JP5001467B2

JP5001467B2 - ロータリークランプ装置及びフィルムクランプ方法

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Publication number: JP5001467B2
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Description

本発明は、金型に取り付けられて、転写用シートを金型に保持するクランプブレードを回転運動により駆動するロータリークランプ装置及びフィルムクランプ方法に関する。

従来、射出成形同時加飾装置の金型に取り付けられて、転写用シートフィルムを金型に保持するブレードフレームを有するクランプ装置としては、種々の構造のものが知られている。

例えば、射出成形同時加飾フィルムの一体化方法における金型は、真空成形可能な射出成形金型構造になっており、クランプは、金型内に送り込まれたフィルムの下方端面を押さえるための第１クランプと、真空成形するためにフィルムキャビティ側金型面に設けられた製品部の全外周をクランプする第２クランプとで構成されている。この第２クランプは、矩形の枠体で構成されるクランプ又はコの字状に構成されたクランプを使用し、型開閉方向に摺動するロッドに取り付けられている。そして、ロール状フィルムの一端を把持して上下駆動するフィルム送り装置によって、該枠体クランプと金型との間にフィルムを送り込む。このような金型及びフィルム送り装置を有する射出成形装置では、図柄パターン等が印刷又はエンボス加工等で単独又は複合的に加工されたフィルムを射出成形金型のキャビティ側の金型面に送り込み、キャビティの周囲の金型の面に第１クランプと第２クランプとでクランプし、加熱装置を用いてフィルムを加熱して軟化させる。そして、軟化したフィルムを真空吸引してキャビティ面にほぼ沿わせた後、金型を閉じて溶融樹脂をキャビティ内に射出し、射出された樹脂の表面に前記フィルムを一体化させている（例えば、特許文献１参照。）

再公表特許ＷＯ９７−２７９８７号公報

このような枠体のクランプは、クランププレートとキャビティ側金型面に対して平行に前後退するクランプロッド及びその駆動の為のエアーシリンダで構成されているが、枚葉に予めカットされたフィルムをキャビティ側金型面に載置するには、前記枚葉フィルムを保持したフィルム吸着ユニットが、クランププレートとクランプロッドとに干渉しないようにキャビティ側金型面とクランププレートとの間に侵入可能であり、且つキャビティ側金型面に枚葉フィルムを仮固定することができなければならない。しかしながら、枚葉フィルムを保持したフィルム吸着ユニットが、クランププレートとクランプロッドに干渉しないようにキャビティ側金型面とクランププレートとの間に侵入させるには、ロッド間隔を広くしてクランプの開き量を大きくしなければならないが、金型設計上の制約が大きく、又、仮固定についてもキャビティ側金型面でフィルムをエアー吸引等の機構を設置したとしてもキャビティ内にフィルムが引きずり込まれる等、確実性に乏しいものであった。

更に、フィルムを全周囲にわたって押さえ込んでいるため、フィルムにシワがよりやすく、かつ、シワが寄った場合、全周囲の押さえ込みをやり直すしか方法がなく、シワを除去しにくいといった問題があった。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、ロール状に連続したフィルムであっても、枚葉にカットされたフィルムであっても、当該フィルムをキャビティ側金型面に載置してクランプできるとともに、フィルムのシワを除去しやすいロータリークランプ装置及びフィルムクランプ方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、駆動装置と、
前記駆動装置により正逆回転可能な回転軸と、
基端部が前記回転軸に固定され、かつ、先端部が金型の押さえ面に対して接近しかつフィルムに端縁の一部に線状に接触可能で、前記フィルムを前記押さえ面との間で挟持可能な板状のクランプブレードとを備えるロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、駆動装置により回転軸が一方向に回転されて、基端部が前記回転軸に固定された板状のクランプブレードの先端部が、金型の押さえ面に対して接近するように回動してフィルムの端縁の一部に線状に接触し、前記フィルムを前記クランプブレードの前記先端部と前記押さえ面との間で挟持する一方、
前記駆動装置により前記回転軸が前記一方向とは逆方向に回転されて、前記クランプブレードの前記先端部が、前記金型の前記押さえ面から離れる方向に回動して前記フィルムから離れて、前記フィルムを、前記クランプブレードの前記先端部と前記押さえ面との間での挟持から解放するフィルムクランプ方法を提供する。

本発明の第１０態様によれば、第９の態様に記載のフィルムクランプ方法を使用して、前記フィルムを前記クランプブレードの前記先端部と前記押さえ面との間で挟持した状態と、前記フィルムの挟持後に前記フィルムの挟持を解放した状態とのいずれか１つの状態で、前記金型と前記金型に対向する別の金型とを型締めし、その後、前記金型と前記別の金型とで形成するキャビティ内に溶融樹脂を射出成形することにより製造された、成形品を提供する。

従来の枠体クランプでは、例えばフィルムが長方形の場合、長方形の４辺をすべて同時にクランプするため、特に、枚葉に予めカットされたフィルムをキャビティ側金型面に載置して仮固定する事が難しく、又、枚葉に予めカットされたフィルム又はロール状に連続したフィルムにおいてシワが発生したとき、フィルムの一部の辺の部分のみのクランプを解除して、シワを除去することができなかった。

