JP3493810B2 - 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、金型の改良に係り、さ
らに詳しくは、金型強度を上げることなく、金型の型締
め力を向上させることができ、しかも金型相互を均一に
締め付けることが可能であり、低操作力で安価、かつ省
エネルギーにも寄与し、特に連続成形に適した金型に関
する。 【０００２】 【従来の技術】たとえば射出成形においては、一対の金
型を組み合わせ、それらの内部のキャビティ内に樹脂を
注入する。射出成形後には、両金型を引き離し、キャビ
ティ内形状に沿って成形された製品を取り出す。そのた
め、両金型を、相対的に接近および離反するための金型
駆動機構が必要となる。 【０００３】また、金型のキャビティ内に樹脂を注入す
る際の圧力で金型が開かないようにするために、金型駆
動機構とは別に、型締め機構を設ける必要がある。従来
の金型における型締め機構としては、トグル式と、直圧
式とが知られている。トグル式型締め機構では、油圧や
空気圧で発生させた力をトグル機構で拡大し、大きな型
締め力を得る機構である。また、直圧式型締め機構と
は、金型駆動機構を構成する圧力シリンダなどとは別
に、型締め用の圧力シリンダを設け、その型締め用の圧
力シリンダで、金型の型締めを行う機構である。 【０００４】トグル式型締め機構では、金型を含む成形
装置のダイバー間の締め付けを行う。また、直圧式型締
め機構では、金型を含む成形装置のロッド間で締め付け
を行う。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の型締
め機構を有する成形機では、型締め機構で締め付けるの
は、金型を直接締め付けるのではなく、ダイバー間の締
め付けまたはロッド間の締め付けにより、間接的に金型
間を締め付ける機構であった。このため、従来の成形機
では、金型を交換したとしても、成形機が持つ能力以上
の型締め力で金型間を締め付けることはできなかった。
また、型締め機構により、金型に大きな力が加わるの
で、成形機が持つ型締め力に耐え得る金型強度が必要で
あった。 【０００６】特に、大型の金型を用いて、比較的大きな
製品を成形しようとする場合には、トグル式機構または
直圧式機構では、型締め力を大きくするために、より大
きな型締め能力を持つ成形機を用いて成形する必要があ
り、設備が大型になると共に、締め付けに要するエネル
ギーも大きくなる。また、金型も、トグル式機構または
直圧式機構により加わる大きな締め付け力に耐えるよう
に、頑丈にする必要があり、重くなる。また、特に、大
型の金型では、型締め力が不均一になり易い。 【０００７】なお、特公平６−１０２，３４４号公報に
は、直立ラックと小ラックとの噛合により、型締め機構
を構成するものが提案されている。この機構によれば、
型締め機構を駆動するためのエネルギーは比較的小さく
することができる。しかしながら、この機構でも、両金
型の型締め力は、両金型に直接作用するものではなく、
各金型を保持するベッドを介して作用するため、成形機
の持つ能力以下の型締めしかできず、特に大型の金型を
用いて成形する場合には、金型を交換するのみでなく、
金型を保持するベッドに設けたラック機構まで、変更す
る必要がある。 【０００８】また、この公報に示した技術では、両金型
の締め付け状態で、直立ラックに圧縮応力が加わること
から、直立ラックを、圧縮応力による座屈荷重に耐え得
るように、太く構成する必要があり、重量が重くなると
言う課題を有する。さらに、この公報および特開昭５２
−１２１０６４号公報に示すように、一つの押し出し機
から配管を通して、複数の成形機内に樹脂を切り換えて
射出する連続成形方法が提案されている。このような成
形方法が提案されている背景には、比較的大型あるいは
厚肉の成形品を、一つの押し出し機と複数の成形機とを
用いて、高生産効率で生産しようとすることがある。一
つの押し出し機と、一つの成形機とを用いて成形を行う
のでは、成形品の冷却などに時間がかかり、その冷却時
間の間には、次の成形を行うことができず、生産効率が
悪くなるからである。 【０００９】このような連続成形においては、比較的大
型の金型でも、良好に型締めを行うことができ、しかも
