WO2017002247A1 - ワックス型射出成型用クランプユニット - Google Patents

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幾營 久保
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株式会社エイシン技研
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02—Lost patterns

Definitions

  • the present invention relates to a clamp unit (or clamp device) for wax mold injection molding, and more particularly to a clamp unit used for fixing a rubber mold in wax mold injection molding in lost wax precision casting.
  • the first process is the process of making the prototype.
  • the second process is a process of manufacturing a rubber mold having a cavity having the same shape as the original mold.
  • the third step is to produce a wax mold having the same shape as the original mold by injecting the melted wax into a rubber mold and taking it out. In general, many wax molds are produced by repeating the third step.
  • a large number of wax molds produced in the third step are attached in a dendritic shape while melting the end of the wax mold around the wax rod, and this is mounted in a cylindrical heat-resistant container, and gypsum is poured.
  • the process of creating a plaster mold is the process of making the prototype.
  • the second process is a process of manufacturing a rubber mold having a cavity having the same shape as the original mold.
  • the third step is to produce a wax mold having the same shape as the original mold by injecting the melted wax into a rubber mold and taking it out. In general, many wax molds are produced by repeating the third step.
  • the fifth step is to use an electric furnace or gas furnace to melt away the wax in the gypsum mold at a low temperature, completely burn the wax adhering to the inside of the cavity at a medium temperature, and further raise the temperature to increase the temperature.
  • a firing process in which after the steel has developed a strength that can withstand the impact of pouring a noble metal, it is lowered to a temperature suitable for pouring the noble metal.
  • the sixth process is a casting process in which precious metal is poured into a gypsum mold that has many of the same cavities as the original mold.
  • the seventh step is to quickly cool the gypsum mold with water when the precious metal has hardened, split the gypsum into pieces, take out the dendritic precious metal, cut off excess parts, and polish the precious metal with the same shape as the original mold Process.
  • a mold frame (not shown) having a size corresponding to the size of the rubber mold 3 to be created, a prototype 1 and parts 2 (runner 2a and gate 2b) are used.
  • the bottom of the formwork is closed with a plate, and the material before vulcanization of silicon rubber is placed in the lower half, and then the part 1 is bonded to the original mold 1 and then the material before vulcanization is placed in the upper half.
  • a two-component solidified silicone rubber may be used instead of the vulcanizable rubber.
  • Such a cut 3c also has an effect of facilitating vacuuming and sealing of the pressurized wax when a wax mold is produced by injecting wax into the rubber mold 3.
  • a wax mold is produced by injecting wax into the rubber mold 3.
  • the inside of the rubber mold may be divided into several parts or cores may be inserted.
  • the size and thickness of the rubber mold vary accordingly. Also, the hardness of the rubber is often changed in accordance with the durability of the rubber mold and the difficulty level when the wax mold is taken out from the rubber mold.
  • FIGS. 2 and 3 are conceptual diagrams of the wax-type injection molding machine and clamp unit used in the third step.
  • the wax-type injection molding machine 6 has an injection nozzle 7, and basically has a function of evacuating the cavity 4 in the rubber mold from the injection nozzle 7 and a function of pressurizing and injecting molten wax. Furthermore, in order to produce high-quality wax molds in large quantities with high yield, functions such as melt wax temperature control, injection nozzle temperature control, injection pressure control, evacuation time control, and injection time control may be required. is there.
  • the clamp unit 5 is for sealing the rubber mold 3 by pressing the sprue 4a against the injection nozzle 7 (nozzle pressing force F3) while holding the rubber mold 3 up and down (clamping force F1, clamping reaction force F2).
  • the clamp mechanism 5a and the position adjuster 5b can be broadly divided.
  • the volume and shape of the original mold 1 are various, and therefore, the length when viewed from above and the thickness when viewed from the side are also varied. Accordingly, in order to properly inject the melted wax into the cavity 4 in the rubber mold and to manufacture a predetermined wax mold, in addition to the basic functions shown in FIG. Will occur.
  • the thickness of the rubber mold 3 is not necessarily constant, and the clamp plate 10 and the rubber mold mounting table 9 are not completely parallel. Therefore, the clamp force generator 11 and the clamp plate 10 are floating with a spherical bearing 20. In general, the mechanism 13 is used for coupling.
  • the clamp plate 10 may interfere with the injection nozzle 7, or the rubber mold 3, Inconveniences such as being unable to clamp the entire surface of the 3 'upper surface occur.
  • the clamp plate guides 15a and 15b are necessary, and the clamp plate guides 15a and 15b need to be provided over the entire region (stroke) in which the clamp plate 10 is raised and lowered.
  • the injection nozzle 7 and the gate 4a do not coincide with each other in the height direction. In some cases, a function to change to is required. In addition, the rubber mold 3 is moved in the direction of the injection nozzle 7 and the gate 4a is pressed against the injection nozzle 7 so as to seal the pressure when evacuating the cavity 4 inside the rubber mold 3 and injecting the wax therein. In some cases, a mechanism for generating the pressing force F3 by moving the rubber molds 3 and 3 'in the nozzle direction may be required.
