JP2010158714A - 刻印装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた操作性を維持しつつ、低粘度溶融材料の流入の防止可能な刻印装置の提供。
【解決手段】金型装置に固定される一端有底筒状の外殻体３と、外殻体内部に配される回転筒４と、外殻体の底部と接続する指標軸５と、指標軸と前記外殻体とを螺合させている間、回転筒に対して外殻体の内部空間から押し出す方向に力を加える押上機構からなり、指標軸の頭部は、外殻体内部に向けて狭まる台形円錐状に形成され、回転筒は、指標軸の頭部の外周面と当接する内周面と、第２の刻設面から外殻体内部に向けて狭まる台形円錐状の頭部４２を形成する外周面を備え、外殻体は、回転筒の頭部の外周面と当接する内周面を備えることを特徴とする刻印装置である。
【選択図】図８

Description

本発明は、金型成型時に成型品表面に刻印表示を行う刻印装置に関し、より詳しくは、優れた操作性を維持しつつ、高温成型工程における溶融材料の流入を防止可能な刻印装置に関する。

成型技術並びに樹脂開発技術の発展により、今日において様々な樹脂材料及び金属材料が成型加工に用いられている。これら材料の中には、高融点を有するものが含まれ、高融点の材料を用いた成型加工は、高温環境下で行なわれる。このような高温環境下で行なわれる成型加工として、アルミダイカスト成型がよく知られている。

成型加工において、製品に製造日や製造ライン番号を付すことにより、製品識別機能をもたせることは、多くの成型加工工場において行なわれている。特許文献１は、製品識別機能を製品に付すための様々な種類の刻印装置を開示する。図１９は、特許文献１が開示する様々な刻印装置のうち一種を示す。図１９（ａ）は、刻印装置の平面図であり、図１９（ｂ）は、刻印装置の縦断面図であり、図１９（ｃ）は、刻印装置の底面図である。
図１９に示す刻印装置（Ｍ）は、円筒形状の外殻体（Ｏ）と、外殻体（Ｏ）内に収容される円筒形状の回転筒（Ｒ）と、回転筒（Ｒ）に挿入される指標軸（Ｉ）と、外殻体（Ｏ）内において、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）を支持する台座部（Ｓ）と、外殻体（Ｏ）底面を閉塞する蓋体（Ｌ）からなる。

刻印装置（Ｍ）は、金型装置の取り付け穴に固定され、外殻体（Ｏ）、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）の上面からなる刻設面が、金型装置のキャビティ内に臨む。外殻体（Ｏ）、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）の上面には、それぞれ印部（Ｃ）が刻設され、キャビティ内に射出された溶融材料が印部（Ｃ）に流入することにより、溶融材料固化後、成型製品表面から隆起した識別文字が現れる。一般に、成型製品表面に外殻体（Ｏ）、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）間の環状の境界線が現れることを防ぐために、外殻体（Ｏ）、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）の上面は互いに面一に形成される。

特許文献１に開示される刻印装置（Ｍ）は、指標軸（Ｉ）の回転方向によって、回転筒（Ｒ）の回転及び静止を選択可能とする制御機構を内部に備える。例えば、指標軸（Ｉ）を時計回りに回転させると、回転筒（Ｒ）は静止状態を維持する一方、指標軸を反時計回りに回転させると、回転筒（Ｒ）は、指標軸（Ｉ）とともに反時計回りに回転する。このように、特許文献１に開示される刻印装置（Ｍ）は、操作性に優れているが、アルミダイカスト成型に代表される高温の成型工程に用いられると、その優れた操作性を損なうものとなる。

一般に、流体の動粘度は、温度上昇に伴って低減する。低い動粘度の溶融材料は、わずかな隙間にも流れ込むこととなる。特許文献１に開示される刻印装置（Ｍ）を、例えば、アルミダイカスト成型に用いると、低粘度の溶融アルミニウムが外殻体（Ｏ）と回転筒（Ｒ）の境界及び回転筒（Ｒ）と指標軸（Ｉ）の境界に流入する。この流入した溶融アルミニウムは、溶融アルミ射出工程後に行われる冷却工程を経て固化することとなる。外殻体（Ｏ）と回転筒（Ｒ）の境界並びに回転筒（Ｒ）と指標軸（Ｉ）の境界で固化したアルミニウムは、指標軸（Ｉ）の回転及び回転筒（Ｒ）の回転を妨げることとなる。

特許文献２は、溶融材料の流入を防止するのに有効な構造を備える刻印装置（Ｍ１）を開示する。図２０は、特許文献２の刻印装置（Ｍ１）の概略斜視図である。
特許文献２に開示される刻印装置（Ｍ１）は、台形円錐形状の頭部（Ｈ）と、頭部（Ｈ）の下面から下方に延出する脚部（Ｅ）からなり、金型装置（Ｄ）に形成されるテーパ穴（Ｔ）に挿入される。刻印装置（Ｍ１）は、金型装置（Ｄ）下面に配されるナットと脚部（Ｅ）の螺子部を螺合させることにより、金型装置（Ｄ）に固定される。

頭部（Ｈ）の周面は、テーパ穴（Ｔ）周面に当接し、ナットと脚部（Ｅ）を螺合させることにより、これら周面の間に高い圧力を生じさせることができ、頭部（Ｈ）とテーパ穴（Ｔ）の境界への溶融材料の流入を抑制することができる。

特開２００８−６８５０６号公報 実公昭６１−４４８１０号公報

優れた操作性を維持しつつ、高温成型工程における溶融材料の流入の防止を図ることを目的として、特許文献１に開示される刻印装置（Ｍ）に特許文献２の刻印装置（Ｍ１）が備えるテーパ構造を採用した場合を考える。この場合、外殻体（Ｏ）の内周面上部、回転筒（Ｒ）の内周面及び外周面の上部並びに指標軸（Ｉ）の外周面上部にそれぞれ特許文献２に示されるテーパ構造を採用できる。

上述の如く、テーパ構造を採用した場合、外殻体（Ｏ）と回転筒（Ｒ）の境界及び回転筒（Ｒ）と指標軸（Ｉ）の境界には高い圧力が生ずる。この圧力は、外殻体（Ｏ）、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）それぞれに形成されたテーパ面間の高い摩擦力をもたらし、結果として、指標軸（Ｉ）及び回転筒（Ｒ）の回転動作を妨げることとなる。
図１９に示す刻印装置（Ｍ）の指標軸（Ｉ）の上面に矢印形状の印部（Ｃ）が形成され、この印部（Ｃ）にマイナスドライバを挿入し、回転することにより、指標軸（Ｉ）を回転させることができる。外殻体（Ｏ）、回転筒（Ｒ）及び指標軸（Ｉ）のテーパ面間の高い摩擦力に抗するべく、矢印形状の印部（Ｃ）を深く刻設し、マイナスドライバから高い駆動力を伝達することも考えられるが、深く刻設された印部（Ｃ）は、成型製品表面から大きく突出した矢印形状の凸部を形成することとなる。或いは、成型製品を金型装置から離型する工程における離型不良の問題を招来することとなる。

本発明は上記実情を鑑みてなされたものであり、優れた操作性を維持しつつ、低粘度溶融材料の流入を防止可能な刻印装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、金型装置のキャビティに臨む第１の刻設面を備えるとともに前記金型装置に固定される一端有底筒状の外殻体と、前記第１の刻設面に形成された開口部を通じて前記外殻体内部に配されるとともに前記第１の刻設面に対して面一となる第２の刻設面を備える回転筒と、前記第２の刻設面と面一となる第３の刻設面を有する頭部と前記外殻体の底部の螺子穴に螺合する螺子部が形成される脚部を備えるとともに、前記回転筒の軸心に沿って形成される貫通穴を通じて前記回転筒に挿入され、前記外殻体の底部と接続する指標軸と、該指標軸と前記外殻体とを螺合させている間、前記回転筒に対して前記外殻体の内部空間から押し出す方向に力を加える押上機構からなり、前記指標軸の前記頭部は、前記外殻体内部に向けて狭まる台形円錐状に形成され、前記回転筒は、前記指標軸の前記頭部の外周面と当接する内周面と、前記第２の刻設面から前記外殻体内部に向けて狭まる台形円錐状の頭部を形成する外周面を備え、前記外殻体は、前記回転筒の前記頭部の前記外周面と当接する内周面を備えることを特徴とする刻印装置である。