安価な型締め機構が求められている。また、このような
連続成形では、種々の形状の成形品を成形する必要があ
ることから、それに合わせて成形機から金型を交換する
必要がある。そこで、金型を交換する際に、成形機本体
の型締め機構を変更する必要が無ければさらに便利であ
る。 【００１０】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、成形機本体の型締め機構を変更することなく、金型
を交換するのみで、金型に合わせた型締め力の変更が可
能であり、金型強度を上げることなく、金型の型締め力
を向上させることができ、しかも金型相互を均一に締め
付けることが可能であり、低操作力で安価、かつ省エネ
ルギーにも寄与し、特に連続成形に適した金型を提供す
ることを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る金型は、相対的に接近および離反移動
自在に配置される第１金型および第２金型と、一方の前
記第１金型の側部に、前記第２金型方向に突出して所定
間隔で形成される複数の楔受け部材と、他方の前記第２
金型に、金型の接近および離反移動方向と略直角方向に
移動自在に装着される駆動軸と、前記駆動軸に沿って前
記楔受け部材に対応した配置により装着され、前記第２
金型が前記第１金型に組み合わされた状態で、前記楔受
け部材に形成された凹所に嵌合可能な複数の型締め楔と
を有する。 【００１２】本発明に係る連続成形装置は、一つの押し
出し機と、前記押し出し機から送られてくる溶融樹脂
を、複数の成形機へ送る樹脂導入管と、前記樹脂導入管
に設けられ、該樹脂導入管内の樹脂を、各成形機毎に選
択的に送る切り替え手段とを有し、前記各成形機が、相
対的に接近および離反移動自在に配置される第１金型お
よび第２金型と、前記第１金型または第２金型を、前記
第２金型または第１金型に対して接近および離反移動さ
せる金型駆動手段と、一方の前記第１金型の側部に、前
記第２金型方向に突出して形成される楔受け部材と、他
方の前記第２金型に、金型の接近および離反移動方向と
略直角方向に移動自在に装着され、前記第２金型が前記
第１金型に組み合わされた状態で、前記楔受け部材に形
成された凹所に嵌合可能な型締め楔とを有する。 【００１３】第１金型は、たとえば固定型であり、第２
金型が、たとえば移動型である。金型駆動手段は、たと
えば圧力シリンダなどで構成される。第１金型の両側部
には、所定間隔で複数の楔受け部材が突出して形成して
あり、第２金型の反第１金型側表面に、複数の型締め楔
が、楔受け部材に対応して配置してあることが好まし
い。 【００１４】型締め楔は、駆動軸に沿って所定間隔で装
着してあり、駆動軸が、金型の接近および離反移動方向
と略直角方向に移動自在に装着してあることが好まし
い。この駆動軸は、たとえば第２金型に装着された圧力
シリンダまたはモータアクチュエータにより駆動され
る。または、この駆動軸は、たとえば手動により駆動さ
れても良い。手動の場合には、型締め状態で、ロックさ
れるように、ロック部材が装着されることが好ましい。 【００１５】 【作用】本発明に係る金型では、第１金型および第２金
型に、楔機構からなる型締め機構が直接装着してある。
そして、型締め楔を、金型の接近および離反移動方向と
略直角方向に移動させ、楔受け部材の凹所に嵌合させる
のみで、型締め状態が得られる。 【００１６】型締め状態では、金型のキャビティ内への
樹脂注入時に発生する型開き力は、型締め楔の剪断力
と、楔受け部材の引っ張り応力とで受けることになる。
このため、きわめて大きな型締め力を得ることができ
る。また、大型の金型の場合には、楔受け部材および型
締め楔の個数を増大するのみで、その金型の大きさにあ
った、均一で大きな型締め力を得ることができる。 【００１７】さらに、楔機構からなる型締め機構が、両
金型に直接装着してあるので、成形機から金型を交換す
る際に、同時に、その金型にあった型締め機構に交換す
ることができる。したがって、成形機自体を変更するこ
となく、型締め力の能力変更も容易である。そのため、
トグル式または直圧式に比較し、設備投資に要するコス
トが少ない。 【００１８】さらにまた、本発明では、トグル方式また
は直圧方式と異なり、楔結合による型締め機構なので、
