JP6012113B2 - 型内脱着式刻印装置 - Google Patents

Description

本発明は、金型成形時に成型品表面に刻印表示を行う刻印装置に関し、詳しくは刻印表示を切り替える為に指標体の回転を繰り返しても回転にロックがかかることがない型内脱着式刻印装置に関するものである。

成形品には、通常、その表面に製造の日付やロット番号、製品番号等が表示されており、これらの表示により成形品に不良が発生した際の原因調査や在庫管理を行っている。これらの表示は、成形金型の内面側に刻印表示部を備えた表示体を着脱自在に挿入し、挿入した状態で金型成形を行うことにより、表示体の刻印内容がそのまま成形品の表面に刻印成形されるようになっている。

特許文献１には、このような表示体を有する刻印装置が開示されている。特許文献１に開示される刻印装置を図９に示す。
図９に示す如く、特許文献１に開示される刻印装置は、上面に表示が刻設された略円筒形状の外殻体（Ｏ）と、略ボルト形状の指標体（Ｉ）と、ばね（Ｓ）と、ナット（Ｎ）及び蓋体（Ｃ）とからなる。
指標体（Ｉ）は、外殻体（Ｏ）の上方から外殻体（Ｏ）内に嵌入される。ナット（Ｎ）は外殻体（Ｏ）下方から外殻体（Ｏ）内に配設され、指標体（Ｉ）の下部に形成されるねじ部（Ｉ１）と螺合する。ばね（Ｓ）はナット（Ｎ）と外殻体（Ｏ）内壁軸方向中間位置に形成された突段部（Ｏ１）との間に配設され、ナット（Ｎ）及びナット（Ｎ）と接続された指標体（Ｉ）に対して下方に力を付勢する。蓋体（Ｃ）は外殻体（Ｏ）内壁下部に形成された雌ねじ部と螺合し、外殻体（Ｏ）下部開口部を塞ぐ。
指標体（Ｉ）の中間位置において、ばねと球体とからなる突起部（Ｉ２）が指標体（Ｉ）半径方向に突出している。また、外殻体（Ｏ）の突段部（Ｏ１）には、突起部（Ｉ２）が嵌入する複数の位置決め溝（Ｏ３）が円周方向に連続的に且つ等間隔で形成されている。
特許文献１に開示される刻印装置は、指標体（Ｉ）を回転させると、指標体（Ｉ）から突出した突起部（Ｉ２）が位置決め溝（Ｏ３）に嵌入するため、確実に所望の位置で指標体（Ｉ）の角位置が固定されるという構造を有している。

ところで、特許文献１に開示されている刻印装置は、ナット（Ｎ）が指標体（Ｉ）のねじ部（Ｉ１）と螺合するとき、ナット（Ｎ）の外周面に形成された係合突起（Ｎ１）と外殻体（Ｏ）とが係合することにより、指標体（Ｉ）を回転させる際にナット（Ｎ）の回転が阻止され、ナット（Ｎ）は外殻体（Ｏ）軸の上方向にのみ移動する。しかしながら、刻印装置の使用に従って指標体（Ｉ）を繰り返して回転し続けると、ナット（Ｎ）が突段部（Ｏ１）に当接することによりロックがかかり、外殻体（Ｏ）軸の上方向に移動できなくなる。その結果、指標体（Ｉ）が回転できなくなり、指標体（Ｉ）を再び回転させるためにはナット（Ｎ）をねじ部（Ｉ１）の下部に移動させる必要がある。そのため、一旦金型から刻印装置を取り外し、刻印装置から指標体（Ｉ）を取外してナット（Ｎ）を指標体（Ｉ）の下部に移動させ、指標体（Ｉ）を刻印装置に取り付け、刻印装置を金型に取り付ける必要があった。
更に、樹脂を加熱溶融して金型成形する際には溶融樹脂からガスが発生する場合がある。従来の刻印装置においては、この溶融樹脂から発生したガスが指標体の上段部（指標部）と外殻体（Ｏ）の内壁面との間から刻印装置の内部に侵入し、指標体のねじ部（Ｉ１）とナット（Ｎ）の隙間で固化することにより、指標体（Ｉ）が回転しなくなることがあった。この場合、溶剤等を用いて固化物（ヤニ）を取り除く必要があり、面倒であった。
また、メンテナンスのために刻印装置を金型から取り外す際、刻印装置が挿着されている面と反対側の面に向けて設けた穴を介してハンマ等で叩いて取り外している。しかしながら、金型に設けられた冷却路等の配管等の位置関係により、ハンマ等で叩いて取り外すことが困難である場合がある。この場合、指標体（Ｉ）の上面に棒等を溶接して、棒を引っ張ることにより、刻印装置を金型から引き抜いて取り外しているため、取り外し作業が面倒で手間がかかり、メンテナンス作業の効率が悪かった。

