JP7297225B2 - 金型装置 - Google Patents

Description

本開示は、金型装置に関する。

従来、金型装置には、種々のセンサが配置され、前記金型装置により製造される鋳造品や合成樹脂の成形品の製造が行われているときの前記センサの検出信号を金型装置の外部に設けられた管理装置等に入力することが行われている（特許文献１～特許文献４）。

特許文献１では、金型内にセンサが配置され、前記センサの検出信号が金型内に配線されたケーブルを介して金型側面に設けられたアンプユニットに送出される。そして、前記アンプユニットは、それらの検出信号をゲートウェイ、及びインターネットを介してサーバ側システムに送出するようにしている。

特許文献２においても、金型インサート内にセンサが配置され、前記センサの各検出信号が金型以内に配線されたケーブルを介して金型インサート側面に設けられた送信器モジュールに送出される。ベースプレートに設けられた受信器モジュールは、前記送信器モジュールと相対配置されているとともに、コネクタを介して評価装置に接続されている。

特許文献３では、リニアセンサ、温度センサ、音響センサが、金型に配置され、これらのセンサの検出信号は、金型内に配置されたケーブルを介して金型外面に配置された通信ユニットに出力されている。そして、前記検出信号は、通信ユニットから無線ＬＡＮを介してコントローラに送出されるようにしている。

特許文献４では、圧力センサが入子内に配置されていることが開示されている。

特開２０１８－１２８８７６号公報 特表２０１１－５００３７５号公報 特許５８００２８９号公報 特開平３－１６９５２０号公報

ところで、上記特許文献１～特許文献４では、金型内に各種センサが配置されて、検出信号を金型外部に設けたアンプユニット、送信器モジュール、通信ユニット等の外部装置までケーブルにて電気的に接続されている。しかし、有線の場合、断線の虞がある。また、金型を変える場合、有線であると、金型に配置されたセンサ側から延出されたケーブルと、外部装置側から延出されたケーブル間の接続をし直したりする段取りが必要となり、手間が掛かる問題がある。

本開示の目的は、金型内に配置したセンサの検出信号を有線で行うことなく外部装置へ送信することができ、断線が生じないとともに、金型を変える場合の段取りをスムーズに行うことができる金型装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る金型装置は、金型と、前記金型の作動状態または環境状態を検出するセンサ、前記センサの検出信号を増幅するアンプ、及び、前記アンプからの検出信号を送信信号として送信する無線送信部、を含む回路部と、前記回路部に電力を供給するバッテリと、を備え、前記回路部及び前記バッテリが、前記金型または前記金型の付属部材にて覆われていて、前記金型、及び、前記付属部材のうち、少なくとも一方は、前記送信信号を前記金型または前記付属部材から離間した外部装置へ伝送する空隙伝送路を有する。

上記構成によれば、センサの検出信号はアンプで増幅されて無線送信部に出力され、無線送信部からの送信信号は無線で空隙伝送路を介して外部装置へ送信される。この結果、センサの検出信号は、外部装置へ有線で行うことなく送信することができる。また、上記構成によれば、有線を使用しないため、断線及び配線間違いが生ずることがない。また、金型または付属部材に覆われている無線送信部は、成形品の製造時及び金型交換等の作業において邪魔になることはない。

また、前記センサ、前記アンプ、前記無線送信部、及び前記バッテリのうち、少なくとも２つが一体化されていてもよい。

上記構成によれば、センサ、アンプ、無線送信部、及びバッテリのうちの少なくとも２つが一体化されていることにより、金型または付属部材への取り付けが容易となる。

また、前記検出信号がアナログ信号であり、前記アンプと前記無線送信部との間には、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータが設けられていてもよい。

上記構成によれば、アナログ信号である検出信号は、ＡＤコンバータによりノイズに強いデジタル信号に変換される。そして、外部装置は、デジタル信号である送信信号を受信することができる。このことにより、外部装置に対してノイズに強い送信信号を送信することができる。

また、前記センサ、前記アンプ、前記ＡＤコンバータ、前記無線送信部、及び前記バッテリのうち、少なくとも２つが一体化されてもよい。

上記構成によれば、センサ、アンプ、ＡＤコンバータ、無線送信部、及びバッテリのうちの少なくとも２つが一体化されていることにより、金型または付属部材への取り付けが容易となる。

また、前記空隙伝送路は、その延出方向に直交する横断面の形状が、相互に直交する長辺及び短辺を有する四角形、又はその四角形が少なくとも内接可能な形状であって、前記長辺の長さをａとし、前記送信信号の波長をλとしたとき、ａ≧λ／４であることが好ましい。

上記構成によれば、無線送信部からの送信信号を、金型から離間した外部装置に対して良好に送信することができる。

また、前記空隙伝送路は、第１伝送路と、屈曲部と、前記屈曲部を介して前記第１伝送路と連結された第２伝送路と、を含み、前記屈曲部は、前記長辺を含む仮想平面上において、前記第２伝送路の前記第１伝送路に対する屈曲角θを｜θ｜≦９０°とするように屈曲していることが好ましい。

上記構成によれば、長辺を含む仮想平面上において、第２伝送路の第１伝送路に対する屈曲角θが｜θ｜≦９０°となるように屈曲部が屈曲していることにより、該屈曲部を有する空隙伝送路において、無線送信部からの送信信号を、金型から離間した外部装置に対して良好に送信することができる。

