特許文献1の多材質射出成形機においては、回動型(回転金型)を支持する固定盤から延ばされた部材は、上下別体であり、回動型を上下別々に固定盤に組付けなればならず、上下の回転中心軸を同心にすることは困難であり、回動型の回転時に軸受け部のかじりや磨耗等の不具合が生じる虞がある。
次に、特許文献2の二材成形用射出成形機においては、その両面に可動側金型と固定側金型とに嵌合してキャビティを形成する金型(回転金型)を取付けた回転ダイプレートが、180度回転可能に反転台上に取付けられる構成であり、回転ダイプレート上方に回転軸を支持する軸受けがないため、特許文献1のような、回動型の回転時に、上下の回転中心軸の同心度の悪さによって軸受け部のかじりや磨耗等の不具合が生じる虞はない。しかしながら、固定金型と可動金型との中間に配置された回転金型が回転され、固定金型、可動金型それぞれに型合わせされる回転金型が入れ替わるという共通の形態を有する特許文献1及び特許文献2には、以下のような問題がある。
一般的な固定金型及び可動金型による成形の場合、これら2つの金型は1つの分割面が型合わせされた状態で型締手段に取付けられるため、型締め時の2つの金型の型合わせに大きな問題は生じない。しかしながら、特許文献1や特許文献2のような回転金型を使用する場合、固定金型、可動金型、回転金型の3つの金型は少なくとも2つの分割面を有する。これら2つの分割面が型合わせされた状態で型締手段に取付けられたとしても、射出成形装置の運転に伴い中間の回転金型が回転され、固定金型、可動金型それぞれに型合わせされる回転金型が、それぞれの分割面において型締手段に取り付けられた状態から入れ替わる。このとき、回転金型及びその回転軸が、固定金型や可動金型に対するその位置、同心度、平行度等に関連する各構成部品の加工許容誤差及び組立許容誤差等により、固定金型や可動金型に対して、誤差の全くない完全な理想的位置に配置されることは困難であり、その配置には所定量の各種誤差を含まざるを得ない。よって、回転型の回転に伴って回転前後の回転金型と他の金型との型合わせ位置に誤差が生じることは避け得ない。
ここで、図12及び図13を参照して、回転金型の回転に伴って回転前後の回転金型と他の金型との型合わせ位置に誤差が生じる様子を説明する。各図中の符号は、2が固定盤、7が固定金型、12及び13が回転金型で、これら回転金型12及び13が回転盤11に取り付けられている。また、8が可動金型、3が可動盤、4が型締手段を示す。まず、図12(a)及び図12(b)は、回転金型を使用する一般的な射出成形装置の型締時の概略平面図であって、回転金型の回転軸の位置が、回転軸と直交する平面上で誤差がある場合を示す。図12(a)に示すように、正規な回転軸位置11aに対して、実際の回転軸11a’が射出成形装置の長手方向に寸法X、長手方向に直交する方向に寸法Yだけズレているものとする。型開き後、回転盤を180°回転させると、図12(b)に示すように回転金型12及び13の可動金型8及び固定金型7に対する型合わせ位置が、射出成形装置の長手方向に寸法X’、長手方向に直交する方向に寸法Y’だけズレる。この状態で型締めされると、回転金型12及び13が取り付けられた回転盤11は矢印Lで示された方向にその長さ分だけ、図示しない金型のガイドピン及びガイドピン用穴等に案内されて、強制的に正規の型合わせ位置に移動されて型締めされる。
次に、図12(c)及び図12(d)は、回転金型を使用する一般的な射出成形装置の型締時の概略側面図であって、回転金型の回転軸が、射出成形装置の長手方向の垂直面上で、固定金型7及び可動金型8に対して平行でなく傾いている場合を示す。図12(c)に示すように、正規な回転軸11aに対して、実際の回転軸11b’が角度θだけ固定金型7側に傾いているものとする。型開き後、回転盤を180°回転させると、図12(d)に示すように回転金型12及び13の可動金型8及び固定金型7に対する型合わせ面の角度がθ’となる。この状態で型締めされると、回転金型12及び13が取り付けられた回転盤11は矢印Mで示されたように可動盤3側に、角度θ’分だけ、図示しない金型のガイドピン及びガイドピン用穴等に案内されて、強制的に正規の型合わせ位置に回転されて型締めされる。
次に、図13(a)は、回転金型を使用する一般的な射出成形装置の型締時の概略側面図であって、図13(b)は図13(a)のA−A矢視図である。図13(b)に示すように、正規な回転軸11aに対して、実際の回転軸11c’が角度θだけ型開閉方向と直交する面上で、向かって右側に傾いているものとする。型開き後、回転盤を180°回転させると、図13(b)に示すように回転金型12及び13の可動金型8及び固定金型7に対する角度がθ”となる。この状態で型締めされると、回転金型12及び13が取り付けられた回転盤11は矢印Nで示されたように、向かって左側に角度θ”分だけ、図示しない金型のガイドピン及びガイドピン用穴等に案内されて、強制的に正規の型合わせ位置に回転されて型締めされる。
