JP4646979B2 - 成型プレス及び横材からなるプレスのための金型保持横材 - Google Patents

Description

本発明は、成型プレス及び横材からなるプレスのための金型保持横材に関する。

プラスチック物を射出成型するためには、多くの場合において、２つの金型保持プレート又は横材、例えばプレスの静止部、所謂プレスベッドや他の可動部に対して固定されているもの、が設けられたプレスが使用されている。

特に、長方形の金型又は他の非常に細長い形状をしている金型、例えば金型の縦横比が２倍、３倍又は４倍という場合に、両横材において少なくとも２つの両横材上の異なる領域に閉鎖及び圧縮力を加える、金型閉鎖システムがプレスにおいて構築されている。例えば、図１に図示されている既存のタイプのプレスにおいて、各々がプレスの枠に対して可動式及び固定式である上部横材１及びプレスベッド２の閉鎖及び開放運動は、油圧シリンダ４によって順次作動する二重トグル機構３によって与えられ、一方で二重トグル機構３はプレスベッド２に直接固定され、他方では下部可動横材５を、４つの移動コラム６を通して上部横材１へと順次移動するように作動させる。

移動コラム６は上部横材１の２つの端部に金型圧縮力を加え、その一方で二重トグル機構３のてこ腕はプレスベッド２の２つの異なる領域に上述の圧縮力を加える。図１の既存のタイプのプレスの例において、上部横材１は、少なくとも最初の接近においては、ほぼ同様の曲げ応力に基く動作を有する梁を形成するように、１つに結合された一連の鉄鋼プレートとなっており、前記の梁とは、横材自体の全長に沿う曲げ応力に抵抗するほぼ均一のモジュールを有する単一の梁である。

そのような方法は、既存のタイプの二重トグルプレスを用いて、特には上述したような非常に細長い形を有する金型を用いる場合において、金型閉鎖力及び総重量をプレスベッドのある一点のみに加えることによるよりも、金型の２つの分割部においてより均一な圧力の分散を可能にするのであるが、金型閉鎖圧力の分散はそこまで均一にはならず、特に２組のコラム６は、半分の金型の閉鎖圧力をそれらの端部に集中させ、金型の中央部では閉鎖圧力を減少させるために、上部横材１を上方へ（図１参照）曲げる傾向がある。このことは、一般的に、金型の中央部にある成型キャビティにおいて成型された物に欠陥を生じさせる。即ち、成型物が２つの半分の金型の間を相対的に滑り、半分の金型の間の結合線上にあるとげ（ｂｕｒｓ）によって傷を付けられる。

しばしばプレスベッド２が特別に重くも硬くもされない（上部横材１よりも柔軟性があり、かつ変形が容易である程度に）という事実は、その大きさという理由から、及びその中に適切な装置を保持する必要があるからだが、そのことはまた、二重トグルのてこ腕のヒンジ点にあるベッド２に圧力が集中し、プレスベッド２に固定された半分の金型への閉鎖圧力が分散せずに、重要かつ一般的には望ましくない均一性の欠陥を生み出すことも意味している。

図２は、図１の横材１を備えたプレスに配置される金型Ｓに沿った圧力の分散のダイアグラムを図示している。圧力は、表示されているように、金型の両端部において最大の圧力値を、及び中心部において最低の圧力値を有する凹形状の傾向を示す。

本発明の目的は、金型の閉鎖圧力の改善された分散を実現することであり、詳細には、プレスで及び上述した既存のタイプの成型方法で得られる閉鎖圧力の分散よりも、より均一な分散を実現することである。

上記の目的は、予め決められた金型閉鎖方向へと２つの半分の金型を１つに閉鎖及び圧縮するための成型プレスのプレスベッドと協調するのに適した金型保持横材を有する、本発明の第１の様態において達成され、そして前記横材は、
―少なくとも１つの適切な横材作動装置が結合され、その装置が横材に金型閉鎖力を加えることが可能な第２の作動押領域であり、またそこで第１の作動押領域は少なくとも２つの作動押領域の間にある、そのような少なくとも２つの横材作動端部と、
―横材作動端部に対して金型閉鎖方向に従ってより突出した位置に配置され、及び横材作動端部にかけられる圧縮力を金型伝えるのに適した、支持基部と、
―少なくとも２つの横材作動端部の間に金型閉鎖方向に存在し、及び少なくとも２つの横材作動端部にかけられる圧縮力を支持基部に伝えるのに適した、狭部と、
からなり、それぞれの横材作動端部は、狭部を越えて金型閉鎖方向の法線方向に突出し、及び、狭部は、第１の作動押領域の補助線の間に、及び実質的にはそれを越えずに伸長していることを特徴とする。

