JP3764464B2 - 成形機の型締機構 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機等の成形機における型締機構に関する。

図１１は従来の射出成形機等の成形機の型締機構の一例を説明するための概略図である。射出成形機等の成形機の型締機構においては、成形機のベースフレーム１には固定プラテン２を立設して取り付け、固定プラテン２とリアプラテン３を通常４本のタイバー５で連結し、このタイバー５が貫通する貫通孔を備えた移動プラテン４を固定プラテン２とリアプラテン３の間に配置している。移動プラテン４に移動側の金型１７ａを取り付け、固定プラテン２に固定側の金型１７ｂを取り付け、モータや油圧シリンダ等の駆動源によって移動プラテン４を駆動して、タイバー５をガイドとして利用して移動プラテン４を移動させ金型１７ａ，１７ｂの型締めを行う。

移動プラテン４とタイバー５の摺動面には滑り軸受け１５が用いられている。移動プラテンに設けられた貫通孔に、滑り軸受けのブッシュ１５ａ，１５ｂが配置され、このブッシュ１５ａ，１５ｂ内をタイバー５が貫通している。

上述したような従来の型締機構では、移動プラテンとタイバーの摺動部に滑り軸受けを用いることから、滑り軸受けのブッシュ内径とタイバー外径のクリアランス、遊びが大きくなる。このため、移動プラテンが傾きやすくなる。その結果、移動プラテンに取り付けた可動側金型の面と、固定プラテンに取り付けた固定側金型の面との平行度が低下する。

移動プラテンの傾きを防止するために、移動プラテンのタイバー挿入孔にボールスプラインナットを設け、タイバーの少なくとも移動プラテンとの摺動部をボールスプライン軸とした成形機の型締機構が、例えば特許文献１に提案されている。

特許第３３３０５７８号

図１２は、上記特許文献１に示される従来の型締機構の概略図であり、図１３は図１２中のＡから見た図を示している。移動プラテン４は、挿入孔に設けたボールスプラインナット６ａ，６ｂと、タイバー５に設けたボールスプライン軸１４とにより構成されるボールスプライン機構によりタイバー５に沿って移動する。

従来のボールスプライン軸は型締力も受けるため、その軸径はタイバー軸と同等以上のサイズが必要となる。このため、この構成を大型機に適用する場合には、ボールスプライン軸が不必要に大径となり、コストが高くなるといった問題がある他、製作も困難であるという問題がある。

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、ボールスプライン軸を適用して移動プラテンの傾きを防ぐ構成において、ボールスプライン軸の軸径を小径とすることを目的とし、また、コストを低減し、製作を容易とすることを目的とする。

本発明の成形機の型締機構は、タイバーと別に移動プラテンをガイドする移動プラテンガイドを設け、この移動プラテンガイドにボールスプラインを設けることにより移動プラテンの傾きを防ぐものである。この移動プラテンガイドは、型締力を負担しないため、大きな力が付加されることはない。そのため、型締力に耐え得るような大きな径は不要であり、ガイドとして適切な径であればすみ、製作コストを下げることができ、また製作も容易となる。特に、大型成形機の型締機構に適用した場合に有効となる。

本発明の成形機の型締機構の態様は、機台上に設けられた固定プラテンと、リアプラテンと、固定プラテンとリアプラテンとを連結したタイバーと、リアプラテン及び固定プラテン間に位置する移動プラテンとを具備し、移動プラテンをタイバーに沿って移動することにより、移動プラテンと固定プラテンに取り付けられた金型の型締めを行う成形機の型締機構において、タイバーとは別の移動プラテンガイドを少なくとも２本設け、移動プラテンガイドの少なくとも移動プラテンとの摺動部をボールスプライン軸とし、移動プラテンは移動プラテンガイドに挿通されており、移動プラテンの移動プラテンガイド挿通穴にボールスプラインナットを設けた構成である。
金型は移動プラテンと固定プラテンに固定し、移動プラテンをタイバーに沿って移動させることにより、金型の開閉、型締め、型開きを行う。

