JP2005022256A

JP2005022256A - 射出成形用金型装置

Info

Publication number: JP2005022256A
Application number: JP2003190512A
Authority: JP
Inventors: Mareo Kawai; 稀雄河合
Original assignee: Gifu Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Gifu Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】永電磁チャック式の金型取付面に対する金型の固着安定性を容易に確認することができる射出成形用金型装置を提供する。
【解決手段】射出成形用金型装置１１は、永電磁チャック式の固定金型取付面２２及び移動金型取付面２７に固定金型取付板１６ａ及び移動金型取付板１６ｂを介して金型１２を磁着させる。固定金型取付面２２の上端部及び一側部には超音波を利用した上部距離測定手段３１ａ及び側部距離測定手段３１ｂが設けられ、それら距離測定手段３１ａ，３１ｂにより距離ｄ１，ｄ２を測定し、それらに基づいて固定金型取付面２２に対する金型１２の固着安定性が評価される。固着安定性は、固定金型取付面２２上の永電磁石２３と固定金型取付板１６ａとの磁着面積に基づいて求められる磁着力と、射出成形時の型開き力に基づいて求められる必須クランプ力との比較により評価される。磁着面積は距離ｄ１，ｄ２の値に基づいて算出される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、永電磁チャック式の金型取付面を備えた射出成形用金型装置に関するものである。より詳しくは、金型取付面に磁力により固着された金型の固着安定性を確認することにより、射出成形時に金型が金型取付面に安定に固着され得るように構成した射出成形用金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の射出成形用金型装置としては、例えば特許文献１に開示されている永電磁チャックからなる金型固定手段を備えた横型射出成形機の金型セッティング装置が知られている。前記金型固定手段は、多数の永電磁石を備えた永電磁チャックを射出成形機の金型取付盤の双方に夫々設けたもので、金型を取付けるための金型取付面を構成している。なお、前記永電磁チャックは、永久磁石と電磁石とを組合せたもので、吸着面を有し、その吸着面の磁力による吸着力が数秒間の通電により継続的なオン状態、オフ状態に切り替わるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−６７０９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記永電磁チャック式の金型取付面は、永電磁石への通電により電磁石の磁極性を変化させ、永久磁石が同取付面上に及ぼす磁力を増強又は相殺することによって金型の磁着及び脱落を制御するとともに、永電磁石への通電を停止することにより永久磁石の磁着力によって金型の磁着状態を維持するようになっている。そして、この金型取付面は、前記永電磁石と金型（正確には金型取付板（磁性材料からなり、金型と金型取付面との間に配設されている金属板））との間の接触面積に応じて磁着力が増減するように構成されていることから、様々なサイズの金型取付板を着脱自在に磁着させることができるようになっている。
【０００５】
一方、前記金型取付板は通常、永電磁チャック式の金型取付面専用の規格には設定されておらず、上記金型取付盤に対し螺着又は機械的なクランプによって固着されて用いることもできるようになっている。そして、この金型取付板のサイズは通常、射出成形時の射出圧力によって決定されている。
【０００６】
ところが、前記従来の金型取付面においては、射出ゲートが配設される位置である中央部に永電磁石が欠失した領域が存在している。このため、前記金型取付板を金型取付面に磁着させる場合には、前記射出圧力によって一義的に決定されるサイズの金型取付板が用いられていたことから、前記永電磁石が欠失した領域が十分に考慮されておらず、金型取付板と金型取付面との間の磁着力として確実に反映されていないというケースが多かった。
【０００７】
