JP2009132087A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】トグルリンク式の型締め機構における上下方向の力のアンバランスを解消し、各部への悪影響を低減して装置の耐久性の向上、製品品質や成形性の低下を防ぐことのできる射出成形機を提供することを目的とする。
【解決手段】ロッドサポート２６側においてガイドロッド２２の他端２２ｂを可動型盤１０の中心よりも上方にオフセットしておくことで、型締め力を発揮したときに、各部の重量、各部材の寸法公差、摺動部に存在するクリアランスによって生じるガタ等に起因してクロスヘッド２３が下降した状態で、クロスヘッド２３を可動型盤１０の中心と同じ高さに位置させ、クロスヘッド２３に上下方向にアンバランスな力が作用するのを防ぐ。
【選択図】図３

Description

本発明は、トグルリンク式の型締め機構を備えた射出成形機に関する。

射出成形機の金型を開閉するための型締め機構の一つとして、トグルリンク式のものがある（例えば、特許文献１参照）。
トグルリンク式の型締め機構においては、サーボモータによって回転駆動されるボールネジにより、クロスヘッドが型開閉方向に進退するようになっている。クロスヘッドは、金型が取り付けられる可動型盤（プラタン）と固定物との間に設けられたリンクに連結されており、クロスヘッドの変位がリンクによって増幅されて可動型盤に伝達される。固定物と固定型盤とはタイバーによって連結されており、可動型盤の変位と固定型盤からの反力とによって型締め力を発揮する。このように、クロスヘッドの変位をリンクによって増幅することで、小さな駆動力・変位で可動型盤を効率よく駆動できるようになっている。

特開平１０−２８６８５２号公報

上記のようなトグルリンク式の型締め機構において、可動型盤を固定型盤側に変位させて型締め力を発揮したときに、設計上はガイドロッドに保持されたクロスヘッドの中心が可動型盤の中心に合致しているにもかかわらず、実際には、各部の重量、各部材の寸法公差、摺動部に存在するクリアランスによって生じるガタ等に起因して、クロスヘッドの中心が可動型盤の中心よりも下がってしまうことがある。すると、可動型盤からリンク部材を介して入力される力により、クロスヘッドに上下方向にアンバランスな力が作用してしまう。その結果、クロスヘッドや、リンクを連結するピン等に過大な応力が作用し、各部の破損や、摺動部の異常摩耗、これらの発生による製品品質の低下、型締め力のアンバランスによる成形性の低下等に繋がる可能性がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、トグルリンク式の型締め機構における上下方向の力のアンバランスを解消し、各部への悪影響を低減して装置の耐久性の向上、製品品質や成形性の低下を防ぐことのできる射出成形機を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明の射出成形機は、一対の金型の一方が装着される固定型盤と、一対の金型の他方が装着され、固定型盤に対して接近・離間する可動型盤と、可動型盤を固定型盤に対して接近・離間させる駆動部と、を備える。そして、駆動部は、トグルリンク式であり、固定状態で設けられたトグルサポートと、トグルサポートと可動型盤との間に設けられたロッドサポートと、トグルサポートとロッドサポートとに両端が支持されたガイドロッドと、ガイドロッドに沿って移動可能に設けられたクロスヘッドと、クロスヘッドをガイドロッドに沿って移動させるボールネジ、モータ等からなる駆動源と、トグルサポート、可動型盤、およびクロスヘッドに連結され、クロスヘッドをガイドロッドに沿って移動させることで、トグルサポートと可動型盤とを接近・離間させるリンク機構と、を備える。このような駆動部において、ガイドロッドを、トグルサポートに支持された一端側よりもロッドサポートに支持された他端側を高くして保持する保持部材を備えることを特徴とする。
この保持部材は、クロスヘッドがガイドロッドの他端側に位置したときに、クロスヘッドの上下方向の中心が、可動型盤の中心と同じ高さとなるよう、ガイドロッドの他端の高さを設定するものである。これにより、可動型盤を固定型盤側に変位させて型締め力を発揮したときには、クロスヘッドの上下方向の中心が、可動型盤の中心と同じ高さとなるので、各部の重量、各部材の寸法公差、摺動部に存在するクリアランスによって生じるガタ等に起因して、可動型盤からクロスヘッドに上下方向にアンバランスな力が作用するのを防ぐことができる。

