JP2005288999A - 成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続成形運転時において各ショット毎に固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面との平行度を自動的に調整可能とすること。
【解決手段】 固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って前後進させる構成をとる成形機において、前記可動ダイプレートに球面軸受の外輪部を固定すると共に、前記球面軸受の外輪部に対して回転可能な内輪部に、前記可動側金型を取り付けた金型取り付けプレートを一体に連結した、構成をとる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に係り、特に、成形機における型開閉メカニズム系にかかわる技術に関するものである。

射出成形機などの成形機においては、固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型開閉用駆動源（型締め用駆動源）の駆動力により複数本のタイバーに沿って前後進させる構成をとるのが、一般的である。周知のように、型締め時には、固定側金型と可動側金型とを所定の型締め力で密着させて、固定側金型と可動側金型とによりキャビティ（成形空間）を形作る必要があり、このため、型締め時には、固定側金型と可動側金型のＰＬ面（離型面）同士が、正確な平行度をもって密着することが望まれる。

しかしながら、型開閉メカニズム系の加工精度、組立・調整精度を厳密に管理し、かつ、型開閉メカニズム系の固定ダイプレートおよび可動ダイプレートに搭載する金型の加工精度、組立・調整精度を厳密に管理したとしても、製造上避けがたい公差内の加工寸法誤差、組立・調整誤差により、固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面とを完全な平行にすることは、実質上困難である。

このため、型閉じ動作において、一方の金型に設けたガイドピンが他方の金型に穿設したガイド穴に入り込むことにより、両金型の位置合せを行うためのガイド機構の寸法精度を出し過ぎると、両金型のＰＬ面同士が完全には平行ではないことから、ガイドピンとガイド穴とがカジリ、ガイド機構の寿命を著しく低下させる。反対に、ガイド機構の寸法精度をカジリが生じないようラフにすると、ガイドピンとガイド穴との間にクリアランスが生じて、両金型の位置合わせ精度を劣化させる。

そこで、射出成形機において、型盤（ダイプレート）の平行度を調整するために、可動盤（可動ダイプレート）に取り付けられ片面が球面加工された固定プレートと、該固定プレートに取り付けられ片面が固定プレートと等しい球面曲率で球面加工されて、固定プレートと球面部分で摺動自在とされた可動プレートとをもち、可動プレートの位置を調整することで、可動盤と固定盤（固定ダイプレート）との平行度を調整するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２−３２６２６２号公報

上記した特許文献１に示された技術は、可動盤と固定盤との平行度を調整するための１つの考え方ではあるが、可動プレートの位置調整は、調整ネジ用のロックナットを緩めて調整ネジを回すことで行われ、調整後はロックナットを締付けるようになっているので、調整後には可動プレートは一切摺動できない。

しかしながら、射出成形機などの成形機においては、型開閉メカニズム系の各部の温度は、非運転時と連続成形運転時とで異なり、各部の微妙の膨張の差により、非運転時には平行であったものが、連続成形運転時には平行度が劣化することがあり得る。特に、横型（可動ダイプレートが水平に移動するタイプ）の型開閉メカニズム系では、連続成形運転時に上側の温度と下側の温度に差が生じ易く（５℃程度の温度差は簡単に生じる）、このため、上側と下側では膨張の度合いが微妙に異なり、固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面との平行度を狂わる。

また、横型の型開閉メカニズム系では、型締め時に固定ダイプレートが局部的に微小に変位することが、固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面との平行度を狂わせ、このことが精密成形には大いに問題となる。この型締め時の固定ダイプレートの微小変位について、説明する。

図２は、従来の射出成形機の横型の型開閉メカニズム系の要部構成を示しており、図２において、１１１はベースフレーム、１１２はその下部をベースフレーム１１１に固定された固定ダイプレート、１１３は固定ダイプレート１１２に搭載された固定側金型、１１４は図示せぬトグルリンク機構により前後進駆動される可動ダイプレート、１１５は可動ダイプレート１１４に搭載された可動側金型、１１６は、固定ダイプレート１１２の４隅と図示せぬ保持プレートの４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、１１７はベースプレート１１１上に固定されたレール部材、１１８は、可動ダイプレート１１４の下部に取り付けられ、レール部材１１７上を直線運動可能な直動部材である。

