JP5456289B2 - 型締装置及び可動プラテン - Google Patents

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、固化させられることによっ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。

ところで、前記型締装置を作動させて可動プラテン及び可動金型を前進させ、所定の型締力で型締めを行うと、トグル機構によって、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力が発生させられ、タイバーを介して固定プラテンの左右の上端及び下端、すなわち、四隅をベースプレート側に引く力が発生させられる。そして、固定プラテン及び可動プラテンの中央部は、固定金型及び可動金型によって反力を受け、反対方向に押される。

その結果、固定プラテン及び可動プラテンが変形し、それに伴って、固定金型及び可動金型が変形し、固定金型と可動金型との間に隙間が形成されるので、該隙間に樹脂が進入してバリが形成されたり、隙間を介して樹脂の漏れ、すなわち、樹脂漏れが発生したりして、成形品の品質が低下してしまう。

そこで、固定プラテン及び可動プラテンのうちの少なくとも一方のプラテン、例えば、可動プラテンにおける中央部と四隅との間に、中央部と四隅とを連結するリブを形成し、可動プラテンの四隅に加わった力を中央部に伝達し、可動プラテンにおける面圧分布を均一にするようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３４９８３６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、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力がタイバーに伝わり、タイバーが湾曲すると、可動金型に偏荷重が加わってしまう。したがって、成形品の品質を向上させることができない。

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、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、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、伸展に伴って型締力を発生させるトグル機構とを有する。

そして、前記可動プラテンは、本体部、該本体部の四隅に配設され、前記タイバーを保持するタイバー保持部、及び可動プラテンとトグル機構とを連結する連結部を備え、前記本体部の背面に、連結部に加わった力がタイバー保持部に伝わるのを抑制する力伝達抑制部が形成される。

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、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、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、伸展に伴って型締力を発生させるトグル機構とを有する。

そして、前記可動プラテンは、本体部、該本体部の四隅に配設され、前記タイバーを保持するタイバー保持部、及び可動プラテンとトグル機構とを連結する連結部を備え、前記本体部の背面に、連結部に加わった力がタイバー保持部に伝わるのを抑制する力伝達抑制部が形成される。

この場合、可動プラテンの本体部の四隅に前記タイバーを保持するタイバー保持部が配設されるので、可動プラテンが変形するのを抑制することができる。

したがって、固定金型と可動金型との間に隙間が形成されることがないので、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ことがない。その結果、成形品の品質を向上させることができる。

また、前記本体部の背面に、連結部に加わった力がタイバー保持部に伝わるのを抑制する力伝達抑制部が形成されるので、トグル機構によって連結部に加わる力がタイバー保持部に伝わるのを抑制することができる。

したがって、可動金型に偏荷重が加わるのを防止することができ、成形品の品質を向上させることができる。

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り、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。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。なお、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の上端及び下端の左右の端部、すなわち、四隅（コーナ部分）に配設される。また、タイバー１３は、該タイバー１３の本体部分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は、クロスヘッド２２を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ことにより、可動プラテン１４をタイバー１３に沿って進退させ、可動金型１６を固定金型１５に対して接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行う。

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、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とが連結され、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、計量工程において、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樹脂が溜められ、射出工程において、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、成形品が成形される。

続いて、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、前記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。

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、可動プラテン１４の四隅を固定プラテン１１に向けて押す力が発生させられ、タイバー１３を介して固定プラテン１１の四隅をトグルサポート１２側に引く力が発生させられる。そして、固定プラテン１１及び可動プラテン１４の中央部は、固定金型１５及び可動金型１６によって反力を受け、反対方向に押される。

この場合、固定プラテン１１及び可動プラテン１４が変形すると、それに伴って、固定金型１５及び可動金型１６が変形し、固定金型１５と可動金型１６との間に隙間が形成されるので、該隙間に樹脂が進入してバリが形成されたり、隙間を介して樹脂の漏れ、すなわち、樹脂漏れが発生したりして、成形品の品質が低下してしまう。

また、可動プラテン１４の変形に伴ってタイバー１３が湾曲すると、可動金型１６に偏荷重が加わってしまう。したがって、成形品の品質を向上させることができない。

そこで、本実施の形態においては、可動プラテン１４の連結部８３、８４に加わる力が、可動プラテン１４におけるタイバー１３を保持する保持部、すなわち、タイバー保持部に伝わるのを抑制するために、可動プラテン１４の背面において、連結部８３、８４と各タイバー保持部とが分離させられるようになっている。

