JP6448072B1 - 金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの種類の構造のカセット型を装填できる金型装置を提供する。
【解決手段】第１ベース型と、第１ベース型に設けられ成形材料が供給されるスプル流路１１ａの少なくとも一部が形成されるスプルブッシュ１１と、スプル流路１１ａから供給された成形材料が流通するランナ流路１２が形成される第１型板と、第１型板が装填されるベース中間型３と、第２型板と、第２型板が装填される第２ベース型と、ベース中間型３を第１ベース型および第２ベース型との間の任意の位置に位置決め固定するベース中間型駆動装置６と、を備え、第１ベース型または第２ベース型の一方は他方に対し型開閉方向に移動し、第１型板と第２型板とが接して成形品が成形されるキャビティ空間Ｃを形成し、キャビティ空間Ｃにはスプル流路１１ａおよびランナ流路１２から送られた成形材料がゲートＧを介して充填される、金型装置１０が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は金型装置、特に詳しくは、カセット式金型装置に関するものである。

従来、特許文献１に示されるように、固定ベース型と可動ベース型とを有するベース型と、ベース型に装填可能なカセット型と、を含んでなるカセット式金型装置が知られている。また、カセット型は金型構造に応じて、固定型板および可動型板とを含んでなる２プレート金型と、固定型板、可動型板およびランナストリッパプレートとを含んでなる３プレート金型に大別される。

特許第６１６４７１５号公報

２プレート金型においては、固定型板と可動型板との間を開き、当該隙間から成形品と、コールドランナ方式である場合は加えてスプルランナとを取り出す。一方、３プレート金型においては、固定型板と可動型板との間と、固定ベース型または可動ベース型とランナストリッパプレートとの間を開き、当該隙間からそれぞれ成形品とスプルランナを取り出す。３プレート金型は２プレート金型と比較して型開量が大きくなるが、金型装置が搭載される成形機には構造上最大型開量の限界がある。以上のような事情から、従来はカセット型の構成に応じて使用可能なベース型が制限されていた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、２プレート金型か３プレート金型かに関わらず、より多くの種類の構造のカセット型を装填できる金型装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、第１ベース型と、第１ベース型に設けられ成形材料が供給されるスプル流路の少なくとも一部が形成されるスプルブッシュと、スプル流路から供給された成形材料が流通するランナ流路が形成される第１型板と、第１型板が装填されるベース中間型と、第２型板と、第２型板が装填される第２ベース型と、ベース中間型を第１ベース型および第２ベース型との間の任意の位置に位置決め固定するベース中間型駆動装置と、を備え、第１ベース型または第２ベース型の一方は他方に対し型開閉方向に移動し、第１型板と第２型板とが接して成形品が成形されるキャビティ空間を形成し、キャビティ空間にはスプル流路およびランナ流路から送られた成形材料がゲートを介して充填される、金型装置が提供される。

本発明による金型装置においては、ベース中間型駆動装置によって、第１型板が装填されるベース中間型を第１ベース型および第２ベース型との間の任意の位置に位置決め固定することができるので、より多くの種類の構造のカセット型が適用可能となる。

型閉状態にある本発明の実施形態の金型装置を示す一部破断側面図。 スプルランナと成形品が切り離された状態にある実施形態の金型装置を示す一部破断側面図。 スプルランナの係止が解除された状態にある実施形態の金型装置を示す一部破断側面図。 成形品を取り出す状態にある実施形態の金型装置を示す一部破断側面図。 図１のスプルランナ周辺の拡大側断面図。 図２のスプルランナ周辺の拡大側断面図。 図３のスプルランナ周辺の拡大側断面図。 ランナ係止部の変形例を示すスプルランナ周辺の拡大側断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。本実施形態の金型装置１０は、成形材料が供給される側が固定側として構成される。換言すれば、前述の第１ベース型が固定側ベース型２、第１型板が固定型板５、第２ベース型が可動側ベース型１、第２型板が可動型板４、にそれぞれ相当する。

