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公開番号2021066187
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2021016135
出願日20210203
発明の名称金型
出願人キヤノン株式会社
代理人特許業務法人近島国際特許事務所
主分類B29C 45/26 20060101AFI20210402BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約
【課題】製造に複数の射出成形ないし組立工程が必要な部品を、精度よく、また小型軽量かつ簡単安価な構成によって製造する。
【解決手段】複数の面に同一形状の成形部が形成された回転部と、前記回転部を回転可能に支持する枠部と、型締めにより前記複数の面のうちの一つの面と当接してキャビティを形成する第一部と、前記型締めにより前記複数の面のうち、前記一つの面とは別の面と当接する第二部と、前記枠部に取り付けられた製造ユニットと、を備える金型。
【選択図】図20
特許請求の範囲【請求項1】
部品を製造する金型であって、
複数の面に同一形状の成形部が形成された回転部と、
前記回転部を回転可能に支持する枠部と、
型締めにより前記複数の面のうちの一つの面と当接してキャビティを形成する第一部と、
前記型締めにより前記複数の面のうち、前記一つの面とは別の面と当接する第二部と、前記枠部に取り付けられたスライド部と、を備え、
前記スライド部は移動可能であり、前記移動により前記回転部に当接させることによって前記キャビティの一部を形成することを特徴とする金型。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転する金型、その金型を用いた物品の製造方法、および画像形成装置の製造方法に関する。
続きを表示(約 7,400 文字)【背景技術】
【0002】
従来、複数の樹脂部材から構成されるユニット部品は、その細部の構成部材を射出成形機などにより個々に成形した後に、ユニット部品の組立ラインに部品を搬送(供給)して、組立ロボットや人手作業によって組立てられている。
【0003】
近年においては、回転可能な中間型と、射出成形機の第1射出ユニットと射出成形機に取り付けた第2の射出ユニットを用いて、複数の成形品を成形する装置が提案されている(下記の特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2011−56774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に開示されるような成形装置においては、第2の射出ユニットを移動させるための大掛かりな機構が必要であり、装置サイズが大きくなってしまうことが懸念される。また、射出成形機に第2の射出ユニットを取り付けているため、金型との位置を調整するのが困難であった。
【0006】
本発明の課題は、製造に複数の射出成形ないし組立工程が必要な部品を精度よく、また小型軽量かつ簡単安価な構成によって製造できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、部品を製造する金型であって、複数の面に同一形状の成形部が形成された回転部と、前記回転部を回転可能に支持する枠部と、型締めにより前記複数の面のうちの一つの面と当接してキャビティを形成する第一部と、前記型締めにより前記複数の面のうち、前記一つの面とは別の面と当接する第二部と、前記枠部に取り付けられたスライド部と、を備え、前記スライド部は移動可能であり、前記移動により前記回転部に当接させることによって前記キャビティの一部を形成することを特徴とする金型である。
【発明の効果】
【0008】
上記構成によれば、製造に複数の射出成形ないし組立工程が必要な部品を、精度よく、また小型軽量かつ簡単安価な構成によって製造できる、という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の実施形態1において製造される部品の一例を示した斜視図である。
金型の構成を示し、(a)は金型の斜視図、(b)は金型の実行する製造工程を示した上面図である。
固定部の構成を示した正面図である。
回転部の成形面の構成を示した正面図である。
金型が型閉じする動作を示した説明図である。
第1の工程位置で金型が閉じた状態を示し、(a)は金型の側面図、(b)は(a)の金型のA−A線に沿った縦断面矢視図、(c)は同じくB−B線に沿った横断面矢視図である。
