JP2008162103A - 型締装置と、この型締装置を備えた射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 金型のパーティング面から材料が漏れることを抑制することのできる型締装置を提供する。
【解決手段】 型締装置１２は、固定側ダイプレートユニット３１と、移動側ダイプレートユニット３２と、タイバー４０を有している。それぞれのダイプレートユニット３１，３２は、ダイプレート本体５０，７０と、荷重伝達部５１，７１と、金型取付プレート５２，７２とを含んでいる。荷重伝達部５１，７１はダイプレート本体５０，７０のセンター部分において金型１６に向かって突出している。金型取付プレート５２，７２は、荷重伝達部５１，７１の加圧面５１ａ，７１ａよりも広い金型取付面５５，７５を有している。荷重伝達部５１，７１の周囲に空間部５６，７６が形成されている。この空間部５６，７６に、金型取付プレート５２，７２がダイプレート本体５０，７０側に変形することを抑制するための支持機構６０，８０が配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、射出成形時に金型の型締を行なう型締装置と、この型締装置を備えた射出成形機に関する。

射出成形機の型締装置は、固定型を取付ける固定ダイプレート（固定プラテン）と、移動型を取付ける移動ダイプレート（可動プラテン）と、型締力を発生させる加圧機構などを有している。型締装置にはいくつかの種類がある。例えば下記特許文献１にトグル式の型締装置が記載されている。また特許文献２に複合式の型締装置が記載されている。これら型締装置は、固定ダイプレートと移動ダイプレートの外周部に配置される４本のタイバーを有している。

前記タイバーは、固定ダイプレートと移動ダイプレートの四隅に配置されている。このため、各ダイプレートの主にセンター部分から金型に型締力が伝わると、固定ダイプレートと移動ダイプレートの剛性によっては、図９に示す型締装置のように、固定ダイプレート１と移動ダイプレート２の外周部が、タイバー３に加わる張力によって互いに近付く方向に変形する傾向がある。

前記固定ダイプレート１には固定型４が取付けられ、移動ダイプレート２には移動型５が取付けられている。固定型４と移動型５は金型６を構成している。このためダイプレート１，２が変形すると、図９に矢印Ｐ１で示す方向の力が固定型４と移動型５に加わり、金型６内に射出された樹脂等の材料が金型６のパーティング面７から漏れる原因となる。この傾向は、金型寸法が小さいほど顕著に表れる。

金型の変形を防止するためには、ダイプレートの剛性を大きくすればよいが、ダイプレートの剛性を大きくするには、ダイプレートの厚みを大きくするなどして強度アップを図るしかなく、そのようにすると型締装置が大形化したり、重量が増加したりするなどの問題が生じる。

特許文献２に示されている型締装置では、金型の変形を防止するために、ダイプレートの金型側に凸形の荷重伝達部を形成するとともに、この荷重伝達部と金型との間に中間部材として金型取付プレートを配置している。この従来装置によれば、図１０に示す型締装置のように、型締時に各ダイプレート１，２の主にセンター部分から金型６に型締力が伝わっても、金型取付プレート８ａ，８ｂを介して金型６を図１０中の矢印Ｐ２方向に押すことができるため、ダイプレート１，２の撓みが金型６に伝わることを防止でき、金型６のパーティング面７が離れることを防止できる。
特開平１１−１７０３２２号公報 特開２００１−１３８１号公報

しかし特許文献２のようにダイプレートと金型との間に前記金型取付プレートを配置する構成では、図１１に示すように金型寸法が荷重伝達部の加圧面よりも大きい場合に、金型６の主にセンター部分に型締力が加わることにより、金型取付プレートが変形するとともに、金型６の外周部のパーティング面７が開く傾向が生じる。このため金型６のキャビティが外周部近くに形成されている場合には、キャビティ内に供給された材料がパーティング面７から漏れる懸念がある。

従って本発明の目的は、型締時に金型のパーティング面が離れることを抑制でき、金型内に供給された材料がパーティング面から漏れることを防止できる型締装置と、この型締装置を用いた射出成形機を提供することにある。

