(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側型板と可動側型板の間に形成されるキャビティに材料を充填して製品を成形する成形用金型に設けられて固定側型板と可動側型板を位置決めする位置決め装置において、
前記固定側型板と前記可動側型板の一方に取り付けられ、先端部に開口した大径の位置決め孔と、大径の位置決め孔の中に同軸で開口した小径の位置決め孔とを有するブシュと、
前記固定側型板と前記可動側型板の他方に取り付けられ、前記ブシュの小径の位置決め孔に対応した外径を有する先端部を備えたピン部材と、
前記ピン部材の先端部よりも後方において前記ピン部材の外周面に移動可能に設けられ、両端が開口した筒形の基体と該基体に回動可能に設けられた複数の摺動部材を備え、前記ブシュの大径の位置決め孔に対応した外径を有する案内部材と、
前記ピン部材が取り付けられた前記固定側型板又は前記可動側型板と前記案内部材の後端部との間に設けられた弾性部材と
を有する成型用金型の位置決め装置。
【請求項２】
前記ブシュの大径の位置決め孔に前記案内部材が挿入された時に、前記案内部材の摺動部材は前記ブシュの大径の位置決め孔の内周面に接触した状態となるように、前記ブシュの大径の位置決め孔の内径と前記案内部材の外径が設定されている請求項１記載の成型用金型の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定側型板と可動側型板の間に形成されるキャビティに材料を充填して製品を成形する成形用金型に設けられ、固定側型板と可動側型板を位置決めするための位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の位置決め装置を有する金型１の断面図である。
この金型は、図示しない成形機の固定側ホルダに取り付けられる固定側取付板２と、成形機の可動側ホルダに取り付けられる可動側取付板３を有している。
【０００３】
固定側取付板２は、雌型となる固定側型板４が取り付けられている。固定側取付板２には、成形機のシリンダのノズルから成形用金型内に溶融した樹脂を注入する際の経路となるスプルーブシュ１０が取り付けられている。スプルーブシュ１０から注入された樹脂は、詳細は図示しないが、固定側型板４側に形成されたランナに入り、ゲートを通過してキャビティに入る。
【０００４】
可動側取付板３には、雄型となる可動側型板５が、受け板６とスペーサブロック７を介して取り付けられている。
【０００５】
この成形用金型１は、固定側型板４と可動側型板５の間で分割可能である。成形機のホルダの動きに合わせ、可動側型板５は板面に垂直な方向に沿って固定側型板４に対して移動し、これによって固定側型板４と可動側型板５の開閉が行われる。固定側型板４と可動側型板５が閉じた際に、成形品と対応するキャビティＡが形成される。
【０００６】
固定側型板４と可動側型板５の間には、両型板を正規の位置に位置決めするための位置決め装置が設けられている。この位置決め装置は、図１２に拡大して示すように、固定側型板に設けられたブシュ１１と、可動側型板に設けられたピン１２を有している。型締め時、ピン１２がブシュ１１に挿入されることで両型板４，５は正規の位置に位置決めされる。
【０００７】
図１１は従来の位置決め装置の他の例を備える金型の断面図である。
この金型の構造は図１１と略同様である。この金型の位置決め装置は、図１３に拡大して示すように、固定側型板４にスペーサ１３を介して取り付けられためす部材１４と、可動側型板５にスペーサ１５を介して取り付けられたおす部材１６とを有している。
【０００８】
めす部材１４にはテーパ状の案内面を有する凹部１４ａが形成されており、おす部材１６にはテーパ状の案内面を有する凸部１６ａが形成されている。型締め時、おす部材１６のテーパ状の凸部１６ａがめす部材１４のテーパ状の凹部１４ａに挿入されることで両型板４，５は正規の位置に位置決めされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１０と図１２に示した位置決め装置では、ピン１２とブシュ１１は面で接触するのでピン１２とブシュ１１の間には０．０１ｍｍ〜０．０４ｍｍのクリアランス（図中Ｄ−ｄ）が設けてある。ところが、金型の自重や成形時の射出圧力等によって両型板はクリアランス分だけ相対的にどちらかの方向に位置ずれを起こしてしまう。特に、樹脂成形品では、型開き方向が横方向である横型成形機が主流であるため、金型の自重による影響が大きく、成形品の偏肉や芯ずれが発生しやすいという問題があった。
【００１０】
