JP3845052B2 - 成形金型用位置決め装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、射出成形加工において金型分割面（ＰＬ）で固定側型板に可動側型板を型合わせする際に位置決めを行う成形金型用位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形加工で用いられているツープレート金型やスリープレート金型は、金型分割面（ＰＬ）で固定側型板と可動側型板とが分割する構成になっており、成形加工は、可動側型板を固定側型板に位置決めされた状態で型合わせをし、両型板内を完全に閉じてから行なわれる。
一般的に、可動側型板５１と固定側型板５２との位置決めは、図５に示すように、首下部の一部がテーパ形状に形成されたボルト５３を樹脂製のカラー５４に嵌合状態で挿通してなる突起部材５５を可動側型板５１にネジ締結で取付け、この突起部材５５のカラー５４と固定側型板５２に埋設された金属製のブッシュ５６とを両型板内で嵌合させて行なっていた。カラー５４とブッシュ５６とのクリアランスは、ボルト５３の締付け具合によってカラー５４を径方向へ膨出させて調整していた。
なお、上述した従来の技術は、当業者における周知な技術として実施されているため、特に技術文献の調査は行っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したカラーとブッシュとの嵌合による位置決め装置は、安価な上、型板への設置が容易であるが、実際の射出成形加工では、カラー（樹脂）の耐荷重（強度）より固定側型板等の相対重量が大きくなる場合があるため、位置決め時等において固定側型板等の衝撃や摩擦等によって破損する場合がある。このような破損が位置決め装置に発生すると、可動側型板を固定側型板に型合わせする際にカラーとブッシュとがスムースに嵌合し難くなったり、可動側型板が固定側型板から離間する際にカラーがブッシュから外れ難くくなったりする。したがって、破損の度に破損した位置決め装置を新しい位置決め装置に交換する必要があり、その交換に伴う手間やコスト等が多くかかるという問題があった。また、型板を高温に加熱して樹脂成形加工を行う場合には、型板からの熱伝導によって熱変形したカラーとブッシュにおいて、金属材料と樹脂材料との熱膨張率の差異に起因して固定側型板のブッシュにカラーが嵌合できなくなる場合やカラーがブッシュから外れなくなる場合等があり、位置決め装置としての機能が十分でなかった。
本発明は、このような問題点を解決するために創案されたものであり、成形加工において固定側型板と可動側型板とを型合わせする際の位置決めについて、型温度に依らずスムースに位置決め及びその解除をしながらもその位置決め精度を高く保持すると共に、型板に対しての耐強度を大きくすることにより、長期間の使用を可能としてコストの低減を図る成形金型用位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するための本発明の第１発明は、複数の型板からなる成形金型を用いた成形加工において、型閉め状態で係止片と係止溝とを係止させて固定側型板と可動側型板とを相対的に位置決めする成形金型用位置決め装置であって、一方側が固定側取付板に取付け可能な棒状で形成された位置決め部材と、固定側型板と取付け可能に形成され、挿通された位置決め部材と同軸心において内外方向に拡開可能な係止片を備えた係止部材と、可動側型板と取付け可能に形成され、先端に押圧面を備えた筒状の突出部の内周面において係止片と係止可能な係止溝が形成された被係止部材と、被係止部材が固定側型板側から離間している間、係止片を内側に閉じて固定側型板と位置決め部材とを保持状態にする保持部材と、係止部材と保持部材との間に配置され、固定側型板と可動側型板とが型開き状態になった時、弾性力によって保持部材と係止片とが摺接する位置まで保持部材を移動させる弾性部材とで構成されている。
可動側型板の動作により押圧面が保持部材を押し上げて保持部材と係止片との摺接状態を解除した後に係止片と係止溝とが近接し、係止片は、位置決め部材と係止部材との相対移動により位置決め部材の外周面との相対位置に基いて拡開制御され、係止溝と係止することができる。
このため、拡開可能な係止片の内側に挿通された位置決め部材の相対動作によって係止片と係止溝との係止及び係止解除が、位置決め部材と係止片との中心軸が同心軸上で制御されるため、可動側型板と固定側型板との相対的な位置決め及びその解除をスムースに行うことができ、位置決め時における位置決め精度は従来に比して高くなる。
