成形機の型締装置
【課題】タイバによって連結された固定および支持プラテンと、それらの間で移動する可動プラテンとを含み、固定および可動プラテンにそれぞれ取り付けられた断熱板のその上から、固定側および可動側の金型がそれぞれ取り付けられ、その金型の取り付けの際に、その金型が金型取り付け部材によって締め付けられて固定されると、その締め付け力で断熱板が圧縮されて、その固定側金型とその可動側金型の間の平行度を悪くする。
【解決手段】そこで、本発明の成形機の型締装置では、ヤング率の大きい材質で形成されるとともに前記断熱板の厚み寸法よりも大きい厚み寸法に形成された断熱スペーサを、その断熱板をその厚み方向に貫通する複数の断熱スペーサ用の貫通孔に挿嵌させて、その断熱スペーサ用の貫通孔を、その断熱板の板面上の金型が面する領域内であって、その領域の中心点を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成させる。
【解決手段】そこで、本発明の成形機の型締装置では、ヤング率の大きい材質で形成されるとともに前記断熱板の厚み寸法よりも大きい厚み寸法に形成された断熱スペーサを、その断熱板をその厚み方向に貫通する複数の断熱スペーサ用の貫通孔に挿嵌させて、その断熱スペーサ用の貫通孔を、その断熱板の板面上の金型が面する領域内であって、その領域の中心点を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の型締装置において、金型装置からプラテンに伝わる熱を抑えるために、それらの間に断熱板が備えられても、固定側金型と可動側金型の間の平行度を高精度に維持することができる型締装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形機は、少なくとも射出装置と型締装置とを備えて、その射出装置で樹脂材料を加熱しながら可塑化して溶融し、その溶融樹脂を高圧で射出して型締装置に搭載された金型装置内のキャビティに充填し、そのキャビティ内の溶融樹脂を冷却し固化させて成形品を得るものである。
【０００３】
その射出成形機の型締装置は、タイバで連結された固定プラテンとバックプラテン、それらの間で移動する可動プラテン、そして、その可動プラテンを進退させてその固定プラテンに対して押圧する駆動装置を機台上に備える。
【０００４】
その固定プラテンには、金型装置の固定側（以下、固定側金型という）が搭載され、その可動プラテンには、金型装置の可動側（以下、可動側金型という）が搭載される。その金型装置の取り付けは、固定側金型に備える固定側取り付け板および可動側金型に備える可動側取り付け板を、金型取り付け部材、すなわちクランプ部材または直接ボルトでプラテンに固定することで行われる。そして、駆動装置は、固定側金型に対して、可動プラテンとともに可動側金型を進退させて型開閉を行い、押圧して型締めを行う。
【０００５】
プラテンに搭載された金型装置は、多くの場合、所定の温度に温度調節される。例えば、レンズ等の精密な成形品を成形する際には、百数十度程度の比較的高温に温度調節されることが多い。そのため、金型装置の内部には、その外部に設置した金型温度調節器で温度調節された水や油のような熱媒体を循環させる温調配管が備えられている。なお、さらに高温の温度調節が必要な場合には、ヒーターを利用する場合もある。
【０００６】
そのため、特許文献１のように金型装置とプラテンの間には、金型装置の熱がプラテンに伝わらないように断熱板が挟まれる。その断熱板は、金型装置に備える固定側および可動側取り付け板がプラテンに面する部分を少なくとも覆うように形成されて、温度調節された金型装置からプラテンに熱が逃げるのを抑える。それによって、金型装置が速やかに所定温度まで昇温し、金型装置の温度調整が安定し、そして、不要な熱エネルギ損失もなく省エネとなる。また、その断熱板は、金型装置から伝わる熱でプラテンが熱膨張し歪むのを抑え、さらには射出成形機全体の歪みをも防止する。さらには、プラテンの金型取り付け面の損傷や錆も防止する。
【０００７】
そのような断熱板は、従来、ガラス繊維などを主基材としたものにバインダを加えて作成されたものであって、加工精度が低く、その両面の平行度が低いため、レンズなどの精密成形では、十分に高い精度の成形が行えない恐れがあった。そこで、特許文献２では、強度や耐久性や断熱性が高い材質であって、表面精度を高くすることができるという観点から、セラミックスから成る断熱層を固定および可動プラテンの金型取り付け面に一体に形成させた成形機を開示している。それで、断熱層の加工精度を高くし、それら取り付け面の間の平行度を向上させて、高い型締精度で精密な成形品を成形する。特許文献２以外にも、全体をセラミックスで形成した断熱板をプラテンに固定するようにしたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平０３−１０８４１４号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本願出願人は、まだ改良の余地があると考える。既述したように精密な成形では、型締装置のプラテンに金型装置を取り付けた際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度に高い精度が求められる。例えば、球面レンズの成形では、金型装置のキャビティ内の成形品をその金型装置を開いて取り出す際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度が低い状態で型開させた場合には、その開始直後において、球面レンズ表面とキャビティ面の一部が離型し、それ以外がくっついた状態を経てから完全に離型されることになる。型開直後の成形品は、固化しているとはいえ、ある程度の熱を持った弾性体である。そのため、球面レンズ表面の最初に離型する部分が、引っ張られるようにして離型されて、その部分が微細ではあるが変形してしまう場合があった。そのように成形された球面レンズでは、上下の断面と左右の断面とが同じ形状にならず、非点収差すなわち光が１点で交わらないで分散している現象が起こると言われている。
【００１０】
断熱板を間に挟んだ形でプラテンに金型装置を取り付けた際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度を低下させる原因には、既述した理由の他に、金型装置の複数箇所を金型取り付け部材でプラテンに固定することによって起こる断熱板の不均一な圧縮がある。固定側金型および可動側金型は、それぞれ固定側および可動側取り付け板を備えて、それら取り付け板の周縁の複数箇所を金型取り付け部材によって、プラテン側に締め付けるようにして固定プラテンや可動プラテンにそれぞれ固定される。それで、断熱板は、金型取り付け部材で締め付けられる部分がプラテン側に向かって圧縮されるのである。例えば、作業者が、固定側および可動側取り付け板の周縁部を、それぞれ型締装置の操作側および半操作側に対して上下２カ所の合計４カ所ずつを金型取り付け部材で固定したとする。すると、その４カ所に面した断熱板の部分が、それぞれの金型取り付け部材の締め付け具合によって、異なる量だけ圧縮される。例えば、従来のガラス繊維などを主基材とする断熱板では、その厚み方向に最大で３０μｍ程度圧縮されてしまう場合もあった。そのため、固定側金型と可動側金型の間の平行度は、作業者の金型取り付け部材の締め付け具合で変動してしまうことになる。
【００１１】
そのため、作業としては、金型装置をプラテンに取り付けたあとに、固定側金型と可動側金型の間の平行度を補正する必要があり、手間の掛かる作業が増えてしまう。また、その平行度の補正方法は、金型取り付け部材による金型装置の締め付け力を調整して行われる。場合によっては、金型取り付け部材の締め付けのゆるみの原因となって、成形を繰り返す間に平行度を悪くする。
【００１２】
それならば、断熱板の材質を強度の高いセラミックスにすれば、金型装置をプラテンに取り付けた際の断熱板の厚み寸法に対する圧縮量を小さくでき、固定側と可動側の金型の平行度を高い精度で維持することができる。しかし、セラミックスからなる断熱板は、ガラス繊維などを主基材とする断熱板に比べて価格が高く、また、ガラス繊維などを主基材とする断熱板の熱伝導率が０．３（Ｗ／（ｍ・ｋ））程度であるのに対して、セラミックスの中でも熱伝導率が低いジルコニアであっても３（Ｗ／（ｍ・ｋ））程度と断熱性能に関して劣る部分もある。
