JP5572427B2

JP5572427B2 - ダイプレートユニット、型締装置、射出成形機および射出成形方法

Info

Publication number: JP5572427B2
Application number: JP2010056449A
Authority: JP
Inventors: 晃吉永; 三都子中島; 昭浩岩田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP2011189575A

Description

本発明は、型締めされた金型に生ずる型締圧力の分布を任意に、かつ容易に変更できるダイプレートユニットと、このダイプレートユニットを備えた型締装置と、この型締装置を備えた射出成形機および射出成形方法に関する。

射出成形機の型締装置は、金型の固定金型を取付ける固定ダイプレートと、移動金型を取付ける移動ダイプレートと、型締力を発生させる型締機構などを備えている。

型締装置の型締機構には、トグルリンクにより型締力を発生させるトグル式や、油圧シリンダにより型締力を発生させる油圧式や、モータとボールネジによる移動装置と油圧シリンダを組み合わせた複合式がある。

特許文献１には、精密成形品の金型製作の際に、型締圧力不均一に合わせてキャビティの形状補正や金型合わせ面平面度を意図的に崩すなどの補正が行われていることを鑑み、金型取付盤の周辺部と型締力伝達部材の周辺部の離間部分に接続部材を有し、金型補正の有無に合わせて接続部材の接続、非接続を切替えられるようにした射出成形機の型締装置が記載されている。

特開２００７−２５３４５８号公報

特許文献１の接続部材は金型補正の有無に対応するためのものであり、依然として、型締圧力の不均一や、そのために金型補正を行なわなければならないという問題が存在する。

本発明は、上記課題を解決し、型締めされた金型に生ずる型締圧力の分布を任意に、かつ容易に変更できるダイプレートユニットを提供することを目的とする。

本発明は、金型を型締めするためのダイプレートユニットを、型締力の作用を後面で受けるダイプレート本体と、前記ダイプレート本体の前面中央部より前方に突出する型締力伝達部と、前記型締力伝達部の前方端が後面に接続され、前記金型が前面に接続される金型取付盤と、前記金型に生ずる型締圧力の分布を調節する型締圧力調節手段とを備えて構成した。前記型締圧力調節手段は、前記ダイプレート本体の前面および前記金型取付盤の後面の少なくとも一方の面に複数形成され、前記少なくとも一方の面の周縁から前記型締圧力伝達部まで延びる溝と、前記溝に着脱可能に固定される調整軸であって、前記溝に移動可能に収容される調整部材と、前記溝に着脱可能に固定されて前記調整部材が移動可能に前記調整部材内部を挿通する支持軸と備えた調整軸とを備える。

本発明にかかるダイプレートユニットにおいては、ダイプレートユニットに備えられた型締圧力調節手段により、型締めされた金型に生ずる型締圧力の分布を調節することができる。これにより、金型に作用する型締圧力が不均一な状態にあるとき、型締圧力の分布を調節して、型締圧力分布を均一な状態にすることができる。

本発明に係るダイプレートユニットの一実施形態を備えた射出成形機の側面図。本発明に係るダイプレートユニットの一実施形態を備えた型締装置の側面図。本発明に係るダイプレートユニットの一実施形態を示す斜視図。本発明に係るダイプレートユニットの支持軸を示す斜視図。本発明の実施形態に係るダイプレートユニットの図。本発明に係るダイプレートユニットの他の実施形態を示す図。本発明に係る支持軸の他の実施形態を示す斜視図。

本発明に係るダイプレートユニットの一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。

図１に、本発明にかかる射出成形機の概要を示す。射出成形機１０は、フレーム１１と、フレーム１１上に設けられた射出装置１２および型締装置１３を備えている。

射出装置１２は、シリンダ１４と、シリンダ１４の内部に回転および前後進可能に設けられたスクリュ１５と、スクリュ１５をシリンダ１４の内部で回転および前後進させるスクリュ駆動機構１６と、シリンダ１４を加熱する加熱装置（図示せず。）を備え、シリンダ１４内で樹脂を溶融し、先端に設けられたノズル１７より型締めされた金型１８のキャビティに向けて溶融樹脂を射出する。

図２に、型締装置１３の概要を示す。なお、以下、型締装置１３の射出装置１２側を前方とし、その逆を後方として説明する。

型締装置１３は、フレーム１１上の前方側に固定された固定ダイプレート２０と、フレーム１１上の後方側に進退可能に取付けられたリアプレート２１とを備え、固定ダイプレート２０とリアプレート２１は、その四隅を四本の平行なタイバー２２によって接続されている。