これに対して、本発明では、駆動装置により正逆回転可能な回転軸に基端部が固定されたクランプブレードの先端部がフィルムの端縁の一部に線状に接触可能に構成している。よって、例えばフィルムが長方形の場合、各辺ごとにロータリークランプ装置を配置して、それぞれ独立して挟持位置と退避位置とに位置させることが可能となる。この結果、例えば、前記枚葉にカットされたフィルムをキャビティ側金型面に載置するには、４辺のクランプブレードを退避位置に回転させた状態で、枚葉フィルムを保持したフィルム吸着ユニットをキャビティ側金型面の所定位置に近接させ、その位置で停止しておいて４辺のクランプブレードを回転させて前記フィルムを挟持する。次に、枚葉フィルムを保持したフィルム吸着ユニット側のフィルム吸着回路をオフにしてフィルムを解放してハンドは金型の外に退出する事により、枚葉フィルムを金型面の所定位置に容易にクランプする事が出来る。更なる効果として、フィルムにシワが寄った場合には、シワのある部分に対応するロータリークランプ装置のクランプブレードを挟持位置から退避位置側に少し戻すことにより、挟持状態を少し緩めてシワを除去しやすくすることができる。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
本発明の第１実施形態にかかるロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の退避位置での正面図であり、本発明の前記第１実施形態にかかる前記ロータリークランプ装置を４個備えた前記金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、図２の挟持位置での前記金型の一部拡大断面図であり、図２の前記挟持位置での前記金型のクランプブレードの状態を示す拡大断面図であり、図２の前記挟持位置での前記金型のクランプブレードの状態を示す拡大断面図であり、前記金型のクランプブレードの変形例において、図２の前記挟持位置での前記クランプブレードの状態を示す拡大断面図であり、前記金型のクランプブレードの変形例において、図２の前記挟持位置での前記クランプブレードの状態を示す拡大正面図であり、前記金型のクランプブレードの別の変形例において、図２の前記挟持位置での前記クランプブレードの状態を示す拡大断面図であり、前記第１実施形態にかかる前記ロータリークランプ装置を備える射出成形金型で成形同時加飾方法を実施する工程の説明図であり、図５Ａに続く、前記第１実施形態にかかる前記ロータリークランプ装置を備える射出成形金型で成形同時加飾方法を実施する工程の説明図であり、図５Ｂに続く、前記第１実施形態にかかる前記ロータリークランプ装置を備える射出成形金型で成形同時加飾方法を実施する工程の説明図であり、図５Ｃに続く、前記第１実施形態にかかる前記ロータリークランプ装置を備える射出成形金型で成形同時加飾方法を実施する工程の説明図であり、前記第１実施形態の変形例にかかるロータリークランプ装置の一部拡大断面図であり、前記第１実施形態の変形例にかかるロータリークランプ装置のクランプブレードの正面図であり、前記第１実施形態の別の変形例にかかるロータリークランプ装置のクランプブレードの正面図であり、本発明の第２実施形態にかかるロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の退避位置での正面図であり、本発明の前記第２実施形態にかかる前記ロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、本発明の第３実施形態にかかるロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、本発明の第４実施形態にかかるロータリークランプ装置を２個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、本発明の第５実施形態にかかるロータリークランプ装置を２個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、本発明の第６実施形態にかかるロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、本発明の第７実施形態にかかるロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図であり、本発明の第８実施形態にかかるロータリークランプ装置を４個備えた金型において、各ロータリークランプ装置の挟持位置での正面図である。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。

本発明の第２態様によれば、前記クランプブレードの回転軸は、前記クランプブレードが配置されている前記金型のパーティングライン面よりも低い位置に位置し、前記クランプブレードは、前記フィルムの前記金型の前記押さえ面に対する挟持解放時には、前記金型の前記パーティングライン面よりも低い退避位置に位置する一方、前記フィルムの前記金型の前記押さえ面に対する挟持時には、前記金型のパーティングライン面よりも高い挟持位置に位置している、第１の態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記クランプブレードは、前記フィルムの加熱時及び真空吸引時のみ前記金型の前記パーティングライン面よりも高い前記挟持位置に位置して、前記フィルムを前記金型の前記押さえ面との間で挟持し、前記金型の型閉じ及び型開き時には、前記金型の前記パーティングライン面よりも低い前記退避位置に位置して前記フィルムの前記金型の前記押さえ面に対する挟持を解放して前記金型の前記パーティングライン面よりも低い前記退避位置に位置する、第２の態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、前記クランプブレードは、前記フィルムの加熱時及び真空吸引時から射出完了までは、前記フィルムを前記金型の前記押さえ面との間で挟持し、少なくとも型開き直前には、前記金型の前記押さえ面より更に高い位置に回転して前記フィルムを解放している、第２の態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、前記駆動装置はロータリーアクチュエータである、第１〜４のいずれか１つの態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、前記フィルムが矩形形状であり、その矩形形状のフィルムのそれぞれの辺の端縁部を、前記クランプブレードの前記先端部と前記金型の前記押さえ面との間で挟持可能である、第１〜５のいずれか１つの態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、前記フィルムが矩形形状であり、その矩形形状のフィルムのそれぞれの角部を、前記クランプブレードの前記先端部と前記金型の前記押さえ面との間で挟持可能である、第１〜５のいずれか１つの態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、前記クランプブレードの前記先端部と、前記先端部が前記フィルムを介して対向する前記金型の前記押さえ面とのいずれかの一方に、弾性部を備える、第１〜７のいずれか１つの態様に記載のロータリークランプ装置を提供する。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

以下、図面を参照して本発明における第１実施形態にかかるロータリークランプ装置及びフィルムクランプ方法を詳細に説明する。

本発明の第１実施形態にかかるロータリークランプ装置７は、図１〜図３に示すように、駆動装置の一例としてのエアーロータリーアクチュエータ１と、エアーロータリーアクチュエータ１により正逆回転可能な回転軸２と、基端部３ｂが回転軸２に固定されかつ先端部３ｃが金型（固定金型又は可動金型）１０の押さえ面１０ａに対して接近してフィルム６を押さえ面１０ａとの間で挟持可能なクランプブレード３とを備えて構成するようにしている。駆動装置としては、エアーロータリーアクチュエータに限定されるものではなく、モータなど公知の駆動装置を適宜使用することができる。