ガイドロッドの他端をトグルサポートに支持された一端側よりも高く設けるには、ロッドサポートにガイドロッドの他端を保持するために形成されたロッド孔に対し、ガイドロッドの他端を保持部材により偏心させて取り付けるのが好ましい。これには、保持部材として、偏心リングやシム、ボルト等を用い、ロッド孔に対するガイドロッドの他端の偏芯量を設定することができる。このようにすることで、ガイドロッドの他端側に変更を加えるのみで、クロスヘッドにアンバランスな力が作用するのを防ぐことが可能となり、大がかりな構造変更等は不要となる。したがって、低コストで問題対策が施せるうえ、既存の射出成形機においても本発明を容易に適用することが可能となる。

さらに、保持部材は、ガイドロッドの他端の高さを調整可能とするのが好ましい。これにより、個体差によるガイドロッドの他端の高さを調整することができる。

本発明によれば、型締め力を発揮したときに、各部の重量、各部材の寸法公差、摺動部に存在するクリアランスによって生じるガタ等に起因してクロスヘッドが下降した状態で、クロスヘッドを可動型盤の中心と同じ高さに位置させることができ、クロスヘッドに上下方向にアンバランスな力が作用するのを防ぐ。その結果、クロスヘッドや、リンク部材を連結するピン等に過大な応力が作用するのを防ぎ、各部への悪影響を低減して駆動部の耐久性の向上を図るとともに、製品品質や成形性の低下を防ぐことが可能となる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における射出成形機の概略構成を説明するための図である。
図１に示すように、射出成形機を構成する可動型盤１０は、金型取付面１０ａ側を固定型盤１１に対向させて配置されている。可動型盤１０は、図示しない摺動部材に沿って固定型盤１１に接近離間する方向に移動可能に設けられている。可動型盤１０の背面１０ｂ側には、可動型盤１０を固定型盤１１に接近離間する方向に駆動するための駆動機構（駆動部）２０が設けられている。

図１および図２に示すように、駆動機構２０は、基台上に固定されたトグルサポート２１と、可動型盤１０の進退方向に伸びるように設けられたガイドロッド２２、ガイドロッド２２に沿って移動可能に設けられたクロスヘッド２３、クロスヘッド２３を駆動するためのボールネジ２４を備えている。
トグルサポート２１と図示しない固定型盤との間には、タイバー２５が設けられ、可動型盤１０はこのタイバー２５によって移動方向がガイドされる。

ガイドロッド２２は、二本一対で、それぞれ、その一端２２ａがトグルサポート２１に固定され、他端２２ｂが、可動型盤１０側に突出するように設けられて、ロッドサポート２６によって固定支持されている。ロッドサポート２６は、トグルサポート２１に固定金具２７を介して取り付けられている。ロッドサポート２６には、タイバー２５を挿通させるタイバー挿入孔２６ａが形成され、ここにタイバー２５が挿通されている。

クロスヘッド２３は、二本一対のガイドロッド２２が貫通し、これらガイドロッド２２に沿って移動自在に設けられている。クロスヘッド２３には、ボールネジ２４が螺合しており、このボールネジ２４を図示しないサーボモータによって回転駆動させることで、クロスヘッド２３がボールネジ２４およびガイドロッド２２に沿って進退するようになっている。

クロスヘッド２３は、上下方向の中心部において、前記のガイドロッド２２、ボールネジ２４が貫通しており、その上方と下方には、それぞれリンク支持部２３ａが延出して設けられている。
図３に示すように、クロスヘッド２３の上下それぞれのリンク支持部２３ａには、リンク部材（リンク機構）２８の一端がピン接続されている。トグルサポート２１と可動型盤１０の間には、リンク部材（リンク機構）２９Ａ、２９Ｂが設けられている。リンク部材２９Ａの一端はトグルサポート２１にピン接続され、他端はリンク部材２９Ｂの一端にピン接続されている。さらに、リンク部材２９Ｂの他端は可動型盤１０に連結されている。そして、リンク部材２９Ａ、２９Ｂの連結部分には、前記のリンク部材２８の他端がピン接続されている。

