JP2016010890A - 可動盤、開閉装置及び成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成のブレーキ機構を用いることによって、リンクピン部の微小な隙間や可動盤の摺動部の摩擦による可動盤の停止精度への影響を確実に排除する。【解決手段】可動盤２２は、当該可動盤２２の移動を停止させる制動装置５０を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機やダイカストマシン等の成形装置のトグル式の型締装置に関する。

射出成形機やダイカストマシン等の成形装置のトグル式型締装置は、固定金型が取り付けられる固定ダイプレートと、移動金型が取り付けられる移動タイプレートと、一端が固定ダイプレートに固定され、移動ダイプレートを挿通してリアプレートまで延びる複数の（例えば、４本の）タイバーとを備えており、移動ダイプレートを移動させて金型の開閉および型締め力を発生させるトグルリンク機構がリアプレートと移動ダイプレートの間に設けられている。

従来、射出成形機での成形法の一つとして、樹脂を発泡させて成形品にする発泡成形が広く行われている。発泡成形品は、軽量で断熱性や吸音性等の様々な特性を付加することができる。

発泡成形では、金型のキャビティに発泡剤を含んでいる溶融樹脂を充填する。溶融樹脂の表層が固まってスキン層が形成された後、樹脂を発泡させるために金型を寸開き（コアバックともいう）して位置を保持する必要がある。発泡成形では、金型を寸開きするときの開き量で成形品肉厚が決まるため、その停止精度は、成形品の品質確保にとってきわめて重要なファクターとなる。

発泡時に金型を寸開きするときの停止精度は、特に、トグル式型締装置において大きな問題となる。トグル式型締装置では、トグルリンク機構のリンクを連結するピンとリンクの間に微小な隙間があり、この隙間が停止精度を低下させるからである。

従来からトグル式型締装置では、発泡時の寸開のための金型停止精度を高めるために、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１、２では、金型を寸開したときの可動盤とクロスヘッドとの位置関係を位置関係データとしてあらかじめ記憶しておき、この位置データから寸開させるときの可動盤位置に対応するクロスヘッドの位置を算出し、この位置にクロスヘッドを停止させる方法が提案されている。

また、特許文献３には、固定盤と可動盤の間の金型回りに特殊なキャビティ拡大機構を設け、このキャビティ拡大機構によって、金型を正確に寸開させるようにした型締装置が提案されている。

特開２００８−１４３０６１号公報 特開２００５−２５４６０７号公報 特開２００６−３３４７９３号公報

しかしながら、特許文献１、２の従来技術のように、可動盤とクロスヘッドとの位置関係を位置関係データとして記憶させるためには、そのためのティーチング工程を金型交換後に行う必要があり、金型交換を行ってから連続成形を始めるまでにかなりの時間を要するという問題がある。

他方、特許文献３の従来技術のように、金型回りにキャビティ拡大機構を別途設置すると、固定盤と可動盤に力が加わることになるため、固定盤と可動盤が破損する虞があった。また、金型回りにキャビティ拡大機構が取り付けられるため、金型交換などにおける作業性が悪くなってしまうという問題があった。

本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、簡易な構成の制動機構を用いることによって、リンクピン部の微小な隙間や可動盤の摺動部の摩擦による可動盤の停止精度への影響を確実に排除することができる可動盤、開閉装置及び成形装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の可動盤は、移動可能な可動盤であって、前記可動盤は、当該可動盤の移動を停止させる制動装置を有することを特徴とするものである。

また、本発明の開閉装置は、固定盤と、上記に記載の可動盤と、前記可動盤を移動させて金型の開閉を行わせる開閉機構と、を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の成形装置は、上記に記載の開閉装置を備えることを特徴とするものである。

本発明の型締装置が適用される射出成形機の概要を示す側面図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型締装置の側面図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型締装置の要部を示す斜視図である。 移動ダイプレートに設置したブレーキ装置の動作を示す正面図である。 移動ダイプレートでのブレーキ装置の配置を示す正面図である。 移動ダイプレートでのブレーキ装置の配置の他の例を示す正面図である。 発泡成形の工程説明図である。