特に、小さなサイズの金型取付板を用いた場合には、前記永電磁石が欠失した領域が占める割合が相対的に大きくなることから、金型取付面と金型取付板との間の実際の磁着面積が小さくなり、金型取付面に対する金型の固着安定性が見かけよりも低くなってしまうケースが多い。このとき、前記金型を型開きする際には、金型取付面に対する金型取付板の吸着方向と逆行する方向に作用する型開き力によって、該金型が金型取付面から不測に落下したり、金型取付面上でずれてしまったりする等の不具合が発生するおそれがあった。なお、前記型開き力は通常、前記射出圧力よりも高くなるように設定されている。
【０００８】
この発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、永電磁チャック式の金型取付面に対する金型の固着安定性を容易に確認することができるように構成された射出成形用金型装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の射出成形用金型装置は、永電磁チャック式の固定金型取付面及び移動金型取付面を備え、固定金型取付面に固定金型取付板を介して固定金型を固着するとともに、移動金型取付面に移動金型取付板を介して移動金型を固着するように構成された射出成形用金型装置において、前記固定金型取付面の上端部及び一側部に上部距離測定手段及び側部距離測定手段を設け、上部距離測定手段により固定金型取付面の上端部と固定金型取付板の上端縁との間の距離を測定するとともに、側部距離測定手段により固定金型取付面の一側部と固定金型取付板の一側縁との間の距離を測定し、それらの距離に基づいて固定金型取付面に対する固定金型の固着安定性を確認するように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明の射出成形用金型装置は、請求項１に記載の発明において、前記固着安定性は、固定金型取付板と固定金型取付面との間の磁着面積に基づいて算出される磁着力と、射出成形時の型開き力に基づいて決定される必須クランプ力との比較により確認されるとともに、前記磁着面積は前記距離に基づいて算出されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明の射出成形用金型装置は、請求項２に記載の発明において、前記磁着力が必須クランプ力よりも小さいときに警告信号を発するように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明の射出成形用金型装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記距離測定手段は、前記距離を測定していないときに固定金型取付面側に突出しないように収納されることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）に示すように、射出成形用金型装置１１は、射出成形用の金型１２を、四角板状に形成された固定型ダイプレート１３及び移動型ダイプレート１４間に前後に挟み込む構造をなしている。図１（ｂ）に示すように、前記固定型ダイプレート１３の各コーナ部には、横円柱状に形成された案内棒１５が射出成形用金型装置１１の後方に延びるように突設されている。これら案内棒１５の先端部（後端部）は、前記移動型ダイプレート１４の各コーナ部に貫設された図示しない案内孔内に挿通されており、該移動型ダイプレート１４の前後方向への移動を案内するようになっている（なお、図１（ａ）では案内棒１５は図示していない）。この射出成形用金型装置１１は、図１（ａ）に略示される横型射出成形機１７に装着して使用される。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、前記金型１２は、固定型ダイプレート１３に固着させて使用される固定金型１２ａと、移動型ダイプレート１４に固着させて使用される移動金型１２ｂとから構成されている。これら固定金型１２ａ及び移動金型１２ｂの各対向面（先端面）には射出成形品の外面形状をなすキャビティが設けられており、裏面（基端）には磁着材料（鉄等）により長四角板状に形成された固定金型取付板１６ａ及び移動金型取付板１６ｂがそれぞれ螺合関係により固着されている。なお、前記固定金型取付板１６ａと移動金型取付板１６ｂとは、厚みが２５〜３０ｍｍ程度又はそれ以上で、同じサイズのものが使用される。