本発明は、金型の型締を行なうための加圧機構を備えた型締装置であって、固定型が取付けられる固定側ダイプレートユニットと、移動型が取付けられる移動側ダイプレートユニットと、前記固定側ダイプレートユニットと移動側ダイプレートユニットとにわたってこれらダイプレートユニットの外周部に配置された互いに平行な複数本のタイバーとを有し、前記固定側ダイプレートユニットと移動側ダイプレートユニットの少なくとも一方は、前記加圧機構によって型締力が与えられるダイプレート本体と、前記ダイプレート本体の前記タイバーで囲まれる領域のセンター部分から前記金型に向かって突出する荷重伝達部と、前記荷重伝達部の金型側に設けられかつ前記荷重伝達部よりも広い金型取付面を有する金型取付プレートとを含み、前記荷重伝達部の周りで前記ダイプレート本体と前記金型取付プレートとの間に空間部が形成され、前記空間部に、前記金型取付プレートの外周部が前記ダイプレート本体側に変形することを抑制する支持機構を備えている。

前記支持機構の１つの形態は、前記ダイプレート本体の側方から出し入れ可能な調節部材と、該調節部材を前記ダイプレート本体の側方から出し入れするためのアクチュエータを備えている。
前記支持機構の他の形態は、前記金型取付面と平行な方向に移動可能なくさび形の調節部材と、該調節部材を前記金型取付面と平行な方向に移動させるアクチュエータを備えている。

また前記支持機構は、前記金型取付面に対して垂直な方向に移動可能で前記金型取付プレートに当接する調節部材と、この調節部材を前記金型取付面に対して垂直な方向に移動させるアクチュエータを備え、該アクチュエータが前記ダイプレート本体に配置されていてもよい。またこの支持機構が前記金型取付面と平行な方向に移動可能に設けられていてもよい。

本発明によれば、型締力が金型に加わったときにパーティング面が離れることを抑制でき、金型内に供給された樹脂等の材料がパーティング面から漏れることを防止できる。このため製品にバリが生じることを防止できる。本発明はダイプレートの厚みを増大させることなくバリの発生を防止できるため、型締装置の軽量化とコンパクト化に寄与することもできる。

以下に、本発明の第１の実施形態に係る型締装置を有する射出成形機について、図１から図３を参照して説明する。
図１は射出成形機１０の一例を示している。この射出成形機１０は、架台としてのフレーム１１と、フレーム１１上に設けられた型締装置１２と、射出装置１３などを備えている。型締装置１２の内部に、固定型１４と移動型１５とからなる金型１６が配置されている。型締装置１２については後に詳しく説明する。

射出装置１３はバレル２０を備えている。バレル２０の先端部にノズル２１が設けられている。ノズル２１は、固定型１４に形成された材料注入口２２（図２に示す）と対向している。バレル２０は、例えばシリンダ機構あるいはボールねじとモータ等を備えたノズルタッチ機構（図示せず）によって、軸線Ｘ方向に移動させることができる。バレル２０が所定位置まで前進したとき、ノズル２１の先端が固定型１４の材料注入口２２に当接するようになっている。

バレル２０の内部にスクリュー２５が収容されている。スクリュー２５は、バレル２０に対して回転自在で、かつ、軸線Ｘ方向に移動可能である。このスクリュー２５は、モータ等の駆動源を備えたスクリュー駆動機構２６によって、軸線Ｘ回りに回転させることができる。

図２と図３は、本実施形態に係る複合式の型締装置１２の一部を示している。以下にこの型締装置１２について説明する。
図２に示す型締装置１２は、固定型１４が取付けられる固定側ダイプレートユニット３１と、移動型１５が取付けられる移動側ダイプレートユニット３２と、移動側ダイプレートユニット３２を矢印Ａで示す方向に移動させるダイプレート移動機構３３（図２に一部のみ示す）と、移動側ダイプレートユニット３２を固定側ダイプレートユニット３１に向かって加圧する加圧機構３４などを備えている。ダイプレート移動機構３３は、例えば油圧シリンダあるいはボールねじ機構等のアクチュエータにより、移動側ダイプレートユニット３２を比較的大きなストロークで矢印Ａ方向に往復移動させることができる。