以下、本発明による射出成形機の型締装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による型締装置が適用される射出成形機（成形装置）１０の構成の概要を示す図である。図１において、参照番号１２は射出成形機の射出装置全体を示す。参照番号１４は射出成形機の型締装置（型開閉装置、開閉装置）を示している。

射出装置１２のバレル１５には、スクリュ１６が回転自在でかつ軸方向に移動可能に挿入されている。樹脂（成形材料、材料）は、ホッパ１７からバレル１５内に投入される。バレル１５の周囲には樹脂を加熱する図示しない加熱ヒータが配置されている。射出装置１２では、図示しない計量用モータによりスクリュ１６を回転させ、樹脂の溶融と混練をしながら、樹脂をバレル１５の前方に溜めることで、計量が行われる。バレル１５の前方に溜められた樹脂は、図示しない射出用モータ、ボールねじ及びナットによってスクリュ１６を前進させることで、ノズル１８から固定金型２１と移動金型２３によって形成されたキャビィに充填される。

次に、型締装置１４について、図２を参照しながら説明する。
型締装置１４は、例えば、フレーム１１に固定された固定ダイプレート（固定盤）２０と、フレーム１１に設置されているリアプレート（圧受盤）２４と、固定ダイプレート２０とリアプレート２４の間に移動自在に設置された移動ダイプレート（可動盤）２２と、を備えている。

固定ダイプレート２０には固定金型２１が取り付けられ、移動ダイプレート２２には固定金型２１に対向するように移動金型２３が取り付けられている。

固定ダイプレート２０とリアプレート２４とは、複数の（例えば、４本の）タイバー３６によって連結されている。タイバー３６は、金型を締め上げる（型締めをする）際に、次に説明するトグルリンク機構（開閉機構、型開閉機構、型締機構）２８によって発生する型締力を受けるようになっている。

図２において、参照番号２６はクロスヘッドを示している。このクロスヘッド２６の中心部には、トグルリンク機構２８を駆動するボールネジ機構の図示されないナット部が設けられており、このナット部にはボールネジ２７が螺合するようになっている。クロスヘッド２６の前後方向の移動を案内するガイドは、リアプレート２４の腕部２４ａによって支持されている。ボールネジ２７は、図示されないサーボモータによってタイミングベルト２９を介して駆動される。

リンク３０の一端はクロスヘッド２６に連結され、リンク３１の一端はリアプレート２４に連結され、リンク３０、３１とリンク３２によって上下にトグルリンクが構成されている。リンク３２の一端は、移動ダイプレート２２の背面に設けられているトグルリンク連結部３４に連結されている。

このようなトグルリンク機構２８によって移動ダイプレート２２は型開閉のための移動が行われ、また型締力が伝えられる。

タイバー３６は、移動ダイプレート２２を案内するために、移動ダイプレート２２の四隅にブッシュを介して挿通される従来の構造とは異なっている。この実施形態の場合、移動ダイプレート２２の端部（より具体的には四隅）には切欠き（切欠き部）４０が形成されている。この切欠き４０があることで、タイバー３６は移動ダイプレート２２と接触せずに（当接せずに）固定ダイプレート２０とリアプレート２４との間に延びるように配置されている。

移動ダイプレート２２を案内するために、ベース１１上の左右両側には、タイバー３６と平行にリニアガイドレール４１が敷設されており、このリニアガイドレール４１に摺動可能なリニアガイド４２が移動ダイプレート２２の左右両側面に取り付けられている。

図３に示されるように、本実施形態の型締装置では、樹脂を発泡させるときの金型寸開き時に移動ダイプレート２２を制動させるために、移動ダイプレート２２に次のようなブレーキ装置（制動装置）５０が設けられている。このブレーキ装置５０は、例えば、可動側ブレーキシュー５２と固定側ブレーキシュー５３とを有する制動部材を備え、制動部材でタイバー３６を挟み込むことで制動力を発生する。