【００１５】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、移動型ダイプレート１４に対向する固定型ダイプレート１３の一側面（後面）には、所定の厚み（５３ｍｍ程度）を有する八角板状に形成された永電磁チャック式の固定金型取付部材２１が螺合関係により固着されている。この固定金型取付部材２１としては、例えばテクノマグネット社製のクワッドプレス（ＱＵＡＤ−ＰＲＥＳＳ）が好適に用いられる。この固定金型取付部材２１の一側面（後面）は、固定金型１２ａの裏面に固着された固定金型取付板１６ａを取付けるための金型取付面としての固定金型取付面２２となっている。
【００１６】
この固定金型取付面２２の中央部には、正方形状に形成された複数の永電磁石２３が略格子状（同心円状）となるように埋設されており、前記固定金型取付板１６ａを着脱自在に磁着させるようになっている。また、同固定金型取付面２２の中央（中心部）には、射出ゲート等を配置して射出成形時の樹脂材料を通過させるための材料通過孔２４が円孔状に貫設されており、永電磁石２３は設けられていない。
【００１７】
各永電磁石２３は、永久磁石と電磁石との組合わせからなるスクエアーポール（正方形の磁極）方式の永電磁回路により構成されている。これら永電磁石２３は、永電磁回路への一過的な通電により磁着材料からなる固定金型取付板１６ａを固定金型取付面２２に対して磁着又は離間（脱落）させるとともに、永久磁石が及ぼす磁着力によって磁着状態の固定金型取付板１６ａの剥離を防止するようになっている。また、これら各永電磁石２３はそれぞれ等しい磁着力を発生するように構成されており、固定金型取付板１６ａが当接する永電磁石２３の個数（面積）に応じて、固定金型取付面２２に対する固定金型取付板１６ａの磁着力が決定されるようになっている。
【００１８】
一方、固定型ダイプレート１３に対向する移動型ダイプレート１４の一側面（前面）には、上記固定金型取付部材２１と同様の構成を有する移動金型取付部材２６が螺合関係により固着されている。この移動金型取付部材２６の一側面（前面）は、上記固定金型取付部材２１の場合と同様に、移動金型１２ｂの裏面に固着された移動金型取付板１６ｂを着脱自在に取付けるための移動金型取付面２７となっている。この移動金型取付面２７の中央部には複数の永電磁石が略格子状（同心円状）となるように埋設されており、同移動金型取付面２７の中央（中心部）には上記材料通過孔２４と同様の構成の材料通過孔が貫設されている。
【００１９】
図１及び図２（ａ）に示すように、前記固定金型取付部材２１の上端部中央には距離測定手段を構成する上部距離測定手段３１ａが設けられ、同固定金型取付部材２１の一側部中央高さには距離測定手段を構成する側部距離測定手段３１ｂが設けられている。これら上部距離測定手段３１ａ及び側部距離測定手段３１ｂはいずれも、射出成形用金型装置１１又は横型射出成形機１７の動作を制御する図示しない制御手段により制御されるように構成されている。なお、前記制御手段は、金型取付面２２，２７への通電や移動型ダイプレート１４の前後動等の動作を制御するようになっている。
【００２０】
前記上部距離測定手段３１ａは、固定金型取付部材２１の上端面上に固設されたロータリーアクチュエータ３２と、該ロータリーアクチュエータ３２の上端部に回動可能に取付けられた回動バー３３と、該回動バー３３の先端部に固設された距離測定センサ３４とを備えている。また、前記側部距離測定手段３１ｂは、上部距離測定手段３１ａと同様に、固定金型取付部材２１の一側面上に固設されたロータリーアクチュエータと、該ロータリーアクチュエータの一端部に回動可能に取付けられた回動バーと、該回動バーの先端部に固設された距離測定センサとを備えている。以下、主として上部距離測定手段３１ａについて説明するが、側部距離測定手段３１ｂについても取付け位置や向き等が異なるのみで基本的構成及び動作は同様である。
【００２１】
前記ロータリーアクチュエータ３２は、固定金型取付部材２１の固定金型取付面２２よりも後方（移動型ダイプレート１４側）に突出しないように配設されており、金型１２の交換作業時に誤って金型１２と衝突しないようになっている。このロータリーアクチュエータ３２の上端部には、磁気の影響を受けにくいエアシリンダにより所定角度（通常は９０°）回動するように構成された回動軸３６が突設されている。この回動軸３６の上端部には、前記回動バー３３の基端部が固定されている。
