JP2018118458A - マスターフレームとダイプレートの位置決め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡樹脂成形機におけるマスターフレームとダイプレートの位置合わせを正確かつ容易に行うことができるマスターフレームとダイプレートの位置決め構造を提供する。
【解決手段】マスターフレーム２とダイプレート３の位置決め構造であって、前記マスターフレーム２の下端中央には水平方向位置決め用の凹溝２０を設け、またマスターフレーム２の側面中央には垂直方向位置決め用の段部２１を設け、一方、前記ダイプレート３の下端中央には前記凹溝２０に係止する水平方向位置決め用のピン３０を設け、またダイプレート３の側面中央には前記段部２１を載置する垂直方向位置決め用の受部３１を設けて、前記凹溝２０にピン３０が係止されてマスターフレーム２の水平方向の位置決めが行われるとともに、前記段部２１が受部３１に載置されてマスターフレーム２の垂直方向の位置決めが行われる構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、発泡樹脂成形機におけるマスターフレームとダイプレートの位置合わせを正確かつ容易に行うことができるマスターフレームとダイプレートの位置決め構造に関するものである。

従来から、発泡樹脂成形機として凹凸型からなる一対の金型で形成されるキャビティ内に発泡樹脂ビーズ原料を充填し、加熱発泡成形するものが広く知られている。前記金型は、１個または複数個がマスターフレームに装着されており、金型の背面側には蒸気室が形成されている。また、このマスターフレームは固定側と移動側のダイプレートにそれぞれ取り付けられている。

マスターフレームをダイプレートへ取り付ける場合、水平方向および垂直方向に対する位置調整機構はないため、両者の位置合わせは大まかにセットした後にオペレータが現場でマスターフレームを微調整して行うのが普通である。このとき、マスターフレームは水平方向および垂直方向に自由に動いてしまうので微調整が難しく、作業時間も長くなるという問題があった。また、垂直方向の調整は安全ドアを開けてオペレータが成形機の中へ入り込み、昇降操作を行う必要があるので作業が煩雑になるという問題があった。

一方、前記蒸気室には、蒸気・冷却水・エアの用役を供給する必要があるため、マスターフレームの上面には用役配管が接続されており、また、マスターフレームの下面には余分な水等をドレンとして排出するためのドレン配管が接続されている。従って、金型を交換すると用役配管とドレン配管を全て接続し直す必要があり、長時間の作業を強いられることになるため、本件出願人は、特許文献１に示されるように、用役配管やドレン配管の接続に関し、マスターフレームを取り付けることで同時に用役接続を行うことができる接続構造を開発し、先に特許出願を行っている。

前記の特許文献１に記載のものでは、用役配管などの接続を同時に行わせる場合、マスターフレームとダイプレートの位置合わせが正確に行われていることが前提条件であるため、マスターフレームとダイプレートの位置合わせを短時間で簡単に行える位置決め構造の開発が望まれていた。

特許第４９４８２０７号公報

本発明は上記のような従来の問題点を解決して、発泡樹脂成形機におけるマスターフレームとダイプレートの位置合わせを正確かつ容易に行うことができるマスターフレームとダイプレートの位置決め構造を提供することを目的とする。また、マスターフレーム側の用役配管口やドレン配管口とダイプレート側の用役配管口やドレン配管口との接続を、マスターフレームとダイプレートの連結と同時に正確に位置合わせした状態で行えることを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のマスターフレームとダイプレートの位置決め構造は、金型を装着したマスターフレームをダイプレートの所定位置に取り付ける際のマスターフレームとダイプレートの位置決め構造であって、
前記マスターフレームの下端中央には水平方向位置決め用の凹溝を設け、またマスターフレームの側面中央には垂直方向位置決め用の段部を設け、
一方、前記ダイプレートの下端中央には前記凹溝に係止する水平方向位置決め用のピンを設け、またダイプレートの側面中央には前記段部を載置する垂直方向位置決め用の受部を設けて、
前記凹溝にピンが係止されてマスターフレームの水平方向の位置決めが行われるとともに、前記段部が受部に載置されてマスターフレームの垂直方向の位置決めが行われる構造としたことを特徴とするものであり、これを請求項１に係る発明とする。

また、好ましい実施形態によれば、マスターフレームには蒸気室を形成するように金型が装着されており、
マスターフレームの上面に前記蒸気室に連通する膨出部を一体的に形成するとともに、この膨出部のダイプレートに対向する垂直面には用役受入れ用開口部を形成し、
一方、前記ダイプレートの上面には前記蒸気室に用役を供給する用役配管を接続したボックス体を設けるとともに、このボックス体のマスターフレームに対向する垂直面には前記用役受入れ用開口部に対応した用役吐出用開口部を形成して、
前記用役受入れ用開口部と用役吐出用開口部とが連通するようにマスターフレームとダイプレートの位置決めを行うものが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。

