(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成する一対の部材と、
前記キャビティを形成する一対の部材の一方を型締め方向に押圧する弾性部材と、
前記一対の部材の一方に対して前記弾性部材の反発力により任意の隙間を形成して近接される板材と、
前記板材と前記一対の部材の一方とが前記弾性部材を介していることにより互いに反発しあう状態で型締め力が自己保持されるようにする自己保持機能と、
前記板材に設けられ前記弾性部材の撓み量を調節する押圧手段と、
前記押圧手段に設けられた圧力センサと、
を有することを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
キャビティを形成する一対の部材と、
前記キャビティを形成する一対の部材の一方を型締め方向に押圧する弾性部材と、
前記一対の部材の一方に対して前記弾性部材の反発力により任意の隙間を形成して近接される板材と、
前記板材と前記一対の部材の一方とが前記弾性部材を介していることにより互いに反発しあう状態で型締め力が自己保持されるようにする自己保持機能と、
前記板材に螺合して設けられ前記弾性部材を型締め方向に撓ませることにより前記弾性部材の撓み量を調節する押圧部材と、
前記押圧部材に設けられた圧力センサと、
を有することを特徴とする射出成形用金型。
【請求項３】
前記一対の部材はパーティング面を合わせることによりキャビティを形成し、前記型締め力は一対の部材のパーティング面に作用させることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は厚肉成形品を高効率かつ高精度に成形することができる射出成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一つの射出ユニットから複数の金型に交互に射出する射出成形方法では、射出前の金型を射出位置に移動させる際、一度成形機プラテンを開いてから既に射出位置に配してある金型を冷却位置に退けるため、樹脂射出後の金型の型締め力を自己保持させる必要がある。このため特開平５−１６１９１号公報のような射出成形金型装置が考案されている。この装置は、パーティング面を合わせることによりキャビティを形成する金型と、この金型に係合して金型を相互に締結するクランプ手段とを有するものであり、クランプ手段による締結状態で成形機に着脱される。同装置では、金型に成形機の型締め力を作用させて弾性変形を生じさせ、この弾性変形状態でクランプ手段により金型のパーティング面に型締め力を与えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の従来の装置では、クランプ手段に用いる弾性部材に永久ひずみが生じた場合、それに伴い弾性回復力も減少してしまい、一定の型締め力を得られなくなるという不都合があった。そして、このクランプ手段を交換するには母型の大半を分解しなければならないため、多くの時間を費やしてしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、請求項１および請求項３に記載した発明の目的は、型締め力を発生させるための弾性部材に永久歪みが生じた場合でも、弾性部材を押圧手段によりさらに反発力が大きくなる方向に適切な量だけ変形させて、型締め力を常に数値的に監視できるようにすることで極めて高精度かつ高効率な成形を実現することが可能な射出成形用金型を提供することにある。
【０００５】
また請求項２及び請求項３に記載した発明の目的は、型締め力を発生させるための弾性部材に永久ひずみが生じた場合でも、弾性部材を押圧部材によりさらに反発力が大きくなる方向に適切な量だけ変形させて、型締め力を常に数値的に監視できるようにすることで極めて高精度かつ高効率な成形を実現することが可能な射出成形用金型を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る本発明の射出成形用金型は、キャビティを形成する一対の部材と、前記キャビティを形成する一対の部材の一方を型締め方向に押圧する弾性部材と、前記一対の部材の一方に対して前記弾性部材の反発力により任意の隙間を形成して近接される板材と、前記板材と前記一対の部材の一方とが前記弾性部材を介していることにより互いに反発しあう状態で型締め力が自己保持されるようにする自己保持機能と、前記板材に設けられ前記弾性部材の撓み量を調節する押圧手段と、前記押圧手段に設けられた圧力センサと、を有することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に係る射出成形用金型は、キャビティを形成する一対の部材と、前記キャビティを形成する一対の部材の一方を型締め方向に押圧する弾性部材と、前記一対の部材の一方に対して前記弾性部材の反発力により任意の隙間を形成して近接される板材と、前記板材と前記一対の部材の一方とが前記弾性部材を介していることにより互いに反発しあう状態で型締め力が自己保持されるようにする自己保持機能と、前記板材に螺合して設けられ前記弾性部材を型締め方向に撓ませることにより前記弾性部材の撓み量を調節する押圧部材と、前記押圧部材に設けられた圧力センサと、を有することを特徴としている。
【０００８】