【００２２】
この回動バー３３は、前記回動軸３６の回動動作によって、図２（ａ）に示される上部距離測定手段３１ａの不使用状態と、図２（ｂ）に示される上部距離測定手段３１ａの使用状態との２種類の状態に配置されるようになっている。前記不使用状態における回動バー３３は固定金型取付面２２と平行（射出成形用金型装置１１の左右方向）に延びるように配置され、使用状態における回動バー３３は射出成形用金型装置１１の前後方向に延びるように配置される。
【００２３】
前記距離測定センサ３４は、超音波又は遠赤外線（射出成形用金型装置１１や横型射出成形機１７が発生する熱の影響を受けにくいことから好ましくは超音波）の送受信部を備えたセンサ部３４ａが真下に向くように回動バー３３の先端部に配設されている。この距離測定センサ３４は、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示される使用状態において、磁着状態の固定金型取付板１６ａの真上に位置するように構成されており、固定金型取付部材２１の上端部と固定金型取付板１６ａの上端面との間の距離ｄ１を測定するようになっている。なお、前記センサ部３４ａは、前記材料通過孔２４を通る固定金型取付面２２の中心線に沿う上下方向に超音波又は遠赤外線が通過するように構成されているとよい。
【００２４】
また、前記側部距離測定手段３１ｂの距離測定センサは、図１（ｂ）に示される使用状態において、磁着状態の固定金型取付板１６ａの真横に位置するように構成されており、固定金型取付部材２１の一側部と固定金型取付板１６ａの一側面との間の距離ｄ２を測定するようになっている。なお、この側部距離測定手段３１ｂのセンサ部は、前記材料通過孔２４を通る固定金型取付面２２の中心線に沿う左右方向に超音波又は遠赤外線が通過するように構成されているとよい。
【００２５】
上記射出成形用金型装置１１の作用について以下に記載する。
この射出成形用金型装置１１に金型１２を取付ける際には、まず、固定金型１２ａ及び移動金型１２ｂの裏面に、射出成形時の射出圧力に応じて決定される所定サイズの固定金型取付板１６ａ及び移動金型取付板１６ｂを螺合関係によりそれぞれ固着させる。次に、図１及び図２（ａ）に示されるように、回動バー３３を距離測定手段３１ａ，３１ｂの不使用状態となるように配置した後、両ダイプレート１３，１４間に、クレーンに吊下された金型１２を挿入する。続いて、前記金型１２の固定金型取付板１６ａを固定金型取付面２２の中央部に正確に位置決めした後、永電磁石２３に一過的に通電することによって固定金型取付面２２に固定金型取付板１６ａを磁着させる。続いて、前記永電磁石２３に対する通電を停止して永久磁石による磁着状態に切り換える。
【００２６】
なお、前記永電磁石２３に対する通電の前後いずれかのタイミングで、前記制御手段は距離測定手段３１ａ，３１ｂに対して、回動バー３３を回動させて距離測定手段３１ａ，３１ｂを図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示される使用状態にするとともに、距離測定センサ３４による距離ｄ１，ｄ２の測定を行わせる。続いて、前記制御手段は、前記距離測定センサ３４によって測定された距離ｄ１，ｄ２の値に基づいて、固定金型取付面２２に対する固定金型取付板１６ａの固着安定性を評価する。
【００２７】
この固着安定性は、固定金型取付板１６ａの磁着面積に基づいて求められる磁着力と、射出成形時の型開き力に基づいて求められる必須クランプ力とを比較することによって評価される。前記磁着力は、固定金型取付板１６ａと永電磁石２３とが密着する面積（磁着面積）に、永電磁石２３を構成する永久磁石が及ぼす単位面積あたりの磁力を乗じることによって算出される。前記磁着面積は、上記距離測定手段３１ａ，３１ｂによって測定された２つの距離ｄ１及びｄ２に基づいて、固定金型取付面２２上に図１（ｂ）に２点鎖線で示されるような固定金型取付板１６ａの外郭を描くような作業（但し、実際には制御手段による算出のみが行われる）を行うことによって求められる。一方、前記必須クランプ力は、固定金型取付部材２１の使用マニュアル等に規定された規定値又は推奨値であって、射出成形時の型開き力によって予め決定されている。
【００２８】
