JP2008229884A - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定金型と可動金型の型軸心の位置調整を、固定盤や可動盤を支持している台座をも温調できるようにして、固定盤とその支持柱及び可動盤とそのガイド台座との関連から、固定盤と可動盤の盤体の熱膨張方向を制御して行えるようにする。
【解決手段】固定盤を機台上の固定盤台座の操作側と反操作側に立設した支持柱に両側中央部を固定して垂直に設置する。可動盤を操作側と反操作側に設置したガイド台座に走行自在に支持する。固定盤と可動盤とに温調回路を内設する。支持柱とガイド台座とに温調回路を内設する。温調回路ごとに温調機に接続する。操作側に位置する支持柱の柱厚を反操作側に位置する支持柱の柱厚よりも厚く形成する。反操作側に位置するガイド台座の台厚を操作側よりも厚く形成して高く設置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、固定盤と可動盤に取付けた金型相互の心ずれ調整手段を備えた射出成形機の型締装置に関するものである。

通常の横型の型締装置では、製作時の組立によっては平行度に僅かな狂いが生ずることがあり、また可動盤の荷重によるタイバーの撓みや、型締力やノズルタッチ力、射出圧力などの外力による可動盤又は固定盤の歪みや撓み、さらには金型の昇温や溶融樹脂が射出充填された金型からの伝熱による可動盤の熱膨張変形などが、可動盤と固定盤との平行度の狂いの原因となることがある。この平行度の狂いによる金型相互の心ずれは僅かで、噛りなどの不具合を起こすほどのものではないとしても、繰返し型開閉が行われる金型にとって好ましいものではなく、微小（μｍ単位）の寸法精度が要求される精密成形品の成形では不良成形の一因となる。

前記固定盤及び可動盤における機械的な又は熱膨張変形による歪みや撓みの防止手段として、機台上に盤面形状が凹状形の固定盤台座を設置し、その固定盤台座の両端上の支持柱に、温調回路を内設した固定盤を両側中心部を固定して、該固定盤台座に膨張間隙を空けて垂直に設置する一方、機台上の操作側と反操作側とにガイド台座を平行に設置し、そのガイド台座上に、温調回路を内設した可動盤を走行自在に支持した型締装置がある。

また固定プラテン（固定盤）及び可動プラテン（可動盤）に加えて、後部プラテン（受圧盤）とタイバーにも温調回路を内設して温度調整できるようにし、これにより固定プラテンと可動プラテンのみを温度調整した場合に生じがちな型締装置全体における温度不均一による平行度の阻害を解決しているものもある。
特開２００６−２５６０３４号公報 特開２００６−２１２９８０号公報

前記特許文献１に記載の従来の型締装置では、盤体両側の支持によって金型からの伝熱による盤体の熱膨張が、盤体中心から四方に均等に生ずるようになるので、熱膨張差から生ずる熱変形が減少し、長期にわたる使用でも金型の型閉精度が保たれることから金型の噛りが防止され、成形不良も減少するようになる。型締力を受けた際の変形も、可動盤ではタイバーに拘束されることなく盤体中心に対して対称に出現するので型締力による歪みも抑制され、金型相互の位置ずれ原因となる熱変形と外力による変形の両方が同時に防止することができる。また温調回路により固定盤と可動盤の温度を調整して金型からの伝熱を制御できるので、その熱制御により盤体の熱変形による歪みや撓みを小さく抑制して金型相互の心ずれを調整することもできるなどの利点を有する。

しかしながら、そこにおける金型相互の心ずれ調整は、固定盤と可動盤の何れか一方又は両方の温度制御による盤体の熱変形の制御によるから、心ずれ方向によっては調整が容易に行えないことがある。また引用文献２に記載の従来装置ではタイバーをも温調して上下タイバーの軸ずれを防止しているが、盤体の熱膨張がタイバーにより制約を受けないようにしてガイド台座に両側を走行自在に支持した可動盤には採用し難く、しかもタイバーの熱膨張は径方向よりも軸方向が大きく、その際のタイバー伸長力は固定盤の四隅部に押圧力となって作用し、これが原因で盤体上下に歪みや撓みが発生し、固定盤の垂直度が損なわれるという課題が生ずる。