本発明の第２の様態において、上記の目的は、
―上述の金型保持横材と、
―金型保持横材及びプレスベッドが互いに対して可動であり、及びそれぞれは金型の少なくとも一部分を自らの上に固定し、前記金型を１つに閉鎖するのに適した場所である、プレスベッドと、
―プレスベッドと金型保持横材の間の金型を閉鎖するために、実質的に互いが異なる前記プレスベッドの少なくとも２つの第１の作動押領域に圧縮力をかけるのに適した、プレスベッドを作動させるための手段と、
からなることを特徴とする成型装置によって達成される。

本発明によって得ることが出来る利点は、附属の図面を参照しながら、限定的なものではない特別な実施形態に関する以下の詳細な記載によって、当業者に明らかになるであろう。

図３−８は、本発明の第１の実施形態に従う金型保持横材及びプレスに関する。

このプレスは、プレスベッド２、二重トグル閉鎖機構３、機構３を作動させる油圧シリンダ４、下部可動横材５、及び２組の移動コラム６からなる。本例においては、既知の要素及び図１の既存のタイプのプレスの対応する要素２、３、４−６と同様のものが必ず求められる訳ではない。図１のプレスと同様に、図３のプレスにおける二重トグルシステムは、２つの半分の金型ＳＳ及びＳＩの閉鎖力を、プレスベッド２にある２つのてこ腕の２つのヒンジ点７、８を通してプレスの枠に固定されているプレスベッド２に、及び上部金型保持横材９に直接的に加え、続いてまた、下部可動横材５及び２組の移動コラム６を通して、プレスの枠に対して可動式となっている、所謂「上部横材」又は「金型保持横材」に直接的に閉鎖力を加える。下側半分の金型ＳＩはプレスベッド２の上に、及び上側半分の金型ＳＳは上部金型保持横材９に固定されている。

特別な本実施形態において、金型Ｓは３−４倍の縦横比を有する細長い形をしており、プレスベッド２にある二重トグルシステム３の２つのヒンジ点７、８は、金型Ｓの縦方向に距離Ｄほど互いが離れている実質的に異なる力が集中する領域を作る。示されてはいないが、他の実施形態においては、二重トグル機構とは異なるプレスベッドを作動させるのに適した手段、例えばベッドを保持する金型、スクリュー若しくはジャッキのシステム、又はプレスベッドを作動させるための他の手段に直接結合するてこ腕又は油圧シリンダを有する別の機構は、実質的に互いに異なる「第１の作動押領域７、８」と下記にて呼ばれる少なくとも２つの領域において、プレスベッドを押す。

プレスベッドを作動させるための手段が実質的に互いに異なる３つ又はそれ以上の作動押領域を押す他の実施形態の場合において、本明細書の教示は、互いが最も遠い組をなす作動押領域を指示するものとして理解される。

好ましい実施形態において、金型保持横材（図４−８）は、
−移動コラム６を保持するための通し穴９８が設けられた（又は、図示されていない他の実施形態においては、本記載では「第２の作動押領域」と呼ばれる、適切な横材作動押領域を有している）、下記にて「横材作動端部９０」と呼ばれる、２つの端部９０と、
−２つの端部９０の間の中間点に位置しており、及び金型Ｓを押すのに適している、又はいずれにしても上部横材９上のコラムによって加えられる金型閉鎖力及び圧縮力を金型Ｓに伝えるのに適している、支持基部９１（図４）と、
からなる。

本発明に従うと、支持基部９１は、横材作動端部９０に対して、金型が閉鎖する方向に従って突出している。横材９はまた、２つの横材作動端部９０と支持基部９１の間に、金型が閉鎖する方向ＤＳ（図４）に従って作られた「首部」又は狭部９９（図４−６）からなり、その狭部は横材の端部９０上のコラムによって加えられる圧縮力を支持基部９１に伝えるのに適している。

