JPH07237255A - カセット式射出成形金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ねじ部を有する製品を成形する際に、成形品
のねじ部を破損するおそれなく確実に回転コアピンを成
形品から離脱可能にする。 【構成】 可動側金型Ｂに装着される可動側カセット金
型２９には、回転コアピン３８が設けてある。このコア
ピン３８は、ねじコア部３９、案内ねじ部４０、歯車４
１を有している。ねじコア部３９は成形品にねじ部を形
成するための雄ねじが刻設してある。案内ねじ部４０
は、ねじコア部と同一のリードを有する雄ねじが長い範
囲にわたって刻設してある。カセット金型２９には、案
内ねじ部が螺合する雌ねじを有する固定ねじ部３７が設
けてある。歯車４１は輪列機構Ｅを介してラック２３と
噛合するピニオン２４と連結してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カセット式射出成形金
型装置に関するものであり、詳しくは、ねじ部を有する
成形品を成形可能な金型装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形金型において、ねじ部を有する
製品を成形する場合には外周にねじを切ったコアピンを
用いるなどして成形している。この時コアピンと成形品
とは螺合状態にあるため、成形した製品を取り出す場合
には、単に突き出しピンで突き出しただけでは成形品を
コアピンから離すことができない。従って、コアピンが
回転可能な構成とし、成形品を取り出す際にはコアピン
を回転させて成形品とコアピンとの螺合を解除してから
突き出しピンなどを用いて突き出している。

【０００３】このような構成の射出成形装置として、従
来よりラックとピニオンとを利用したものがある（第１
の従来例：実公昭３０−２７９号公報、特開昭４８−６
６６５７号公報など）。これは、可動側金型または固定
側金型のいずれか一方に固定的にラックを設け、他方に
このラックと噛合するピニオンを回転自在に設けて、ピ
ニオンとコアピンとを輪列機構により連結することによ
り、型開き時に可動側金型と固定側金型とが離れるのに
伴ってピニオンがラック上で回転し、その回転がコアピ
ンに伝わってコアピンが回転するようになっている。こ
の構成によると、型開きに同期してコアピンが後退して
成形品との螺合が解除されるようになっている。

【０００４】また、多品種生産を効率よく行うためにキ
ャビティ部分を金型本体から別設とし、着脱交換自在な
カセット式とした成形機がある。このようなカセット式
金型装置で、上記のようなねじ部品を成形するものとし
て、特公平３−７７０５０号公報（第２の従来例）には
入子（カセット金型）に回転コアピンを設け、入子ホル
ダー（金型本体）に駆動源および回転伝動機構を設け、
入子を入子ホルダーに装着した際に回転伝動機構が回転
コアと連結される構成が開示されている。

【０００５】特公昭４２−２５７７３号公報（第３の従
来例）には、雄ねじが形成された雄ねじ金型と連結され
た回転軸の外周に、回転軸とともに回転可能であるとと
もに回転軸に沿って摺動自在な制御ネジ部材が設けら
れ、制御ネジ部材と螺合する雌ネジが機枠に固定された
構成が開示してある。制御ネジ部材には補助板を介して
押出し板が固着されており、モーター、回転軸及び雄ね
じ金型は可動盤に固定されている。従って、モーターか
らの回転力が回転軸及び雄ねじ金型に伝達されると、雄
ねじ部材と成形品との螺合が解除されるとともに、制御
ネジ部材と雌ネジとが螺合しているため両者が相対的に
移動しようとするが、雌ネジは可動盤に対し移動不能に
固定されているので、制御ネジ部材が回転軸に沿って前
進する。この時制御ネジ部材とともに押出し板が前進し
成形品を雄ねじ金型から突き出す。雄ねじ金型と制御ね
じ部とのリードはほぼ同じであるため、成形品は雄ねじ
金型との螺合が解除されるのと同期して押出し板にて押
し出され、型外へ落下する。