【００１３】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、型締装置のプラテンと金型装置の間に断熱板を挟む形でその金型装置をその型締装置に取り付ける際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度を高い精度で維持しながら、高い断熱性能と低い価格を実現する断熱板を備える射出成形機の型締装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の成形機の型締装置は、上記課題を解決するために、タイバによって連結された固定プラテンおよび支持プラテンと、それらのプラテン間で移動する可動プラテンとを含み、その固定プラテンに取り付けられた断熱板のその上から固定側金型が取り付けられ、その可動プラテンに取り付けられた断熱板のその上から可動側金型が取り付けられ、その金型の取り付けの際に、その固定側金型とその可動側金型が金型取り付け部材によって締め付けられるようにして固定される成形機の型締装置において、ヤング率の大きい材質で形成されるとともに前記断熱板の厚み寸法よりも大きい厚み寸法に形成された断熱スペーサが、その断熱板をその厚み方向に貫通する複数の断熱スペーサ用の貫通孔に挿嵌され、その断熱スペーサ用の貫通孔が、その断熱板の板面上の前記金型が面する領域内であって、その領域の中心点を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成される。
【００１５】
また、本発明の前記断熱スペーサの材質が、セラミックスであると良い。
【００１６】
また、本発明の前記断熱スペーサの材質が、セラミックスのうちのジルコニアであると良い。
【００１７】
また、本発明の前記断熱スペーサが、円盤形状または円筒形状であって、その軸心に引っ掛け孔となる貫通孔を有すると良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の成形機の型締装置によれば、プラテンに取り付けられた断熱板のその上から金型装置を取り付ける際に、ヤング率の大きい材質で形成され、その断熱板より厚み寸法の大きい断熱スペーサを、その断熱板の所定位置に貫通するように備えて、その断熱板自体には金型装置を当接させないで、圧縮量の小さい断熱スペーサにだけ金型装置を当接させるようにすることで、固定側金型と可動側金型の間の平行度を高精度に維持できる。その断熱スペーサによって、金型装置に当接するその断熱スペーサの当接面の面積を小さくすることや、その金型装置に当接させる断熱スペーサの個数を減らすことで、その金型装置からプラテンへの熱伝導を小さくし、断熱効果を高めることができる。そして、その断熱スペーサは、その材質が高価なものであっても、金型装置の断熱板側に面した面の、その一部と当接される大きさであれば良いので、その全部と当接されるような、つまりは断熱板全体を製作するよりはるかに安価に製作できる。
【００１９】
また、本発明の成形機の型締装置によれば、上記の断熱スペーサの材質を高強度のセラミックスにすることで、断熱スペーサ自体の圧縮量を小さくして、型締装置に取り付けられた固定側金型と可動側金型の間の平行度が高い精度で維持できる。
【００２０】
また、本発明の成形機の型締装置によれば、上記の断熱スペーサの材質をセラミックスの中でも熱伝導率が低いジルコニアにすることで、金型装置を取り付ける際の締め付け力や型締装置の型締力が大きくて、どうしても金型装置と当接する断熱スペーサの当接面を大きくしなければならない場合に、断熱性能を損なうことなくその面積を大きくできる。
【００２１】
また、本発明の成形機の型締装置によれば、上記断熱スペーサを円盤形状または円筒形状とすることで、その加工を容易にし、また、その軸心に貫通孔を形成することで、プラテンに断熱板を取り付けた状態でも軸心部の貫通孔に棒などを突き刺すなどして引っ掛けることでその断熱スペーサの取り外しを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の成形機の型締装置を概略的に示し、操作側から観た立面図である。
【図２】図１の固定プラテンと可動プラテンの部分を拡大した一部断面図を含む立面図である。
【図３】図２の固定プラテンのＡ−Ａ矢視図である（点線は、固定側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。
【図４】図２の可動プラテンのＢ−Ｂ矢視図である（点線は、可動側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。
【図５】図（ａ）が図３の固定側の断熱スペーサ近辺のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図を示す。
【図６】本発明の断熱スペーサの別の実施態様であって、図（ａ）が、図３の固定側の断熱スペーサ近傍のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＥ−Ｅ矢視図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の射出成形機の型締装置は、図１ないし図６で示される。図１は、本発明の実施形態における射出成形機の型締装置を概略的に示した操作側から観た立面図である。図２は、図１の固定プラテンと可動プラテンの部分を拡大した一部断面図を含む立面図である。図３は、図２の固定プラテンのＡ−Ａ矢視図である（点線は、固定側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。図４は、図２の可動プラテンのＢ−Ｂ矢視図である（点線は、可動側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。図５は、図（ａ）が図３の固定側の断熱スペーサ近辺のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図を示す。図６は、本発明の断熱スペーサの別の実施態様であって、図（ａ）が、図３の固定側の断熱スペーサ近辺のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＥ−Ｅ矢視図を示す。なお、図１ないし図６において、型締装置の操作側や反操作側の方向を左右方向とし、各図の型締装置の上側や下側の方向を上下方向と言う。
【００２４】
型締装置１は、タイバ１０によって連結された固定プラテン１１とバックプラテン１２と、それらのプラテン間で移動する可動プラテン１３、そして、可動プラテン１３を固定プラテン１１に対して進退させて押圧する駆動装置１４を機台２の上に備える。固定プラテン１１には、金型装置２０の固定側金型２０ａが取り付けられ、可動プラテン１３には、金型装置２０の可動側金型２０ｂが取り付けられる。金型装置２０の取り付けは、複数個の金型取り付け部材１６によって固定プラテン１１側または可動プラテン１３側に締め付けて固定するようにされる。駆動装置１４は、可動プラテン１３を可動側金型２０ｂとともに進退させて型開閉し、押圧して型締めする装置であり、例えば油圧駆動あるいは電動油圧駆動の直圧式型締装置やトグル式型締装置などがある。成形材料を可塑化して射出する射出装置３（その全体図は省略）は、型締装置１の固定プラテン１１側に配置される。
【００２５】
上記の固定プラテン１１と可動プラテン１３は、向かい合うそれらの金型取り付け面１１ａ、１３ａが高精度な平行度を維持するように設置される。例えば、固定プラテン１１に対して進退する可動プラテン１３は、その可動プラテンの四隅に備えるリニアブッシュ１８にタイバ１０を通すタイプや、図示省略されるが、機台上に備えるリニアガイドにその可動プラテンの下端を載せるタイプがある。それによって、進退する可動プラテン１３の真直性を高めて、固定プラテン１１と可動プラテン１３の間の平行度を維持するようにしている。
【００２６】
さらには、図示省略されるが、３つのプラテンがその上下の中心位置で支持部材によって機台上に支持され、固定プラテンと支持プラテンが機台に固定され、可動プラテンがタイバに懸架されることなく機台上のリニアガイドに案内され、そして、それら３つのプラテンがその下端面の中心位置で型開閉方向と直交する横断方向への位置ずれを規制する基準部材と嵌合されるようにしたタイプがある。それによって、それら３つのプラテン及びその周囲の温度が変化しても、それらプラテン自体で生じる熱伸びがそれらの中心位置を基準に上下左右に対称に伸びて、固定プラテンと可動プラテンの間の中心位置と平行度を鉛直方向にも横断方向にも狂わせないようにするものもある。
【００２７】
なお、固定プラテン１１には、その中心位置に金型装置２０のロケートリング２１をはめ込むとともに、射出装置３の射出ノズル３ａを通すための孔１１ｂが形成されている。また、可動プラテン１３には、その中心位置あるいは所定位置に突き出し装置（図示省略）のエジェクタロッド１７を通す孔１３ｂが形成されている。そして、固定プラテン１１と可動プラテン１３には、後述する断熱板３０を固定するためのねじ３２ａや、後述する金型取り付け部材などの締め付けボルト１６ｃのためのねじ穴を備えている。
