本実施形態の射出成型金型では、キャビティ内に充填する樹脂を汎用樹脂一般に使用することができるとともに、添加剤を加えたとしても利用することができるものである。
【００３６】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、コアと割型とを組み合わせて雄型が形成され、割型はブロックで支持されており、樹脂注入時に加えられる負荷に対して強固であり、かつコア自体もブロックで内側を支持しているので、強固であって、耐久性に富む射出成形金型を提供することができる。従って、成形品に歪みが生じることがなく、ブロックで割型を支持しているので、割型の倒れ込みがなく、バリが発生することがない等の利点がある。
【００３７】
また、本発明によれば、雄型がコアに割型を組み込みようにして形成されるので、コアと割型との接触面積が少なく、コアへの割型の組み込みや離脱が容易となる利点がある。例えば、円筒状容器を成形する場合では、円筒状のコアに金型可動方向に開口部を設けて、この開口部に割型を可動方向に組み込むようにしているので、コアに組み込まれた割型がずれることがなく、高精度に円筒状の容器を成形することができ、射出成形品の内周面に高精度にアンダーカット部を形成することができる利点がある。また、コアに割型を差し込むように組み込んだ雄型であるので、割型を利用して、成形品の離型時も素早く作動させることが可能であり、成形効率が良好となる利点がある。
【００３８】
また、本発明によれば、割型に形成された溝に樹脂を注入することで、容器内壁面にアンダーカット部を形成できるので、割型の軸方向に複数のアンダーカット部を形成することができる利点があり、しかも、アンダーカット部が深い場合や射出成形品の径の小さいものであってもアンダーカット部を形成することができる利点がある。
【００３９】
また、本発明によれば、コアと割型との接触面積が少なく、割型には摩擦の大きな蟻溝等のスライド機構が設けられていないので、大きな摩耗が発生し難く、成形速度を高めることができ、成形品の生産コストを安価なものとし得る利点があり、金型自体の価格も安価に製造できる利点がある。しかも、摩擦による屑が発生しないので、成形品に屑が混入することもなく、成形品質を高めることができる。
【００４０】
また、本発明によれば、割型は主に可動側金型の可動方向に滑動して、成形品内側方向に移動するが、割型がコアに組み込まれた状態から外側方向へは移動しないので、コンパクトな金型を提供することができる利点があり、さらに、本発明によれば、金型がコンパクトであるので、一定の面積内に多数の成形部を形成することができ、成形効率を高めることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形金型の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は成形品を示す底面図、（ｂ）は成型品のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【図３】本実施形態の長尺の割型の斜視図である。
【図４】  本実施形態のコアの斜視図である。
【図５】本実施形態のコアに割型が嵌合した状態を示す図であり、（ａ）は底面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線に沿った断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の成形方法を説明する概略断面図である。
【図７】本実施形態の成形方法を説明する概略断面図である。
【図８】従来の射出金型を示す断面図である。
【符号の説明】
６  固定側金型
６ａ  固定側取付板
６ｂ  スペーサ
６ｃ  固定側型板
７  可動金型
７ａ  可動側取付板
７ｂ  スペーサ
７ｃ  案内板
７ｄ  可動側型板
８  コア
８ａ  開口部
９ａ，９ｂ  ガイド孔
１０  ガイドピン
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  ブロック
１１  リターンピン
１２  長尺の割型
１２ａ  切込部
１２ｂ  長手状溝部
１２ｃ  深溝部
１２ｄ  接触面
１２ｅ  内側傾斜部
１２ｆ  突出部
１２ｇ  外側傾斜部
１３  固定板
１４  エジェクタピン
１５  ガイドピン
１６  リジェクタピン
Ａ  アンダーカット部
Ｇ  ゲート
Ｍ  成形品
【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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