JP5319343B2

JP5319343B2 - 型締装置及び可動プラテン

Info

Publication number: JP5319343B2
Application number: JP2009064655A
Authority: JP
Inventors: 昌也北嶋
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: JP2010214792A

Description

本発明は、型締装置及び可動プラテンに関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂が、高圧で金型装置のキャビティ空間に充填され、該キャビティ空間内において冷却され、固化させられて成形品が成形されるようになっている。

そのために、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備え、型締装置を作動させて前記可動金型を進退させ、前記固定金型に対して接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。

前記型締装置は、固定金型を取り付けるための固定側の金型保持部材としての固定プラテン、該固定プラテンと対向させて配設されたトグルサポート、固定プラテンとトグルサポートとの間に架設されたタイバー、該タイバーに沿って進退自在に配設され、前記可動金型を取り付けるための可動側の金型保持部材としての可動プラテン、前記トグルサポートと可動プラテンとの間に配設され、可動プラテンを進退させることによって可動金型を進退させるトグル機構等を備える（例えば、特許文献１参照。）。

特開平８−１７４６１２号公報

しかしながら、前記従来の型締装置においては、トグル機構によって発生させられた力が可動プラテンの上端及び下端を固定プラテンに向けて押すので、可動プラテンが撓んでしまう。それに伴って、可動金型が変形してしまうので、成形品の品質が低下してしまう。

本発明は、前記従来の型締装置の問題点を解決して、成形品の品質を向上させることができる型締装置及び可動プラテンを提供することを目的とする。

そのために、本発明の型締装置においては、固定金型が取り付けられた固定プラテンと、該固定プラテンと対向させて配設されたトグルサポートと、前記固定プラテンとトグルサポートとの間に架設されたタイバーと、該タイバーに沿って進退自在に配設され、前記固定プラテンと対向する側に可動金型を取り付けるための金型取付面を備えた可動プラテンと、前記トグルサポートと可動プラテンとの間に伸縮自在に配設されたトグル機構とを有する。

そして、前記可動プラテンは、前記タイバーを貫通させるための貫通孔、前記金型取付面に設定され、可動金型が取り付けられる金型取付部、及び可動プラテンとトグル機構とを連結するための連結部を備える。

また、該連結部と前記金型取付部との間において、前記金型取付面における金型取付部より外方で、かつ、貫通孔より内方に、ループを描く溝が形成される。

本発明によれば、型締装置においては、固定金型が取り付けられた固定プラテンと、該固定プラテンと対向させて配設されたトグルサポートと、前記固定プラテンとトグルサポートとの間に架設されたタイバーと、該タイバーに沿って進退自在に配設され、前記固定プラテンと対向する側に可動金型を取り付けるための金型取付面を備えた可動プラテンと、前記トグルサポートと可動プラテンとの間に伸縮自在に配設されたトグル機構とを有する。

この場合、連結部と金型取付部との間に形成される溝が前記連結部と前記金型取付部とを乖離させるので、トグル機構によって発生させられた力が連結部に伝達されたときに、可動プラテンにおける金型取付部の面圧分布を均一にすることができ、可動金型が変形するのを防止することができる。

また、固定金型と可動金型との間に形成される隙間を小さくすることができるので、該隙間に成形材料が進入してバリが形成されたり、隙間を介して成形材料の漏れが発生したりするのを抑制することができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。

本発明の実施の形態における可動プラテンの正面図である。本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。図１のＹ−Ｙ断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての射出成形機について説明する。

図２は本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。

図において、Ｆｒは射出成形機を支持するフレーム、１１は該フレームＦｒに固定ブロック２９によって取り付けられた第１の支持部材としての、かつ、第１の金型保持部材としての固定プラテン、１２は前記フレームＦｒ上に載置され、前記固定プラテン１１と対向させて配設された第２の支持部材としての、かつ、ベースプレートとしてのトグルサポート、１３は前記固定プラテン１１とトグルサポート１２との間に架設された連結部材としてのタイバー、１４は前記固定プラテン１１とトグルサポート１２との間において、固定プラテン１１と対向させて、前記タイバー１３に沿って進退自在に配設された第２の金型保持部材としての可動プラテンである。そして、前記固定プラテン１１及び可動プラテン１４に、互いに対向させて第１の金型としての固定金型１５、及び第２の金型としての可動金型１６が取り付けられる。