特許第３４７０８８０号公報

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、刻印表示を切り替える為に指標体の回転を繰り返しても回転にロックがかかることがなく、また、溶融樹脂から発生したガスが刻印装置内で固化することにより指標体が回転できなくなることが防止でき、更に金型からの取り外しが容易である型内脱着式刻印装置を提供するものである。

請求項１に係る発明は、成形金型内に嵌入される略円筒形の表示外殻体と、該表示外殻体内に嵌入され軸線まわりに角変位可能な指標体と、前記表示外殻体の最下部に螺着される蓋体と、前記指標体に下向きの力を付勢するばねとを備えてなり、前記表示外殻体及び前記指標体の表面に刻印表示部が形成されてなる刻印装置であって、前記指標体は、金型内面に臨む指標部と、該指標部から下方に延出される位置決め部と、該位置決め部から下方に延出する軸部とを備え、前記蓋体は、平面視略円筒形状であり、円筒内周面に雌ねじ部を有する、ことを特徴とする型内脱着式刻印装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、蓋体は平面視略円筒形状であり、円筒内周面に雌ねじ部を有していることから、刻印装置を金型から取り外す際に金型構造上、ハンマを使用できない場合でも、雌ねじ部にドライバ等の雄ねじ部を有する工具を螺合させ引き抜くことで刻印装置を金型から容易に取り外すことが可能となり、メンテナンス作業の効率が向上する。

本発明に係る刻印装置を示す分解斜視図である。 本発明に係る表示外殻体を示す図である。（ａ）は表示外殻体の平面図であり、（ｂ）は表示外殻体の縦断面図であり、（ｃ）は表示外殻体の底面図である。 本発明に係る指標体を示す図である。（ａ）は指標体の平面図であり、（ｂ）は指標体の正面図である。 本発明に係る刻印装置を示す図である。（ａ）は刻印装置の縦断面図であり、（ｂ）は指標体を回転させた際の刻印装置の縦断面図である。 本発明に係る刻印装置を金型に取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の第二実施形態の刻印装置を示す図である。 刻印装置を金型から取り外す工程を示す図であり、（ａ）金型に取り付けられた刻印装置を示す図であり、（ｂ）は指標体を取外した状態を示す図であり、（ｃ）は工具を蓋体に螺着した状態を示す図であり、（ｄ）は刻印装置を金型から引き抜いている状態を示す図である。 刻印装置を金型から取り外す状態を示す図である。 従来の刻印装置を示す図である。

以下、本発明に係る型内脱着式刻印装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る型内脱着式刻印装置を示す分解斜視図である。
本発明に係る型内脱着式刻印装置（１）（以下、刻印装置（１）と称す）は、略円筒形状の表示外殻体（２）と、表示外殻体（２）内に上方から嵌入され、表示外殻体（２）の軸線周りに角変位可能に据えつけられる指標体（３）と、表示外殻体（２）の最下部（２６）に螺着される蓋体（５）と、指標体（３）に下向きの力を付勢するばね（４）とを備える。

