金型
【課題】残留応力等による変形の少ない金型を提供する。
【解決手段】本発明の金型１０，１００は、固定部２０，１２０と、前記固定部２０，１２０に対して相対移動可能で、前記固定部２０，１２０に近接したときに、前記固定部２０，１２０との間に成形品の材料となる液状樹脂が流入されるキャビティ１０ｃを形成する可動部３０，１３０と、前記可動部３０，１３０を前記固定部２０，１２０に対して押圧する押圧部７と、前記押圧部７によって前記可動部３０，１３０が前記固定部２０，１２０に対して押圧された状態で、前記キャビティ１０ｃに前記液状樹脂が注入され、前記可動部３０，１３０が前記固定部２０，１２０から離れる方向に移動したときに、前記押圧部７の押圧力に抗して前記可動部３０，１３０をその移動した位置に保持可能な保持部４１，４００と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】本発明の金型１０，１００は、固定部２０，１２０と、前記固定部２０，１２０に対して相対移動可能で、前記固定部２０，１２０に近接したときに、前記固定部２０，１２０との間に成形品の材料となる液状樹脂が流入されるキャビティ１０ｃを形成する可動部３０，１３０と、前記可動部３０，１３０を前記固定部２０，１２０に対して押圧する押圧部７と、前記押圧部７によって前記可動部３０，１３０が前記固定部２０，１２０に対して押圧された状態で、前記キャビティ１０ｃに前記液状樹脂が注入され、前記可動部３０，１３０が前記固定部２０，１２０から離れる方向に移動したときに、前記押圧部７の押圧力に抗して前記可動部３０，１３０をその移動した位置に保持可能な保持部４１，４００と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型は、固定部と、該固定部に対して相対移動する可動部とを備える。そして、可動部と固定部との間に、成形品を製造するためのキャビティが形成されている。さらに、可動部を固定部に対して加圧する加圧機構が設けられ、キャビティに成形品の材料である液状樹脂を注入する際に、固定部と可動部との間には加圧機構により型締力が加えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂の注入時には、上述のように加圧機構によって、固定部と移動部との間には、型締力が加えられているが、樹脂の射出の際に、その樹脂圧によって移動部が固定部から離れる方向に押されてわずかに移動する。その移動部は、キャビティ内の樹脂の固化が進み樹脂圧が下がってくると、固定部側の射出前の位置に戻ろうとする。
射出された樹脂は、樹脂の注入ゲートから遠い部分から固化してくるため、移動部が固定部側に戻る際、ゲートから遠い部分は、すでに固化が進んでいる。このため、移動部の移動により、金型の形状を転写した面が型締力によって潰れ、形状が崩れて残留応力が大きい成形品が成形される可能性がある。このような成形品は、製品に組み込んだ後、残留応力の緩和によってさらに形状が変化し、製品が動作しなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明の課題は、残留応力等による変形の少ない金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、固定部（２０，１２０）と、前記固定部（２０，１２０）に対して相対移動可能で、前記固定部（２０，１２０）に対して押圧されて近接したときに、前記固定部（２０，１２０）との間に成形品の材料となる液状樹脂が流入されるキャビティ（１０ｃ）を形成する可動部（３０，１３０）と、前記可動部（３０，１３０）が前記固定部（２０，１２０）に対して押圧された状態で、前記キャビティ（１０ｃ）に前記液状樹脂が注入され、前記可動部（３０，１３０）が前記固定部（２０，１２０）から離れる方向に移動したときに、その押圧力に抗して前記可動部（３０，１３０）をその移動した位置に保持可能な保持部（４１，４００）と、を備えることを特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金型（１０，１００）であって、前記保持部は、アクチュエータ（４１）であること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の金型（１０，１００）であって、前記保持部は、ラチェット（４００）であること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型（１００）であって、前記固定部（１２０）には、該固定部（１２０）から離れるに従い前記キャビティ（１０ｃ）の中心から離れる方向に傾いたピン（１２１）が植設され、前記可動部（１３０）には前記キャビティ（１０ｃ）の側面を形成する３つのブロック部材（１３１）が取り付けられ、前記ブロック部材（１３１）には前記ピン（１２１）に案内される案内穴（１３１Ｂ）が設けられ、前記可動部（３０，１３０）が前記固定部（２０，１２０）に近づくと、前記案内穴（１３１Ｂ）に前記ピン（１２１）が挿入され、前記ピン（１２１）に案内されて前記ブロック部材（１３１）が前記キャビティ（１０ｃ）の中心に向かって移動し、前記キャビティ（１０ｃ）を形成すること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型（１０，１００）であって、前記保持部（４１，４００）が前記可動部（３０，１３０）を保持するタイミングを計測する計測部材（４３）を備えること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の金型（１０，１００）であって、前記計測部材は変位センサ（４３）であること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の金型（１０，１００）であって、前記計測部材はタイマであること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、残留応力等による変形の少ない金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である金型を概念的に示す断面図である。
【図２】金型を用いた射出成形全体の工程図である。
【図３】金型位置維持制御のフローチャートである。
【図４】第２実施形態の金型を概念的に示す断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面に相当する可動部の型割面を示す図である。
【図６】第２実施形態の金型による成形品の斜視図である。
【図７】可動部におけるスライドの構成および作用を説明する部分拡大概念図である。
【図８】第２実施形態の金型による射出成形時の可動部におけるスライドの移動量と樹脂圧との関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態を適用しない金型による射出成形時の可動部におけるスライドの移動量と樹脂圧との関係を示す比較例のグラフである。
【図１０】係合して可動部の位置を維持する可動部保持機構の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明における金型の一実施形態である金型１０を概念的に示す断面図である。
