JP2012086492A - 成形機の金型位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型基板の標準化の結果、必要以上に大きな標準化された金型基板を設ける必要があるため、金型のサイズが大型化し、金型の重量が重くなるため、金型交換の作業負荷が大きくなり、金型の製造コストが高価になる。
【解決手段】ベース部材１０よりも上方に配置されて金型Ｍを載置可能な型受け部材１５と、型受け部材１５を昇降移動させるエアシリンダ２０と、型受け部材１５に夫々固定され且つ型受け部材１５をベース部材１０に対して昇降可能にガイドする１対のガイドロッド３０，３０と、ベース部材１０に配置され且つ１対のガイドロッド３０，３０に夫々係合してロック可能なロック機構４０とを備え、ロック機構４０が１対のガイドロッド３０，３０に係合してロックしたとき、１対のガイドロッド３０，３０を介して型受け部材１５をベース部材１０に支持し、型受け部材１５により金型Ｍの下端を支持することで金型を位置決めするように構成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、成形機の１対のプラテン又は１対の取付プレートに形成された鉛直の盤面に金型を位置決めする成形機の金型位置決め装置に関し、特に、盤面に固定されたベース部材に、複数のガイド部材を介して金型の型受け部材を昇降可能に支持する成形機の金型位置決め装置に関するものである。

従来、射出成形機においては、１対のプラテン（固定盤と可動盤）に形成された鉛直の盤面に金型（固定金型と可動金型）が固定され、可動盤が固定盤に接近・離隔する方向に駆動されて、金型の型閉めと型開きが行われる。型閉めされた金型内のキャビティに射出機構により溶融状の合成樹脂が供給され、その溶融状の合成樹脂が硬化して成形品が成形され、金型の型開き後、その成形品がエジェクタ機構により金型からエジェクトされる。

射出成形機において金型を交換する場合、射出機構やエジェクタ機構等が正常に機能するように、新たにセットする金型を１対のプラテンの盤面にセンタリングして固定する必要がある。一般に、固定金型にロケートリングが装着され、そのロケートリングが固定盤に形成されたノズル挿通孔の端部の嵌合凹部に係合することにより金型がセンタリングされた状態になる。尚、固定金型と可動金型は、夫々、キャビティを形成する金型本体と、金型本体が固定される金型基板とを有し、この金型基板がプラテンの盤面に当接状に固定される。

図１６、図１７に示す射出成形機の金型交換方法では、金型１００をクレーンによりワイヤ１０１で吊下げて、射出成形機１０５の１対のプラテン１０６，１０７間に搬入し、１対のプラテン１０６，１０７の盤面１０６ａ，１０７ａにセンタリングして固定する。しかし、金型１００は重量が非常に重い（例えば、数ｔ〜数１０ｔある）重量物であるため、ワイヤ１０１で吊下げられた金型１００が図示のように傾くことも多くあり、その金型１００を目視しつつクレーン操作を行い更に人が押して、金型１００のロケートリング１００ｂをプラテン１０６のノズル挿通孔１０６ｂの端部に係合させるように金型１００をセンタリングすることは非常に大変である。つまり、金型交換の作業負荷が非常に大きくなる。

そこで、図１８、図１９の射出成形機の金型位置決め技術では、射出成形機１０５の１対のプラテン１０６，１０７の盤面１０６ａ，１０７ａの下端部に１対の型受け部材１０８が複数のボルト１０８ａで固定されている。この１対の型受け部材１０８に金型１００（固定金型と可動金型）の１対の金型基板１００ａが載置されて、金型１００が上下方向に位置決めされる。尚、射出成形機１０５の側方に搬送台車で搬送されてきた金型１００を、搬送台車から１対の型受け部材１０８に移載して１対のプラテン１０６，１０７間に搬入可能に構成する場合もある。

一方、特許文献１の射出成形機の金型位置決め装置では、金型基板を載置する型受け部材が回転軸を介してプラテンに回動自在に支持されている。その型受け部材の外周面に複数の基準面が形成され、そのうち使用する基準面が上面となるように型受け部材を回動させた後、型受け部材をピン部材でプラテンに固定する。回転軸から各基準面までの距離が異なるため、使用する基準面の高さ位置を変更する。

特許文献２の射出成形機の金型交換装置では、型受け部材を昇降させる油圧シリンダと、油圧シリンダによる型受け部材の昇降移動をガイドするガイドポストが設けられている。油圧シリンダは鉛直姿勢に配置されて、シリンダ部材がプラテンに固定され、ピストンロッドとガイドポストの上端部が型受け部材に連結されている。型受け部材と搬送台車との間で金型を受け渡しするために、型受け部材が金型の荷重を支持した状態で油圧シリンダにより昇降される。

特開２００５−６６８６３号公報 特開平５−２７８０７８号公報

図１８、図１９の射出成形機の金型位置決め技術のように、型受け部材の位置が固定されている場合、その型受け部材を用いて複数種類の仕様の異なる金型をセンタリングするためには、その複数の金型の金型基板のサイズを統一して、金型基板の標準化を図る必要がある。つまり、成形品のサイズに応じて小型化可能な金型についても、必要以上に大きな標準化された同サイズの金型基板を設ける必要があるため、金型のサイズが大型化する。その結果、金型の重量が重くなるため、金型交換の作業負荷が大きくなり、金型の製造コストが高価になる。

そこで、型受け部材の固定位置を図１９に実線と仮想線で示すように上下方向に変更できるようにすれば、複数種類の仕様の異なる金型の金型基板のサイズを統一する必要性がなくなる。しかし、金型基板のサイズが現在セットされている金型と異なる金型に交換する場合、複数のボルトを弛め、型受け部材を金型固定位置に移動させ、再度複数のボルトを締付けるという型受け部材の付け替え作業が新たに必要になる。結局、金型交換の作業負荷を殆ど軽減できない。

特許文献１の射出成形機の金型位置決め装置では、金型基板のサイズが現在セットされている金型と異なる金型に交換する場合、型受け部材を固定するピン部材を取外し、型受け部材を回動させ、再度ピン部材を取付けるという型受け部材の姿勢切換え作業が新たに必要になる。図１８、図１９に示す技術と同様、金型交換の作業負荷を殆ど軽減できない。