表示外殻体（２）の内壁面は３つの領域に分けられ、指標部（３）を収納する上段部（２１）と、該上段部（２１）の下方に位置するとともに位置決め部（３２）が位置する中段部（２２）と、該中段部（２２）の下方に位置するとともに軸部（３１）を収納する下段部（２３）とが形成されており、上段部（２１）は中段部（２２）より大きい径を有し、下段部（２３）は中段部（２２）より大きい径を有する。

表示外殻体（２）の下段部（２３）の下方に最下部（２６）が位置し、最下部（２６）の内面に雌ねじ部（２５）が形成され、蓋体（５）が雌ねじ部（２５）と螺合する。蓋体（５）の上面には溝部（５１）が形成されている。溝部（５１）は、図１に示す如く環状部（５１１）と直線部（５１２）からなる。

指標体（３）に下向きの力を付勢するばね（４）は、連続して一体に形成された係合部（４１）と固定部（４２）とからなり、固定部（４２）は係合部（４１）より大きい径を有する。係合部（４１）のばねのピッチは指標体（３）のねじ部（３１１）のピッチと等しい。これにより、ばね（４）の係合部（４１）と指標体（３）のねじ部（３１１）は係合する（図４（ａ）参照）。固定部（４２）は、ばね（４）の下部（係合部（４１）より下方）に位置し、環状部（４２１）と直線部（４２２）とを有する。
環状部（４２１）は蓋体（５）の環状部（５１１）に配置され、直線部（４２２）は蓋体（５）の溝部（５１）の直線部（５１２）に配置される。これにより、ばね（４）の固定部（４２）が蓋体（５）に対して回転不能に固定される。
ばね（４）は、固定部（４２）が蓋体（５）に固定された状態で、係合部（４１）が指標体（３）のねじ部（３１１）に係合するため、指標体（３）を下方向に付勢することに加えて、指標体（３）を回転可能に固定することができる。

図２に表示外殻体（２）を示す。図２（ａ）は表示外殻体（２）の平面図であり、図２（ｂ）は表示外殻体（２）の縦断面図であり、図２（ｃ）は表示外殻体（２）の底面図である。
表示外殻体（２）の上面には、文字が刻設され、刻印表示部（２４）が形成されている。表示外殻体（２）が成型金型内に嵌入されたとき、刻印表示部（２４）は金型内面に露出し、刻印表示部（２４）の文字は金型成形品上に刻印される。図示例において、刻印表示部（２４）には、製造月を表す１から１２までの数字が刻設されている。尚、本発明において、刻印表示部（２４）の文字はこれに限定されるものではなく、例えば製造日、ロット番号、製造ライン番号など所望の文字が刻設されていてもよい。

図２に示す如く、中段部（２２）には、複数の位置決め溝（２２１）が形成されている。位置決め溝（２２１）は、表示外殻体（２）軸方向に延びている。また、位置決め溝（２２１）は、中段部（２２）円周方向に沿って連続的に且つ等間隔に配列されている。位置決め溝（２２１）の数は、必要とされる位置決め箇所と同数である。

図３に指標体（３）を示す。図３（ａ）は指標体（３）を上方から見た図（平面図）であり、図３（ｂ）は指標体（３）を正面から見た図（正面図）である。
指標体（３）は３つの部分からなる。最上部に指標部（３３）が位置し、位置決め部（３２）は指標部（３３）の下面から下方に延出しており、軸部（３１）は位置決め部（３２）から更に下方に延出して形成されている。