【００１１】
図１に示す金型１０は、円筒状の成形品１を成形するものである。成形品１は、たとえば、光学装置等においてレンズ等を保持する円筒状の部材であって、光学性能を確保するために所定の精度を必要とする部品である。
金型１０は、コアを備える固定部２０と、キャビティ１０Ｃを形成する可動部３０とにより構成されている。また、金型１０は、後述する可動部保持機構４０を備えている。また、金型１０は、既知の射出成形装置（図示せず）に装着されるものであって、金型１０の可動部３０は、押圧装置７により固定部２０に押圧される。
【００１２】
固定部２０は、固定側取付板２とともに、射出成形装置に装着されている。固定部２０および固定側取付板２には、溶融樹脂を供給するスプルー１０Ｓが貫通形成されている。
可動部３０は、受け板３１とスペーサブロック４とを介して設けられた可動側取付板３とともに射出成形装置に装着されている。スペーサブロック４の内部には、詳細な説明は省略するが、エジェクタプレート５およびリタンピン６等が設けられており、エジェクタプレート５からスプルーロックピン５１およびエジェクタピン５２が受け板３１および可動部３０を貫通して設けられている。
【００１３】
また、可動部３０には、後述する可動部保持機構４０の構成要素であるアクチュエータ４１が設けられている。
アクチュエータ４１は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電体による圧電アクチュエータ等である。アクチュエータ４１は、所定径および長さの円柱状に形成され、軸方向に伸縮駆動し、その端面が平坦な作用面４１Ａとなっている。
【００１４】
そして、アクチュエータ４１は、可動部３０の型割り面３０Ａに形成された装着孔３２に設けられている。アクチュエータ４１は、その作用面４１Ａが、不作動状態では型割り面４１Ｂに一致または型割り面４１Ｂから所定量引っ込み、型割り面３０Ａから所定の力で所定量突出作動するようになっている。アクチュエータ４１は、キャビティ１０Ｃの周囲にたとえば等角度間隔で３箇所（すなわち１２０度間隔で）配置されている。
固定部２０および可動部３０には、図示しないが、それぞれ内部に熱媒体流路が形成されており、熱媒体流路に供給される水や油等の熱媒体によって温度制御が可能となっている。
【００１５】
可動部保持機構４０は、可動部３０に設けられたアクチュエータ４１と、固定部２０に支持部材４２を介して装着された変位センサ４３と、可動部３０に装着された被検知部材４４と、アクチュエータ４１を駆動制御する制御装置４５と、により構成されている。
【００１６】
変位センサ４３は、被検知部材４４と対向しており、被検知部材４４の型締め方向における位置を検知する。これにより、可動部３０の固定部２０に対する型締め方向における位置変化を検出することができるようになっている。このセンサ４３による検知情報（可動部３０の固定部２０に対する位置情報）は、制御装置４５に入力される。
【００１７】
制御装置４５には、変位センサ４３からの可動部３０の固定部２０に対する位置情報と、射出成形装置からの射出成形工程に関する情報と、が入力されるようになっている。制御装置４５は、これらの入力情報に基づいて、成形時においてアクチュエータ４１を駆動制御する。
【００１８】
上記のように構成された金型１０は、図示しない射出成形装置に装着され、成形作用を行う。可動部保持機構４０は、この成形作用時において、制御装置４５がアクチュエータ４１を駆動制御して、成形品１の冷却固化による収縮に伴う可動部３０の固定部２０に対する移動を規制する金型位置維持制御を行う。
【００１９】
つぎに、図２〜図４を参照して、金型１０による成形工程と金型位置維持制御について説明する。図２は、金型１０を用いた射出成形全体の工程図である。図３は、金型位置維持制御のフローチャートである。また、図２の工程図、図３のフローチャートおよび以下の説明においては、「ステップ」を「Ｓ」とも略記する。
【００２０】
図２に示すように、射出成形は、可動部３０を固定部２０に所定の力で圧接させ（型閉じ・型締め工程Ｓ２０１）、固定部２０と可動部３０との間に形成されるキャビティ１０Ｃにスプルー１０Ｓからランナおよびゲートを介して溶融樹脂を圧入する（射出・保圧工程Ｓ２０２）。この射出・保圧工程Ｓ２０２と同期して、金型位置維持制御を開始する（Ｓ２０３）。そして、熱媒体流路に温度制御された熱冷媒を流通させて金型１０の温度を制御し、樹脂を冷却固化させる（冷却工程Ｓ２０４）。樹脂が冷却固化すると、可動部３０を型開き移動する（型開き工程Ｓ２０５）。金型位置維持制御は、型開き工程Ｓ２０５の開始と同期して終了する（Ｓ２０６）。型開き工程Ｓ２０５に伴って、エジェクタピン５２によって成形品１をキャビティ１０Ｃから突き出し（製品突き出し工程Ｓ２０７）、金型１０から取り出す（製品取り出し工程Ｓ２０８）。
【００２１】
つぎに、制御装置４５による金型位置維持制御について説明する。
金型位置維持制御は、図３に示すように、射出成形装置から射出・保圧工程の開始情報が入力されると（Ｓ３０１）、変位センサ４３から入力される検知情報（可動部３０の位置情報）に基づいて、射出された樹脂圧によって固定部２０に対して移動した可動部３０の移動量を検出する（Ｓ３０２）。
【００２２】
可動部３０の移動量は、樹脂の射出中は増加し続け、射出が終了すると、冷却工程の開始と共に減少し始める。制御装置４５は、その移動量の変曲点を測定し（Ｓ３０３）、変曲点を検知したらアクチュエータ４１を駆動する。すなわち、アクチュエータ４１の作用面４１Ａを、型割り面３０Ａから所定の力で所定量突出作動させる（Ｓ３０４）。
【００２３】
その後、制御装置４５は、冷却工程が終了し、型開き工程が開始された時点でアクチュエータ４１の駆動を停止し、アクチュエータ４１の作用面４１Ａを、型割り面４１Ｂに一致または型割り面４１Ｂから所定量引っ込ませる（Ｓ３０５）。
【００２４】
上記のような金型位置維持制御により、キャビティ１０Ｃ内の樹脂の固化・収縮に伴って可動部３０が型締め初期位置に復帰することによる成形品の変形および変形に起因する残留応力を抑制できる。
【００２５】
すなわち、可動部３０は、射出・保圧工程から冷却工程終了（型開き工程）までの間、固定部２０に所定の型締力で圧接されるが、射出・保圧工程においてキャビティ１０Ｃに圧入された樹脂圧力によって型締力に抗して僅かながら固定部２０から離間する方向に移動する。
【００２６】
この移動した可動部３０は、キャビティ１０Ｃ内での樹脂（成形品１）の固化収縮に伴う樹脂圧の低下により、型締力によって徐々に型締め初期位置に復帰する。キャビティ１０Ｃ内の樹脂は、ゲートから遠く、また金型１０（キャビティ１０Ｃ内面）と接触している部位（外面部）から固化する。
【００２７】
このため、可動部３０の復帰移動によって既に固化した部位は圧縮されることとなり、変形して残留応力を生ずる。このような残留応力を有する成形品１は、製品に組み込まれた後の使用時において残留応力が緩和することで変形し、精度劣化や故障の要因となる。
【００２８】
金型位置維持制御は、アクチュエータ４１によって、この可動部３０の型締め初期位置への復帰を規制する。これにより、可動部３０の復帰移動によって固化部位を圧縮することがなく、その結果、残留応力の発生を抑制できる。
【００２９】