図１から図４に示す金型装置１０は、固定側ベース型２と、可動側ベース型１と、固定側ベース型２および可動側ベース型１の間に配設されたベース中間型３とを有している。固定側ベース型２および可動側ベース型１はそれぞれ、図示外の成形機の型締装置における固定プラテンおよび可動プラテンに固定されている。可動側ベース型１は可動プラテンによって、型開閉方向つまり、固定側ベース型２に接近、離間する方向（図１から図４中の上下方向）に移動可能とされている。

固定側ベース型２には、金型装置１０内への成形材料の供給路となるスプル流路１１ａの少なくとも一部が形成されるスプルブッシュ１１が設けられる。可動側ベース型１には、可動型板４が取外し自在に装填保持され、さらに成形品を可動型板４から押し出して離型させるエジェクタピン等を含む不図示のエジェクタ機構が設けられる。また、ベース中間型３には、スプル流路１１ａから供給された成形材料が流通するランナ流路１２が形成される固定型板５が装填保持されている。図１は、固定型板５および可動型板４がパーティング面Ｐで互いに密接した型閉状態を示しており、固定型板５および可動型板４の間に成形品が形成されるキャビティ空間Ｃが形成される。また、詳細は後述するが、カセット型が３プレート金型であるとき、固定側ベース型２と固定型板５との間にランナストリッパプレート２１が設けられる。好ましくはさらに、ランナストリッパプレート２１と固定側ベース型２との間にランナ係止プレート２２が設けられる。換言すると、図１から図４に記載の金型装置１０のカセット型は、固定型板５、可動型板４、ランナストリッパプレート２１およびランナ係止プレート２２とを含む、３プレート金型である。なお、図５から図７に示すように、カセット型が３プレート金型であるとき、ランナストリッパプレート２１にはスプル流路１１ａの一部が形成される。またランナ係止プレート２２が設けられるとき、ランナ係止プレート２２にはスプル流路１１ａの一部が形成される。すなわち、本実施形態においては、スプルブッシュ１１、ランナストリッパプレート２１およびランナ係止プレート２２に形成された互いに連通する孔がスプル流路１１ａとなる。また、カセット型が２プレート金型であるとき、スプルブッシュ１１に形成されたスプル流路１１ａが、直接ランナ流路１２に連通する。なお、スプル流路１１ａは通常抜きテーパ形状を有する。また、図示省略したが、ランナ流路１２に連通して、コールドスラグ溜まりとなるコールドスラグウェルを形成するための空間を、必要に応じて適宜設けてよい。

固定側ベース型２には、例えば１対の流体圧シリンダであるベース中間型駆動装置６が固定されている。このベース中間型駆動装置６は、ベース中間型３および固定型板５を型開閉方向に移動させ、固定側ベース型２と可動側ベース型１との間の任意の位置に位置決め固定する。すなわち、各ベース中間型駆動装置６のピストン６ａの先端は、ベース中間型３に連結されており、これらのピストン６ａが互いに同期して伸長、収縮されるとベース中間型３が型開閉方向に移動し、それにより固定型板５が型開閉方向に移動する。

固定側ベース型２には、ガイドロッド８が固定されている。このガイドロッド８は、一端が固定側ベース型２に固定され、この固定部分から可動側ベース型１側に延びるように配置されている。可動側ベース型１およびベース中間型３にはそれぞれ、型開閉方向に延びるガイド孔１ａおよびガイド孔３ａが設けられ、これらのガイド孔１ａおよびガイド孔３ａには上記ガイドロッド８が挿通されている。それにより可動側ベース型１およびベース中間型３は、相互間で独立して、固定側ベース型２に対して型開閉方向に相対移動可能とされている。

成形材料が供給される側、すなわち本実施形態においては固定側には、溶融した成形材料を射出する成形機の射出ユニット９が配置されている。射出ユニット９は、成形材料を溶融可塑化し、スクリュやプランジャ等の射出軸で溶融した成形材料を押し出してノズル部２０から射出させる。ノズル部２０から射出された成形材料は、スプル流路１１ａへと送られ、ランナ流路１２を経由して、ゲートＧを介してキャビティ空間Ｃへと充填される。ゲートＧは、開口径が極めて小さいピンポイントゲートである。

