WO2016075943A1 - 成形金型、及び金型交換方法 - Google Patents

Abstract

　成形金型は、下ホルダ（１１）、中間ホルダ（１２）、上ホルダ（１３）、ロック部材（４）、上リンクバー（３）、下リンクバー（２）、規制部材（５）、および駆動部（６）を備える。ロック部材は、中間ホルダによって型開閉方向の移動が規制され、且つ型分割面方向に移動可能に保持されている。型閉位置でロック部材が嵌合可能な第１保持溝（３１）を有する。下リンクバーは、ロック部材が嵌合可能な第２保持溝（２１）と、上リンクバーの第１保持溝に嵌合したロック部材が進入したとき第１保持溝から離脱可能となるリリース部（２２）とを有する。規制部材は、ロック部材が第２保持溝に嵌合することを禁止する規制位置と、ロック部材が第２保持溝に嵌合することを許容する自由位置との間で移動可能である。

Description

成形金型、及び金型交換方法 関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１４年１１月１３日に出願された日本特許出願２０１４－２３０６９１号を基にしている。

　本開示は、成形金型、及び金型交換方法に関する。

　樹脂の射出成形等において、型開時に、例えばランナを取り出す位置と、ピンポイントゲート式の成形品を取り出す位置との２箇所で金型が開くスリープレート成形金型が知られている（例えば特許文献１参照）。

　また、複数種類の成形品を同一の成形機で成形する場合、成形機の台盤に共通に取り付けられる筺体としてホルダを用い、成形品毎のキャビティ及びコアを形成した型板を交換可能にホルダに装着するカセット式金型が知られている。

特開平２００８－１１９９５３号公報

　参考例として、成形機ノズルが地側から当接し上向きに樹脂を射出する縦型のカセット式のスリープレート成形金型を想定する。スリープレート成形金型は、下型板、中間型板、および上型板の３枚の型板を有する。下型板、中間型板、上型板はそれぞれ、下ホルダ、中間ホルダ、上ホルダに収容される。

　この参考例の成形金型では、ある成形品の生産終了後、成形機の台盤にホルダを取り付けたまま型板のみを交換して別の成形品の生産に移行することが可能である。

　複数型板を同時に交換する作業では、成形が終了しホルダとの固定が解除された各型板に対し、例えば各型板の底面を支持可能な複数の爪が奥に向かって突き出した交換用治具を金型の正面から挿入する。そして、各型板を交換用治具の爪に載置し、ホルダから手前に引き出す。その後、次に成形で使用する別の各型板を交換用治具の爪に載置してホルダ内に押し込み、ホルダに装着する。

　この交換作業での各型板間の型開き量は、交換用治具の爪を挿入可能な程度の間隔であればよい。しかしながら、本開示の発明者らによる検討によると、この参考例に係るスリープレート成形金型の型開き機構では、成形時と交換時との型開き量とを切り替えることができない。そのため、少なくとも下型板と中間型板との間は、交換時にも成形時と同じ位置まで型開きすることとなる。すると、中間型板や上型板の位置が高くなり、各型板を爪に載置したときの交換用治具の重心位置が高くなるため、交換作業時の安全性や作業性が低下する恐れがあった。

　上記の不具合に対し、交換作業専用の外部動作機構を設け、交換時に中間型板及び上型板を任意の高さまで持ち上げるという方法が考えられる。しかし、型板を持ち上げる程の出力性能を有する動作機構を設けると、設置スペースを要し、コストが増大する恐れが発生する。

　本開示は、上述点に鑑みてなされたものであり、複数型板同時交換作業の作業性を向上させることが可能な成形金型、及び、これを用いた金型交換方法を提供することを目的とする。

　本開示の成形金型は、順に積み重ねられ、共通筺体を構成する下ホルダ、中間ホルダ、及び上ホルダと、下ホルダ、中間ホルダ、及び上ホルダにそれぞれ交換可能に装着される下型板、中間型板、及び上型板と、を備える。

　成形金型は、ロック部材、上リンクバー、下リンクバー、規制部材、及び駆動部を備える。ロック部材は、中間ホルダによって型開閉方向の移動が規制され、且つ型分割面方向に移動可能に保持されている。

