JP5620245B2 - トグル式型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機やダイカスト機などの成形機の型締装置、あるいは、その他の機械における倍力装置に用いられるトグル式型締装置に関する。

トグルリンクをトグルピンによって回転自在に連結し、所望の幾何学的軌跡と所望の出力を得ることを目的としたトグル機構は、射出成形機やダイカスト機などの成形機の型締機構として広く用いられている。

リアプラテンに一端が枢着された第１リンクとムービングプラテンに一端が枢着された第２リンクとの各々の他端を枢着したリンク構造を持つトグル機構を備えた射出成形機の型締機構において、リアプラテンを支持するタイバーの位置と第１リンクが枢着されている突出部の位置は力の方向に対して直線上にないため、リアプラテンには曲げモーメントがかかり弓状に撓む。

図６は従来技術の射出成形機の型締装置の上面図である。第１リンク１１、第２リンク１２を含むトグル機構は図示しない駆動装置によって駆動され、可動プラテン３をタイバー５に沿って移動させて、図示しない金型の開閉、型締め、型開きを行う。第１リンク１１は図６に示される型締装置の上面側の２本と下面側の２本の合計４本からなる。各第１リンク１１は、その両端部にブッシュ１６を内装する貫通孔を設け、ブッシュ１６にリンクピン１５を貫通させている。リンクピン１５はリアプラテンの突出部４０の貫通孔に配置されたブッシュ１６によって相対回転可能であるとともに軸方向に相対的に摺動可能に支持されている。リアプラテン４は、リアプラテンの突出部４０を備え、リアプラテンの突出部４０の端部には、リンクピン１５を挿通する貫通孔が設けられている。リンクピン１５はセットスクリュ（止めネジ）１７でリアプラテンの突出部４０に固定されている。

第２リンク１２は、その両端部にリンクピン１５を貫通させる貫通孔を備えている。第２リンク１２の貫通孔を貫通したリンクピン１５は、セットスクリュ１７で第２リンク１２に固定されている。

可動プラテン３は、可動プラテンの突出部３０を備え、可動プラテンの突出部３０の端部には、リンクピン１５を挿通する貫通孔が設けられている。可動プラテンの突出部３０の端部に設けられた貫通孔にはブッシュ１６が内装して取り付けられている。ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５は可動プラテンの突出部３０の貫通孔に内装されたブッシュによって相対回転可能であるとともに摺動可能に支持されている。

型締時にリアプラテン４はタイバーナット１０とトグルリンクから力を受けるが、力の加わる位置がオフセットしているため曲げモーメントがかかり変形する。図７を用いてリアプラテン４が変形することを説明すると、タイバー５がリアプラテン４の四隅に設置され、上下に第１リンク１１が枢着された構造の場合、型締機構を上から見るとタイバーナット１０と突出部４０がオフセットしているため、型締力を受けた際リアプラテン４が弓状に撓む。リンクピン１５のリアプラテン４との固定部が図の黒矢印の方向に変形し、リンクピン１５とリアプラテン４の固定部の固定穴の間で微小な滑りが繰り返し生じるため、固定穴にフレッチング摩耗が発生したり止めネジが破損するという問題があった。

リンクピン１５はリアプラテン４の突出部において図示しない止めネジやキーで固定されているが、突出部の変形しようとする力がリンクピン１５を固定している力を上回ると、リンクピン１５とリアプラテン４の固定穴の間でリンクピン１５の軸方向の微小な滑りが生じる。そのため、摩擦や焼きつき、固定部材の破損が起こる場合がある。なお、可動プラテン３側は金型が中央にあるため、図８に示されるようにリアプラテン４ほどには弓状には撓まないが、横に長い金型の場合は弓状に撓みが生じる。

特許文献１には、固定部の破損を防止するために、リンクピンの端面部にトグルピンの軸線方向内側へ向けた力を作用させる弾性部材を、トグルリンクの端面部に設けたトグル装置が開示されている。また、特許文献２には、摩擦や焼きつき防止のための、射出成形機やダイカスト機のトグル式型締装置のブッシュなどの高荷重下で作動する摺接部分に適用可能な高荷重用摺接構造が開示されている。

実開昭５９−１６４７１５号公報 特開平４−３１６７１３号公報

特許文献１に開示された技術は、リンクピンを弾性支持して滑らせることで固定部の破損を防止する技術であるが、リンクピンがその軸方向にすべるため摩耗が発生する可能性が残る。また、特許文献２に開示される技術では、プラテンの撓みによるリンクピンの軸方向の滑りが生じても適切に潤滑されていれば摩耗は生じないが、装置に用いられるブッシュの個数が増加し、コストアップや組み付け作業に時間がかかる問題がある。