金型自体には、大きな負荷は作用せず、金型を必要以上
に頑丈にする必要がなく、重量を軽くすることができ
る。また、金型の大きさに関係なく、型締め状態とする
ために必要なエネルギーは、型締め楔を、楔受け方向に
移動させるためのエネルギーのみであるため、省エネル
ギーにも寄与する。 【００１９】以上のような点から、本発明に係る金型
は、連続成形に用いる成形機の型締め機構として、特に
適している。 【００２０】 【実施例】以下、本発明に係る金型を、図面に示す実施
例に基づき、詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明の一
実施例に係る金型を有する成形機の正面図、図１（Ｂ）
は成形機の側面図、図２は本実施例に係る金型の組合せ
前の状態を示す正面図、図３（Ａ）は金型の組合せ後の
平面図、図３（Ｂ）は金型の組合せ後の正面図、図４
（Ａ）は下型の正面図、同図（Ｂ）は（Ａ）に示すＢ−
Ｂ線に沿う断面図、図５（Ａ）は上型の平面図、同図
（Ｂ）は上型の正面図、図６は図５（Ｂ）のVI−VI線に
沿う断面図、図７は連続成形装置の概略図である。 【００２１】本発明の一実施例に係る金型は、図７に示
す連続成形装置２の各成形機４の金型６に適用される。
まず、連続成形装置２について説明する。図７に示すよ
うに、連続成形装置２は、一つの押し出し機８と、複数
の成形機４とを有する。複数の成形機４は、樹脂導入管
１０を通して、一つの押し出し機８のノズルに接続して
ある。樹脂導入管１０の途中には、各成形機４に対応し
て、分岐ブロック１２が装着してある。各分岐ブロック
１２の上には、切り替えバルブ装置１４が装着してあ
る。切り替えバルブ装置１４には、弁体１６が装着して
あり、樹脂導入管１０内を流れる樹脂を、各成形機４に
選択的に導入するようになっている。 【００２２】たとえば、ある一つの成形機４へのみ樹脂
を流し、他の成形機４へは樹脂を流さないように制御さ
れ、金型６内のキャビティ内に十分に樹脂を流し終えた
段階で、バルブ装置１４の弁体１６を閉じ、次の成形機
４のバルブ装置１４の弁体１６を開く。すなわち、この
連続成形装置では、ある一つの成形機への樹脂の充填が
完了した時点で、次の成形機への樹脂の充填を行い、樹
脂の充填が完了した成形機での樹脂の冷却を待たずに、
次々と連続して、射出成形をおこなうことができる。も
ちろん、各成形機４での金型６の大きさや形状などは、
同一でも異なっていても良い。また、成形温度や成形時
間などの成形条件も、各成形機４毎に相違しても良い。
さらに、押し出し機８から押し出される樹脂の種類は特
に限定されず、再生プラスチックであってもよい。 【００２３】樹脂導入管１０内での樹脂の冷却を防止す
るために、導入管１０の周囲には、ヒータ１８が装着し
てある。分岐ブロック１２およびバルブ装置１４の周囲
にも、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ヒータ２０，
２２が装着してある。なお、図１は、図７に示す単一の
成形機４を詳細に示す図である。 【００２４】図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、切り替
えバルブ装置１４の弁体は、バルブアームにより回動駆
動され、バルブアーム２４は、バルブ開閉シリンダ２６
により駆動される。バルブ開閉シリンダ２６は、たとえ
ば油圧シリンダなどの圧力シリンダなどで構成される。
バルブ装置１４の弁体１６は、特に限定されないが、本
実施例では、図８に示すように、回動自在に装着された
円柱状の棒材で構成してあり、円柱状棒材には、その軸
芯と略直交する貫通孔３０が形成してある。円柱状棒材
から成る弁体１６を回動させることにより、弁体１６の
所定の回動位置で、貫通孔３０が流路３２と連通し、別
の回動位置で、貫通孔３０が流路３２と遮断され、弁体
１６で流路３２を遮断する。 【００２５】図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、分岐ブ
ロック１２は、ジャッキ３４で保持してある。樹脂導入
管１０は、成形機４の分岐ブロック１２間に配置され、
分岐ブロック１２がジャッキ３４で保持してあることか
ら、樹脂導入管１０に関しては、別途、保持機構を設け