特許文献２の射出成形機の金型交換装置では、型受け部材を油圧シリンダにより昇降し、ガイドポストにより型受け部材の昇降移動時の姿勢を水平状態に維持している。この金型交換装置は、型受け部材と搬送台車との間で金型の受け渡しを行い、金型の荷重を型受け部材を介して油圧シリンダにより支持するため、安価な小型エアシリンダを使用することが難しく、金型を載置した型受け部材を昇降可能な高出力の大型油圧シリンダが必要になる。しかも、型受け部材の高さ位置を多段階に調整するには、型受け部材の高さ位置や油圧シリンダの伸縮位置等を検出する位置検出機構や選択された高さ位置において金型を載置した型受け部材を位置決め支持する荷重支持機構が必要となり、金型位置決め装置の大型化や製造コストの増加を招く。

本発明の目的は、複数種類の金型について金型交換の作業負荷を軽減でき、金型位置決め装置を小型化でき、製造コストを削減できる成形機の金型位置決め装置を提供することである。

請求項１の成形機の金型位置決め装置は、成形機の１対のプラテン又はその１対のプラテンに固定された１対の取付プレートに形成された鉛直の盤面に金型を固定するために位置決めする成形機の金型位置決め装置において、前記盤面の下端近傍部に固定されたベース部材と、前記ベース部材よりも上方に配置されて金型を載置可能な型受け部材と、前記型受け部材を前記ベース部材に対して昇降移動させる昇降駆動機構と、前記型受け部材に夫々固定され且つ型受け部材を前記ベース部材に対して昇降可能にガイドする複数のガイド部材と、前記ベース部材に配置され且つ前記複数のガイド部材に夫々係合してロック可能なロック機構とを備え、前記ロック機構が前記複数のガイド部材に係合してロックしたとき、複数のガイド部材を介して型受け部材をベース部材に支持し、型受け部材により金型の下端を支持することで金型を位置決めするように構成したことを特徴としている。

この成形機の金型位置決め装置では、現在固定されている金型を別の金型に交換する場合、ベース部材に配置されたロック機構が複数のガイド部材に係合してロックすることにより、型受け部材を昇降可能にガイドする複数のガイド部材を介して金型を載置した型受け部材の荷重をベース部材に支持させることができる。尚、この成形機は、射出成形機に限定される訳ではなく、ダイカストマシン等の成形機一般を対象としている。

請求項２の金型位置決め装置は、請求項１の発明において、前記ベース部材と型受け部材が夫々前記盤面に沿って水平方向に延びる細長い角形バー部材で構成され、前記ベース部材は、前記複数のガイド部材が上下方向に摺動自在に挿通する複数のガイド孔を備えたことを特徴としている。
請求項３の金型位置決め装置は、請求項２の発明において、１対の前記ガイド部材が、ベース部材の両端寄り部分に対応する位置に配設されたことを特徴としている。

請求項４の金型位置決め装置は、請求項２又は３の発明において、前記ガイド部材は、断面円形のロッド状部材からなり、前記ロック機構は、各ガイド部材の外周部分に設けられ上下方向の高さ位置が異なる複数の溝部と、前記ベース部材の上部に載置されて前記水平方向へ位置切換え可能なスライド部材とを備え、前記スライド部材は、前記複数の溝部のうちの何れかの選択された溝部に係合され且つ型受け部材の昇降移動を規制するロック位置と、前記選択された溝部から係合解除され且つ型受け部材の昇降移動を許容するアンロック位置とに切換え可能に形成されたことを特徴としている。

請求項５の金型位置決め装置は、請求項４の発明において、前記ロック機構が前記スライド部材を前記水平方向へ移動させる１又は複数の流体圧シリンダを備えたことを特徴としている。
請求項６の金型位置決め装置は、請求項４又は５の発明において、前記スライド部材は、前記ガイド部材よりも小径に形成され且つ前記選択された溝部に係合可能なロック用開口部と、前記ロック用開口部に連なると共に前記ガイド部材よりも大径に形成され且つ前記ガイド部材が上下方向に挿通可能なアンロック用開口部を備えたことを特徴としている。

請求項７の金型位置決め装置は、請求項１〜６の何れか１項の発明において、前記昇降駆動機構が流体圧シリンダを備えると共に立向き姿勢に配置された流体圧シリンダのシリンダ部材が前記ベース部材に取付けられ、前記流体圧シリンダのピストンロッドと前記ガイド部材の上端部が夫々型受け部材に連結されたことを特徴としている。
請求項８の金型位置決め装置は、請求項１〜７の何れか１項の発明において、前記型受け部材は、金型の金型基板に形成された位置決め凹部が係合する位置決め凸部を有することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、前記ベース部材、型受け部材、昇降駆動機構、ガイド部材、ロック機構を備えたので、金型交換に際してサイズの異なる複数種類の金型のうち、盤面に固定する金型に応じた上下方向の高さ位置に型受け部材を容易に調節することができ、金型交換の作業負荷を軽減できる。

金型から型受け部材に作用する荷重を、昇降駆動機構ではなく、複数のガイド部材を介してベース部材に支持させるため、昇降駆動機構に型受け部材を昇降可能な比較的低出力の小型の昇降駆動機構を適用することができ、金型位置決め装置の小型化を図ることができる。複数のガイド部材とこれら複数のガイド部材に係合してロック可能なロック機構により型受け部材の高さ位置を調整するため、別途位置検出機構や荷重支持機構を用いることなく金型を安定的に支持した状態で盤面にセンタリングして固定することができ、製造コストを削減できる。

請求項２の発明によれば、ベース部材に複数のガイド孔により複数のガイド部材を昇降自在に安定的にガイドでき、金型を支持した型受け部材の荷重を複数のガイド部材を介してベース部材に容易に伝達でき、金型位置決め装置の小型化を図ることができる。
請求項３の発明によれば、１対のガイド部材を設けるため、型受け部材をベース部材に対して安定的にガイドでき、簡単な構造で荷重をベース部材へ効果的に伝達できる。

