JP4168430B1 - 竪型射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】枢軸に生じる曲げを抑えることで耐久性の向上が図れるとともに、トグルリンクの加工を容易にした。
【解決手段】締結装置１のトグル機構１０は、上端部で固定盤３に第１枢軸１１を介して回転自在に取り付けられた第１トグルリンク１２と、中間連結部１５Ｂでエンドプレート６に第２枢軸１３を介して回転自在に取り付けられるとともに、下部連結部１５Ｃでトグルピース１７に連結された一対の第２トグルリンク１５、１５と、第１トグルリンク１２及び一対の第２トグルリンク１５、１５を上下方向に屈曲自在に連結させたトグルピン１４とを備え、クロスヘッドの上下動によって、第１トグルリンク１２と一対の第２トグルリンク１５、１５とを屈曲させて、可動盤を型締め移動させるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定盤に対して可動盤を上下動させて金型の開閉、型締めを行うための竪型射出成形機の型締装置に関する。

従来、複雑な形状の成形品を大量に能率よく生産できることから射出成形法が用いられ、この射出成形には、省スペースで且つ自動化を容易に行なえるなどの利点から金型の開閉を上下方向に行う竪型射出成形機が多用されている。一般に、この種の竪型射出成形機は、型締機構で固定盤に対して可動盤を上下動させて金型の開閉、型締め動作を行なうようにした型締装置と、フィード機構により可動盤に対して上下動可能に設けられた射出装置とを備えている。
型締装置は、マシンボディの上端側に固定して設けられるとともに固定側金型が保持される固定盤と、固定盤の上方に配置されていて固定盤に対して上下動可能に設けられ、保持した可動側金型を固定側金型に係合させて型締めを行なう可動盤と、固定盤の下方に設けられたエンドプレートと、固定盤に上下動可能に貫通して設けられていて上端が可動盤に及び下端がエンドプレートに固定されたタイバーと、ねじ軸に繋がっていてねじ軸の回転によって上下動するクロスヘッドを介してエンドプレート、ひいてはタイバーを介して可動盤を固定盤に対して上下動させるためのトグル機構とを備えた構造となっている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、図５は、上述したような一般的な型締装置のトグル機構の一例を示す図である。
図５に示すトグル機構２０は、固定盤３とエンドプレート６とのそれぞれに枢軸２１、２２を介して取り付けられるとともに、トグルピン２３によって上下に屈曲自在に相互に連結されたトグルリンク２４（上側トグルリンク２４Ａ、下側トグルリンク２４Ｂ）を備えている。エンドプレート６には２つのトグルブラケット部６ｃ、６ｄが設けられ、それぞれ軸受を介してエンドプレート６側の枢軸２２（以下、下側枢軸２２という）に回転自在に取り付けられている。そして、下側トグルリンク２４Ｂは、トグルブラケット部６ｃ、６ｄを跨ぐようにして三叉状に形成されてなり、下側枢軸２２を貫通する連結部２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられている。つまり、下側枢軸２２は、トグルリンク２４を屈曲させることによって生じる可動盤の型締力を、トグルリンク２４の連結部２４ａ、２４ｂ、２４ｃとエンドプレート６のトグルブラケット部６ｃ、６ｄで受ける構成となっている。そして、左右方向で中央に位置する連結部２４ｂの自由端には凹部２４ｄが形成され、一端をねじ軸の回転によって上下動するクロスヘッドに連結させたトグルピース２５が凹部２４ｄ内で連結ピン２６によって回転自在に連結された構成となっている。
特許第３２５５０１６号公報

