JP2007015206A - プレス成形装置の型締め装置およびこれを用いたプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールねじに働く曲げ応力を低減することにより、容量の小さな駆動源でも強い型締め力を発生させることが可能なプレス成形装置の型締め装置およびこれを用いたプレス成形装置の提供。
【解決手段】可動プラテン２を昇降動作させる第１のトグルリンク機構と、上下方向に移動することにより第１のトグルリンク機構を作動させるクロスヘッド２０と、ボールねじ機構３０により水平方向に移動するスライダ４０と、スライダ４０の水平方向動作をクロスヘッド２０の上下方向動作に変換する第２のトグルリンク機構５０とを有し、ボールねじ機構３０により水平方向に移動させるスライダ５０の動作により、第２のトグルリンク機構５０およびクロスヘッド２０を介して第１のトグルリンク機構を作動させ、可動プラテン２を作動させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、射出成形装置や押出成形装置などのプレス成形装置に係り、より詳しくはプレス成形装置の金型を開閉したり、大きな型締め力で締めたりするためのプレス成形装置の型締め装置に関する。

射出成形装置や押出成形装置などのプレス成形装置は、金型を開閉したり、成形材料を金型内に充填するときに大きな型締め力で金型を締めたりするための型締め装置を備えている。この型締め装置の一種であるトグルリンク式型締め装置は、駆動装置と可動プラテンとの間にトグルリンク機構が設けられており、このトグルリンク機構により強い型締め力を発生させている。

例えば、特許文献１に記載の型締め装置では、鉛直方向に配置されたボールねじをプーリとベルトとを介してサーボモータにより駆動し、このボールねじに対して昇降自在に取り付けられたスライダ部によりトグルリンク機構を作動させる。また、特許文献２に記載の型締め装置では、鉛直方向に配置された駆動軸をボールねじ機構により上下に進退させることによってトグルリンク機構を作動させている。また、特許文献３に記載の型締め装置においても、鉛直方向に配置されたボールねじを上下に進退させることによりトグルリンク機構を作動させている。

特開２００４−２７６３５２号公報 特開２００４−２４９６３７号公報 特開平１１−１９８２０３号公報

上記従来の型締め装置では、可動プラテンを作動させるトグルリンク機構をボールねじ機構により直接動作させているので、可動プラテンの強い型締め力がトグルリンク機構により曲げ応力となって直接ボールねじに働く。そのため、このボールねじを動作させる駆動モータは、この曲げ応力に対抗してボールねじを動作させなければならないので、容量の大きなものを使用する必要がある。また、この曲げ応力によりボールねじが捻れたり、歪んだりすることがある。

そこで、本発明においては、ボールねじに働く曲げ応力を低減することにより、容量の小さな駆動源でも強い型締め力を発生させることが可能なプレス成形装置の型締め装置およびこれを用いたプレス成形装置を提供することを目的とする。

本発明のプレス成形装置の型締め装置は、可動金型支持装置を昇降動作させる第１のトグルリンク機構と、上下方向に移動することにより第１のトグルリンク機構を作動させる中間部材と、ボールねじ機構により水平方向に移動するスライダと、スライダの水平方向動作を中間部材の上下方向動作に変換する第２のトグルリンク機構とを有する。

本発明のプレス成形装置の型締め装置では、ボールねじ機構により水平方向に移動させるスライダの動作により、第２のトグルリンク機構および中間部材を介して第１のトグルリンク機構を作動させ、可動金型支持装置を作動させるので、第１のトグルリンク機構により働く曲げ応力は中間部材に作用し、ボールねじ機構には作用しない。これにより、ボールねじに働く曲げ応力を低減することができる。

また、スライダを水平方向に移動させるボールねじ機構であることから、このボールねじを駆動する駆動装置をプレス成形装置の側方へ配置することが可能となる。また、これにより、可動金型支持装置の下方の空間が空くことから、第１のトグルリンク機構を可動金型支持装置の中央部へ寄せて配置することが可能となる。また、第１のトグルリンク機構が中央部へ寄せて配置されることにより、加圧による歪みを少なくすることができ、可動金型支持装置の厚みを抑えることが可能となる。

なお、第２のトグルリンク機構は、中間部材にリンク結合されたトグルアームと、スライダにリンク結合された第１のトグルレバーと、中間部材の下方に固定されたサポート部材にリンク結合された第２のトグルレバーとから構成され、かつ、トグルアーム、第１のトグルレバーおよび第２のトグルレバーは互いにリンク結合されたものであることが望ましい。