【０００６】

【解決しようとする課題】上記第１及び第２の従来例で
は、回転駆動機構と回転コアピンとは歯車同士の噛合に
よって回転力は伝わるものの、これだけでは回転コアピ
ンの前進後退は行われない。すなわち、回転コアピンに
設けられているねじコア部が成形品と螺合した状態であ
り、成形品は移動不能な状態にあるため、回転コアピン
に回転力が加わるとねじコア部および成形品のねじに沿
って回転しながら前進または後退する。従って、回転コ
アピンを成形品から抜き取る場合には、回転コアピンが
後退するような方向に回転力を与えるように輪列を構成
する。

【０００７】このような構成では、回転コアピンの進退
はねじコア部と成形品のねじ部の螺合に依存するもので
あるため、両者のねじ部に負担がかかっている。たとえ
ば、ねじコア部が成形品から離れる直前には、ねじコア
部と成形品のねじ部とはごく僅かな部分のみが螺合して
いるため、少しでも外部から力や衝撃が加わるとねじ部
を破損してしまうおそれがある。合成樹脂からなる成形
品の材料によっては成形品のねじ部（特に端部付近）を
破損し易い。また、ねじコア部がねじ部から離脱する直
前には両者の係合部分が少ないため十分な後退駆動力が
得られず、成形品から回転コアピンが完全に抜けきれる
前に後退を停止してしまう場合もある。その状態で成形
品取り出し作業を行うとやはり成形品のねじ部を破損し
てしまう。

【０００８】第３の実施例では、回転コアピン（雄ねじ
金型及び回転軸）は可動盤に対し固定されており進退不
能な構成であるため、上記第１，２の実施例のように成
形品を破損する恐れはないが、制御ネジ部及び雌ネジに
加えて補助板や押出し板を必要とするため構成が非常に
複雑になる。さらに、異なる形状のネジ部を有する成形
品を製造する際には、雄ねじ金型を交換するだけでな
く、成形品のリードに合わせた制御ネジ部及び雌ネジを
用いる必要があるが、制御ネジ部や雌ネジを交換するた
めに押出し板や補助板を含めて可動側金型全体を分解し
なければならず、面倒である。

【０００９】そこで本発明の目的は、回転コアピンを成
形品から抜き取る際に、成形品のねじ部を破損するおそ
れがなく、また異なる形状の成形品を製造する際に金型
全体を分解することなく簡単に対応し得るカセット式射
出成形金型装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカセット式
射出成形金型装置は、金型本体に対し着脱交換可能なカ
セット金型と、金型本体に対しカセット金型と一体的に
着脱交換可能であるとともにカセット金型に対し進退可
能かつ回転可能なコアピンと、コアピンに設けられキャ
ビティ内に突出して成形品に所望のねじ部を形成可能な
ねじコア部と、コアピンに設けられねじコア部と同一の
リードを有する案内ねじ部と、カセット金型に設けられ
案内ねじ部と螺合する固定ねじ部とを含むことを特徴と
するものである。

【００１１】また、この案内ねじ部は、ねじコア部以上
の長さを有している。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図１に本発明に係るカセット式射出成形
金型装置の一例を示している。まず全体の概略を説明す
ると、金型本体Ａは固定側プラテン（図示せず。）に固
着された４枚のプレート１，２，３，４からなる固定側
金型Ｂと、可動側プラテン（図示せず。）に固着された
７枚のプレート５，６，７，８，９，１０，１１からな
る可動側金型Ｃとから構成されている。固定側金型Ｂの
プレート４にはロケートリング１２およびスプルーブッ
シュ１３が固定されており、このスプルーブッシュ１３
内に図示しないスプルーが装入される。スプルーブッシ
ュ１３の前方にはランナープレート１４が配設されてい
る。プレート１，２には凹部１５が形成してあり、この
凹部１５内に固定側カセット式金型１６が挿入され、図
示しない固定キーなどで固定されている。そして、スプ
ルーブッシュ１３から、プレート３，ランナープレート
１４，固定側カセット金型１６にわたって形成されてい
るランナー１７が連通している。固定側カセット金型１
６には位置決め孔１６ａが設けられており、プレート２
およびランナープレート１４にバネ部材１８を介して立
設されているテーパーピン１９が位置決め孔１６ａに嵌
合されて、固定側カセット金型１６は凹部１５内で位置
決めされている。