このように、固定金型や可動金型に対する回転金型及びその回転軸に関連する各種誤差は、回転金型の回転に伴い回転前後の回転金型と他の金型との型合わせ位置に誤差を生じさせる。そして、3つの型はそれぞれの金型に設けられたガイドピンやガイドピン用穴等の案内によって、型合わせ位置に誤差が生じたまま強制的に型合わせされ、型締力を作用させて型締めされる。その結果、固定盤や可動盤のような高剛性部位に固定されていない回転金型が、型合わせ位置の誤差分だけ移動される。その結果、それぞれの金型のガイドピンやガイドピン用穴、あるいは、回転金型を回転させる回転部分の回転ガイド、あるいは回転軸及びその軸受け部、更には、回転金型を型開閉方向に移動させる支持部を案内する直動ガイド部等の摺動部分に、設計時に想定された荷重や回転モーメント以外の負荷が掛かる。他の金型に対する回転金型及びその回転軸の位置、同心度、平行度が悪ければ、この負荷は非常に大きなものとなる可能性があるので、それぞれの金型のガイドピンやガイドピン用穴、あるいは、回転部分の回転ガイド、回転軸及びその軸受け部、直動ガイド部等の摺動部分をよりサイズの大きな、剛性の高いものにしなければならない。しかしながら、これら摺動部分を有する回転金型支持装置は、固定盤及び可動盤間にかつタイバー間に配置されるため、寸法上の制約の中で可能な限り小さく設計されることが求められ、前述したような摺動部分のサイズアップや剛性確保が難しいという問題がある。また、前述したような摺動部分のサイズアップや剛性確保が十分でない場合は、これら金型や回転金型支持装置の摺動部分の部品寿命を低下させ、射出成形装置の運転コストが高くなるという問題がある。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を低減することができる回転金型支持装置を提供することを目的としている。
本発明の上記目的は、請求項1に示すように、対向する2つの金型取付盤間に配置され、回転軸回りに回転され、該金型取付盤の少なくとも一方に取り付けられた金型と組み合わされる回転金型を用いて成形品を成形する射出成形装置の回転金型支持装置において、
前記回転金型が取り付けられる回転金型取付部と、該回転金型取付部を支持する支持部とが、弾性体を介して複数個所で固定され、前記複数個所が、前記回転軸を中心とする円周上に配置されることを特徴とする回転金型支持装置によって達成される。
すなわち、固定金型や可動金型に対する回転金型及びその回転軸の位置、同心度、平行度等に関連する各構成部品の加工許容誤差及び組立許容誤差等を要因として、回転金型の回転に伴って生じる回転前後の回転金型と他の金型との型合わせ位置の誤差分だけ、回転金型が型締め時に型締力により強制的に移動されても、回転金型取付部とその支持部との複数個所の固定部位において、その移動量が各固定部位に介在する弾性体により吸収されるので、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を低減することができる。また、回転金型取付部とそれを支持する支持部との固定部位が、回転軸を中心とする円周上、すなわち、回転軸から均等距離に複数配置されるので、型締め時に、その回転軸を中心として回転金型に生じる上下左右、前後、あるいは、これらを複合させたあらゆる方向の移動量に対して、移動方向に沿った回転軸を挟んだ配置の固定部位の弾性体の変形量が略均等になり、その移動量を一部取付部位に集中させず、略均等に分散させ吸収することができる。
次に、請求項2に示すように、前記回転金型取付部と前記支持部との間に、前記支持部に対する前記回転金型取付部の位置決めを行う、前記回転軸方向に摺動可能な位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の回転金型支持装置であってもよい。
このような位置決め手段により、型締め時以外、すなわち型開きの度、回転金型取付部が支持部に対して位置決めされる。この位置決めされた基準位置は回転金型の回転前後によらず同じため、型開きから型締めに至る工程での回転金型の移動量が、回転前の型締め時における型合わせ位置から回転後の型締め時における型合わせ位置までの移動量ではなく、都度その基準位置から型締め時の型合わせ位置までの移動量になるので、回転金型の移動量を低減することができる。また、型締め時は、位置決め手段が回転軸方向の支持部側に移動されるので、あらゆる方向への回転金型の移動を妨害しない。
次に、請求項3に示すように、前記支持部に対する前記回転金型取付部の前記回転軸方向の距離を測定する距離測定手段1が、前記回転軸を中心とする円周上に複数配置されたことを特徴とする請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の回転金型支持装置であってもよい。
距離測定手段1がこのように配置されれば、回転金型回転前後の型締め時の距離測定手段1の測定値を比較することにより、型合わせ位置の誤差により回転金型に生じる型締め時の回転軸方向の移動量とその移動量発生位置とを数値で客観的に確認することができ、その結果、回転金型の回転軸方向の移動量や傾いている方向を推測することができる。
次に、請求項4に示すように、前記回転軸と直交する平面上における、前記支持部の前記回転軸に対する、前記回転金型取付部の実際の回転軸のズレを測定する距離測定手段2が、前記回転軸を中心とする円周上に複数配置されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の回転金型支持装置であってもよい。
距離測定手段2がこのように配置されれば、回転金型回転前後の型締め時の距離測定手段2の測定値を比較することにより、型合わせ位置の誤差により回転金型に生じる型締め時の回転軸を中心とする半径方向の移動量とその移動量発生位置とを数値で客観的に確認することができ、その結果、回転金型の回転軸と直交する平面上での移動方向を推測することができる。
