JP6269824B2 - 成形金型、及びアンダーカット成形方法 - Google Patents
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Description
本願は、2014年5月9日に日本に出願された特願2014−097796号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(1)本発明の第1の態様に係る成形金型は、底部及び側壁部を有する下部成形金型と;前記下部成形金型の前記側壁部に平行な軸線に沿って前記下部成形金型の前記底部に向かって移動自在な上部成形金型と;前記下部成形金型の前記側壁部と前記上部成形金型との間を前記軸線に沿って前記下部成形金型の前記底部に向かって移動自在な押し込み金型と;を備え、前記上部成形金型が、中心軸線が前記軸線と一致する状態で、前記軸線に沿って前記下部成形金型の前記底部に向かって移動自在に設けられた金型本体と、前記金型本体の底面に当接する上面を有し、且つ前記軸線を中心として放射状に延びる方向に沿って移動自在に設けられた第1分割コアと、中心軸線が前記軸線と一致する状態で、前記金型本体の前記底面から下方に離脱不能に且つ前記軸線に沿って前記金型本体の前記底面から内部に挿入自在に設けられた可動軸部材と、前記軸線を中心として前記可動軸部材の下端から放射状に延びる方向に沿って移動自在に設けられた第2分割コアとを有し、前記第1及び前記第2分割コアが、前記軸線の周りに交互に配置されており、前記第1及び前記第2分割コアのそれぞれが、前記延びる方向に沿って前記軸線から離れるにしたがって、前記金型本体より離間する成形面を有し、前記可動軸部材が前記金型本体から最も露出している状態において、前記金型本体の外縁の内側に前記第1及び前記第2分割コアが存在し、前記第2分割コアが前記第1分割コアより下方に配置され、前記可動軸部材が前記金型本体の前記内部に挿入される過程において、前記第2分割コアが前記第1分割コアと摺接しながら前記金型本体の前記底面に向かって接近することにより、前記第1及び前記第2分割コアは、前記第1および前記第2分割コアの前記成形面が前記金型本体の前記外縁の外側に突出する位置まで、それぞれ移動する。
(2)上記(1)に記載の態様において、以下のように構成してもよい:前記第1分割コアが、前記第1分割コアの前記上面を間に挟んでかつ、前記第1分割コアの前記上面を中心として狭まるように連なる一対の第1斜面をさらに有し;前記第2分割コアが、前記第1分割コアとの合わせ面であって、前記第1分割コアの前記第1斜面に接触する第2斜面をさらに有し;前記可動軸部材が前記金型本体から最も露出している状態において、前記第1分割コアの前記第1斜面の一部が前記第2分割コアの前記第2斜面に重なっており;前記可動軸部材が前記金型本体の内部に挿入される過程において、前記第1分割コアおよび前記第2分割コアが、前記第1分割コアの前記第1斜面と前記第2分割コアの前記第2斜面とが合わさるまで、前記第1分割コアの前記第1斜面と前記第2分割コアの前記第2斜面とが互いに摺接しながら移動する。
(3)上記(1)または(2)に記載の態様において、以下のように構成してもよい:前記金型本体が、円柱形状であるとともに、径方向外側に向かって延在する第1ガイド部を有し;前記可動軸部材が、円柱形状であるとともに、径方向外側に向かって延在する第2ガイド部を有し;前記第1分割コアが、前記第1ガイド部に対し、前記第1ガイド部の延在方向に沿って摺接するとともに、前記第1ガイド部を収容する第1収容部をさらに有し;前記第2分割コアが、前記第2ガイド部に対し、前記第2ガイド部の延在方向に沿って摺接するとともに、前記第2ガイド部を収容する第2収容部をさらに有する。
(4)上記(3)に記載の態様において、前記第1ガイド部の硬度が、前記第1分割コアの硬度よりも低くてもよく、前記第2ガイド部の硬度が、前記第2分割コアの硬度よりも低くてもよい。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の態様において、以下のように構成してもよい:前記第1分割コアが、前記第1分割コアの前記上面に設けられた凸部をさらに有し;前記第2分割コアが、前記第2分割コアの前記上面に設けられた凸部をさらに有し;前記金型本体が、前記第1分割コアの前記凸部および前記第2分割コアの前記凸部に当接する突き当て面をさらに有する。
(7)上記(6)の態様において、前記第1工程で、前記素材の外側側面を、前記下部成形金型の前記側壁部に当接させ;前記第3工程で、前記押し込み金型を前記素材の上端面に当接させながら前記下部成形金型の前記底部に向かって移動させてもよい。
まず、本発明の第1実施形態に係る成形金型1(アンダーカット成形金型)について説明する。図1A〜図1Eは、本実施形態に係る成形金型1を示す縦断面図であって、素材80にアンダーカット部86を成形する方法を説明するための図である。図1A〜図1Eに示すように、成形金型1は、底壁部84、および底壁部84の外縁に形成された縦壁部82を有するカップ状(有底円筒形状)の素材80にアンダーカット部86を成形する際に用いられる。ここで、アンダーカット部86とは、素材80の縦壁部82の内面(内側側面)が、素材80の径方向外側に向かって膨らんだ部分、または素材80の縦壁部82の内面が、素材80の径方向外側に向かって突出した部分を意味する。