【００１３】固定側金型Ｂには、ブッシュ２０ａ，２０
ｂを介してはガイド軸２１が立設しており、このガイド
軸２１は可動側金型Ｃのブッシュ２０ｃをガイドとして
逃げ孔２２内に挿入される。また、固定側金型Ｂはラッ
ク２３を有しており、可動側金型Ｃに設けられたピニオ
ン２４と噛合し、このピニオン２４から後述する輪列群
に回転が伝達される。

【００１４】可動側金型Ｃは、プレート５，６，７に凹
部２５が設けられており、また、プレート８，９に凹部
２６が設けられている。凹部２５内には、第１の突き出
し板２７ａ，２７ｂが配設されており、第１の突き出し
板２７ａ，２７ｂ間には第１の突き出しピン２８が固定
されて前方へ突出している。

【００１５】この凹部２５内に、図２に示す可動側カセ
ット金型２９が装入される。可動側カセット金型２９
は、キャビティ３０が形成されたキャビティプレート３
１と、支持板３２と、側板３３ａ，３３ｂと、底板３４
ａ，３４ｂとを有している。そして、これら支持板３
２，側板３３ａ，３３ｂ，底板３４ａ，３４ｂに囲まれ
る空間内に配設される第２の突き出し板３５ａ，３５ｂ
と、この突き出し板３５ａ，３５ｂに固定されて支持板
３２およびキャビティプレート３１を貫通してキャビテ
ィ３０内に突出可能な第２の突き出しピン３６と、底板
３４ａ，３４ｂに設けられた固定ねじ部３７と、コアピ
ン３８とを有している。固定側カセット金型１６と同様
に、可動側カセット金型２９にも位置決め孔２９ａが設
けられており、プレート６にバネ部材１８を介して立設
されているテーパーピン１９が位置決め孔２９ａに嵌合
されて、可動側カセット金型２９は凹部２５内で位置決
めされている。

【００１６】固定ねじ部３７とコアピン３８とについて
詳述すると、固定ねじ部３７は底板３４ａ，３４ｂの中
央部に穿設された孔部に嵌合するように固定的に配設さ
れており、内周面に雌ねじが刻設されている。そして、
このコアピン３８は、先端部にねじコア部３９が、中間
には案内ねじ部４０がそれぞれ形成され、さらに後端側
には歯車４１が設けられている。図１に示すように、歯
車４１は第１の突き出し板２７ａ，２７ｂの孔部内で進
退可能である。なお、このコアピン３８の後端部は凹部
２６内に位置しており、プレート１０に設けられたブッ
シュ７０に支持されている。この実施例は内周面に雌ね
じ部を有する成形品Ｄを形成するものであり、ねじコア
部３９には成形品Ｄの雌ねじに対応するピッチ，リー
ド，長さを有する雄ねじが刻設してある。そして、案内
ねじ部４０は、ねじコア部３９と同一のリードを有する
雄ねじが形成してある。ただしこの案内ねじ部４０は、
長手方向の長さがねじコア部３９および成形品Ｄのねじ
部よりも長くなっている。固定ねじ部３７は、案内ねじ
部４０が螺合可能なように同一のピッチおよびリードを
有する雌ねじが刻設してある。

【００１７】可動側金型Ｃには、コアピン３８を回転駆
動するための機構としてピニオン２４を含む輪列機構Ｅ
が設けられている。この輪列機構Ｅは、凹部２６内で歯
車４１と噛合する駆動歯車４２と、この駆動歯車４２と
同軸的に設けられている第１の傘歯車４３と、第１の傘
歯車４３と噛合する第２の傘歯車４４と、第２の傘歯車
４４と同軸的に設けられている歯車４５と、この歯車４
５から連結される歯車４６，４７，４８と、歯車４８と
同軸的に設けられているピニオン２４とからなるもので
ある。このピニオン２４は、前述のラック２３と噛合す
るものである。これらの傘歯車４３，４４や歯車４５，
４６，４７，４８は，軸受４９や支持部材５０を介して
取付板７１，７２に回転自在に支持されている。