  • the position adjusting unit 5b meets these needs and has a function of moving the rubber-type mounting table 9 in the height direction and the front-rear direction.
  • the wax injection pressure from the injection nozzle 7, the clamping force F1, the pressing force F3, etc. are arbitrarily selected according to the shape of the cavity 4 and the properties of the wax. It is desirable that it can be adjusted.
  • the rubber molds 3 and 3 since the rubber molds 3 and 3 'vary in size, it is necessary to set the distance between the injection nozzle 7 and the gate 4a of the rubber mold 3 to be constant. Will necessarily lie in the right half of the clamp plate 10. Since the clamp force generator 11 and the clamp plate 10 are connected by a spherical bearing portion 20 that can be swung, the clamp plate 10 is tilted up and down with the rear side (the side far from the injection nozzle 7) lowered. Will do.
  • the clamp plate 10 rubs the rubber molds 3 and 3 ′ after the clamp plate 10 contacts the rubber molds 3 and 3 ′ until the clamp plate 10 and the rubber molds 3 and 3 ′ become parallel to each other. At that time, a lateral force acts on the spherical bearing portion 20, and the application point of the clamping force F1 may be shifted. Further, a lateral force acts on the rubber molds 3 and 3 ', and the rubber molds 3 and 3' may be deformed.
  • the clamp plate 10 may rub against the clamp plate guides 15a and 15b when ascending / descending, the swing of the clamp plate 10 becomes unnecessarily large, and the operability / handleability is deteriorated. There is also a disadvantage that the product value is lowered due to being bad.
  • the spherical bearing part 20 is arrange
  • a clamp unit for a wax-type injection molding machine A mounting table for mounting the mold; A clamp member that is movable in a vertical direction and clamps the mold with the mounting table; A pressing member that applies a vertical pressing force to the clamp member; A movement limiting mechanism for limiting the movement of the pressing member in the horizontal direction; When the clamp member is in the first position in the vertical direction, the pressing member is movable in the horizontal direction, When the clamp member descends from the first position, a horizontal movement of the clamp member is restricted by the movement restriction mechanism.
  • the movement restriction mechanism is A guide member for guiding the pressing member in a horizontal direction; A restraining member attached to the pressing member; When the clamp member is lowered from the first position, it is preferable that the movement of the clamp member in the horizontal direction is restricted by the engagement of the stop member with the guide member.
  • the movement restriction mechanism restricts movement of the clamp member in the horizontal direction by friction between the restraining member and the guide member.
  • the movement restriction mechanism is Biasing means for biasing the stop member toward the guide member; It is preferable to further include a separating means for separating the restraining member from the guide member when the clamp member is in the first position in the vertical direction.
  • the apparatus further includes engagement means for restricting movement of the clamp member in the horizontal direction by engaging the clamp member when the clamp member is in the first position in the vertical direction.
  • the pressing member and the clamp member are connected by a floating mechanism, When the clamp member is lowered from the first position, it is preferable that the movement restricting mechanism suppresses swinging of the clamp member by a floating mechanism.
  • the horizontal direction refers to the direction in the horizontal plane
  • the vertical direction refers to the direction perpendicular to the horizontal plane.
  • the direction in which the injection nozzle 7 extends is particularly referred to as the front-rear direction
  • the direction perpendicular to the front-rear direction in the horizontal plane is particularly referred to as the left-right direction.
  • Horizontal, vertical, vertical, etc. do not mean exact directions or angles. These directions and angles may have tolerances as long as the operation of the clamp unit can be ensured.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a rubber mold manufacturing method.
  • FIG. 2 is a side view of the wax-type injection molding machine and the clamp unit.
  • FIG. 3 is a side view of the wax-type injection molding machine and the clamp unit.
  • FIG. 4 is a front view of an essential part of the clamp unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side view of an essential part of a clamp unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing the floating mechanism 13.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing the spherical bearing portion 20 and the movement restriction mechanism 30.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the restraining member 33.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of operations of the spherical bearing portion 20 and the movement restriction mechanism 30.
  • 4 and 5 show a clamp unit according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 correspond to a portion above the rubber mounting table 9 of the clamp mechanism 5a in FIG.
  • the clamp unit of this embodiment includes a clamp mechanism section housing 8, a mounting table 9 having a substantially horizontal mounting surface for mounting the rubber mold 3, and a clamp plate (clamp that can move in the vertical direction). Member) 10, a clamping force generator 11 for applying a clamping force (pressing force) F1 to the clamping plate 10, and a clamping force generator moving mechanism 12 for moving the clamping force generator 11 in the front-rear direction.
  • the housing 8 can be formed of a metal material such as a sheet metal.
  • the mounting table 9 has a rubber-type positioning insertion plate 9a on which the rubber mold 3 can be mounted, and the above-described mounting surface is formed on the rubber-type positioning insertion plate 9a.
  • the clamp plate 10 is formed of a substantially flat metal plate or the like.
  • the clamp force generator 11 is a drive device that transmits the clamp force F1 to the clamp plate 10 by a shaft 11a that reciprocates by compressed air, for example.