【０００５】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの成形金型用位置決め装置である。
請求項２に記載の成形金型用位置決め装置は、位置決め部材は、他方側の外周面が一方側の外周面より細く形成され、係止片は、係止片全体が位置決め部材の最も太い外周面に当接したときに外側に開いて係止溝と係止する。
すなわち、可動側型板と固定側型板とが合さった状態になると、係止片と係止溝とが近接し、この状態で可動側型板の動作をさらに継続することで、位置決め部材の細い側の外周面から太い側の外周面に係止片が当接するようになり、係止片は、可動側型板の動作に連動して係止溝との拡開に対して制御されるようになる。
これにより、例えば、熱処理された工具鋼等の耐強度の大きい金属材料で成形金型用位置決め装置を構成すれば、可動側型板等の相対移動時による位置決め部材と係止部材との衝撃や摩擦等に起因する当該成形金型用位置決め装置の破損は抑制されると共に、位置決め部材は、型板の加熱温度に依らず係止片の拡開制御を容易に行い、係止片と係止溝との係止及びその解除をスムースに行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図１〜図５を用いて説明する。
本実施の形態における成形金型用位置決め装置（以下、「位置決め装置」という。）１０は、スリープレート金型（射出成形金型）を用いた射出成形加工において金型分割面（ＰＬ）で固定側型板３と可動側型板４とを型合わせする際の位置決め手段として用いられるものである。
【０００７】
本実施の形態のスリープレート金型は、図２及び図４に示すように、一般的に知られているものであり、主として固定側取付板１、ランナーストリッパプレート２、固定側型板３、可動側型板４、スペーサブロック５等からなり、プラボルト等を介在させながらそれぞれ分割可能とした型構成になっている。
【０００８】
位置決め装置１０は、図１〜図４に示すように、ランナーストリッパプレート２を貫通した状態で固定側取付板１に一端側が固定される位置決め部材１２と、固定側型板３に取付けられる制御部１３と、可動側型板４に固定される被係止部材１４とで構成されている。
【０００９】
位置決め部材１２は、例えば、熱処理された工具鋼等の耐強度の大きい金属材料によって略丸棒状に形成され、その一端側にネジ締結等によって固定側取付板１と固定可能な取付部１５を設け、他端側には一端側の外周面１６からテーパ状に窄ませて形成された傾斜面１７を介して一端側より小径の外周面１８を有している。なお、位置決め部材１２は、スリープレート金型における固定側取付板１からＰＬまでの可動側型板４の移動ストロークに相当させた長さに設定することが好ましい。
【００１０】
制御部１３は、固定側型板３に設置する係止部材１９と、保持部材２４、コイルバネ３３、ケーシング３４で構成されている。
係合部材１９は、例えば、熱処理された工具鋼等の耐強度の大きい金属材料によって位置決め部材１２を挿通可能な略円筒状で形成され、固定側型板３に着座させるフランジ２０を設け、その一方側ではネジ締結等によって固定側型板３と固定可能な取付部２１、他方側では内外方向（ほぼ位置決め部材１２の径方向に相当）に対して弾性的に拡開可能な係止片２２を備えている。
すなわち、係止片２２は、図１に示すように、フランジ２０より先端部まで略円筒状で形成され、先端部はその径方向に対して外側に膨らんでいると共に、内側にも窄んだ形状になっており、先端が開放された状態で、先端側からフランジ２０側に向けて形成された切欠きが一定の間隔毎に全周面上にわたって設けられた構成になっている。これにより、位置決め部材１２が係止部材１９に挿通された状態になると、位置決め部材１２と係止片２２との中心軸が同心軸上に位置するようになり、先端部は内外方向に対して拡開できる。係止部材１９の内部には、位置決め部材１２の外周面１６に対して摺動可能な軸受２３が配設されている。
【００１１】
保持部材２４は、例えば、熱処理された工具鋼等の耐強度の大きい金属材料により係止片２２と内接可能な略円筒状で形成され、その他端側にコイルバネ３３の他方側を配置する支持部２５と被係止部材１４の押圧面２６と当接可能な被押圧面３１が設けられている。