　上リンクバーは、上ホルダから中間ホルダに向かって突出するように上ホルダに取り付けられる。上リンクバーは、型閉位置でロック部材が嵌合可能な第１保持溝を有しており、ロック部材が第１保持溝に嵌合したとき中間ホルダと上ホルダとが固定される。下リンクバーは、ロック部材を挟んで上リンクバーと対向する側に、下ホルダから中間ホルダに向かって突出するように下ホルダに取り付けられ、ロック部材が嵌合可能な第２保持溝、及び、上リンクバーの第１保持溝に嵌合したロック部材が進入したとき第１保持溝から離脱可能となるリリース部を有している。ロック部材が第２保持溝に嵌合したとき下ホルダと中間ホルダとが所定の第１間隔を有する状態で固定される。また、ロック部材がリリース部に進入したとき上ホルダと中間ホルダとの固定が解除される。

　規制部材は、ロック部材が第２保持溝に嵌合することを禁止する規制位置、及び、ロック部材が第２保持溝に嵌合することを許容する自由位置との間で移動可能である。駆動部は、規制部材の位置を規制位置又は自由位置に切り替える。

　本開示の成形金型によると、成形中の型開時には、下リンクバーの第２保持溝の高さをロック部材が通過するとき、駆動部により規制部材を規制位置に移動させ、ロック部材が第２保持溝に嵌合することを禁止することで、下ホルダと中間ホルダとの型開き量を大きく確保することができる。

　一方、交換時には、駆動部により規制部材を自由位置に移動させ、ロック部材が第２保持溝に嵌合することを許容することで、下ホルダと中間ホルダとの型開き量を所定の第１間隔に規制する。この第１間隔は、例えば交換用治具に設けられ型板を支持可能な爪（支持部）を挿入可能な程度の最小間隔に設定されている。

　これにより、成形時と交換時とで型開き量を切り替えることができる。したがって、特に複数型板同時交換作業時に、各型板を爪に載置したときの交換用治具の重心位置を低くすることで、安全性や作業性を向上させることができる。こうして交換作業を効率的に行うことで、交換時間を短縮することができる。

　また、本開示における駆動部の駆動力は、規制部材の位置を切り替えるための軽微な力でよいため、型板を持ち上げる動作機構を設ける場合に比べて、設置スペースやコストを低減することができる。

　本開示の金型交換方法では、上記成形金型において、下型板、中間型板及び上型板のうち複数枚の型板を同時に交換する。この金型交換方法は、以下（Ｉ）－（ＩＶ）の段階を含む。

　（Ｉ）型閉位置から、ロック部材が上リンクバーの第１保持溝に嵌合しつつ、中間ホルダと上ホルダとが固定された状態で型開方向に一体に移動する段階。

　（ＩＩ）規制部材が自由位置にあり、中間ホルダが型開方向に移動してロック部材が第１保持溝から離脱し第２保持溝に嵌合することで、下ホルダと中間ホルダとが第１間隔を有する状態で固定される段階。

　（ＩＩＩ）上ホルダが型開方向に移動し、中間ホルダと上ホルダとの間に所定の第２間隔が生成される段階。

　（ＩＶ）複数枚の型板を同時に支持可能な複数の支持部を有する交換用治具を用い、複数枚の型板を、対応するホルダに対して交換する段階。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
本開示の一実施形態に係る成形金型の平面図。 図１の成形金型の型閉状態の正面図。 図１の成形金型の型閉状態での、型板装着方向における断面図。 図１の成形金型の型開状態の正面図。 図１の成形金型の型開状態での、型板装着方向における断面図。 成形金型の成形時の型開き量を示す斜視図。 成形金型の交換時の型開き量を示す斜視図。 交換用治具を用いた成形金型の交換方法を説明する斜視図。 成形金型の成形時の型開閉動作を示す模式図。 成形金型の交換時の型開閉動作を示す模式図。 参考例に係る成形金型の成形時の型開閉動作を示す模式図。 参考例に係る成形金型の交換時の型開閉動作を示す模式図。 その他の実施形態に係る駆動部を示す模式図。