支持基部のそれぞれの端部は、狭部９９の境界線を越えて横材の長手方向へと突出しており、及びその狭部９９は金型が閉鎖する方向ＤＳに従う２つのヒンジ領域７、８の寸法補助線（また下記では、簡潔のために、「補助線（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ）」と呼ばれる）間の距離に伸長しているが、前記補助線を越えはしない。

既存のタイプの横材１とは異なり、そのような構造は、移動コラム６が引っ張られて圧力を加えられることで横材の端部が回転する（一方の端部は時計周りに、他方は反時計周りに）ことを避けるので、それらの端部は金型の縁にある２つの支点の上に留まり、そして、図２におけるような放物線又は放物線状の圧力分散の代わりに、複雑な変化をし、中央部のみが凹面をした、図１４に示されている図と同様の金型の圧力分散を得ることが可能となる。この分散は、プレスベッド２上の二重トグルのてこ腕のヒンジ領域７、８の補助線と対応する２つのほぼ平坦な最大領域と、中央部にある最小領域と、を有するほぼ凹凸形状をした曲線として表される。図１４の圧力分散において、２つの最大点と最小点との間の圧力の違いは、図１のダイアグラムにおける違いより小さく、金型の様々な領域における圧力は一般的により均一になっている。

好ましくは支持基部９１は、少なくともヒンジ領域７、８の補助線に届くまで、平面上において伸長し、及び、図３−１３の好ましい実施形態においては、支持基部９１は、横材９自体では縦に及び成型方向ＤＳでは横へと突出している２つの棚部と同様に細長い２つの側翼部９２でもって、領域７、８の補助線を越えて及びその外側へと平面上で伸長している。

２つの側翼部９２は、ヒンジ領域７、８の補助線の間に平面上において伸長する支持基部９１の中央部９３（図４−６）が、金型Ｓと横材９の間で交換される力のために成型方向ＤＳに従って屈曲することからして、実質的にあまり硬くなく柔軟性を有している。本明細書において、支持基部９１の部分９３はまた、「硬いプレス部分９３」とも呼ばれる。

それぞれの翼部９２と支持基部９１の大きな中央部との間の結合領域は、異なる形状を有していてよい。図８に示してある実施形態において、それらの結合領域には、大きな中央突出部９２０及び２つの開放側部領域９２１があり、図９に示してある実施形態においては、それらの結合領域には、２つのリブ９２２及び２つの開放側部領域９２３がある。しかし、他の形状もまた可能である。

本実施形態において、側翼部９２は、金型Ｓへより小さい閉鎖力を与えるのみではあるが、金型Ｓの端部の圧力分散における突然の断絶を避けることで、横材９と金型Ｓの間における圧力分散をより均一にすることに寄与しており、またそれらは、金型を保持する及び閉鎖する機能も有している。

図５、６を参照すると、上部横材９は細長い内部キャビティ９５を有し、そのキャビティは横材９に対して縦方向に配置されており、横材の体部を下部体９６と上部体９７へと直接分割する。また、横材９に対して縦方向に位置決めされており、２つの端部９０の間に細長く伸長しており、下部体９６の中心部は上記の硬いプレス部分９３となっている。

本実施形態において、断面Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ及びそれらと平行している平面、即ち金型が閉鎖する方向と平行かつ金型自体と交差する平面、に従う断面は、図１０及び１１で示されているような実質的に四角形の形状を有している。

重量がかかり金型Ｓが閉鎖されている間、下部体９６には主に圧縮されることで直接圧力が加えられるのであるが、その一方、上部体９７には、横材の曲げ剛性が増加することによって、主に引張り応力がかかる。

好ましくは、横材９は鉄のケーシングからなる。示されてはいないが、他の実施形態では、横材は溶接された鉄鋼プレートからなってもよい。

下部体９６の、特には硬いプレス部分９３の一番大きな曲げ強度は、本実施形態において、実質的に長方形の全断面を有する一定の長さの大きな梁を実現することによって得られる。しかし、示されてはいないが、他の実施形態において、より軽い構造、例えばうねのある（ｒｉｂｂｅｄ）構造を有する硬いプレス部分９３を実現させることが可能である。