加圧機構３４は、互いに平行な４本のタイバー４０と、タイバーロック装置４１と、タイバー４０に引張り力を発生させる型締シリンダ４２などを含んでいる。タイバーロック装置４１はタイバー４０の径方向に分割可能な二分割ナット式のロック部材４５を有している。ロック部材４５は、図示しないアクチュエータによって、タイバー４０の被係合部４０ａに噛合う固定位置と、タイバー４０の被係合部４０ａから離れるロック解除位置とにわたって駆動される。型締シリンダ４２のピストン４７は、タイバー４０の端部に設けられている。

図２に示されるように固定側ダイプレートユニット３１は、ダイプレート本体５０と、荷重伝達部５１と、金型取付プレート５２とを含んでいる。ダイプレート本体５０と金型取付プレート５２は、互いにボルト（図示せず）によって結合されている。本実施形態のダイプレート本体５０と荷重伝達部５１は一体に形成されているが、両者が別体であってもよい。ダイプレート本体５０と荷重伝達部５１とに、それぞれノズル挿入孔５３が形成されている。ダイプレート本体５０は、前記加圧機構３４の型締シリンダ４２に結合されている。

図３に示すように荷重伝達部５１は、４本のタイバー４０で囲まれる領域Ｓのセンター部分に形成されている。この荷重伝達部５１は円板形をなし、ダイプレート本体５０のセンター部分から金型１６の方向に突出している。荷重伝達部５１の面積（図２中の軸線Ｘ方向から見た加圧面５１ａの面積）は、軸線Ｘ方向から見たダイプレート本体５０の面積よりも小さい。

荷重伝達部５１の加圧面５１ａに、金型取付プレート５２が重なった状態で配置されている。金型取付プレート５２の金型１６側に、金型取付面５５が形成されている。この金型取付面５５に固定型１４が取付けられる。金型取付面５５の面積は、荷重伝達部５１の前記加圧面５１ａの面積よりも大きい。

荷重伝達部５１の周りには、ダイプレート本体５０と金型取付プレート５２との間に空間部５６が形成されている。この空間部５６に支持機構６０が配置されている。
支持機構６０は、金型取付プレート５２の外周部がダイプレート本体５０側に変形すること（撓むこと）を抑制するとともに、ダイプレート本体５０に加わる型締力の一部を金型取付プレート５２の外周部に伝える機能を担っている。

支持機構６０は、圧縮荷重に対して変形しにくい高剛性金属ブロックからなる調節部材６１を有している。調節部材６１の厚さＴ１は、荷重伝達部５１の厚さと同等である。図３に示すように調節部材６１は、金型取付プレート５２の外周部付近に位置し、互いに隣り合うタイバー４０間に配置されている。

図２に示されるように移動側ダイプレートユニット３２は、ダイプレート本体７０と、荷重伝達部７１と、金型取付プレート７２とを含んでいる。ダイプレート本体７０と金型取付プレート７２は、互いにボルト（図示せず）によって結合されている。本実施形態のダイプレート本体７０と荷重伝達部７１は一体に形成されているが、両者が別体であってもよい。ダイプレート本体７０に、前記加圧機構３４のタイバーロック装置４１が結合されている。

荷重伝達部７１は、固定側ダイプレートユニット３１の荷重伝達部５１と同様に、４本のタイバー４０で囲まれる領域のセンター部分に形成されている。この荷重伝達部７１は円板形をなし、ダイプレート本体７０のセンター部分から金型１６の方向に突出している。荷重伝達部７１の面積（図２中の軸線Ｘ方向から見た加圧面７１ａの面積）は、軸線Ｘ方向から見たダイプレート本体７０の面積よりも小さい。

荷重伝達部７１の加圧面７１ａに、金型取付プレート７２が重なった状態で配置されている。金型取付プレート７２の金型１６側に、金型取付面７５が形成されている。この金型取付面７５に移動型１５が取付けられる。金型取付面７５の面積は、荷重伝達部７１の前記加圧面７１ａの面積よりも大きい。