　以下、本開示の一実施形態に係る成形金型を図面に基づいて説明する。

　最初に、成形金型の全体構成について、概略構成図１～図３を参照して説明する。図１は天地方向（上下方向）における上方から視た平面図である。図２Ａおよび図３Ａは作業者側から視た正面図、図２Ｂおよび図３Ｂは側方から視た、型センタを通る平面での断面図である。図２、図３において、紙面の上側が上下方向における上方（天側）、下側が下方（地側）に相当する。すなわち、本実施形態の成形金型１００は、縦型の射出成形機に取り付けられ、天地方向に型開閉する。図１では、射出成形機の台盤９８及びタイバー９９を二点破線で示す。

　なお、位置決め、突き出し機構、金型温調等、一般的な構成に関する図示を省略する。

　成形金型１００は、ピンポイントゲート方式が適用されるスリープレート金型である。

　図２Ａ、２Ｂに示す型閉状態では、図示しない射出成形機ノズルからノズルタッチ部８１を通って射出された溶融樹脂が、スプルー８２、ランナ溝８３、及びピンポイントゲート８４を経由してキャビティ８５に充填され、冷却固化する。

　図３Ａ、３Ｂに示す型開状態では、成形金型１００は、２箇所の型分割面で型開きし、それぞれのスペースからランナ８７及び成形品８８が取り出される。

　成形金型１００の構成を順に説明する。成形金型１００は、成形機の台盤９８に共通に取り付けられる筺体としてホルダを用い、成形品毎のキャビティ及びコアを形成した型板を交換可能にホルダに装着する「カセット式金型」として構成されている。これにより、複数種類の成形品を同一の成形機で成形する場合、型板のみを交換すればよいので交換が容易である。また、金型の製作コストや保管スペースを低減することができる。

　成形金型１００は、下ホルダ１１、中間ホルダ１２、上ホルダ１３、下ホルダ１１、下型板７１、中間型板７２、及び上型板７３と、を備える。中間ホルダ１２、及び上ホルダ１３は順に積み重ねられ、カセット式金型における共通筺体を構成する。下型板７１、中間型板７２、及び上型板７３は、下ホルダ１１、中間ホルダ１２、及び上ホルダ１３にそれぞれ交換可能に装着される。３つのホルダ１１、１２、１３を総括してホルダユニット１０といい、３枚の型板７１、７２、７３を総括して型板ユニット７０という。

　ホルダ１１、１２、１３には、正面側が開放し背面側が閉塞した収容空間が形成されている。型板７１、７２、７３は、正面側から奥に向かって挿入されることでホルダ１１、１２、１３に装着可能である。

　下型板７１は、成形機の固定台盤に取り付けられ、ノズルタッチ部８１、スプルー８２及びランナ溝８３を有している。中間型板７２は、ピンポイントゲート８４及びキャビティ８５を有している。上型板７３は、成形機の可動台盤に取り付けられコアを有している。

　３つのホルダ１１、１２、１３には複数（例えば４本）のガイドピン１８が挿通されている。また、本実施形態では、ホルダ１１、１２、１３の正面側左右、及び、背面側左右の計４箇所にリンク機構２００が設けられている。成形機の可動台盤が上昇または下降することで、可動台盤に取付けられた上ホルダ１３、及び、上ホルダ１３と下ホルダ１１との間にリンク機構２００で接続された中間ホルダ１２がガイドピン１８に沿って上昇または下降し、型板７１、７２、７３が型開閉する。上ホルダ１３の型開き限界は、係止ツバ部を端部に有する型開き規制ピン１９（図１参照）を用いて制限されるが、周知技術であるため図示を省略する。また、リンク機構２００の詳細については後述する。

　次に、型板７１、７２、７３をホルダ１１、１２、１３に装着する構造、及び、ホルダ１１、１２、１３に装着された３枚の型板７１、７２、７３を同時に交換する「複数型板同時交換作業」について、図４～図６を参照して説明する。

　図４、図５に示すように、下ホルダ１１は、上面１１２における開口幅が下ホルダ１１の内部に形成された収容空間の幅よりも狭くなるように形成された溝を有している。下型板７１は、上面７１２の側縁部に形成された段部７４を有し、下型板７１が下ホルダ１１に装着される際、段部７４が下ホルダ１１のレール１４に案内される。

　中間ホルダ１２は、下面１２１及び上面１２３における開口幅が中間ホルダ１２の内部に形成された収容空間の幅よりも狭くなるように形成されている。中間型板７２の下面７２１及び上面７２３の側縁部に形成された段部７５１、７５３がそれぞれ中間ホルダ１２のレール１５１、１５３に案内されるように装着される。

