JP3037872B2

JP3037872B2 - ブロー金型設計支援装置

Info

Publication number: JP3037872B2
Application number: JP6323048A
Authority: JP
Inventors: 俊雄小林; 隆幸浜田; 栄政高城
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH08180077A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック容器、ガ
ラス容器、その他ブロー成形用の金型設計に利用する。
本発明は、液状、粉状、もしくは粒状の商品を包装する
ための容器を大量に生産するブロー成形工程で用いる金
型を設計するために利用する。本発明はＣＡＤ（Comput
er Aided Design)装置の金型設計への利用に関する。

【０００２】

【従来の技術】化粧品、洗剤、薬剤、食品、その他液
状、粉状、もしくは粒状の商品は、多くがプラスチック
容器に包装されて販売されるようになった。これらプラ
スチック容器は、加熱され液状になったプラスチック材
料を金型のキャビティ内に流し込み、その容器の開口と
なる位置から気体を吹き込み、プラスチック材料をその
キャビティの形状に成形し、金型とともにその成形品を
冷却固化させ、金型を開いて成形品を取り出すことによ
り製造される。

【０００３】このための金型は、金属ブロックに製造し
ようとするプラスチック容器の形状にしたがってキャビ
ティをくり抜いて製作される。金型は、きわめて多数回
にわたり加熱および冷却を繰り返しながら使用される。
冷却し固化された製品を取り出すために、金型は繰り返
し工程毎に少なくとも二つに開かなければならない。す
なわち少なくとも２個の部品により構成される。製造し
ようとするプラスチック容器の形状が複雑になると、そ
のキャビティの形状には凹凸が多くなり、その形状を削
り出すことができなくなったり、異なる材質を用いるこ
とから、その２個の部品はそれぞれ複数個の部品により
構成されることになる。

【０００４】例えば、多くのプラスチック容器の底部
は、その部材は平面ではなく、容器の内側に食い込むよ
うな形状に製造される。これは、容器全体を美しくする
ためのデザインの都合でもあるし、その底部の強度を大
きくするためにも必要な構造である。このような構造の
プラスチック容器をブロー成形により製造するための金
型では、製品の底部に相当する金型位置に凸状の形状が
現れることになり、キャビティをＮＣ加工（数値制御に
よる切削加工）で削り出すことが困難になる。したがっ
て、製品の底部に相当する位置では金属ブロックを別部
品として製作し、製品の胴部に相当する位置の金属ブロ
ックと組み合わせるようにして金型を製作しなければな
らない。

【０００５】一般にプラスチック材料は、冷却され固化
されると収縮する。したがって、上記のような金型のキ
ャビティはそれぞれこの収縮率を考慮して、あらかじめ
大きい形状に製作しておくことが必要である。収縮率は
利用する材料により違うし、樹脂の厚みによっても違う
ので、製品の形状によって異なる。例えばひとつのビン
の形状では、曲面状の肩の部分と、円筒状の胴の部分で
はその収縮率が違ってくる。

【０００６】さらに、製品となるプラスチック容器の高
さあるいは幅が数ｃｍから２０ｃｍ程度の比較的小型の
容器では、一つの金型に１個のキャビティを設けるので
はなく、一つの金型に複数のキャビティを設けて、１回
の製造工程で複数ｎ個の製品を一度に製造することが有
利である。この場合には、金型の設計に際しては、金型
の形状はさらに複雑になるとともに、ｎをいくつに設定
すればどの成形装置にその金型を装着することが可能で
あるかなどの複雑な判断が必要になる。

【０００７】出願人はこの過程として、成形機を合理的
に選択することができるコンピュータ支援装置を特願平
５−２８２２５２号（本願出願時において未公開）を出
願した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来から、金型の製造
には上述のようなＮＣ加工が採り入れられているが、金
型の設計では、その多くが熟練者の経験と勘に頼ってい
る。近年はとくに、プラスチック容器の製品形状が多様
化し、その形状がひんぱんに変更され、つねに市場に目
あたらしいデザインの容器を提供することになっている
ので、それに対応できるほどの金型の設計技術を持つ熟
練者を養成することは困難になっている。また、設計者
は自己の経験および勘に頼ることになると、個人により
その判断が異なり、プラスチック成形工場の全体から必
ずしも合理的な運用が行われないことになる。

【０００９】これを解決するために、金型設計にＣＡＤ
装置を利用して、設計図面の製作や設計された金型形状
のＮＣ化が短時間で行われるような工夫がなされてきた
が、ＣＡＤ装置を利用しても一般化できる要素は限られ
ていて、これまでは金型設計にはなおきわめて大きい工
数を要することになっている。このため、新製品の開発
から販売までの日程で、金型設計にかかる時間はきわめ
て大きく、製品サイクルが短縮できないひとつの理由に
なっている。