図6の状態で成形部材が成形された時の状態を示し、(a)は図6(a)の金型のA−A線に沿った縦断面矢視図、(b)は同じくB−B線に沿った横断面矢視図である。
金型が型開きした時の状態を示した斜視図である。
第2の成形部に成形部材を保持している時の状態を示した側面図である。
回転部が回転する状態を示した斜視図である。
第2の工程位置で第2のスライド型が動作する時の状態を示した側面図である。
(a)、(b)は図11の第2の工程位置で樹脂が成形される時の状態を詳細に示した断面図である。
第2のスライド型が回転部から離れた時の状態を示した側面図である。
(a)は第3の工程位置での駆動手段の動作を示した側面図、(b)および(c)は(a)の要部を拡大して示した側面図である。
(a)、(b)および(c)は、図14の動作により駒型が反転、移動する様子を示した上面図である。
(a)、(b)は第3の工程位置で樹脂が成形される時の状態を示した断面図である。
枠体に射出ユニットを備えた異なる構成を示した斜視図である。
(a)、(b)は駒型から成形部材を離型させる時の状態を示した斜視図である。
取出位置において回転部から製造された部品を取り出す状態を示した斜視図である。
回転部の4つの成形面を用いて成形組立を行う状態を示した断面図である。
回転部の異なる成形面の配置と、その配置による成形組立の様子を示した断面図である。
本発明の実施形態における製造システムの制御系の構成を示したブロック図である。
図22の制御系による金型の制御手順を示したフローチャート図である。
射出成形機と金型の関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための一例である実施形態について説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【0011】
本実施形態の金型によって製造される部品101の一例を図1に示す。図1は部品101を本実施形態の金型によって成形および組立を行なった後の状態で示している。図1の部品101は、例えば画像形成装置(不図示)に装着される部品であって、成形部材1、成形部材2、成形部材3、接合部材4から成る。図1の部品101は、例えばトナーなどの容器としてのカートリッジないしその一部をなす部品であって、画像形成装置の装着部(不図示)に装着される。
【0012】
成形部材1、2、3と接合部材4は、例えば図2〜図4、図24に示す金型によって、成形材料、例えば溶融樹脂の射出成形、および組立の製造工程を実行することによって図1のようにユニット化され、画像形成装置の部品101となる。
【0013】
図1のユニット化された状態では、成形部材1に成形部材3が一体的に成形されている。また、成形部材1と成形部材2は互いに係合し合って相互に位置決めされ、接合部材4によって接合されている。
【0014】
図2〜図4、図24は、本実施形態の金型として、金型の構成を示している。図2(a)は金型の斜視図、図2(b)は上面図である。図3は図2(b)のX10方向から見た時の固定部5の正面図である。図4は図2(b)のX11方向から見た時の回転部6の第1の成形面30aの正面図である。図24は、射出成形機と金型との関係を示す図である。
【0015】
本実施形態の金型900は、図2〜図4、図20、図24に示すように、第一部5(固定部と称する場合がある)、第二部7(可動部と称する場合がある)、および第三部60を有している。そして、第三部60は、回転部6と枠部11を有しており、回転部6が、枠部11によって回動支持されている。本明細書において、枠部11とは、第三部60における回転部6以外の部分を枠部11とする。
そして、回転部6は、複数の成形面(第1の成形面30a、第2の成形面30b、第3の成形面30c、第4の成形面30d)を有している(図20)。そして、それぞれの成形面には、同一形状の成形品を成形可能な成形部が形成されている。また、詳細は後述するが、成形部は、その一部が移動可能に形成されていてもよい。つまり、成形面は、成形部が形成された複数の部材(駒部)が埋め込まれて形成されていてもよく、複数の駒部のうちの少なくとも一つが移動可能に構成されていてもよい。また、本実施形態の金型は、枠部11に成形、および/または組立ての製造工程を行うための製造ユニット(7a、7b、9a、10a等)を備える。そして回転部6を、回動中心廻りに回動させることにより、上記のそれぞれの成形面に形成された成形部の各々を前記製造工程順に各々の前記製造工程位置に位置決めする。そして、各製造工程位置で第一部(固定部と称する場合がある)5、第二部(可動部と称する場合がある)7、製造ユニット(7a、7b、9a、10a等)の各々を用いて、異なる成形、および/または組立ての製造工程をそれぞれ行わせ、同一の複数の前記部品の製造を同時に進行させる。
