JP4424542B2 - 成形品ゲート切断装置と成形品保持具及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品を、製品部とランナ・スプル（以下、ランナと称する。）に切断する成形品ゲート切断装置と成形品保持具及びその方法に関する。

本出願人は、特許文献１に示す成形品ゲート切断装置を提案した。この成形品ゲート切断装置は、ランナ保持部及び製品保持部を有した成型品保持部材と、樹脂成型品をゲート部にて切断する一対の切断刃と、成型品保持部材に保持された製品部を把持して固定する製品把持部材を備えた成型品ゲート切断装置において、成型品保持部材のランナ保持部は製品保持部に対して切断刃に近づく方向及び離間する方向へ移動可能に支持されると共に弾性部材の弾性力により常には中立位置に位置するように付勢され、ゲート切断時に発生する応力を弾性部材の弾性変形により吸収する構成からなる。

しかし、上記した従来の成形品ゲート切断装置は、成形品保持部材においてランナ保持部を、製品保持部に対して移動するように支持して構成する必要があり、装置の構造が複雑化する問題を有している。特に、ゲート切断する成形品毎に成形品保持部材を、上記のようにそれぞれ製作しなければならず、成形品保持部材の製作コストが増大していた。
また、成形品保持部材にあっては、製品保持部材に対して移動するように支持されたランナ保持部材を、弾性部材により常に中立位置に位置するように付勢する必要があり、部品単数が増大して製作に手間がかかって製作コストが増大すると共に中立位置への調整作業に手間がかかる問題を有している。

また、成形品のゲート位置は、個々に相違するため、ゲート切断時に成形品のゲートを位置決めするには、それぞれの作動部材により位置決め部材を成形品のゲートに対応して移動し、ゲート切断刃に対して成形品のゲートを一致させる装置及び方法が提案されている。しかし、この場合にあっては、位置決め機構が複雑化して装置が大型化する問題を有している。

更に、それぞれの成形品の製品部及びランナの形状に合わせた治具により成形品を固定してゲート位置を位置出しする治具が提案されているが、この場合にあっては、成形後の熱収縮により成形品寸法が一定せず、治具への固定が不安定になってゲート切断精度が悪い問題をも有している。
特開２００４−５８２９３号公報

解決しようとする問題点は、成形品のゲート位置を高い精度で位置出しすることが困難である点にある。成形品のゲート位置を高い精度で位置出しするには成形品保持部材の構造が複雑化して部品点数が増大し、製作コストが増大する点にある。弾性部材によりランナ保持部を中立位置に位置させる際の調整作業に手間がかかり、製作コストが増大する点にある。

本発明は、相対して互いに近接する方向及び離間する方向へ移動する少なくとも一対のゲート切断刃と、各ゲート切断刃を移動する刃物作動部材と、成形品の製品部を保持する少なくとも一対の保持凹所及び各保持凹所に連続してランナを係合するランナ保持溝、成形品の製品部及びランナの境界箇所にて各ゲート切断刃を進入可能にする空隙を有した成形品保持部材と、各保持凹所内の製品部を負圧吸引して保持する吸引手段と、ゲート切断刃及び成形品保持部材を、ゲート切断刃の刃先が成形品のゲートに位置するように相対移動する移動部材とを備え、成形品保持部材の保持凹所には所望の角度で傾斜する傾斜面を形成し、傾斜面に対する製品部の摺接により保持凹所内にて製品部を位置決め可能に保持すると共に一方の製品部をゲート切断する際に他方の保持凹所内の製品部を傾斜面に沿って摺動させることにより切断時の応力を吸収可能にしたことを特徴とする。

本発明は、簡易な構成及び方法により成形品のゲート位置を高い精度で位置出しすることができる。成形品のゲート位置を高い精度で位置出しする成形品保持部材の構造を簡易化して製作コストを低減することができる。

本発明は、成形品保持部材に成形品を載置する際に製品部を保持凹所に形成された傾斜面に沿って摺接させることにより製品部の位置決め可能にすると共に一方の製品部をゲート切断する際に他方の保持凹所内に保持された他方の製品部を傾斜面に沿って摺動させて切断時の応力を吸収する。