図２に示した構成においては、固定ダイプレート１１２はその下部をベースフレーム１１１に固定されているため、図２に示した型締め状態では、公知のように型締めに伴うトグルリンク機構の突っ張りによりタイバー１１６が伸ばされ、このタイバー１１６の弾性回復力により型締め力を発生させるようになっているので、固定ダイプレート１１２には、タイバー１１６によって図示左行方向の力が加えられ、図２に誇張して図示したように、固定ダイプレート１１２は固定された下側に対してその上側が変形して、これにより、両金型１１３、１１５同士の平行度が劣化するという問題がある。

さらに、上記したような、熱による膨張の差や、固定ダイプレートの局部的な微小変位は、連続成形運転時の各ショットで一定でないことも考えられる。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、連続成形運転時において各ショット毎に固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面との平行度を自動的に調整可能とし、以って、高精度の成形品を成形可能とすることにある。また、本発明の目的とするところは、金型同士の位置合せを行うためのガイド機構の寿命の延命化を図ることにある。

本発明は上記した目的を達成するため、固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って前後進させる構成をとる成形機において、前記可動ダイプレートに球面軸受の外輪部または内輪部の一方を固定すると共に、前記可動ダイプレートに固定された外輪部に対して回転可能な内輪部、または前記可動ダイプレートに固定された内輪部に対して回転可能な外輪部に、前記可動側金型を取り付けた金型取り付けプレートを一体に連結した、構成をとる。
また、前記金型取り付けプレートは、前記タイバーにクリアランスをもって遊挿された、構成をとる。
さらに、前記可動ダイプレートは、水平配置されたレール部材に沿って移動可能なように、前記レール部材に係合した直動部材上に固定され、前記金型取り付けプレートは、前記レール部材に係合した直動部材に、球面軸受を介して支承された、構成をとる。
さらにまた、前記可動ダイプレートに固定された外輪部に対して回転可能な内輪部、または前記可動ダイプレートに固定された内輪部に対して回転可能な外輪部に、前記可動側金型を取り付けた金型取り付けプレートを、ロードセルを介して一体に連結した、構成をとる。

本発明によれば、可動ダイプレートに球面軸受を介して連結された金型取り付けプレートに、可動側金型が取り付けられているので、金型取り付けプレートおよび可動側金型は、可動ダイプレートに対して全方向に回動変位すること可能で、したがって、開開き状態においては、固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面とが平行でなくても、型閉じ動作において、一方の金型に設けたガイドピンが他方の金型に穿設したガイド穴（ガイド穴内のローラブッシュ）に入り込むことにより、固定側金型のＰＬ面に対して可動側金型のＰＬ面が平行となるように、金型取り付けプレートおよび可動側金型が回動変位し、型締め状態では、固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面とは平行な状態をとる。また、型締め状態において、固定ダイプレートに局部的な微小変位を生じても、同様に、固定側金型のＰＬ面に対して可動側金型のＰＬ面が平行となるように、金型取り付けプレートおよび可動側金型が回動変位し、固定側金型のＰＬ面と可動側金型のＰＬ面とは平行な状態をとる。よって、開開き状態において両金型の平行度が出ていなくても、また、型締め状態において固定ダイプレートに局部的な微小変位を生じても、あるいはまた、各ショット毎の開開き状態における両金型の平行度のバラツキ量の如何や、各ショット毎の型締め状態における固定ダイプレートの局部的な微小変位のバラツキ量の如何を問わず、連続成形運転時における各ショット毎の型締め時には、自動的に両金型を平行に保つことができ、以って、高精度の成形品を成形することが可能となる。
また、両金型の位置合せを行うためのガイド機構（ガイドピン、ガイド穴）の寸法精度を高精度なものにしても、金型取り付けプレートおよび可動側金型が回動変位することで、ガイドピンとガイド穴とがカジルことがなくなり、金型同士の位置合せを行うためのガイド機構の寿命の延命化を図ることができる。
さらに、型開閉メカニズム系の加工精度、組立・調整精度や、固定ダイプレートおよび可動ダイプレートに搭載する金型の加工精度、組立・調整精度を、ある程度緩和することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）に係る横型の射出成形機における、型開閉メカニズム系の構成を簡略化して示す一部破断した要部正面図である。

