JP2006168149A - 堅型射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は可動金型を固定金型に対して位置精度良く移動することのできる堅型射出成形機を提供することを課題とする。
【解決手段】 堅型射出成形機は、固定金型２０Ｂに対して可動金型２０Ａが垂直方向に移動するように構成される。リニアガイド６の固定レール部６Ａが取り付けられた取付け部１２はベースプレート２の平坦な上面２ａに起立して設けられる。可動プラテン８は、リニアガイド６のガイドテーブル６Ｂにより支持され、固定レール部６Ａに沿って垂直方向に移動可能である。取付け部材１２の剛性の大きい方向は、実質的に可動プラテン８の中心に向かう方向である。
【選択図】 図１

Description

本発明は射出成形機に係り、特にリニアガイドにより可動部を支持して高い位置精度の金型開閉を行なう堅型射出成形機に関する。

樹脂製品を成型するための射出成形機において、金型の開閉精度が必要な射出成形に好適な成形機として堅型射出成形機がある。堅型射出成形機では、可動金型を移動するための可動プラテンなどの可動部が垂直方向に移動するため、可動部が水平に移動する横型射出成形機に比べて、可動部の直進性を確保することができる。その反面、可動部を重力に抗して移動（上方に移動）しなくてはならず、可動金型を含む可動部の重量に制限がある。したがって、堅型射出成形機は、比較的小型で寸法精度が要求される成型品に用いられることが多い。

堅型射出成形機において、固定金型は下側に設けられ、可動金型が固定金型に対して上下動する構成が一般的である。例えば、固定金型が取り付けられる下部固定フレームに対してガイドポストを垂直に起立して固定し、下部固定フレームの上方において上部固定フレームをガイドポストに固定し、可動金型が取り付けられる可動フレームを下部固定フレームと上部固定フレームとの間に配置して、可動フレームをガイドポストに沿って上部固定フレームに対して上下動させることにより金型開閉を行なう堅型射出成形機がある（例えば、特許文献１参照。）。

ガイドポストにより可動フレームをガイドする方式では、ガイドポストと可動フレームとの摺動部分に遊びが生じるおそれがあり、可動金型と固定金型との間に僅かではあるが位置ずれが生じるおそれがある。また、ガイドポストに対して可動部や可動部を駆動する駆動部の重心がガイドポストに対して偏る場合がある。このような場合は、ガイドポストに僅かな倒れが生じて固定部に対する可動部の水平方向位置がずれるおそれがある。このような位置ずれが生じると成形品の寸法精度が悪化するおそれがある。

上述のガイドポストに起因する位置精度の悪化を防止するために、ガイドポストの代わりにリニアガイドを用いることが提案されている。リニアガイドは固定レールと可動部との間の遊びを最小限にした直進案内機構であり、可動部を高い精度で直進性させることができる。したがって、可動金型が取り付けられた可動プラテンをリニアガイドによりガイドしながら上下動させることで、高い位置精度で可動金型を移動することができる。
特開平１１−１５０１４０号公報

堅型射出成形機において、可動プラテンのガイドとしてリニアガイドを用いた場合、リニアガイドの固定レールは可動プラテンの下側にある固定フレームに固定され、固定フレームと可動プラテンとの間に延在する構成となる。この場合、可動プラテン等の可動部に外部から荷重が加わると、片持ちで固定フレームに支持された固定レールに対してモーメント荷重が加わることとなる。これにより固定レールに傾きが生じ、可動プラテンの直進性が悪化するおそれがある。

また、通常、リニアガイドの固定レールは射出成形機の固定フレームに対して取り付け固定されるが、一般的に固定フレームは比較的大きな構造物である。リニアガイドの固定レールを取り付ける面には水平度又は平面度が要求されるため、加工精度の高い加工機で固定フレームを加工する必要がある。大きな構造物を精度良く加工する加工機は、一般の加工機とは異なり、固定フレームを加工するための加工機が限定されてしまう。また、そのような加工機を用いて加工したとしても、取付け面の寸法精度や平面度を確保するのは容易ではない。