しかしながら、従来のトグル式の型締装置では、以下のような問題があった。
すなわち、図５に示す下側トグルリンク２４Ｂの中央の連結部２４ｂの幅寸法として、トグルピース２５を入り込ませるためスペースを確保する必要があるため、トグルブラケット部６ｃ、６ｄどうしにおける力を受けるスパン（図５に示す符号Ｌ）が広くなり、下側枢軸２２が受ける曲げモーメントが大きくなって、下側枢軸２２自体やその軸受の耐久性が低下するという問題があった。しかも、下側枢軸２２には３つの連結部２４ａ、２４ｂ、２４ｃが取り付けられるうえ、上述したように中央の連結部２４ｂでトグルピース２５を連結させる構造であるので、固定盤３側の上側枢軸２１やトグルピン２３と比べて軸方向の長さ寸法が大きくなることから、大きな曲がりが作用して破損に至るおそれがあった。
さらに、トグルリンクの連結部に枢軸を挿入させる貫通穴を形成させる作業には高い加工精度が要求されることから、枢軸の長さ寸法が長くなると、加工に手間がかかるという現状があり、この点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、枢軸の耐久性を向上させることができる竪型射出成形機の型締装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、トグルリンクの加工が容易になる竪型射出成形機の型締装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る竪型射出成形機の型締装置は、マシンボディに固定された固定盤と、固定盤の上方に配置されていてタイバーの上端に固定された可動盤と、固定盤の下方に配置されていて上下動可能に設けられたクロスヘッドと、クロスヘッド及びタイバーの下端に固定されたエンドプレートと、クロスヘッドにトグルピースを介して固定されてなり、可動盤を固定盤に対して上下自在に移動させるための一対のトグルリンク機構とを有する竪型射出成形機の型締装置であって、各トグルリンク機構は、上端部で固定盤に第１枢軸を介して回転自在に取り付けられた第１トグルリンクと、上下方向の略中間部でエンドプレートに第２枢軸を介して回転自在に取り付けられるとともに、下端部でトグルピースに連結された複数の第２トグルリンクと、第１トグルリンク及び複数の第２トグルリンクを上下方向に屈曲自在に連結させたトグルピンとを備え、トグルピースは、複数の第２トグルリンクのそれぞれに対応して複数設けられ、クロスヘッドの上下動によって、第１トグルリンクと複数の第２トグルリンクとを屈曲させて、可動盤を型締め移動させるように構成されていることを特徴としている。

本発明では、複数の第２トグルリンクのそれぞれの略中間部を第２枢軸に対して回転自在に取り付けるとともに、それぞれの第２トグルリンクの下端部にトグルピースを連結させた構造であるので、隣接する第２トグルリンクどうしの間にトグルピースが配置されることがなくなり、複数の第２トグルリンクどうしの間隔、すなわち一対の第２トグルリンクと第２枢軸との連結部（前記略中間部）どうしのスパンを狭くすることができる。つまり、このときの第２枢軸が前記連結部によって受ける曲げモーメントを小さくすることができる。
また、最少となる一対の第２トグルリンクとすることで、これら二つの第２トグルリンクを合わせた幅寸法を小さくすることができ、第２枢軸の長さ寸法を小さくすることが可能となる。そのため、例えば一対の第２トグルリンクを１つの部材から二股状にして加工する場合において、その幅方向に沿う第２枢軸を挿通させるための貫通穴の奥行き寸法（第２トグルリンクの幅方向の寸法に相当）が小さくなり、第２トグルリンクの加工手間を低減することができる。

また、本発明に係る竪型射出成形機の型締装置では、第２トグルリンクの下端部には凹部が形成され、トグルピースは、凹部内で連結ピンによって回転自在に連結されていることが好ましい。

本発明では、トグルピースが第２トグルリンクの幅方向より外側に張り出すことがなく、その幅寸法の範囲内で回転自在に連結されているので、複数の第２トグルリンクどうしの間隔を小さくすることができ、第２枢軸が第２トグルリンクとの連結部によって受ける曲げモーメントを小さくすることができる。

本発明による竪型射出成形機の型締装置によれば、各第２トグルリンクの下端部にトグルピースが連結され、隣接する第２トグルリンクどうしの間にトグルピースが配置されない構造となるので、複数の第２トグルリンクと第２枢軸との連結部どうしのスパンを狭くすることが可能となるうえ、第２トグルリンクを最少となる２つとすることで第２枢軸の長さ寸法を小さくすることが可能となることから、第２枢軸に生じる曲げを抑えることができ、第２枢軸自体やその軸受の耐久性を向上させることができる。
また、本発明による竪型射出成形機の型締装置によれば、最少となる一対の第２トグルリンクとしたときに第２枢軸の長さ寸法を小さくすることができるので、例えば一対の第２トグルリンクを１つの部材から二股状にして加工する場合において、その幅方向に沿う第２枢軸を挿通させるための貫通穴の加工を簡略化させることができ、トグルリンクの加工が容易になるという効果を奏する。

以下、本発明の竪型射出成形機の型締装置の実施の形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による型締装置のトグル機構の概要を示す一部破断正面図、図２は図１に示すトグル機構の一部破断側面図、図３はトグル機構の取付け状態を示す斜視図、図４は図１に示すＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２における符号１は、本実施の形態による竪型射出成形機において、金型の開閉、型締め動作を行なうための型締装置を示している。
つまり、竪型射出成形機は、固定盤に対して可動盤を上下動させて金型の開閉、型締め動作を行なうようにした型締装置１と、フィード機構により可動盤に対して上下動可能に設けられた射出装置とを備えた周知の構造をなしている。なお、射出装置におけるその他の詳しい説明については省略する。
ここで、図２において、左半分は型開き状態を、右半分は型締め状態をそれぞれ示している。

