JP2016000480A

JP2016000480A - Injection molding machine and manufacturing method of design surface molding die of the same

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Publication number: JP2016000480A
Application number: JP2014120847A
Authority: JP
Inventors: 信彦戸高; Nobuhiko Todaka; 水野　高志; Takashi Mizuno; 高志水野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2016-01-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding machine individually reducing design surface molding dies in weight with a simple configuration and being capable of easily replacing the design surface molding dies with respect to a mother die in accordance with design surfaces of a molded article to be molded.SOLUTION: An injection molding machine comprises: a first die 1 including design surface molding dies 5 individually performing molding in accordance with a plurality of design surfaces Wa of a molded article W and a mother die 3 holding the design surface molding dies 5 in a replaceable manner; and a second die 2 being operatively associated with the first die 1 and forming a cavity C for molding the molded article W. Each design surface molding die 5 is obtained by integrally molding a metal layer maintenance material 7 consisting of a raw material having specific gravity less than specific gravity of a raw material of a metal layer 6 and being capable of maintaining a shape of the metal layer 6 on a rear surface of the metal layer 6 constituting a cavity surface.

Description

本発明は、射出成形機、および射出成形機の意匠面成形型の製造方法
に関し、特に、意匠面が異なる複数の種類の成形品を成形するのに適した射出成形機と、射出成形機の意匠面成形型の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an injection molding machine and a method of manufacturing a design surface molding die for an injection molding machine, and in particular, an injection molding machine suitable for molding a plurality of types of molded products having different design surfaces, and an injection molding machine The present invention relates to a method for manufacturing a design surface mold.

例えば自動車のインストルメンタルパネルなどの内装部品においては、顧客の嗜好に合わせて多くの加飾仕様がある。このような加飾部品では、外形形状が同じであっても、意匠面がシボ模様（エンボス）や木目調など凹凸を有する場合、あるいは、模様シートを水圧転写などによって貼着させるなどの後加工ために平滑な光沢表面を成形する場合がある。このように意匠面が異なる成形品を成形するための型として、成形する意匠面に応じてキャビティ面をそれぞれ構成する複数の意匠面成形型と、各意匠面成形型を交換可能に保持する母型とで構成することが従来から行われている。そして、各意匠面成形型を母型に対して交換する際に、意匠面成形型を保持して移動させるために、従来の射出成形機においては型交換装置を備えたものが知られている。この従来の一般的な型交換装置では、汎用のロボットが用いられている。 For example, interior parts such as instrument panels of automobiles have many decoration specifications according to customer preferences. In such decorative parts, even if the outer shape is the same, post-processing such as when the design surface has irregularities such as embossed patterns or wood grain, or by attaching the pattern sheet by hydraulic transfer etc. Therefore, a smooth glossy surface may be formed. As a mold for molding a molded product having different design surfaces in this way, a plurality of design surface molding dies each forming a cavity surface according to the design surface to be molded, and a mother for holding each design surface molding die interchangeably Conventionally, it is composed of a mold. And in order to hold | maintain and move a design surface shaping | molding die, when changing each design surface shaping | molding die with respect to a mother mold, what was equipped with the type | mold exchange apparatus in the conventional injection molding machine is known . In this conventional general type changer, a general-purpose robot is used.

また、型交換装置を有する金型の従来の技術として、たとえば特許文献１が知られている。特許文献１には、母型とこれに交換して装着可能な複数の中子からなり、母型に中子ストッカーと中子交換用のハンドおよびこれらの駆動源からなる中子交換装置を備えていることを特徴とした中子交換装置付き金型が開示されている。 Further, for example, Patent Document 1 is known as a conventional technique of a mold having a mold changing device. Patent Document 1 includes a mother die and a plurality of cores that can be exchanged and attached to the mother die. The mother die includes a core stocker, a core replacement hand, and a core changing device that includes these drive sources. A mold with a core changing device is disclosed.

ところで、射出成形においては１ショット毎に例えば２０ＭＰａ以上の高圧で、２００°Ｃ以上の高温の溶融した成形材料が型内に充填される。また、成形材料の射出充填時には、型が開かないように所定の圧力で型締めされる。そのため、型は、型締め力で破損しない素材を選択する必要がある。さらに、型は、特に意匠面を成形するための意匠面成形型のキャビティ面にシボ模様などの微細な凹凸を形成するための加工や、キャビティ面の研磨・補修作業に耐える素材を選択する必要もある。そして、意匠面成形型のキャビティ面は、各意匠面を精度良く成形することができるように、キャビティ面を成形するための加工の際に、歪が生じることは望ましくない。そのため、これらの条件を満たすために、従来の技術においては一般に、型全体を金属により構成している。そして、各意匠面成形型は一般に、ブロック状の素材を意匠面に応じて切削加工することにより成形されている。 By the way, in injection molding, a molten molding material having a high temperature of 200 ° C. or more is filled in a mold at a high pressure of 20 MPa or more for each shot. Further, at the time of injection filling of the molding material, the mold is clamped at a predetermined pressure so as not to open the mold. Therefore, it is necessary to select a material that does not break due to the clamping force. In addition, it is necessary to select a material that can withstand the processing to form fine irregularities such as embossed patterns on the cavity surface of the design surface molding die for molding the design surface, and the polishing and repair work of the cavity surface. There is also. And it is not desirable for the cavity surface of the design surface mold to be distorted during processing for forming the cavity surface so that each design surface can be accurately molded. Therefore, in order to satisfy these conditions, in the conventional technique, generally, the entire mold is made of metal. And each design surface shaping | molding die is generally shape | molded by cutting a block-shaped raw material according to a design surface.

特開平５−１６１４５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-16145

しかしながら、上記従来の技術にあっては、ブロック状の金属素材を切削加工する、すなわち、型全体を金属によって構成すると、金属の比重が大きいことから、金型自体が重くなる。そして、成形品の大きさによるが、上述したように成形品の意匠に応じて複数の意匠面成形型を母型に対して交換するよう構成した場合にあっても、意匠面成形型全体を金属より構成すると、意匠面成形型の重量が大きくなる。このように重量が大きい意匠面成形型を人が手作業で交換するのは困難である。その結果、上述したように型交換装置を射出成形機に設ける必要があった。さらに、ロボットなどの型交換装置は、重量の大きい意匠面成形型を支持して母型とストッカーとの間で移動させるために、駆動能力が高い、したがって比較的大型のアクチュエータを採用する必要があり、型交換装置のコストがかかるなどの問題があった。 However, in the above prior art, when a block-shaped metal material is cut, that is, when the entire mold is made of metal, the metal itself has a large specific gravity, so that the mold itself becomes heavy. And, depending on the size of the molded product, as described above, even when a plurality of design surface molding dies are exchanged for the mother die according to the design of the molded product, the entire design surface molding die If it is made of metal, the weight of the design surface mold is increased. Thus, it is difficult for a person to manually change a design surface mold having a large weight. As a result, it was necessary to provide the mold changer in the injection molding machine as described above. Furthermore, in order to support a heavy weight design surface mold and move it between the mother mold and the stocker, a mold changing device such as a robot needs to employ a high driving capacity, and therefore a relatively large actuator. There was a problem that the cost of the mold changer was high.

そして、意匠面成形型を軽量化するために、意匠面成形型のキャビティ面とは反対側の背面を肉抜きすることが考えられるが、この背面を肉抜きするためには切削加工が必要となることから手間がかかり、また、キャビティ面に歪が生じないようにするなど、上述した条件を満たすことができるよう肉抜きすることは困難である。 And, in order to reduce the weight of the design surface mold, it is conceivable that the back surface opposite to the cavity surface of the design surface mold is thinned, but in order to thin this back surface, cutting is necessary. Therefore, it is difficult to remove the meat so that the above-described conditions can be satisfied, such as preventing the cavity surface from being distorted.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、意匠面成形型をそれぞれ軽量化し、もって、成形する成形品の意匠面に応じて意匠面成形型を母型に対して容易に交換することが可能な射出成形機と、射出成形機の意匠面成形型の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a simple configuration, each of which reduces the weight of the design surface molding die, so that the design surface molding die is used as a matrix according to the design surface of the molded product to be molded. An object of the present invention is to provide an injection molding machine that can be easily replaced, and a method for producing a design surface mold for the injection molding machine.

