JP2851940B2 - トグル式型締装置を備えた成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、トグル式型締装置を備えた射出成形機やダ
イカストマシン等の成形機に関する。

［従来の技術］ 射出成形機やダイカストマシン等の成形機において、
型締装置は直圧式のものとトグル式のものとに大別さ
れ、両者はそれぞれ短所、利点があるが、トグル式の型
締装置は一般的に言って型締動作の高速化が容易なこ
と、油圧装置が小型化できることから、型締方式の一方
の主流として広く採用されている。

ところで、トグル式型締装置においては、その動作メ
カニズム上、各リンクアームの連結部の摩耗が問題とな
り、該連結部の潤滑には充分の考慮を払う必要がある。
このため、従来よりトグル部自動給油装置を設け、潤滑
油を必要部分に絶えず自動的に供給するようにしたり、
上記した連結部に固体潤滑剤を含む自己潤滑タイプのト
グルブッシュ（軸受）を配設したりすることで、連結部
の摩耗発生を抑止するようにしていた。しかしながら、
トグル部自動給油装置を設けると、この付加構成のため
コストアップにつながる上、スペースファクターも悪い
ものとなり、更に、常時給油を行なっているため余剰油
の溢れ等による汚損が発生し易いという問題がある。一
方、自己潤滑タイプのトグルブッシュを配設したもので
は、長期使用下において潤滑特性が劣化し、異常摩耗が
発生し易いという問題がある。

このため、本願出願人が先に特開昭62−142061号公報
として提案したように、自己潤滑タイプのトグルブッシ
ュとグリース（潤滑油）とを併用し、例えば半年に１回
程度の比較的長期間隔をおいて、定期的にグリースを補
充するようにした成形機も出回っている。この先願によ
る構成を採れば、長期にわたって摩耗を効果的に抑止で
き、また、メンテナンスの点でも有利である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記した先願に示された技術において
は、潤滑油を補充する時期を適切に指示することについ
ての考慮が払われておらず、現場の作業者等が、例えば
半年に１度必ず潤滑油を補充することを期待するもので
あった。このため、潤滑油の補充を忘れることがある
と、潤滑特性が劣化して異常摩耗を生じ型締が不安定と
なる虞があった。また、使用形態の如何においては（例
えば、長期連続運転による酷使使用等）潤滑油の補充予
定時期の前に潤滑油が不足する事態を招来し、この場合
も上記と同様の問題が生じる虞があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、潤滑剤の補充時期を的確に検出し、これ
により潤滑剤の補充を促すことのできるトグル式型締装
置を備えた成形機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、相対的に回動する
少なくとも１対のアームと、該アーム同志を回動可能に
連結するトグルピンと、該トグルピンと相対回転可能で
あるようにトグルピンの外周に配設された固体潤滑剤を
含む円筒状のトグルブッシュと、前記トグルピンと前記
トグルブッシュとの摺接面にグリースを少なくとも含む
潤滑剤を供給可能とする潤滑剤供給部とを有するトグル
式型締装置を備えた成形機において、前記トグルピンの
温度を検知する温度センサを設けて、前記トグルピンの
温度が、トグルピンとトグルブッシュとの間の面圧並び
に相対周速度で規定される軸受特性の特性値たるP.V値
の実使用上許容される下限値で定まる摩擦係数から求め
られる上限温度を超える値に昇温すると、前記トグルピ
ンと前記トグルブッシュとの間に前記潤滑剤の補充を促
す旨の表示を行なわせるように、構成される。

［作 用］ トグルピンの温度は、トグルピンの摩擦係数と相関関
係があり、トグルピン温度が上がると摩擦係数も増加す
る。また、P.V値と称されるトグルピンとトグルブッシ
ュとの間の面圧並びに相対周速度とで規定される軸受特
性の特性値は、上記摩擦係数と相関関係があり、摩擦係
数が増すとP.V値は劣化する。よって、実使用上許容さ
れるP.V値の下限値で定まる摩擦係数から、トグルピン
温度の上限値を予め設定しておき、トグルピン温度がこ
の上限値を超えると、潤滑剤の補充を促す表示がなされ
る。