【００２８】
固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂは、そのような固定プラテン１１と可動プラテン１３に、それぞれ断熱板３０を介して取り付けられる。その金型装置２０には、金型装置２０自体の温度を設定温度に維持するための温度調節用の配管（図示省略）を備えている。その配管には、外部の温度調節器から延びる配管（図示省略）が接続され、温度調節された水や油などの熱媒体を循環させるようになっている。２２ａは、固定側金型２０ａの固定プラテン１１側に備える固定側取り付け板である。２２ｂは、可動側金型２０ｂの可動プラテン１３側に備える可動側取り付け板である。もちろん、固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂは、プラテン側の面２３ａ、２３ｂやパーティング面の平行度が高い精度で形成されている。
【００２９】
固定側金型２０ａおよび可動側金型２０ｂは、固定側取り付け板２２ａおよび可動側取り付け板２２ｂの周縁部の複数箇所を締め付けるように、複数の金型取り付け部材１６を使用して取り付けられる。その金型取り付け部材１６には、例えば、マツバ材１６ａとカマシ材１６ｂと締め付けボルト１６ｃからなる装置がある。マツバ材１６ａは、板状または２本の平行した角棒からなるもので、その真ん中に締め付けボルト１６ｃを通す孔または空間を有する。カマシ材１６ｂは、その厚み寸法が固定側取り付け板２２ａおよび可動側取り付け板２２ｂの厚み寸法と同じ寸法に形成された部材である。それで、その装置は、マツバ材１６ａの一端が固定側取り付け板２２ａまたは可動側取り付け板２２ｂを押さえ、他端がカマシ材１６ｂを押さえた状態で、プラテン１１、１３に対してマツバ材１６ａを締め付けボルト１６ｃで締め付けることで金型装置２０を固定する。
【００３０】
ここからは、本発明の特有の構成が説明される。本発明では、成形機の型締装置１において、後述する断熱スペーサ４０を備える断熱板３０を固定プラテン１１および可動プラテン１３に取り付けて、その断熱板３０の上から金型装置２０が取り付けられる。断熱板３０には、断熱スペーサ４０が挿嵌される断熱スペーサ用の貫通孔３１と、断熱板３０自身をプラテン１１、１３に固定するねじ３２ａを通すための断熱板取り付け用の貫通孔３２と、金型取り付け部材１６の締め付けボルト１６ｃを通すための金型取り付け部材用の貫通孔３３とを、それぞれ所定位置に所定個数が形成される。それに加えて、固定側に取り付けられる断熱板３０ａには、その中心位置に固定側金型２０ａのロケートリング２１をはめ込むとともに、射出装置３の射出ノズル３ａを通すためのロケートリング用の貫通孔３４が形成される。また、可動側に取り付けられる断熱板３０ｂには、その中心位置または所定位置に突き出し装置（図示省略）のエジェクタロッド１７を通すエジェクタロッド用の貫通孔３５が形成されている。
【００３１】
断熱板３０は、その上側と下側と操作側と反操作側のそれぞれ１カ所をねじ止めされて固定プラテン１１と可動プラテン１３に取り付けられている。その断熱板３０には、金型装置２０が面する領域３６内に複数の断熱スペーサ用の貫通孔３１が形成されて、その孔３１に断熱スペーサ４０が貫通するように挿嵌される。図５のように、断熱スペーサ４０は、その厚み寸法ｄｓが断熱板３０（固定側が３０ａ、可動側が３０ｂ）の厚み寸法ｄｄより大きく（ｄｓ＞ｄｄ）形成されていて、プラテン１１、１３に当接するまで挿嵌されても断熱板３０の金型装置２０側の表面から突き出している。その断熱スペーサの厚み寸法ｄｓは、断熱板の厚み寸法ｄｄに対して０．１（ｍｍ）ないし０．５（ｍｍ）大きいと良い。そして、金型装置２０が、その金型装置の固定側および可動側取り付け板２２ａ、２２ｂに対して、操作側の上側と下側および反操作側の上側と下側を、金型取り付け部材１６で締め付けられて断熱板３０の上から固定プラテン１１と可動プラテン１３に取り付けられる。その際、その断熱スペーサ４０が金型取り付け部材１６の締め付け力によって圧縮される圧縮量Δｄｓは、金型装置を取り付ける前において、その断熱スペーサ４０が断熱板３０から突き出している量（＝ｄｓ−ｄｄ）に比べて小さい（Δｄｓ＜（ｄｓ−ｄｄ））。そして、その圧縮量Δｄｓは、数μｍ程度にされると良い。そのため、その断熱スペーサ４０は、ヤング率の大きい材質で形成される。
【００３２】
それによって金型装置２０は、断熱板３０の上から固定側と可動側のプラテン１１、１３に取り付けても、その断熱スペーサ４０にのみ当接されて、断熱板３０自体に当接されない。断熱スペーサ４０は、ガラス繊維などを主基材とする断熱板に比べてその圧縮量Δｄｓが小さくされて、金型装置２０の取り付け時に生じる固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂの間の平行度の狂いを防止して、その平行度を精度良く維持できる。
【００３３】
また、ヤング率の大きい材質で形成される断熱スペーサ３０は、固定側金型２０ａに当接するすべての断熱スペーサ４０の当接面４１の合計した面積、または、可動側金型２０ｂに当接するすべての断熱スペーサ４０の当接面４１の合計した面積を、それら金型装置２０の断熱板側の面の面積に比べて小さくできる。したがって、例えば、従来のように固定側金型２０ａのロケートリング２１を除く固定プラテン１１側の面２３ａ全体（その面積Ｓｄ）を、熱伝導率の小さいガラス繊維などを主基材とした断熱板で当接するようにして断熱したときの断熱効果と比較して、その固定プラテン１１側の面２３ａの所定箇所だけを、従来に比べ熱伝導率の大きい材質でできた複数の断熱スペーサ４０のみで当接するようにして断熱したときの断熱効果は、その金型２０ａに当接する断熱スペーサ３０の当接面４１（１個当たりのその当接面の面積Ｓｓ）の合計した面積Ｓａを小さくすることで同等以上に調整することが可能となる。また、断熱スペーサ４０の材質が高価な場合でも、金型装置２０の断熱板３０に面する面をすべて覆う必要がないので、価格を低く抑えることができる。
【００３４】
また、断熱スペーサ４０が金型装置２０に当接する位置は、断熱板３０の金型装置２０が面する領域３６内にあけられた断熱スペーサ用の貫通孔３１に挿嵌されることで決定される。その貫通孔３１の位置は、その断熱板３０の板面上の金型装置２０が面する領域３６内であって、その板面上の中心点３７を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成される。これは、金型の取り付け時や型締時において、金型装置２０が受ける圧力が上側と下側で均等、そして、右側（操作側）と左側（反操作側）で均等にするためである。また、その位置は、少なくとも金型装置２０が金型取り付け部材１６によって締め付けられる位置あるいはその近傍の位置にあると良い。これは、断熱スペーサ４０と金型取り付け部材１６の位置によって、断熱スペーサ４０の当接位置を頂点として、金型が湾曲するようなことを防止するためである。また、その位置は、金型装置２０内のその軸心方向に延びる樹脂流路に対して、その延長線上の位置にあっても良い。
【００３５】
また、断熱スペーサ４０用の貫通孔３１が、前もって断熱スペーサ４０の個数より多く形成されて、断熱スペーサ４０を抜き差しして、その位置を変更できるようにしても良い。断熱スペーサ４０の抜き差しには、図６のように断熱スペーサ４０の軸心に引っ掛け孔４２を形成すると良い。なお、断熱板３０は、金型取り付け部材１６を使用でき、各種貫通孔を形成でき、金型装置２０からの輻射熱を断熱できればいかなる材質でも構わない。例えば、断熱板３０には、従来のガラス繊維などを主基材とする断熱板が使われても良い。
【００３６】
以下、金型装置２０の固定側金型２０ａを例に、さらに詳しく説明される。固定側金型２０ａに備える固定側取り付け板２２ａは、固定側断熱板３０ａ側の面２３ａが１辺Ｌｘ＝Ｌｙ＝１７０（ｍｍ）であって、その面２３ａの中心にロケートリング２１を備える。固定側の断熱板３０ａには、ロケートリング２１をはめ込むための内径寸法Ｒｒ＝４２（ｍｍ）の貫通孔３４があいている。従来は、そのロケートリング２１部分を除いた固定側取り付け板２２ａの固定側断熱板３０ａ側の面２３ａが、その断熱板３０ａに当接されていた。その当接した面積Ｓｄは、
Ｓｄ＝Ｌｘ・Ｌｙ−π・（Ｒｒ／２）２＝約２７５１５（ｍｍ２）
とされる。ちなみに、従来の断熱板には、熱伝導率λｄ＝約０．３（Ｗ／（ｍ・ｋ））のガラス繊維などを主基材するものであって、厚み寸法ｄｄ＝１０（ｍｍ）を想定する。
【００３７】
