模具制造技术

一种包括圆筒和直径扩大构件的注塑模具。圆筒包括中孔、开口和外周面，并在其外周面上具有凹陷形成部分，其形状不能沿打开模具的方向从模具中拔模出来。直径扩大构件通过开口进入中孔，以扩大圆筒的外径，并且能够相对地进入或退出中孔。直径扩大构件在模具夹紧时位于中孔中，而在模具打开时退出中孔。圆筒由纵向弹性模量大于预定压力值金属制成，并且当直径扩大构件退出中孔时，通过直径扩大构件的插入而扩大的圆筒的外径减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种注塑模具，用于在预定压力下将熔化材料注入到通过夹紧该模具形成的腔中。
技术介绍
很多产品通过注塑来模制，其中在预定压力下将熔化材料注入到通过夹紧模具而形成的腔中。对于这种注塑，要设计模具以适合各种形状的产品；因此，即便对于具有凹陷不能沿开口方向拔模的形状的产品，也可以设计模具来模制。以下以示例的方式来介绍一种通过注塑模制成的动压轴承。图1表示示例的动压轴承8，其一部分被切去。图1中所示的动压轴承8具有圆筒形状，并包括人字形(其中成锐角形状反向的沟槽沿圆周方向以预定间隔排列的形状)动压沟槽81，在其内周面80上形成上下两排，该内周面80与图中以点划线表示的转轴9相接触。因为动压沟槽81中容纳润滑剂，所以当转轴9旋转时，润滑剂被吸入动压沟槽81的反向部分，从而使反向部分产生高油膜压力。这种液压使动压轴承8产生向心载荷，从而使转轴9和内周面80进入非接触状态，并旋转地支撑转轴9。为了在注塑期间在内周面80上形成人字形动压沟槽81，需要使用波纹形塑孔栓以在其外周面上形成动压沟槽。同时，因为人字形形状由凹陷(undercut，底切)形成，所以当动压轴承本身可以在其中具有切口时，这样其内径有可能由于其弹性变形而变大(例如，参见日本未审技术登记申请公开No.5-76721)，从而凹陷部分可以从塑孔栓中拔模；不幸的是，以这种设想，切口破坏了形成人字形形状的锐角反向沟槽的圆周连续性，从而无法在沟槽中产生高油膜压力。鉴于此对该模具进行设计，提出了一种所谓的分模方法，其中通过独立地注塑两个半圆筒来制成圆筒动压轴承，每个半圆筒都具有沿一圆筒中心轴线将其分开为两部分的形状，然后将它们互相结合在一起(例如，参见日本未审技术登记申请公开No.5-47534)。此外，还提出了一种所谓的旋转拔模法，其中将塑孔栓分为两部分，从而使得人字形沟槽的反向部分作为分型线，以在旋转塑孔栓的同时形成动压轴承的动压沟槽部分(例如，参见日本未审专利申请公开No.2000-240640和7-110028)。另外，还提出了一种所谓的强力拔模法，其中通过利用作为模制产品的动压轴承的弹性变形，将动压轴承的动压沟槽部分从塑孔栓中拔模出来(例如，参见日本未审专利申请公开No.7-190048、10-331841、11-311242和2001-65570，以及日本专利No.3056024)。此外，还提出了一种所谓的变径法，其中通过利用塑孔栓和作为模制产品的动压轴承在线性膨胀系数上的不同，将动压轴承的动压沟槽部分拔模出来(例如，参见日本未审专利申请公开No.63-203916和5-312213)。动压轴承结合在小型高精度设备(例如，硬盘驱动器)中，这是由于其减少了与其转轴的旋转不同步的不可重复偏转(NRRO)，并且还改善了其静音性。结合在这样的小型高精度机器中的动压轴承的每个动压沟槽的深度在几微米到几十微米的量级。因此，通过上述在日本未审技术登记申请公开No.5-47534中公开的分模方法，难于在结合表面进行精确对齐。此外，通过在日本未审专利申请公开No.2000-240640和7-110028中公开的旋转拔模法，由于人字形沟槽的反向部分用作分型线，因此当旨在精确形成具有在几微米到几十微米量级的深度的动压沟槽时，难于进行模具对合。另外，因为形状的限制，所以不能使动压轴承形成例如图1中所示的两排人字形形状。此外，通过在日本未审专利申请公开No.7-190048、10-331841、11-311242和2001-65570，以及日本专利No.3056024中公开的强力拔模法，由于沟槽的深度在几微米到几十微米的量级，因此当动压轴承的动压沟槽部分从塑孔栓中拔模时，沟槽可能会变形或被压碎。此外，当旨在精确形成具有在几微米到几十微米量级深度的动压沟槽时，能够用于动压轴承的材料会由于其性质而受到限制；因此，需要使用称作超级工程塑料的聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)等。