なお、上記金型位置維持制御は、制御装置４５が、位置センサ４１からの情報に基づいて、アクチュエータ４１を制御して可動部３０を所定位置に保持するものであるが、制御装置４５による可動部３０の位置制御はこの構成に限るものではない。
【００３０】
すなわち、射出成形は、各工程の条件を維持しつつ連続的に行われるため、射出時の樹脂圧による可動部３０の固定部２０に対する移動量も一定化する。これにより、たとえば、射出時の樹脂圧による可動部３０の固定部２０に対する移動量とそのタイミングを試験的に求め、射出成形装置による成形工程とタイマ等を用いて同期させて、アクチュエータ４１が駆動するように構成しても良い。
【００３１】
［第２実施形態］
つぎに、図４〜図９に示す本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態における金型１００を概念的に示す断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面に相当する可動部１３０の型割面を示す図である。図６は、金型１００による成形品１０１の斜視図である。図７は、可動部１３０におけるスライド１３１の構成および作用を説明する部分拡大図である。図８は、金型１００による射出成形時の可動部１３０におけるスライド１３１の移動量と樹脂圧との関係を示すグラフである。図９は、本実施形態を適用しない金型による射出成形時の可動部におけるスライドの移動量と樹脂圧との関係を示す比較例のグラフである。
なお、本第２実施形態における金型１００の基本的な構成および制御は、前述した第１実施形態と同様であり、同機能の構成要素には、同符号を付して説明は省略する。
【００３２】
金型１００は、図６に斜視図を示す成形品１０１を射出成形によって成形するものである。
成形品１０１は、前述した第１実施形態における成形品１と同様に、たとえば、光学装置等においてレンズ等を保持する部材であって、光学性能を確保するために所定の精度を必要とする部品である。成形品１０１の基本形状は、第１実施形態における成形品１と同様の円筒状であるが、外周面に略周方向に延びるカム溝１０１Ｃが形成されると共に内周面にはカム溝１０１Ｃと対応して突出部１０１Ａが形成されている。このため、金型１００は、より複雑な構成となっている。
【００３３】
金型１００は、固定部１２０と、可動部１３０と、可動部保持機構４０を備えている。この金型１００は、既知の射出成形装置（図示せず）に装着されるものである。
固定部１２０は、固定側プレート２１及び固定側取付板２を介して射出成形装置のに装着されている。
可動部１３０は、積層された２枚の可動側プレート（可動側第１プレート３３，可動側第２プレート３４）、スペーサブロック４及び可動側取付板３を介して射出成形装置に装着されている。
【００３４】
前述したように、成形品１０１は、その外周面にカム溝１０１Ｃが略周方向に延設されており、内周面にはカム溝１０１Ｃと対応する突出部１０１Ａが形成されている。
このため、成形品１０１の内周部を形成する中子部分のパーティングラインＰ．Ｌは、突出部１０１Ａの幅方向中央稜線部に設定されている。
また、カム溝１０１Ｃはアンダーカットとなるため、可動部１３０にはスライド１３１が設けられ、固定部１２０はスライド１３１を移動操作するアンギュラピン１２１とロッキングブロック１２２とを備えている。
【００３５】
可動部１３０におけるスライド１３１は、成形品１０１の周囲（キャビティ１０Ｃ）を等間隔で３分割して形成するように、それぞれ１２０°範囲で３組、放射方向に移動可能に設けられている。スライド１３１の外周側には、所定角度の被操作面１３１Ａが形成されている。また、各スライド１３１には、アンギュラピン１２１が嵌合する案内孔１３１Ｂがそれぞれ被操作面１３１Ａと平行に形成されている。
【００３６】
ロッキングブロック１２２は、固定部１２０の型割面に、可動部１３０におけるスライド１３１と対応して３組設けられている。ロッキングブロック１２２の内周側には、スライド１３１の被操作面１３１Ａと対応する角度の操作面１２２Ａが形成されている。
アンギュラピン１２１は、各ロッキングブロック１２２における操作面１２２Ａの内周側に隣接して、固定部１２０に植設されている。
【００３７】
そして、上記のように構成された金型１００は、型閉じ時には、可動部１３０におけるスライド１３１の案内孔１３１Ｂに固定部１２０におけるアンギュラピン１２１が嵌入し、このアンギュラピン１２１に案内されてスライド１３１が外周側から内周側に移動操作される。また、型締め時には、図７に示すように、固定部１２０におけるロッキングブロック１２２の操作面１２２Ａがスライド１３１の被操作面１３１Ａに圧接し、３組のスライド１３１を所定位置に押圧付勢する。
型開き時には、可動部１３０におけるスライド１３１は、固定部１２０におけるロッキングブロック１２２による押圧が解除され、アンギュラピン１２１によって外周側に退避操作される。
【００３８】
可動部保持機構４０は、前述した第１実施形態と同様に、可動部１３０に設けられたアクチュエータ４１と、固定部２０に支持部材４２を介して装着された変位センサ４３と、可動部３０に装着された被検知部材４４と、アクチュエータ４１を駆動制御する制御装置４５と、により構成されている。
【００３９】
アクチュエータ４１は、可動部１３０におけるスライド１３１と対応して３箇所に設けられている。
また、本第２実施形態では、変位センサ４３により検知される被検知部材４４は、可動部３０本体ではなく、スライド１３１に結合されている。これにより、変位センサ４３は、可動部３０の移動によって操作され、可動部３０と直交する方向に移動するスライド１３１の移動量を検知するようになっている。
【００４０】
可動部保持機構４０は、成形作用時において、制御装置４５がアクチュエータ４１を駆動制御して、成形品１の冷却固化による収縮に伴う可動部１３０の固定部１２０に対する移動を規制する金型位置維持制御を行う。この金型位置維持制御の内容は前述した第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００４１】
ここで、本第２実施形態の金型１００は、前述したように、型締力によって、固定部１２０におけるロッキングブロック１２２が、可動部１３０におけるスライド１３１を可動部１３０の移動方向と直交する方向に移動操作する構成である。このようなスライド１３１は、その複雑な移動操作構造から寸法誤差の集積等が生じ、樹脂圧によって移動し易く、また、移動による成形品１０１への影響も大きい。
【００４２】
このような金型１００による射出成形時に、可動部保持機構４０によって金型位置維持制御を行って、可動部１３０におけるスライド１３１の移動量と樹脂圧の変化とを計測した結果を図８に示す。図８において、（ａ）は樹脂射出後の時間に対するスライド１３１の移動量を示し、（ｂ）は樹脂射出後の時間に対する樹脂圧の変化を示す。
【００４３】
金型位置維持制御は、図８（ａ）に示すように、射出直後の樹脂圧によってスライド１３１が固定部１２０に対して移動すると、そのピーク位置（最も移動した位置）で可動部１３０の位置を維持する。これにより、冷却工程に入って樹脂が固化収縮を始めても、スライド１３１が型締力によって移動することはなく、図８（ｂ）に示すように樹脂圧は急速に低下して極めて低い値で推移する。その結果、スライド１３１の復帰移動によって成形品１０１における固化部位に圧縮力を作用させることがなく、成形品１０１における残留応力の発生を抑制できる。
