JP2017043016A

JP2017043016A - 型締装置

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Publication number: JP2017043016A
Application number: JP2015168013A
Authority: JP
Inventors: 敦村田; Atsushi Murata; 大樹種村; Daiki Tanemura
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: CN106476229A; US20170057142A1; US9731442B2; JP6310428B2; CN106476229B

Abstract

【課題】転動体入り直線案内機構が採用できる型締装置を提供することを課題とする。【解決手段】図（ａ）に示すように、固定型１２に可動型１７が当たった後に、型締シリンダ１５が伸動されたため、型締反力が発生し、この型締反力によって、型締シリンダ１５が、想像線Ｂで示すように湾曲変形する。型締シリンダ１５の移動が上タイバー１９と下タイバー１９で制限されるため、図（ｂ）に示すように、上タイバー１９と下タイバー１９を通る線上に、想像線Ｂ、Ｂが存在する。想像線Ｂにおける湾曲変形は、左溝部４７Ｌ及び右溝部４７Ｒで遮断され、スライダ４２Ｌ、４２Ｒへ伝わらない。伝わったとしても、中央の脚部４８を迂回し、且つ湾曲部４８が他の部位より脆弱であるため、変形は弱められる。結果、こじれ（捻り）に弱い転動体入り直線案内機構４３Ｌ、４３Ｒの採用が可能となる。【選択図】図８

Description

本発明は、横型射出成形装置に好適な型締装置に関する。

横型射出成形装置は、金型を型締する型締装置と、型締された金型へ樹脂材料を射出する射出機とを主要素とする装置である。
型締装置は、各種の構造の物が提案されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１１に示される従来の型締装置１００は、ベース１０１に固定された固定盤１０２と、ベース１０１に移動可能に設けられる型締シリンダ１０３と、この型締シリンダ１０３と固定盤１０２との間に水平に渡されるタイバー１０４、１０４と、これらのタイバー１０４、１０４で案内されると共に型締シリンダ１０３のピストンロッド１０５に連結される可動盤１０６と、タイバー１０４、１０４にねじ込まれ型締シリンダ１０３の移動を制限するナット１０７とからなる。

加えて、ベース１０１にレール１０８が敷設され、このレール１０８に摺動部材と呼ばれるスライダ１０９、１１０が移動可能に嵌められ、スライダ１０９で型締シリンダ１０３を支え、スライダ１１０で可動盤１０６を支える構造とされる。

固定盤１０２に固定型１１１を取付け、可動盤１０６に可動型１１２を取付け、固定型１１１に可動型１１２を当てた上で、型締シリンダ１０３を伸動させる。すると、ナット１０７、１０７で移動が制限されている型締シリンダ１０３に対して可動盤１０６が固定盤１０２へ押され、結果、型締がなされる。

この型締の際に、型締力と等しい型締反力が発生する。この型締反力により、型締シリンダ１０３が、想像線Ａで示すように、湾曲化する。ただし、理解を促すために想像線Ａは強調して図示した。この湾曲化に伴って、スライダ１１０が、角度αだけ傾く。

図１２は図１１の１２−１２線断面図であり、矩形断面のレール１０８に、コ字断面のスライダ１０９が載っており、この構造であれば、レール１０８に対してスライダ１０９が浮き上がることは許容される。ただし、この構造では、レール１０８にスライダ１０９が面で接触しているため、レール１０８とスライダ１０９との間に面接触による大きな摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗は設備コストと運転コストの増大に繋がるため、摩擦抵抗の低減化が求められる。
低減化対策の一例を次ぎに示す。

図１３に示すように、レール１０８とスライダ１０９の間に、鋼製の転動体１１３を介在させる。転動体１１３は鋼球や鋼製のころである。ころがり接触は、面接触による摩擦抵抗の１／１０程度と言われており、転動体１１３を採用した構造では、格段に摩擦抵抗を低減することができる。よって、この構造が、近年、好んで採用される。

以下、レール１０８とスライダ１０９と転動体１１３からなる機構を、「転動体入り直線案内機構」と呼ぶことにする。

一方、図１１において、スライダ１１０が角度α傾くことにより、図１３の転動体１１３に、こじれ（捻り）と呼ばれる好ましくない姿勢変化が発生する。結果、転動体１１３の作動不良や破壊を誘発する。従来の技術では、図１３に示す「転動体入り直線案内機構」を採用することができないか、採用したとしてもその寿命が短くなる。