請求項１の射出成形機に係る発明は、上記目的を達成するため、複数の成形品の意匠面に応じてそれぞれ成形する意匠面成形型、および、該意匠面成形型を交換可能に保持する母型を含む第一型と、該第一型と協働して成形品を成形するためのキャビティを形成する第二型と、を備えた射出成形機であって、前記各意匠面成形型は、キャビティ面を構成する金属層の背面に、該金属層の比重よりも軽く前記金属層の形状を維持し得る素材からなる金属層維持材を一体に成形してなることを特徴とする。
請求項２の射出成形機に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記金属層維持材は、流動性を有する状態から固化する、反応性硬化材料または経時性硬化材料のなかから選択されたものであることを特徴とする。
なお、請求項１または２の発明において、前記各意匠面成形型は、前記金属層がその背面に冷却配管を備えており、該金属層の背面に前記金属層維持材を一体に成形したものとすることができる。
請求項３の射出成形機に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、前記母型が前記各意匠面成形型を保持する収容部を有しており、前記意匠面成形型は、前記母型の収容部に収容され、前記金属層維持材の周囲を取り囲む筐体を有していることを特徴とする。
なお、上記のいずれかの発明において、前記母型と前記各意匠面成形型とのいずれか一方に吸着保持手段を設け、いずれか他方に前記吸着保持手段によって吸着保持される被吸着保持部材を設けることもできる。
また、上記のいずれかの発明において、前記意匠面成形型の金属層維持材が、前記被吸着保持部材と一体に成形されている。この場合においてはさらに、前記意匠面成形型の金属層維持材が、前記被吸着保持部材と一体に成形されていることができる。
さらに、上記のいずれかの発明において、さらに型交換装置を備えており、前記各意匠面成形型が前記型交換装置に保持される取り出し保持部を備えていることもできる。
さらにまた、上記のいずれかの発明において、前記各意匠面成形型を前記母型に位置決めする位置決め機構を備えていることもできる。この場合において、前記位置決め機構は、前記各意匠面成形型に形成された凸部と、前記母型の前記凸部と対応する位置に形成され前記凸部が嵌合される凹部とにより構成されていることもできる。さらにこの場合においては、前記凸部が前記取り出し保持部の基部により構成されていることもできる。
請求項４の射出成形機の意匠面成形型の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、成形品の複数の意匠面に応じてそれぞれ成形する意匠面成形型、および、該意匠面成形型を交換可能に保持する母型を含む第一型と、該第一型と協働して成形品を成形するためのキャビティを形成する第二型と、を備えた射出成形機における、前記意匠面成形型の製造方法であって、成形品のマスターモデルの意匠面となる表面に電気鋳造または鋳造により、キャビティ面を構成する金属層を形成し、該金属層の背面に、前記金属層の素材の比重よりも軽く且つ前記金属層の形状を維持し得る素材からなる金属層維持材を一体に成形することを特徴とする。
請求項５の射出成形機の意匠面成形型の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項４に記載の発明において、前記金属層維持材は、流動性を有する状態から固化する、反応性硬化材料または経時性硬化材料のなかから選択されたものであることを特徴とする。
なお、請求項４または５のいずれかに記載の発明において、前記金属層の背面に冷却配管を設け、その後、該金属層の背面に前記金属層維持材を一体に成形することもできる。
請求項６の射出成形機の意匠面成形型の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項４または５のいずれか１項に記載の発明において、前記母型が前記意匠面成形型を保持する収容部を有しており、前記収容部に収容される筐体の開口部に前記金属層を係止して内部に空間を形成し、該空間内に流動性を有する状態の金属層維持材を充填し、該金属層維持材を固化させて前記金属層と前記筐体と前記金属層維持材とを一体に構成することを特徴とする。
請求項７の射出成形機の意匠面成形型の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項４または５のいずれか１項に記載の発明において、前記母型が前記意匠面成形型を保持する収容部を有しており、前記収容部に収容される筐体に前記金属層維持材を充填し、該筐体に前記金属層を覆って金属層維持材を一体に成形することを特徴とする。
なお、上記のいずれかの発明において、吸着保持手段と、該吸着保持手段によって吸着保持される被吸着保持部材とのいずれか一方が前記母型に設けられており、前記吸着保持手段と被吸着保持部材のいずれか他方を、前記金属層維持材により一体に成形することもできる。
また、上記のいずれかに記載の発明において、前記射出成形機がさらに型交換装置を備えており、該型交換装置に保持される取り出し保持部を前記意匠面成形型の前記金属層維持材により一体に成形することもできる。
さらにまた、上記のいずれかに記載の発明において、意匠面成形型を前記母型に位置決めする位置決め機構を前記意匠面成形型の前記金属層維持材により一体に成形することもできる。この場合においては、前記位置決め機構は、前記母型に形成された凹部と、前記意匠面成形型に設けられ前記母型の凹部に嵌合される凸部とにより構成され、前記凸部を前記意匠面成形型の前記金属層維持材により一体に成形することもできる。
また、上記のいずれかに岸ａの発明において、前記射出成形機がさらに型交換装置を備えており、該型交換装置に保持される取り出し保持部を前記意匠面成形型の前記金属層維持材により一体に成形するとともに、前記金属層維持材により一体に成形される取り出し保持部の基部により前記位置決め機構の凸部を構成することもできる。 In order to achieve the above object, the invention according to the first aspect of the present invention holds the design surface molding die for molding according to the design surfaces of a plurality of molded products, and the design surface molding die in a replaceable manner. An injection molding machine comprising: a first mold including a mother mold; and a second mold for forming a cavity for molding a molded product in cooperation with the first mold, wherein each of the design surface molding molds Is characterized in that a metal layer maintenance material made of a material that can maintain the shape of the metal layer lighter than the specific gravity of the metal layer is integrally formed on the back surface of the metal layer constituting the cavity surface.
In order to achieve the above object, the invention according to the second aspect of the invention relates to the reactive hardening material or the aging material in which the metal layer maintaining material is solidified from a fluid state in the first aspect of the invention. It is characterized in that it is selected from the photocurable materials.
In the invention according to claim 1 or 2, in each of the design surface molding dies, the metal layer is provided with a cooling pipe on the back surface, and the metal layer maintenance material is integrally molded on the back surface of the metal layer. It can be.
In order to achieve the above object, the invention according to the third aspect of the present invention provides the container according to any one of the first and second aspects, wherein the master mold holds the design surface molds. The design surface molding die is housed in a housing part of the mother die, and has a housing that surrounds the periphery of the metal layer maintenance material.
In any one of the above-described inventions, a suction holding means is provided on one of the mother die and each of the design surface molding dies, and a suction holding member held by the suction holding means is provided on the other. It can also be provided.
In any one of the above-mentioned inventions, the metal layer maintenance material of the design surface molding die is molded integrally with the attracted holding member. In this case, further, the metal layer maintaining material of the design surface mold can be formed integrally with the attracted holding member.
Furthermore, in any one of the above-described inventions, a mold changing device may be further provided, and each design surface forming die may be provided with a take-out holding portion that is held by the die changing device.
Furthermore, in any one of the inventions described above, a positioning mechanism for positioning each of the design surface molding dies on the mother die can be provided. In this case, the positioning mechanism includes a convex portion formed on each of the design surface molding dies and a concave portion formed at a position corresponding to the convex portion of the mother die and into which the convex portion is fitted. Can also be. Further, in this case, the convex portion may be constituted by a base portion of the take-out holding portion.
In order to achieve the above object, the invention according to the method for manufacturing a design surface mold of an injection molding machine according to claim 4, and a design surface mold that respectively molds according to a plurality of design surfaces of a molded product, and the design surface In an injection molding machine comprising: a first mold that includes a mother mold that holds the mold in a replaceable manner; and a second mold that forms a cavity for molding a molded product in cooperation with the first mold. A method for producing the design surface mold, wherein a metal layer constituting a cavity surface is formed by electrocasting or casting on a surface that is a design surface of a master model of a molded product, and the metal layer is formed on a back surface of the metal layer. A metal layer maintaining material made of a material that is lighter than the specific gravity of the material of the layer and that can maintain the shape of the metal layer is integrally formed.
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to the method for manufacturing a design surface mold for an injection molding machine according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to claim 4, the metal layer maintaining material is solidified from a fluid state. The reactive curable material or the time-curable curable material is selected.
In the invention according to any one of claims 4 and 5, a cooling pipe may be provided on the back surface of the metal layer, and then the metal layer maintenance material may be integrally formed on the back surface of the metal layer.
In order to achieve the above object, an invention according to a method for manufacturing a design surface mold for an injection molding machine according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 4 and 5, the matrix is the design surface. A state in which a holding part for holding a forming die is provided, and a space is formed inside the metal layer by locking the metal layer in an opening of a housing that is received in the receiving part, and the space has fluidity in the space. The metal layer maintenance material is filled, and the metal layer maintenance material is solidified to integrally form the metal layer, the casing, and the metal layer maintenance material.
In order to achieve the above object, an invention according to a method for manufacturing a design surface mold for an injection molding machine according to claim 7 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 4 and 5, the matrix is the design surface. It has an accommodating part that holds a forming die, and the casing accommodated in the accommodating part is filled with the metal layer maintenance material, and the metal layer maintenance material is integrally formed by covering the metal layer in the casing. It is characterized by doing.
In any one of the above inventions, either the suction holding means or the suction holding member sucked and held by the suction holding means is provided in the mother die, and the suction holding means and the suction target are provided. Either of the holding members can be integrally formed with the metal layer maintenance material.
In the invention according to any one of the above, the injection molding machine further includes a mold changing device, and the take-out holding portion held by the mold changing device is made by the metal layer maintaining material of the design surface forming die. It can also be molded integrally.
Furthermore, in the invention according to any one of the above, a positioning mechanism for positioning a design surface mold on the mother die can be integrally formed by the metal layer maintaining material of the design surface mold. In this case, the positioning mechanism includes a concave portion formed in the mother die and a convex portion provided in the design surface mold and fitted into the concave portion of the mother die. It can also shape | mold integrally by the said metal layer maintenance material of a design surface mold.
In any of the above inventions of the shore a, the injection molding machine further includes a mold changer, and the take-out holding part held by the mold changer is used as the metal layer maintenance material of the design surface mold. In addition, the convex portion of the positioning mechanism can be formed by the base portion of the take-out holding portion that is integrally formed by the metal layer maintaining material.