荷重伝達部７１の周りには、ダイプレート本体７０と金型取付プレート７２との間に空間部７６が形成されている。この空間部７６に支持機構８０が配置されている。
支持機構８０は、金型取付プレート７２の外周部がダイプレート本体７０側に変形すること（撓むこと）を抑制するとともに、ダイプレート本体７０に加わる型締力の一部を金型取付プレート７２の外周部に伝える機能を担っている。

支持機構８０は、固定側ダイプレートユニット３１の支持機構６０と同様の調節部材８１を有している。調節部材８１の厚さＴ２は、荷重伝達部７１の厚さと同等である。これら調節部材８１は、図３に示す調節部材６１と同様に金型取付プレート７２の外周部付近に配置されている。

以下に、本実施形態（図１〜図３）の射出成形機１０の作用について説明する。
型締装置１２のタイバーロック装置４１がロック解除状態にあり、タイバー４０の被係合部４０ａがロック部材４５によって拘束されていないとき、移動側ダイプレートユニット３２は図２に矢印Ａで示す方向に移動することができる。

ダイプレート移動機構３３によって、移動側ダイプレートユニット３２を固定側ダイプレートユニット３１に向かって移動させる。移動側ダイプレートユニット３２と固定側ダイプレートユニット３１とが互いに接した状態において、タイバーロック装置４１のロック部材４５によってタイバー４０の被係合部４０ａが拘束される。

型締シリンダ４２に油圧を導入し、ピストン４７を型締方向に駆動させてタイバー４０に張力を発生させることにより、移動側ダイプレートユニット３２が固定側ダイプレートユニット３１に向けて加圧される。この型締動作によって固定型１４と移動型１５とのパーティング面が互いに強固に密接し、型締状態が維持される。

図２に示す実施形態では、荷重伝達部５１，７１のそれぞれの加圧面５１ａ，７１ａの面積と比較して、金型１６の受圧面積（型１４，１５が金型取付プレート５２，７２と接する面積）の方がかなり大きい。このため荷重伝達部５１，７１によって、金型取付プレート５２，７２のセンター付近が加圧されると、金型取付プレート５２，７２の外周部が互いに離れる方向に変形しようとする。

しかし本実施形態では、金型取付プレート５２，７２の外周部とダイプレート本体５０，７０との間にそれぞれ調節部材６１，８１が配置されているため、金型取付プレート５２，７２の外周部がダイプレート本体５０，７０側に撓むことを抑制できる。このため、固定型１４と移動型１５の外周部付近のパーティング面が離れることによる材料の漏れ、バリの発生を防止できる。

本実施形態の固定側ダイプレートユニット３１と移動側ダイプレートユニット３２は、それぞれダイプレート本体５０，７０と金型取付プレート５２，７２とを備えた２プレート構造である。このためダイプレート本体５０，７０から入力する型締力が荷重伝達部５１，７１と金型取付プレート５２，７２を介して金型１６に伝わっても、金型１６のセンター付近のパーティング面が開くことが防止される。そして金型寸法や型締力に応じて調節部材６１，８１の厚みや大きさを変えることにより、金型内圧によって金型１６の外周部のパーティング面が開くことを調節部材６１，８１によって防止することができる。

すなわち本実施形態によれば、ダイプレート本体５０,７０や金型取付プレート５２，７２の厚さと剛性を増大させることなく、金型１６を好ましい状態で型締することができ、製品にバリが生じることを回避できる。またダイプレート本体５０,７０や金型取付プレート５２，７２の厚さを大きくしないですむことにより、型締装置１２の軽量化とコンパクト化を図ることができる。

なお、本実施形態では複合式の型締装置１２について説明したが、本発明はトグル式の型締装置にも適用できる。トグル式型締機構は、４本のタイバーと、これらタイバーに型締力を発生させるトグル機構を有し、トグル機構を伸張させた状態においてタイバーに張力を発生させ、移動側ダイプレートを固定側ダイプレートに向けて加圧するように構成されている。

図４は本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態の支持機構６０，８０は、調節部材６１，８１をダイプレート本体５０，７０の側方から出し入れ可能としている。これら調節部材６１，８１は、アクチュエータ９０，９１によって、ダイプレート本体５０，７０の側方から出し入れされる。アクチュエータ９０，９１の一例は油圧等の流体圧シリンダであるが、流体圧シリンダ以外に、ボールねじとモータを用いた電動式アクチュエータでもよいし、あるいはソレノイドが使用されてもよい。