次に、請求項5に示すように、前記回転金型取付部と前記支持部とが取り付けられたベース部が、前記金型取付盤の少なくとも一方の金型取付面に備えられた、金型を位置決めするためのロケートリング穴部及び前記金型取付面に取付可能な、ロケートリング用凸部を有する平面形状部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の回転金型支持装置であってもよい。
このように構成されることにより、回転金型支持装置はそのベース部の、ロケートリング用凸部を有する平面形状部を、2つの金型取付盤の少なくとも一方(通常、固定盤)の金型取付面に備えられた、金型を位置決めするためのロケートリング穴部に合わせて、固定金型及び可動金型に対する回転金型の高さ方向と型開閉方向に直交する方向の型合わせ位置を正確にかつ容易に位置決めできる。また、その、ロケートリング用凸部を有する平面形状部を、2つの取付盤の少なくとも一方(通常、固定盤)の金型取付面に合わせて、固定金型及び可動金型に対する回転金型の平行度を正確にかつ容易に確保することができる。その結果、固定金型及び可動金型と、回転金型の型合わせ位置の誤差そのものをより低減させ、型合わせ位置の誤差による負荷をより低減することができる。
本発明に係る回転金型支持装置は、対向する2つの金型取付盤間に配置され、回転軸回りに回転され、該金型取付盤の少なくとも一方に取り付けられた金型と組み合わされる回転金型を用いて成形品を成形する射出成形装置の回転金型支持装置において、
前記回転金型が取り付けられる回転金型取付部と、該回転金型取付部を支持する支持部とが、弾性体を介して複数個所で固定されるので、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を低減することができる。
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1乃至図5を参照しながら本発明の実施例1を説明する。図1は本発明の実施例1に係る射出成形装置を示す概略図である。図1(a)が概略縦断面図、図1(b)が概略平面図である。図2は本発明の実施例1に係る回転金型支持装置を示す概略側面図である。図3は図2のA−A矢視における平面図である。図4は図3のB−B矢視における縦断面図である。図5は本発明の実施例1に係る弾性体の変形による回転金型の移動量の吸収を示す概略図である。図5(a)が回転金型取付部10aの傾きにより、同部が寸法α(アルファ)だけ回転軸方向上方へ移動した状態の縦断面、図5(b)が寸法β(ベータ)だけ回転軸方向下方へ移動した状態の縦断面図、図5(c)が図5(a)及び図5(b)の概略全体平面図、図5(d)が図5(c)のX−Y矢視における概略側面図である。
最初に、回転金型支持装置10が取付けられる射出成形装置1について説明する。図1に示すように、固定金型7が固定盤2のロケートリング穴部9により位置決めされ、固定盤2に固定されており、固定盤2がマシンベース部6に固定されている。固定盤2と対向するように、可動金型8が取付けられた可動盤3が、固定盤2の四隅から延ばされたタイバー5に案内され、型締手段4により型開閉方向に移動可能にマシンベース部6に配置されている。そして、対向する固定盤2と可動盤3との間に回転金型支持装置10が配置されている。
次に、回転金型支持装置10について説明する。図1に示すように、ベース部16が、高さ方向の調節が可能な高さ方向調整手段17を介して、射出成形装置1のマシンベース部6に固定されている。ベース部16上には、型開閉方向に平行に配置された1組のスライドレール15aが固定され、スライドレール15a上には、スライドレール15aと組み合わされるスライドブロック15bを介して、支持部10bが型開閉方向に移動可能に支持されている。支持部10bは、ベース部16に固定されたスライド駆動手段14により任意で型開閉方向に移動される。高さ方向調整手段17は、ジャッキアップボルトやテーパーライナー等を使用した公知の調整手段が採用される。また、スライドレール15a及びスライドブロック15bは、リニアガイド等、必要な精度、強度、剛性を備えた直動ガイド部品が採用され、スライド駆動手段14はボールネジ、ボールネジナット及びサーボモータ等の組み合わせから成る電動駆動手段や油圧シリンダを用いた油圧駆動手段等、適宜、公知の駆動手段が採用される。
図2及び図3に示すように、支持部10b上には、円形状の回転ガイドレール18aが固定されている。回転ガイドレール18a上には、回転ガイドレール18aと組み合わされる回転ガイドブロック18bを介して、回転金型12及び回転金型13が取付けられた回転盤11を有する回転金型取付部10aが支持部10bに対して回転可能に支持されている。支持部10bには回転駆動手段19が固定され、その回転軸は偏心や傾きを許容する接続部品20を介して回転金型取付部10aを任意に回転させる。回転ガイドレール18a及び回転ガイドブロック18bは、必要な精度、強度、剛性を備えた円形状ガイド部品が採用され、回転駆動手段19はサーボモータ等の電動駆動手段や油圧モータ等の油圧駆動手段等、適宜、公知の駆動手段が採用される。また、金型交換を容易にするために、回転盤11は、回転金型12及び13が取り付けられた状態で回転金型取付部10aの基部25から脱着可能に構成されることが好ましい。
