JP4391981B2 - 射出成形機用金型移動機構 - Google Patents

Description

本発明は射出成形機に装着する金型移動機構に関する。

射出成形機は、型締工程、射出工程、製品取出し工程を繰り返すことを基本動作とする生産設備である。
生産性を高める手法の一つに、固定型１個当たり可動型を２個準備し、一方の可動型で型締工程及び射出工程を実施している間に他方の可動型で製品取出し工程を実施する手法がある。この場合、２個の可動型は金型移動機構を用いて交互に固定型に臨ませる。

金型移動機構として、門型断面のスライドベースを主要素としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
実開昭６３−１８８１１６号公報（第３図）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本構成を説明する図であり、機台１００に取付けたベースプレート１０１にガイドレール１０２、１０２を敷設し、これらのガイドレール１０２、１０２にベアリング１０３、１０３を介してテーブル受台１０４を取付ける。これで、テーブル受台１０４を、図面表裏方向に移動させることができる。

このテーブル受台１０４に弾性体１０５、１０５を介してスライドテーブル１０６を載せ、このスライドテーブル１０６に固定型１０７を取付ける。
スライドテーブル１０６は、門型断面構造体であり、左右の脚部１０８、１０８の下端がベースプレート１０１から離れているため、テーブル受台１０４とスライドテーブル１０６と固定型１０７を一括して、図面表裏方向に移動させることができる。

図９は図８の作用説明図であり、型締の初期において、固定型１０７に下向きの力が加わると、弾性体１０５、１０５に抗してスライドテーブル１０６が下がり、左右の脚部１０８、１０８がベースプレート１０１に当たる。以降、スライドテーブル１０６は下がらずに型締力を受ける

スライドテーブル１０６は門型断面を呈し、左右の脚部１０８、１０８を支点とする両端支持の単純梁となる。両端支持の単純梁は中央に最大撓みが発生する。この撓みを減少することを目的に、スライドテーブル１０６の中央部を十分に厚くして撓み剛性を高める構造が採用される。

中央部を十分に厚くするとスライドテーブル１０６が重くなる。しかも、撓みは減少するだけで、撓みは依然として発生し、成形品の品質に悪影響を及ぼす。

本発明はスライドテーブルに相当する金型支持板を薄くすることができると共に金型支持板の撓みを無くすことができる金型移動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、固定盤（２４）に可動盤（２７）を接近させることで金型（２１）の型締を行う型締装置（２０）、及び型締した金型（２１）へ溶融樹脂を射出する射出装置（２２）を、基本要素とする射出成形機（１０）に付設する機構であり、前記金型を構成する固定型（３３）と可動型（３２）のうちの一方を、型締方向に直交する方向である型締直交方向へ移動させる射出成形機用金型移動機構（３０）において、
この金型移動機構（３０）は、型締時に金型を支えるために配置する剛体板（３５）と、型締直交方向へ延ばした長尺ベース板（３６）と、この長尺ベース板（３６）に設けたレール（３７）と、このレール（３７）に移動可能に取付ける移動体（３８）と、この移動体（３８）にピン（３９）を介して型締方向に移動可能に取付ける金型支持板（４１）と、この金型支持板（４１）を移動体（３８）から離すように押出す弾性部材（５８）と、前記金型支持板（４１）を型締直交方向へ移動させる移動手段（４２）と、この移動手段（４２）で移動する金型支持板（４１）を案内するために前記剛体板（３５）に設けるガイド部材（４３）とからなり、
このガイド部材（４３）は、前記金型支持板（４１）が型締方向に一定量（Ｂ−Ａ）移動することを許容する部材であり、
型締力で剛体板（３５）に金型支持板（４１）が密着したときに、前記移動体（３８）と金型支持板（４１）との間に隙間（Ｃ）が確保されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、金型支持板（４１）を型締直交方向へ移動させる移動手段（４２）は、互いに平行に配置する２本のボールねじ軸を基本要素とすることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、型締時に、剛体板に金型支持板を広い面の形態で支承させる。この結果、型締力で金型支持板が撓む心配はなく、金型支持板を薄くすることができる。
なお、型締力で剛体板に金型支持板が密着したときであっても移動体と金型支持板との間に隙間が確保できるため、型締力がレールに加わる心配はない。

また、非型締時には弾性部材の押出し作用により、金型支持板を剛体板から浮かすことができ、金型支持板を移動させることができる。この移動に際しては、ピンのガイド作用により、金型支持板の揺れを防止することができる。
したがって、請求項１によれば、金型支持板を薄くすることができると共に金型支持板の撓みを無くすことができる金型移動機構を提供することができる。