　上ホルダ１３は、下面１３２における開口幅が上ホルダ１３の内部に形成された収容空間の幅よりも狭くなるように形成された溝を有している。上型板７３は、下面７３２の側縁部に形成された段部７６を有し、上型板７３が上ホルダ１３に装着される際、段部７６が上ホルダ１３のレール１６に案内される。

　型板７１、７２、７３がホルダ１１、１２、１３に装着された状態で、各型板の基準面７１２、７２１、７２３、７３１の位置は、各ホルダの基準面１１２、１２１、１２３、１３１の位置にほぼ一致する。詳細には、各型板の基準面７１２、７２１、７２３、７３１の位置は、型締め時に型板７１、７２、７３同士の面が確実に当接し樹脂漏れや面バリを防止するように設定されている。

　図４、図５には、代表して上型板７３及び上ホルダ１３のみに、突出ピン７７及び係止穴１７を示している。例えば装着前、突出ピン７７は上型板７３の外壁の内側に埋め込まれており、上型板７３を上ホルダ１３に装着後、外壁から突出させて係止穴１７に挿入することで、上型板７３が上ホルダ１３から抜けないように係止される。下型板７１と下ホルダ１１、中間型板７２と中間ホルダ１２も同様に係止される。

　カセット式金型では、ある成形品の生産終了後、成形機の台盤にホルダ１１、１２、１３を取り付けたまま、３枚の型板７１、７２、７３を交換して別の成形品の生産に移行することができる。この型板７１、７２、７３の交換作業を「交換作業」という。また、３枚のうち２枚以上を同時に交換する作業を「複数型板同時交換作業」という。以下では３枚の型板７１、７２、７３を同時に交換する場合を想定して説明する。

　ここで、図４における下型板７１と中間型板７２との間隔Ｈ１、及び、中間型板７２と上型板７３との間隔Ｈ２は、成形時の型開き量に相当する。参考例のように成形時の型開き量と交換時の型開き量とを切り替えることができない金型では、少なくとも下型板７１と中間型板７２との間隔Ｈ１については、成形時と同じ型開き量を用いて複数型板同時交換作業を行うこととなり、その場合、３枚の型板７１、７２、７３の重心Ｇの位置は比較的高くなる。そのため、交換作業における安全性や作業性が低下する恐れがある。

　そこで、本実施形態の成形金型１００は、成形時の型開き量と交換時との型開き量とを切り替え可能とすることで、交換時の型開き量を必要最小限の間隔に設定する。つまり、図５に示すように、本実施形態では、複数型板同時交換作業における下型板７１と中間型板７２との間隔ｈ１、及び、中間型板７２と上型板７３との間隔ｈ２は、それぞれ、成形時の型開き量に相当する間隔Ｈ１、Ｈ２（図４参照）よりも小さく設定される。間隔ｈ１、ｈ２は、「第１間隔」及び「第２間隔」に相当する。これにより、３枚の型板７１、７２、７３の重心ｇの位置は、図４の重心Ｇの位置よりも低くなる。

　また、本実施形態において複数型板同時交換作業に用いる交換用治具を図６に示す。交換用治具９には、主板９１の正面側に把手９２が設けられ、主板９１の背面側に「支持部」としての爪９３、９４が突出している。爪９３は、下型板７１の上面７１２と中間型板７２の下面７２１との間に挿入され、中間型板７２を支持可能である。爪９４は、中間型板７２の上面７２３と上型板７３の下面７３２との間に挿入され、上型板７３を支持可能である。なお、下型板７１を支持する部分については図示を省略する。

　このように、本実施形態の複数型板同時交換作業では、下型板７１と中間型板７２との間、及び、中間型板７２と上型板７３との間に少なくとも交換用治具９の爪９３、９４を挿入可能な程度の間隔を確保すればよく、それ以上に型開きする必要はない。