請求項１の発明では、キャビティ面を構成する金属層の背面に金属層維持材を一体に成形することにより、各意匠面成形型が構成されている。そして、金属層維持材は、金属層の比重よりも軽く且つ金属層の形状を維持し得る素材により構成されている。そのため、各意匠面成形型が軽量となる。
請求項４の発明では、電気鋳造または鋳造によってキャビティ面を構成する金属層を形成するため、マスターモデルの表面に応じてキャビティ面を構成する金属層が容易に精度よく成形される。その後、金属層の背面に金属層維持材を一体に成形する。金属層維持材は、金属層の素材の比重よりも軽く且つ金属層の形状を維持し得る素材により構成されている。そのため、軽量な意匠面成形型が製造される。 According to the first aspect of the present invention, each design surface molding die is configured by integrally molding the metal layer maintaining material on the back surface of the metal layer constituting the cavity surface. And the metal layer maintenance material is comprised with the raw material which is lighter than the specific gravity of a metal layer, and can maintain the shape of a metal layer. Therefore, each design surface mold is light.
According to the fourth aspect of the present invention, since the metal layer constituting the cavity surface is formed by electroforming or casting, the metal layer constituting the cavity surface is easily and accurately formed according to the surface of the master model. Thereafter, a metal layer maintaining material is integrally formed on the back surface of the metal layer. The metal layer maintaining material is made of a material that is lighter than the specific gravity of the material of the metal layer and can maintain the shape of the metal layer. Therefore, a lightweight design surface mold is manufactured.

請求項１の発明によれば、各意匠面成形型を、キャビティ面を構成する金属層の背面に、該金属層の比重よりも軽く前記金属層の形状を維持し得る素材からなる金属層維持材を一体に成形して構成することにより、各意匠面成形型の軽量化を図ることができ、したがって、成形する成形品の意匠面に応じて意匠面成形型を母型に対して容易に交換することが可能な射出成形機を提供することができる。
請求項４の発明によれば、成形品のマスターモデルの意匠面となる表面に電気鋳造または鋳造により、キャビティ面を構成する金属層を形成し、該金属層の背面に、前記金属層の素材の比重よりも軽く且つ前記金属層の形状を維持し得る素材からなる金属層維持材を一体に成形することにより、軽量な意匠面成形型を製造することが可能な方法を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, each design surface mold is formed on the back surface of the metal layer constituting the cavity surface, and the metal layer is made of a material that can maintain the shape of the metal layer lighter than the specific gravity of the metal layer. By forming the material integrally, it is possible to reduce the weight of each design surface mold, and therefore, the design surface mold can be easily formed with respect to the mother mold according to the design surface of the molded product to be molded. An exchangeable injection molding machine can be provided.
According to invention of Claim 4, the metal layer which comprises a cavity surface is formed in the surface used as the design surface of the master model of a molded article by casting or casting, The raw material of the said metal layer is formed in the back surface of this metal layer It is possible to provide a method capable of manufacturing a lightweight design surface molding die by integrally molding a metal layer maintenance material made of a material that is lighter than the specific gravity of the material and can maintain the shape of the metal layer. .

本発明の射出成形機の一形態を説明するために、意匠面成形型を交換する状態で示した一部断面図である。In order to demonstrate one form of the injection molding machine of the present invention, it is a partial sectional view shown in the state where a design surface mold is exchanged. 図１の射出成形機を型閉じした状態で示した部分拡大断面図である。It is the elements on larger scale which showed the state which closed the mold of the injection molding machine of FIG. 本発明の意匠面成形型の金属層を成形するための実施の一形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed one Embodiment for shape | molding the metal layer of the design surface mold of this invention. 図３に示した金属層の背面側に冷却配管を設けた状態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the state which provided the cooling piping in the back side of the metal layer shown in FIG. 図４に示した金属層を反転させて、その背面に金属層維持材を一体成型する状態を説明するために示した断面図である。It is sectional drawing shown in order to reverse the metal layer shown in FIG. 4, and to demonstrate the state which integrally molds a metal layer maintenance material on the back surface. 本発明の意匠面成形型の別の実施の形態を説明するために示した断面図である。It is sectional drawing shown in order to demonstrate another embodiment of the design surface mold of this invention.

本発明の射出成形機の実施の一形態を図１、図２に基づいて説明する。以下の説明では、同じ構成要素または相当する構成要素に対して同一符号を付するものとする。 An embodiment of an injection molding machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components or corresponding components are denoted by the same reference numerals.

本発明の射出成形機は、概略、成形品Ｗの複数の意匠面Ｗａに応じてそれぞれ成形する意匠面成形型５、および、この意匠面成形型５を交換可能に保持する母型３を含む第一型１と、この第一型１と協働して成形品Ｗを成形するためのキャビティＣを形成する第二型２とを備えた射出成形機であって、各意匠面成形型５は、キャビティ面を構成する金属層６の背面に、この金属層６の素材の比重よりも軽く且つ金属層６の形状を維持し得る素材からなる金属層維持材７を一体に成形してなる。
そして、この実施の形態においては、金属層維持材７は、流動性を有する状態から固化する、反応性硬化材料または経時性硬化材料のなかから選択されたものである。
各意匠面成形型５は、金属層６がその背面に冷却配管６ａを備えており、この金属層６の背面に金属層維持材７を一体に成形してなる。
母型３と各意匠面成形型５とのいずれか一方に吸着保持手段９Ａを設け、いずれか他方に吸着保持手段９Ａによって吸着保持される被吸着保持部材９Ｂを設けている。
意匠面成形型５の金属層維持材７が、被吸着保持部材９Ｂと一体に成形されている。
さらに型交換装置１０を備えており、各意匠面成形型５が型交換装置１０に保持される取り出し保持部１１を備えている。
各意匠面成形型５を母型３に位置決めする位置決め機構１２を備えている。
位置決め機構１２は、各意匠面成形型５に形成された凸部１１ａと、母型３の凸部１１ａと対応する位置に形成され凸部１１ａが嵌合される凹部３ａとにより構成されている。
凸部１１ａが取り出し保持部１１の基部により構成されている。 The injection molding machine of the present invention generally includes a design surface molding die 5 that respectively molds according to a plurality of design surfaces Wa of a molded product W, and a mother die 3 that holds the design surface molding die 5 in a replaceable manner. An injection molding machine including a first mold 1 and a second mold 2 that forms a cavity C for molding a molded product W in cooperation with the first mold 1, each design surface molding mold 5 Is formed by integrally forming a metal layer maintenance material 7 made of a material which is lighter than the specific gravity of the material of the metal layer 6 and can maintain the shape of the metal layer 6 on the back surface of the metal layer 6 constituting the cavity surface. .
In this embodiment, the metal layer maintaining material 7 is selected from a reactive curable material or a time-curable curable material that solidifies from a fluid state.
Each design surface forming die 5 has a metal layer 6 provided with a cooling pipe 6 a on the back surface thereof, and a metal layer maintaining material 7 is integrally formed on the back surface of the metal layer 6.
Adsorption holding means 9A is provided on one of the mother die 3 and each design surface forming die 5, and an adsorbed holding member 9B that is adsorbed and held by the adsorption holding means 9A is provided on either of them.
The metal layer maintaining material 7 of the design surface mold 5 is molded integrally with the attracted and retained member 9B.
Further, a mold exchanging device 10 is provided, and each design surface forming die 5 is provided with a take-out holding unit 11 that is held by the mold exchanging device 10.
A positioning mechanism 12 is provided for positioning each design surface molding die 5 on the mother die 3.
The positioning mechanism 12 includes a convex portion 11a formed on each design surface mold 5 and a concave portion 3a formed at a position corresponding to the convex portion 11a of the mother die 3 and fitted with the convex portion 11a. .
The convex portion 11 a is configured by the base portion of the take-out holding portion 11.

射出成形機はさらに、第一型１と第二型２とにより形成されたキャビティＣ内に成形材料を射出充填する射出装置１５と、第一型１と第二型２を相対的に型閉じさせて型締めするとともに型開きさせる型開閉装置も備えている。 The injection molding machine further closes the first mold 1 and the second mold 2 relative to each other by an injection device 15 for injecting and filling a molding material into the cavity C formed by the first mold 1 and the second mold 2. There is also provided a mold opening and closing device for clamping and opening the mold.