本発明では、従来の断熱板にかえて、断熱板の本体に断熱スペーサ４０を挿嵌させた断熱板３０を用いる。断熱板３０は、上記従来のガラス繊維などを主基材とするもので、厚み寸法ｄｄ＝１０ｍｍとする。その断熱板３０の本体は、金型装置２０と当接しないが、断熱スペーサ４０を所定箇所に設置し、金型装置２０からの輻射熱を防止するために必要である。なお、断熱板３０本体の材質については、ガラス繊維などを主基材とするものに限定されない。
【００３８】
実際に固定側金型２０ａに当接される断熱スペーサ４０は、セラミックスのうちの熱伝導率λｓ＝約３（Ｗ／（ｍ・ｋ））であるジルコニアからなり、厚み寸法ｄｓ＝１０．１（ｍｍ）の円盤形状または円筒形状のものがｎ＝８個用意される。そのジルコニアは、ヤング率（Ｅｓ＝２０６（ＧＰａ））が高く、また、セラミックスの中でも熱伝導率が低い材質である。しかし、ジルコニアの熱伝導率λｓは、従来の断熱板の熱伝導率λｄに比べて約１０倍ある。そのため、従来の断熱板の断熱効果をジルコニアからなる断熱スペーサ４０で実現するためには、本実施例では従来の断熱板と断熱スペーサ４０の厚み寸法の差が０．１（ｍｍ）程度違うだけなので、断熱スペーサ４０が固定側金型２０ａと当接する面積の合計面積Ｓａを、従来の断熱板が固定側金型２０ａと当接する面積Ｓｄの約１０分の１にすれば良い。そのため、すべての断熱スペーサ４０が固定側金型２０ａと当接する面積の合計面積Ｓａが、
Ｓａ＝Ｓｄ・（ｄｓ／ｄｄ）・（λｄ／λｓ）＝約２７７９（ｍｍ２）
とされる。したがって、本実施例では、固定側の断熱スペーサ４０がｎ＝８個の場合、その断熱スペーサ４０の１個あたりの固定側金型２０ａと当接する面４１の面積Ｓｓが、
Ｓｓ＝Ｓａ／ｎ＝約３４７（ｍｍ２）
とされる。ここで、本実施例の断熱スペーサ４０は、円盤形状または円筒形状に形成されるので、その外径寸法Ｒｓは、
Ｒｓ＝２・｛√（３４７／π）｝＝約２０（ｍｍ）
とされる。そして、断熱板３０ａに形成される断熱スペーサ用の貫通孔３１の内径寸法は、外形寸法Ｒｓの断熱スペーサ４０が挿入され嵌め込まれるとともに抜き取ることもできる寸法に形成されると良い。
【００３９】
上記では、まず熱伝導率をもとにして断熱スペーサ４０の各寸法を計算で求めた。つぎに、その断熱スペーサ４０が、金型取り付け部材１６による締め付け力を負荷されてどれだけ圧縮されるかを確認し、各寸法が妥当であるか確認する。なお、円盤形状の断熱スペーサ４０は、その厚み寸法ｄｓ＝１０．１（ｍｍ）、その外径Ｒｓ＝２０（ｍｍ）として、その１個あたりの固定側金型２０ａに当接する面の面積Ｓｓは、
Ｓｓ＝π・（Ｒｓ／２）２＝３１４（ｍｍ２）
とする。そして、固定側には、ｎ＝８個の断熱スペーサ４０が使用される。
【００４０】
固定側金型２０ａは、その金型の固定プラテン１１側に備える固定側取り付け板２２ａの周縁部を複数個の金型取り付け部材１６で断熱板３０ａの上から固定プラテンに対して締め付けるようにして型締装置１に取り付けられる。実施例では、その固定側取り付け板２２ａを、型締装置１の操作側および半操作側に対して上下２個の合計ｍ＝４個の金型取り付け部材１６で締め付けることで断熱板３０ａの上から取り付けられる。１個の金型取り付け部材１６は、締め付けボルト１６ｃとして、Ｍ１０のボルトが１本使用されるとする。そのボルト１６ｃは、２．４系列、外径Ｒ＝１０（ｍｍ）、基本トルク（締め付けトルク）Ｔ＝５９（Ｎ・ｍ）である。トルク係数ｋ＝０．２とすると、ボルト１本当たりのボルト軸力Ｎは、
Ｎ＝Ｔ／（Ｒ・ｋ）＝２９．５（ｋＮ）
となる。そして、ｍ＝４個の金型取り付け部材１６を使用するので、４本のボルト軸力を合計したボルト軸力Ｎａは、
Ｎａ＝ｍ・Ｎ＝１１８（ｋＮ）
となる。
したがって、１個当たりの断熱スペーサが受ける締め付け力Ｐｃは、
Ｐｃ＝Ｎａ／（ｎ・Ｓｓ）＝約４７（ＭＰａ）
となる。本実施例の断熱スペーサ４０は、セラミックスの中のジルコニアで形成されているので、前述のとおりそのヤング率Ｅｓ＝２０６ＧＰａである。それより、断熱スペーサの歪み率εｓは、
εｓ＝Ｐｃ／Ｅｓ＝約０．０００２３
となる。
したがって、断熱スペーサの厚み寸法に対する圧縮量Δｄｓは、
Δｄｓ＝εｓ・ｄｓ＝２．３（μｍ）
となる。ちなみに、圧縮量Δｄｓ＝５（μｍ）にするには、締め付けボルト１６ｃの１本当たりの締め付けトルクＴ＝１２９（Ｎ・ｍ）のとき、つまりは基本トルクの略２倍のときとなる。
【００４１】
断熱スペーサ４０は、金型取り付け部材１６による締め付け力以外にも、型締装置による型締力を負荷される。本実施例では、成形する成形品やその金型装置２０の大きさなどから、型締装置１の最大型締力Ｐｐ＝９８（ｋＮ）とした。最大型締力Ｐｐが負荷された際に、１本当たりの断熱スペーサ４０が受ける圧力Ｐｓは、
Ｐｓ＝Ｐｐ／（ｎ・Ｓｓ）＝３９（ＭＰａ）
となる。
その際の断熱スペーサの歪み率εｓは、
εｓ＝Ｐｓ／Ｅｓ＝約０．０００１９
となる。
したがって、断熱スペーサの厚み寸法に対する圧縮量Δｄｓは、
Δｄｓ＝εｓ・ｄｓ＝１．９（μｍ）
となる。最大型締力Ｐｐを負荷しても断熱スペーサ４０の圧縮量は、小さいものとなる。
【００４２】
ここまで固定側金型２０ａおよび固定側の断熱板３０ａを例に説明してきたが可動側金型２０ｂおよび可動側の断熱板３０ｂに関しても同じである。可動側金型２０ｂの場合には、エジェクタロッド１７が通る貫通孔３５の部分が、可動側金型２０ｂと断熱板３０ｂの当接されない箇所となる。通常は、固定側と可動側ともに同じ個数、同じ形状、そして、同じ寸法の断熱スペーサ４０を同じ位置に使用しても構わない。しかし、それに限定されるものでなく、固定側と可動側で、断熱スペーサ４０の形状、寸法、個数を違えても良いし、金型に当接する位置を違えても良い。また、固定側と可動側の両側に断熱スペーサ４０を備える断熱板３０を取り付けるように説明してきたが、固定側または可動側のどちらか一方でも構わない。なお、実施例では、円盤形状または円筒形状の断熱スペーサ４０で説明したが、その形状は必要に応じた形状に形成されれば良い。
【００４３】
上記のように金型装置２０が断熱スペーサ４０を備えた断熱板３０の上から、金型取り付け部材１６を使ってプラテン１１、１３に固定されても、断熱スペーサ４０の圧縮量Δｄｓは、数μｍに押さえられる。そのため、従来のように、金型装置２０を取り付ける際に、断熱板３０が圧縮されて、固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂの間の平行度が狂うのを抑えて、その平行度を高精度に維持することができる。そのうえ、断熱効果は、従来の断熱板による効果と同等であり、加温された金型装置２０から伝わる熱がプラテン１１、１３に伝導するのを十分に抑えて、プラテン１１、１３などの型締装置１の歪みを抑えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 型締装置
１１ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１６ 金型取り付け部材
２０ａ 固定側金型
２０ｂ 可動側金型
２２ａ 固定側取り付け板
２２ｂ 可動側取り付け板
３０ 断熱板
３０ａ 固定側の断熱板
３０ｂ 可動側の断熱板
３１ 断熱板の断熱スペーサ用の貫通孔
３３ 断熱板の金型取り付け部材用の貫通孔
３４ 固定側の断熱板のロケートリング用の貫通孔
３５ 可動側の断熱板のエジェクタロッド用の貫通孔
３６ 断熱板の金型装置が面する領域
４０ 断熱スペーサ
４１ 断熱スペーサの金型装置に当接する面
４２ 断熱スペーサの引っ掛け孔
Ｒｓ 断熱スペーサの外形寸法
ｄｓ 断熱スペーサの厚み寸法
ｄｄ 断熱板の厚み寸法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の型締装置において、金型装置からプラテンに伝わる熱を抑えるために、それらの間に断熱板が備えられても、固定側金型と可動側金型の間の平行度を高精度に維持することができる型締装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形機は、少なくとも射出装置と型締装置とを備えて、その射出装置で樹脂材料を加熱しながら可塑化して溶融し、その溶融樹脂を高圧で射出して型締装置に搭載された金型装置内のキャビティに充填し、そのキャビティ内の溶融樹脂を冷却し固化させて成形品を得るものである。
【０００３】
その射出成形機の型締装置は、タイバで連結された固定プラテンとバックプラテン、それらの間で移動する可動プラテン、そして、その可動プラテンを進退させてその固定プラテンに対して押圧する駆動装置を機台上に備える。
【０００４】