請求項４の発明によれば、複数の溝部のうち金型サイズに応じた高さ位置の溝部にスライド部材を係合させることにより、金型サイズに応じた上下方向高さ位置に型受け部材を確実に調節することができる。スライド部材のスライド操作によりガイド部材とスライド部材との係合・係合解除を行うことができ、簡単な機構のロック機構を実現できる。

請求項５の発明によれば、ガイド部材に対するスライド部材のロック・アンロック切換えを１又は複数の流体圧シリンダにより確実に実現することができる。
請求項６の発明によれば、スライド部材の位置を切換えることにより、複数のガイド部材に対するロックと、アンロックとを簡単に切換えることができ、切換え操作性を高めることができる。

請求項７の発明によれば、昇降駆動機構の流体圧シリンダのピストンロッドとガイド部材の上端部が型受け部材に連結されているため、流体圧シリンダにより型受け部材の位置を金型に応じた位置に調節することができる。
請求項８の発明によれば、金型の金型基板を型受け部材に下降させて載置する際に、金型基板の位置決め凹部に型受け部材の位置決め凸部を係合させることにより、金型を盤面に対してセンタリングすることができる。

実施例１に係る金型位置決め装置を含む射出成形機と金型（型閉め状態）の側面図である。 図１のII−II線断面図である。 スライド部材がロック位置のときの固定盤側金型位置決め装置の斜視図である。 図３の金型位置決め装置の側面図である。 図３の金型位置決め装置の正面図である。 図４のVI−VI線断面図である。 図５のVII−VII線断面図である。 図６の要部拡大図である。 スライド部材がアンロック位置のときの図６相当図である。 図９のX−X線断面図である。 図９の要部拡大図である。 ガイドロッドが下降移動しているときの図１１相当図である。 金型位置決め装置の制御系のブロック図である。 金型交換前期における金型等の側面図である。 金型交換後期における金型等の側面図である。 従来技術に係る射出成形機の金型交換中の金型等の側面図である。 図１６のXVII−XVII線断面図である。 別の従来技術に係る射出成形機の金型交換中の金型等の側面図である。 図１８のXIX−XIX線断面図である。

以下、発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１，図２に示すように、射出成形機１は、金型Ｍ（固定金型Ｍ１と可動金型Ｍ２）が固定される相対向する１対のプラテン２，３（固定盤２と可動盤３）、金型Ｍの型閉めと型開きを行うために可動盤３を固定盤２に接近・離隔する方向へ移動自在にガイド支持する４本のガイドロッド４、可動盤３を前記接近・離隔する方向に駆動する油圧シリンダ（又は駆動モータ）を有するプラテン駆動機構５、型閉めされた金型Ｍ内のキャビティに溶融状の合成樹脂を供給する射出筒６ａを有する射出機構６、１対のプラテン２，３の鉛直な盤面２ａ，３ａに金型Ｍを固定する際に位置決めする１対の金型位置決め装置７，８、金型Ｍの可動金型Ｍ２から成形品をエジェクトするエジェクタ装置９を備えている。

図１に示すように、固定金型Ｍ１と可動金型Ｍ２は、夫々、キャビティを形成する金型本体Ｍ１ａ，Ｍ２ａと、金型本体Ｍ１ａ，Ｍ２ａが固定された金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂとを有する。固定金型Ｍ１の金型基板Ｍ１ｂにロケートリングＭ１ｃが装着され、そのロケートリングＭ１ｃが固定盤２に形成された射出機構６のノズル挿通孔２ｂの端部の嵌合凹部に嵌合して、金型Ｍがセンタリングされた状態になる。そして、金型Ｍのセンタリングの後、固定金型Ｍ１の金型基板Ｍ１ｂが固定盤２の盤面２ａに当接状に複数のクランプ装置（図示略）により固定され、可動金型Ｍ２の金型基板Ｍ２ｂが可動盤３の盤面３ａに当接状に複数のクランプ装置（図示略）により固定されている。１対のプラテン２，３の盤面２ａ，３ａにはサイズ・形状等が異なる複数種類の金型を択一的に着脱可能である。

この射出成形機１により射出成形を行う場合、プラテン駆動機構５により可動盤３が固定盤２に接近する方向に駆動され、図１に示すように、可動金型Ｍ２が固定金型Ｍ１に押圧されて金型Ｍが型閉め状態となり、この状態で、射出機構６により射出筒６ａの先端から金型Ｍ内のキャビティに溶融状の合成樹脂が供給され、その溶融状の合成樹脂が硬化して成形品が成形される。その後、プラテン駆動機構５により可動盤３が固定盤２から離隔する方向に駆動され、可動金型Ｍ２が固定金型Ｍ１から離隔して金型Ｍが型開き状態となり、この状態で、エジェクタ装置９により成形品が可動金型Ｍ２からエジェクトされる。

１対の金型位置決め装置７，８について説明する。
１対の金型位置決め装置７，８は同じ構成であるため、以下、固定盤２に装備された金型位置決め装置７について説明し、金型位置決め装置８についての説明は省略する。但し、金型位置決め装置８の複数の構成部材については、金型位置決め装置７の複数の構成部材と同一の符号を付して図示した。

図１〜図１２に示すように、１対の金型位置決め装置７は、ベース部材１０と、ベース部材１０よりも上方に配置されて金型Ｍ（金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ）を載置可能な型受け部材１５と、型受け部材１５を昇降させる昇降駆動機構の流体圧シリンダであるエアシリンダ２０と、型受け部材１５に夫々固定された１対のガイドロッド３０（ガイド部材）であって、型受け部材１５をベース部材１０に対して昇降可能にガイドする１対のガイドロッド３０と、ベース部材１０上に設けられたロック機構４０であって、１対のガイドロッド３０に夫々係合してロック可能なロック機構４０と、エアシリンダ２０とロック機構４０を制御する制御装置７０とを備え、ロック機構４０が１対のガイドロッド３０に係合してロックしたとき、１対のガイドロッド３０を介して型受け部材１５をベース部材１０に支持し、型受け部材１５により金型Ｍ（金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ）の下端部を支持することで金型Ｍを位置決めするように構成されている。