また、前記金型は固定型及び可動型を含み、前記金型装置はさらに、前記固定型と前記可動型のうち、いずれか一方に設けられて、前記金型のキャビティ内に形成された成形品を型開時に前記キャビティの壁面から突き放す押出ピンと、前記押出ピンの基端に設けられた押出座を前記型開時に押圧する押圧部材と、を有し、前記押圧部材が前記付属部品であり、前記回路部が前記押圧部材にて覆われるとともに、前記押圧部材に前記空隙伝送路が設けられていてもよい。

上記構成によれば、押出部材に空隙伝送路が設けられることにより、センサの検出信号は、外部装置へ有線で行うことなく送信することができるとともに、有線を使用しないため、断線及び配線間違いが生ずることがない。また、付属部材に覆われている無線送信部は、成形品の製造時及び金型交換等の作業において邪魔になることはない。

また、前記回路部に含まれる前記センサが、前記押出ピンと一体化されていて、前記回路部に含まれる残りの構成物が、前記押出座に並設されて前記押出座の厚みよりも薄く形成されたケース内に収納されていてもよい。

上記のように、センサを除く回路部に含まれる残りの構成物が、押出座の厚みよりも薄く形成されたケース内に収納されていることにより、押圧部材がケースを回避しながら押出座を介して押出ピンを押圧することが可能となる。

本開示の一態様によれば、金型内に配置したセンサの検出信号を有線で行うことなく外部装置へ送信することができ、断線が生じないとともに、金型を変える場合の段取りをスムーズに行うことができる効果を奏する。

（ａ）は第１実施形態の金型装置の要部略体断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図、（ｃ）は空隙伝送路の底面図、（ｄ）はセンサから無線通信部までの電気ブロック図。 （ａ）は第２実施形態の金型装置の要部略体断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）は空隙伝送路の底面図。 （ａ）は第３実施形態の金型装置の要部略体断面図、（ｂ）は（ｃ）のＣ－Ｃ線断面図、（ｃ）は空隙伝送路を入れ子の底面側から見た底面図。 比較例の空隙伝送路の空隙伝送路の底面図。 第４実施形態において、型閉時の金型装置の要部略体断面図。 （ａ）は第４実施形態の可動型を側面から見た略体説明図、（ｂ）は同じく可動型を押出板側から見た略体説明図。 第４実施形態において、型開時の金型装置の要部略体断面図。 第４実施形態において、押出ピンの押圧作動を示す金型装置の要部略体断面図。 （ａ）は押出ピンと回路部のケースの略体斜視図、（ｂ）はケースを省略した押出ピンの略体斜視図。 第５実施形態の型閉時の金型装置の要部略体断面図。 第５実施形態の押出ピンの配置を押出板１２２側から見た略体説明図。

(第１実施形態)
図１（ａ）～図１（ｄ）を参照して、第１実施形態の金型装置を説明する。本実施形態の金型装置は、合成樹脂の射出成形で使用される金型装置である。

図１（ａ）に示すように、金型装置１０は、固定型２０及び可動型３０を備えている。固定型２０及び可動型３０は、図示しない固定ダイプレート及び可動ダイプレートに固定された固定主型２１及び可動主型３１と、固定主型２１及び可動主型３１の収納凹部２１ａ、３１ａにそれぞれ嵌合固定された固定入れ子２２及び可動入れ子３２を有している。

固定入れ子２２及び可動入れ子３２は、略直方体に形成され、固定入れ子２２及び可動入れ子３２の相互に対抗する面にはキャビティ形成用の凹部２２ａ、３２ａが形成されている。固定型２０と可動型３０とが型閉時に、図１（ａ）に示すように固定入れ子２２及び可動入れ子３２の凹部２２ａ、３２ａにより、キャビティ４０が区画形成される。固定入れ子２２及び可動入れ子３２、固定主型２１及び可動主型３１は、金型に相当する。

キャビティ４０内には、型閉時に、図示しないゲートを介して加熱溶融された合成樹脂が射出されて充填される。キャビティ４０内に充填された合成樹脂が冷却されて固まると、可動主型３１及び可動入れ子３２が、型開時に固定主型２１及び固定入れ子２２から離型され、キャビティ４０内で形成された図示しない成形品が可動型３０側に設けられた図示しない押出ピンにより押し出されることにより取り出される。

図１（ａ）に示すように固定入れ子２２には、センサ部５０が設けられている。センサ部５０は、ピン体５２、及び歪みセンサ５４を備えている。固定入れ子２２には、キャビティ４０に一端が開口するとともに他端が固定入れ子２２の底部側まで延出された収納孔２４が形成されている。また、固定入れ子２２の底面２２ｂには、収納孔２４と連通する収納室２５が凹設されている。

収納孔２４には、前記ピン体５２が軸心方向に摺動自在に挿通されている。ピン体５２は、一端の端面がキャビティ４０に露出するように配置されるとともに他端が収納室２５に収納されたセンサ５４に常時当接して配置されている。ピン体５２は、図示しないスプリング等の付勢部材によりキャビティ側に付勢されている。ピン体５２は、キャビティ４０内に加熱溶融された合成樹脂が充填される際に、その樹脂圧に従って歪みセンサ５４を押圧する。センサ部５０の歪みセンサ５４は、ピン体５２の押圧に応じて、前記樹脂圧を検出する。樹脂圧は、金型の作動状態を知るパラメータである。

