JP2011121210A - 射出成形用金型の位置決め方法および型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】型締めする毎に自動的に、また可動側金型を取り付けるときに、さらには必要時には簡単な操作により可動側金型の芯ズレを補正することができる射出成形用金型を提供する。
【解決手段】固定側金型（４）と可動側金型（１４）のいずれかの一方のパーティング面側にはテーパ状の位置決めピン（７）を、他方のパーティング面側には型締時に位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴（１７）を形成する。可動盤（１２）に浮游プレート（２０）を伸縮部材（２４）を介して遊びをもってその伸び量が制限された状態で取り付ける。また、浮游プレート（２０）は可動盤（１２）にボルト（２３）により締め付け一体化することもできる。この浮游プレート（２０）に前記可動側金型（１４）を取り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固定盤に取り付けられている固定側金型、可動盤に取り付けられている浮游プレート、前記可動盤を前記固定盤に対して型締めする型締装置等からなり、前記固定盤には固定側金型が、そして前記浮游プレートには可動側金型がそれそれ取り付けられ、前記型締装置によって前記可動盤を前記固定盤に対して型締めすると、前記固定側金型と可動側金型のパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている射出成形用金型の位置決め方法および型締装置に関するものである。

射出成形機は、従来周知のように、固定盤に取り付けられている固定側金型、可動盤に取り付けられている可動側金型、可動盤を固定盤に対して型締めする型締装置、溶融樹脂を射出する射出ユニット等から構成されている。固定側金型と可動側金型の型合わせ面すなわちパーティング面側にはコアと凹部とが形成されている。このコアと凹部とにより、可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、成形品を得るためのキャビティが構成される。したがって、射出ユニットから溶融樹脂をキャビティに向けて射出充填し、冷却固化を待って可動側金型を開くと成形品が得られる。

上記のような固定盤と可動盤には、次のようにして固定側金型と可動側金型がそれぞれ取り付けられている。すなわち、可動盤を開いた状態で固定側金型をクレーン等で吊って固定盤の取付面に位置させ、そして複数本のボルトにより取り付ける。このとき、固定側金型の固定盤に対する位置合わせは、固定盤に設けられているロケートリングにより行われる。次いで、同様にして可動側金型を吊り下げ、可動盤の取付面に位置させ、そして複数本のボルトにより取り付ける。この可動側金型の固定側金型に対する位置合わせは、可動側金型と固定側金型のいずれか一方のパーティング面側に設けられているテーパ状の位置決めピンを他方のパーティング面側に形成されている位置決めピン穴に嵌め合わせることにより行われている。

金型は、上記のようにして位置合わせされ、そしてボルトにより型盤に取り付けられているが、金型の取付け精度には限界があり、また可動側金型の型開閉に伴う振動、エジェクタピンの突き出し時の衝撃等により金型の取付け位置がズレることがある。さらには、低温の可動盤と高温の可動側金型との間の熱膨張の差によりズレることもある。また、テーパ状の位置決めピンは可動側金型に固着されているので、１成形サイクル毎に生じる金型の微細な位置関係のズレにより、ピン穴に当たる位置あるいは力が１成形サイクル毎に異なるようにもなる。このような芯ズレが生じると、金型のパーティング面の位置もズレ、精密成形はできなくなる。そこで、特許文献１〜３等により金型の位置決め方法が色々提案されている。

特開平５−２４５９０３号公報 特開平１１−３２０６２０号公報 特開平１１−１７９７５９号公報

特許文献１には、次の金型の位置決め方法が記載されている。すなわち、固定金型をスプリングにより側方へ押した状態で固定盤の定位置に仮固定する。固定金型と可動盤に取り付けた可動金型との型合わせにより固定金型の位置決めをする。その後に型締め状態で固定金型を固定盤に本固定する。また、特許文献２には、可動側金型のパーティング面にテーパ状の位置決めピンを設け、固定側金型のパーティング面に、型締め時に前記位置決めピンの先端部が嵌る凹入部を設けた射出成形用金型が示されている。前記位置決めピンは、型締め圧に対して変形可能な弾性部材を介して前記可動側金型に設けられている。

特許文献３には、可動金型と可動盤が、例えば可動盤に形成されているキー溝と、このキー溝に嵌合するキーとにより取り付けられるようになっている金型の取り付け構造が示されている。キー溝は可動盤の中心を基準にして放射状に形成されている。