　複数型板同時交換作業時、作業者は、型板７１、７２、７３とホルダ１１、１２、１３との係止を解除し、交換時の型開き量である間隔ｈ１、ｈ２に開かれた成形金型１００に対し、交換用治具９の爪９３、９４を挿入する。そして、各型板７１、７２、７３が支持された状態で把手９２を持って交換用治具９を引き出すことで、３枚の型板７１、７２、７３を同時に取り出すことができる。また、次の成形に用いる型板７１、７２、７３を同様に交換用治具９に載せてホルダ１１、１２、１３に同時に挿入した後、各型板７１、７２、７３の突出ピン７７を対応するホルダ１１、１２、１３の係止穴１７に係止させる。

　この交換作業において、交換用治具９の重心ｇの位置が低い状態で作業することができるため、安全性や作業性が向上する。

　次に、ホルダ１１、１２、１３に跨って設けられ成形時と交換時との型開き量を切り替え可能とするリンク機構２００の構成について、参考例と対比しつつ、図７～図１０を参照して説明する。本実施形態のリンク機構２００による成形時及び交換時の型開閉動作を図７及び図８に示し、参考例のリンク機構２０９による成形時及び交換時の型開閉動作を図９及び図１０に示す。図７～図１０の各（ａ）は型閉時を示し、（ｂ）から（ｅ）の順に型が開いていく段階を示している。

　なお、ロックピン４（図７～図１０）及びスライダ５（図７、図８）に付したハッチングは周囲の部材との区別を目的とするものであり、断面を示すものではない。

　先に、図９、図１０を参照し、参考例のリンク機構２０９について説明する。リンク機構２０９は、下ホルダ１１に取り付けられた下リンクバー２９、上ホルダ１３に取り付けられた上リンクバー３、中間ホルダ１２に取り付けられたロックピンガイド４０、及びロックピンガイド４０に保持されたロックピン４を有している。なお、下リンクバー２９及び上リンクバー３に図示した円形は、下リンクバー２９と下ホルダ１１、および上リンクバー３と上ホルダ１３とを締結しているボルトの頭部を表している。

　ロックピン４は、中間ホルダ１２において、型開閉方向（図９、１０の上下方向）の移動が規制され、且つ型分割面方向（図９、１０の左右方向）に移動可能に、ロックピンガイド４０に保持されている。本実施形態のロックピン４は、円柱体を呈している。

　上リンクバー３は、上ホルダ１３から中間ホルダ１２に向かって突出するように上ホルダ１３に取り付けられる。下リンクバー２９は、ロックピン４を挟んで上リンクバー３と対向する側に、下ホルダ１１から中間ホルダ１２に向かって突出するように下ホルダ１１に取り付けられる。

　以下、上リンクバー３及び下リンクバー２９に対しロックピン４側を、便宜上「内側」という。上リンクバー３の中間部内側には、型閉位置でロックピン４が嵌合可能な円弧状の第１保持溝３１が形成されている。また、下リンクバー２９の上端部内側には、円弧状の溝を上端に抜けるまで延ばした形状のリリース部２２が形成されている。

　図９に示す成形時、（ａ）の型閉位置にてロックピン４が第１保持溝３１に嵌合し、中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが固定される。（ｂ）、（ｃ）のように、中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが一体に上昇し、（ｃ）から（ｄ）にて、第１保持溝３１に嵌合したロックピン４が重力によりリリース部２２に進入すると、ロックピン４は第１保持溝３１から離脱し、中間ホルダ１２と上ホルダ１３との固定が解除される。その後、（ｄ）の位置からは上ホルダ１３が単独で上昇し、（ｅ）の位置で型開き限界に到達する。このときの下ホルダ１１と中間ホルダ１２との間隔、及び、中間ホルダ１２と上ホルダ１３との間隔は、図４に示す間隔Ｈ１、Ｈ２に相当する。

　一方、図１０に示す交換時にも、（ａ）～（ｃ）での動作は成形時と同じである。そのため、下ホルダ１１と中間ホルダ１２との間隔Ｈ１は、必然的に成形時と等しくなる。ただし、（ｅ）の位置では、成形機の可動台盤の移動量を少なめに調整することで、中間ホルダ１２と上ホルダ１３との間隔をＨ２よりも小さいｈ２に設定することができる。しかしながら、下ホルダ１１と中間ホルダ１２との間隔Ｈ１が成形時と同じであるため、複数型板同時交換作業における重心位置は比較的高くなり、安全性や作業性が低下することとなる。

