JP2020138490A - 金型成型品、金型成型品を製造する刻印装置、刻印装置の取替具及び刻印部を備えた金型 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)「凹部、凸部の強度を維持するという着眼点がない課題」
樹脂成型表面に形成された凸部が、広い面積の凹部に形成された場合、凹部に囲まれた凸部は薄い壁のようになり、接触等によって破損しやすくなる課題があった。つまり、0、1のビット情報によって必然的に凹凸の形状は決定されるので、従来技術には強度を維持するという観点からの考察はなかった。
(B)「凹部を明部とする構成の課題」
凹部を明部として検出する構成の場合、凹部内にゴミや汚れが付着すると、コード情報の読取精度が落ちる課題がある。これは、凹部はゴミや汚れが付着しやすい箇所であることを考慮すると、長期間に亘って読取精度を維持する上で問題であった。
(C)「高精度でありながらも安価かつ簡単に金型成形品を製造する方法については開示がない課題」
合成樹脂に形成するコード情報は製品情報である場合が多いので、製品種類毎にコード情報は変更する場合が多い。記録すべきコード情報を形成するコード形成金型を安価に作ることが望まれているが、そのような金型はないのが現状である。
また、2次元コード情報は、QRコード(登録商標)のように、狭い面積に多くの凹凸を設けて情報面を形成するので、樹脂成型を繰り返すことによって金型に形成されるコード形成面は部分的な摩耗や破損が一般的な金型に比べて生じやすい。そのような場合、金型全体や2次元コード形成金型部の全体を交換することが必要になり、製造コストが高くなる課題がある。
本発明の他の目的は、
(1)読取精度を高く維持する、
(2)接触等による破損、汚れ等の不都合の発生を抑制する、
(3)摩耗や破損等における対処費用と製造コストを抑制する、
の少なくとも一つの課題を解決する技術を提供することを目的とする。
上記に記載した以外の発明の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
前記凹部は隣り合う前記凹部の間には必ず境界となる平面領域が存在するドット形であり、前記平面部は粗面化処理が施されていることを特徴とする。
この構成であれば、平面部は粗面化処理が施されているので光線は乱反射して明部として正しく読み取られる確率を高めることができる。また、凹部は隣り合う凹部の間には必ず境界となる平面領域が存在するドット形であるので、凹部に囲まれた凸部の強度が低下して、破損する問題の発生を低下させることができる。また、凹部が連なって大きな面積の凹部になる構成に比べてゴミの付着などの問題の発生を低下させることができる。さらに、仮に凹部にゴミが入った状態でも暗部として認識されるのであるから情報読み取りの間違いは少なくなる利点がある。
なお、成型技術の発展により、今日において様々な金属材料が成型加工に用いられている。これら材料の中には高融点を有するものがあり、高融点の材料を用いた成型加工は、高温環境下で行なわれる。高温環境下で行なわれる成型加工として、例えば、アルミニウムダイカスト成型がよく知られている。本発明に係る技術においては、樹脂成型品だけでなく金属等の材料でも成型できるものであれば、同様に採用できる。
この構成であれば、凹部の底部が広い面積である平面である場合に比べて、先すぼまり形状に形成されていることによって、凹部に入った光線は反射量が少なくなり、暗部がより暗部として読み取られるので、コード情報の読取精度を高めることができる。
「少なくとも先端部が先すぼまり形状」とは、例えば、図2(a)〜(d)に示すような形状が例示できる。
なお、好ましくは穴形状の少なくとも先端部が円錐又は角錐のような形状にすることが好ましい。つまり、先端の面積が小さいほど、反射される光量を少なくすることができるのである。
先端部の形状が錐台形に形成される場合は、前記凹部の入口面積と底部面積の比、即ち、(入口面積S1/底部面積S2)を3以上に設定することが好ましい。さらに好ましい範囲は6以上である。なお、円錐又は角錐のような先端が尖がった形状であれば、凹部の先端部の面積は点になるので、前記凹部の入口面積と底部面積の比は非常に大きくなる。
前記コード形成壁に2次元的に一定間隔で設けられた取付部を有し、0又は1等のコード情報を示すために少なくとも一種類の部品を前記取付部に着脱自在に固定することで前記コード情報を形成したことを特徴とする。
なお、前記部品は、前記コード形成壁から突出する形態が採用されることが多い。