この金型位置決め装置７において、ベース部材１０が、固定盤２の盤面２ａの下端近傍部に対応する位置に配置され、盤面２ａから可動盤３側へ突出した状態で盤面２ａに複数のボルト１１により強固に固定され、型受け部材１５は盤面２ａに沿って昇降可能に装備されている。金型位置決め装置８は可動盤３に装着され、そのベース部材１０が、可動盤３の盤面３ａの下端近傍部に対応する位置に配置され、盤面３ａから固定盤２側へ突出した状態で盤面３ａに複数のボルト（図示略）により強固に固定され、型受け部材１５は盤面３ａに沿って昇降可能に装備されている。尚、図１、図２に示す矢印Ｆを前方、矢印Ｂを後方、矢印Ｌを左方、矢印Ｒを右方として以下の説明を行う。

図２，図３，図５，図６，図９に示すように、ベース部材１０及び型受け部材１５は、夫々、固定盤２の盤面２ａに沿って左右方向に延びる細長い角形バー部材で形成され、下側２本のガイドロッド４間の間隔よりも少し短い左右長を有する。ベース部材１０には、中央位置に上下に貫通するロッド挿通孔１０ａが形成され、このロッド挿通孔１０ａにエアシリンダ２０のピストンロッドが挿通している。ベース部材１０には、１対のガイドロッド３０に夫々対応する左右両端寄り位置に上下に貫通する２つのガイド孔１０ｂが形成されている。

型受け部材１５の上部には、固定金型Ｍ１の金型基板Ｍ１ｂを左右方向に位置決めする山形の突出部１６（位置決め凸部）が上方に突出するよう設けられている。突出部１６は、型受け部材１５の左右方向の中央位置に配置され、型受け部材１５を挿通するボルト部材１７により型受け部材１５の上端部に締結されている。
固定金型Ｍ１の金型基板Ｍ１ｂ下端中央部分には、突出部１６が係合可能な逆Ｖ形の凹入部Ｍ１ｄ（位置決め凹部）が形成されている。それ故、固定金型Ｍ１の下端を型受け部材１５に支持させるとき、突出部１６と凹入部Ｍ１ｄとが嵌合して、固定金型Ｍ１が盤面２ａに対して左右方向にセンタリングされる。

図３〜図６，図９に示すように、エアシリンダ２０は、シリンダ部材２１と、このシリンダ部材２１内部を摺動自在なピストン２２と、このピストン２２に連結されたピストンロッド２３と、シリンダ部材２１内部へエアを供給・排出可能なポート２４ａ，２４ｂと、型受け部材１５の上限位置に対応するピストン２２の上限位置を検出可能な位置検出センサ２５ａと、型受け部材１５の下限位置に対応するピストン２２の下限位置を検出可能な位置検出センサ２５ｂ等を備えている。

エアシリンダ２０は、ベース部材１０の左右方向中央の下側に、ベース部材１０の下部から下方に延びるように立向き姿勢に配置されている。エアシリンダ２０は、シリンダ部材２１の上端部分がベース部材１０の下端部分に取付けられ、ロッド挿通孔１０ａを貫通したピストンロッド２３の上端部分が型受け部材１５の下部に連結されている。

型受け部材１５をエアシリンダ２０により上昇させるとき、ピストンロッド２３を伸長させ、位置検出センサ２５ａによりピストン２２が上限位置に達したことを検出した時点で上昇移動を停止する。型受け部材１５をエアシリンダ２０により下降させるとき、ピストンロッド２３を退入させ、位置検出センサ２５ｂによりピストン２２が下限位置に達したことを検出した時点で下降移動を停止する。

尚、位置検出センサは、上限位置と下限位置を検出する２つのセンサに限定されるものではなく、後述する環状溝部３１〜３３に対応する位置を検出する３つ以上の位置検出センサを設けることができる。ピストンロッド２３に一体的に連結した検出部材を別途設け、この検出部材の移動を複数位置で検出するセンサにより型受け部材１５の複数の高さ位置を検出するように構成してもよい。

図６，図９に示すように、１対のガイドロッド３０は、ベース部材１０の両端寄り部分に対応する位置に配設され、ベース部材１０に形成された２つのガイド孔１０ｂに摺動自在に挿通されている。図６〜図１０に示すように、各ガイドロッド３０は、断面円形のロッド状部材からなり、ガイドロッド３０の上端部分がボルト部材３７により型受け部材１５の下部に連結されている。１対のガイドロッド３０は、エアシリンダ２０が型受け部材１５を昇降移動するとき、型受け部材１５の姿勢を水平状態に維持するようにベース部材１０に対してガイドしている。

図６，図９に示すように、各ガイドロッド３０は、上下方向の高さ位置が異なる３つの環状溝部３１〜３３を備えている。３つの環状溝部３１〜３３は、型受け部材１５を最も低い第１ロック位置に位置決め可能な溝部３１と、型受け部材１５を中段位置の第２ロック位置に位置決め可能な溝部３２と、型受け部材１５を最も高い第３ロック位置に位置決め可能な溝部３３である。尚、３つの溝部に限られるものではなく、金型Ｍのサイズに応じて高さ位置の異なる２つの溝部でも良く、高さ位置の異なる４つ以上の溝部を形成しても良い。

図８に示すように、溝部３１〜３３は同じ構成のものであるため、溝部３１を例にして説明すると、溝部３１は環状の水平壁部３１ａと、水平壁部３１ａの軸心側端部に連なる円筒壁部３１ｂと、円筒壁部３１ｂの下端部に連なり下方程大径化する環状テーパ壁部３１ｃとを有する。円筒壁部３１ｂの上下幅は、後述するスライド部材４１の上下方向の厚さよりも大きく形成され、水平壁部３１ａの外周のエッジ部分には、所定の面取り部（図示略）が形成されている。

図１〜１２に示すように、ロック機構４０は、１対のガイドロッド３０に形成された前記溝部３１〜３３と、ベース部材１０の上面に載置されて盤面２ａに沿ってベース部材１０上を左右方向へスライドして位置切換え可能な板状のスライド部材４１と、このスライド部材４１を前記左右方向へ移動駆動する左右１対のエアシリンダ５０，６０等を備えている。