請求項２記載の発明は、前記押上機構が、前記指標軸の前記脚部に固定されるとともに前記指標軸の半径方向に延出する突出部からなり、前記第３の刻設面が、前記第２の刻設面と面一になる前において、前記突出部が、前記回転筒の底面に当接し、前記回転筒を支持し、前記第３の刻設面が、前記第２の刻設面と面一となるとき、前記突出部が、前記回転筒の前記底面から離間することを特徴とする請求項１記載の刻印装置である。
請求項３記載の発明は、前記押上機構が、前記回転筒の底面と前記外殻体の前記底部の間に形成される空間内に配されるコイルバネからなることを特徴とする請求項１記載の刻印装置である。

請求項４記載の発明は、前記突出部が、環状板であることを特徴とする請求項２記載の刻印装置である。
請求項５記載の発明は、前記指標軸の螺子部が、該指標軸の前記脚部の途中部に位置する基端部を備え、前記環状板が、前記基端部まで螺合するナットであることを特徴とする請求項４記載の刻印装置である。
請求項６記載の発明は、前記環状板が更に、Ｃ型のワッシャを備え、前記指標軸の螺子部が、前記基端部から離間した位置に環状溝を備え、前記ワッシャが、前記環状溝に嵌合するとともに前記ナットの一の面と当接することを特徴とする請求項５記載の刻印装置である。

請求項７記載の発明は、前記指標軸の回転方向によって、前記回転筒の回転と静止を選択可能とする制御機構を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の刻印装置である。
請求項８記載の発明は、前記制御機構が、前記指標軸の軸心方向に延出する収容穴に収容されるコイルバネと、該コイルバネの一端部に接続するとともに前記収容穴から少なくとも一部が突出する制御球と、前記回転筒の前記底面に形成される凹部内に配されるラチェットリングからなり、該ラチェットリングの内縁は、前記制御球の前記収容穴からの突出を可能とする少なくとも１つの凹部を形成し、前記凹部を形成する前記内縁が、前記指標軸を一の方向に回転するとき、前記制御球と係合する第１縁と、前記指標軸を他の方向に回転するとき、前記制御球を前記収容穴に押し込むように案内する第２縁を備えることを特徴とする請求項７記載の刻印装置である。
請求項９記載の発明は、前記一の方向に前記指標軸を回転するとき、該指標軸と前記外殻体との螺合が解除されることを特徴とする請求項８記載の刻印装置である。

請求項１０記載の発明は、前記回転筒の回転を所定位置で停止させる位置決め機構を更に備えることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の刻印装置である。
請求項１１記載の発明は、前記位置決め機構は、前記回転筒の前記頭部から前記外殻体の前記底部に向けて延出する前記回転筒の胴部において、前記回転筒の軸心方向に延出する収容穴に配されるコイルバネと、該コイルバネの一端部に接続するとともに前記回転筒の収容穴から少なくとも一部が突出する少なくとも１つの係合球と、前記回転筒の胴部を収容する胴部収容空間を形成する前記外殻体の内周面において、前記第１の刻設面に形成される少なくとも１つの印部に対応して形成される係合凹部からなり、該係合凹部に前記係合球が係合することを特徴とする請求項１０記載の刻印装置である。
請求項１２記載の発明は、前記係合凹部が、溝状であることを特徴とする請求項１１記載の刻印装置である。
請求項１３記載の発明は、前記係合凹部が、前記外殻体を半径方向に貫く貫通穴からなることを特徴とする請求項１１記載の刻印装置である。
請求項１４記載の発明は、前記係合凹部が、前記回転筒の前記頭部の前記外周面と当接する前記頭部の前記内周面と、前記胴部収容空間を形成する前記外殻体の前記内周面の境界から前記外殻体の前記底部に向けて延出することを特徴とする請求項１１記載の刻印装置である。

請求項１５記載の発明は、前記回転筒を構成する材料の熱膨張率が、前記外殻体を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置である。
請求項１６記載の発明は、前記指標軸を構成する材料の熱膨張率が、前記回転筒を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の刻印装置である。
請求項１７記載の発明は、前記回転筒の前記頭部の軸長寸法が、前記回転筒の前記頭部を収容する前記外殻体の頭部収容空間の軸長寸法よりも短いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置である。
請求項１８記載の発明は、前記指標軸の前記頭部の軸長寸法が、前記指標軸の前記頭部を収容する前記回転筒の頭部収容空間の軸長寸法よりも短いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置である。
請求項１９記載の発明は、前記回転筒の前記頭部の軸長寸法が、前記回転筒の前記頭部を収容する前記外殻体の頭部収容空間の軸長寸法よりも短く、前記回転筒を構成する材料の熱膨張率が、前記外殻体を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置である。
請求項２０記載の発明は、前記指標軸の前記頭部の軸長寸法が、前記指標軸の前記頭部を収容する前記回転筒の頭部収容空間の軸長寸法よりも短く、前記指標軸を構成する材料の熱膨張率が、前記回転筒を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置である。

請求項２１記載の発明は、前記回転筒の前記頭部の前記外周面と当接する前記外殻体の前記内周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２０いずれかに記載の刻印装置である。
請求項２２記載の発明は、前記回転筒の前記頭部の前記外周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２０いずれかに記載の刻印装置である。
請求項２３記載の発明は、前記指標軸の前記頭部の前記外周面と当接する前記回転筒の前記内周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２２いずれかに記載の刻印装置である。
請求項２４記載の発明は、前記指標軸の前記頭部の前記外周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２２いずれかに記載の刻印装置である。

請求項２５記載の発明は、前記少なくとも１つの係合凹部が、複数の係合凹部であり、該複数の係合凹部が、前記外殻体の前記内周面に沿って、等間隔に配されることを特徴とする請求項１１記載の刻印装置である。
請求項２６記載の発明は、前記指標軸の回転方向によって、前記回転筒の回転と静止を選択可能とする制御機構を更に備え、前記制御機構が、前記指標軸の軸心方向に延出する収容穴に収容されるコイルバネと、該コイルバネの一端部に接続するとともに前記収容穴から少なくとも一部が突出する制御球と、前記回転筒の前記底面に形成される凹部内に配されるラチェットリングからなり、該ラチェットリングの内縁は、前記制御球の前記収容穴からの突出を可能とする少なくとも１つの凹部を形成し、前記凹部を形成する前記内縁が、前記指標軸を一の方向に回転するとき、前記制御球と係合する第１縁と、前記指標軸を他の方向に回転するとき、前記制御球を前記収容穴に押し込むように案内する第２縁を備え、前記押上機構が、前記回転筒の底面と前記外殻体の前記底部の間に形成される空間内に配されるコイルバネからなり、前記他の方向に前記指標軸を回転するとき、該指標軸と前記外殻体との螺合が解除されることを特徴とする請求項１記載の刻印装置である。
請求項２７記載の発明は、前記回転筒の回転を所定位置で停止させる位置決め機構と、前記指標軸の回転方向によって、前記回転筒の回転と静止を選択可能とする制御機構を更に備え、前記制御機構が、前記指標軸の軸心方向に延出する収容穴に収容されるコイルバネと、該コイルバネの一端部に接続するとともに前記収容穴から少なくとも一部が突出する制御球と、前記回転筒の前記底面に形成される凹部内に配されるラチェットリングからなり、該ラチェットリングの内縁は、前記制御球の前記収容穴からの突出を可能とする少なくとも１つの凹部を形成し、前記凹部を形成する前記内縁が、前記指標軸を一の方向に回転するとき、前記制御球と係合する第１縁と、前記指標軸を他の方向に回転するとき、前記制御球を前記収容穴に押し込むように案内する第２縁を備え、前記位置決め機構は、前記回転筒の前記頭部から前記外殻体の前記底部に向けて延出する前記回転筒の胴部において、前記回転筒の軸心方向に延出する収容穴に配されるコイルバネと、該コイルバネの一端部に接続するとともに前記回転筒の収容穴から少なくとも一部が突出する少なくとも１つの係合球と、前記回転筒の胴部を収容する胴部収容空間を形成する前記外殻体の内周面において、前記第１の刻設面に等間隔に刻設された複数の印部それぞれに対応して形成される複数の係合溝からなり、該係合溝に前記係合球が係合し、前記一の方向に前記指標軸を回転するとき、該指標軸と前記外殻体との螺合が解除されることを特徴とする請求項１記載の刻印装置である。
請求項２８記載の発明は、前記少なくとも１つの係合球が、２つの係合球であり、該２つの係合球のうち１つの係合球が、前記係合凹部と係合しているとき、他の係合球が、係合凹部間に位置する前記外殻体の前記内周面により、前記収容穴に押し込まれることを特徴とする請求項２５又は２７に記載の刻印装置である。