これにより、スライダをサポート部材に向かって進行させると、第１のトグルレバーと第２のトグルレバーとの間のリンク結合部分が中間部材側へ向かって移動し、トグルアームを押し上げ、中間部材を上昇させる。そして、この中間部材の上昇により第１のトグルリンク機構が作動し、可動金型支持装置を上昇させる。

（１）可動金型支持装置を昇降動作させる第１のトグルリンク機構と、上下方向に移動することにより第１のトグルリンク機構を作動させる中間部材と、ボールねじ機構により水平方向に移動するスライダと、スライダの水平方向動作を中間部材の上下方向動作に変換する第２のトグルリンク機構とを有することにより、ボールねじに働く曲げ応力を低減することができ、容量の小さな駆動源でも強い型締め力を発生させることが可能となる。また、ボールねじに働く曲げ応力が低減されることにより、従来のようなボールねじの捩れがなく、第１および第２のトグルリンク機構のリンクピンやブッシュの負担が軽減され、これらの摩耗が抑えられ、可動金型支持装置上に配置される金型の面圧バランスを向上させることができる。

（２）スライダを水平方向に移動させるボールねじ機構であることから、このボールねじを駆動する駆動装置をプレス成形装置の側方へ配置することが可能となり、従来の配置位置である可動金型支持装置の下方よりも駆動装置のメンテナンス性が向上する。また、第１のトグルリンク機構を可動金型支持装置の中央部へ寄せて配置することが可能となるため、可動金型支持装置の中央部に配置される金型の面圧バランスを良くすることが可能となり、この面圧バランスの調整が不要となる。さらに、第１のトグルリンク機構が中央部へ寄せて配置されることにより、加圧による歪みが少なくなるので、可動金型支持装置の厚みを抑えることが可能となる。

図１から図４は本発明の実施の形態におけるプレス成形装置の概略を示す図であって、図１は可動プラテンが最も下の位置にある状態の概略正面図、図２は図１の状態の概略右側面図、図３は可動プラテンが最も上の位置にある状態の概略正面図、図４は図３の状態の概略右側面図である。

図に示すように、本発明の実施の形態におけるプレス成形装置は、金型の上型（図示せず。）を支持するための固定金型支持装置としての固定プラテン１と、固定プラテン１と対向して配設された金型の下型（図示せず。）を支持するための可動金型支持装置としての可動プラテン２と、可動プラテン２を昇降動作させることにより金型を開閉したり、大きな型締め力で締めたりするための型締め装置３と、ベース４と、固定プラテン１とベース４との間に架設され、可動プラテン２をガイドするタイバー５とを備える。

型締め装置３は、可動プラテン２を昇降動作させる第１のトグルリンク機構１０と、上下方向に移動することにより第１のトグルリンク機構１０を作動させる中間部材としてのクロスヘッド２０と、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構３０と、ボールねじ機構３０により水平方向に移動するスライダ４０と、スライダ４０の水平方向動作をクロスヘッド２０の上下方向動作に変換する第２のトグルリンク機構５０と、ボールねじ機構３０を駆動する駆動装置６０とを有する。

第１のトグルリンク機構１０は、クロスヘッド２０に揺動可能に連結された第１のトグルレバー１１と、ベース４に固定されたトグルサポート１４と、トグルサポート１４に揺動可能に連結された第２のトグルレバー１２と、可動プラテン２に揺動可能に連結されたトグルアーム１３とから構成される。第１のトグルレバー１１、第２のトグルレバー１２およびトグルアーム１３の間はリンク結合されている。なお、図２および図４においては、第１のトグルリンク機構１０を省略している。

第２のトグルリンク機構５０は、クロスヘッド２０に揺動可能に連結されたトグルアーム５１と、スライダ４０に揺動可能に連結された第１のトグルレバー５２と、クロスヘッド２０の下方にベース４に固定されたサポート部材としてのトグルサポート５４と、トグルサポート５４に揺動可能に連結された第２のトグルレバー５３とから構成される。トグルアーム５１、第１のトグルレバー５２および第２のトグルレバー５３の間はリンク結合されている。

駆動装置６０は、駆動源としての駆動モータ６１と、ボールねじ機構３０に取り付けられたプーリ６２と、駆動モータ６１の回転をプーリ６２に伝達する無端環状ベルト６３とから構成される。ボールねじ機構３０は、ボールねじの回転軸を可動プラテンの昇降方向に対して垂直方向、すなわち水平方向に配置されたものであり、プーリ６２の回転によって、スライダ４０をトグルサポート５４に向かって進退動作させるものである。

