JP4133973B2 - 竪型型締機構 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形装置に必須な型締機構に関するものである。

樹脂や軽金属の射出成形法では、型締機構で締めた状態での金型へ高圧の溶融樹脂や溶融金属を射出する。射出後は金型を開いて製品を取り出す。金型は一般に固定型と可動型とからなる。固定型に可動型を大きな力で押しつける型締作用と、固定型から可動型を分離して成形品の取り出しに備える型開き作用と、成形品を取り出した後に固定型に可動型を合わせて型合わせ作用とが型締機構に要求される主たる作用である。

型合わせ作用で、固定型に正確に可動型を合わせることが重要になる。この型合わせ作用を強化した技術としてタイバーに軸受を付属する構造が、知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１５６２３２号公報（図１、図５）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ベース部材１００に支持盤１０１と固定盤１０２とを一定の距離をおいて固定し、支持盤１０１と固定盤１０２とにタイバー１０３・・・（・・・は複数を示す。以下同様）を渡し、これらのタイバー１０３に可動盤１０４を移動可能に取付け、支持盤１０１に付設した型締シリンダ１０５で可動盤１０４を移動させ、固定盤１０２に取付けた固定型１０６に、可動盤１０４に取付けた可動型１０７を型合わせし、締付けることができる型締機構であり、タイバー１０３と可動盤１０４との間に軸受構造１１０を介在させたことを特徴とする。

図７は図６の７−７線断面図であり、軸受構造１１０は、可動盤１０４側に一体的に取付けたブッシュ１１１と、このブッシュ１１１内に配置した算盤玉形ころ１１２・・・及びニードルベアリング１１３・・・と、これらのころ１１２・・・やニードルベアリング１１３・・・に接触させるためにタイバー１０３に設けた三角溝１１４・・・やフラット面１１５・・・とからなる。１１６はリテーナであり、このリテーナ１１６・・・でころ１１２・・・やニードルベアリング１１３・・・が脱落することを防ぐ。

タイバー１０３に設ける三角溝１１４やフラット面１１５は精密に仕上げることができる。そこへ精密部品であるころ１１２・・・やニードルベアリング１１３・・・を接触させるため、ダイバー１０３の径方向の隙間を厳密に管理することができる。この結果、精密な型合わせが実現できるというものである。

しかし、図６において型締シリンダ１０５で発生した型締力は、タイバー１０３・・・に引張力として作用する。この結果、タイバー１０３は僅かではあるが伸びる。すると、図７においてタイバー１０３が僅かではあるが細くなり、ころ１１２・・・やニードルベアリング１１３・・・との間に隙間が発生する、若しくは予圧が掛けてある場合は予圧が減少し、本来の予圧を保つことができなくなる。

タイバー１０３の伸び量を抑える方法の一つにタイバー１０３の外径を増加することが考えられる。しかし、タイバー１０３を増径することは、型締機構の大型化及びコストアップを招くので、好ましくない。

また、精密成形品を考えた場合、型開きの際に固定型に対して可動型が、型開き方向直角方向に僅かでも振れると、精密成形品が欠けたり、痛む虞がある。型開き方向直角方向へ振れずに型開きできることを「型開き精度」と称すれば、精密成形の際には、型開き精度が特に求められる。特許文献１の技術では、型開き精度がよいとは言えない。