しかし、設備コストや運転コストの低減が求められる中、転動体入り直線案内機構が採用できるように型締装置の構造改良が望まれる。

特開平５−３２９９００号公報

本発明は、転動体入り直線案内機構が採用できる型締装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ベースと、このベースに固定され固定型を支える固定盤と、この固定盤と平行に配置され前記固定型へ向かって延びるピストンロッドを備え前記ベースに水平移動自在に支持されている型締シリンダと、前記固定盤と前記型締シリンダの間に配置され前記ピストンロッドに連結され水平移動自在に支持され可動型を支える可動盤と、前記固定盤から水平に延びて前記可動盤及び型締シリンダを貫通するタイバーと、このタイバーに前記型締シリンダ又は前記固定盤を任意に連結する連結機構と、前記型締シリンダ又は前記可動盤を移動する型開閉アクチュエータとを備えている型締装置であって、
前記型締シリンダは、前記ベースに敷設された左右のレールと、これらのレールに転動体を介して直線移動自在に嵌められる左右のスライダとからなる左右の転動体入り直線案内機構を介して前記ベースで支えられており、
前記タイバーは、上方に配置される上タイバーと、下方に配置される左右の下タイバーとを含み、
前記型締シリンダは、前記左右の下タイバーより下で前記左右のスライダより上の部位に、左方に開口する横長の左溝部と、右方に開口する横長の右溝部と前記左・右溝部で挟まれる脚部で形成されるくびれ部を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、脚部の下端に、水平に延びる横長部材が固定され、この横長部材に左右のスライダが取付けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、型締シリンダは、下タイバーより下でスライダより上の部位に、左方に開口する横長の左溝部と、右方に開口する横長の右溝部と左・右溝部で挟まれる脚部で形成されるくびれ部を備えている。型締反力により、型締シリンダが変形しても、この変形は、左・右溝部で遮断され、スライダの角度変化が起こらないか、起こったとしても軽微となる。結果、転動体入り直線案内機構がダメージを受ける心配はない。
すなわち、本発明によれば、転動体入り直線案内機構を採用した型締装置を提供することができる。

請求項２に係る発明では、脚部の下端に、水平に延びる横長部材を固定し、この横長部材に左右のスライダを取付けるようにした。左・右溝部にかかる削り代が少なくなり、型締シリンダの材料歩留まりが良好になり、型締シリンダの製造コストを下げることができる。

本発明に係る型締装置の側面図である。図１の２−２矢視図である。図２の３ａ−３ａ線断面図と作用図である。図１の４−４矢視図である。図４の５−５線断面図である。型厚調整工程を説明するフロー図である。型締工程及び射出成形工程を説明するフロー図である。型締シリンダに設けた左・右溝部の作用図である。型締シリンダの変更例を説明する図である。型締装置の変更例を説明する図である。従来の型締装置の側面図である。図１１の１２−１２線断面図である。転動体入り直線案内機構の断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、型締装置１０は、ベース１１と、このベース１１に固定され固定型１２を支える固定盤１３と、この固定盤１３と平行に配置され固定型１２へ向かって延びるピストンロッド１４を備えベース１１に水平移動自在に支持されている型締シリンダ１５と、この型締シリンダ１５を移動する型開閉アクチュエータ１６と、固定盤１３と型締シリンダ１５の間に配置されピストンロッド１４に連結されベース１１に水平移動自在に支持され可動型１７を支える可動盤１８と、固定盤１３から水平に延びて可動盤１８及び型締シリンダ１５を貫通するタイバー１９、１９と、これらのタイバー１９、１９に型締シリンダ１５を任意に連結する連結機構２０とを備えている横型型締装置である。
なお、型開閉アクチュエータ１６は、油圧シリンダ、電動シリンダの何れであってもよい。

図２に示すように、連結機構２０は、タイバー１９に設けられた周溝１９ａと、この周溝１９ａに嵌るロックプレート２１、２２と、これらのロックプレート２１、２２をタイバー１９の軸直角方向へ移動するロックプレート移動アクチュエータ２３とを備えている。なお、ロックプレート２１、２２が図面表裏方向（タイバーの軸方向）に移動しないように、ロックプレート２１、２２はＬ字断面のガイド２４、２４で案内される。