  • the clamp force generator moving mechanism 12 rotates the guide shaft 12a for guiding the clamp force generator 11 in the front-rear direction, the rack 12b and the pinion 12c for driving the clamp force generator 11 back and forth, and the pinion 12c.
  • the guide shaft 12a is attached to the clamp mechanism section housing 8 with a slight gap, and even if the clamp force generator 11 is operated, a large reaction force does not act on the guide shaft 12a, and the clamp mechanism section housing.
  • Clamp reaction force receivers 8a for directly acting on the body 8 are attached to the left and right of the entire region in the moving direction of the clamp force generator moving mechanism 12.
  • the clamp force generator shaft 11 a and the clamp plate 10 are connected via a floating mechanism 13.
  • the movement of the clamping force generator 11 in the front-rear direction to match the size of the rubber mold 3 is performed when the clamp plate 10 is in the first position shown in FIGS. (Hereinafter, the first position shown in FIGS. 4 and 5 is simply referred to as “top dead center”. “Top dead center” may be the position of the upper limit of the clamp plate 10, but below the upper limit.
  • the clamp plate 10 has protrusions 10a on the left and right, and the clamp mechanism housing 8 engages with the protrusions 10a when the clamp plate 10 is at the top dead center. Engaging portion 8b. By engaging the protrusion 10a and the engaging portion 8b, it is possible to prevent the clamp plate 10 from moving back and forth together when the clamp force generator 11 is moved in the front-rear direction.
  • symbol 14 in a figure shows the position adjustment mechanism for performing the position adjustment of the left-right direction of the clamp mechanism part 5a.
  • the floating mechanism 13 is located at the connecting portion between the clamp force generator shaft 11 a and the clamp plate 10. As shown in FIG. 7, the floating mechanism 13 includes a spherical bearing portion 20 and a movement restriction mechanism 30.
  • the spherical bearing portion 20 includes a ball 21, a bearing surface 22 having a shape complementary to the ball 21 formed at the lower end of the clamp force generator shaft 11 a, and a bearing surface 23 having a shape complementary to the ball 21.
  • a bearing member 24 and a joint member 25 are provided.
  • the joint member 25 can be made of an elastic material such as rubber.
  • the joint member 25 couples the clamp force generator shaft 11a and the bearing member 24 with the ball 21 interposed therebetween.
  • the lower surface of the bearing member 24 is in contact with the upper surface of the clamp plate 10, and the clamp plate 10 swings together with the bearing member 24.
  • the movement limiting mechanism 30 is placed on the pair of left and right guide members 31, the bent portion 11 b formed near the lower end of the clamping force generator shaft 11 a, and the joint member 25 via the biasing spring 32.
  • a restraining member 33 is provided.
  • the guide member 31 has a base end piece 31a fixed to the clamp plate 10 with screws or the like, and a guide rail (guide member) 31b extending in the front-rear direction at a predetermined height position separated from the clamp plate 10.
  • a guide groove 31c (FIG. 6) narrower than the shaft diameter of the clamping force generator shaft 11a is formed between the left and right guide rails 31b.
  • the bent portion 11b has a shaft diameter thinner than the guide groove 31c and a vertical dimension larger than the thickness of the guide rail 31b.
  • FIG. 8 conceptually shows the restraining member 33.
  • the restraining member 33 includes a friction plate 34 having a flat friction surface 34a and a separation member 35 protruding upward from the friction surface 34a.
  • the friction plate 34 has an opening 34b through which the clamp force generator shaft 11a can be inserted.
  • the spacing member 35 has a width dimension smaller than the guide groove 31c and a height dimension larger than the thickness of the guide rail 31b.
  • FIG. 8 is merely an example.
  • the friction surface 34a is not necessarily circular.
  • the friction plate 34 may be made of any material or shape that allows the friction surface 34a to generate a sufficient frictional force with the guide rail 31b.
  • the spacing member 35 may be made of a material and shape having a strength capable of generating a spacing force sufficient to separate the guide rail 31b and the friction surface 34a against the biasing force of the biasing spring 32.
  • the restraining member 33 is interposed between the biasing spring 32 and the guide rail 31b with the clamping force generator shaft 11a inserted through the opening 34b and the separating member 35 inserted through the guide groove 31c (FIG. 7). .
  • the restraining member 33 resists the biasing force of the biasing spring 32 by the lower end of the clamp force generator 11 and the separation member 35 coming into contact with each other.
  • a gap C1 is formed between the guide rail 31b and the friction surface 34a (FIGS. 9A and 9B).
  • the clamping force generator shaft 11a can be freely moved in the front-rear direction.
  • the action point of the clamping force F1 on the clamp plate 10 can be freely adjusted corresponding to the rubber molds 3 of various sizes.
  • the engagement of the protrusion 10a and the engagement portion 8b prevents the clamp plate 10 from moving together with the movement of the clamp force generator shaft 11a. .