図１（ｄ）に示すように歪みセンサ５４はアンプ５５及びＡＤコンバータ５６を介して無線通信部５７に接続されている。アンプ５５は、歪みセンサ５４が検出したアナログ信号である検出信号を増幅する。ＡＤコンバータ５６は、前記検出信号をデジタル信号に変換して、無線通信部５７に出力する。無線通信部５７は、前記デジタル信号を送信信号として無線で送信する。無線通信部５７は、無線送信部に相当する。

アンプ５５、ＡＤコンバータ５６及び無線通信部５７、並びにこれらに電力を供給するバッテリＢは、図示しない共通の基板に搭載されて一体化されていて、収納室２５内に収納された合成樹脂製のケース５８内に収納されている。合成樹脂製のケース５８は無線通信部５７の送信信号を外部に向かって送信可能である。バッテリＢは、例えば、ボタン電池であるが、ボタン電池に限定するものではなく、他の電池であってもよい。なお、アンプ５５は、歪みセンサ５４に対して図示しないリード線を介して電気的に接続されている。なお、図１（ａ）では、説明の便宜上、ケース５８内を透視した状態で図示され、前記基板は図示されていない。

無線通信部５７は、無線送信部に相当する。また、歪みセンサ５４、アンプ５５、ＡＤコンバータ５６及び無線通信部５７は回路部に相当する。回路部及びバッテリＢは、固定入れ子２２、及び固定主型２１に覆われている。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように固定入れ子２２の底面２２ｂは平面となっている。底面２２ｂには、直線的に延びる凹溝２６ａが形成されている。凹溝２６ａは、その延出方向が収納孔２４と直交するとともに収納室２５と連通する。収納凹部２１ａの収納空間は、四角形状の内底面２１ｂと、内底面２１ｂに対して直交する４つの内側面２１ｃとにより区画されている。

また、固定主型２１の内底面２１ｂは平面となっている。図１（ｂ）に示すように、内底面２１ｂと、凹溝２６ａとにより、空隙伝送路２７が区画形成されている。空隙伝送路２７は、凹溝２６ａの延出方向と直交する横断面が、四角形、すなわち、長方形に形成されている。前記長方形は、長辺と短辺を有する偏平状となっている。

空隙伝送路２７の横断面形状において、長辺の長さをａとし、前記送信信号の波長をλとしたとき、ａ≧λ／４としている。短辺の長さは、限定はしない。例えば、短辺は長辺に対して極端に短くてもよい。

図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、固定主型２１には、空隙伝送路２７に対して同一直線上に位置するとともに連通する空隙伝送路２８が形成されている。空隙伝送路２８は、空隙伝送路２７と横断面が同一形状となるように横断面が長辺と短辺を有する偏平状の四角形に形成されていて、その外端が固定型２０の外部空間に開口されている。

図１（ｄ）に示すように無線通信部５７にて送信された送信信号は、空隙伝送路２７、２８を介して、金型装置１０の外部空間に位置する外部装置としての受信装置６０と通信が可能となっている。受信装置６０は、送信信号、すなわち、検出信号を受信し、その検出信号に基づくデータを図示しない外部装置としての記録装置に、アクションログや、或いはトレースログとして保存する。

（実施形態の作用及び効果）
本実施形態では、下記の作用及び効果を有する。

（１）本実施形態の金型装置１０は、回路部に含まれる歪みセンサ５４、アンプ５５と、ＡＤコンバータ５６及び無線通信部５７、並びにバッテリＢが固定入れ子２２、及び固定主型２１に覆われている。また、固定入れ子２２、及び固定主型２１には、送信信号を固定入れ子２２、及び固定主型２１から離間する記録装置へ伝送する空隙伝送路２７、２８を有する。

上記構成により、無線通信部５７からの送信信号は無線で空隙伝送路２７、２８を介して金型から離間した外部装置へ送信される。このため、歪みセンサ５４の検出信号は、金型から離間した外部装置へ有線で行うことなく送信することができる。また、上記構成によれば、有線を使用しないため、断線及び配線間違いが生ずることがない。また、金型または付属部材に覆われている無線送信部は、成形品の製造時及び金型交換等の作業において邪魔になることはない。

また、金型装置内に、センサと外部装置間の信号送信のためのケーブル及び電源も必要でなくなるため、金型を変える場合の段取りをスムーズに行うことができる。

また、本実施形態によれば、金型装置１０の外部に設けられた図示しないログ装置に、歪みセンサ５４が検出した検出値をアクションログや、或いはトレースログとして保存することができるため、金型装置内に、外部装置を設ける必要がない。

（２）本実施形態では、アンプ５５、ＡＤコンバータ５６及び無線通信部５７、並びにバッテリＢは、図示しない共通の基板に搭載されて一体化されている。この結果、回路部を構成するセンサ、前記アンプ、ＡＤコンバータ及び無線送信部、並びにバッテリＢが一体化されていることにより、金型への取り付けが容易となる。

（３）本実施形態では、検出信号がアナログ信号であり、アンプ５５と無線送信部との間には、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ５６が接続されている。上記構成により、アナログ信号である検出信号は、ＡＤコンバータ５６によりノイズに強いデジタル信号に変換される。そして、外部装置は、デジタル信号である送信信号を受信することができる。このことにより、外部装置に対してノイズに強い送信信号を送信することができる。

（４）本実施形態では、空隙伝送路２７、２８は、その延出方向に直交する横断面が相互に直交する長辺及び短辺を有する四角形としている。また、前記四角形の長辺の長さをａとし、送信信号の波長をλとしたとき、ａ≧λ／４としている。上記の構成により、無線通信部５７からの送信信号は、金型から離間した外部装置に対して良好に送信することができる。