更に、その他の好ましい実施形態によれば、マスターフレームの下面に蒸気室に連通する膨出部を一体的に形成するとともに、この膨出部のダイプレートに対向する垂直面にはドレン排出用開口部を形成し、
一方、ダイプレートの下面には蒸気室からのドレンを排出するドレン配管を接続したボックス体を設けるとともに、このボックス体のマスターフレームに対向する垂直面には前記開口部に対応したドレン受入れ用開口部を形成して、
前記ドレン排出用開口部とドレン受入れ用開口部とが連通するようにマスターフレームとダイプレートの位置決めを行うものが好ましく、これを請求項３係る発明とする。

請求項１に係る発明では、マスターフレームの下端中央には水平方向位置決め用の凹溝を設け、またマスターフレームの側面中央には垂直方向位置決め用の段部を設け、一方、前記ダイプレートの下端中央には前記凹溝に係止する水平方向位置決め用のピンを設け、またダイプレートの側面中央には前記段部を載置する垂直方向位置決め用の受部を設けたので、マスターフレームの水平方向の位置決めは前記凹溝とピンの係合で簡単に行うことができ、また、マスターフレームの垂直方向の位置決めは前記段部が受部に載置して簡単に行うことができる。
更には、成形工程において加熱・冷却が繰り返されてマスターフレームが熱膨張・熱収縮するが、垂直方向は側面中央の段部で支持されて、ここを中心に上下方向に伸縮するため、従来のように下端部で支持するのに比べて端部の伸縮幅を半分に抑えることができ、寸法精度の高い成形を維持することができる。

請求項２に係る発明では、マスターフレームには蒸気室を形成するように金型が装着されており、マスターフレームの上面に前記蒸気室に連通する膨出部を一体的に形成するとともに、この膨出部のダイプレートに対向する垂直面には用役受入れ用開口部を形成し、一方、前記ダイプレートの上面には前記蒸気室に用役を供給する用役配管を接続したボックス体を設けるとともに、このボックス体のマスターフレームに対向する垂直面には前記用役受入れ用開口部に対応した用役吐出用開口部を形成して、前記用役受入れ用開口部と用役吐出用開口部とが連通するようにマスターフレームとダイプレートの位置決めを行うようにしたので、マスターフレームをダイプレートに固定すれば、膨出部とボックス体とが接合して、用役受入れ用開口部と用役吐出用開口部とを自動的に合致して連通させることができる。

また、請求項３に係る発明では、マスターフレームの下面に蒸気室に連通する膨出部を一体的に形成するとともに、この膨出部のダイプレートに対向する垂直面にはドレン排出用開口部を形成し、一方、ダイプレートの下面には蒸気室からのドレンを排出するドレン配管を接続したボックス体を設けるとともに、このボックス体のマスターフレームに対向する垂直面には前記開口部に対応したドレン受入れ用開口部を形成して、前記ドレン排出用開口部とドレン受入れ用開口部とが連通するようにマスターフレームとダイプレートの位置決めを行うようにしたので、ドレン排出用開口部とドレン受入れ用開口部とを自動的に連通させることができる。

発泡樹脂成形機を示す正面図である。 マスターフレームをダイプレートに取り付ける工程を示す説明図である。 水平方向位置決め用の凹溝を示す正面図である。 垂直方向位置決め用の受部を示す断面図である。 本発明に係るマスターフレームを示す正面図である。 図５の側面図である。 図５の斜視図である。 用役配管の接続を示す要部の拡大断面図である。 ドレン配管の接続を示す要部の拡大断面図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は、発泡樹脂成形機を示す正面図であり、図中１は金型、２は金型１を装着した移動側のマスターフレーム、３はこのマスターフレーム２を固定する移動側のダイプレート、４はこのダイプレート３を支持する移動側のハウジングである。
なお、固定側にも移動側と同様に、金型１ａ、マスターフレーム２ａ、ダイプレート３ａ、ハウジング４ａがあるが、マスターフレームとダイプレートの位置決め構造としては基本的に同じであるので、以下、移動側の位置決め構造について説明する。

図２は、マスターフレーム２をダイプレート３に取り付ける工程を示す説明図である。
前記マスターフレーム２の下端中央（幅方向の１／２の位置）には水平方向位置決め用の凹溝２０が設けられ、またマスターフレーム１の左右の側面中央（側面の高さ方向の１／２の位置）には垂直方向位置決め用の段部２１、２１が設けられている。この水平方向位置決め用の凹溝２０と垂直方向位置決め用の段部２１は、マスターフレーム２に一体的に形成してもよいし、別部品を後から取付加工してもよい。

