JP2007237610A - 金型落下防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取付板の破損による金型の落下防止および落下に至る事態が生じたことを迅速に検出する。
【解決手段】金型が装着された取付板７が、取付治具により型盤５に固定された成形機において、型盤５に取り付けられて金型の落下を防止する金型落下防止装置であって、一端が型盤５に取り付けられ、型盤５から取付板７を貫通し、取付板７から突出するように伸びる軸部材と、軸部材の他端に一体的に形成された支え部と、型盤５と取付板７との相対位置の変化に基づいて、取付板７が型盤５から離脱したことを告知する離脱告知手段とを備えている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、成形機において用いられる金型落下防止装置に関するものである。

例えば射出成形機においては、成形に用いられる金型が、金型取付板（以下、単に取付板と略す）を介して成形機の型盤に固定されていることが多い。詳細には、金型を取付板に装着し、その取付板がボルトやクランプピンなどの取付治具により型盤に固定される。このような射出成形機は、取付治具あるいは取付板自体が破損した場合には金型が取付板と共に落下する虞がある。そのため、取付治具に金型落下防止装置（以下、単に落下防止装置と略す）を併設し、取付板や取付治具が破損した場合にも金型および取付板が落下しないように工夫されてきた。

この種の落下防止装置は、金型および取付板が相当の大重量であることから、落下に到る取付板を支える際の衝撃荷重を小さくするために、落下に到るわずかな挙動が生じた時点で取付板を支える必要がある。

上記のような金型落下防止装置に関する技術の一例として、例えば特許文献１に記載されているようなものがある。この金型落下防止装置は、型盤の下部に固定された取付ブロックに、上下方向に移動可能な可動フレームを設置し、該可動フレームの上部に設けられた支持部により、金型の下端面を支持している。また特許文献２に記載の金型落下防止装置は、型盤の金型取付面の下部に固着された金型受け金具により金型の下端面を支持し、前記金型取付面に形成されたＴ字状溝に金型保持金具を挿入し、この金型保持金具を金型の両側縁部に常時係合させて支持することにより、金型の落下を防止するものである。これらの装置は、金型を使用した加工中も取付板に常時係合させているので、落下に到る金型および取付板を、型盤に対してわずかな離隔位置で支えることができる。
特開平８−１６７８号公報 特開平９−２２５９７２号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に記載された金型落下防止装置は、取付板が落下に到る事態が生じた際に、金型（取付板）が落下に到る前に取付板を受け止めることはできるが、取付板が型盤から離脱した状態に至ったことを直ちに検知することができない。また、取付板の離脱した距離はわずかな量であるため、作業者が目視により確認することも困難である。そのため、取付板が破損した状態のまま作業を継続してしまう虞があった。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、取付板や取付治具の破損による金型および取付板の落下を防止するとともに、取付板が型盤から離脱するに至ったことを迅速に告知する金型落下防止装置を提供することを目的としたものである。

この発明の請求項１に記載の金型落下防止装置は、金型が装着された金型取付板が、取付治具により型盤に固定された成形機において、前記型盤に取り付けられて金型の落下を防止する金型落下防止装置であって、一端が前記型盤に取り付けられ、前記型盤から前記金型取付板を貫通し、前記金型取付板から突出するように伸びる軸部材と、前記軸部材の他端に一体的に形成された支え部と、前記型盤と前記金型取付板との相対位置の変化に基づいて、前記金型取付板が前記型盤から離脱したことを告知する離脱告知手段とを備えていることを特徴とするものである。このような金型落下防止装置によれば、取付板や取付治具の破損により型盤から離脱した取付板を支え部で受け止めることができるとともに、型盤と取付板との間に隙間が生じたことを知ることができる。そのため、作業者は金型を装着した取付板が型盤から離脱したことを迅速に知ることができる。

また、請求項２に記載の金型落下防止装置は、請求項１に記載の金型落下防止装置において、前記金型取付板に当接した状態で、前記支え部と前記金型取付板との間を前記軸部材に沿って摺動可能な摺動部材をさらに備えており、前記離脱告知手段は、前記金型取付板の移動に伴って摺動する前記摺動部材の移動量に基づいて、前記金型取付板が前記型盤から離脱したことを告知することを特徴とするものである。したがって、取付板や取付治具の破損により取付板が型盤から離脱すると、取付板は支え部によって支えられる。さらにそのような挙動が生じると、型盤と取付板との相対位置の変化に基づいて、取付板が型盤から離脱したことが告知される。このような金型落下防止装置は、型盤と取付板との隙間が小さくとも、摺動部材の移動量を検知することで、その隙間の大きさを精度良く検出することができる。