図１１と図１３に示した位置決め装置では、めす部材１４とおす部材１６を正規の位置に正しく取りつける調整・取り付け作業に手間がかかるという問題があった。即ち、テーパ面を利用したこの位置決め装置によれば、最終的に金型が閉じた時に両型板が正確に位置決めされるようにするためには、両部材１４，１６のテーパ面の当たり具合を見ながら、取り付けに使用しているスペーサ１３又は１５を研削して調整を行なわなければならない。このような作業は、めす部材１４とおす部材１６のテーパ面の当たり具合の確認及び寸法測定だけではなく、固定側型板４、可動側型板５の寸法を測定したり、組み込みを行ないながら進めなければならず、多くの工数・時間を必要とする。また、テーパ面の当たり具合の確認は感覚的なものであり、調整作業には熟練が必要とされる。
【００１１】
さらに、テーパ面を利用した図１３の前記位置決め装置によれば、テーパ部（凸部１６ａ、凹部１４ａ）の角度が大きい（１０〜１５°）場合、テーパ面同士を多少食い込ませるように調整する場合が多いが、これはかじりや破損の原因になりやすい。また、テーパ角度が小さい場合には、食いつきを考慮して多少浮かすように調整するため、テーパ面同士の面当たりが少なくクリアランスが発生して十分な位置決め機能が得られないという問題があった。
【００１２】
本発明は、調整に手間がかからず、型板の位置決めが確実な位置決め装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された成型用金型の位置決め装置は、固定側型板（４）と可動側型板（５）の間に形成されるキャビティ（Ａ）に材料を充填して製品を成形する成形用金型に設けられて固定側型板と可動側型板を位置決めする位置決め装置において、前記固定側型板と前記可動側型板の一方に取り付けられ、先端部に開口した大径の位置決め孔 (第２位置決め孔１７）と、大径の位置決め孔の中に同軸で開口した小径の位置決め孔 (第１位置決め孔１８）とを有するブシュ（２１）と、前記固定側型板と前記可動側型板の他方に取り付けられ、前記ブシュの小径の位置決め孔に対応した外径を有する先端部（３２）を備えたピン部材（１２）と、前記ピン部材の先端部よりも後方において前記ピン部材の外周面に移動可能に設けられ、両端が開口した筒形の基体（２４）と該基体に回動可能に設けられた複数の摺動部材 (ベアリング２５）を備え、前記ブシュの大径の位置決め孔に対応した外径を有する案内部材 (ボールリテーナ２３）と、前記ピン部材が取り付けられた前記固定側型板又は前記可動側型板と前記案内部材の後端部との間に設けられた弾性部材（板ばね３４）とを有している。
【００１６】
請求項２に記載された位置決め装置は、請求項１記載の成型用金型の位置決め装置において、前記ブシュ（２１）の大径の位置決め孔 (第２位置決め孔１７）に前記案内部材 (ボールリテーナ２３）が挿入された時に、前記案内部材の摺動部材 (ベアリング２５）は前記ブシュの大径の位置決め孔の内周面に接触した状態となるように、前記ブシュの大径の位置決め孔の内径と前記案内部材の外径が設定されていることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の１例を図１〜図９を参照して説明する。
本例の位置決め装置は、従来の技術で説明したような成形用金型に適用される。即ち、固定側型板４と可動側型板５の間に形成されるキャビティに材料を充填して製品を成形する成形用金型において、固定側型板４と可動側型板５を位置決めするために設けられるものである。従来の構成と共通の部分には従来の技術で使用したものと同一の符号を使用する。
【００１８】
図１及び図２に示す断面図と図４に示す拡散分解断面図を参照して本例の位置決め装置の構成を説明する。
固定側型板４にはブシュ２１が取り付けられている。ブシュ２１は上下両端に開口した筒型であり、先端部（図中下側）に開口した大径（内径Ｄ２）の第２位置決め孔１７と、第２位置決め孔１７の中に同軸で開口した小径（内径Ｄ１）の第１位置決め孔１８とを有しており、両孔１７，１８は段部１９で連続している。また、両位置決め孔１７，１８の入口は曲面加工が施されている。
【００１９】
可動側型板５にはピン部材１２が取り付けられている。ピン部材１２は、最も小径の取り付け部３０と、中間の太さの中央の保持部３１と、最も大径（外径ｄ１）の先端部３２とが、同軸に順に連続した構造となっている。先端部３２と保持部３１との間には段部３３が形成され、保持部３１と取り付け部３０の間にも段部が形成されている。取り付け部３０は、段部が可動側型板５の表面に係止するまで可動側型板５の取り付け穴に挿入され、可動側型板５の反対側からボルト２２と座金２６で可動側型板５に固定される。これによってピン部材１２は可動側型板５の表面に垂直に立設される。
【００２０】
図１に示すように、両型板４，５が閉じる時にはピン部材１２の先端部３２（外径ｄ１）が、ブシュ２１の第１位置決め孔１８（内径Ｄ１）に挿入される。外径ｄ１と内径Ｄ１の関係はすきまばめ（孔１８の最小許容寸法よりもピン１２の最小許容寸法が小さく孔とピンの間にすきまがある場合）である。
【００２１】