そして、この固着安定性は、前記磁着力が必須クランプ力以上の場合に「安定である」と評価され、前記磁着力が必須クランプ力未満の場合に「不安定である」と評価される。前記固着安定性が「安定である」と評価された場合、そのまま常法に従って固定金型取付面２２に対する固定金型１２ａ（固定金型取付板１６ａ）の磁着作業が継続される。
【００２９】
前記固着安定性が「不安定である」と評価された場合、前記制御手段は、射出成形用金型装置１１の作業者に対し図示しないモニター、警告ランプ、警告ブザー等の出力手段に警告信号を発して注意を促す。さらにこのとき、前記制御手段は、前記固定金型取付面２２に対する固定金型取付板１６ａの磁着停止又は磁着状態の解除（脱落）を行うか、或いは移動型ダイプレート１４の前方への可動スイッチの入力停止等の安全措置を行うように構成されているとよい。その後、前記金型１２に固着されている固定金型取付板１６ａ及び移動金型取付板１６ｂをそれぞれ大きなサイズのものに交換して上記と同様に射出成形用金型装置１１に金型１２を取付ける作業が行われる。
【００３０】
上記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・実施形態の射出成形用金型装置１１は、永電磁チャック式の金型取付面２２，２７に金型取付板１６ａ，１６ｂを介して金型１２を固着するように構成されている。さらに、この射出成形用金型装置１１は、固定金型取付面２２の上端部及び一側部に上部距離測定手段３１ａ及び側部距離測定手段３１ｂが設けられており、それら距離測定手段３１ａ，３１ｂによって距離ｄ１，ｄ２を測定するように構成されている。加えて、この射出成形用金型装置１１は、前記２つの距離ｄ１，ｄ２に基づいて固定金型取付面２２に対する固定金型１２ａの固着安定性を確認するように構成されている。このため、この射出成形用金型装置１１では、永電磁チャック式の金型取付面２２，２７に対する金型１２（固定金型１２ａ及び移動金型１２ｂ）の固着安定性を極めて容易に確認することができる。このとき、この射出成形用金型装置１１では、射出成形時の型開き力によって金型１２が金型取付面２２，２７から落下したり、同金型取付面２２，２７上でずれてしまったりする等の重大な不具合の発生を抑えるのが極めて容易となる。
【００３１】
特に、小さいサイズの固定金型取付板１６ａを用いる場合には、固定金型取付板１６ａの一側面のうち材料通過孔２４と対向する面積比率が高まる。このため、この固定金型取付板１６ａと永電磁石２３との間の実際の磁着面積が、見かけの磁着面積（＝固定金型取付板１６ａの面積）よりも大幅に小さくなり、実際には十分な磁着力が発揮されていないにも関わらず、見かけの磁着面積に視覚的に囚われてしまう人為的ミスが起こり得る。本実施形態の射出成形用金型装置１１の距離測定手段３１ａ，３１ｂは、このような錯覚に起因するミスの防止に役立てるために開発されたものであって、前記実際の磁着面積を適切に算出し、その算出結果に基づいて前記固着安定性を正確に確認することができるようになっている。
【００３２】
・上部距離測定手段３１ａを固定金型取付面２２の上端部に設けることによって、固定金型取付面２２の下端部に設ける場合と比べて、両ダイプレート１３，１４間の人や物の移動が行いやすくなる。またこのとき、センサ部３４ａにゴミや埃等が付着しにくくなる。
【００３３】
・上部距離測定手段３１ａを固定金型取付面２２の上端部中央に設けることによって、固定金型取付板１６ａが必ず材料通過孔２４を塞ぐ形で取付けられることから、センサ部３４ａから送信される超音波又は遠赤外線が固定金型取付板１６ａの上端縁を確実に捉えることができる。また、固定金型取付面２２に対する取付け直前の固定金型取付板１６ａにおいて、その上端縁が水平面に沿って正確に配置されていない場合でも、該固定金型取付板１６ａの中央は材料通過孔２４の対向位置に一致して配置され得ることから、距離ｄ１の測定誤差が最小限に抑えられるという利点もある。側部距離測定手段３１ｂを固定金型取付面２２の一側部中央に設けた場合も全く同様の作用効果が発揮される。
【００３４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記磁着面積は、距離ｄ１，ｄ２の測定値を用いて制御手段により算出される必要はなく、例えば固定金型取付板１６ａの型番号と距離ｄ１，ｄ２の平均値との関係をデータベース化したデータベースを参照することによって導出されるように構成されていてもよい。
【００３５】