指標部（３３）は、表示外殻体（２）の上段部（２１）に収納される。指標部（３３）の高さは、上段部（２１）の深さと等しく形成され、指標体（３）が表示外殻体（２）内に嵌入されたときに、指標体（３）の上面と表示外殻体（２）の上面は面一とされる。
指標部（３３）上面には、文字が刻設され、刻印表示部（３５）が形成されている。刻印装置（１）が成型金型内に嵌入されたとき、刻印表示部（３５）は金型内面に露出し、刻印表示部（３５）の文字は金型成形品上に刻印される。
図３（ａ）に示す例において、刻印表示部（３５）には、矢印が刻設されている。尚、本発明において、刻印表示部（３５）に刻設されるものはこれに限定されるものではない。
尚、図３に示す例においては、矢印が刻設された部分にマイナスドライバを差込み、指標体（３）を回転させることが可能である。例えば、矢印を図２に示す表示外殻体（２）の刻印表示部（２４）に刻設された「３」の文字に合わせれば、「３月」に製造された金型成形品であることを示す刻印を金型成形品に施すことが可能となる。

指標部（３３）の下方に形成される位置決め部（３２）は、指標体（３）が表示外殻体（２）に嵌入されたときに、表示外殻体（２）の中段部（２２）内方に位置する。位置決め部（３２）は、指標部（３３）の径よりも細く形成され、指標部（３３）下面は表示外殻体（２）の中段部（２２）上面と当接する。従って、指標部（３３）と中段部（２２）が当接することにより、ばねにより下方向へ付勢されたとしても指標部（３３）は、中段部（２２）よりも下方へ移動せず、指標体（３）の指標部（３３）と表示外殻体（２）の上面は面一の状態となる。

位置決め部（３２）には、位置決め部（３２）半径方向に突出する一対の位置決め突起部（３６）が設けられる。位置決め突起部（３６）は、位置決めばね（３６３）と位置決めばね（３６３）の先端に配設される嵌入部（３６４）とからなる。位置決めばね（３６３）は位置決め部（３２）に形成された穴部に埋設され、嵌入部（３６４）は位置決め部（３２）の外周面から突出している。

位置決め突起部（３６）の先端に配設される嵌入部（３６４）は、球状に形成するのが好ましい。このように形成すると、ある位置決め溝（２２１）から隣接する位置決め溝（２２１）へ嵌入部（３６４）が移動するとき、位置決め溝（２２１）の縁に嵌入部（３６４）が引っかからず、位置決め突起部（３６）の損傷を防ぐことが可能となる。
このとき位置決め溝（２２１）の壁面は、球状の嵌入部（３６４）の半径と略等しい曲率半径を有する曲面状に形成されることが好ましい。このようにすると、位置決め溝（２２１）と嵌入部（３６４）が面接触するため、より確実な位置決め機能を発揮することができる。更に好ましくは、位置決め溝（２２１）を断面半円形状とすると、嵌入部（３６４）との接触面積を最大限化でき、更に確実な位置決め機能を発揮せしめることができる。

位置決め部（３２）の下方には軸部（３１）が形成されており、軸部（３１）は下部にねじ部（３１１）を有している。ねじ部（３１１）のピッチはばね（４）のピッチと等しい。ねじ部（３１１）の谷深さはばね（４）の線径と略等しい。そのため、ねじ山（３１１）とばね（４）とが係合し（図４（ａ）参照）、指標体（３）を回転可能に固定することができる。ねじ部（３１１）の上方は、ねじ部（３１１）よりも小径の非ねじ部（３１２）とされている。

図４は、本発明に係る刻印装置の組立図である。
図４に示す如く、表示外殻体（２）上方から、指標体（３）が表示外殻体（２）内に嵌入される。指標体（３）の指標部（３３）は表示外殻体（２）の上段部（２１）に収納される。指標部（３３）上面と表示外殻体（２）上面は、このとき面一の状態となる。指標部（３３）上面及び表示外殻体（２）上面に形成された刻印表示部（３５及び２４）との間に段差を生ずることなく、金型成形品上に刻印することが可能となる。
指標体（３）の位置決め部（３２）は、表示外殻体（２）の中段部（２２）に位置する。位置決め部（３２）に配設された位置決め突起部（３６）と中段部（２２）に形成された位置決め溝（２２１）によって、指標体（３）の位置決めが確実に行われる。