タイバーの両端部は固定プラテンとリアプラテンに固定される。一方、移動プラテンガイドの一端は固定プラテンで固定され、他端はリアプラテン側において単に支持される。これにより、型締力をタイバーに負担させ、移動プラテンガイドには型締力を負担させないようにし、移動プラテンガイドには移動プラテンのガイドのみを行わせる。この構成において、移動プラテンガイドの挿入孔にボールスプラインナットを設け、移動プラテンガイドの少なくとも移動プラテンとの摺動部をボールスプライン軸とする。

移動プラテンガイドには型締力が付加されないため、ボールスプライン軸の径を大径とする必要がなく、ガイドに適した径ですませることができる。これにより、移動プラテンの傾き防止の構成としてボールスプラインを適用することができる。

本発明の移動プラテンは、移動部材と、この移動部材の固定プラテン側に固定された補助部材との２つの部材で構成することができ、ボルト等で固定される。補助部材は、型締力による移動プラテンの歪みがボールスプラインに与える影響を軽減する。

また、移動プラテンと補助部材とは別の材料を使用してもよい。例えば、補助部材には移動プラテンよりも剛性の高い材料を用いる。ここで、剛性の高いということは、材料の縦弾性係数が大きい材料のことを意味している。例えば、移動プラテンにねずみ鋳鉄又は球状黒鉛鋳鉄を使用した場合は、これらの約２倍の縦弾性係数の一般構造用圧延鋼、一般構造用炭素鋼又は一般構造用合金鋼を補助プラテンに用いる。

一般に、移動プラテンの構造は複雑であり、補助部材の構造は簡易とすることができる。縦弾性係数が大きい材料は加工が難しくコストを上昇させる要因となる。本発明では、構造が複雑な移動プラテンの素材を縦弾性係数が小さい材料を用い、構造が簡易な補助部材の素材を縦弾性係数が大きい材料を用いることで、加工を容易としコストを低減させることができる。

また、本発明の成形機の型締機構は、リアプラテンと移動プラテンとの間にガイドサポートを備える。このガイドサポートは、移動プラテンガイドを挿通させて支持する部材であり、リアプラテンに代わって移動プラテンガイドを支持することができる。このガイドサポートは連結部材によりリアプラテンに連結される。

以上説明したように、本発明によれば、ボールスプライン軸を適用して移動プラテンの傾きを防ぐ構成において、ボールスプライン軸の軸径を小径とすることができ、また、コストを低減し、製作を容易とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の第１の態様について図１〜図４を用いて説明し、第２の態様について図５〜図７を用いて説明し、第３の態様について図８，図９を用いて説明する。
はじめに、ボールスプライン軸を設けた移動プラテンガイドにより移動プラテンをガイドする第１の態様について説明する。

図１は本発明の第１の態様の一実施形態の型締機構の概要図であり、移動プラテンガイドを設け、この移動プラテンガイドにボールスプライン軸を設けた実施形態を示すものである。
図１において、成形機のベースフレーム１には、固定プラテン２が立設して取り付けられている。該固定プラテン２には、４本のタイバー５が固定され、該タイバー５の他端にはリアプラテン３が取り付けられている。固定プラテン２とリアプラテン３の対向面は矩形形状をなし、その四隅にタイバー５が取り付けられている（図１では１本のタイバーのみを示している。）。

タイバー５は、固定プラテン２とナット等によって固定されているが、リアプラテン３は、型厚調整用のナット８を介してこのタイバー５に沿って移動できるように取り付けられている。符号９は、このナットに固定されているピニオンであり、各タイバー５に対して設けられたピニオン９間には図示していないチェーンが架けられ、図示しない型厚調整用モータ等によって駆動され、同時に各タイバー５のナット８を同期回動させることによってリアプラテン３を移動させる。これにより、リアプラテン３と固定プラテン２間の距離を調整し、使用する金型の厚さ及び型締力を調整するようにしている。