好ましくは、少なくとも、一定の長さの硬いプレス部分９３及び下部体９６は、横材９に対して縦の方向で曲げ抵抗を有する実質的に均一なモジュールを有する。

好ましくは、記載されてきたプレスや金型保持横材９は、横材９及びプレスベッド２の各々が金型閉鎖力を加える実質的に平坦な接触面ＳＣＳ及びＳＣＩ（図３）が少なくともプレスベッド２上の二重トグル３のてこ腕のヒンジ点７、８まで平面上において伸長されている金型Ｓを設置するために、使用される。即ち、金型の長さＬ（図３）、又はプレス接触面ＳＣＳ（及びＳＣＩ）の長さＬは、２つのヒンジ領域の間の距離Ｄより実質的に小さくはない。更に、より好ましくは、金型Ｓはヒンジ点７、８を越えて平面上において伸長し、即ち金型の長さＬは中央の距離Ｄより大きい。金型、上部横材９及び二重トグルのヒンジ点の寸法に関する上記の割合は、金型においてより均一な圧力の分散を得ることを可能とする。

成型キャビティ又は金型における複数の成型キャビティは、好ましくは、２つのヒンジ点７、８の間の金型の水平部分に、又はより一般的には、作動押領域７、８の間に及び／又は横材９の硬いプレス部分９３にある金型の水平部分に位置する。

上述の教示に従うと、上部横材９、プレス、列に並べられた２０個の成型キャビティを有する楕円形のキャビティを用いることで、図３に示されているように、図１の既存のタイプのプレスに同じ金型を設置して得られるものよりも、より均一な金型閉鎖圧力の分散を得ることが可能となった。図３のプレスを用いることで、第１の成型キャビティ（それは最も外部にある）の閉鎖圧力と第１０の成型キャビティ（金型の水平部分の中央部により近い）の閉鎖圧力とのＲＰ比率を約２又は３倍とすることが可能である。より一般的には、本発明に従う横材９においては、図１の既存のタイプの横材のＲＰ比率の約半分のＲＰ比率を得ることが可能である。同様に図１の既存の横材１に関して、本発明に従う横材９を用いることで、成型の間における横材の平面性の損失を半分にすることが可能となった。

得られたもう１つ別の成果は、成型時に出来るバリが結果的に減少することによって、ＰＥＴ射出段階の間における金型閉鎖の密封性が改善することである。

上述の実施形態は、本発明の範囲から逸脱しない限り、無数の変形及び変更をすることが可能である。例えば、本発明に従う構造は、異なるタイプのプレスをするための金型保持横材を実現するために採用されてもよい。その際、横材は、移動コラム６ではなく、油圧シリンダによって又はてこ腕によって押されるといった、他の運動手段によって作動させられてもよく、この場合において、コラム９８を固定するための通し穴は、横材作動装置９８の第２の押領域として一般的に理解されてよい。本発明に従う、金型保持横材はまた、プレスの枠に対して固定されることが可能であり、可動である必要はない。

全ての変形及び変更は、請求項の意味内容及びそれと同等のものに含まれることは理解されるべきである。

既存のタイプのプレスの前面図を示す。 図１のプレスに配置される金型における圧力の傾向を示す。 本発明に従う横材及びプレスの第１の実施形態の前面図を示す。 図３のプレスの上部金型保持横材の斜視図を示す。 図４の横材の側面図を示す。 図４の横材の中央部縦平面の断面図を示す。 図４の横材の平面Ｆ−Ｆに従った断面図を示す。 図４の横材の平面Ｅ−Ｅに従った断面図を示す。 本発明に従う上部金型保持横材の第２の実施形態に従う、支持基部の側翼部と基部自体の他の部分との結合部の断面図を示す。 図４の横材の平面Ｂ−Ｂに従った断面図を示す。 図４の横材の平面Ｃ−Ｃに従った断面図を示す。 図９の横材の平面Ｄ−Ｄに従った断面図を示す。 横材自体の縦の及び図９及び図１２の垂直の断面に従った図９の横材の断面図を示す。 図３のプレスに設置される金型の圧力の傾向を示す。

符号の説明

１ 既存の上部横材
２ プレスベッド
３ 二重トグル機構
４ 油圧シリンダ
５ 下部可動横材
６ 移動コラム
７、８ ヒンジ点
９ 上部金型保持横材
９０ 端部
９１ 支持基部
９２ 側翼部
９３ 中央部
９５ 細長い内部キャビティ
９６ 下部体
９７ 上部体
９８ 通し穴
９９ 狭部
９２０ 大きな中央補助線
９２１ 開放側部領域
９２２ リブ
９２３ 開放側部領域

Claims (8)