表示外殻体（２）の下段部（２３）において、ばね（４）の係合部（４１）が指標体（３）のねじ部（３１１）と係合し、最下部（２６）において、ばね（４）の固定部（４２）が蓋体（５）に固定されていることにより、指標体（３）が回転可能に固定される。ばね（４）は指標体（３）に対して下方に力を付勢するので、指標体（３）及び表示外殻体（２）の上面の面一の状態が常に保たれることとなる。

図４に示す如く表示外殻体（２）の最下部（２６）は、下段部（２３）よりも大きい径を有しているため、蓋体（５）が雌ねじ部（５１）に螺合されて、最下部（２６）に取り付けられる際、蓋体（５）の上面の一部（外周近傍部）と下段部（２３）とが当接する。ばね（４）の環状部（４１１）が配置される溝部（５１）の環状部（５１１）は、図４に示す如く、下段部（２３）と当接する蓋体（５）の上面部分（外周近傍部）に形成されている。そのため、指標体（３）が回転するとばね（４）の係合部（４１）は軸部（３１）の上方向に移動するが、固定部（４２）は表示外殻体（２）の下段部（２３）に遮られてより上方に移動することができない。指標体（３）が回転すると、ばね（４）は軸部（３１）の上方向に伸長することとなる。

刻印装置（１）の使用による指標体（３）とばね（４）の動作について説明する。ばね（４）の係合部（４１）のピッチは指標体（３）のねじ部（３１１）のピッチと等しいため、初期状態では、係合部（４１）とねじ部（３１１）は互いに係合した状態である（図４（ａ）参照）。指標体（３）を時計回りに回転させるとばね（４）は係合部（４１）がねじ部（３１１）に沿って上方向に移動するため伸長する。更に指標体（３）を回転させると、係合部（４１）は更に上方向へ移動するが、軸部（３１）の上部はねじ山が形成されていない非ねじ部（３１２）となっているため、ばね（４）と指標体（３）の軸部（３１）とが係合できなくなる（図４（ｂ）参照）。その結果、ばね（４）が収縮し、これに伴い係合部（４１）は下方向へ移動しねじ部（３１１）と再び係合する（図４（ａ）参照）。
指標体（３）の回転を繰り返すと、上述したばね（４）の伸縮動作により、図４（ａ）と（ｂ）の状態が繰り返されるため、従来装置のように指標体（３）にロックがかかることなく刻印装置（１）を使用し続けることができる。

上述したように、本発明においては、ばね（４）が係合部（４１）と固定部（４２）を有することにより、指標体（３）を回転可能に固定させ、且つ下方向に付勢することができるため、従来装置のように、指標体（３）を固定させるナットを必要としない。そのため、刻印装置（１）の部品点数を減ずることができるとともに、指標体（３）にロックがかかることがなく金型から刻印装置を取り外す作業を必要としないため、成型作業の効率向上を図ることができる。

更に、樹脂を加熱溶融して金型成形する際に溶融樹脂から発生するガスが指標体（３）の指標部（３３）の外周面と外殻体（２）の内壁面との間から刻印装置（１）の内部に侵入して固化したとしても、指標体（３）のねじ部（３１１）とばね（４）の接触部分が少ないため、固化物（ヤニ）によりねじ部（３１１）とばね（４）とが固着して指標体（３）の回転が阻害されることがない。

図５は刻印装置（１）を金型に取り付けた状態を示す断面図である。成形金型（６）は、注入口（６３）を有する固定型（６１）と、この固定型（６１）に接離する可動型（６２）とからなり、この固定型（６１）と可動型（６２）との間にキャビティ（６４）が形成されてなるものであり、刻印装置（１）は、可動型（６２）にキャビティ（６４）に面して取り付けられる。

以下、本発明の第二実施形態について説明する。上記実施形態（第一実施形態）と異なる部分についてのみ説明し、第一実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
第二実施形態において、蓋体（５）は、平面視略円筒形状であり、円筒内周面に雌ねじ部（５２）を有している（図６参照）。