請求項２９記載の発明は、金型装置のキャビティに臨む第１の刻設面を備えるとともに前記金型装置に固定される一端有底筒状の外殻体と、前記第１の刻設面に形成された開口部を通じて前記外殻体内部に配されるとともに、前記第１の刻設面と面一となる第２の刻設面を有する指標軸と、前記外殻体内に配されるとともに前記指標軸周囲を巻回するコイルバネからなる押上機構からなる刻印装置であって、前記指標軸は、前記外殻体の底部に向けて狭まる台形円錐形状の頭部と、該頭部から前記外殻体の底部に向けて延出する脚部を備え、該脚部は、前記外殻体の前記底部に形成される螺子穴と螺合する螺子部を備え、前記押上機構が、前記指標軸を前記外殻体内から押し出す方向に付勢することを特徴とする刻印装置である。

請求項１記載の発明によれば、指標軸を外殻体に螺合させている間、回転筒は重力により外殻体内に進入しようとするが、押上機構が回転筒を外殻体外部へ押し出す方向に力を加えるため、回転筒が外殻体に対して突出した位置を保つこととなる。この結果、回転筒の頭部と外殻体内周面との間の摩擦力が最小限化される。また、指標軸を外殻体に螺合させている間、回転筒への重力の作用により、回転筒は、指標軸に対して下方に移動する結果、指標軸は回転筒に対して突出した位置を保つこととなる。この結果、指標軸の頭部と回転筒内周面との間の摩擦力が最小限化される。
したがって、指標軸が外殻体に対して完全に螺合されるまで（第１、第２及び第３の刻設面が面一の状態となるまで）、指標軸、回転筒及び外殻体間の摩擦力が最小限化され、刻印装置の組立を容易に行なうことが可能となる。このため、外殻体に対する指標軸の不十分な螺合を防止し、指標軸、回転筒及び外殻体間の密着状態が確実にもたらされ、溶融成型材料の刻印装置内への流入が防止される。また、指標軸を外殻体に正確に組み付けることができるため、刻印装置が取り付けられる金型装置の作動に起因する振動や金型装置の温度変化によっても、指標軸の外殻体に対する螺合が緩むことがなく、長期にわたって、溶融成型材料の刻印装置内への流入を防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、コイルバネの性能を低下させるような高温環境下においても、押上機構が回転筒を押し上げる作用を発揮することができる。
請求項３記載の発明によれば、コイルバネが回転筒を押し上げることにより、指標体と外殻体間の螺合の解除に要求される力を低減させることができる。
請求項４記載の発明によれば、押上機構が、回転筒を傾斜させることなく押上作用を発揮することができるため、指標軸を外殻体に螺合させている間において、指標軸、回転筒及び外殻体間の接触を防止し、高い精度で刻印装置を組立可能となる。
請求項５記載の発明によれば、刻印装置の組立が容易となる。
請求項６記載の発明によれば、押上機構として用いられるナットの緩みを防止可能となる。

請求項７記載の発明によれば、刻印装置の操作性を向上させることが可能となる。
請求項８記載の発明によれば、一の方向に指標軸を回転させるとき、回転筒が指標軸と一体的に回転し、他の方向に指標軸を回転させるとき、回転筒は静止状態を保ち、指標軸のみが回転することとなる。
請求項９記載の発明によれば、回転筒と指標軸を外殻体から一体的に取り外すことが可能となり、回転筒及び指標軸の交換作業効率を高めることが可能となる。

請求項１０及び１１記載の発明によれば、回転筒を所定位置で位置決めすることができるので、操作性の向上を図ることができる。
請求項１２記載の発明によれば、回転筒が上下動する所定区間の間、位置決め機能を発揮することができ、印部の調節のための操作性を向上させることができる。
請求項１３記載の発明によれば、回転筒を外殻体から取り外すときに、係合球と係合凹部との間の係合を解除しやすくなり、回転筒の交換作業の効率の向上を図ることができる。
請求項１４記載の発明によれば、溝部の形成が容易になり、第１の刻設面上の印部と溝部を精度よく整列させることができる。

請求項１５記載の発明によれば、高温環境下で外殻体と回転筒間の圧力が増加し、溶融材料の刻印装置内への流入を確実に防止できる。
請求項１６記載の発明によれば、高温環境下で回転筒と外殻体間の圧力が増加し、溶融材料の刻印装置内への流入を確実に防止できる。
請求項１７記載の発明によれば、回転筒頭部と外殻体内周面との接触面積を低減することができ、回転筒と外殻体内周面との間の圧力の増大を図ることができ、溶融材料の刻印装置内への流入を確実に防止できる。
請求項１８記載の発明によれば、指標軸頭部と回転筒内周面との接触面積を低減することができ、指標軸と回転筒内周面との間の圧力の増大を図ることができ、溶融材料の刻印装置内への流入を確実に防止できる。
請求項１９記載の発明によれば、回転筒頭部と外殻体内周面との間に形成される空間が、回転筒と外殻体間の熱膨張率の差異による高温下での膨張変形の差を緩和するため、第２の刻設面が第１の刻設面に対して突出することを防止することができる。
請求項２０記載の発明によれば、指標軸頭部と回転筒内周面との間に形成される空間が、指標軸と回転筒間の熱膨張率の差異による高温下での膨張変形の差を緩和するため、第３の刻設面が第２の刻設面に対して突出することを防止することができる。

請求項２１及び２２記載の発明によれば、回転筒頭部と外殻体内周面との接触面積を低減することができ、回転筒と外殻体内周面との間の圧力の増大を図ることができ、溶融材料の刻印装置内への流入を確実に防止できる。
請求項２３及び２４記載の発明によれば、指標軸頭部と回転筒内周面との接触面積を低減することができ、指標軸と回転筒内周面との間の圧力の増大を図ることができ、溶融材料の刻印装置内への流入を確実に防止できる。

請求項２５記載の発明によれば、印部及びこれに対応する係合凹部を等間隔とすることにより、刻印装置の操作性を高めることができる。
請求項２６記載の発明によれば、指標軸と回転筒を同時に外殻体から外れる方向に移動させることができ、回転筒の位置調整を行いやすくなる。
請求項２７記載の発明は、指標軸と回転筒を同時に外殻体から外れる方向に移動させることができ、回転筒の位置調整を行いやすくなる。また、外殻体から指標軸と回転筒を外殻体から外れる方向に移動させると、位置決め機構により、回転筒並びに指標軸は、第１の刻設面の隣接する印部にて停止する。その後、指標軸を反対方向に回転させることにより、指標軸及び回転筒が外殻体に挿入されることとなる。このようにして、第１の刻設面上の隣接する印部へ回転筒の回転位置を調整する際の指標軸の回転操作量を最小限化することができ、効率的な刻印装置の操作が達成される。
請求項２８記載の発明によれば、刻印装置の大きさを低減させることができる。結果として、回転筒頭部と外殻体内周面並びに指標軸頭部と回転筒内周面との接触面積を低減させることが可能となり、刻印装置の回転操作に要求される力を低減させることができる。

請求項２９記載の発明によれば、指標軸を外殻体に螺合させている間、指標軸は重力により外殻体内に進入しようとするが、押上機構が回転筒を外殻体外部へ押し出す方向に力を加えるため、指標軸が外殻体に対して突出した位置を保つこととなる。この結果、指標軸の頭部と外殻体内周面との間の摩擦力が最小限化される。したがって、指標軸が外殻体に対して完全に螺合されるまで、指標軸と外殻体間の摩擦力が最小限化され、刻印装置の組立を容易に行なうことが可能となる。このため、外殻体に対する指標軸の不十分な螺合を防止し、指標軸及び外殻体間の密着状態が確実にもたらされ、溶融成型材料の刻印装置内への流入が防止される。また、指標軸を外殻体に正確に組み付けることができるため、刻印装置が取り付けられる金型装置の作動に起因する振動や金型装置の温度変化によっても、指標軸の外殻体に対する螺合が緩むことがなく、長期にわたって、溶融成型材料の刻印装置内への流入を防止することができる。

