JP2006321227A - 竪型成形機及び竪型成形機の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動機構部が破損するのを防止することができるようにする。
【解決手段】フレームと、該フレームに固定され、上金型が取り付けられた上プラテンと、該上プラテンから下方に向けて延在させて配設された連結部材と、前記上プラテンより下方において、前記連結部材によって保持された下方基材と、前記連結部材に沿って進退自在に配設され、下金型が取り付けられた下プラテン３５と、該下プラテン３５を進退させ、下金型を上金型に対して接離させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う型締用の駆動部と、型開き方向に下プラテン３５が移動するのを規制する安全装置とを有する。下プラテン３５が型開き方向に移動するのが規制されるので、駆動機構部が破損するのを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、竪型成形機及び竪型成形機の成形方法に関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品を取り出すようになっている。

そして、竪型の射出成形機、すなわち、竪型成形機は、金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記金型装置は固定された下金型、及び上下方向に移動自在に配設された上金型を備え、型締装置は、固定された下プラテン、及び上下方向に移動自在に配設された上プラテン、トグル機構及び型締用モータを備え、該型締用モータを駆動し、トグル機構を作動させ、上プラテンを進退させることによって型閉じ、型締め及び型開きを行う。その結果、型締めに伴い、下金型と上金型との間にキャビティ空間が形成される。

一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる前記加熱シリンダ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズル、計量用モータ、射出用モータ等を備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、計量用モータを駆動し、前記スクリューを回転させながら後退させることによって、スクリューの前方に樹脂を溜め、射出用モータを駆動し、前記スクリューを前進させることによって、射出ノズルから樹脂を射出し、前記キャビティ空間に充填する（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１０３９５８号公報

しかしながら、前記従来の竪型成形機においては、上プラテンの上下方向における移動に伴って射出装置を上下方向に移動させる必要があり、そのための機構が複雑になり、竪型成形機のコストが高くなってしまう。

そこで、上プラテンを固定し、下プラテンを上下方向に移動させるようにした竪型成形機が考えられる。その場合、射出装置を移動させる必要がなくなるので、機構を簡素化することができ、竪型射出成形機のコストを低くすることができる。

ところが、下プラテンを移動させるようになっているので、何らかの理由で下プラテンが自重で下方に移動すると、下方に配設されたトグル機構等の駆動機構部を破損させてしまう。

本発明は、前記従来の竪型成形機の問題点を解決して、駆動機構部が破損するのを防止することができる竪型成形機及び竪型成形機の成形方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の竪型成形機においては、フレームと、該フレームに固定され、上金型が取り付けられた上プラテンと、該上プラテンから下方に向けて延在させて配設された連結部材と、前記上プラテンより下方において、前記連結部材によって保持された下方基材と、前記連結部材に沿って進退自在に配設され、下金型が取り付けられた下プラテンと、該下プラテンを進退させ、下金型を上金型に対して接離させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う型締用の駆動部と、型開き方向に下プラテンが移動するのを規制する安全装置とを有する。

本発明によれば、竪型成形機においては、フレームと、該フレームに固定され、上金型が取り付けられた上プラテンと、該上プラテンから下方に向けて延在させて配設された連結部材と、前記上プラテンより下方において、前記連結部材によって保持された下方基材と、前記連結部材に沿って進退自在に配設され、下金型が取り付けられた下プラテンと、該下プラテンを進退させ、下金型を上金型に対して接離させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う型締用の駆動部と、型開き方向に下プラテンが移動するのを規制する安全装置とを有する。

この場合、下プラテンが型開き方向に移動するのが規制されるので、駆動機構部が破損するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の実施の形態における竪型成形機の平面図、図３は本発明の実施の形態における竪型成形機の正面図、図４は本発明の実施の形態における竪型成形機の側面図、図５は本発明の実施の形態における竪型成形機の要部を示す側面図である。

図において、１１は竪型成形機を搭載するためのフレームであり、該フレーム１１は、ベース１２、該ベース１２と所定の距離を置いて配設され、矩形の形状を有する第１の上部材としての上枠１３、該上枠１３より低い位置に、上枠１３と隣接させて配設され、矩形の形状を有する第２の上部材としての載置板１４、前記ベース１２と上枠１３との間に垂直方向に配設され、上枠１３を支持する複数の第１の支柱１５、及び前記ベース１２と載置板１４との間に垂直方向に配設され、載置板１４を支持する複数の第２の支柱１６を備える。