また、請求項３に記載の金型落下防止装置は、請求項１または２に記載の金型落下防止装置において、前記軸部材の他端が螺刻されており、前記支え部が螺刻された軸部材の他端に螺合することで一体的に形成されていることを特徴とするものである。このような金型落下防止装置は、支え部を軸部材の他端より型盤側に締め込むことで、支え部により取付板を受け止めるまでの距離を調整することができる。

また、請求項４に記載の金型落下防止装置は、請求項２または３に記載の金型落下防止装置において、前記摺動部材は、前記軸部材に対して固定された弾性部材によって押圧されることで、前記金型取付板に当接することを特徴とするものである。このような金型落下防止装置は、摺動部材を取付板表面に対して常に当接させた状態とするため、摺動部材の移動量が、型盤と取付板との間隔に対して正確に比例する。したがって、型盤と取付板との間隔を精度良く検出することができる。

また、請求項５に記載の金型落下防止装置は、請求項４に記載の金型落下防止装置において、前記弾性部材が、前記支え部に取り付けられることで軸部材に対して固定されていることを特徴とするものである。このような金型落下防止装置は、支え部を型盤に向けて押し込むことで、摺動部材を取付板に押圧する力を調整することができる。

上述のように、本発明によれば、取付板や取付治具の破損により取付板が型盤から離脱した場合には、取付板は支え部によって支えられ、金型および取付板の落下は防止されるとともに、型盤と取付板との相対位置の変化に基づいて、取付板が型盤から離脱したことが告知される。そのため、金型および取付板が落下に至る事態が生じたことを迅速に告知することができる。

次に、この発明を具体例に基づいて図１から３を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である落下防止装置１を含む成形機Ｓを概略的に表す概略図であり、成形機Ｓの備える一対の金型３，３が、固定型盤４と可動型盤５とにそれぞれ装着された様子を示している。可動型盤５の内部には、一端を固定型盤４に支持された複数のタイバー６が貫通しているとともに、タイバー６の他端には図示されない開閉シリンダが固定されている。可動型盤５はこの開閉シリンダの作用により、タイバー６に沿って固定型盤４に近接、離間可能となっている。また固定型盤４と可動型盤５とには、成型用の金型３が各々装着された金型取付板（以下、単に取付板と略す）７，７が取付治具８，８により、固定されている。

取付治具８，８は、固定型盤４と可動型盤５とから各々突出するように伸び、かつ回転可能な円柱形状の固定軸部８aと、その固定軸部８aに回動不能に固定されたプレート部８bとを備えている。プレート部８bは取付板７に係合され、取付板７を固定型盤４と可動型盤５とにそれぞれ押し付けて固定する。金型３あるいは取付板７を着脱する際には、固定軸部８aが回転することで、それに伴って取付板７がプレート部８bから開放する。

なおこの実施例では、この発明にかかる落下防止装置１が、固定型盤４と可動型盤５とにそれぞれ取り付けられているが、両型盤４，５に取り付けられる落下防止装置１の構造は同じであるため、可動型盤５に取り付けられる落下防止装置１について説明する。

図２は、図１に示す成形機Ｓに取り付けられた、本発明にかかる落下防止装置１の断面図である。図２に示すように、可動型盤５から取付板７にわたって溝９が形成され、この溝９にボルト１０が嵌め込まれている。溝９は、可動型盤５にはボルト１０のヘッド部１０aと軸部１０bの一部とが嵌め込まれる、断面がＴ字状の溝９aが形成され、取付板７にはボルト１０の軸部１０bの一部が嵌め込まれる溝９bが形成されている。

またボルト１０は、ヘッド部１０aを可動型盤５に嵌め込まれた状態で、溝９a，９bを介して可動型盤５から取付板７を貫通し、取付板７の表面７aから突出するように伸びている。また、ボルト１０の軸部１０bの先端部（ヘッド部１０aと反対側の端部）にはネジ溝１１が形成され、そのネジ溝１１に螺合するネジ部１２aを備えた支え部としてのナット１２によりナット締めされている。これによりボルト１０とナット１２とは一体的に形成される。このナット１２の外周面には、周囲にわたって凹部１２bが形成されている。さらに、ナット１２の底面の中心部には貫通孔１３が形成されており、ナット１２の締め込み量を調節するためのストッパ１４が固定されている。ストッパ１４は、貫通孔１３よりも大きな外径のストッパヘッド１４aと、先端部（ストッパヘッド１４aと反対の端部）にネジ部が形成されたストッパ軸１４bと、そのネジ部と螺合するネジ溝を有するストッパナット１４cとからなる。このストッパナット１４cの大きさを調整することにより、ボルト１０に対するナット１２の締め込み量を自由に調節することができる。