  • the position of the clamp plate 10 at the top dead center in the front-rear direction is fixed by the engagement of the engaging portion 8b and the protrusion 10a. Since the relative position of the generator shaft 11a is fixed, the clamp plate guides 15a and 15b over the entire stroke of the clamp force generator shaft 11a in the conventional structure are not necessary. Therefore, the structure of the clamp unit can be simplified and the sheet metal material used for the housing 8 can be saved.
  • the friction surface 34 a is pressed against the guide rail 31 b by the biasing force of the biasing spring 32, and the bearing member 24 is pressed against the clamp plate 10. Accordingly, it is possible to prevent the clamp plate 10 from swinging more than necessary in the lowering process of the clamp plate 10 (particularly, the process until the clamp plate 10 contacts the rubber mold 3).
  • the joint member 25 and the separating member 35 also provide an action in a direction that prevents the clamp plate 10 from swinging more than necessary.
  • the present invention can be applied to a clamp unit used for fixing a rubber mold in wax mold injection molding.

Abstract

ワックス型をクランプする過程におけるクランプ部材１０上でのクランプ力の作用点のずれを防止し、クランプ部材１０の必要以上の揺動を防止することができるクランプユニットが提供される。クランプユニットは、鉛直方向に移動可能なクランプ部材１０と、クランプ部材１０に対して鉛直方向に押圧力を作用させる押圧部材１１ａと、水平方向における押圧部材１１ａの移動を制限する移動制限機構３０を有する。クランプ部材１０が鉛直方向における第１の位置にあるときには、押圧部材１１ａは、水平方向に移動可能であり、クランプ部材１０が第１の位置から下降したときには、移動制限機構３０がクランプ部材１０の水平方向における移動を制限する。

Description

ワックス型射出成型用クランプユニット
　本発明は、ワックス型射出成型用のクランプユニット（又はクランプ装置）に関し、特に、ロストワックス精密鋳造におけるワックス型射出成型におけるゴム型の固定に使用されるクランプユニットに関する。
　主として貴金属を用いた装飾品・アクセサリー・ジュエリーなどは、小さくて複雑、更に精密な形状をしている。このような製品を大量に生産したいという要望があり、ロストワックス精密鋳造法がこの業界で発達してきた。もちろん、上記以外の精密工業用部品製造においても応用可能である。
　ジュエリー製造業界におけるロストワックス精密鋳造は、次のような工程を有する。
　第一工程は原型を製作する工程。
　第二工程は原型と同じ形状の空洞を有するゴム型を製作する工程。
　第三工程はゴム型に熔解したワックス射出し、これを取り出すことで原型と同じ形状のワックス型を製造する工程。一般には、第三工程を繰り返して行うことで、多数のワックス型が製造される。
　第四工程は第三工程で製造した多数のワックス型をワックス棒周辺にワックス型の湯道端部を熔解しつつ樹状に取り付け、これを筒状の耐熱容器内に装着して石膏を流し込み、石膏型を作成する工程。
　第五工程は電気炉又はガス炉その他を用いて、低温で石膏型の内部にあるワックスを熔解流失させ、中温で空洞内部に付着したワックスを完全に燃焼させ、更に温度を上げることで石膏型が貴金属を流し込んだときの衝撃に耐えうる強度を出した後、貴金属を流し込むに適した温度まで下げて待機する焼成工程。
　第六工程は原型と同じ空洞を沢山持つ石膏型内部に貴金属を流し込む鋳造工程。
　第七工程は、貴金属が固まった時点で、石膏型を急速に水冷することで、ばらばらに石膏を割り、樹状の貴金属を取り出し、余分な部分を切り取り、原型と同じ形状の貴金属を磨く仕上げ工程。
