JP2001300998A - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化が可能な射出成形機の型締装置を提供
する。 【解決手段】 固定金型５を取り付けた固定盤１、可動
金型６を取り付けた可動盤２、および前記可動盤２との
間に型締昇圧用ミニトグル機構８を設けたエンド盤３の
３つの盤を配置している。４本のタイロッド４の一端を
ナット１１で固定盤１に連結し他端をロック用割ナット
１２でエンド盤３に係合し、かつ固定盤１とエンド盤３
を複数の型開閉用ボールねじ１３で連結し、エンド盤３
をスライド７に取り付けると共に可動盤２はスライド７
上を摺動可能に搭載した。型閉・型開工程では、ロック
用割ナット１２を開いた状態で型開閉用ボールねじ１３
を駆動して可動盤２とエンド盤３を一体で前進・後退さ
せる。型締昇圧工程ではロック用割ナット１２を閉じた
状態でミニトグル機構８を駆動して所定の型締力を発生
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプラスチッ
クの射出成形機に関するものであり、特に電動機駆動に
適した型締装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２に示すように、従来の射出成形機
の電動式型締装置は、トグル方式を採用していた。この
装置において、固定盤２０１は、ナット２１１で４本の
タイロッド２０４に連結され、エンド盤２０３は、ナッ
ト２１２で同じタイロッド２０４に連結されている。ま
た、可動盤２０２とエンド盤２０３との間にトグル機構
２０８が設けられている。

【０００３】同トグル機構２０８は、ボールねじ２１０
によりクロスヘッド２０９を介して駆動される。すなわ
ち、ボールねじ２１０の前進方向回転により、同ボール
ねじ２１０のナットを兼ねるクロスヘッド２０９を前進
させ、トグル機構２０８を通じて、可動盤２０２と一緒
に可動金型６を同図における右方向に前進させて、可動
金型６と固定金型５を閉じ、さらにトグル機構２０８の
力増大作用により所定の型締力を発生させる。また、上
記とは逆方向にボールねじ２１０を回転させることによ
り、可動盤２０２と一緒に可動金型６を左方向に後退さ
せて、所定の型開動作をさせる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来例では、所定
の型閉ストロークをトグル機構２０８で動かすため、ト
グル機構２０８のスペースが大きくなり、型締装置が非
常に長くなって、機械の設置スペースが大きくなってし
まうという問題があった。また、トグル機構はリンクを
旋回させるので、同図の上下方向の旋回スペースも大き
くする必要があることから、通常の上下方向スペースに
納めるためには、型閉ストロークを長く取ることができ
ないという問題もあった。なお、型閉ストロークが大き
いと、それだけ深物の製品を成形することができる。

【０００５】上述のように、従来のトグル方式型締装置
は、機械長が非常に長くなるために機械設置スペースが
大きいという課題があり、また、トグル機構の上下のス
ペースも大きくする必要があるために型閉ストロークを
長く取ることが困難で深物の成形ができないという欠点
があった。本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもの
であり、小型化が可能な射出成形機の型締装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る射出成形機
の型締装置は、かかる課題を解決するためになされたも
のであり、固定金型を取り付けた固定盤、可動金型を取
り付けた可動盤、および前記可動盤との間に型締昇圧用
ミニトグル機構を設けたエンド盤の３つの盤を配置し、
４本のタイロッドの１端をナットで固定盤に連結し他端
をロック用割ナットでエンド盤に係合し、かつ固定盤と
エンド盤を複数の型開閉用ボールねじで連結し、エンド
盤をスライドに取り付けると共に可動盤は同スライド上
を摺動可能に搭載した構造とし、型閉・型開工程では前
記のロック用割ナットを開いた状態で型開閉用ボールね
じを駆動することにより可動盤とエンド盤を一体で前進
・後退させ、型締昇圧工程では前記のロック用割ナット
を閉じた状態でミニトグル機構を駆動することにより所
定の型締力を発生させることを特徴とする。

【０００７】このような構造において、固定盤とエンド
盤を２本の型開閉用ボールねじで連結することにより、
同ボールねじの駆動により任意の型閉ストロークだけ型
開閉を行なうことができる。次に、可動盤とエンド盤の
間に型締昇圧用ミニトグル機構を設けることにより、所
定の位置でロック用割ナットを閉じて同ナットとタイロ
ッドをロックさせ、ミニトグル機構で力を増幅して所定
の型締力を発生させることができる。しかるに、ミニト
グル機構は、型締昇圧のわずかのストロークだけ動かせ
ばよいので、小さなスペースで済む。また、上述のよう
に型開閉用ボールねじにより型開閉動作を行なうので、
型閉ストロークが制限されることなく、長いストローク
を取ることができる。

