JP2015101032A - 射出成形機 - Google Patents

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Abstract

【課題】固定プラテンの傾きを低減できる射出成形機の提供。【解決手段】フレームと、固定金型が取り付けられる固定プラテンと、該固定プラテンを支持する支持部材とを備え、前記固定プラテンは前記支持部材を介して前記フレームに固定され、前記フレームは、前記固定プラテンに向いた対向面と、該対向面に対して垂直または傾斜した側面とを有し、前記フレームの前記側面と前記支持部材とが面接触する、射出成形機。【選択図】図5

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、型締、型開を行う。金型装置は例えば固定金型および可動金型で構成される。型締状態の固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成され、キャビティ空間に成形材料が充填される。キャビティ空間に充填された成形材料は、固化され、型開後に成形品として突き出される。
射出成形機は、固定金型が取り付けられる固定プラテン、および固定プラテンを支持する支持部材を有する(例えば、特許文献1参照)。固定プラテンは支持部材を介してフレームに固定される。フレームにおける固定プラテンとの対向面に、支持部材の端部が固定される。
特開2006−305945号公報
固定金型の熱は、固定プラテンおよび支持部材をこの順で通り、フレームに移動する。従来、熱の移動が遅く、固定プラテンの温度が高かった。そのため、固定プラテンの周辺の空気が温められ、固定プラテンの周辺に空気の流れが生じ、空気の温度勾配が生じていた。よって、固定プラテンと空気との温度差の場所によるバラツキが大きく、固定プラテンから空気への放熱速度の場所によるバラツキが大きかった。その結果、固定プラテンの温度勾配が大きく、固定プラテンが傾くことがあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、固定プラテンの傾きを低減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、
フレームと、
固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
該固定プラテンを支持する支持部材とを備え、
前記固定プラテンは前記支持部材を介して前記フレームに固定され、
前記フレームは、前記固定プラテンに向いた対向面と、該対向面に対して垂直または傾斜した側面とを有し、
前記フレームの前記側面と前記支持部材とが面接触する、射出成形機が提供される。
本発明の一態様によれば、固定プラテンの傾きを低減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開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閉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締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金型交換時の状態を示す図である。 図1に示す固定プラテンおよび固定プラテンの支持部材を側方から見た図である。 図1に示す固定プラテンおよび固定プラテンの支持部材を前方から見た図である。
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、型閉時の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開時の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。
図1は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開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閉完了時の状態を示す図である。図3は、本発明の一実施形態による射出成形機の型締完了時の状態を示す図である。図4は、本発明の一実施形態による射出成形機の金型交換時の状態を示す図である。図1〜図4において、フレーム11の一部を破断して示す。