なお、以下の実施の形態の説明では、意匠面成形型５と母型３を含む第一型１が固定型であり、第二型２が可動型である場合により説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されることなく、第一型１が可動型で、第二型２が固定型である場合も含むことができる。以下の説明では第一型を固定型１と、第二型を可動型２という。 In the following description of the embodiment, the first mold 1 including the design surface mold 5 and the mother mold 3 is a fixed mold, and the second mold 2 is a movable mold. Without being limited to this embodiment, the case where the first mold 1 is a movable mold and the second mold 2 is a fixed mold can be included. In the following description, the first mold is referred to as a fixed mold 1 and the second mold is referred to as a movable mold 2.

射出装置は、ホッパ１５ａから投入された成形材料を加熱筒１５ｂ内で所定の温度まで加熱しつつ混練して溶融可塑化し、計量された所定量の成形材料をノズル１５ｃから所定の圧力で射出するものである。射出装置１５は、固定盤２１に取り付けられた固定型１のロケートリング１６に対してノズル１５ｃを当接させるべく前進し、また、ノズル１５ｃをロケートリング１６から離すべく後退するよう加熱筒１５ｂの軸方向に進退移動可能に支持されている。 The injection device kneads the molding material charged from the hopper 15a while heating it to a predetermined temperature in the heating cylinder 15b to be plasticized, and injects a predetermined amount of the molding material from the nozzle 15c at a predetermined pressure. Is. The injection device 15 moves forward to bring the nozzle 15c into contact with the locating ring 16 of the fixed mold 1 attached to the stationary platen 21 and moves backward to separate the nozzle 15c from the locating ring 16. It is supported so that it can move forward and backward in the axial direction.

固定盤２１は、図示していない受圧盤と相対向して配置されている。固定盤２１と受圧盤の角隅部にはタイバー２３が架設されている。タイバー２３の中間部には、可動盤２２の角隅部が移動可能に挿通されている。可動盤２２と受圧盤との間には、型開閉装置が設けられている。型開閉手段により、可動盤２２が固定盤２１に対して相対的に近接・遠退することとなる。 The stationary platen 21 is disposed opposite to a pressure receiving plate (not shown). Tie bars 23 are installed at the corners of the fixed plate 21 and the pressure plate. A corner portion of the movable platen 22 is movably inserted in an intermediate portion of the tie bar 23. A mold opening / closing device is provided between the movable plate 22 and the pressure receiving plate. Due to the mold opening / closing means, the movable platen 22 moves relatively close to and away from the fixed platen 21.

固定盤２１のほぼ中央には、射出装置１５のノズル１５ｃを進入させて、固定型１のロケートリング１６に当接させるためのノズル進入部２１ａが形成されている。固定盤２１の可動盤２２と対向する面には、固定型１を構成する母型３の取付けプレート１ａが取り付けられている。母型３には、ノズル１５ｃを当接させるロケートリング１６が設けられており、可動型２を型締めすることにより形成されたキャビティＣ内に溶融可塑化された成形材料を導入するための通路１７が形成されている。なお、通路１７の周囲には、必要に応じて成形材料の温度を維持するためのヒータを設けてもよい。 Nearly the center of the fixed platen 21 is formed with a nozzle entry portion 21a for allowing the nozzle 15c of the injection device 15 to enter and contact the locating ring 16 of the fixed mold 1. A mounting plate 1 a of the mother die 3 constituting the fixed die 1 is attached to the surface of the fixed plate 21 facing the movable plate 22. The mother die 3 is provided with a locating ring 16 that abuts the nozzle 15c, and a passage for introducing a melt-plasticized molding material into a cavity C formed by clamping the movable die 2. 17 is formed. A heater for maintaining the temperature of the molding material may be provided around the passage 17 as necessary.

母型３のほぼ中央には、各意匠面成形型５を収容して保持する収容部４が形成されている。収容部４は、可動型２と対向する面に開口している。この実施の形態では、収容部４の底部４ａには、吸着保持手段として電磁石９Ａが設けられている。さらに、収容部４の周囲には、位置決め機構１２として、後述するように、各意匠面成形型５の凸部１１ａを受けるための凹部３ａが型開閉方向に延びる溝状に複数個所形成されている。 An accommodating portion 4 that accommodates and holds each design surface molding die 5 is formed in the approximate center of the mother die 3. The accommodating portion 4 is open on the surface facing the movable mold 2. In this embodiment, an electromagnet 9A is provided on the bottom 4a of the accommodating portion 4 as an adsorption holding means. Further, as described later, a plurality of concave portions 3a for receiving the convex portions 11a of the respective design surface molding dies 5 are formed around the housing portion 4 in a groove shape extending in the mold opening / closing direction. Yes.

各意匠面成形型５は、キャビティ面を構成する金属層６と、金属層６の比重よりも軽く且つ金属層６の形状を維持し得る素材からなり、金属層６の背面に一体成形された金属層維持材７とを備えており、さらにこの実施の形態では、金属層６の背面に設けられた冷却配管６ａと、金属層維持材７に一体成形され、吸着保持手段を構成する電磁石９Ａに吸着される被吸着部材として鉄などの板状の磁性体９Ｂおよび型交換装置１０に保持される取り出し保持部１１とを備えている。 Each design surface mold 5 is made of a metal layer 6 constituting the cavity surface and a material that is lighter than the specific gravity of the metal layer 6 and can maintain the shape of the metal layer 6, and is integrally molded on the back surface of the metal layer 6. In addition, in this embodiment, an electromagnet 9A that is integrally formed with the cooling pipe 6a provided on the back surface of the metal layer 6 and the metal layer maintenance material 7 and constitutes an adsorption holding means. A plate-like magnetic body 9B such as iron and a take-out holding unit 11 held by the mold exchanging device 10 are provided as members to be adsorbed.

金属層６の素材は、例えば、ニッケル材や、鉄、アルミ、亜鉛合金など、従来の技術で切削加工することにより成形された意匠面成形型と同様の素材を用いることができる。この金属層６の厚さは、最小がキャビティ内に所定の温度、所定の圧力で射出充填される成形材料を所定の意匠面を有する成形品に成形し得る厚さ以上で、最大が従来の技術で説明したように切削加工により成形される各意匠面成形型全体の厚さよりも薄い範囲に設定することができる。このような厚さの金属層６を成形する方法については、後述する。 As the material of the metal layer 6, for example, a material similar to a design surface mold formed by cutting with a conventional technique, such as nickel material, iron, aluminum, or zinc alloy, can be used. The thickness of the metal layer 6 is at least the thickness at which the molding material injected and filled in the cavity at a predetermined temperature and a predetermined pressure can be formed into a molded product having a predetermined design surface, and the maximum is the conventional one. As described in the art, the thickness can be set in a range thinner than the entire thickness of each design surface molding die molded by cutting. A method for forming the metal layer 6 having such a thickness will be described later.

金属層維持材７は、金属層６の比重よりも軽く、且つ、キャビティＣ内に射出充填される成形材料の温度や熱などに影響されることなく金属層６の形状を維持し得る素材であれば特に限定されることはないが、具体的には、反応性硬化材料や経時性硬化材料など、成形前では金属層６の背面形状に応じて充填されるよう流動性を有しており、その後恒久的に硬化して金属層６の背面に一体成形することができる材料を採用することができる。さらに具体的は、反応性硬化材料として、例えばエポキシ樹脂のように主剤に硬化剤を混合して化学反応により硬化する化学反応性硬化材料、紫外線などの光線を照射して化学反応させることにより硬化する感光性硬化材料、加熱することにより硬化する樹脂などの熱硬化性材料を含むことができる。また、経時性硬化材料として、石膏やセメントなど、時間の経過によって硬化する材料を含むことができる。さらにまた、金属層維持材７には、必要に応じてフィラーを混入することもできる。 The metal layer maintenance material 7 is a material that is lighter than the specific gravity of the metal layer 6 and can maintain the shape of the metal layer 6 without being affected by the temperature or heat of the molding material injected and filled in the cavity C. There is no particular limitation as long as it is, but specifically, it has fluidity so that it is filled in accordance with the shape of the back surface of the metal layer 6 before forming, such as a reactive curable material or a time-curable curable material. Thereafter, a material that can be permanently cured and integrally formed on the back surface of the metal layer 6 can be employed. More specifically, as a reactive curable material, for example, a chemically reactive curable material that is cured by a chemical reaction by mixing a curing agent with the main agent, such as an epoxy resin, and cured by irradiating light such as ultraviolet rays to cause a chemical reaction. A thermosetting material such as a photosensitive curable material to be cured or a resin curable by heating can be included. Further, as the time-hardening material, a material that hardens with time, such as gypsum and cement, can be included. Furthermore, a filler can also be mixed in the metal layer maintenance material 7 as needed.