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斜視図、図３は本発明の実施の形態における可動プラテンの背面図、図４は本発明の実施の形態における可動プラテンの平面拡大図である。

図において、１４は可動プラテンであり、該可動プラテン１４の本体部、すなわち、金型ダイ５７の第１の面、本実施の形態においては、金型ダイ５７における固定プラテン１１と対向する側の面が、可動金型１６を取り付けるための取付面ｓ１とされ、該取付面ｓ１から金型ダイ５７の背面ｓ２にかけて、複数の貫通穴ｈが形成される。

また、前記金型ダイ５７の四隅には、金型ダイ５７からトグルサポート１２側に向けて突出させて、ほぼ矩形の形状を有するタイバー保持部５３〜５６が形成され、該各タイバー保持部５３〜５６にタイバー１３を貫通させるための貫通孔６２が形成される。そして、前記各タイバー保持部５３〜５６のうちの所定のタイバー保持部、本実施の形態においては、可動プラテン１４における左側（可動プラテン１４から固定プラテン１１を見たときの左側）の二つのタイバー保持部５３、５５間にリブ４３が、可動プラテン１４における右側（可動プラテン１４から固定プラテン１１を見たときの右側）の二つのタイバー保持部５４、５６間にリブ４４が、上下方向に形成される。本実施の形態において、前記リブ４３、４４は、前記金型ダイ５７の縁、すなわち、左縁（可動プラテン１４から固定プラテン１１を見たときの左側の縁）及び右縁（可動プラテン１４から固定プラテン１１を見たときの右側の縁）に沿って、かつ、金型ダイ５７からトグルサポート１２側に向けて突出させて、所定の幅で形成される。

そして、前記背面ｓ２の上端におけるタイバー保持部５３、５４間に、連結部８３が、左右方向に延在させて、かつ、リブ４３、４４の上端を連結するように形成され、前記背面ｓ２の下端におけるタイバー保持部５５、５６間に、連結部８４が、左右方向に延在させて、かつ、リブ４３、４４の下端を連結するように形成される。

前記連結部８３は、タイバー保持部５３、５４間においてリブ４３、４４の上端を連結し、矩形の形状を有する本体部８５、及び該本体部８５の左右の縁部において、タイバー保持部５３、５４と隣接させて、かつ、後方（トグルサポート１２側）に向けて突出させて形成された一対の回転支持部８６、８７を備え、該回転支持部８６、８７にピンｐ５（図２）を挿入するための穴８６ａ、８７ａが形成される。

そして、前記本体部８５と金型ダイ５７（の背面ｓ２）との間に、溝ｍ１が、本体部８５とタイバー保持部５３、５４との間に、溝ｍ２、ｍ３が、可動プラテン１４の上端から所定の深さｄ１で、かつ、互いに連通させて、「コ」字状に形成される。前記深さｄ１は、溝ｍ１〜ｍ３の底が、タイバー保持部５３、５４の貫通孔６２の最下端部より下方になるように設定される。なお、前記溝ｍ１〜ｍ３によって力伝達抑制部が構成される。

前記溝ｍ１によって、連結部８３と金型ダイ５７とが分離されるので、トグル機構２１から連結部８３に力が加わったときに、連結部８３が変形することによって、連結部８３に伝達された力が吸収される。したがって、連結部８３に伝達された力が金型ダイ５７に伝達されるのを抑制することができるので、可動プラテン１４が変形するのを防止することができる。

また、前記溝ｍ２、ｍ３によって、連結部８３とタイバー保持部５３、５４とが分離されるので、トグル機構２１から連結部８３に力が加わったときに、連結部８３が変形することによって、連結部８３に伝達された力が吸収される。したがって、連結部８３に伝達された力がタイバー保持部５３、５４に伝達されるのを抑制することができるので、タイバー保持部５３、５４が変形するのを防止することができ、タイバー１３が湾曲するのを防止することができる。

前記連結部８４は、タイバー保持部５３、５４間においてリブ４３、４４の下端を連結し、矩形の形状を有する本体部９１、及び該本体部９１の左右の縁部において、タイバー保持部５５、５６と隣接させて、かつ、後方（トグルサポート１２側）に向けて突出させて形成された一対の回転支持部９２、９３を備え、該回転支持部９２、９３にピンｐ５を挿入するための穴９２ａ、９３ａが形成される。