この発明の目的は、温調回路を内設した固定盤又は可動盤に加えて、それらを支持している台座をも温調できるように構成し、固定盤とその支持柱及び可動盤とそのガイド台座との関連から、固定盤と可動盤の盤体の熱膨張方向を制御できるようにして、盤体に取付けた金型相互の心ずれを容易に調整できるようにした射出成形機の型締装置を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、タイバーにより連結して機台上に対設した固定盤及び圧受盤と、両盤間に進退自在に設けた可動盤とを備え、その固定盤を機台上の固定盤台座の操作側と反操作側に立設した支持柱に固定盤両側の上下中心部を固定して、該固定盤台座に垂直に設置する一方、可動盤を操作側と反操作側に平行に設置したガイド台座にタイバーの拘束を受けずに走行自在に支持し、固定盤と可動盤とに熱媒体の温調回路を内設した型締装置において、前記支持柱とガイド台座とに熱媒体が流通する温調回路を内設し、その温調回路を熱媒体の温度制御による熱膨張差により金型相互の型軸心のずれを調整できるように、温調回路ごとに温調機に接続してなる、というものである。

また前記固定盤台座は、座板両端上に一対の支持柱を立設した盤面形状が凹状形からなり、両支持柱は固定盤の側面中心部を上端で支える高さで、操作側に位置する支持柱の柱厚（横方向）を反操作側に位置する支持柱の柱厚（横方向）よりも厚く形成してなる、というものである。

前記ガイド台座は、操作側が下部タイバー位置より低く、反操作側は操作側よりも台厚（横方向）を厚く形成して上部タイバー位置まで高く設置してなるというものであり、前記可動盤のガイド手段は、操作側と反操作側の前記ガイド台座の上面に敷設したリニアガイドレールと、そのリニアガイドレールに摺動自在に嵌合したリニアガイド部材と、そのリニアガイド部材を下面に取付けた走行部材とからなる、というものでもある。

前記可動盤は、操作側と反操作側の盤体側面に縦長の支持部材を有し、その操作側の支持部材は厚肉板で下端を前記走行部材に載置して固定し、反操作側の支持部材は薄肉板で上端側面を前記走行部材に取付けて、ガイド台座上に走行自在に支持されているというものである。また前記タイバーを四隅に挿通した型締盤と、その型締盤の前面に中央部を連結して取付けた型取付盤とからなり、その型取付盤を前記操作側の支持部材と前記反操作側の支持部材とにより前記ガイド台座上に走行自在に支持してなる、というものでもある。

上記構成では、固定盤と可動盤に加えて、各盤体を支持する支持柱とガイド台座にも温調回路を設けたので、そこを流通する熱媒体の温度制御により、支持柱とガイド台座とが固定された下端を基として縦方向へ熱膨張し、それにより盤体に取付けた固定金型と可動金型の型軸心の垂直方向のずれを調整することができる。

また固定盤台座の両支持柱の柱厚（横方向）や可動盤両側の支持部材の板厚を変えて、操作側と反操作側の支持柱や支持部材に剛性に差を付けたので、その剛性の差から盤体における熱膨張が剛性側を基として横方向に生ずるようになり、それにより金型相互の型軸心の水平方向のずれを調整することができる。

図中１は固定盤、２は圧受盤で、盤面が正方形の盤体の四隅をタイバー３，３により互いに連結して機台４の上に立設してある。５は固定盤１と圧受盤２の間に進退自在に設けた可動盤で、四隅をタイバー３，３に挿通した型締盤５１と、型締盤５１の前面の型取付盤５２の二部材からなり、その型締盤５１と圧受盤２との間に、型締用のトグル機構６がトグルリンク６１，６１を圧受盤２と型締盤５１の上下位置にそれぞれ連結して設けてある。

前記型締盤５１と型取付盤５２は、中央部を型締力伝達部材５３により一体的に連結されており、また型取付盤５２の四隅部のタイバー挿通孔はタイバー３の直径よりも大径に形成されていて、タイバー３の周囲に熱膨張間隙３ａが生ずるようにしてある。この熱膨張間隙３ａにより型取付盤５２はタイバー３に拘束されることなく熱膨張するようになる。

