JP4267479B2 - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機の小型化および低コスト化に寄与する、射出成形機の型締装置に関する。

射出成形機の型締装置では、移動金型が装着された移動プレートを固定金型が装着された固定プレートに対して近接離間する方向へ移動させる必要があり、また、キャビティ内に射出される樹脂の圧力に対抗するために、固定金型に対して移動金型を高圧力で押し当てる必要がある。そのため、従来では、簡単な構造で高出力を得られる油圧式の型締装置が一般に用いられていた。しかし、油圧式の型締装置では、長ストロークの油圧シリンダを用いて移動プレートを移動させるようにしていたので、装置全体が大型化するという問題があった。

そこで、近年では、モータを用いて移動プレートを移動させるようにした型締装置が用いられるようになってきており、その一例が特許第３２４９６６６号公報（特許文献１）等に開示されている。この従来技術は、移動プレートを移動させるためのモータ駆動の移動手段を、増圧型締めするための油圧シリンダに対して一体的に組み込んだものである。
特許第３２４９６６６号公報

従来の型締装置（特許文献１）では、移動プレートを移動させるための長ストロークの油圧シリンダを用いる必要がないため、装置全体を小型化できるという利点があるものの、モータ駆動の移動手段を油圧シリンダに対して一体的に組み込むようにしていたので、構造が複雑であり、コスト高になるという問題があった。

それゆえに、この発明の目的は、構造の複雑化やコスト高を招くことなく、小型で高出力が得られる、射出成形機の型締装置を提供することである。

請求項１に記載した発明は、「基台１６と、基台１６に対して所定間隔を隔てて配置され、固定金型２８が装着される固定プレート１８と、基台１６と固定プレート１８との間に移動自在に配置され、移動金型３４が装着される移動プレート２０と、固定プレート１８に対して近接離間する方向へ移動プレート２０を移動させるモータ駆動の移動手段２２と、移動手段２２とは別に設けられた増圧型締手段２４とを備える、射出成形機の型締装置１０であって、移動手段２２は、移動プレート２０に装着されたボールナット４０と、ボールナット４０に螺合され、モータ４４によって回転されるボールネジ４２とを有し、増圧型締手段２４は、基台１６または移動プレート２０の一方に設けられ、孔６６を構成する孔構成部６０と、基台１６または移動プレート２０の他方に設けられ、孔構成部６０に抜き挿し自在に挿入される挿入部３６と、移動手段２２で移動プレート２０を移動させることによって孔構成部６０から挿入部３６を抜き出した状態で、孔構成部６０と挿入部３６との間に着脱自在に介装される介装部６４と、孔構成部６０または挿入部３６のいずれかをこれらの間に介装された介装部６４に所定の圧力で押し当てる油圧シリンダ６２とを有し、油圧シリンダ６２は、孔構成部６０または挿入部３６のいずれかの周囲に配置された筒状のシリンダ６２ａを有しており、シリンダ６２ａの内部では、シリンダ６２ａと、孔構成部６０または挿入部３６のいずれかのフランジ６０ｂとによって２つの油室６８ａおよび６８ｂが構成されており、油室６８ａに圧油を供給することにより、孔構成部６０または挿入部３６のいずれかを介装部６４に押圧することを特徴とする射出成形機の型締装置１０」である。

本発明において、移動手段２２によって移動プレート２０が型締め方向へ移動されると、孔構成部６０から挿入部３６が抜き出され、孔構成部６０と挿入部３６との間に隙間Ｓが確保される。そこで、増圧型締工程では、この隙間Ｓに増圧型締手段２４の介装部６４が介装され、油圧シリンダ６２によって孔構成部６０（または挿入部３６）が介装部６４に押し当てられる。すると、孔構成部６０と挿入部３６とが介装部６４を介して連結され、油圧シリンダ６２の押圧力が介装部６４から挿入部３６（または孔構成部６０）を経て移動プレート２０に伝達され、金型２８，３４が増圧型締めされる。

本発明は、ボールナット４０に対してボールネジ４２をモータ４４で回転させることによって、移動プレート２０を移動させるようにしたものである。

請求項１に記載した発明によれば、移動プレートを移動させるための移動手段とは別に増圧型締手段を設けるようにしており、しかも、増圧型締手段は、孔構成部、挿入部、介装部および油圧シリンダからなる簡単なものであるため、構造を簡素化できるとともに、コストを大幅に低減できる。また、移動手段として、ボールネジをモータで駆動する方式を採用しているので、長ストロークの油圧シリンダを用いる方式に比べて装置全体を小型化できる。さらに、増圧型締手段には油圧方式を採用しているので、増圧型締工程において高出力を得ることができる。