＜試験１＞
次に上記構成の金型装置１０の空隙伝送路２７、２８の大きさ、及び無線通信部５７の出力を下記の値とした試験１の結果を示す。

空隙伝送路２７、２８の合計伝送路長：２００ｍｍ
空隙伝送路２７、２８の長辺：
２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３ｍｍ
空隙伝送路２７、２８の短辺： ５ｍｍ
無線通信部５７の無線出力 ： ２．５ｍＷ
無線通信部５７の送信信号の周波数：２．４ＧＨｚ
無線通信部５７の送信信号の波長 ：１２４．９ｍｍ
受信装置６０は、無線通信部５７から、直線距離で２０００ｍｍ離間して配置し、いずれの長辺の場合も、同一の受信感度で測定した。

受信装置６０により、無線通信部５７からの送信信号の受信状況は、下記の通りである。なお、長辺の各数値の下の評価「×」は受信不能であり、「△」はノイズが重畳し、受信が不安定な状態での受信、「○」は安定して受信ができたことを示す。

（試験１の結果）
２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３
× × × × × △ △ ○ ○
以上の結果により、長辺３２ｍｍの場合、長辺／１２４．９＝０．２５６であり、長辺が波長の１／４（＝０．２５）以上であることから、無線送信が可能であることが確認できた。

＜試験２＞
次に上記構成の金型装置１０の空隙伝送路２７、２８の大きさ、及び無線通信部５７の出力を下記の値とした試験２の結果を示す。

空隙伝送路２７、２８の合計伝送路長：２００ｍｍ
空隙伝送路２７、２８の長辺：
６５、６８、６９、７０、７２、７４、７７、７８、８０、８２ｍｍ
空隙伝送路２７、２８の短辺： ５ｍｍ
無線通信部５７の無線出力 ： ２．５ｍＷ
無線通信部５７の送信信号の周波数：９２０ＭＨｚ
無線通信部５７の送信信号の波長 ：３２５．８６ｍｍ
受信装置６０は、無線通信部５７から、直線距離で２０００ｍｍ離間して配置し、いずれの長辺の場合も、同一の受信感度で測定した。受信装置６０により、無線通信部５７からの送信信号の受信状況は、下記の通りである。

（試験２の結果）
６５、６８、６９、７０、７２、７４、７７、７８、８０、８２
× × × × × × × △ △ ○
以上の結果により、長辺８２ｍｍの場合、長辺／３２５．８６＝０．２５２であり、長辺が波長の１／４（＝０．２５）以上であることから、無線送信が可能であることが確認できた。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の金型装置１０を、図２（ａ）～図２（ｃ）を参照して説明する。なお、本実施形態を含めて、以下の実施形態では、第１実施形態と同一構成または相当する構成については、同一符号を付して、その説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。

第１実施形態の金型装置１０では空隙伝送路２７、２８を有していたが、本実施形態の金型装置１０は、空隙伝送路２７、２８Ａ、２９を備えているところが第１実施形態と異なっていて、他の構成は第１実施形態と同様に構成されている。

空隙伝送路２９は、凹溝２６ｂを有している。凹溝２６ｂは、図２（ａ）に示すように、固定入れ子２２の一側面に形成されていて、内底面２１ｂ側から入れ子３２側に延出されている。空隙伝送路２９は、凹溝２６ｂと、凹溝２６ｂと対抗する収納凹部２１ａの内側面２１ｃとにより区画形成されている。凹溝２６ｂの一端は、凹溝２６ａの反収納室２５側端と連通され、他端は閉端としている。空隙伝送路２９の延出方向に直交する横断面は、相互に直交する長辺及び短辺を有する四角形とし、空隙伝送路２７の前記横断面の四角形と同じ大きさとされている。

そして、空隙伝送路２９と空隙伝送路２７の端部同士は、両空隙伝送路の短辺が共通の仮想平面に含まれて相互に直交するように配置されている。また、空隙伝送路２８Ａの一端は、空隙伝送路２９の閉端に対して、両空隙伝送路の短辺が共通の仮想平面に含まれて相互に直交するように配置されて連通されている。空隙伝送路２８Ａの外端は固定型２０の外部空間に開口されている。

（実施形態の作用及び効果）
本実施形態においても、第１実施形態で説明した(１)～（３）で述べた同様の作用効果を有する。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の金型装置１０を、図３（ａ）～図３（ｃ）を参照して説明する。

第１実施形態の金型装置１０では空隙伝送路２７、２８を有していたが、本実施形態の金型装置１０では、空隙伝送路２７、２８Ｂ、３３を備えているところが第１実施形態と異なっていて、他の構成は第１実施形態と同様に構成されている。

空隙伝送路３３は、凹溝２６ｃを有している。凹溝２６ｃは、図３（ｃ）に示すように、固定入れ子２２の底面２２ｂに形成されていて、一端が空隙伝送路２７の凹溝２６ａに連通されているとともに他端は開口端として固定入れ子２２の外側面まで延出して開放されている。空隙伝送路３３は、凹溝２６ｃと、凹溝２６ｃと対抗する収納凹部２１ａの内底面２１ｂとにより区画形成されている。