その固定プラテンには、金型装置の固定側（以下、固定側金型という）が搭載され、その可動プラテンには、金型装置の可動側（以下、可動側金型という）が搭載される。その金型装置の取り付けは、固定側金型に備える固定側取り付け板および可動側金型に備える可動側取り付け板を、金型取り付け部材、すなわちクランプ部材または直接ボルトでプラテンに固定することで行われる。そして、駆動装置は、固定側金型に対して、可動プラテンとともに可動側金型を進退させて型開閉を行い、押圧して型締めを行う。
【０００５】
プラテンに搭載された金型装置は、多くの場合、所定の温度に温度調節される。例えば、レンズ等の精密な成形品を成形する際には、百数十度程度の比較的高温に温度調節されることが多い。そのため、金型装置の内部には、その外部に設置した金型温度調節器で温度調節された水や油のような熱媒体を循環させる温調配管が備えられている。なお、さらに高温の温度調節が必要な場合には、ヒーターを利用する場合もある。
【０００６】
そのため、特許文献１のように金型装置とプラテンの間には、金型装置の熱がプラテンに伝わらないように断熱板が挟まれる。その断熱板は、金型装置に備える固定側および可動側取り付け板がプラテンに面する部分を少なくとも覆うように形成されて、温度調節された金型装置からプラテンに熱が逃げるのを抑える。それによって、金型装置が速やかに所定温度まで昇温し、金型装置の温度調整が安定し、そして、不要な熱エネルギ損失もなく省エネとなる。また、その断熱板は、金型装置から伝わる熱でプラテンが熱膨張し歪むのを抑え、さらには射出成形機全体の歪みをも防止する。さらには、プラテンの金型取り付け面の損傷や錆も防止する。
【０００７】
そのような断熱板は、従来、ガラス繊維などを主基材としたものにバインダを加えて作成されたものであって、加工精度が低く、その両面の平行度が低いため、レンズなどの精密成形では、十分に高い精度の成形が行えない恐れがあった。そこで、特許文献２では、強度や耐久性や断熱性が高い材質であって、表面精度を高くすることができるという観点から、セラミックスから成る断熱層を固定および可動プラテンの金型取り付け面に一体に形成させた成形機を開示している。それで、断熱層の加工精度を高くし、それら取り付け面の間の平行度を向上させて、高い型締精度で精密な成形品を成形する。特許文献２以外にも、全体をセラミックスで形成した断熱板をプラテンに固定するようにしたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平０３−１０８４１４号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本願出願人は、まだ改良の余地があると考える。既述したように精密な成形では、型締装置のプラテンに金型装置を取り付けた際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度に高い精度が求められる。例えば、球面レンズの成形では、金型装置のキャビティ内の成形品をその金型装置を開いて取り出す際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度が低い状態で型開させた場合には、その開始直後において、球面レンズ表面とキャビティ面の一部が離型し、それ以外がくっついた状態を経てから完全に離型されることになる。型開直後の成形品は、固化しているとはいえ、ある程度の熱を持った弾性体である。そのため、球面レンズ表面の最初に離型する部分が、引っ張られるようにして離型されて、その部分が微細ではあるが変形してしまう場合があった。そのように成形された球面レンズでは、上下の断面と左右の断面とが同じ形状にならず、非点収差すなわち光が１点で交わらないで分散している現象が起こると言われている。
【００１０】
断熱板を間に挟んだ形でプラテンに金型装置を取り付けた際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度を低下させる原因には、既述した理由の他に、金型装置の複数箇所を金型取り付け部材でプラテンに固定することによって起こる断熱板の不均一な圧縮がある。固定側金型および可動側金型は、それぞれ固定側および可動側取り付け板を備えて、それら取り付け板の周縁の複数箇所を金型取り付け部材によって、プラテン側に締め付けるようにして固定プラテンや可動プラテンにそれぞれ固定される。それで、断熱板は、金型取り付け部材で締め付けられる部分がプラテン側に向かって圧縮されるのである。例えば、作業者が、固定側および可動側取り付け板の周縁部を、それぞれ型締装置の操作側および半操作側に対して上下２カ所の合計４カ所ずつを金型取り付け部材で固定したとする。すると、その４カ所に面した断熱板の部分が、それぞれの金型取り付け部材の締め付け具合によって、異なる量だけ圧縮される。例えば、従来のガラス繊維などを主基材とする断熱板では、その厚み方向に最大で３０μｍ程度圧縮されてしまう場合もあった。そのため、固定側金型と可動側金型の間の平行度は、作業者の金型取り付け部材の締め付け具合で変動してしまうことになる。
【００１１】
そのため、作業としては、金型装置をプラテンに取り付けたあとに、固定側金型と可動側金型の間の平行度を補正する必要があり、手間の掛かる作業が増えてしまう。また、その平行度の補正方法は、金型取り付け部材による金型装置の締め付け力を調整して行われる。場合によっては、金型取り付け部材の締め付けのゆるみの原因となって、成形を繰り返す間に平行度を悪くする。
【００１２】
それならば、断熱板の材質を強度の高いセラミックスにすれば、金型装置をプラテンに取り付けた際の断熱板の厚み寸法に対する圧縮量を小さくでき、固定側と可動側の金型の平行度を高い精度で維持することができる。しかし、セラミックスからなる断熱板は、ガラス繊維などを主基材とする断熱板に比べて価格が高く、また、ガラス繊維などを主基材とする断熱板の熱伝導率が０．３（Ｗ／（ｍ・ｋ））程度であるのに対して、セラミックスの中でも熱伝導率が低いジルコニアであっても３（Ｗ／（ｍ・ｋ））程度と断熱性能に関して劣る部分もある。
【００１３】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、型締装置のプラテンと金型装置の間に断熱板を挟む形でその金型装置をその型締装置に取り付ける際に、固定側金型と可動側金型の間の平行度を高い精度で維持しながら、高い断熱性能と低い価格を実現する断熱板を備える射出成形機の型締装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の成形機の型締装置は、上記課題を解決するために、タイバによって連結された固定プラテンおよび支持プラテンと、それらのプラテン間で移動する可動プラテンとを含み、その固定プラテンに取り付けられた断熱板のその上から固定側金型が取り付けられ、その可動プラテンに取り付けられた断熱板のその上から可動側金型が取り付けられ、その金型の取り付けの際に、その固定側金型とその可動側金型が金型取り付け部材によって締め付けられるようにして固定される成形機の型締装置において、ヤング率の大きい材質で形成されるとともに前記断熱板の厚み寸法よりも大きい厚み寸法に形成された断熱スペーサが、その断熱板をその厚み方向に貫通する複数の断熱スペーサ用の貫通孔に挿嵌され、その断熱スペーサ用の貫通孔が、その断熱板の板面上の前記金型が面する領域内であって、その領域の中心点を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成される。
【００１５】
また、本発明の前記断熱スペーサの材質が、セラミックスであると良い。
【００１６】
また、本発明の前記断熱スペーサの材質が、セラミックスのうちのジルコニアであると良い。
【００１７】
また、本発明の前記断熱スペーサが、円盤形状または円筒形状であって、その軸心に引っ掛け孔となる貫通孔を有すると良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の成形機の型締装置によれば、プラテンに取り付けられた断熱板のその上から金型装置を取り付ける際に、ヤング率の大きい材質で形成され、その断熱板より厚み寸法の大きい断熱スペーサを、その断熱板の所定位置に貫通するように備えて、その断熱板自体には金型装置を当接させないで、圧縮量の小さい断熱スペーサにだけ金型装置を当接させるようにすることで、固定側金型と可動側金型の間の平行度を高精度に維持できる。その断熱スペーサによって、金型装置に当接するその断熱スペーサの当接面の面積を小さくすることや、その金型装置に当接させる断熱スペーサの個数を減らすことで、その金型装置からプラテンへの熱伝導を小さくし、断熱効果を高めることができる。そして、その断熱スペーサは、その材質が高価なものであっても、金型装置の断熱板側に面した面の、その一部と当接される大きさであれば良いので、その全部と当接されるような、つまりは断熱板全体を製作するよりはるかに安価に製作できる。