なお、前記固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置２０が構成される。また、前記固定プラテン１１に隣接させて図示されない射出装置が配設される。

前記タイバー１３は、固定プラテン１１、トグルサポート１２及び可動プラテン１４の四隅に配設される。また、タイバー１３は、本体部分１８、及び固定プラテン１１側の端部において本体部分１８よりわずかに径が小さくされた貫通部１９を備え、該貫通部１９の先端に図示されないねじ部が形成される。そして、貫通部１９を固定プラテン１１の前端面側から貫通孔３２内に挿入し、本体部分１８と貫通部１９との段差部を前記前端面における貫通孔３２の内周縁に当て、固定プラテン１１の後端面から突出する前記ねじ部をナット３３と螺合させることによって、タイバー１３の一端をトグルサポート１２に取り付けることができる。

前記トグルサポート１２と可動プラテン１４との間には、型締力伝達装置としてのトグル機構２１が配設され、該トグル機構２１において、型締め用の駆動部としての図示されない型締用モータを駆動することによってクロスヘッド２２をトグルサポート１２と可動プラテン１４との間で進退させると、可動プラテン１４がタイバー１３に沿って進退させられ、可動金型１６が固定金型１５に対して接離させられ、これにより、金型装置２０の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。

また、前記トグル機構２１は、ダブルトグル式の構造を有し、図における手前側及び奥側、すなわち、トグルサポート１２及び可動プラテン１４における左右に、互いに平行に配設され、かつ、同じ構造を有する一対のリンク機構３０を備える。

該各リンク機構３０は、高さ方向における中央の位置を中心にして左右対称の構造を有し、前記クロスヘッド２２、該クロスヘッド２２の上端及び下端において、クロスヘッド２２に対して揺動自在に支持された第１のリンクとしてのトグルレバー２３ａ、２３ｂ、前記トグルサポート１２の上端及び下端において、トグルサポート１２に対して揺動自在に支持された第２のリンクとしてのトグルレバー２４ａ、２４ｂ、並びに前記可動プラテン１４の上端及び下端において、可動プラテン１４に対して揺動自在に支持された第３のリンクとしてのトグルアーム２５ａ、２５ｂを備える。

また、トグルサポート１２の上端及び下端に連結部８１、８２が、可動プラテン１４の上端及び下端に連結部８３、８４が左右に並べて配設され、前記連結部８１、８２を介してトグルサポート１２とトグル機構２１とが、前記連結部８３、８４を介して可動プラテン１４とトグル機構２１とが連結される。

そして、クロスヘッド２２とトグルレバー２３ａ、２３ｂとがピンｐ１によって、トグルレバー２３ａ、２３ｂとトグルレバー２４ａ、２４ｂとがピンｐ２によって、トグルレバー２４ａ、２４ｂとトグルアーム２５ａ、２５ｂとがピンｐ３によって、連結部８１、８２とトグルレバー２４ａ、２４ｂとがピンｐ４によって、連結部８３、８４とトグルアーム２５ａ、２５ｂとがピンｐ５によってそれぞれリンク結合される。

また、図示されないボールねじ軸が、前記トグルサポート１２に対して回転自在に支持され、前記ボールねじ軸と前記クロスヘッド２２に取り付けられた図示されないボールナットとが螺合させられる。前記ボールねじ軸を回転させるために、前記トグルサポート１２の側面に前記型締用モータが取り付けられ、該型締用モータの回転がボールねじ軸に伝達される。

したがって、前記型締用モータを駆動して前記ボールねじ軸を回転させると、ボールねじ軸の回転運動が前記ボールナットの直線運動に変換させられ、前記クロスヘッド２２が進退させられる。すなわち、クロスヘッド２２を前進させると、トグル機構２１が伸展させられて可動プラテン１４及び可動金型１６が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われる。このとき、前記固定金型１５と可動金型１６との間に図示されないキャビティ空間が形成され、該キャビティ空間に前記射出装置によって射出された成形材料としての樹脂が充填される。