図3に示すように、回転金型取付部10aはその円形状の基部25において、回転軸11aを中心とする円周上に均等に配置された複数個所で回転ガイドブロック18bに固定されている。これら固定部位の配置は図3に示すように、回転軸11aと直交する射出成形装置のセンターラインに対称で、かつ回転軸11aに対して互いに対向するように配置されることが、後述するように、回転金型の移動量吸収及び機械的バランスの観点から好ましいことは言うまでもない。
これら固定部位の詳細(図3のB−B矢視における縦断面図)を図4に示す。図4に示すように、回転金型取付部10aの基部25には取付穴25aが設けられ、この取付穴25aを貫通するように、スペーサ24と厚座金22とが通されたボルト21が回転ガイドブロック18bに締め付けられている。取付穴25aはスペーサ24外径より大きく、回転ガイドブロック18bに固定されたスペーサ24に対する回転金型取付部10aの基部25の動きを妨害しない。また、スペーサ24が貫通する基部25上面と厚座金22との間、及び、基部25裏面と回転ガイドブロック18上面との間には、それぞれ単数又は複数の皿バネ23が、回転金型の移動量を吸収するための弾性体として配置されている。これらの皿バネ23は、通常の射出成形装置の運転においては、回転金型12及び13を含む回転金型取付部10aの荷重を支持し、かつ型締め時を除く運転中に回転金型取付部10aに作用する上向きの力にも対抗し得る剛性及びバネ定数を有することは言うまでもない。
次に、回転金型の移動量を吸収する一例として、回転金型が型締めにより傾く場合を説明する。この場合、図5に示すように回転金型取付部10aも傾く。図5(a)は、回転金型取付部10aの基部25が通常位置26より寸法α(アルファ)だけ回転軸方向上方に傾いた(移動した)状態を示す。基部25に設けられた取付穴25aはスペーサ24外径より大きいので、基部25が傾く(上昇する)動作を妨害しない。また、基部25上面と厚座金22との間に配置された皿バネ23が圧縮され、回転金型取付部10aの回転軸方向上方への移動量が吸収されることにより、この移動に伴い、金型や回転ガイドブロック18b及び回転ガイドレール18a間に、本来であれば直接作用する引っ張り力や曲げモーメント等の負荷を低減することができる。
図5(b)は、回転金型取付部10aの基部25が通常位置26より寸法β(ベータ)だけ回転軸方向下方に傾いた(移動した)状態を示す。図5(a)と同様に、回転ガイドブロック18上面と基部25裏面との間に配置された皿バネ23が圧縮され、回転金型取付部10aの回転軸方向下方への移動量が吸収される。このように、傾きを含む回転金型の回転軸方向の上方下方の移動量が吸収されるので、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を低減することができる。
図5(c)は、図5(a)及び図5(b)の状態をまとめた概略平面図で、図5(d)は図5(c)のX−Y矢視図である。図5(c)に示すように、これら固定部位の配置が、回転軸11aから均等距離r(アール)に、回転軸11aと直交する射出成形装置のセンターラインに対称で、かつ回転軸11aに対して互いに対向するように配置されると、支持部10bに対して、型締め時に回転軸11aを中心として移動する回転金型(回転金型取付部10a)の移動量が、その移動方向に沿った、回転軸11aを挟んで対向する取付部位に介在する弾性体により略半分ずつ吸収される。すなわち、回転軸11aを挟んで対向する固定部位25X及び25Yについて、固定部位25Xにおいて基部25が図5(a)に示すように通常位置26より寸法αだけ回転軸方向上方に傾き、固定部位25Yにおいて図5(b)に示すように基部25が通常位置26より寸法βだけ回転軸方向下方に傾いた場合、固定部位XとYとは、回転軸11aを挟んで回転軸11aから均等距離rの円周上に配置されているので移動量α=移動量βとすることができる。説明を容易にするために、固定部位25X及び25Yを結ぶ直線が射出成形装置のセンターラインと一致すると仮定すると、これは、図5(d)に示すように、回転盤11が射出成形装置のセンターライン上の垂直面上において、型開き時に垂直状態にあった回転軸11a’が垂直軸11aから角度θ’分だけ、図示しない金型のガイドピン及びガイドピン用穴等に案内されて、強制的に正規の型合わせ位置に、矢印Pで示されたように回転されて型締めされた状態であり、これは、この状態においても、回転金型の型締め時の傾きによる移動量を一部取付部位に集中させず、略均等に分散させ吸収することができることを意味する。更に、このような固定部位の配置が機械的バランスに優れていることは言うまでもない。また、図示していないが、回転軸と直交する平面上の移動量は、取付穴25aとスペーサ24との間の空間分だけ吸収することができる。ボルト21、厚座金22、皿バネ23、スペーサ24及び取付穴25aの仕様は、対象となる射出成形装置、回転金型、取付部位数、取付部位の配置円周直径等を鑑み、適宜、設計されればよい。
図6乃至図9を参照しながら本発明の実施例2を説明する。図6は本発明の実施例2に係る回転金型支持装置を示す概略側面図である。図7は図6のA−A矢視における平面図である。図8は図7のB−B矢視における縦断面図である。図9は本発明の実施例2に係る回転金型の移動による位置決め手段の移動を示す概略縦断面図である。図9(a)は位置決め手段を圧縮コイルバネで移動させる形態、図9(b)は位置決め手段を油圧で回転軸方向に移動させる形態を示す。