図１に示す射出成形機の型締装置１０は、射出装置１２とともに射出形成機１４を構成するものであり、基台１６、基台１６に対して所定間隔を隔てて配置された固定プレート１８、基台１６と固定プレート１８との間に移動自在に配置された移動プレート２０、移動プレート２０を移動させる移動手段２２、金型を増圧型締めする増圧型締手段２４、および移動プレート２０の降下を防止する降下防止手段２６等によって構成されている。

基台１６は、装置全体を支持する土台となる部材であり、型締装置１０の据え付け時には、この基台１６が床スラブ上に固定ボルト等を用いて固定される。

固定プレート１８は、下面に固定金型２８が装着され、上面に射出装置１２が装着された板状部材であり、固定プレート１８の中央部には、射出装置１２から射出された溶融樹脂を通すためのスプルー３０が形成されている。そして、この固定プレート１８が基台１６の上方において４本のタイバ３２によって支持されている。

移動プレート２０は、上面に移動金型３４が装着され、下面に増圧型締手段２４の挿入部３６が装着された板状部材であり、移動プレート２０の四隅には、タイバ３２が挿通される貫通孔３８と、移動手段２２のボールナット４０とが設けられている。

移動手段２２は、移動プレート２０を固定プレート１８に対して近接離間する方向へ移動させるものであり、移動プレート２０の四隅に装着されたボールナット４０、各ボールナット４０に螺合された４本のボールネジ４２、およびボールネジ４２を回転させるサーボモータ４４（図２）等によって構成されている。

各ボールネジ４２は、基台１６と固定プレート１８との間に配設されており、各ボールネジ４２の下端が軸受４６ａを介して基台１６の上面に回転自在に取り付けられており、上端が軸受４６ｂを介して固定プレート１８の下面に回転自在に取り付けられている。また、図２における手前側のボールネジ４２の下端部には、２つのプーリ４８ａおよび４８ｂが上下２段に取り付けられており、奥側のボールネジ４２には、１つのプーリ４８ｃが取り付けられている。さらに、サーボモータ４４の回転軸には、プーリ４８ｄが取り付けられている。そして、プーリ４８ｄとプーリ４８ａとがベルト５０ａを介して連結されており、プーリ４８ｂとプーリ４８ｃとがベルト５０ｂを介して連結されている。また、ベルト５０ａおよび５０ｂには、それらの緩みを調整するためのローラ５２が圧接されており、ベルト５０ａには、その張力を検出する張力検出装置５４が取り付けられている。

したがって、サーボモータ４４を駆動すると、その回転力がベルト５０ａを介して手前側のボールネジ４２に伝達され、さらに、ベルト５０ｂを介して奥側のボールネジ４２に伝達される。これにより、全てのボールネジ４２がボールナット４０に対して回転され、ボールナット４０が装着された移動プレート２０が上下方向へ移動される。

このようなベルト５０ａおよび５０ｂを介した駆動方式では、各ボールネジ４２に対して横方向の力が作用する。そこで、この実施例では、ボールネジ４２間に支持棒５６を架け渡すことによって、ボールネジ４２の歪を防止している。この支持棒５６は、図２に示すように、棒状の本体５６ａと軸受５６ｂとによって構成されており、本体５６ａが固定部材５８を介して基台１６の上面に固定されており、軸受５６ｂがボールネジ４２の外周に取り付けられている。

増圧型締手段２４は、移動プレート２０に対して型締力を付与するものであり、移動プレート２０の下面に設けられた挿入部３６、基台１６の上面に設けられた孔構成部６０、孔構成部６０を軸方向へ移動させる油圧シリンダ６２、および孔構成部６０と挿入部３６との間に着脱自在に介装される介装部６４等によって構成されている。

挿入部３６は、固定板３６ａと、固定板３６ａに対して垂直に取り付けられた２本の押圧棒３６ｂとによって構成されており、固定板３６ａが移動プレート２０の下面にボルト等によって強固に固定されている。