本発明は、タイバーが細いままで、型合わせ精度並びに型開き精度を高めることのできる型締機構を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、水平に配置するとともに型締シリンダ（１７）又はトグルを支持する支持盤（１２）と、この支持盤（１２）から立てた複数本のタイバー（１３）と、これらのタイバー（１３）の上部に固定するとともに固定型（２４）を支持する固定盤（１４）と、タイバー（１３）の途中に上下動可能に取付けるとともに可動型（２５）を支持する可動盤（１６）とからなり、前記固定盤（１４）に射出装置を載せてなる竪型射出成形機に用いる竪型型締機構（１０）において、
前記タイバー（１３）の外周面と隙間が開くような大きな内径を有するガイド筒（１５）を、下端が自由端となるように前記固定盤（１４）から垂下し、前記ガイド筒（１５）内に前記タイバー（１３）を貫通させ、
前記ガイド筒（１５）と前記可動盤（１６）との間に、予圧が掛けられているころ軸受（３０）を介在させることで、ガイド筒（１５）の外周面で前記可動盤（１６）をガイドするように構成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、支持盤（１２）、可動盤（１６）、固定盤（１４）のうちの１つを、ベース部材（１８）から立設した支持部材（１１）に支持させたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、型締力を受けるタイバーと、可動盤の位置を決めるガイド筒とを別々に設けた。タイバーの外径よリガイド筒の内径を大きくしたために、可動盤がタイバーに接触することはない。このため、タイバーが細くなることや曲がることや変形することは差し支えない。一方、ガイド筒は下端を自由端にすることで、支持盤には接続しない。そのため、ガイド筒に引張力が作用することはない。この様なガイド筒で可動盤の水平位置を決めるため、型合わせの際の位置決め精度は飛躍的に高めることができる。加えて、ガイド筒で可動盤の水平位置を決めるため、型開き方向直角方向の振れを防止することができ型開き精度を飛躍的に高めることができる。

請求項２に係る発明は、支持盤、可動盤、固定盤のうちの１つを、支持部材に支持させた。
最も下位の支持盤を、支持部材で支持させれば、支持部材の丈を短くすることができ、支持部材のコンパクト化、軽量化を達成することができる。

最も上位の固定盤を、支持部材で支持させれば、この支持部材より上の射出装置と下の型締機構とを構造上区分することができる。仮に上の射出装置に水平力などの外力が発生しても、この外力が下の型締機構に及ばない。型締機構に不都合な外力が作用しなければ、精度の良い成形品を生産することができる。

中位の可動盤を、支持部材で支持させれば、支持部材のコンパクト化、軽量化と、精度の良い成形品を生産することの両方の効果を発揮させることができる。

本発明を実施するための最良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は本発明に係る竪型型締機構の正面図であり、竪型型締機構１０は、水平に配置した支持盤１２と、この支持盤１２に立てた複数本（４本が好適）のタイバー１３・・・と、これらのタイバー１３・・・の上部に掛け渡した固定盤１４と、この固定盤１４から垂下した複数本（４本が好適）のガイド筒１５・・・と、これらのガイド筒１５・・・に沿って昇降移動する可動盤１６と、この可動盤１６を昇降させる手段として支持盤１２に取付けた型締シリンダ１７と、固定盤１４を支持する支持部材（以下、型締機構支持部材と記す。）１１とを基本的構成とする。

型締機構支持部材１１は、ベース部材１８若しくは相当する丈夫な構造物に固定する。そして、型締機構支持部材１１は、４本の支柱からなる櫓状のもの、前後面を開放した箱状のもの、鋼材を組み合わせたトラス状のものなど、竪型型締機構及び射出装置を含む射出成形機を支持する構造物であれば、形式、構造は問わない。

タイバー１３の外径よりも、ガイド筒１５の内径を十分に大きくすることで、タイバー１３の曲がりや傾斜が、ガイド筒１５に影響しないようにする。
次に、固定盤１４から垂下して可動盤１６に貫通させたガイド筒１５は、下端を自由端とした片持ち梁にする。

そして、ガイド筒１５にタイバー１３を収納する。すなわち、ダイバー１３にガイド筒１５を被せたので、ガイド筒１５は、殆ど邪魔にならず、タイバーを備える従来の型締機構に、容易に組み込むことができる。

なお、２１はリング、２２はナットであり、これらのリング２１とナット２２とで支持盤１２にタイバー１３の下端を固定し又固定盤１４にタイバー１３の上部を固定する。
２３は射出装置の加熱筒、２４は固定盤１４に取付けた固定型、２５は可動盤１６に取付けた可動型である。