固定ダイプレート２０とリアプレート２１の間には、タイバー２２に沿って移動可能に取付けられたダイプレートユニット２３が設けられている。ダイプレートユニット２３については後に詳しく説明する。リアプレート２１とダイプレートユニット２３の間にはダイプレートユニット２３を前後動させるトグル機構２４が設けられ、リアプレート２１の前面にトグル機構２４の後端が、ダイプレートユニット２３の後面にトグル機構２４の先端が接続されている。トグル機構２４には、トグル機構２４を屈伸させるクロスヘッド２５が取付けられている。

クロスヘッド２５の中心部にはボールネジ機構のネジ部（図示せず。）が設けられており、ボールネジ機構のネジ軸２６はこのネジ部と螺合し、回転可能な状態でリアプレート２１に取付けられている。そして、リアプレート２１には、ネジ軸２６を回転する駆動装置２７が取付けられ、駆動装置２７にはモータ（図示せず。）が内蔵されている。

金型１８は、金型１８を形成する固定金型２８が固定ダイプレート２０に取付けられ、金型１８を形成する移動金型２９がダイプレートユニット２３の前面に取付けられ、駆動装置２７の作動で伸張したトグル機構２４により、固定ダイプレート２０とダイプレートユニット２３の間で型締めされる。

図３に、ダイプレートユニット２３を示す。

ダイプレートユニット２３は、ダイプレート本体３０と、ダイプレート本体３０の前面中央部に設けられた型締力伝達部３１（図２に示す。）と、型締力伝達部３１の前方端面にダイプレート本体３０と平行に取付けられた金型取付盤３２を備えている。ダイプレート本体３０の前面および金型取付盤３２の後面と平行な面における両者の投影面積はほぼ同一であって、両者の間に挟まれた型締力伝達部３１の前面および後面はそれらの面積よりも小さく形成されている。

したがって、ダイプレート本体３０と金型取付盤３２の間には、ダイプレート本体３０の前面と金型取付盤３２の後面とに挟まれ、型締力伝達部３１の側面に達する空間Ｓが形成される。そして、ダイプレートユニット２３は、さらにこの空間部Ｓに挿入される調整軸３３を備えている。

ダイプレート本体３０および金型取付盤３２は、四隅にタイバー２２が貫通する貫通孔３４が形成されている。また、ダイプレート本体３０の後面にはトグル機構２４の先端が接続される支持部３５が設けられており、金型取付盤３２の前面には移動金型２９が取付けられる。

駆動装置２７の作動でトグル機構２４が伸張し、金型１８が型締めされると、ダイプレート本体３０は支持部３５を介して型締力の作用を後面で受け、金型取付盤３２は移動金型２７からの反力の作用を前面で受ける。なお、型締力伝達部３１は、ダイプレート本体３０とは別個に形成して、ダイプレート本体３０の前面中央部に接続してもよく、ダイプレート本体３０の前面中央部を延出させて、ダイプレート本体３０と一体に形成してもよい。

図４に調整軸３３を示す。調整軸３３は、円柱状の支持軸３６と、支持軸３６が挿通する円筒状の調整部材３７を備えている。調整部材３７は、支持軸３６に沿って移動可能であり、ネジ３８を締め付けることにより支持軸３６に所望の位置で固定することができる。支持軸３６の外周には軸方向に目盛り３９が描かれており、調整部材３７の固定位置を確認することができる。

支持軸３６の一端には、取付具４０が取付けられている。取付具４０の一端にはネジ孔４１が設けられており、調整軸３３を空間Ｓに挿入したときに、ダイプレート本体３０の側面にネジ等により固定可能となっている。

図５にダイプレート本体３０の前面を示す。ダイプレート本体３０の前面には、中央部に型締力伝達部３１との接続面４２が形成されている。そして、接続面４２の周囲の面は空間Ｓに面する。この空間Ｓに面する面には、調整軸３３を空間Ｓに挿入するときに、調整部材３７の挿入を案内するガイド部４３としての、溝４４が複数形成されている。溝４４は、断面形状を円弧状とし、縦および横に等間隔に形成されている。

なお、調整部材３７は、調整軸３３を空間Ｓに挿入したときに、ダイプレート本体３０の溝４４および金型取付盤３２に接触するか、もしくは嵌め合い代として僅かに隙間ある程度の外形であって、軸方向に所定の長さに設定されている。また溝４４の内面は、調整部材３７の外形に沿って、精度よく形成されている。

