JP2014195960A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】型締力のバランスを安定化できる、射出成形機の提供。
【解決手段】射出成形機は、固定金型３２が取り付けられる第１固定部材１２と、可動金型３３が取り付けられる第１可動部材１３と、第１可動部材１３と共に移動する第２可動部材１８と、第１可動部材１３と第２可動部材１８との間に配設される第２固定部材１５とを備え、第２固定部材１５および第２可動部材１８で電磁石２５による吸着力で型締力を発生させる型締力発生部２４を構成し、第２固定部材１５の吸着面と第２可動部材１８の吸着面との傾きを抑制する複数の弾性体４０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締装置を有する。金型装置は固定金型および可動金型等で構成される。型締装置は、固定金型が取り付けられる第１固定部材、可動金型が取り付けられる第１可動部材、第１可動部材と共に移動する第２可動部材、および第１可動部材と第２可動部材との間に配設される第２固定部材等を有する。第２固定部材および第２可動部材で、電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生部が構成される（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２００５／０９００５２号

第２固定部材の吸着面と第２可動部材の吸着面とが傾くと、型閉じ完了時に吸着面同士の間に形成されるギャップが不均一になる。ギャップが狭い場所の吸着力はギャップが広い場所の吸着力よりも高く、傾きが助長され、型締力のバランスが崩れる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、型締力のバランスを安定化できる、射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
固定金型が取り付けられる第１固定部材と、
可動金型が取り付けられる第１可動部材と、
前記第１可動部材と共に移動する第２可動部材と、
前記第１可動部材と前記第２可動部材との間に配設される第２固定部材とを備え、
前記第２固定部材および前記第２可動部材で、前記電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生部を構成し、
前記第２固定部材の吸着面と前記第２可動部材の吸着面との傾きを抑制する複数の弾性体を備える、射出成形機が提供される。

本発明によれば、型締力のバランスを安定化できる、射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態によるリヤプラテンを前方から見た図である。 本発明の一実施形態による吸着部材を後方から見た図である。 本発明の変形例による弾性体の型閉じ完了時の状態を示す図である。 本発明の変形例による弾性体の型開き完了時の状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。また、フレームに対して垂直な方向を上下方向として説明する。前後方向、上下方向、および左右方向は互いに垂直な方向である。尚、本実施形態の射出成形機は、横型であるが、竪型であってもよい。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。

射出成形機は、金型装置３０の型閉じ、型締め、型開きを行う型締装置１０を備える。金型装置３０は、例えば固定金型３２および可動金型３３で構成される。

型締装置１０は、フレーム１１、第１固定部材としての固定プラテン１２、第１可動部材としての可動プラテン１３、第２固定部材としてのリヤプラテン１５、第２可動部材としての吸着部材１８、型開閉駆動部としてのリニアモータ２１、型締力発生部２４、および複数の弾性体４０等を有する。

固定プラテン１２は、フレーム１１上に進退自在に載置される。固定プラテン１２の金型取付面に固定金型３２が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレーム１１上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在なガイドブロック１４に固定される。これにより、可動プラテン１３は、フレーム１１に対して進退自在とされる。可動プラテン１３の金型取付面に可動金型３３が取り付けられる。

リヤプラテン１５は、複数本（例えば４本）のタイバー１６を介して固定プラテン１２と連結される。リヤプラテン１５は、可動プラテン１３と吸着部材１８との間に配設され、フレーム１１に固定される。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレーム１１上に進退自在に載置され、リヤプラテン１５がフレーム１１に固定されるが、リヤプラテンがフレームに進退自在に載置され、固定プラテン１２がフレーム１１に固定されてもよい。

吸着部材１８は、連結部材１９を介して可動プラテン１３と連結され、可動プラテン１３と共に移動する。可動プラテン１３と吸着部材１８との間に配設されるリヤプラテン１５には、連結部材１９を挿通させる挿通孔が形成される。

吸着部材１８は、フレーム１１上に敷設されるガイド１７に沿って移動自在なスライドベース２０に固定される。これにより、吸着部材１８は、リヤプラテン１５よりも後方において移動自在とされる。