ロックプレート移動アクチュエータ２３は、サーボモータ２５と、カップリング２６を介して駆動させるねじ軸２７とからなる。ねじ軸２７の先端及び中間は軸受台２８、２９で支持するようにする。ねじ軸２７には、右ねじ３１と左ねじ３２が設けられており、上のロックプレート２１から延びるナット２１ａが右ねじ３１に螺合し、下のロックプレート２２から延びるナット２２ａが左ねじ３２に螺合するようにする。ねじ軸２７を正転させると上下のロックプレート２１、２２が同期して周溝１９ａに接近する。ねじ軸２７を逆転させると上下のロックプレート２１、２２が同期して周溝１９ａから離れる。

すなわち、図３（ａ）に示すロックプレート２１、２２が周溝１９ａに接近すると、図３（ｂ）に示すように周溝１９ａに嵌る。この状態では、図１に示す型締シリンダ１５とタイバー１９が一体となる。
逆に、図３（ａ）では、図１に示すタイバー１９に対して型締シリンダ１５は移動可能となる。

図４に示すように、型締シリンダ１５は、ベース１１に敷設された左右のレール４１Ｌ、４１Ｒ（Ｌは左を示す添え字、Ｒは右を示す添え字である。以下同様）と、これらのレール４１Ｌ、４１Ｒに転動体（図１３、符号１１３）を介して直線移動自在に嵌められる左右のスライダ４２Ｌ、４２Ｒとからなる左右の転動体入り直線案内機構４３Ｌ、４３Ｒを介してベース１１で支えられている。

図１にて、可動盤１８も、レール４１Ｌ、４１Ｒと、これらのレール４１Ｌ、４１Ｒに転動体（図１３、符号１１３）を介して直線移動自在に嵌められる左右のスライダ４４Ｌ、４４Ｒとからなる左右の転動体入り直線案内機構４５Ｌ、４５Ｒを介してベース１１で支えられている。
なお、可動盤１８は、レール４１Ｌ、４１Ｒとは別にベース１１に敷設される左右のレールにて案内されるようにしてもよい。

また、スライダ４２Ｌ、４２Ｒを固定盤１３側へ一定距離延ばし、この延長部にレールを敷き、このレールに左右のスライダ４４Ｌ、４４Ｒを嵌めてもよい。すなわち、可動盤１８は、レール４１Ｌ、４１Ｒを介して直接的にベース１１に移動自在に支持させる他、延長部や別のレールを介して間接的にベース１１に移動自在に支持させてもよい。要は、可動盤１８は、固定盤１３と型締シリンダ１５の間に配置されピストンロッド１４に連結され水平移動自在に支持され可動型１７を支えるものであればよく、移動自在に支持する形態は任意である。

図４に示すように、左右の転動体入り直線案内機構４３Ｌ、４３Ｒを介してベース１１で支えられている型締シリンダ１５には、上方に配置される左右の上タイバー１９、１９と、下方に配置される左右の下タイバー１９、１９とが貫通している。なお、タイバー１９は、上が１本で、下が２本であってもよい。

型締シリンダ１５は、左右の下タイバー１９、１９より下で左右のスライダ４２Ｌ、４２Ｒより上の部位に、左方に開口する横長の左溝部４７Ｌと、右方に開口する横長の右溝部４７Ｒと、左・右溝部４７Ｌ、４７Ｒで挟まれる脚部４８で形成されるくびれ部４９とを備えている。
加えて、型締シリンダ１５は、上タイバー１９、１９の中間位置及び下タイバー１９、１９の中間位置に、図面奥へ延びる型厚調整シリンダ５０、５０を備えている。

図５に示すように、型厚調整シリンダ５０は、型締シリンダ１５に水平移動可能に収納されるピストン５１と、このピストン５１から水平に延びて可動盤１８に連結されるピストンロッド５２とを備えている。

固定型１２と可動型１７が、交換されたときには、固定型１２と可動型１７が型閉じする位置が変わり、連結機構２０のロックプレート２１、２２とタイバー１９の周溝１９ａが合致しなくなる。そのため、型開閉アクチュエータ１６を駆動して固定型１２と可動型１７を型閉じし、その状態で型厚調整シリンダ５０を伸動又は縮動することにより、型締シリンダ１５を可動盤１８に対して、移動し、連結機構２０のロックプレート２１、２２とタイバー１９の周溝１９ａを合致する位置に調整する。
すなわち、型厚調整シリンダ５０は、固定型１２と可動型１７の厚さに応じて連結機構２０のロックプレート２１、２２とタイバー１９の周溝１９ａが合致する位置に調整するシリンダである。