このような構成の駆動機構２０においては、図示しないサーボモータによって回転駆動されるボールネジ２４により、クロスヘッド２３が型開閉方向に進退するようになっている。クロスヘッド２３は、トグルサポート２１と金型が取り付けられる可動型盤１０との間に設けられたリンク部材２８、２９Ａ、２９Ｂに連結されており、クロスヘッド２３が変位すると、その変位がリンク部材２８、２９Ａ、２９Ｂによって増幅されて可動型盤１０に伝達される。トグルサポート２１と固定型盤（図示なし）とは、タイバー２５によって連結されており、可動型盤１０の変位と固定型盤（図示無し）からの反力とによって型締め力を発揮する。

さて、このような駆動機構２０において、型締め力を発生した時に、クロスヘッド２３に上下方向にアンバランスな力が作用するのを防ぐため、本実施の形態では以下に示すような複数の構成を採用し得る。
クロスヘッド２３は、型締め時には、前記したように各部の重量、各部材の寸法公差、摺動部に存在するクリアランスによって生じるガタ等に起因して、上下方向にアンバランスな力が作用する。これに抗するため、クロスヘッド２３がガイドロッド２２に沿って可動型盤１０側の前進端に位置して型締め力が作用したときに、クロスヘッド２３の中心が可動型盤１０の中心と同じ高さとなるよう、クロスヘッド２３を所定寸法だけ上方に位置させる構成となっている。このため、ガイドロッド２２を、トグルサポート２１に固定された一端２２ａ側より、ロッドサポート２６に固定された他端２２ｂ側が高くなるように設ける。

図４（ａ）に示した例では、ガイドロッド２２の他端２２ｂ側の下面に、一端側から他端側に向けて漸次高くなるように傾斜された傾斜面３０を形成し、ロッドサポート２６には、傾斜面３０に平行な傾斜面３１を上面に有した調整部材（保持部材）３２を配置する。この調整部材３２は、ロッドサポート２６に形成されたロッド孔３３に挿入され、そのガイドロッド２２の軸線方向に沿った位置が移動可能とされている。調整部材３２の位置は、調整部材３２にねじ込まれた調整ボルトのねじ込み量によって調整できるようになっている。調整部材３２を、ガイドロッド２２の軸線方向に沿って移動させると、傾斜面３０、３１によりガイドロッド２２の他端２２ｂの位置が上下に調整できる。
これにより、射出成形機の駆動機構２０を設置した後に、ガイドロッド２２の他端２２ｂが、一端２２ａ側より高くなるように調整部材３２の位置を調整することができる。このとき、調整ボルトのねじ込み量を変えるのみでガイドロッド２２の他端２２ｂの上下方向位置を容易に調整できる。

なお、図４（ｂ）に示すように、調整ボルトに代えて、ガイドロッド２２の他端２２ｂの先端面２２ｃと、調整部材３２との間にシム３５を挿入し、このシム３５の厚さによって、ガイドロッド２２の他端２２ｂが、一端２２ａ側より高くなるように調整部材３２の位置を調整することも可能である。

図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、ガイドロッド２２の他端２２ｂの外径Ｄ１を、ガイドロッド２２の他の部分の外径Ｄ２よりも小さくする。そして、ガイドロッド２２の他端２２ｂをロッドサポート２６に取り付けるには、ガイドロッド２２の他端２２ｂとロッドサポート２６に形成されたロッド孔３３との間にリング状のカラー（保持部材）４０を介在させる。このカラー４０は、リング状で、外径がガイドロッド２２の他の部分の外径Ｄ２およびロッド孔３３の内径とほぼ等しく、内径がガイドロッド２２の他端２２ｂの外径Ｄ１とほぼ等しくなるように形成されている。また、カラー４０に形成されてガイドロッド２２の他端２２ｂが挿入される孔４０ａは、その中心が、カラー４０の外径部の中心に対してオフセットして形成されている。そして、このカラー４０により、ガイドロッド２２の他端２２ｂを、一端２２ａ側より高くすることができる。ガイドロッド２２の他端２２ｂの高さを調整するには、カラー４０に形成された孔４０ａの、カラー４０の外径部に対するオフセット量が異なるものを複数種用意し、これらを適宜交換すれば良い。