【０００８】また、本発明に係る射出成形機の型締装置
は、別の構造として、上記で固定盤とエンド盤を２本の
型開閉用ボールねじで連結することの替わりに、固定盤
と可動盤を２本の型開閉用ボールねじで連結するように
したものも課題解決の手段とすることもできる。すなわ
ち、本発明に係る射出成形機の型締装置は、固定金型を
取り付ける固定盤、可動金型を取り付ける可動盤、およ
び前記可動盤との間に型締昇圧用ミニトグル機構を設け
たエンド盤の３つの盤を配置し、４本のタイロッドの１
端をナットで固定盤に連結し他端をロック用割ナットで
エンド盤に係合し、かつ固定盤と可動盤を複数の型開閉
用ボールねじで連結し、エンド盤をスライドに取り付け
ると共に可動盤は同スライド上を摺動可能に搭載した構
造とし、型閉・型開工程では前記のロック用割ナットを
開いた状態で型開閉用ボールねじを駆動することにより
可動盤とエンド盤を一体で前進・後退させ、型締昇圧工
程では前記のロック用割ナットを閉じた状態でミニトグ
ル機構を駆動することにより所定の型締力を発生させる
ことを特徴とする。

【０００９】このような構造においては、可動盤と固定
盤を２本の型開閉ボールねじで連結することにより、最
初の構造よりボールねじ全長を短くすることができる。
その他の作用は最初の構造と同様である。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る射出成形機の
型締装置の実施の形態について図面に基づいて説明す
る。本発明の第１の実施形態に係る射出成形機の型締装
置を図１乃至図１０に、第２の実施形態に係る射出成形
機の型締装置を図１１にそれぞれ示す。

【００１１】第１の実施形態に係る射出成形機の型締装
置について図１乃至図１０を用いて説明する。なお、図
１は、第１の実施形態の型締装置全体正面図で、同図の
II矢視のエンド盤側側面図を図２に、また同じくIII矢
視のダイヘッド側側面図を図３に示す。また、図１のIV
部のロック用割ナット部詳細図を図４に、図１のミニト
グル機構８の構成図を図５に示す。図１の型締用ボール
ねじ１０および型開閉用ボールねじ１３の駆動装置構成
図をそれぞれ図６、図７に示す。さらに、図８に金型閉
鎖時の型締装置正面図、図９に型締昇圧時の型締装置正
面図を示す。

【００１２】図１において、固定盤１はその４隅でナッ
ト１１によりタイロッド４に連結され、同タイロッドは
他端をロック用割ナット１２でエンド盤３に係合される
ようになっている。また、エンド盤３の対角位置２個所
に型開閉用ボールねじ１３を設け、同ボールねじ軸の他
端をサブナット１４で固定盤１に固定している。他方、
可動盤２とエンド盤３の間にミニトグル機構８が設けら
れ、同トグル機構はその駆動元のクロスヘッド９が型締
用ボールねじ１０と係合している。また、エンド盤３は
スライド７に固定され、可動盤２は同スライド上に摺動
可能に搭載されてている。同スライド７は、ベース１９
上を摺動する。また、固定盤１とタイロッド４を連結す
るナット１１には、型厚調整装置１５が設けられ、ナッ
ト１１を回転することによりタイロッド４を左右に移動
させることができる。

【００１３】次に、図１の矢印IIによる矢視のエンド盤
側側面図を示す図２において、ロック用割ナット（一時
係止手段）１２は、上側と下側の割ナット片１２ａに分
割されており、左右１対の割ナット片どうしが連結板２
０で結合され、同連結板がモーター２１により上下に移
動される。その際、各割ナット片は図示せぬ部材により
ガイドされ、エンド盤３から離脱しない構造になってい
る。また、型開閉用ボールねじ１３は、同図に示すよう
に対角２個所に設けられている。対角２個所にしている
のは、力の釣合いを取るためであり、対角２個所以外の
位置に設けてもよいし、また個数は３個所でも４個所で
も構わない。

【００１４】次に、図１の矢印IIIによる矢視のダイヘ
ッド側側面図を示す図３において、ナット側ギア２２が
ナット１１に結合され、同ギアはリングギア２３と噛み
合っている。リングギア２３は駆動ギア２４と噛み合
い、駆動ギアはモーター２５により駆動される。従っ
て、モーター２５を駆動することにより、駆動ギア２
４、リングギア２３、ナット側ギア２２を経て、ナット
１１を回転できる。その際、図３で左右１対のタイロッ
ド４を回り止め棒２７と結合していて、ナット１１が回
転してもタイロッド４は回転しない仕組みになってい
る。