斯様にすることにより、潤滑油の補充時期に至ったこ
とが確実に認知できることになり、適正時期に潤滑油の
補充が確実になされることが期待でき、長期にわたって
安定した型締動作が可能となる。

［実施例］ 以下、本発明を第１図〜第11図に示した１実施例によ
って説明する。第１図はトグル式型締装置を備えた射出
成形機の正面図、第２図はディスプレイ装置とキー入力
装置を示す要部平面図、第３図はトグル式型締装置の平
面図、第４図はトグル式型締装置の要部断正面図、第５
図は第４図のＡ−Ａ線断面図、第６図はトグルブッシュ
の斜視図、第７図はトグルピンの一部破断した正面図、
第８図はトグルピンの底面図、第９図は第７図のＢ−Ｂ
線断面図、第10図はトグルピン温度と摩擦係数との関係
を示すグラフ図、第11図は摩擦係数とP.V値との関係を
示すグラフ図である。

先ず、第１図を用いて射出成形機の概略構成を説明す
る。同図において、１は射出成形機の基台部で、図示し
ていないが、各種油圧回路、電源回路、全体の制御を司
どるマイコンを具備した制御回路等が内蔵されている。
この基台部１の図示右寄りの上面手前部分には、ディス
プレイ装置２並びにキー入力装置３が配設されている。
第２図に示すように、上記ディスプレイ装置２は本実施
例では例えばカラーCRTディスプレイ装置よりなり、前
記マイコンの制御下で、各種ガイダンス表示、各種モニ
タ表示、各種入力値設定モード画面表示、各種統計処理
結果表示などを行なうと共に、マイコンがマシン各部に
配設したセンサ群の計測情報等により異常を検知した際
には、例えば第２図に示す如きアラームメッセージを表
示するようになっている。また、前記キー入力装置３に
は、モード選択キー3a、カーソル移動キー3b、テンキー
3c等が配設されており、各種入力設定、所望画面の呼び
出し等々の操作を行なえるようになっている。

第１図に示すように、前記基台部１上の図示右側には
射出装置４が、また図示左側には型締装置５がそれぞれ
搭載されている。射出装置４は同図に示すように、先端
にノズル６を取付け外周にバンドヒータを巻装した加熱
筒７、原料投入用のホッパー８、並びに加熱筒７内に挿
入されたスクリュー（図示せず）を駆動するスクリュー
駆動部９等を具備している。

次に、前記型締装置５の構成を第３図〜第９図を用い
て説明する。

第3,4図に示すように、テールストック10と固定ダイ
プレート11との間には４本のタイバー12が架設されてお
り、このタイバー12をガイドとして移動ダイプレート13
が固定ダイプレート11に対して前後動可能に配置されて
いる。そして、固定ダイプレート11には固定金型14が、
移動ダイプレート13には移動金型15がそれぞれ取付けら
れており、型締時には両金型14,15で形成される成形空
間（キャビティ）内に前記射出装置４によって溶融樹脂
が射出・充填されるようになっている。

型開閉動作は、油圧シリンダ（型開閉シリンダ）16
と、該油圧シリンダによって駆動されるトグルリンク機
構によって行なわれる。このトグルリンク機構は、第３
図に示すように、油圧シリンダ16のピストンロッド16a
の先端に固着されたクロスヘッド17と、該クロスヘッド
17に連結されたクロスヘッドアーム18と、テールストッ
ク10から突設された第１固定アーム（突起）19に連結さ
れると共にクロスヘッドアーム18に連結された第１回動
アーム20と、移動ダイプレート13から突設された第２固
定アーム（突起）21に連結されると共に第１回動アーム
20に連結された第２回動アーム22と、各アーム同志を回
動可能に連結するトグルピン23と、トグルピン23の軸受
部材たるトグルブッシュ24によって、主に構成されてい
る。なお、第３図に示すように、クロスヘッドアーム18
の連結部（関節部）には比較的小径のトグルピン23とト
グルブッシュ24とが用いられ、他の部分には比較的大径
のトグルピン23とトグルブッシュ24とが用いられてい
る。