実施例2の回転金型支持装置10が取付けられる射出成形装置1は実施例1と同じなので射出成形装置1の説明は割愛する。また、説明を簡単にするため、実施例1と同じ機能を有する部位については実施例1と同じ符号を使用し説明を省略する。実施例2における実施例1との相違点は、回転金型取付部10aを回転可能に支持するために汎用ベアリングと回転軸部品と歯車とを組み合わせた点と、回転金型取付部10aとその支持部10bとの固定部位の弾性体に圧縮コイルバネを使用した点と、支持部10bに対して回転金型取付部10aの位置決めを行う、回転軸方向に摺動可能な位置決め手段を追加した点である。それ以外の回転金型支持装置10の構成は実施例1と基本的に同じ為、実施例1との相違点についてのみ説明する。
図6に示すように、回転軸と回転金型取付部10aが取り付けられるためのフランジ部を有する回転軸部品38が、支持部10bに保持された汎用ベアリング31を介して支持部10bに回転可能に支持されている。回転軸部品38の下端には歯車32aが固定され、支持部10bに固定された回転駆動手段19の出力軸に取り付けられた歯車32bと組み合わされて、回転軸部品38を介して回転金型取付部10aを任意に回転させる。汎用ベアリング31は、実施例2では軸方向荷重に対向するため、スラストベアリングが採用されるが、要求される回転精度、許容荷重や支持部10bにベアリングを保持させるための機械的制約等から、ベアリングの種類や、それらベアリングを使用した回転金型取付部10aの支持構造等が適宜選択・設計されればよい。歯車32a及び32bは、要求される駆動力、回転速度等から適切な減速比の歯車が適宜選択されるが、チェーンやベルト等を使用した公知の動力伝達手段が採用されてもよい。回転駆動手段19はサーボモータ等の電動駆動手段や油圧モータ等の油圧駆動手段等、適宜、公知の駆動手段が採用される。また、実施例1と同様に、回転盤11は回転金型12及び13が取り付けられた状態で回転金型取付部10aの基部から脱着可能に構成されることが好ましい。
図7に示すように、回転金型取付部10aがその円形状の基部25において、回転軸11aを中心とする円周上に均等に配置された複数個所で固定されている。これら固定部位が、回転軸11aと直交する射出成形装置のセンターラインに対称で、かつ回転軸11aに対して互いに対向するように配置されることが好ましい点は実施例1と同じである。しかしながら、実施例2においては、図8(図7のB−B矢視における縦断面図)に示すように、回転金型取付部10aの取付穴25aを貫通するように、スペーサ24と厚座金22とが通されたボルト21が、回転ガイドブロック18bではなく、回転軸部品38のフランジ部に締め付けられている。そして、スペーサ24が貫通する基部25上面と厚座金22との間、及び、基部25裏面と回転軸部品38のフランジ部上面との間には、それぞれ、皿バネ23ではなく、圧縮コイルバネ33が、回転金型の移動量を吸収するための弾性体として配置されている。これらの圧縮コイルバネは、通常の射出成形装置の運転においては、回転金型12及び13を含む回転金型取付部10aの荷重を支持し、かつ型締め時を除く運転中に回転金型取付部10aに作用する上向きの力にも対抗し得る剛性及びバネ定数を有することは実施例1と同じである。このように、固定部位の弾性体に圧縮コイルバネを使用した場合でも、実施例1の図5に示すように、回転金型、すなわち、回転金型取付部の移動量を吸収することができる。皿バネに対して、圧縮コイルバネはより大きな負荷を支持することができると共に、仕様としてのバネ定数がより正確で、市場で入手できる外形寸法やバネ定数のバリエーションも豊富なので、より大きな金型が使用される中型から大型の射出成形装置に使用する回転金型支持装置へも使用できる。
また、実施例2においては、支持部10b、すなわち、回転軸部品38の回転中心に対する回転金型取付部10aの回転軸11aの位置決めを行う、回転軸方向に摺動可能な位置決め手段35を備えている。図8に示すように、回転軸部品38のフランジ部の回転中心から、圧縮コイルバネ36により回転軸方向上方へ押し上げられた位置決め手段35の凸状円弧形状をなすその先端が、基部25裏面の回転中心に設けられた同じ凹状円弧形状部35aに押し付けられている。固定部位の圧縮コイルバネ33と同様に、位置決め手段35を押し上げている圧縮コイルバネ36は、型締め時を除く運転中に固定部位の圧縮コイルバネ33と合わせて回転金型12及び13を含む回転金型取付部10aの荷重を支持すると共に、圧縮コイルバネ36により型開きの度に、型締め時に移動された回転金型取付部10aの回転軸11aを回転軸部品38の回転中心に位置決めする。
図9(a)は、回転金型取付部10aの基部25が通常位置より寸法γ(ガンマ)だけ矢印37で示す方向(回転軸に直交する平面上)に移動した状態を示す。図9(a)に示すように、基部25の移動により位置決め手段35が矢印39で示す方向(回転軸方向下方)に移動され、圧縮コイルバネ36が圧縮される。型締め状態が解除されると、基部25を矢印37で示す方向に移動させた力もなくなるので、圧縮された圧縮コイルバネ36により位置決め手段35が押し上げられ、基部25が支持部10bに対して位置決めされる。同様にして、位置決め手段35は、型締め時の回転金型取付部10aの回転軸方向下方や傾きに対しても回転軸方向に移動される。
このように、型開きの度、回転金型取付部10aが支持部10bに対して位置決めされるこの基準位置は、回転金型の回転前後によらず同じである。その結果、型開きから型締めに至る工程での回転金型の移動量が、回転前の型締め時における型合わせ位置から回転後の型締め時における型合わせ位置までの移動量ではなく、都度その基準位置から型締め時の型合わせ位置までの移動量になるので、回転金型の移動量を低減することができる。また、型締め時は、回転金型の移動により位置決め手段を支持している圧縮コイルバネ36が圧縮され、位置決め手段が回転軸方向に移動されるので、回転金型の移動を妨害しない。