【００１０】プラスチック材料の収縮率について、経験
者の設定はあくまでも経験値がベースであり、金型の設
計では一応完成してから、それを試行し修正する工程に
時間を要することが多く、でき上がった設計が必ずしも
最適な設計にはならない。

【００１１】一つの金型を複数の部品により構成する場
合には、その金型の割り位置をどのように設定するか、
その割り位置を設定したときに各部品の形状はどうなる
か、などを経験および勘に頼っていたのでは、合理的な
設計ができるまでに繰り返し試行することなどは不可能
である。

【００１２】また、上で説明したように一つの金型に複
数ｎのキャビティを設けて、１回の製造工程でｎ個の製
品を同時に製造するような金型では、そのｎをいくつに
設定すると、どの成形機を利用することが可能である
か、などの判断は経験および勘だけでは正しい解が得ら
れない。出願人およびその関連企業のプラスチック成形
品の製造工場では、実際に数百の成形機を利用すること
が可能であり、その金型取付け可能な３次元的なサイズ
を記憶していることは困難であり、数値的かつ統計的な
処理が必要である。

【００１３】本願発明はこのような背景に行われたもの
であって、経験の少ない設計者にとっても、従来から蓄
積された経験を利用して合理的な金型を設計することが
できる支援装置を提供することを目的とする。本発明
は、金型の部品形状を設計することができる装置を提供
することを目的とする。本発明は一つの金型に複数のキ
ャビティを設ける場合に、その金型を合理的に設計する
ことができる支援装置を提供することを目的とする。本
発明は、成形機の選択を合理的に行うことができる支援
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、液状、粉状、
もしくは粒状の商品を包装するプラスチック容器、ガラ
ス容器などのブロー成形用金型の設計を支援するブロー
金型設計支援装置に関するもので、ＣＡＤ装置から入力
される三次元の製品形状についてあらかじめ与えられた
成形品の収縮率（α）をパラメタとして金型のキャビテ
ィ形状を演算する手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】前記演算する手段には、前記製品形状の厚
さ（Ｌ）、幅（Ｗ）および高さ（Ｈ、ブロー方向）に対
してキャビティ形状の厚さ（Ｃ_L）、幅（Ｃ_W）および
高さ（Ｃ_H）をそれぞれ、Ｃ_L＝Ｌ×（１＋α_L）、Ｃ_W＝Ｗ×（１＋α_w）、Ｃ
_H＝Ｈ×（１＋α_H）として演算する手段と、操作により与えられる個数ｎの
キャビティを一つの金型の幅方向に配置し、そのキャビ
ティ間の隔壁寸法をＴ₁、そのキャビティの幅方向の両
端の各余裕寸法をＴ₂とするとき、金型の幅Ｐ_W＝ｎ×Ｗ×（１＋α_w）＋（ｎ−１）Ｔ₁＋２Ｔ₂ を演算する手段と、その製品のバリ余裕寸法をｈとする
とき、金型の高さＰ_H＝Ｈ×（１＋α_H）＋ｈを演算する手段と、その製品の厚さ余裕寸法をｒとする
とき、金型の厚さＰ_L＝（Ｃ_L／２）＋ｒすなわち、Ｌ×（１＋α_L）／２＋ｒを演算する手段と、演算されたキャビティ形状を表示す
る手段と、この表示する手段により表示された画面上で
金型ブロックの割り位置を操作により設定する手段は、
操作により設定された前記割り位置から各部品の製作図
面を自動作図する手段とを備えることが望ましい。

【００１６】

【作用】ＣＡＤ装置から入力される三次元の製品形状に
ついて、あらかじめ与えられた成形品の収縮率（α）を
パラメタとして三次元的に金型のキャビティ形状を演算
する。

【００１７】演算されたキャビティ形状は画面に表示
し、この表示された画面上で金型ブロックの割り位置の
設定操作を受けたときに、その操作入力にしたがって割
り位置を設定する。この設定した割り位置から操作入力
により各部品の製作図面を自動的に作図する。

【００１８】これにより、経験の少ない設計者であって
も、従来から蓄積された技術を利用して合理的な金型を
設計することができる。特に、一つの金型に複数のキャ
ビティを設ける場合にはさらに有効でり、設計された金
型を取付けるに適する成形機を自動的に選択する装置に
連係させることができる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明実施例の全体構成を示すブロック図で
ある。

