JP4247761B1 - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動盤の剛性を適宜変更することができ、可動盤の変形を前提とした金型にも対応可能な汎用性の高い射出成型機の型締装置を提供する。
【解決手段】可動盤３と、該可動盤３に固定された一対のトグルブラケット６２Ａ、６２Ｂのそれぞれに連結されたトグルリンクと、該トグルリンクを介して可動盤３を型開閉方向に移動させるためのトグル機構とを備えた射出成形機の型締装置１において、一対のトグルブラケット６２Ａ、６２Ｂ間に架設される連結リブ１０を、該トグルブラケット６２Ａ、６２Ｂに対して交換可能に装着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、固定盤との間で金型を開閉させて型締めを行う可動盤を備えた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、一般に、横型射出成形機は、型締機構で固定盤に対して可動盤を進退移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を備えている。

型締装置は、マシンボディに立設されて固定側金型を固定する固定盤と、その固定盤に対向する位置に配置されていて固定盤に対して進退方向に移動し、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、その可動盤の進退方向で後退側に設けたエンドプレートと、可動盤を進退可能に支持しつつ一端が固定盤に、他端がエンドプレートに固定されたタイバーと、タイバーをガイドして可動盤を固定盤に対して進退方向に移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。

そして、このような横型射出成形機では、型締め動作時に可動盤が型締力によって変形し、該可動盤に対して上下一対に設けられているトグルリンクのリンク機構を構成するトグルブラケットが互いに開くような挙動を示し、その結果可動盤の金型取付面が変形するという問題があった。

これに対応すべく、例えば特許文献１〜３には、一対のトグルブラケット同士をリブで連結した構造として剛性を高めることで、可動盤に型締力が発生した際に上下一対のトグルブラケットが上下方向に開くことを防止するとともに、可動盤の金型取付面の変形を抑えることを可能としたものが提案されている。
実開平４−２０４２０号公報 実開平４−２０４２２号公報 実開平５−３１２９６号公報

ところで、上記のような射出成形機の型締装置においては、以下のような問題があった。
即ち、一般的には、射出成形品の精度を向上させるには可動盤の剛性を高めることで型締動作時に生じる可動盤の変形量をより小さく抑えられることが望ましい。
しかしながら、可動盤の変形が大きな射出成形機用に調整された金型、即ち、可動盤が変形することを前提として可動盤の変形後の形状に合うように形成された金型を、可動盤の変形量が小さい射出成形機に取り付けた場合、型締を行った際に、固定側金型と可動側金型との間に隙間を生じることとなり、射出成形品の精度が低下してしまうという問題があった。
従って、このような金型でも成形可能とするには、何らかの形で可動盤の剛性を可変とし、可動盤の変形量を調整可能なことが望まれる。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、可動盤の剛性を変更可能として該可動盤の変形量を調整することができ、可動盤の変形を前提とした金型にも対応することが可能な汎用性の高い射出成型機の型締装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る射出成形機の型締装置は、固定盤との間で金型を開閉させて型締めを行う可動盤と、該可動盤に固定された一対のトグルブラケットのそれぞれに連結されたトグルリンクと、該トグルリンクを介して前記可動盤を型開閉方向に移動させるためのトグル機構とを備えた射出成形機の型締装置において、前記一対のトグルブラケット間に架設される連結リブが、該トグルブラケットに対して交換可能に装着されており、前記金型内から成形品を離脱させるエジェクタ装置が、前記可動盤と前記連結リブとの間に配設されて前記可動盤に固定されていることを特徴とする。

このような特徴の射出成形機の型締装置によれば、可動盤に剛性を付与する連結リブが交換可能に装着されていることから、例えば厚みや材質等が異なる他の連結リブに交換することで容易に可動盤の剛性を変更させることが可能となる。あるいは、連結リブを取り外すことにより、可動盤の剛性を大幅に低下させることも可能となる。
また、エジェクタ装置を設けたことにより容易に成形品を取り出すことができる一方で、該エジェクタ装置が可動盤と連結リブとの間に収納されるように設置されたことから、型開閉方向の大きさのコンパクト化を図ることが可能となる。さらに連結リブを取り外すことにより、エジェクタ装置の可動盤と連結リブとの間への設置作業やメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
さらにまた、エジェクタ装置が可動盤に固定された構造のため、該エジェクタ装置が連結リブの取り外しの妨げとなることはなく、また、エジェクタ装置の駆動力が連結リブに作用することはないため、該連結リブの強度を必要以上に大きくする必要はない。