さらに、上記４本のタイバー５には、移動プラテン４が挿入されており、この移動プラテン４は、固定プラテン２とリアプラテン３との間に配置されている。リアプラテン３と移動プラテン４の間にはトグル機構ｌｌが配置され、該トグル機構ｌｌのクロスヘッド１１ａを駆動するサーボモータ等の駆動源１０がリアプラテン３に設けられている。

タイバー５が挿通する移動プラテン４に設けられた穴には滑り軸受けブッシュ１５ａ，１５ｂが設けられる。また、滑り軸受けに代えて、移動プラテン４のタイバー挿通穴の内径をタイバー５の外径よりも大径として、移動プラテン４のタイバー挿通穴の内周面とタイバー５の外周面との間に隙間を設けてもよい。

本発明の第１の態様の固定プラテン２には、前記したタイバーに加えて少なくとも２本の移動プラテンガイド１３がナット等により固定される。移動プラテンガイド１３の他端は、リアプラテン３のはめあい穴に挿入され、移動プラテンガイド１３の軸心が所定精度内の位置に保持される。なお、この移動プラテンガイドの他端は、リアプラテン３により支持する他、リアプラテン３と移動プラテン４の間に設けたガイドサポートにより支持する構成とすることもできる。このガイドサポートによる支持構成の態様は、第３の態様において説明する。

移動プラテンガイド１３は、少なくとも移動プラテン４が摺動する範囲にボールスプラインを設けて、ボールスプライン軸１４としている。

移動プラテン４は、移動プラテンガイド１３を通す部分にボールスプラインナット６ａ，６ｂを備え、移動プラテンガイド１３のボールスプライン軸１４と共にボールスプライン機構を構成する。図１に示す例では２個のボールスプラインナット６ａ，６ｂを備えているが、ボールスプラインナットの個数は任意である。ボールスプラインナットの個数を増やすことによりボールスプライン係合部の長さを長くすることができ、これにより、移動プラテン４の傾き変動の防止効果を高めることができる。

次に、タイバーと移動プラテンガイドの配置について、図２〜図４のタイバーと移動プラテンガイドの配置を説明するための図を用いて説明する。
図２は第１の配置例であり、図２（ａ）は移動プラテン４の上面図であり、図２（ｂ）は移動プラテン４を図１中の矢印Ａ方向から見た図である。

移動プラテン４は、タイバー５が挿通する穴と移動プラテンガイド１３が挿通する穴の２種類の穴を備える。タイバー５が挿通する穴は滑り軸受けブッシュ１５ａ，１５ｂを備え、タイバー５を挿通させる。一方、移動プラテンガイド１３が挿通する穴はボールスプラインナット６ａ，６ｂを備え、移動プラテンガイド１３のボールスプライン軸１４と係合してボールスプライン機構を構成する。
この構成により、移動プラテン４は滑り軸受けブッシュ１５ａ，１５ｂによりタイバー５が挿通し、ボールスプラインナット６ａ，６ｂを介して移動プラテンガイド１３と係合する。

図２の第１の配置例は、移動プラテンガイド１３はタイバー５の外側に配置する例を示しているが、移動プラテンガイド１３とタイバー５の配置関係はこの配置に限らない。
図３に示す第２の配置例は、移動プラテンガイド１３をタイバー５の内側に配置する例を示し、また、図４に示す第３の配置例は、移動プラテンガイド１３をタイバー５の上方あるいは下方に配置する例を示している。図４（ａ）は移動プラテンガイド１３をタイバー５の上下方向の内側に配置する例を示し、図４（ｂ）は移動プラテンガイド１３をタイバー５の上方に配置する例を示し、また、図４（ｃ）は移動プラテンガイド１３をタイバー５の下方に配置する例を示している。なお、図２（ｂ），図３（ｂ），図４において、実線で表示する２個の移動プラテンガイド１３による配置、一点鎖線で表示する２個の移動プラテンガイド１３による配置、あるいは実線及び一点鎖線で表示する４個の移動プラテンガイド１３による配置等、任意の個数及び配置位置の組み合わせとすることができる。