特許文献１に記載の発明によると、固定金型と可動金型との型合わせにより固定金型の位置決めをしてから型締め状態で固定金型を固定盤に本固定するので、金型の取り付け時に高精度に取り付けることができる利点は認められる。しかしながら、成形中の金型の取付け位置の芯ズレは調整できない。また、芯ズレを修正する手だてもない。特許文献２に記載の発明によると、位置決めピンは型締め圧に対して変形可能な弾性部材を介して前記可動側金型に設けられているので、型締め時において金型が傾いても正確に位置決めすることは可能であるが、可動側金型は芯ズレをなくす方向に移動する構造にはなっていないので、弾性部材により芯ズレを補正することはできない。弾性部材は型締時に金型の傾きを吸収するだけである。あるいは、弾性部材は型締時にテーパピンが凹入部に当接するときの衝撃を緩衝するだけである。特許文献３に記載の発明によると、可動金型と可動盤との位置決めに芯ズレが生じている場合は、変位したキーすなわちズレたキーを適用することによりズレを修正することができる。しかしながら、変位したキーを適用するためには、可動金型を可動盤から一旦取り外し、そして変位したキーと交換する必要があり、修正には面倒な作業を必要とする。しかも、成形中には調整できない。芯ズレ量に対応した変位キーを複数個用意しなければならない煩わしさもある。

本発明は、上記したような従来の問題点を解決した射出成形用金型の位置決め方法および射出成形用金型を提供することを目的としている。すなわち、芯ズレが生じていてもズレを修正しながら成形できる射出成形用金型の位置決め方法を提供することを目的としている。また、他の発明は簡単に芯合わせして金型を取り付けることができる射出成形用金型の位置決め方法を、さらに他の発明は必要時に簡単に芯ズレを修正することができる射出成形用金型の位置決め方法を提供することを目的としている。また、他の発明は型締毎に芯ズレを補正して型締できると共に、簡単に芯合わせて金型を取り付けることができ、また必要時には簡単に芯ズレを修正することができる射出成形用金型を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、可動盤側には浮游プレートが設けられる。浮游プレートは弾性部材あるいは伸縮部材を介して可動盤に取り付けられる。浮游プレートは伸縮部材を介して可動盤に取り付けられているので、可動盤に対してあらゆる方向に変位可能である。そして、本発明によると可動側金型は前記浮游プレートに取り付けられる。したがって、可動側金型はあらゆる方向に変位可能である。一方、固定側金型と可動側金型のいずれか一方のパーティング面側には先端部がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンに嵌り合う位置決めピン穴が形成される。これにより型締時に可動側金型は固定側金型に芯合わせされる。また、本発明は、前記目的を達成するために、前記伸縮部材の伸び量が制限され、さらには前記浮游プレートは、必要時には前記可動盤に一体化できるように構成される。

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、これらのパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている前記可動側金型と固定側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成されている金型において、前記可動側金型を、可動盤に伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で設けられている浮游プレートに取り付けておき、それによって、前記可動側金型は、型締め毎に前記位置決めピンと位置決めピン穴とにより前記固定側金型に対して芯合わせされるように構成される。

請求項２に記載の発明は、可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、これらのパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている前記可動側金型と固定側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成されている金型において、前記可動側金型を、可動盤に伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で設けられていると共に前記可動盤に一体化可能な浮游プレートに取り付けておき、それによって、前記可動側金型は、型締めにより前記位置決めピンと位置決めピン穴とにより前記固定側金型に対して芯合わせされたとき前記浮游プレートを前記可動盤に一体化して、前記可動側金型の取り付け時に前記固定側金型に対して芯合わせされるように構成される。

請求項３に記載の発明は、可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、これらのパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている前記可動側金型と固定側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成されている金型において、前記可動側金型を可動盤に対して伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で取り付けられていると共に前記可動盤に規制ボルトにより一体化可能な浮游プレートに取り付けておき、それによって、前記可動側金型は、前記規制ボルトを緩めて型締めすると前記位置決めピンと位置決めピン穴とにより前記固定側金型に対して芯合わせされるように構成される。

請求項４記載の発明は、固定盤と、該固定盤に対して型開閉される可動盤と、前記可動盤に取り付けられている浮游プレートとを備え、前記浮游プレートは、前記可動盤に、伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で取り付けられていると共に、前記可動盤に締め付けられて一体化もされるようになっており、前記固定盤には固定側金型が、そして前記浮游プレートには可動側金型がそれぞれ取り付けられ、前記固定側金型と可動側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成され、前記可動盤を前記固定盤に対して型締めするとき、前記可動側金型が前記固定側金型に芯合わせされるように構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の型締装置において、前記可動盤と前記浮游プレートとの間には、複数本の規制ボルトが設けられ、前記伸縮部材の伸び量の制限と、前記浮游プレートの前記可動盤への締め付けが、前記規制ボルトにより行われるように構成される。