参见表1，将介绍动压轴承的一个示例，该动压轴承形成为使其内径设计为3.5mm，并且通过将动压轴承加热到80℃，而使其内径膨胀大于塑孔栓的外径。表1 表1中的系数列中最左边以及中间的列，分别表示以超级工程塑料(包括LPC、PPS)作为熔化材料注塑时，塑孔栓外径与动压轴承内径之间的差异(直径变化)。最右边一列表示包括聚乙醛(POM)在内的一般用途工程塑料的上述值。此外，表1还表示每种熔化材料的线性膨胀系数。如表1中所示，当LCP或PPS用作熔化材料时，直径的变化小于使用POM时直径的变化，从而难于在期望直径变化的同时，对动压轴承的动压沟槽部分进行拔模。而当将线性膨胀系数比LCP或PPS大的POM用作熔化材料时，可以期望一定程度的直径变化。但是，具有较大线性膨胀系数的材料一般不能精确地模制产品；因此，当将允许直径有一定量变化的较大线性膨胀系数的材料用作熔化材料时，难于精确地形成在几微米到几十微米量级的动压沟槽。如上所述，即使使用任一种模制方法，也不能精确地模制动压轴承。鉴于以上问题，提出了另一种方法，其中在套筒外周面上设置有用于形成动压沟槽的波纹，该套筒由耐热橡胶制成；通过将外径大于套筒内径的刚体插入套筒中而使套筒的外径变大；并且在套筒外径变大的状态下注塑动压轴承(参见日本未审专利申请公开No.9-57760)。根据使用由耐热橡胶制成的套筒的方法，当打开模具从套筒中拔出刚体时，套筒的外径由于其弹性而变小，从而可以将动压轴承的动压沟槽部分拔模出来。特别适合于套筒的耐热橡胶的一个示例是耐热氟橡胶(FKM)。套筒连续使用的耐热温度大约为200℃，而其使用中的高温上限在260℃到300℃的量级。耐热FKM的纵向弹性模量在0.5MPa到8MPa的量级，远小于通常用于模具的金属材料，因而可容易变形。为了精确形成几微米到几十微米量级的动压沟槽，当使用例如超级工程塑料作为熔化材料时，其注塑温度一般要高于大约200℃到300℃。此外，其注塑压力大约为10MPa到80MPa。因此，在日本未审专利申请公开No.9-57760中公开的由耐热橡胶制成的套筒，从温度和强度方面都不足以精确地注塑出精密部件。
技术实现思路
基于上述情况完成了本专利技术，且本专利技术提供了一种用于精确注塑具有凹陷的精密部件的模具。一种根据本专利技术的注塑模具，用于在预定压力下将熔化材料注入到通过夹紧模具形成的腔中，其包括(i)圆筒，其具有(a)在其中形成的中孔，(b)在其端部形成的开口，中孔延伸到该开口，(c)限定腔的一部分的外周面，以及(d)在其外周面上形成的凹陷形成部分，其形成的形状不能从打开模具的方向拔模；和(ii)直径扩大构件，其通过开口进入中孔中，以扩大圆筒的外径，并且可以相对地进入或退出中孔。直径扩大构件在模具夹紧时位于中孔中，而在模具打开时退出中孔。圆筒由纵向弹性模量大于预定压力值的金属制成，并且当直径扩大构件退出中孔时，通过直径扩大构件扩大的外径减小。在根据本专利技术的模具中，当直径扩大构件从中孔中拔出时，圆筒的直径由于其弹性而减小，从而拔模出具有前述形状的模制产品。结果，通过根据本专利技术的模具，可以注塑出包括凹陷形状的产品。另外，因为制成圆筒的金属的纵向弹性模量大于预定压力值，所以即使在预定压力下将熔化材料注入到腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注塑模具，用于在预定压力下将熔化材料注入到通过夹紧该模具而形成的腔中，包括：圆筒，其具有（ａ）形成在其中的中孔，（ｂ）形成在其端部处的开口，中孔延伸到该开口，（ｃ）限定腔的一部分的外周面，以及（ｄ）形成在其外周面上的凹陷形成部分 ，其形状不能沿打开模具的方向从模具中拔模出来；以及直径扩大构件，其通过所述开口进入中孔，从而扩大圆筒的外径，而且该构件可以相对地进入或退出中孔，其中直径扩大构件在模具夹紧时位于中孔中，而在模具打开时退出中孔，并且其中 圆筒由纵向弹性模量大于预定压力值的金属材料制成，并且当直径扩大构件退出中孔时，通过直径扩大构件的插入而扩大的外径减小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：上田正则，松永治幸，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]