請求項２に係る発明では、金型支持板を型締直交方向へ移動させる移動手段は、互いに平行に配置する２本のボールねじ軸を基本要素とする。１本のボールねじ軸で移動手段を構成すると、ボールねじ軸が大径になる。この点、ボールねじ軸を２本にすることで、ボールねじ軸の小径化を図ることができる。

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は本発明に係る金型移動機構を備えた射出成形機の正面図であり、射出成形機１０は、機台１１に載せた型締装置２０と、この型締装置２０で型締した金型２１へ溶融樹脂を射出する射出装置２２とを基本要素とする。

型締装置２０は、固定盤２４と、この固定盤２４に対向して配置した圧受盤２５と、これらの固定盤２４と圧受盤２５との間に水平に渡したタイバー２６・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）と、このタイバー２６・・・に移動自在に取付けた可動盤２７と、この可動盤２７を移動させるトグルリンク２８とからなるトグルリンク式型締装置である。

そして、可動盤２７に本発明の射出成形機用金型移動機構３０（以下、金型移動機構３０と略記する。）を備える。この金型移動機構３０に第１可動型３１及び第２可動型３２を取付け、固定盤２４に固定型３３を取付け、例えば第２可動型３２を固定型３３に臨ませた状態でトグルリンク２８を伸張させれば、固定型３３に第２可動型３２を型締することができる。

金型移動機構３０は、型締方向（水平方向）に対して直交する方向（以下、型締直交方向という）へ第１可動型３１及び第２可動型３２を一括して移動させる機構である。本実施例の射出成形機１０は横型射出成形機であるため金型移動機構３０は縦に延びる。仮に、射出成形機１０が竪型射出成形機であれば金型移動機構３０は横に延びる。

金型移動機構３０の下部は、機台１１に備える製品落下口１２に収納する。これで、金型移動機構３０は可動盤２７と一緒に型締方向へ移動させることができる。すなわち、機台１１に備える製品落下口１２を巧みに利用して、金型移動機構３０の移動を許容するようにしたことを構造的特徴とする。

図２は図１の２−２矢視図であり、図３は本発明に係る金型移動機構の分解図である。
図３で金型移動機構３０の構成を説明すると、金型移動機構３０は、型締時に型締力を受けさせる剛体板３５と、型締直交方向へ延ばした長尺ベース板３６と、この長尺ベース板３６に設けたレール３７、３７と、レール３７、３７に移動可能に取付ける移動体３８、３８と、各々の移動体３８、３８にピン３９・・・を介して図面表裏方向へ移動可能に取付ける金型支持板４１と、この金型支持板４１を移動させる移動手段４２と、この移動手段４２で移動する金型支持板４１を案内するために剛体板３５に設けるガイド部材４３・・・とからなる。金型支持板４１に付した符号５７・・・、符号５９・・・については別図で説明する。

移動手段４２は、長尺ベース板３６に軸受ブロック４４、４５、４６で、回転自在に取付けた左右２本のボールねじ軸４７、４７と、これらのボールねじ軸４７、４７にねじ込むナット部材４８（移動体３８の一端に固定）と、ボールねじ軸４７、４７の一端に取付けたプーリー４９、４９と、図１に示すモータ５１及びベルト５２とからなる。

図２において、金型支持板４１に第１可動型３１と第２可動型３２とを固定しておき、ボールねじ軸４７、４７を回すと、レール３７、３７に沿って金型支持板４１を下へ移動させることができる。なお、長尺ベース板３６は可動盤２７に固定し、この長尺ベース板３６に剛体板３５を固定し、この剛体板３５にガイド部材４３・・・を固定したので、長尺ベース板３６、剛体板３５及びガイド部材４３・・・が上下に移動することはない。

図４は図２の４−４線断面図（可動盤２７は省略。）であり、長尺ベース板３６に左右のレール３７、３７を敷設し、これらのレール３７、３７にベアリング５３・・・を介してスライダ５４、５４を嵌合し、これらのスライダ５４、５４に移動体３８を固定する。 この移動体３８からピン３９、３９を立て、これらのピン３９、３９を介して金型支持板４１を移動体３８に取付けたことを示す。なお、５５、５５は金型支持板４１に開けたピン穴である。

さらに、金型支持板４１に穴５７、５７を開け、これらの穴５７、５７の各々に圧縮コイルばね、弾性ゴムブロックに代表される弾性部材５８、５８を納め、蓋５９、５９を被せる。取外し蓋５９、５９で塞いだので、弾性部材５８、５８を交換や点検する必要が発生したときには、金型蓋５９、５９を外すことで、弾性部材５８、５８の交換や点検が行える。すなわち、弾性部材５８、５８の交換や点検のために一々支持板４１をピン３９、３９から外す必要がないため交換や点検が極めて容易に実施できる。
しかし、穴５７、５７を凹部に変更して蓋５９、５９を省略することは差し支えない。