次に、図４に示されるように、固定側ブレーキシュー５３は、移動ダイプレート２２において切欠き４０を形成している面のうち、垂直面５９に固定されている。固定側ブレーキシュー（第１制動部材、第２制動部材）５３の内側面はタイバー３６の曲率に対応している凹曲面になっており、例えば、ブレーキライニング５６が装着されている。このブレーキライニング５６は、タイバー３６の表面に接触するか、あるいはわずかな隙間が形成されている。

他方、可動側ブレーキシュー（第２制動部材、第１制動部材）５２は、タイバー３６に対して固定側ブレーキシュー５３と対向するように配置されている。可動側ブレーキシュー５２の内側面もタイバー３６の曲率に対応して凹曲面になっており、例えば、ブレーキライニング５７が装着されている。このような可動側ブレーキシュー５２はピン６１を介して移動ダイプレート２２に揺動自在に連結されている。可動側ブレーキシュー５２の上端には、連結部材５５が取り付けられており、油圧シリンダ（駆動部）５１のピストンロッド５４はピン６２を介して連結部材５５と連結されている。図４（ａ）は、油圧シリンダ５１のピストンロッド５４が矢印方向に移動して可動ブレーキシュー５２がタイバー３６側に引き込まれ、ブレーキが効いている状態を示す。図４（ｂ）は、ピストンロッド５４が矢印方向に伸びてブレーキが解除された状態を示している。

このようなブレーキ装置５０は、図５に示されるように、各タイバー３６に対してそれぞれ配置されるように、移動ダイプレート２２の４隅に１台ずつ設置されている。なお、比較的小型の型締装置の場合には、移動ダイプレート２２を停止させるのに必要な制動力も小さくなるので、図６に示されるように、ブレーキ装置５０を対角線上にある２本のタイバー３６にそれぞれ配置するようにしてもよい。

本実施形態による射出成形機の型締装置は、以上のように構成されるものであり、次に、発泡成形との関連においてブレーキ装置５０の作用並びに効果について説明する。
型締装置１４は、トグルリンク機構２８によって型閉じ及び型開きのための移動ダイプレート２２の移動と、型締めがなされるトグルリンク式の型締装置である。通常の射出成形を行うときには、ブレーキ装置５０は使用しない。

このトグルリンク式の型締装置では、図７に示すような発泡成形を実施する場合には、まず、固定金型２１と移動金型２３によって形成されたキャビティ６０に発泡剤を含んでいる溶融樹脂を充填し、溶融樹脂の表層を固めてスキン層を形成させる（図７（ａ））。その後、移動金型２３を所定の移動量δだけ僅かに寸開きすることで、樹脂を発泡させる（図７（ｂ））。発泡後、冷却させてから、移動金型２３を後退させて金型を開いて、成形品６２を取り出す（図７（ｃ））。

本実施形態による型締装置１４では、金型を寸開きさせる時には、移動ダイプレート２２を型開きする方向に移動させるとともに、例えば、リニアガイドレール４１に設けた図示しないリニアエンコーダ（検出器）と図示しない制御装置により移動ダイプレート２２の移動量を求める。

そして、移動ダイプレート２２の移動量があらかじめ設定された移動量（寸開き量、寸開量）に到達したところで、図５、６に示すように、移動ダイプレート２２の端部に設置されているブレーキ装置５０を作動させ、移動ダイプレート２２の移動を停止させる。移動ダイプレート２２の寸開き量は、例えば、作業者により図示しない制御装置に入力されることで求められる。

具体的には、金型の寸開動作時に、移動ダイプレート２２が寸開時の移動量に到達すると、図４（ａ）において、油圧シリンダ５１のピストンロッド５４が矢印方向に引き寄せられ、可動側ブレーキシュー５２がタイバー３６に押しつけられる。これにより、固定側ブレーキシュー５３と可動側ブレーキシュー５２とがタイバー３６を挟み込み、移動ダイプレート２２に対して大きな制動力が生じ、移動ダイプレート２２の移動を停止させる。そのため、移動ダイプレート２２を寸開量だけ開いた位置で停止させることができる。