フランジ２０の他端側と支持部２５の間には前記したようにコイルバネ３３が配置され、固定側型板３と可動側型板４との型合わせが解除された時、バネ力によって保持部材２４が係止片２２と内接する位置まで保持部材２４が移動するようになっている。なお、コイルバネ３３は、本発明の弾性部材に対応する。フランジ２０、コイルバネ３３、保持部材２４の外周囲をケーシング３４で覆うことによりその内部にグリス等の潤滑材が注入できるようになっている。
【００１２】
被係止部材１４は、例えば、熱処理された工具鋼等の耐強度の大きい金属材料によって位置決め部材１２を挿通可能な略円筒状で形成され、可動側型板４に着座させるフランジ２７を設け、その一方側には押圧面２６を先端に備えた突出部２８を設けると共に、その内周面に係止片２２と係止可能な係止溝２９が形成され、他方側ではネジ締結等によって可動側型板４と固定可能な取付部３０を備えている。被係止部材１４の内部には、位置決め部材１２の外周面１６に対して摺動可能な軸受３２が配設されている。
【００１３】
次に、上記のように構成した位置決め装置１０をスリープレート金型に設置するための取付け方法と位置決め装置１０の作用について図２〜図４を用いて説明する。
図２は、可動側型板４の移動中において可動側型板４と固定側型板３とが型合わせする直前、または型合わせした直後の状態を示す側面断面図である。図３は、可動側型板４の移動中において固定側型板３とランナーストリッパプレート２とが型合わせする直前、または型合わせを解除した直後の状態を示す側面断面図である。
【００１４】
はじめに、位置決め装置１０の取付け方法について図２及び図３を参照して簡単に述べる。
位置決め装置１０は、スリープレート金型内の空きスペースを利用し、固定側型板３、可動側型板４等に同心軸上の貫通穴を設けて設置される。すなわち、係止部材１９は、その係止片２２の先端がほぼＰＬ（図３参照）上になるように固定側型板３に埋設され、フランジ２０と係止片２２との外周囲をケーシング３４で覆い、取付部２１と固定側型板３とのネジ締結等によって固定される。係止片２２の外側に配置されたコイルバネ３３は、その他方側を保持部材２４の支持部２５で保持しながら、この保持部材２４を係止片２２に摺接させた状態で保持される。被係止部材１４は、そのフランジ２７における一方側の面がほぼＰＬ上になるように可動側型板４に埋設され、取付部３０と可動側型板４とのネジ締結等により固定される。位置決め部材１２は、その一端を固定側取付板１に合わせた状態で固定側取付板１の一方側からボルト等を挿通して取付部１５で固定され、ランナーストリッパプレート２、制御部１３を設置したところの固定側型板３、被係合部材１４を設置したところの可動側型板４を貫通し、スペーサブロック５（図４参照）まで挿通可能となるように設置される。
【００１５】
次に、位置決め装置１０の作用については、以下に示す各段階に分けて述べる。
（１）射出成形前において可動側型板４が固定側取付板３側に移動し固定側型板３と型合わせする直前の段階（図２の矢印Ｕ１の動作方向参照）
図２に示すように、スリープレート金型の完全な型開き状態から可動側型板４が矢印Ｕ１方向に移動し、その移動によって被係止部材１４の押圧面２６が固定側型板３側の保持部材２４の被押圧面３１を押圧するまでの間、保持部材２４と摺接した状態で係止片２２が位置決め部材１２の外周面１８と傾斜面１７とを保持することにより固定側型板３に対する位置決め部材１２の相対動作が補助的に規制される。
【００１６】
（２）固定側型板３との型合わせ後、可動側型板４と固定側型板３とが型合さった状態で固定側取付板１側に移動し、ランナーストリッパプレート２と型合わせする直前の段階（図３の矢印Ｕ２の動作方向参照）
段階（１）からそのまま可動側型板４の移動が継続されると、突出部２８が固定側型板３内に入り込むことにより押圧面２６が被押圧面３１を押圧開始すると共にコイルバネ３３が圧縮され始め、保持部材２４と係止片２２との摺接状態が解除された後、可動側型板４と固定側型板３とが型合さって、結果的にＰＬが形成される。このようになると、係止溝２９と係止片２２との位置関係は相対的に近くなる。
【００１７】
（３）射出成形時においてスリープレート金型の完全な型閉め状態となった段階（図４の状態）
係止片２２と係止溝２９との位置関係を維持し、位置決め部材１２の他端側が突出部２８内から軸受２３を通って可動側型板４に相対的に挿通しながら、可動側型板４が、図３の矢印Ｕ２方向に移動してランナーストリッパプレート２と型合わせされる。