図１及び図２に示すように、型締装置１は、固定側金型を保持するとともにマシンボディ（図示省略）の上部に固定された固定盤３と、上端側が固定盤３に軸線回りに回転可能に支持されたねじ軸４と、固定盤３の上方に配置されていて可動側金型を保持する図示しない可動盤と、固定盤３の下方に設けられたエンドプレート６と、固定盤３に上下動可能に貫通して設けられていて上端が可動盤５に及び下端がエンドプレート６に固定されたタイバー７と、ねじ軸４に繋がっていてねじ軸４の回転によって上下動するクロスヘッド１９を介してエンドプレート６を固定盤３に対して上下動させ、タイバー７を介して可動盤を上下動させるためのトグル機構１０と、上端が固定盤３に固定されて上下方向に延びていてクロスヘッド１９の上下動を案内するための一対の案内棒８、８（図４参照）とを備えている。

図２に示すように、ねじ軸４は、固定盤３から鉛直下方向に延ばして設けられ、上端が固定盤３に、回転自在に軸受けされたものである。ねじ軸４の中間部には、クロスヘッド１９のボールナット１９ａ（後述）を螺合させるねじ部を有している。
なお、ねじ軸４は、その下端がプーリ、タイミングベルト等の電動機構（図示省略）を介してサーボモータ等の駆動モータに連絡され、その駆動モータによって正逆回転される構成となっている。

タイバー７は、本実施の形態では３本設けられ、それぞれの上端が可動盤に固定され、下端がエンドプレート６に固定されている。すなわち、可動盤とエンドプレート６とはタイバー７によって一体に結合されている。これにより、可動盤は、トグル機構１０を介して固定盤３に対して上下動して一対の金型（固定側金型と可動側金型）の開閉、型締を行なうことができる構成となっている。

クロスヘッド１９は、固定盤３とエンドプレート６との間において中心部にねじ軸４に螺合するボールナット１９ａを備え、ねじ軸４の中心軸回りの回転運動により案内棒８、８（図４参照）に沿って鉛直方向に上下移動して、後述する一対のトグルリンク機構１０Ａ、１０Ｂ（図２参照）を上下に伸縮させるものである。

図１乃至図３に示すように、トグル機構１０は、固定盤３に対して、エンドプレート６を上下移動させ、タイバー７を介して可動盤に型締力を伝達させ、固定盤３及び可動盤で保持した一対の金型を型締したり、型開きするための機構であって、ねじ軸４を中心にして左右対称な一対のトグルリンク機構１０Ａ、１０Ｂが配置されている。なお、図３の斜視図にあっては、トグル機構１０が見え易いように、一方のトグルリンク機構１０Ｂ、ねじ軸４、タイバー７、案内棒８、及び後述する第１枢軸１１、第２枢軸１３、トグルピン１４、取付軸１８などの図示が省略されている。

各トグルリンク機構１０Ａ、１０Ｂは、上端部（上部連結部１２Ａ、１２Ａ、１２Ａ）で固定盤３の下面に設けられた一対の固定盤側ブラケット３１、３１に第１枢軸１１を介して回転自在に取り付けられた第１トグルリンク１２と、上下方向の略中間部（中間連結部１５Ｂ）で第２枢軸１３を介してエンドプレート６に回転自在に取り付けられるとともに、下端部（下部連結部１５Ｃ）で後述するトグルピース１７に連結された一対の第２トグルリンク１５、１５と、第１トグルリンク１２及び一対の第２トグルリンク１５、１５を上下方向に伸縮するようにして屈曲自在に連結させたトグルピン１４とを備えている。そして、各トグルリンク機構１０Ａ、１０Ｂは、クロスヘッド１９の上下動によって、第１トグルリンク１２と一対の第２トグルリンク１５、１５とを屈曲させて、可動盤を型締め移動させるように構成されている。
ここで、本実施の形態では、第１枢軸１１、第２枢軸１３、及びトグルピン１４は、それぞれ略同じ長さ寸法となっている。

また、図４に示すように、各トグルリンク機構１０Ａ、１０Ｂには、一端１７ａが第２トグルリンク１５の下部連結部１５Ｃに連結ピン１６で回動自在に支持されたトグルピース１７が設けられている。トグルピース１７は、その他端１７ｂがクロスヘッド１９に取付軸１８（図２参照）によって連結されている。