ボルト１０には、軸部１０b周りを覆い、かつナット１２と取付板７との間を軸部１０bに沿って摺動可能な筒状の摺動部材１５が嵌め込まれている。この摺動部材１５の先端部には鉤状の突起部１５aが形成されており、この突起部１５aが前述したナット１２の外周面に形成された凹部１２bに嵌め込まれる構造となっている。

ナット１２と摺動部材１５との間には、摺動部材１５を、取付板７に向けて弾性的に押圧する弾性部材として、コイルスプリング１６が取り付けられている。このコイルスプリング１６は、その一端をナット１２に固定され、ナット１２をストッパ１４の位置まで締め込むと、摺動部材１５を取付板７に向けて所定の弾性力で押圧するように構成されている。このとき、ナット１２の先端部１２cと摺動部材１５の内側底面１５bとの間には、所定寸法の隙間（図中のＣ）が形成されており、摺動部材１５はこの隙間Ｃの間を摺動可能となっている。

コイルスプリング１６による弾性力は、落下防止装置１を取付板７および可動型盤５に取り付けるための力としても作用し、金型３を使用した加工中に落下防止装置１が落下したり、または位置ずれすることを防止するという効果も奏する。ここで、摺動部材１５を取付板７に押圧する力は弾性力であることから、この力は取付治具８が取付板７を可動型盤５に固定する力よりも小さくなる。よって落下防止装置１には、金型３を使用した加工中に、取付治具８にかかる荷重よりも大きな荷重がかかることはない。なお、弾性部材はコイルスプリング１６に限定されるものではない。つまりは取付治具８が取付板７を可動型盤５に固定する力よりも小さく、かつ落下防止装置１を取付板７に取り付けることができる力を備えるものであればよい。

また前述したように、摺動部材１５は、ナット１２の先端部１２cと摺動部材１５の内側底面１５bとの間に形成された所定寸法Ｃを摺動可能であるため、取付板７が可動型盤５から離脱すると、それに伴い摺動部材１５は取付板７に押され、取付板７に接した状態でナット１２側へ移動する。そして摺動部材１５の移動距離が所定寸法Ｃに達すると、ナット１２の先端部１２cが摺動部材１５の内側底面１５bに接触する。このときナット１２はボルト１０を介して可動型盤５に固定されているので、摺動部材１５はナット１２に接触した状態で停止し、その結果、取付板７（金型３）が所定寸法可動型盤５から離脱した状態で停止する。すなわち、取付板７は落下に至る前に支え部としてのナット１２で受け止められる。

このように、ナット１２の先端部１２cと摺動部材１５の内側底面１５bとの間に形成された所定寸法の隙間Ｃは、ナット１２と摺動部材１５とが接触するまでの遊びとして作用する。この作用により摺動部材１５の移動距離が所定寸法より小さい場合、例えば摺動部材１５の移動が、金型３を使用した加工中に生じる単なる取付板７の歪み、撓み等によるものである場合には、ナット１２に荷重が加わることを防止するという効果を奏する。

次に、図２における距離検出センサ１７について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、図２に示す落下防止装置１を鉛直上方から見た概略図を示している。図３に示すように、ボルト１０の軸部１０bには、軸部１０bの長手方向と直角をなすように突き出した突起部１０cが形成されている。そしてこの突起部１０cに、取付板７の移動に伴って摺動する摺動部材１５の移動量を検出するための、距離検出センサ１７が設置されている。この距離検出センサ１７は外部のコントローラ１８に電気的に接続されており、さらにコントローラ１８は取付板７が落下に到る状態にあることを告知するための機内侵入可能ランプ（図示されない）と、成形機Ｓの稼動を制御することができる自動運転制御装置（図示されない）とに電気的に接続されている。

距離検出センサ１７は、摺動部材１５に向かって光を照射する光照射部と、その光が摺動部材１５の外側底面１５cで反射した光を受光する受光部と、光を照射してから反射光を受光するまでの時間を計測する時間計測部を備えている。このように、距離検出センサ１７は、摺動部材１５の外側底面１５cが距離検出センサ１７から離れる移動量を検出し、検出した移動量に基づく信号をコントローラ１８に送信する。コントローラ１８は、検出された移動量が所定値以下である場合には、機内侵入可能ランプに対してランプをＯＮ状態にする信号を発する。所定値以上である場合には、機内侵入可能ランプに対してランプをＯＦＦ状態にする信号を発するとともに、自動運転制御装置を介して成形機Ｓを非常停止させる。