本発明に係る刻印装置を金型装置に取り付けた状態を示す図である。 本発明に係る刻印装置の概略図である。 図２に示す刻印装置の外殻体を示す図である。 図２に示す刻印装置の回転筒を示す図である。 図２に示す刻印装置の指標軸を示す図である。 図２に示す刻印装置のラチェットリングを示す図である。 図２に示す刻印装置のワッシャを示す図である。 図２に示す刻印装置の組立工程を示す図である。 図２に示す刻印装置内への溶融材料の流入の防止作用を説明する図である。 図５に示す指標軸の変更形態を示す図である。 図４に示す回転筒の変更形態を示す図である。 図３に示す外殻体の変更形態を示す図である。 本発明に係る刻印装置の他の実施形態に用いられる回転筒及び外殻体を示す図である。 図１３に示す刻印装置の位置決め機構の動作を説明する図である。 本発明に係る刻印装置の外殻体の変更形態を示す図である。 本発明に係る刻印装置の他の実施形態を示す図である。 図１６に示す刻印装置の組立工程を示す図である。 本発明に係る刻印装置の他の実施形態を示す図である。 従来の刻印装置の一例を示す図である。 従来の刻印装置の一例を示す図である。

以下、本発明に係る刻印装置の実施形態について、図を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る刻印装置を金型に取り付けた例を示す。尚、図１に示す例は、単に本発明の刻印装置を説明することを目的とするものであり、図１に示す例によって、本発明の技術的範囲は制限されるものではない。
金型装置（２）は、固定型（２１）と、固定型（２１）に対して接離する可動型（２２）と、可動型（２２）並びにアクチュエータ（図示せず）と接続する可動盤（２３）を備える。アクチュエータからの動力は可動盤（２３）を介して可動型（２２）に伝達され、可動型（２２）の固定型（２１）に対する接離動作を生じさせる。

固定型（２１）は、溶融金属や溶融樹脂等の溶融材料が射出される射出口（２１１）を備える。
また、固定型（２１）は、射出口（２１１）周辺において下方に突出する突出部（２１２）を備える。可動型（２２）は、凹部（２２１）を備え、固定型（２１２）の突出部（２１２）が凹部（２２１）内に侵入する。突出部（２１２）の体積は、凹部（２２１）の容積よりも小さく、突出部（２１２）と凹部（２２１）の間には所定形状のキャビティ（２００）が形成される。図１においては傾斜した周面壁を有する椀形状の成型品がキャビティ（２００）内で形成される。
可動型（２２）には、可動型（２２）を上下に貫通するとともにキャビティ（２００）に連通する貫通穴（２２２）が形成され、貫通穴（２２２）に本発明に係る刻印装置（１）が嵌入し、金型装置（２）に固定される。刻印装置（１）の刻設面（１０）は、凹部（２２１）の面と面一にされ、キャビティ（２００）に臨む。

図２は、刻印装置（１）を概略的に示す図である。図２（ａ）は、刻印装置（１）の平面図であり、図２（ｂ）は、刻印装置（１）の縦断面図であり、図２（ｃ）は、刻印装置（１）の底面図である。
刻印装置（１）は、一端有底円筒形状の外殻体（３）と、外殻体（３）上面に形成された開口部から外殻体（３）内に挿入される略円筒形状の回転筒（４）と、回転筒（４）の軸心に沿って延設する貫通穴に挿入される略円柱形状の指標軸（５）を備える。刻印装置（１）の刻設面（１０）は、外殻体（３）、回転筒（４）及び指標軸（５）の上面から構成される。

外殻体（３）の上面には、「１」から「１２」までの数字からなる印部（３１）が等間隔に刻設される。図２に示す例においては、外殻体（３）上面の印部（３１）は、「月」を意味する。
回転筒（４）の上面には、回転筒（４）上面の直径線上に刻設された「０９」の数字と三角形の記号からなる印部（４１）が刻設される。図２に示す例においては、「０９」の数字からなる印部（４１）は、西暦「２００９年」を意味する。また、三角形の印部（４１）の頂点のうち１つは、外殻体（３）上の「１」から「１２」までの数字からなる印部（３１）のうち１つを指し示し、これにより、刻印装置（１）が、年月を成型製品に記すことが可能となる。尚、図２に示す例においては、「２００９年１２月」を意味する文字を成型製品に記すことが可能となる。
指標軸（５）の上面には、指標軸（５）直径に沿って延設する直線状の印部（５１）が刻設される。印部（５１）には、マイナスドライバ等の工具の先端を挿入可能である。工具の回転操作により、指標軸（５）は回転する。

指標軸（５）は、下方に向けて狭まる台形円錐形状の頭部（５２）と、頭部（５２）から外殻体（３）の底部（３２）に向けて延設する脚部（５３）からなる。脚部（５３）下端は、外殻体（３）の底部（３２）中心に形成された螺子穴と螺合し、指標軸（５）が外殻体（３）と接続する。
回転筒（４）は、外殻体（３）よりも短い軸長寸法を有し、回転筒（４）下面と外殻体（３）の底部（３２）上面との間に空間が形成される。この空間内に、ワッシャ（６）及びナット（７）が配される。ワッシャ（６）及びナット（７）は、指標軸（５）に接続固定される。

回転筒（４）は、下方に向けて狭まる台形円錐形状の頭部（４２）と、頭部（４２）から下方に延出する円筒形状の胴部（４３）と、胴部（４３）から下方に延出するとともに胴部（４３）より径小に形成される脚部（４４）からなる。回転筒（４）の脚部（４４）下面には、凹部が形成され、この凹部にラチェットリング（８）が嵌め込まれ、固定される。

図３は、外殻体（３）の構造を示す図である。図３（ａ）は、外殻体（３）の平面図であり、図３（ｂ）は、外殻体（３）の縦断面図である。
上述の如く、外殻体（３）は、略一端有底円筒形状をなす。外殻体（３）の底部（３２）中央には、指標体（５）の脚部（５３）の下端と螺合する螺子穴（３２１）が形成される。
外殻体（３）の内部空間は、外殻体（３）の軸に対して、傾斜した外殻体（３）の内壁（３３）で囲まれる台形円錐形状の頭部収容空間（３３１）と、外殻体（３）の軸に対して平行な外殻体（３）の内壁（３４）で囲まれる胴部収容空間（３４１）からなる。
頭部収容空間（３３１）は、回転筒（４）の頭部（４２）と相補的な形状をなすが、回転筒（４）の頭部（４２）よりも僅かに長い軸長寸法を有する。尚、図３（ｂ）中において、回転筒（４）の頭部（４２）の下端位置が二点鎖線で示される。頭部収容空間（３４１）が、回転筒（４）の頭部（４２）を完全に収容すると、外殻体（３）の上面と回転筒（４）の上面は面一となり、頭部収容空間（３４１）を形成する外殻体（３）の内壁（３３）と回転筒（４）の頭部（４２）の外周面が接触する。
胴部収容空間（３４１）は、頭部収容空間（３３１）の下端よりも僅かに径小に形成され、胴部収容空間（３４１）と頭部収容空間（３３１）の境界には、段部（３３５）が形成される。胴部収容空間（３４１）を形成する外殻体（３）の内壁（３４）には、１２個の凹溝（３４２）が等間隔に形成される。凹溝（３４２）の断面は、略Ｕ字形状であり、凹溝（３４２）の深さは、段部（３３５）の厚さと略等しい。凹溝（３４２）は、外殻体（３）上面に形成された印部（３１）それぞれの位置に対応し、外殻体（３）中心点から、各印部（３１）を結ぶ線上に凹溝（３４２）が形成される。凹溝（３４２）は、胴部収容空間（３４１）と頭部収容空間（３３１）の境界から下方に向けて延設する。回転筒（４）の頭部（４２）が、完全に外殻体（３）の頭部収容空間（３３１）に収容されると、回転筒（４）の胴部（４３）の外周面は、外殻体（３）の胴部収容空間（３４１）を形成する内壁（３４）に接触する。