また請求項３は、請求項１または２に記載の射出成形用金型において、前記一対の部材はパーティング面を合わせることによりキャビティを形成し、前記型締め力は一対の部材のパーティング面に作用させることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
請求項１では、キャビティを形成する一対の部材（以下、キャビティ形成部材）の一方に対して、任意の隙間を介して近接される板材（以下、近接板材）に設けられた押圧手段により弾性部材を型締め方向に適当な量だけ撓ませる。このとき、弾性部材の反発力はキャビティ形成部材および近接板材の双方に作用するが、近接板材に設けられた押圧手段により弾性部材の弾性回復は押圧方向、すなわち、キャビティ形成部材の側で行われる。このときの弾性回復力によりパーティング面に型締め力が発生する。
【００１０】
請求項２では、近接板材と押圧部材とが螺合可能な形状をなしているため、押圧部材を型締め方向に適当な量だけ押し回していくことで押圧部材の型締め方向の移動量だけ弾性部材に撓みが発生する。このとき、弾性部材の反発力はキャビティ形成部材および近接板材の双方に作用するが、近接板材には押圧部材が螺合されているため、弾性部材の弾性回復はキャビティ形成部材の側で行われる。この弾性回復力によりパーティング面に所望の型締め力が作用する。また、弾性部材の弾性回復力が疲労などにより小さくなった場合には、母型の分解を要することなく、押圧部材を取外すだけで弾性部材の交換を行う。
【００１１】
請求項１，２では、前記押圧手段または押圧部材に圧力センサを設けていることで自己保持時の弾性部材の反発力が数値データに変換され、自己保持力の調整をさらに正確に行うための監視が可能となる。
【００１２】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明に係る射出成形用金型の実施例を説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１〜図４に本発明の実施例１を示す。
【００１４】
（構成）
図１はキャビティユニット１の周辺部を示す。キャビティユニット１は、一対となる可動側キャビティユニット２、固定側キャビティユニット３から構成され、間にキャビティ部２０を形成する。１００は成形機プラテンを示している。
固定側キャビティユニット３は、可動側キャビティユニット２（一方のキャビティ形成部材に相当する）と対向する固定側キャビティユニット型板３ａ（他方のキャビティ形成部材に相当する）と固定側キャビティユニット取付板３ｂ（近接板材に相当する）がバネ４を挟み込んで隙間５が生じるようにストップピン６によって連結された構成になっている。
【００１５】
このとき、固定側キャビティユニット取付板３ｂのバネ４を挟み込む部分には型開き方向にのびる円筒形のバネ挿入部７が設けられており、さらに取付板３ｂの天地方向の側面には型開きと直交する方向にのびる溝部８とが設けられており、溝部８にはロックプレート１６が挿入されている。
【００１６】
バネ挿入部７には、図２に示すように、さらにその内周にネジ部７ａが設けられており、同径同ピッチでネジ部が刻設され端部に六角穴９ａが設けられた押圧ピン９がバネ４を固定側キャビティユニット型板３ａと挟む形で螺合されている。また、押圧ピン９とバネ４の間にはスペーサ１０が介入されている。ただし、バネ４には皿バネを用いてもよい。
【００１７】
尚、図１に示すように、可動側キャビティユニット２は可動側取付板１１にボルト締めにより取付けられており、可動側取付板１１にはさらに逆Ｌ字型の自己保持フック１２が固定側キャビティユニット取付板３ｂの溝部８に挿入されたロックプレート１６を係止可能な位置においてボルト締めされている。
【００１８】
また、１８は固定側取付板であり、成形機プラテン１００に固定されている。固定側取付板１８には自己保持フック１２と類似形状の型開き用フック１７が、型開き時にロックプレート１６を係止可能な位置においてボルト締めされている。
【００１９】
自己保持および型開きの両フックは、それぞれをロックプレート１６に交互に係止させるごとに成形機プラテンを開閉することで、キャビティユニット１の型締め力の自己保持および型開きを行う機能（それぞれを自己保持機能、型開き機能という）を有する。
【００２０】
（作用）
図３は成形機プラテン１００を移動させ、型締めが完了した状態を示している。このとき成形機の型締め力によって固定側キャビティユニット型板３ａと固定側キャビティユニット取付板３ｂは密着した状態となっている。このときバネ４は自己保持時よりも圧縮された状態になっている。
【００２１】
図１に示すように、プラテン１００を型開き方向に移動させるとバネ４は自己保持フック１２とロックプレート１６が係止するため固定側キャビティユニット型板３ａと可動側キャビティユニット２が密着する方向に付勢力が働く。
【００２２】
このバネの付勢力は図４に示すように押圧ピン９の螺合位置によって変化する。すなわち、押圧ピン９の六角穴９ａを利用して六角レンチにより押圧ピン９を所望の方向へ回転させると、螺合位置が変化するため、その分、弾性変形量も変化し、付勢力が加減される。尚、この押圧ピン９を取外すと、常時バネ４の交換が可能となる。
【００２３】
（効果）
本実施例によれば、バネに若干の永久ひずみが生じた場合においても押圧ピンの螺合位置の調節により常に所望の型締め力を自己保持することができる。また、バネの永久ひずみが過大な場合でも押圧ピンの取外しにより、母型を分解することなくバネを交換することができる。以上のことから、常に安定した成形を行うことができるだけでなく、金型のメンテナンスに費やす時間も大幅に短縮することができるなど、種々の効果を発揮することができる。