各意匠面成形型５の金属層維持材７は、上述したように型交換装置１０に保持される取り出し保持部１１の基部１１ａ（後述するが、位置決め機構１２の凹部３ａに嵌合される凸部としても機能する）と一体に成形されている。吸着保持手段を構成する電磁石９Ａにより任意のタイミングで吸着される被吸着材として鉄などからなる板状の磁性体９Ｂが金属層維持材７の、収容部４の底部４ａと接することとなる部分７ａに埋め込まれるように一体に設けられている。なお、電磁石９Ａと磁性体９Ｂとを設ける位置は、収容部の底部４ａと金属層維持材７の底部４ａに接することとなる部分７ａとに限定されることとはなく、収容部の側壁４ｂと金属層維持材７の側面７ｂに設けることもできる。また、本発明は、電磁石９Ａと磁性体９Ｂに代えて、例えば吸着保持手段９Ａとして負圧を発生させるバキュームポンプと、被吸着部材９Ｂとして金属層維持材に設けられバキュームポンプに吸引される平滑面を有する板状の部材により構成することもできる。取り出し保持部１１の基部１１ａは、母型３の収容部４の周囲に複数形成された凹部３ａと対応する位置に設けられており、母型３の収容部４に対して意匠面成形型５を保持させる際の位置決め機構１２を構成する。取り出し保持部１１は、図５に示したように、型交換装置１０によって保持される保持部１１ｂが凹設されている。なお、この保持部１１ｂは、取り出し保持部１１の厚さ方向に貫通する孔により構成するなど、型交換装置１０の構成に応じて適宜形成することができる。 As described above, the metal layer maintaining material 7 of each design surface forming die 5 has a base portion 11a of the take-out holding portion 11 held by the die changer 10 (which will be described later, a convexity fitted into the concave portion 3a of the positioning mechanism 12). It also functions as a part. A portion in which a plate-like magnetic body 9B made of iron or the like as an adsorbed material adsorbed at an arbitrary timing by the electromagnet 9A constituting the adsorption holding means comes into contact with the bottom 4a of the housing portion 4 of the metal layer maintaining material 7. It is provided integrally so as to be embedded in 7a. The positions where the electromagnet 9A and the magnetic body 9B are provided are not limited to the bottom portion 4a of the housing portion and the portion 7a that comes into contact with the bottom portion 4a of the metal layer maintaining material 7, but the side wall 4b of the housing portion. It can also be provided on the side surface 7 b of the metal layer maintaining material 7. Further, in the present invention, instead of the electromagnet 9A and the magnetic body 9B, for example, a vacuum pump that generates a negative pressure as the suction holding means 9A, and a smooth member that is provided on the metal layer maintaining material as the attracted member 9B and is sucked by the vacuum pump. It can also be comprised by the plate-shaped member which has a surface. The base portion 11 a of the take-out holding portion 11 is provided at a position corresponding to a plurality of recessed portions 3 a formed around the housing portion 4 of the mother die 3, and the design surface molding die 5 with respect to the housing portion 4 of the mother die 3. The positioning mechanism 12 is configured to hold the. As shown in FIG. 5, the take-out holding unit 11 is provided with a holding unit 11 b that is held by the mold changer 10. The holding portion 11b can be appropriately formed according to the configuration of the mold exchanging device 10, such as a hole that penetrates the take-out holding portion 11 in the thickness direction.

ここで、本発明における意匠面成形型５の別の実施の形態を、図６を参照しつつ説明する。この実施の形態における意匠面成形型５は、金属層維持材７の周囲を取り囲む筐体８を有している。この筐体８は、母型３の収容部４に嵌合される大きさを有している。なお、この実施の形態における意匠面成形型５の製造方法については後述する。 Here, another embodiment of the design surface mold 5 according to the present invention will be described with reference to FIG. The design surface mold 5 in this embodiment has a housing 8 that surrounds the periphery of the metal layer maintenance material 7. The housing 8 has a size that can be fitted into the housing portion 4 of the mother die 3. In addition, the manufacturing method of the design surface mold 5 in this embodiment will be described later.

可動盤２２の固定盤２１と対向する面には、可動型２の取付けプレート２ａが取り付けられている。可動盤２２には、型開き後に成形品Ｗを突き出すエジェクタ機構１８が設けられている。可動型２の、母型３に形成された凹部３ａに基部１１ａが嵌合される取り出し保持部１１と対応する位置には、この取り出し保持部１１の突出した先端が可動型２に干渉しないように収容する凹部２ｂが形成されている。 A mounting plate 2 a of the movable mold 2 is attached to the surface of the movable plate 22 that faces the fixed plate 21. The movable plate 22 is provided with an ejector mechanism 18 that projects the molded product W after the mold is opened. At the position corresponding to the take-out holding part 11 where the base 11 a is fitted in the recess 3 a formed in the mother die 3 of the movable mold 2, the protruding tip of the take-out holding part 11 does not interfere with the movable mold 2. The recessed part 2b accommodated in is formed.

型交換装置１０は、汎用のロボットにより構成することができる。以下の説明では型交換装置をロボット１０という。ロボット１０のアームの先端には、取り出し保持部１１に凹設された保持部１１ｂを保持するソレノイドピン１９を備えている。ソレノイドピン１９は、突出するよう制御されることにより取り出し保持部１１の保持部１１ｂに係合し、退縮するよう制御されることにより取り出し保持部１１の保持部１１ｂを解放する。型交換装置１０の近傍には、母型３に対して交換される他の意匠面成形型５を支持するストッカ２４が設けられている。 The mold exchanging device 10 can be constituted by a general-purpose robot. In the following description, the mold changer is referred to as a robot 10. At the tip of the arm of the robot 10, a solenoid pin 19 that holds a holding portion 11 b that is recessed in the take-out holding portion 11 is provided. The solenoid pin 19 engages with the holding portion 11b of the take-out holding portion 11 by being controlled to project, and releases the holding portion 11b of the take-out holding portion 11 by being controlled to retract. In the vicinity of the mold exchanging device 10, a stocker 24 for supporting another design surface mold 5 to be exchanged for the mother mold 3 is provided.

次に、上述したように構成された本発明の射出成形機の意匠面成形型を製造するための方法を、主に図３〜図６に基づいて、意匠面構成型５のさらに具体的な構成とともに説明する。 Next, a method for manufacturing the design surface mold of the injection molding machine of the present invention configured as described above will be described more specifically based on FIGS. 3 to 6. This will be described together with the configuration.

本発明の射出成形機の意匠面成形型の製造方法は、概略、成形品Ｗの複数の意匠面Ｗａに応じてそれぞれ成形する意匠面成形型５、および、意匠面成形型５を交換可能に保持する母型３を含む第一型１と、第一型１と協働して成形品Ｗを成形するためのキャビティＣを形成する第二型２と、を備えた射出成形機における、意匠面成形型５の製造方法であって、成形品ＷのマスターモデルＭの意匠面となる表面Ｍａに電気鋳造または鋳造により、キャビティ面を構成する金属層６を形成し、金属層６の背面に、金属層６の素材の比重よりも軽く且つ金属層６の形状を維持し得る素材からなる金属層維持材７を一体に成形するものである。
そして、この実施の形態においては、金属層維持材７は、流動性を有する状態から固化する、反応性硬化材料または経時性硬化材料のなかから選択される。
金属層６の背面に冷却配管６ａを設け、その後、金属層６の背面に金属層維持材７を一体に成形する。
吸着保持手段９Ａと、吸着保持手段９Ａによって吸着保持される被吸着保持部材９Ｂとのいずれか一方が母型３に設けられており、吸着保持手段９Ａと被吸着保持部材９Ｂのいずれか他方を、金属層維持材７により一体に成形する。
射出成形機がさらに型交換装置１０を備えており、型交換装置１０に保持される取り出し保持部１１の基部１１ａを意匠面成形型５の金属層維持材７により一体に成形する。
意匠面成形型７を母型３に位置決めする位置決め機構１２を意匠面成形型５の金属層維持材７により一体に成形する。
位置決め機構１２は、母型３に形成された凹部３ａと、意匠面成形型５に設けられ母型３の凹部３ａに嵌合される凸部１１ａとにより構成し、凸部１１ａを意匠面成形型５の金属層維持材７により一体に成形する。凸部１１ａは、取り出し保持部１１の基部１１ａにより構成することができる。 The manufacturing method of the design surface molding die of the injection molding machine according to the present invention is generally such that the design surface molding die 5 and the design surface molding die 5 to be molded respectively according to the plurality of design surfaces Wa of the molded product W can be replaced. A design in an injection molding machine including a first mold 1 including a holding mother mold 3 and a second mold 2 that forms a cavity C for forming a molded product W in cooperation with the first mold 1. A method of manufacturing the surface molding die 5, wherein a metal layer 6 constituting a cavity surface is formed by electrocasting or casting on a surface Ma which is a design surface of the master model M of the molded product W, and the back surface of the metal layer 6 is formed. The metal layer maintaining material 7 made of a material that is lighter than the specific gravity of the material of the metal layer 6 and can maintain the shape of the metal layer 6 is integrally formed.
In this embodiment, the metal layer maintaining material 7 is selected from a reactive curable material or a time-curable curable material that solidifies from a fluid state.
The cooling pipe 6 a is provided on the back surface of the metal layer 6, and then the metal layer maintenance material 7 is integrally formed on the back surface of the metal layer 6.
Either one of the suction holding means 9A and the suction holding member 9B sucked and held by the suction holding means 9A is provided in the mother die 3, and either the suction holding means 9A or the suction holding member 9B is used as the other. The metal layer maintaining material 7 is integrally formed.
The injection molding machine further includes a mold changer 10, and the base 11 a of the take-out holding part 11 held by the mold changer 10 is integrally formed by the metal layer maintaining material 7 of the design surface mold 5.
A positioning mechanism 12 for positioning the design surface forming die 7 on the mother die 3 is integrally formed by the metal layer maintaining material 7 of the design surface forming die 5.
The positioning mechanism 12 includes a concave portion 3a formed in the mother die 3 and a convex portion 11a provided in the design surface molding die 5 and fitted into the concave portion 3a of the mother die 3, and the convex portion 11a is formed into the design surface molding. The metal layer maintaining material 7 of the mold 5 is integrally formed. The convex portion 11 a can be configured by the base portion 11 a of the take-out holding portion 11.