図５に明示されるようにランナストリッパプレート２１には、ランナ流路１２に連通する貫通孔２１ａが設けられている。この貫通孔２１ａは、ランナストリッパプレート２１を貫通している。貫通孔２１ａは好ましくは抜きテーパ形状を有する。ここで、貫通孔２１ａの固定側ベース型２側と連通し少なくとも一部に逆テーパ形状を有する逆テーパ空間２２ａが形成され、逆テーパ空間２２ａに成形材料からなる係止部位３４が形成されるランナ係止部が設けられる。本実施形態においては、ランナ係止部はランナ係止プレート２２に設けられる。すなわち、ランナストリッパプレート２１に対して固定側ベース型２の方に位置するランナ係止プレート２２には、逆テーパ形状を有する逆テーパ空間２２ａが設けられ、逆テーパ空間２２ａは貫通孔２１ａに連通している。逆テーパ空間２２ａには、貫通孔２１ａを介してランナ流路１２から成形材料が流れ込み、スプルランナ３２を保持する係止部位３４が形成される。なお、上記の「逆テーパ状」は、先に述べた通り逆テーパ空間２２ａの形状が、貫通孔２１ａの開口と連続連通する側の空間端部（図５中の上端部）から反対側の端部（図５中の下端部）に向かって断面積が次第に大きくなっていることを指すものである。逆テーパ空間２２ａのテーパ角度は、例えば１度から１０度である。なお、係止部位３４はスプルランナ３２を保持するよう設けられればよく、位置および個数は限定されない。換言すれば、逆テーパ空間２２ａは貫通孔２１ａを介してランナ流路１２と連通していればよい。但し、成形品とスプルランナ３２を切り離す際適切にスプルランナ３２を保持できるよう、係止部位３４はゲートＧに対応した位置、すなわちゲートＧと型開閉方向に略同軸上に設けられることが望ましい。

ランナ係止プレート２２は固定側ベース型２に常時固定されてもよいが、係止解除時は、固定側ベース型２とランナ係止プレート２２との間に所定の隙間が形成されることが望ましい。隙間から空気が流入することで、係止の解除が容易になる。この場合、ランナ係止プレート２２を固定側ベース型２と離接する方向に移動させるランナ係止プレート移動手段２３が設けられる。ランナ係止プレート移動手段２３は、例えば頭部がランナ係止プレート２２に係止可能であり、軸部がランナ係止プレート２２に挿通し、端部がランナストリッパプレート２１に固定されたボルトである。このようにすれば、ランナストリッパプレート２１が型開方向に移動した際、ランナ係止プレート移動手段２３がランナ係止プレート２２を押圧し移動させる。なお、ランナ係止プレート移動手段２３としてシリンダ等を設けてもよいが、上述のような構成によれば、別途駆動装置等を設ける必要がなく、簡易な構成でランナ係止プレート２２を移動させることができ、好適である。

ここで、ランナストリッパプレート２１をランナ係止部と離間させるよう移動させ係止部位３４の係止を解除するランナ係止解除手段が設けられる。ランナ係止解除手段は、具体的に、例えば１対の流体圧シリンダであるランナストリッパプレート駆動装置７である。ランナストリッパプレート駆動装置７は固定側ベース型２に固定されている。また、ランナストリッパプレート２１は図１から図４に示される通り、一例として２つの側端部において連結部材１４に連結されている。これらの連結部材１４には各々、ランナストリッパプレート駆動装置７のピストン７ａの先端が連結されている。ランナストリッパプレート駆動装置７は、係止部位３４の係止を解除する際、ランナストリッパプレート２１をランナ係止部と離間させるよう移動させる。このような構成により、ランナロックピンを用いずともスプルランナ３２を保持することが可能となり、金型装置１０の設計の自由度が向上する。