なお、前記射出装置は、シリンダ部材としての加熱シリンダ、及び該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスクリューを備え、該スクリューを回転させたり、前進させたりするために、計量用の駆動部としての計量用モータ、射出用の駆動部としての射出用モータ等が配設される。そして、計量工程時に、前記計量用モータを駆動してスクリューを回転させると、加熱シリンダ内におけるスクリューより前方に溶解させられた樹脂が溜められ、射出工程時に、前記射出用モータを駆動してスクリューを前進させると、スクリューの前方に溜められた前記樹脂が加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズルから射出され、前記キャビティ空間に充填される。

そして、キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化されると、成形品が成形され、前記クロスヘッド２２を後退させると、トグル機構２１が屈曲させられて可動プラテン１４及び可動金型１６が後退させられ、型開きが行われる。このとき、突出部材としての図示されないエジェクタピンが可動金型１６から突き出され、該可動金型１６側に付着している成形品が突き落とされる。

前記トグルサポート１２には、金型装置２０を交換した場合等に、金型装置２０の厚さに対応させてタイバー１３の有効長さを変更するために、型厚調整装置３１が配設される。

本実施の形態においては、クロスヘッド２２を進退させるために型締用モータが配設されるようになっているが、型締め用の駆動部として型締シリンダを配設し、該型締シリンダを駆動することによってクロスヘッド２２を進退させることができる。また、本実施の形態においては、可動プラテン１４及び可動金型１６を進退させるためにトグル機構２１が配設されるようになっているが、トグル機構２１を使用することなく、前記型締シリンダによって直接可動プラテン１４及び可動金型１６を進退させることができる。

なお、前記固定プラテン１１、トグルサポート１２、タイバー１３、可動プラテン１４、トグル機構２１、ナット３３、型締用モータ等によって型締装置が構成される。また、前記ボールねじ軸及びボールナットによって、運動方向変換部としてのボールねじが構成され、ボールねじ軸によって第１の変換要素が、ボールナットによって第２の変換要素が構成される。

次に、前記可動プラテン１４について説明する。

図１は本発明の実施の形態における可動プラテンの正面図、図３は図１のＸ−Ｘ断面図、図４は図１のＹ−Ｙ断面図である。

図において、１４は可動プラテンであり、該可動プラテン１４は、本体部５７、該本体部５７の四隅に、前記トグルサポート１２（図２）側に向けて突出させて形成され、ほぼ円筒形の形状を有するタイバー保持部５３、並びに本体部５７の上端及び下端の各中央部にトグルサポート１２側に向けてそれぞれ一対ずつ突出させて形成された連結部８３、８４を備え、該連結部８３、８４によって可動プラテン１４とトグル機構２１とが連結される。

前記本体部５７は、前記固定プラテン１１と対向する側に金型取付面ｓ１を、トグルサポート１２と対向する側にトグル機構連結面ｓ２を備え、前記金型取付面ｓ１に設定された金型取付部ＡＲ１に可動金型１６が着脱自在に取り付けられる。また、前記本体部５７の中央部には、金型取付面ｓ１からトグル機構連結面ｓ２にかけて、図示されないエジェクタロッド、エジェクタピン等の突出し要素を貫通させるための貫通穴ｈ１が形成される。

そして、前記各タイバー保持部５３にタイバー１３を貫通させるための貫通孔６２が形成され、前記連結部８３、８４の先端に連結穴８３ａ、８４ａが形成され、該連結穴８３ａ、８４ａに、トグルアーム２５ａ、２５ｂを揺動自在に支持するための前記ピンｐ５が配設される。

なお、左右の各連結部８３は、所定の距離を置いて互いに隣接させて配設され、各連結部８３間に補強部８５が一体に形成されて、各連結部８３を補強する。同様に、左右の各連結部８４も、所定の距離を置いて互いに隣接させて配設され、各連結部８４間に補強部８６が一体に形成されて各連結部８４を補強する。