【００１５】次に、図１のIV部のロック用割ナット部詳
細図を示す図４において、割ナット片１２ａにナット側
鋸歯溝１２ｂが設けられ、タイロッド４にも対応するロ
ッド側鋸歯溝４ａが一定ピッチで切られている。従っ
て、上下の割ナット片１２ａが閉じると、ナット側鋸歯
溝１２ｂがロッド側鋸歯溝４ａと噛み合うようになって
いる。両者の鋸歯溝が噛み合うと、エンド盤３からの左
右方向の力がロック用割ナット片１２ａを介してタイロ
ッド４に伝わる。

【００１６】次に、図１のミニトグル機構８の構成図を
示す図５及びその分解斜視図を示す図６において、ミニ
トグル機構８はリンクＡ３１、リンクＢ３２、リンクＣ
３３の種類のリンクから成り、上下対称（図１参照）の
ダブルリンクを構成している。リンクＡ３１、リンクＢ
３２及びリンクＣ３３は、穴Ｐ２を介して相互に回動自
在となるように連結されている。リンクＡ３１は、穴Ｐ
０を介してエンド盤３に回動自在に取付けられている。
リンクＢ３２は、穴Ｐ３を介して可動盤２に回動自在に
取付けられている。リンクＣ３３は、穴Ｐ１を介してク
ロスヘッド９に回動自在に取付けられていて、クロスヘ
ッド９は型締用ボールねじ１０のナットを兼ねる。従っ
て、型締用ボールねじ１０が回転駆動されると、クロス
ヘッド９は前進または後退する。クロスヘッド９が前進
すると、ミニトグル機構８の作用により可動盤２も前進
し、金型を閉じることができる。金型が閉じると、さら
にクロスヘッド９を前進させて、トグルの力増倍作用に
より所定の型締力を作用させることができる。また、そ
の後、型締用ボールねじ１０が逆方向に回転駆動される
と、クロスヘッド９は後退し、型締力とは逆向きに離型
力を作用させて金型を開くことができる。

【００１７】次に、図１の型締用ボールねじ１０の駆動
装置構成図を示す図７において、型締用ボールねじ１０
は、ボールねじナット兼用のクロスヘッド９とねじ結合
され、軸受５１、５２によりエンド盤３に取り付けられ
ており、他端に従動プーリー４７を有する。そして、型
締モーター５０から駆動プーリー４９、歯付きベルト４
８および従動プーリー４７を介して、型締用ボールねじ
１０が回転駆動される。型締用ボールねじ１０が回転す
ると、ボールねじ作用により、クロスヘッド９に力が伝
達され、クロスヘッド９が左右方向に動かされる。クロ
スヘッド９が左右に動くと、ミニトグル機構８により、
可動盤２も左右方向に動かされ、トグルリンクによる力
増倍作用が生じる。ここにいう力増倍作用とは、クロス
ヘッド９を左右に動かす力に対して、可動盤２に伝達さ
れる力が大きく増幅されることを言う。

【００１８】また、型開閉用ボールねじ１３の駆動装置
構成図を示す図８において、ボールねじ軸３５は、ボー
ルねじナット３６とねじ結合され、同ボールねじナット
３６は軸受４１、４２によりエンド盤３に取り付けられ
ており、他端に従動プーリー３７を有する。そして、型
開閉モーター４０から駆動プーリー３９、歯付きベルト
３８および従動プーリー３７を介して、ボールねじ軸３
５が回転駆動される。ボールねじ軸３５が回転すると、
ボールねじ作用により、ボールねじナット３６に力が伝
達され、同ナットから軸受４２、４３を介してエンド盤
３に力が伝わり、エンド盤３が左右方向に動かされる。
さらに、図９の金型閉鎖時の型締装置正面図では、ちょ
うど可動金型６と固定金型５が閉じて合わさった状態を
示し、ロック用割ナット１２が開いており、ミニトグル
機構８は型締昇圧前の位置にある。同図の後の動作で、
ロック用割ナット１２が閉じ、さらにクロスヘッド９を
一定量ａだけ前進させて所定の型締力発生位置ＸAまで
達せさせる。

【００１９】上記のクロスヘッド９が所定型締力発生位
置ＸAまで達した状態を図１０に示す。同図では、ミニ
トグル機構の主リンクが伸びた位置になっており、最も
大きな型締力を発生させることができる。