　図１を参照して第二工程のゴム型の製造方法を説明する。第二工程では、作成したいゴム型３の大きさに応じたサイズの型枠（不図示）と、原型１と、部品２（湯道２ａと湯口２ｂ）を使用する。型枠の下をプレートで塞ぎ、下半分にシリコンゴム加硫前の材料を入れ、その上に、原型１に部品２を接着したものを配置し、その後、上半分に加硫前の材料を入れ、枠の上部をプレートで塞ぎ、プレスしながら温度を上げて加硫する。加硫性のゴムの代わりに二液固化型のシリコンゴムを使用しても良い。
　シリコンゴムが固まってゴム本来の弾性を持つようになったら、ゴム型３を前記の枠から取り出してジグザグの切り込み３ｃを入れ、原型１とこれに接着した部品２を取り出して、ゴム型を上ゴム型３ａと下ゴム型３ｂに分離する。これにより、内部に原型１及び部品２と同形状の空洞４を有するゴム型３が得られる。このような切り込み３ｃを分離面全体に入れることにより、上下のゴム型３ａと３ｂを合わせたとき、正確に合わせることができ、内部の空洞形状も正確に再現できる。
　このような切り込み３ｃはまた、ゴム型３にワックスを射出してワックス型を作成する際、真空引きと加圧したワックスのシールを容易にする作用も有する。ワックス型をゴム型３から取り出す場合、合わせ面（切り込み）３ｃから上ゴム型３ａを分離した後、下ゴム型３ｂを変形させながら取り出し作業をすると、複雑な形状のワックス型であっても、壊さずに容易に取り出すことができる。場合によっては、ゴム型内部を幾つかに分割したり、中子を入れることもある。
　原型は様々な大きさがあるため、ゴム型もそれに合わせて大きさと厚みは様々に変化する。また、ゴム型の耐久性や、ワックス型をゴム型内部から取り出すときの難易度に合わせて、ゴムの硬度も変えることが多い。
国際公開第２０１３／０３８４４８号
　図２、図３に、第三工程で使用されるワックス型射出成型機とクランプユニットの概念図を示す。
　ワックス型射出成型機６は射出ノズル７を有し、基本的に射出ノズル７からゴム型内の空洞４を真空引きする機能と熔解したワックスを加圧して射出する機能を持つ。更に良質なワックス型を歩留まりよく大量に生産するため、溶解ワックスの温度制御と射出ノズルの温度制御、射出圧力の制御、真空引き時間の制御、射出時間の制御等の機能を要求される場合がある。
　クランプユニット５は、ゴム型３を上下に挟み込みクランプ（クランプ力Ｆ１、クランプ反力Ｆ２）したまま、射出ノズル７に、その湯口４ａを押しつけて（ノズル押しつけ力Ｆ３）シールするためのものであり、クランプ機構部５ａと位置調整部５ｂに大きく区分できる。
　原型１の体積や形状は様々であり、従って原型から製作したゴム型３、３′の上から見たときの縦横の長さと横から見たときの厚みもまた様々なものになる。そこで、これに対応して、熔解したワックスを適切にゴム型内の空洞４へ射出し、所定のワックス型を製作するためには、図２の基本的な機能に追加して更に必要な機能が発生する。
　ゴム型３は必ずしも厚さが一定とは限らず、またクランププレート１０とゴム型載置台９は完全な平行ではないため、クランプ力発生器１１とクランププレート１０とは球面軸受部２０を有するフローティング機構１３で結合するのが一般的である。
　ゴム型３をクランプし適切にシールする上で、ゴム型合わせ面３ｃに均一な面圧を加える必要がある。そのためゴム型の全面に平均して力を加えてクランプすることが望ましい。ゴム型３，３′は大きさがいろいろであるため、クランプ力Ｆ１の作用点（クランプ力発生器１１）をある範囲Ｒ１内で移動させる必要がある。
　ここで、クランプ力Ｆ１の作用点を移動させるときに、クランププレート１０がクランプ力発生器１１と一緒に移動してしまうと、クランププレート１０が射出ノズル７と干渉したり、またはゴム型３，３′上面の全面をクランプできなくなる等の不都合を生じる。これを防ぐための構造としてクランププレートガイド１５ａ，１５ｂが必要であり、クランププレート１０が上昇下降する領域（ストローク）全部に渡ってこのクランププレートガイド１５ａ，１５ｂが設けられている必要がある。
　ゴム型３，３′の厚みが変わると射出ノズル７と湯口４ａが高さ方向で一致しなくなるため、ゴム型３，３′に合わせてゴム型載置台９の高さをある範囲Ｒ２で任意に変更する機能が求められる場合がある。また、射出ノズル７方向へゴム型３を移動させて湯口４ａを射出ノズル７に押し当てて、ゴム型３内部の空洞４の真空引きと内部へワックスを射出する際の圧力をシールするために、ゴム型３，３′をノズル方向へ移動して押しつけ力Ｆ３を発生させる機構が求められる場合がある。位置調整部５ｂは、これらの必要に応じるものであり、ゴム型載置台９を高さ方向や前後方向に移動させる機能を有する。
　また、原型１に忠実な形状のワックス型の作成を可能にするため、空洞４の形状やワックスの性質に合わせて、射出ノズル７からのワックス射出圧力、クランプ力Ｆ１、押しつけ力Ｆ３等を任意に調整できることが望ましい。
　また、ゴム型３、３′のサイズは様々であるのに対し、射出ノズル７とゴム型３の湯口４ａとの距離を一定になるようにセットする必要があるため、クランプ力Ｆ１の作用点は、必然的にクランププレート１０の右半分の範囲に位置することになる。クランプ力発生器１１とクランププレート１０は、揺動可能な球面軸受部２０で連結されているため、クランププレート１０は、後方（射出ノズル７から遠い側）が下がった状態に傾斜して上昇下降することになる。