このような本実施形態において、型締装置１３は次の作用効果を有する。

成形を開始するに当たって、固定ダイプレート２０に固定金型２８が取付けられ、ダイプレートユニット２３に移動金型２９が取付けられる。ダイプレートユニット２３の空間Ｓには、複数の溝４４の中から選択された任意の溝４４に沿って調整軸３３が挿入され、調整部材３７が空間Ｓの任意の位置に収納される。

型締装置１３の駆動装置２７を作動してトグル機構２４を伸張させ、所定の型締力で金型１８を型締めすると、金型１８はそれに応じた型締圧力で型締めされた状態となる。このとき、型締力の大部分は型締力伝達部３１を通じて、ダイプレート本体３０から金型取付盤３２に伝達される。そして、ダイプレート本体３０が撓むことにより空間Ｓが狭まり、空間Ｓの任意の位置に収納された調整部材３７は、ガイド部４３としての溝４４により位置ずれすることなく金型取付盤３２の接触個所を押圧するので、型締力の一部が調整部材３７を通じて、ダイプレート本体３０から金型取付盤３２に伝達されることになる。

この状態において、射出装置１２が金型１８のキャビティ内に溶融樹脂を射出し、製品が成形される。成形された製品を検査し、型締めの際に金型１８に作用した型締圧力の分布が所望の状態になっていないことが判明した場合には、空間Ｓの任意の位置に収納された調整軸３３の調節部材３７の位置を変更したり、必要に応じて予備の調整軸３３を新たに選択された任意の溝４４に沿って空間Ｓに挿入し、調整部材３７を任意の位置に収納する。

基本的には、金型１８に加えられる型締圧力が過大となっている箇所からは調整部材３７を取外し、不足しているとされる位置には調整部材３７を配置するように取付ける。かかる状態に設定して型締装置１３を作動させると、金型１８を所望の圧力分布で型締めすることができる。従って、型締圧力が不均一な状態にあるときには、型締圧力調節手段として作用する調節部材３７の位置を変更して、均一な状態にすることができる。

なお、本実施形態においては、溝部４４の断面形状を円弧状とし、調整部材３７を円筒状としたが、溝部４４の断面形状および調整部材３７の外形を、それぞれ楕円形、四角形、Ｖ字形やその他の形状としてもよい。調整部材３７の外形は均一な断面形状のものに限らず、球状やテーパ状であってもよい。調整部材３７を鋼材やアルミニウムなど物性の異なる材料により種々形成してもよい。調整部材３７に設けた嵌め合い代の寸法を調整して、調整部材３７を通じて伝達される型締力の大きさを調節してもよい。寸法、形状、材質の異なる調整部材３７を複数準備し、使い分けるようにしてもよい。

本実施形態においては、溝部４４をダイプレート本体３０の前面に設けたが、金型取付盤３２の後面に設けてもよい。また、溝部４４をダイプレート本体３０の前面と金型取付盤３２の後面の両方に設けてもよく、この際には、ダイプレート本体３０の溝４４と金型取付盤３２の溝４４が対向するように配置してもよく、千鳥配置となるようにしてもよい。

本実施形態においては、ダイプレート本体３０の前面にガイド部４３としての溝４４を形成したが、本発明はこれに限らず、レール等の案内部材を取付けてガイド部４３を形成してもよい。ただし、ダイプレート本体３０の前面に溝４４を加工するほうが、前面全体を仕上げてレール等を取付けるよりも、容易かつ安価に形成することができる。

本実施形態においては、溝４４に沿って調整軸３３を空間Ｓに挿入することにより、調整部材３７を空間Ｓの任意の位置に収納しているが、本発明はこれに限らず、少なくとも２方向に移動可能な移動装置に調節部材３７を取付け、自動的に調整部材３７を空間Ｓの任意の位置に収納するようにしてもよい。

本発明では、固定ダイプレート２０も同様にダイプレートユニット２３としてもよく、また、固定ダイプレート２０のみをダイプレートユニット２３として、トグル機構２４の先端には通常の移動ダイプレートを取付けてもよい。

本実施形態においては、型締装置１３をトグル機構２４を用いたトグル式としたが、本発明はこれに限らず、型締装置１３を油圧シリンダにより型締力を発生させる油圧式や、モータとボールネジによる移動装置と油圧シリンダを備えた複合式により構成してもよい。