図４は、回転筒（４）の構造を示す図である。図４（ａ）は、回転筒（４）の平面図であり、図４（ｂ）は、回転筒（４）の側面図であり、図４（ｃ）は、回転筒（４）の底面図であり、図４（ｄ）は、回転筒（４）の縦断面図である。
上述の如く、回転筒（４）は、略円筒形状をなし、台形円筒形状の頭部（４２）と、頭部（４２）下面から下方に延出する円筒形状の胴部（４３）と、胴部（４３）下面から下方に延出する脚部（４４）からなる。胴部（４３）の直径は、頭部（４２）の下面よりも小径に形成され、胴部（４３）と頭部（４２）の外周境界には段部（４２５）が形成される。また、脚部（４４）の直径は、胴部（４３）よりも小さく形成され、脚部（４４）と胴部（４３）の外周境界には段部（４３５）が形成される。
回転筒（４）は、貫通穴（４５）を備え、貫通穴（４５）は、回転筒（４）軸心に沿って延びる。貫通穴（４５）は、指標軸（５）の頭部（５２）を収容する頭部収容空間（４５１）と、指標軸（５）の脚部（５３）を収容する脚部収容空間（４５２）と、ラチェットリング（８）を収容するラチェットリング収容空間（４５３）に分けられる。
図示例において、頭部収容空間（４５１）は、指標軸（５）の頭部（５２）と完全に相補的な形状をなすが、頭部収容空間（４５１）の軸長寸法が、指標軸（５）の頭部（５２）の軸長寸法より長く形成されてもよい。頭部収容空間（４５１）が指標軸（５）の頭部（５２）を完全に収容すると、回転筒（４）上面と指標軸（５）の上面は面一となり、頭部収容空間（４５１）を形成する回転筒（４）の内壁（４５４）と、指標軸（５）の頭部（５２）外周面が接触する。脚部収容空間（４５２）は、頭部収容空間（４５１）下端から真直ぐ下方に延設する。脚部収容空間（４５２）を形成する回転筒（４）の内壁（４５５）と指標軸（５）の周面との間には僅かに隙間が形成されることが好ましい。回転筒（４）の脚部（４４）下面に、円形のラチェットリング収容空間（４５３）が形成され、ラチェットリング収容空間（４５３）が脚部収容空間（４５２）に接続する。ラチェットリング収容空間（４５３）内にラチェットリング（８）が嵌め込まれる。

回転筒（４）の胴部（４３）は、収容穴（４３１）を備え、収容穴（４３１）は、回転筒（４）軸心方向に延びる。収容穴（４３１）内には、コイルバネ（４３２）が配される。コイルバネ（４３２）の基端部は、収容穴（４３１）に接続する。コイルバネ（４３２）の先端部には、球形の係合球（４３３）が取り付けられる。係合球（４３３）の一部は、回転筒（４）の胴部（４３）の外周面から突出する。
回転筒（４）の収容穴（４３１）、コイルバネ（４３２）及び係合球（４３３）並びに外殻体（３）内周面に形成された凹溝（３４２）の構造は、回転筒（４）に対する位置決め機能を発揮する。回転筒（４）が、回転筒（４）軸周りに回転するとき、係合球（４３３）が凹溝（３４２）と噛み合い、回転筒（４）を所定位置で停止させることができる。この結果、回転筒（４）上面に刻設された三角形状の印部（４１）を、外殻体（３）上面に刻設された印部（３１）に合わせやすくなる。

図５は、指標軸（５）の側面図であり、図５に示す指標軸（５）の一部は断面として示されている。
上述の如く、指標軸（５）は、略円柱形状をなし、台形円柱形状の頭部（５２）と、頭部（５２）下面から下方に延出する円柱形状の脚部（５３）からなる。
脚部（５３）は、指標軸（５）下部に形成される螺子部（５３１）と、螺子部（５３１）と頭部（５２）を接続する非螺子部（５３２）からなる。螺子部（５３１）の途中部には、脚部（５）の他の部分よりも細く形成される首部（５３３）が形成される。首部（５３３）には、ワッシャ（６）が嵌め込まれる。首部（５３３）から螺子部（５３１）の基端部（５３４）の区間でナット（７）が螺合する。指標軸（５）の頭部（５２）が、回転筒（４）の頭部収容空間（４５１）に完全に収容されたとき、螺子部（５３１）の基端部（５３４）は、回転筒（４）の下面より僅かに下方に位置する。この結果、螺子部（５３１）に螺合するナット（７）の上面と回転筒（４）の下面との間に僅かな隙間が形成される。
非螺子部（５３２）は、収容穴（５３４）を備える。収容穴（５３４）は、指標軸（５）軸心方向に延びる。収容穴（５３４）内には、コイルバネ（５３５）が配される。コイルバネ（５３５）の基端部は、収容穴（５３４）底部に固定される。コイルバネ（５３５）の先端部には、球状の制御球（５３６）が取り付けられる。制御球（５３６）の一部は、非螺子部（５３２）外周面から突出する。

図６は、ラチェットリング（８）の平面図である。
ラチェットリング（８）は、略環状の薄板からなる。図８において、点線で示される円は、指標軸（５）の非螺子部（５３２）の外周面位置を示す。ラチェットリング（８）の内部には、半径方向に延設する制御空間（８１）が形成される。図８には、７つの制御空間（８１）が示される。制御空間（８１）は、指標軸（５）の非螺子部（５３２）外周面よりも外方に現れ、非螺子部（５３２）外周面から突出した制御球（５３６）を収容可能である。
制御空間（８１）は、指標軸（５）の非螺子部（５３２）と接触するラチェットリング（８）の内縁（８２）から延設する第１縁（８２１）及び第２縁（８２２）と、第１縁（８２１）及び第２縁（８２２）先端を接続する第３縁（８２３）から形成され、略台形状をなす。第１縁（８２１）は、第１縁（８２１）の基端点（８２４）における指標軸（５）の非螺子部（５３２）外周面の接線に対して、急な勾配をなし、第２縁（８２２）は、第２縁（８２２）の基端点（８２５）における指標軸（５）の非螺子部（５３２）外周面の接線に対して、緩やかな勾配をなす。
ラチェットリング（８）は、回転筒（４）のラチェットリング収容空間（４５３）に固定式に嵌め込まれ、回転筒（４）に追随して動作する。指標軸（５）の制御球（５３６）が制御空間（８１）内に配された後、指標軸（５）を反時計回りに回転させると、制御球（５３６）は第１縁（８２１）に引っ掛かり、回転筒（４）は、指標軸（５）とともに反時計回りに回転する。一方、指標軸（５）を時計回りに回転させると、制御球（５３６）は、第２縁（８２２）に案内され、非螺子部（５３２）に形成された収容穴（５３４）内部に入り込み、指標軸（５）に与えられた駆動力は回転筒（４）に伝達されず、回転筒（４）は静止状態を保つ。

図７は、ワッシャ（６）の平面図である。
ワッシャ（６）は、略Ｃ型の薄板から形成される。図７に示すワッシャ（６）は、ワッシャ（６）軸心に向けて突出する３つの舌片（６１）を備える。舌片（６１）は、指標軸（５）の螺子部（５３１）に形成された首部（５３３）と噛み合う。ワッシャ（６）の上面は、ナット（７）の下面と接触し、ナット（７）の緩みを防止する。

図８は、刻印装置（１）の組立手順を示す。
まず、ラチェットリング（８）を回転筒（４）下面のラチェットリング収容空間（４５３）に嵌め込み、回転筒（４）の貫通穴（４５）に指標軸（５）を挿通させる。その後、回転筒（４）下面から下方に突出した指標軸（５）の螺子部（５３１）にナット（７）を螺合させ、螺子部（５３１）の基端部（５３４）まで、ナット（７）を移動させる。その後、ワッシャ（６）を螺子部（５３１）の首部（５３３）に嵌め込み、回転筒（４）と指標軸（５）からなる内部構造体（９）を構築する。

図８（ａ）は、内部構造体（９）を外殻体（３）に挿入した状態を示す断面図である。尚、図８（ａ）に示す状態において、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の底部（３２）の螺子穴（３２１）との螺合はなされていない。
図８（ａ）に示す状態において、回転筒（４）は、重力の作用により、指標軸（５）に対して下方に移動し、回転筒（４）の下面は、ナット（７）の上面に当接する。ナット（７）の上面は、回転筒（４）に作用する重力に対する上向きの反力を回転筒（４）に与え、回転筒（４）が外殻体（５）から浮いた状態を保つ。したがって、回転筒（４）の頭部（４２）の外周面は、外殻体（３）の頭部収容空間（３３１）を形成する内壁（３３）から離間し、外殻体（３３１）の内壁（３３）と回転筒（４）の頭部（４２）外周面との間での摩擦力は生じない。また、回転筒（４）は指標軸（５）に対して下方に移動した状態であるので、指標軸（５）の頭部（５２）外周面と、回転筒（４）の頭部収容空間（４５１）を形成する内壁（４５４）との間に隙間を生じ、指標軸（５）の頭部（５２）の外周面と回転筒（４）の内壁（４５４）との間での摩擦力も発生しない。この結果、指標軸（５）の回転に要する駆動力の低減を図ることが可能となる。