前記固定盤１は、図３に示すように、機台上に設置した固定盤台座７に垂直に支持して設けてある。固定盤台座７は盤厚が少なくとも固定盤１と同一で固定盤横幅よりも横長の座板７１と、座板両端上に立設した一対の支持柱７２，７２′とによる盤面形状が凹状形のものからなる。この両支持柱７２，７２′の高さは固定盤１の中心部を上端で支える高さに設定され、また柱厚（横方向）は操作側（図では左側）に位置する支持柱７２の方が反操作側（右側）に位置する支持柱７２′の柱厚（横方向）よりも厚く設定してある。固定盤１は両側面の中央部に突設した支承部１２，１２′を、両支持柱７２，７２′の上端にそれぞれ載置し、ボルト５４，５４′により支持柱７２，７２′に固定して、支持柱内側と座板との間に膨張間隙を空けて支持されている。

また座板７１の操作側と反操作側の両端内側には、前記可動盤５のガイド台座８，８′が、機台上面の長手方向に該座板と直角にして平行に設置してある。操作側のガイド台座８の高さは、下部タイバーの位置よりも低く設定されており、反操作側のガイド台座８′は操作側よりも横幅が厚く、その上に同一横幅の四辺形のフレームによる上部台座８″を一体に立設して、上部タイバーの位置まで高く設置してある。

前記操作側のガイド台座８の上面と操作側の上部台座８″の上面にはリニアリニアガイドレール８１，８１′が敷設してある。これらのリニアガイドレール８１，８１′には、走行部材８２，８２′が、下面前後に取付けた一対のリニアガイド部材８３，８３′をガイドレールに嵌装して摺動自在に設けてある。

前記可動盤５の型締盤５１と型取付盤５２は盤面が正方形の盤体からなり、両盤の間には中央部に介在した前記型締力伝達部材５３により間隙が設けてある。この間隙により型締盤５１が型締力により歪んで、型締盤５１の上下部が型取付盤側に反っても、その反りが型取付盤５２に及ばないようにしてある。この間隙の寸法は型締力伝達部材５３の厚さを変えることで任意に設定することができる。

また型取付盤５２の操作側と反操作側の盤体側面には、縦長の板体による支持部材５４，５４′がボルトにより取付けてある。操作側の支持部材５４は厚肉板で上記走行部材８２に下端を載置してボルトにより固着してある。また反操作側の支持部材５４′は薄肉板で上端側面に走行部材８２′がボルトにより取付けてある。これにより型取付盤５２は両側上下の走行部材８２，８２′を介してガイド台座８，８′に走行自在に支持され、タイバー３，３に負担が掛からないようになる。

前記圧受盤２は、ベースプレート９の上に移動自在に載置して機台上に設置してある。この圧受盤２の中央には、前記トグル機構６のトグルリンク間の中央に位置するトグル駆動用のねじ軸６２が、回転自在に横長に挿通して軸承してあり、そのねじ軸６２にトグルリンク６１，６１を、作動リンク６３を介して屈伸作動するクロスヘッド６４が、図示しない電動サーボモータによる該ねじ軸６２の回転により進退移動するように螺合して設けてある。

前記固定盤１及び型取付盤５２と、前記固定盤台座７の両支持柱７２，７２′と、操作側のガイド台座８及び反操作側の上部台座８２″との内部には、温調用の温調回路１ａ，５２ａ，７２ａ，７２ａ′，８ａ，８ａ′がそれぞれ配設してあり、それらの流路を流通する熱媒体により盤体と盤体を支持する上記各部の温度を調整して、固定盤１に取付けた固定金型１０ａと、型取付盤５２に取付けた固定金型１０ｂの相互の中心位置（以下型軸心という）のずれを調整することができるようにしてある。

固定盤１及び型取付盤５２の温調回路１ａ，５２ａは、盤体上縁と下縁からそれぞれ盤体中心部の上下に平行にコ状形に配設されており、また温調回路１ａは温調機Ａ１に、温調回路５２ａは温調機Ａ２にそれぞれ別個に接続してある。

前記支持柱７２の，７２′の温調回路７ａ，７２ａ′は、柱体外側から柱体内側に縦にコ字状に配設されて温調機Ｂ１に、またガイド台座８と上部台座８″の温調回路８ａ，８ａ′は、座体内側縁から座体外側縁にコ字状に配設されて、それぞれ温調機Ｂ２にそれぞれ別個に接続してある。