位置決め手段35の先端部形状を凸状円弧形状、その先端が押し付けられる基部25裏面の回転中心にも、同じ凹状円弧形状部35aを設けるようにしたが、これらの形状は、回転金型取付部10aの回転軸に直交する平面上の移動のみで、位置決め手段35が回転軸方向下方へ移動されるような形状、あるいは、位置決め手段35の回転軸方向上方への移動動作により、回転金型取付部10aが位置決めされるような形状であればよい。また、これら位置決め部位に、位置決めを容易にするために摺動抵抗を低減する自動給脂手段や、位置決めのための接触を前提とした耐磨耗処理や、接触部のみ交換が容易な構造が採用されれば、前述したような位置決め精度を長期間維持できる。
更に、型開きの度行われる、回転金型取付部10aの位置決めをより確実に行える形態として、図9(b)に示すような、位置決め手段35’を圧縮コイルバネ36のような弾性体ではなく、油圧シリンダ、あるいは空圧シリンダ、又、ボールねじとサーボモータを組み合わせた各種駆動手段を使用して積極的に移動させる形態も可能である。位置決め手段35’はその先端が鋭角凸状円錐形状をなしており、その先端が押し付けられる基部25裏面の回転中心も同様の鋭角凹状円錐形状35a’をなしている。位置決め手段35’はその後端が回転軸部品38に内蔵された油圧シリンダのピストンロッド36’に接続されており、回転軸方向に移動可能に構成されている。ここで、図9(b)に示すように、型締めにより、回転金型取付部10aの基部25が、回転軸と直交する平面上で寸法γだけ基準位置から移動しているものとする。型締め時に、回転金型の移動を妨害しないように回転軸部品38の回転軸方向下方に移動されていた位置決め手段35’が、型開き動作に伴い矢印39’で示す回転軸方向上方に移動される。その移動途中に位置決め手段35’の先端部の円錐形状面の一部が、基部25裏面の回転中心に設けられた鋭角凹状円錐形状35a’内面に接触すると、その後も継続される位置決め手段35’の矢印39’で示す回転軸方向上方への移動に伴い、基部25は、その回転中心を回転軸部品38の回転中心に位置決めするように、矢印37’で示す方向へ移動される。このようにして、型開き完了まで、あるいは回転金型の回転前までに、位置決め手段35’の矢印39’で示す方向の移動により、回転金型取付部10a、すなわち回転金型12及び13が基準位置に型開きの度、支持部10bに対して位置決めされる。
図9(b)に示す、位置決め手段35’を各種駆動手段を使用して積極的に移動させる形態においては、回転軸部品38に各種駆動手段を内蔵させるため、回転軸部品38の構造が複雑になるものの、位置決め手段35’の回転軸方向の移動タイミングと、回転軸方向上方への移動速度及び押し上げ力をソレノイドバルブやサーボモータ等により電気的に制御可能なので、回転金型支持装置10が取り付けられる射出成形装置の大きさやサイクルタイムに合わせて、回転金型取付部10aの支持部10bへの位置決めをより確実に高精度で行うことができる。その結果、回転金型の基準位置から型締め時の型合わせ位置までの移動量を安定させ、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を安定させつつ低減することができる。
図10を参照しながら本発明の実施例3を説明する。図10は本発明の実施例3に係る回転金型支持装置の距離測定手段の配置を示す概略縦断面図である。実施例3における実施例2との相違点は、支持部10bに対する回転金型取付部10aの回転軸方向の距離を測定する距離測定手段1(符号41)と、同じく、支持部10bに対する回転金型取付部10aの回転軸を中心とした半径方向の距離を測定する距離測定手段2(符号42)とが、支持部10bの回転軸を中心とする円周上に複数配置された点である。それ以外の回転金型支持装置10の構成は実施例2と基本的に同じ為、実施例2との相違点についてのみ説明する。
図10に示すように、支持部10bに対する回転金型取付部10aの回転軸方向の距離を測定する距離測定手段1(符号41)が支持部10b上面に取り付けられている。同様に、支持部10bに対する回転金型取付部10aの回転軸を中心とした半径方向の距離を測定する距離測定手段2(符号42)が支持部10b上面に取り付けられている。また、これら距離検出手段1及び2(符号41及び42)によってそれぞれの距離が測定されるための検出対象部品43が回転金型取付部10aの基部25外周裏面に取り付けられている。これら距離検出手段1及び2(符号41及び42)と検出対象部品43とは、実施例2の取付部位の配置と同様に、支持部10bの回転軸を中心とする円周上に均等に複数配置されている。これらの配置を必ずしも各固定部位の配置と一致させる必要はないが、可能であれば一致させ、あるいは均等にずらし、実施例2の取付部位の配置と同様に、回転軸と直交する射出成形装置のセンターラインに対称で、かつ回転軸に対して互いに対向するように配置されることが好ましい点は実施例2と同じである。