射出成形機10は、フレーム11、固定プラテン12、可動プラテン13、支持部材18、短リンク21、長リンク22、プッシュロッド23、型締モータ31、型厚調整部40、第1リンクロック機構60、およびプラテンロック機構70を備える。
固定プラテン12は、支持部材18を介してフレーム11に固定される。固定プラテン12における可動プラテン13との対向面に固定金型14が取り付けられる。支持部材18については後述する。
可動プラテン13は、固定プラテン12に対して進退自在とされる。可動プラテン13における固定プラテン12との対向面に可動金型15が取り付けられる。固定金型14と可動金型15とで金型装置16が構成される。
型厚調整部40は、型閉完了時の金型装置16の厚さに応じて型厚調整を行うものであって、例えば型閉完了時の短リンク21と長リンク22とのなす角を所望の角度に調整する。
型厚調整部40は、フレーム11に敷設されるメインガイド17に沿って移動自在な支持ブロック42を有し、型開閉時に可動プラテン13と共に進退する。
短リンク21は、固定側ピン24を介して固定プラテン12に連結され、固定プラテン12に対して固定側ピン24を中心に回動自在とされる。短リンク21は、リンクピン26を介して、短リンク21よりも長い長リンク22と連結される。短リンク21と長リンク22とは、リンクピン26を中心に相対的に回動自在とされる。
長リンク22は、例えば第1リンク22aおよび第2リンク22bで構成される。第1リンク22aと第2リンク22bとは、連結ピン27を介して連結され、連結ピン27を中心に相対的に回動自在とされる。
第1リンク22aは、リンクピン26を介して短リンク21と連結され、短リンク21に対してリンクピン26を中心に相対的に回動自在とされる。第1リンク22aは、短リンク21よりも長くてよい。
第2リンク22bは、可動側ピン25を介して型厚調整部40に連結され、型厚調整部40に対して可動側ピン25を中心に回動自在とされる。第2リンク22bは、短リンク21と同程度の長さを有してよい。第2リンク22bには、第2リンク22bの長手方向に対して垂直な突起部22cが設けられてよい。
尚、短リンク21と長リンク22との配置は逆であってもよい。つまり、短リンク21が可動側ピン25を介して型厚調整部40に連結され、長リンク22が固定側ピン24を介して固定プラテン12に連結されてもよい。
プッシュロッド23は、短リンク21および長リンク22のそれぞれに対してリンクピン26を中心に相対的に回動自在とされる。また、プッシュロッド23は、スライダピン34を介してスライダ32に連結され、スライダ32に対してスライダピン34を中心に回動自在とされる。プッシュロッド23は、短リンク21と同程度の長さを有してよい。
型締モータ31は、回転運動を直線運動に変換する運動変換部としてのボールねじ機構を含み、フレーム11に敷設されるスライダガイド33に沿ってスライダ32を進退させ、短リンク21と長リンク22とをリンクピン26を中心に相対的に回動させる。
尚、型締モータ31の代わりに、油圧シリンダなどの流体圧シリンダも使用可能である。流体圧シリンダの一端部はリンクピン26を保持し、流体圧シリンダの他端部はシリンダピンを保持する。流体圧シリンダは、短リンク21および長リンク22のそれぞれに対してリンクピン26を中心に相対的に回動自在とされると共に、フレームに対してシリンダピンを中心に回動自在とされる。流体圧シリンダを伸縮させることにより、短リンク21と長リンク22とをリンクピン26を中心に相対的に回動させることができる。
第1リンクロック機構60は、型厚調整部40に対する第2リンク22bの回動を制限するロック位置と、制限を解除するロック解除位置との間で移動自在な係止部63などで構成される。係止部63の移動方向は例えば図において紙面垂直方向である。係止部63をロック解除位置からロック位置に移動させると、係止部63の傾斜面63a(図4参照)が突起部22cと接触し、型厚調整部40の本体部41に形成されるストッパ部41bに第2リンク22bを押し付ける。これにより、型厚調整部40に対する第2リンク22bの回動が制限される。一方、係止部63をロック位置からロック解除位置に移動させると、係止部63が第2リンク22bの回動経路から退避する。これにより、型厚調整部40に対する第2リンク22bの回動が許容される。