そこで本発明の目的は、型締時にプラテンは弓状に変形するがプラテンの突出部では軸方向の滑りを許容するため固定部材の破損を防止することができるトグル式型締装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、リアプラテンにリンクピンを介して連結された第１リンクと、可動プラテンにリンクピンを介して連結された第２リンクと、前記第１リンクおよび前記第２リンクを、リンクピンを介して連結する連結部と、を有し、前記第１リンクと前記第２リンクとを屈曲自在に連結したトグル式型締装置において、前記リアプラテン側のリンクピンが前記第１リンクに対して相対回転不能に固定され、かつ、前記可動プラテン側のリンクピンが前記第２リンクに対して相対回転不能に固定され、前記リンクピンが可動プラテンおよびリアプラテンの連結部に挿入されたブッシュによって、それぞれ前記リアプラテン及び前記可動プラテンに対し回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持されていることを特徴とするトグル式型締装置である。
請求項２に係る発明は、リアプラテンにリンクピンを介して連結された第１リンクと、可動プラテンにリンクピンを介して連結された第２リンクと、前記第１リンクおよび前記第２リンクを、リンクピンを介して連結する連結部と、を有し、前記第１リンクと前記第２リンクとを屈曲自在に連結したトグル式型締装置において、前記リアプラテン側のリンクピンが前記第１リンクに対して相対回転不能に固定され、かつ、前記可動プラテン側のリンクピンが前記第２リンクに対して相対回転不能に固定され、前記リンクピンが可動プラテンおよびリアプラテンの連結部に挿入されたブッシュによって、それぞれ前記リアプラテン及び前記可動プラテンに対し回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持され、前記第１リンクは３本のリンクで構成され、前記第２リンクは前記第１リンクとの連結部が二又であり、前記可動プラテンとの連結部が三又であり、二又と三又を連結する連結部から構成されることを特徴とするトグル式型締装置である。

本発明により、型締時にプラテンは弓状に変形するがプラテンの突出部では軸方向の滑りを許容するため固定部材の破損を防止することができるトグル式型締装置を提供できる。

射出成形機の構造を説明する図である。 本発明の一実施形態の型締装置の上面図である。 リアプラテンの変形図である。 リンクピンの固定方法である。 本発明の他の実施形態の型締装置の上面図である。 従来技術の型締装置の上面図である。 従来技術のリアプラテンの変形図である。 従来技術、本発明の可動プラテンの変形図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同じ若しくは類似する構成は同じ符号を用いて説明する。また、本発明の実施形態として射出成形機に適用した場合を説明するが、ダイカスト機などの成形機の型締装置、あるいは、その他の機械における倍力装置に用いられるトグル式型締装置に適用できる。
図１は本発明のトグル式型締装置を備えた射出成形機の構造を説明する図である。射出成形機は、樹脂を溶融して金型内に射出するための射出部２０と金型を開閉および型締するための型締装置２１とを備えている。型締装置２１は、ベースフレーム１に固定された固定プラテン２と、固定プラテン２に平行に設置されたリアプラテン４が複数本（通常４本）のタイバー５によって連結されている。リアプラテン４は四隅をタイバー５に設置されたナット１０で支持されている。可動プラテン３がタイバー５に沿って移動可能に設置されている。固定プラテン２に固定側金型７が、可動プラテン３に可動側金型８が、それぞれ取り付けられている。リアプラテン４には型開閉機構９が設置されている。型開閉機構９は、クロスヘッド１３をタイバーと平行な方向に進退させることにより、クロスヘッドリンク１４，トグル機構６を介して可動プラテン３を駆動し、固定側金型７、可動側金型８の開閉と型締を行う。

図２は、図１に示される型締装置の上面図である。
トグル機構６は、第１リンク１１、第２リンク１２を含み、型開閉機構９を駆動して、トグル機構６を駆動し、可動プラテン３をタイバー５に沿って移動させて、金型（固定側金型７，可動側金型８）の開閉、型締め、型開きを行う。
第１リンク１１は型締装置２１の上面側の３本と下面側の３本の合計６本からなる。各第１リンク１１は、その両端部にリンクピン１５を貫通させ、リンクピン１５はセットスクリュ（止めネジ）１７で各第１リンク１１に固定されている（図４参照）。なお、図２では、中央の第１リンク１１はセットスクリュ１７での固定が図示されていないが、両側の第１リンク１１と同様にセットスクリュ１７によってリンクピン１５に固定してもよい。