【００１９】
また、本発明の成形機の型締装置によれば、上記の断熱スペーサの材質を高強度のセラミックスにすることで、断熱スペーサ自体の圧縮量を小さくして、型締装置に取り付けられた固定側金型と可動側金型の間の平行度が高い精度で維持できる。
【００２０】
また、本発明の成形機の型締装置によれば、上記の断熱スペーサの材質をセラミックスの中でも熱伝導率が低いジルコニアにすることで、金型装置を取り付ける際の締め付け力や型締装置の型締力が大きくて、どうしても金型装置と当接する断熱スペーサの当接面を大きくしなければならない場合に、断熱性能を損なうことなくその面積を大きくできる。
【００２１】
また、本発明の成形機の型締装置によれば、上記断熱スペーサを円盤形状または円筒形状とすることで、その加工を容易にし、また、その軸心に貫通孔を形成することで、プラテンに断熱板を取り付けた状態でも軸心部の貫通孔に棒などを突き刺すなどして引っ掛けることでその断熱スペーサの取り外しを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の成形機の型締装置を概略的に示し、操作側から観た立面図である。
【図２】図１の固定プラテンと可動プラテンの部分を拡大した一部断面図を含む立面図である。
【図３】図２の固定プラテンのＡ−Ａ矢視図である（点線は、固定側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。
【図４】図２の可動プラテンのＢ−Ｂ矢視図である（点線は、可動側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。
【図５】図（ａ）が図３の固定側の断熱スペーサ近辺のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図を示す。
【図６】本発明の断熱スペーサの別の実施態様であって、図（ａ）が、図３の固定側の断熱スペーサ近傍のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＥ−Ｅ矢視図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の射出成形機の型締装置は、図１ないし図６で示される。図１は、本発明の実施形態における射出成形機の型締装置を概略的に示した操作側から観た立面図である。図２は、図１の固定プラテンと可動プラテンの部分を拡大した一部断面図を含む立面図である。図３は、図２の固定プラテンのＡ−Ａ矢視図である（点線は、固定側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。図４は、図２の可動プラテンのＢ−Ｂ矢視図である（点線は、可動側金型を断熱板上に取り付けた様子を示す。）。図５は、図（ａ）が図３の固定側の断熱スペーサ近辺のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図を示す。図６は、本発明の断熱スペーサの別の実施態様であって、図（ａ）が、図３の固定側の断熱スペーサ近辺のＣ−Ｃ断面図を示し（括弧の符合は、可動側に置き換えた場合を示す）、図（ｂ）が図（ａ）のＥ−Ｅ矢視図を示す。なお、図１ないし図６において、型締装置の操作側や反操作側の方向を左右方向とし、各図の型締装置の上側や下側の方向を上下方向と言う。
【００２４】
型締装置１は、タイバ１０によって連結された固定プラテン１１とバックプラテン１２と、それらのプラテン間で移動する可動プラテン１３、そして、可動プラテン１３を固定プラテン１１に対して進退させて押圧する駆動装置１４を機台２の上に備える。固定プラテン１１には、金型装置２０の固定側金型２０ａが取り付けられ、可動プラテン１３には、金型装置２０の可動側金型２０ｂが取り付けられる。金型装置２０の取り付けは、複数個の金型取り付け部材１６によって固定プラテン１１側または可動プラテン１３側に締め付けて固定するようにされる。駆動装置１４は、可動プラテン１３を可動側金型２０ｂとともに進退させて型開閉し、押圧して型締めする装置であり、例えば油圧駆動あるいは電動油圧駆動の直圧式型締装置やトグル式型締装置などがある。成形材料を可塑化して射出する射出装置３（その全体図は省略）は、型締装置１の固定プラテン１１側に配置される。
【００２５】
上記の固定プラテン１１と可動プラテン１３は、向かい合うそれらの金型取り付け面１１ａ、１３ａが高精度な平行度を維持するように設置される。例えば、固定プラテン１１に対して進退する可動プラテン１３は、その可動プラテンの四隅に備えるリニアブッシュ１８にタイバ１０を通すタイプや、図示省略されるが、機台上に備えるリニアガイドにその可動プラテンの下端を載せるタイプがある。それによって、進退する可動プラテン１３の真直性を高めて、固定プラテン１１と可動プラテン１３の間の平行度を維持するようにしている。
【００２６】
さらには、図示省略されるが、３つのプラテンがその上下の中心位置で支持部材によって機台上に支持され、固定プラテンと支持プラテンが機台に固定され、可動プラテンがタイバに懸架されることなく機台上のリニアガイドに案内され、そして、それら３つのプラテンがその下端面の中心位置で型開閉方向と直交する横断方向への位置ずれを規制する基準部材と嵌合されるようにしたタイプがある。それによって、それら３つのプラテン及びその周囲の温度が変化しても、それらプラテン自体で生じる熱伸びがそれらの中心位置を基準に上下左右に対称に伸びて、固定プラテンと可動プラテンの間の中心位置と平行度を鉛直方向にも横断方向にも狂わせないようにするものもある。
【００２７】
なお、固定プラテン１１には、その中心位置に金型装置２０のロケートリング２１をはめ込むとともに、射出装置３の射出ノズル３ａを通すための孔１１ｂが形成されている。また、可動プラテン１３には、その中心位置あるいは所定位置に突き出し装置（図示省略）のエジェクタロッド１７を通す孔１３ｂが形成されている。そして、固定プラテン１１と可動プラテン１３には、後述する断熱板３０を固定するためのねじ３２ａや、後述する金型取り付け部材などの締め付けボルト１６ｃのためのねじ穴を備えている。
【００２８】
固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂは、そのような固定プラテン１１と可動プラテン１３に、それぞれ断熱板３０を介して取り付けられる。その金型装置２０には、金型装置２０自体の温度を設定温度に維持するための温度調節用の配管（図示省略）を備えている。その配管には、外部の温度調節器から延びる配管（図示省略）が接続され、温度調節された水や油などの熱媒体を循環させるようになっている。２２ａは、固定側金型２０ａの固定プラテン１１側に備える固定側取り付け板である。２２ｂは、可動側金型２０ｂの可動プラテン１３側に備える可動側取り付け板である。もちろん、固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂは、プラテン側の面２３ａ、２３ｂやパーティング面の平行度が高い精度で形成されている。
【００２９】
固定側金型２０ａおよび可動側金型２０ｂは、固定側取り付け板２２ａおよび可動側取り付け板２２ｂの周縁部の複数箇所を締め付けるように、複数の金型取り付け部材１６を使用して取り付けられる。その金型取り付け部材１６には、例えば、マツバ材１６ａとカマシ材１６ｂと締め付けボルト１６ｃからなる装置がある。マツバ材１６ａは、板状または２本の平行した角棒からなるもので、その真ん中に締め付けボルト１６ｃを通す孔または空間を有する。カマシ材１６ｂは、その厚み寸法が固定側取り付け板２２ａおよび可動側取り付け板２２ｂの厚み寸法と同じ寸法に形成された部材である。それで、その装置は、マツバ材１６ａの一端が固定側取り付け板２２ａまたは可動側取り付け板２２ｂを押さえ、他端がカマシ材１６ｂを押さえた状態で、プラテン１１、１３に対してマツバ材１６ａを締め付けボルト１６ｃで締め付けることで金型装置２０を固定する。
【００３０】
ここからは、本発明の特有の構成が説明される。本発明では、成形機の型締装置１において、後述する断熱スペーサ４０を備える断熱板３０を固定プラテン１１および可動プラテン１３に取り付けて、その断熱板３０の上から金型装置２０が取り付けられる。断熱板３０には、断熱スペーサ４０が挿嵌される断熱スペーサ用の貫通孔３１と、断熱板３０自身をプラテン１１、１３に固定するねじ３２ａを通すための断熱板取り付け用の貫通孔３２と、金型取り付け部材１６の締め付けボルト１６ｃを通すための金型取り付け部材用の貫通孔３３とを、それぞれ所定位置に所定個数が形成される。それに加えて、固定側に取り付けられる断熱板３０ａには、その中心位置に固定側金型２０ａのロケートリング２１をはめ込むとともに、射出装置３の射出ノズル３ａを通すためのロケートリング用の貫通孔３４が形成される。また、可動側に取り付けられる断熱板３０ｂには、その中心位置または所定位置に突き出し装置（図示省略）のエジェクタロッド１７を通すエジェクタロッド用の貫通孔３５が形成されている。