【００２０】本発明実施例は、データベース１０ａを有
するＣＡＤ装置１０および工場Ａ〜工場Ｎのワークステ
ーションそれぞれに通信回線１１を介して接続され、金
型設計を行う金型設計手段１と、金型設計に必要なデー
タおよび各種成形機仕様が蓄積されたデータベース２
と、本体装置３と、ＣＲＴ表示装置４と、キーボード５
と、マウス６とが備えられる。

【００２１】金型設計手段１には、キーボード５、マウ
ス６およびＣＡＤ装置１０からの情報を本体装置３を介
して入力する入力手段１ａと、この入力手段１ａを介し
てＣＡＤ装置１０から入力される三次元の製品形状につ
いてあらかじめ与えられた成形品の収縮率（α）をパラ
メタとして金型のキャビティ形状を演算する演算手段１
ｂと、データベース２から金型設計に必要なデータを抽
出するデータ抽出手段１ｃと、演算手段１ｂにより演算
されたキャビティ形状をＣＲＴ表示装置４に表示する形
状表示手段１ｄと、この形状表示手段１ｄにより表示さ
れた画面上で金型ブロックの割り位置を操作により設定
する割り位置設定手段１ｅとが備えられる。

【００２２】また、演算手段１ｂには、製品形状の厚さ
（Ｌ）、幅（Ｗ）および高さ（Ｈ、ブロー方向）に対し
てキャビティ形状の厚さ（Ｃ_L）、幅（Ｃ_W）および高
さ（Ｃ_H）をそれぞれ、Ｃ_L＝Ｌ×（１＋α_L）、Ｃ_W＝Ｗ×（１＋α_w）、Ｃ
_H＝Ｈ×（１＋α_H）として演算する手段と、操作により与えられる個数ｎの
キャビティを一つの金型の幅方向に配置し、そのキャビ
ティ間の隔壁寸法をＴ₁、そのキャビティの幅方向の両
端の各余裕寸法をＴ₂とするとき、金型の幅Ｐ_W＝ｎ×Ｗ×（１＋α_w）＋（ｎ−１）Ｔ₁＋２Ｔ₂ を演算する手段と、その製品のバリ余裕寸法をｈとする
とき、金型の高さＰ_H＝Ｈ×（１＋α_H）＋ｈを演算する手段と、その製品の厚さ余裕寸法をｒとする
とき、金型の厚さＰ_L＝（Ｃ_L／２）＋ｒすなわち、Ｌ×（１＋α_L）／２＋ｒを演算する手段とが備えられる。

【００２３】本発明はＣＡＤ装置をベースとして金型を
自動設計し作図するもので、成形しようとする容器のノ
ズル部、胴部、底部の製品図がＣＡＤ装置のデータとし
て存在することを前提とし、操作により入力された容器
の製品図および初期設定値に基づいて金型の組図、部品
図が自動的に作図される。

【００２４】図２は本発明実施例に係わる金型設計の全
体の流れを示すフローチャートである。金型設計の前段
階として、商品を包装する容器の三次元曲面を含む胴部
意匠形状が決定され、この意匠形状に基づいた容器の製
品設計が行われ、ノズル部、胴部および底部の製品図が
作図される。また、初期設定値としては、例えば、事業
部／製品名、入れ目量／ボトル材質／ボトル樹脂量／成
形工場（成形機名）、ボトル寸法（Ｌ／Ｗ／Ｈ）／台座
高さ／台座径／モデルモード、ノズル高さ／ノズル径／
最大ノズル径／シール部高さ／シール部径、喰い切り刃
長、製品投影面積／樹脂温度／取り出し温度、生産予定
数量／製品肉圧などが設定される。

【００２５】このようにして作図された製品図および初
期設定値がキーボード５およびマウス６から操作により
入力されると、本体装置３がその製品（容器）を製造す
る金型設計に必要とされる各種データをデータベース２
から取込み金型設計手段１に送出する。金型設計手段１
はこれらのデータにより金型設計を行い、ピン側／ブッ
シュ側の組図および部品図として出力する。部品図に
は、ピン側／ブッシュ側の首ブロック、胴ブロック、底
ブロックおよび背板ブロックと、ストライカープレート
などが含まれる。

【００２６】図３は本発明実施例に係わる金型設計手順
の流れを示すフローチャートである。金型設計は、前述
した初期設定がなされ、別に設けられた適性診断装置
（本願出願人による特願平５−２８２２５２号、本願出
願時において未公開）にて成形の適性診断が行われた後
に、キャビティ形状作成、金型ブロック設計、ガイド部
品／ガスベンド設計、冷却水管設計、ストライカープレ
ート設計、位置決めピン／固定ボルト設計、喰い切り刃
設計、センサ穴設計／スワリ／面取り／刻印／仕上げ設
計、ダイ／コア設計の順に行われる。