さらに、堅型射出成形機において、可動プラテンを移動するための型締装置の駆動部を可動プラテンの上方に設けることが一般的であるが、駆動部に油圧シリンダを用いた場合は、油漏れにより金型や金型の取付け部分が汚染されるおそれがある。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、可動金型を固定金型に対して位置精度良く移動することのできる堅型射出成形機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、可動金型が取り付けられるよう構成された可動プラテンを垂直方向に移動する堅型射出成形機であって、前記可動金型に対して対向して固定金型が取り付けられるよう構成された固定プラテンと、前記固定プラテンに対して垂直に延在するとともに、前記可能プラテンの移動を案内する複数の直進案内部材とを有し、前記複数の直進案内部材の各々の剛性が高められた方向は、前記可動プラテンの中心に向かう方向に実質的に一致していることを特徴とする堅型射出成形機が提供される。

上述の本発明による堅型射出成形機において、前記固定プラテンが固定されたベースプレートをさらに有し、前記複数の直進案内部材は、前記ベースプレートに垂直に取り付けられた複数の直進案内位置決め部材にそれぞれ取り付けられていることが好ましい。また、前記複数の直進案内位置決め部材は、前記ベースプレートに固定された固定端と、該固定端の反対側で固定されずに自由である自由端とを有することが好ましい。さらに、前記固定金型と前記可動金型とが取り付けられた際に、型閉位置と前記固定端との距離が該型開位置と前記自由端との距離より短くなるように構成されたこととしてもよい。また、上述の堅型射出成形機は、前記複数の直進案内部材を少なくとも３つ有することが好ましい。

上述の如く、本発明によれば、直線案内部材の剛性の大きい方向は、実質的に可動プラテンの中心に向かう方向に一致するため、可動プラテンに偏荷重が加わった際に複数の直線案内部材の取付け部の全体構造としての剛性を可動プラテンの中心に対して全方向に略均一化することができる。これにより、可動プラテンの位置ずれを効率的に防止して位置精度の高い金型開閉を達成でき、結果として寸法精度の高い成形品を得ることができる。

本発明の第１実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１実施例による堅型射出成形機の斜視図である。図１に示す堅型射出成形機は、ベースプレート２に取り付けられた固定プラテン４と、ベースプレート２上に設けられた４個のリニアガイド６と、リニアガイド６により上下動可能に支持された可動プラテン８と、ベースプレート２の下方に配置された駆動部１０とを有する。なお、図１において可塑化装置は可動プラテン８の更に上側に配置されるが、図示は省略されている。

リニアガイド６の直進案内部材としての固定レール６Ａは取付け部材１２を介してベースプレート２の上面２ａに取り付けられる。本実施例では、リニアガイド６は、略四辺形の可動プラテン８の四隅を支持するように、可動プラテン８を囲んで対角線上の４箇所に配置される。可動プラテン８はリニアガイド６により支持され案内されながら垂直方向に移動可能である。

リニアガイド６の各々は、固定レール６Ａと固定レール６Ａ上を移動する移動部であるガイドテーブル６Ｂとよりなり、ガイドテーブル６Ｂが可動プラテン８の四隅に固定される。固定レール６Ａは直進案内位置決め部材としての取付け部材１２に取り付けられ、取付け部材１２は取付け部材支持ブロック１４を介してベースプレート２の上面２ａに固定される。

駆動部１０はエジェクタ機構の駆動部と可動プラテンの駆動部、及びカットパンチ駆動部とを含んでおり、可動プラテン８の駆動部からはベースプレート２を貫通して４本のタイバー１６が可動プラテン８まで延在している。本実施例では４本のタイバー１６（図１では３本しか見えない）が設けられるが、４本に限ることなく、例えば２本であってもよい。タイバー１６による可動プラテン８への偏荷重を避けるためには本実施例のように可動プラテン８の中心に対称に４本のタイバー１６を設けることが好ましい。

図２は図１に示す堅型射出成形機の平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２に示すように、略四辺形の四隅に対応した位置にリニアガイド６が設けられ、リニアガイド６の内側にタイバー１６が配置される。リニアガイド６の固定レール６Ａは取付け部材の側面（ベースプレート２の上面２ａに対して垂直な面）に取り付けられ、ガイドテーブル６Ｂが固定レール６Ａに対して移動可能に取り付けられている。すなわち、可動プラテン８の四隅がガイドテーブル６Ｂにより固定レール６Ａに対して移動可能に支持される。