第２リンク１２は型締装置２１の上側面の１つと下面側の１つの合計２つからなる。第２リンク１２の形状を片方（第１リンク１１側）が二又、反対側（可動プラテン３側）を三又に分かれた形状としている。第２リンク１２は、その両端部にリンクピン１５を貫通させる貫通孔を備えている。各第２リンク１２の第１リンク１１側の貫通孔には、ブッシュ１６が内装して取り付けられている。

第１リンク１１の第２リンク１２側の貫通孔にセットスクリュ１７で固定されたリンクピン１５は、更に、第２リンク１２の第１リンク１１側の貫通孔に内装して取り付けられたブッシュ１６を貫通して配置される。ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５と第２リンク１２とは相対回転可能であるから、第１リンク１１と第２リンク１２のリンクピン１５を介した連結部は屈曲可能である。

リアプラテン４は、リアプラテンの突出部４０を備え、リアプラテンの突出部４０の端部には、リンクピン１５を挿通する貫通孔が設けられている。リアプラテン４の突出部４０の端部に設けられた貫通孔にはブッシュ１６が内装して取り付けられている。ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５はリアプラテンの突出部４０の貫通孔に配置されたブッシュ１６によって相対回転可能に支持されている。そして、リアプラテンの突出部４０はリンクピン１５の軸方向に摺動可能に支持されている。

可動プラテン３は、可動プラテンの突出部３０を備え、可動プラテンの突出部３０の端部には、リンクピン１５を挿通する貫通孔が設けられている。可動プラテンの突出部３０の端部に設けられた貫通孔にはブッシュ１６が内装して取り付けられている。ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５は可動プラテンの突出部３０の貫通孔に内装されたブッシュ１６によって相対回転可能に支持されている。そして、可動プラテンの突出部３０はリンクピン１５の軸方向に摺動可能に支持されている。

上述したように本実施形態では、リアプラテン４側と可動プラテン３側の両方で、プラテン４，３に形成された突出部４０，３０に設けられた各貫通孔にブッシュ１６が内装されて取り付けられている。そして、第１リンク１１はその両端部で，第２リンク１２は可動プラテン３側の端部でリンクピン１５に固定されている。

リンクピン１５は、第１リンク１１、リアプラテンの突出部４０の端部に設けられたブッシュ１６が取り付けられた貫通孔を貫通するように配置されている。図２では、第１リンク１１で挟まれた第１リンク１１は、セットスクリュ１７で固定されていないが、他の第１リンク１１と同様にセットスクリュ１７で固定してもよい。第２リンク１２の第１リンク１１側に設けられた貫通孔にはブッシュ１６が取り付けられている。

型締時にリアプラテン４はタイバーナット１０とトグルリンク（第１リンク１１，第２リンク１２）から力を受け、図３のように変形する。なお、図３に示されるように、第１リンク１１，１１に挟まれたリアプラテンの突出部４０のリンクピン１５の軸方向の幅の長さは、第１リンク１１，１１とで挟まれた間隙の長さより、１ｍｍ〜数ｍｍ程度短い。そのため、第１リンク１１，１１とで挟まれた間隙に１ｍｍ〜数ｍｍ程度の隙間が生まれる。この隙間が存在することで、リアプラテンの突出部４０がリンクピン１５の軸方向に相対的に摺動可能である。図４に示さるように、リンクピン１５はセットスクリュ１７で第１リンク１１に固定され、リアプラテンの突出部４０がリンクピン１５の軸方向に摺動可能であるから、リアプラテン４が変形してもリンクピン１５はリアプラテン４の変形の影響を受けない。このため、リンクピン１５は曲げモーメントが掛らず弓なりに変形せず、リンクピン１５の固定部の滑りが無く摩耗や破損の心配がない。

リンクピン１５の固定方法としては図４のようにリンクピン１５にテーパ穴を開け、リンク側にはタップが開けてあり、先端をテーパ状に加工したセットスクリュ１７を締めこんで固定する方法がある。

図５は、本発明の他の実施形態を説明する図である。
第１リンク１１は図５に示される型締装置２１の上面側の２本と下面側の２本の合計４本からなる。各第１リンク１１は、その両端部にリンクピン１５を貫通させ、リアプラテン４側のリンクピン１５はセットスクリュ（止めネジ）１７で各第１リンク１１に固定されている。リアプラテン４は、リアプラテンの突出部４０を備え、リアプラテンの突出部４０の端部には、リンクピン１５を挿通する貫通孔が設けられている。