すなわち、この距離検出センサ１７およびコントローラ１８は、距離検出センサ１７と摺動部材１５との相対距離が所定値よりも小さい場合には、取付板７が可動型盤５に適切に固定されていることを告知するために機内侵入可能ランプをＯＮ状態に保つ。そして距離検出センサ１７と摺動部材１５との相対距離が所定値以上となった場合には、取付板７が可動型盤５に適切に固定されていないこと、すなわち取付板７が落下に到る状態にあることを告知するために機内侵入可能ランプをＯＦＦ状態にし、同時に成形機Ｓを非常停止させる。したがって、作業者は機内侵入可能ランプを目視するだけで取付板７が可動型盤５から離脱したことを確認でき、取付板７が可動型盤５から離脱した状態のまま作業を継続することを防止できる。なお、ここで説明した距離検出センサ１７、コントローラ１８、そして機内侵入可能ランプを含む構造が、この発明における離脱告知手段に相当する。また、コントローラ１８における所定値とは、金型３を使用した加工中に生じる取付板７の移動に起因する値である。例えば摺動部材１５が、金型３を使用した加工中に生じた単なる取付板７の歪みや撓みにより移動した場合の値である。

上記の例では、距離検出センサ１７は、ボルト１０に固定された距離検出センサ１７自体と摺動部材１５の外側底面１５cとの相対距離を測定し、摺動部材の型盤から離間した移動量を検出しているが、それ以外の物理量を測定してもよい。例えば可動型盤５と取付板７との間に生じる隙間の大きさや、可動型盤５と取付板７との間に作用している圧力などを検出してもよい。また、取付板７（金型３）が落下に到る状態にあることを告知する手段は、上記実施例の機内侵入可能ランプに限定されない。例えば、取付板７が可動型盤５から離脱すると警告機が警告を発するように構成してもよい。つまりは取付板７が可動型盤５から離脱した状態であることを作業者に知らせることができればよい。

さらに図３に示すように、この落下防止装置１には、落下防止装置１が可動型盤５に適切に取り付けられていることを示す手段として、確認センサ１９と、コントローラ２０とが設けられている。確認センサ１９は摺動部材１５の外周面に設置されており、落下防止装置１が可動型盤５に適切に取り付けられたことを示すために、コントローラ２０を介して図示されない確認ランプに電気的に接続されている。

この確認センサ１９は、特に形態が限定されるものではないが、例えば取付板７に向かって光を照射し、その光が取付板７の表面７aに反射して戻るまでの時間を計測することにより、確認センサ１９自体と取付板７との相対距離を検出し、検出した距離に基づく信号をコントローラ２０に送信するものが用いられる。コントローラ２０は、検出された距離が所定値以下である場合には、確認ランプに対してランプをＯＮ状態にする信号を発する。所定値以上である場合には、確認ランプに対してランプをＯＦＦ状態にする信号を発する。

すなわち確認センサ１９およびコントローラ２０は、落下防止装置１が可動型盤５に適切に取り付けられている場合には、それを示すために確認ランプをＯＮ状態にする。そして落下防止装置１が締め忘れ等により可動型盤５に適切に取り付けられていない場合には、それを示すために確認ランプをＯＦＦ状態にする。よって、作業者は確認ランプを見るだけで、落下防止装置１が可動型盤５に適切に取り付けられているかどうかを容易に確認することができるという効果を奏する。

上記の例では、確認センサ１９は、確認センサ１９自体と取付板７との相対距離を検出しているが、この発明ではそれ以外の物理量を検出してもよい。例えば落下防止装置１と取付板７との間に生じる隙間の大きさや、落下防止装置１と取付板７との間に作用している圧力などを検出してもよい。また、落下防止装置１が可動型盤５に適切に取り付けられたことを示す手段は、上記実施例の確認ランプに限定されない。例えば、落下防止装置１が締め忘れ等により可動型盤５に適切に取り付けられていない場合に、それを示す警告機が警告を発するように構成してもよい。つまりは作業者が、落下防止装置１が可動型盤５に適切に取り付けられていないことを確認することができればよい。