図７，図１０に示すように、スライド部材４１は、左右両端寄り部分に対応する位置にガイドロッド３０よりも小径に形成され且つ溝部３１〜３３に択一的に係合可能な１対のロック用開口部４２と、これらロック用開口部４２の左側に夫々連なると共にガイドロッド３０よりも大径に形成され且つガイドロッド３０が上下方向に摺動自在に挿通する１対のアンロック用開口部４３と、ロッド挿通孔１０ａに対応する位置に形成されピストンロッド２３が上下方向に挿通可能な長円状のロッド用開口部４４と、ベース部材１０の両端部に固定された左右１対の縦板４５等を備えている。

スライド部材４１には、左右１対の長円形のガイド用開口部４６がロッド用開口部４４の両側に形成されている。ガイド用開口部４６にはベース部材１０に固定されたピン部材４７が挿通され、スライド部材４１の左右方向へのスライド動作をガイドしている。
上記の１対のガイド用開口部４６とピン部材４７によりスライド部材４１の左右方向へのスライド移動限界が規制され、１対のガイドロッド３０と開口部４２，４３との干渉が防止されている。

図６〜図８に示すように、スライド部材４１を右限位置に位置させた状態では、１対のガイドロッド３０が１対のアンロック用開口部４３を挿通し、ロック機構４０はアンロック状態になる。エアシリンダ２０により型受け部材１５を昇降させ、１対のガイドロッド３０の溝部３１〜３３の何れかをスライド部材４１の高さ位置に一致させてから、スライド部材４１を左限位置に位置させると、１対のロック用開口部４２が溝部３１〜３３の何れかに夫々係合するため、ロック機構４０はロック状態になる。尚、金型サイズに応じて型受け部材１５の高さ位置を設定する為に、溝部３１〜３３は、金型サイズに応じて選択される。

図２〜図１２に示すように、左側のエアシリンダ５０は、スライド部材４１の左端に固定された縦板４５に左方から対向するようにベース部材１０の左端近傍部分に固定されている。右側のエアシリンダ６０は、スライド部材４１の右端に固定された縦板４５に右方から対向するようにベース部材１０の右端近傍部分に固定されている。
左側のエアシリンダ５０は、シリンダ部材５１と、このシリンダ部材５１の内部のピストン５２と、このピストンから延びて左側の縦板４５に連結されたピストンロッド５３と、シリンダ部材５１の内部へエアを供給・排出可能なポート５４ａ，５４ｂ（図３参照）等を備えている。右側のエアシリンダ６０は、エアシリンダ５０と同様の構成を有し、シリンダ部材６１と、このシリンダ部材６１の内部のピストン６２と、このピストン６２から延びて右側縦板部材４５に連結されたピストンロッド６３と、シリンダ部材６１の内部へエアを供給・排出可能なポート６４ａ，６４ｂ（図３参照）等を備えている。

スライド部材４１を左側のロック位置に切換えるとき、左側エアシリンダ５０のピストンロッド５３を退入させ且つ右側エアシリンダ６０のピストンロッド６３を伸長させる。その結果、図６〜図８に示すように、１対のロック用開口部４２が１対の溝部３３に同時に係合し、ロック機構４０がロック状態になり、型受け部材１５は昇降移動不能になり、金型Ｍ１から型受け部材１５に作用する荷重は、エアシリンダ２０で支持することなく、１対のガイドロッド３０を介してベース部材１０により支持することができる。

スライド部材４１を右側のアンロック位置に切換えるとき、左側エアシリンダ５０のピストンロッド５３を伸長させ且つ右側エアシリンダ６０のピストンロッド６３を退入させる。その結果、図９〜図１１に示すように、１対のロック用開口部４２が１対の溝部３３から離脱して１対のガイドロッド３０は１対のアンロック用開口部４３を挿通する状態になるため、ロック機構４０がアンロック状態になり、エアシリンダ２０により型受け部材１５を昇降移動可能になる。

図１３に示すように、金型位置決め装置７の制御装置７０は、操作盤７１からの指令と位置検出センサ２５ａ，２５ｂの検出信号に基づいて、金型位置決め装置７のエアシリンダ２０，５０，６０を制御すると共に、金型位置決め装置８のエアシリンダ２０，５０，６０を制御するものである。尚、制御装置７０はコンピュータを備え、このコンピュータには所定の制御プログラムが格納されている。

制御装置７０には、操作盤７１と、１対のエアシリンダ２０を駆動するための１対の電磁切換弁７２と、１対のエアシリンダ５０を駆動するための１対の電磁切換弁７３と、１対のエアシリンダ６０を駆動するための１対の電磁切換弁７４が電気的に接続されている。操作盤７１は金型位置決め装置７，８に共通に設けられている。

金型のサイズに応じて型受け部材１５の上下方向の高さ位置を調節する際、操作盤７１からの指令に基づいて、制御装置７０は、エアシリンダ２０とエアシリンダ５０，６０を駆動制御することで型受け部材１５の高さ位置の調節を行う。

次に、以上説明した金型位置決め装置７，８の作用について説明する。
射出成形機１においてクレーンを介して金型Ｍを交換するとき、新たにセットする金型Ｍの金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂを１対の型受け部材１５で支持し、金型Ｍを固定盤２と可動盤３の盤面２ａ，３ｂにセンタリングしてから、金型Ｍを固定盤２と可動盤３の盤面２ａ，３ａに固定することにより、射出機構６とエジェクタ装置９等が正常に機能するようになる。そのため、金型Ｍの交換時に、金型位置決め装置７，８の１対の型受け部材１５の上下方向の高さ位置を調節し、クレーンで吊持した金型Ｍの下端を受け止めることにより、金型Ｍの高さ位置を位置決めし且つセンタリングする。尚、型受け部材１５の初期位置を下限位置に設定し、型受け部材１５を初期位置から所定の高さ位置（ロック位置）に調節する例について説明する。