以上のように、本発明によると、可動盤には浮游プレートが伸縮部材を介して遊びをもって設けられ、この浮游プレートに可動側金型が取り付けられ、そして固定側金型と可動側金型のいずれか一方のパーティング面には先端部がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、他方のパーティング面には型締時に前記位置決めピンに嵌り合う位置決めピン穴が設けられているので、型締めするとき可動側金型の軸心がズレていても、前記位置決めピンと位置決めピン穴との嵌り合いにより可動側金型の芯ズレは修正される。すなわち、本発明によると、可動側金型は型締め毎に固定側金型に対して芯合わせされるという、本発明に特有の効果が得られる。
また、他の発明によると、上記のように型締めすると、可動側金型は固定側金型に対して芯合わせされるので、この状態で浮游プレートを可動盤に固定するだけで、芯が合わされた状態で可動側金型を取り付けることができる効果が得られる。さらに他の発明によると、可動盤に固定されている浮游プレートを離して、型締めするだけで、簡単に芯ズレを補正することができる。

本発明の実施の形態に係る金型を示す図で、その（ア）は型開状態を、そしてその（イ）は型閉じ状態を示す断面図である。

以下、図１により本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る射出成形機は、図１に示されているように、従来周知の横型の射出成形機１の可動盤１２側に浮遊プレート２０が取り付けられた構造になっている。したがって、既存の射出成形機を比較的容易に改造できることになる。本実施の形態に係る射出成形機１は、図１の（ア）において右側に位置する固定盤２、左寄りに位置する可動盤１２、可動盤１２に弾性部材あるいは伸縮部材２４、２４を介して取り付けられている浮遊プレート２０、固定盤２に一方の端部が固定され、他端部が図示されない型締ハウジングに調節自在に取り付けられている４本のタイバー９、９、…等から構成されている。

固定盤２には、従来周知の態様で取付板３を介して固定側金型４が取り付けられている。この固定側金型４は、図には示されていないがロケートリングにより位置決めされている。固定側金型４のパーティング面Ｐ側には成形品を成形するための凹部５が形成され、この凹部５の底部にスプル６に連なっているゲートが開口している。凹部５の外側においてパーティング面Ｐから、例えば２０ｍｍ程度突き出たテーパ状に先端が細くなっている位置決めピン７、７が設けられている。また、取付板３には２本のガイドピン８、８が設けられている。これらのガイドピン８、８は固定側金型４を貫通して、詳しくは後述する可動側金型１４の方へ延びている。

従来周知の金型においては、可動盤は４本のタイバーに軸方向に移動可能に挿通され、そして固定盤に対向した面に可動側金型が取り付けられているが、本実施の形態によると、このような周知の可動盤を軸方向に直角に分割した形で浮游プレート２０が設けられている。分割された形になっているので、浮游プレート２０も４本のタイバー９、９、…にガイドされて軸方向に移動自在であるが、本実施の形態によると、浮游プレート２０のタイバー挿通孔の内周面とタイバー９、９、…の外周面との間には多少の遊びがある。この遊びにより浮游プレート２０、厳密には浮游プレート２０に取り付けられている可動側金型１４は、固定側金型４に対して芯ズレが補正され位置決めされることになる。

以下、さらに詳しく説明する。可動盤１２の左側に従来周知のトグル機構が設けられ、固定盤２に対向した面には、一対の取付穴１１、１１が軸方向に形成されている。これらの取付穴１１、１１は、タイバー９、９寄りに形成され、可動側金型１４よりも外側の位置に所定深さに形成されている。これらの取付穴１１、１１に、伸縮部材２４の一方の端部が取り付けられる。また、取付穴１１、１１および可動側金型１４と干渉しない位置、図示の実施の形態ではタイバー９、９、…の外側において複数個の雌ネジ１６、１６が同様に軸方向に形成されている。これらの複数個の雌ネジ１６、１６のそれぞれに締結ボルトあるいは規制ボルト２３、２３の先端部がねじ込まれる。