図１に示すように、第１トグルリンク１２は、側面視で上下端部がそれぞれ三叉状に形成されている。すなわち、第１トグルリンク１２は、幅寸法（図１で左右方向）が第１枢軸１１と略同じ長さ寸法をなし、各上端部（上部連結部１２Ａ、１２Ａ、１２Ａ）には第１枢軸１１を挿通させるための貫通穴１２ａが形成され、第１トグルリンク１２の各下端部（下部連結部１２Ｂ、１２Ｂ、１２Ｂ）にはトグルピン１４を挿通するための貫通穴１２ｂが形成されている。

一方、一対の第２トグルリンク１５、１５は、所定の間隔もって配置されるとともに、それぞれが接続部材１５ｄによって接続された構成をなしている。そして、各第２トグルリンク１５は、その上端部でトグルピン１４に連結される上部連結部１５Ａと、第２トグルリンク１５の上下方向で略中間部で第２枢軸１３に連結される中間連結部１５Ｂと、第２トグルリンク１５の下端部で連結ピン１６を介してトグルピース１７に連結される下部連結部１５Ｃとを有している。すなわち、第２トグルリング１５の上部連結部１５Ａが第１トグルリンク１２の下部連結部１２Ｂ、１２Ｂどうしの間の位置でトグルピン１４に取り付けられ、中間連結部１５Ｂがエンドプレート６に設けられた取付ブラケット６１、６１どうしの間の位置で第２枢軸部１３にそれぞれ回転自在に支持された構成になっている。
また、上部連結部１５Ａ及び中間連結部１５Ｂには、それぞれトグルピン１４及び第２枢軸１３を挿通するための貫通穴１５ａ、１５ｂが形成されている。

図１及び図４に示すように、第２トグルリンク１５の下部連結部１５Ｃには、凹部１５ｃが形成され、トグルピース１７が凹部１５ｃ内で連結ピン１６によって回転自在に連結された構成となっている。

次に、上記の構成とされた本発明による型締装置のトグル機構１０の作用について図面に基づいて説明する。
図２に示すように、トグル機構１０では、図中右側の型開きの状態から図示しない駆動モータを作動させてねじ軸４を回転させ、クロスヘッド１９を下降させると、トグルピース１７によって第２トグルリンク１５の下部連結部１５Ｃを下に押すので、第１、第２トグルリンク１２、１５は、トグルピン１４がねじ軸４に近づくように第１、第２枢軸１１、１３を支点に内側に回動してエンドプレート６を下降させる。これによって、可動盤（図示省略）はエンドプレート６と共に下方に型締め移動し、第１、第２トグルリンク１２、１５が図中左側に示すように上下方向に略直線状に伸長したところで型締めが完了となる。
そして、図２左側の型締め完了状態において、駆動モータを作動させてねじ軸４を逆方向に回転させると、第１、第２トグルリンク１２、１５が外側に折れるようにして屈曲してエンドプレート６を上昇させるので、可動盤が上方に型開き移動する。

そして、本トグル機構１０では、一対の第２トグルリンク１５、１５のそれぞれの中間連結部１５Ｂを第２枢軸１３に対して回転自在に取り付けるとともに、それぞれの第２トグルリンク１５の下部連結部１５Ｃにトグルピース１７を連結させた構造であるので、隣接する第２トグルリンク１５、１５どうしの間にトグルピース１７が配置されることがなくなり、一対の第２トグルリンク１５、１５どうしの間隔、すなわち一対の第２トグルリンク１５、１５と第２枢軸１３との連結部（中間連結部１５Ｂ、１５Ｂ）どうしのスパン（図１に示す符号Ｌ参照）を狭くすることができる。つまり、このときの第２枢軸１３が中間連結部１５Ｂ、１５Ｂによって受ける曲げモーメントを小さくすることができる。

また、本トグル機構１０では、トグルピース１７が第２トグルリンク１５の幅方向より外側に張り出すことがなく、その幅寸法の範囲内で回転自在に連結されているので、上述したように一対の第２トグルリンク１５、１５どうしの間隔を小さくすることができる構造となっている。

そして、一対の第２トグルリンク１５、１５とすることで、これら二つの第２トグルリンク１５、１５を合わせた幅寸法を小さくすることができ、第２枢軸の長さ寸法を小さくすることが可能となる。そのため、例えば一対の第２トグルリンクを１つの部材から二股状にして加工する場合において、その幅方向に沿う第２枢軸１３を挿通させるための貫通穴１５ｂ（図１、図２参照）の奥行き寸法（一対の第２トグルリンク１５、１５の幅方向の寸法に相当）が小さくなり、第２トグルリンク１５、１５の加工手間を低減することができる。