　次に、図７、図８を参照し、本実施形態のリンク機構２００について説明する。本実施形態のリンク機構２００は、参考例のリンク機構２０９に対し下リンクバー２の構成が一部異なる。具体的には、リンク機構２００は、「規制部材」としてのスライダ５、及び、駆動部６をさらに有している。その他、参考例のリンク機構２０９と実質的に同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

　下リンクバー２は、リリース部２２の他に、「ロック部材」としてのロックピン４が嵌合可能な円弧状の第２保持溝２１を、その中間部内側に有している。スライダ５は、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを禁止する「規制位置」、及び、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを許容する「自由位置」との間で移動可能である。本実施形態のスライダ５は、規制位置において、下リンクバー２側から上リンクバー３側にロックピン４を押し付ける。

　本実施形態では、スライダ（規制部材）５が規制位置にあるとき、スライダ５の移動方向における先端が、下リンクバー２のうち上リンクバー３と対向する面上にある。具体的には、図７のうち（ａ）におけるスライダ５の位置が規制位置に相当する。しかしながら、ロックピン（ロック部材）４が第２保持溝２１に嵌合することを防ぐことができれば、規制位置におけるスライダ５の当該先端の位置は下リンクバー２の当該面上に限定されない。例えば、スライダ５の移動方向から見た時、スライダ５が規制位置において、第２保持溝２１の大半（例えば、半分以上）を覆っていても良い。あるいは、規制位置においてスライダ５が下リンクバー２の当該面から上リンクバー３に向けて突出していても良い。

　本実施形態では、スライダ５が自由位置にあるとき、スライダ５は下リンクバー２のうち第２保持溝２１を覆わない位置にある。換言すれば、スライダ５が自由位置にあるとき、スライダ５の移動方向において、第２保持溝２１の最も深い部分が、スライダ５の先端と下リンクバー２のうち上リンクバー３と対向する面との間に位置している。具体的には、図７のうち（ｂ）－（ｅ）および図８のうち（ａ）－（ｄ）におけるスライダ５の位置が自由位置に相当する。しかしながら、ロックピン（ロック部材）４が第２保持溝２１に嵌合することを許容することができれば、スライダ５は自由位置において、わずかに第２保持溝２１を覆っていても良い。例えば、スライダ５の移動方向から見た時、スライダ５が自由位置において第２保持溝２１の一部（例えば、半分未満）を覆っていてもよい。

　図１～図３に示すように、駆動部６は、成形金型１００の正面から視たとき中間ホルダ１２の左右両側に突出するように取り付けられている。駆動部６は、例えばエアシリンダであり、本体６１にエア圧が供給されることによりロッド６２が前進または後退し、ロッド６２の先端に取り付けられたスライダ５の位置を規制位置又は自由位置に切り替える。

　図７に示す成形時、（ａ）の型閉位置にてロックピン４が第１保持溝３１に嵌合し、中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが固定される。また、駆動部６によってスライダ５が規制位置に前進し第２保持溝２１の一部を塞ぐことで、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを禁止している。

　スライダ５が規制位置にある状態で、第２保持溝２１を通り過ぎた（ｂ）の位置まで、中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが一体に上昇すると、もはやロックピン４が第２保持溝２１に嵌合する可能性はなくなる。そのため、スライダ５は、駆動部６によって自由位置に後退する。（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）については、図９に示す参考例のリンク機構２０９の動作と同様である。そして、（ｅ）の型開き限界位置における下ホルダ１１と中間ホルダ１２との間隔はＨ１、中間ホルダ１２と上ホルダ１３との間隔はＨ２となる。

　一方、図８に示す交換時、（ａ）の型閉位置にてロックピン４が第１保持溝３１に嵌合し、中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが固定される点は成形時と同じである。しかし、成形時と異なり、駆動部６によってスライダ５が自由位置に後退している。つまり、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを許容している。

　中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが一体に上昇し第１保持溝３１に嵌合したロックピン４が第２保持溝２１の高さに達すると、ロックピン４は重力により、（ｂ）の位置で第２保持溝２１へ嵌合し始め、（ｃ）の位置で完全に嵌合する。ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することで、下ホルダ１１と中間ホルダ１２とが所定の「第１間隔ｈ１」を有する状態で固定される。ここで、第１間隔ｈ１は、例えば図６に示す交換用治具９の下段爪９３を挿入可能な程度の最小間隔に設定される。