また、位置決め部材１２に対する可動側型板４の相対移動時において、段階（２）で固定側型板３と型合さった後、係止片２２は、位置決め部材１２の外周面１８や傾斜面１７の保持状態から開放され、可動側型板４の移動により外周面１６と摺接するようになって外方向に拡開し、係止溝２９と係止する。位置決め部材１２が被係止部材１４の軸受３２に摺接するまで挿通されると、固定側型板３と可動側型板４は、軸受２３、３２が可動側取付板４に固定された位置決め部材１２の外周面１６を保持する共に、係止片２２が係止溝２９に係合することによって、相対的に位置決めされた状態となる。
ランナーストリッパプレート２との型合わせ後、固定側型板３とランナーストリッパプレート２とが型合わさった可動側型板４は、係止片２２と係止溝２９との係止を保持した状態で、係止片２２と外周面１６とが摺接しながらさらに固定側取付板１側に移動し、スリープレート金型の完全な型閉め状態（図４の状態）となって、スリープレート金型内で射出成形加工が行なわれる。
【００１８】
（４）射出成形後、可動側型板４が固定側取付板１側から離れる方向に移動し、固定側型板３との型合わせを解除する直前の段階（図２の矢印Ｄ１の動作方向参照）
ランナーストリッパプレート２との型合わせを解除した後、固定側型板３と可動側型板４は、係止片２２が係止溝２９と係止しかつ位置決め部材１２の外周面１６に摺接した状態で図２の矢印Ｄ１方向に移動し続け、係止片２２が外周面１８や傾斜面１７に摺接した直後に可動側型板４は固定側型板３との型合わせを解除し、その移動を継続していく。
すなわち、係止片２２が、位置決め部材１２の外周面１６との摺接状態から開放されると、内方向（係止部材１９の軸心方向）に付勢的に窄むことにより係止溝２９との係止状態を解除して外周面１８や傾斜面１７を保持するようになり、固定側型板３と可動側型板４との固定は解除される。
【００１９】
（５）固定側型板３との型合わせ解除後、可動側型板４がさらに移動しスリープレート金型の完全な型開き状態になる直前の段階（図３の矢印Ｄ２の動作方向参照）
可動側型板４が、図３の矢印Ｄ２方向に段階（４）からそのまま移動し続けると、固定側型板３と離間し始めると同時に、保持部材２４は、コイルバネ３３の伸長復元しようとする弾性力によって矢印Ｄ２方向に移動し始め、コイルバネ３３の自然長の状態で係止片２２と内接（嵌め合せ）する箇所との静止摩擦力によって支持される。
すなわち、保持部材２４が係止片２２と内接することで、係止片２２を外周面１８側に窄めようとする力が作用するため、係止片２２による位置決め部材１２への保持力が大きくなって、位置決め部材１２は、固定側型板３に対して一層相対動作し難くなる。
可動側型板４は、さらに矢印Ｄ２方向に移動し続け、被係止部材１４の押圧面２６が保持部材２４の被押圧面３１から離間し、スリープレート金型の完全な型開き状態になるところまで移動する。
その後、射出成形加工された成形品は、完成品としてスリープレート金型内から取出されたり、あるいは、当該成形品に対して可動側型板４の移動や交換等によって、２色射出成形加工や、さらに別の材料による射出成形を付加する異材射出成形加工等が行なわれる。
【００２０】
以上のように、位置決め装置１０は、位置決め機能部品としての位置決め部材１２、係止部材１９、保持部材２４、被係止部材１４を耐強度の大きい金属材料で形成することにより、可動側型板４等の相対移動による衝撃や摩擦等で破損し難くく、また、固定側型板３側での位置決め部材１２と軸受２３との摺接、可動側型板４側での位置決め部材１２と軸受３２とを摺接させた状態で、制御部１３内での被係止部材１４の係止溝２９と位置決め部材１２の係止片２２との係止やその解除が、位置決め部材１２や係止片２２の中心軸が同心軸上の位置で制御されるため、可動側型板４と固定側型板３とを高い位置決め精度で位置決めすることができる。
また、比較的高温に型板３、４を加熱して行う成形加工等の場合においても、位置決め機能部品の有する熱伝導率と型板３、４を形成する金属材料の熱伝導率との差異がほとんどなく同じような熱変形量であるため、可動側型板４と固定側型板３との相対的な位置決めやその解除をスムースに行うことができる。
したがって、射出成形加工においてＰＬで可動側型板４と固定側型板３とを型合わせするために配設する位置決め装置１０は、長期間にわたって使用することが可能となり、結果的に射出成形加工の位置決め装置１０にかかるコストを低減することができる。