なお、図１中の符号１６ａはプラテンサポートであり、移動プラテン４とベースフレーム１との間に作用して、プラテンの傾きを調整する。
固定プラテン２と移動プラテン４の対向面に金型が取り付けられる。そして、駆動源１０を駆動してトグル機構１１を駆動し、移動プラテン４をタイバー５に沿って移動させて、金型の開閉、型締め、型開きを行う。
即ち、従来の型締機構は、タイバーにボールスプライン軸を設ける構成であるのに対して、第１の態様はタイバーと別の移動プラテンガイドを設け、この移動プラテンガイドにボールスプライン軸を設ける構成の点で相違する。

次に、第２の態様について説明する。第２の態様は、移動プラテンと結合する補助部材を備える構成である。
図５は本発明の第２の態様の一実施形態の型締機構の概要図であり、移動プラテンと結合する補助部材を備え、この補助部材と移動プラテンガイドとによりボールスプライン機構を構成する実施形態を示すものである。
図５に示す第２の態様は、前記した第１の態様において補助部材を備える構成の点で相違する。以下では、第１の態様と相違する構成について説明し、共通する構成については説明を省略する。

タイバー５には、移動プラテン４及び補助部材１２が挿入されており、この移動プラテン４及び補助部材１２は、固定プラテン２とリアプラテン３との間に配置されている。補助部材１２は移動プラテン４にボルト等の固定部材により係合されている。また、移動プラテンガイド１３には、補助部材１２が挿入されている。

さらに、各移動プラテンガイド１３に対して、少なくとも補助部材１２が摺動する範囲にボールスプラインを設けてボールスプライン軸１４とし、移動プラテンガイド１３が挿通する補助部材１２に設けられた穴には、ボールスプラインナット６ａ，６ｂが設けられる。一方、タイバー５が挿通する移動プラテン４に設けられた穴には滑り軸受けブッシュ１５ａ，１５ｂが設けられる。また、滑り軸受けに代えて、移動プラテン４のタイバー挿通穴の内径をタイバー５の外径よりも大径として、移動プラテン４のタイバー挿通穴の内周面とタイバー５の外周面との間に隙間を設けてもよい。

即ち、従来の型締機構は、移動プラテンに設けられた穴にボールスプラインナットを設けてタイバーを挿通させる構成であるのに対して、本発明の第２の態様は、補助部材を付設し、補助部材に設けられた穴にボールスプラインナットを設けて移動プラテンガイドを挿通させる構成が構成上の相違点である。

互いに係合された移動プラテンと補助部材とは別々の材料を使用してもよい。補助部材には移動プラテンよりも剛性の高い材料を用いる。剛性の高いということは、材料の縦弾性係数が大きい材料のことを意味している。例えば、移動プラテンにねずみ鋳鉄又は球状黒鉛鋳鉄を使用した場合は、これらの約２倍の縦弾性係数の一般構造用圧延鋼、一般構造用炭素鋼又は一般構造用合金鋼を補助部材に用いる。

移動プラテンはトグル機構を設ける等のため構造は複雑となり、鋳造が容易な剛性の小さな材料を用いることが一般的である。この移動プラテンを剛性の高い材料で形成するとコストが上昇する要因となる。一方、補助部材は、簡易な構造でよいため複雑な加工を要さない。第２の態様では、この補助部材を剛性の高い材料を用いて形成することにより、加工を容易とすることができる上にコストを削減することができる。

また、固定プラテン２と移動プラテン４の対向面には金型が取り付けられる。そして、駆動源１０を駆動してトグル機構１１を駆動し、移動プラテン４及び補助部材１２をタイバー５に沿って移動させて、金型の開閉、型締め、型開きを行う。型締力により、移動プラテン４、補助部材１２、及び固定プラテン２は変形するが、移動プラテン４はトグル機構１１と直接接続されているため、歪みが大きくなるのに対して、補助部材１２はトグル機構１１との間に移動プラテン４を挟んでいるため歪みは緩和される。これにより、補助部材１２に設けられたボールスプラインナットへの変形を減少させることができる。
次に、タイバーと移動プラテンガイドの配置について、図６，７のタイバーと移動プラテンガイドの配置を説明するための図を用いて説明する。
図６は第１の配置例であり、図６（ａ）は移動プラテン４及び補助部材１２の上面図であり、図６（ｂ）は補助部材１２を図５中の矢印Ａ方向から見た図である。