フィルム６を金型１０の押さえ面１０ａに対して供給する方法としては、フィルム６を一枚ずつ金型１０の押さえ面１０ａに供給する枚葉式と、ロール式に連続したフィルムの各製品部（転写層のうち製品となる部分）を金型１０の押さえ面１０ａに供給する連続式とがある。この第１実施形態では、枚葉式で供給されるフィルム６について説明する。ロール式に連続したフィルムは、金型に対するフィルムの供給方法が異なるだけで、供給されたのちにロータリークランプ装置７による挟持及び解放の動作は同じであるため、説明を省略する。

まず、第１実施形態での枚葉式のフィルム６の形状は、一例として、長方形状とする。

この第１実施形態では、長方形状のフィルム６の各辺を金型１０の押さえ面１０ａに対して挟持するため、左右上下の４個のロータリークランプ装置７を独立して金型１０のキャビティ形成用凹部１０ｂの周囲に配置している。しかしながら、後述するように、ロータリークランプ装置７の個数又は配置の仕方は、この第１実施形態に限られるものではない。

金型１０の押さえ面１０ａは、金型１０のキャビティ形成用凹部１０ｂの周囲に配置されて製品の外形部のパーティングライン面ＰＬを形成する面でもある。金型（固定金型又は可動金型。以後、第１金型と称する。）１０に対して別の金型（可動金型又は固定金型。以後、第２金型と称する。）１１が型閉じされると、第１金型１０に対向する第２金型１１のキャビティ形成用凸部１１ｂの一部は、第１金型１０のキャビティ形成用凹部１０ｂ内に入り、キャビティ形成用凹部１０ｂとキャビティ形成用凸部１１ｂとの間でキャビティ２３を形成可能としている。キャビティ形成用凹部１０ｂの周囲の押さえ面１０ａには、キャビティ形成用凹部１０ｂの端縁と所定間隔をおいて全周を囲むように、吸引溝１０ｇが配置されている。この吸引溝１０ｇは、図示しない吸引装置に連通されて、ロータリークランプ装置７と押さえ面１０ａとの間で挟持されたフィルム６の周囲を吸引保持し、キャビティ形成用凹部１０ｂに対してフィルム６を真空成形可能としている。

回転軸２は、例えば金属製の軸部材で構成され、その両端部は、軸受け８を介して金型１０に回転自在に支持されている。この回転軸２は、第１金型１０の押さえ面１０ａ、言い換えれば、パーティングライン面ＰＬよりも低い位置に位置するように、押さえ面１０ａの一部の切り欠かれた第１凹部１０ｄ内に収納されて配置されている。

左右のロータリークランプ装置７では、各回転軸２の一端部には、カップリング９を介してエアーロータリーアクチュエータ１の駆動軸１ａに直接連結されており、エアーロータリーアクチュエータ１の正逆駆動により駆動軸１ａが正逆回転して、カップリング９を介して、回転軸２が正逆回転するようにしている。

上下のロータリークランプ装置７では、各回転軸２の中央部には、プーリ１４が固定されている。このプーリ１４と、エアーロータリーアクチュエータ１の駆動軸１ａに固定されたプーリ１５とは、タイミングベルト１６で連結されており、エアーロータリーアクチュエータ１の正逆駆動により駆動軸１ａのプーリ１５が正逆回転して、タイミングベルト１６と回転軸側のプーリ１４とを介して、回転軸２が正逆回転するようにしている。回転軸２の中央部にプーリ１４を固定してタイミングベルト１６を掛け回す構造とするため、上下のロータリークランプ装置７のクランプブレード３の一部に切欠部３ｇを設けて、プーリ１４及びタイミングベルト１６の駆動をクランプブレード３が妨げないようにしている。

各エアーロータリーアクチュエータ１は、押さえ面１０ａの一部の切り欠かれた第１凹部１０ｄよりも低い第２凹部１０ｅ内に収納されて配置されている。

クランプブレード３は、線状（例えば直線状）にフィルム６と接触可能な、例えば金属製のバネ材から構成された大略矩形の板部材で、かつ、矩形のクランプブレード本体部３ａの幅方向の両端部（基端部３ｂと先端部３ｃ）がそれぞれクランプブレード本体部３ａに対して鈍角をなすように屈曲されている。基端部３ｂは、回転軸２に固定されている。このように、クランプブレード３で、線状（例えば直線状）にフィルム６と接触可能としているため、真空吸引時にフィルム６と金型との間からのエアーリークが発生しにくいいとともに、薄く割れやすいフィルムを使用する場合でも、真空吸引時にフィルムの割れを防止することができて、シワも発生しにくくすることができる。これに対して、従来、点状に配置されたクランプで点状にフィルム６と接触可能としている場合には、真空吸引時にフィルムと金型との間からエアーリークしやすいとともに、薄く割れやすいフィルムを使用すると、真空吸引時にフィルムが割れてしまうとか、シワが出やすいとかの問題が生じる可能性が高い。

先端部３ｃは、第１金型１０の押さえ面１０ａに対して接近してフィルム６を押さえ面１０ａとの間で挟持可能としている。このとき、先端部３ｃは、直線的の端縁であるため、第１金型１０の押さえ面１０ａに対して先端部３ｃが線状にフィルム６に接触して、線状に押さえ面１０ａと先端部３ｃとの間でフィルム６を挟持することになるため、安定して挟持することができる。回転軸２に固定されたこのクランプブレード３は、回転軸２と一体的に回転し、第１金型１０の凹部１０ｄ内に退避してパーティングライン面ＰＬよりも低い退避位置Ａと、第１金型１０のパーティングライン面ＰＬよりも高くかつ先端部３ｃが第１金型１０の押さえ面１０ａに対して接近してフィルム６を押さえ面１０ａとの間で挟持する挟持位置Ｂとの間で例えば１８０度以上の角度範囲内で回動可能とするようにしている。

この先端部３ｃには、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、ゴムなどの弾性部４を設けて、フィルム６を押さえ面１０ａとの間で挟持するとき、フィルム６を損傷しないようにするのが好ましい。又は、図４Ｅに示すように、先端部３ｃが接触可能な押さえ面１０ａに、凹部１０ｆ内に収納されたゴムなどの弾性部４ａを設けて、先端部３ｃと押さえ面１０ａとの間でフィルム６を挟持するとき、フィルム６を損傷しないとともに、フィルム６の位置ずれを防止することが好ましい。