第１リンク１１を挿入するリアプラテン４の突出部４０の端部に設けられた貫通孔にはブッシュ１６が取り付けられている。ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５はリアプラテンの突出部４０の貫通孔に配置されたブッシュ１６によって相対回転可能である。そして、リアプラテンの突出部４０は、図３に示されるのと同様に隙間があることから、リンクピン１５の軸方向に摺動可能にリンクピン１５に支持されている。

第２リンク１２は型締装置２１の上面側の３本と下面側の３本の合計６本からなる。第２リンク１２は、その両端部にリンクピン１５を貫通させる貫通孔を備えている。第２リンク１２はその両端部においてリンクピン１５にセットスクリュ１７で固定されている。

第１リンク１１の第２リンク１２側の貫通孔には、ブッシュ１６が取り付けられている。第２リンク１２の第１リンク１１側の貫通孔に固定されたリンクピン１５は、第１リンク１１の第２リンク１２側の貫通孔に取り付けられたブッシュ１６を貫通して配置される。ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５は第２リンク１２に相対回転可能であり、リンクピン１５を介して連結された第１リンク１１と第２リンク１２とは屈曲可能である。

可動プラテン３は、可動プラテンの突出部３０を備え、可動プラテンの突出部３０の端部には、リンクピン１５を挿通する貫通孔が設けられている。可動プラテンの突出部３０の端部に設けられた貫通孔にはブッシュ１６が取り付けられている。

リアプラテンの突出部４０と第１リンク１１との間隙、可動プラテンの突出部３０と第２リンク１２との間を、１ｍｍ〜数ｍｍ程度開けておくことで、リアプラテンの突出部４０，可動プラテンの突出部３０の変形が可能となり、ブッシュ１６を用いることによって、リンクピン１５は、可動プラテンの突出部３０の貫通孔に配置されたブッシュ１６、リアプラテンの突出部４０の貫通孔に配置されたブッシュ１６によって相対回転可能であるとともに、リアプラテンの突出部４０，可動プラテンの突出部３０は、リンクピン１５の軸方向に摺動可能に支持されている。

なお従来技術において説明したように、本発明の実施形態において、可動プラテン３側は金型が中央にあるため、図８に示されるようにリアプラテン４ほどには弓状には撓まない。

１ ベースフレーム
２ 固定プラテン
３ 可動プラテン
３０ 可動プラテンの突出部
４ リアプラテン
４０ リアプラテンの突出部
５ タイバー
６ トグル機構
７ 固定側金型
８ 可動側金型
９ 型開閉機構
１０ タイバーナット
１１ 第１リンク
１２ 第２リンク
１３ クロスヘッド
１４ クロスヘッドリンク
１５ リンクピン
１６ ブッシュ
１７ セットスクリュ
２０ 射出部
２１ 型締装置

Claims (2)

1. リアプラテンにリンクピンを介して連結された第１リンクと、可動プラテンにリンクピンを介して連結された第２リンクと、前記第１リンクおよび前記第２リンクを、リンクピンを介して連結する連結部と、を有し、前記第１リンクと前記第２リンクとを屈曲自在に連結したトグル式型締装置において、
   前記リアプラテン側のリンクピンが前記第１リンクに対して相対回転不能に固定され、かつ、前記可動プラテン側のリンクピンが前記第２リンクに対して相対回転不能に固定され、
   前記リンクピンが可動プラテンおよびリアプラテンの連結部に挿入されたブッシュによって、それぞれ前記リアプラテン及び前記可動プラテンに対し回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持されていることを特徴とするトグル式型締装置。
2. リアプラテンにリンクピンを介して連結された第１リンクと、可動プラテンにリンクピンを介して連結された第２リンクと、前記第１リンクおよび前記第２リンクを、リンクピンを介して連結する連結部と、を有し、前記第１リンクと前記第２リンクとを屈曲自在に連結したトグル式型締装置において、
   前記リアプラテン側のリンクピンが前記第１リンクに対して相対回転不能に固定され、かつ、前記可動プラテン側のリンクピンが前記第２リンクに対して相対回転不能に固定され、
   前記リンクピンが可動プラテンおよびリアプラテンの連結部に挿入されたブッシュによって、それぞれ前記リアプラテン及び前記可動プラテンに対し回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持され、
   前記第１リンクは３本のリンクで構成され、
   前記第２リンクは前記第１リンクとの連結部が二又であり、前記可動プラテンとの連結部が三又であり、二又と三又を連結する連結部から構成されることを特徴とするトグル式型締装置。

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