【００２０】以上のように構成された第１の実施形態に
おいて、図１の型閉動作の開始位置では、ロック用ナッ
ト１２が開いており、同図の位置から、型開閉ボールね
じ１３の前進方向回転により、エンド盤３、ミニトグル
機構８、可動盤２および可動金型２は、スライド７と一
体となって、型閉方向へ前進する。その型閉動作の途中
で、ミニトグル機構８において、型締用ボールねじ１０
の前進方向回転により、クロスヘッド９を型締昇圧開始
の位置（図９の位置）まで動かして停止させておく。こ
のようにして、金型が閉じた状態が図９であり、同図か
らロック用割ナット１２を閉じて割ナットとタイロッド
４を係合させ、その後で型締用ボールねじ１０をさらに
前進方向に回転させてクロスヘッド９を所定型締力位置
まで動かして保持する。その所定型締力位置まで動かし
た図１０の状態において、図示せぬ射出装置から金型内
に溶融樹脂を射出し成形を行なう。金型内で樹脂が冷却
固化したら、金型を開いて成形品を取出す。その型開動
作は、先ず図１０の状態で、型締用ボールねじを後退方
向回転させて、クロスヘッド９を後退させて型締力を下
降させ、さらに離型力を作用させながら型開きする。そ
して、離型力が不要となる位置でクロスヘッド９を停止
させ、ロック用割ナット１２を開き、次に型開閉用ボー
ルねじ１３を後退方向回転させて、エンド盤３、ミニト
グル機構８、可動盤２および可動金型６をスライド７と
一体で、型開方向へ後退させ、所定の型開完了位置で停
止させる。

【００２１】なお、本実施形態において、金型厚さ（可
動金型６と固定金型５の厚さ合計）が変更になった場合
は、型締昇圧時にミニトグル機構８で所定の型締力を生
じさせることができるよう、図４の鋸歯溝４ａ、１２ｂ
の１ピッチ内で、４本のタイロッドを左右方向に移動調
整する必要がある。その際、図３のモーター２５を駆動
することにより、ナット１１を回転させて、同ナットと
ねじ結合しているタイロッドを左右方向に所定位置まで
移動させる。

【００２２】上述のように、本実施形態によれば、可動
盤２を前進・後退させる際は、型開閉用ボールねじ１３
の回転駆動によりエンド盤１０と可動盤２を一体で動か
す。他方、型締昇圧を行なう際は、エンド盤１０と可動
盤２の間に設けたミニトグル機構８を型締用ボールねじ
１０の回転駆動により動かし、トグルの力増倍作用を生
じさせる。従って、型開閉時にエンド盤１０と可動盤２
が一体に動くので、従来のトグル方式のように型開閉時
にエンド盤が型締装置の端で動かない構造のものに比べ
て、装置の全長が大幅に短くなる。また、本実施形態の
ミニトグル機構８は、少しのストロークだけしか動かさ
ないので、リンクの旋回スペースが小さくて済み、上下
方向のスペースを大きく取ることは不要である。さら
に、型開閉動作は型開閉用ボールねじにより行なうの
で、型閉ストロークがトグル機構により制約されること
がない。

【００２３】なお、本実施形態の型開閉ボールねじ１３
は、エンド盤３に設けられているが、型開閉ボールねじ
１３を固定盤１に設け、同ボールねじ軸の他端をサブナ
ット１４でエンド盤３に固定するよう入れ替えても構わ
ない。本実施形態では、エンド盤３をタイロッド４に対
して一時的に固定する手段として、ロック用割ナット１
２を用いているが、本発明はこれに限定されず、ロック
用割ナット１２の代わりに、これと同様の作用を有する
ものを採用することができる。

【００２４】次に、第２の実施形態について図１１を用
いて説明する。なお、同図は第２の実施形態の型締装置
全体正面図を示す。同図において、型開閉ボールねじ１
１３が可動盤１０２に設けられており、それ以外は第１
の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

【００２５】本実施形態では、型開閉ボールねじ１３を
エンド盤３に設ける第１の実施形態に比べて、型開閉ボ
ールねじ１１３をエンド盤１０３まで延ばさなくてよい
分、型開閉ボールねじの全長を短くでき、コストを低減
できる。なお、型開閉ボールねじ１１３を固定盤１に設
け、同ボールねじ軸の他端をサブナット１４で可動盤１
０２に固定するよう入れ替えても構わない。