左右のロータリークランプ装置７のそれぞれのエアーロータリーアクチュエータ１と、上下のロータリークランプ装置７のそれぞれのエアーロータリーアクチュエータ１とは、制御装置１７（図１にのみ図示し、他の図では省略。）により、それぞれ独立して動作制御できるようにしている。この制御装置１７は、第１金型１０へのフィルム６の供給動作、フィルムの吸着動作、フィルム６の加熱動作、第１金型１０と第２金型１１との型閉じ及び解放動作、成形品取出し動作などの一連の動作情報を考慮して、各ロータリークランプ装置７の駆動のタイミングとを制御するものである。よって、具体的には図示していないが、フィルム６を供給する供給装置と、吸引装置、加熱装置、第２金型１１の型閉じ装置、成形品取出し装置などの他の装置からの動作信号が入力され、入力された動作信号を基に、各ロータリークランプ装置７の駆動のタイミングを制御することができる。

このような構成の各ロータリークランプ装置７は、制御装置１７の制御の下に、エアーロータリーアクチュエータ１の駆動軸１ａを例えば正回転駆動して、回転軸２を正回転させる。この結果、クランプブレード３が退避位置Ａから挟持位置Ｂまで回動して、クランプブレード３の先端部３ｃがフィルム６の周囲を第１金型１０の押さえ面１０ａに押し付けることにより、フィルム６をクランプブレード３の先端部３ｃと第１金型１０の押さえ面１０ａとの間で挟持することができる。一方、制御装置１７の制御の下に、エアーロータリーアクチュエータ１の駆動軸１ａを逆回転駆動して、回転軸２を逆回転させる。この結果、クランプブレード３が挟持位置Ｂから退避位置Ａまで回動して、クランプブレード３の先端部３ｃがフィルム６から離れてクランプブレード３と第１金型１０の押さえ面１０ａとでの挟持を解放することができる。

以上がロータリークランプ装置７の基本動作であり、以下、図５Ａ〜図５Ｄを参照しながら、ロータリークランプ装置７の動作と成形同時加飾動作との関連について説明する。

まず、図５Ａに示すように、各ロータリークランプ装置７のクランプ開状態（クランプブレード３が退避位置Ａに位置した状態）で、ロボット（図示せず）にセットされかつフィルム６を吸着保持したフィルム吸着ユニット２０を第１金型１０のキャビティ形成用凹部１０ｂの近傍まで移送する。

次いで、図５Ｂに示すように、第１金型１０のキャビティ形成用凹部１０ｂの開口面であるキャビティ面に対してフィルム６を位置合わせしながら、フィルム吸着ユニット２０で吸着保持されたフィルム６をキャビティ形成用凹部１０ｂの周囲の押さえ面１０ａにほぼ接触状態となるまで移動させる。すなわち、フィルム６の一部が押さえ面１０ａに接触し、フィルム６の残りの部分が押さえ面１０ａに接近した状態となるか、又は、フィルム６の全部が押さえ面１０ａに接触した状態となるまで、フィルム吸着ユニット２０を第１金型１０に接近させるように移動する。

その後、押さえ面１０ａに接触した状態又は押さえ面１０ａに接近した状態のフィルム６の周囲に対して、上下左右のロータリークランプ装置７を制御装置１７の制御の下に駆動して、各クランプブレード３を回動させて、クランプ開状態（クランプブレード３が退避位置Ａに位置した状態）からクランプ閉状態（クランプブレード３が退避位置Ａから挟持位置Ｂに位置した状態）とする。この状態では、上下左右の４個のロータリークランプ装置７で、フィルム６の製品部（転写層のうち製品となる部分）６ａの外周を押さえ面１０ａに押さえ込んだ状態となっている。

次いで、図５Ｃに示すように、フィルム吸着ユニット２０がエアー吸着を解除し、フィルム６をフィルム吸着ユニット２０から解放したのち、フィルム吸着ユニット２０は第１金型１０の外方に退避する。

次いで、加熱装置２１でフィルム６を加熱するように第１金型１０に接近させて、フィルム６を加熱装置２１で加熱軟化させて、キャビティ形成用凹部１０ｂ側に形成した多数の真空吸引孔でエアー吸引して、軟化したフィルム６をキャビティ面すなわちキャビティ形成用凹部１０ｂの底面に沿わせるとともに、吸引溝１０ｇで吸引して、フィルム６を第１金型１０に吸着保持する。ここまでは、各ロータリークランプ装置７は、クランプブレード３が挟持位置Ａに位置して、クランプブレード３と押さえ面１０ａとの間でフィルム６を挟持し続けている。

次いで、図５Ｄに示すように、キャビティ側のエアー吸引は継続したまま（フィルム６を第１金型１０に吸着保持した状態で）、加熱装置２１も第１金型１０の外方に退避させたのち、各ロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ａから退避位置Ｂに回動させて位置させて、クランプブレード３と押さえ面１０ａとの間でのフィルム６の挟持を解放する。

その後、第１金型１０に対して第２金型１１を移動させて型閉じ装置（図示せず）で型閉じしたのち（又は、第１金型１０を移動させて第２金型１１に対して型閉じ装置（図示せず）で型閉じしたのち）、射出成形機のノズル２４から溶融樹脂を第２金型１１のキャビティ２３内に射出して、溶融樹脂とキャビティ２３内のフィルム６の製品部６ａの接着面側を接着により一体化させる。なお、図５Ｄのキャビティ形成用凸部１１ｂを構成するコア側入れ子は、第２金型１１に固定されて、製品の裏面側を形成する、キャビティ２３内に突出するコアとして構成している。

