JP3236435B2 - 射出成形金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溶融樹脂を射出し、高精
度の厚肉成形品を成形する射出成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズのような厚肉部材を
射出成形する場合においては、ひけや変形防止のために
冷却が必要であり、このため成形サイクルタイムが長く
なる問題があった。この問題を解決して、厚肉部材にひ
け，変形を発生させることなく短い成形サイクルタイム
で成形する方法として、特開昭６４−３６４２１号公報
に記載された射出成形方法が知られている。この射出成
形方法は一対のキャビティユニットを樹脂のガラス転移
点温度まで加熱して、溶融樹脂を射出した後、ゲートを
閉じて熱変形温度まで徐冷し、次いで一対のキャビティ
ユニットの型締め力を自己保持したままで、成形機の型
締め機構から取り外し、成形機と別の場所に移動して単
独で冷却するものである。

【０００３】ここでキャビティユニットの型締め力の自
己保持を行うため、上記方法では、コ字形の一対の締結
部材をキャビティユニットの側面から挿入して、くさび
効果により型締め力を生じさせるか、あるいはボルトに
より一対のキャビティユニットを締結している。

【０００４】特開平５−８２５８号公報には上述した型
締め力の自己保持を行う別の機構が記載されている。こ
の機構はキャビティユニットが取り付けられる一対の部
材の内、一方の部材の外周部に取付部材を設けると共
に、締結部材がこの取付部材を介して一対の部材を締結
するものであり、一方の部材と取付部材との間には弾性
部材が介挿され、この弾性部材により一対の部材間に型
締め力を発生させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、型締め
力の自己保持を行うため、コ字形の一対の締結部材を用
いる場合には、締結部材とキャビティユニットとにかじ
りを生じて、円滑な作動を行うことができない。一方、
ボルトを用いる場合には、ボルトの着脱作業が面倒で、
作業性が低下すると共に、ボルトのねじ部が損傷あるい
は摩耗し易く、長期の使用に耐えることができない問題
がある。次に、弾性部材を組み込んで型締め力を作用さ
せる機構では、長期間の連続的な伸縮により、弾性部材
のばね定数が低下するいわゆるへたり現象が生じる。こ
のへたり現象により、型締め力を良好に作用させること
ができず、このため成形品の寸法にばらつきが生じた
り、不良品が発生する不都合がある。

【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、型締め力の自己保持を円滑に、しかも確実に行
うことができると共に、その自己保持力を監視して成形
品への悪影響を未然に防止することが可能な射出成形金
型を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の射出成形金型
は、キャビティを形成する一対のキャビティユニットの
内、一方のキャビティユニットに設けられたフック部材
と、型締め方向と直交する方向に移動可能に他方のキャ
ビティユニットに取り付けられ前記フック部材との係合
により一対のキャビティユニットを型締め状態とするロ
ック部材と、このロック部材とフック部材との係合時に
一対のキャビティユニットを型締め力の自己保持方向に
付勢する弾性部材と、一対のキャビティユニットの間に
おける型締め方向の隙間を検出する検出手段とを備えて
いることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成において、成形機の型締め機構により
型締めすることにより一対のキャビティユニットが密着
し、弾性部材が圧縮される。この状態でロック部材をフ
ック部材に係合させることにより、一対のキャビティユ
ニットが締結される。従って成形機の型締め機構により
型開きしても、一対のキャビティユニットは締結状態を
維持する。このとき弾性部材の弾性回復力が作用し、一
対のキャビティユニットは型締め力を自己保持する。

【０００９】かかる作動において、弾性部材による自己
保持力がキャビティ内の圧力に耐えられない場合、一対
のキャビティユニットの間に隙間を生じる。検出手段は
このキャビティユニット間の隙間を検出することによ
り、必要な自己保持力が作用しているか否かを確認する
と共に、連続成形時における弾性部材のへたりを管理す
る。

【００１０】

【実施例１】図１および図２は本発明の実施例１を示
し、射出成形機３００の可動側プラテン１５と固定側プ
ラテン１７とが対向しており、可動側プラテン１５には
可動側取付板１４が取り付けられ、この可動側取付板１
４にスライド板１３が上下方向にスライド可能に取り付
けられている。このスライド板１３の前面には射出され
た樹脂を成形する一対のキャビティユニット１００が２
基、型締め方向と直交する上下方向に並設されている。