以下、本実施形態の金型装置１０における型開閉ならびに成形品およびスプルランナ３２の取出方法について説明する。図１は、型閉状態にある金型装置１０を示している。型閉状態のとき、ベース中間型駆動装置６はピストン６ａを収縮させて、ベース中間型３を、固定側ベース型２に密接させる。またランナストリッパプレート駆動装置７もピストン７ａを収縮させて、ランナストリッパプレート２１およびランナ係止プレート２２を互いに密接した状態で、固定側ベース型２に密接させる。他方、可動側ベース型１は前述した可動プラテンによって型閉方向に移動され、可動型板４を固定型板５にパーティング面Ｐで密接させる。特に成形時は、可動型板４および固定型板５は、可動プラテンおよび固定プラテンによって所定の型締力で締め付けられる。

この状態下で、射出ユニット９のノズル部２０からスプル流路１１ａを通して、成形材料がキャビティ空間Ｃに向けて送入される。図５に示されるように成形材料は、ランナ流路１２を経て、ゲートＧからキャビティ空間Ｃ内に注入される。注入された成形材料は、その後冷却されて固化し、成形品となる。

その際、スプル流路１１ａおよびランナ流路１２に流入した成形材料は同様に冷却されて固化し、スプルランナ３２となる。また成形材料は、ランナストリッパプレート２１の貫通孔２１ａに流入する。この成形材料は、貫通孔２１ａ流出して、ランナ係止プレート２２の逆テーパ空間２２ａへと送られる。逆テーパ空間２２ａへと送られた成形材料は、冷却されて固化し、係止部位３４となる。

次に金型装置１０は、スプルランナ３２の取り出しを行う。まず、図２に示すようにスプルランナ３２をゲートＧにおいて成形品と切り離す。すなわち、可動プラテンが型開方向に駆動し、可動側ベース型１が型開方向に移動する。この可動プラテンの駆動と同期して、ベース中間型駆動装置６はピストン６ａを伸長させて、可動型板４と固定型板５がパーティング面Ｐで密接した状態で、ベース中間型３を、固定側ベース型２から離間させる。固定型板５がスプルランナ３２の取り出しが可能な位置まで固定側ベース型２から離間すると、ベース中間型駆動装置６は、可動型板４と固定型板５とが当接した状態で、ベース中間型３を位置決め固定する。図６は、このときのスプルランナ３２周辺の状態を詳しく示している。

固定型板５が固定側ベース型２から離間すると、キャビティ空間Ｃ内に有る成形品とスプルランナ３２は、ゲートＧの部分で切断される。この際、図６に示されるようにスプルランナ３２は係止部位３４によってランナストリッパプレート２１およびランナ係止プレート２２側に保持される。

スプルランナ３２が成形品と切り離され、固定型板５がスプルランナ３２の取り出しが可能な位置まで固定側ベース型２から離間した後に、金型装置１０は、図３に示すようにスプルランナ３２の係止を解除する。すなわち、ランナストリッパプレート駆動装置７のピストン７ａが伸長され、連結部材１４を介してランナストリッパプレート２１をランナ係止部と離間させるよう移動させる。図７は、このときのスプルランナ３２周辺の状態を詳しく示している。

上述のようにして、ランナストリッパプレート２１がランナ係止プレート２２から離れるように移動することにより、係止部位３４は、ランナ係止プレート２２の逆テーパ空間２２ａから離脱する。こうしてスプルランナ３２は、ランナ係止プレート２２による係止が解除された状態となる。そこでスプルランナ３２を、従来公知のスプルランナ取出ロボット等を用いて金型装置１０から取り出すことができる。

スプルランナ３２が金型装置１０から取り出されると、次に金型装置１０は、成形品の取出しを行う。すなわち、図４に示すように、ランナストリッパプレート駆動装置７のピストン７ａが収縮され、連結部材１４を介してランナストリッパプレート２１が、ランナ係止プレート２２と接する位置に移動される。それと共に、ベース中間型駆動装置６のピストン６ａが収縮され、ベース中間型３は固定側ベース型２に接する位置まで移動される。換言すれば、固定型板５と固定側ベース２が当接するようベース中間型３が位置決め固定される。このとき、可動型板４と固定型板５との間のパーティング面Ｐが開かれる。そして、成形品は不図示のエジェクタ装置によって離型され、従来公知の成形品取出ロボット等を用いて、金型装置１０から成形品が取り出される。