本発明に係る構成であれば、0又は1等のコード情報を示すために少なくとも一種類の部品を取付部に着脱自在に固定する構成なので、多種多様なコード情報を少なくとも一種類の部品をコード形成壁に取り付けるという簡単な処理で構成することができる。したがって、QRコードのような2次元コード形成面の全体を一度に製造する場合に比べて、
(1)個々の情報の異なる多数種類の金型を製造する場合に、取付部が設けられたコード形成壁と前記した部品を別々に用意すれば、コード情報に応じてコード形成壁と前記部品を取り付けるだけで種々異なる刻印装置を形成できる。したがって、全体を一度に製造する場合に比べて、多種多様なコード情報を安価かつ簡単に作り分けることができる。
(2)コード情報を示す部品の一部が摩耗や破損した場合にその摩耗又は破損した部分の部品を取り換えることによって最初から全体を作り直す場合に比べて修理にかかる費用を大幅に低減できる。
(3)例えば、金型成形品にコード情報として記憶される電話番号、住所、及び製品情報を表示するホームページアドレスの一部が変更した場合に、その変更部分に係る部品だけを取り換えれば良いので、色々な状況において発生するコード情報の変更に対しても安価かつ簡単に対処できる。
また、前記コード形成壁は後述する板状物に限定されず、金型に設けられる2次元コードを形成する壁であれば、その配設位置、形状、及び構成は限定されない。
さらに、前記部品を前記取付部に着脱自在に固定する方法は各種の方法が適用できる。 但し、安定して成型作業を長期間継続して行えることが必須構成要件である。
「前記コード形成壁とほぼフラットな面を有する」とは、光学的な明暗の認識において、明部と安定して認識できる程度の前記コード形成壁からの突出、凹みを許容する意味である。
この構成であれば、大径部があることで貫通孔に2種類の部品が安定して取り付けられるとともに、着脱自在の固定具を外せば、個々の部品を取り換えることができ、多種多様なコード情報を安価に製造できる。また、摩耗又は破損時などに低コストでコード情報を所定の初期状態に戻すことができる。さらに、破損等せずとも、必要に応じて既にあるコード情報の一部を変更することが簡単にできる。
前記凹部と着脱自在に取り付けることのできる構成としては、取付凹部に雌ネジを設け、突出量が大きい長部品の基端部に雄ネジを設ける構成等が例示できる。
この構成であれば、個々の部品を取り換えることができ、多種多様なコード情報を安価に製造できるとともに、摩耗又は破損時などに低コストでコード情報を所定の初期状態に戻すことができる。また、破損等せずとも、必要に応じて既にあるコード情報の一部を変更することが簡単にできる。
この構成であれば、刻印装置によって形成される金型成型品においては反転するので、長部品の領域が情報読取りの暗部となる凹部となり、短部品の領域が情報読取りの明部となる。この場合に、粗面化することで乱反射により明度を一層、高めることができる。
前記枝部は、前記コード形成金具の前記収容金具側に延びる幹形部から前記周面溝部側に延びるように形成してあることを特徴とする。
この構成であれば、コード形成金具の回動操作を行えば、枝部と周面溝部の係合が行なわれる又は解除されることで、収容金具からコード形成金具の着脱を簡単に行える。
前記取替具には前記コード形成壁の突出部との干渉を避ける逃げ空間部と、回動操作を行うために設けられた取替具側係合部と、磁石とを設け、
前記コード形成金具には、回動操作を行うために設けられたコード形成金具側係合部を有し、前記コード形成金具側係合部は前記コードの枠領域より外側に設けられたことを特徴とする。
取替具側係合部とコード形成金具側係合部の係合構造としては、凹凸の嵌合が例示できる。
この構成であれば、逃げ空間部を設けることで、コード形成壁の突出部との干渉を防止できるともに、磁石の存在によって、取替具にコード形成金具を吸着させることができるので、簡単な回動操作で、取替操作の行いやすい刻印装置の取替具を提供できる。
この構成であれば、金型で形成される樹脂成型品などの各種成型品の表面にコード形成面を形成できる金型を構成することができる。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る金型成型品を説明するための図である。
金型成型品1には金型で成型できる素材、材料であれば、特に限定されない。一般的に多く採用されるのは、樹脂成型品や金属成型品である。
図1(a)は金型成型品の一実施例である樹脂成型品の表面を示す図である。樹脂成型品1は射出成型品1で構成されることが多い。樹脂成型品1の一部にはコード形成部2(コード形成面とも言える)が設けてある。
枠領域3は四角形状のコード形成面であり、そのコード形成面の周りには図示しないクワイエットスペースが設けられている。クワイエットスペースを設けることでコード形成面のコード認識率を高めることができる。