【００１１】スライド板１３は可動側取付板１４の上下
方向に形成された蟻溝形状の溝部１４ａ内にその凸部１
３ａが挿入されると共に、可動側取付板１４に取り付け
られたアクチュエータ１６に連結されることにより、型
締め方向と直交する上下方向にスライド移動する。この
スライドにより２基のキャビティユニット１００は射出
位置および冷却位置間での移動が行われる。アクチュエ
ータ１６は、油圧，空気圧などの流体圧シリンダーが使
用され、このアクチュエータ１６には制御部１０５と接
続された検出スイッチ１６ａ，１６ｂが設けられてお
り、これらの検出スイッチ１６ａ，１６ｂによりスライ
ド板１３のスライド移動量を制御している。

【００１２】スライド板１３の前面部分には各キャビテ
ィユニット１００の可動側キャビティユニット１が上下
方向に並列状態で取り付けられていると共に、各可動側
キャビティユニット１には型締め力の自己保持を行うた
めの自己保持用フック部材１２が取り付けられている。
自己保持用フック部材１２は可動側キャビティユニット
１から型締め方向に延びており、その延設端部には内方
に屈曲する複数（図示例では３個）のフック片１２ａ
と、このフック片１２ａの間に設けられたスリット１２
ｂとが形成されている。この場合、フック片１２ａは所
定のピッチＰを有して形成されるものである。

【００１３】一方、固定側プラテン１７には固定側保持
板４が取り付けられている。この固定側保持板４は固定
側キャビティユニット２が着脱自在に取り付けられるも
のであり、この固定側キャビティユニット２は固定側取
付板９と、固定側取付板９に取り付けられた固定側型板
５とを備えている。固定側型板５は可動側キャビティユ
ニット１と密着することにより、同キャビティユニット
１との間に成形用のキャビティ２９を形成する。このキ
ャビティ２９に溶融樹脂を流入させるため、固定側型板
５にはキャビティ２９と連通する樹脂流路２８が形成さ
れると共に、固定側保持板４には樹脂を射出するノズル
４０の逃げ孔４ａが形成されている。

【００１４】固定側型板５と固定側取付板９との間には
弾性部材としてのばね２５が介挿されている。ばね２５
は固定側型板５が可動側キャビティユニット１と密着す
るように付勢するものであり、これにより型締め力の自
己保持が行われる。かかるばね２５により固定側型板５
は可動側キャビティユニット１方向に付勢されるため、
図７に示すように固定側型板５と固定側取付板９との間
に隙間２ａが生じるが、この付勢による移動量は固定側
型板５に螺合すると共に、固定側取付板９内を摺動自在
に挿通したストップピン２４により規制されている。

【００１５】前記固定側保持板４の上下には型開きを行
うための型開き用フック部材３がボルト等により取り付
けられている。型開き用フック部材３は固定側保持板４
から型締め方向に延びており、その延設端部には内方に
屈曲する複数のフック片３ａと、フック片３ａの間に位
置するスリット３ｂとが形成されている。フック片３ａ
は自己保持用フック部材１２におけるフック片１２ａと
同一のピッチＰを有して配設されるものである。

【００１６】各固定側キャビティユニット２にはロック
部材１１が設けられている。ロック部材１１はコ字形状
に形成されており、固定側取付板９に対し、型締め方向
と直交する左右方向にスライド可能となっている。この
ロック部材１１のスライドを案内するため、固定側取付
板９の上下面にはガイド溝９ａが形成されている。ロッ
ク部材１１にはこのガイド溝９ａの外側に抜き出される
凸部１１ａがピッチＰで複数箇所（図示例では３箇所）
形成されると共に、この凸部１１ａの間には凹部１１ｂ
が形成されている。かかるロック部材１１はスライドに
より、その凸部１１ａが自己保持用ロック部材１２およ
び型開き用フック部材３と交互に係合する。このロック
部材１１のスライドを行うため、アクチュエータ８が配
設される。

【００１７】アクチュエータ８は流体圧シリンダーが使
用され固定側保持板４の一側の端面に取り付けられてお
り、そのロッド８ｂの先端部分には図８に示すように、
連結ピン８ａが取り付けられている。連結ピン８ａはロ
ッド８ｂの先端部分から可動側プラテン１５の方向に延
びており、ロック部材１１における連結ピン８ａとの対
向部位には同ピン８ａが係脱自在に挿入される連結孔１
１ｃが形成されている。かかるアクチュエータ８はその
ロッド８ｂの伸縮作動によってロック部材１１を型締め
方向と直交する方向にスライドさせるが、このスライド
が所定のピッチＰの半分のストロークとなるように制御
部１０５により制御されている。８ｃ，８ｄはこの制御
を行うためアクチュエータ８に設けられた検出スイッチ
である。