上述の通りにして成形品の取出しがなされた後、可動プラテンによって可動側ベース型１が型閉方向に移動されて、金型装置１０は図１に示す型閉状態に戻され、次の成形品の成形に備える。なお上記可動プラテンの駆動は不図示の成形機の制御装置によって制御される。また、ベース中間型駆動装置６およびランナストリッパプレート駆動装置７の駆動は成形機の制御装置によって行われてもよいし、独自の制御装置によって行われてもよい。

以上のように、固定型板５と可動型板４が当接した状態でスプルランナ３２の取り出しを行い、固定型板５と固定側ベース板２が当接した状態で成形品の取り出しを行うことで、３プレート金型であるカセット型が装填された金型装置１０の型開量を節約することができる。これにより、比較的大型の３プレート金型のカセット型も装填して使用することができる。

また、上記実施形態の金型装置１０のカセット型は３プレート金型であったが、２プレート金型であってもよい。このとき、成形品およびスプルランナ３２の取り出しにあたっては、ベース中間型駆動装置６は、固定型板５と固定型ベース型２が当接するようベース中間型３を位置決め固定する。すなわち、固定型板５と固定型ベース型２とを固定した状態で、可動プラテンを型開方向に稼働させて可動型板４と固定型板５を離接させ、パーティング面Ｐから成形品およびスプルランナ３２を取り出したあと、可動プラテンを型閉方向に稼働させて型閉を行う。

また、本実施形態においては、固定側ベース型２とランナストリッパプレート２１との間にランナ係止プレート２２を設け、ランナ係止プレート２２にランナ係止部を設けたが、図８に示すように、固定側ベース型２に、ランナ係止部を設けるようにしてもよい。ただし、ランナ係止プレート２２にランナ係止部を設ける、すなわちランナ係止プレート２２に逆テーパ空間２２ａを設ける方が製作が容易であるため、より好ましい。

また、本実施形態ではランナストリッパプレート２１をランナ係止部と離間させるよう移動させ係止部位３４の係止を解除するランナ係止解除手段としてランナストリッパプレート駆動装置７が設けられたが、他の形態でもよい。ランナ係止解除手段は、例えば、引張リンクと、プラーボルトと、ストップボルトと、を含むよう構成されてもよい。引張リンクは、固定型板５と可動型板４とを連結して、固定型板５と可動型板４間の開き量を制限する。プラーボルトは、頭部が固定型板５を係止可能である。ストップボルトは、頭部が固定側ベース型２を係止可能である。プラーボルトの端部とストップボルトの端部はランナストリッパプレート２１を挟んで連結される。このように構成すれば、固定型板５と可動型板４との間が所定の開き量に達した後にさらに可動プラテンが型開方向に稼働すると、引張リンクによって固定型板５が型開方向に引き出され、次いでプラーボルトを介してランナストリッパプレート２１がランナ係止部と離間するように移動する。こうして、係止部位３４は、ランナ係止プレート２２の逆テーパ空間２２ａから離脱する。なお、ランナストリッパプレート２１の移動ストロークはストップボルトにより制限される。

本発明の金型装置１０は射出成形機等の成形機に搭載可能であり、また成形機の型締装置は横型であっても竪型であってもよい。また、本実施形態の金型装置１０は、成形材料が供給される側が固定側として構成されたが、成形材料が供給される側が可動側として構成されてもよい。換言すれば、第１ベース型が可動側ベース型１、第１型板が可動型板４、第２ベース型が固定側ベース型２、第２型板が固定型板５、にそれぞれ相当するよう構成してもよい。すなわち、金型装置は、可動側ベース型と、可動側ベース型と、可動側ベース型に設けられ成形材料が供給されるスプル流路の少なくとも一部が形成されるスプルブッシュと、スプル流路から供給された成形材料が流通するランナー流路が形成される可動型板と、可動型板が装填されるベース中間型と、固定型板と、固定型板が装填される固定側ベース型と、ベース中間型を可動側ベース型および固定側ベース型との間の任意の位置に位置決め固定するベース中間型駆動装置と、を備え、可動ベース型は固定ベース型に対し型開閉方向に移動し、可動型板と固定型板とが接して成形品が成形されるキャビティ空間を形成し、キャビティ空間にはスプルおよびランナ流路から送られた成形材料がゲートを介して充填されるよう構成されてもよい。