図３に示すように、リニアガイド６の固定レール６Ａは取付け部材１２に沿って延在し、ガイドテーブル６Ｂは固定レール６Ａに沿って移動可能である。固定レール６Ａが固定された取付け部材１２は取付け部材支持ブロック１４に固定されており、取付け部材支持ブロック１４がベースプレート２の上面２ａに対して取り付けられている。

駆動部１０はエジェクタ機構と可動プラテン８の駆動部とを含んでおり、油圧シリンダが組み合わされた構造である。駆動部１０の最外部となる型締シリンダ３０はピストン３２に対して移動可能である。すなわち、型締シリンダ３０とピストン３２との間の油圧室３４Ａ，３４Ｂに油圧を適宜供給することにより型締シリンダ３０は、ピストン３２に沿って垂直方向に移動する。

上述の４本のタイバー１６の下側先端部は型締シリンダ３０の上部に設けられたフランジ部３０ａに固定されており、タイバー１６は型締シリンダ３０と共に垂直方向に移動する。これにより、タイバー１６の上側先端部に固定された可動プラテン８も型締シリンダ３０の垂直移動と共に垂直移動する。

なお、駆動部１０には金型から成形品を取り出すためのエジェクタ機構が設けられているが、エジェクタ機構の詳細な説明は省略する。また、金型内に充填された樹脂の成形品部分とゲート部とを切断するカットパンチ機構も設けられているが、カットパンチ駆動部に関する詳細な説明も省略する。

以上の構成の堅型射出成形機において、可動金型２０Ａが可動プラテン８に取り付けられ、固定金型２０Ｂが固定プラテン４に取り付けられる。可動プラテン８を上方に移動することにより金型２０Ａ，２０Ｂが開かれ、可動プラテン８を上方に移動することにより金型２０Ａ，２０Ｂが閉じられて型締めが行なわれる。

ここで、可動金型２０Ａすなわち可動プラテン８を、固定金型２０Ｂすなわち固定プラテン４に対して精度良く垂直移動させるには、ベースプレート２の上面２ａを精度の高い平面とし、且つリニアガイド６を上面２ａに対して精度良く垂直に取り付ける必要がある。 そこで、本実施例では、ベースプレート２を板状とし、外形もなるべく小さくして簡単な形状としている。これにより、ベースプレート２の加工を容易にし、上面２ａを非常に高い平面度に加工することができる。

また、リニアガイド６の固定レール６Ａが取り付けられた取付け部材１２をベースプレート２にボルト等で直接固定するのではなく、取付け部材支持ブロック１４を介してベースプレート２の上面２ａに固定している。すなわち、取付け部材支持ブロック１４は取付け部材１２の一端にボルト３６により固定され、取付け部材１４は取付け部材１２から突出した突出部１４ａ（図３参照）から突出する部分を有している。この突出部１４ａをクランプ１８によりベースプレート２に対してクランプすることにより、取付け部材１２をベースプレート２の上面２ａに対して精度良く垂直に固定することができる。すなわち、取付け部材１２の一端にネジ孔を設けてベースプレート２を貫通するボルトで締め付けて取付け部材１２を固定した場合、ボルトの締め付け力によりベースプレート２ａや取付け部材１２が僅かに変形して取付け部材１２のベースプレート２に対すると垂直度の精度が損なわれるおそれがある。これに対して、本実施例のようにボルト３８を用いてクランプ１８により締め付ける構造を用いることで取付け部材支持ブロック１４を比較的均一な力でベースプレート２に押圧することができ、結果として取付け部材１２をベースプレート２の上面２ａに対して精度良く垂直に取り付けることができる。

ここで、リニアガイド６を精度良く垂直に取り付けたとしても、リニアガイドは片持ちであるため、重量のある可動プラテン８を移動する際に加わる荷重によりリニアガイド６（すなわち、取付け部材１２）に倒れが生じ、可動プラテン８の位置がずれるおそれがある。そこで、本実施例では、図２の平面図に示すように、リニアガイド６の固定レール６Ａを支持する取付け部材１２の剛性が強い方向が、可動プラテンの中心を向くように配置されている。取付け部材１２の剛性が強い方向は、図２に示す取付け部材１２の断面形状では最も幅の大きい方向である。なお、取付け部材１２の断面形状は図２に示すような形状に限られず、曲げモーメントに強い様々な断面形状がある。リニアガイド６の特性として、固定レール６Ａの上面で大きな荷重を受けることができることを考慮すると、固定レール６Ａの上面に垂直な方向に、取付け部材１２の剛性が強い方向を合わせることが好ましい。