このような型締装置では、タイバー３，３が受ける可動盤５の荷重が、型取付盤５２の両側上下のガイド部による支持により軽減されるので、タイバー３，３には荷重による撓みが起り難く、それに伴う型取付盤５２の下方への沈みによる高さ変位も生じ難いものとなる。また型取付盤５２の支持を盤体両側の上下で行っていることと、盤体四隅の熱膨張間隙３ａによりタイバー３の拘束を受けないことから、金型からの伝熱による盤体の熱膨張は、盤体中心から開放されている四方へと生ずるようになって、タイバーの拘束による不均一な熱膨張による盤体の反りが防止される。

固定盤１においても、盤体の操作側と反操作側の両方の上下中心部を、固定盤台座７の両側の支持柱７２，７２に固定して、機台４上に垂直に設置したことにより、金型からの伝熱による盤体の熱膨張が、盤体中心から開放されている四方へと生ずるようになるので、下端部を機台に拘束した場合に生ずる不均一な熱膨張による盤体の反りが防止される。

また両盤体に型軸心を合わせて取付けた後の熱膨張差による固定金型１０ａと可動金型１０ｂの微細（１〜数ミクロン）な心ずれも、固定盤１と型取付盤５２とが備える温調回路１ａ，５２ａと、各盤体を支持する前記各部が備える温調回路７２ａ，７２ａ′，８ａ，８ａ′を流通する熱媒体の温度を制御して調整することができる。

固定盤１の盤体の温度を媒体温度を高くして昇温すると、固定盤１を支持している固定盤台座７の操作側の支持柱７２と反操作側の支持柱７２′の柱幅が異なり、その柱幅差による剛性の差から熱膨張に対する抵抗力は操作側が反操作側よりも大く作用することから、盤体における水平方向の熱膨張は、操作側の支持柱７２を基として反操作側へと生ずるようになる。この際の熱膨張による伸長力は支持柱７２′の撓みにより吸収される。また垂直方向の熱膨張は盤体上下が同一条件にあるので均等に生ずる。この結果、盤体軸心は上下にはずれずに反操作側へと水平にずれてゆく。

また型取付盤５２では、操作側の支持部材５４が反操作側の支持部材５４′よりも肉厚で剛性が大きく、支持部材５４による盤体の支持点も機台に近い低位置であるのに対して、反操作側の支持点は機台から離れた上部台座８″の上端であることから、盤体の温度を昇温すると水平方向の熱膨張による応力は反操作側の支持点に集中するようになり、上部台座８″は上端部が押圧されて外側に傾斜するようになる。これにより盤体は操作側を基として反操作側へと膨張し、伸長力は上部台座８″の撓みによる傾斜により吸収される。また垂直方向の熱膨張は盤体上下が同一条件にあるので均等に生ずる。この結果、盤体軸心は上下にはずれずに反操作側へと水平にずれてゆく。

前記支持柱７２，７２′とガイド台座８，８′の温度を媒体温度を高くして昇温すると、機台４を基として上方へ熱膨張する。この熱膨張による上方への伸長により、支持柱７２，７２′に支持されている固定盤１と、型取付盤５２を介してガイド台座８，８′（８″）に支持されている可動盤５が、それぞれ伸長分だけ持ち上げられて盤体の軸心が上方にずれる。これにより支持柱７２，７２′又はガイド台座８，８′の何れかの温度制御により、固定盤１と型取付盤５２の相対位置を上下にずらせることができるので、型軸心を合わせて両盤体に取付けた後の固定金型１０ａと可動金型１０ｂの垂直方向の心ずれも調整することができる。

したがって、固定盤１と型取付盤５２及び支持柱７２，７２′とガイド台座８，８′が個々に備える温調回路１ａ，５２ａ、７２ａ，７２ａ′，８ａ，８ａ′を流通する熱媒体の温度制御をもって、固定盤１と型取付盤５２に取付けた固定金型１０ａと可動金型１０ｂの水平及び垂直方向と斜め方向の型軸心のずれをμｍ単位で調整することができる。