【００１８】以上のような構成のカセット式射出成形金
型装置の動作について次に説明する。まず、図示しない
可動側プラテンを作動させて、可動側金型Ｃを固定側金
型Ｂに当接させる。この時、コアピン３８の案内ねじ部
４０は固定ねじ部３７の雌ねじと螺合し、先端のねじコ
ア部３９は固定側カセット金型の端面と当接した位置に
あり、第１の突き出し板２７ａ，２７ｂおよび第２の突
き出し板３４ａ，３４ｂは、第２の突き出しピン３６の
先端がキャビティ３０の底面に位置するように、セット
されている（図１，３参照）。

【００１９】そこで、図示しないスプルーよりランナー
１７を介してキャビティ３０内に樹脂材料を充填させ
る。この時、図３に示すように、キャビティ３０内でね
じコア部３９に対応した形状（リード、ピッチなど）の
雌ねじを有する成形品Ｄが成形される。

【００２０】そして所定時間経過してキャビティ３０内
の樹脂が硬化したら、型開き動作を行う。まず、図示し
ないプラテンを駆動して、可動側金型Ｃを図面左方へ移
動させる。この時固定側金型Ｂに固定されているラック
２３と螺合しているピニオン２４は、回転しながら図面
左方へ移動する。そして、ピニオン２４が回転すると同
時に同軸上の歯車４８が回転し、それに伴って歯車４
７，４６，４５，傘歯車４４，４３が回転し、さらに傘
歯車４３と同軸的に設けられている駆動歯車４２を介し
て歯車４１が回転する。それによってコアピン３８が回
転する。コアピン３８は、案内ねじ部４０と固定ねじ部
３７、ねじコア部３９と成形品Ｄの雌ねじ部とがそれぞ
れ螺合しているため、回転しながら後退する（図４参
照）。なお、ねじコア部３９および案内ねじ部４０のね
じの向きを考慮して輪列機構Ｅを構成することにより、
型開き時にコアピン３８が後退するように構成されてい
る。また、少なくとも型開きが完了した時点で、ねじコ
ア部３９が成形品Ｄから完全に脱出するように構成され
ている。

【００２１】このようにして型開きが完了したら、図示
しない突き出しロッドにより第１の突き出し板２７ａ，
２７ｂが押進され、それに伴って第１の突き出しピン２
８が前進し、第２の突き出し板３５ａ，３５ｂを押圧す
る。第２の突き出し板３５ａ，３５ｂが前進すると、そ
れに固定されている第２の突き出しピン３６も前進し、
成形品Ｄをキャビティ３０から突き出す（図５参照）。

【００２２】以上の工程で成形が行われると、第１，２
の突き出しピン２８，３６が後退された後、図示しない
プラテンが再度駆動されて可動側金型Ｃが図面右方へ移
動され、型締めが行われる。この時、ラック２３とピニ
オン２４を含む輪列機構Ｅによってコアピン３８は回転
しながら前進して、図１に示す状態に復帰する。

【００２３】従来の成形機において、案内ねじ部を持た
ずねじコア部と成形品のねじ部との螺合のみによってコ
アピンが進退駆動されると、ねじコア部が成形品から脱
出した時点でコアピンの後退は停止する（コアピンの回
転は続行可能である）。従って、ねじコア部が成形品か
ら脱出する寸前では回転にともなうコアピンの後退は不
安定である。例えば、ねじコア部が成形品から脱出する
際に何らかの力が加わって一気に引き抜かれるような場
合には、成形品端部のねじ溝またはねじ山を破損する。
また、コアピンが成形品から離脱する直前にはねじコア
部と成形品のねじ部との係合している部分が僅かしかな
いので、十分な後退力が得られずコアピンが成形品から
脱出しきれず進退不能になるおそれもある。この状態で
突き出し工程に移行するとやはり成形品のネジ部を破損
する。このように、成形品のねじ部自体の螺合のみを利
用してコアピンの進退を行う構成では、成形品端部のね
じ溝またはねじ山を破損し易く、所望の形状に形成でき
ない場合があった。また、コアピンを進退駆動するため
に成形品のねじ部に過剰な力が加わるおそれもあった。
特に樹脂成形品が軟質であると、ねじ部の破損する可能
性が高かった。