【００４４】
一方、金型位置維持制御を行わない場合には、比較例である図９（ａ）に示すように、スライド１３１は、射出直後の樹脂圧によってピーク位置まで移動した後、冷却工程に入って樹脂が固化収縮を始めるとそれに伴って型締力で徐々に復帰移動する。これにより、図９（ｂ）に示すように、樹脂圧は、ある程度以下には低下せず、樹脂の固化が進行すると却って僅かながら上昇する。これは、スライド１３１によって成形品が圧縮されていることを示している。このスライド１３１による圧縮が、成形品に残留応力を生じさせる。前述したように、本構成ではこのようなことはなく、残留応力の発生を抑制することができるものである。
【００４５】
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）可動部保持機構４０は、キャビティ１０Ｃに圧入された樹脂圧力によって型締力に抗して固定部２０から離間する方向に移動した可動部３０の、樹脂（成形品１）の固化収縮に伴う樹脂圧の低下による復帰移動を、アクチュエータ４１が規制する。これにより、可動部３０の復帰移動によって、キャビティ１０Ｃ内における固化部位を圧縮することがなく、その結果、成形品１における残留応力の発生を抑制できるものである。
【００４６】
（２）第２実施形態では、可動部保持機構４０は、キャビティ１０Ｃに圧入された樹脂圧力によって移動した可動部１３０におけるスライド１３１の、樹脂（成形品１０１）の固化収縮に伴う樹脂圧の低下による復帰移動を、アクチュエータ４１が可動部１３０の移動を規制することで抑制する。これにより、型締力によってスライド１３１が復帰移動してキャビティ１０Ｃ内における固化部位を圧縮することがなく、その結果、成形品１０１における残留応力の発生を抑制できる。
【００４７】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、可動部保持機構４０におけるアクチュエータ４１を圧電アクチュエータとして説明した。しかし、アクチュエータ４１は圧電アクチュエータに限らず、たとえば、モータによって回転駆動される送りネジによって作用部が進退する構成のもの等、適宜変更可能である。
（２）本実施形態では、可動部保持機構４０におけるアクチュエータ４１は、可動部３０，１３０に配設されている。しかし、アクチュエータ４１は、固定部２０，１２０に配設しても良い。
【００４８】
（３）本実施形態では、可動部保持機構４０における制御装置４５が、固定部２０，１２０に直接作用するアクチュエータ４１を駆動制御して成形品１の冷却固化による収縮に伴う可動部３０，１３０の固定部２０，１２０に対する移動を規制する金型位置維持制御を行う。しかし、可動部保持機構は、このような制御によるものでなく、係合等の機械的な構成で可動部の位置を維持するように構成しても良い、
【００４９】
図１０に、係合によって可動部３０の位置を維持する可動部保持機構４００の例を示す。
図１０に示す可動部保持機構４００は、固定部２０に設けられた係合歯列４２０と、可動部３０に設けられた係合機構４３０とにより構成された、いわゆるラチェット機構である。
【００５０】
係合歯列４２０は、可動部３０の移動方向と直交する係合面４２１Ａと、係合面４２１Ａの頂部と固定部２０側に隣接する係合面４２１Ａの基部とを繋ぐ斜めの操作面４２１Ｂと、を備える同形状の歯４２１が、可動部３０の移動方向に複数配設されてノコギリ歯状に形成されている。
【００５１】
係合機構４３０は、可動部３０に揺動可能に装着されたアーム４３１と、アーム４３１を揺動操作する油圧シリンダ等の操作アクチュエータ４３２と、アーム４３１の先端に回動可能に支持された係合爪４３３と、係合爪４３３を揺動付勢するスプリング４３４と、により構成されている。
係合爪４３３は、係合側（固定部２０側）の端面が、係合歯列４２０における係合歯４２１と係合する姿勢より図中時計回りには回動しないように装着されており、この姿勢にスプリング４３４によって付勢されている。
【００５２】
操作アクチュエータ４３２は、アーム４３１を、図９（ａ）に示すようにその保持する係合爪４３３が係合歯列４２０における係合歯４２１と係合する位置（係合状態）と、図９（ｂ）に示すように係合爪４３３が係合歯列４２０に係合しない位置（係合解除状態）と、の間で揺動操作し得るようになっている。
【００５３】
このように構成された可動部保持機構４００は、図９（ｂ）に示す係合解除状態で型閉じ・型締めを行った後、図９（ａ）に示す係合状態とする。これにより、射出工程において樹脂圧によって可動部３０が固定部２０から離間移動すると、係合爪４３３が図９（ａ）中二点鎖線で示すように揺動して係合歯列４２０における係合歯４２１を乗り越え、対応した係合歯４２１と係合する。以後、係合爪４３３の係合歯列４２０との係合が、可動部３０の固定部２０と近接する方向の移動を規制する。
【００５４】
これにより、冷却工程において、樹脂の固化収縮に伴う樹脂圧の低下による可動部３０の復帰移動を規制することができる。
型開き時には、操作アクチュエータ４３２を駆動して係合解除状態とすることで、円滑な型開きが可能となる共に、つづく型閉じを迅速に行える。
操作アクチュエータ４３２の駆動は、射出成形装置の駆動と連動するように構成すれば良い。
【００５５】
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００５６】
１，１０１：成形品、１０，１００：金型、１０Ｃ：キャビティ、２０，１２０：固定部、３０，１３０：可動部、４０，４００：可動部保持機構、４１：アクチュエータ、４３：変位センサ、４４：被検知部材、４５：制御装置、１２１：アンギュラピン、１２２：ロッキングブロック、１３１：スライド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型は、固定部と、該固定部に対して相対移動する可動部とを備える。そして、可動部と固定部との間に、成形品を製造するためのキャビティが形成されている。さらに、可動部を固定部に対して加圧する加圧機構が設けられ、キャビティに成形品の材料である液状樹脂を注入する際に、固定部と可動部との間には加圧機構により型締力が加えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂の注入時には、上述のように加圧機構によって、固定部と移動部との間には、型締力が加えられているが、樹脂の射出の際に、その樹脂圧によって移動部が固定部から離れる方向に押されてわずかに移動する。その移動部は、キャビティ内の樹脂の固化が進み樹脂圧が下がってくると、固定部側の射出前の位置に戻ろうとする。