また、本発明に係る射出成形機の型締装置においては、前記連結リブが、前記トグルブラケットに対して、型開閉方向に延びるボルトによって交換可能に取り付けられていることを特徴とする。
これにより連結リブを容易に交換可能とすることができるとともに、ボルトには剪断応力が作用するが引っ張り方向の力が作用しないため、型締力によって可動盤が変形した際にボルトが伸びることはない。したがって、連結リブによる可動盤の変形を抑える効果が低減することはない。

さらに、本発明に係る射出成形機の型締装置においては、前記連結リブと前記トグルブラケットとのいずれか一方に前記型開閉方向に突出する凸部が設けられ、他方に該凸部と嵌合可能な凹部が設けられたことを特徴としている。
凹部及び凸部の嵌合により可動盤と連結リブとが固定され、当該凹凸が連結リブに作用する引っ張り応力を受けることになるため、上記ボルトが受ける応力を低減させることができる。これによりボルトの本数を低減させることができるため、より迅速な連結リブの交換作業を行うことが可能となる。

本発明に係る射出成形機の型締装置によれば、可動盤に剛性を付与する連結リブが交換可能に装着されていることから、可動盤の剛性を容易に変更させて該可動盤の変形量を調整することが可能となる。したがって、可動盤の変形を前提とした金型にも対応することができ汎用性の高い型締装置を提供することが可能となる。
また、可動盤にエジェクタ装置の直動機構が固定された構造のため、該エジェクタ装置が連結リブの取り外しの妨げとなることはなく、また、エジェクタ装置の駆動力が連結リブに作用することはないため、該連結リブの強度を必要以上に大きくする必要はない。

以下、本発明の射出成形機の型締装置の第１実施形態について、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る射出成形機の型締装置の概略構成を示す側面図、図２は可動盤の側断面図、図３は図２の部分拡大図、図４は図２のＡ−Ａ断面図、図５は図２のＢ−Ｂ断面図である。

図１に示すように、型締装置１は、ベースとなるマシンボディ７を有し、該マシンボディ７上に、固定側金型Ｋ１が固定された固定盤２と、その固定盤２に対向して配置されていて固定側金型Ｋ１に対向する一側面（可動側金型取付面３ａ）に可動側金型Ｋ２が固定され、固定盤２に対して型開閉方向（図１の矢印Ｅ方向）に移動することで可動側金型Ｋ２を固定側金型Ｋ１に係合させて型締めを行なう可動盤３と、その可動盤３の進退方向で後方側に設けられたエンドプレート４と、可動盤３を進退可能に支持しつつ一端が固定盤２に、他端がエンドプレート４に固定された複数（４本、図１では２本のみを図示）のタイバー５と、これらタイバー５をガイドして介して可動盤３を固定盤２に対して進退方向に移動させて、固定側金型Ｋ１に対する可動側金型Ｋ２の型開閉、型締め動作を行うためのトグル機構６とを備えている。

そして、固定盤２とエンドプレート４はマシンボディ７上の所定位置に配設され、可動盤３はマシンボディ７上に固定したガイドレール８に沿って摺動するリニアガイド３１に支持された構造となっている。
なお、以下の説明では、可動盤３の型開閉方向のうち固定盤２に接近するで前進側（図１の右方向）を「前方」、「前端」とし、固定盤２から離間する後退側（図１の左方向）を「後方」、「後端」とする。

