(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック成形用金型のインサート装着部に設けられてキャビティ側に開口するエア開口と、前記エア開口に通じるエア流路と、前記エア流路に一定圧のエアを供給するエア供給装置と、前記エア流路のエア圧の変化を検知するエア圧検知装置を備え、前記エア開口は前記インサート装着部に装着したインサートにより塞がれる位置に形成され、さらに前記インサート装着部が前記プラスチック成形用金型に固定されたインサート装着用プラグに形成され、前記インサート装着用プラグに前記エア開口が形成され、かつ前記インサート装着用プラグの内部に前記エア開口に通じるエア流路が形成され、前記エア流路におけるインサート装着前後のエア圧の変化を検知して、前記インサート装着部へのインサートの着座状態を検知することを特徴とするプラスチック成形金型におけるインサートの着座検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックのブロー成形、射出成形等において、プラスチックの成形と同時にインサート部品（以下、単にインサートという）をプラスチック内に埋め込むインサート成形を行う場合に、インサートが金型のインサート装着部に正常にセットされたかどうかを検知するためのインサート着座検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０（ａ）は、例えばブロー成形用金型１と、金型１の所定位置に形成した穴に固定したインサート装着用プラグ２を示すもので、プラグ２の先端はピン３を含むインサート装着部４であり、キャビティ５に露出している。このインサート装着部４は、インサートとしてフランジ付きナット６をピン３に嵌めて装着するためのもので、図１０（ｂ）は着座不全（浮き）の一例、図１０（ｃ）は正常に着座した状態を示す。着座不全のパターンとして、他に表裏の間違い（ナットのフランジが金型側に向いた状態）やサイズ間違い（内径の大きいナットを装着）、インサート忘れ等がある。なお、図１０（ｃ）において、７はブロー成形されたプラスチックである。
【０００３】
インサートがプラスチック成形用金型のインサート装着部に正常にセットされたかどうか、従来は一般に成形前に目視で確認していたが、その確認作業は作業姿勢が悪く、暑く、かつ危険な作業であり、見落としも多かった。
一方、特許文献１には、金型のインサート保持部３３の近傍に凹陥部３４を形成し、凹陥部３４内に検出部４を配置することが記載されている。検出部４は、凹陥部３４の底に設置された確認センサ４３と、バネ４２により付勢され凹陥部３４内からキャビティ内に突出するピン４１からなり、保持部３３に装着されたインサートによりピン４１が凹陥部３４内に押し込まれ、それを確認センサ４３が検知することにより、インサートの装着が正常に行われたかどうかを検知できるようになっている。確認センサとして、リミットスイッチ等が用いられている。なお、この段落で使用した符号は全て特許文献１のものである。
また、金型のインサート装着部にインサートの装着を検知する近接センサを設置したり、金型の近傍にインサートの装着状態を監視する画像処理カメラを設置することも行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７９９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の手段は、金型内に設置できる耐熱性が高くコンパクトなリミットスイッチ等のセンサが必要であるが、なかなか適当なものがなく、また、インサートの浮き、あるいはインサートの表裏の間違いやサイズ間違いなどの検知ができないという問題がある。
また、近接センサは金属以外は検知できず、使用するインサートの材質に制限があり、画像処理カメラは高額のコストがかかる、という問題がある。
本発明は、このようなプラスチックのインサート成形の問題点に鑑みてなされたもので、インサートがプラスチック成形用金型のインサート装着部に正常にセットされたかどうかを、成形前に正確に検知できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るインサートの着座検知装置は、プラスチック成形用金型のインサート装着部に設けられてキャビティ側に開口するエア開口と、前記エア開口に通じるエア流路と、前記エア流路に一定圧のエアを供給するエア供給装置と、前記エア流路のエア圧の変化を検知するエア圧検知装置を備え、前記エア開口は前記インサート装着部に装着したインサートにより塞がれる位置に形成され、さらに前記インサート装着部が前記プラスチック成形用金型に固定されたインサート装着用プラグに形成され、前記インサート装着用プラグに前記エア開口が形成され、かつ前記インサート装着用プラグの内部に前記エア開口に通じるエア流路が形成され、前記エア流路におけるインサート装着前後のエア圧の変化を検知して、前記インサート装着部へのインサートの着座状態を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ブロー成形、射出成形等を利用したプラスチックのインサート成形において、プラスチック成形用金型のインサート装着部にインサートが正常にセットされたかどうかを、インサートの材質にかかわらず成形前に正確に検知できるようになる。