リニアモータ２１は、連結部材１９を介して連結される可動プラテン１３および吸着部材１８をフレーム１１に対して移動させる。リニアモータ２１は例えば吸着部材１８とフレーム１１との間に配設され、リニアモータ２１による推進力は吸着部材１８を介して可動プラテン１３に伝達される。

尚、リニアモータ２１は可動プラテン１３とフレーム１１との間に配設されてもよく、リニアモータ２１による推進力は可動プラテン１３を介して吸着部材１８に伝達されてもよい。

リニアモータ２１は、固定子２２および可動子２３を含む。固定子２２はフレーム１１に形成され、可動子２３はスライドベース２０に形成される。可動子２３のコイルに所定の電流が供給されると、コイルを流れる電流によって形成される磁場と、固定子２２の永久磁石によって形成される磁場との相互作用で、可動子２３が進退させられる。その結果、フレーム１１に対して吸着部材１８および可動プラテン１３が進退させられ、型閉じ、および型開きが行われる。尚、コイルと永久磁石の配置は逆でもよく、また、永久磁石の代わりに別のコイルが用いられてもよい。

尚、型開閉駆動部として、リニアモータ２１の代わりに、回転モータおよび回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじの組合せ、または油圧シリンダ等が用いられてもよい。

型締力発生部２４は、リヤプラテン１５および吸着部材１８で構成され、電磁石２５による吸着力で型締力を発生させる。リヤプラテン１５の吸着面の所定の部分、例えば連結部材１９の周りには電磁石２５のコイルを収容する溝が形成され、溝の内側に電磁石２５のコアが形成される。吸着部２６は、吸着部材１８の吸着面の所定の部分、例えば連結部材１９を包囲し、且つ電磁石２５と対向する部分に形成される。電磁石２５のコイルに電流を供給すると、電磁石２５と吸着部２６との間に吸着力が生じ、型締力が生じる。

尚、本実施形態の電磁石２５はリヤプラテン１５とは別に形成されるが、リヤプラテン１５の一部として形成されてもよい。また、本実施形態の吸着部２６は吸着部材１８とは別に形成されるが、吸着部材１８の一部として形成されてもよい。また、電磁石２５と吸着部２６の配置は逆であってもよい。つまり、吸着部材１８側に電磁石２５が形成され、リヤプラテン１５側に吸着部２６が形成されてもよい。また、リヤプラテン側と吸着部材側の両側に電磁石が形成されてもよい。

次に、図１および図２を参照して、上記構成の型締装置１０の動作について説明する。
図２に示す型開き完了の状態でリニアモータ２１を駆動して、可動プラテン１３を前進させると、図１に示すように可動金型３３と固定金型３２とが接触し、型閉じが完了する。型閉じ完了の時点で、リヤプラテン１５と吸着部材１８との間、即ち電磁石２５と吸着部２６との間には、所定のギャップδが形成される。尚、型閉じに必要とされる力は、型締力と比較されて十分に小さくされる。

型閉じ完了後、電磁石２５を駆動して、所定のギャップδをおいて対向する電磁石２５と吸着部２６との間に吸着力を生じさせる。この吸着力によって、可動プラテン１３と固定プラテン１２との間に型締力が生じる。

ギャップδが広すぎると、ギャップδ間のパーミアンスが小さく、十分な型締力が得られない。従って、所定の型締力が得られるように、ギャップδが設定される。

型締め状態の固定金型３２と可動金型３３との間にキャビティ空間が形成される。キャビティ空間に液状の成形材料（例えば溶融樹脂）を充填し、充填された成形材料が固化されて成形品となる。

その後、リニアモータ２１を駆動して、可動プラテン１３を後退させると、可動金型３３が後退して型開きが行われる。型開き後、可動金型３３から成形品が突き出される。

図３は、本発明の第１実施形態によるリヤプラテンを前方から見た図である。
リヤプラテン１５は、図１、図２、図３に示すように、電磁石２５が形成されるリヤプラテン本体部１５ａと、リヤプラテン本体部１５ａを支持するリヤプラテン支持部１５ｂとを有する。リヤプラテン支持部１５ｂは、フレーム１１に固定され、フレーム１１とリヤプラテン本体部１５ａとの間に隙間を形成する。