第1リンクロック機構60は、射出成形時に型厚調整部40に対する第2リンク22bの回動を制限するロック状態とされ、金型交換時にロック解除状態とされてよい。図3に示すように型締時に側方視で長リンク22と短リンク21とが一直線上に重なり、回転モーメントの発生が抑制できる。また、図4に示すように金型交換時に第1リンク22aが金型装置16よりも下方に退避でき、可動プラテン13と固定プラテン12との間に側方から別の金型装置が挿入できる。金型装置をクレーンなどで吊り下げる手間が省け、金型交換が短時間で済む。
プラテンロック機構70は、固定プラテン12に対する可動プラテン13の移動を制限するロック状態と、制限を解除するロック解除状態とに切り替え可能である。プラテンロック機構70は、例えば型厚調整部40に設けられ、メインガイド17をクランプするガイドクランパなどで構成される。
プラテンロック機構70は、射出成形時にロック解除状態とされ、金型交換時にロック状態とされてよい。射出成形時に可動プラテン13が進退でき、型閉、型締、および型開が実施できる。また、金型交換時に、可動プラテン13と固定プラテン12との間隔が一定のまま、第1リンク22aが金型装置16よりも下方に退避できる。固定プラテン12と可動プラテン13との間隔が最小限で済み、可動プラテン13の移動時間が少なく、金型交換が短時間で済む。
次に、図1〜図3を再度参照して、上記構成の射出成形機10の射出成形時の動作について説明する。射出成形時には、第1リンクロック機構60はロック状態とされ、プラテンロック機構70はロック解除状態とされる。
図1に示す型開完了の状態で、型締モータ31を駆動してスライダ32を前進させると、短リンク21が固定側ピン24を中心に回動する。このとき、第1リンク22aが連結ピン27を中心に回動しながら前進し、可動プラテン13が前進し、型閉が行われる。可動金型15が固定金型14と当接すると、型閉が完了する。
型閉完了時に、短リンク21と第1リンク22aとは、図2に示すように略一直線上に重なる直前の状態である。短リンク21および長リンク22は、型閉完了時に、長手方向にほとんど伸縮しておらず、自然長となる。
型閉完了の状態で、型締モータ31を駆動してスライダ32をさらに前進させると、短リンク21と長リンク22とは、図3に示すように略一直線上に重なる。短リンク21は自然長よりも縮み、長リンク22は自然長よりも伸びる。型締モータ31の駆動力にトグル倍率を乗じた型締力が生じる。
型締完了の状態で、固定金型14と可動金型15との間にキャビティ空間が形成される。射出装置が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。
続いて、型締モータ31を駆動してスライダ32を後退させると、短リンク21が固定側ピン24を中心に回動する。このとき、第1リンク22aが連結ピン27を中心に回動しながら後退し、可動プラテン13が後退し、型開が行われる。
型開完了後、エジェクタ装置が金型装置16から成形品を突き出す。突き出された成形品は、取り出し機によって射出成形機10の外部に取り出される。
次に、図4などを参照して、上記構成の射出成形機10の金型交換時の動作について説明する。先ず、型閉完了の状態(図2に示す状態)で、第1リンクロック機構60がロック状態からロック解除状態へ切り替えられ、プラテンロック機構70がロック解除状態からロック状態へ切り替えられる。
その後、型締モータ31がスライダ32を後退させると、短リンク21が固定側ピン24を中心に回動する。このとき、第2リンク22bが可動側ピン25を中心に回動し、図4に示すように第1リンク22aが重力によって金型装置16の下方に退避する。
次いで、作業者は、可動プラテン13に対する可動金型15の固定を解除し、固定プラテン12に対する固定金型14の固定を解除する。その後、作業者は、可動プラテン13と固定プラテン12との間に側方から別の金型装置を挿入し、別の金型装置で元の金型装置を押し出す。続いて、作業者は、挿入した可動金型を可動プラテン13に、挿入した固定金型を固定プラテン12にそれぞれボルトなどで固定する。