・上記制御手段として、上記警告信号を出力手段に出力せずに安全措置のみを行うように構成しても構わない。
・上記横型射出成形機１７の代わりに、縦型射出成形用機を用いても構わない。
【００３６】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・前記上部距離測定手段を固定金型取付面の上端部中央に設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の射出成形用金型装置。前記側部距離測定手段を固定金型取付面の一側部中央に設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の射出成形用金型装置。
【００３７】
・前記磁着力が必須クランプ力よりも小さいとき、前記固定金型取付面に固定金型を固着させる動作又は前記移動金型取付面の移動を停止させるように構成したことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の射出成形用金型装置。
【００３８】
・請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の射出成形用金型装置に設けられる距離測定手段であって、前記固定金型取付面の上端部及び一側部に設けられる上部距離測定手段及び側部距離測定手段を備え、前記上部距離測定手段は前記固定金型取付面の上端部と金型取付板の上端縁との間の距離を測定するように構成され、前記側部距離測定手段は前記固定金型取付面の一側部と金型取付板の一側縁との間の距離を測定するように構成されていることを特徴とする射出成形用金型装置用の距離測定手段。このように構成した場合、永電磁チャック式の金型取付面に対する金型の固着安定性を容易に確認することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１から請求項４に記載の発明の射出成形用金型装置によれば、永電磁チャック式の金型取付面に対する金型の固着安定性を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施形態の射出成形用金型装置の一部を模式的に示す側面図、（ｂ）は同じく固定金型取付部材及び固定型ダイプレートを示す後面図。
【図２】（ａ）は実施形態の不使用状態の上部距離測定手段を模式的に示す斜視図、（ｂ）は同じく使用状態の上部距離測定手段を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１１…射出成形用金型装置、１２ａ…固定金型、１２ｂ…移動金型、１６ａ…固定金型取付板、１６ｂ…移動金型取付板、２２…固定金型取付面、２７…移動金型取付面、３１ａ…上部距離測定手段、３１ｂ…側部距離測定手段、ｄ１，ｄ２…距離。

Claims

永電磁チャック式の固定金型取付面及び移動金型取付面を備え、固定金型取付面に固定金型取付板を介して固定金型を固着するとともに、移動金型取付面に移動金型取付板を介して移動金型を固着するように構成された射出成形用金型装置において、
前記固定金型取付面の上端部及び一側部に上部距離測定手段及び側部距離測定手段を設け、上部距離測定手段により固定金型取付面の上端部と固定金型取付板の上端縁との間の距離を測定するとともに、側部距離測定手段により固定金型取付面の一側部と固定金型取付板の一側縁との間の距離を測定し、それらの距離に基づいて固定金型取付面に対する固定金型の固着安定性を確認するように構成したことを特徴とする射出成形用金型装置。
前記固着安定性は、固定金型取付板と固定金型取付面との間の磁着面積に基づいて算出される磁着力と、射出成形時の型開き力に基づいて決定される必須クランプ力との比較により確認されるとともに、
前記磁着面積は前記距離に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型装置。
前記磁着力が必須クランプ力よりも小さいときに警告信号を発するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型装置。
前記距離測定手段は、前記距離を測定していないときに固定金型取付面側に突出しないように収納されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の射出成形用金型装置。