この実施形態では、ドット形凹部5は横格子線6と縦格子線7の交差点の位置において、平面視で円形の凹部を形成することで、ドット形凹部5が形成してある。
図1(c)及び図1(d)に示すように、コード形成部2には、横方向と縦方向に規則正しく一定の間隔で格子が想定され、その格子の交差点の位置に凹部を形成していく構成になっている。但し、横格子線6と縦格子線7の交差点ではなく、正方形格子の中心にドット形凹部5を形成してもよい。つまり、横格子線6と縦格子線7や格子はあくまで説明上において、規則正しくドット形凹部5を形成するための補助線として示しているだけであり、横格子線6と縦格子線7が現実の樹脂表面に形成されているものではない。
円形のドット形凹部5の直径は、例えば、0.1〜2.0mm程度にする。但し、金型成型品の大きさ等によって適宜、変わるものである。
図1(d)を参照すれば分かることは、一のドット形凹部5と横方向、縦方向、斜め方向において、隣り合うドット形凹部5の間には必ず一定幅d1以上の平面部が存在していることである。つまり、ドット形凹部5と平面部4の配置間隔において、ドット形凹部5が連なって広い面積の凹んだ領域が存在するということがないように構成してある。これに対して、前記特許文献1などの従来技術は凹部が連なり、大面積凹部が形成される構成を採用している。
ドット形凹部5の穴形状は図2(a)〜(d)に示すように、各種形状を取り得る。
大きな特徴は、反射する光量が少なくなるようにドット形凹部5は少なくとも先端部が先すぼまり形状に形成されていることである。
図2(a)に示す構成は、図1(d)に示したような縦断面部形状が入口部から細長い二等辺三角形状に形成されている場合を示している。この構成では、孔の形状としては円錐形穴部14が形成されていることになる。また、円錐形穴部14を角錐形穴部とすることもできる。
なお、穴の深さを100%とした場合に、部分円柱形穴部9の割合は50%〜90%程度に設定し、部分円錐形穴部10の割合は、50%〜10%程度に設定することが好ましい。
図2(c)に示す構成では、図2(e)に示すように、ドット形凹部5の入口面積S1と底部12の底部面積S2の比(X)、即ち、X=(入口面積S1/底部面積S2)は好ましくは3以上、さらに好ましくは6以上になるように設定してある。
この図2(c)に示す構成でも比が上記範囲のような大きさの範囲であれば、反射される光量が少なくなり、図2(a)に示すような長細い円錐形が形成された場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、ドット形凹部5の深さL1は、0.1mm〜10mmに設定することが好ましい。
結論として、図2に示されるドット形凹部5の各構成のように、先すぼみ形状の穴を設けることで、色々な悪条件下でも、コード情報を正確に読み取れる確率を高めることができる。
図3〜図5は、本発明の第2実施形態に係る刻印装置16を説明するための図である。
第2実施形態に係る刻印装置16は、型からの取り外しが容易である型内脱着式刻印装置として構成してある。
図4(b)及び図5(a)に示すように刻印装置16は、大別して、コード形成金具17と、そのコード形成金具17を収容する収容金具18とを有している。
図3(b)及び図4(b)に示すように、コード形成金具17は、コード形成金具本体部23と固定具24とを有している。コード形成金具本体部23は、貫通孔19が形成されたコード形成壁20と、固定具収容室22とを備えている。固定具収容室22は部品収容室としても機能する部屋である。
図3〜図5に示す構成では、取付部28として貫通孔19を採用した場合のコード形成壁20が示してある。
図3に示す状態が貫通孔19のままの状態であり、図4に示す状態が貫通孔19に部品が取り付けられた状態である。
この第2実施形態の構成では、貫通孔19には、図3(d)(e)に示す長部品25と短部品26が挿入される構成になっている。長部品25と短部品26は共に貫通孔19の挿入域部27を有している。
したがって、長部品25を貫通孔19に取り付けると、コード形成壁20から突出した部分を有することになり、短部品26を貫通孔19に取り付けると、短部品26の粗面化面35とコード形成壁20の上面とは段差が無く、ほぼフラットな状態になる。
上記のようにコード形成壁20には、貫通孔19がその2次元コードの情報分だけ設けられている。そして、図3(b)に示す開口した貫通孔19に長部品25か又は短部品26のどちらかを選んで固定具収容室22側から嵌め込み、作成しようとするコード情報をコード形成壁20に形成する。そして、固定具24を固定具収容室22に固定することで、コード情報を有するコード形成金型面を形成できる。