【００２４】これに対し本発明に係る構成では、案内ね
じ部４０および固定ねじ部３７を設けているため、成形
品Ｄおよびねじコア部３９の螺合だけでなく案内ねじ部
４０および固定ねじ部３７の螺合も利用してコアピン３
８を進退駆動するため、成形品Ｄに過剰な力が加わるこ
とはない。また、案内ねじ部４０の長手方向の長さは、
ねじコア部３９よりも長いため、ねじコア部３９が成形
品から脱出した後も案内ねじ部４０と固定ねじ部３７と
の螺合によってコアピン３８は後退を続行する。従っ
て、ねじコア部３９が成形品から脱出するときにもコア
ピン３８は安定して回転および後退する。そのため、従
来のように成形品Ｄ端部のねじ溝およびねじ山を破損す
ることはない。むしろ、コアピン３８が確実に回転しな
がら後退するため、ねじコア部３９の後退時に成形品Ｄ
のねじ溝およびねじ山をより正確に刻むことができる。
なお、ねじコア部３９と案内ねじ部４０とはリードが同
一となるように形成してあるため、コアピン３８の進退
に支障はない。

【００２５】また、回転コアピンを進退不能に固定して
押し出し板を用いる構成では、構成が非常に複雑になる
とともに、異なる形状のネジ部を有する成形品を製造す
る度に、金型装置を分解して、着脱交換する必要があり
面倒であった。これに対し、本発明の構成では、押し出
し板や補助板は不要で構成は比較的簡単である。

【００２６】さらに、このコアピン３８は可動側カセッ
ト金型２９の一部として可動側金型Ｃ本体から着脱交換
可能なものであるから、ねじ部の形状が異なる成形品を
成形する場合、可動側カセット金型２９を交換しそれに
伴ってコアピン３８も交換することによって、ねじコア
部３９を所望の成形品のねじ部に応じた形状とするとと
もに、案内ねじ部４０および固定ねじ部３７もそれに対
応した形状とすることができるため、金型本体を変更す
ることなく所望の形状のねじ部を有する成形品を任意に
製造することができる。しかも、この着脱交換は金型本
体を分解することなく容易に行い得る。このように本発
明では、案内ネジ部を回転コアピンに設け、この回転コ
アピンを可動側カセット金型に設けたため、様々なリー
ドを持つネジ部を有する成形品に容易に対応することが
できる。すなわち、交換用のカセット金型を多数製造す
ると、任意のネジ部を有する成形品を製造する上で全く
制限がなく、カセット金型の数だけ、異なるリードのネ
ジ部を有する成形品の製造が可能になる。

【００２７】型開き動作と連動して、ラック２３および
ピニオン２４の作用によりコアピン３８の回転および進
退を行うようにしたため、駆動源を必要とせず正確なタ
イミングで作動させることができる。本実施例ではラッ
ク２３を一つ設けた構成としたが、ピニオン２４をはさ
んで互いに対向するように一対のラックを設け、いずれ
か一方のラックがピニオン２４に選択的に螺合するよう
な構成とすることも可能である。その場合、成形品に刻
設するねじ部が右ねじであるか左ねじであるかに応じ
て、いずれのラックを用いるかを決定することができ
る。

【００２８】なお、上記実施例では可動側カセット金型
２９にコアピン３８を設けた構成であるが、固定側カセ
ット金型にコアピンを設ける構成も採用可能である。こ
のような実施例を図６に示している。