例えば、インサートの着座不全、ナット等のサイズ間違いや表裏間違い等が検知できるようになる。このようにプラスチックの成形を行う前にインサートの着座状態の正常、非正常を検知できるので、インサート不良のプラスチック成形品の製造が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１〜図９を参照して、本発明をより具体的に説明する。
図１，２は、ブロー成形に適用したインサート検知装置を示すもので、一対の金型１１，１２のうち一方の金型１１に、インサート装着用のプラグ１３が固定されている。プラグ１３は、図２に示すように、本体部分が金型１１内に嵌入し、その先端（インサート装着部１４）のみがキャビティ１５内に露出している。前記インサート装着部１４は、インサート（フランジ付きナット１６）が着座する着座面１７とその中央に立設するピン１８からなり、この例では着座面１７は金型１１の内面１１ａと面一に連なっている。プラグ１３の内部には、長さ方向に沿って比較的大径に形成された穴１８と、穴１８の端部に連なりキャビティ１５側に開口する複数個の細径の穴１９が形成されている。穴１９は、ピン２１より若干径の大きい円周上に、ピン２１を取り囲むように等間隔で配置されている。穴１８，１９は、キャビティ１５側に開口するエア開口２２へのエア流路の一部をなす。
【００１０】
図１に示すように、プラグ１３の端部に、前記穴１８に連通するエア配管２３が連結され、このエア配管２３は、プラグ１３に形成された穴１８，１９とともに、エア開口２２に連通するエア流路を構成する。エア配管２３の途中にエア圧センサ２４が設置され、さらにエア配管２３にはコンプレッサとエアレギュレータからなるエア供給装置２５が接続されている。エア供給装置２５はエア配管２３に一定圧（例えば２０ｋＰａ程度）のエアを供給するもので、エア配管２３に供給されたエアはプラグ１３に形成された穴１８，１９を通り、エア開口２２からキャビティ１５内に吐出される。
なお、図１において２６，２７は、金型１１，１２を支持する型締め板である。
【００１１】
エア配管２３に一定圧のエアを供給しているとき、前記インサート装着部１５にフランジ付きナット１６を装着する。ピン２１に嵌めたフランジ付きナット１６が、図２（ｃ）に示すように、着座面１７に着座（正常着座）すると、フランジ付きナット１６の表面がエア開口２２を塞ぎ、これによりエア開口２２からのエア吐出が妨げられて、エア流路（エア配管２３）内のエア圧が上昇し、このエア圧の変化ΔＰがエア圧センサ２４により検知され、その検知信号が図示しない制御装置へ送られる。一方、ピン２１に嵌めたフランジ付きナット１６が、図２（ｂ）に示すように、着座面１７から浮いている場合、エア流路（エア配管２３）内におけるエア圧の変化ΔＰは小さい。また、フランジ付きナット１６のサイズ間違い（内径が大きいナット）の場合や、表裏間違いの場合（表裏面の形状が異なる場合）なども、インサート装着前後のエア圧の変化ΔＰは、正常着座の場合とは異なることが多い。従って、インサート装着前後のエア圧の変化を検知することで、インサート装着部１５へのインサート（フランジ付きナット１６）の着座状態を検知することができる。
【００１２】
このインサート検知装置を適用したブロー成形方法の制御手順の一例を、図３に示すフローチャートにより説明する。
（ステップＳ１）前回のブロー成形後、オペレーターがスタートボタンを押し、エア供給装置２５から一定圧のエアを供給する。このエアはエア配管２３から穴１８，１９を通り、エア開口２２からキャビティ１５内に吐出される。
（ステップＳ２）オペレーターにより又は図示しないインサート装着手段により、インサート装着部１５にフランジ付きナット１６を装着する。
【００１３】
（ステップＳ３）エア圧センサ２４により、エア配管２３内におけるインサート装着前後のエア圧の変化ΔＰが検出される。この検出信号は図示しない制御装置に送られ、ΔＰが所定のアップ分ＸＰａ以上の場合、前記制御装置によりインサート（フランジ付きナット１６）の装着が正常に行われたと判定され、次のステップＳ４に移り、一方、ΔＰが所定のアップ分ＸＰａに満たない場合、インサートの装着が正常に行われなかったと判定され、ステップＳ７を経由して前のステップＳ２に戻る。
