JP2009143054A

JP2009143054A - 型締め装置

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Publication number: JP2009143054A
Application number: JP2007321057A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Kono; 秀典河野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-07-02

Abstract

【課題】大きな容量の流体供給源を必要とせずに長い型閉ストロークを確保できるとともに、確実な型締め動作を行うことができるようにした型締め装置を提供する。
【解決手段】筒状の密閉構造をなし、先端面に環状の挿通溝(21B)が形成されたシリンダ(21)と、シリンダに進退自在に内蔵され、型閉ストロークの間にシリンダ後端面との間に高圧流体を吸引し、シリンダ後端面との間に高圧流体が加圧供給されたときに高圧流体の圧力を受けてピストン先端面に向けて前進されるピストン(22)と、先端が封鎖された筒状をなし、先端に金型取付け部(23A)が設けられ、後端がシリンダ先端面の挿通溝からシリンダ内に挿入されてピストンに固定され、高圧流体によるピストンの前進によって前進されて金型の型締めを行うピストンロッド(23)と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は型締め装置に関し、例えばプラスチック製品の成形装置などに採用される型締め装置に関する。

プラスチック製品は射出成形やブロー成形によって製造されることが多い。例えば、射出成形法では金型を閉じ方向にストロークさせて型締めを行い、型締めした金型キャビティに溶融樹脂を射出し、溶融樹脂が固化すると、金型を開き、得られた成形品を取り出し、バリ取りなどの仕上げ工程を経てプラスチック製品とすることが行われる。

しかし、大型のプラスチック製品を製造する場合、型の開閉ストロークが長くなり、長尺の油圧シリンダに大量の油圧を供給する必要があることから、大きな容量の油圧供給源を準備しなければならない。

これに対し、型開閉ストロークと型締めとを別々のアクチュエータによって行う方式が提案されている。例えば、型開閉ストロークを第１の油圧シリンダで行い、第１のシリンダのラム先端に第２の油圧シリンダを取付け、型締め動作を第２の油圧シリンダで行うようにした型締め装置が提案されている（特許文献１）。

特開平０９−２６７３７２号公報

しかし、特許文献１記載の型締め装置では第２の油圧シリンダによって型締めを行うときに第１の油圧シリンダ内を十分に大きな油圧に保持して第２の油圧シリンダを正確に位置決めしないと、第２の油圧シリンダの位置が変動してしまい、型締め力も変動してしまうおそれがあった。

本発明はかかる問題点に鑑み、大きな容量の流体供給源を必要とせずに長い型閉ストロークを確保できるとともに、確実な型締め動作を行うことができるようにした型締め装置を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係る型締め装置は、金型を型閉ストロークさせた後、高圧流体を供給することによって金型を型締めするようにした型締め装置であって、筒状の密閉構造をなし、先端面に環状の挿通溝が形成されたシリンダと、該シリンダに進退自在に内蔵され、上記型閉ストロークの間に上記シリンダ後端面との間に高圧流体を吸引し、上記シリンダ後端面との間に高圧流体が加圧供給されたときに該高圧流体の圧力を受けて上記ピストン先端面に向けて前進されるピストンと、先端が封鎖された筒状をなし、上記先端に金型取付け部が設けられ、後端が上記シリンダ先端面の挿通溝から上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンに固定され、上記高圧流体によるピストンの前進によって前進されて金型の型締めを行うピストンロッドと、を備えたことを特徴とする。

本発明の特徴の１つは大きな力を必要としない金型の型閉ストロークと大きな力を必要とする型締めとを別々に行うようにした点にある。これにより、型締め動作に大量の高圧流体を供給する必要はなく、小容量の流体供給源で型締め動作を行うことができる。

本発明の他の特徴は型閉ストロークの間にシリンダ後端面とピストンとの間に高圧流体を吸引した後、シリンダ後端面とピストンとの間に高圧流体を加圧供給することによってピストンロッドを前進させて型締めを行うようにした点にある。

これにより、ピストンが背面の高圧流体の圧力を受けて正確に前進されるので、型締め力が変動することはなく、正確かつ確実に型締めを行うことができる。

型閉ストロークは流体で行ってもよく、機械的に行ってもよい。即ち、流体の供給によって型閉ストロークを行う場合、ピストンロッドとシリンダ先端面との間に流体を供給することによってピストンロッドをシリンダに対して伸長させて金型の型閉ストロークを行うように構成するのがよい。

型閉ストロークを流体によって行う場合、型開ストロークも流体の供給で行うのがよい。即ち、シリンダ先端面とピストンとの間に流体を供給することによってピストンロッドをシリンダに対して収縮させて金型の型開ストロークを行うように構成するのがよい。

この場合、高圧流体には油圧を用い、流体にはエアーを採用することができる。特に、流体にエアーを採用すると、工場設備のエアー源を利用することができ、小型の油圧供給設備を準備すればよく、コスト的にも有利である。

また、型閉ストロークは機械的に行う場合、モータの回転によってピストンロッドを前進させることによって金型の型閉ストロークを行い、モータの逆転によってピストンロッドを後退させることによって金型の型開ストロークを行うように構成するのがよい。