以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図１〜図４において、成形品ゲート切断装置１は本体３上に、成形品保持手段５、ゲート切断手段７及び成形品供給取出し手段９を配置して構成する。その内、上記成形品供給取出し手段９は本体３の長手方向に沿って設けられたフレーム１１に対し、長手方向へ往復移動するように支持した走行体１３と、該走行体１３に対して長手直交方向へ延出して設けられた直交フレーム１５上を往復移動するように支持された走行体１７と、該走行体１７に、上下方向に軸線を有して昇降するように支持された昇降フレーム１９と、該昇降フレーム１９の下部に設けられ、成形品２１及びゲート切断された製品部２１ａを保持するチャック２３とから構成される。

チャック２３は成形品２１及び製品部２１ａを吸着する複数の吸着部材２３ａにより構成される。また、上記した走行体１３，１７及び昇降フレーム１９は、例えば一方がそれぞれの電動モータ１４、１６、１８に連結された一対のプーリに掛け渡されたベルト（何れも図示せず）の一部が固定されたベルト駆動機構、対応するフレーム１１、直交フレーム１５及び昇降フレーム１９に回転可能に軸支され、一方端部に電動モータが連結された送りねじの一部を噛合せた送りねじ駆動機構等によりそれぞれ往復移動される。

成形品供給取出し手段９と反対側の本体３上には成形品保持手段５が設けられている。該成形品保持手段５は本体３上にてフレーム１１と平行に固定されたフレーム２５上を往復移動するように支持された走行体２７と、該走行体２７にフレーム２５の長手方向と直交する方向へ延出して設けられた直交フレーム２９上を往復移動するように支持された走行体３１と、該走行体３１に上下方向へ軸線を有して固定された電動モータやロータリーアクチェータ等の回動部材３３と、該回動部材３３の出力軸３３ａに固定され、上面に成形品２１を保持する成形品保持部材３５とから構成される。

上記成形品保持部材３５には成形品２１の製品部２１ａにほぼ一致する一対の保持凹所３５ａ・３５ｂ及び各保持凹所３５ａ・３５ｂ間にて成形品２１のランナ２１ｂに一致して係合するランナ保持溝３５ｃが形成されている。その内、保持凹所３５ａ・３５ｂの周面には所望の角度で傾斜する傾斜面３５ｄ・３５ｅが形成されている。また、製品部２１ａとランナ２１ｂの境界箇所に応じた成形品保持部材３５には、後述する各ゲート切断刃４３ａ・４３ｂを通過させる空隙３５ｆ・３５ｇが形成されている。

更に、各保持凹所３５ａ・３５ｂの底面に応じた成形品保持部材３５には吸引手段を構成する吸引装置（図示せず）に接続される吸引孔３５ｈ・３５ｉがそれぞれ形成され、吸引孔３５ｈ・３５ｉを介して製品部２１ａに作用する負圧により吸引保持する。各吸引孔３５ｈ・３５ｉによる製品部２１ａの吸引はゲート切断される製品部２１ａのみを吸引保持するように図示しないバルブにより負圧回路を切換える。

上記した走行体２７，３１は、例えば一方がそれぞれの電動モータ２８，３０に連結された一対のプーリに掛け渡されたベルト（何れも図示せず）の一部が固定されたベルト駆動機構、対応するフレーム２５、直交フレーム２９に回転可能に軸支され、一方端部に電動モータが連結された送りねじの一部を噛合せた送りねじ駆動機構等によりそれぞれ往復移動される。上記した走行体２７及び３１は、後述するゲート切断刃４３ａ・４３ｂに対して成形品２１のゲート２１ｄを位置させる移動部材を構成する。

ゲート切断手段７は本体３上に所望の高さで立設された垂直フレーム３７と、該垂直フレーム３７の上部及び下部にて上下方向へ移動可能に支持される昇降体３９と、各昇降体３９を互いに近接する方向及び離間する方向へ移動させる、例えばシリンダや電動モータに連結された送りねじ等からなる昇降作動部材４１ａ・４１ｂと、各昇降体３９にそれぞれ取付けられ、刃先が相対する上部ゲート切断刃４３ａ及び下部ゲート切断刃４３ｂとから構成される。

上記上部のゲート切断刃４３ａ及び下部のゲート切断刃４３ｂは、上記した成形品保持部材３５の空隙３５ｆ・３５ｇ内へ進入可能な大きさからなり、ゲート切断する成形品２１の製品部２１ａ及びランナ２１ｂの境界であるゲート２１ｄに対し、上部のゲート切断刃４３ａが下部のゲート切断刃４３ｂより若干早いタイミングで当接するように昇降駆動してゲート切断する。