移動プラテン４はタイバー５が挿通する穴を備え、補助部材１２は移動プラテンガイド１３が挿通する穴の２種類の穴を備える。タイバー５が挿通する穴は滑り軸受けブッシュ１５ａ，１５ｂを備え、タイバー５を挿通させる。一方、移動プラテンガイド１３が挿通する穴はボールスプラインナット６ａ，６ｂを備え、移動プラテンガイド１３のボールスプライン軸１４と係合してボールスプライン機構を構成する。

この構成により、移動プラテン４は滑り軸受けブッシュ１５ａ，１５ｂによりタイバー５が挿通し、一方、補助部材１２はボールスプラインナット６ａ，６ｂを介して移動プラテンガイド１３と係合する。

図６の第１の配置例は、移動プラテンガイド１３はタイバー５の外側に配置する例を示しているが、移動プラテンガイド１３とタイバー５の配置関係はこの配置に限らない。また、図７に示す第２の配置例は、移動プラテンガイド１３をタイバー５の内側に配置する例を示している。

なお、図６，図７において、実線で表示する２個の移動プラテンガイド１３による配置、一点鎖線で表示する２個の移動プラテンガイド１３による配置、あるいは実線及び一点鎖線で表示する４個の移動プラテンガイド１３による配置等、任意の個数及び配置位置の組み合わせとすることができる。

次に、第３の態様について説明する。第３の態様は、移動プラテンガイドを支持するガイドサポートを備える構成である。
図８は本発明の第３の態様の一実施形態の型締機構の概要図であり、移動プラテン４とリアプラテン３との間にガイドサポート１８を備え、このガイドサポート１８により、移動プラテンガイド１３を支持する機構を構成する実施形態を示すものである。

図８に示す第３の態様は、前記した第１の態様においてガイドサポートを備える構成の点で相違する。以下では、第１の態様と相違する構成について説明し、共通する構成については説明を省略する。

ガイドサポート１８は、移動プラテン４とリアプラテン３との間において、タイバー５に滑り軸受けブッシュ１５ｃを介して２カ所で支持されている。また、リアプラテン３とは連結部材１９ａ，１９ｂにより連結されている。なお、連結部材１９ａ，１９ｂは一体でもよく、また、リアプラテン３と別部品とすることも、リアプラテン３と一体とすることもできる。ガイドサポート１８は、移動プラテンガイド１３の他端を貫通口内に挿通させて支持する。ガイドサポート１８には、高さを調整するサポート１６ｃを設けても良い。

図９は、移動プラテンガイドとタイバーとの配置例であり、図９（ａ）はガイドサポート１８の上面図であり、図９（ｂ）はガイドサポート１８を図８中の矢印Ａ方向から見た図である。

即ち、ガイドサポート１８は左右に一対あり、そのそれぞれには、タイバー５を挿通させる滑り軸受けブッシュ１５ｃが２カ所設けられ、また、少なくとも一カ所に、移動プラテンガイド１３を挿通させる穴が形成されている。このように、移動プラテンガイド１３の一端を支持するガイドサポート１８をリアプラテンとは別体に設けることで、サポート１６ｃの作用をリアプラテンに及ぼすことなく、移動プラテンガイド１３の一端を上下に調整することができる。

次に、第４の態様について説明する。第４の態様は、移動プラテンガイドを支持するガイドサポートを備える他の構成である。
図１０は本発明の第４の態様の一実施形態の型締機構の概要図であり、移動プラテン４とリアプラテン３との間にガイドサポート１８を備え、このガイドサポート１８により、移動プラテンガイド１３を支持する機構を構成する実施形態を示すものである。