次に、上述のような構造を持つ落下防止装置１が、金型３の落下を防止し、異常を検知する過程について、より詳細に説明する。

まず、金型３が装着された取付板７を取付治具８により可動型盤５に固定する。次に落下防止装置１を、可動型盤５と取付板７とに形成された溝９に嵌め込み、ナット１２をストッパ１４の位置まで締め込む。このとき前述したように、落下防止装置１に内蔵されたコイルスプリング１６に弾性力が生じ、摺動部材１５を取付板７に押圧する。これにより、摺動部材１５は取付板７に当接した状態となる。この弾性力は取付治具８が取付板７を可動型盤５に固定する力よりも小さいので、金型３を使用した加工に伴う大きな荷重が、落下防止装置１に加わることはない。

また、摺動部材１５に設置された確認センサ１９が、確認センサ１９自体と取付板７との相対距離を検出し、検出した距離に基づく信号をコントローラ２０に送信する。コントローラ２０は送信された信号をうけて、確認ランプをＯＮにする信号を発する。一方、ボルト１０に設置された距離検出センサ１７が、距離検出センサ１７自体と摺動部材１５との相対距離を検出し、検出された距離に基づく信号をコントローラ１８に送信する。コントローラ１８は送信された信号をうけて、機内侵入可能ランプをＯＮにする信号を発する。

成形機Ｓが稼動されると、可動型盤５はタイバー６に沿って固定型盤４との間を移動する。可動型盤５の移動に伴って取付板７に歪みや撓みなどが生じることがある。これにより取付板７が可動型盤５から離脱し、それに伴って摺動部材１５は取付板７に押され、取付板７に当接した状態でナット１２側へ移動する。しかし、取付板７の離隔距離が所定寸法よりも小さい場合には、取付板７の離脱は告知されない。一方、取付板７が破損した場合には取付板７は自重により傾き、可動型盤５から離脱する。それに伴い摺動部材１５は取付板７に押され、ナット１２側へ移動する。しかし摺動部材１５の移動距離が所定寸法Ｃに達すると、摺動部材１５はボルト１０を介して可動型盤５に固定されたナット１２に接触し、停止する。したがって、取付板７は落下に到る前にナット１２に支えられる。さらにこのとき、コントローラ１８は、距離検出センサ１７から送信された信号に基づいて、機内侵入可能ランプをＯＦＦにする信号を発するとともに、自動運転制御装置を介して成形機Ｓを非常停止させる。

以上のように、取付板７が可動型盤５から離脱した場合、取付板７の移動距離が所定寸法に達すると落下防止装置１によって支えられるので、金型３の落下は防止される。さらに、そのような挙動が生じると、それに伴う取付板７と可動型盤５の相対位置の変化に基づいて離脱の告知が行われる。そのため、金型３が落下に至る事態が生じたことを迅速に告知することができる。

この発明における落下防止装置を含む成形機の概略図である。 この発明における落下防止装置を詳細に表す断面図である。 この発明における落下防止装置を鉛直上方から見た概略図である。

符号の説明

１…落下防止装置、 Ｓ…成形機、 ３…金型、 ４…固定型盤、 ５…可動型盤、 ６…タイバー、 ７…金型取付板、 ８…取付治具、 ９…溝、 １０…ボルト、 １２…ナット、 １４…ストッパ、 １５…摺動部材、 １６…コイルスプリング、 １７…距離検出センサ、 １８…コントローラ、 １９…確認センサ、 ２０…コントローラ。

Claims (5)

1. 金型が装着された金型取付板が、取付治具により型盤に固定された成形機において、前記型盤に取り付けられて金型の落下を防止する金型落下防止装置であって、
   一端が前記型盤に取り付けられ、前記型盤から前記金型取付板を貫通し、前記金型取付板から突出するように伸びる軸部材と、
   前記軸部材の他端に一体的に形成された支え部と、
   前記型盤と前記金型取付板との相対位置の変化に基づいて、前記金型取付板が前記型盤から離脱したことを告知する離脱告知手段と
   を備えていることを特徴とする金型落下防止装置。
2. 前記金型取付板に当接した状態で、前記支え部と前記金型取付板との間を前記軸部材に沿って摺動可能な摺動部材をさらに備えており、前記離脱告知手段は、前記金型取付板の移動に伴って摺動する前記摺動部材の移動量に基づいて、前記金型取付板が前記型盤から離脱したことを告知することを特徴とする請求項１に記載の金型落下防止装置。
3. 前記軸部材の他端が螺刻されており、前記支え部が螺刻された軸部材の他端に螺合することで一体的に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金型落下防止装置。
4. 前記摺動部材は、前記軸部材に対して固定された弾性部材によって押圧されることで、前記金型取付板に当接することを特徴とする請求項２または３に記載の金型落下防止装置。
5. 前記弾性部材が、前記支え部に取り付けられることで軸部材に対して固定されていることを特徴とする請求項４に記載の金型落下防止装置。

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