ところで、前記型締装置を作動させて可動プラテン１４及び可動金型１６を前進させ、所定の型締力で型締めを行うと、トグル機構２１によって発生させられた力が可動プラテン１４の上端及び下端に形成された連結部８３、８４に伝達され、可動プラテン１４が固定プラテン１１に向けて押されるが、このとき、可動プラテン１４が撓むと、それに伴って可動金型１６が変形し、成形品の品質が低下してしまう。

そこで、可動プラテン１４における前記連結部８３、８４と金型取付部ＡＲ１との間の本体部５７の外周縁の近傍、本実施の形態においては、金型取付部ＡＲ１より外方で、かつ、各貫通孔６２より内方の所定の位置に、力伝達抑制部として、環状のループを描く溝６８が形成される。

なお、該溝６８を切削加工等によって形成する場合、可動プラテン１４のコストが高くなってしまう。そこで、本実施の形態において、溝６８は鋳抜きで形成され、溝６８の側面に、底部から金型取付面ｓ１にかけて、溝幅が次第に広くされる抜きテーパが形成される。

この場合、溝６８は、ほぼ正八角形の形状を有し、上側の二つの貫通孔６２間において本体部５７の上縁と平行に、かつ、各連結部８３の両端間にわたって延びる上縁部ｍ１、下側の二つの貫通孔６２間において本体部５７の下縁と平行に、かつ、各連結部８４の両端間にわたって延びる下縁部ｍ２、固定プラテン１１側から可動プラテン１４を見たときの左側の二つの貫通孔６２間において本体部５７の左縁と平行に、かつ、上縁部ｍ１及び下縁部ｍ２と同じ距離だげ延びる左側縁部ｍ３、固定プラテン１１側から可動プラテン１４を見たときの右側の二つの貫通孔６２間において本体部５７の右縁と平行に、かつ、上縁部ｍ１及び下縁部ｍ２と同じ距離だげ延びる右側縁部ｍ４、前記上縁部ｍ１と左側縁部ｍ３との間を連結して斜めに延びる左上傾斜部ｍ５、前記上縁部ｍ１と右側縁部ｍ４との間を連結して斜めに延びる右上傾斜部ｍ６、前記下縁部ｍ２と左側縁部ｍ３との間を連結して斜めに延びる左下傾斜部ｍ７、及び前記下縁部ｍ２と右側縁部ｍ４との間を連結して斜めに延びる右下傾斜部ｍ８を備える。

なお、前記上縁部ｍ１、下縁部ｍ２、左側縁部ｍ３、右側縁部ｍ４、左上傾斜部ｍ５、右上傾斜部ｍ６、左下傾斜部ｍ７、及び右下傾斜部ｍ８によって、それぞれほぼ同じ長さを有する第１〜第８の溝部が構成される。また、前記上縁部ｍ１、下縁部ｍ２、左側縁部ｍ３及び右側縁部ｍ４によって、本体部５７の上縁、下縁、左縁及び右縁の各縁部に沿って形成された縁部溝が構成され、左上傾斜部ｍ５、右上傾斜部ｍ６、左下傾斜部ｍ７、及び右下傾斜部ｍ８によって、上縁部ｍ１、下縁部ｍ２、左側縁部ｍ３及び右側縁部ｍ４に対して、所定の角度、本実施の形態においては、４５〔°〕の角度を成して形成された傾斜溝が構成される。

そして、高さ方向において、上縁部ｍ１の中心線の位置は、前記連結穴８３ａの中心よりわずかに下方に置かれ、下縁部ｍ２の中心線の位置は、前記連結穴８４ａの中心よりわずかに上方に置かれる。

ところで、前記本体部５７の四隅には、各貫通孔６２を包囲するタイバー保持部５３が突出させて形成され、本体部５７が補強されるので、可動プラテン１４の四隅における変形が抑制され、可動金型１６に与えられる影響は小さい。