【００２４】
（実施例２）
図５に本発明の実施例２を示す。実施例２においては実施例１と異なる部分のみ記述する。
【００２５】
（構成）
図５は固定側キャビティユニット取付板３ｂに設けられたバネ挿入部７の周辺を示している。スペーサ１０と接触するように圧力センサ１３が押圧ピン９内に埋設され、圧力センサ１３からひずみアンプ１４を通してデジタルカウンタ１５に電気的に接続されていることの他は実施例１と同様である。
【００２６】
（作用）
押圧ピン９の螺合位置の調節により生じたバネ４の弾性回復力はスペーサ１０を介して圧力センサ１３に伝達され、ひずみアンプ１４を通してデジタルカウンタ１５にて数値データとして表示される。
【００２７】
（効果）
バネの弾性回復力が数値として表示されるため、押圧ピン螺合位置の調節を短時間かつ高精度に行うことができ、常に安定した型締め力を得ることができるなど、種々の効果を発揮することができる。
【００２８】
（実施例３）
図６に本発明の実施例３を示す。実施例１と異なる部分のみ記述する。
【００２９】
（構成）
図６は固定側キャビティユニット取付板３ｂに設けられたバネ挿入部７の周辺を示している。２１はリニアモータなど、前進後退動可能な小型アクチュエータであり、その外周にはバネ挿入部７に設けられたネジ部７ａと同径同ピッチで雄ネジ部２１ａが刻設され、その駆動部２１ｂがバネ４側に配されるごとくバネ挿入部７に設けられたネジ部７ａに螺合されている。また、その螺合位置は駆動部２１ｂの先端に埋設された圧力センサ１３がバネ４の反発力によりスペーサ１０と常に接触しながらにして摺動可能となるように設定されている。圧力センサ１３は、ひずみアンプ１４を通してコントローラ２２に電気的に接続され、さらに出力側としてコントローラ２２からは小型アクチュエータ２１に対して電気的接続がなされている。以上の記載内容の他は実施例１と同様である。
【００３０】
（作用）
小型アクチュエータ２１の駆動部２１ｂの摺動により生じたバネ４の弾性回復力はスペーサ１０を介して圧力センサ１３に伝達され、ひずみアンプ１４を通してコントローラ２２に入力される。このとき設定電圧と入力電圧、すなわち所望の自己保持力と実際の自己保持力に誤差が生じている際は、コントローラ２２から小型アクチュエータ２１に対して補正信号が出力され、適正な位置に小型アクチュエータ駆動部２１ｂが移動し、バネ４は常に一定の弾性回復力を保つ。
【００３１】
（効果）
成形中においてもバネの弾性回復力を常に一定に保持することができるため、常に安定した型締め力をリアルタイムにかつ極めて高精度に得ることができる。このことで金型の段取り時間の短縮や製品の品質向上を図ることができるなど種々の効果を発揮することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の射出成形用金型によれば、弾性部材の弾性回復力を常に監視することができ、弾性部材に若干の永久ひずみが生じた場合においても弾性部材の撓み量の調節により常に所望の型締め力を自己保持させることができる。また、弾性部材に残留した永久ひずみが過大な場合でも押圧手段または押圧部材のみの除去により、母型を分解することなく弾性部材を交換することができるため、常に安定した成形を高精度に行うことができるだけでなく、金型のメンテナンスに費やす時間も大幅に短縮することができるなど、種々の効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による射出成形用金型の成形機型開状態におけるキャビティユニット周辺を示す断面図である。
【図２】図１の射出成形用金型におけるバネ挿入部を示す拡大図である。
【図３】図１の射出成形用金型において成形機により型締めを行った状態を示す断面図である。
【図４】図１の射出成形用金型の押圧ピンの螺合位置を示す拡大図である。
【図５】本発明の実施例２による射出成形用金型を示す図で、押圧ピンに圧力センサを設けたときのバネ挿入部を示す拡大図である。
【図６】本発明の実施例３による射出成形用金型を示す図で、押圧部材として小型アクチュエータを用いたときのバネ挿入部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１  キャビティユニット
２  可動側キャビティユニット
３  固定側キャビティユニット
３ａ  固定側キャビティユニット型板
３ｂ  固定側キャビティユニット取付板
４  バネ
５  隙間
６  ストップピン
７  バネ挿入部
７ａ  ネジ部
８  溝部
９  押圧ピン
９ａ  六角穴
１０  スペーサ
１１  可動側取付板
１２  自己保持フック
１３  圧力センサ
１４  ひずみアンプ
１５  デジタルカウンタ
１６  ロックプレート
１７  型開き用フック
１８  固定側取付板
２０  キャビティ部
２１  小型アクチュエータ
２１ａ  雄ネジ部
２１ｂ  駆動部
２２  コントローラ
１００  成形機プラテン
【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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