【００２７】本発明は、この設計手順の中の「キャビテ
ィ形状作成」および「金型ブロック設計」に係わるもの
である。キャビティ形状作成では、ノズル部形状作成、
底部形状作成、ストライカープレート割り位置の設計お
よび収縮率（α）の付加が行われ、金型ブロック設計で
は金型本体ブロック／背板寸法の設計、金型ブロック割
り位置の設計およびドーム形状の設計が行われる。

【００２８】本発明による金型設計は、金型設計手段１
の演算手段１ｂにより、本体装置３および入力手段１ａ
を介してＣＡＤ装置１０から入力される三次元の製品形
状についてあらかじめ与えられた成形品の収縮率（α）
をパラメタとしてキャビティ形状が演算される。これ
は、製品形状の厚さＬ、幅Ｗおよび高さＨ（ブロー方
向）に対してキャビティ形状の厚さＣ_L、幅Ｃ_Wおよび
高さＣ_Hのそれぞれが、Ｃ_L＝Ｌ×（１＋α_L）Ｃ_W＝Ｗ×（１＋α_w）Ｃ_H＝Ｈ×（１＋α_H）により演算される。

【００２９】また、複数ｎ個のキャビティを含む金型の
場合には、入力操作により与えられる個数ｎのキャビテ
ィが一つの金型の幅方向に配置され、そのキャビティ間
の隔壁寸法をＴ₁、そのキャビティの幅方向の両端の各
余裕寸法をＴ₂とするとき、金型の幅Ｐ_WがＰ_W＝ｎ×Ｗ×（１＋α_w）＋（ｎ−１）Ｔ₁＋２Ｔ₂ として演算され、その製品のバリ余裕寸法をｈとすると
き、金型の高さＰ_HがＰ_H＝Ｈ×（１＋α_H）ｈとして演算され、さらに、その製品の厚さ余裕寸法をｒ
とするとき、金型の厚さＰ_LがＰ_L＝（Ｃ_L／２）＋ｒすなわち、Ｌ×（１＋α_L）／２＋ｒとして演算される。

【００３０】この演算されたキャビティ形状を形状表示
手段１ｄがＣＲＴ表示装置４の画面に表示し、割り位置
設定手段１ｅが表示された画面上で金型ブロックの割り
位置を操作により設定する。設定された割り位置は本体
装置３に送出され自動作図される。操作により表示指示
を受けたときにはＣＲＴ表示装置４に作図された図面が
表示される。

【００３１】ここで、金型ブロックの割り位置の設計に
ついて説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は金型ブロックの
割り位置パターンの種類を示す図である。この割り位置
設計は金型本体ブロックおよび背面寸法の設計により作
図された金属ブロック形状に対して、金型の各ブロック
（首、胴、底）の寸法を決定するために行われる。この
金型ブロックの割り位置パターンは各種あるが本実施例
ではこれまでの実績と標準化を考慮し今後採用を予定し
ている四つのパターンが設定されている。

【００３２】まず、起動操作によりＣＲＴ表示装置４の
表示画面に図５に示す設計モジュールの起動ウィンドウ
が表示される。その確認操作が行われると図６に示す割
り位置パターン指定のための選択用画面が表示される。
この選択用画面の中からタイプＢが選択されると、図７
に示す割り位置を入力する数値指定の画面が表示され
る。この数値指定の画面に寸法が入力されることによっ
て割り位置の設計が自動的に行われる。制限枠を超える
寸法が入力された場合には図８に示すアラートが表示さ
れ寸法の再指定が促される。

【００３３】ここで、本発明実施例装置による金型設計
処理動作について詳しく説明する。図９は本発明実施例
におけるブロック配置を示す平面図である。以下の説明
でＰ_L、Ｐ_W、Ｐ_Hは三方向の最大金型取付け範囲、
Ｌ、Ｗ、Ｈは三方向の最大製品寸法、Ｃ_L、Ｃ_W、Ｃ_H
は三方向の最大キャビティ寸法とする。なお、Ｐ_L、
Ｌ、Ｃ_Lは厚さを示すが図９では平面図のため省略され
ている。図１０〜図１５は本発明実施例における金型設
計処理動作の流れを示すフローチャートである。