　そのため、クランププレート１０がゴム型３，３′に接触してからクランププレート１０とゴム型３，３′が平行になるまで、クランププレート１０がゴム型３，３′をこすることになる。その際、球面軸受部２０に横方向の力が作用し、クランプ力Ｆ１の作用点がずれてしまう恐れがある。また、ゴム型３，３′に横方向の力が作用し、ゴム型３，３′が変形する恐れもある。
　更に、クランププレート１０は、下降上昇する際にクランププレートガイド１５ａ，１５ｂと摩擦することもあり、クランププレート１０の揺動が不必要に大きくなり、操作性／取り扱い性が低下したり、見た目に悪いために商品価値が低下するといった不都合も生じる。なお、クランププレート１０の左右方向の中心位置に球面軸受部２０を配置しておけば、クランププレート１０の左右方向への傾斜は問題にならない。
　本出願には、
　ワックス型射出成型機用のクランプユニットであって、
　型を載置するための載置台と、
　鉛直方向に移動可能であり、前記載置台との間で前記型をクランプするためのクランプ部材と、
　前記クランプ部材に対して鉛直方向の押圧力を作用させる押圧部材と、
　水平方向における前記押圧部材の移動を制限する移動制限機構を有し、
　前記クランプ部材が鉛直方向における第１の位置にあるときに、前記押圧部材は、水平方向に移動可能であり、
　前記クランプ部材が前記第１の位置から下降したときに、前記移動制限機構により、前記クランプ部材の水平方向の移動が制限されることを特徴とするクランプユニットが開示される。
　前記移動制限機構は、
　前記押圧部材を水平方向に案内するガイド部材と、
　前記押圧部材に取り付けられた制止部材を有し、
　前記クランプ部材が前記第１の位置から下降したときに、制止部材が前記ガイド部材と係合することにより、前記クランプ部材の水平方向における移動が制限されることが好ましい。
　前記移動制限機構は、前記制止部材と前記ガイド部材の摩擦により前記クランプ部材の水平方向における移動を制限することが好ましい。
　前記移動制限機構は、
　前記制止部材を前記ガイド部材に向けて付勢するための付勢手段と、
　前記クランプ部材が垂直方向における前記第１の位置にあるときに、前記制止部材を前記ガイド部材から離間させるための離間手段
　を更に有することが好ましい。
　前記クランプ部材が垂直方向における前記第１の位置にあるときに、前記クランプ部材を係合することにより水平方向における前記クランプ部材の移動を制限する係合手段を更に有することが好ましい。
　前記押圧部材と前記クランプ部材がフローティング機構により連結されており、
　前記クランプ部材が前記第１の位置から下降したときに、前記移動制限機構は、フローティング機構による前記クランプ部材の揺動を抑制することが好ましい。
　本明細書では、水平方向は、水平面内における方向を言い、鉛直方向は、水平面に垂直な方向を言う。水平面内におけるワックス型射出成型機６は射出ノズル７の延びる方向を特に前後方向と言い、水平面内における前後方向に垂直な方向を特に左右方向という。水平、垂直、鉛直等は、厳密な方向や角度を言うのではない。クランプユニットの動作を担保できる範囲でこれらの方向、角度は公差を有し得る。
図１は、ゴム型の製造方法の説明図である。 図２は、ワックス型射出成型機及びクランプユニットの側面図である。 図３は、ワックス型射出成型機及びクランプユニットの側面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るクランプユニットの要部正面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るクランプユニットの要部側面図である。 図６は、フローティング機構１３を示す説明図である。 図７は、球面軸受部２０及び移動制限機構３０を示す説明図である。 図８は、制止部材３３を示す斜視図である。 図９は、球面軸受部２０及び移動制限機構３０の動作の説明図である。
　図４及び図５は、本発明の一実施形態に係るクランプユニットを示す。図４及び図５は、図３におけるクランプ機構部５ａのゴム型載置台９より上の部分に対応する。
　本実施形態のクランプユニットは、クランプ機構部筐体８と、ゴム型３を載置するための実質的に水平な載置面を有する載置台９と、鉛直方向に移動可能なクランププレート（クランプ部材）１０と、クランププレート１０に対してクランプ力（押圧力）Ｆ１を作用させるためのクランプ力発生器１１と、クランプ力発生器１１を前後方向に移動させるためのクランプ力発生器移動機構１２を有する。
　筐体８は、板金等の金属材料で形成され得る。載置台９は、ゴム型３を装着可能なゴム型位置決め挿入プレート９ａを有し、上記載置面は、ゴム型位置決め挿入プレート９ａ上に形成されている。クランププレート１０は、実質的に平板状の金属板等により形成される。
　クランプ力発生器１１は、例えば、圧縮空気によって往復動するシャフト１１ａによってクランプ力Ｆ１をクランププレート１０に伝達する駆動装置である。クランプ力発生器移動機構１２は、前後方向にクランプ力発生器１１を案内するガイドシャフト１２ａと、クランプ力発生器１１を前後に駆動するためのラック１２ｂ及びピニオン１２ｃと、ピニオン１２ｃを回転操作するためのツマミ１２ｄを有する。