非型締時には弾性部材５８の伸び作用（押出し作用）で、金型支持板４１はピン３９、３９で案内されながら、移動体３８から離れる。このままでは、金型支持板４１がピン３９、３９から抜けてしまうのでその対策を次図で説明する。

図５は図２の５−５線断面図（可動盤２７及び第２可動型３２は省略。）であり、長尺ベース板３６に剛体板３５を固定し、この剛体板３５に左右のガイド部材４３、４３をボルト６１、６１で固定したことを示す。なお、本実施例では長尺ベース板３６に敷設したレール３７、３７との干渉を避けるために、剛体板３５に凹部６２、６２を設けた。

金型支持板４１の左右には、厚さがＡである角断面の突条部６３、６３（図４も参照）を設ける。そして、突条部６３、６３を収納する溝６４、６４をガイド部材４３、４３に設ける。溝６４の幅Ｂは突条部６３の厚さＡより、数十μｍ程度大きくする。
これらの溝６４、６４で金型支持板４１が図面下方へ過剰に移動することを防止することができる。

図４で述べた弾性部材５８の伸び作用で、金型支持板４１は移動するが、ガイド部材４３に当たって停まる。このときに、剛体板３５と金型支持板４１との間には（Ｂ−Ａ）の隙間が発生する。この（Ｂ−Ａ）は、金型支持板が型締方向へ移動するときの「一定量」に相当する。

図３に戻って、本実施例では、長尺ベース板３６に長いレール３７、３７を敷設し、これらの長いレール３７、３７に凹部６２、６２を被せる要領で、長尺ベース板３６に剛体板３５を取付けた。図から明らかなように、レール３７、３７の末端を支持するレール支持具６５・・・は４個で済ませることができる。
しかし、長尺ベース板３６を上下に分割し、レール３７の本数を上２本、下２本、合計４本にすることは差し支えない。

以上の構成からなる金型移動機構の作用を次に説明する。
図６は本発明に係る非型締時における作用説明図である。
（ａ）はボールねじ軸４７、４７を回すことで、第１可動型３１及び第２可動型３２を支える金型支持板４１が下降している途中の状態を示す。

（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面を示し、レール３７に沿ってスライダ５４、移動体３８及び金型支持板４１が、図面裏側へ移動する。レール３７とスライダ５４との間にベアリング５３を介在させたので、移動は円滑に行うことができる。

（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面を示し、（ｂ）に示す弾性部材５８の伸び作用により、剛体板３５と金型支持板４１との間には（Ｂ−Ａ）の隙間が発生する。この隙間の存在により、金型支持板４１を円滑に図面裏側へ移動させることができる。

なお、この時点では（ｂ）における、移動体３８と金型支持板４１との隙間Ｔは（Ｂ−Ａ）よりＣだけ大きく設定する。この設定は、例えば移動体３８の厚さを調整することで容易に達成することができる。

図７は本発明に係る型締時の作用説明図である。
（ａ）では、ボールねじ軸４７、４７を回すことで、第１可動型３１が型締位置に到達し、且つ型締状態になったとする。
先に、（ａ）のｃ−ｃ線断面図である（ｃ）において、型締力で金型支持板４１が図下から上へ一定量（Ｂ−Ａ）だけ移動し、剛体板３５に密着したことを示す。型締力は剛体板３５及び長尺ベース板３６に伝達する。

（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面を示し、型締時には弾性部材５８が縮むため金型支持板４１の移動を妨げることはない。そして、ピン３９のガイド作用により、図下から上への移動中に金型支持板４１が図左右へ揺れることはない。この結果、固定型（図１の符号３３）に第１可動型３１を正確に合わせることができる。

そして、この時点（型締時）で、移動体３８に金型支持板４１は当接しない。すなわち、移動体３８と金型支持板４１との間にＣの隙間が残る。金型支持板４１には型締力が作用しているが、隙間が在るため型締力は移動体３８、スライダ５４、ベアリング５３及びレール３７に加わらない。
ベアリング５３に過大な力が加わらないため、ベアリング５３の小径化及び長寿命化が達成できる。

以上に述べた本発明の金型移動機構３０は次の効果を発揮する。
第１に、図７（ｃ）に示すとおり、型締時に、剛体板３５へ金型支持板４１を面の形態で支承させる。この結果、型締力で金型支持板４１が撓む心配はなく、金型支持板４１を薄くすることができる。