次いで、溶融樹脂の冷却固化が行われた後、第１金型１０と第２金型１１との型閉じを解除し第１金型１０と第２金型１１とを開くと、成形品は第２金型側に固定された状態であるが第１金型１０のキャビティ２３内から成形品を取り出す。このとき、各ロータリークランプ装置７のクランプブレード３は第１金型１０の押さえ面１０ａよりも下方（第２金型１１とは反対側）の退避位置Ｂに位置しているため、成形品と一体となったフィルム６の余白部分が第１金型１０から取り出されても、クランプブレード３に接触することはない。そして、第１金型１０のエジェクターピン２５で製品を押し上げて取り出す。

このような構成の第１実施形態によれば、従来の枠体クランプを、フィルム６の４辺それぞれに対応する４個のロータリークランプ装置７に分割して、各辺のロータリークランプ装置７がそれぞれ独立して駆動できるように構成している。このため、枚葉にカットされたフィルム６をキャビティ側金型面の押さえ面１０ａに容易に載置してクランプできるとともに、フィルム６にシワが寄った場合には、シワのある部分に対応するロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂから退避位置Ａ側に少し戻すことにより、挟持状態を少し緩めてシワを除去しやすくすることができる。このとき、他のロータリークランプ装置７のクランプブレード３は挟持位置Ｂのままでよいため、フィルム６が位置ずれしたり、さらにシワが発生したりするのを防止することができる。更に、成形品と一体となったフィルム６の余白部分がクランプブレード３に接触することがないので、成形品の端面でフィルム６を捲り上げようとする力がかかる余地はない。

また、前記第１実施形態によれば、４個のロータリークランプ装置７でフィルム６の４辺の端縁部を同時にクランプする以外に、４辺のロータリークランプ装置７のクランプブレード３を１つずつ回動させて、又は、３辺のロータリークランプ装置７のクランプブレード３を同時に回動させて、又は、フィルム加熱後に、任意に２辺のロータリークランプ装置７のクランプブレード３を回動させて、フィルム６を挟持位置Ｂでクランプすることも可能となり、クランプ動作の自由度を高めることができる。例えば、図１の上下の２辺のロータリークランプ装置７でフィルム６の長辺の端縁部をクランプしたのち、残りの左右の２辺のロータリークランプ装置７でフィルム６の短辺の端縁部をクランプすることによりフィルム６を第１金型１０に保持することができる。逆に、図１の左右の２辺のロータリークランプ装置７でフィルム６の短辺の端縁部をクランプしたのち、残りの上下の２辺のロータリークランプ装置７でフィルム６の長辺の端縁部をクランプすることによりフィルム６を第１金型１０に保持することができる。このようにすれば、フィルム６のシワの発生を効果的に防止しながら、フィルム６を第１金型１０の押さえ面１０ｂに位置決めすることができる。

また、従来の枠体のクランプでは、枠体のクランプと金型との隙間に滑り込ませるようにフィルムを供給する必要があるため、枚葉式でフィルム６を供給する場合には、枠体のクランプが邪魔になり、金型の所定位置にフィルム６を自動的に供給するのが困難であった。これに対して、この第１実施形態では、すべてのロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂから退避位置Ａに位置させることにより、ロータリークランプ装置７により何ら邪魔されることなく、枚葉式でフィルム６を金型の所定位置に自動的に供給することができる。特に、ロータリークランプ装置７の回転軸２及び駆動装置１は、押さえ面１０ａよりも低い第１凹部１０ｄ及び第２凹部１０ｅ内に配置されかつ退避位置Ｂのクランプブレード３も第１凹部１０ｄ内に位置するため、供給されるフィルム６及びその供給装置とロータリークランプ装置７とは全く接触することがなく、フィルム供給を円滑にかつ確実に自動的に行うことができる。

また、従来、金型が開く過程において成形品を金型のキャビティから取り出すとき、成形品に一体となった基材フィルムが、クランプの内面（金型に対する押さえ面）をすり抜けねばならず、そのときの摩擦抵抗が、製品のパーティングライン面に対してフィルムを引き剥がす方向に作用し、冷却時間を十分に確保しないと、製品のパーティングライン面の周囲において基材フィルムと製品との間で密着不良を引き起こす原因となっていた。これに対して、前記第１実施形態においては、第１金型１０と第２金型１１との型閉じ前に、フィルム６を吸引溝１０ｇなどで吸引して第１金型１０側に吸着保持しかつ全てのロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂから退避位置Ａに退避させた状態で第１金型１０と第２金型１１とを型閉じして射出成形することができる。よって、金型型開き時に、成形品に一体的に保持されたフィルム６を、各ロータリークランプ装置７とは全く接触することなく第１金型１０から取り出すことができ、従来の前記問題を確実に解消することができる。

また、前記第１実施形態においては、第１金型１０と第２金型１１との型閉じ前に、フィルム６を吸引溝１０ｇなどで吸引して第１金型１０側に吸着保持し、かつ、全てのロータリークランプ装置７ではなく、対向する任意の２辺のロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂから退避位置Ａに退避させた状態で第１金型１０と第２金型１１とを型閉じして射出成形することができる。このようにすれば、型開き時には、前記少なくとも２辺のロータリークランプ装置７はフィルム６に対して完全にクランプしていない状態であるため、従来発生していたクランプすり抜け時の端面剥がれを、従来よりも低減させることも可能である。

また、従来の枠体クランプは、枠体と枠体の案内部材と駆動装置とで構成されているのに対して、板部材のクランプブレード３と回転軸２と駆動装置とで構成されるため、非常にコンパクトに構成することができて、フィルム６を挟持する部材の厚みを薄くかつ重量も軽く、かつ、製作コストも安くすることができる。