そして、前記本体部９１と金型ダイ５７（の背面ｓ２）との間に、溝ｍ１が、本体部９１とタイバー保持部５５、５６との間に、溝ｍ２、ｍ３が、可動プラテン１４の下端から所定の深さｄ２で、かつ、互いに連通させて、「コ」字状に形成される。前記深さｄ２は、溝ｍ１〜ｍ３の底が、タイバー保持部５５、５６の貫通孔６２の最上端部より上方になるように設定される。

前記溝ｍ１によって、連結部８４と金型ダイ５７とが分離されるので、トグル機構２１から連結部８４に力が加わったときに、連結部８４が変形することによって、連結部８４に伝達された力が吸収される。したがって、連結部８４に伝達された力が金型ダイ５７に伝達されるのを抑制することができるので、可動プラテン１４が変形するのを防止することができる。

また、前記溝ｍ２、ｍ３によって、連結部８４とタイバー保持部５５、５６とが分離されるので、トグル機構２１から連結部８４に力が加わったときに、連結部８４が変形することによって、連結部８４に伝達された力が吸収される。したがって、連結部８４に伝達された力がタイバー保持部５５、５６に伝達されるのを抑制することができるので、タイバー保持部５５、５６が変形するのを防止することができ、タイバー１３が湾曲するのを防止することができる。

なお、前記連結部８３は、前記リブ４３、４４の上端を、前記連結部８４は、前記リブ４３、４４の下端を、それぞれ連結し、リブとして機能する。

このように、本実施の形態においては、金型ダイ５７にタイバー保持部５３〜５６、リブ４３、４４、連結部８３、８４等が形成されるので、金型ダイ５７が変形するのを抑制することができ、可動プラテン１４及び可動金型１６が変形するのを抑制することができる。

したがって、固定金型１５と可動金型１６との間に隙間が形成されることがないので、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ことがなくなり、成形品の品質を向上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の背面において、連結部８３、８４と、金型ダイ５７及び各タイバー保持部５３〜５６とが分離させられるようになっているので、トグル機構２１によって、連結部８３、８４に加わる力がタイバー保持部５３〜５６に伝わるのを抑制する。

したがって、可動金型１６に偏荷重が加わるのを防止することができ、成形品の品質を向上させることができる。

また、本体部８５の左右の縁部に回転支持部８６、８７が、本体部９１の左右の縁部に回転支持部９２、９３が形成されるので、各リンク機構３０間の隙間を大きくすることができる。したがって、クロスヘッド２２、該クロスヘッド２２を進退させるためのボールねじ等を配設する際の制約がないので、トグル機構２１の設計の自由度を高くすることができる。また、リンク機構３０間に、図示されないエジェクタ装置を配設するためのスペースを十分に採ることができる。したがって、エジェクタピンの本数を多くすることができるので、エジェクタ装置の操作性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。

本発明の実施の形態における可動プラテンの斜視図である。 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。 本発明の実施の形態における可動プラテンの背面図である。 本発明の実施の形態における可動プラテンの平面拡大図である。

符号の説明

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
５３〜５６ タイバー保持部
５７ 金型ダイ
８３、８４ 連結部
ｍ１〜ｍ３ 溝

Claims (5)

1. （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、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、
   （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、伸展に伴って型締力を発生させるトグル機構とを有するとともに、
   （ｆ）前記可動プラテンは、本体部、該本体部の四隅に配設され、前記タイバーを保持するタイバー保持部、及び可動プラテンとトグル機構とを連結する連結部を備え、
   （ｇ）前記本体部の背面に、連結部に加わった力がタイバー保持部に伝わるのを抑制する力伝達抑制部が形成されることを特徴とする型締装置。
2. 前記力伝達抑制部は前記タイバー保持部と連結部との間に形成された溝である請求項１に記載の型締装置。
3. 前記溝は、前記本体部の背面に開口させて形成される請求項２に記載の型締装置。
4. （ａ）前記トグル機構は一対のリンク機構を備えたダブルトグル式の構造を有するとともに、
   （ｂ）前記連結部は、前記タイバー保持部と隣接させて配設され、可動プラテンと各リンク機構とを連結するための回転支持部を備える請求項１に記載の型締装置。
5. （ａ）本体部と、
   （ｂ）該本体部の四隅に配設され、タイバーを保持するタイバー保持部と、
   （ｃ）可動プラテンとトグル機構とを連結する連結部とを有するとともに、
   （ｄ）前記本体部の背面に、連結部に加わった力がタイバー保持部に伝わるのを抑制する力伝達抑制部が形成されることを特徴とする可動プラテン。

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