また、摩耗又は故障の時は、固定具24を外して、摩耗又は故障した領域の部品だけを入れ替えるので、全体を取り替えることなく、コード作成用金型として長く利用することができる。
次に、収容金具18にコード形成金具17を着脱自在に固定する構造について説明する。
図5(a)に示すように、コード形成金具本体部23の側面壁は略逆円錐形に構成してあり、その逆円錐形周面40を収容金具18の受け円錐台面41で支える構成になっている。
図4(b)に示すように、固定具24の先端面24aとは反対側には、前記円錐台形周面40に円錐の周面に沿って連接するように固定具円錐台形面42が設けられている。固定具円錐台形面42には幹形部43が下方に延びるように設けられている。幹形部43の周面所定位置には、円錐の中心から外径方向に枝状に延びる枝部44が設けられている。枝部44の先端には、着脱を容易にする移動先端部45を設けている。
小径穴部49の所定周面位置には、前記枝部44の移動先端部45が嵌まり込む周面溝部50が形成してある。
周面溝部50は螺旋形(図示せず)に設けられており、螺旋形の溝の終端において移動先端部45が嵌まり込むように構成してある。
固定具24の幹形部43の先端部と小径穴部49の底壁の間には、固定具24が収容穴部46から出る方向に付勢するコイルバネなどの弾性手段51が取り付けられている。
<取替具52>
図5及び図6を参照しつつ、取替具52の構成について説明する。
取替具52は図6(a)に示すように、外観形状が円柱形の器具となっている。円柱形の先端面には対応面61が形成され、その対応面61には長部品25等の突出部が干渉しないように逃げる部品逃げ空間部62が前記枠領域3に対応した位置に形成されている。
また、取替具52の円周縁の近くには複数個の取替具側係合部63が設けられている。この実施形態では4個の凹部型係合部が取替具側係合部63として設けられている。
対応面61の内部に磁石64が設けてある。
取替具52を用いた収容金具18からのコード形成金具17の着脱動作を図5(a)〜(c)に示す。
図5(a)に示すように、コード形成金型側係合部58と取替具側係合部63とを対応させた状態で、取替具52の対応面61をコード形成金具17の上方側位置に位置させると、図5(b)に示すように、磁石64の作用によって、取替具52の取替具側係合部63と、コード形成金具17のコード形成金型側係合部58とが嵌合した状態で吸着する。
この状態で取替具52を回動させると、周面溝部50の螺旋形にそって枝部44が上方に移動することで、周面溝部50と移動先端部45の係合が外れて、図5(c)に示すように、コード形成金具17を収容金具18から取り外すことができる。
装着するときは前記動作と逆の動作を行えばよいことになる。
なお、コード形成金型側係合部58と取替具側係合部63の一致しない状態では、取替具52はコード形成金具17に取り付けることができない構成になっているので、操作を間違うことなく、収容金具18からコード形成金具17の着脱動作を簡単に行うことができる。
図7は本発明の第3実施形態を説明するための図であり、取付部の変形例を示す図である。
図7(a)に示すように、例えば横格子線6と縦格子線7の交差点に取付部28を設ける構成を示している。図7(a)では取付部28は黒丸で示してある。取付部28の具体的な構成は、少なくとも一種類の突出部品を着脱自在に取り付けることができる構成であれば、特に限定されない。また、取付部28の機能として、部品を正確な位置に固定できるように位置決め手段としても機能することが好ましい。
取付凹部55に対して長部品25と短部品26を着脱自在に取り付けるために取付凹部55の内周面に雌ネジ57、長部品25と短部品26の基部側の周辺に雄ネジ56を設ける構成も採用できる。
長部品25だけ、取付凹部55に取り付け、短部品26を取付凹部55に取り付けない構成も考えられる。長部品25で形成される樹脂成型品のドット形凹部5は深く形成されるのに対して、取付凹部55の部分は突出した凸部となるので、両者の明暗の差は大きくなり、ビット情報として認識できるからである。
また、格子線の交差点に光学的な認識においてほとんど影響を与えない小さな雄ネジ部を設け、基端部に雌ネジを有した長部品25を取り付ける構成を除外するものではない。
但し、第2実施形態の構成は、貫通孔19に長部品25や短部品26を挿入するだけで実施でき、交換時も固定具24を外すだけで、部品収容室でもある固定具収容室22から基端大径部32、36を摘んで取り替えることができ、交換操作が簡単である利点がある。