孔構成部６０は、図３に示すように、挿入部３６の押圧棒３６ｂが抜き挿し自在に挿入される孔６６を構成する筒状の本体６０ａを含み、本体６０ａの外周面には、「ピストン」として機能するフランジ６０ｂが形成されている。

油圧シリンダ６２は、孔構成部６０の周囲に配置された筒状のシリンダ６２ａを有し、シリンダ６２ａの内部では、シリンダ６２ａと孔構成部６０のフランジ６０ｂとによって２つの油室６８ａおよび６８ｂが構成されている。この実施例では、フランジ６０ｂが「ピストン」として機能するので、下側の油室６８ａに圧油が供給されると、フランジ６０ｂが押し上げられて孔構成部６０が上方へ移動され、上側の油室６８ｂに圧油が供給されると、フランジ６０ｂが押し下げられて孔構成部６０が下方へ移動される。

介装部６４は、図２および図３に示すように、孔構成部６０と挿入部３６（押圧棒３６ｂ）との間に着脱自在に介装される介装板７０、介装板７０を回動自在に支持する回動軸７２、および介装板７０に対して回動力を付与するエアシリンダ７４等によって構成されおり、介装板７０は、上下方向へ移動自在に構成されている。

したがって、エアシリンダ７４のピストンロッド７６が押し出されると、図１に示すように、孔構成部６０と挿入部３６（押圧棒３６ｂ）との間に介装板７０が位置決めされ、ピストンロッド７６が引き込まれると、孔構成部６０の孔６６が開放される。そして、油圧シリンダ６２によって孔構成部６０が介装板７０に押し当てられると、その押圧力が介装板７０を介して挿入部３６（押圧棒３６ｂ）に伝達され、さらに、移動プレート２０を介して移動金型３４に伝達される。

降下防止手段２６は、図４に示すように、側面に多数の係止溝７８ａが形成された係止棒７８と、係止溝７８ａに解除可能に係止されるストッパ８０とによって構成されており、係止棒７８が基台１６の上面に立設されており、ストッパ８０が移動プレート２０の側面に取り付けられている。

ストッパ８０は、電磁ソレノイド８０ａと、電磁ソレノイド８０ａによって駆動されるピン８０ｂとを有しており、電磁ソレノイド８０ａによってピン８０ｂが突き出されたときに、ピン８０ｂが係止溝７８ａに係止され、ピン８０ｂが引き込まれたときに、ピン８０ｂと係止溝７８ａとの係止状態が解除される。

また、ストッパ８０には、張力検出装置５４や図示しない防護扉に取り付けられたセンサが接続されており、張力検出装置５４やセンサからの信号に基づいてピン８０ｂが操作される。つまり、張力検出装置５４が検出するベルト５０ａの張力が緩んだときには、ボールネジ４２の回転をサーボモータ４４によって制御できなくなるため、移動プレート２０が不所望に降下するおそれがある。また、防護扉が開かれたときには、移動プレート２０の下で点検作業等をしているおそれがあるため、移動プレート２０が降下すると危険である。そこで、この実施例では、張力検出装置５４が異常を検出したときや防護扉が開かれたときにストッパ８０が作動して、移動プレート２０の降下が防止される。

射出成形機１４を用いて樹脂製品を射出成形する際には、まず、エアシリンダ７４（図２）で介装部６４の介装板７０を回動させることによって孔構成部６０の孔６６を開放し、続いて、図５および図６（Ａ）に示すように、孔６６に挿入部３６の押圧棒３６ｂを挿入しながら、移動手段２２によって移動プレート２０を降下させる。そして、固定プレート１８および移動プレート２０に固定金型２８および移動金型３４を取り付ける。金型２８および３４を取り付ける際には、図示しない防護扉が開かれるので、図５に示すように、ストッパ８０によって移動プレート２０の降下が防止される。

金型２８および３４の取り付けが完了すると、サーボモータ４４（図２）を駆動して移動プレート２０を上昇させ、移動金型３４を固定金型２８に密着させてキャビティを構成する。移動プレート２０を上昇させると、図６（Ｂ）に示すように、孔６６から押圧棒３６ｂが抜き出され、孔構成部６０と挿入部３６（押圧棒３６ｂ）との間に所定の隙間Ｓが確保される。