図２に示すように、ピン部材１２の保持部３１には、案内部材としてのボールリテーナ２３が設けられている。ボールリテーナ２３は、両端が開口した円筒形の基体２４と、基体２４の周壁に回動可能に設けられた複数の摺動部材であるベアリング２５とを有する。ボールリテーナ２３の軸方向の長さは保持部３１の軸方向の長さよりも小さい。ボールリテーナ２３の後端部（図中下端部）と可動側型板５の表面との間には弾性部材としての板ばね３４が設けられている。従って、ボールリテーナ２３がブシュ２１の第２位置決め孔１７に挿入される際、ボールリテーナ２３は板ばね３４のたわみに応じて軸方向に移動することができる。
【００２２】
ここで、ボールリテーナ２３の外径ｄ２と、第２位置決め孔１７の内径Ｄ２は、ボールリテーナ２３がブシュ２１の第２位置決め孔１７に挿入された状態において、ボールリテーナ２３のベアリング２５に負荷が加わるように設定されている。即ち、この状態において、ボールリテーナ２３のベアリング２５はピン部材１２の外面と第２位置決め孔１７の内面の間に保持されているが、ボールリテーナ２３の外径ｄ２は、第２位置決め孔１７の内径Ｄ２よりも若干大きい。このように予め設定した寸法の差をプリロードと呼び、本例ではこれを１０〜２０μｍとしている。即ち、せまい隙間にそれよりも大きいベアリング２５が負荷をかけて挟み込まれた状態となっている。従ってベアリング２５は、ピン部材１２の外面と第２位置決め孔１７の内面に常に接した状態で転動する。このためピン部材１２の軸心とブシュ２１の軸心が一致してがたつきは生じない。
【００２３】
図１〜図３を参照して、型閉め時における本例の位置決め装置の動作を説明する。
図１は金型が閉じ始めた状態を示す。ピン部材１２の先端部３２は、ブシュ２１の第２位置決め孔１７に接触せず、第１位置決め孔１８に入り始める。これによって固定側型板４と可動側型板５は、次のボールリテーナ２３による位置決めに先だって予備的に位置決めされる。
【００２４】
型閉じが進むにつれて、図２に示すようにボールリテーナ２３がブシュ２１の第２位置決め孔１７に挿入され始める。ここで、前述したように、ピン部材１２とブシュ２１の第１位置決め孔１８が位置決めをすでに行なっているので、ボールリテーナ２３と第２位置決め孔１７の嵌合は円滑に行なわれ、またボールリテーナ２３は板ばね３４の弾性的変形によって軸方向に移動することができる。このように、第２位置決め孔１７に挿入される際にボールリテーナ２３に加わる衝撃は、ピン部材１２と第１位置決め孔１８による位置決めと、板ばね３４との相互作用によって緩衝される。
なお、板ばね３４に代えて、コイルばね等の他のばね部材を用いてもよい。
【００２５】
図２から図３に示すように、型閉めの直前からボールリテーナ２３が第２位置決め孔１７に挿入され始め、固定側型板４と可動側型板５は所期の高い精度で位置決めされた状態にて型閉じされる。
【００２６】
ここで、第２位置決め孔１７内にボールリテーナ２３が装入された状態、即ちボールリテーナ２３がブシュ２１とピン部材１２に挟まれた状態の時、ボールリテーナ２３のベアリング２５には予め定められた負荷が加わり、変形した状態でブシュ及びピン部材１２に接触している。即ち、前述したようにボールリテーナ２３のプリロード量を１０〜２０μｍに設定してあるので、ブシュ２１、ボールリテーナ２３及びピン部材１２の間にはクリアランスはない。これによって固定側型板４と可動側型板５の高精度の位置決めが実現されている。
なお、このようなプリロードがかかるのは型閉めの瞬間のみなので、本例の位置決め装置は補助としてでなく、従来のガイドピンとブシュによるメインガイドの代わりとして使用することができる。
【００２７】
本例のピン部材は段付きの構造であり、ボールリテーナ２３を段部３３で保持していたが、図５に示す変形例のように、段のない直径が一定のピン部材４１の周囲にボールリテーナ２３を装着して係止部材４２で保持する構造でもよい。図５の変形例において第１の例と同様の機能を有する部材には第１の例と同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図５及び図６は、ピン部材の他の構造例を示すものである。このピン部材４５は、第１の例と同様に座金２６とボルト２２で可動側型板５に固定するための取り付け部３０を有しているが、図５の変形例と同様に先端部とボールリテーナ２３の取り付け部は同径であって図５と同様にボールリテーナ２３を係止部材４２で保持する。図６及び図７の変形例において第１の例及び前記変形例と同様の機能を有する部材には対応する符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図８は、図１１に示す従来の樹脂成形用金型において、テーパ状のおす部材１６・めす部材１４の代わりに本例の位置決め装置を組み込んだ場合を示す断面図である。図９は、図１０に示す従来の樹脂成形用金型において、従来のピン部材１２とブシュ２１の組み合せに加えて、本例の位置決め装置を組み込んだ場合を示す断面図である。