以上のように、リニアガイド６の固定レール６Ａを支持する取付け部材１２の剛性が大きい方向が可動プラテン８のほぼ中心を向く状態でリニアガイド６を可動プラテン８の周囲に配置して、可動プラテン８を移動可能に支持することにより、可動プラテン８が移動する際に移動軸（中心軸）からずれ難い構成となる。これにより、ベースプレート２に対して精度良く垂直に取り付けたリニアガイド６の精度を損なうことなく、可動プラテン８に偏荷重が加わった場合でも、可動プラテン８の上下移動をリニアガイド６により精度良くガイドすることができる。

ここで、本実施例ではリニアガイド６（すなわち、取付け部材１２）の下側端部をベースプレート２に固定し上側は固定していない、いわゆる片持ち支持としている。取付け部材１２の上側端部も固定して両持ちとした場合には、堅型射出成形機を組立てた際に精度良くリニアガイド６を配置・固定することができるが、両持ち構造とするには構造的に大掛かりとなり、好ましくない。金型を閉じた際の両金型２０Ａ，２０Ｂの相対的位置精度が必要な位置精度であることを考慮すると、金型が開かれて可動プラテン８が上方にある際には多少位置がずれていてもよいこととなる。この点を考慮して、本実施例では、取付け部材１２を片持ちとしてリニアガイド６の支持構造を簡単で小型な形状としながら、可動プラテン８が型閉じ位置にある際の高い位置精度を確保している。すなわち、本実施例では可動プラテン８が型閉じ位置にある際の高い位置精度を確保できるため、取付け部材１２を片持ちとすることが可能となる。

取付け部材１２を片持ちとする効果として、例えば、取付け部材１２を両持ちとして自由度を小さくした場合、成形機の稼動中に温度上昇した際の各部材の熱膨張により偏荷重が加わって取付け部材に倒れが生じるおそれがあるが、片持ちとしておけばそのような偏荷重が加わらず垂直度を維持することができることが考えられる。

また、本実施例では、可動プラテン８を駆動するための駆動部である型締シリンダ３０が固定プラテン４の下側に設けられ、タイバー１６を介して可動プラテン８に接続されている。したがって、可動プラテン駆動用のアクチュエータとしての型締シリンダ３０は、可動金型２０Ａ及び固定金型２０Ｂの下側に配置されており、油圧シリンダに油漏れが生じても、漏れた油が金型２０Ａ，２０Ｂ及びその周辺に付着することなく、油漏れによる金型汚染を防止することができる。

また、型締シリンダ３０とピストン３２とは、いわゆる両ロッド型の油圧シリンダを形成しており、型締シリンダ３０はピストン３２の両端の２ヶ所で支持される。このような両ロッド型の油圧シリンダとすることにより、ピストン３２の中心軸に対する型締シリンダの倒れを極力小さくすることができ、型締シリンダ３０の倒れによりタイバー１６を介して可動プラテン８に偏荷重が加わることを防止することができる。ここで、直進案内機構は本願実施例中に記載されたリニアガイドに限られず、ボールスプラインなどを用いることとしてもよい。

次に、本発明の第２実施例による堅型射出成形機について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は本発明の第２実施例による堅型射出成形機の可動プラテンを外した状態でベースプレートを上から見た平面図である。図５は本発明の第２実施例による堅型射出成形機の可動プラテンとリニアガイドとを示す平面図である。なお、図４及び図５において、図１乃至図３に示す部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第２実施例では、図４に示すように、リニアガイド６（すなわち、取付け部材１２）の配置位置を上述の第１実施例とは異ならせることにより、可塑化移動装置の一部である可塑化移動用ロッド４０をベースプレート２を貫通した状態で設ける構成としている。図４において、リニアガイド６の固定レール６Ａを支持する４本の取付け部材のうち、一対の取付け部材１２は一つの対角線Ａ上に配置されており、取付け部材１２の剛性が大きい方向は、固定プラテン４の中心（すなわち可動プラテン８の中心）に向かっている。一方、他の一対の取付け部材１２は対角線Ｂから距離Ｄだけずれた位置に配置されており、取付け部材１２の剛性が大きい方向は、対角線Ｂに平行となっている。