射出された樹脂は、樹脂の注入ゲートから遠い部分から固化してくるため、移動部が固定部側に戻る際、ゲートから遠い部分は、すでに固化が進んでいる。このため、移動部の移動により、金型の形状を転写した面が型締力によって潰れ、形状が崩れて残留応力が大きい成形品が成形される可能性がある。このような成形品は、製品に組み込んだ後、残留応力の緩和によってさらに形状が変化し、製品が動作しなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明の課題は、残留応力等による変形の少ない金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、固定部（２０，１２０）と、前記固定部（２０，１２０）に対して相対移動可能で、前記固定部（２０，１２０）に対して押圧されて近接したときに、前記固定部（２０，１２０）との間に成形品の材料となる液状樹脂が流入されるキャビティ（１０ｃ）を形成する可動部（３０，１３０）と、前記可動部（３０，１３０）が前記固定部（２０，１２０）に対して押圧された状態で、前記キャビティ（１０ｃ）に前記液状樹脂が注入され、前記可動部（３０，１３０）が前記固定部（２０，１２０）から離れる方向に移動したときに、その押圧力に抗して前記可動部（３０，１３０）をその移動した位置に保持可能な保持部（４１，４００）と、を備えることを特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金型（１０，１００）であって、前記保持部は、アクチュエータ（４１）であること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の金型（１０，１００）であって、前記保持部は、ラチェット（４００）であること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型（１００）であって、前記固定部（１２０）には、該固定部（１２０）から離れるに従い前記キャビティ（１０ｃ）の中心から離れる方向に傾いたピン（１２１）が植設され、前記可動部（１３０）には前記キャビティ（１０ｃ）の側面を形成する３つのブロック部材（１３１）が取り付けられ、前記ブロック部材（１３１）には前記ピン（１２１）に案内される案内穴（１３１Ｂ）が設けられ、前記可動部（３０，１３０）が前記固定部（２０，１２０）に近づくと、前記案内穴（１３１Ｂ）に前記ピン（１２１）が挿入され、前記ピン（１２１）に案内されて前記ブロック部材（１３１）が前記キャビティ（１０ｃ）の中心に向かって移動し、前記キャビティ（１０ｃ）を形成すること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型（１０，１００）であって、前記保持部（４１，４００）が前記可動部（３０，１３０）を保持するタイミングを計測する計測部材（４３）を備えること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の金型（１０，１００）であって、前記計測部材は変位センサ（４３）であること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の金型（１０，１００）であって、前記計測部材はタイマであること、を特徴とする金型（１０，１００）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、残留応力等による変形の少ない金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である金型を概念的に示す断面図である。
【図２】金型を用いた射出成形全体の工程図である。
【図３】金型位置維持制御のフローチャートである。
【図４】第２実施形態の金型を概念的に示す断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面に相当する可動部の型割面を示す図である。
【図６】第２実施形態の金型による成形品の斜視図である。
【図７】可動部におけるスライドの構成および作用を説明する部分拡大概念図である。
【図８】第２実施形態の金型による射出成形時の可動部におけるスライドの移動量と樹脂圧との関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態を適用しない金型による射出成形時の可動部におけるスライドの移動量と樹脂圧との関係を示す比較例のグラフである。
【図１０】係合して可動部の位置を維持する可動部保持機構の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明における金型の一実施形態である金型１０を概念的に示す断面図である。
【００１１】
図１に示す金型１０は、円筒状の成形品１を成形するものである。成形品１は、たとえば、光学装置等においてレンズ等を保持する円筒状の部材であって、光学性能を確保するために所定の精度を必要とする部品である。
金型１０は、コアを備える固定部２０と、キャビティ１０Ｃを形成する可動部３０とにより構成されている。また、金型１０は、後述する可動部保持機構４０を備えている。また、金型１０は、既知の射出成形装置（図示せず）に装着されるものであって、金型１０の可動部３０は、押圧装置７により固定部２０に押圧される。
【００１２】
固定部２０は、固定側取付板２とともに、射出成形装置に装着されている。固定部２０および固定側取付板２には、溶融樹脂を供給するスプルー１０Ｓが貫通形成されている。
可動部３０は、受け板３１とスペーサブロック４とを介して設けられた可動側取付板３とともに射出成形装置に装着されている。スペーサブロック４の内部には、詳細な説明は省略するが、エジェクタプレート５およびリタンピン６等が設けられており、エジェクタプレート５からスプルーロックピン５１およびエジェクタピン５２が受け板３１および可動部３０を貫通して設けられている。
【００１３】
また、可動部３０には、後述する可動部保持機構４０の構成要素であるアクチュエータ４１が設けられている。
アクチュエータ４１は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電体による圧電アクチュエータ等である。アクチュエータ４１は、所定径および長さの円柱状に形成され、軸方向に伸縮駆動し、その端面が平坦な作用面４１Ａとなっている。
【００１４】
そして、アクチュエータ４１は、可動部３０の型割り面３０Ａに形成された装着孔３２に設けられている。アクチュエータ４１は、その作用面４１Ａが、不作動状態では型割り面４１Ｂに一致または型割り面４１Ｂから所定量引っ込み、型割り面３０Ａから所定の力で所定量突出作動するようになっている。アクチュエータ４１は、キャビティ１０Ｃの周囲にたとえば等角度間隔で３箇所（すなわち１２０度間隔で）配置されている。
固定部２０および可動部３０には、図示しないが、それぞれ内部に熱媒体流路が形成されており、熱媒体流路に供給される水や油等の熱媒体によって温度制御が可能となっている。
【００１５】
可動部保持機構４０は、可動部３０に設けられたアクチュエータ４１と、固定部２０に支持部材４２を介して装着された変位センサ４３と、可動部３０に装着された被検知部材４４と、アクチュエータ４１を駆動制御する制御装置４５と、により構成されている。
【００１６】
変位センサ４３は、被検知部材４４と対向しており、被検知部材４４の型締め方向における位置を検知する。これにより、可動部３０の固定部２０に対する型締め方向における位置変化を検出することができるようになっている。このセンサ４３による検知情報（可動部３０の固定部２０に対する位置情報）は、制御装置４５に入力される。
【００１７】