トグル機構６は、リンク結合されたトグルリンク６１（６１Ａ、６１Ｂ）が型締装置１の上下に配置され、それらトグルリンク６１Ａ、６１Ｂのそれぞれの前端側の一端６１ａが可動盤３の後面３ｂ（金型取付面３ａと反対面）に固定されたトグルブラケット６２（６２Ａ、６２Ｂ）に連結され、後端側の他端６１ｂがエンドプレート４に連結されている。そして、クロスヘッド６３を図示しない電動モータなどの駆動装置によってねじ軸６４を介して可動盤３とエンドプレート４との間で移動させることで、クロスヘッド６３に支持されたトグルリンク６１Ａ、６１Ｂを介して可動盤３をタイバー５、５、…に沿って進退させ、固定盤２及び可動盤３で保持した一対の金型Ｋ１、Ｋ２を型締めしたり、型開きさせる機構となっている。

また、図２〜図４に示すように、型締装置１には、可動盤３の後面３ｂの上下端部に固定されているトグルブラケット６２Ａ、６２Ｂ同士を上下方向に連結する連結リブ１０が架設されている。

詳しくは図３に示すように、連結リブ１０の上端及び下端（図３においては上端のみ示している）には型開閉方向の前方側に向かって矩形に突出する凸部１０ａが設けられており、トグルブラケット６２にはこの凸部１０ａに嵌合可能な凹部６６が形成されている。
また、連結リブ１０の凸部１０ａには、該凸部１０ａを型開閉方向に貫通するようにして、可動盤３幅方向（図４の左右方向）に３つのボルト挿通孔１０ｂが並設されており、これに対応して、トグルブラケット６２の凹部６６の底部には型開閉方向に沿って延びる３つのボルト取付孔６５が形成されている。

これにより連結リブ１０は、凸部１０ａが凹部６６に嵌合されるとともに３つのボルト挿通孔１０ｂ及びボルト取付孔６５にボルト部材１１が螺着されることによって、取り外し可能にトグルブラケット６２Ａ、６２Ｂに強固に固定一体化されている。なお、ボルト部材１１の頭部には六角穴が形成されており、該六角穴に六角レンチが挿入されることでボルト締めが行われる。

また、上記のような連結リブ１０と可動盤３との間の空間には、金型Ｋ２内の射出成形品を取り出すためのエジェクタ装置２０が設けられている。
該エジェクタ装置２０は、電動機３２の回転を型開閉方向の直線運動に変換する２つの直動機構２１と、該直動機構２１によって移動され、金型Ｋ１、Ｋ２内の射出成形品を突き出すエジェクタピン２９が取り付けられたエジェクタプレート２８とを備えている。

上記直動機構２１は、図４及び図５に示すように、可動盤３の対角線上に該可動盤３の中央に対して点対称に２つ配置され、図２に示すように、それぞれ軸受装置２２と、ボールねじ２６と、ボールナット２７とから構成されている。

軸受装置２２は、可動盤３の後面３ｂに形成された装着凹部３ｃに嵌め込まれるようにして取り付けられている。
具体的には、軸受装置２２が装着凹部３ｃに嵌め込まれた状態で、該装着凹部３ｃを覆うようにしてフランジ部２２ｂが設けられ、このフランジ部２２ｂが、ボルト２２ａよって可動盤３に取り付けられるとともに軸受装置２２の外縁に位置し略筒状をなすボールベアリング部２３を固定することによって、軸受装置２２が可動盤３に固定一体化されている。
このボールベアリング部２３の内周側には、略円筒状をなす筒体２４が、型開閉方向を回転軸線として回転自在に支持されており、該筒体２４の後端側に位置する開口端には、環状のタイミングプーリ２５が、その軸線を筒体２４及びボールベアリング部２３と一致させるようにして一体に取り付けられている。

また、上記筒体２４及びタイミングプーリ２５の内周側には、この軸線に沿って型開閉方向後方に延びるようにしてボールねじ２６が一体に取り付けられている。これによりボールねじ２６は筒体２４及びタイミングプーリ２５と一体となって回転するようになっている。
さらに、ボールねじ２６の筒体２４及びタイミングプーリ２５から突出した部分の外周側面には雄ネジが形成されており、該雄ネジにボールナット２７が螺着されている。