また、垂直フレーム３７には水平アーム４５が設けられ、該水平アーム４５の先端部にはシリンダや電動モータに連結された送りねじ等の昇降部材４７により昇降する可動体４９が昇降可能に支持され、該可動体４９の下部には成形品２１におけるスプル２１ｃをクランプするクランプ部材５１が取付けられている。

次に、成形品２１のゲート切断作用及び切断方法を説明する。
先ず、成形品供給取出し手段９の走行体１３・１７、必要に応じて昇降フレーム１９をそれぞれ移動制御してチャック２３を成形品供給装置（図示せず）により搬入された成形品２１を保持可能な位置へ移動して保持した後に、チャック２３に保持された成形品２１を、待機している成形品保持部材３５に対し、各製品部２１ａがそれぞれの保持凹所３５ａ・３５ｂに、またランナ２１ｂがランナ保持溝３５ｃにそれぞれ係合するように載置させる。このとき、各保持凹所３５ａ・３５ｂに保持される製品部２１ａの内、先にゲート切断される一方の保持凹所３５ａ内の製品部２１ａは対応する吸引孔３５ｈを介して作用する負圧により吸引されることにより傾斜面３５ｄを摺接して位置決めされた状態で保持される。

尚、他方の保持凹所３５ｂ内の製品部２１ａは、上記した一方の保持凹所３５ａにおける製品部２１ａの位置決めに伴って自動的に位置決めされる。また、他方の保持凹所３５ｂ内に保持された他方の製品部２１ａは非吸引状態である。

このため、成形品保持部材３５の各保持凹所３５ａ・３５ｂに対してそれぞれの製品部２１ａが多少位置ずれしていても、傾斜面３５ｄ・３５ｅを摺接することによりそれぞれの保持凹所３５ａ・３５ｂ内で位置決めされる（図５参照）。

次に、成形品保持部材３５をゲート切断手段７側へ移動制御し、一方の保持凹所３５ａに保持された製品部２１ａとランナ２１ｂの境界であるゲート２１ｄに対し、互いに離間した状態で待機しているゲート切断刃４３ａ・４３ｂの刃先を一致させる。そして昇降作動部材４１ａ・４１ｂを作動してゲート切断刃４３ａ・４３ｂを互いに近接する方向へ移動して成形品２１の製品部２１ａをゲート２１ｄにて切断させる。このとき、例えば上方のゲート切断刃４３ａは、下方のゲート切断刃４３ｂに先行するタイミングでゲート２１ｄに食込むことにより成形品２１が位置ずれするのを回避している（図６参照）。

また、ゲート切断時においては、ゲート切断刃４３ａ・４３ｂの食込みに伴って発生する応力によりランナ保持溝３５ｃに保持されたランナ２１ｂを含む他方の製品部２１ａが移動することになるが、他方の保持凹所３５ｂに保持された製品部２１ａは、傾斜面３５ｅを摺接して移動が許容されることにより上記応力を吸収する。このため、保持凹所３５ｂに対して製品部２１ａを固定的に保持する場合に比べ、製品部２１ａに対して過度の力が直接作用するのを回避し、製品部２１ａが応力により変形したり、損傷するのを防止する（図７参照）。

次に、相対するゲート切断刃４３ａ・４３ｂを互いに離間する方向へ移動して一方の製品部２１ａのゲート切断を完了すると、一方の保持凹所３５ａにおいては吸引孔３５ｈを介して作用する負圧による製品部２１ａの吸引を解除させると共に他方の保持凹所３５ｂにおける吸引孔３５ｉを介して作用する負圧により製品部２１ａの吸引を開始するように切換える。これにより他方の保持凹所３５ｂ内の製品部２１ａは、上記したようにゲート切断時に発生する応力により位置ずれしているが、吸引孔３５ｉを介して作用する負圧力により吸引されることにより傾斜面３５ｅを摺接して所定の位置に戻り、位置決めされた状態に保持される。

この状態にて回動部材３３を駆動して成形品保持部材３５を１８０度回転し、他方の保持凹所３５ｂ内に保持された製品部２１ａを、互いに離間したゲート切断刃４３ａ・４３ｂ間で、その刃先が製品部２１ａとランナ２１ｂの境界であるゲート２１ｄに一致するように位置させる（図８参照）。