また、基端大径部32、36が設けられているので、貫通孔19からの抜け防止になるので、強度的にも強いことなど利点が多く、第2実施形態に係る構成を採用することが好ましい。
(1)前記したように、刻印装置を金型に組み込んで刻印部を有する一体型の金型を作成することも可能である。
(2)前記第2実施形態では、コード形成金具17は全体の外観形状が略円錐形の形状とした場合が示しているが、収容金具18の構成との組み合わせなどで決定されるものであり、コード形成金具17の形状は各種の構成が取り得ることは明らかである。
4…平面部
5…ドット形凹部(凹部)
16…刻印装置
17…コード形成金具
18…収容金具
19…貫通孔
20…コード形成壁
24…固定具
25…長部品
26…短部品
28…取付部
32,36…基端大径部
44…枝部
50…周面溝部
51…弾性手段
52…取替具
55…取付凹部
58…コード形成金具側係合部
59…回動軸
62…部品逃げ空間部
63…取替具側係合部
64…磁石
Claims (9)
- 情報検出において、明部として認識される平面部と暗部として認識される凹部とを形成した2次元コード形成面を有する金型成型品であって、
前記凹部は隣り合う前記凹部の間には必ず境界となる平面領域が存在するドット形であり、前記平面部は粗面化処理が施されていることを特徴とする、金型成型品。 - 請求項1に記載の金型成型品において、反射する光量が少なくなるように前記凹部の穴形状の少なくとも先端部が先すぼまり形状に形成されている、金型成型品。
- 2次元コード形成面を表面に有するコード形成壁を有し、2次元コードを有する金型成型品を製造する刻印装置であって、
前記コード形成壁に2次元的に一定間隔で設けられた取付部を有し、0又は1等のコード情報を示すために少なくとも一種類の部品を前記取付部に着脱自在に固定することで前記コード情報を形成したことを特徴とする、金型成型品を製造する刻印装置。 - 請求項3に記載の金型成型品を製造する刻印装置において、記取付部が前記コード形成壁に形成された貫通孔であり、前記コード形成壁からの突出量が大きい長部品と、前記コード形成壁とほぼフラットな面を有する短部品の2種類の部品を備え、前記2種類の部品は前記貫通孔の外形よりも大きい大径部を基端に有しており、前記2種類の部品が取り付けられることによって0又は1等のコード情報が形成され、前記コード形成壁の裏側から前記長部品と前記短部品を前記貫通孔に挿入し、前記大径部を固定する着脱自在の固定具を設けた、金型成型品を製造する刻印装置。
- 請求項3に記載の金型成型品を製造する刻印装置において、前記取付部が前記コード形成壁に形成された取付凹部であり、少なくとも前記コード形成壁からの突出量が大きい長部品を前記取付凹部に着脱自在に固定することによって、0又は1等のコード情報が形成される、金型成型品を製造する刻印装置。
- 請求項4に記載の金型成型品を製造する刻印装置において、前記短部品の先端部を平面形に形成し、その平面に粗面化加工を施した、金型成型品を製造する刻印装置。
- 請求項3〜請求項6のいずれか一つに記載の金型成型品を製造する刻印装置において、前記コード形成壁を有するコード形成金具と、前記コード形成金具を収容する収容金具とを有する刻印装置は、金型からの取り外しが容易である型内脱着式刻印装置であり、前記コード形成金具を取り出す方向に付勢する弾性手段と、前記収容金具に設けられ、前記コード形成金具の軸周りの回動によって、周面位置の係合が行なわれる又は解除される周面溝部と、前記コード形成金具に設けられた前記周面溝部に係合する枝部とを有し、
前記枝部は、前記コード形成金具の前記収容金具側に延びる幹形部から前記周面溝部側に延びるように形成してある、金型成型品を製造する刻印装置。 - コード形成壁を有するコード形成金具と、前記コード形成金具を収容する収容金具とを有する刻印装置に使用され、前記コード形成金具を前記収容金具から着脱自在にする取替具であって、
前記取替具には前記コード形成壁の突出部との干渉を避ける逃げ空間部と、回動操作を行うために設けられた取替具側係合部と、磁石とを設け、
前記コード形成金具には、回動操作を行うために設けられたコード形成金具側係合部を有し、前記コード形成金具側係合部は前記コードの枠領域より外側に設けられたことを特徴とする、刻印装置の取替具。 - 請求項3〜請求項7のいずれか一つに記載の金型成型品を製造する刻印装置を金型自体の一部分に刻印部として一体として形成されていることを特徴とする、刻印部を備えた金型。
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