【００２６】本実施形態でも、第１の実施形態と同様
に、装置の全長が大幅に短くなり、また、ミニトグル機
構８の部分で上下方向のスペースを大きく取ることは不
要であり、さらに、型閉ストロークがトグル機構により
制約されることがない。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る射出成形機の型締装置は、
固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応する
可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置し、
タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エンド
盤に一時係止手段で係合し、かつ上記固定盤と上記エン
ド盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤をス
ライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可能
に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用ト
グル機構で連結したことを特徴とする。このため、可動
盤を前進・後退させる型開閉動作の際は、型開閉用ボー
ルねじによりエンド盤と可動盤を一体に動かし、型締昇
圧を行なう際は、エンド盤と可動盤の間に設けたトグル
機構の作用で所定の型締力を生じさせるので、エンド盤
から固定盤までの長さが短くて済み、従来のトグル方式
に比べて装置長さを大幅に短縮できる。装置長さが短縮
できれば、それだけ射出成形機設置スペースが小さくて
済み、より小さい建屋に射出成形機を設定できる、ある
いは射出成形機回りの余裕スペースを有効利用できると
いう大きな効果がある。また、型締力を出すのにトグル
機構を用いているので、トグル部分の上下方向のスペー
スも小さくて済み、従来のトグル方式に比べ、上下方向
の大きさを節減でき、コスト低減や機械高さの低減とい
う効果がある。さらに、型開閉動作が型開閉ボールねじ
により行なわれるので、型閉ストロークがトグル機構に
より制約されることがなく、従来のトグル方式より大き
な型閉ストロークを取ることができ、より深い製品の成
形が可能になる。

【００２８】また、本発明に係る射出成形機の型締装置
は、固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応
する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置
し、タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エ
ンド盤に一時係止手段で係合し、かつ上記固定盤と上記
可動盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤を
スライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可
能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用
トグル機構で連結したことを特徴とするので、上記効果
に加え、ボールねじの全長を短くすることができ、コス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る射出成形機の型
締装置の正面図である。

【図２】図１の矢印IIによる矢視図である。

【図３】図１の矢印IIIによる矢視図である。

【図４】図１のIV部の部分拡大図である。

【図５】図１のミニトグル機構を一部破断して示した正
面図である。

【図６】図５のミニトグル機構の分解斜視図である。

【図７】図１のミニトグル機構の駆動装置を表した断面
図である。

【図８】図１の型開閉駆動装置を表した断面図である。

【図９】図１の射出成形機の型締装置が金型閉鎖時の状
態を示した正面図である。

【図１０】図１の射出成形機の型締装置が型締昇圧時の
状態を示した正面図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態に係る射出成形機の
型締装置の正面図である。

【図１２】従来の射出成形機の型締装置の正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定盤 ２、１０２ 可動盤 ３、１０３ エンド盤 ４ タイロッド ４ａ ロッド側鋸歯溝 ５ 固定金型 ６ 可動金型 ７ スライド ８ ミニトグル機構 ９ クロスヘッド １０ 型締用ボールねじ １１ ナット １２ ロック用割ナット １２ａ 割ナット片 １２ｂ ナット側鋸歯溝 １３、１１３ 型開閉用ボールねじ １４ サブナット １５ 型厚調整装置 １９ ベース ２０ 連結板 ２１ モーター ２２ ナット側ギア ２３ リングギア ２４ 駆動ギア ２５ モーター ２７ 回り止め棒 ３１ リンクＡ ３２ リンクＢ ３３ リンクＣ ３７、４７ 従動プーリー ３８、４８ 歯付きベルト ３９、４９ 駆動プーリー ４０ 型開閉モーター ４１、４２、５１、５２ 軸受 ５０ 型締モーター Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 穴

フロントページの続き (72)発明者 戸田 直樹 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 浜田 源 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 (72)発明者 入江 雄大 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 Ｆターム(参考） 4F202 CA11 CB01 CL01 CL22 CL32 CL39 CL48

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型を取付けた固定盤と、上記固定
   金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤と
   を順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとと
   もに上記エンド盤に一時係止手段で係合し、かつ上記固
   定盤と上記エンド盤を型開閉用ボールねじで連結し、上
   記エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライ
   ド上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤と
   を型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とする射
   出成形機の型締装置。
2. 【請求項２】 固定金型を取付けた固定盤と、上記固定
   金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤と
   を順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとと
   もに上記エンド盤に一時係止手段で係合し、かつ上記固
   定盤と上記可動盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記
   エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライド
   上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを
   型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とする射出
   成形機の型締装置。