【００３０】
以上説明した例では、適用される金型としては樹脂成形金型を例示したが、低融点金属で成形を行なうダイキャスト金型装置など、広く既存の金型に後付けで組み込んで使用することができる。
【００３１】
以上説明した例では、ベアリング２５を使用したボールリテーナ２３を案内部材として例示したが、この他、ローラリテーナを用いることもできる。ローラリテーナは、両端が開口した円筒形又は横断面が多角形の筒形の基体と、基体の周壁に回動可能に設けられた複数の摺動部材であるローラ部材とを有する案内部材である。
【００３２】
本発明においては、可動側型板と固定側型板のどちらにピン部材又はブシュを取り付けるかは任意である。
【００３３】
以上説明した各例においては、ピン部材が挿入される第１位置決め孔と、ボールリテーナなどの案内部材が挿入される第２位置決め孔は、単一の部品であるブシュに形成されていたが、両孔について所要の同軸精度が得られるのであれば、第１位置決め孔が形成された第１のブシュと、第２位置決め孔が形成された第２のブシュの２つの部品を用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ピン部材の先端部を第１位置決め孔に挿入してからピン部材に設けた案内部材を第２位置決め孔に挿入するので、次のような効果が得られる。
１．テーパ面を有するおす・めす部材による従来の位置決め機構では、テーパ面当たりの調整・確認作業を勘と経験に頼って行なっていたが、これが不要となる。
【００３５】
２．前述したテーパ面当たりを確保するための高さ合わせ調整作業や、繰り返し行なわれる組み込み作業も不用となる。
【００３６】
３．前述したテーパ角の小さいおす・めす部材は、時際には食いつきを考慮して浮かし気味にセットしているため、実質的には小さいながらもずれが生じているが、本発明によればピンとブシュにプリロードをかけることができるので、位置ずれが生じない。
【００３７】
４．案内部材としてボールリテーナを用いた場合には、ボールリテーナのボールはピンやブシュに点で接触するため、従来のピンとブシュのみによる案内機構に比べてかじりが発生しにくい。
【００３８】
５．従来のピンとブシュのみによる案内機構は面接触であるため滑り抵抗が大きいが、本発明は点接触のため転がり抵抗となり摺動性が良好である。
【００３９】
６．本発明の位置決め装置は従来の位置決め機構に加えて、さらに本発明装置単独でも十分に機能を果たすことができるので、狭い金型内のスペースを有効に利用することができる。
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置決め装置の断面図である。
【図２】本発明の位置決め装置の断面図である。
【図３】本発明の位置決め装置の断面図である。
【図４】本発明の位置決め装置の分解拡散断面図である。
【図５】本発明の位置決め装置におけるピン部材の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の位置決め装置の変形例を示す断面図である。
【図７】図６に示す変形例の分解拡散断面図である。
【図８】本発明の位置決め装置を組み込んだ金型装置の断面図である。
【図９】本発明の位置決め装置を組み込んだ金型装置の断面図である。
【図１０】従来の位置決め装置を有する金型装置の断面図である。
【図１１】従来の位置決め装置を有する金型装置の断面図である。
【図１２】従来の位置決め装置の断面図である。
【図１３】従来の位置決め装置の分解拡散断面図である。
【符号の説明】
１…金型、４…固定側型板、５…可動側型板、１２，４１，４５…位置決め用ピンであるピン部材、１７…大径の第２位置決め孔、１８…小径の第１位置決め孔、２１…位置決め用ブシュであるブシュ、２３…案内部材としてのボールリテーナ、２４…基体、２５…摺動部材としてのベアリング、２６…係止部材、２７…付勢手段としてのばね、３２…先端部、３４…弾性部材としてのいたばね、Ａ…キャビティ。
【図１】
0004457467.tif 000002
【図２】
0004457467.tif 000003
【図３】
0004457467.tif 000004
【図４】
0004457467.tif 000005
【図５】
0004457467.tif 000006
【図６】
0004457467.tif 000007
【図７】
0004457467.tif 000008
【図８】
0004457467.tif 000009
【図９】
0004457467.tif 000010
【図１０】
0004457467.tif 000011
【図１１】
0004457467.tif 000012
【図１２】
0004457467.tif 000013
【図１３】
0004457467.tif 000014