以下の説明では、本発明の射出成形機により成形する成形品Ｗとして、例えば成形材料がポリカーボネートで、長さ：３５０ｍｍ×幅：４５ｍｍで厚さが２．５ｍｍの意匠面構成部材成形するために、意匠面成形型５を保持する母型３の収容部を長さ：４００ｍｍ×幅：５５ｍｍ×深さ（意匠面成形型の厚さ）：４０ｍｍの大きさで成形する場合の具体的な素材や数値等を示すが、これらの素材や数値等は一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。 In the following description, as a molded product W to be molded by the injection molding machine of the present invention, for example, to design a design surface constituent member having a molding material of polycarbonate, length: 350 mm × width: 45 mm, and thickness of 2.5 mm , A concrete material in the case where the housing part of the mother die 3 holding the design surface molding die 5 is molded with a size of length: 400 mm × width: 55 mm × depth (thickness of the design surface molding die): 40 mm However, these materials and numerical values are only examples, and do not limit the present invention.

本発明の射出成形機における意匠面成形型５を製造するに当たり、最初に成形品Ｗの意匠面Ｗａと同じ表面Ｍａを有するマスターモデルＭを用意し、図３に示すように、マスターモデルＭの意匠面Ｍａとなる表面に電気鋳造または鋳造によりキャビティ面を構成するための金属層６を形成する。金属層６の素材は、この実施の形態では、ニッケル材を採用する。金属層の他の素材としては、鉄、アルミ、亜鉛合金など、従来の技術で切削加工することにより成形された意匠面成形型と同様の素材を用いることもできる。金属層６を平均で約２ｍｍの厚さで成形した場合、金属層６の重さは０．３５ｋｇとなった。電気鋳造によりマスターモデルＭの意匠面となる表面Ｍａの形状を金属層６のキャビティ面を構成する表面に精度よく転写することができ、また、金属層６全体を比較的薄く成形することができる。 In producing the design surface mold 5 in the injection molding machine of the present invention, first, a master model M having the same surface Ma as the design surface Wa of the molded product W is prepared. As shown in FIG. A metal layer 6 for forming a cavity surface is formed on the surface to be the design surface Ma by electrocasting or casting. In this embodiment, the material of the metal layer 6 is a nickel material. As the other material of the metal layer, the same material as the design surface molding die formed by cutting by a conventional technique such as iron, aluminum, zinc alloy or the like can be used. When the metal layer 6 was formed with an average thickness of about 2 mm, the weight of the metal layer 6 was 0.35 kg. The shape of the surface Ma serving as the design surface of the master model M can be accurately transferred to the surface constituting the cavity surface of the metal layer 6 by electrocasting, and the entire metal layer 6 can be formed relatively thin. .

なお、本発明の意匠面成形型５における金属層６は、電気鋳造によリ成形することに限定されることはなく、比較的薄い金属層を成形することができれば、鋳造により成形することもできる。この鋳造により金属層６を成形する場合には、成形品Ｗの意匠面Ｗａと同じ形状で、キャビティが比較的薄い金属層成形型を用意し、このキャビティ内に溶融金属を充填する鋳造によりもできる。金属層６の厚さは、最小がキャビティ内に所定の温度、所定の圧力で射出充填される成形材料を所定の意匠面Ｗａを有する成形品Ｗに成形し得る厚さ以上で、最大が従来の技術で説明したように切削加工により成形される各意匠面成形型全体の厚さよりも薄い範囲に設定することができる。 Note that the metal layer 6 in the design surface mold 5 of the present invention is not limited to being formed by electroforming, and can be formed by casting if a relatively thin metal layer can be formed. it can. When the metal layer 6 is formed by this casting, a metal layer forming die having the same shape as the design surface Wa of the molded product W and a relatively thin cavity is prepared, and the molten metal is filled in the cavity. it can. The minimum thickness of the metal layer 6 is equal to or greater than the thickness at which a molding material injected and filled in a cavity at a predetermined temperature and a predetermined pressure can be formed into a molded product W having a predetermined design surface Wa. As described in the above technique, the thickness can be set in a range thinner than the entire thickness of each design surface molding die molded by cutting.

ここで、意匠面成形型５の金属層６のキャビティ面および背面の形状を切削加工により成形することが考えられる。しかしながら、これらの面を切削加工により成形すると、切削加工による応力を受けて、金属層６に歪が生じることとなる。しかしながら、本発明における意匠面成形型５では、電気鋳造または鋳造により金属層６を成形するため、成形時に受ける応力が低いことから、厚さが比較的薄くても歪の少ない金属層６を成形することができる。 Here, it is conceivable to shape the cavity surface and the back surface of the metal layer 6 of the design surface mold 5 by cutting. However, when these surfaces are formed by cutting, the metal layer 6 is distorted due to stress due to the cutting. However, in the design surface mold 5 according to the present invention, since the metal layer 6 is formed by electrocasting or casting, the stress applied at the time of molding is low. can do.

次いで、この実施の形態では、図４に示すように、金属層６のキャビティ面と反対側の背面に冷却配管６ａを設ける。この時点では、金属層６がまだ背面に金属層維持材７を一体に成形されていない単独の状態であるため、冷却配管６ａを設ける位置は、成形品Ｗの各部における冷却速度等に応じて自由に設定することができる。また、冷却配管６ａは、金属層６の裏面に対してロウ付けなどにより容易に設けることができる。 Next, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a cooling pipe 6 a is provided on the back surface opposite to the cavity surface of the metal layer 6. At this time, the metal layer 6 is in a single state in which the metal layer maintaining material 7 is not integrally formed on the back surface, so the position where the cooling pipe 6a is provided depends on the cooling rate and the like in each part of the molded product W. It can be set freely. Further, the cooling pipe 6 a can be easily provided by brazing or the like on the back surface of the metal layer 6.

次いで、この実施の形態では、図５に示すように、金属層維持材７を成形するための型３’を用意する。この型３’には、母型３の意匠面成形型５を保持する収容部４と同じ大きさ、同じ形状の成形部４’が凹設されている。成形部４’は上方に開放している。また、成形部４’の周囲には、取り出し保持部１１の基部１１ａを保持する凹部３ａ’が、位置決め機構１２を構成する母型３の凹部３ａと対応する位置に形成されている。このように構成された型３’の成形部に離型剤を塗布しておき、この実施の形態では、成形部４’の周囲の凹部３ａ’に取り出し保持部１１の基部１１ａを保持させるとともに、成形部４’の、母型３の収容部４に配置された電磁石９Ａと対応する部分に、鉄などの板状の磁性体からなる被吸着部材９Ｂを位置決めしてから、流動性を有する状態の金属層維持材７を成形部４’に流し込み、その後、金属層６の背面を下向きにして型３’の成形部４’の上方に開放している開口部に配置する。このとき、金属層維持材７は、流動性を有しているので、冷却配管６ａの周囲を含めて金属層６の背面の形状に沿って流動し密着する。そのため、硬化した状態の金属層維持層７は、冷却配管６ａを埋め込むとともに金属層６の背面の形状に応じて密着するようにして一体に成形されることとなる。 Next, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a mold 3 ′ for forming the metal layer maintaining material 7 is prepared. In this mold 3 ′, a molding part 4 ′ having the same size and shape as the housing part 4 holding the design surface molding die 5 of the mother mold 3 is recessed. The molding part 4 'is open upward. Further, around the molding portion 4 ′, a recess 3 a ′ that holds the base portion 11 a of the take-out holding portion 11 is formed at a position corresponding to the recess 3 a of the mother die 3 constituting the positioning mechanism 12. In this embodiment, a mold release agent is applied to the molding part of the mold 3 ′ configured as described above, and in this embodiment, the base 11a of the take-out holding part 11 is held in the recess 3a ′ around the molding part 4 ′. The adsorbing member 9B made of a plate-like magnetic material such as iron is positioned on the portion of the molded portion 4 ′ corresponding to the electromagnet 9A disposed in the housing portion 4 of the mother die 3, and then has fluidity. The metal layer maintaining material 7 in a state is poured into the molded part 4 ′, and then disposed in an opening that is open above the molded part 4 ′ of the mold 3 ′ with the back surface of the metal layer 6 facing downward. At this time, since the metal layer maintenance material 7 has fluidity, it flows and adheres along the shape of the back surface of the metal layer 6 including the periphery of the cooling pipe 6a. Therefore, the cured metal layer maintaining layer 7 is integrally formed so as to embed the cooling pipe 6 a and to adhere to the back surface of the metal layer 6 according to the shape of the back surface.