　その後、（ｄ）の位置では、成形機の可動台盤の移動量を少なめに調整することで、中間ホルダ１２と上ホルダ１３との間隔をＨ２よりも小さい「第２間隔ｈ２」に設定することができる。第２間隔ｈ２は、例えば図６に示す交換用治具９の上段爪９４を挿入可能な程度の最小間隔に設定される。

　このように、本実施形態の成形金型１００は、第２保持溝２１が形成された下リンクバー２をリンク機構２００に用い、駆動部６によってスライダ５の位置を規制位置又は自由位置に切り替えることで、成形時と交換時との型開き量を切り替えることができる。つまり、成形時にはスライダ５を規制位置に移動させ、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを禁止し、交換時にはスライダ５を自由位置に移動させ、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを許容する。

　これにより、交換時の下ホルダ１１と中間ホルダ１２との間隔、及び中間ホルダ１２と上ホルダ１３との間隔を、いずれも成形時の型開き量に対応する間隔Ｈ１、Ｈ２よりも小さい第１間隔ｈ１及び第２間隔ｈ２に設定することができる。したがって、複数型板同時交換作業における重心位置を低くすることができ、安全性や作業性を向上させることができる。

　また、成形時と交換時との型開き量を切り替える構成としては、例えば、交換作業専用の外部動作機構を設け、交換時に中間型板７２及び上型板７３を任意の高さまで持ち上げるという方法も想定可能である。しかし、型板を持ち上げる程の出力性能を有する動作機構を設けると、設置スペースを要し、コストが増大する恐れがある。

　それに対し、本実施形態における駆動部６の駆動力は、スライダ５の位置を切り替えるための軽微な力でよいため、型板を持ち上げる動作機構を設ける場合に比べて、設置スペースやコストを低減することができる。

　（金型交換方法）
　本実施形態の複数型板同時交換作業は、成形金型１００において、下型板７１、中間型板７２及び上型板７３のうち複数枚の型板を同時に交換する金型交換方法である。この金型交換方法は、以下の（Ｉ）－（ＩＶ）の段階を含む。

　（Ｉ）型閉位置から、ロックピン４が上リンクバー３の第１保持溝３１に嵌合しつつ、中間ホルダ１２と上ホルダ１３とが固定された状態で一体に上昇する段階（図８（ａ））。

　（ＩＩ）スライダ５が自由位置にあり、中間ホルダ１２が上昇してロックピン４が第１保持溝３１から離脱し第２保持溝２１に嵌合することで、下ホルダ１１と中間ホルダ１２とが第１間隔ｈ１を有する状態で固定される段階（図８（ｂ）、（ｃ））。

　（ＩＩＩ）上ホルダ１３が型開方向に移動し、中間ホルダ１２と上ホルダ１３との間に所定の第２間隔ｈ２が生成される段階（図８（ｄ））。

　（ＩＶ）３枚の型板７１、７２、７３のうち複数枚の型板を同時に支持可能な複数の支持部を有する交換用治具９を用い、複数枚の型板を交換する段階。本実施形態では、具体的に、３枚の型板７１、７２、７３を同時に支持可能な複数の爪（支持部）９３、９４を有する交換用治具９を用い、型板７１、７２、７３を、対応するホルダ１１、１２、１３に対して交換する（図６）。

　このように、本実施形態の成形金型１００は、図６に示すような交換用治具９を用い、上記の手順で型開きを行うことで、重心の低い状態で安全且つ効率的な複数型板同時交換作業を行うことができる。したがって、同一の成形機で異なる成形品を成形するときの交換時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

　なお、成形時には、型開きストロークに応じて駆動部６の前進および後退を制御し、ロックピン４が第２保持溝２１に嵌合することを禁止することで、ランナ８７及び成形品８８の取り出しのためのスペースを好適に確保することができる（図７）。

　以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、本開示における記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

　（その他の実施形態）
　（１）駆動部６は、上記実施形態で例示したエアシリンダに限らない。例えば図１１に示すように、エア圧６０１、油圧６０２、電動機動力６０３、原動機動力６０４、磁力６０５等のどのような動力源を用いて駆動するアクチュエータでもよい。また、規制部材５によりロックピン４を押さえる方向は、下リンクバー２側から上リンクバー３側に向くｘ方向以外に、型開閉方向（ｙ方向）、又はロックピン４の奥行き方向（ｚ方向）としてもよい。さらに、複数の動力源を組み合わせ、いずれの方向にロックピン４を押さえてもよい。