【００２１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更してもよい。
例えば、成形金型用位置決め装置１０が配設される成形金型は、射出成形加工のスリープレート金型に限定されるものではなく、ツープレート金型や他の形態による成形金型であっても良い。
また、軸受２３の替わりに、例えばＯリング等のシール部材を係止部材１９に配設しても良い。
また、軸受３２の配設を省いても良い。
また、被係止部材１４の取付部３０を可動側型板４に直にネジ締結等させて被係止部材１４を可動側型板４に取付け固定したが、取付部３０と可動側型板４との間に樹脂製の中間部材を介在させ、取付部３０と中間部材とを、中間部材と可動側型板４とをそれぞれ固定可能とする構成で被係止部材１４を可動側型板４に取付け固定するようにしても良い。これにより、位置決め部材１２が可動側型板４に相対的に挿通された時、位置決め部材１２の挿通により被係止部材１４から可動側型板４に向けて無理な荷重がかかった場合等には、樹脂製の中間部材がこのような荷重を受けて衝撃を緩衝させることができるため、可動側型板４や取付部３０への破損を防止することができる。このため、このような荷重が生じた場合でも、中間部材を交換するだけで良く、余分なコストの発生を抑制することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による成形金型用位置決め装置を用いれば、成形加工時における固定側型板と可動側型板とを型合わせる際の位置決めは、型温度のに依らずスムースに、かつ高い位置決め精度で行うことができ、位置決めの解除もスムースにできる。
しかも、型板に対しての耐強度が大きいため、当該成形金型用位置決め装置を長期間にわたって使用することが可能となり、結果的に位置決め装置にかかるコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の位置決め装置の側面断面図である。
【図２】可動側型板と固定側型板とが型合わせする直前、または型合わせした直後の状態を示す側面断面図である。
【図３】固定側型板とランナーストリッパプレートとが型合わせする直前、または型合わせを解除した直後の状態を示す側面断面図である。
【図４】スリープレート金型の完全な型閉め状態を示す側面断面図である。
【図５】従来技術の位置決め装置を示す図である。
【符号の説明】
３…固定側型板
４…可動側型板
１０…位置決め装置（成形金型用位置決め装置）
１２…位置決め部材
１４…被係止部材
１６、１８…外周面
１９…係止部材
２０、２７…フランジ
２２…係止片
２３、３２…軸受
２４…保持部材
２６…押圧面
２８…突出部
２９…係止溝
３３…コイルバネ（弾性部材）

Claims (2)

1. 複数の型板からなる成形金型を用いた成形加工において、型閉め状態で係止片と係止溝とを係止させて固定側型板と可動側型板とを相対的に位置決めする成形金型用位置決め装置であって、
   一方側が固定側取付板に取付け可能な棒状で形成された位置決め部材と、固定側型板と取付け可能に形成され、挿通された位置決め部材と同軸心において内外方向に拡開可能な係止片を備えた係止部材と、可動側型板と取付け可能に形成され、押圧面を先端に備えた筒状の突出部の内周面において係止片と係止可能な係止溝が形成された被係止部材と、被係止部材が固定側型板側から離間している間、係止片を内側に閉じて固定側型板と位置決め部材とを保持状態にする保持部材と、係止部材と保持部材との間に配置され、固定側型板と可動側型板とが型開き状態になった時、弾性力によって保持部材と係止片とが摺接する位置まで保持部材を移動させる弾性部材とで構成され、
   可動側型板の動作により押圧面が保持部材を押し上げて保持部材と係合片との摺接状態を解除した後に係止片と係止溝とが近接し、係止片は、位置決め部材と係止部材との相対移動により位置決め部材の外周面との相対位置に基いて拡開制御され、係止溝と係止することができる、ことを特徴とする成形金型用位置決め装置。
2. 請求項１に記載の成形金型用位置決め装置であって、位置決め部材は、他方側の外周面が一方側の外周面より細く形成され、
   係止片は、係止片全体が位置決め部材の最も太い外周面に当接したときに外側に開いて係止溝と係止する、ことを特徴とする成形金型用位置決め装置。

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