また、金属層維持材７の、母型３の収容部４の底部４ａと接することとなる部分７ａにおける電磁石９Ａと対応する位置には、板状の磁性体９Ｂが埋め込まれるように一体に成形されている。さらに、金属層維持材７の側部７ｂであって、母型３の収容部４の周囲に複数形成された位置決め機構１２の凹部３ａと対応する位置には、型交換装置１０に保持される取り出し保持部１１の基部１１ａが、接着されるよう一体に成形されている。つまり、金属層維持材７の側部７ｂに一体に成形された取り出し保持部１１の基部１１ａは、位置決め機構１２の凹部３ａに嵌合される凸部を構成する。 Further, the metal layer maintaining material 7 is integrally formed so that a plate-like magnetic body 9B is embedded at a position corresponding to the electromagnet 9A in the portion 7a that comes into contact with the bottom 4a of the housing portion 4 of the mother die 3. Has been. Furthermore, it is held by the mold changer 10 at a position corresponding to the concave portion 3 a of the positioning mechanism 12 formed in the periphery of the accommodating portion 4 of the mother die 3 on the side portion 7 b of the metal layer maintaining material 7. The base portion 11a of the take-out holding portion 11 is integrally formed so as to be bonded. That is, the base portion 11 a of the take-out holding portion 11 formed integrally with the side portion 7 b of the metal layer maintaining material 7 constitutes a convex portion that is fitted into the concave portion 3 a of the positioning mechanism 12.

ここで、金属層維持材７は、金属層６の比重よりも軽く、且つ、キャビティ内に射出充填される成形材料の温度や熱などに影響されることなく金属層６の形状を維持し得る素材であれば特に限定されることはないが、具体的には、反応性硬化材料や経時性硬化材料など、当初では型内に流し込むことができるよう流動性を有しており、その後恒久的に硬化して金属層６の背面に一体成形することができる材料を採用することができる。さらに具体的は、反応性硬化材料として、例えばエポキシ樹脂のように主剤に硬化剤を混合して化学反応により硬化する化学反応性硬化材料、紫外線などの光線を照射して化学反応させることにより硬化する感光性硬化材料、加熱して化学反応させることにより硬化する樹脂などの熱硬化性材料を含むことができる。また、経時性硬化材料として、石膏やセメントなど、時間の経過によって硬化する材料を含むことができる。 Here, the metal layer maintenance material 7 is lighter than the specific gravity of the metal layer 6 and can maintain the shape of the metal layer 6 without being affected by the temperature or heat of the molding material injected and filled in the cavity. It is not particularly limited as long as it is a material, but specifically, it has fluidity so that it can be poured into a mold at first, such as a reactive curable material or a time-curable curable material, and then permanent. A material that can be cured and integrally molded on the back surface of the metal layer 6 can be employed. More specifically, as a reactive curable material, for example, a chemically reactive curable material that is cured by a chemical reaction by mixing a curing agent with the main agent, such as an epoxy resin, and cured by irradiating light such as ultraviolet rays to cause a chemical reaction. And a thermosetting material such as a resin that cures when heated and chemically reacted. Further, as the time-hardening material, a material that hardens with time, such as gypsum and cement, can be included.

上述したように母型３の収容部４を長さ：４００ｍｍ×幅：５５ｍｍ×深さ（＝意匠面成形型５の厚さ）：４０ｍｍの大きさで成形し、長さ：３５０ｍｍ×幅：４５ｍｍで厚さが２．５ｍｍの成形品Ｗを成形する場合において、エポキシを用いた金属層維持材７の重量は、この実施の形態では１．６７ｋｇとなった。したがって、意匠面成形型５の重量は、金属層６：０．３５ｋｇ＋金属層維持材７：１．６７ｋｇで、２．０２ｋｇとなった。これに対して、従来の技術と同様に意匠成形型全体を鋼材などにより成形した場合を想定すると、意匠面成形型５の重量が６．８６ｋｇとなる。 As described above, the housing part 4 of the mother die 3 is molded with a size of length: 400 mm × width: 55 mm × depth (= thickness of the design surface mold 5): 40 mm, and length: 350 mm × width: In the case of molding a molded product W having a thickness of 45 mm and a thickness of 2.5 mm, the weight of the metal layer maintaining material 7 using epoxy was 1.67 kg in this embodiment. Therefore, the weight of the design surface mold 5 was 2.02 kg, that is, metal layer 6: 0.35 kg + metal layer maintenance material 7: 1.67 kg. On the other hand, assuming the case where the entire design mold is formed of steel or the like as in the prior art, the weight of the design surface mold 5 is 6.86 kg.

このことから、本発明による意匠面成形型５は、軽量化を図ることができる。そのため、本発明による意匠面成形型５は、駆動能力が高くなく比較的小型のアクチュエータを用いた型交換装置１０であっても、意匠面成形型５を保持して移動させ確実に交換することができることは勿論のこと、人が手作業で交換することもでき、その結果、設備コストを大幅に低減させることができる。 For this reason, the design surface mold 5 according to the present invention can be reduced in weight. Therefore, even if the design surface molding die 5 according to the present invention is a mold exchanging device 10 that does not have high driving capability and uses a relatively small actuator, the design surface molding die 5 is held and moved and securely replaced. As a matter of course, a person can also perform manual replacement, and as a result, the equipment cost can be greatly reduced.

そして、金属層６の背面に冷却配管６ａを設けてから金属層維持材７を一体に成形するので、冷却配管６ａを自由にレイアウトすることができ、しかも冷却配管６ａを容易に設けることができる。 And since the metal layer maintenance material 7 is integrally formed after providing the cooling pipe 6a on the back surface of the metal layer 6, the cooling pipe 6a can be freely laid out and the cooling pipe 6a can be easily provided. .

なお、金属層維持材７を成形する型３’の成形部４’が母型の収容部と同じ形状であることから、母型３とは別に型３’を用意することなく、母型３の収容部４を用いて金属層維持材７を成形することもできる。すなわち、母型３の収容部４の開口を上方に向けるよう配置して、収容部４の電磁石９Ａに被吸着体９Ｂを吸着させて位置決めするとともに、収容部４の周囲の凹部３ａにそれぞれ取り出し保持部１１の基部１１ａを保持させて、収容部４に離型剤を塗布し、流動性を有する状態の金属層維持材７を母型３の収容部４に流し込み、金属層６の背面を下向きにして収容部４の開口部に配置する。金属層維持材７が硬化することにより金属層６の背面に一体成形されることとなる。 Since the molding part 4 ′ of the mold 3 ′ for molding the metal layer maintaining material 7 has the same shape as the housing part of the mother mold 3, the mother mold 3 is prepared without preparing the mold 3 ′ separately from the mother mold 3. The metal layer maintaining material 7 can also be formed using the housing portion 4. That is, the opening of the housing part 4 of the mother die 3 is arranged so as to face upward, and the attracted body 9B is attracted and positioned by the electromagnet 9A of the housing part 4 and taken out into the recesses 3a around the housing part 4 respectively. Holding the base 11 a of the holding part 11, applying a release agent to the containing part 4, pouring the metal layer maintenance material 7 in a fluid state into the containing part 4 of the mother mold 3, and the back surface of the metal layer 6 It is arranged in the opening of the accommodating part 4 so as to face downward. When the metal layer maintenance material 7 is cured, it is integrally formed on the back surface of the metal layer 6.

次に、図６に示したように、意匠面成形型５が金属層維持材７の周囲を取り囲む筐体８を有する場合の製造方法を説明する。
筐体８を有する意匠面成形型５の製造方法の第一の実施の形態として、母型３の収容部４に嵌合される大きさの筐体８を用意する。この筐体８は、金属層６が設けられる上方が開放している。筐体８の素材は、特に限定されることはないが、母型３に設けられた電磁石９Ａに吸着される磁性体９Ｂと同じ素材を選択した場合は、筐体８とは別に板状の磁性体９Ｂを用意する必要がなくなる。 Next, as shown in FIG. 6, a manufacturing method in the case where the design surface mold 5 has a housing 8 surrounding the metal layer maintaining material 7 will be described.
As a first embodiment of the manufacturing method of the design surface mold 5 having the housing 8, a housing 8 having a size to be fitted in the housing portion 4 of the mother die 3 is prepared. The housing 8 is open at the top where the metal layer 6 is provided. The material of the housing 8 is not particularly limited. However, when the same material as the magnetic body 9B attracted to the electromagnet 9A provided in the mother die 3 is selected, a plate-like material is provided separately from the housing 8. There is no need to prepare the magnetic body 9B.