【００３１】
断熱板３０は、その上側と下側と操作側と反操作側のそれぞれ１カ所をねじ止めされて固定プラテン１１と可動プラテン１３に取り付けられている。その断熱板３０には、金型装置２０が面する領域３６内に複数の断熱スペーサ用の貫通孔３１が形成されて、その孔３１に断熱スペーサ４０が貫通するように挿嵌される。図５のように、断熱スペーサ４０は、その厚み寸法ｄｓが断熱板３０（固定側が３０ａ、可動側が３０ｂ）の厚み寸法ｄｄより大きく（ｄｓ＞ｄｄ）形成されていて、プラテン１１、１３に当接するまで挿嵌されても断熱板３０の金型装置２０側の表面から突き出している。その断熱スペーサの厚み寸法ｄｓは、断熱板の厚み寸法ｄｄに対して０．１（ｍｍ）ないし０．５（ｍｍ）大きいと良い。そして、金型装置２０が、その金型装置の固定側および可動側取り付け板２２ａ、２２ｂに対して、操作側の上側と下側および反操作側の上側と下側を、金型取り付け部材１６で締め付けられて断熱板３０の上から固定プラテン１１と可動プラテン１３に取り付けられる。その際、その断熱スペーサ４０が金型取り付け部材１６の締め付け力によって圧縮される圧縮量Δｄｓは、金型装置を取り付ける前において、その断熱スペーサ４０が断熱板３０から突き出している量（＝ｄｓ−ｄｄ）に比べて小さい（Δｄｓ＜（ｄｓ−ｄｄ））。そして、その圧縮量Δｄｓは、数μｍ程度にされると良い。そのため、その断熱スペーサ４０は、ヤング率の大きい材質で形成される。
【００３２】
それによって金型装置２０は、断熱板３０の上から固定側と可動側のプラテン１１、１３に取り付けても、その断熱スペーサ４０にのみ当接されて、断熱板３０自体に当接されない。断熱スペーサ４０は、ガラス繊維などを主基材とする断熱板に比べてその圧縮量Δｄｓが小さくされて、金型装置２０の取り付け時に生じる固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂの間の平行度の狂いを防止して、その平行度を精度良く維持できる。
【００３３】
また、ヤング率の大きい材質で形成される断熱スペーサ３０は、固定側金型２０ａに当接するすべての断熱スペーサ４０の当接面４１の合計した面積、または、可動側金型２０ｂに当接するすべての断熱スペーサ４０の当接面４１の合計した面積を、それら金型装置２０の断熱板側の面の面積に比べて小さくできる。したがって、例えば、従来のように固定側金型２０ａのロケートリング２１を除く固定プラテン１１側の面２３ａ全体（その面積Ｓｄ）を、熱伝導率の小さいガラス繊維などを主基材とした断熱板で当接するようにして断熱したときの断熱効果と比較して、その固定プラテン１１側の面２３ａの所定箇所だけを、従来に比べ熱伝導率の大きい材質でできた複数の断熱スペーサ４０のみで当接するようにして断熱したときの断熱効果は、その金型２０ａに当接する断熱スペーサ３０の当接面４１（１個当たりのその当接面の面積Ｓｓ）の合計した面積Ｓａを小さくすることで同等以上に調整することが可能となる。また、断熱スペーサ４０の材質が高価な場合でも、金型装置２０の断熱板３０に面する面をすべて覆う必要がないので、価格を低く抑えることができる。
【００３４】
また、断熱スペーサ４０が金型装置２０に当接する位置は、断熱板３０の金型装置２０が面する領域３６内にあけられた断熱スペーサ用の貫通孔３１に挿嵌されることで決定される。その貫通孔３１の位置は、その断熱板３０の板面上の金型装置２０が面する領域３６内であって、その板面上の中心点３７を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成される。これは、金型の取り付け時や型締時において、金型装置２０が受ける圧力が上側と下側で均等、そして、右側（操作側）と左側（反操作側）で均等にするためである。また、その位置は、少なくとも金型装置２０が金型取り付け部材１６によって締め付けられる位置あるいはその近傍の位置にあると良い。これは、断熱スペーサ４０と金型取り付け部材１６の位置によって、断熱スペーサ４０の当接位置を頂点として、金型が湾曲するようなことを防止するためである。また、その位置は、金型装置２０内のその軸心方向に延びる樹脂流路に対して、その延長線上の位置にあっても良い。
【００３５】
また、断熱スペーサ４０用の貫通孔３１が、前もって断熱スペーサ４０の個数より多く形成されて、断熱スペーサ４０を抜き差しして、その位置を変更できるようにしても良い。断熱スペーサ４０の抜き差しには、図６のように断熱スペーサ４０の軸心に引っ掛け孔４２を形成すると良い。なお、断熱板３０は、金型取り付け部材１６を使用でき、各種貫通孔を形成でき、金型装置２０からの輻射熱を断熱できればいかなる材質でも構わない。例えば、断熱板３０には、従来のガラス繊維などを主基材とする断熱板が使われても良い。
【００３６】
以下、金型装置２０の固定側金型２０ａを例に、さらに詳しく説明される。固定側金型２０ａに備える固定側取り付け板２２ａは、固定側断熱板３０ａ側の面２３ａが１辺Ｌｘ＝Ｌｙ＝１７０（ｍｍ）であって、その面２３ａの中心にロケートリング２１を備える。固定側の断熱板３０ａには、ロケートリング２１をはめ込むための内径寸法Ｒｒ＝４２（ｍｍ）の貫通孔３４があいている。従来は、そのロケートリング２１部分を除いた固定側取り付け板２２ａの固定側断熱板３０ａ側の面２３ａが、その断熱板３０ａに当接されていた。その当接した面積Ｓｄは、
Ｓｄ＝Ｌｘ・Ｌｙ−π・（Ｒｒ／２）２＝約２７５１５（ｍｍ２）
とされる。ちなみに、従来の断熱板には、熱伝導率λｄ＝約０．３（Ｗ／（ｍ・ｋ））のガラス繊維などを主基材するものであって、厚み寸法ｄｄ＝１０（ｍｍ）を想定する。
【００３７】
本発明では、従来の断熱板にかえて、断熱板の本体に断熱スペーサ４０を挿嵌させた断熱板３０を用いる。断熱板３０は、上記従来のガラス繊維などを主基材とするもので、厚み寸法ｄｄ＝１０ｍｍとする。その断熱板３０の本体は、金型装置２０と当接しないが、断熱スペーサ４０を所定箇所に設置し、金型装置２０からの輻射熱を防止するために必要である。なお、断熱板３０本体の材質については、ガラス繊維などを主基材とするものに限定されない。
【００３８】
実際に固定側金型２０ａに当接される断熱スペーサ４０は、セラミックスのうちの熱伝導率λｓ＝約３（Ｗ／（ｍ・ｋ））であるジルコニアからなり、厚み寸法ｄｓ＝１０．１（ｍｍ）の円盤形状または円筒形状のものがｎ＝８個用意される。そのジルコニアは、ヤング率（Ｅｓ＝２０６（ＧＰａ））が高く、また、セラミックスの中でも熱伝導率が低い材質である。しかし、ジルコニアの熱伝導率λｓは、従来の断熱板の熱伝導率λｄに比べて約１０倍ある。そのため、従来の断熱板の断熱効果をジルコニアからなる断熱スペーサ４０で実現するためには、本実施例では従来の断熱板と断熱スペーサ４０の厚み寸法の差が０．１（ｍｍ）程度違うだけなので、断熱スペーサ４０が固定側金型２０ａと当接する面積の合計面積Ｓａを、従来の断熱板が固定側金型２０ａと当接する面積Ｓｄの約１０分の１にすれば良い。そのため、すべての断熱スペーサ４０が固定側金型２０ａと当接する面積の合計面積Ｓａが、
Ｓａ＝Ｓｄ・（ｄｓ／ｄｄ）・（λｄ／λｓ）＝約２７７９（ｍｍ２）
とされる。したがって、本実施例では、固定側の断熱スペーサ４０がｎ＝８個の場合、その断熱スペーサ４０の１個あたりの固定側金型２０ａと当接する面４１の面積Ｓｓが、
Ｓｓ＝Ｓａ／ｎ＝約３４７（ｍｍ２）
とされる。ここで、本実施例の断熱スペーサ４０は、円盤形状または円筒形状に形成されるので、その外径寸法Ｒｓは、
Ｒｓ＝２・｛√（３４７／π）｝＝約２０（ｍｍ）
とされる。そして、断熱板３０ａに形成される断熱スペーサ用の貫通孔３１の内径寸法は、外形寸法Ｒｓの断熱スペーサ４０が挿入され嵌め込まれるとともに抜き取ることもできる寸法に形成されると良い。
【００３９】
上記では、まず熱伝導率をもとにして断熱スペーサ４０の各寸法を計算で求めた。つぎに、その断熱スペーサ４０が、金型取り付け部材１６による締め付け力を負荷されてどれだけ圧縮されるかを確認し、各寸法が妥当であるか確認する。なお、円盤形状の断熱スペーサ４０は、その厚み寸法ｄｓ＝１０．１（ｍｍ）、その外径Ｒｓ＝２０（ｍｍ）として、その１個あたりの固定側金型２０ａに当接する面の面積Ｓｓは、
Ｓｓ＝π・（Ｒｓ／２）２＝３１４（ｍｍ２）
とする。そして、固定側には、ｎ＝８個の断熱スペーサ４０が使用される。