リヤプラテン支持部１５ｂは、リヤプラテン本体部１５ａの側面を支持する。リヤプラテン支持部１５ｂは、リヤプラテン本体部１５ａを挟んで左右両側に設けられてよい。尚、リヤプラテン支持部１５ｂは、リヤプラテン本体部１５ａにおける吸着面（後端面）とは反対側の面（前端面）を支持してもよい。

リヤプラテン支持部１５ｂは、リヤプラテン本体部１５ａの上下方向中央部を支持する。リヤプラテン本体部１５ａの上下方向中央部と、リヤプラテン本体部１５ａにおける複数本のタイバー１６の取付位置の中心位置とはフレーム１１から略同じ距離にある。リヤプラテン本体部１５ａが型締力や熱応力によって反る場合に、反りが上下対称に生じ、フレーム１１に対するリヤプラテン本体部１５ａの傾きが抑制できる。

リヤプラテン本体部１５ａは、フレーム１１との間に隙間を有し、上下方向中央部のみでリヤプラテン支持部１５ｂと接続される。そのため、電磁石２５のジュール熱は、主にリヤプラテン本体部１５ａの上下方向中央部から流出する。よって、リヤプラテン本体部１５ａの温度分布が上下対称になり、リヤプラテン本体部１５ａの反りが抑制できる。

リヤプラテン本体部１５ａは、フレーム１１との間に隙間を有し、上下両方向に熱変形できる。よって、リヤプラテン本体部１５ａの温度変化で、フレーム１１に対するリヤプラテン本体部１５ａの中心位置が上下にずれにくい。

尚、本実施形態のリヤプラテン支持部１５ｂはリヤプラテン本体部１５ａの上下方向中央部と接続されるが、接続位置は多種多様であってよく、例えばリヤプラテン支持部１５ｂはリヤプラテン本体部１５ａの下部と接続されてもよい。

図４は、本発明の第１実施形態による吸着部材１８を後方から見た図である。
吸着部材１８は、図１、図２、図４に示すように、吸着部２６が形成される吸着部材本体部１８ａと、吸着部材本体部１８ａを支持する吸着部材支持部１８ｂとを有する。吸着部材支持部１８ｂは、スライドベース２０に固定され、スライドベース２０やフレーム１１と吸着部材本体部１８ａとの間に隙間を形成する。

吸着部材支持部１８ｂは、吸着部材本体部１８ａにおける吸着面（前端面）とは反対側の面（後端面）を支持する。吸着部材支持部１８ｂは、吸着部材本体部１８ａの中心位置を挟んで左右対称に設けられてよい。尚、吸着部材支持部１８ｂは、吸着部材本体部１８ａの側面を支持してもよい。

吸着部材支持部１８ｂは、吸着部材本体部１８ａの上下方向中央部を支持する。吸着部材本体部１８ａの上下方向中央部と、吸着部材本体部１８ａにおける連結部材１９の取付位置の中心位置とはフレーム１１から略同じ距離にある。吸着部材本体部１８ａが型締力や熱応力によって反る場合に、反りが上下対称に生じ、フレーム１１に対する吸着部材本体部１８ａの傾きが抑制できる。

吸着部材本体部１８ａは、フレーム１１との間に隙間を有し、吸着部材本体部１８ａの上下方向中央部のみで吸着部材支持部１８ｂと接続される。そのため、吸着部材本体部１８ａに生じる渦電流のジュール熱は、主に吸着部材本体部１８ａの上下方向中央部から流出する。よって、吸着部材本体部１８ａの温度分布が上下対称になり、吸着部材本体部１８ａの反りが抑制できる。

吸着部材本体部１８ａは、フレーム１１との間に隙間を有し、上下両方向に熱変形できる。よって、吸着部材本体部１８ａの温度変化で、フレーム１１に対する吸着部材本体部１８ａの中心位置が上下にずれにくい。

尚、本実施形態の吸着部材支持部１８ｂは吸着部材本体部１８ａの上下方向中央部と接続されるが、接続位置は多種多様であってよく、例えば吸着部材支持部１８ｂは吸着部材本体部１８ａの下部と接続されてもよい。