　ガイドシャフト１２ａはクランプ機構部筐体８に若干の隙間を有して装着されており、クランプ力発生器１１が作動しても、大きな反力がガイドシャフト１２ａに作用せずにクランプ機構部筐体８に直接作用させるためのクランプ反力受け８ａがクランプ力発生器移動機構１２の移動方向全域においてその左右に取り付けられている。
　クランプ力発生器１１をツマミ１２ｄの回転により移動させるときは、クランプ反力受け８ａとクランプ機構部筐体８との間に若干の隙間を設けてあり、自由に移動可能であるが、クランプ力発生器シャフト１１ａが下降してゴム型３をクランプしたとき、その反力によってガイドシャフト１２ａが持ち上がり、クランプ反力受け８ａがクランプ機構部筐体８に密着して、大きな反力を受け止める。
　クランプ力発生器シャフト１１ａとクランププレート１０は、フローティング機構１３を介して連結されている。ゴム型３の大きさに合わせるためのクランプ力発生器１１の前後方向への移動は、クランププレート１０が上昇した図４，５に示す第１の位置にあるときに行われる。（以下、図４，５に示す第１の位置を単に「上死点」と呼ぶ。「上死点」は、クランププレート１０の上昇限界の位置とするのが良いが、上昇限界よりも下方の位置とすることも可能である。）クランププレート１０は、左右に突起部１０ａを有し、クランプ機構部筐体８は、クランププレート１０が上死点にあるときに突起部１０ａに係合する係合部８ｂを有する。突起部１０ａと係合部８ｂが係合することで、クランプ力発生器１１の前後方向への移動の際にクランププレート１０が一緒に前後に移動することを防止できる。
　なお、図において符号１４は、クランプ機構部５ａの左右方向の位置調整を行うための位置調整機構を示す。
　図６に示すように、フローティング機構１３は、クランプ力発生器シャフト１１ａとクランププレート１０の連結部に位置する。図７に示すように、フローティング機構１３は、球面軸受部２０と、移動制限機構３０を有する。
　球面軸受部２０は、ボール２１と、クランプ力発生器シャフト１１ａの下端に形成されたボール２１と相補的な形状の軸受面２２と、ボール２１と相補的な形状の軸受面２３が形成された軸受部材２４と、ジョイント部材２５を有する。ジョイント部材２５は、ゴム等の弾性材料で構成し得る。ジョイント部材２５は、ボール２１を間に挟んだ状態でクランプ力発生器シャフト１１ａと軸受部材２４を結合する。軸受部材２４の下面はクランププレート１０の上面と当接しており、クランププレート１０は、軸受部材２４とともに揺動する。
　移動制限機構３０は、左右一対のガイド部材３１と、クランプ力発生器シャフト１１ａの下端近くに形成された縊れ部１１ｂと、ジョイント部材２５の上に付勢バネ３２を介して載置された制止部材３３を有する。ガイド部材３１は、その基端片３１ａがネジ等によりクランププレート１０に固定されているとともに、クランププレート１０から離間した所定高さ位置において前後方向に延在するガイドレール（ガイド部材）３１ｂを有し、左右のガイドレール３１ｂの間には、クランプ力発生器シャフト１１ａの軸径よりも狭いガイド溝３１ｃ（図６）が形成される。縊れ部１１ｂは、当該ガイド溝３１ｃよりも細い軸径と、ガイドレール３１ｂの厚さよりも大きい鉛直方向寸法を有する。よって、ガイドレール３１ｂ先端を縊れ部１１ｂに挿入することで、ガイドレール３１ｂ（及びガイドレール３１ｂに固定されたクランププレート１０）を縊れ部１１ｂで揺動可動に支持した状態でクランプ力発生器シャフト１１ａをガイドレール３１ｂに沿って前後方向に案内することが可能である。
　図８は、制止部材３３を概念的に示す。図示のように、制止部材３３は、平坦な摩擦面３４ａを有する摩擦板３４と、摩擦面３４ａから上方に突起する離間部材３５を有する。摩擦面３４ａは、付勢バネ３２の付勢力によりガイドレール３１ｂに押し付けられたときにガイドレール３１ｂとの間で摩擦力を発生させ、この摩擦力により、クランププレート１０に対するクランプ力発生器シャフト１１ａの前後方向の移動を阻止する働きをする。摩擦板３４は、中央にクランプ力発生器シャフト１１ａを挿通可能な開口３４ｂを有する。離間部材３５は、ガイド溝３１ｃよりも小さい幅寸法とガイドレール３１ｂの厚さよりも大きい高さ寸法を有する。なお、図８は単なる例である。摩擦面３４ａは必ずしも円形である必要はない。摩擦板３４は、摩擦面３４ａがガイドレール３１ｂとの間で十分な摩擦力を発生させる材質、形状であれば良い。離間部材３５は、付勢バネ３２の付勢力に抗してガイドレール３１ｂと摩擦面３４ａを離間させるに十分な離間力を発生できる強度の材質、形状であれば良い。
　制止部材３３は、クランプ力発生器シャフト１１ａを開口３４ｂに挿通し、離間部材３５をガイド溝３１ｃに挿通した状態で、付勢バネ３２とガイドレール３１ｂの間に介装される（図７）。
　本実施形態のクランプユニットでは、クランププレート１０が上死点にあるときには、クランプ力発生器１１の下端と離間部材３５が当接することにより制止部材３３が付勢バネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、ガイドレール３１ｂと摩擦面３４ａの間に隙間Ｃ１が形成される（図９（Ａ）、（Ｂ））。このため、ガイドレール３１ｂと摩擦面３４ａの間に摩擦力は発生せず、クランプ力発生器シャフト１１ａを前後方向に自由に移動させることができる。これにより、様々なサイズのゴム型３に対応して、クランププレート１０上におけるクランプ力Ｆ１の作用点を自由に調整できる。また、クランププレート１０が上死点にあるときには、突起部１０ａと係合部８ｂの係合により、クランプ力発生器シャフト１１ａの移動と一緒にクランププレート１０が移動してしまうことが防止される。