本発明は、図面に示される実施形態の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形または応用が可能である。

１ 可動側ベース型
２ 固定側ベース型
３ ベース中間型
４ 可動型板
５ 固定型板
６ ベース中間型駆動装置
７ ランナストリッパプレート駆動手段
８ ガイドロッド
１０ 金型装置
１１ スプルブッシュ
１２ ランナ流路
１４ 連結部材
２０ ノズル部
２１ ランナストリッパプレート
２１ａ 貫通孔
２２ ランナ係止プレート
２２ａ 逆テーパ空間
３２ スプルランナ
３４ 係止部位
Ｃ キャビティ空間
Ｇ ゲート
Ｐ パーティング面

Claims (7)

1. 第１ベース型と、
   前記第１ベース型に設けられ、成形材料が供給されるスプル流路の少なくとも一部が形成されるスプルブッシュと、
   前記スプル流路から供給された前記成形材料が流通するランナ流路が形成される第１型板と、
   前記第１型板が装填されるベース中間型と、
   第２型板と、
   前記第２型板が装填される第２ベース型と、
   前記ベース中間型を前記第１ベース型および前記第２ベース型との間の任意の位置に位置決め固定するベース中間型駆動装置と、を備え、
   前記第１ベース型または前記第２ベース型の一方は他方に対し型開閉方向に移動し、
   前記第１型板と前記第２型板とが接して成形品が成形されるキャビティ空間を形成し、
   前記キャビティ空間には前記スプル流路および前記ランナ流路から送られた前記成形材料がゲートを介して充填され、
   前記ベース中間型駆動装置は、
   少なくとも前記第１型板および前記第２型板を含んで構成されるカセット型が２プレート金型であるとき、前記第１型板と前記第１ベース型が当接するよう前記ベース中間型を位置決め固定し、
   前記カセット型が前記第１ベース型と前記第１型板との間に設けられるランナストリッパプレートをさらに含んで構成される３プレート金型であるとき、前記スプル流路および前記ランナ流路に形成されるスプルランナを取り出すときは前記第１型板と前記第２型板が当接するよう前記ベース中間型を位置決め固定し、前記成形品を取り出すときは前記第１型板と前記第１ベース型が当接するよう前記ベース中間型を位置決め固定する、金型装置。
2. 前記ランナストリッパプレートは前記ランナ流路と連通する貫通孔を有し、
   前記貫通孔の前記第１ベース型側と連通し逆テーパ形状を有する逆テーパ空間が形成され、前記逆テーパ空間に前記成形材料からなる係止部位が形成されるランナ係止部と、
   前記ランナストリッパプレートを前記ランナ係止部と離間させるよう移動させ前記係止部位の係止を解除するランナ係止解除手段と、をさらに備える、請求項１に記載の金型装置。
3. 前記第１ベース型と前記ランナストリッパプレートとの間に設けられるランナ係止プレートをさらに備え、
   前記ランナ径止部は、前記ランナ係止プレートに設けられる、請求項２に記載の金型装置。
4. 前記ランナ係止プレートを型開方向に移動させて前記第１ベース型と前記ランナ係止プレートとの間に所定の隙間を形成させるランナ係止プレート移動手段をさらに設ける、請求項３に記載の金型装置。
5. 前記ランナ径止部は、前記第１ベース型に設けられる、請求項２に記載の金型装置。
6. 前記ランナ係止解除手段は、前記ランナストリッパプレートを型開方向に移動させるランナストリッパプレート駆動装置を含む、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の金型装置。
7. 前記ランナ係止解除手段は、
   前記第１型板と前記第２型板とを連結して前記第１型板と前記第２型板間の開き量を制限する引張リンクと、
   頭部が第１型板を係止可能であるプラーボルトと、
   頭部が第１ベース型を係止可能であるストップボルトと、を含み、
   前記プラーボルトの端部と前記ストップボルトの端部は前記ランナストリッパプレートを挟んで連結される、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の金型装置。