図１において、１はベースフレーム、２は、ベースフレーム１上にその下端を固定された固定ダイプレート、３は、型開閉駆動源である図示せぬ型締め用サーボモータなどを搭載した図示せぬ保持プレート（テールストック）の４隅と、固定ダイプレート２の４隅との間に架け渡された４本のタイバー、４は、タイバー３に挿通・案内されて、図示せぬ型締め用サーボモータの回転を直線運動に変換する図示せぬボールネジ機構により駆動される、図示せぬ公知のトグルリンク機構によって前後進される可動ダイプレート、５は、その外輪部５ａを可動ダイプレート４に固定された大径リング状の球面軸受、６は、球面軸受５の外輪部５ａに対して全方位に回動可能な球面軸受５の内輪部５ｂに、その一端面を固定されたロードセル、７は、ロードセル６の他端面に固定され、タイバー３に所定のクリアランス（例えば、０．５ｍｍ程度）をもって遊挿された金型取り付けプレートである。

また、８は、ベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、９は、可動ダイプレート４の下端に固定され、レール部材２上を直線移動可能なようにレール部材２に係合された直動部材、１０は、取り付けプレート７の下部に間接的に取り付けられ、レール部材８上を直線移動可能なようにレール部材２に係合された直動部材、１１は、その内輪部１１ｂを直動部材１０に固定され、内輪部１１ｂに対して全方位に回動可能な外輪部１１ａを、金型取り付けプレート７の下端に固定された小径リング状の球面軸受である。

また、１２は固定ダイプレート２に固定された固定側金型、１２ａは、固定側金型１２の主体部に対して抜け落ちぬように前後動可能に取り付けられ、図示せぬバネにより図１で左行方向の偏倚習性を付与された固定側中子金型、１３は固定側金型１２に穿設されたガイド穴、１４はガイド穴１３に嵌め込まれたローラブッシュ、１５は金型取り付けプレート７に固定された可動側金型、１６は、可動側金型１５に植設・固定され、ガイド穴１３内のローラブッシュ１４に嵌り込むことが可能な、先端にテーパー部を形成したガイドピンである。

本実施形態では上記のような構成をとることで、可動ダイプレート４に対して、ロードセル６と金型取り付けプレート７と可動側金型１５とは一体となって、全方位に所定量だけ回動可能となっている。すなわち、ロードセル６は、大径リング状の球面軸受５の内輪部５ｂと一体であるので、球面軸受５の固定された外輪部５ａに対して、内輪部５ｂと一体となってロードセル６が回動できることと、金型取り付けプレート７は、小リング状の球面軸受１１の外輪部１１ａと一体であるので、球面軸受１１の固定された内輪部１１ａに対して、外輪部１１ａと一体となって金型取り付けプレート７が回動できることとが、相俟って、ロードセル６と金型取り付けプレート７と可動側金型１５とは一体となって、タイバー３と金型取り付けプレート７との間のクリアランスが許容する範囲で、全方位に所定量だけ回動可能であるようになっている。

なお、金型取り付けプレート７の下端側に、球面軸受１１および直動部材１０を設けた所以は、比較的に重量の嵩む金型取り付けプレート７、可動側金型１５を安定的に支承するためであるが、金型取り付けプレート７、可動側金型１５が小型・軽量である場合には、球面軸受１１および直動部材１０を割愛して、金型取り付けプレート７をロードセル６のみで保持させるようにしてもよい。

また、球面軸受５の内輪部５ｂと金型取り付けプレート７との間にロードセル６を介在させた所以は、ロードセル６によって型締め圧力を良好に検出するためであるが、型締め圧力を検出するためのロードセル６の配置個所や形状は、図示した例に限られるものではなく、球面軸受５の内輪部５ｂに金型取り付けプレート７を直接固定するようにしてもよい。

また、金型取り付けプレート７にタイバー３に遊挿させた所以は、比較的に重量の嵩む金型取り付けプレート７、可動側金型１５を安定的に摺動・ガイドするためであるが、金型取り付けプレート７、可動側金型１５が小型・軽量である場合には、金型取り付けプレート７はタイバー３に挿通させる必要はない。