次に、上記と同様に昇降作動部材４１ａ・４１ｂを作動してゲート切断刃４３ａ・４３ｂを互いに近接する方向へ移動して他方の保持凹所３５ｂ内に保持された製品部２１ａをゲート位置にて切断させる。このとき、それぞれの製品部２１ａはランナ２１ｂから切断分離した状態でそれぞれの保持凹所３５ａ・３５ｂ内に、またランナ２１ｂはランナ溝３５ｃ内に保持されている。また、上記ゲート切断後においては、他方の保持凹所３５ｂにおける吸引孔３５ｉを介して作用する負圧による製品部２１ａの吸引を解除させる。

次に、上記状態のまま、或いは回動部材３３を逆転駆動して成形品保持部材３５を元の位置に戻した後に、走行体２７・３１を移動制御して成形品保持部材３５を、スプル２１ｃがクランプ部材５１の下方に位置するように移動させる。そして昇降部材４７を作動して可動体４９を下方へ移動した後に、クランプ部材５１を作動してスプル２１ｃをクランプし、次に昇降部材４７を復動して可動体４９を上方へ移動して成形品保持部材３５のランナ保持溝３５ｃ内からランナ２１ｂ及びスプル２１ｃを取出す。

成形品保持部材３５から取出されてクランプ部材５１に保持されたランナ２１ｂ及びスプル２１ｃは後述するように成形品保持部材３５が成形品供給取出し手段９側へ移動した際に、クランプ部材５１によるクランプを解除してシューター６１上へ落下し、成形品ゲート切断装置１外へ排出させる（図９参照）。

次に、更に走行体２７及び３１を移動制御し、それぞれの保持凹所３５ａ・３５ｂにゲート切断された製品部２１ａを保持した成形品保持部材３５を成形品供給取出し手段９におけるチャック２３の下方に位置するように移動させた後、昇降フレーム１９を下降制御してチャック２３の吸着部材２３ａにより保持凹所３５ａ・３５ｂ内の各製品部２１ａをそれぞれ保持させる。次に、昇降フレーム１９を上昇制御して成形品保持部材３５から製品部２１ａを取出した後に、走行体１３及び１７をそれぞれ移動制御して製品部２１ａを保持したチャック２３を製品排出装置（図示せず）側へ移動してゲート切断された製品部２１ａを取出し可能にする（図１０参照）。

本実施例は、成形品保持部材３５に成形品２１を保持させる際には、製品部２１ａを負圧吸引に伴って傾斜面３５ｄ・３５ｅを摺接させることにより保持凹所３５ａ・３５ｂ内で位置決めすることができ、ゲート切断刃４３ａ・４３ｂの刃先に対して成形品２１のゲート２１ｄを高い位置精度で位置出しすることができる。

また、一方の保持凹所３５ａ内に保持された製品部２１ａをゲート切断する際には、他方の保持凹所３５ｂ内に保持された他方の製品部２１ａを傾斜面３５ｅに沿って摺動可能とすることにより一方の製品部２１ａをゲート切断する際に発生する応力を吸収し、他方の製品部２１ａに過度の力が作用するのを回避してその変形や損傷を防止することができる。また、一方の製品部２１ａのゲート切断後においては、他方の製品部２１ａを負圧吸引して傾斜面３５ｄを摺接させることにより元の位置に戻して位置決め可能にすることができる。

本発明は、以下のように変更実施することができる。
１．上記説明は、成形品保持部材３５の各保持凹所３５ａ・３５ｂ内に保持された製品部２１ａの内、ゲート切断しようとする製品部２１ａのみを負圧吸引し、他方の製品部２１ａの負圧吸引を禁止する態様としたが、両方の製品部２１ａを負圧吸引してもよい。

２．上記説明は、成形品保持部材３５を１８０度、回動して各製品部２１ａのゲート２１ｄに対してゲート切断刃４３ａ・４３ｂを位置させる構成及び方法としたが、成形品保持部材３５に保持された成形品２１の各ゲート２１ｄに対応する箇所に上下各一対二組のゲート切断刃をそれぞれ相対し、かつ各組個別に移動するように設け、一方の製品部２１ａをゲート切断する際には一方の上下一対のゲート切断刃により、また他方の製品部２１ａをゲート切断する際には他方の上下一対のゲート切断刃によりゲート切断する構成及び方法であってもよい。

３．上記説明は、固定的に設けられたゲート切断手段７に対して成形品保持部材３５を移動して成形品２１のゲート２１ｄにゲート切断刃４３ａ・４３ｂの刃先を一致させたが、成形品保持部材３５を固定的に設けると共にゲート切断手段７を移動するように設けて成形品２１のゲート２１ｄにゲート切断刃４３ａ・４３ｂの刃先を一致させてもよい。