１対の型受け部材１５の上下方向の高さ位置を調節する場合、操作盤７１の作動スイッチ（図示略）をオン操作する。金型位置決め装置７，８に対して、制御装置７０が電磁切換弁７２を制御し、エアシリンダ２０により型受け部材１５を下限位置から上限位置まで上昇させる。このとき、型受け部材１５はベース部材１０の１対のガイド孔１０ｂによりガイドされる１対のガイドロッド３０を介して上昇移動時の水平姿勢が保持されている。
型受け部材１５の上昇移動開始に同期して、制御装置７０により電磁切換弁７３，７４が制御され、エアシリンダ５０，６０によりスライド部材４１をアンロック位置（右限位置）に切換える（図１０，図１１参照）。これにより、スライド部材４１がガイドロッド３０の上昇移動を阻害することなく、型受け部材１５は円滑に上昇移動する。

制御装置７０は、型受け部材１５が上限位置に到達して位置検出センサ２５ａからピストン２２が上限位置に達した検出信号を受信したとき、型受け部材１５を下降移動させるよう電磁切換弁７２を切換え、これと同時に、スライド部材４１をロック位置へ移動するよう電磁切換弁７３，７４を切換える（図１２参照）。このとき、スライド部材４１のロック用開口部４２の入口側内縁部は、ガイドロッド３０の溝部３３より下方の外周面と摺接しているため、スライド部材４１はガイドロッド３０の下降移動を阻害しない。

次に、図７，図８に示すように、型受け部材１５が第３ロック位置に到達したとき、ガイドロッド３０の溝部３３の高さ位置とスライド部材４１のロック用開口部４２の高さ位置とが略同じ高さ位置になるため、ロック用開口部４２の入口側内縁部が環状テーパ壁部３３ｃ上をロック用開口部４２が摺動して溝部３３と係合する。これにより、水平壁部３３ａがスライド部材４１の上面に当接し、型受け部材１５の下降移動が停止され、これにより型受け部材１５が第３ロック位置に位置決めされる。尚、型受け部材１５が第３ロック位置に位置決めされたとき、制御装置７０は、電磁切換弁７２，７３，７４を制御し、エアシリンダ２０，５０，６０に対するエアの供給・排出を停止する。金型のサイズが第３ロック位置の型受け部材１５に対応している場合は、型受け部材１５を第３ロック位置に位置させた状態で金型交換を行う。

図１０，図１１に示すように、型受け部材１５を中段の第２ロック位置に位置決めする場合は、型受け部材１５が第３ロック位置に位置決めされた状態から、操作盤７１の作動スイッチを再度オン操作する。制御装置７０は、電磁切換弁７３，７４を制御し、エアシリンダ５０，６０によりスライド部材４１をアンロック位置（右限位置）に切換え、ロック用開口部４２と溝部３３との係合を解除する。スライド部材４１の切換え後、制御装置７０は、電磁切換弁７２を制御し、エアシリンダ２０による型受け部材１５の下降移動が開始される。

型受け部材１５が下降移動開始後、制御装置７０は、図１２に示すように、スライド部材４１をロック位置へ移動するよう電磁切換弁７３，７４を切換える。このとき、スライド部材４１のロック用開口部４２の入口側内縁部は、ガイドロッド３０の溝部３２より下方の外周面と摺接している。型受け部材１５が第２ロック位置に到達したとき、ガイドロッド３０の溝部３２の高さ位置とスライド部材４１のロック用開口部４２の高さ位置とが略同じ高さ位置になるため、第３ロック位置のときと同様に、ロック用開口部４２が溝部３２に係合し、型受け部材１５が第２ロック位置に位置決めされる。金型サイズが第２ロック位置の型受け部材１５に対応している場合は、型受け部材１５を第２ロック位置に位置させた状態で金型交換を行う。

型受け部材１５を第１ロック位置に位置決めする場合は、型受け部材１５が第２ロック位置に位置決めされた状態から、操作盤７１の作動スイッチを再度オン操作する。
制御装置７０は、電磁切換弁７３，７４を制御し、エアシリンダ５０，６０によりスライド部材４１をアンロック位置（右限位置）に切換え、ロック用開口部４２と溝部３２との係合を解除する。スライド部材４１の切換え後、制御装置７０は、電磁切換弁７２を制御し、エアシリンダ２０による型受け部材１５の下降移動が開始される。
型受け部材１５による下降移動開始後、制御装置７０は、スライド部材４１をロック位置へ移動するよう電磁切換弁７３，７４を切換える。これにより、スライド部材４１のロック用開口部４２の入口側内縁部は、ガイドロッド３０の溝部３１より下方の外周面と摺接している。

型受け部材１５が第１ロック位置に到達したとき、ガイドロッド３０の溝部３１の高さ位置とスライド部材４１のロック用開口部４２の高さ位置とが略同じ高さ位置になるため、第２，３ロック位置のときと同様に、ロック用開口部４２が溝部３１に係合し、型受け部材１５が第１ロック位置に位置決めされる。金型のサイズが第１ロック位置の型受け部材１５に対応している場合は、型受け部材１５を第１ロック位置に位置させた状態で金型交換を行う。

こうして、型受け部材１５の高さ位置が金型Ｍの金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂのサイズに応じた上下方向高さ位置（第１，２，３ロック位置の何れか）に調節される。尚、金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂのサイズが現在セットされている金型Ｍより大きな金型Ｍに交換する場合、前述した操作手順により型受け部材１５の上下方向の高さ位置を調整する。金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂのサイズが現在セットされている金型Ｍより小さな金型Ｍに交換する場合、一旦、型受け部材１５を初期位置に戻した後、前述した操作手順により型受け部材１５の上下方向の高さ位置を調整する。

その後、図１４に示すように、固定盤２と可動盤３との間に、金型Ｍの左右寸法よりも少しだけ大きな間隔を設けた状態で、金型Ｍをクレーンによりワイヤ４５を介して吊持した状態で、金型Ｍが固定盤２と可動盤３との間に搬入され、金型Ｍの金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂが１対の型受け部材１５に支持される（金型重量の一部が支持される）。ここで、１対のガイドロッド３０がベース部材１０と型受け部材１５との間を荷重伝達可能に連結しているため、型受け部材１５に作用する金型Ｍの荷重を１対のガイドロッド３０とロック機構４０を介してベース部材１０に支持させることができる。