以上の構成からなる型締装置１０の作用を次に説明する。
図６にて、先ず、金型を交換する（ＳＴ０１）。具体的には、図１にて、固定型１２と可動型１７を、所望の型に交換する。

次に、連結機構を開放状態にする（ＳＴ０２）。図１にて、連結機構２０を開放して、型締シリンダ１５を移動可能にする。
型開閉アクチュエータを縮動する（ＳＴ０３）。図１にて、型締シリンダ１５と共に可動盤１８が固定盤１３に接近し、結果、固定型１２に可動型１７が当たる。すなわち、型タッチが行われる。

次に、金型の厚さ変更に対応して、型厚調整シリンダで、型締シリンダと可動盤との距離を調整する（ＳＴ０４）。
必要に応じて、型厚調整シリンダを若干作動させる（ＳＴ０５）。具体的には、図３（ａ）に示す周溝１９ａにロックプレート２１、２２が合致するように、図５に示す型厚調整シリンダ５０、５０を若干伸動又は縮動させる。このステップでは、静止している可動盤１８に対して型締シリンダ１５が若干移動する。結果、図３（ａ）に示す周溝１９ａにロックプレート２１、２２が合致する。

ＳＴ０５は、ＳＴ０４に含めて、同時に処理してもよい。
合致した状態で、連結機構を閉鎖状態（ロック状態。以下同じ）にする（ＳＴ０６）。以上で型厚調整が完了する。

次に、図７に基づいて、型締工程及び射出成形工程を説明する。
図７にて、連結機構を開放し（ＳＴ１１）、型開閉アクチュエータを縮動し（ＳＴ１２）、型をタッチさせる。具体的には、図１にて、連結機構２０を開放して、型締シリンダ１５を移動可能し、型開閉アクチュエータを縮動し、型締シリンダ１５と共に可動盤１８が固定盤１３に接近し、固定型１２に可動型１７を当てる（型タッチ）。

連結機構を閉鎖する（ＳＴ１３）。これで、タイバーに型締シリンダが一体化された。
この状態で、型締シリンダを伸動する（ＳＴ１４）。これで、型締が完了した。射出を行い、樹脂を冷却する。

次に、型締シリンダの圧抜きを行う（ＳＴ１５）。図５にて、型締シリンダ１５に加えていた圧油を抜く。これで、ピストン１４が移動可能となる。
図７にて、ＳＴ１６で、倍力で型開を実施する指令が出ているか否かを調べる。
倍力型開指令がある場合は、ＳＴ１７へ進み、型厚調整シリンダを縮動する（ＳＴ１７）。図５にて、型厚調整シリンダ５０を縮動すると、可動盤１８及び可動型１７が、大きな力で引かれ、型開工程の初期段階が実行される。なお、倍力とは、型開閉アクチュエータの軸力の２〜４倍の範囲から設定された力を意味し、単なる２倍や４倍の力に限るものではない。

樹脂成形品が、大物であって、大きな型開力が必要な場合には、倍力での型開が有益となる。普通の型開力では、力不足で、型開が不十分であったり、型開に時間がかかる。倍力型開であれば、型開が迅速に且つ確実に行える。
ただし、型厚調整シリンダのストロークは短くて、所定の型開には短すぎる。

そこで、連結機構を開放状態にし（ＳＴ１８）、型開閉アクチュエータを伸動する（ＳＴ１９）。図１にて、型開閉アクチュエータ１６を伸動することで、固定型１２から可動型１７を十分に離すことができる。型開が終了したので、製品を取出し（ＳＴ２０）、一連の射出成形工程を終了する。
さらに、ＳＴ２１にて、射出成形を継続する場合は、ＳＴ１２へ戻り、射出成形を終える場合は、このフローを終了する。