一方、前記ダイプレート３の下端中央には前記凹溝２０に係止する水平方向位置決め用のピン３０が設けられ、またダイプレート３の左右の側面中央には前記段部２１を載置する垂直方向位置決め用の受部３１が設けられている。この水平方向位置決め用のピン３０と垂直方向位置決め用の受部３１は、ダイプレート３に一体的に形成してもよいし、別部品を後から取付加工してもよい。

このように構成したものでは、マスターフレーム２をダイプレート３側に水平に移動して接近させた後、上から下へ移動すると、図３に示されるように、前記凹溝２０とピン３０が係合し、凹溝２０はピン３０に案内されつつ下降する。この結果、マスターフレーム２は左右に振られることがなく、水平方向の位置決めが確実に行われることとなる。
これと同時に、マスターフレーム２が所定位置まで下がると、図４に示されるように、前記段部２１がダイプレート３の受部３１に接触して載置され、それ以上は下降できなくなる。これにより、マスターフレーム２の垂直方向の位置決めが行われることとなる。

このように、マスターフレーム２をダイプレート３に対し上から下へ移動するだけで、凹溝２０とピン３０が係合し、また段部２１が受部３１に載置されて水平方向と垂直方向の位置決めが簡単かつ確実に行われることとなる。
また、成形工程において加熱・冷却が繰り返されてマスターフレームが熱膨張・熱収縮する場合も、垂直方向は側面中央の段部で２１支持されて、ここを中心に上下方向に伸縮するため、下端部で支持するのに比べて端部の伸縮幅を半分に抑えることができ、寸法精度の高い成形を維持することができる。同様に、水平方向も下端中央の凹溝２０に支持されて、ここを中心に左右方向に伸縮するため、側端部で支持するのに比べて端部の伸縮幅を半分に抑えることができる。

次に、用役受入れ用開口部と用役吐出用開口部との連通について説明する。
図５は、本発明に係る移動側のマスターフレーム２を示す正面図であり、図６はその側面図、図７はその斜視図である。図示のものでは金型１をマスターフレーム２に４個装着する場合を示しているが、これに限定されないことは勿論であり、１個でもよいし任意の複数個でもよい。また、マスターフレーム２の背面は背板５で塞がれており、蒸気室６が形成されている。

前記マスターフレーム２の上面には、発泡樹脂成形に必要な蒸気、冷却水、エア、真空等の用役を蒸気室６に供給するための用役配管が接続してあり、従来はフレキシブルなホースにより接続されていた。このため、金型の交換を行う毎に全ての用役配管を取り外した後、新たな用役配管を接続し直す必要があり、長時間でかつ高所で危険な作業を強いられていた。
そこで、本発明では蒸気室に用役を供給する用役配管をマスターフレームの取り付けと同時に、かつ安全に接続できるようにしたマスターフレームのダイプレートへの取付構造を採用した。

本発明では、前記マスターフレーム２の上面に前記蒸気室６に連通する空洞の膨出部７を一体的に形成するとともに、この膨出部７のダイプレート３に対向する垂直面７ａには用役受入れ用開口部８ａ、８ｂを形成した。なお、図面において用役受入れ用開口部８ａは蒸気、エア、真空等を供給するものであり、用役受入れ用開口部８ｂは冷却水を供給するものである。

一方、図８に示すように、前記ダイプレート３の上面には前記蒸気室６に蒸気、冷却水、エア、真空等の用役を供給する用役配管（図示せず）を接続したボックス体９を設けるとともに、このボックス体９のマスターフレーム２に対向する垂直面には前記用役受入れ用開口部８ａに対応した用役吐出用開口部１０を形成した構造となっている。また、用役受入れ用開口部８ｂについてはボックス体９を中継して接続している。
そして、前記用役受入れ用開口部８ａ、８ｂと用役吐出用開口部１０とが連通するようにマスターフレーム２をダイプレート３に固定すると、前記用役配管が蒸気室６に自動的に連通する構造となっている。なお、前記膨出部７とボックス体９の接合面には気密性を保持するためのパッキン７ｂが介されている。

前述したように本発明では、マスターフレーム２とダイプレート３とが、水平方向および垂直方向ともに正確に位置決めされた状態で固定されるので、前記用役受入れ用開口部８ａ、８ｂと用役吐出用開口部１０とは確実に連結されることとなる。