上述の機械的な方式は、例えばピストンロッドにはその中心軸線に沿って延びるボールねじを固定し、ボールねじにはナットを螺合させ、モータが回転することによってナットをボールねじの回りに回転させ、ピストンロッドを前進させて金型の型閉ストロークが行われるように構成することができる。

本発明に係る型締め装置はプラスチック製品の射出成形やブロー成形などの成形装置に適用すればその効果が大きいが、他の装置、例えば金属の鋳造装置の型締めにも同様に適用できる。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図４は本発明に係る型締め装置の好ましい実施形態を示し、これはプラスチックの成形装置に適用した例である。プラスチックの成形装置１０では図１に示されるように一対のベース盤１１、１２が対向して配置され、ベース盤１１、１２の間にはガイドロッド１３、１４、１５、１６が横方向に延びて取付けられている。

一方のベース盤１１には固定盤１７が固定され、他方のベース盤１２には型締め装置２０が固定され、型締め装置２０のピストンロッド２３の先端取付け部２３Ａには可動盤１８が固定され、固定盤１７及び可動盤１８には金型がそれぞれ取付けられるようになっている。

型締め装置２０では図２に示されるように、シリンダ２１は筒状の密閉構造をなし、シリンダ２１内には先端部２１Ｃと後端部２１Ｄとの間にガイドロッド２１Ａが中心軸線に沿って延びて固定され、又シリンダ２１の先端部２１Ｃには環状の挿通溝２１Ｂが形成されている。

シリンダ２１にはピストン２２がガイドロッド２１Ａを挿通して進退自在に内蔵され、ピストン２２の外周面にはシリンダ２１内周面との間をシールするシールリング２２Ａか固定されるとともに、環状溝２２Ｂが形成されている。

また、シリンダ２１の挿通溝２１Ｂには有蓋筒状のピストンロッド２３の後端が挿通され、ピストンロッド２３の後端はピストン２２に固定され、シリンダ２１の挿通溝２１Ｂの内周面にはピストンロッド２２の外周面との間をシールするシールリング２３Ｂか固定されるとともに、環状溝２３Ｃが形成されている。

図３は本例の型締め装置２０の制御系２４を示す。図において、２４Ａ、２４Ｄは２つのチェック弁を備え、型締め装置２０のシリンダ２１後端面とピストン２２との間に油圧（高圧流体）を供給する油圧供給回路、２４Ｂはシリンダ２１の先端部２１Ｃとピストンロッド２３の先端取付け部２３Ａとの間にエアー（流体）を供給する第１のエアー供給回路、２４Ｃはシリンダ２１の先端部２１Ｃとピストン２２との間にエアーを供給する第２のエアー供給回路、２４Ｅは油圧供給回路２４Ａのチェック弁を開放するためのエアーを供給するソレノイド弁、２４Ｆは第１、第２のエアー供給回路２４Ｂ、２４Ｃにエアーを供給するソレノイド弁である。

型締めを行う場合、図４の(a)に示されるようにシリンダ２１の先端部２１Ｃとピストンロッド２３の先端取付け部２３Ａとの間の空間にエアーを供給する。すると、図４の(a)(b)に示されるようにピストンロッド２３が前進し、ピストンロッド２３を前方に伸長させ、型閉ストロークが行われる。このとき、ピストンロッド２３には大きな負荷が作用しておらず、高圧のエアーを必要としないので、工場のエアー供給設備によってエアーを供給することができる。

また、シリンダ２１内では上述のピストン２２の前進に伴い、シリンダ２１の後端部２１Ｄとピストン２２との間の空間には油圧が吸引され、ピストン２２とシリンダ２１の先端部２１Ｃとの間の空間のエアーは排出される。なお、図示の便宜上、ピストン２２やピストンロッド２３の動作に伴って吸引され排出されるエアーや油圧は（Air)(Oil) のようにかっこつきの文字で示している。

型閉ストロークが完了すると、次に油圧供給回路２４Ａの排出側のチェック弁は閉じ、シリンダ２１の後端部２１Ｄとピストン２２との間の空間に油圧を加圧供給する。すると、ピストン２２の背後の空間には既に油圧が吸引されて充満されており、油圧が加圧供給されると、図４の(c)に示されるようにピストン２２はさらに前進してピストンロッド２３をシリンダ２１から伸長させ、これによって型締めを行うことができる。

このとき、ピストンロッド２３は長いストロークを必要としないので、大きな容量の油圧供給源を必要とせで、小容量の油圧供給源によって油圧を供給できる。

型開きを行う場合、油圧供給回路２４Ａのチェック弁は開き、図４の(d)に示されるように、シリンダ２１の先端部２１Ｃとピストン２２との間の空間には第２のエアー供給回路２４Ｃによってエアーを供給する。すると、ピストン２２が後退してピストンロッド２３はシリンダ２１内に収縮し、型開ストロークが行われる。

同時に、ピストン２２及びピストンロッド２３の動作に伴い、シリンダ２１の先端部２１Ｃとピストンロッド２３の先端取付け部２３Ａとの間の空間にはエアーが吸引されるとともに、シリンダ２１の後端部２１Ｄとピストン２２との間の油圧は排出される。