上述のように本実施の形態による竪型射出成形機の型締装置では、各第２トグルリンク１５の下部連結部１５Ｃにトグルピース１７が連結され、隣接する第２トグルリンク１５、１５どうしの間にトグルピース１７が配置されない構造となるので、一対の第２トグルリンク１５、１５と第２枢軸１３との中間連結部１５Ｂ、１５Ｂどうしのスパンを狭くすることが可能となるうえ、第２トグルリンク１５、１５を最少となる２つとすることで第２枢軸１３の長さ寸法を小さくすることが可能となることから、第２枢軸１３に生じる曲げを抑えることができ、第２枢軸１３自体やその軸受の耐久性を向上させることができる。

また、本発明による竪型射出成形機の型締装置によれば、第２枢軸１３の長さ寸法を小さくすることができるので、例えば一対の第２トグルリンク１５、１５を１つの部材から二股状にして加工する場合において、その幅方向に沿う第２枢軸１３を挿通させるための貫通穴１５ｂの加工を簡略化させることができ、第２トグルリンク１５の加工が容易になるという効果を奏する。

以上、本発明による竪型射出成形機の型締装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では各トグルリンク機構１０Ａ、１０Ｂに一対の第２トグルリンク１５、１５を設けた構成としているが、第２トグルリンク１５の数量は２つであることに限定されることはなく、３つ以上を設けた構成であってもかまわない。そして、第２トグルリンク１５、１５どうしの間隔は、型締装置の型締力などの条件に応じて任意に設定することができる。

また、本実施の形態では第２トグルリンク１５、１５どうしが接続部材１５ｄによって接続された構造となっているが、それぞれが分離された構成であってもよい。
さらに、本実施の形態では第２トグルリンク１５の下部連結部１５Ｃにおける凹部１５ｃ内で連結ピン１６によってトグルピース１７を連結させる構造としているが、このような構造であることに限定されることはない。

本発明の実施の形態による型締装置のトグル機構の概要を示す一部破断正面図である。 図１に示すトグル機構の一部破断側面図である。 トグル機構の取付け状態を示す斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ線断面図である。 従来の締結装置のトグル機構の概要を示す一部破断正面図である。

符号の説明

１ 型締装置
３ 固定盤
４ ねじ軸
６ エンドプレート
７ タイバー
１０ トグル機構
１０Ａ、１０Ｂ トグルリンク機構
１１ 第１枢軸
１２ 第１トグルリンク
１３ 第２枢軸
１４ トグルピン
１５ 第２トグルリンク
１５Ａ 上部連結部（上端部）
１５Ｂ 中間連結部（略中間部）
１５Ｃ 下部連結部（下端部）
１５ｃ 凹部
１６ 連結ピン
１７ トグルピース
１９ クロスヘッド

Claims (2)

1. マシンボディに固定された固定盤と、
   該固定盤の上方に配置されていてタイバーの上端に固定された可動盤と、
   前記固定盤の下方に配置されていて上下動可能に設けられたクロスヘッドと、
   該クロスヘッド及び前記タイバーの下端に固定されたエンドプレートと、
   前記クロスヘッドにトグルピースを介して固定されてなり、前記可動盤を前記固定盤に対して上下自在に移動させるための一対のトグルリンク機構と、
   を有する竪型射出成形機の型締装置であって、
   前記各トグルリンク機構は、
   上端部で前記固定盤に第１枢軸を介して回転自在に取り付けられた第１トグルリンクと、
   上下方向の略中間部で前記エンドプレートに第２枢軸を介して回転自在に取り付けられるとともに、下端部で前記トグルピースに連結された複数の第２トグルリンクと、
   前記第１トグルリンク及び複数の前記第２トグルリンクを上下方向に屈曲自在に連結させたトグルピンと、
   を備え、
   前記トグルピースは、複数の前記第２トグルリンクのそれぞれに対応して複数設けられ、
   前記クロスヘッドの上下動によって、前記第１トグルリンクと複数の前記第２トグルリンクとを屈曲させて、前記可動盤を型締め移動させるように構成されていることを特徴とする竪型射出成形機の型締装置。
2. 前記第２トグルリンクの前記下端部には凹部が形成され、
   前記トグルピースは、前記凹部内で連結ピンによって回転自在に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の竪型射出成形機の型締装置。

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