図８（ｂ）は、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の螺子穴（３２１）の螺合を進め、回転筒（４）の上面と外殻体（３）の上面を面一とした瞬間の状態を示す。
図８（ａ）に示すように、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の螺子穴（３２１）の螺合が開始する前において、回転筒（４）の上面は、外殻体（３）の上面に対して、上方に位置している。指標軸（５）を回転し、螺子部（５３１）と螺子穴（３２１）の螺合を進めると、回転筒（４）は、ナット（７）に支持されながら、指標軸（５）とともに、外殻体（３）内部空間に進入する。
図６に示すラチェットリング（８）の構造において、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の螺子穴（３２１）との螺合を進めるために、指標軸（５）を時計回りに回転させると、指標軸（５）を回転させる工具からの駆動力は回転筒（４）には殆ど伝達されない。したがって、ナット（７）上面と回転筒（４）下面が擦れるが、ワッシャ（６）により、ナット（７）の緩みが防止されることとなる。

図８（ｃ）は、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の螺子穴（３２１）の螺合を更に進めた状態を示す。
回転筒（４）の上面が、外殻体（３）の上面と面一となったとき、回転筒（４）の頭部（４２）は、外殻体（３）の頭部収容空間（３３１）を形成する内壁（３３）により支持されることとなる。この結果、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の螺子穴（３２１）の螺合を更に進め、指標軸（５）を更に下方に移動させても、回転筒（４）は下方に移動しない。このため、指標軸（５）を更に下方に移動させると、ナット（７）の上面と回転筒（４）の下面が離間することとなる。ナット（７）上面と回転筒（４）下面の離間により、指標軸（５）の回転は、回転筒（４）からの影響を殆ど受けなくなる。この結果、指標軸（５）の上面が回転筒（４）の上面と面一になるまで、非常に小さな力で指標軸（５）を回転させることが可能となる。
指標軸（５）の上面と、回転筒（４）の上面が面一となった後、指標軸（５）を更に増し締めすることにより、刻印装置（１）が完成する。

図９は、溶融材料の流入を防止する作用を説明する図である。
上述の如く、指標軸（５）を増し締めすると、指標軸（５）は僅かに伸張し、指標軸（５）内部に弾性力（Ｆ）を生ずることなる。弾性力（Ｆ）の発生により、指標軸（５）の頭部（５２）のテーパ状の外周面に対して直角な方向の分力（ｆ）を生じ、この分力（ｆ）が指標軸（５）頭部を回転筒（４）の内壁（４５４）に押し付ける作用をもたらし、指標軸（５）と回転筒（４）間の境界からの溶融材料の刻印装置（１）内部への流入を防止することが可能となる。また、分力（ｆ）は、回転筒（４）の頭部（４２）を外殻体（３）の内壁（３３）に押し付ける作用をもたらし、回転筒（４）と外殻体（３）間の境界からの溶融樹脂の刻印装置（１）内部への流入を防止することが可能となる。

外殻体（３）、回転筒（４）及び指標軸（５）をそれぞれ異なる材料から形成してもよい。例えば、指標軸（５）を回転筒（４）より高い熱膨張率を有する材料から形成することにより、高熱環境下で、指標軸（５）の頭部（５２）と回転筒（４）間の圧力を更に高めることが可能となる。また、回転筒（４）を外殻体（３）より高い熱膨張率を有する材料から形成することにより、高熱環境下で、回転筒（４）の頭部（４２）と外殻体（３）間の圧力を更に高めることが可能となる。

図１０は、指標軸（５）の変更形態を示す。
図１０に示すように、指標軸（５）の頭部（５２）外周面に沿って、１若しくはそれ以上の環状溝（５２１）を形成してもよい。これにより、指標軸（５）の頭部（５２）と回転筒（４）の内壁（４５４）との間の接触面積を減らし、指標軸（５）の頭部（５２）と回転筒（４）の内壁（４５４）との接触部分における圧力を高めることが可能となる。

図１１は、回転筒（４）の変更形態を示す。図１１（ａ）は、変更例に係る回転筒（４）の縦断面図であり、図１１（ｂ）は、他の変更例に係る回転筒（４）の側面図である。
図１１（ａ）に示すように、回転筒（４）の頭部収容空間（４５１）を形成する内壁（４５４）に沿って、１若しくはそれ以上の環状溝（４５９）を形成してもよい。これにより、指標軸（５）の頭部（５２）と回転筒（４）の内壁（４５４）との間の接触面積を減らし、指標軸（５）の頭部（５２）と回転筒（４）の内壁（４５４）との接触部分における圧力を高めることが可能となる。
図１１（ｂ）に示すように、回転筒（４）の頭部（４２）外周面に沿って、１若しくはそれ以上の環状溝（４２１）を形成してもよい。これにより、回転筒（４）の頭部（４２）と外殻体（３）の内壁（３３）との間の接触面積を減らし、回転筒（４）の頭部（４２）と外殻体（３）の内壁（３３）との接触部分における圧力を高めることが可能となる。

図１２は、外殻体（３）の変更形態を示す。
図１２に示すように、外殻体（３）の頭部収容空間（３３１）を形成する内壁（３３）に沿って、１若しくはそれ以上の環状溝（３３２）を形成してもよい。これにより、回転筒（４）の頭部（４２）と外殻体（３）の内壁（３３）との間の接触面積を減らし、回転筒（４）の頭部（４２）と外殻体（３）の内壁（３３）との接触部分における圧力を高めることが可能となる。

図１３は、回転筒（４）及び外殻体（３）の他の変更形態を示す。図１３（ａ）は、回転筒（４）の縦断面図であり、図１３（ｂ）は、回転筒（４）の側面図であり、図１３（ｃ）は、外殻体（３）の平面図である。
刻印装置（１）の直径を小さくすると、回転筒（４）の回転位置を定めるための係合溝（３４２）の幅寸法及び深さ寸法が小さくなる。この結果、係合溝（３４２）と係合球（４３３）の噛み合い量が小さくなり、十分な位置決め機能を発揮できなくなる。
図１３に示す例においては、回転筒（４）は、一対の収容穴（４３１）、各収容穴（４３１）に配されるコイルバネ（４３２）及びコイルバネ（４３２）先端に取り付けられる係合球（４３３）を備える。一対の収容穴（４３１）の軸線は、回転筒（４）中心線上で直交する。また、一対の収容穴（４３１）は、同一水平面上に配される。
図３に示す例においては、係合溝（３４２）は、外殻体（３）上面に刻設された印部（５１）それぞれに対応するように配されたが、図１３に示す外殻体（３）の係合溝（３４２）は、外殻体（３）上面に刻設された「１」から「１２」までの数のうち、偶数の数字に対応するように配され、図３に示す外殻体（３）の係合溝（３４２）の半数である。

図１４は、図１３に示す回転筒（４）及び外殻体（３）を用いたときの係合球（４３３）と係合溝（３４２）の関係を示す図である。図１４において、一方の係合球を符号（４３３ａ）で示し、他方の係合球を符号（４３３ｂ）で示す。
図１４（ａ）に示す状態において、係合球（４３３ａ）は、外殻体（３）上面の「６」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）と係合している。係合球（４３３ｂ）は、「８」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）と「１０」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）の間の外殻体（３）の内壁（３４）に当接する。
図１４（ｂ）は、指標軸（５）を３０°時計回りに回転させた状態を示す。図１４（ｂ）に示す状態において、係合球（４３３ａ）は、「６」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）と「８」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）の間の外殻体（３）の内壁（３４）に当接する。係合球（４３３ｂ）は、外殻体（３）上面の「１０」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）と係合する。
図１４（ｃ）は、指標軸（５）を更に３０°時計回りに回転させた状態を示す。図１４（ｃ）に示す状態において、係合球（４３３ａ）は、外殻体（３）上面の「８」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）と係合する。係合球（４３３ｂ）は、「１０」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）と「１２」の数字で表される印部（３１）に対応する係合溝（３４２）の間の外殻体（３）の内壁（３４）に当接する。
このようにして、外殻体（３）の内壁（３４）に形成する係合溝（３４２）の数を半減させて、係合溝（３４２）の幅寸法を大きくすることにより、係合溝（３４２）と係合球（４３３）との十分な係合量を確保することが可能となる。

図１５は、外殻体（３）の他の変更形態を示す縦断面図である。
図２乃至図１４に示す例において、外殻体（３）に係合溝（３４２）を形成したが、係合溝（３４２）の代わりに、外殻体（３）の周壁を半径方向に貫通する係合穴（３４３）を形成してもよい。係合穴（３４３）は、上述の係合溝（３４２）と同様に、外殻体（３）の周壁に沿って等間隔に配され、外殻体（３）上面に刻設された各印部（３１）に対応する。回転筒（４）の上面が、外殻体（３）の上面に対して、面一となったとき、係合球（４３３）の露出部分が係合穴（３４３）の内端に進入し、回転筒（４）に対する位置決めがなされることとなる。