【００３４】まず、企画一覧表から対象製品の企画番号
が選択されデータベース２から成形機仕様が読出されて
一覧表示される。この表示された一覧表からの成形機の
選択指示表示が行われるが、選択されずに新規の登録操
作があれば仮登録処理が行われる。成形機の選択があれ
ば製品幅寸法（Ｗ）の検索が実施され、成形機のヘッド
数ｎが１であるか否かが確認される。ヘッド数が１でな
ければ対象成形機仕様からヘッドピッチ（Ｐ）が検索さ
れ、Ｐ≧Ｗ＋Ｔ₁であるか否かが確認される。Ｐ≧Ｗ＋
Ｔ₁でなければ「ヘッドピッチが標準設計値より＊＊ｍ
ｍ足りません」の表示が行われ不足であることが通知さ
れて設計続行の可否が表示される。設計続行が指定され
れば対象成形機仕様から金型取付可能幅（Ｐ_W）が検索
される。次いで、検索された金型取付可能幅（Ｐ_W）が
Ｐ_W≧ｎ×Ｗ×（１＋α_w）＋（ｎ−１）Ｔ₁＋２Ｔ₂
＋２であるか否かが確認される。式中「＋２」はガイド
ブロック隙間を示し、α_wは幅方向の収縮率、Ｔ₁はキ
ャビティ間寸法、Ｔ₂はキャビティ両端寸法である。こ
のキャビティ両端寸法Ｔ₂は、ｔ₁：ガイドピンから金
型外周までの余裕、ｔ₃：ガイドピンエッジ寸法、φ
Ｄ：ガイドピン直径とするときに、Ｔ₂＝φＤ＋ｔ₃＋
２ｔ₁により算出される。この確認によりＰ_Wの方が大
きければ成形品の上部にドームを取付けるか否かの確認
表示が行われる。また、Ｐ_Wの方が小さければ「金型取
付け可能幅が標準設計値より＊＊ｍｍ足りません」が表
示され、設計続行が指定された場合にはドーム取付けの
確認表示が行われる。この指示に対しドーム取付けが指
示されれば、製品バリ余裕ｈ（例えば７５ｍｍ）を設定
し、またドーム取付けの指示がなければ製品バリ余裕
（例えば５０ｍｍ）が設定される。

【００３５】次に、製品高さ寸法（Ｈ）、金型取付可能
高さ（Ｐ_H）の検索が行われ、検索された金型取付可能
高さ（Ｐ_H）がＰ_H≧Ｈ×（１＋α_H）＋ｈであるか否
かが確認される。Ｐ_Hの方が大であれば製品厚さ寸法
（Ｌ）の検索処理に移行し、Ｐ_Hの方が小であれば「金
型取付け可能高さが標準設計値より＊＊ｍｍ足りませ
ん」の不足表示が行われる。ここで設計継続の指示があ
れば製品厚さ寸法（Ｌ）の検索処理に移行する。

【００３６】この製品厚さ寸法（Ｌ）の検索処理後に対
象成形機仕様から金型取付可能厚さ（Ｐ_L）が検索さ
れ、Ｐ_L≧Ｌ×（１＋α_L）／２＋ｒ（ｒ：水管などの
金型厚さ余裕）であるか否かの確認表示が行われる。Ｐ
_Lの方が大きければ対象成形機仕様からプラテン最大開
き幅（Ｐ_D）の検索が行われる。Ｐ_Lの方が小さければ
「金型取付け可能厚さが標準設計値より＊＊ｍｍ足りま
せん」の不足表示が行われ、設計を続行するか否かが確
認されて、設計続行の指示がある場合はプラテン最大開
き幅（Ｐ_D）の検索が実行される。

【００３７】続いて、Ｐ_D≧Ｄ×（１＋α_L）＋β
（Ｄ：製品最大厚み、β：製品落下厚さ余裕）であるか
否かの確認表示が行われ、Ｐ_Dの方が大きければ製品形
状のパーティング断面図が表示される。Ｐ_Dの方が小さ
ければ「製品落下用の厚さが標準設計値より＊＊ｍｍ足
りません」の不足表示が行われ、設計続行の指示がなさ
れればパーティング断面図が表示される。

【００３８】次いで、「パリソン形状から喰い切り刃を
設計しますか」が表示されて喰い切り刃設計の手法が問
われる。パリソン形状から喰い切り刃の設計を行う指示
がある場合にはパリソン径（カーソルで２点指定、ＰＬ
_TOP：二点間の距離）の入力を受けてＰＬ_TOPからパリ
ソン形状が計算されその値が表示される。さらに、ピン
チオフ位置の計算表示が行われ、「このピンチオフ／パ
リソン径でよろしいか」の表示により確認が促される。
また、パリソン形状からの喰い切り刃設計を行わない場
合はカーソルで２点が指定されたピンチオフ位置（Ｌ
_CUT：二点間の距離）が入力され表示されるのでＬ_CUT
からパリソン形状が計算表示されてその確認が促され
る。