エジェクタプレート２８は、図５に示すように、正面視略正方形状の平板状をなして固定盤３の後面３ｂ及び連結リブ１０と平行に配置されており、上記２つの直動機構２１のそれぞれのボールナット２７が、対向する一対の頂点付近にそれぞれ固定一体化されている。
また、図４又は図５に示すように、エジェクタプレート２８の正面視略中央部には、型開閉方向前方側に延びるようにしてエジェクタピン２９が取り付けられている。このエジェクタピン２９は、可動盤３の正面視略中央部に形成された貫通孔３ｄを挿通して可動側金型Ｋ２に達するようになっている。

また、エジェクタプレート２８におけるボールナット２７が取り付けられていない一対の頂点付近には、ガイド孔２８ａが形成されており、該ガイド孔２８ａには、可動盤３の後面３ｂから型開閉方向後方側に向かって延びるガイドバー３５が摺動可能に嵌り込んでいる。

また、図４及び図５に示すように、直動機構２１を回転させる電動機３２は、可動盤３の側面にブラケット３８を介して取り付けられており、電動機３２内に熱が蓄積するのを抑制することができるようになっている。また、該電動機３２の出力軸にはタイミングプーリ３３が取り付けられている。
そして、この電動機３２のタイミングプーリ３３と、２つの直動機構２１のタイミングプーリ２５のそれぞれにタイミングベルト３６が巻き掛けられることにより、電動機３２の回転が各タイミングプーリ２５に伝達されるようになっている。
なお、図４及び図５に示すように、本実施形態においては、エジェクタプレート２８の対向する一対の頂点付近に位置する２つの直動機構２１の両方にタイミングベルト３６を巻き掛けることができるように、該タイミングベルト３６が接触するアイドラープーリ３４が設けられている。

次に、上記の構成からなる型締装置１の作用について説明する。
成形作業の開始時においては、トグル機構６のクロスヘッド６３が固定盤２側に移動させられて可動盤３が前進することにより、固定側金型Ｋ１と可動側金型Ｋ２との型締め動作が行われ、次いで射出装置がマシンボディ７上をその待機位置から型締装置１側に前進移動する。そして、射出装置が固定盤２を介して固定側金型Ｋ１に所定の力で押し込まれて溶融原料が射出され、製品の成型が行われる。

その後、射出成形が終了したら、金型Ｋ１、Ｋ２を開いた後に電動機３２を正転させる。すると電動機３２の回転がタイミングベルト３６を介して２つの軸受装置２２のタイミングプーリ２５及び筒体２４に伝達されて、これらと一体とされたボールねじ２６も回転させられる。

これによって、ボールねじ２６に螺着されたボールナット２７及び該ボールナット２７に固定されたエジェクタプレート２８が、該ボールねじ２６及びガイドバー３５に案内されるようにして型開閉方向前方側へと移動する。
すると、エジェクタピン２９が可動盤３の貫通孔３ｄを挿通して可動側金型Ｋ２に至ることにより射出成形品を突き出し該可動側金型Ｋ２から離脱される。また、エジェクタピン２９の後退は電動機３２を逆転させることにより、上記と同じ手順で行われる。

ここで、上記のような射出成形機の型締装置１による型締め動作が行われると、型締力によって可動盤３の上下端側の変形量が中心位置と比べて大きくなり、それに伴って一対のトグルブラケット６２Ａ、６２Ｂ同士が互いに離反する方向へ力が作用する。

これに対して、本実施の形態による型締装置１では、可動盤３に設けられた一対のトグルブラケット６２Ａ、６２Ｂを連結リブ１０によってそれぞれ連結しているため、トグルブラケット６２Ａ、６２Ｂ同士が互いが離反する方向に作用する力を抑えることができる。即ち、可動盤３には、連結リブ１０の厚みや材質に応じた剛性が付与されるため、型締め時の可動盤３の変形量を小さくする効果が得ることができる。

また、連結リブ１０はボルト部材１１での締結と、凸部１０ａ及び凹部６６の嵌合により取り外し可能にトグルブラケット６２に装着されているため、容易に他の連結リブ１０に交換することができるようになっている。従って、厚みや材質等が異なる他の連結リブに適宜交換することにより、容易に可動盤３の剛性を変更させて、型締め時の変形量を調整することが可能となる。