そして、例えば第４図に示すように、第１固定アーム
19と第１回動アーム20との間、第１回動アーム20と第２
回動アーム22との間、並びに第２回動アーム22と第２固
定アーム21との間をそれぞれトグルピン23で連結するに
あたっては、連結されるアームのうちの何れか一方のア
ーム、すなわち第４図に示す例では、第１回動アーム20
並びに第２固定アーム21のトグルピン挿入部にはトグル
ピン23よりも径大の透孔が穿設され、この透孔内に円筒
状のトグルブッシュ24が固定される。トグルブッシュ24
の取付けに際しては、トグルブッシュ24を液体窒素等の
冷却媒体で冷却収縮せしめ、その状態でトグルブッシュ
24をアームの透孔内に挿入し、その後放冷することによ
ってトグルブッシュ24を透孔内に強固に固定するように
なされる。

第3,4図は型締状態を示しており、この時各アームは
互いに突っ張った状態にあって、前記タイバー12は大き
な引っ張り力によって伸長しており、これに伴うタイバ
ー12の弾性回復力により、所定の強力な型締力が働いて
いる状態にある。そして、この状態から前記油圧シリン
ダ16のピストンロッド16aを後退させることにより、ヘ
ッドストック17を後退させると、回動可能な各アームが
回動してリンクが折り畳まれ、これにより移動ダイプレ
ート13が固定ダイプレート11から離間する方向に移動し
て、型開きが行なわれるようになっている。また、型開
き終了位置からピストンロッド16aを前進させると、第
3,4図に示した型締状態に再び移行することとなる。

なお、第１図に示す25は安全カバー、第４図の26はダ
イバーブッシュで移動ダイプレート13のタイバー挿通部
に固定されており、後述するトグルブッシュ24の構成と
同等の構成をとるものとなっている。

第5,6図に示すように、前記トグルブッシュ24は、ト
グルピン23が挿入される挿入穴を有する円筒体27と、該
円筒体27に多数埋設されたペレット28とからなってい
る。このペレット28は、円筒体27の内周面に露出するよ
うに円筒体27の周壁部に所定の間隔をおいて埋設されて
いると共に、円筒体27の端面にも所定間隔をおいて露出
するように埋設されている。上記円筒体27は例えば銅合
金等からなり、また、上記ペレット28は、例えば黒鉛、
二硫化モリブデンあるいは黒鉛と二硫化モリブデンの混
合物などの無機物、あるいはポリテトラフルオロエチレ
ンや超高分子量ポリエチレンなどの有機物の固体潤滑剤
からなっている。そして、トグルブッシュ24は、円筒体
27の所定箇所に透孔並びに凹部を形成し、それにペレッ
ト28を挿入して、然る後、内周面並びに端面を精度良く
表面仕上げすることによって作製されている。なお、全
摺接面積に対するペレット28の総露出面積の割合は、約
20〜40％が適当であり、この範囲であれば円筒体の機械
的強度を極端に低下させることなく、優れた潤滑効果を
発揮することができる。

第７図に示すように、前記各トグルピン23には、上面
の略中心部から下方に向けて途中の位置まで延びた垂直
給油孔29と、該垂直給油孔29と連通して径方向に延びて
トグルピン23の周面で開口した水平給油孔30とが形成さ
れており、第９図に示すように水平給油孔30の開口部は
周面に向けて開口している。また、垂直給油孔29の上端
部にはグリース注入用のグリースニップル36が接続可能
とされており、これら29,30,36によってトグルピン23と
トグルブッシュ24との摺接面にグリース（潤滑剤）を供
給可能とする潤滑剤供給部が構成されている。

また、所定部位に位置するトグルピン23（例えば本実
施例では前記第１固定アーム19に挿通されたトグルピン
23）には、第７図に示すように温度センサが配設される
ようになっている。すなわち、所定部位におけるトグル
ピン23には、その上面の中央から外れた位置から下方に
向けて略中間深さ位置までセンサ挿入用孔37が形成され
ていると共に、該センサ挿入用孔37の上部内周面には雌
ネジ部が刻設されている。このセンサ挿入用孔37には、
熱電対よりなる温度センサ38が挿入され、該温度センサ
38を保持したセンサ保持体39がセンサ挿入用孔37の上部
に螺合・固定されている。上記温度センサ38は、トグル
ピン23の外周面に近い部分の温度を検出し、温度センサ
38からの測温情報が前記した成形機全体の制御を司どる
マイコンに適宜変換処理を施して送出されるようになっ
ている。