前記フレーム１１には、射出装置２１、該射出装置２１の前方に配設された金型装置２２、型締装置２３、前記射出装置２１を進退自在に支持する可塑化移動装置２４、型厚調整装置２５等が搭載される。そして、前記型締装置２３は、上枠１３に取り付けられ、フレーム１１に固定された固定部材としての、かつ、固定プラテンとしての上プラテン３１、該上プラテン３１より下方に配設された下方基材としてのトグルサポート３２、前記上プラテン３１から下方に向けて延在させて配設され、前記上プラテン３１とトグルサポート３２とを連結し、かつ、トグルサポート３２を保持する複数の連結部材としてのタイバー３４、該タイバー３４に沿って上下方向に進退自在に配設された可動部材としての、かつ、可動プラテンとしての下プラテン３５、前記トグルサポート３２と下プラテン３５との間に配設されたトグル機構３７、型締用の駆動部としての型締用モータ３８、該型締用モータ３８を駆動することによって発生させられた回転をトグル機構３７に伝達するプーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ３９ａ、及び駆動プーリと従動プーリ３９ａとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルト３９ｂから成る。）３９、該回転伝達系３９と連結されたボールねじ（第１の変換要素としてのボールねじ軸１２５だけが示される。）、該ボールねじと連結され、ボールねじの回転に伴って進退させられるクロスヘッド１０２等を備える。なお、前記トグル機構３７、ボールねじ、クロスヘッド１０２等によって駆動機構部が構成される。

前記ボールねじは、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能し、そのために、前記ボールねじ軸１２５、及び該ボールねじ軸１２５と螺合させられる第２の変換要素としての図示されないボールナットから成る。前記ボールねじ軸１２５は、トグルサポート３２に対して回転自在に配設され、回転伝達系３９と連結される。また、前記ボールナットはクロスヘッド１０２に取り付けられる。そして、トグルサポート３２にガイドロッド１２１が上方に向けて、かつ、クロスヘッド１０２を貫通して延在させられる。したがって、ボールねじ軸１２５が回転すると、ボールナットが進退させられ、クロスヘッド１０２がガイドロッド１２１に沿って進退させられる。

そして、前記上プラテン３１に、第１の金型としての、かつ、固定金型としての上金型４１が取り付けられ、前記下プラテン３５に、前記上金型４１と対向させて、第２の金型としての、かつ、可動金型としての下金型４３が取り付けられ、上金型４１及び下金型４３によって前記金型装置２２が構成される。なお、前記上金型４１にはホットランナ４０が配設され、該ホットランナ４０は、ホットランナ構造を有し、上金型４１の側面に開口して水平に延びる第１のランナ部、及び該第１のランナ部の先端から下方に向けて延び、キャビティ空間に開口する第２のランナ部を備える。そのために、ホットランナ４０内に「Ｌ」字状の形状を有するアダプタが配設される。この場合、上金型４１から成形材料としての樹脂をパージすることができるので、パージを行う際に射出装置２１を後退させる必要がなくなる。したがって、パージのための作業を簡素化することができる。

ところで、本実施の形態においては、上プラテン３１が上枠１３に取り付けられ、各タイバー３４は、上端が上プラテン３１に固定され、下方に延び、下方においてトグルサポート３２、下プラテン３５及びトグル機構３７を垂下させて保持する。そのために、前記各タイバー３４は、上端において型厚調整部材としての調整ナット６１と螺合させられ、下プラテン３５及びトグルサポート３２を貫通して下方に延び、ナット１１１と螺合させられ、トグルサポート３２をタイバー３４の下端の近傍に固定する。

この場合、前記トグルサポート３２、下プラテン３５及びトグル機構３７は、各上プラテン３１の下方において垂下させて保持されるので、タイバー３４の下端の位置が安定しないと、型閉じ、型締め及び型開きを円滑に行うことができない。そこで、前記ベース１２に、上方に向けて突出させて振止部１１３が形成される。該振止部１１３には、前記タイバー３４をナット１１１より下方に延在させて形成された被振止部３４ｄを摺動自在に収容することができるように図示されない摺動穴が形成され、前記被振止部３４ｄの下端が摺動穴内に嵌入される。したがって、タイバー３４は、上端が上プラテン３１を介して上枠１３に固定され、下端が振止部１１３に嵌入されて保持されるので、上枠１３とベース１２との間に安定させて延在させることができる。その結果、各タイバー３４に沿って下プラテン３５を安定させて進退させることができるので、型閉じ、型締め及び型開きを円滑に行うことができる。

前記トグル機構３７は、クロスヘッド１０２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１０５、トグルサポート３２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１０６、及び下プラテン３５に対して揺動自在に支持されたトグルアーム１０７を備え、トグルレバー１０５、１０６間、及びトグルレバー１０６とトグルアーム１０７との間がそれぞれリンク結合される。