従って、可動盤３が変形することを前提として可動盤３の変形後の形状に合うように形成された金型Ｋ１、Ｋ２に対しても、連結リブ１０を交換して可動盤３の剛性を適当なものとすることで変形量を対応することが可能となる。これにより、種々の金型Ｋ１、Ｋ２に応じた汎用性のある型締装置１を実現することが可能となる。

また、連結リブ１０が型開閉方向に延びるボルト部材１１によって取り付けられているため、該ボルト部材１１には剪断応力は作用するものの引っ張り方向の力が作用することはないため、型締力によって可動盤３が変形した際にボルト部材１１が延びることはない。したがって、可動盤３に剛性を付与して変形を抑える効果が低減することはない。

さらに、凸部１０ａ及び凹部６６の嵌合により可動盤３と連結リブ１０とが固定され、当該凹凸が連結リブ１０に作用する引っ張り応力を受けることになるため、上記ボルト部材１１が受ける応力を低減させることができる。これによりボルト部材１１の本数を低減させることも可能となるため、より迅速な連結リブ１０の交換作業を行うことが可能となる。

一方、本実施形態の型締装置１においては、エジェクタ装置２０が、可動盤３と連結リブ１０との間に収納されるように設けられているため、型開閉方向の大きさのコンパクト化を図ることが可能となる。
また、上記のように連結リブ１０を取り外すことができるため、可動盤３の後面３ｂへの装着凹部３ｃの形成加工、エジェクタ装置２０の設置作業やメンテナンスを容易に行うことが可能となる。

また、可動盤３にエジェクタ装置１０の直動機構２１が固定された構造のため、該エジェクタ装置３が連結リブ１０の取り外しの妨げとなることはない。また、エジェクタ装置２０のエジェクタピン２９の突き出しや直動機構２１の回転力が連結リブ１０に作用することはないため、該連結リブ１０の強度を必要以上に大きくする必要はない。

以上、本発明である射出成形機の型締装置１の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。

例えば、本実施形態においては、連結リブ１０を可動盤３に固定するボルト部材１１が、上下端でそれぞれ３つずつ用いられたものを説明したが、他の数のボルト部材１１用いられたものであってもよい。
また、連結リブ１０の凸部１０ａにボルト部材１１を挿通させるボルト挿通孔１０ｂが形成されているものを説明したが、他の場所に形成されたものであってもよい。

本発明の実施形態に係る射出成形機の型締装置の概略構成を示す側面図である。 可動盤の側断面図である。 図２の部分拡大図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ 型締装置
２ 固定盤
３ 可動盤
３ａ 金型取付面
３ｃ 装着凹部
４ エンドプレート
５ タイバー
６ トグル機構
７ マシンボディ
８ ガイドレール
１０ 連結リブ
１０ａ 凸部
１０ｂ ボルト挿通孔
１１ ボルト部材
２０ エジェクタ装置
２９ エジェクタピン
６１ トグルリンク
６２ トグルブラケット
６２Ａ トグルブラケット
６２Ｂ トグルブラケット
６３ クロスヘッド
Ｋ１ 固定側金型
Ｋ２ 可動側金型

Claims (3)

1. 固定盤との間で金型を開閉させて型締めを行う可動盤と、該可動盤に固定された一対のトグルブラケットのそれぞれに連結されたトグルリンクと、該トグルリンクを介して前記可動盤を型開閉方向に移動させるためのトグル機構とを備えた射出成形機の型締装置において、
   前記一対のトグルブラケット間に架設される連結リブが、該トグルブラケットに対して交換可能に装着されており、これによって
   前記金型内から成形品を離脱させるエジェクタ装置が、前記可動盤と前記連結リブとの間に配設されて前記可動盤に固定されていることを特徴とする射出成形機の型締装置。
2. 前記連結リブが、前記トグルブラケットに対して、型開閉方向に延びるボルトによって交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の射出成型機の型締装置。
3. 前記連結リブと前記トグルブラケットとのいずれか一方に前記型開閉方向に突出する凸部が設けられ、他方に該凸部と嵌合可能な凹部が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成型機の型締装置。

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