より具体的には、従来の枠体クランプは、枠体を平行に移動させる必要から、ある程度の厚みがありかつ剛体でなければならず、その結果、枠体の厚みは、例えば約２０ｍｍ以上あり、加熱装置をフィルムに接近させたくても、クランプの厚み未満にまで、加熱装置をフィルムに接近させることができなかった。これに対して、前記第１実施形態では、フィルム６をクランプブレード３でクランプした状態（クランプブレード３が挟持位置Ｂに位置した状態）では、パーティングライン面ＰＬからクランプブレード３の上端までの飛び出しを、例えば１０ｍｍ以下と小さくするも可能となり、加熱装置２１を従来よりもフィルム６により接近させることが可能となり、加熱装置２１によるフィルム６の加熱効率を向上させることができる。

また、従来、枠体クランプの周囲のフィルムの部分は、加熱装置からの熱が枠体クランプ自体に奪われるため、フィルムの中央部と周辺部とでフィルムの軟化状態に大きな差異が生じてしまい、シワ又はフィルム割れなどの原因となる場合もあった。しかしながら、前記第１実施形態では、クランプを枠体ではなく、板部材のクランプブレード３で構成するようにしたので、例えば、クランプブレード３の厚みを２ｍｍ以下で、かつ、パーティングライン面ＰＬからクランプブレード３の上端までの飛び出しを、例えば１０ｍｍ以下と小さくすることも可能となり、加熱装置２１をフィルム６に従来よりも接近させることができる。この結果、フィルムの中央部と周辺部（クランプブレード３の先端部３ｂの近傍部分）とでフィルムの軟化状態に差違はほとんどなくなり、シワ又はフィルム割れなどの発生を効果的に防止することができる。さらに、加熱装置２１をフィルム６に従来よりも接近させることができるため、フィルム６の加熱時間を短縮することができ、さらに、加熱装置２１の温度自体も下げることができて、エネルギーの節減に寄与することもできる。

また、前記第１実施形態によれば、上下のロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂに位置させてフィルム６を第１金型１０の押さえ面１０ａに保持する一方、左右のロータリークランプ装置７は退避位置Ａのままで、フィルム６を加熱装置２１で加熱し、所定のタイミングで左右のロータリークランプ装置７を挟持位置Ｂに位置させて第１金型１０の押さえ面１０ａに保持するように制御装置１７で動作制御させることが可能となる。このようにすれば、キャビティ２３とフィルム６と間の密閉状態が緩和されて、フィルム加熱時にフィルム６から発生するガスを、クランプブレード３で挟持されていないフィルム６の左右の部分を通して、キャビティ２３内からキャビティ２３の外方に逃がすことが可能となり、キャビティ面の汚れを少なくすることができる。

さらに、前記第１実施形態によれば、第１金型１０と第２金型１１との型閉じ前に、フィルム６を吸引溝１０ｇなどで吸引して第１金型１０側に吸着保持しかつ全てのロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂから退避位置Ａに退避させた状態で第１金型１０と第２金型１１とを型閉じして射出成形することができる。このため、ロータリークランプ装置７が取り付けられた第１金型１０に対向する第２金型１１において、型閉め時にロータリークランプ装置７のクランプブレード３の逃げ空間を全く無くすことができて、第２金型１１の強度も向上させることができ、かつ、第２金型１１にスライドコアを設置するときの設計制約を低減させることもできる。

また、前記第１実施形態によれば、タイミングベルト１６で回転軸２の軸芯からエアーロータリーアクチュエータ１を偏心させて配置することが可能となり、第１金型１０のパーテイングライン面ＰＬよりもへこんだ第２凹部１０ｅ内にエアーロータリーアクチュエータ１を収納することができて、フィルム６の供給又は取り出し又は加熱動作などの他の動作の邪魔になることを防止できる。

なお、本発明は前記第１実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。以下の実施形態では、第１実施形態と同様な作用効果を奏することができることは、言うまでも無い。

例えば、前記第１実施形態では、金型型閉じ前に、全てのロータリークランプ装置７のクランプブレード３を挟持位置Ｂから退避位置Ａに退避させた状態で第１金型１０と第２金型１１とを型閉じするようにしているが、これに限られるものではなく、図６に示すように、金型型閉じ時には、全てのロータリークランプ装置７のクランプブレード３が挟持位置Ｂに位置していてもよい。この場合には、第２金型１１において、型閉め時にロータリークランプ装置７のクランプブレード３の逃げ空間１１ｇを形成する必要があるが、従来の枠体クランプの場合の逃げ空間と比較して、逃げ空間１１ｇの深さ及び幅を大幅に小さくすることができて、第２金型１１にスライドコアを設置するときの設計制約を低減させることができる。

また、このような変形例の場合、型閉め時及び射出成形時に、全てのロータリークランプ装置７のクランプブレード３が挟持位置Ｂに位置したままとする他、射出成形の前に、全てのロータリークランプ装置７のクランプブレード３が、逃げ空間１１ｇ内で、挟持位置Ｂから少し退避位置Ａ側に回動して挟持を緩めた状態で、射出成形工程を行うことも可能である。これに対して、クランプブレード３をすべて解放してしまうと、真空吸引時のエアーリークが起こりやすかったり、又は、射出成形時にフィルム６がキャビティ内に引きずり込まれてシワになる可能性がある。これに対して、前記したようにが、クランプブレード３の挟持を少し緩めた状態とすれば、そのような不都合を解消することができる。

また、回転駆動力を発生させるための駆動装置１としては、一般的なロータリーアクチュエータ又はモータなどを使用することができるが、これに限られるものではない。例えば、駆動装置として、駆動源による直線運動をカム機構などを介して回転運動に変換する構成を使用することもできる。回転駆動力は、駆動装置１からクランプブレード３が固定された回転軸２に伝達されて、０°〜２００°の範囲で回転できるように構成することができる。ここで、クランプブレード３の回転角度が０°の場合はフィルムクランプ状態であり、枚葉フィルムをセットする事を考えれば、回転角度として９０°以上開く必要がある。そこで、余裕を考えると、クランプブレード３の回転角度は０°〜１８０°とするのが好ましい。