なお、第７図においては、前記温度センサ挿入用孔37
は、図示明瞭化するため径を誇張して図示してあるが、
実際には直径２〜3mm程度の径であれば充分で、この内
に孔37よりも若干細い温度センサ38が挿入される。よっ
て、温度センサ挿入用孔37によってトグルピン23の機械
的強度が損なわれることはない。なお、また図示してい
ないが、温度センサ38をバネによって図示下方に付勢
し、温度センサ38を温度センサ挿入用孔37の底面に密着
させるようにしてもよく、こうすればより一層温度測定
精度が向上する。

また各トグルピン23の下面には、第7,8図に示す如
く、貫通した長溝31とネジ孔32とが形成されている。そ
して、この長溝31に連結金具33を嵌入してネジ止めする
と共に、連結金具33の両端をアームの所定位置にネジ止
めすることにより、アームのピン挿通用の透孔に挿通さ
れたトグルピン23の一方側アームへの回り止め・保持が
なされる。

なお参考までに述べると、トグルピン23は、例えばSC
M415などのクロム−モリブデン鋼からなり、深さ1.2mm
程度滲炭焼入れした後、研磨加工し、さらに錆止めのた
めにハードクロムメッキを施し、この後さらに精度良く
表面仕上げすることにより作製されている。

第５図に示すように、トグルピ23とトグルブッシュ24
との摺接面には、前記潤滑剤供給部から供給された潤滑
剤34からなる潤滑剤薄膜34aが介在されている。この潤
滑剤薄膜34aは、例えば固体潤滑剤を混合したグリース
からなっており、固体潤滑剤としては二硫化モリブデ
ン、黒鉛、あるいはポリテトラフルオロエチレンなどが
用いられる。この固体潤滑剤は平均粒径が１μｍ程度の
微粒子で、グリースに対して５〜20重量％添加されてお
り、該固体潤滑剤の添加はグリースと共に潤滑効果を発
揮するという機能の他に、グリースの耐荷重性を高める
という機能も具備している。また、グリースとしては例
えばカルシウム石ケン系グリースなどが用いられ、固体
潤滑剤の微粒子を所定量添加することにより、稠度が０
番〜２番に調整されたものが用いられる。そして、型締
装置の使用に先立ち、前記潤滑剤供給部から潤滑剤34が
所定量だけ供給されて、トグルピン23とトグルブッシュ
24との摺接面に潤滑剤薄膜34aが介在されるようになっ
ている。なお、上記した潤滑剤34材料はほんの１例であ
って、潤滑特性に優れた他の材料に代替可能であること
は言うまでもない。

上述したように、本実施例では、トグルブッシュ24に
自己潤滑性をもたせ、且つトグルピ23とトグルブッシュ
24との摺接面に潤滑剤薄膜34aが介在させたものとなっ
ているため、毎日もしくは数日おきに潤滑剤を補給する
必要がなく、保守作業の負担が軽減でき、しかも、常時
自動給油していないので油汚れが発生することもない。

しかしながら、長期使用下においては、トグルピン23
とトグルブッシュ24との摺接面に潤滑剤薄膜34aが不足
してくるため、異常摩耗が発生し易くなり、前記潤滑剤
34を補充する必要がある。本実施例は、潤滑剤34の補給
時期に至ったことを時間経過ではなく、成形機の型締装
置自体の状態から的確に把握し、これを作業者等に認知
させるようにしている。以下、この潤滑剤34の補給時期
に至ったこと判定する手法について説明する。