シリンダ２１の後端部２１Ｄとピストン２２との間の油圧の排出によって、ピストン２２の後退速度が減速され、これによってピストン２２がシリンダ２１の後端部２１Ｄに衝突することなく、ピストンロッド２３の収縮が完了する。

図５は第２の実施形態を示し、図において図１ないし図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。但し、符号に’を付して第１の実施形態と区別している。本例では筒状のピストンロッド２３’内に第２のシリンダ３２が回転可能に内蔵され、第２のシリンダ３２はピストン２２’の中央の穴を貫通して後方の延び、その後端部には駆動モータ３３の駆動実３３Ａが連結されている。

また、第２のシリンダ３２の先端にはナット３１が固定され、又ピストンロッド２３’の先端取付け部２３Ａ’にはボールねじ３０が固定され、ボールねじ３０はピストンロッド２３’の中心軸線に沿って延び、ボールねじ３０にはナット３１が噛合されている。

型締めを行う場合、まず駆動モータ３３を回転させる。すると、第２のシリンダ３２が回転し、第２のシリンダ３２の先端のナット３１がボールねじ３０の廻りを旋回し、ボールねじ３０が前進してピストンロッド２３’を前方に伸長させ、型閉ストロークが行われる。

シリンダ２１’内では上述のピストロッド２３’の伸長に伴い、シリンダ２１’の後端部２１Ｄとピストン２２’との間の空間には油圧が吸引され、ピストン２２’とシリンダ２１’の先端部２１Ｃ’との間の空間のエアーは排出される。

型閉ストロークが完了すると、シリンダ２１’の後端部２１Ｄ’とピストン２２’との間の空間に油圧を加圧供給する。すると、ピストン２２’の背後の空間には既に油圧が吸引されて充満されており、油圧が加圧供給されると、ピストン２２’はさらに前進してピストンロッド２３’をシリンダ２１’から伸長させ、これによって金型の型締めを行うことができる。

型開きを行う場合、駆動モータ３３を逆回転させる。すると、ピストンロッド２３’がシリンダ２２’内に収縮され、型開ストロークが行われるとともに、ピストン２２’はシリンダ２１’内を後退される。

このピストン２２’及びピストンロッド２３’の動作に伴い、シリンダ２１’の先端部２１Ｃ’とピストンロッド２３’の先端取付け部２３Ａ’との間の空間にはエアーが吸引されるとともに、シリンダ２１’の後端部２１Ｄ’とピストン２２’との間の油圧は排出される。

本発明に係る型締め装置の好ましい実施形態を備えたプラスチックの成形装置を示す概略斜視図である。上記実施形態を示す側面構成図である。上記実施形態におけ制御系を示す構成図である。上記実施形態における動作を模式的に示す図である。第２の実施形態を示す断面構成図である。

符号の説明

２０、２０’ 型締め装置２１、２１' シリンダ
２１Ｃ、２１Ｃ’ 先端部２２、２２ピストン
２３、２３’ ピストンロッド
２３Ａ、２３Ａ’ 先端取付け部
３０ボールねじ３１ナット
３３駆動モータ

Claims

金型を型閉ストロークさせた後、高圧流体を供給することによって金型を型締めするようにした型締め装置であって、
筒状の密閉構造をなし、先端面に環状の挿通溝が形成されたシリンダと、
該シリンダに進退自在に内蔵され、上記型閉ストロークの間に上記シリンダ後端面との間に高圧流体を吸引し、上記シリンダ後端面との間に高圧流体が加圧供給されたときに該高圧流体の圧力を受けて上記ピストン先端面に向けて前進されるピストンと、
先端が封鎖された筒状をなし、上記先端に金型取付け部が設けられ、後端が上記シリンダ先端面の挿通溝から上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンに固定され、上記高圧流体によるピストンの前進によって前進されて金型の型締めを行うピストンロッドと、
を備えたことを特徴とする型締め装置。
上記ピストンロッドとシリンダ先端面との間に流体が供給されることによって上記ピストンロッドが上記シリンダに対して伸長されて金型の型閉ストロークが行われるようになっている請求項１記載の型締め装置。
上記シリンダ先端面とピストンとの間に流体が供給されることによって上記ピストンロッドが上記シリンダに対して収縮されて金型の型開ストロークが行われるようになっている請求項１記載の型締め装置。
上記型高圧流体が油圧であり、上記流体がエアーである請求項２又は３記載の型締め装置。
上記ピストンロッドがモータの回転によって前進されることによって金型の型閉ストロークが行われるようになっている請求項１記載の型締め装置。
上記ピストンロッドがモータの逆転によって後退されることによって金型の型開ストロークが行われるようになっている請求項１記載の型締め装置。
上記ピストンロッドにはその中心軸線に沿って延びるボールねじが固定され、該ボールねじにはナットが螺合され、上記モータが回転することによって上記ナットが上記ボールねじの回りに回転されて上記ピストンロッドが前進されて金型の型閉ストロークが行われるようになっている請求項１記載の型締め装置。