また、クランプブレード３の先端形状は、前記したようにフラットなもののほか、図７Ａに示すクランプブレード３Ａのように、のこぎり刃状のギザギザとしてもよい。このようにすれば、フィルム６の端縁の一部に対して線状に接触する当接部３Ａａと当接部３Ａａとの間の、接触していない部分（切欠部）３Ａｂにおいて、フィルム６のシワやたるみを逃がすことが可能となり、また、フィルム６から発生するガスを逃がすことも可能となる。もちろん、クランプブレード３の先端形状は、のこぎり刃状のギザギザ形状に限定されるものではなく、図７Ｂに示すクランプブレード３Ｂのように、フィルム６の端縁の一部に対して線状に接触する短いフラットな部分（線接触部）３Ｂａと切欠部分３Ｂｂとが交互に配置された櫛刃状でも、前記したような効果を奏することができる。

また、本発明の第２実施形態として、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、タイミングベルト１６を使用することなく、全てのロータリークランプ装置７は、図１の左右のロータリークランプ装置７と同じ構造としてもよい。すなわち、上下左右のロータリークランプ装置７は、それぞれ、回転軸２の一端部に、カップリング９を介してエアーロータリーアクチュエータ１の駆動軸１ａに直接連結されており、エアーロータリーアクチュエータ１の正逆駆動により駆動軸１ａが正逆回転して、カップリング９を介して、回転軸２が正逆回転するように構成することもできる。なお、図８Ａは各クランプブレード３が退避位置Ａに位置している状態、図８Ｂは各クランプブレード３が挟持位置Ｂに位置している状態をそれぞれ示している。

また、本発明の第３実施形態として、図９に示すように、各ロータリークランプ装置７Ｃの一枚の長方形の板部材のクランプブレード３を多数の小さな長方形の板部材に分割し、線状にフィルム６と接触可能な多数の線接触部３Ｃａと、隣接する線接触部３Ｃａ間に隙間３Ｃｂとを有するクランプブレード３Ｃとして構成するようにしてもよい。すべての線接触部３Ｃａの基端部は回転軸２に固定されており、回転軸２と一体的に回動するようにしている。このようにすれば、隙間３Ｃｂにおいて、フィルム６のシワやたるみを逃がすことが可能となり、また、フィルム６から発生するガスを逃がすことも可能となる。なお、図９は各クランプブレード３Ｃが挟持位置Ｂに位置している状態をそれぞれ示している。

一枚の長方形の板部材のクランプブレード３を多数の小さな長方形の板部材に分割するより具体的な形態として、一枚のクランプブレード３を３分割又は４分割にしたものが特に好ましい。その理由は、以下のとおりである。一枚のクランプブレード３の場合は、押さえ面１０ａに対してクランプブレード３の歪等により、均一に接触させる事が難しい場合がある。これに対して、一枚のクランプブレード３を３分割又は４分割する場合には、クランプブレード３の歪が分散され、又、各分割された小片のクランプブレード３に力がかかるので、フィルム６をクランプブレード３の先端部３ｃと第１金型１０の押さえ面１０ａとの間に隙間なく、クランプすることができるので、フィルム６と押さえ面１０ａとの間でのエアーリークが起こり難い。

また、本発明の第４実施形態として、図１０に示すように、４辺にロータリークランプ装置７を配置する代わりに、フィルム６の長辺沿いの対向する２辺にロータリークランプ装置７Ｄを配置し、かつ、線状にフィルム６と接触可能な長方形の板部材のクランプブレード３Ｄのクランプブレード本体部３Ｄａの長手方向の各端部を、フィルム６の短辺側にまで入り込みかつ直線状及び曲線状にフィルム６と接触可能なＬ字状端部３Ｄｃとして構成するようにしてもよい。クランプブレード３Ｄが挟持位置Ｂに位置する状態では、フィルム６の長辺沿いの端縁部をクランプブレード本体部３Ｄａと押さえ面１０ａとの間で挟持するとともに、フィルム６の角部及び短辺沿いの一部の端縁部をＬ字状端部３Ｄｃと押さえ面１０ａとの間で挟持するようにしている。このようにすれば、フィルム用クランプ装置全体として、ロータリークランプ装置７Ｄの個数を半減することができる。なお、図１０は各クランプブレード３Ｄが挟持位置Ｂに位置している状態を示している。

また、本発明の第５実施形態として、図１１に示すように、図１０の変形例に相当し、各ロータリークランプ装置７Ｅの長方形の板部材のクランプブレード３Ｄを３分割してクランプブレード３Ｅとしている。すなわち、クランプブレード３Ｅを、回転軸２の中央に固定されて線状にフィルム６と接触可能な中央部３Ｅｅと、回転軸２の両端に固定されて直線状及び曲線状にフィルム６と接触可能な２つのＬ字状端部３Ｅｃとで構成している。クランプブレード３Ｅが挟持位置Ｂに位置する状態では、フィルム６の長辺沿いの端縁部を中央部３Ｅｅと押さえ面１０ａとの間で挟持するとともに、フィルム６の角部及び短辺沿いの一部の端縁部をＬ字状端部３Ｅｃと押さえ面１０ａとの間で挟持するようにしている。このようにすれば、フィルム用クランプ装置全体として、ロータリークランプ装置７Ｄの個数を半減することができるとともに、クランプブレード３Ｅをさらに軽量化することができる。なお、図１１は各クランプブレード３Ｅが挟持位置Ｂに位置している状態を示している。

また、本発明の第６実施形態として、図１２に示すように、各ロータリークランプ装置７Ｆの一枚の長方形の板部材のクランプブレードを、線状にフィルム６と接触可能な多数の小さな大略台形の板部材に分割し、線状にフィルム６と接触する多数の線接触部３Ｆａと、隣接する線接触部３Ｆａ間に隙間３Ｆｂとを有するクランプブレード３Ｆとして構成するようにしてもよい。各線接触部３Ｆａの台形の上底側と下底側のうちの短い辺の側に相当する基端部は回転軸２に固定されており、回転軸２と一体的に回動するようにしている。このようにすれば、隙間３Ｆｂにおいて、フィルム６のシワやたるみを逃がすことが可能となり、また、フィルム６から発生するガスを逃がすことも可能となる。なお、図１２は各クランプブレード３Ｆが挟持位置Ｂに位置している状態をそれぞれ示している。