【００３９】確認が否である場合にはパーティング断面
図表示に処理が戻され、可であれば最大製品断面上で喰
い切り刃長（Ｃ_L）が算出されて、対象成形機仕様から
型締め力（Ｆ）、ブローエアー圧（Ｐ_AIR）が検索され
る。さらに、最大製品断面積（Ｓ_M）から最大キャビテ
ィ断面積（Ｓ）が算出される。

【００４０】次いで、Ｆ≧ｎ×（Ｓ×Ｐ_AIR＋Ｃ_L×Ｃ
_W×Ｐ_CUT）、（Ｐ_CUT：喰い切り圧力：剪断力に喰い
切り刃の断面積を掛けて算出、Ｃ_W：喰い切り刃厚み）
であるか否かの確認表示が行われ、Ｆが大であれば企画
情報の製品名をキーとして商品の代表肉厚（首部：
ｔ_N、胴部ｔ_T、底部ｔ_B）が検索される。また、Ｆが
小であれば「型締め力が標準設計値より＊＊＊ｋｇｆ／
ｍｍ²足りません」の不足表示が行われ、設計続行の指
示があれば代表肉厚の検索が実施される。

【００４１】続いて、企画情報の使用樹脂をキーに比熱
Ｃ_P、熱伝導率：λ、密度：ρなどの樹脂物性が検索さ
れ、対象成形機仕様から最高樹脂温度（Ｔ_MAX）、最大
押出量（Ｑ_MAX）、型温（Ｔ_MOLD）、取出し温度（Ｔ
_OUT）が設定されて冷却時間（Ｉｃ_-TEMP）が算出され
る。

【００４２】また、対象成形機仕様から成形機ドライサ
イクル（Ｉ_MCN）が検索され、成形サイクル（Ｉ_TEMP）
の算出が行われ、製品名をキーに商品の重量（Ｗ_M）が
検索されてバリ込み重量（Ｗ_ALL）、必要押出量（Ｑ
_TEMP）の算出が行われる。さらに、対象成形機仕様から
スクリュー回転数（Ｎ）、押出量（Ｑ）、樹脂温度
（Ｔ）の相関方程式が検索され、算出された押出量（Ｑ
_TEMP）、樹脂温度（Ｔ_TEMP）、型温（Ｔ_MOLD）、取出し
温（Ｔ_OUT）により冷却時間（Ｉ_C）が算出される。

【００４３】ここで、成形サイクル（Ｉ）および必要押
出量（Ｑ）の再計算が行われ、必要押出量（Ｑ）に対し
成形機が８０％のゆとりがあるか否かの確認が行われ
る。ゆとりがあれば生産可能数量（Ｖ_M）が算出され
る。ゆとりがない場合は「押出機の能力が設計値より＊
＊＊ｋｇ／ｈ_r足りません」が表示されて設計続行の可
否が問われる。これに対し設計続行の指示があれば生産
可能数量（Ｖ_M）の算出が行われる。続いて生産予定数
量（Ｖ_I）が検索され、Ｖ_M≧Ｖ_Iであるか否かの確認
が行われる。Ｖ_MがＶ_Iよりも大であれば「この成形機
は製品名（＊＊＊＊）の生産要求性能を十分満たしま
す」の評価結果の表示が行われる。また、Ｖ_MがＶ_Iよ
りも小であれば「生産可能数量が予定数量より＊＊＊個
／月足りません」の表示が行われ、これに対して設計続
行の指示があれば前述の評価結果が表示され、選択され
た成形機でこの製品が作れるか否かの判定および現在ま
での計算結果を含む形成機評価レポートが出力される。

【００４４】ここで、金型本設計の続行指示を受けた場
合には、水平方向（幅、厚み）および垂直方向の収縮率
が過去の製品の収縮率および実測値、計算値を参照する
ことにより決定され、パーティング面／パーティング垂
直面に対してスケーリング用ファイルに収納率が設定さ
れてキャビティ形状が作成される。キャビティ形状の作
成は、まず、キャビティ幅Ｃ_W、キャビティ高さＣ_H、
キャビティ奥行きＣ_L のキヤビティ寸法、最小１金型幅
（Ｂ_1W＝Ｃ_W＋Ｔ₁ Ｔ₁：金型幅余裕）の計算が行わ
れる。続いてヘッド数ｎが１であるか否かが確認され、
１の場合は金型取付可能幅（Ｐ_W）が検索され、ブロッ
ク幅サイズ（Ｂ_1SW）の選択が行われる。ヘッド数が１
でなければヘッドピッチ（Ｐ）および金型取付可能幅
（Ｐ_W）の検索が行われ、ブロック幅サイズ（Ｂ_1SW）
の選択が行われた後にＢ_1SW≧Ｂ_1Wであるか否かが確認
される。