また心ずれ調整に際する熱媒体の温度設定は、型締装置の構成材料として採用されている金属材料の熱膨張係数と材料寸法（長さ）から、温度ごとの熱膨張による伸び率が算出できるので、金型相互の型軸心のずれ寸法を測定して温度を設定するだけで済む。
例えば、構成材料：ダクタイル鋳鉄
熱膨張係数 α＝１１．８８×１０^-6［／℃］
材料寸法：２００［ｍｍ］ 膨張寸法：１℃＝２．４［μｍ］
であるから、両盤体に型軸心を合わせて取付けた後の固定金型１０ａと可動金型１０ｂの心ずれも、心ずれ方向を問わず温調機による熱媒体の温度制御をもって極めて容易に高精度に修正調整することができる。

なお、前記実施形態では、可動盤５を型締盤５１と型取付盤５２とから構成しているが、可動盤５はこれまでと同様な単一の盤体による場合でも、ガイド手段を可動盤の盤体両側の操作側と反操作側に設置し、その両側のガイド手段のガイド部を盤体両側に高低差をつけて配設するという構成であれば、伝熱による熱変形が防止されるので、この発明は前記実施形態の型締装置に限定されるものではない。また型締手段としてトグル機構を記載しているが、油圧シリンダによる型締手段でも同様な作用効果を奏するので、型締手段についてもこの発明はトグル機構に限定されるものではない。

本発明に係る射出成形機の型締装置の平面図である。 同上の側面図である。 同じく固定盤側の正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 固定盤台座とガイド台座の温調回路を略示した斜視図である。

符号の説明

１ 固定盤
１ａ 温調回路
３ タイバー
３ａ 熱膨張間隙
４ 機台
５ 可動盤
７ 固定盤台座
７，７′ 支持柱
８，８′ ガイド台座
８″ 上部台座
８ａ，８ａ′ 温調回路
５１ 型締盤
５２ 型取付盤
５２ａ 型取付盤の温調回路
５４，５４′ 型取付台の支持部材
７２，７２′ 支持柱
７２，７２ａ 温調回路
８１，８１′ リニアガイドレール
８２，８２′ 走行部材
８３，８３′ リニアガイド部材

Claims (6)

1. タイバーにより連結して機台上に対設した固定盤及び圧受盤と、両盤間に進退自在に設けた可動盤とを備え、その固定盤を機台上の固定盤台座の操作側と反操作側に立設した支持柱に固定盤両側の上下中心部を固定して、該固定盤台座に垂直に設置する一方、可動盤を操作側と反操作側に平行に設置したガイド台座に走行自在に支持し、固定盤と可動盤とに熱媒体の温調回路を内設した型締装置において、
   前記支持柱とガイド台座とに熱媒体が流通する温調回路を内設し、その温調回路を熱媒体の温度制御による熱膨張差により金型相互の型軸心のずれを調整できるように、温調回路ごとに温調機に接続してなることを特徴とする射出成形機の型締装置。
2. 前記固定盤台座は、座板両端上に一対の支持柱を立設した盤面形状が凹状形からなり、両支持柱は固定盤の側面中心部を上端で支える高さで、操作側に位置する支持柱の柱厚（横方向）を反操作側に位置する支持柱の柱厚（横方向）よりも厚く形成してなることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置。
3. 前記ガイド台座は、操作側が下部タイバー位置より低く、反操作側は操作側よりも台厚（横方向）を厚く形成して上部タイバー位置まで高く設置してなることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置。
4. 前記可動盤のガイド手段は、操作側と反操作側の前記ガイド台座の上面に敷設したリニアガイドレールと、そのリニアガイドレールに摺動自在に嵌合したリニアガイド部材と、そのリニアガイド部材を下面に取付けた走行部材とからなることを特徴とする請求項１又は３記載の射出成形機の型締装置。
5. 前記可動盤は、操作側と反操作側の盤体側面に縦長の支持部材を有し、その操作側の支持部材は厚肉板で下端を前記走行部材に載置して固定し、反操作側の支持部材は薄肉板で上端側面を前記走行部材に取付けて、ガイド台座上に走行自在に支持されていることを特徴とする請求項１，３，４の何れかに記載の射出成形機の型締装置。
6. 前記可動盤は、前記タイバーを四隅に挿通した型締盤と、その型締盤の前面に中央部を連結して取付けた型取付盤とからなり、その型取付盤を前記操作側の支持部材と前記反操作側の支持部材とにより前記ガイド台座上に走行自在に支持してなることを特徴とする請求項５記載の射出成形機の型締装置。

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