前記型締用モータ３８を駆動して、クロスヘッド１０２をトグルサポート３２と下プラテン３５との間で進退させると、前記トグル機構３７が屈伸させられ、下プラテン３５がタイバー３４に沿って進退させられる。その結果、下金型４３を上金型４１に対して接離させて、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。なお、型締め時に型締用モータ３８によって発生させられる型締力により、タイバー３４が伸び、それに伴って、前記トグルサポート３２は下方に移動させられる。

また、前記射出装置２１は、シリンダ部材としての加熱シリンダ４５、該加熱シリンダ４５内において、回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としての図示されないスクリュー、前記加熱シリンダ４５の前端に取り付けられた射出ノズル４６、前記加熱シリンダ４５の後端の近傍に配設された図示されないホッパ、前記スクリューの後端に突出させて形成された図示されないスクリュー軸、進退自在に配設され、前記スクリューを回転自在に支持する加圧部材としてのプレッシャプレート５１、該プレッシャプレート５１に取り付けられ、プーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）５２を介してスクリュー軸と連結された計量用の駆動部としての計量用モータ５４、前記可塑化移動装置２４のフレーム５０に取り付けられ、プレッシャプレート５１と連結された射出用の駆動部としての一対の射出用シリンダ５６等を備える。該各射出用シリンダ５６は、シリンダ部５７、及び該シリンダ部５７から後方に向けて延びるピストン５８を備え、各ピストン５８の先端がプレッシャプレート５１と連結される。

そして、前記型厚調整装置２５は、各タイバー３４の上端と螺合させられる調整ナット６１、型厚調整用の駆動部としての型厚モータ６２、該型厚モータ６２を駆動することによって発生させられた回転を各調整ナット６１に伝達する伝動部材としてのギヤ機構等を備え、トグルサポート３２を上プラテン３１に対して進退させて型厚調整を行う。

型厚モータ６２を駆動することによって発生させられた回転は、ギヤ機構を介して調整ナット６１に伝達されて各調整ナット６１を同じ回転角度だけ回転させる。前記各調整ナット６１はタイバー３４の上端と螺合させられているので、各調整ナット６１の回転角度に対応する量だけ調整ナット６１がタイバー３４の軸方向に移動する。その結果、トグルサポート３２を上プラテン３１に対して進退させることができる。

次に、竪型成形機の動作について説明する。

前記構成の射出装置２１において、計量工程時に、計量用モータ５４を駆動すると、該計量用モータ５４の回転は、回転伝達系５２を介してスクリュー軸に伝達され、スクリューが回転させられる。そして、ホッパから供給された樹脂は、加熱シリンダ４５内において加熱されて溶融させられ、前方に移動して、スクリューの前方に溜められる。これに伴って、スクリューは、所定の位置まで後退させられる。

次に、前記型締用モータ３８を駆動すると、該型締用モータ３８の回転は、回転伝達系３９を介してボールねじ軸１２５に伝達され、ボールナットが進退させられ、クロスヘッド１０２も進退させられる。そして、該クロスヘッド１０２の上方への移動（前進）に伴って、トグル機構３７が伸展させられ、下プラテン３５が上方に移動させられて型閉じが行われ、上金型４１に下金型４３が当接させられる。続いて、型締用モータ３８を更に駆動すると、トグル機構３７において型締力が発生させられ、該型締力で上金型４１に下金型４３が押し付けられ、上金型４１と下金型４３との間にキャビティ空間が形成される。

そして、射出工程時に、射出ノズル４６を上金型４１に押し付けてノズルタッチを行い、射出用シリンダ５６を駆動すると、スクリューが前進させられ、スクリューの前方に溜められた樹脂は、射出ノズル４６から射出されて前記キャビティ空間に充填され、該キャビティ空間内において冷却されて固化され、成形品になる。

次に、クロスヘッド１０２の下方への移動（後退）に伴って、トグル機構３７が屈曲させられると、下プラテン３５が下方に移動させられ、型開きが行われる。

また、前記トグルサポート３２には上方に向けて取付部１４１が形成され、該取付部１４１にエジェクロッド１４３が取り付けられる。したがって、型開きに伴って下プラテン３５が下方に移動すると、エジェクロッド１４３が相対的に上方に移動させられ、下プラテン３５内の穴に嵌入させられる。その結果、前記エジェクロッド１４３の上方に配設された図示されないエジェクタピンは、下金型４３から上方に移動させられ、前記成形品を突き出す。なお、前記エジェクロッド１４３、エジェクタピン等によってエジェクタ装置が構成される。