図６（ａ）、（ｂ）に示す例では、ガイドロッド２２の他端２２ｂを、ガイドロッド２２の外径Ｄ２と同径とし、その中心をオフセットさせることで、段部（保持部材）５０を有した段付形状とする。そして、段部５０をロッドサポート２６に形成されたロッド孔３３に挿入することで、ガイドロッド２２の他端２２ｂがロッドサポート２６に支持された構成とする。これにより、ガイドロッド２２の他端２２ｂが、一端２２ａ側より高くされている。
このように段部５０を設ける構成を採用することで、部品点数を増やすことなくガイドロッド２２の他端２２ｂの上下方向の位置調整を行うことができる。

図７に示す例では、ガイドロッド２２の一端２２ａが、トグルサポート２１に形成されたロッド孔２１ａに挿入されて、ロッド孔２１ａを塞ぐように設けられたプレート５４に突き当たるように設けられる。そして、プレート５４とガイドロッド２２の一端２２ａとの間に、上方から下方に向けてその厚さが増大するくさび状のシム５５を介在させるようになっている。
これにより、ガイドロッド２２を傾斜させて他端２２ｂ側を一端２２ａ側より高くすることができる。このようなシム５５は、図４〜図６等に示したような構成と組み合わせて用いるのが好ましい。
また、シム５５を形成する材料を銅等の柔らかい材料とすることで、ガイドロッド２２の他端２２ｂ側の位置が上方に変更された場合にシム５５がガイドロッド２２の一端２２ａとプレート５４とに挟み込まれて変形し、ガイドロッド２２に作用する曲げ応力を抑制することができる。

図８に示す例では、ガイドロッド２２の他端２２ｂをロッドサポート２６に形成されたロッド孔３３に挿入し、その位置を例えば四方向に設けたセットボルト（保持部材）６０によって調整するというものである。このため、ガイドロッド２２の他端２２ｂは、ロッド孔３３よりも径を小さくし、セットボルト６０によるガイドロッド２２の他端２２ｂの変位量を確保する必要がある。

図９（ａ）、（ｂ）に示す例では、ガイドロッド２２の他端２２ｂを、左右方向両側に互いに平行な平面部２２ｄを有し、上下方向に長い形状としている。ロッドサポート２６に形成されたロッド孔６５ａは、ガイドロッド２２の他端２２ｂに対応した形状を有し、上下から挿入されたセットボルト（保持部材）６５によってガイドロッド２２の他端２２ｂの高さを調整するというものである。

図１０（ａ）〜（ｃ）に示す例では、ガイドロッド２２の他端２２ｂに、上下方向に延びるスリット７０を形成している。ガイドロッド２２の他端２２ｂは、リング（保持部材）７１を介してロッドサポート２６に形成されたロッド孔６５ａに挿入される。このとき、リング７１およびロッドサポート２６には、上下に貫通する孔７２、７３が形成され、ボルト７５が挿入されている。ここで、リング７１に形成された孔７２には内周面にネジ溝が形成されており、ボルト７５と噛み合っている。
ボルト７５を回転させることで、リング７１とともにガイドロッド２２の他端２２ｂが上下方向に変位し、ガイドロッド２２の他端２２ｂを一端２２ａ側よりも高くすることができる。

図１１に示す例では、ロッドサポート２６において、ガイドロッド２２の他端２２ｂを支持するロッド孔８０を、ロッドサポート２６の上下方向の中心よりも上方に偏芯させた構成である。これにより、ガイドロッド２２の他端２２ｂを一端２２ａ側よりも高くすることができる。この場合のみ、ガイドロッド２２の他端２２ｂの高さを任意に調整することができない。