なお、成形金型1を用いてアンダーカット部86を成形する方法については、後述する。
図1Aにおいて、符号CLは、前記中心軸線であってかつ、下部成形金型60の側壁部62に平行をなす、上部成形金型10の移動軸線を表す。なお、上記移動軸線CLは、中心コア11の中心軸線およびガイドコア21の中心軸線と一致している。
ガイドピン19の形状は、円柱形状に限られず、例えば四角柱形状や三角柱形状などを採用してもよい。なお、後述するが、ガイドピン19には、第1分割コア31が取り付けられる。
なお、中心コア11の底面11bを対向視したとき、切欠き部18と溝部15とが中心コア11の径方向に沿って連続して存在する領域と、ガイドピン19と溝部15とが中心コア11の径方向に沿って重なって存在する領域とが、中心軸線回りに60°間隔で交互に存在している。
また、第1分割コア31の成形部32が斜面32aを有し、第2分割コア41の成形部42が斜面42aを有しているので、上部成形金型10を素材80から中心軸線方向に沿って引き抜く際に、第1分割コア31および第2分割コア41は径方向内側に移動する。
したがって、アンダーカットを成形する金型のスライド機構を簡易なものとすることができるので、低コストに、アンダーカット部86を素材80に成形することができる。
本実施形態では、円環形状の成形コアを第1分割コアと第2分割コアとに分割する場合を示した。しかしながら、平面視で多角形状を有する成形コアを、第1分割コアと第2分割コアとに分割してもよい。例えば、図8に示すように、平面視して六角形の成形コアを、3つの第1分割コアと、3つの第2分割コアとに分割してもよい。このように、多角形状を有する成形コアを分割する場合には、その多角形の頂点の数は偶数である必要がある。なお、多角形の頂点の数が、第1分割コア31と第2分割コア41とを合計した数に等しい場合は、第1分割コア31および第2分割コア41の半径方向可動距離ΔRを小さくするため、中心コア11の中心軸線CLと多角形の頂点が成す面上に、各ガイドピン22の軸中心を配置するのが好ましい。
次に、本発明の第2実施形態に係る成形金型200について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより、以下での重複説明を省略する。
また、上記第1実施形態では、底壁部84に穴が設けられていない素材80にアンダーカット部86を成形する場合を示した。これに対して、本実施形態に係る成形金型200は、円孔が設けられた底壁部284を有する素材280に、アンダーカット部86およびボス部285を成形する際に用いられる(図10D参照)。
次に、本発明の第3実施形態に係る成形金型300について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより、以下での重複説明を省略する。
次に、本発明の第4実施形態に係る成形金型400について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での重複説明を省略する。
10: 上部成形金型
11: 中心コア(金型本体)
11a: 中心コア外周面
11b: 底面
12: ボス部
13: 取り付け穴(挿入穴)
14: 段部
15: 溝部(スライド溝)
16: 突き当て面
17: 取り付け穴(挿入穴)
18: 切欠き部(凹部)
19: ガイドピン(第1ガイド部)
21: ガイドコア(可動軸部材)
22: ガイドピン(第2ガイド部)
23: ストッパ
31: 第1分割コア
32: 成形部
32a: 成形部の斜面(成形面)
32b: 成形部の垂直面
33: 第1分割コアの凸部
34: 第1分割コアの切欠き部
35: 第1分割コアの上面
36: 第1分割コアの底面
37: 第1分割コアの斜面(第1斜面)
38: 取り付け穴(第1収容部)
41: 第2分割コア
42: 第2分割コアの成形部
42a: 成形部の斜面(成形面)
42b: 成形部の垂直面
43: 第2分割コアの凸部
44: 第2分割コアの切り欠き部
45: 第2分割コアの上面
46: 第2分割コアの底面
47: 第2分割コアの斜面(第1分割コア31との合わせ面:第2斜面)
48: 取り付け穴(第2収容部)
60: 下部成形金型
61: 底部
62: 側壁部
70: 押込み金型
80: 素材
82: 縦壁部
82a: 縦壁部の上端面
84: 底壁部
86: アンダーカット部
CL: 中心軸線(移動軸線)
Claims (7)
- 底部及び側壁部を有する下部成形金型と;
前記下部成形金型の前記側壁部に平行な軸線に沿って前記下部成形金型の前記底部に向かって移動自在な上部成形金型と;
前記下部成形金型の前記側壁部と前記上部成形金型との間を前記軸線に沿って前記下部成形金型の前記底部に向かって移動自在な押し込み金型と;