本実施の形態においては、上プラテン３１がフレーム１１の上端において上枠１３に固定され、上プラテン３１に上金型４１が取り付けられるとともに、上金型４１の側面に射出ノズル４６が押し付けられて樹脂が射出されるようになっているので、上金型４１に隣接させて射出装置２１を配設することができる。したがって、射出装置２１を上下方向に移動させる必要がなくなるので、竪型成形機の機構を簡素化することができるとともに、竪型成形機のコストを低くすることができる。

また、上プラテン３１上に射出装置２１を配設する必要がないので、竪型成形機を小型化することができる。

ところで、前記構成の竪型成形機においては、正面から見て金型装置２２及び型締装置２３の手前に図示されない安全ドアが配設され、操作者が金型装置２２を交換したり、型締装置２３等の保守を行ったりしようとして、安全ドアを開くと、竪型成形機の運転が停止されるようになっている。そして、安全ドアが開かれている間に、下プラテン３５及び下金型４３が上方に移動することがないように、第１の安全装置が配設されるようになっている。

また、何らかの理由で、下プラテン３５を保持することができない状態になると、下プラテン３５が自重で下方に移動し、下方に配設されたトグル機構３７、回転伝達系３９等の駆動機構部、金型装置２２等を破損させてしまう。そこで、本実施の形態においては、下プラテン３５を保持することができない状態になって、下プラテン３５が自重で下方に移動しても、駆動機構部を破損させることがないように、第２の安全装置が配設されるようになっている。

次に、前記第１、第２の安全装置について説明する。

図１は本発明の実施の形態における第１、第２の安全装置の配設状態を示す側面図、図６は本発明の実施の形態における第１の安全装置の配設状態を示す平面図である。

図において、１５は第１の支柱、３２はトグルサポート、３４はタイバー、３５は下プラテン、１４１は前記トグルサポート３２にブラケットＢｒを介して取り付けられた取付部、１４３はエジェクタロッド、１５１は型閉じ方向に下プラテン３５が移動するのを規制する第１の安全装置、１５２は型開き方向に下プラテン３５が移動するのを規制する第２の安全装置である。

前記第１の安全装置１５１は、下プラテン３５の左側面１５３の前端部において、左側方に向けて突出させて形成された突出部１５４、該突出部１５４に上端が取り付けられ、下方に向けて、かつ、タイバー３４と平行に延在させられた第１の被規制部材としてのロッド１５５、該ロッド１５５の下方の所定の箇所に、前端をロッド１５５に臨ませて進退自在に配設された一対の規制部材としてのシャッタ１５６、１５７、該シャッタ１５６、１５７を進退自在に保持する保持部１５８等を備える。該保持部１５８はトグルサポート３２に移動不能に固定される。前記ロッド１５５の下方の軸方向における所定の長さにわたって、規制部としての規制歯１６３が形成される。また、前記ロッド１５５の上端には、固定部としてのボルト１６５が固定され、該ボルト１６５と前記突出部１５４との間に、複数の板ばねから成る衝撃吸収部としての板ばね積層体１６７が配設される。

前記構成の第１の安全装置１５１において、安全ドアが開かれると、制御部の図示されない移動規制処理手段は、移動規制処理を行い、アクチュエータとしての図示されない第１のエアシリンダを駆動し、前記シャッタ１５６、１５７を前進させる。その結果、シャッタ１５６、１５７の前端と規制歯１６３とが係合させられ、トグルサポート３２に対するロッド１５５の移動が規制され、下プラテン３５及び下金型４３の上方への移動、すなわち、型閉じ方向への移動が規制される。

なお、板ばね積層体１６７は、ロッド１５５の移動が規制される際に、ロッド１５５に衝撃が加わるのを防止する。

また、前記第２の安全装置１５２は、前記左側面１５３の後端部において、左側方に向けて突出させて形成された突出部１７４、該突出部１７４に上端が取り付けられ、下方に向けて、かつ、タイバー３４と平行に延在させられた第２の被規制部材としてのロッド１７５、該ロッド１７５の下方の所定の箇所に、前端をロッド１７５側に向けて進退自在に配設された規制部材としてのシャッタ１７６、該シャッタ１７６を進退自在に保持する保持部１７８、下プラテン３５があらかじめ設定された限界位置に到達したことを検出する位置検出部１５９等を備える。前記保持部１７８はトグルサポート３２に移動不能に固定される。また、前記位置検出部１５９は、下プラテン３５に、下方に延在させて取り付けられた被検出要素としてのカム１６１、及びトグルサポート３２の所定の箇所に取り付けられた検出要素としての近接センサ１６２を備える。