空隙伝送路３３の延出方向に直交する横断面は、相互に直交する長辺及び短辺を有する四角形とし、空隙伝送路２７の前記横断面の四角形と同じ大きさとしている。

そして、空隙伝送路３３と空隙伝送路２７の端部同士は、両空隙伝送路の長辺が共通の仮想平面に含まれていて、本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、屈曲角｜θ｜≦９０°となるように連結されている。すなわち、空隙伝送路２７の軸心Ｏ１と空隙伝送路３３の軸心Ｏ２とは屈曲角｜θ｜で連結されている。θは、第１伝送路の軸心に対して、反時計回り方向に屈曲する場合を「＋」とし、時計回り方向に屈曲する場合を「－」とする。

図４は、「－θ」の屈曲角での場合を示しているが、ただし、｜θ｜＞９０°とする比較例である。なお、図３（ｃ）は空隙伝送路を入れ子の底面側から見たものであって、同図において、空隙伝送路３３の屈曲方向は空隙伝送路２７に対して空隙伝送路３３を反時計回り方向へ屈曲しているが、この方向に屈曲することに限定されず、逆方向の時計回り方向に屈曲してもよい。

ここで、空隙伝送路３３と空隙伝送路２７の端部同士が連結された部位は屈曲部に相当する。また、空隙伝送路２７は、無線送信部に対応する側（近接する側）の第１伝送路に相当する。空隙伝送路３３は第２伝送路に相当する。また、空隙伝送路２８Ｂは、空隙伝送路３３の延出方向とその延出方向が同方向となるように配置されて空隙伝送路３３の開口端に対して、連通されている。空隙伝送路２８Ｂの外端は、図示はしないが固定型２０の外部空間に開口されている。

（実施形態の作用及び効果）
本実施形態においても、第１実施形態で説明した(１)～（３）で述べた同様の作用効果を有するとともに、以下の作用効果を有する。

（１）本実施形態では、空隙伝送路は、無線送信部に対応する側（近接する側）の第１伝送路である空隙伝送路２７と、屈曲部を介して空隙伝送路２７と連結された第２伝送路である空隙伝送路３３とを含む。また、屈曲部は、長辺を含む仮想平面上において、空隙伝送路３３の空隙伝送路２７に対する屈曲角θを｜θ｜≦９０°とするように屈曲している。

上記構成によって、屈曲部を有する空隙伝送路では、無線送信部である無線通信部５７からの送信信号を、金型から離間した外部装置に対して良好に送信することが可能となる。

＜試験３＞
次に上記構成の金型装置１０の空隙伝送路２７、３３、２８Ｂの大きさ、屈曲角θ、及び無線通信部５７の出力を下記の値とした試験３の結果を示す。

空隙伝送路２７、３３、２８Ｂの合計伝送路長：２００ｍｍ
空隙伝送路２７、３３、２８Ｂの長辺：３３ｍｍ
空隙伝送路２７、３３、２８Ｂの短辺： ５ｍｍ
屈曲角θ：３０°、６０°、８９°、９０°、９１°、１２０°、１５０°
無線通信部５７の無線出力 ： ２．５ｍＷ
無線通信部５７の送信信号の周波数：２．４ＧＨｚ
無線通信部５７の送信信号の波長 ：１２４．９ｍｍ
受信装置６０は、無線通信部５７から、空隙伝送路２８Ｂの開口部から軸心方向に沿って直線距離で２０００ｍｍ離間して配置し、いずれの屈曲角の場合も、同一の受信感度で測定した。

受信装置６０により、無線通信部５７からの送信信号を正常に受信した結果は下記の通りである。なお、長辺の各数値の下の評価「×」は受信不能であり、受信が不安定な状態での受信、「○」は安定して受信ができたことを示す。

（試験３の結果）
３０°、６０°、８９°、９０°、９１°、１２０°、１５０°
○ ○ ○ ○ × × ×
以上の結果により、屈曲角θが｜θ｜≦９０°の場合は、無線送信が可能であることが確認できた。

（第４実施形態）
次に、図５～図９を参照して、第４実施形態のダイカスト金型装置を説明する。ダイカスト金型装置は、樹脂成形の金型装置と同様の構成である。

図５に示すようにダイカスト金型装置１００（以下、金型装置１００という）は、固定入れ子１０２が装着された固定主型１０４と、可動入れ子１０６が装着された可動主型１０８とを備えている。固定主型１０４及び可動主型１０８は、固定盤１０５及び可動盤１１８に対して一体に固定されている。固定入れ子１０２及び固定主型１０４は固定型に相当する。可動入れ子１０６及び可動主型１０８は可動型に相当する。

型閉時には金型装置１００の内部には固定入れ子１０２と可動入れ子１０６間にはキャビティ１０９が形成される。そして、固定主型１０４に設けられた図示しないスリーブから圧入された溶湯が図示しない溶湯通路を通って前記キャビティ１０９内に注入される。可動入れ子１０６の裏側近傍に空間１１２が設けられている。空間１１２内には、押出ピン１１４、１１６が取付けられた押圧部材としての押出板１２０、１２２が収納されている。押出ピン１１４、１１６は、鉄鋼等の金属からなる。なお、押圧部材は、板に限定するものではなく、ブロックであってもよい。押出板１２０、１２２は、金型の付属部材に相当する。

押出板１２０、１２２には、複数の前記押出ピン１１４、１１６が直角に取付けられている。押出ピン１１４、１１６は鋳造後に可動入れ子１０６から成形品としての鋳造製品を押出すためのピンである。

図５に示すように押出板１２０、１２２は、重ね合わされた状態で一体に連結されており、押出ピン１１４、１１６の基端に一体に連結された押出座１１５、１１７を挟着している。押出座１１５、１１７は、押出ピン１１４、１１６の直径よりも拡径されて低円柱状に形成されている。