【００４５】この確認でＢ_1SWの方が大であればブロッ
ク幅（Ｂ_W）の計算が行われ、Ｐ_W≧Ｂ_Wであるか否か
が確認される。Ｐ_Wが大であれば「成形品上部にドーム
を取り付けますか」が表示される。Ｐ_Wが小であればヘ
ッドピッチＰが所定の寸法（例えば９９ｍｍ）であるか
否かが確認され、Ｐ＝９９ｍｍでなければブロック幅サ
イズ（Ｂ_1SW）の規格を１つ下げてＢ_1SW≧Ｂ_1Wである
か否かの確認処理に戻り再度同様の処理が繰り返され
る。

【００４６】Ｂ_1SW≧Ｂ_1Wでなく、Ｐ＝９９ｍｍの場合
は最小ブロック幅（Ｂ_WMIN）の計算が行われ、Ｐ_W≧Ｂ
_WMINであるか否かが確認される。Ｐ_Wが大であれば成形
品上部にドームを取付けるか否かの確認を促す表示が行
われる。また、Ｐ_Wが小であれば最小ブロック幅（Ｂ
_WMIN）が再計算され、再度Ｐ_W≧Ｂ_WMINであるか否かが
確認される。Ｐ_Wが大であればブロック幅（Ｂ_W）が最
小ブロック幅（Ｂ_WMIN）に一致するので、成形品上部へ
のドーム取付け確認を促す表示が行われる。Ｐ_Wが小で
あれば最小ブロック幅（Ｂ_WMIN）の再計算およびＰ_W≧
Ｂ_WMINであるか否かの確認が行われ、Ｐ_Wが小であれば
「標準ブロック設計では幅が＊＊ｍｍ足りず設計できま
せん」の表示が行われる。Ｐ_Wが大であれば成形品上部
へのドーム取付け確認を促す表示が行われる。

【００４７】ドームを取付ける指示がある場合には製品
バリ余裕ｈをすでに設定した７５ｍｍとし、取付けない
場合には５０ｍｍとして金型高さ（Ｂ_H）が決定され
る。続いて、最小金型厚さ（ＢＬ_MIN）および標準キャ
ビティ厚みの選択が行われ、背板厚み（Ｂ_P）が計算さ
れる。ここで、Ｂ_P≧２０ｍｍであるか否かが確認さ
れ、Ｂ_Pが２０ｍｍ以上であれば２０ｍｍ、２５ｍｍ、
３０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍのように定められている
標準背板厚の中から該当する寸法が選択され背板大きさ
の決定、金型厚さ（Ｂ_L）の計算が行われてブロック外
径とキャビティ形状が表示される。

【００４８】Ｂ_P≧２０ｍｍでなければヘッド数（ｎ）
の検索が行われ、ヘッド数（ｎ）が１であるか否かが確
認される。ｎ＝１でなければ背板厚み（Ｂ_P）の再計算
（Ｂ_P＝Ｐ_L／２−ＢＬ_MIN、ＢＬ_MIN：最小金型厚
さ）が行われて、Ｐ_L／２−２０≧ＢＬ_MINであるか否
かが確認される。Ｐ_L／２−２０≧ＢＬ_MINでなければ
「標準設計法では背板厚みが設計できません」が表示さ
れる。Ｐ_L／２−２０≧ＢＬ_MINであれば標準背板厚
（Ｂ_P）が２０ｍｍで計算され背板大きさの決定処理が
行われる。また、ヘッド数（ｎ）が１であればそのまま
ブロック外形とキャビティ形状が表示される。

【００４９】次いで、「ブロック割り位置を入力して下
さい」および「ブロック材質を入力して下さい」が表示
され、これによるブロック割り位置およびブロック材質
の入力およびドーム形状の入力を受けることによりガイ
ドブロックおよびガイドピンの配置が行われる。