第10図に示すように、トグルピン23の外周面の温度
は、トグルピン23の摩擦係数μと相関関係があり、トグ
ルピン温度が上がると摩擦係数μも増加する。また第11
図に示すように、P.V値と称されるトグルピン23とトグ
ルブッシュ24との間の面圧並びに相対周速度とで規定さ
れる軸受特性の特性値（トグルブッシュ23の内周面に加
わるラジアル荷重×トグルピン23の相対回転周速度）
は、上記摩擦係数μと相関関係があり、摩擦係数μが増
すとP.V値は劣化する。このP.V値は円滑な相対回転が保
証されているか否かを判定する重要なバロメータとな
り、その値が大きい程特性は優れている。いま、第11図
において、実使用上円滑な動作を保証し得る（許容でき
る）程度のP.V値の下限値が、1000kg・m/cm²・min程度
であるとすると、この時の摩擦係数μは同図から明らか
なように0.15である。一方、摩擦係数μが0.15以上とな
るのは、第10図から明らかなようにトグルピン温度が60
℃以上に昇温した時であるので、例えばこの60℃のトグ
ルピン温度をその上限値として予め設定しておき、前記
した温度センサ38の計温情報により、マイコンがトグル
ピン温度がこの上限値を超えたと判定すると、前記した
ディスプレイ装置２上に、例えば第２図に示した如き、
潤滑剤の補充を促すメッセージを強制・割込み表示させ
る。

斯様にすることにより、潤滑油の補充時期に至ったこ
とが的確に認知できることになり、適正時期に潤滑油の
補充が促すことができるので、長期にわたって安定した
型締動作が可能となる。

なお、上記した実施例では、潤滑剤の補充を促すメッ
セージを表示させるようにしているが、適宜部位に配設
した潤滑剤補強指示用ランプ等の表示手段によって、潤
滑剤の補充を促すようにしても良い。

以上本発明を図示した実施例によって説明したが、当
業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が
可能であることは言うまでもなく、例えばトグルピン温
度の上限値は機種等に応じて任意の変更可能であるし、
温度センサを配設するトグルピンの位置及び数も任意で
ある。また、射出成形機以外にもダイカストマシンなど
の成形機にも本発明が適用可能であることは言うまでも
ない。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、潤滑油の補充時期を的
確に検出し、これにより潤滑剤の補充を確実に促すこと
ができるので、長期にわたって安定した型締動作を行な
い得るトグル式型締装置を備えた成形機を提供でき、そ
の価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明の１実施例に係り、第１図はトグル
式型締装置を備えた射出成形機の正面図、第２図はディ
スプレイ装置とキー入力装置を示す要部平面図、第３図
はトグル式型締装置の平面図、第４図はトグル式型締装
置の要部断正面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線断面図、
第６図はトグルブッシュの斜視図、第７図はトグルピン
の一部破断した正面図、第８図はトグルピンの底面図、
第９図は第７図のＢ−Ｂ線断面図、第10図はトグルピン
温度と摩擦係数との関係を示すグラフ図、第11図は摩擦
係数とP.V値との関係を示すグラフ図である。 ２……ディスプレイ装置、３……キー入力装置、４……
射出装置、５……型締装置、10……テールストック、11
……固定ダイプレート、12……タイバー、13……可動ダ
イプレート、14……固定金型、15……可動金型、16……
油圧シリンダ、17……クロスヘッド、18……クロスヘッ
ドアーム、19……第１固定アーム（突起）、20……第１
回動アーム、21……第２固定アーム（突起）、22……第
２回動アーム、23……トグルピン、24……トグルブッシ
ュ、27……円筒体、28……ペレット、29……垂直給油
孔、30……水平給油孔、34……潤滑剤、37……センサ挿
入用孔、38……温度センサ（熱電対）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｃ 45/83 Ｂ２９Ｃ 45/83

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に回動する少なくとも１対のアーム
   と、該アーム同志を回動可能に連結するトグルピンと、
   該トグルピンと相対回転可能であるようにトグルピンの
   外周に配設された固体潤滑剤を含む円筒状のトグルブッ
   シュと、前記トグルピンと前記トグルブッシュとの摺接
   面にグリースを少なくとも含む潤滑剤を供給可能とする
   潤滑剤供給部とを有するトグル式型締装置を備えた成形
   機において、 前記トグルピンの温度を検知する温度センサを設けて、
   前記トグルピンの温度が、トグルピンとトグルブッシュ
   との間の面圧並びに相対周速度で規定される軸受特性の
   特性値たるP.V値の実使用上許容される下限値で定まる
   摩擦係数から求められる上限温度を超える値に昇温する
   と、前記トグルピンと前記トグルブッシュとの間に前記
   潤滑剤の補充を促す旨の表示を行なわせるようにしたこ
   とを特徴とするトグル式型締装置を備えた成形機。