距離検出手段1及び2(符号41及び42)は、対象物との距離を測定可能なレーザー式や超音波式等の距離測定センサや変位センサ等から適宜選択される。これら距離検出手段は、対象となる距離を測定可能であれば、回転金型取付部10aと支持部10bのいずれに取り付けられてもよいが、これら距離検出手段には電気配線が必要なので、回転しない支持部10bに取り付けられる方が好ましい。また、これら距離検出手段を支持部10b側に取り付けて、基部25裏面を直接検出してもよいが、図10に示すような検出対象となる検出対象部品43を検出対象とする方が、検出に適した素材、形状、取付位置及びその調整方法等を自由に選択・設計できるので、これら距離検出手段1及び2(符号41及び42)の支持部10bへの取付の自由度と検出精度を向上させることができる。
距離測定手段1(符号41)は、支持部に対する検出対象部品43(すなわち回転金型)の回転軸方向の距離Zを測定する。回転金型が、型開き時の位置決めされた基準位置にある場合の測定値Zを運転サイクル毎に測定して、その型開きを挟んだ型締め時の回転前後の測定値Z’、Z”も測定し、測定値Zと比較すると、基準位置に対して、型締め時にその位置において回転金型取付部10aの基部が回転軸方向にどの程度上昇しているのか、下降しているのかが数値で確認できる。例えば、上昇側を+、下降側を−として回転軸を中心とする円周上に配置された各距離測定手段1(符号41)の測定値Z’、Z”を比較すると、測定値Z’とZ”が+側と−側で最も大きな位置を結ぶ線が、型締め時の回転金型の傾き方向でありその−側に傾いていることが容易に推測できる。また、各距離測定手段1(符号41)の配置円周直径と上昇・下降量からその傾斜角度も計算できる。回転金型の傾きだけでなく、回転金型全体が回転軸方向に上昇する、あるいは下降するといった状況も容易に推測できる。更に、距離測定手段1(符号41)による測定値Z、Z’、Z”の測定タイミングと各測定値の比較や傾斜角度算出を射出成形装置の制御プログラムに組み込めば、予め距離測定手段1(符号41)の測定値Z’、Z”の1ケ所での最大許容値や回転金型全体としての最大許容傾斜角度、最大許容上昇・下降量等を設定しておき、これら許容値を超えた場合に警告を出したり、射出成形装置を警告後の運転サイクル終了時に自動的に停止させたりするような制御も可能となる。
また、距離測定手段2(符号42)は、支持部に対する検出対象部品43(すなわち回転金型)の回転軸を中心とした半径方向の距離Rを測定する。距離測定手段1(符号41)と同様に、回転金型が、型開き時の位置決めされた基準位置にある場合の測定値Rを運転サイクル毎に測定して、その型開きを挟んだ型締め時の回転前後の測定値R’、R”も測定し、測定値Rと比較すると、基準位置に対して、型締め時にその位置において回転金型取付部10aの基部が回転軸と直交する平面上で、どの方向にどの程度移動しているのかが数値で確認できる。例えば、円周側(外側)を+、回転軸側(内側)を−として回転軸を中心とする円周上に配置された各距離測定手段2(符号42)の測定値R’、R”を比較すると、測定値R’とR”が+側と−側で最も大きな位置を結ぶ線が、型締め時の回転金型の回転軸と直交する平面上での移動方向であり、その方向にどのくらい回転金型全体が移動しているのかが容易に推測できる。距離測定手段2(符号42)による測定値R、R’、R”の測定タイミングと各測定値の比較や移動方向算出を射出成形装置の制御プログラムに組み込めば、予め距離測定手段2(符号42)の測定値R’、R”の1ケ所での最大許容値や最大許容移動量を設定しておき、これら許容値を超えた場合に警告を出したり、射出成形装置を警告後の運転サイクル終了時に自動的に停止させたりするような制御も可能となる点は距離測定手段1(符号41)と同様である。
更に、距離測定手段1及び2(符号41及び42)双方を配置することにより、型合わせ位置の誤差により回転金型に生じる傾斜方向と傾斜量、及び回転軸方向や回転軸方向と直交する平面上での移動方向と移動量を3次元的に把握することも可能である。前述したような制御の併用により、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を、一定範囲内で管理した状態での運転を行ってもよい。また、3次元的に把握された、型合わせ位置の誤差により回転金型に生じる傾斜方向と傾斜量、及び回転軸方向や回転軸方向と直交する平面上での移動方向と移動量を元に、定期的な回転金型の型合わせ位置の修正を行えば、より高いレベルで、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を低減させた管理状態での射出成形装置の運転が可能である。
図11を参照しながら本発明の実施例4を説明する。図11は本発明の実施例4に係る回転金型支持装置を示す概略図である。図11(a)が概略側面図、図11(b)が図11のC−C矢視における概略平面図である。実施例4における実施例1から実施例3との相違点は、支持部10bを介して回転金型取付部10aを支持するベース部56が、固定盤2に固定金型7を位置決めするためのロケートリング穴部9、及び固定盤2の金型取付面2aを基準として、金型取付盤間に位置決め可能な位置決め形状部56aを有する点である。それ以外の回転金型支持装置10の構成は実施例1から実施例3のいずれの実施例と同じであってもよいため、実施例1から実施例3との相違点についてのみ説明する。