そこで、前記左上傾斜部ｍ５、右上傾斜部ｍ６、左下傾斜部ｍ７、及び右下傾斜部ｍ８の各深さをｄ１とし、前記上縁部ｍ１、下縁部ｍ２、左側縁部ｍ３及び右側縁部ｍ４の各深さをｄ２としたとき、
ｄ１＜ｄ２
とすることによって、左上傾斜部ｍ５、右上傾斜部ｍ６、左下傾斜部ｍ７、及び右下傾斜部ｍ８の各溝幅ｗ１、並びに前記上縁部ｍ１、下縁部ｍ２、左側縁部ｍ３及び右側縁部ｍ４の各溝幅ｗ２が、
ｗ１＜ｗ２
とされる。

したがって、矩形の形状を有する金型取付部ＡＲ１の四隅を各貫通孔６２に近接させることができるので、金型取付部ＡＲ１の面積を広くすることができる。

このように、本実施の形態においては、前記連結部８３、８４と金型取付部ＡＲ１とが溝６８によって乖離させられ、力の伝達系において分離されるので、トグル機構２１によって発生させられた力が連結部８３、８４に伝達されたときに、本体部５７における溝６８より外側の部分、主として、上縁部ｍ１より上方の部分及び下縁部ｍ２より下方の部分が変形し、可動プラテン１４に伝達された力を吸収する。したがって、可動プラテン１４における金型取付部ＡＲ１の面圧分布を均一にすることができるので、可動金型１６が変形するのを防止することができる。

また、固定金型１５と可動金型１６との間に形成される隙間を小さくすることができるので、該隙間に樹脂が進入してバリが形成されたり、隙間を介して樹脂漏れが発生したりするのを抑制することができる。したがって、成形品の品質を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１１固定プラテン
１２トグルサポート
１３タイバー
１４可動プラテン
１５固定金型
１６可動金型
２１トグル機構
３３ナット
５７本体部
６８溝
ＡＲ１金型取付部

Claims

（ａ）固定金型が取り付けられた固定プラテンと、
（ｂ）該固定プラテンと対向させて配設されたトグルサポートと、
（ｃ）前記固定プラテンとトグルサポートとの間に架設されたタイバーと、
（ｄ）該タイバーに沿って進退自在に配設され、前記固定プラテンと対向する側に可動金型を取り付けるための金型取付面を備えた可動プラテンと、
（ｅ）前記トグルサポートと可動プラテンとの間に伸縮自在に配設されたトグル機構とを有するとともに、
（ｆ）前記可動プラテンは、前記タイバーを貫通させるための貫通孔、前記金型取付面に設定され、可動金型が取り付けられる金型取付部、及び可動プラテンとトグル機構とを連結するための連結部を備え、
（ｇ）該連結部と前記金型取付部との間において、前記金型取付面における金型取付部より外方で、かつ、貫通孔より内方に、ループを描く溝が形成されることを特徴とする型締装置。
前記溝は、前記可動プラテンの縁部に沿って形成された縁部溝、及び各縁部溝間を連結する傾斜溝から成る請求項１に記載の型締装置。
前記傾斜溝は縁部溝より浅く形成される請求項２に記載の型締装置。
固定金型が取り付けられた固定プラテン、該固定プラテンと対向させて配設されたトグルサポート、前記固定プラテンとトグルサポートとの間に架設されたタイバー、該タイバーに沿って進退自在に配設され、前記固定プラテンと対向する側に可動金型を取り付けるための金型取付面を備えた可動プラテン、及び前記トグルサポートと可動プラテンとの間に伸縮自在に配設されたトグル機構を有する型締装置の可動プラテンにおいて、
（ａ）前記タイバーを貫通させるための貫通孔、前記金型取付面に設定され、可動金型が取り付けられる金型取付部、及び可動プラテンとトグル機構とを連結するための連結部を備え、
（ｂ）該連結部と前記金型取付部との間において、前記金型取付面における金型取付部より外方で、かつ、貫通孔より内方に、ループを描く溝が形成されることを特徴とする可動プラテン。