1. 金型保持横材（９）とプレスベッド（２）からなる成型プレスであり、金型保持横材（９）及びプレスベッド（２）は、互いに対して可動であり、及び、それぞれは金型（Ｓ）の少なくとも一部分を自らの上に固定し、前記金型（Ｓ）を１つに閉鎖するのに適しており、
   ―プレスベッド（２）と金型保持横材（９）の間の金型（Ｓ）を閉鎖するために、実質的に互いが異なる前記プレスベッドの少なくとも２つの第１の作動押領域に圧縮力をかける第１の作動装置（３）、が設けられ、
   前記横材（９）は、
   ―少なくとも１つの適切な横材作動装置（６）が横材に金型閉鎖力をかけるために結合されることが可能である第２の作動押領域（９８）からそれぞれが構成される、少なくとも２つの横材作動端部（９０）と、
   ―端部（９０）を作動させ、及び横材作動端部にかけられる圧縮力を金型に伝えるのに適した横材に対して金型閉鎖方向により突出した位置に配置されている、支持基部（９１）と、
   ―少なくとも２つの横材作動端部（９０）と支持基部（９１）の間に、金型閉鎖方向に配置され、及び少なくとも２つの横材作動端部（９０）にかけられる圧縮力を支持基部に伝えるのに適した、狭部（９９）と、
   からなり、それぞれの横材作動端部（９０）は、狭部（９９）を越えて金型閉鎖方向（ＤＳ）の法線方向に突出し、及び、第１の作動押領域（７、８）は少なくとも２つの第２の作動押領域（９８）の間にあり、
   狭部（９９）は、第１の作動押領域（７、８）の補助線の間に及びそれを越えない範囲で伸長し、
   支持基部（９１）は、少なくともプレスベッド（２）の第１の２つの作動押領域（７、８）の補助線まで伸長し、プレスベッド（２）の第１の作動押領域（７、８）の補助線の間にある支持基部（９１）の一部分（９３）は、金型と横材の間で交換された圧縮力によって曲げられるために、金型支持基部（９１）の残りの部分よりも実質的により硬く、及び、支持基部（９１）は、横材（９）の２つの端部の方へと突出した棚のように引き伸ばされた、１つ以上の翼部又は拡張部（９２）からなることを特徴とする成型プレス。
2. 支持基部（９１）は、プレスベッド（２）の第１の２つの作動押領域（７、８）の補助線を越えて及びその外側まで平面上において伸長することを特徴とする請求項１に記載の成型プレス。
3. ―横材（９）自体に対して縦に配置された内部中央キャビティ（９５）と、
   ―横材の曲げ剛性を上げるための方法として、２つの横材作動端部を結合するために、支持基部（９１）の反対側にある内部中央キャビティを閉鎖する、少なくとも１つの上部壁（９７）と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の成型プレス。
4. 支持基部（９１）は、金型保持横材（９）自体に対して縦に配置されており、金型（Ｓ）と金型保持横材（９）の間で交換される圧力によって生み出される屈曲に対して抵抗を持つ、金型保持横材（９）自体の縦方向に沿って実質的に一定にあるモジュールを有する、実質的に梁の形状をした部分（９６）を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成型プレス。
5. 少なくとも２つの第１の作動押領域（７、８）の補助線まで、平面上において伸長する金型が設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成型プレス。
6. ２つの第１の作動押領域（７、８）の補助線を越えて、平面上において伸長する金型が設けられることを特徴とする請求項５に記載の成型プレス。
7. プレスベッド（２）を作動させるための手段は、二重トグル金型閉鎖機構、プレスベッドに金型閉鎖及び圧縮力を適切にかける１組の油圧シリンダ、機械的なジャッキ及び／又はスクリュー、及び／又はプレスベッドに金型閉鎖力及び圧縮力をかけるのに適したてこ腕、という構成要素の１つ以上からなることを特徴とする請求項６に記載の成型プレス。
8. 金型保持横材（９）とプレスベッド（２）のそれぞれが金型閉鎖力をかけることが可能である、少なくとも２つのプレス接触面（ＳＣＳ、ＳＣＩ）から順に構成される金型が更に設けられ、そして前記プレス接触面（ＳＣＳ、ＳＣＩ）は、少なくとも２つの作動押領域（７、８）の間に、及び少なくとも２つの作動押領域（７、８）を越えて、プレスベッド（２）の水平部分に伸長することを特徴とする請求項７に記載の成型プレス。

Images