移動ダイプレート２２に動力を伝えるトグル式型締装置の伝動系では、タイミングベルト２９、ボールねじ機構、クロスヘッド２６、トグルリンク機構２８などの機械要素を介して移動ダイプレート２２に伝動される。しかし、このような伝動系では、例えば、タイミングベルト２９の伸びや、トグルリンク機構２８のリンクとピンとの隙間などがあるため、それらが移動ダイプレート２２の金型寸開動作の停止精度を低下させる要因となっていた。

本実施形態によるトグル式型締装置では、移動ダイプレート２２にブレーキ装置５０を搭載している。しかも、本実施形態のブレーキ装置５０では、移動ダイプレート２２の切欠き４０を利用して、可動側ブレーキシュー５２と固定側ブレーキシュー５３とを取り付け、タイバー３６を挟む構造になっている、そのため、簡易な構造でありながらも、タイバー３６を利用して移動ダイプレート２２を正確な位置に停止させるのに十分な制動力を発生させることができる。

このため、金型を寸開きさせるときには、移動ダイプレート２２を位置の検出をさせながら後退させ、移動ダイプレート２２が設定された寸開時の移動量（寸開時の移動ダイプレート２２の動作量）に到達したときに、ブレーキ装置５０で制動させることで、移動ダイプレート２２を所定の位置で停止させることができる。これによって、タイミングベルトの伸びやトグルリンク機構のリンクとピンの隙間、あるいは摺動部の摩擦などの誤差要因を完全に排除することができる。

以上のようにして、発泡成形を連続して行う場合には、常に、コアバック時に金型を正確な位置に寸開させることができるため、成形品の品質を一定にすることができる。

また、本実施形態ではブレーキ装置５０の駆動部として油圧シリンダを適用したが、本発明はこれに限らない。例えば、ブレーキ装置５０の駆動部として、電動式の駆動部（より具体的には、電動駆動のボールねじおよびナット）、空気シリンダなどを適用してもよい。

また、本実施形態では本発明を射出成形機に適用したが、本発明はこれに限らない。例えば、ダイカストマシン等の他の成形装置にも適用することができる。

１０…射出成形機（成形装置）、１２…射出装置、１４…型締装置（開閉装置、型開閉装置）、１５…バレル、１６…スクリュ、１７…ホッパ、１８…ノズル、２０…固定ダイプレート（固定盤）、２１…固定金型、２２…移動ダイプレート（可動盤）、２３…移動金型、２４…リアプレート（圧受盤）、２６…クロスヘッド、２７…ボールねじ、２８…トグルリンク機構（開閉機構、型開閉機構、型締機構）、２９…タイミングベルト、３０、３１、３２…リンク、３４…トグルリンク連結部．３６…タイバー、４０…切欠き（切欠き部）、４２…リニアガイド、５０…ブレーキ装置（制動装置）、５１…油圧シリンダ（駆動部）、５２…可動側ブレーキシュー（制動部材、第１制動部材、第２制動部材）、５３…固定側ブレーキシュー（制動部材、第１制動部材、第２制動部材）

Claims (6)

1. 移動可能な可動盤であって、
   前記可動盤は、当該可動盤の移動を停止させる制動装置を有することを特徴とする可動盤。
2. 前記制動装置は、
   型締力を受けるタイバーに押しつける制動部材を有することを特徴とする請求項１に記載の可動盤。
3. 前記可動盤は、
   切欠き部を有し、
   前記制動装置は前記切欠き部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の可動盤。
4. 前記制動装置は、
   制動部材と、
   駆動部と、を有し、
   前記制動部材は、
   前記可動盤に固定された第１制動部材と、
   揺動可能な第２制動部材と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可動盤。
5. 固定盤と、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の可動盤と、
   前記可動盤を移動させて金型の開閉を行わせる開閉機構と、
   を備えることを特徴とする開閉装置。
6. 請求項５に記載の開閉装置を備えることを特徴とする成形装置。

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