図１５に示すように、１対の型受け部材１５に支持された金型Ｍは上下方向に位置決めされて、安定的に支持された状態になり、これと同時に、型受け部材１５に設けられた突出部１６と凹入部Ｍ１ｄとが嵌合状態になるため、金型Ｍの固定盤２の盤面２ａに対する左右方向の位置決め（センタリング）が行われる。そして、固定金型Ｍ１のロケートリングＭ１ｃが固定盤２のノズル挿通孔２ｂの端部の嵌合凹部に係合され、固定金型Ｍ１の金型基板Ｍ１ｂが固定盤２の盤面２ａに当接されて固定され、最後に、可動金型Ｍ２の金型基板Ｍ２ｂが可動盤３の盤面３ａに当接されて固定される。

以上説明した金型位置決め装置７，８によれば次の効果を奏する。
ベース部材１０、型受け部材１５、エアシリンダ２０、１対のガイドロッド３０、ロック機構４０を設けたので、サイズの異なる複数種類の金型Ｍについて金型サイズに応じた上下方向の高さ位置に型受け部材１５を容易に調節することができ、金型交換の作業負荷を軽減できる。

金型Ｍを支持した型受け部材１５に作用する荷重をエアシリンダ２０ではなく、１対のガイドロッド３０とロック機構４０を介してベース部材１０に支持させるため、昇降駆動機構にエアシリンダ２０等の型受け部材１５を昇降可能な比較的低出力の小型のアクチュエータを適用することができ、金型位置決め装置７，８の小型化を図ることができる。
１対のガイドロッド３０とこれら１対のガイドロッド３０に係合してロック可能なロック機構４０により型受け部材１５の高さ位置を調整するため、別途荷重支持機構を用いることなく金型Ｍを安定的に支持した状態で盤面２ａ，３ａにセンタリングして固定することができ、製造コストを削減できる。

ベース部材１０と型受け部材１５が夫々盤面２ａ，３ａに沿って水平方向に延びる細長い角形バー部材で構成され、ベース部材１０は、１対のガイドロッド３０，３０が上下方向に摺動自在に挿通する１対のガイド孔１０ｂを備えたため、ベース部材１０により１対のガイドロッド３０の昇降移動を安定的にガイドでき、金型Ｍを載置した型受け部材１５の荷重を１対のガイドロッド３０を介してベース部材１０に容易に伝達でき、金型位置決め装置７，８の小型化を図ることができる。

１対のガイドロッド３０が、ベース部材１０の両端寄り部分に対応する位置に配設されたため、型受け部材１５をベース部材１０に対して高精度にガイドでき、簡単な構造でエアシリンダ２０に金型Ｍを載置した型受け部材１５の荷重を作用させることなく、荷重をベース部材１０へ効果的に伝達できる。

１対のガイドロッド３０は、断面円形のロッド状部材からなり、ロック機構４０は、各ガイドロッド３０の外周部分に設けられ上下方向の高さ位置が異なる複数の溝部３１，３２，３３と、ベース部材１０の上部に載置されて水平方向へ位置切換え可能なスライド部材４１とを備え、スライド部材４１は、複数の溝部３１，３２，３３のうちの何れかの選択された溝部に係合され且つ型受け部材１５の昇降移動を規制するロック位置と、前記選択された溝部から係合解除され且つ型受け部材１５の昇降移動を許容するアンロック位置とに切換え可能に形成されている。

これにより、複数の溝部３１，３２，３３のうち金型のサイズに応じた高さ位置の溝部とスライド部材４１が簡単な構造で係合でき、金型のサイズに応じた上下方向高さ位置に型受け部材１５を確実に調節することができる。型受け部材１５の高さ位置を複数位置に切換えてロック機構４０でロックする構成であるから、金型位置決め装置７，８の制御系の構成が簡単化し、製作コストを安価にすることができる。また、スライド部材４１のスライド操作によりガイドロッド３０とスライド部材４１との係合・係合解除を行うことができ、ロック機構４０の切換え操作性を高めることができる。

ロック機構４０がスライド部材４１を水平方向へ移動させる２つのエアシリンダ５０，６０を備えたため、ガイドロッド３０に対するロック・アンロック切換えを安価なエアシリンダ５０，６０により確実に実現することができる。スライド部材４１は、ガイドロッド３０よりも小径に形成され且つ溝部３１，３２，３３に係合可能なロック用開口部４２と、ロック用開口部４２に連なると共にガイドロッド３０よりも大径に形成され且つガイドロッド３０が上下方向に摺動自在に挿通するアンロック用開口部４３を備えたため、単一の切換え操作により１対のガイドロッド３０とスライド部材４１との係合状態を切換えることができ、切換え操作性を高めることができる。

立向き姿勢に配置されたエアシリンダ２０のシリンダ部材２１がベース部材１０に取付けられ、エアシリンダ２０のピストンロッド２３と１対のガイドロッド３０の上端部が夫々型受け部材１５に連結されたため、型受け部材１５に金型Ｍを支持するとき、金型Ｍとの干渉を避けてエアシリンダ２０と１対のガイドロッド３０を配設することができ、エアシリンダ２０による型受け部材１５の昇降機能を確実に実現することができる。

型受け部材１５は、金型Ｍの金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂに形成された位置決め凹入部Ｍ１ｄが係合する突出部１６を有するため、金型Ｍの金型基板Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂを型受け部材１５に下降させて載置する際に、金型Ｍの水平方向の位置調節を簡単に行うことができる。クレーンにより金型Ｍを搬送して型受け部材１５に載置する場合に、金型Ｍの載置作業と位置決め作業を同時に行うことができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、型受け部材１５を昇降移動させる昇降駆動手段に複動型エアシリンダ２０を採用した例を説明したが、複動型エアシリンダ２０に代えて、単動型エアシリンダを適用可能である。また、エアシリンダに代えて、油圧シリンダ、ＡＣサーボモータとウォームギヤとウォームホイール等からなる電動シリンダなど、少なくとも、型受け部材１５を昇降移動可能な種々の駆動手段を採用可能である。