尚、本実施形態では、型閉完了の状態で金型交換が行われるが、金型装置16が僅かに開いた状態で金型交換が行われてもよい。
金型交換に伴い、型厚調整部40が型厚調整を行う。型厚調整部40は、例えば本体部41、本体部41を支持する支持部としての支持ブロック42、本体部41と可動プラテン13とを型開閉方向に間隔をおいて連結する調整ロッド43、調整ロッド43に形成されるねじ軸部44と螺合される調整ナット45、および調整ナット45を回転させる調整モータ等で構成される。
本体部41は、可動プラテン13の後方に配設される。本体部41は、長リンク22(詳細には第2リンク22b)が可動側ピン25を介して回動自在に取り付けられる荷重受け部41aを有する。型締モータ31を駆動させると、荷重受け部41aが押され、可動プラテン13が押される。
本体部41と可動プラテン13との型開閉方向における間隔を可変とするため、本体部41と可動プラテン13とは別々に形成される。そのため、型締力や熱応力による本体部41の歪みの影響が可動プラテン13に及び難い。可動プラテン13の歪みが抑制でき、可動プラテン13と固定プラテン12との平行度が良好である。
調整ロッド43は、可動プラテン13に取り付けられる可動金型15を型開閉方向(前後方向)に延長した領域内に配設されてよい。型締時に、調整ロッド43が可動プラテン13を前方に押す部分が可動金型15によって後方に押し返され、可動プラテン13の反りが抑制できる。複数の調整ロッド43が可動金型15の中心線を中心に対称に配設されてよい。尚、調整ロッド43の数は1つでもよく、この場合、調整ロッドの中心線と可動金型15の中心線とが同軸的に配設されてよい。
調整ナット45は、調整ロッド43毎に設けられ、本体部41に対して回転自在に且つ進退不能に取り付けられる。各調整ナット45を回転させると、各調整ロッド43に対する本体部41の位置が調整でき、本体部41と可動プラテン13との間隔が調整できる。よって、型閉完了時の短リンク21と長リンク22とのなす角が所望の角度に調整できる。
支持ブロック42は、本体部41とフレーム11との間に設けられ、フレーム11に敷設されるメインガイド17に沿って移動自在とされる。支持ブロック42上に本体部41が固定され、支持ブロック42は本体部41を下方から支持する。
支持ブロック42は、本体部41よりも型開閉方向(前後方向)に長い。よって、支持ブロックの前後方向の長さが本体部の前後方向の長さと同程度の場合に比べて、フレーム11に対する支持ブロック42の姿勢が安定化する。フレーム11に対する本体部41の傾倒が抑制でき、フレーム11に対する可動プラテン13の傾倒が抑制できる。可動金型15と固定金型14との平行度が良く、型締力のバランスが良い。
支持ブロック42の一部は可動プラテン13とフレーム11との間に配設され、可動プラテン13を型開閉方向に移動自在に支持する支持ガイド46が支持ブロック42の上面に固定される。可動プラテンが調整ロッドを介して本体部で片持ち支持される場合に比べて、フレーム11に対する可動プラテン13の姿勢が安定化し、型締力のバランスが良い。また、可動プラテン13の重量および本体部41の重量が支持ブロック42上の複数の位置に作用し、フレーム11に対する支持ブロック42の姿勢がより安定化する。
尚、本実施形態の可動プラテン13は、支持ガイド46によって前後に案内されるが、メインガイド17によって前後に案内されてもよい。可動プラテン13と型厚調整部40とが独立に前後方向に移動可能であればよい。
図5は、図1に示す固定プラテンおよび固定プラテンの支持部材を側方から見た図である。図6は、図1に示す固定プラテンおよび固定プラテンの支持部材を前方から見た図である。
固定プラテン12は、図5に示すように支持部材18を介してフレーム11に固定される。フレーム11は、固定プラテン12に向いた対向面としての上面11aと、上面11aに対して垂直な側面11bとを有する。
支持部材18は、図6に示すように固定プラテン12を挟んで左右両側に配設されてよい。左右方向、前後方向、上下方向は互いに垂直な方向である。
ところで、左右一対の支持部材18の外側には、左右一対の長リンク22が配設される。また、左右一対の支持部材18の内側には、左右一対のリンクピン26を保持するプッシュロッド23の一部が挿入される。そのため、各支持部材18の左右方向寸法が小さい。