（ステップＳ４）前記制御装置により、エア供給装置２５からのエア供給が停止される。
（ステップＳ５）前記制御装置により、通常のブロー成形がスタートする。すなわち、パリソンの押し出し、金型１１，１２の型締め、エアブロー等の工程が順次行われる。
（ステップＳ６）所定の工程が終了した後、前記制御装置により型開きが行われる。次いで、オペレーターによりインサート付きブロー成形体が取り出される。
（ステップＳ７）インサートの装着が正常に行われなかったと判定されたとき、前記制御装置によりアラームが作動される。続いて、ステップＳ２においてオペレーターによる点検及びインサートの再装着が行われる。
【００１４】
次に、先に説明したプラグのより具体的な形態について説明する。
図４に示すプラグ３１は、前記プラグ１３と同じくフランジ付きナット１６（仮想線で図示）を装着するためのもので、プラグ１３と同じく本体部分が図示しない金型内に嵌入し、その先端（インサート装着部３２）のみがプラグ１３と同じ形態でキャビティ内に露出する。
プラグ３１は、筒状の本体部分３３（図５（ａ），（ｂ）参照）と、本体部分３３の中心に開けられた断面円形の穴３４に挿入される付属ピン部３５（図５（ｃ），（ｄ）参照）からなる。本体部分３３は、一端に雄ねじ部３６が形成され、これにより本体部分３３は金型内に螺合固定される。穴３４は長さ方向に３つの部分（穴３４ａ〜３４ｃ）からなり、金型のキャビティ面に近い部分の穴３４ｃの内径が最も大きく、穴３４ａの内径が最も小さく、そのキャビティ側端部（穴３４ｂの近傍）に雌ねじ部３７が形成されている。本体部分３３の端面には穴３４ｃを取り囲むように４つの穴が形成され、その穴にそれぞれマグネット３９が圧入されている。この端面はプラグ３１の着座面３８（図４参照）の一部をなす。マグネット３９は鉄製のフランジ付きナット１６を吸着し、正常な着座を補助する機能をもつ。
【００１５】
付属ピン部３５は、本体部分３３の穴３４に挿入される挿入部４１と、金型のキャビティ内に突出するピン４２からなる。挿入部４１の外径は本体部分３３の穴３４ｂの内径とほぼ同じで該穴３４ｂに嵌入し、挿入部４１の一端に本体部分３３の雌ねじ部３７に螺合する雄ねじ部４３が形成されている。さらに挿入部４１の側面３カ所に、前記一端から他端近傍まで縦長の溝４４が形成されている。図４に示すように、付属ピン部３５は、本体部分３３に対し、挿入部４１の端面が本体部３３の端面と共に前記着座面３８の一部を構成するように組み付けられる。
【００１６】
図４から分かるように、このプラグ３１では、リング状のエア開口４５がピン４２の周囲に形成される。このエア開口４５は、円筒状の空隙４６（本体部分３３の穴３４ｃの内周と付属ピン部３５の挿入部４１の外周の隙間）及び溝４４を介して穴３４ａに連通している。すなわち、このプラグ３１において、空隙４６、溝４４及び穴３４ａが、キャビティ側に開口するエア開口４５へのエア流路の一部をなす。プラグ３１の穴３４ａは、プラグ１３の穴１８と同様に図示しないエア配管に連通し、このエア配管は、前記空隙４６、溝４４及び穴３４ａとともに、エア開口４５に連通するエア流路を構成する。このエア配管に、エア圧センサ及びエア供給装置が接続されている。
図４に示すように、インサート装着部３３（ピン４２と着座面３８）にフランジ付きナット１６を装着したとき、正常に装着された場合は、エア開口４５がフランジ付きナット１６の端面により塞がれる。
【００１７】
図６に示すプラグ５１は、ボルト５２（仮想線で示す）を装着するためのもので、図示しない金型内に嵌入し、その端面５３（ボルト５２の着座面でもある）のみがプラグ１３と同じ形態でキャビティ内に露出する。なお、ボルト５２は、図７に示すように、板を曲げ成形した係止部５４と、ヘッド部５５ａとねじ部５５ｂからなるボルト部５５からなり、係止部５４の中央平坦部に形成された穴にボルト部５５が差し込まれ、ろう付け等により接合されたものである。
プラグ５１は、一端に雄ねじ部５６が形成され、これにより金型内に螺合固定される。プラグ５１の中心に断面円形の穴５７が開けられ、この穴５７のキャビティ側開口がエア開口５８であり、プラグ５１のキャビティ側端面にはエア開口５８を取り囲むように４つの穴が形成され、その穴にそれぞれマグネット５９が圧入されている。プラグ５１において、端面（着座面）５３と前記穴５７が、インサート装着部ということになる。
【００１８】
プラグ５１において、穴５７が、キャビティ側に開口するエア開口５８へのエア流路の一部をなす。この穴５７は、プラグ１３の穴１８と同様に図示しないエア配管に連通し、このエア配管は、前記穴５７ととともにエア開口５８に連通するエア流路と構成する。このエア配管にエア圧センサ及びエア供給装置が接続されている。
図６に示すように、インサート装着部（端面（着座面）５３と穴５７）にボルト５２を装着したとき、正常に装着された場合は、エア開口５８がボルト５２の係止部５４の平坦な端面により塞がれる。