第二実施形態の刻印装置（１）の取外し方法について説明する。刻印装置（１）は、金型の可能型（６２）に配置される（図７（ａ）参照）。まず、指標体（３）の指標部（３３）の矢印が刻設された部分（図３参照）にマイナスドライバの先端を差込み、指標体（３）を回転させ、刻印装置（１）から取り外す（図７（ｂ）参照）。次いで、蓋体（５）の雌ねじ部（５２）に対して、先端に雄ねじ部を有する棒状の工具（７）（ドライバ等）の先端を螺合させ、工具を刻印装置（１）に挿着する（図７（ｃ）参照）。これにより、工具と外殻体（２）と蓋体（５）は一体となり、工具（７）を引っ張ることにより刻印装置（１）は可動型（６２）から引き抜かれる（図７（ｄ）参照）。
このように、刻印装置（１）を金型から取り外す際に金型構造上、ハンマを使用できない場合でも雌ねじ部（５２）にドライバ等の雄ねじ部を有する工具（７）を螺合させ引き抜くことで刻印装置（１）を金型から容易に取り外すことが可能となり、メンテナンス作業の効率が向上する。

更にドライバ軸に雄ねじ部が形成されている工具（８）を使用することで、図８に示す如く、工具（８）の雄ねじ部と蓋体内周面の雌ねじ部とを螺合させ、更に工具（８）の先端面と刻印装置が収容された穴の底部とを当接させた状態で工具を回転し続けることにより、刻印装置（１）を穴内で上昇させて金型から取り外すことができる。

第二実施形態の刻印装置（１）は、ばね（４）が指標体（３）に係合されている形態のもの（図６参照）に限定されず、例えば指標体をナットに螺合させて、ナットの下部に蓋体を配置した形態のもの（図８参照）も含まれる。即ち、第二実施形態における刻印装置（１）は、外殻体（２）の最下部に配置される蓋体（５）に雌ねじ部（５２）を設けた構造に特徴付けられるものである。

本実施形態において、位置決め突起部（３６）が１つであり位置決め突起部（３６）と位置決め溝（２２１）の数が同数である刻印装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本出願人が特許権者である特許第４００２５５６号公報に記載の如く、位置決め突起部（３６）を複数設け、複数の位置決め突起部のうち、少なくとも一つの位置決め突起部が位置決め溝（２２１）に嵌入しているときに、他の位置決め突起部が位置決め溝の間の表示外殻体内壁面に当接するように構成することもできる。

本発明は、成形品を成型する金型に脱着自在に装着される型内脱着式刻印装置に好適に利用される。

１ 型内脱着式刻印装置
２ 表示外殻体
２１ 上段部
２２ 中段部
２３ 下段部
３ 指標体
３１ 軸部
３１１ ねじ部
３２ 位置決め部
３３ 指標部
３６ 位置決め突起部
３６３ 位置決めばね
３６４ 嵌入部
４ ばね
４１ 係合部
４２ 固定部
５ 蓋体
５１ 溝部
５２ 雌ねじ部

Claims (1)

1. 成形金型内に嵌入される略円筒形の表示外殻体と、
   該表示外殻体内に嵌入され軸線まわりに角変位可能な指標体と、
   前記表示外殻体の最下部に螺着される蓋体と、前記指標体に下向きの力を付勢するばねと、を備えてなり、
   前記表示外殻体及び前記指標体の表面に刻印表示部が形成されてなる刻印装置であって、
   前記指標体は、金型内面に臨む指標部と、該指標部から下方に延出される位置決め部と、該位置決め部から下方に延出する軸部とを備え、
   前記蓋体は、平面視略円筒形状であり、円筒内周面に前記表示外殻体の内径より小さい内径の雌ねじ部を有する、ことを特徴とする型内脱着式刻印装置。