そこで、支持部材18はフレーム11の側面11bにボルトなどで固定され、フレーム11の側面11bと支持部材18とが面接触する。フレーム11の側面11bは、左右方向に対して垂直な面である。
フレーム11の側面11bと支持部材18とが面接触することで、支持部材18の左右方向寸法が小さい場合に、支持部材18とフレーム11との接触面積が十分に確保できる。よって、固定金型14の熱が固定プラテン12および支持部材18を介してフレーム11に移動しやすく、固定プラテン12の温度上昇が抑制できる。そのため、固定プラテン12の周辺の空気の流れが抑制でき、空気の温度勾配が低減できる。固定プラテン12と空気との温度差の場所によるバラツキが小さく、固定プラテン12から空気への放熱速度の場所によるバラツキが小さい。よって、固定プラテン12の温度勾配が小さく、固定プラテンの傾きが低減できる。
支持部材18は、図6に示すように固定プラテン12の側面12bの上下方向中央部を支持してよい。上下方向は、フレーム11の上面11aに対して垂直な方向である。支持部材18が固定プラテン12の下面12aを支持する場合よりも、固定プラテン12から支持部材18への熱の移動が上下対称になる。固定プラテン12の温度分布が上下対称になり、固定プラテン12の傾きが抑制できる。また、支持部材18が固定プラテン12の下面を拘束しないので、温度変化によって固定プラテン12が上下両方向に伸縮できる。よって、温度変化によって固定プラテン12の中心線が上下にずれにくい。
尚、本実施形態の支持部材18は、固定プラテン12の側面12bの上下方向中央部を支持するが、固定プラテン12の金型取付面とは反対側の面の上下方向中央部を支持してもよい。同じ効果が得られる。
支持部材18は、図5に示すようにフレーム11の上面11aに対して垂直な垂直部18−1と、垂直部18−1の一端部からフレーム11の上面11aに対して平行に延びる平行部18−2とを有してよい。少なくとも平行部18−2がフレーム11の側面11bに面接触する。平行部18−2が設けられることで、支持部材18とフレーム11との接触面積が広がり、支持部材18からフレーム11へ熱が逃げやすい。
垂直部18−1と平行部18−2とはL字形状をなしてよく、平行部18−2は垂直部18−1の一端部から後方に延びてよい。平行部18−2がフレーム11の側面11bにボルトなどで固定されてよい。
フレーム11の側面11bには、支持部材18と面接触することで支持部材18の回転を制限する制限部材51、52が配設されてよい。型締力による固定プラテン12の傾きが制限できる。
下側の制限部材51の上面が平行部18−2の下面と面接触し、上側の制限部材52の下面が平行部18−2の上面と面接触する。このように、平行部18−2を挟んで上下両側に制限部材51、52が設けられてよい。支持部材18の回転が制限しやすい。
下側の制限部材51は、フレーム11に対する支持部材18の回転を制限するだけでなく、支持部材18の重量を支えることもできる。
尚、本実施形態の制限部材51、52は、フレーム11とは別に形成されるが、フレーム11の一部として形成されてもよい。また、支持部材18の回転を制限するため、下側の制限部材51と上側の制限部材52のいずれか一方のみが用いられてもよい。
以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
例えば、上記実施形態の射出成形機は、型開閉方向が水平方向の横型であるが、型開閉方向が上下方向の竪型でもよい。フレームにおける固定プラテンとの対向面は、横型の場合には水平面であるが、竪型の場合には鉛直面である。
また、上記実施形態のフレームの側面は、フレームにおける固定プラテンとの対向面に対して垂直であるが、傾斜していてもよい。
また、上記実施形態の射出成形機は、型締モータの駆動力を可動プラテンに伝達する伝達機構として、短リンク、長リンクおよびプッシュロッド等を有するが、伝達機構の構成は特に限定されない。例えば、上記実施形態のプッシュロッド23は、短リンク21および長リンク22のそれぞれに対してリンクピン26を中心に相対的に回動自在に連結されるが、短リンク21および長リンク22の一方に対してリンクピン26と別のピンを中心に相対的に回動自在に連結されてもよい。また、上記実施形態の長リンク22は、第1リンク22aおよび第2リンク22bで構成されるが、1本のリンクで構成されてもよい。また、射出成形機は、伝達機構として、C型のフレームの一端部と可動プラテンとの間に配設されるトグル機構を有してもよい。この場合、型厚調整部の本体部は、例えばトグル機構と可動プラテンとの間に配設されてよい。