更に、用役配管の接続だけでなく、ドレンの排出や真空の制御をするドレン配管の接続にも同様の構造を利用することができる。
図９に示すように、前記マスターフレーム２の下面に蒸気室６に連通する膨出部１１を一体的に形成するとともに、この膨出部１１のダイプレート３に対向する垂直面１１ａにはドレン排出用開口部１２を形成する。一方、ダイプレート３の下面には蒸気室６からのドレンを排出するドレン配管（図示せず）を接続したボックス体１３を設けるとともに、このボックス体１３のマスターフレームに対向する垂直面には前記開口部１２に対応したドレン受入れ用開口部１４を形成した構造とする。
この場合は、マスターフレーム２をダイプレート３の所定位置に固定すると、前記ドレン排出用開口部１２はドレン受入れ用開口部１４に確実に連結されることとなる。

前記用役受入れ用開口部８ａの開口面積は、ボックス体９に接続した用役配管の開口面積よりも大きくしておくことが好ましい。これにより、用役受入れ用開口部８ａにおける蒸気の流速を蒸気弁の一次側における流速と同等かそれ以下にすることができ、「蒸気の黙り」、「オーバーシュート」、「ハンチング」現象を防止して、蒸気室６の圧力の応答性能がよくなり、圧力の設定値に対して、例えば±０．００５ＭＰａの範囲で自動調整するように蒸気弁の操作を行えるようになる。この結果、蒸気室６の圧力調整を俊敏に行うことができ、また蒸気の流速を抑えることで蒸気室６に一様に蒸気を入れることができるので、成形サイクルを短縮して生産性を高めることができることとなる。

１ 移動側の金型
１ａ 固定側の金型
２ 移動側のマスターフレーム
２ａ 固定側のマスターフレーム
３ 移動側のダイプレート
３ａ 固定側のダイプレート
４ 移動側のハウジング
４ａ 固定側のハウジング
５ 背板
６ 蒸気室
７ 膨出部
７ａ 垂直面
７ｂ パッキン
８ａ 用役受入れ用開口部
８ｂ 用役受入れ用開口部
９ ボックス体
１０ 用役吐出用開口部
１１ 膨出部
11ａ 垂直面
11ｂ パッキン
１２ ドレン排出用開口部
１３ ボックス体
１４ ドレン受入れ用開口部
２０ 水平方向位置決め用の凹溝
２１ 垂直方向位置決め用の段部
３０ 水平方向位置決め用のピン
３１ 垂直方向位置決め用の受部

Claims (3)

1. 金型を装着したマスターフレームをダイプレートの所定位置に取り付ける際のマスターフレームとダイプレートの位置決め構造であって、
   前記マスターフレームの下端中央には水平方向位置決め用の凹溝を設け、またマスターフレームの側面中央には垂直方向位置決め用の段部を設け、
   一方、前記ダイプレートの下端中央には前記凹溝に係止する水平方向位置決め用のピンを設け、またダイプレートの側面中央には前記段部を載置する垂直方向位置決め用の受部を設けて、
   前記凹溝にピンが係止されてマスターフレームの水平方向の位置決めが行われるとともに、前記段部が受部に載置されてマスターフレームの垂直方向の位置決めが行われる構造としたことを特徴とするマスターフレームとダイプレートの位置決め構造。
2. マスターフレームには蒸気室を形成するように金型が装着されており、
   マスターフレームの上面に前記蒸気室に連通する膨出部を一体的に形成するとともに、この膨出部のダイプレートに対向する垂直面には用役受入れ用開口部を形成し、
   一方、前記ダイプレートの上面には前記蒸気室に用役を供給する用役配管を接続したボックス体を設けるとともに、このボックス体のマスターフレームに対向する垂直面には前記用役受入れ用開口部に対応した用役吐出用開口部を形成して、
   前記用役受入れ用開口部と用役吐出用開口部とが連通するようにマスターフレームとダイプレートの位置決めを行う請求項１に記載のマスターフレームとダイプレートの位置決め構造。
3. マスターフレームの下面に蒸気室に連通する膨出部を一体的に形成するとともに、この膨出部のダイプレートに対向する垂直面にはドレン排出用開口部を形成し、
   一方、ダイプレートの下面には蒸気室からのドレンを排出するドレン配管を接続したボックス体を設けるとともに、このボックス体のマスターフレームに対向する垂直面には前記開口部に対応したドレン受入れ用開口部を形成して、
   前記ドレン排出用開口部とドレン受入れ用開口部とが連通するようにマスターフレームとダイプレートの位置決めを行う請求項１または２に記載のマスターフレームとダイプレートの位置決め構造。