浮游プレート２０の、可動盤１２に面した側には、可動盤１２の取付穴１１、１１に対応して浮游プレート側の取付穴２１、２１が形成されている。これらの穴２１、２１に伸縮部材２４の他方の端部が取り付けられる。また、可動盤１２に形成されている雌ネジ１６、１６に対応して、浮游プレート２０にはボルト挿通孔２６、２６が明けられている。ボルト挿通孔２６、２６の径は、規制ボルト２３、２３の外径よりも大きい。したがって、浮游プレート２０は軸方向に自由に移動可能であると共に上下方向にもわずかにずれることができる。ボルト挿通孔２６、２６の、可動側金型１４側は拡径された所定深さの座になっている。この座に規制ボルト２３、２３の頭部２５が後述するように適宜着座することになる。なお、前記取付穴１１、２１、…の周りには伸縮部材２４、２４が圧縮され膨張するときの逃げ３０、３０が形成されている。

弾性部材あるいは伸縮部材２４は、加圧すると圧縮され、加圧状態を解放すると復元するシリコンゴム、スプリング等の弾性部材から構成され、その両端部が可動盤１２の取付穴１１と浮游プレート２０の取付穴２１とに挿入した状態で取り付けられている。規制ボルト２３、２３は、浮游プレート２０を伸縮部材２４を圧縮して可動盤１２に締め付けて一体化することもできるが、作用の項で説明するように、伸縮部材２４の伸長量あるいは可動盤１２と浮游プレート２０との間の間隔を規制するようにもなっている。

上記のように構成されている浮游プレート２０の、固定側金型４に対向する側には、従来周知のような金型取付ボルト、ピン等の取付手段が設けられ、これらの取付手段により取付板１３を介して可動側金型１４が取り付けられている。可動側金型１４のパーティング面Ｐ側には固定側金型４の凹部５と対をなす環状の凹部１５が設けられている。この環状の凹部１５の外側に、固定側金型４に設けられている位置決めピン７、７が、型締時に嵌り合うテーパ状の位置決めピン穴１７、１７が形成されている。また、固定側金型４側のガイドピン８、８が挿入されるガイド穴１８、１８も形成されている。ガイド穴１８、１８の内径はガイドピン８、８の外径よりもわずかに大きく、ガイドピン８、８はわずかに遊びをもって挿入されることになる。

次に、上記実施の形態の作用について説明する。可動盤１２を開く。そうすると、浮游プレート２０は伸縮部材２４、２４の復元力により可動盤１２から離間する。離間する量は、規制ボルト２３、２３の頭部２５がボルト挿通孔２６の座に着座することにより規制される。例えば可動盤１２と浮游プレート２０の間隔ｄが０．１ｍｍに規制される。上記のように可動盤１２を開いた状態で、固定側金型４をクレーン等で吊り下げて固定盤２に取付板３を介して周知のようにして取り付ける。このとき、固定側金型４は前述したようにロケートリングにより位置合わせる。また、可動側金型１４を上記のように吊り下げて取付板を介して浮游プレート２０に取り付ける。浮游プレート２０に取り付けるとき、周知のようにして位置合わせして取り付ける。これにより、一応成形できる状態になる。

型締めする。そうすると、可動盤１２が浮游プレート２０を型締方向に押す。浮游プレート２０および可動側金型１４は、伸縮部材２４、２４を介して抵抗なく型締方向に押される。最初にガイドピン８、８がガイド穴１８、１８に挿入される。引き続き浮游プレート２０および可動側金型１４が型締方向に所定量押されると、位置決めピン７、７の先端部が位置決めピン穴１７、１７に位置するようになる。このとき、浮游プレート２０は伸縮部材２４、２４を介して支持されているので、あらゆる方向に変位可能で、金型４、１４の軸芯がズレていると、テーパ状の位置決めピン７、７と位置決めピン穴１７、１７との嵌り合いにより位置ズレが修正されて、可動側金型１４のパーティング面Ｐが固定側金型４のそれに当接する。当接すると、伸縮部材２４、２４はもやは圧縮されないので、可動盤１２が浮游プレート２０を直接押し、以降型締される。金型４、１４のパーティング面Ｐの間にはキャビティ１９が構成され、規制ボルト２３、２３の頭部２５はボルト挿通孔２６、２６の座から突き出る、あるいは離れる。このような状態が図１の（イ）に示されている。

従来周知のようにして、キャビティ１９に溶融樹脂を射出充填する。冷却固化を待って可動盤１２を開いて、図には示されていないがエジェクタピンなどで成形品を取り出す。可動盤１２を開くと、浮游プレート２０は伸縮部材２４、２４の復元力により、図１の（ア）に示されているように可動盤１２から離間する。以下同様にして成形する。