る必要はない。 【００２６】本実施例では、各成形機４の金型６は、上
型４０（第２金型）と下型４２（第１金型）とで構成さ
れる。バルブ装置１４の吐出口は、下ベース３６の上に
固定された下型４２の樹脂注入口に接続してある。図４
（Ａ），（Ｂ）に示すように、下型４２には、樹脂注入
口４４が形成してあり、この樹脂注入口４４が、図１に
示すバルブ装置１４の吐出口に直接接続される。樹脂注
入口４４は、下型４２に形成された凹所４６内に連通し
ている。この凹所４６内には、図５（Ｂ）および図６に
示す上型４０の凸部４８が入り込み、樹脂が注入される
キャビティが形成される。 【００２７】本実施例では、図４に示すように、下型４
２の両側部に、所定間隔で、楔受け部材５０が、上型４
０側に突出して装着してある。各楔受け部材５０の先端
側には、同一方向を向くように、楔受け凹所５２が形成
してある。図５，６に示すように、上型４０の下面に
は、下型４２の凹所４６に入り込む凸部４８が形成して
ある。この上型４０の上面には、一対の駆動軸５４が上
型４０の両側部に沿って長手方向に移動自在に配置して
ある。各駆動軸５４の先端は、軸受５６により受けら
れ、軸方向移動自在に保持される。各駆動軸５４の基端
は、駆動板５８に連結してあり、駆動板５８は、油圧シ
リンダまたは空気圧シリンダなどの圧力シリンダ６０の
駆動ロッドにより駆動されるようになっている。すなわ
ち、圧力シリンダ６０の駆動により、駆動軸５４は、同
期して、軸方向に移動可能となっている。 【００２８】各駆動軸５４には、複数の型締め楔６２が
軸の長手方向に所定間隔で固定してある。楔６２は、先
端がテーパ状に細くなっていることが好ましい。これら
楔６２は、図４に示す楔受け部材５０の楔受け凹所５２
に対応した数および間隔で配置される。また、図５，６
に示すように、上型４０の両側には、楔６２に対応する
位置で、溝６４が形成してある。これら溝６４の位置
に、図４に示す下型４２の楔受け部材５０の先端部が挿
入される。 【００２９】上型４０と下型４２とが離れている状態を
図２に示し、上型４０と下型４２とが組み合わされて楔
６２が楔受け部材５０の凹所５２に嵌合している状態を
図３に示す。図１（Ａ），（Ｂ）は、上型４０と下型４
２とが組み合わされて楔６２が楔受け部材５０の凹所５
２に嵌合している状態を示している。図１（Ａ），
（Ｂ）に示すように、下型４２は、下ベース３６の上に
着脱自在に固定してあり、上型４０は、取付枠６６に着
脱自在に固定してある。下ベース３６は移動せず、取付
枠６６は、油圧または空気圧により作動する圧力シリン
ダ６８により、上下駆動し、その結果、上型４０は、下
型４２に対して、接近および離反移動自在となってい
る。 【００３０】圧力シリンダ６８は、上ベース７０の上に
固定してある。上ベース７０には、複数のガイドロッド
７２が固定してあり、これらガイドロッド７２に沿っ
て、取付枠６６が上型４０と共に、上下動自在に案内さ
れる。なお、上ベース７０の下部には、不慮の事故や誤
操作による金型落下によるケガ防止のために、落下防止
シリンダ７４が装着してあると共に、取付枠６６の上部
には、落下防止受７６が装着してある。また、下ベース
３６の下方には、製品突出ピン７８が製品突出シリンダ
８０により軸方向移動自在に装着してある。製品突出ピ
ン７８の先端は、下型４２を貫通し、金型のキャビティ
内に突出することが可能となっており、成形後の型開き
時に、キャビティ内で硬化した製品を上方に突出させ、
製品を取り出し易くする。 【００３１】次に、本実施例に係る金型の作用について
説明する。図７に示す複数の成形機４のうちの一つの成
形機４を選択し、圧力シリンダ６８を駆動し、上型４０
を下型４２に近接させる。上型４０が下型４２に組み合
わされた状態で、図３に示す圧力シリンダ６０を駆動
し、駆動軸５４を押し出し、駆動軸５４に固定してある
楔６２のテーパ状先端を、楔受け部材５０の凹所５２へ
嵌合させる。 【００３２】その後、図１に示すバルブ開閉シリンダ２
６を駆動し、図７に示すバルブ装置１４の弁体１６を回
動させ、流路を開き、樹脂導入管１０内の樹脂を、図４
に示す下型４２の樹脂注入口４４からキャビティ内に射
出する。その状態では、金型のキャビティ内への樹脂注