図１６は、刻印装置（１）の他の実施形態を示す縦断面図である。
図１６に示す刻印装置（１）は、図２に示す刻印装置（１）と略同様の構造を備えるが、回転筒（４）を押し上げるために用いられたナット（７）及びワッシャ（６）の代わりに、コイルバネ（７６）を用いる点で相違する。また、指標軸（５）の螺子部（５３１）に首部（５３３）が形成されない点で相違する。更に、回転筒（４）のラチェットリング収容空間（４５３）内には、ラチェットリング（８）とともにラチェットリング（８）の脱離を防止する蓋部（８１）が嵌め込まれている。尚、ラチェットリング（８）とともに蓋部（８１）を配する構造を図２乃至図１５に示す刻印装置（１）に適用することも可能である。
コイルバネ（７６）は、回転筒（４）下面と外殻体（３）の底部（３２）上面の間に形成される空間内に配される。コイルバネ（７６）の下端は、外殻体（３）の底部（３２）上面に当接し、コイルバネ（７６）の上端は、回転筒（４）の下面に当接する。回転筒（４）の上面が、外殻体（３）と面一であるとき、コイルバネ（７６）は圧縮され、回転筒（４）を外殻体（３）上面の開口部から押し出す方向へ力を加える。

図１７は、図１６に示す刻印装置（１）を組み立てる手順を示す図である。
まず、ラチェットリング（８）及び蓋部（８１）を回転筒（４）下面のラチェットリング収容空間（４５３）に嵌め込み、回転筒（４）の貫通穴（４５）に指標軸（５）を挿通させ、回転筒（４）と指標軸（５）からなる内部構造体（９）を構築する。また、外殻体（３）内に、コイルバネ（７６）を配設する。

図１７（ａ）は、内部構造体（９）を外殻体（３）に挿入した状態を示す断面図である。図１７（ａ）に示す状態において、指標軸（５）の螺子部（５３１）と外殻体（３）の底部（３２）の螺子穴（３２１）との螺合はなされていない。
図１７（ａ）に示す状態において、回転筒（４）は、コイルバネ（７６）により、上向きに力を加えられ、回転筒（４）の上面と指標軸（５）の上面は、面一となっている。このとき、回転筒（４）の頭部（４２）の外周面は、外殻体（３）の頭部収容空間（３３１）を形成する内壁（３３）から離間し、外殻体（３３１）の内壁（３３）と回転筒（４）の頭部（４２）外周面との間での摩擦力は生じない。この結果、指標軸（５）の回転に要する駆動力の低減を図ることが可能となる。

図１７（ｂ）は、指標軸（５）、回転筒（４）及び外殻体（３）の上面が面一となった瞬間の状態を示す断面図である。
指標軸（５）の螺子部（５３１）と、外殻体（３）の螺子穴（３２１）の螺合を進めると、回転筒（４）は指標軸（５）の頭部（５２）に押し付けられながら下方に移動する。したがって、回転筒（４）の上面が外殻体（３）の上面に対して面一となるまで、回転筒（４）の頭部（４２）外周面と外殻体（３）の頭部収容空間（３３１）を形成する内壁（３３）との間で摩擦力を生ずることがなく、小さな力で指標軸（５）を回転させることが可能となる。

図１６及び図１７に関連して説明した刻印装置（１）においては、図６に示すラチェットリング（８）の面を下面とし、指標軸（５）を時計回りに回転させて、外殻体（３）の底部（３２）の螺子穴（３２１）との螺合を進めている間、指標軸（５）に取り付けられた制御球（５３６）を、ラチェットリング（８）の第１縁（８２１）と係合させることが好ましい。これにより、指標軸（５）と回転筒（４）が一体的に回転し、指標軸（５）と回転筒（４）間の相対的回転移動を防止でき、指標軸（５）と外殻体（３）との接続を好適に行なうことができる。

図１８は、図１６及び図１７に関連して説明した刻印装置（１）の構造を更に簡略化させた形態を示す。図１８（ａ）は、刻印装置（１）の平面図であり、図１８（ｂ）は、刻印装置（１）の縦断面図である。
図１８に示す刻印装置（１）は、ラチェットリング（８）、蓋部（８１）並びにラチェットリング（８）及び蓋部（８１）を収容するラチェットリング収容空間（４５３）を備えない点で、図１６及び図１７に示す刻印装置（１）と相違する。また、コイルバネ（７６）は、回転筒（４）の脚部（４４）に巻き付き、回転筒（４）に取り付けられる。尚、コイルバネ（７６）を回転筒（４）の脚部（４４）に巻き付かせる構造を、図１６及び図１７に示す刻印装置（１）に採用することも可能である。
また、指標軸（５）の上面に形成された直線状の印部（５１）は、指標軸（５）上面の直径に沿って、指標軸（５）上面を横切る。また、図２乃至図１７に関連して説明する刻印装置（１）の回転筒（４）上面には、三角形状の印部（４１）が刻設されていたが、図１８に示す刻印装置（１）は、三角形状の印部（４１）に代えて、矢印形状の印部（４１）を刻設している。また、矢印形状の印部（４１）の直線状部分は、回転筒（４）の内縁まで延設し、指標軸（５）の印部（５１）と連通可能に形成される。
図１８に示す刻印装置（１）は、指標軸（５）を単独で回転させるときには、指標軸（５）の直径より短い直線状の先端部を有する工具を用意し、工具先端を指標軸（５）の印部（５１）に挿入する。指標軸（５）と回転筒（４）をともに回転させるときには、指標軸（５）を回転させ、指標軸（５）の印部（５１）を回転筒（４）の矢印形状の印部（４１）に連通させる。この状態で、指標軸（５）と回転筒（４）の境界を横切るように工具先端を印部（５１，４１）に挿入し、指標軸（５）及び回転筒（４）を回転させる。

本発明は、動粘度の低い溶融材料を用いた成型工程に好適に利用可能である。

１・・・・・刻印装置
２・・・・・金型装置
３・・・・・外殻体
３２・・・・底部
３２１・・・螺子穴
３３・・・・内壁
３３２・・・環状溝
３４２・・・係合溝
３４３・・・係合穴
４・・・・・回転筒
４２・・・・頭部
４２１・・・環状溝
４３１・・・収容穴
４３２・・・コイルバネ
４３３・・・係合球
４５・・・・貫通穴
４５４・・・内壁
４５９・・・環状溝
５・・・・・指標軸
５２・・・・頭部
５２１・・・環状溝
５３・・・・脚部
５３１・・・螺子部
５３３・・・首部
５３４・・・収容穴
５３５・・・コイルバネ
５３６・・・制御球
５３４・・・基端部
６・・・・・ワッシャ
７・・・・・ナット
７６・・・・コイルバネ
８・・・・・ラチェットリング
８２１・・・第１縁
８２２・・・第２縁

Claims (29)