ＳＴ１６で、否、すなわち、倍力型開指令が無い場合には、ＳＴ１７をジャンプして、ＳＴ１６からＳＴ１８に進む。

以上のステップのうちで、ＳＴ１４（型締シリンダ伸動）の形態を、詳しく説明する。
図８（ａ）に示すように、固定型１２に可動型１７が当たった後に、型締シリンダ１５が伸動されたため、型締反力が発生し、この型締反力によって、型締シリンダ１５が、想像線Ｂで示すように湾曲変形する。
型締シリンダ１５の移動が上タイバー１９と下タイバー１９で制限されるため、図８（ａ）のｂ−ｂ矢視図である図８（ｂ）に示すように、上タイバー１９と下タイバー１９を通る線上に、想像線Ｂ、Ｂが存在する。

想像線Ｂにおける湾曲変形は、左溝部４７Ｌ及び右溝部４７Ｒで遮断され、スライダ４２Ｌ、４２Ｒへ伝わらない。伝わったとしても、中央の脚部４８を迂回し、且つ湾曲部４８が他の部位より脆弱であるため、変形は弱められる。
結果、こじれ（捻り）に弱い転動体入り直線案内機構４３Ｌ、４３Ｒの採用が可能となる。

次に、本発明の変更例を説明する。
図９に示すように、型締シリンダ１５は、横長部材５４を下部に備えてもよい。すなわち、脚部４８の下端に、水平に延びる横長部材５４をボルト５５などで固定し、この横長部材５４に左右のスライダ４２Ｌ、４２Ｒを取付けるようにする。

図４では、型締シリンダ１５は、大きな鋼製ブロックの下部に左・右溝部４７Ｌ、４７Ｒを設けた。左・右溝部４７Ｌ、４７Ｒを削り出す場合には、歩留まりが悪くなる。鋼製ブロックを鋳造法で造る場合には、鋳型が複雑になる。
この点、図９の構成であれば、削り出す場合には、削り代が少なくなり歩留まりがよくなる。また、鋳造法で造る場合には、鋳型が簡単になる。

図１０に示すように、連結機構２０は、固定盤１３に設けてもよい。この場合、タイバー１９、１９は、型締シリンダ１５と一緒に水平に移動する。その他は、図１と同じであるため、図１の符号を流用し、詳細な説明は省略する。

また、図１０及び図１において、型開閉アクチュエータ１６は、型締シリンダ１５に機械的に連結したが、型締シリンダ１５は、可動盤１８に連結してもよい。可動盤１８と型締シリンダ１５は、型厚調整機構５０で機械的に繋がれているからである。

本発明は、横型射出成形装置に装備する型締装置に好適である。

１０…型締装置、１１…ベース、１２…固定型、１３…固定盤、１４…ピストンロッド、１５…型締シリンダ、１６…型開閉アクチュエータ、１７…可動型、１８…可動盤、１９…タイバー、２０…連結機構、４１Ｌ、４１Ｒ…左右のレール、４２Ｌ、４２Ｒ…左右のスライダ、４３Ｌ、４３Ｒ…左右の転動体入り直線案内機構、４７Ｌ…左溝部、４７Ｒ…右溝部、４８…脚部、４９…くびれ部、５４…横長部材。

Claims

ベースと、このベースに固定され固定型を支える固定盤と、この固定盤と平行に配置され前記固定型へ向かって延びるピストンロッドを備え前記ベースに水平移動自在に支持されている型締シリンダと、前記固定盤と前記型締シリンダの間に配置され前記ピストンロッドに連結され水平移動自在に支持され可動型を支える可動盤と、前記固定盤から水平に延びて前記可動盤及び型締シリンダを貫通するタイバーと、このタイバーに前記型締シリンダ又は前記固定盤を任意に連結する連結機構と、前記型締シリンダ又は前記可動盤を移動する型開閉アクチュエータとを備えている型締装置であって、
前記型締シリンダは、前記ベースに敷設された左右のレールと、これらのレールに転動体を介して直線移動自在に嵌められる左右のスライダとからなる左右の転動体入り直線案内機構を介して前記ベースで支えられており、
前記タイバーは、上方に配置される上タイバーと、下方に配置される左右の下タイバーとを含み、
前記型締シリンダは、前記左右の下タイバーより下で前記左右のスライダより上の部位に、左方に開口する横長の左溝部と、右方に開口する横長の右溝部と前記左・右溝部で挟まれる脚部で形成されるくびれ部を備えていることを特徴とする型締装置。
前記脚部の下端に、水平に延びる横長部材が固定され、この横長部材に前記左右のスライダが取付けられていることを特徴とする請求項１記載の型締装置。