通常、固定盤2の金型取付面には、固定金型7を位置決めするためのロケートリング穴部9を備えている。図11(a)に示すように、この固定盤2のロケートリング穴部9を利用して、この固定盤2のロケートリング穴部9に、固定金型7と略同精度で位置決めが可能なロケートリング用凸部を有する位置決め形状部56aが固定されている。そして、位置決め形状部56aは、回転金型支持装置10のベース部56と、リブ56bにより強固な一体構造をなしている。位置決め形状部56aのロケートリング用凸部が設けられた面の反対側の面には、固定盤2のロケートリング穴部9と同じロケートリング穴部59と、図示しないT溝等の公知の金型取付形状が設けられ、固定盤2の金型取付面2aと同様に固定金型7が取り付けられるようになっている。また、回転金型支持装置10においては、位置決め形状部56aのロケートリング用凸部を基準にして、型開閉方向と直交する面上の、スライドレール15aとスライドブロック15bによる支持部10bの型開閉方向移動精度や、回転金型取付部10aの回転軸位置精度等が確保され、位置決め形状部56aのロケートリング用凸部が設けられた面を基準にして、位置決め形状部56aの固定金型7の取付面や、回転金型取付部10aの回転軸や取付盤11の金型取付面等の平行度が確保される。
更に、図11(b)に示すように、高さ方向調整手段17を含む回転金型支持装置10のフレーム部56の全幅がタイバー間距離より小さく設計されれば、クレーン等を使用して、射出成形装置上部から回転金型支持装置10を容易に固定盤と可動盤間に脱着できる。クレーン等を使用して吊り上げた回転金型支持装置10を射出成形装置1の上部から固定盤2と可動盤3との間に下降させ、吊り上げた状態のまま位置決め形状部56aのロケートリング用凸部を固定盤2のロケートリング穴部9に嵌め込むだけで、基本的な位置決めが完了する。吊り上げた状態のまま、位置決め形状部56aが固定盤2に仮固定された後、その射出成形装置1の長手方向の水平度と、長手方向と直交する方向の水平度とに合わせて、回転金型支持装置10のそれぞれの水平度を調整して位置決め形状部56aを固定盤2に本固定した後、高さ方向調整手段17を調整しその位置に合わせて固定すれば、回転金型支持装置10の射出成形装置1への位置決めが完了する。なお、図11(b)においては、回転金型支持装置10をよりわかりやすく示すために、図11(a)における固定金型7、回転金型12及び13を省略している。
このように、回転金型支持装置10が固定盤2に位置決めされれば、前述したように、回転金型支持装置10は、フレーム部56の位置決め形状部56aのロケートリング用凸部と、ロケートリング用凸部が設けられた面とを基準にして、装置単体として関連する部位の位置精度や平行度が確保されているので、固定金型7及び可動金型8と、回転金型12及び13の型合わせ位置の誤差は回転の前後においても小さくすることができ、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷を低減することができる。
この効果は、新規の射出成形装置の組立中における回転金型支持装置の取り付け時はもちろん、既設の射出成形装置への回転金型支持装置の追加や、他の射出成形装置への回転金型支持装置の移設を行う時も同様に得ることができる。また、実施例3の、3次元的に把握された、型合わせ位置の誤差により回転金型に生じる傾斜方向と傾斜量、及び回転軸方向や回転軸方向と直交する平面上での移動方向と移動量を元に、定期的な回転金型の型合わせ位置の修正を行う場合でも、本形態によればその修正量は小さくかつ修正そのものが非常に容易なので、実施例3の効果をより容易に得ることができる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、実施例1及び実施例2において、固定部位に使用する弾性体を皿バネや圧縮コイルバネとしたが、吸収する負荷の大きさや移動量によっては、ゴムや樹脂等の弾性体も使用可能である。また、実施例3において、距離測定手段1及び2を備えた形態としたが、小型の射出成形装置で、金型や回転金型支持装置の摺動部分に掛かる型合わせ位置の誤差による負荷が、回転金型の傾きと回転軸に直交する平面上の移動とのいずれか一方のみ問題になるような場合があれば、問題となるいずれか一方の距離を測定する距離測定手段のみ取り付け、その測定値のみで管理される形態でもよい。更に、実施例4において、位置決め形状部56aとフレーム部56とを一体構造とする形態としたが、位置決め形状部56a、あるいは位置決め形状部56aとリブ56bとが、フレーム部56と脱着可能な構成にして、回転金型支持装置10の射出成形装置1への位置決めが完了した後、位置決め形状部56a、あるいは位置決め形状部56aとリブ56bとを取り外す形態でもよい。このような形態によれば、位置決め形状部56aに固定金型7を取り付ける必要がないため、位置決め形状部56aの大きさを、固定盤2のロケートリング穴部9と金型取付面とを利用して回転金型支持装置10の射出成形装置1への位置決めが可能な程度にまで小型化することができ、回転金型支持装置10の金型取付盤間への挿入が容易になると共に、回転金型支持装置10のコストを下げることができる。また、同じ射出成形装置を複数台所有し、成形品の生産計画に合わせて複数の回転金型支持装置を射出成形装置に着脱するような成形品の製造業者においては、複数の回転金型支持装置すべてに位置決め形状部56aを設ける必要がなくなり、回転金型支持装置のコストを下げることができる。また、実施例1から実施例4においては、回転金型が射出成形装置の設置面に対して垂直軸回りに回転される形態であるが、本発明に係る回転金型支持装置は、回転金型が射出成形装置の設置面に対し水平軸回りに回転される形態の回転金型支持装置においても同様の効果を奏することができる。