連結部材１９は、図１および図２に示すように、複数のサブロッド部１９ａ、１９ｂと、複数のサブロッド部１９ａ、１９ｂを相対的に回動自在に連結するサブロッド連結部１９ｃとで構成されてよい。サブロッド連結部１９ｃは例えばピンジョイント等で構成される。ピンジョイントの代わりに、ベアリングも使用できる。サブロッド連結部１９ｃの回動軸線は例えば左右方向（図１および図２において紙面垂直方向）に平行とされる。可動プラテン１３の回転モーメントが連結部材１９に伝達すると、複数のサブ連結部材１９ａ、１９ｂがサブロッド連結部１９ｃの回動軸線を中心に相対的に回動して回転モーメントを吸収する。よって、回転モーメントの吸着部材１８への伝達が抑制でき、フレーム１１に対する吸着部材１８の傾きが抑制できる。

複数の弾性体４０は、リヤプラテン１５の吸着面と吸着部材１８の吸着面との傾きを抑制する。複数の弾性体４０は、例えばリヤプラテン１５に取り付けられ、型開き完了時には図２に示すように吸着部材１８と分離して自然長になる。型閉じ工程の途中で弾性体４０が吸着部材１８と接触した後、さらに型閉じが行われると、弾性体４０が弾性的に縮み、弾性体４０の弾性復元力が吸着部材１８とリヤプラテン１５とを離間させる方向に作用する。リヤプラテン１５の吸着面と吸着部材１８の吸着面とが傾いた場合、吸着面間の間隔が狭い場所に配設される弾性体４０の弾性復元力が強く、吸着面間の間隔が広い場所に配設される弾性体４０の弾性復元力が弱い。よって、弾性体４０がない場合に比べて吸着面同士の傾きが抑制され、吸着面同士の間隔が均一になるので、型締力のバランスが安定化する。

複数の弾性体４０は、図１、図２および図３に示すように可動プラテン１３と吸着部材１８とを連結する連結部材１９を中心に対称に配置されてよい。型締力を伝達する連結部材１９を中心に吸着面同士の間隔が均一になるので、型締力が連結部材１９の断面に均一に作用し、連結部材１９の撓み変形が抑制できる。尚、連結部材１９が複数設けられる場合、複数の連結部材１９の中心を中心に複数の弾性体４０が対称に配置されてよい。

弾性体４０としては、例えばコイルバネが用いられる。弾性体４０は、電磁石２５で吸着されないように非磁性材料で形成されてよい。コイルバネの非磁性材料としては、非磁性金属（例えば非磁性ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン）、セラミックス（例えば金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、カーボン）等が挙げられる。

尚、本実施形態の弾性体４０は、リヤプラテン１５に取り付けられ、吸着部材１８と分離自在に接触するが、吸着部材１８に取り付けられ、リヤプラテン１５と分離自在に接触するが接触してもよい。また、弾性体は、リヤプラテン１５および吸着部材１８の両方に分離不能に取り付けられてもよい。

吸着部材１８は、弾性体４０の弾性変形開始時のフレームに対する吸着部材１８の位置を調整する弾性復元力調整部５０を有する。弾性復元力調整部５０は例えばシムで構成され、シムの枚数や厚さに応じた位置で吸着部材１８が弾性体４０と接触し、弾性体４０が弾性変形し始める。複数の弾性体４０に対応して複数の弾性復元力調整部５０が設けられる。

尚、本実施形態の弾性復元力調整部５０は、吸着部材１８に備えられるが、リヤプラテン１５に備えられてもよい。また、本実施形態の弾性復元力調整部５０は、シムで構成されるが、伸縮アクチュエータ等で構成されてもよい。

次に、図５および図６を参照して、複数の弾性体の変形例について説明する。上記実施形態の弾性体にはコイルバネが用いられるのに対し、本変形例の弾性体には板バネが用いられる点で相違する。以下、相違点について主に説明する。

図５は、本発明の変形例による弾性体の型閉じ完了時の状態を示す図である。また、図６は、本発明の変形例による弾性体の型開き完了時の状態を示す図である。

本変形例の弾性体１４０は、板バネで構成され、吸着部材１１８に取り付けられる。吸着部材１１８の吸着面には凹部１４１が形成され、凹部１４１に弾性体１４０がまたがる。一方、リヤプラテン１１５の吸着面には、弾性体１４０を押し凹部１４１に挿入される凸部１４２が形成される。