図９（ｂ）に示すように押出ピン１１４には、基端からその軸心方向に向けて、収納孔１１４ａが形成されている。収納孔１１４ａは、押出座１１５の底面に径方向に延びて凹設された凹溝１１５ａと連通している。

収納孔１１４ａには、歪みセンサ１２４が収納されていて、接着剤により、押出ピン１１４と一体となるように固定されている。押出ピン１１４が先端に印加される圧力に応じてその軸方向の伸縮がある場合、押出ピン１１４と一体化された歪みセンサ１２４がその伸縮量に基づいて前記圧力を検出する。

歪みセンサ１２４の押出座１１５には合成樹脂製のケース１２６が一体に連結されている。図９（ａ）に示すようにケース１２６には、アンプ１５５、ＡＤコンバータ１５６及び無線通信部１５７、並びにバッテリＢが装着された基板１５４が収納されている。合成樹脂製のケース１２６は無線通信部１５７の送信信号を外部に向かって送信可能である。歪みセンサ１２４、アンプ１５５、ＡＤコンバータ１５６及び無線通信部１５７は回路部を構成する。無線通信部１５７は、無線送信部に相当する。基板１５４はケース１２６と一体となるように図示しないビス等により連結されている。ケース１２６は、その底面が押出座１１５の底面と面一に配置されている。また、押出座１１５の高さは、ケース１２６の高さよりも高くされていて、ケース１２６には、押出板１２０が押圧作動するときの負荷がケース１２６に印加されないようにされている。図９（ｂ）に示すように前記歪みセンサ１２４は、アンプ１５５に対してリード線１５２と電気的に接続されている。

押出板１２２において、押出板１２０との合わせ面には、押出座１１５及びケース１２６、並びに、押出座１１７を収納する収納凹部１２１、１２３が形成されている。収納凹部は、押出板１２０側に設けても良く、或いは、両方にそれぞれ設けてもよい。収納凹部１２１、１２３の高さは、押出座１１５、１１７の高さと同じとしている。

また、押出板１２２において、押出板１２０との合わせ面には、収納凹部１２１と連通する凹溝が設けられて、これを空隙伝送路１２９としている。前記凹溝は、押出板１２０側に設けても良く、或いは、両方にそれぞれ設けてもよい。

空隙伝送路１２９の横断面形状において、長辺の長さをａとし、無線通信部１５７の送信信号の波長をλとしたとき、ａ≧λ／４としている。短辺の長さは、限定はしない。例えば、極端に短くてもよい。

空隙伝送路１２９は、押出板１２２の外側面で開口されている。

前記押出ピン１１４、１１６は水平な状態で軸方向に移動できるように、前記可動主型１０８および可動入れ子１０６の貫通孔１１０に挿通されている。また、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように空間１１２は可動主型１０８が可動盤１１８に対してダイベース１０７で固定されることにより形成されている。押出板１２０を押圧作動する押出ロッド１１１は図示しない油圧シリンダに装着されている。これにより、型開時には、押出板１２０は図示しない油圧シリンダの付勢力によって図中左限位置まで押されていて、押出ピン１１４、１１６の可動入れ子１０６からの突出量を増大させる。

（第４実施形態の作用）
本実施形態のダイカスト金型装置１００の動作について説明する。図５に示すように、型閉時は、図示しないスリーブ、及び溶湯通路を介してキャビティ１０９に溶湯が圧入されて鋳造が行われる。この鋳造時に溶湯が圧入される際に、キャビティ１０９内の溶湯が、押出ピン１１４を押圧すると、その時の高圧力により、押出ピン１１４が縮むため、歪みセンサ１２４がその圧力を検出する。歪みセンサ１２４の検出信号は、アンプ１５５により増幅される。増幅された検出信号は、ＡＤコンバータ１５６にてデシタル信号に変換されて無線通信部１５７へ出力される。そして、無線通信部５７からの送信信号は無線で収納凹部１２１、空隙伝送路１２９を介して外部装置へ送信される。

そして、鋳造後の型開時には、可動主型１０８が固定主型１０４から離れると、押出板１２０が図示しない油圧シリンダの付勢力によって可動盤１１８から離れる方向に動かされる。これにより、押出ピン１１４、１１６が可動入れ子１０６のキャビティ壁面から突出し、図７、図８に示すように鋳造製品Ｓがキャビティ１０９の壁面から突き離される。

このとき、押出ピン１１４に設けられた歪みセンサ１２４により、押出するときの力を測定することができる。このことによって、ダイカスト製品が金型に焼付いたり、金型とかじりが生じたりして、押出時に製品が変形することがあるが、押出力が計測されることにより、押出時のトラブルや製品の変形を未然に防止することが可能となる。

本実施形態では、下記の作用及び効果を有する。

（１）本実施形態の金型装置１００は、可動入れ子１０６及び可動主型１０８に、キャビティ１０９に形成された鋳造製品Ｓをキャビティ壁面から突き放す押出ピン１１４と、型開時に押出ピン１１４の基端に設けられた押出座１１５、１１７を押圧する押出板１２０、１２２を有する。回路部を構成する歪みセンサ１２４、アンプ１５５、ＡＤコンバータ１５６及び無線通信部１５７、並びにバッテリＢは付属部材としての押出板１２０、１２２にて覆われるとともに、押出板１２０、１２２に空隙伝送路１２９が設けられている。