制御装置４５には、変位センサ４３からの可動部３０の固定部２０に対する位置情報と、射出成形装置からの射出成形工程に関する情報と、が入力されるようになっている。制御装置４５は、これらの入力情報に基づいて、成形時においてアクチュエータ４１を駆動制御する。
【００１８】
上記のように構成された金型１０は、図示しない射出成形装置に装着され、成形作用を行う。可動部保持機構４０は、この成形作用時において、制御装置４５がアクチュエータ４１を駆動制御して、成形品１の冷却固化による収縮に伴う可動部３０の固定部２０に対する移動を規制する金型位置維持制御を行う。
【００１９】
つぎに、図２〜図４を参照して、金型１０による成形工程と金型位置維持制御について説明する。図２は、金型１０を用いた射出成形全体の工程図である。図３は、金型位置維持制御のフローチャートである。また、図２の工程図、図３のフローチャートおよび以下の説明においては、「ステップ」を「Ｓ」とも略記する。
【００２０】
図２に示すように、射出成形は、可動部３０を固定部２０に所定の力で圧接させ（型閉じ・型締め工程Ｓ２０１）、固定部２０と可動部３０との間に形成されるキャビティ１０Ｃにスプルー１０Ｓからランナおよびゲートを介して溶融樹脂を圧入する（射出・保圧工程Ｓ２０２）。この射出・保圧工程Ｓ２０２と同期して、金型位置維持制御を開始する（Ｓ２０３）。そして、熱媒体流路に温度制御された熱冷媒を流通させて金型１０の温度を制御し、樹脂を冷却固化させる（冷却工程Ｓ２０４）。樹脂が冷却固化すると、可動部３０を型開き移動する（型開き工程Ｓ２０５）。金型位置維持制御は、型開き工程Ｓ２０５の開始と同期して終了する（Ｓ２０６）。型開き工程Ｓ２０５に伴って、エジェクタピン５２によって成形品１をキャビティ１０Ｃから突き出し（製品突き出し工程Ｓ２０７）、金型１０から取り出す（製品取り出し工程Ｓ２０８）。
【００２１】
つぎに、制御装置４５による金型位置維持制御について説明する。
金型位置維持制御は、図３に示すように、射出成形装置から射出・保圧工程の開始情報が入力されると（Ｓ３０１）、変位センサ４３から入力される検知情報（可動部３０の位置情報）に基づいて、射出された樹脂圧によって固定部２０に対して移動した可動部３０の移動量を検出する（Ｓ３０２）。
【００２２】
可動部３０の移動量は、樹脂の射出中は増加し続け、射出が終了すると、冷却工程の開始と共に減少し始める。制御装置４５は、その移動量の変曲点を測定し（Ｓ３０３）、変曲点を検知したらアクチュエータ４１を駆動する。すなわち、アクチュエータ４１の作用面４１Ａを、型割り面３０Ａから所定の力で所定量突出作動させる（Ｓ３０４）。
【００２３】
その後、制御装置４５は、冷却工程が終了し、型開き工程が開始された時点でアクチュエータ４１の駆動を停止し、アクチュエータ４１の作用面４１Ａを、型割り面４１Ｂに一致または型割り面４１Ｂから所定量引っ込ませる（Ｓ３０５）。
【００２４】
上記のような金型位置維持制御により、キャビティ１０Ｃ内の樹脂の固化・収縮に伴って可動部３０が型締め初期位置に復帰することによる成形品の変形および変形に起因する残留応力を抑制できる。
【００２５】
すなわち、可動部３０は、射出・保圧工程から冷却工程終了（型開き工程）までの間、固定部２０に所定の型締力で圧接されるが、射出・保圧工程においてキャビティ１０Ｃに圧入された樹脂圧力によって型締力に抗して僅かながら固定部２０から離間する方向に移動する。
【００２６】
この移動した可動部３０は、キャビティ１０Ｃ内での樹脂（成形品１）の固化収縮に伴う樹脂圧の低下により、型締力によって徐々に型締め初期位置に復帰する。キャビティ１０Ｃ内の樹脂は、ゲートから遠く、また金型１０（キャビティ１０Ｃ内面）と接触している部位（外面部）から固化する。
【００２７】
このため、可動部３０の復帰移動によって既に固化した部位は圧縮されることとなり、変形して残留応力を生ずる。このような残留応力を有する成形品１は、製品に組み込まれた後の使用時において残留応力が緩和することで変形し、精度劣化や故障の要因となる。
【００２８】
金型位置維持制御は、アクチュエータ４１によって、この可動部３０の型締め初期位置への復帰を規制する。これにより、可動部３０の復帰移動によって固化部位を圧縮することがなく、その結果、残留応力の発生を抑制できる。
【００２９】
なお、上記金型位置維持制御は、制御装置４５が、位置センサ４１からの情報に基づいて、アクチュエータ４１を制御して可動部３０を所定位置に保持するものであるが、制御装置４５による可動部３０の位置制御はこの構成に限るものではない。
【００３０】
すなわち、射出成形は、各工程の条件を維持しつつ連続的に行われるため、射出時の樹脂圧による可動部３０の固定部２０に対する移動量も一定化する。これにより、たとえば、射出時の樹脂圧による可動部３０の固定部２０に対する移動量とそのタイミングを試験的に求め、射出成形装置による成形工程とタイマ等を用いて同期させて、アクチュエータ４１が駆動するように構成しても良い。
【００３１】
［第２実施形態］
つぎに、図４〜図９に示す本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態における金型１００を概念的に示す断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面に相当する可動部１３０の型割面を示す図である。図６は、金型１００による成形品１０１の斜視図である。図７は、可動部１３０におけるスライド１３１の構成および作用を説明する部分拡大図である。図８は、金型１００による射出成形時の可動部１３０におけるスライド１３１の移動量と樹脂圧との関係を示すグラフである。図９は、本実施形態を適用しない金型による射出成形時の可動部におけるスライドの移動量と樹脂圧との関係を示す比較例のグラフである。
なお、本第２実施形態における金型１００の基本的な構成および制御は、前述した第１実施形態と同様であり、同機能の構成要素には、同符号を付して説明は省略する。
【００３２】
金型１００は、図６に斜視図を示す成形品１０１を射出成形によって成形するものである。
成形品１０１は、前述した第１実施形態における成形品１と同様に、たとえば、光学装置等においてレンズ等を保持する部材であって、光学性能を確保するために所定の精度を必要とする部品である。成形品１０１の基本形状は、第１実施形態における成形品１と同様の円筒状であるが、外周面に略周方向に延びるカム溝１０１Ｃが形成されると共に内周面にはカム溝１０１Ｃと対応して突出部１０１Ａが形成されている。このため、金型１００は、より複雑な構成となっている。
【００３３】
金型１００は、固定部１２０と、可動部１３０と、可動部保持機構４０を備えている。この金型１００は、既知の射出成形装置（図示せず）に装着されるものである。
固定部１２０は、固定側プレート２１及び固定側取付板２を介して射出成形装置のに装着されている。
可動部１３０は、積層された２枚の可動側プレート（可動側第１プレート３３，可動側第２プレート３４）、スペーサブロック４及び可動側取付板３を介して射出成形装置に装着されている。
【００３４】
前述したように、成形品１０１は、その外周面にカム溝１０１Ｃが略周方向に延設されており、内周面にはカム溝１０１Ｃと対応する突出部１０１Ａが形成されている。
このため、成形品１０１の内周部を形成する中子部分のパーティングラインＰ．Ｌは、突出部１０１Ａの幅方向中央稜線部に設定されている。