２６は型締シリンダ１７のピストンロッド２９の先端に設けた半球体、２７は半球体２６を収納する球面座、２８は抜け止めリングであり、ガイド筒１５とピストンロッド２９との平行度に狂いがある場合には、ガイド筒１５を正にして、ピストンロッド２９に対しては可動盤１６が傾くように工夫した。

図２は図１の２−２線断面図であり、ころ軸受構造３０は、可動盤１６側に一体的に取付けたブッシュ３１と、このブッシュ３１内に配置した算盤玉形ころ３２・・・及びニードルベアリング３３・・・と、これらのころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・に接触させるためにガイド筒１５に設けた三角溝３４・・・やフラット面３５・・・とからなる。３６はリテーナであり、このリテーナ３６・・・でころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・が脱落することを防ぐ。

ガイド筒１５に設ける三角溝３４やフラット面３５は精密に仕上げることができる。そこへ精密部品であるころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・を接触させるため、ガイド筒１５の径方向の隙間を厳密に管理することができる。この結果、精密な型合わせが実現できる

ころ軸受構造３０は、上述の他、直線ガイド機構を採用することもでき、すべり軸受ではなく、ローラ、ニードル、円錐ローラ、玉などのころを要素としているころ軸受を内蔵するものであれば、ころの構造は任意である。

以上の構成からなる竪型型締機構の作用を次に説明する。
図３は本発明の竪型型締機構の全体的な作用説明図である。
（ａ）は型開き状態を示し、型締シリンダ１７の押し上げ作用で可動盤１６を上昇させる。この際、可動盤１６には格別の水平外力が作用しないので、可動盤１６はガイド筒１５・・・に案内されつつ上昇を始める。

（ｂ）は型締直前の状態を示し、上述のガイド筒１５・・・の正確な案内により、固定型２４から延ばした位置決めピン３８、３８に可動型２５が円滑に嵌合したことを示す。さらに、型締シリンダ１７で可動盤１６を上昇させる。

（ｃ）は型締状態を示し、型締シリンダ１７の押圧力でタイバー１３・・・が引っ張られ、伸びる。しかし、可動盤１６の水平位置はガイド筒１５‥・で位置が規制されるため、タイバー１３・・・の延びの影響が、金型の位置ずれに及ぶ心配はない。

ところで、仮に、ガイド筒１５の下端を延ばして支持盤１２に固定すると、型締力がガイド筒１５にも影響する。この影響を排除するために、ガイド筒１５は固定盤１４にのみ固定した片持ち梁とし、下端を自由端にした。下端を自由端にすれば、タイバー１３が幾ら伸びても、ガイド筒１５が全体的に上へ移動するだけで、ガイド筒１５に引張力が作用することはない。

次に、タイバー１３を横置きした横型型締機構に本発明を適用できるか否かを検討する。
ガイド筒１５は片持ち梁であるために、下向きに負荷が掛かると下へ撓む。ガイド筒１５が撓むと可動盤１４の位置精度を出すことはできない。一方、実施例で述べた竪型であれば、ガイド筒１５に下向き荷重が作用することはない。そのために、本発明は竪型型締機構に適用する。

図４はタイバーの変形を検討する図である。タイバー１３・・・は、取付け誤差により心がずれる場合や、加熱筒（図１の符号２３参照）などの熱影響を受けて曲がる場合や、型締めの際に伸びて細くなる場合がある。
（ａ）はタイバー１３の心が、ガイド筒１５の心からδだけずれたことを示す。しかし、ガイド筒１５の内径が十分に大きいために、タイバー１３がガイド筒１５に接触する心配はない。

（ｂ）はタイバー１３が曲がったことを示す。しかし、ガイド筒１５の内径が十分に大きいために、タイバー１３がガイド筒１５に接触する心配はない。
（ｃ）ではタイバー１３が想像線で示すように細くなったとする。タイバー１３が細くなることはガイド筒１５に全く影響しない。