【００２９】図６には可動側カセット金型５１と固定側
カセット金型５２とのみを図示している。可動側カセッ
ト金型５１は、キャビティ５３が形成されたキャビティ
プレート５４と、支持板５５と、側板５６ａ，５６ｂ
と、底板５７ａ，５７ｂとを有している。そして、これ
ら板状の部材５５，５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂに
囲まれる空間内に配設される第２の突き出し板５８ａ，
５８ｂと、この突き出し板５８ａ，５８ｂに固定された
第２の突き出しピン５９とを有している。第２の突き出
し板５８ａ，５８ｂおよび第２の突き出しピン５９は、
型開き時に図示しない第１の突き出しピンが孔部６０を
貫通して突出することによって押進され、キャビティ５
３内の成形品Ｆを押圧する。

【００３０】固定側カセット金型５２は、主プレート６
１と、支持部６２と、固定ねじ部押さえ６３と、コアピ
ン６４とを有している。このコアピン６４は、先端にね
じコア部６５、中間部に案内ねじ部６６，後端部に歯車
６７を有するものであり、ねじコア部６５は成形品に所
望のねじ部を形成可能であり、案内ねじ部６６は、支持
部６２に設けられた固定ねじ部６８の雌ねじと螺合する
もので、ねじコア部６５と同一のリードを有し、長手方
向の長さがねじコア部よりも長くなっている。図示しな
いが、固定側金型には回転駆動機構が設けられており、
その輪列が歯車６７と噛合する。従って、図示しない回
転駆動機構により歯車６７が回転されると、案内ねじ部
６６と固定ねじ部６８との螺合によってコアピンは後退
して成形品Ｆから離脱可能である。その他の構成は基本
的に第１の実施例と同様である。このように、回転コア
ピンは可動側カセット金型に設ける構成に限られず、固
定側カセット金型に回転コアピンを設けたり、両方のカ
セット金型にそれぞれ回転コアピンを設ける構成とする
ことも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上の通り、本発明ではコアピンに案内
ねじ部を設け、カセット金型に固定ねじ部を設けて、こ
の両者の螺合を利用してコアピンを進退駆動するため、
コアピンは常に確実かつ安定的に前進または後退し、成
形品のねじ部に過剰な負担をかけることがなく破損する
おそれがない。また、ねじコア部および案内ねじ部のね
じ形状の異なるコアピンを有するカセット金型を用いる
ことにより、任意の形状のねじ部を有する成形品を成形
することが可能であり、その着脱交換は極めて容易に行
い得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカセット式射出成形金型装置の型
締め状態を示す断面図

【図２】カセット金型を示す拡大断面図

【図３】図１の要部を拡大して示す一部切欠断面図

【図４】図１に示すカセット式射出成形金型装置の型開
き状態を示す断面図

【図５】図１に示すカセット式射出成形金型装置の成形
品突き出し状態を示す断面図

【図６】第２の実施例の一対のカセット金型を示す拡大
断面図

【符号の説明】

Ａ 金型本体 Ｂ 固定側金型 Ｃ 可動側金型 Ｄ 成形品 １６ 固定側カセット金型 ２９ 可動側カセット金型 ３０ キャビティ ３７ 固定ねじ部 ３８ コアピン ３９ ねじコア部 ４０ 案内ねじ部 ５１ 固定側カセット金型 ５２ 可動側カセット金型 ５３ キャビティ ６４ コアピン ６５ ねじコア部 ６６ 案内ねじ部 ６８ 固定ねじ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型本体に対し着脱交換可能であるカセ
   ット金型と、 上記金型本体に対し上記カセット金型と一体的に着脱交
   換可能であるとともに、上記カセット金型に対し進退可
   能かつ回転可能なコアピンと、 上記コアピンに設けられ、キャビティ内に突出して成形
   品に所望のねじ部を形成可能なねじコア部と、 上記コアピンに設けられ、上記ねじコア部と同一のリー
   ドを有する案内ねじ部と、 上記カセット金型に設けられ、上記案内ねじ部と螺合す
   る固定ねじ部とを含むことを特徴とするカセット式射出
   成形金型装置。
2. 【請求項２】 上記案内ねじ部は上記ねじコア部以上の
   長さを有していることを特徴とする請求項１に記載のカ
   セット式射出成形金型装置。