型開き完了時には図６に示すように凸部１４２は弾性体１４０と分離し、弾性体１４０は平板状になる。型閉じ工程の途中で凸部１４２が弾性体１４０と接触した後、さらに型閉じが行われると、弾性体１４０が弾性的に撓み、弾性体１４０の一部が凹部１４１内に押し込まれる、弾性体１４０の弾性復元力が吸着部材１１８とリヤプラテン１１５とを離間させる方向に作用する。吸着部材１１８の吸着面とリヤプラテン１１５の吸着面とが傾いた場合、吸着面間の間隔が狭い場所に配設される弾性体１４０の弾性復元力が強く、吸着面間の間隔が広い場所に配設される弾性体１４０の弾性復元力が弱い。よって、弾性体１４０がない場合に比べて吸着面同士の傾きが抑制され、吸着面同士の間隔が均一になるので、型締力のバランスが安定化する。

弾性体１４０は、板バネであるので、コイルバネに比べて薄く、吸着面同士の間に配設しやすい。吸着面同士の間に弾性体１４０が配設されることによって、吸着面同士の間隔が均一になりやすい。

弾性体１４０は、電磁石で吸着されないように非磁性材料で形成されてよい。板バネの非磁性材料としては、非磁性金属（例えば非磁性ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン）等が挙げられる。

一方、凸部１４２は、鉄等の磁性材料で形成されてよい。型閉じ完了時に凸部１４２が凹部１４１に挿入され、型締め時に電磁石を含む磁気回路の磁気抵抗が低減できる。

尚、凹部１４１と凸部１４２の配置は逆でもよい。つまり凹部がリヤプラテンの吸着面に形成され、凸部が吸着部材の吸着面に形成されてもよい。この場合、板バネで構成される弾性体は、リヤプラテンの凹部をまたぐように、リヤプラテンに取り付けられる。

リヤプラテン１１５は、弾性体１４０の弾性変形開始時のフレームに対する吸着部材１１８の位置を調整する弾性復元力調整部１５０を有する。弾性復元力調整部１５０は、例えばシムで構成され、凸部１４２とリヤプラテン１１５との間に取り付けられる。シムの枚数や厚さに応じた位置で凸部１４２が弾性体１４０と接触し、弾性体１４０が弾性変形し始める。シムは、型締め時に磁気回路の磁気抵抗を低減するため、鉄等の磁性材料で形成されてよい。複数の弾性体１４０に対応して複数の弾性復元力調整部１５０が設けられる。

尚、本実施形態の弾性復元力調整部１５０は、リヤプラテン１１５に備えられるが、吸着部材１１８に備えられてもよい。

以上、射出成形機の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の弾性体は、コイルバネまたは板バネであるが、弾性を有するものであればよく、空気バネ、ゴム等でもよい。

また、上記実施形態の可動プラテンと吸着部材とを連結する連結部材は、１つであるが、複数でもよい。また、上記実施形態の連結部材は、複数のサブロッド部とサブロッド連結部とで構成されるが、１本のロッドで構成されてもよい。

１０ 型締装置
１１ フレーム
１２ 固定プラテン（第１固定部材）
１３ 可動プラテン（第１可動部材）
１５ リヤプラテン（第２固定部材）
１８ 吸着部材（第２可動部材）
１９ 連結部材
２１ リニアモータ
２４ 型締力発生部
２５ 電磁石
２６ 吸着部
４０ 弾性体

Claims (2)

1. 固定金型が取り付けられる第１固定部材と、
   可動金型が取り付けられる第１可動部材と、
   前記第１可動部材と共に移動する第２可動部材と、
   前記第１可動部材と前記第２可動部材との間に配設される第２固定部材とを備え、
   前記第２固定部材および前記第２可動部材で、前記電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生部を構成し、
   前記第２固定部材の吸着面と前記第２可動部材の吸着面との傾きを抑制する複数の弾性体を備える、射出成形機。
2. 前記複数の弾性体は板バネを含む、請求項１に記載の射出成形機。

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