【００５０】このような設計、作図処理により金型設計
に要するトータル時間が、例えば従来７９時間を要した
ものが３．５時間に大幅に短縮される。特に、部品図作
図では４０時間の工数を要したものが自動化されたこと
によりその工数は全く不要となり、キャビティ作成、寸
法記入、注釈記入作業においてはその工数削減が顕著に
現れる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熟
練度の低い設計者であっても、従来から蓄積された経験
を利用して極めて短時間にかつ合理的に金型の設計を行
うことができる効果がある。また、一つの金型に複数の
キャビティを設ける場合には、本装置を利用することが
さらに有効であり、あわせて設計された金型を使用する
に適する成形機を自動的に選択する装置に連係させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の全体構成を示すブロック図。

【図２】本発明実施例に係わる金型設計の全体の流れを
示すフローチャート。

【図３】本発明実施例に係わる金型設計手順の流れを示
すフローチャート。

【図４】（ａ）〜（ｂ）は金型ブロックの割り位置パタ
ーンの種類を示す図。

【図５】本発明実施例における設計モジュールの起動ウ
ィンドウの表示例を示す図。

【図６】本発明実施例における割り位置パターン指定の
ための選択用画面の表示例を示す図。

【図７】本発明実施例における割り位置を入力する数値
指定画面の表示例を示す図。

【図８】本発明実施例における寸法入力時のアラートの
表示例を示す図。

【図９】本発明実施例におけるブロック配置を示す平面
図。

【図１０】本発明実施例における金型設計処理動作の流
れを示すフローチャート。

【図１１】本発明実施例における金型設計処理動作の流
れを示すフローチャート。

【図１２】本発明実施例における金型設計処理動作の流
れを示すフローチャート。

【図１３】本発明実施例における金型設計処理動作の流
れを示すフローチャート。

【図１４】本発明実施例における金型設計処理動作の流
れを示すフローチャート。

【図１５】本発明実施例における金型設計処理動作の流
れを示すフローチャート。

【符号の説明】

１金型設計手段１ａ入力手段１ｂ演算手段１ｃデータ抽出手段１ｄ形状表示手段１ｅ割り位置設定手段２、１０ａデータベース３本体装置４ＣＲＴ表示装置５キーボード６マウス１０ＣＡＤ装置１１通信回線

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−205975（ＪＰ，Ａ) 特開平５−12385（ＪＰ，Ａ) 特開平４−361304（ＪＰ，Ａ) 特開平１−293476（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＡＤ装置から入力される三次元の製品
形状についてあらかじめ与えられた成形品の収縮率
（α）をパラメタとして金型のキャビティ形状を演算す
る手段を備え、前記演算する手段には、前記製品形状の厚さ（Ｌ）、幅
（Ｗ）および高さ（Ｈ、ブロー方向）に対してキャビテ
ィ形状の厚さ（Ｃ_L ）、幅（Ｃ_W ）および高さ（Ｃ_H ）
をそれぞれ、Ｃ_L ＝Ｌ×（１＋α_L ）、Ｃ_W ＝Ｗ×（１＋α_w ）、Ｃ
_H ＝Ｈ×（１＋α_H ）として演算する手段を含み、操作により与えられる個数ｎのキャビティを一つの金型
の幅方向に配置し、そのキャビティ間の隔壁寸法をＴ
₁ 、そのキャビティの幅方向の両端の各余裕寸法をＴ₂
とするとき、金型の幅Ｐ_W ＝ｎ×Ｗ×（１＋α_w ）＋（ｎ−１）Ｔ₁ ＋２Ｔ₂ を演算する手段と、その製品のバリ余裕寸法をｈとする
とき、金型の高さＰ_H ＝Ｈ×（１＋α_H ）＋ｈを演算する手段と、その製品の厚さ余裕寸法をｒとする
とき、金型の厚さＰ_L ＝（Ｃ_L ／２）＋ｒを演算する手段とを備えたことを特徴とするブロー金型
設計支援装置。
【請求項２】演算されたキャビティ形状を表示する手
段と、この表示する手段により表示された画面上で金型
ブロックの割り位置を操作により設定する手段を備えた
請求項１記載のブロー金型設計支援装置。
【請求項３】操作により設定された前記割り位置から
各部品の製作図面を自動作図する手段を備えた請求項２
記載のブロー金型設計支援装置。
【請求項４】ＣＡＤ装置から入力される三次元の製品
形状のデータに基づき前記製品形状と成形機についての
データベースに蓄積された仕様とを対照させて使用しよ
うとする成形機が当該製品を製造できるか否かを判定す
る手段と、この判定する手段で製造することができると
判定された成形機について前記製品を製造するための金
型設計に必要なデータを抽出する手段と備えた請求項３
記載のブロー金型設計支援装置。