を備え、
前記上部成形金型が、
中心軸線が前記軸線と一致する状態で、前記軸線に沿って前記下部成形金型の前記底部に向かって移動自在に設けられた金型本体と、
前記金型本体の底面に当接する上面を有し、且つ前記軸線を中心として放射状に延びる方向に沿って移動自在に設けられた第1分割コアと、
中心軸線が前記軸線と一致する状態で、前記金型本体の前記底面から下方に離脱不能に且つ前記軸線に沿って前記金型本体の前記底面から内部に挿入自在に設けられた可動軸部材と、
前記軸線を中心として前記可動軸部材の下端から放射状に延びる方向に沿って移動自在に設けられた第2分割コアと
を有し、
前記第1及び前記第2分割コアが、前記軸線の周りに交互に配置されており、
前記第1及び前記第2分割コアのそれぞれが、前記延びる方向に沿って前記軸線から離れるにしたがって、前記金型本体より離間する成形面を有し、
前記可動軸部材が前記金型本体から最も露出している状態において、前記金型本体の外縁の内側に前記第1及び前記第2分割コアが存在し、前記第2分割コアが前記第1分割コアより下方に配置され、
前記可動軸部材が前記金型本体の前記内部に挿入される過程において、前記第2分割コアが前記第1分割コアと摺接しながら前記金型本体の前記底面に向かって接近することにより、前記第1及び前記第2分割コアは、前記第1および前記第2分割コアの前記成形面が前記金型本体の前記外縁の外側に突出する位置まで、それぞれ移動する
ことを特徴とする成形金型。 - 前記第1分割コアが、前記第1分割コアの前記上面を間に挟んでかつ、前記第1分割コアの前記上面を中心として狭まるように連なる一対の第1斜面をさらに有し;
前記第2分割コアが、前記第1分割コアとの合わせ面であって、前記第1分割コアの前記第1斜面に接触する第2斜面をさらに有し;
前記可動軸部材が前記金型本体から最も露出している状態において、前記第1分割コアの前記第1斜面の一部が前記第2分割コアの前記第2斜面に重なっており;
前記可動軸部材が前記金型本体の内部に挿入される過程において、前記第1分割コアおよび前記第2分割コアは、前記第1分割コアの前記第1斜面と前記第2分割コアの前記第2斜面とが合わさるまで、前記第1分割コアの前記第1斜面と前記第2分割コアの前記第2斜面とが互いに摺接しながら移動する
ことを特徴とする請求項1に記載の成形金型。 - 前記金型本体が、円柱形状であるとともに、径方向外側に向かって延在する第1ガイド部を有し;
前記可動軸部材が、円柱形状であるとともに、径方向外側に向かって延在する第2ガイド部を有し;
前記第1分割コアが、
前記第1ガイド部に対し、前記第1ガイド部の延在方向に沿って摺接するとともに、前記第1ガイド部を収容する第1収容部をさらに有し;
前記第2分割コアが、
前記第2ガイド部に対し、前記第2ガイド部の延在方向に沿って摺接するとともに、前記第2ガイド部を収容する第2収容部をさらに有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の成形金型。 - 前記第1ガイド部の硬度が、前記第1分割コアの硬度よりも低く;
前記第2ガイド部の硬度が、前記第2分割コアの硬度よりも低い
ことを特徴とする請求項3に記載の成形金型。 - 前記第1分割コアが、前記第1分割コアの前記上面に設けられた凸部をさらに有し;
前記第2分割コアが、前記第2分割コアの前記上面に設けられた凸部をさらに有し;
前記金型本体が、前記第1分割コアの前記凸部および前記第2分割コアの前記凸部に当接する突き当て面をさらに有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の成形金型。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の成形金型を用いて、開口部を有する素材にアンダーカット部を成形する方法であって、
前記底部および前記側壁部に沿って、前記素材を前記下部成形金型に載置する第1工程と;
前記素材の前記開口部内の所定位置で、前記第2分割コアを前記第1分割コアと摺接させながら前記金型本体の前記底面に向かって接近させ、前記第1及び前記第2分割コアの前記成形面を前記金型本体の前記外縁の外側に突出させる第2工程と;
前記押し込み金型を前記素材に当接させながら前記下部成形金型の前記底部に向かって移動させ、前記第1および前記第2分割コアの前記成形面に前記素材の内側側面の一部を当接させる第3工程と;
前記上部成形金型を、前記下部成形金型の前記底部から離れる向きに移動させる第4工程と;
を有することを特徴とするアンダーカット成形方法。 - 前記第1工程で、前記素材の外側側面を、前記下部成形金型の前記側壁部に当接させ;
前記第3工程で、前記押し込み金型を前記素材の上端面に当接させながら前記下部成形金型の前記底部に向かって移動させる
ことを特徴とする請求項6に記載のアンダーカット成形方法。
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