このようにして、ロッドサポート２６側においてガイドロッド２２の他端２２ｂを可動型盤１０の中心よりも上方にオフセットしておくことで、型締め力を発揮したときに、各部の重量、各部材の寸法公差、摺動部に存在するクリアランスによって生じるガタ等に起因してクロスヘッド２３が下降した状態で、クロスヘッド２３を可動型盤１０の中心と同じ高さに位置させることができ、クロスヘッド２３に上下方向にアンバランスな力が作用するのを防ぐ。その結果、クロスヘッド２３や、リンク部材２９Ａ、２９Ｂを連結するピン等に過大な応力が作用するのを防ぎ、各部への悪影響を低減して駆動機構２０の耐久性の向上を図るとともに、製品品質や成形性の低下を防ぐことが可能となる。

なお、上記実施の形態において、本発明の適用対象は、既存の射出成形機だけでなく、新規の射出成形機であっても良い。新規の射出成形機の場合、ガイドロッド２２の他端２２ｂに段部等は特に必須な構成ではない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施の形態における射出成形機の要部を示す斜視図である。 射出成形機の型開閉のための駆動部を示す斜視展開図である。 駆動部の側面図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するための例を示す側断面図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するための他の例を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するためのさらに他の例を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 ガイドロッドの一端側を傾斜して保持するための例を示す側断面図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するためのさらに他の例を示す正面図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するためのさらに他の例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はロッドの他端を示す斜視図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するためのさらに他の例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はガイドロッドの平面図、（ｃ）は側面図である。 ガイドロッドの他端を一端側よりも高くして保持するためのさらに他の例を示す図である。

符号の説明

１０…可動型盤、１１…固定型盤、２０…駆動機構（駆動部）、２１…トグルサポート、２２…ガイドロッド、２２ａ…一端、２２ｂ…他端、２３…クロスヘッド、２４…ボールネジ、２５…タイバー、２６…ロッドサポート、２８、２９Ａ、２９Ｂ…リンク部材（リンク機構）、３２…調整部材（保持部材）、３３…ロッド孔、３５…シム、４０…カラー（保持部材）、５０…段部（保持部材）、６０…セットボルト（保持部材）、６５…セットボルト（保持部材）、７１…リング（保持部材）、７５…ボルト

Claims (4)

1. 一対の金型の一方が装着される固定型盤と、
   一対の前記金型の他方が装着され、前記固定型盤に対して接近・離間する可動型盤と、
   前記可動型盤を前記固定型盤に対して接近・離間させる駆動部と、を備えた射出成形機であって、
   前記駆動部は、
   固定状態で設けられたトグルサポートと、
   前記トグルサポートと前記可動型盤との間に設けられたロッドサポートと、
   前記トグルサポートと前記ロッドサポートとに両端が支持されたガイドロッドと、
   前記ガイドロッドに沿って移動可能に設けられたクロスヘッドと、
   前記クロスヘッドを前記ガイドロッドに沿って移動させる駆動源と、
   前記トグルサポート、前記可動型盤、および前記クロスヘッドに連結され、前記クロスヘッドを前記ガイドロッドに沿って移動させることで、前記トグルサポートと前記可動型盤とを接近・離間させるリンク機構と、
   前記ガイドロッドを、前記トグルサポートに支持された一端側よりも前記ロッドサポートに支持された他端側を高くして保持する保持部材と、
   を備えることを特徴とする射出成形機。
2. 前記保持部材は、前記クロスヘッドが前記ガイドロッドの他端側に位置して前記固定型盤と前記可動型盤とにより型締め力を発揮したときに、前記クロスヘッドの上下方向の中心が、前記可動型盤の中心と同じ高さとなるよう、前記ガイドロッドの他端を支持することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記ロッドサポートに前記ガイドロッドの他端を保持するためのロッド孔が形成され、
   前記ガイドロッドの他端は、前記保持部材により前記ロッド孔に対して偏心させて取り付けられることで前記トグルサポートに支持された一端側よりも高く設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形機。
4. 前記保持部材は、前記ガイドロッドの他端の高さを調整可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の射出成形機。

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