４．上記説明は、ランナ２１ｂの両端部に製品部２１ａが一体成形された成形品２１により説明したが、本発明は、複数対の製品部２１ａが一体成形された成形品２１であっても実施できる。この場合にあっては、製品部２１ａの数に応じて複数組のゲート切断刃を設けることにより実現できる。

成形品ゲート切断装置の概略を示す斜視図である。 成形品ゲート切断装置の正面図である。 成形品保持手段の拡大分解斜視図である。 図３のＡ−Ａ線中央縦断面図である。 成形品保持部材に成形品をセットする際の位置決め作用を示す説明図である。 成形品のゲートに対するゲート切断刃の食込み状態を示す説明図である。 ゲート切断時における応力吸収作用を示す説明図である。 他方の製品部をゲート切断する際の説明図である。 ランナ及びスプルの取出し状態を示す説明図である。 製品部の取出し状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 成形品ゲート切断装置
５ 成形品保持手段
７ ゲート切断手段
９ 成形品供給取出し手段
２１ 成形品
２１ａ 製品部
２１ｂ ランナ
２１ｄ ゲート
３３ 回動部材
３５ 成形品保持部材
３５ａ・３５ｂ 保持凹所
３５ｃ ランナ保持溝
３５ｄ・３５ｅ 傾斜面
３５ｈ・３５ｉ 吸引手段としての吸引孔
４３ａ・４３ｂ ゲート切断刃

Claims (7)

1. 相対して互いに近接する方向及び離間する方向へ移動する少なくとも一対のゲート切断刃と、各ゲート切断刃を移動する刃物作動部材と、成形品の製品部を保持する少なくとも一対の保持凹所及び各保持凹所に連続してランナを係合するランナ保持溝、成形品の製品部及びランナの境界箇所にて各ゲート切断刃を進入可能にする空隙を有した成形品保持部材と、各保持凹所内の製品部を負圧吸引して保持する吸引手段と、ゲート切断刃及び成形品保持部材を、ゲート切断刃の刃先が成形品のゲートに位置するように相対移動する移動部材とを備え、成形品保持部材の保持凹所には所望の角度で傾斜する傾斜面を形成し、傾斜面に対する製品部の摺接により保持凹所内にて製品部を位置決め可能に保持すると共に一方の製品部をゲート切断する際に他方の保持凹所内の製品部を傾斜面に沿って摺動させることにより切断時の応力を吸収可能にした成形品ゲート切断装置。
2. 請求項１において、ゲート切断刃を固定的に設けると共にゲート切断刃に対して成形品保持部材を移動可能に設けた成形品ゲート切断装置。
3. 請求項２の成形品保持部材は、ゲート切断刃に対して保持された各製品部を選択的に相対させるように回動可能に設けた成形品ゲート切断装置。
4. 相対して互いに近接する方向及び離間する方向へ移動する少なくとも一対のゲート切断刃によりゲートが切断される成形品を保持する成形品保持具は、成形品の製品部を保持する少なくとも一対の保持凹所と、各保持凹所に連続してランナを係合するランナ保持溝と、成形品の製品部及びランナの境界箇所にて上記各ゲート切断刃を進入可能にする空隙と、各保持凹所内の製品部を負圧吸引して保持する吸引手段とを備えると共に上記保持凹所は、所望の角度で傾斜した傾斜面を有したことを特徴とする成形品保持具。
5. 成形品の製品部に一致し、周縁に所望の角度で傾斜した傾斜面を有した少なくとも一対の保持凹所及び各保持凹所に連続してランナを係合するランナ保持溝を有した成形品保持部材に載置され、負圧吸引により保持された成形品の製品部とランナの境界であるゲートに対し、少なくとも一対のゲート切断刃を近接して成形品をゲート切断するゲート切断方法において、成形品保持部材の保持凹所内に製品部を保持させる際に傾斜面に沿って製品部を摺接させることにより製品部の位置決めを可能にすると共に一方の製品部をゲート切断する際に他方の保持凹所内に保持された製品部を傾斜面に沿って摺動させることにより切断時の応力を吸収可能にした成形品ゲート切断方法。
6. 請求項５において、固定的に設けられたゲート切断刃に対し、成形品保持部材を移動して成形品の各ゲートとゲート切断刃を一致可能にする成形品ゲート切断方法。
7. 請求項６において、ゲート切断刃に対して成形品を保持した成形品保持部材を回動して成形品の各ゲートとゲート切断刃を一致可能にする成形品ゲート切断方法。

Images