また、上記実施形態の射出成形機は、タイバーを有しないが、タイバーを有してもよい。横型の場合、タイバーは固定プラテンとトグルサポートとを連結し、固定プラテンとトグルサポートとの間に可動プラテンが配設される。可動プラテンとトグルサポートとの間に伝達機構としてのトグル機構が配設される。一方、竪型の場合、タイバーは可動プラテンとしての上プラテンとトグルサポートとを連結し、上プラテンとトグルサポートとの間に固定プラテンとしての下プラテンが配設される。トグルサポートは、下プラテンよりも下方において進退自在とされる。下プラテンとトグルサポートとの間に伝達機構としてのトグル機構が配設される。
また、上記実施形態の射出成形機は、型締モータの駆動力によって型締を行うが、電磁石による吸着力によって型締を行ってもよい。タイバーが固定プラテンとリヤプラテンとを連結し、固定プラテンとリヤプラテンとの間に可動プラテンが配設される。可動プラテンは連結部材を介して吸着部材と連結され、吸着部材はリヤプラテンの後方において進退自在とされ可動プラテンと共に進退する。吸着部材およびリヤプラテンの少なくとも一方に電磁石が形成される。
また、上記実施形態の射出成形機は、第1リンクロック機構60に代えて、第1リンク22aと第2リンク22bとの相対的な回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる第2リンクロック機構を備えてもよい。第2リンクロック機構は、射出成形時にロック状態とされ、金型交換時にロック解除状態とされる。型締時に側方視で長リンク22と短リンク21とが一直線上に重なる。また、金型交換時に第1リンク22aが金型装置16よりも下方に退避でき、可動プラテン13と固定プラテン12との間に側方から別の金型装置が挿入できる。金型装置をクレーンなどで吊り下げる手間が省け、金型交換が短時間で済む。射出成形機は、第1リンクロック機構60と、第2リンクロック機構とを両方備えてもよい。
10 射出成形機
11 フレーム
11a 上面
11b 側面
12 固定プラテン
12a 下面
12b 側面
13 可動プラテン
14 固定金型
15 可動金型
16 金型装置
18 支持部材
18−1 垂直部
18−2 平行部
21 短リンク
22 長リンク
22a 第1リンク
22b 第2リンク
23 プッシュロッド
31 型締モータ
51 下側の制限部材
52 上側の制限部材

Claims (5)

  1. フレームと、
    固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
    該固定プラテンを支持する支持部材とを備え、
    前記固定プラテンは前記支持部材を介して前記フレームに固定され、
    前記フレームは、前記固定プラテンに向いた対向面と、該対向面に対して垂直または傾斜した側面とを有し、
    前記フレームの前記側面と前記支持部材とが面接触する、射出成形機。
  2. 前記支持部材は、前記固定プラテンの所定方向中央部を支持し、
    前記所定方向は、前記フレームの前記対向面に対して垂直な方向である、請求項1に記載の射出成形機。
  3. 前記フレームの前記側面には、前記支持部材と面接触することで前記支持部材の回転を制限する制限部材が配設される、請求項1または2に記載の射出成形機。
  4. 前記支持部材は、前記フレームの前記対向面に対して垂直な垂直部と、該垂直部の一端部から前記対向面に対して平行に延びる平行部とを有し、
    少なくとも前記平行部が前記フレームの前記側面に面接触する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の射出成形機。
  5. 前記支持部材と面接触することで前記支持部材の回転を制限する制限部材は、前記平行部を挟んで両側に設けられる、請求項4に記載の射出成形機。
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