また、カム溝１０１Ｃはアンダーカットとなるため、可動部１３０にはスライド１３１が設けられ、固定部１２０はスライド１３１を移動操作するアンギュラピン１２１とロッキングブロック１２２とを備えている。
【００３５】
可動部１３０におけるスライド１３１は、成形品１０１の周囲（キャビティ１０Ｃ）を等間隔で３分割して形成するように、それぞれ１２０°範囲で３組、放射方向に移動可能に設けられている。スライド１３１の外周側には、所定角度の被操作面１３１Ａが形成されている。また、各スライド１３１には、アンギュラピン１２１が嵌合する案内孔１３１Ｂがそれぞれ被操作面１３１Ａと平行に形成されている。
【００３６】
ロッキングブロック１２２は、固定部１２０の型割面に、可動部１３０におけるスライド１３１と対応して３組設けられている。ロッキングブロック１２２の内周側には、スライド１３１の被操作面１３１Ａと対応する角度の操作面１２２Ａが形成されている。
アンギュラピン１２１は、各ロッキングブロック１２２における操作面１２２Ａの内周側に隣接して、固定部１２０に植設されている。
【００３７】
そして、上記のように構成された金型１００は、型閉じ時には、可動部１３０におけるスライド１３１の案内孔１３１Ｂに固定部１２０におけるアンギュラピン１２１が嵌入し、このアンギュラピン１２１に案内されてスライド１３１が外周側から内周側に移動操作される。また、型締め時には、図７に示すように、固定部１２０におけるロッキングブロック１２２の操作面１２２Ａがスライド１３１の被操作面１３１Ａに圧接し、３組のスライド１３１を所定位置に押圧付勢する。
型開き時には、可動部１３０におけるスライド１３１は、固定部１２０におけるロッキングブロック１２２による押圧が解除され、アンギュラピン１２１によって外周側に退避操作される。
【００３８】
可動部保持機構４０は、前述した第１実施形態と同様に、可動部１３０に設けられたアクチュエータ４１と、固定部２０に支持部材４２を介して装着された変位センサ４３と、可動部３０に装着された被検知部材４４と、アクチュエータ４１を駆動制御する制御装置４５と、により構成されている。
【００３９】
アクチュエータ４１は、可動部１３０におけるスライド１３１と対応して３箇所に設けられている。
また、本第２実施形態では、変位センサ４３により検知される被検知部材４４は、可動部３０本体ではなく、スライド１３１に結合されている。これにより、変位センサ４３は、可動部３０の移動によって操作され、可動部３０と直交する方向に移動するスライド１３１の移動量を検知するようになっている。
【００４０】
可動部保持機構４０は、成形作用時において、制御装置４５がアクチュエータ４１を駆動制御して、成形品１の冷却固化による収縮に伴う可動部１３０の固定部１２０に対する移動を規制する金型位置維持制御を行う。この金型位置維持制御の内容は前述した第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００４１】
ここで、本第２実施形態の金型１００は、前述したように、型締力によって、固定部１２０におけるロッキングブロック１２２が、可動部１３０におけるスライド１３１を可動部１３０の移動方向と直交する方向に移動操作する構成である。このようなスライド１３１は、その複雑な移動操作構造から寸法誤差の集積等が生じ、樹脂圧によって移動し易く、また、移動による成形品１０１への影響も大きい。
【００４２】
このような金型１００による射出成形時に、可動部保持機構４０によって金型位置維持制御を行って、可動部１３０におけるスライド１３１の移動量と樹脂圧の変化とを計測した結果を図８に示す。図８において、（ａ）は樹脂射出後の時間に対するスライド１３１の移動量を示し、（ｂ）は樹脂射出後の時間に対する樹脂圧の変化を示す。
【００４３】
金型位置維持制御は、図８（ａ）に示すように、射出直後の樹脂圧によってスライド１３１が固定部１２０に対して移動すると、そのピーク位置（最も移動した位置）で可動部１３０の位置を維持する。これにより、冷却工程に入って樹脂が固化収縮を始めても、スライド１３１が型締力によって移動することはなく、図８（ｂ）に示すように樹脂圧は急速に低下して極めて低い値で推移する。その結果、スライド１３１の復帰移動によって成形品１０１における固化部位に圧縮力を作用させることがなく、成形品１０１における残留応力の発生を抑制できる。
【００４４】
一方、金型位置維持制御を行わない場合には、比較例である図９（ａ）に示すように、スライド１３１は、射出直後の樹脂圧によってピーク位置まで移動した後、冷却工程に入って樹脂が固化収縮を始めるとそれに伴って型締力で徐々に復帰移動する。これにより、図９（ｂ）に示すように、樹脂圧は、ある程度以下には低下せず、樹脂の固化が進行すると却って僅かながら上昇する。これは、スライド１３１によって成形品が圧縮されていることを示している。このスライド１３１による圧縮が、成形品に残留応力を生じさせる。前述したように、本構成ではこのようなことはなく、残留応力の発生を抑制することができるものである。
【００４５】
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）可動部保持機構４０は、キャビティ１０Ｃに圧入された樹脂圧力によって型締力に抗して固定部２０から離間する方向に移動した可動部３０の、樹脂（成形品１）の固化収縮に伴う樹脂圧の低下による復帰移動を、アクチュエータ４１が規制する。これにより、可動部３０の復帰移動によって、キャビティ１０Ｃ内における固化部位を圧縮することがなく、その結果、成形品１における残留応力の発生を抑制できるものである。
【００４６】
（２）第２実施形態では、可動部保持機構４０は、キャビティ１０Ｃに圧入された樹脂圧力によって移動した可動部１３０におけるスライド１３１の、樹脂（成形品１０１）の固化収縮に伴う樹脂圧の低下による復帰移動を、アクチュエータ４１が可動部１３０の移動を規制することで抑制する。これにより、型締力によってスライド１３１が復帰移動してキャビティ１０Ｃ内における固化部位を圧縮することがなく、その結果、成形品１０１における残留応力の発生を抑制できる。
【００４７】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、可動部保持機構４０におけるアクチュエータ４１を圧電アクチュエータとして説明した。しかし、アクチュエータ４１は圧電アクチュエータに限らず、たとえば、モータによって回転駆動される送りネジによって作用部が進退する構成のもの等、適宜変更可能である。
（２）本実施形態では、可動部保持機構４０におけるアクチュエータ４１は、可動部３０，１３０に配設されている。しかし、アクチュエータ４１は、固定部２０，１２０に配設しても良い。
【００４８】
（３）本実施形態では、可動部保持機構４０における制御装置４５が、固定部２０，１２０に直接作用するアクチュエータ４１を駆動制御して成形品１の冷却固化による収縮に伴う可動部３０，１３０の固定部２０，１２０に対する移動を規制する金型位置維持制御を行う。しかし、可動部保持機構は、このような制御によるものでなく、係合等の機械的な構成で可動部の位置を維持するように構成しても良い、
【００４９】
図１０に、係合によって可動部３０の位置を維持する可動部保持機構４００の例を示す。