上記構成によれば、押出板１２０、１２２にて回路部、並びにバッテリＢが覆われることにより、歪みセンサ１２４の検出信号は、外部装置へ有線で行うことなく送信することができるとともに有線を使用しないため、断線及び配線間違いが生ずることがない。また、押出板１２０、１２２に覆われている無線送信部は、成形品の製造時及び金型交換等の作業において邪魔になることはない。

（２）本実施形態の金型装置１００は、歪みセンサ１２４が、押出ピン１１４と一体化されていて、回路部に含まれる残りのアンプ１５５、ＡＤコンバータ１５６及び無線通信部１５７は、押出座１１５に並設されて前記押出座の厚みよりも薄く形成されたケース１２６内に収納されていてもよい。この結果、押圧部材がケース１２６を回避しながら押出座１１５を介して押出ピン１１４を押圧することが可能となる。

特に、押出ピン１１４は、ワンショット毎に、ロッド１１１により押圧されて貫通孔１１０を摺動する構成である。このことは、第１実施形態のピン体５２とは大きく異なる。ピン体５２は、キャビティ４０内に樹脂が充填されるときにピン体５２が樹脂圧により押圧されて移動し、成形品が金型から外された後にスプリング等の付勢部材により原位置に復帰する。

ところで、樹脂成形やダイカストでは、離型剤や、キャビティに充填される材料である樹脂、或いは鋳造品の材質であるアルミニウム等のバリが、ピン体５２と収納孔２４間や押出ピン１１４と貫通孔１１０間の空隙に侵入する。第１実施形態では、侵入した離型剤、或いは樹脂により、ピン体５２が固着する虞がある。このときの固着力が前記付勢部材の付勢力より勝っていると、ピン体が移動できなくなり、圧力の伝達が不能になる虞もある。

これに対して、本実施形態では、押出ピン１１４と貫通孔１１０間の空隙に離型剤や金属が侵入した場合であっても、押出ロッド１１１により、押出ピン１１４が摺動するため、押出ピンが貫通孔１１０の周面と固着することがない。このため、押出ピン１１４に一体化された歪みセンサによる圧力検出が不能となることがない。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の金型装置を図１０及び図１１を参照して説明する。なお、第５実施形態の金型装置は、第４実施形態の金型装置１００と一部が異なるだけであるため、異なる構成について説明し、第４実施形態の金型装置１００と同一、または、相当する構成については、同一符号を付して、その説明を省略する。

第４実施形態の金型装置１００では、押出板１２０と押出板１２２とが重ね合された構成としたが、本実施形態では、図１０に示すように、押出板１２０と押出板１２２が離間して配置されているところが異なっている。すなわち、押出板１２２と押出板１２０はスペーサ１３４により離間して配置されるとともに、スペーサ１３４に挿通したボルト１３２により一体に連結固定されている。

そして、スペーサ１３４により、相互に離間した押出板１２０，１２２間には、四方に開口した空間が形成されていて、該空間が空隙伝送路１３０とされている。また、図１１に示すように押出ピン１１６は、複数設けられていて、一部の押出ピン１１６が押出ピン１１４に対して相互に近接して配置されている。そして、本実施形態では、押出ピン１１４に設けられたケース１２６は、近接する他の押出ピン１１６の押出座１１７と干渉を避けるために受信装置６０側に指向するように配置されていない。このため、本実施形態では、図１１に示すように、押出板１２０、１２２間の空隙伝送路１３０に一対の反射板１６０が押出板１２２に固定されている。反射板１６０は、無線通信部１５７からの送信信号が図１１の矢印に示すように受信装置６０側に向けて反射するように配置されている。

押出ピン１１４、１１６の押出座１１５、１１７は、押出板１２０、１２２間に挟着されている。また、ケース１２６は押出座１１５の高さよりも低くされていて押出板１２０とは当接されているが、押出板１２２とは離間して配置されている。

上記のように構成された本実施形態においても、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。

さらに従来の押出ピンを無線通信部付きのケースが付いたセンサ内蔵の押出ピンに入れ替えるだけで金型を改造することなく任意の押出ピンの箇所の圧力や押出力を測定することができるようになる。この結果、計測のための準備が不要になる効果を有する。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・前記実施形態では、センサは圧力センサとしたが、センサは圧力センサに限定するものではない。金型に配置されるセンサは、種々あるが、例えば、金型等の温度を検出する温度センサ、振動検出のための加速度センサ、可動する側の金型の位置を検出する位置センサ等を挙げることができる。例えば、前記温度は、金型の環境状態が分かる検出値である。また、振動検出のための加速度は金型の作動状態がわかる検出値である。前記金型の位置は、金型の作動状態が分かる検出値である。

・前記実施形態では、センサは１つであったが、複数のセンサを金型に対して同様に設けてもよい。なお、この場合、各センサと、外部装置とをケーブルで接続する場合は、ケーブルと外部装置間の接続間違いが生ずる虞があるが、本実施形態では、接続間違いが生ずることはない。

・前記各実施形態では、送信信号をデジタル信号としたが、ＡＤコンバータ５６を省略してアナログ信号を送信信号として送信するようにしてもよい。

・第１実施形態では、射出成形用の金型装置に具体化したが、射出成形用の金型装置に限定するものではなく、プレス金型、ブロー成形型、圧縮成形型、真空成形型等の他の金型装置に具体化してもよい。

・なお、実施形態の空隙伝送路は、例えば、第１実施形態では、空隙伝送路２７の断面形状は、四角形、すなわち長方形としているが、断面形状はこの形状に限定するものではない。例えば、前記長方形が少なくとも内接可能な断面形状、例えば、円形、楕円形、三角形、多角形、星形等の他の形状であってもよい。