【００１８】ロック部材１１はその凸部１１ａが自己保
持用フック部材１２のフック片１２ａと係合することに
より、図３および図４に示すように可動側キャビティユ
ニット１と固定側キャビティユニット２とを締結する。
このロック部材１１による締結時において、固定側型板
５と固定側取付板９との間に介挿されたばね２５の付勢
力により、これらの間に隙間２ｂを生じるが、この隙間
２ｂはロック部材１１が係合していない場合の隙間２ａ
（図７参照）よりも小さくなるように設定されている。

【００１９】以上の構成に加えて、それぞれの一対のキ
ャビティユニットにおける可動側キャビティユニット１
と固定側キャビティユニット２との間の隙間量を検出す
るギャップセンサ２０が配設される。ギャップセンサ２
０は図４および図６に示すように、固定側キャビティユ
ニット２における固定側型板５の側面部分に配置された
取付ブロック２１の内部に挿入されている。このギャッ
プセンサ２０と対向する可動側キャビティユニット１の
側面には図４，図５および図６に示すように、検出ブロ
ック２２が設けられており、ギャップセンサ２０はこの
検出ブロック２２との距離を検出することにより、可動
側キャビティユニット１と固定側キャビティユニット２
の固定側型板５との隙間量を検出する。図１および図４
において、２３は各ギャップセンサ２０に接続されたア
ンプであり、このアンプ２３がペンレコーダ２７に接続
されている。ペンレコーダ２７は表示画面を有してお
り、アンプ２３を介してギャップセンサ２０から入力さ
れた検出信号を電圧値に変換し、表示画面に波形表示す
る（図９および図１０参照）。

【００２０】次に本実施例の作動を説明する。図１は下
方に位置したキャビティユニット１００が型開きの状態
を示す。この型開き状態の下方のキャビティユニット１
００は型開き用フック部材３のフック片３ａとロック部
材１１の凸部１１ａとが係合し、これにより固定側型板
５および固定側取付板９が固定側保持板４に保持されて
いる。

【００２１】図２および図８はこの状態で成形機の型締
め機構により、可動側プラテン１５を進出させて型を閉
じた状態を示す。下方のキャビティユニット１００にお
ける可動側キャビティユニット１と固定側型板５とが密
着すると共に、ばね２５が弾性変形して固定側型板５と
固定側取付板９との間の隙間が消失し、これらが密着す
る。このとき、下方のキャビティユニット１００におけ
るロック部材１１の連結孔１１ｃにアクチュエータ８の
連結ピン８ａが進入して、これらが連結される（図８参
照）。この状態においては、成形機の型締め力によりキ
ャビティユニット１００が弾性変形しており、この状態
における可動側キャビティユニット１と固定側型板５と
の隙間量がギャップセンサ２０によって検出され、図８
に示すようにペンリコーダ２７に表示される。この表示
値は弾性変形した分だけ小さくなっている。

【００２２】かかる状態で溶融樹脂をキャビティ２９内
に射出する。射出後の保圧を除去した後、アクチュエー
タ８が作動して、ロック部材１１がスライドする。この
スライドにより型開き用フック部材３のフック片３ａと
ロック部材１１の凸部１１ａの係合が解除されると同時
に、自己保持用フック部材１２のフック片１２ａとロッ
ク部材１１の凸部１１ａが係合する。

【００２３】その後、可動側プラテン１５を後退する
が、下方のキャビティユニット１００はロック部材１１
により可動側キャビティユニット１と固定側キャビティ
ユニット２とが締結状態となっており、可動側キャビテ
ィユニット１と固定側型板５とが密着するようにばね２
５の付勢力が作用する。このとき、下方のキャビティユ
ニット１００は成形機の型締め力とばね２５の付勢力と
の差の分だけ、型締め方向に弾性回復する。ギャップセ
ンサ２０はこの弾性回復分だけ大きい値を検出し、ペン
レコーダ２７に出力する。これによりペンレコーダ２７
は図９に示すように成形機の型締め機構による型締め状
態の隙間量と、型締め力の自己保持状態の隙間量とを波
形により連続的に表示する。

【００２４】次に、アクチュエータ１６によってスライ
ド板１３を下方に移動させることによって、下方のキャ
ビティユニット１００は固定側保持板４との対向位置か
ら退避すると共に、上方のキャビティユニット１００が
固定側保持板４と対向する。そして、同様に型締め、射
出、型開きを行い、これらの作動における可動側キャビ
ティユニット１と固定側型板５との隙間量がギャップセ
ンサ２０により検出され、ペンレコーダ２７に表示され
る。