図１０に示す可動部保持機構４００は、固定部２０に設けられた係合歯列４２０と、可動部３０に設けられた係合機構４３０とにより構成された、いわゆるラチェット機構である。
【００５０】
係合歯列４２０は、可動部３０の移動方向と直交する係合面４２１Ａと、係合面４２１Ａの頂部と固定部２０側に隣接する係合面４２１Ａの基部とを繋ぐ斜めの操作面４２１Ｂと、を備える同形状の歯４２１が、可動部３０の移動方向に複数配設されてノコギリ歯状に形成されている。
【００５１】
係合機構４３０は、可動部３０に揺動可能に装着されたアーム４３１と、アーム４３１を揺動操作する油圧シリンダ等の操作アクチュエータ４３２と、アーム４３１の先端に回動可能に支持された係合爪４３３と、係合爪４３３を揺動付勢するスプリング４３４と、により構成されている。
係合爪４３３は、係合側（固定部２０側）の端面が、係合歯列４２０における係合歯４２１と係合する姿勢より図中時計回りには回動しないように装着されており、この姿勢にスプリング４３４によって付勢されている。
【００５２】
操作アクチュエータ４３２は、アーム４３１を、図９（ａ）に示すようにその保持する係合爪４３３が係合歯列４２０における係合歯４２１と係合する位置（係合状態）と、図９（ｂ）に示すように係合爪４３３が係合歯列４２０に係合しない位置（係合解除状態）と、の間で揺動操作し得るようになっている。
【００５３】
このように構成された可動部保持機構４００は、図９（ｂ）に示す係合解除状態で型閉じ・型締めを行った後、図９（ａ）に示す係合状態とする。これにより、射出工程において樹脂圧によって可動部３０が固定部２０から離間移動すると、係合爪４３３が図９（ａ）中二点鎖線で示すように揺動して係合歯列４２０における係合歯４２１を乗り越え、対応した係合歯４２１と係合する。以後、係合爪４３３の係合歯列４２０との係合が、可動部３０の固定部２０と近接する方向の移動を規制する。
【００５４】
これにより、冷却工程において、樹脂の固化収縮に伴う樹脂圧の低下による可動部３０の復帰移動を規制することができる。
型開き時には、操作アクチュエータ４３２を駆動して係合解除状態とすることで、円滑な型開きが可能となる共に、つづく型閉じを迅速に行える。
操作アクチュエータ４３２の駆動は、射出成形装置の駆動と連動するように構成すれば良い。
【００５５】
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００５６】
１，１０１：成形品、１０，１００：金型、１０Ｃ：キャビティ、２０，１２０：固定部、３０，１３０：可動部、４０，４００：可動部保持機構、４１：アクチュエータ、４３：変位センサ、４４：被検知部材、４５：制御装置、１２１：アンギュラピン、１２２：ロッキングブロック、１３１：スライド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、
前記固定部に対して相対移動可能で、前記固定部に対して押圧されて近接したときに、前記固定部との間に成形品の材料となる液状樹脂が流入されるキャビティを形成する可動部と、
前記可動部が前記固定部に対して押圧された状態で、前記キャビティに前記液状樹脂が注入され、前記可動部が前記固定部から離れる方向に移動したときに、その押圧力に抗して前記可動部をその移動した位置に保持可能な保持部と、
を備えることを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１に記載の金型であって、
前記保持部は、アクチュエータであること、
を特徴とする金型。
【請求項３】
請求項１に記載の金型であって、
前記保持部は、ラチェットであること、
を特徴とする金型。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型であって、
前記固定部には、該固定部から離れるに従い前記キャビティの中心から離れる方向に傾いたピンが植設され、
前記可動部には前記キャビティの側面を形成する３つのブロック部材が取り付けられ、
前記ブロック部材には前記ピンに案内される案内穴が設けられ、
前記可動部が前記固定部に近づくと、前記案内穴に前記ピンが挿入され、前記ピンに案内されて前記ブロック部材が前記キャビティの中心に向かって移動し、前記キャビティを形成すること、
を特徴とする金型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型であって、
前記保持部が前記可動部を保持するタイミングを計測する計測部材を備えること、
を特徴とする金型。
【請求項６】
請求項５に記載の金型であって、
前記計測部材は変位センサであること、
を特徴とする金型。
【請求項７】
請求項５に記載の金型であって、
前記計測部材はタイマであること、
を特徴とする金型。
【請求項１】
固定部と、
前記固定部に対して相対移動可能で、前記固定部に対して押圧されて近接したときに、前記固定部との間に成形品の材料となる液状樹脂が流入されるキャビティを形成する可動部と、
前記可動部が前記固定部に対して押圧された状態で、前記キャビティに前記液状樹脂が注入され、前記可動部が前記固定部から離れる方向に移動したときに、その押圧力に抗して前記可動部をその移動した位置に保持可能な保持部と、
を備えることを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１に記載の金型であって、
前記保持部は、アクチュエータであること、
を特徴とする金型。
【請求項３】
請求項１に記載の金型であって、
前記保持部は、ラチェットであること、
を特徴とする金型。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型であって、
前記固定部には、該固定部から離れるに従い前記キャビティの中心から離れる方向に傾いたピンが植設され、
前記可動部には前記キャビティの側面を形成する３つのブロック部材が取り付けられ、
前記ブロック部材には前記ピンに案内される案内穴が設けられ、
前記可動部が前記固定部に近づくと、前記案内穴に前記ピンが挿入され、前記ピンに案内されて前記ブロック部材が前記キャビティの中心に向かって移動し、前記キャビティを形成すること、
を特徴とする金型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型であって、
前記保持部が前記可動部を保持するタイミングを計測する計測部材を備えること、
を特徴とする金型。
【請求項６】
請求項５に記載の金型であって、
前記計測部材は変位センサであること、
を特徴とする金型。
【請求項７】
請求項５に記載の金型であって、
前記計測部材はタイマであること、
を特徴とする金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２２４０５５（Ｐ２０１２−２２４０５５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５８８９（Ｐ２０１１−９５８８９）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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