上記構成のプレス成形装置において、図１および図２に示す状態から図３および図４に示す状態へ可動プラテン２を上昇させる場合、駆動モータ６１の回転により無端環状ベルト６３を介してプーリ６２を回転させ、スライダ４０がトグルサポート５４に向かって進む方向にボールねじ機構３０を動作させる。これにより、第１のトグルレバー５２と第２のトグルレバー５３との間のリンク結合部分がクロスヘッド２０側へ向かって斜め上方に移動し、トグルアーム５１を押し上げ、クロスヘッド２０を上昇させる。そして、このクロスヘッド２０の上昇により、第１のトグルレバー１１が押し上げられ、第１のトグルレバー１１と第２のトグルレバー１２とのリンク結合部分とともに第２のトグルアーム１３を押し上げ、可動プラテン２を上昇させる。

このように、本実施形態におけるプレス成形装置では、ボールねじ機構３０により水平方向に移動させるスライダ４０の動作により、第２のトグルリンク機構５０およびクロスヘッド２０を介して第１のトグルリンク機構１０を作動させ、可動プラテン２を作動させるので、第１のトグルリンク機構１０により働く曲げ応力は可動プラテン２に作用し、ボールねじ機構３０には作用しない。これにより、ボールねじに働く曲げ応力が低減するので、容量の小さな駆動モータ６１でも強い型締め力を発生させることができる。

また、ボールねじに働く曲げ応力が低減されることにより、従来のようなボールねじの捩れがなく、第１のトグルリンク機構１０および第２のトグルリンク機構５０のリンクピンやブッシュの負担が軽減され、これらの摩耗が抑えられ、可動プラテン２上に配置される金型の面圧バランスを向上させることができる。

また、本実施形態におけるプレス成形装置では、ボールねじ機構３０が水平方向に配置されているので、ボールねじを駆動する駆動装置６０をプレス成形装置の側方へ配置することが可能となっている。したがって、可動プラテン２の下方の空間が空くことから、第１のトグルリンク機構１０を可動プラテン２の中央部へ寄せて配置することが可能となっており、可動プラテン２の加圧による歪みを少なくすることが可能であるため、可動プラテン２の厚みを抑えることが可能となっている。

本発明のプレス成形装置の型締め装置は、射出成形装置や押出成形装置などのプレス成形装置の金型を開閉したり、大きな型締め力で締めたりするための型締め装置として有用である。特に、本発明の型締め装置は、容量の小さな駆動源でも強い型締め力を発生させることが可能なプレス成形装置の型締め装置として好適である。

本発明の実施の形態におけるプレス成形装置の概略を示す図であって、可動プラテンが最も下の位置にある状態の概略正面図である。 図１の状態の概略右側面図である。 本発明の実施の形態におけるプレス成形装置の概略を示す図であって、可動プラテンが最も上の位置にある状態の概略正面図である。 図３の状態の概略右側面図である。

符号の説明

１ 固定プラテン
２ 可動プラテン
３ 型締め装置
４ ベース
５ タイバー
１０ 第１のトグルリンク機構
１１ 第１のトグルレバー
１２ 第２のトグルレバー
１３ トグルアーム
１４ トグルサポート
２０ クロスヘッド
３０ ボールねじ機構
４０ スライダ
５０ 第２のトグルリンク機構
５１ トグルアーム
５２ 第１のトグルレバー
５３ 第２のトグルレバー
５４ トグルサポート
６０ 駆動装置
６１ 駆動モータ
６２ プーリ
６３ 無端環状ベルト

Claims (3)

1. 可動金型支持装置を昇降動作させる第１のトグルリンク機構と、
   上下方向に移動することにより前記第１のトグルリンク機構を作動させる中間部材と、
   ボールねじ機構により水平方向に移動するスライダと、
   同スライダの水平方向動作を前記中間部材の上下方向動作に変換する第２のトグルリンク機構と
   を有するプレス成形装置の型締め装置。
2. 前記第２のトグルリンク機構は、
   前記中間部材にリンク結合されたトグルアームと、
   前記スライダにリンク結合された第１のトグルレバーと、
   前記中間部材の下方に固定されたサポート部材にリンク結合された第２のトグルレバーとから構成され、
   かつ、前記トグルアーム、第１のトグルレバーおよび第２のトグルレバーは互いにリンク結合されたものである請求項１記載のプレス成形装置の型締め装置。
3. 請求項１または２に記載の型締め装置を備えたプレス成形装置。

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