前記ロッド１７５の上端には、ねじ部１８６が形成され、前記突出部１７４と当接させて、かつ、前記ねじ部１８６と螺合させて調整部としてのナット１８５が配設される。

前記構成の第２の安全装置１５２において、安全ドアが開かれて竪型成形機の運転が停止され、段取りが行われている間に、下プラテン３５及び下金型４３が下方に移動すると、それに伴って、カム１６１が下方に移動する。そして、下プラテン３５があらかじめ設定された限界位置に達すると、近接センサ１６２がカム１６１を検出し、検出信号を制御部に送る。

次に、検出信号が制御部に送られると、前記移動規制処理手段は、アクチュエータとしての第２のエアシリンダ１８８を駆動し、前記シャッタ１７６を前進させる。その結果、シャッタ１７６の前端がロッド１７５の下方に置かれ、シャッタ１７６とロッド１７５の下端面とが当接させられ、トグルサポート３２に対するロッド１７５の移動が規制され、下プラテン３５及び下金型４３の下方への移動、すなわち、型開き方向への移動が規制され、下プラテン３５及び下金型４３は停止させられる。なお、本実施の形態においては、シャッタ１７６とロッド１７５の下端面とが当接させられるようになっているが、ロッド１７５に規制歯を形成し、ロッド１７５とシャッタ１７６とを係合させることができる。

このように、本実施の形態においては、下プラテン３５が型開き方向に移動するのが規制されるので、駆動機構部が破損するのを防止することができる。

本実施の形態においては、下プラテン３５の前記限界位置において、エジェクタロッド１４３の上端より下プラテン３５の上端が所定の値だけ上方に置かれる。したがって、下プラテン３５が第２の安全装置１５２によってエジェクタ突出位置より手前で停止させられ、エジェクタロッド１４３が下プラテン３５より上方に突出することがない。

このように、本実施の形態においては、下プラテン３５を保持することができない状態になって、下プラテン３５が自重で下方に移動しても、駆動機構部、金型装置２２等を破損させることがないように、第２の安全装置１５２が配設されるようになっている。

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。

本発明の実施の形態における第１、第２の安全装置の配設状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態における竪型成形機の平面図である。 本発明の実施の形態における竪型成形機の正面図である。 本発明の実施の形態における竪型成形機の側面図である。 本発明の実施の形態における竪型成形機の要部を示す側面図である。 本発明の実施の形態における第１の安全装置の配設状態を示す平面図である。

符号の説明

１１ フレーム
３１ 上プラテン
３２ トグルサポート
３４ タイバー
３５ 下プラテン
３８ 型締用モータ
４１ 上金型
４３ 下金型
１５２ 第２の安全装置

Claims (5)

1. （ａ）フレームと、
   （ｂ）該フレームに固定され、上金型が取り付けられた上プラテンと、
   （ｃ）該上プラテンから下方に向けて延在させて配設された連結部材と、
   （ｄ）前記上プラテンより下方において、前記連結部材によって保持された下方基材と、
   （ｅ）前記連結部材に沿って進退自在に配設され、下金型が取り付けられた下プラテンと、
   （ｆ）該下プラテンを進退させ、下金型を上金型に対して接離させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う型締用の駆動部と、
   （ｇ）型開き方向に下プラテンが移動するのを規制する安全装置とを有することを特徴とする竪型成形機。
2. 前記安全装置は段取りが行われている間に下プラテンの移動を規制する請求項１に記載の竪型成形機。
3. 前記安全装置は、下プラテンをエジェクタ突出位置より手前で停止させる請求項１に記載の竪型成形機。
4. 前記安全装置は、あらかじめ決定された限界位置に下プラテンが達すると、自動的に下プラテンを停止させる請求項１に記載の竪型成形機。
5. フレーム、該フレームに固定され、上金型が取り付けられた上プラテン、該上プラテンから下方に向けて延在させて配設された連結部材、前記上プラテンより下方において、前記連結部材によって保持された下方基材、前記連結部材に沿って進退自在に配設され、下金型が取り付けられた下プラテン、及び該下プラテンを進退させ、下金型を上金型に対して接離させ、型閉じ、型締め及び型開きを行う型締用の駆動部を有する竪型成形機の成形方法において、
   （ａ）前記下プラテンを進退させ、下金型を上金型に対して接離させ、型閉じ、型締め及び型開きを行い、
   （ｂ）型開き方向における下プラテンの移動を下限位置で規制することを特徴とする竪型成形機の成形方法。
   

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