この実施形態（図４）の場合、金型寸法や型締力に応じて、必要があるときに調節部材６１，８１を使用することにより、金型１６の外周部のパーティング面の開きを抑制することができる。それ以外の構成と作用については、第１の実施形態の型締装置１２と同じであるから、両者に共通の符号を付して説明を省略する。

図５は本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態の支持機構６０，８０は、金型取付面５５，７５と平行な方向に移動可能なくさび形の調節部材９５，９６と、これら調節部材９５，９６に接する傾斜面を有する受け部材９７，９８と、アクチュエータ１００，１０１を備えている。調節部材９５，９６は、アクチュエータ１００，１０１によって、金型取付面５５，７５と平行な方向に移動させることができる。

アクチュエータ１００，１０１は、例えばボールねじとステッピングモータを用いた位置制御可能なものであり、調節部材９５，９６を所望の位置に移動させることができるように構成されている。この実施形態（図５）によれば、金型寸法や型締力に応じて、くさび形の調節部材９５，９６を移動させることで、金型１６の外周部のパーティング面の開きを抑制することができる。それ以外の構成と作用については、第１の実施形態の型締装置１２と同じであるから、両者に共通の符号を付して説明を省略する。

図６は本発明の第４の実施形態を示している。この実施形態の支持機構６０，８０は、金型取付面５５，７５に対して直角な方向に移動可能な調節部材１１０，１１１と、調節部材１１０，１１１を移動させるためのアクチュエータ１１２，１１３とを備えている。アクチュエータ１１２，１１３は、ダイプレート本体５０，７０に配置されている。アクチュエータ１１２，１１３の一例は油圧シリンダであるが、例えばボールねじとモータ等の電動式のアクチュエータが使用されてもよい。調節部材１１０，１１１の先端は金型取付プレート５２，７２の外周部に当接している。

この実施形態（図６）も、ダイプレート本体５０，７０に加わる型締力が荷重伝達部５１，７１と金型取付プレート５２，７２を介して金型１６に伝わることにより、金型１６のセンター付近のパーティング面の開きが防止される。金型取付プレート５２，７２の外周部では、調節部材１１０，１１１によって変形が抑制されるとともに外周部の型締力を補助することができるため、金型１６の外周部のパーティング面が金型内圧によって開くことを抑制できる。

この実施形態（図６）によれば、成形条件に応じてアクチュエータ１１２，１１３の油圧力を調整することにより、様々な成形条件に対応することができる。また金型寸法や型締力に応じて、調節部材１１０，１１１の突出量を調整することで、金型取付プレート５２，７２の外周部の変形をより的確に規制することができるようにしてもよい。それ以外の構成と作用については、図５に示す第３の実施形態の型締装置１２と同じであるから説明は省略する。

図７は、前記型締装置１２（図６）に小形の金型１６を取付けた例である。ダイプレート本体５０，７０に加わる型締力は、金型取付プレート５２，７２を介して金型１６に伝わるため、金型１６のパーティング面が開くことが防止される。ここでもし金型取付プレート５２，７２が設けられていないと、図９に示す従来例のようにダイプレートが撓んでしまい、金型内に射出された材料が金型のパーティング面から漏れるおそれがある。しかし本実施形態の型締装置１２は、ダイプレート本体５０，７０と金型１６との間に金型取付プレート５２，７２が配置されていることにより、小形の金型１６であってもパーティング面が開くことを防止できる。

図８は本発明の第５の実施形態を示している。この実施形態では、ダイプレート本体５０，７０に配置されている支持機構６０，８０が金型取付面５５，７５と平行な方向に移動可能に構成されている。この場合、金型寸法や型締条件に応じて、支持機構６０，８０を金型取付面５５，７５と平行な方向に移動させることにより、金型取付プレート５２，７２の外周部の変形をさらに効果的に抑制することが可能である。それ以外の構成と作用については、図６に示す型締装置１２と同じであるから、両者に共通の符号を付して説明を省略する。