そこで、次工程では、図６（Ｃ）に示すように、エアシリンダ７４（図２）で介装板７０を回動させることによって隙間Ｓに介装板７０を介装し、さらに、図６（Ｄ）に示すように、油圧シリンダ６２の油室６８ａに圧油を供給して孔構成部６０を持ち上げる。すると、孔構成部６０と挿入部３６（押圧棒３６ｂ）とが介装板７０を介して連結され、油圧シリンダ６２の押圧力が介装板７０から押圧棒３６ｂを経て移動プレート２０に伝達され、金型２８および３４が増圧型締めされる。

この実施例によれば、モータ駆動の移動手段２２と油圧駆動の増圧型締手段２４とを併用しているので、移動プレート２０を迅速に移動させることができるとともに、高圧力で増圧型締めすることができる。また、移動手段２２は、ボールネジ４２とボールナット４０とを用いたものであるため、長ストロークの油圧シリンダを用いたものに比べて装置全体を小型化できる。さらに、増圧型締手段２４は、孔構成部６０、挿入部３６、介装部６４および油圧シリンダ６２からなる簡単なものであるため、構造を簡素化できるとともに、安価に製造できる。

なお、上述の実施例では、基台１６に孔構成部６０を設け、移動プレート２０に挿入部３６を設けるようにしているが、これとは逆に、移動プレート２０に孔構成部６０を設け、基台１６に挿入部３６を設けるようにしてもよい。この場合には、図７に示すように、挿入部３６における押圧棒３６ｂの外周面に「ピストン」として機能するフランジ６０ｂが形成され、油圧シリンダ６２によって挿入部３６が上下方向へ移動される。そして、増圧型締工程では、孔構成部６０と挿入部３６（押圧棒３６ｂ）との間に介装部６４の介装板７０が介装される。

また、移動手段２２としては、上述の実施例に限定されるものではなく、モータ駆動の他の構成（トグル機構等）が採用されてもよい。

さらに、本発明は、上述した縦型の型締装置１０の他に、基台１６、固定プレート１８および移動プレート２０を横方向に配置した横型の型締装置１０についても適用可能である。

型締装置を示す正面図である。 型締装置を示す平面図である。 増圧型締手段を示す断面図である。 降下防止手段を示す正面図である。 移動プレートを降下させた状態を示す正面図である。 増圧型締手段の作用を示す工程図である。 増圧型締手段の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０… 型締装置
１６… 基台
１８… 固定プレート
２０… 移動プレート
２２… 移動手段
２４… 増圧型締手段
２６… 降下防止手段
３６… 挿入部
３６ｂ… 押圧棒
４０… ボールナット
４２… ボールネジ
４４… サーボモータ
５４… 張力検出装置
６０… 孔構成部
６２… 油圧シリンダ
６４… 介装部
７０… 介装板
８０… ストッパ

Claims (1)

1. 基台と、前記基台に対して所定間隔を隔てて配置され、固定金型が装着される固定プレートと、前記基台と前記固定プレートとの間に移動自在に配置され、移動金型が装着される移動プレートと、前記固定プレートに対して近接離間する方向へ前記移動プレートを移動させるモータ駆動の移動手段と、前記移動手段とは別に設けられた増圧型締手段とを備える、射出成形機の型締装置であって、
   前記移動手段は、前記移動プレートに装着されたボールナットと、前記ボールナットに螺合され、モータによって回転されるボールネジとを有し、
   前記増圧型締手段は、前記基台または前記移動プレートの一方に設けられ、孔を構成する孔構成部と、前記基台または前記移動プレートの他方に設けられ、前記孔構成部に抜き挿し自在に挿入される挿入部と、前記移動手段で前記移動プレートを移動させることによって前記孔構成部から前記挿入部を抜き出した状態で、前記孔構成部と前記挿入部との間に着脱自在に介装される介装部と、前記孔構成部または前記挿入部のいずれかをこれらの間に介装された前記介装部に所定の圧力で押し当てる油圧シリンダとを有し、
   前記油圧シリンダは、前記孔構成部または前記挿入部のいずれかの周囲に配置された筒状のシリンダを有しており、前記シリンダの内部では、前記シリンダと、前記孔構成部または前記挿入部のいずれかのフランジとによって２つの油室が構成されており、前記油室に圧油を供給することにより、前記孔構成部または前記挿入部のいずれかを前記介装部に押圧することを特徴とする射出成形機の型締装置。

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