【００１９】
図８に示すプラグ６１は、プラスチック製のリテーナ６２（仮想線で示す）を装着するためのもので、図示しない金型内に嵌入し、その端面６３（リテーナ６２の着座面でもある）及び突起部６４がプラグ１３と同じ形態でキャビティ内に露出する。リテーナ６２は、図９に示すように、一方が開口（開口６２ａ）した偏平な中空部材で、表裏の一方の壁面６５に大きめの穴６６と前記開口６２ａに達する穴６６より挟幅の溝６７が形成され、他方の壁面６８の前記穴６６に対向する位置に小さめの穴６９が形成されている。なお、リテーナ６２は、先端にヘッド部を有するピンと係合する係合部材の一種である。
【００２０】
プラグ６１は、一端に雄ねじ部７１が形成され、これにより金型内に螺合固定される。プラグ６１の他端（キャビティ側）に形成された前記突起部６４は、リテーナ６２の壁面６５に形成された穴６６と溝６７に嵌り合う平面形状を有する。突起部６４の先端にピン７２が形成され、このピン７２は壁面６８に形成された穴６９に嵌る。プラグ６１において、端面（着座面）６３と突起部６４（ピン７２を含む）が、インサート装着部ということになる。
プラグ６１の内部には屈曲した穴７３が形成され、この穴５７は突起部６４を通ってキャビティ側に開口する（エア開口７４）。
【００２１】
プラグ６１において、穴７３が、キャビティ側に開口するエア開口７４へのエア流路の一部をなす。この穴７３は、プラグ１３の穴１８と同様に図示しないエア配管に連通し、このエア配管は、前記穴７３とともに、エア開口７４に連通するエア流路を構成する。このエア配管にエア圧センサ及びエア供給装置が接続されている。
図８に示すように、インサート装着部（端面（着座面）６３と突起部６４）にリテーナ６２を装着したとき、正常に装着された場合は、エア開口７４がリテーナ６２の壁面６８の平坦な内面により塞がれる。
【００２２】
なお、以上の例では、インサートの着座検知装置をブロー成形金型に適用した例のみ説明したが、プラスチックの射出成形や真空成形に対しても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るインサート着座検知装置のブロー成形金型への適用例を示す模式図である。
【図２】その金型のインサート装着部近傍の断面模式図であり、それぞれインサートの装着前（ａ）、インサートの着座不全の例（ｂ）、インサートの正常着座の状態（ｃ）を示す。
【図３】本発明に係るインサート着座検知装置を適用したブロー成形方法の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係るインサート着座検知装置の主要部（プラグ）の断面図である。
【図５】そのプラグの本体部断面図（ａ）と側面図（ｂ）、及び付属ピン部（ｃ）と側面図（ｄ）を示す。
【図６】本発明に係る他のインサート着座検知装置の主要部（プラグ）の断面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】そのインサート着座検知装置で検知するインサートの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図８】本発明に係る他のインサート着座検知装置の主要部（プラグ）の断面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図９】そのインサート着座検知装置で検知するインサートの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図１０】ブロー成形金型の従来のインサート装着部近傍の断面模式図であり、それぞれインサートの装着前（ａ）、インサートの着座不全の例（ｂ）、インサートの正常着座の状態（ｃ）を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１１，１２  ブロー成形用金型
１３，３１，５１，６１  プラグ
１４，３２  インサート装着部
１７，３８，５３，６３  着座面
１８，１９，３４ａ，５７，７３  穴（エア流路）
２１，４２，７２  ピン
２２，４５，５８，７４  エア開口
２３  エア配管（エア流路）
２４  エア圧センサ
２５  エア供給装置
３３  プラグ本体部
３５  付属ピン部
４４  溝（エア流路）
４６  隙間（エア流路）
６４  突起部
【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】
0005255898.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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