また、本発明の第７実施形態として、図１３に示すように、図１の変形例に相当し、各ロータリークランプ装置７Ｇを、楕円形のフィルム６Ｇのためのクランプ装置としたものである。各ロータリークランプ装置７Ｇが、図１のロータリークランプ装置７と異なるのは、板部材のクランプブレード３の先端部３Ｇｃが直線状ではなく、フィルム６Ｇの端縁の円弧に対応した円弧状に形成されていることである。なお、図１３は各クランプブレード３Ｇが挟持位置Ｂに位置している状態をそれぞれ示している。

この第７実施形態によれば、成形品の製品部の外周にオフセットして均一なフィルム押さえ面を形成することができるので、フィルム６の余白部分にかかる熱も均等になり、真空成形時に発生するシワ対策として有効に作用する場合もある。

また、本発明の第８実施形態として、図１４に示すように、図１３の各ロータリークランプ装置７Ｇの一枚の板部材のクランプブレードを、円弧曲線状にフィルム６と接触可能な多数の小さな板部材に分割し、円弧曲線状にフィルム６と接触する多数の線接触部３Ｈａと、隣接する線接触部３Ｈａ間に隙間３Ｈｂとを有するクランプブレード３Ｈとして構成するようにしてもよい。各線接触部３Ｈａの基端部は回転軸２に固定されており、回転軸２と一体的に回動するようにしている。このようにすれば、隙間３Ｈｂにおいて、フィルム６のシワやたるみを逃がすことが可能となり、また、フィルム６から発生するガスを逃がすことも可能となる。なお、図１４は各クランプブレード３Ｈが挟持位置Ｂに位置している状態をそれぞれ示している。

また、具体的には図示しないが、左右及び下の３辺にロータリークランプ装置７をそれぞれ配置し、残りの上辺に従来公知のバー形式クランプを配置することも可能である。

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかるロータリークランプ装置及びフィルムクランプ方法は、フィルムのシワを除去しやすいものであり、射出成形同時加飾工程などでのフィルムのクランプに有用である。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims

駆動装置（１）と、
前記駆動装置により正逆回転可能な回転軸（２）と、
基端部（３ｂ）が前記回転軸に固定され、かつ、先端部（３ｃ）が金型（１０）の押さえ面（１０ａ）に対して接近しかつフィルム（６，６Ｇ）の端縁の一部に線状に接触可能で、前記フィルムを前記押さえ面との間で挟持可能な板状のクランプブレード（３）とを備えるロータリークランプ装置。
前記クランプブレードの回転軸は、前記クランプブレードが配置されている前記金型のパーティングライン面（ＰＬ）よりも低い位置に位置し、前記クランプブレードは、前記フィルムの前記金型の前記押さえ面に対する挟持解放時には、前記金型の前記パーティングライン面よりも低い退避位置（Ａ）に位置する一方、前記フィルムの前記金型の前記押さえ面に対する挟持時には、前記金型のパーティングライン面よりも高い挟持位置（Ｂ）に位置している、請求項１に記載のロータリークランプ装置。
前記クランプブレードは、前記フィルムの加熱時及び真空吸引時のみ前記金型の前記パーティングライン面よりも高い前記挟持位置に位置して、前記フィルムを前記金型の前記押さえ面との間で挟持し、前記金型の型閉じ及び型開き時には、前記金型の前記パーティングライン面よりも低い前記退避位置に位置して前記フィルムの前記金型の前記押さえ面に対する挟持を解放して前記金型の前記パーティングライン面よりも低い前記退避位置に位置する、請求項２に記載のロータリークランプ装置。
前記クランプブレードは、前記フィルムの加熱時及び真空吸引時から射出完了までは、前記フィルムを前記金型の前記押さえ面との間で挟持し、少なくとも型開き直前には、前記金型の前記押さえ面より更に高い位置に回転して前記フィルムを解放している、請求項２に記載のロータリークランプ装置。
前記駆動装置はロータリーアクチュエータ（１）である、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロータリークランプ装置。
前記フィルムが矩形形状であり、その矩形形状のフィルムのそれぞれの辺の端縁部を、前記クランプブレードの前記先端部と前記金型の前記押さえ面との間で挟持可能である、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロータリークランプ装置。
前記フィルムが矩形形状であり、その矩形形状のフィルムのそれぞれの角部を、前記クランプブレードの前記先端部と前記金型の前記押さえ面との間で挟持可能である、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロータリークランプ装置。
前記クランプブレードの前記先端部と、前記先端部が前記フィルムを介して対向する前記金型の前記押さえ面とのいずれかの一方に、弾性部（４，４ａ）を備える、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロータリークランプ装置。
駆動装置（１）により回転軸（２）が一方向に回転されて、基端部（３ｂ）が前記回転軸に固定された板状のクランプブレード（３）の先端部（３ｃ）が、金型（１０）の押さえ面（１０ａ）に対して接近するように回動してフィルム（６，６Ｇ）の端縁の一部に線状に接触し、前記フィルムを前記クランプブレードの前記先端部と前記押さえ面との間で挟持する一方、
前記駆動装置（１）により前記回転軸（２）が前記一方向とは逆方向に回転されて、前記クランプブレード（３）の前記先端部（３ｃ）が、前記金型（１０）の前記押さえ面（１０ａ）から離れる方向に回動して前記フィルム（６，６Ｇ）から離れて、前記フィルムを、前記クランプブレードの前記先端部と前記押さえ面との間での挟持から解放するフィルムクランプ方法。