この様に、本発明では可動盤１６の水平位置をガイド筒１５で規制するため、可動盤１６の位置精度を飛躍的に向上させることができる。

特に、ガイド筒で可動盤の水平位置を決めるため、型開き方向直角方向の振れを防止することができ型開き精度を飛躍的に高めることができる。型開きの際に、可動型が型開き方向直角方向に振れる心配がないので、型開き精度を飛躍的に向上させることができる。型開きのときに可動型が振れると精密成形品に欠けや傷が発生する。しかし、本発明は型開き精度が良好であるため高い品質の精密成形品を製造することができる。

また、タイバー１３は可動盤１６の位置決めには関与せずに引張材の役割を果たすだけであるから、外径を自由に選ぶことができ、小径化も可能である。

図１に戻って、この実施例は、固定盤１４を型締機構支持部材１１で支持したことを特徴とする。
型締機構支持部材１１で固定盤１４を支持したので、固定盤１４が固定される。この様な固定盤１４にガイド筒１５、１５、可動盤１６、タイバー１３、支持盤１２及び型締シリンダ１７が吊り下げられる。型締シリンダ１７や支持盤１２は重量物であるため、錘の役割を果たし、タイバー１３を鉛直にする役割を果たす。

一方、固定盤１４より上の加熱筒２３はヒータを内蔵するため、ヒータに通電すると全体的に熱膨張し、その影響がタイバー１３の上部に水平力となって作用する。すると、タイバー１３の上部が湾曲する。この湾曲の影響は固定盤１４で遮断され、型締機構１０側には殆ど影響しない。したがって、型締機構１０では精密な成形を実施することができる。

図５は図１の別実施例図である。
（ａ）では、支持盤１２を型締機構支持部材１１で支持したことを特徴とする。型締機構支持部材１１の丈が短くて済む。ただし、図１に比較して、固定盤１４の水平性は保証できない。

しかし、タイバーが湾曲し、固定盤１４が僅かに傾斜した場合、同じだけガイド筒１５、１５が傾斜し、可動盤１６が固定型２４に平行になるように傾斜するため、成形性能は維持することができる。

（ｂ）では、可動盤１６を型締機構支持部材１１で支持したことを特徴とする。図１の長所と図５（ａ）の長所を各々半分ずつ備える。すなわち、適度な軽量化と程度な成形精度とを達成することができる。

尚、実施の形態で説明した型締シリンダは、トグルリンクに変更することもできる。

本発明は、竪型射出成形装置に適用する。

本発明に係る竪型型締機構の正面図である。 図１の２−２線断面図である。 本発明の竪型型締機構の全体的な作用説明図である。 タイバーの変形を検討する図である。 図１の別実施例図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。 図６の７−７線断面図である。

符号の説明

１０…竪型型締機構、１１…支持部材（型締機構支持部材）、１２…支持盤、１３…タイバー、１４…固定盤、１５…ガイド筒、１６…可動盤、１７…型締シリンダ、１８…ベース部材、２４…固定型、２５…可動型、３０…ころ軸受。

Claims (2)

1. 水平に配置するとともに型締シリンダ（１７）又はトグルを支持する支持盤（１２）と、この支持盤（１２）から立てた複数本のタイバー（１３）と、これらのタイバー（１３）の上部に固定するとともに固定型（２４）を支持する固定盤（１４）と、タイバー（１３）の途中に上下動可能に取付けるとともに可動型（２５）を支持する可動盤（１６）とからなり、前記固定盤（１４）に射出装置を載せてなる竪型射出成形機に用いる竪型型締機構（１０）において、
   前記タイバー（１３）の外周面と隙間が開くような大きな内径を有するガイド筒（１５）を、下端が自由端となるように前記固定盤（１４）から垂下し、前記ガイド筒（１５）内に前記タイバー（１３）を貫通させ、
   前記ガイド筒（１５）と前記可動盤（１６）との間に、予圧が掛けられているころ軸受（３０）を介在させることで、ガイド筒（１５）の外周面で前記可動盤（１６）をガイドするように構成したことを特徴とする竪型型締機構。
2. 前記支持盤（１２）、可動盤（１６）、固定盤（１４）のうちの１つを、ベース部材（１８）から立設した支持部材（１１）に支持させたことを特徴とする請求項１記載の竪型型締機構。

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