1. 金型装置のキャビティに臨む第１の刻設面を備えるとともに前記金型装置に固定される一端有底筒状の外殻体と、
   前記第１の刻設面に形成された開口部を通じて前記外殻体内部に配されるとともに前記第１の刻設面に対して面一となる第２の刻設面を備える回転筒と、
   前記第２の刻設面と面一となる第３の刻設面を有する頭部と前記外殻体の底部の螺子穴に螺合する螺子部が形成される脚部を備えるとともに、前記回転筒の軸心に沿って形成される貫通穴を通じて前記回転筒に挿入され、前記外殻体の底部と接続する指標軸と、
   該指標軸と前記外殻体とを螺合させている間、前記回転筒に対して前記外殻体の内部空間から押し出す方向に力を加える押上機構からなり、
   前記指標軸の前記頭部は、前記外殻体内部に向けて狭まる台形円錐状に形成され、
   前記回転筒は、前記指標軸の前記頭部の外周面と当接する内周面と、前記第２の刻設面から前記外殻体内部に向けて狭まる台形円錐状の頭部を形成する外周面を備え、
   前記外殻体は、前記回転筒の前記頭部の前記外周面と当接する内周面を備えることを特徴とする刻印装置。
2. 前記押上機構が、前記指標軸の前記脚部に固定されるとともに前記指標軸の半径方向に延出する突出部からなり、
   前記第３の刻設面が、前記第２の刻設面と面一になる前において、前記突出部が、前記回転筒の底面に当接し、前記回転筒を支持し、
   前記第３の刻設面が、前記第２の刻設面と面一となるとき、前記突出部が、前記回転筒の前記底面から離間することを特徴とする請求項１記載の刻印装置。
3. 前記押上機構が、前記回転筒の底面と前記外殻体の前記底部の間に形成される空間内に配されるコイルバネからなることを特徴とする請求項１記載の刻印装置。
4. 前記突出部が、環状板であることを特徴とする請求項２記載の刻印装置。
5. 前記指標軸の螺子部が、該指標軸の前記脚部の途中部に位置する基端部を備え、
   前記環状板が、前記基端部まで螺合するナットであることを特徴とする請求項４記載の刻印装置。
6. 前記環状板が更に、Ｃ型のワッシャを備え、
   前記指標軸の螺子部が、前記基端部から離間した位置に環状溝を備え、
   前記ワッシャが、前記環状溝に嵌合するとともに前記ナットの一の面と当接することを特徴とする請求項５記載の刻印装置。
7. 前記指標軸の回転方向によって、前記回転筒の回転と静止を選択可能とする制御機構を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の刻印装置。
8. 前記制御機構が、前記指標軸の軸心方向に延出する収容穴に収容されるコイルバネと、
   該コイルバネの一端部に接続するとともに前記収容穴から少なくとも一部が突出する制御球と、
   前記回転筒の前記底面に形成される凹部内に配されるラチェットリングからなり、
   該ラチェットリングの内縁は、前記制御球の前記収容穴からの突出を可能とする少なくとも１つの凹部を形成し、
   前記凹部を形成する前記内縁が、前記指標軸を一の方向に回転するとき、前記制御球と係合する第１縁と、前記指標軸を他の方向に回転するとき、前記制御球を前記収容穴に押し込むように案内する第２縁を備えることを特徴とする請求項７記載の刻印装置。
9. 前記一の方向に前記指標軸を回転するとき、該指標軸と前記外殻体との螺合が解除されることを特徴とする請求項８記載の刻印装置。
10. 前記回転筒の回転を所定位置で停止させる位置決め機構を更に備えることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の刻印装置。
11. 前記位置決め機構は、前記回転筒の前記頭部から前記外殻体の前記底部に向けて延出する前記回転筒の胴部において、前記回転筒の軸心方向に延出する収容穴に配されるコイルバネと、
    該コイルバネの一端部に接続するとともに前記回転筒の収容穴から少なくとも一部が突出する少なくとも１つの係合球と、
    前記回転筒の胴部を収容する胴部収容空間を形成する前記外殻体の内周面において、前記第１の刻設面に形成される少なくとも１つの印部に対応して形成される係合凹部からなり、
    該係合凹部に前記係合球が係合することを特徴とする請求項１０記載の刻印装置。
12. 前記係合凹部が、溝状であることを特徴とする請求項１１記載の刻印装置。
13. 前記係合凹部が、前記外殻体を半径方向に貫く貫通穴からなることを特徴とする請求項１１記載の刻印装置。
14. 前記係合凹部が、前記回転筒の前記頭部の前記外周面と当接する前記頭部の前記内周面と、前記胴部収容空間を形成する前記外殻体の前記内周面の境界から前記外殻体の前記底部に向けて延出することを特徴とする請求項１１記載の刻印装置。
15. 前記回転筒を構成する材料の熱膨張率が、前記外殻体を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置。
16. 前記指標軸を構成する材料の熱膨張率が、前記回転筒を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の刻印装置。
17. 前記回転筒の前記頭部の軸長寸法が、前記回転筒の前記頭部を収容する前記外殻体の頭部収容空間の軸長寸法よりも短いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置。
18. 前記指標軸の前記頭部の軸長寸法が、前記指標軸の前記頭部を収容する前記回転筒の頭部収容空間の軸長寸法よりも短いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置。
19. 前記回転筒の前記頭部の軸長寸法が、前記回転筒の前記頭部を収容する前記外殻体の頭部収容空間の軸長寸法よりも短く、
    前記回転筒を構成する材料の熱膨張率が、前記外殻体を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置。
20. 前記指標軸の前記頭部の軸長寸法が、前記指標軸の前記頭部を収容する前記回転筒の頭部収容空間の軸長寸法よりも短く、
    前記指標軸を構成する材料の熱膨張率が、前記回転筒を構成する材料の熱膨張率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の刻印装置。
21. 前記回転筒の前記頭部の前記外周面と当接する前記外殻体の前記内周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２０いずれかに記載の刻印装置。
22. 前記回転筒の前記頭部の前記外周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２０いずれかに記載の刻印装置。
23. 前記指標軸の前記頭部の前記外周面と当接する前記回転筒の前記内周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２２いずれかに記載の刻印装置。
24. 前記指標軸の前記頭部の前記外周面が少なくとも１つの環状溝を備えることを特徴とする請求項１乃至２２いずれかに記載の刻印装置。
25. 前記少なくとも１つの係合凹部が、複数の係合凹部であり、
    該複数の係合凹部が、前記外殻体の前記内周面に沿って、等間隔に配されることを特徴とする請求項１１記載の刻印装置。
26. 前記指標軸の回転方向によって、前記回転筒の回転と静止を選択可能とする制御機構を更に備え、
    前記制御機構が、前記指標軸の軸心方向に延出する収容穴に収容されるコイルバネと、
    該コイルバネの一端部に接続するとともに前記収容穴から少なくとも一部が突出する制御球と、
    前記回転筒の前記底面に形成される凹部内に配されるラチェットリングからなり、
    該ラチェットリングの内縁は、前記制御球の前記収容穴からの突出を可能とする少なくとも１つの凹部を形成し、
    前記凹部を形成する前記内縁が、前記指標軸を一の方向に回転するとき、前記制御球と係合する第１縁と、前記指標軸を他の方向に回転するとき、前記制御球を前記収容穴に押し込むように案内する第２縁を備え、
    前記押上機構が、前記回転筒の底面と前記外殻体の前記底部の間に形成される空間内に配されるコイルバネからなり、
    前記他の方向に前記指標軸を回転するとき、該指標軸と前記外殻体との螺合が解除されることを特徴とする請求項１記載の刻印装置。
27. 前記回転筒の回転を所定位置で停止させる位置決め機構と、前記指標軸の回転方向によって、前記回転筒の回転と静止を選択可能とする制御機構を更に備え、
    前記制御機構が、前記指標軸の軸心方向に延出する収容穴に収容されるコイルバネと、
    該コイルバネの一端部に接続するとともに前記収容穴から少なくとも一部が突出する制御球と、
    前記回転筒の前記底面に形成される凹部内に配されるラチェットリングからなり、
    該ラチェットリングの内縁は、前記制御球の前記収容穴からの突出を可能とする少なくとも１つの凹部を形成し、
    前記凹部を形成する前記内縁が、前記指標軸を一の方向に回転するとき、前記制御球と係合する第１縁と、前記指標軸を他の方向に回転するとき、前記制御球を前記収容穴に押し込むように案内する第２縁を備え、
    前記位置決め機構は、前記回転筒の前記頭部から前記外殻体の前記底部に向けて延出する前記回転筒の胴部において、前記回転筒の軸心方向に延出する収容穴に配されるコイルバネと、
    該コイルバネの一端部に接続するとともに前記回転筒の収容穴から少なくとも一部が突出する少なくとも１つの係合球と、
    前記回転筒の胴部を収容する胴部収容空間を形成する前記外殻体の内周面において、前記第１の刻設面に等間隔に刻設された複数の印部それぞれに対応して形成される複数の係合溝からなり、
    該係合溝に前記係合球が係合し、
    前記一の方向に前記指標軸を回転するとき、該指標軸と前記外殻体との螺合が解除されることを特徴とする請求項１記載の刻印装置。
28. 前記少なくとも１つの係合球が、２つの係合球であり、
    該２つの係合球のうち１つの係合球が、前記係合凹部と係合しているとき、他の係合球が、係合凹部間に位置する前記外殻体の前記内周面により、前記収容穴に押し込まれることを特徴とする請求項２５又は２７に記載の刻印装置。
29. 金型装置のキャビティに臨む第１の刻設面を備えるとともに前記金型装置に固定される一端有底筒状の外殻体と、
    前記第１の刻設面に形成された開口部を通じて前記外殻体内部に配されるとともに、前記第１の刻設面と面一となる第２の刻設面を有する指標軸と、
    前記外殻体内に配されるとともに前記指標軸周囲を巻回するコイルバネからなる押上機構からなる刻印装置であって、
    前記指標軸は、前記外殻体の底部に向けて狭まる台形円錐形状の頭部と、該頭部から前記外殻体の底部に向けて延出する脚部を備え、
    該脚部は、前記外殻体の前記底部に形成される螺子穴と螺合する螺子部を備え、
    前記押上機構が、前記指標軸を前記外殻体内から押し出す方向に付勢することを特徴とする刻印装置。

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