上述のように一対の取付け部材１２の位置をずらすことにより、可塑化移動用ロッド４０がベースプレート２を貫通する位置を確保している。可塑化移動用ロッド４０の下側端部はベースプレート２の下側で駆動装置（図示せず）に接続され、ベースプレート２を貫通した状態で垂直方向に移動することができる。可塑化移動用ロッド４０の上側端部は可動プラテン８を避けて可動プラテン８よりも上方まで延在し、可塑化移動装置（図示せず）に接続される。これにより、可動プラテン８の上側で可塑化装置を上下移動することができる。なお、可塑化移動用ロッド４０を配置するために、対角線Ｂからずらされた取付け部材１２を固定するためのクランプは、一部の形状が変更されて図４に示すクランプ１８Ａのような形状になっている。

上述のような構成とすることにより、上述の第１実施例のように可動プラテン８と固定プラテン４との相対的位置精度を確保したまま、可塑化移動装置用の駆動部をベースプレート２（すなわち、固定金型２０Ｂ）より下側に設けることができる。すなわち、可塑化移動装置用の駆動部を金型の上側に配置する必要がなくなり、可塑化移動装置用の駆動部を油圧シリンダで構成した場合に、油漏れにより金型が汚染されるといった問題を回避することができる。さらに、本発明の第２実施例のように、可塑化移動用ロッド４０を複数本用いることにより、射出装置のノズル部（図示しない）が金型にタッチした際に金型へ与える偏荷重を小さくすることができ、成形の精度を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１実施例による堅型射出成形機の斜視図である。 図１に示す堅型射出成形機の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施例による堅型射出成形機を可動プラテンを外した状態でベースプレートを上から見た平面図である。 本発明の第２実施例による堅型射出成形機の可動プラテンとリニアガイドとを示す平面図である。

符号の説明

２ ベースプレート
２ａ 上面
４ 固定プラテン
６ リニアガイド
６Ａ 固定レール
６Ｂ ガイドテーブル
８ 可動プラテン
１０ 駆動部
１２ 取付け部材
１４ 取付け部材支持ブロック
１４ａ 突出部
１６ タイバー
１８，１８Ａ クランプ
２０Ａ 可動金型
２０Ｂ 固定金型
３０ 型締シリンダ
３２ ピストン
３４Ａ，３４Ｂ 油圧室
３６ ボルト
４０ 可塑化移動用ロッド

Claims (5)

1. 可動金型が取り付けられるよう構成された可動プラテンを垂直方向に移動する堅型射出成形機であって、
   前記可動金型に対して対向して固定金型が取り付けられるよう構成された固定プラテンと、
   前記固定プラテンに対して垂直に延在するとともに、前記可能プラテンの移動を案内する複数の直進案内部材と
   を有し、
   前記複数の直進案内部材の各々の剛性が高められた方向は、前記可動プラテンの中心に向かう方向に実質的に一致していることを特徴とする堅型射出成形機。
2. 請求項１記載の堅型射出成形機であって、
   前記固定プラテンが固定されたベースプレートをさらに有し、
   前記複数の直進案内部材は、前記ベースプレートに垂直に取り付けられた複数の直進案内位置決め部材にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする堅型射出成形機。
3. 請求項２記載の堅型射出成形機であって、
   前記複数の直進案内位置決め部材は、前記ベースプレートに固定された固定端と、該固定端の反対側で固定されずに自由である自由端とを有することを特徴とする堅型射出成形機。
4. 請求項３記載の堅型射出成形機であって、
   前記固定金型と前記可動金型とが取り付けられた際に、型閉位置と前記固定端との距離が該型開位置と前記自由端との距離より短くなるように構成されたことを特徴とする堅型射出成形機。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の堅型射出成形機であって、
   前記複数の直進案内部材を少なくとも３つ有することを特徴とする堅型射出成形機。

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