次に、本実施形態の動作を説明する。

図１に示す構成において、型開き状態から型閉じを行う際には、図示せぬ型締め用サーボモータを所定方向に回転させることで図示せぬボールネジ機構の直線移動部材を図１で右行方向に前進させて、図示せぬトグルリンク機構を伸張駆動し、可動ダイプレート４、球面軸受５、ロードセル６、金型取り付けプレート７、可動側金型１５を、図１で右行方向に前進駆動する。この型閉じ動作により、可動側金型１５が固定側金型１２に近づき、可動側金型１５が所定位置まで前進すると、可動側金型１５のガイドピン１６が固定側金型１２のローラブッシュ１４に入り込む。これによって、たとえ開開き状態において両金型１３、１５の平行度が出ていなくても、固定側金型１２のＰＬ面に対して可動側金型１５のＰＬ面が平行となるように、ロードセル６と金型取り付けプレート７と可動側金型１５とは一体となって回動し、固定側金型１２のＰＬ面に対して可動側金型１５のＰＬ面が平行となるように自動的に調整される。また、型閉じ後の型締め状態において、前記したように、固定ダイプレート２に局部的な微小変位を生じても、同様に、固定側金型１２のＰＬ面に対して可動側金型１５のＰＬ面が平行となるように、ロードセル６と金型取り付けプレート７と可動側金型１５とは一体となって回動し、固定側金型１２のＰＬ面に対して可動側金型１５のＰＬ面が平行となるように自動的に調整される。

よって、開開き状態において両金型１２、１５の平行度が出ていなくても、また、型締め状態において固定ダイプレート２に局部的な微小変位を生じても、あるいはまた、各ショット毎の開開き状態における両金型１２、１５の平行度のバラツキ量の如何や、各ショット毎の型締め状態における固定ダイプレート２の局部的な微小変位のバラツキ量の如何を問わず、連続成形運転時における各ショット毎の型締め時には、両金型を自動的に平行に保つことができ、以って、高精度の成形品を成形することが可能となる。

なお、上述した実施形態では、球面軸受５の外輪部５ａを可動ダイプレート４に固定し、球面軸受５の内輪部５ｂに金型取り付けプレート７に連結した構成としたが、球面軸受５の内輪部５ｂを可動ダイプレート４に固定し、球面軸受５の外輪部５ａに金型取り付けプレート７に連結した構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、横型の型開閉メカニズム系への適用を例にとったが、本発明は縦型の型開閉メカニズム系への適用も可能である。この場合には、図１中の構成要素８、９、１０、１１を割愛することが可能となる。

また、上述した実施形態では、射出成形機の型開閉メカニズム系への適用を例にとったが、本発明はダイカストマシンの型開閉メカニズム系への適用も可能である。

本発明の一実施形態に係る射出成形機における型開閉メカニズム系の構成を簡略化して示す一部破断した要部正面図である。 従来の射出成形機の横型の型開閉メカニズム系の要部構成を示す説明図である。

符号の説明

１ ベースフレーム
２ 固定ダイプレート
３ タイバー
４ 可動ダイプレート
５ 球面軸受
５ａ 外輪部
５ｂ 内輪部
６ ロードセル
７ 金型取り付けプレート
８ レール部材
９ 直動部材
１０ 直動部材
１１ 球面軸受
１１ａ 外輪部
１１ｂ 内輪部
１２ 固定側金型
１３ ガイド穴
１４ ローラブッシュ
１５ 可動側金型
１６ ガイドピン

Claims (4)

1. 固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型開閉用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って前後進させる構成をとる成形機において、
   前記可動ダイプレートに球面軸受の外輪部または内輪部の一方を固定すると共に、前記可動ダイプレートに固定された外輪部に対して回転可能な内輪部、または前記可動ダイプレートに固定された内輪部に対して回転可能な外輪部に、前記可動側金型を取り付けた金型取り付けプレートを一体に連結したことを特徴とする成形機。
2. 請求項１に記載の成形機において、
   前記金型取り付けプレートは、前記タイバーにクリアランスをもって遊挿されていることを特徴とする成形機。
3. 請求項２に記載の成形機において、
   前記可動ダイプレートは、水平配置されたレール部材に沿って移動可能なように、前記レール部材に係合した直動部材上に固定され、前記金型取り付けプレートは、前記レール部材に係合した直動部材に、球面軸受を介して支承されたことを特徴とする成形機。
4. 請求項１に記載の成形機において、
   前記可動ダイプレートに固定された外輪部に対して回転可能な内輪部、または前記可動ダイプレートに固定された内輪部に対して回転可能な外輪部に、前記可動側金型を取り付けた金型取り付けプレートを、ロードセルを介して一体に連結したことを特徴とする成形機。

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