【0016】
即ち、図2(a)、(b)、図20、図24に示すように、本実施形態の金型は、第一部(固定部)5、第三部(枠部11および枠部11に支持された回転部6)60、および第二部(可動部)7を備える。固定部5は、射出成形機の固定盤901に固定され、この固定部5に対して、回転部6および可動部7は型開き、型締め方向(X方向(図24参照))に移動可能である。つまり、第一部5は、型締めにより回転部の複数の面のうちの一つの面と当接してキャビティを形成する。そして、第二部は、前記型締めにより回転部の、複数の面のうち、第一部と当接する面とは別の面と当接する。本実施形態では、成形品を成形するために一般的に用いられている射出成形機に本実施形態の金型900を取り付けることで、同一の複数部品の製造を同時に進行させることが可能となる。具体的には、一般的に用いられている射出成形機の固定盤901に固定部5を取り付け、可動盤902に可動部7を取り付ける。固定部5の固定盤901(取り付け部)には、射出成形機の溶融樹脂の射出機構903が接続される。射出機構903から射出された溶融樹脂は、固定盤901を介して固定部5の外面に例えば図2(a)のように配置された注入口903aへと注入される。
【0017】
枠部11は、例えば図示のように4本の支柱部を備えた枠体で、回転部6は、回動軸90を回動中心として、枠部11に対して回動自在に支持されている。回転部6は、例えば枠部11の下部に配置された電動モータおよび変速機構などから成る駆動部12によって、回動軸90を中心に例えばR方向に特定の回動位置を取るように回動、位置決めすることができる。
【0018】
回転部6は、駆動部12によって回動させることにより、枠部11の4本の支柱の間の4つの開放部に臨むよう位置決め可能な少なくとも2面以上の成形面を有する。本実施形態では回転部6がその全体が概ね四角柱の形状で、同一の成形部を有する成形面を4面、有するものとする。本実施形態の金型900の、回転部6は、回動軸90を介して枠部11に回動自在に支持されているため、枠部11に対して相対移動する固定部5、可動部7などに対して、回転部6を高精度に位置決めすることができる。
【0019】
図2(a)、図24に示すように、本実施形態の金型は同図の左右方向に伸びる複数本(この例では4本)のガイド501を備える。ガイド501は、第一部(固定部)5に対して固定されている。本実施形態ではガイド501は、第三部60の枠部11および第二部(可動部)7を図示のように貫通している。そして、射出成形機に備えられている駆動系(904)により第三部60の枠部11および第二部(可動部)7のガイド501上での位置を制御することにより、型締め、または型開きすることができる。つまり、第三部60の枠部11に支持された回転部6と第一部(固定部)5、あるいは、第三部60の枠部11に支持された回転部6と第二部(可動部)7を相対移動させることで、型締め、または型開きすることができる。
【0020】
なお、本実施形態では、上記のように第一部(固定部)5が射出成形機の固定盤に固定されるものとするが、これは便宜上のものであって、第三部60と第一部(固定部)5、あるいは、第三部60と第二部(可動部)7とが相対移動できる構成であればよい。そして、この相対移動のため、第一部(固定部)5、第二部(可動部)7、ないし枠部11のいずれが射出成形機の固定盤に固定されるように構成されていてもよい。第一部(固定部)5と第二部(可動部)7が両方とも動くような構成であっても構わない。
【0021】
本実施形態の金型は、図2(b)に示すように、枠部11には第1の製造工程位置150a、第2の製造工程位置150b、第3の製造工程位置150c、および取出し位置150dが設定されている。第1の製造工程位置150aは、固定部5および第1のスライド部7a、7bによる製造工程の位置に相当する。また、第2の製造工程位置150bは、射出ユニット9aによる製造工程の位置に相当する。また、第3の製造工程位置150cは、可動部7、駆動手段10a、および射出ユニット9bによる製造工程の位置に相当する。本明細書において、第1の製造工程位置を単に第1の工程位置、第2の製造工程位置を単に第2の工程位置、第3の製造工程位置を単に第3の工程位置と称する場合がある。
【0022】