第２に、図７（ｃ）において、型締力で剛体板３５に金型支持板４１が密着したときであっても、図７（ｂ）に示すとおり、移動体３８と金型支持板４１との間にＣの隙間が確保できるため、型締力がベアリング５３やレール３７に作用する心配はない。この結果、ベアリング５３などの摺動部品の小径化及び長寿命化が達成できる。

第３に、図６（ｂ）において、非型締時には弾性部材５８の押出し作用により、金型支持板４１を剛体板３５から浮かすことができ、金型支持板４１を移動させることができる。この移動に際しては、ピン３９のガイド作用により、金型支持板４１の揺れを防止することができる。

第４に、図３において、金型支持板４１は互いに平行に配置する２本のボールねじ軸４７、４７で移動するようにした。１本のボールねじ軸で移動手段を構成すると、ボールねじ軸が大径になる。この点、ボールねじ軸を２本にすることで、ボールねじ軸の小径化を図ることができる。

第５に、移動手段を１本のボールねじ軸で構成すると、金型支持板４１が斜めに移動する可能性があるため、蛇行対策を講じる必要がある。この点、本発明では互いに平行に配置した２本のボールねじ軸４７、４７を採用したので、金型支持板４１が蛇行や斜行させることなく、金型支持板４１を直線的に移動させることができる。

尚、本発明の金型移動機構は、型締装置の可動盤に設ける他、型締装置の固定盤に設けることや、竪型射出成形機にあっては機台に設けることができ、設置位置は任意である。

そして、金型移動機構を構成する剛体板は、実施例では長尺ベース板を介して可動盤に取付けたが、可動盤に直接取付けることもできる。可動盤に剛体板を取付けると、両部材は一体化し、一部材として取扱うことができる。

また、金型支持板で支える金型の数は、実施例では２個としたが、１個又は３個以上であってもよい。

さらに、請求項１では移動手段は、１本のボールねじ軸であってもよい。また、移動手段はピニオン・ラックなど他の手段であってもよい。

本発明は横型射出成形機の型締装置を構成する可動盤に取付ける金型移動機構に好適である。

本発明に係る金型移動機構を備えた射出成形機の正面図である。 図１の２−２矢視図である。 本発明に係る金型移動機構の分解図である。 図２の４−４線断面図である。 図２の５−５線断面図である。 本発明に係る非型締時における作用説明図である。 本発明に係る型締時における作用説明図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。 図８の作用説明図である。

符号の説明

１０…射出成形機、２０…型締装置、２１…金型、２２…射出装置、２４…固定盤、２７…可動盤、３０…射出成形機用金型移動機構（金型移動機構）、３３…固定型、３５…剛体板、３６…長尺ベース板、３７…レール、３８…移動体、３９…ピン、４１…金型支持板、４２…移動手段、４３…ガイド部材、４７…ボールねじ軸、（Ｂ−Ａ）…一定量、Ｃ…型締時における隙間。

Claims (2)

1. 固定盤（２４）に可動盤（２７）を接近させることで金型（２１）の型締を行う型締装置（２０）、及び型締した金型（２１）へ溶融樹脂を射出する射出装置（２２）を、基本要素とする射出成形機（１０）に付設する機構であり、前記金型を構成する固定型（３３）と可動型（３２）のうちの一方を、型締方向に直交する方向である型締直交方向へ移動させる射出成形機用金型移動機構（３０）において、
   この金型移動機構（３０）は、型締時に金型を支えるために配置する剛体板（３５）と、型締直交方向へ延ばした長尺ベース板（３６）と、この長尺ベース板（３６）に設けたレール（３７）と、このレール（３７）に移動可能に取付ける移動体（３８）と、この移動体（３８）にピン（３９）を介して型締方向に移動可能に取付ける金型支持板（４１）と、この金型支持板（４１）を移動体（３８）から離すように押出す弾性部材（５８）と、前記金型支持板（４１）を型締直交方向へ移動させる移動手段（４２）と、この移動手段（４２）で移動する金型支持板（４１）を案内するために前記剛体板（３５）に設けるガイド部材（４３）とからなり、
   このガイド部材（４３）は、前記金型支持板（４１）が型締方向に一定量（Ｂ−Ａ）移動することを許容する部材であり、
   型締力で剛体板（３５）に金型支持板（４１）が密着したときに、前記移動体（３８）と金型支持板（４１）との間に隙間（Ｃ）が確保されていることを特徴とする射出成形機用金型移動機構。
2. 前記金型支持板（４１）を型締直交方向へ移動させる移動手段（４２）は、互いに平行に配置する２本のボールねじ軸を基本要素とすることを特徴とする請求項１記載の射出成形機用金型移動機構。

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