次に、本発明にかかるダイプレートユニットの他の実施形態について、図６を参照して説明する。

前述の実施形態では、ダイプレート本体３０の前面に溝４４を縦および横に等間隔に形成したが、本実施形態では、溝部４４を接続面４２から外周に向かって放射状に形成している。このように形成すると型締圧力の調整を斜め方向に行なうことができ、貫通孔３４付近での型締圧力の調整も可能となる。なお、溝４４は縦方向と横方向のいずれか一方のみで形成してもよく、あるいは放射状と組み合わせたもので形成してもよい。また、複数の溝部４４の間隔は一定間隔に限らず、異なる間隔で配置してもよい。

更に、本発明にかかるダイプレートユニットの他の実施形態について、図７を参照して説明する。

前述の実施形態では、調整部材３７を支持軸３６に対して移動自在に取付けることとしたが、図７に示すように調整部材３７を支持軸３６の所定の位置に固定して形成してもよい。この場合、空間Ｓに挿入した調整軸３３の長さを目盛り３９により確認する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
金型を型締めするためのダイプレートユニットであって、
型締力の作用を後面で受けるダイプレート本体と、
前記ダイプレート本体の前面中央部より前方に突出した型締力伝達部と、
前記型締力伝達部の前方端が後面に接続され、前記金型が前面に接続される
金型取付盤と、
前記金型に生ずる型締圧力の分布を調節する型締圧力調節手段と、
を備えたことを特徴とするダイプレートユニット。
［２］
前記型締圧力調節手段は、
前記ダイプレート本体の前面と前記金型取付盤の後面の間の任意の位置に収納される調整部材であることを特徴とする［１］に記載のダイプレートユニット。
［３］
前記型締圧力調節手段は、
前記ダイプレート本体の前面および前記金型取付盤の後面の少なくとも一方の面に形成され、前記調整部材の収納を案内するガイド部を備えたことを特徴とする［２］に記載のダイプレートユニット。
［４］
前記ガイド部は、溝であることを特徴とする［３］に記載のダイプレートユニット。
［５］
［１］乃至［４］のいずれか１に記載のダイプレートユニットを備えたことを特徴とする型締装置。
［６］
［５］に記載の型締装置を備えたことを特徴とする射出成形機。
［７］
［６］に記載の射出成形機を用いて成形することを特徴とする射出成形方法。

本発明は、射出成形機の型締装置に利用可能である。

１０・・・射出成形機
１１・・・フレーム
１２・・・射出装置
１３・・・型締装置
１４・・・シリンダ
１５・・・スクリュ
１６・・・スクリュ駆動機構
１７・・・ノズル
１８・・・金型
２０・・・固定ダイプレート
２１・・・リアプレート
２２・・・タイバー
２３・・・ダイプレートユニット
２４・・・トグル機構
２５・・・クロスヘッド
２６・・・ネジ軸
２７・・・駆動装置
２８・・・固定金型
２９・・・移動金型
３０・・・ダイプレート本体
３１・・・型締力伝達部
３２・・・金型取付盤
３３・・・調整軸
３４・・・貫通孔
３５・・・支持部
３６・・・支持軸
３７・・・調整部材
３８・・・ネジ
３９・・・目盛り
４０・・・取付具
４１・・・ネジ孔
４２・・・接続面
４３・・・ガイド部
４４・・・溝

Claims

金型を型締めするためのダイプレートユニットであって、
型締力の作用を後面で受けるダイプレート本体と、
前記ダイプレート本体の前面中央部より前方に突出した型締力伝達部と、
前記型締力伝達部の前方端が後面に接続され、前記金型が前面に接続される金型取付盤と、
前記金型に生ずる型締圧力の分布を調節する型締圧力調節手段と、
を備え、
前記型締圧力調節手段は、
前記ダイプレート本体の前面および前記金型取付盤の後面の少なくとも一方の面に複数形成され、前記少なくとも一方の面の周縁から前記型締圧力伝達部まで延びる溝と、
前記溝に着脱可能に固定される調整軸であって、前記溝に移動可能に収容される調整部材と、前記溝に着脱可能に固定されて前記調整部材が移動可能に前記調整部材内部を挿通する支持軸と備えた調整軸と
を備えたことを特徴とするダイプレートユニット。
請求項１に記載のダイプレートユニットを備えたことを特徴とする型締装置。
請求項２に記載の型締装置を備えたことを特徴とする射出成形機。
請求項３に記載の射出成形機を用いて成形することを特徴とする射出成形方法。