・第１、第４、第５実施形態では、アンプ５５、ＡＤコンバータ５６及び無線通信部５７が一体化されていたが、このうち、２つを一体化してもよい。また、センサを含めて少なくとも２つを一体化してもよい。さらに、回路部中、ＡＤコンバータ５６を省略した場合は、残りのセンサ、アンプ、及び無線通信部のうち、少なくとも２つを一体化してもよい。なお、回路部を構成するセンサ、アンプ、ＡＤコンバータ及び無線通信部は、必ずしも一体化することは必須ではなく、それぞれ個別に設けられていてもよい。また、一体化の方法は、基板を介して一体化することに限定するものではなく、モールドにより行ってもよい。

また、回路部に、ＡＤコンバータが含まれない実施形態においては、歪みセンサ、アンプ、及び無線通信部のうち、少なくとも２つを一体化してもよい。

・第４実施形態では、可動型に押出ピンを設けたが、固定型に押出ピンを設けても良く、或いは、両型にそれぞれ押出ピンを設けてもよい。

・第５実施形態では、反射板１６０を設けたが、無線通信部１５７を受信装置６０に指向して配置できる場合には、反射板１６０を省略してもよい。

・第４及び第５実施形態の金型装置において、押出ピン１１６及び押出板１２０、１２２の構成は、従来構成と同様の構成である。従って、従来の金型装置であって、複数、または単数の押出ピン１１６のうち、少なくとも１つの押出ピンを、回路部及びバッテリを有するケース１２０を備えた押出ピン１１４に変更するだけで、第４実施形態、または第５実施形態の作用効果を容易に実現することができる。

１０…金型装置
２０…固定型
２１…固定主型
２１ａ…収納凹部
２１ｂ…内底面
２１ｃ…内側面
２２…固定入れ子
２２ａ…凹部
２４…収納孔
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ…凹溝
２７、２８Ａ、２８Ｂ、２９…空隙伝送路
３０…可動型
３１…可動主型
３１ａ…収納凹部
３２…可動入れ子
３２ａ…凹部
４０…キャビティ
５０…センサ部
５４…歪みセンサ
１００…金型装置
１０２…固定入れ子
１０４…固定主型
１０６…可動入れ子
１０８…可動主型
１０９…キャビティ
１１０…貫通孔
１１２…空間
１１４、１１６…押出ピン
１１５、１１７…押出座
１２０、１２２…押出板
１２１…収納凹部
１２４…歪みセンサ
１２６…ケース
１５４…基板
１５５…アンプ
１５６…ＡＤコンバータ
１５７…無線通信部
バッテリ…Ｂ

Claims (8)

1. 金型と、
   前記金型の作動状態または環境状態を検出するセンサ、前記センサの検出信号を増幅するアンプ、及び、前記アンプからの検出信号を送信信号として無線で送信する無線送信部、を含む回路部と、
   前記回路部に電力を供給するバッテリと、を備え、
   前記回路部及び前記バッテリが、前記金型または前記金型の付属部材にて覆われていて、
   前記金型、及び、前記付属部材のうち、少なくとも一方は、前記無線送信部からの前記送信信号を前記金型または前記付属部材から離間した外部装置へ無線で伝送する空隙伝送路を有し、
   前記空隙伝送路は、その延出方向に直交する横断面の形状が、相互に直交する長辺及び短辺を有する四角形、又はその四角形が少なくとも内接可能な形状であって、前記長辺の長さをａとし、前記送信信号の波長をλとしたとき、ａ≧λ／４である金型装置。
2. 前記センサ、前記アンプ、前記無線送信部、及び前記バッテリのうち、少なくとも２つが一体化されている請求項１に記載の金型装置。
3. 前記検出信号がアナログ信号であり、
   前記回路部は、さらに、前記アンプと前記無線送信部との間に設けられて、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータを含む請求項１に記載の金型装置。
4. 前記センサ、前記アンプ、前記ＡＤコンバータ、前記無線送信部、及び前記バッテリのうち、少なくとも２つが一体化されている請求項３に記載の金型装置。
5. 前記空隙伝送路は、第１伝送路と、屈曲部と、前記屈曲部を介して前記第１伝送路と連結された第２伝送路と、を含み、前記屈曲部は、前記長辺を含む仮想平面上において、前記第２伝送路の前記第１伝送路に対する屈曲角θを｜θ｜≦９０°とするように屈曲している請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の金型装置。
6. 前記金型は固定型及び可動型を含み、前記金型装置はさらに、
   前記固定型と前記可動型のうち、いずれか一方に設けられて、前記金型のキャビティ内に形成された成形品を型開時に前記キャビティの壁面から突き放す押出ピンと、
   前記押出ピンの基端に設けられた押出座を前記型開時に押圧する押圧部材と、を有し、
   前記押圧部材が前記付属部材であり、
   前記回路部が前記押圧部材にて覆われるとともに、前記押圧部材に前記空隙伝送路が設けられている請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の金型装置。
7. 前記回路部に含まれる前記センサが、前記押出ピンと一体化されていて、
   前記回路部に含まれる残りの構成物が、前記押出座に並設されて前記押出座の厚みよりも薄く形成されたケース内に収納されている請求項６に記載の金型装置。
8. 前記押圧部材は相互に離間した２つの押圧板を含み、前記２つの押圧板の間の空間が前記空隙伝送路を形成している請求項６又は請求項７に記載の金型装置。

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