【００２５】その後、アクチュエータ１６によってスラ
イド板１３を上方にスライドさせ、下方のキャビティユ
ニット１００を固定側保持板４と対向させると共に、可
動側プラテン１５により型締めを行う。そして、ロック
部材１１をスライドさせて、その凸部１１ａを型開き用
フック部材３のフック片３ａと対向させる。これにより
可動側プラテン１５が後退することにより、下方のキャ
ビティユニット１００はパーティングライン面が開き、
成形品が取り出される。その後、型締め、射出、型開き
を行った後、上方のキャビティユニット１００を固定側
保持板４に対向させて、同様に成形品を取り出す。以
下、上述した作動を繰り返すことにより、２基のキャビ
ティユニットに対して、交互に成形を行うことができ
る。

【００２６】以上の作動において、可動側キャビティユ
ニット１と固定側キャビティユニット２との隙間量がギ
ャップセンサ２０により検出されるため、自己保持力の
監視を行うことができる。図１０はキャビティ２９内の
樹脂圧力がばね２５の付勢力よりも大きくなった場合の
隙間量の表示例を示す。この場合にはパーティングライ
ン面が開いて、成形不良となるため、ペンレコーダ２７
の表示を監視することにより、その迅速な対応が可能と
なる。

【００２７】以上のような本実施例では、ばね２５によ
りパーティングライン面に圧縮力が作用するため、パー
ティングライン面が開くことなく、良好な成形を行うこ
とができる。また、キャビティユニットの型締め方向の
隙間量を検出することによって必要な自己保持力が発生
しているか否かの確認が可能になるとともに、連続成形
時におけるばね２５のへたりを管理することが可能とな
る。

【００２８】

【実施例２】図１１は本発明の実施例２を示し、実施例
１と同一の要素は同一の符号で対応させてある。この実
施例では固定側型板５の内部におけるキャビティ２９近
傍にギャップセンサ２０が埋め込まれて、可動側キャビ
ティユニット１との隙間量を直接に、検出するようにな
っている。この構造では、ギャップセンサ２０がキャビ
ティ２９に近接しているため、正確な測定ができると共
に、検出ブロック２２が不要となるため部品点数が減ず
るメリットがある。

【００２９】

【実施例３】図１２は本発明の実施例３を示し、固定側
型板５の側面にピックテスター３０が取り付けられると
共に、このピックテスター３０の検出針が当接する検出
ブロック３１が可動側キャビティユニット１の対向部分
に取り付けられることにより、検出手段が構成されてい
る。ピックテスター３０は目盛における指針の振れ量に
より可動側キャビティユニット１と固定側型板５との隙
間量を表示する。この構成では、アンプ，ペンレコーダ
が不要となると共に、簡単な構造でキャビティユニット
との開き量を検出し、表示できるメリットがある。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、弾性部
材によりキャビティユニットのパーティングライン面に
圧縮力を作用させるため、パーティングライン面が開く
ことなく、良好な成形ができる。また、キャビティユニ
ットの型開き方向の隙間量を検出するため、必要な自己
保持力が発生しているか否かの確認が可能となるととも
に、連続成形時における弾性部材のへたりを管理するこ
とが可能となり、これによりキャビティユニットの破損
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の斜視図。

【図２】実施例１の型締め状態の部分破断側面図。

【図３】キャビティユニットの断面図。

【図４】図３におけるＡ矢視方向の底面図。

【図５】検出手段の断面図。

【図６】図３におけるＢ矢視方向の正面図。

【図７】固定側キャビティユニットの断面図。

【図８】型締め状態の平面図。

【図９】隙間量の表示を示す特性図。

【図１０】隙間量の表示例の特性図。

【図１１】実施例２の断面図。

【図１２】実施例３の平面図。

【符号の説明】

１ 可動側キャビティユニット ２ 固定側キャビティユニット ３ 型開き用フック部材 ５ 固定側型板 ９ 固定側取付板 １１ ロック部材 １２ 自己保持用フック部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 哲生 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 齊藤 一男 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 西田 正三 広島市安芸区船越南１丁目６番１号 株 式会社日本製鋼所広島製作所内 (56)参考文献 特開 平５−64830（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−8258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36421（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/80

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティを形成する一対のキャビティ
   ユニットの内、一方のキャビティユニットに設けられた
   フック部材と、型締め方向と直交する方向に移動可能に
   他方のキャビティユニットに取り付けられ前記フック部
   材との係合により一対のキャビティユニットを型締め状
   態とするロック部材と、このロック部材とフック部材と
   の係合時に一対のキャビティユニットを型締め力の自己
   保持方向に付勢する弾性部材と、一対のキャビティユニ
   ットの間における型締め方向の隙間を検出する検出手段
   とを備えていることを特徴とする射出成形金型。