入時に発生する型開き力は、型締め楔６２の剪断力と、
楔受け部材５０の引っ張り応力とで受けることになる。
このため、きわめて大きな型締め力を得ることができ
る。また、大型の金型の場合には、楔受け部材５０およ
び型締め楔６２の個数を増大するのみで、その金型の大
きさにあった、均一で大きな型締め力を得ることができ
る。 【００３３】金型のキャビティ内へ樹脂を完全に充填し
た段階で、図７に示す弁体１６を回動して流路を閉じ、
次の成形機４において、上述した動作を繰り返す。他の
成形機４において、樹脂の射出を順次繰り返す間に、最
初に射出した金型のキャビティ内での樹脂の冷却が終了
する。その段階で、まず、図３に示す圧力シリンダ６０
を作動させ、駆動軸５４を後退移動させ、楔６２を楔受
け部材５０の凹所５２から外す。その後、図１に示す圧
力シリンダ６８を作動させ、上型４０を、下型４２から
引き離すように上方に移動させる。それと同時またはそ
の後に、製品突出シリンダー８０を作動させ、製品突出
ピン７８を上方に移動させ、キャビティ内から製品を上
方に引き上げる。その製品を取り出して、成形機による
１サイクルの成形が完了する。その他の成形機４におい
ても、順次同様な動作を行い、連続成形が可能となる。 【００３４】本実施例に係る型締め機構では、上型４０
および下型４２に、楔機構からなる型締め機構が直接装
着してある。そして、型締め楔６２を、金型の接近およ
び離反移動方向と略直角方向に移動させ、楔受け部材５
０の凹所５２に嵌合させるのみで、型締め状態が得られ
る。 【００３５】型締め状態では、金型６のキャビティ内へ
の樹脂注入時に発生する型開き力は、型締め楔６２の剪
断力と、楔受け部材５０の引っ張り応力とで受けること
になる。このため、きわめて大きな型締め力を得ること
ができる。また、大型の金型の場合には、楔受け部材５
０および型締め楔６２の個数を増大するのみで、その金
型の大きさにあった、均一で大きな型締め力を得ること
ができる。 【００３６】さらに、楔機構からなる型締め機構が、金
型６に直接装着してあるので、成形機４から上型４０お
よび下型４２を交換する際に、同時に、その金型にあっ
た型締め機構に交換することができる。したがって、成
形機４自体を変更することなく、型締め力の能力変更も
容易である。そのため、トグル式または直圧式に比較
し、設備投資に要するコストが少ない。 【００３７】さらにまた、本発明では、トグル方式また
は直圧方式と異なり、楔結合による型締め機構なので、
上型４０および下型４２自体には、大きな負荷は作用せ
ず、これら型４０，４２を必要以上に頑丈にする必要が
なく、重量を軽くすることができる。 【００３８】また、金型６の大きさに関係なく、型締め
状態とするために必要なエネルギーは、型締め楔６２
を、楔受け凹所５２方向に移動させるためのエネルギー
のみであるため、省エネルギーにも寄与する。なお、本
発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本
発明の範囲内で種々に改変することができる。 【００３９】たとえば、上型４０に装着してある駆動軸
５４を駆動する手段としては、圧力シリンダ６０に限定
されず、モータアクチュエータなどの電気的駆動手段、
あるいはレバーなどの手動による駆動手段であっても良
い。手動による駆動手段の場合には、楔６２が楔受け部
材５０の凹所６２に嵌合する状態で、その移動がロック
されるようなロック機構を設けることが好ましい。 【００４０】また、本発明では、楔受け部材５０の配置
間隔および配置数は、特に限定されず、金型６の大きさ
に応じて、適切に選択することができる。さらに、上記
実施例では、固定型としての下型４２に楔受け部材５０
を装着し、移動型としての上型４０に、楔６２および駆
動軸５４を装着したが、本発明では、上型４０に楔受け
部材５０を装着し、下型４２に楔６２および駆動軸５４
を装着するように構成しても良い。 【００４１】さらに、上記実施例では、金型６を上型４
０と下型４２とにより構成し、これらを上下方向に配置
したが、本発明では、金型を、水平方向に配置しても良
い。 【００４２】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、型締め状態では、金型のキャビティ内への樹脂注入