【００４０】
固定側金型２０ａは、その金型の固定プラテン１１側に備える固定側取り付け板２２ａの周縁部を複数個の金型取り付け部材１６で断熱板３０ａの上から固定プラテンに対して締め付けるようにして型締装置１に取り付けられる。実施例では、その固定側取り付け板２２ａを、型締装置１の操作側および半操作側に対して上下２個の合計ｍ＝４個の金型取り付け部材１６で締め付けることで断熱板３０ａの上から取り付けられる。１個の金型取り付け部材１６は、締め付けボルト１６ｃとして、Ｍ１０のボルトが１本使用されるとする。そのボルト１６ｃは、２．４系列、外径Ｒ＝１０（ｍｍ）、基本トルク（締め付けトルク）Ｔ＝５９（Ｎ・ｍ）である。トルク係数ｋ＝０．２とすると、ボルト１本当たりのボルト軸力Ｎは、
Ｎ＝Ｔ／（Ｒ・ｋ）＝２９．５（ｋＮ）
となる。そして、ｍ＝４個の金型取り付け部材１６を使用するので、４本のボルト軸力を合計したボルト軸力Ｎａは、
Ｎａ＝ｍ・Ｎ＝１１８（ｋＮ）
となる。
したがって、１個当たりの断熱スペーサが受ける締め付け力Ｐｃは、
Ｐｃ＝Ｎａ／（ｎ・Ｓｓ）＝約４７（ＭＰａ）
となる。本実施例の断熱スペーサ４０は、セラミックスの中のジルコニアで形成されているので、前述のとおりそのヤング率Ｅｓ＝２０６ＧＰａである。それより、断熱スペーサの歪み率εｓは、
εｓ＝Ｐｃ／Ｅｓ＝約０．０００２３
となる。
したがって、断熱スペーサの厚み寸法に対する圧縮量Δｄｓは、
Δｄｓ＝εｓ・ｄｓ＝２．３（μｍ）
となる。ちなみに、圧縮量Δｄｓ＝５（μｍ）にするには、締め付けボルト１６ｃの１本当たりの締め付けトルクＴ＝１２９（Ｎ・ｍ）のとき、つまりは基本トルクの略２倍のときとなる。
【００４１】
断熱スペーサ４０は、金型取り付け部材１６による締め付け力以外にも、型締装置による型締力を負荷される。本実施例では、成形する成形品やその金型装置２０の大きさなどから、型締装置１の最大型締力Ｐｐ＝９８（ｋＮ）とした。最大型締力Ｐｐが負荷された際に、１本当たりの断熱スペーサ４０が受ける圧力Ｐｓは、
Ｐｓ＝Ｐｐ／（ｎ・Ｓｓ）＝３９（ＭＰａ）
となる。
その際の断熱スペーサの歪み率εｓは、
εｓ＝Ｐｓ／Ｅｓ＝約０．０００１９
となる。
したがって、断熱スペーサの厚み寸法に対する圧縮量Δｄｓは、
Δｄｓ＝εｓ・ｄｓ＝１．９（μｍ）
となる。最大型締力Ｐｐを負荷しても断熱スペーサ４０の圧縮量は、小さいものとなる。
【００４２】
ここまで固定側金型２０ａおよび固定側の断熱板３０ａを例に説明してきたが可動側金型２０ｂおよび可動側の断熱板３０ｂに関しても同じである。可動側金型２０ｂの場合には、エジェクタロッド１７が通る貫通孔３５の部分が、可動側金型２０ｂと断熱板３０ｂの当接されない箇所となる。通常は、固定側と可動側ともに同じ個数、同じ形状、そして、同じ寸法の断熱スペーサ４０を同じ位置に使用しても構わない。しかし、それに限定されるものでなく、固定側と可動側で、断熱スペーサ４０の形状、寸法、個数を違えても良いし、金型に当接する位置を違えても良い。また、固定側と可動側の両側に断熱スペーサ４０を備える断熱板３０を取り付けるように説明してきたが、固定側または可動側のどちらか一方でも構わない。なお、実施例では、円盤形状または円筒形状の断熱スペーサ４０で説明したが、その形状は必要に応じた形状に形成されれば良い。
【００４３】
上記のように金型装置２０が断熱スペーサ４０を備えた断熱板３０の上から、金型取り付け部材１６を使ってプラテン１１、１３に固定されても、断熱スペーサ４０の圧縮量Δｄｓは、数μｍに押さえられる。そのため、従来のように、金型装置２０を取り付ける際に、断熱板３０が圧縮されて、固定側金型２０ａと可動側金型２０ｂの間の平行度が狂うのを抑えて、その平行度を高精度に維持することができる。そのうえ、断熱効果は、従来の断熱板による効果と同等であり、加温された金型装置２０から伝わる熱がプラテン１１、１３に伝導するのを十分に抑えて、プラテン１１、１３などの型締装置１の歪みを抑えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 型締装置
１１ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１６ 金型取り付け部材
２０ａ 固定側金型
２０ｂ 可動側金型
２２ａ 固定側取り付け板
２２ｂ 可動側取り付け板
３０ 断熱板
３０ａ 固定側の断熱板
３０ｂ 可動側の断熱板
３１ 断熱板の断熱スペーサ用の貫通孔
３３ 断熱板の金型取り付け部材用の貫通孔
３４ 固定側の断熱板のロケートリング用の貫通孔
３５ 可動側の断熱板のエジェクタロッド用の貫通孔
３６ 断熱板の金型装置が面する領域
４０ 断熱スペーサ
４１ 断熱スペーサの金型装置に当接する面
４２ 断熱スペーサの引っ掛け孔
Ｒｓ 断熱スペーサの外形寸法
ｄｓ 断熱スペーサの厚み寸法
ｄｄ 断熱板の厚み寸法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイバによって連結された固定プラテンおよび支持プラテンと、それらのプラテン間で移動する可動プラテンとを含み、その固定プラテンに取り付けられた断熱板のその上から固定側金型が取り付けられ、その可動プラテンに取り付けられた断熱板のその上から可動側金型が取り付けられ、その金型の取り付けの際に、その固定側金型とその可動側金型が金型取り付け部材によって締め付けられるようにして固定される成形機の型締装置において、
ヤング率の大きい材質で形成されるとともに前記断熱板の厚み寸法よりも大きい厚み寸法に形成された断熱スペーサが、その断熱板をその厚み方向に貫通する複数の断熱スペーサ用の貫通孔に挿嵌され、
その断熱スペーサ用の貫通孔が、その断熱板の板面上の前記金型が面する領域内であって、その領域の中心点を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成されることを特徴とする成形機の型締装置。
【請求項２】
前記断熱スペーサの材質が、セラミックスであることを特徴とする請求項１記載の成形機の型締装置。
【請求項３】
前記断熱スペーサの材質が、セラミックスのうちのジルコニアであることを特徴とする請求項２記載の成形機の型締装置。
【請求項４】
前記断熱スペーサが、円盤形状または円筒形状であって、その軸心に引っ掛け孔となる貫通孔を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の成形機の型締装置。
【請求項１】
タイバによって連結された固定プラテンおよび支持プラテンと、それらのプラテン間で移動する可動プラテンとを含み、その固定プラテンに取り付けられた断熱板のその上から固定側金型が取り付けられ、その可動プラテンに取り付けられた断熱板のその上から可動側金型が取り付けられ、その金型の取り付けの際に、その固定側金型とその可動側金型が金型取り付け部材によって締め付けられるようにして固定される成形機の型締装置において、
ヤング率の大きい材質で形成されるとともに前記断熱板の厚み寸法よりも大きい厚み寸法に形成された断熱スペーサが、その断熱板をその厚み方向に貫通する複数の断熱スペーサ用の貫通孔に挿嵌され、
その断熱スペーサ用の貫通孔が、その断熱板の板面上の前記金型が面する領域内であって、その領域の中心点を通る上下方向と左右方向の直線に対して線対称の位置にそれぞれ形成されることを特徴とする成形機の型締装置。
【請求項２】
前記断熱スペーサの材質が、セラミックスであることを特徴とする請求項１記載の成形機の型締装置。
【請求項３】
前記断熱スペーサの材質が、セラミックスのうちのジルコニアであることを特徴とする請求項２記載の成形機の型締装置。
【請求項４】
前記断熱スペーサが、円盤形状または円筒形状であって、その軸心に引っ掛け孔となる貫通孔を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の成形機の型締装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１４８３（Ｐ２０１１−１１４８３Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８４４６（Ｐ２００９−１５８４４６）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（３０１０５６２７０）株式会社ソディックプラステック (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（３０１０５６２７０）株式会社ソディックプラステック (35)
【Ｆターム（参考）】
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