次いで、この実施の形態では、筐体８の開口部を覆うように予め成形された金属層３を配置して係止する。この筐体８と金属層６との係止は、溶接等により完全に固着してもよいが、ロウ付け等により仮止め程度でもよい。筐体８の開口部を覆うように金属層６を係止することにより、内部に空間が形成されることとなる。この空間内に流動可能な状態の金属層維持材７を充填させる。なお、金属層維持材７の空間内への充填は、筐体８の側部等に充填口を予め形成することにより、実現することができる。金属層維持材７は、空間内に充填される時点では流動性を有しているため、冷却配管６ａの周囲を含めて金属層６の背面の形状に応じて密着するよう流動し充填される。その後、金属層維持材７が固化すると、金属層６の背面の形状に応じて、冷却配管６ａを埋め込むようにして一体に成形され、金属層維持材７の周囲を筐体８が取り囲んだ状態となる。なお、筐体８に金属層６を係止するのと前後して、または、空間内に金属層維持材７を充填するのと前後して、取り出し保持部１１の基部１１ａを筐体８の側部に溶接などにより固着することができる。 Next, in this embodiment, the metal layer 3 formed in advance so as to cover the opening of the housing 8 is disposed and locked. The housing 8 and the metal layer 6 may be locked together by welding or the like, but may be temporarily fixed by brazing or the like. By locking the metal layer 6 so as to cover the opening of the housing 8, a space is formed inside. The space is filled with a metal layer maintaining material 7 in a flowable state. The filling of the metal layer maintaining material 7 into the space can be realized by forming a filling port in the side portion of the housing 8 or the like in advance. Since the metal layer maintenance material 7 has fluidity when filled in the space, the metal layer maintenance material 7 flows and fills in close contact with the shape of the back surface of the metal layer 6 including the periphery of the cooling pipe 6a. . After that, when the metal layer maintenance material 7 is solidified, the metal layer maintenance material 7 is integrally formed so as to embed the cooling pipe 6 a according to the shape of the back surface of the metal layer 6, and the casing 8 surrounds the metal layer maintenance material 7. It becomes. Before and after locking the metal layer 6 to the casing 8 or before and after filling the space with the metal layer maintenance material 7, the base 11 a of the take-out holding section 11 is attached to the casing 8. It can be fixed to the side part by welding or the like.

次に、図６に示したように、筐体８を有する意匠面成形型５の製造方法の第二の実施の形態を説明する。この実施の形態では、上述した実施の形態と同様、または相当する部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。 Next, as shown in FIG. 6, a second embodiment of the manufacturing method of the design surface mold 5 having the housing 8 will be described. In this embodiment, parts that are the same as or correspond to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described.

この実施の形態においても、最初に上述したように筐体８を用意する。但し、この実施の形態では、金属層維持材７の充填口を設ける必要はない。次に、筐体８内に流動性を有する状態の金属層維持材７を所定量充填し、その後、筐体８の開口部を覆うように金属層６を配置する。このとき、金属層維持材７が流動性を有している状態のため、冷却配管６ａの周囲を含め金属層６の背面の形状に応じて流動し充填される。その後、金属層維持材７が硬化すると、冷却配管６ａを埋め込み金属層６の背面に密着するよう一体に成形され、その周囲を筐体が取り囲んだ状態となる。取り出し保持部の基部を筐体の側部に取り付ける時期については、上述した実施の形態と同様である。 Also in this embodiment, the housing 8 is first prepared as described above. However, in this embodiment, it is not necessary to provide a filling port for the metal layer maintenance material 7. Next, a predetermined amount of the metal layer maintaining material 7 having fluidity is filled in the housing 8, and then the metal layer 6 is disposed so as to cover the opening of the housing 8. At this time, since the metal layer maintaining material 7 has fluidity, it flows and fills according to the shape of the back surface of the metal layer 6 including the periphery of the cooling pipe 6a. Thereafter, when the metal layer maintaining material 7 is cured, the cooling pipe 6a is integrally formed so as to be in close contact with the back surface of the metal layer 6, and the casing is surrounded. About the timing which attaches the base part of a taking-out holding part to the side part of a housing | casing, it is the same as that of embodiment mentioned above.

図６に示した実施の形態では、金属層維持材７を金属層６の背面に一体に成形するための型（図５を参照）を必要としないため、設備コストをさらに低減させることができ、また、型３’の成形部４’または母型３の収容部４から金属層維持材７を離型させることなく、筐体８を含めて母型３の収容部４に収容させることができるため、手間を省くことができる。 In the embodiment shown in FIG. 6, the metal layer maintaining material 7 does not require a mold (see FIG. 5) for integrally forming the back surface of the metal layer 6, so that the equipment cost can be further reduced. Further, the metal layer maintaining material 7 can be accommodated in the accommodating portion 4 of the mother die 3 including the housing 8 without releasing the metal layer maintenance material 7 from the molding portion 4 ′ of the die 3 ′ or the accommodating portion 4 of the mother die 3. This can save time and effort.

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、たとえば上述した実施の形態で説明した構成を組み合わせるなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更ができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention, for example, by combining the configurations described in the above-described embodiments.

Ｗ：成形品、Ｗａ：意匠面、１：固定型（第一型）、２：可動型（第二型）、３：母型、４：収容部、５：意匠面成形型、６：金属層、７：金属層維持材、８：筐体、９Ａ：電磁石（吸着保持手段）、９Ｂ：磁性体（被吸着保持材）、１０：型交換装置、１１：取り出し保持部、１１ａ：基部（凸部）、１２：位置決め機構、３ａ：凹部、Ｍ：マスターモデル、Ｍａ：表面 W: Molded product, Wa: Design surface, 1: Fixed mold (first mold), 2: Movable mold (second mold), 3: Master mold, 4: Housing part, 5: Design mold, 6: Metal Layer, 7: metal layer maintenance material, 8: housing, 9A: electromagnet (adsorption holding means), 9B: magnetic material (adsorption holding material), 10: mold changer, 11: takeout holding unit, 11a: base ( Convex portion), 12: positioning mechanism, 3a: concave portion, M: master model, Ma: surface

Claims

A first mold including a design surface mold that respectively molds according to a plurality of design surfaces of the molded product, and a matrix that holds the design surface mold in a replaceable manner;
A second mold that cooperates with the first mold to form a cavity for molding a molded article;
An injection molding machine comprising:
Each of the design surface forming dies is formed by integrally forming a metal layer maintaining material made of a material that can maintain the shape of the metal layer lighter than the specific gravity of the metal layer on the back surface of the metal layer constituting the cavity surface. An injection molding machine characterized by that.

2. The injection molding machine according to claim 1, wherein the metal layer maintaining material is selected from a reactive curable material or a time-curable curable material that solidifies from a fluid state.

The mother die has an accommodating portion for holding the design surface mold;
The said design surface shaping | molding die is accommodated in the accommodating part of the said mother mold, and has the housing | casing which surrounds the circumference | surroundings of the said metal layer maintenance material, Either of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Injection molding machine.

A first mold including a design surface mold that respectively molds according to a plurality of design surfaces of the molded product, and a matrix that holds the design surface mold in a replaceable manner;
A second mold that cooperates with the first mold to form a cavity for molding a molded article;
In the injection molding machine provided with a manufacturing method of the design surface mold,
A metal layer constituting the cavity surface is formed by electrocasting or casting on the surface to be the design surface of the master model of the molded product,
A design surface of an injection molding machine, wherein a metal layer maintenance material made of a material that is lighter than a specific gravity of the material of the metal layer and can maintain the shape of the metal layer is integrally formed on the back surface of the metal layer. A method for manufacturing a mold.

5. The design of an injection molding machine according to claim 4, wherein the metal layer maintaining material is selected from a reactive curable material or a time-curable curable material that solidifies from a fluid state. Manufacturing method of surface mold.

The mother die has an accommodating portion for holding the design surface mold;
The metal layer is locked to the opening of the housing housed in the housing portion to form a space inside,
The metal layer maintaining material in a fluid state is filled in the space, the metal layer maintaining material is solidified, and the metal layer, the housing, and the metal layer maintaining material are configured integrally. The manufacturing method of the design surface shaping | molding die of the injection molding machine of any one of Claim 4 or 5.

The mother die has an accommodating portion for holding the design surface mold;
6. The metal layer maintaining material is filled into a housing housed in the housing portion, and the metal layer retaining material is integrally formed so as to cover the metal layer in the housing. A method for producing a design surface mold for an injection molding machine according to claim 1.