前記それぞれの実施形態では、固定側ダイプレートユニットおよび移動側ダイプレートユニットのそれぞれが、ダイプレート本体と、荷重伝達部と、金型取付プレートと、支持機構とを備えている。しかし固定側ダイプレートユニットおよび移動側ダイプレートユニットのいずれか一方のみが、ダイプレート本体と、荷重伝達部と、金型取付プレートと、支持機構とを備えた構成であってもよい。

また前記各実施形態ではダイプレート本体と荷重伝達部が一体であるが、これに限ることはなく、例えばダイプレート本体と荷重伝達部が互いに別体に構成されていてもよい。また荷重伝達部が金型取付プレートと一体に形成されていてもよいし、ダイプレート本体と荷重伝達部と金型取付プレートが一体に成形されていてもよい。

前記の実施形態をはじめとして、本発明を実施するに当たって、ダイプレートユニットをはじめとして、加圧機構、調節部材を備えた支持機構など、発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機の側面図。 図１に示された射出成形機の型締装置の断面図。 図２中のＦ３−Ｆ３線に沿う型締装置の断面図。 本発明の第２の実施形態に係る型締装置の断面図。 本発明の第３の実施形態に係る型締装置の断面図。 本発明の第４の実施形態に係る型締装置の断面図。 図６に示された型締装置に小形の金型を取付けた状態を示す断面図。 本発明の第５の実施形態に係る型締装置の断面図。 従来の型締装置を示す側面図。 従来の金型取付プレートを有する型締装置によって小形の金型を型締した状態を模式的に示す側面図。 従来の金型取付プレートを有する型締装置によって大形の金型を型締した状態を模式的に示す側面図。

符号の説明

１０…射出成形機
１２…型締装置
１４…固定型
１５…移動型
１６…金型
３１…固定側ダイプレートユニット
３２…移動側ダイプレートユニット
３４…加圧機構
４０…タイバー
５０，７０…ダイプレート本体
５１，７１…荷重伝達部
５１ａ，７１ａ…加圧面
５２，７２…金型取付プレート
５５，７５…金型取付面
５６，７６…空間部
６０，８０…支持機構
６１，８１…調節部材
１００，１０１…アクチュエータ
１１０，１１１…調節部材
１１２，１１３…アクチュエータ

Claims (6)

1. 金型の型締を行なうための加圧機構を備えた型締装置であって、
   固定型が取付けられる固定側ダイプレートユニットと、
   移動型が取付けられる移動側ダイプレートユニットと、
   前記固定側ダイプレートユニットと移動側ダイプレートユニットとにわたってこれらダイプレートユニットの外周部に配置された互いに平行な複数本のタイバーとを有し、
   前記固定側ダイプレートユニットと移動側ダイプレートユニットの少なくとも一方は、
   前記加圧機構によって型締力が与えられるダイプレート本体と、
   前記ダイプレート本体の前記タイバーで囲まれる領域のセンター部分から前記金型に向かって突出する荷重伝達部と、
   前記荷重伝達部の金型側に設けられかつ前記荷重伝達部よりも広い金型取付面を有する金型取付プレートとを含み、
   前記荷重伝達部の周りで前記ダイプレート本体と前記金型取付プレートとの間に空間部が形成され、
   前記空間部に、前記金型取付プレートの外周部が前記ダイプレート本体側に変形することを抑制する支持機構を備えていることを特徴とする型締装置。
2. 前記支持機構は、前記ダイプレート本体の側方から出し入れ可能な調節部材と、該調節部材を前記ダイプレート本体の側方から出し入れするためのアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
3. 前記支持機構は、前記金型取付面と平行な方向に移動可能なくさび形の調節部材と、該調節部材を前記金型取付面と平行な方向に移動させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
4. 前記支持機構は、前記金型取付面に対して垂直な方向に移動可能で前記金型取付プレートに当接する調節部材と、この調節部材を前記金型取付面に対して垂直な方向に移動させるアクチュエータを備え、該アクチュエータが前記ダイプレート本体に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
5. 前記支持機構が前記金型取付面と平行な方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の型締装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の型締装置を備えた射出成形機。

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