２〕制御装置７０に関して、操作盤７１の特定のボタンを１回押した場合には、自動的に型受け部材１５を最も高い第３ロック位置に設定し、２回操作した場合には自動的に型受け部材１５を中段の第２ロック位置に設定し、３回操作した場合には自動的に型受け部材１５を最も低い第１ロック位置に設定するように構成してもよい。その他、金型位置決め装置７，８の操作や制御技術は、種々の態様に構成することができる。

３〕ガイドロッドに形成する複数の溝部がスライド部材と同高さ位置になったことを検出する複数の検出スイッチを設け、何れかの溝部がスライド部材と同高さ位置になったことを検出したときに、ロック機構４０をロック作動させるように構成してもよい。この場合、溝部を上部水平壁部と下部水平壁部と円筒壁部とから形成し、環状テーパ壁部を省略してもよい。

４〕前記実施例においては、型受け部材の上限位置を初期位置として各溝部の下部に環状テーパ壁部を形成した例を説明したが、型受け部材の下限位置を初期位置として各溝部の上部に金型の荷重を受けることが可能な小さな環状テーパ壁部を形成しても良い。

５〕昇降用エアシリンダとガイドロッドを兼用した構成とすることも可能である。
即ち、型受け部材の両端寄り部位に連結されて型受け部材を昇降する１対の単動型エアシリンダを設け、これら１対のエアシリンダのピストンロッドに前記３つの溝部と同様の複数の溝部を設け、前記同様のロック機構のスライド部材を溝部に係合させることで、１対のピストンロッドをロックする。但し、前記単動型エアシリンダに限定されるものではなく、種々の流体圧シリンダや電動シリンダを採用可能である。

６〕固定盤と可動盤の盤面に、夫々、複数のマグネットユニットを組み込んだ取付プレート（クランププレートとも言う）を夫々固定し、複数のマグネットユニットで発生させた磁力により取付プレートの盤面に金型を吸着させて固定する金型固定装置を適用することも可能である。

７〕前記実施例においては、ベース部材の上部に載置されて水平方向へ位置切換え可能なスライド部材の例を説明したが、スライド部材は複数の溝部のうちの何れかの選択された溝部に係合可能であれば良く、ベース部材の下部に配置されたスライド部材を適用することも可能である。

８〕その他、本発明は射出成形機以外に、ダイカストマシン等の成形機にも適用可能であるなど、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明は、射出成形機器等の成形機の金型交換の作業負荷を軽減可能であり、成形加工の生産性を高めることができる。

Ｍ 金型
Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ 金型基板
Ｍ１ｄ 凹入部
１ 射出成形機
２ 固定盤
３ 可動盤
２ａ，３ａ 盤面
７，８ 金型位置決め装置
１０ ベース部材
１０ｂ ガイド孔
１５ 型受け部材
１６ 突出部
２０ エアシリンダ
２１ シリンダ部材
２３ ピストンロッド
３０ ガイドロッド
３１〜３３ 溝部
４０ ロック機構
４１ スライド部材
４２ ロック用開口部
４３ アンロック用開口部
５０，６０ エアシリンダ

Claims (8)

1. 成形機の１対のプラテン又はその１対のプラテンに固定された１対の取付プレートに形成された鉛直の盤面に金型を固定するために位置決めする成形機の金型位置決め装置において、
   前記盤面の下端近傍部に固定されたベース部材と、
   前記ベース部材よりも上方に配置されて金型を載置可能な型受け部材と、
   前記型受け部材を前記ベース部材に対して昇降移動させる昇降駆動機構と、
   前記型受け部材に夫々固定され且つ型受け部材を前記ベース部材に対して昇降可能にガイドする複数のガイド部材と、
   前記ベース部材に配置され且つ前記複数のガイド部材に夫々係合してロック可能なロック機構とを備え、
   前記ロック機構が前記複数のガイド部材に係合してロックしたとき、複数のガイド部材を介して型受け部材をベース部材に支持し、型受け部材により金型の下端を支持することで金型を位置決めするように構成したことを特徴とする成形機の金型位置決め装置。
2. 前記ベース部材と型受け部材が夫々前記盤面に沿って水平方向に延びる細長い角形バー部材で構成され、
   前記ベース部材は、前記複数のガイド部材が上下方向に摺動自在に挿通する複数のガイド孔を備えたことを特徴とする請求項１に記載の成形機の金型位置決め装置。
3. １対の前記ガイド部材が、ベース部材の両端寄り部分に対応する位置に配設されたことを特徴とする請求項２に記載の成形機の金型位置決め装置。
4. 前記ガイド部材は、断面円形のロッド状部材からなり、
   前記ロック機構は、各ガイド部材の外周部分に設けられ上下方向の高さ位置が異なる複数の溝部と、前記ベース部材の上部に載置されて前記水平方向へ位置切換え可能なスライド部材とを備え、
   前記スライド部材は、前記複数の溝部のうちの何れかの選択された溝部に係合され且つ型受け部材の昇降移動を規制するロック位置と、前記選択された溝部から係合解除され且つ型受け部材の昇降移動を許容するアンロック位置とに切換え可能に形成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の成形機の金型位置決め装置。
5. 前記ロック機構が前記スライド部材を前記水平方向へ移動させる１又は複数の流体圧シリンダを備えたことを特徴とする請求項４に記載の成形機の金型位置決め装置。
6. 前記スライド部材は、前記ガイド部材よりも小径に形成され且つ前記選択された溝部に係合可能なロック用開口部と、前記ロック用開口部に連なると共に前記ガイド部材よりも大径に形成され且つ前記ガイド部材が上下方向に挿通可能なアンロック用開口部を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の成形機の金型位置決め装置。
7. 前記昇降駆動機構が流体圧シリンダを備えると共に立向き姿勢に配置された流体圧シリンダのシリンダ部材が前記ベース部材に取付けられ、
   前記流体圧シリンダのピストンロッドと前記ガイド部材の上端部が夫々型受け部材に連結されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の成形機の金型位置決め装置。
8. 前記型受け部材は、金型の金型基板に形成された位置決め凹部が係合する位置決め凸部を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の成形機の金型位置決め装置。

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