上記のように、本実施の形態によると、成形毎に可動側金型１４の芯ズレを補正することができるが、他の芯合わせにも応用が可能である。例えば、可動側金型１４を浮游プレートに取り付けるとき、構造的に単純で安価に得られる取付手段により取り付け、そして可動盤１２を型締めする。そうすると、前述したように、可動側金型１４がラフに浮游プレート２０に取り付けられていても、可動側金型１４は固定側金型４に対して芯合わせされる。芯が合わさった状態で規制ボルト２３、２３により浮游プレート２０を可動盤１２に締め付ける。すなわち、可動盤１２と浮游プレート２０を一体化する。これにより、正確に芯合わせされた状態で可動側金型１４を浮游プレートに取り付けることができる。

また、可動側金型の型開閉に伴う振動、エジェクタピンの突き出し時の衝撃等により金型の取付け位置がズレることがあるので、所定期間毎に規制ボルト２３、２３を緩めて、前述したようにして型締めして芯ズレを修正することもできる。

以上のように本実施の形態によると、成形サイクル毎に可動側金型の芯ズレを自動的に修正して成形することもできるし、可動側金型を単純な操作により位置決めして可動盤すなわち浮游プレートに取り付けることもできる。さらには、所定期間毎に規制ボルトを緩め、そして型締めして、浮游プレートを可動盤に再び締め付けるという簡単な作業により可動側金型の芯ズレが生じていても、これを修正することができる。

本発明は、竪型の射出成形機にも適用できる。竪型の射出成形機で実施するときは、可動側金型は固定側金型の上方に配置するのが望ましい。そうすると、型開き時には浮游プレートは重力により下降するので、伸縮部材は型締時の衝撃を吸収する緩衝部材と見なすこともできる。

２ 固定盤 ４ 固定側金型
７ テーパ状の位置決めピン １２ 可動盤
１４ 可動側金型 １７ 位置決めピン穴
２０ 浮游プレート ２３ 規制ボルト
２４ 伸縮部材

Claims (5)

1. 可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、これらのパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている前記可動側金型と固定側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成されている金型において、
   前記可動側金型を、可動盤に伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で設けられている浮游プレートに取り付けておき、
   それによって、前記可動側金型は、型締め毎に前記位置決めピンと位置決めピン穴とにより前記固定側金型に対して芯合わせされることを特徴とする射出成形用金型の位置決め方法。
2. 可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、これらのパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている前記可動側金型と固定側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成されている金型において、
   前記可動側金型を、可動盤に伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で設けられていると共に前記可動盤に一体化可能な浮游プレートに取り付けておき、
   それによって、前記可動側金型は、型締めにより前記位置決めピンと位置決めピン穴とにより前記固定側金型に対して芯合わせされたとき前記浮游プレートを前記可動盤に一体化して、前記可動側金型の取り付け時に前記固定側金型に対して芯合わせされることを特徴とする射出成形用金型の位置決め方法。
3. 可動側金型を固定側金型に対して型締めすると、これらのパーティング面間にキャビティが構成されるようになっている前記可動側金型と固定側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成されている金型において、
   前記可動側金型を可動盤に対して伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で取り付けられていると共に前記可動盤に規制ボルトにより一体化可能な浮游プレートに取り付けておき、
   それによって、前記可動側金型は、前記規制ボルトを緩めて型締めすると前記位置決めピンと位置決めピン穴とにより前記固定側金型に対して芯合わせされることを特徴とする射出成形用金型の位置決め方法。
4. 固定盤と、該固定盤に対して型開閉される可動盤と、前記可動盤に取り付けられている浮游プレートとを備え、
   前記浮游プレートは、前記可動盤に、伸縮部材を介して遊びをもって前記伸縮部材の伸び量が制限された状態で取り付けられていると共に、前記可動盤に締め付けられて一体化もされるようになっており、
   前記固定盤には固定側金型が、そして前記浮游プレートには可動側金型がそれぞれ取り付けられ、前記固定側金型と可動側金型のいずれかの一方のパーティング面側には先端がテーパ状に細くなっている位置決めピンが、そして他方のパーティング面側には型締時に前記位置決めピンが嵌り合う位置決めピン穴が形成され、前記可動盤を前記固定盤に対して型締めするとき、前記可動側金型が前記固定側金型に芯合わせされるようになっていることを特徴とする型締装置。
5. 請求項４に記載の型締装置において、前記可動盤と前記浮游プレートとの間には、複数本の規制ボルトが設けられ、前記伸縮部材の伸び量の制限と、前記浮游プレートの前記可動盤への締め付けが、前記規制ボルトにより行われるようになっている、ことを特徴とする型締装置。

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