図１０に示す第４の態様は、前記した第２の態様においてガイドサポートを備える構成の点で相違する。以下では、第２の態様と相違する構成について説明し、共通する構成については説明を省略する。

ガイドサポート１８は、移動プラテン４とリアプラテン３との間において、タイバー５に滑り軸受けブッシュ１５ｃを介して２カ所で支持されている。また、リアプラテン３とは連結部材１９ａ，１９ｂにより連結されている。なお、連結部材１９ａ，１９ｂは一体でもよく、また、リアプラテン３と別部品とすることも、リアプラテン３と一体とすることもできる。ガイドサポート１８は、移動プラテンガイド１３の他端を貫通口内に挿通させて支持する。ガイドサポート１８には高さを調整するサポート１６ｃを設けても良い。

上記各態様において、移動プラテンガイドは、リアプラテンあるいはガイドサポート側にナット等で固定し、固定プラテン側を他端として支持させる構成としてもよい。
第３及び第４の態様のガイドサポート１８は、タイバー５に滑り軸受けブッシュ１５ｃを介して２カ所で支持され、また、連結部材１９ａ，１９ｂを介してリアプラテン３に連結されているとしているが、これらの支持方法及び連結方法によらず、ベースフレーム１に立設して取り付けても良い。

本発明の第１の態様の一実施形態の型締機構の概要図である。 本発明の第１の態様のタイバーと移動プラテンガイドの第１の配置例を説明するための図である。 本発明の第１の態様のタイバーと移動プラテンガイドの第２の配置例を説明するための図である。 本発明の第１の態様のタイバーと移動プラテンガイドの第３の配置例を説明するための図である。 本発明の第２の態様の一実施形態の型締機構の概要図である。 本発明の第２の態様のタイバーと移動プラテンガイドの第１の配置例を説明するための図である。 本発明の第２の態様のタイバーと移動プラテンガイドの第２の配置例を説明するための図である。 本発明の第３の態様の一実施形態の型締機構の概要図である。 本発明の第３の態様のタイバーと移動プラテンガイドの配置例を説明するための図である。 本発明の第４の態様の一実施形態の型締機構の概要図である。 従来の射出成形機等の成形機の型締機構の一例を説明するための概略図である。 従来の型締機構における他の一例を説明するための概略図である。 図１２中のＡから見た図である。

符号の説明

１ ベースフレーム
２ 固定プラテン
３ リアプラテン
４ 移動プラテン
５ タイバー
６ａ，６ｂ ボールスプラインナット
８ 型厚調整用のナット
９ ピニオン
１０ 駆動源
１１ トグル機構
１２ 補助部材
１３ 移動プラテンガイド
１４ ボールスプライン軸
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 滑り軸受けブッシュ
１６ａ，１６ｂ プラテンサポート
１７ａ，１７ｂ 金型
１８ ガイドサポート
１９ａ，１９ｂ 連結部材

Claims (3)

1. 機台上に設けられた固定プラテンと、リアプラテンと、前記固定プラテンとリアプラテンとを連結したタイバーと、前記リアプラテン及び固定プラテン間に位置する移動プラテンとを具備し、該移動プラテンを前記タイバーに沿って移動することにより、前記移動プラテンと固定プラテンに取り付けられた金型の型締めを行う成形機の型締機構において、
   タイバーとは別の移動プラテンガイドを少なくとも２本設け、
   前記移動プラテンガイドの少なくとも移動プラテンとの摺動部をボールスプライン軸とし、前記移動プラテンは当該移動プラテンガイドに挿通されており、前記移動プラテンの移動プラテンガイド挿通穴にボールスプラインナットを設けたことを特徴とする成形機の型締機構。
2. 移動プラテンは、移動部材、及び当該移動部材の固定プラテン側に固定された補助部材からなることを特徴とする請求項１に記載の成形機の型締機構。
3. 前記リアプラテンと移動プラテンとの間にガイドサポートを備え、当該ガイドサポートは前記移動プラテンガイドを挿通させて支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形機の型締機構。
   

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