　（２）ロック部材は、円柱体のロックピン４に限らず、球体や多角柱体としてもよい。これに対応し、上リンクバー３の第１保持溝３１、下リンクバー２の第２保持溝２１の形状も円弧状に限らない。

　（３）図１から５の成形金型１００や図６の交換用治具９の形状は、説明のための模式的な図に過ぎない。現実の金型や治具の構造や形状は、通常、もっと詳細で複雑なものとなる。

　（４）本開示の金型交換方法における複数型板同時交換作業には、３枚の型板７１、７２、７３を同時に交換する場合の他、３枚のうち２枚を同時に交換する場合を含む。

　以上、本開示は、このような実施形態に限定されるものではなく、開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。

 

Claims (4)

1. 　順に積み重ねられ、成形金型の共通筺体を構成する下ホルダ（１１）、中間ホルダ（１２）、及び上ホルダ（１３）と、
   　前記下ホルダ、前記中間ホルダ、及び前記上ホルダにそれぞれ交換可能に装着される下型板（７１）、中間型板（７２）、及び上型板（７３）と、を備える成形金型であって、
   　前記中間ホルダによって型開閉方向の移動が規制され、且つ型分割面方向に移動可能に保持されたロック部材（４）と、
   　前記上ホルダから前記中間ホルダに向かって突出するように前記上ホルダに取り付けられ、型閉位置で前記ロック部材が嵌合可能な第１保持溝（３１）を有し、前記ロック部材が前記第１保持溝に嵌合したとき前記中間ホルダと前記上ホルダとが固定される上リンクバー（３）と、
   　前記ロック部材を挟んで前記上リンクバーと対向する側に、前記下ホルダから前記中間ホルダに向かって突出するように前記下ホルダに取り付けられ、前記ロック部材が嵌合可能な第２保持溝（２１）、及び、前記上リンクバーの前記第１保持溝に嵌合した前記ロック部材が進入したとき前記第１保持溝から離脱可能となるリリース部（２２）を有し、前記ロック部材が前記第２保持溝に嵌合したとき前記下ホルダと前記中間ホルダとが所定の第１間隔（ｈ１）を有する状態で固定され、前記ロック部材が前記リリース部に進入したとき前記上ホルダと前記中間ホルダとの固定が解除される下リンクバー（２）と、
   　前記ロック部材が前記第２保持溝に嵌合することを禁止する規制位置、及び、前記ロック部材が前記第２保持溝に嵌合することを許容する自由位置との間で移動可能な規制部材（５）と、
   　前記規制部材の位置を前記規制位置又は前記自由位置に切り替える駆動部（６）と、を備える成形金型。
2. 　前記規制部材は、前記規制位置において、前記下リンクバー側から前記上リンクバー側に前記ロック部材を押し付ける請求項１に記載の成形金型。
3. 　前記駆動部は、エア圧、油圧、電動機若しくは原動機の動力、又は磁力によって駆動する請求項１または２に記載の成形金型。
4. 　請求項１ないし３のいずれか一項に記載の成形金型において、前記下型板、前記中間型板及び前記上型板のうち複数枚の型板を同時に交換する金型交換方法であって、
   　型閉位置から、前記ロック部材が前記上リンクバーの前記第１保持溝に嵌合しつつ、前記中間ホルダと前記上ホルダとが固定された状態で型開方向に一体に移動する段階と、
   　前記規制部材が前記自由位置にあり、前記中間ホルダが型開方向に移動して前記ロック部材が前記第１保持溝から離脱し前記第２保持溝に嵌合することで、前記下ホルダと前記中間ホルダとが前記第１間隔を有する状態で固定される段階と、
   　前記上ホルダが型開方向に移動し、前記中間ホルダと前記上ホルダとの間に所定の第２間隔（ｈ２）が生成される段階と、
   　前記複数枚の型板を同時に支持可能な複数の支持部（９３、９４）を有する交換用治具（９）を用い、前記複数枚の型板を交換する段階と、を含む金型交換方法。
   
    

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