本実施形態では、回転部6は、角柱状で、その4つの異なる柱状面に同じ部品101(図1)の成形に用いる同一形状の成形部を備える。従って、回転部6を駆動部12によって回動させることにより、回転部6の4面の成形部を、順次、第1の工程位置150a、第2の工程位置150b、第3の工程位置150c、そして取出し位置150d、へと移動させることができる。これにより、各工程位置で固定部5、可動部7、あるいは製造ユニット(7a、7b、9a、10a等)によって異なる成形、および/または組立ての製造工程をそれぞれ行わせ、同一の複数の前記部品の製造を同時に進行させることができる。
【0023】
本実施形態の枠部11には、枠部11と、固定部5の相対移動に同期して移動する第1のスライド部7a、7bが設けられている(図2(a))。この第1のスライド部7a、7bは、第1の工程位置150aにおいて、枠部11と固定部5との相対変位を利用して第1のスライド部7aあるいは7bを移動させることが可能なアンギュラピンを含む。そのため、モータやソレノイド、エアシリンダなどの駆動源を必要とせず、装置を簡単安価に構成することができる。
【0024】
また、部品101の射出成形のための射出ユニット9a(図2(b))、9b(図2(a))が、枠部11、および可動部7に配置されている。これらの射出ユニット9a、9bは、第2の工程位置150b、第3の工程位置150cで用いられる。このような構成により、例えば特許文献1などに示される従来構成と比較して、製造装置の全体を軽量小型に構成することができる。ここで、本実施形態では、図2(b)に示すように、固定部5、可動部7を開閉する方向をX軸の方向とし、このX軸に直交する方向をY軸の方向とする。
【0025】
また、後述のように、第3の工程位置150cには、成形部材2とその駒部32aを成形面30a(〜30d)上で反転、移動させる駆動手段10a、10b(図14、図15)が枠部11に配置されている。この駆動手段10a、10bは、例えばエアシリンダとアンギュラピンなどから成る移動手段110b、110cによって駆動される。駆動手段10a、10bの構成および動作については、後で詳述する。
【0026】
固定部5は、図3に示すように部品101を構成する成形部材1、2(図1)をそれぞれ成形するための成形部21、22を有している。
【0027】
一方、本実施形態の回転部6は、概ね4角柱状の形態であって、周囲に4つの成形面を備える。図4は、図2(a)、(b)の右方から回転部6の成形面の1つである、成形面30aを示している。回転部6の成形面30aと、他の3つの成形面30b〜30d(例えば図20)は全て同じ構成であり、同一の部品の成形に用いる同一形状の成形部を構成する。即ち、本実施形態の回転部6は、回動中心の周囲の複数の異なる面に、それぞれ同一の部品の成形に用いる同一形状の成形部が配置されて成る。以下では、主に回転部6の成形面30aの構成を説明するが、他の成形面30b〜30dの構成も同様である。本実施形態においては、4つの位置(工程位置および取り出し位置)を有している例を示しているため、4つの面すべてに同一形状の成形部が形成されているが、これに限るものではない。例えば、3つの位置(工程位置および取り出し位置)しかない場合は、3つの面に同一形状の成形部が形成されていればよい。また、2つの位置(工程位置および取り出し位置)しかない場合は、2つの面に同一形状の成形部が形成されていればよい。
【0028】
回転部6の成形面30aには、第1、第2の成形部として、部品101を構成する成形部材1、2(図1)をそれぞれ成形するための駒部31a、32aが設けられている。
【0029】
ここで、回転部6の回動によって、例えば、回転部6の1つの成形面30aを第1の工程位置150aに移動させる。この時、駒部31a、32aは、固定部5の成形部21、22と対向するよう位置決めされる。さらに、R方向に回転部6を90°回動させると、次の第2の成形面30b(図2(a))が固定部5の第1の成形部21、22と対向する成形位置に移動する(図20参照)。また、この回転部6の90°回転によって、成形面30aは、第2の工程位置150bに進む。
【0030】
以下、同様に、回転部6を90°単位で回転させることにより、成形面30a〜30dを、順次、第1の工程位置150a、第2の工程位置150b、第3の工程位置150c、そして取出し位置150d、へと移動できる。
(【0031】以降は省略されています)

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