時に発生する型開き力は、型締め楔の剪断力と、楔受け
部材の引っ張り応力とで受けることになる。このため、
きわめて大きな型締め力を得ることができる。また、大
型の金型の場合には、楔受け部材および型締め楔の個数
を増大するのみで、その金型の大きさにあった、均一で
大きな型締め力を得ることができる。 【００４３】さらに、楔機構からなる型締め機構が、両
金型に直接装着してあるので、成形機から金型を交換す
る際に、同時に、その金型にあった型締め機構に交換す
ることができる。したがって、成形機自体を変更するこ
となく、型締め力の能力変更も容易である。そのため、
トグル式または直圧式に比較し、設備投資に要するコス
トが少ない。 【００４４】さらにまた、本発明では、トグル方式また
は直圧方式と異なり、楔結合による型締め機構なので、
金型自体には、大きな負荷は作用せず、金型を必要以上
に頑丈にする必要がなく、重量を軽くすることができ
る。また、金型の大きさに関係なく、型締め状態とする
ために必要なエネルギーは、型締め楔を、楔受け方向に
移動させるためのエネルギーのみであるため、省エネル
ギーにも寄与する。 【００４５】以上のような点から、本発明に係る金型
は、連続成形に用いる成形機の型締め機構として、特に
適している。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１（Ａ）は本発明の一実施例に係る金型を有
する成形機の正面図、図１（Ｂ）は成形機の側面図であ
る。 【図２】図２は本実施例に係る金型の組合せ前の状態を
示す正面図である。 【図３】図３（Ａ）は金型の組合せ後の平面図、図３
（Ｂ）は金型の組合せ後の正面図である。 【図４】図４（Ａ）は下型の正面図、同図（Ｂ）は
（Ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 【図５】図５（Ａ）は上型の平面図、同図（Ｂ）は上型
の正面図である。 【図６】図６は図５（Ｂ）のVI−VI線に沿う断面図であ
る。 【図７】図７は連続成形装置の概略図である。 【符号の説明】 ２… 連続成形装置 ４… 成形機 ６… 金型 ４０… 上型（第２金型） ４２… 下型（第１金型） ５０… 楔受け部材 ５２… 凹所 ５４… 駆動軸 ６０… 圧力シリンダ ６２… 型締め楔

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−328518（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−262671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−141715（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−69561（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−29713（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−47514（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−71457（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−102344（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/20 B29C 45/46

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】相対的に接近および離反移動自在に配置さ
   れる第１金型および第２金型と、 一方の前記第１金型の側部に、前記第２金型方向に突出
   して所定間隔で形成される複数の楔受け部材と、 他方の前記第２金型に、金型の接近および離反移動方向
   と略直角方向に移動自在に装着される駆動軸と、前記駆
   動軸に沿って前記楔受け部材に対応した配置により装着
   され、前記第２金型が前記第１金型に組み合わされた状
   態で、前記楔受け部材に形成された凹所に嵌合可能な複
   数の型締め楔とを有する金型。