　クランプ力発生器シャフト１１ａが下降していくと、クランプ力発生器１１と離間部材３５が離間して両者の間に隙間Ｃ２が形成され（図９（Ｃ）、（Ｄ））、離間部材３５による離間力は消失する。そのため、付勢バネ３２の付勢力により制止部材３３の摩擦面３４ａとガイドレール３１ｂが当接して両者間に摩擦力が発生し、クランププレート１０に対するクランプ力発生器シャフト１１ａの相対位置が固定される。したがって、クランプ力発生器シャフト１１ａの下降過程でクランプ力Ｆの作用点がずれてしまうことを防止できる。　
　また、上死点にあるクランププレート１０の前後方向の位置は、係合部８ｂと突起部１０ａの係合により固定され、クランププレート１０の下降過程では、上記のようにクランププレート１０に対するクランプ力発生器シャフト１１ａの相対位置は固定されるので、従来構造におけるクランプ力発生器シャフト１１ａのストロークの全域に渡るクランププレートガイド１５ａ，１５ｂは不要となる。よって、クランプユニットの構造を簡略化することができ、筐体８に使用する板金材料を節約することができる。
　また、クランププレート１０の下降過程では、付勢バネ３２の付勢力により、摩擦面３４ａがガイドレール３１ｂに押し付けられ、軸受部材２４がクランププレート１０に押し付けられることになる。これにより、クランププレート１０の下降過程（特に、クランププレート１０がゴム型３に接触するまでの過程）におけるクランププレート１０の必要以上の揺動を防止できる。ジョイント部材２５及び離間部材３５もまた、クランププレート１０の必要以上の揺動を防止する方向の作用をもたらす。
　本発明は、ワックス型射出成型の際のゴム型の固定に使用されるクランプユニットに適用することができる。
１・・・原型
２・・・部品
３・・・ゴム型
４・・・空洞
５・・・クランプユニット
５ａ・・・クランプ機構部
５ｂ・・・位置調整部
６・・・ワックス型射出成型機
７・・・射出ノズル
８・・・クランプ機構部筐体
９・・・載置台
１０・・・クランププレート
１０ａ・・・突起部
１１・・・クランプ力発生器
１１ａ・・・クランプ力発生器シャフト
１１ｂ・・・縊れ部
１２・・・クランプ力発生器移動機構
１３・・・フローティング機構
１５ａ，１５ｂ・・・クランププレートガイド
２０・・・球面軸受部
２５・・・ジョイントゴム
３０・・・移動制限機構
３１・・・ガイド部材
３２・・・付勢バネ
３３・・・制止部材
３４・・・摩擦板
３５・・・離間部材

Claims (6)

  1. 　ワックス型射出成型機用のクランプユニットであって、
    　型を載置するための載置台と、
    　鉛直方向に移動可能であり、前記載置台との間で前記型をクランプするためのクランプ部材と、
    　前記クランプ部材に対して鉛直方向の押圧力を作用させる押圧部材と、
    　水平方向における前記押圧部材の移動を制限する移動制限機構を有し、
    　前記クランプ部材が鉛直方向における第１の位置にあるときに、前記押圧部材は、水平方向に移動可能であり、
    　前記クランプ部材が前記第１の位置から下降したときに、前記移動制限機構により、前記クランプ部材の水平方向の移動が制限されることを特徴とするクランプユニット。
  2. 　前記移動制限機構は、
    　前記押圧部材を水平方向に案内するガイド部材と、
    　前記押圧部材に取り付けられた制止部材を有し、
    　前記クランプ部材が前記第１の位置から下降したときに、制止部材が前記ガイド部材と係合することにより、前記クランプ部材の水平方向における移動が制限されることを特徴とする請求項１に記載のクランプユニット。
  3. 　前記移動制限機構は、前記制止部材と前記ガイド部材の摩擦により前記クランプ部材の水平方向における移動を制限することを特徴とする請求項２に記載のクランプユニット。
  4. 　前記移動制限機構は、
    　前記制止部材を前記ガイド部材に向けて付勢するための付勢手段と、
    　前記クランプ部材が垂直方向における前記第１の位置にあるときに、前記制止部材を前記ガイド部材から離間させるための離間手段
    　を更に有することを特徴とする請求項３に記載のクランプユニット。
  5. 　前記クランプ部材が垂直方向における前記第１の位置にあるときに、前記クランプ部材を係合することにより水平方向における前記クランプ部材の移動を制限する係合手段を更に有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のクランプユニット。
  6. 　前記押圧部材と前記クランプ部材がフローティング機構により連結されており、
    　前記クランプ部材が前記第１の位置から下降したときに、前記移動制限機構は、フローティング機構による前記クランプ部材の揺動を抑制することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のクランプユニット。

    　
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