JP5839490B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置のキャビティ空間に溶融樹脂を充填し、充填した溶融樹脂を固化させることによって成形品を製造する。金型装置は固定金型及び可動金型で構成され、型締め時に固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。金型装置の型閉じ、型締め、及び型開きは型締装置によって行われる。型締装置として、型開閉動作にはリニアモータを用い、型締動作には電磁石を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、従来の射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。従来の射出成形機１１０は、固定金型１１５が取り付けられる固定プラテン１１１と、可動金型１１６が取り付けられる可動プラテン１１２と、可動プラテン１１２と共に移動する吸着板１２２とを備える。可動プラテン１１２と吸着板１２２との間には、リヤプラテン１１３が配設される。リヤプラテン１１３と、吸着板１２２とで、電磁石１４９による吸着力で型締力を発生させる型締力発生機構１３７が構成される。電磁石１４９はリヤプラテン１１３側に形成され、電磁石１４９に吸着される吸着部１５１は吸着板１２２側に形成されてよい。

射出成形機１１０は、金型装置の交換時などに、金型装置の厚さの変化に応じて、可動プラテン１１２と、吸着板１２２との間隔を調整する型厚調整装置１７０を備える。型厚調整装置１７０は、可動プラテン１１２と吸着板１２２とを間隔をおいて連結し、型締力を伝達するロッド１３９と、ロッド１３９のねじ部１４１に螺合される調整ナット１７１とを備える。

調整ナット１７１は、吸着板１２２に対して回転自在であり、また、吸着板１２２に対する相対移動を制限されている。調整ナット１７１をねじ部１４１に対して回転させると、ロッド１３９に対する吸着板１２２の位置が調整され、可動プラテン１１２と、吸着板１２２との間隔が調整される。

型厚調整装置１７０は、型締め時に調整ナット１７１を押さえるナット押さえ部材１９４を備える。型締力は、吸着板１２２、ナット押さえ部材１９４、調整ナット１７１、ロッド１３９、及び可動プラテン１１２にこの順で伝達される。吸着板１２２における型締力を伝達する部位は、ナット押さえ部材１９４と接触する部分であり、吸着板１２２の吸着面とは反対側の面にある。

国際公開第２００５／０９００５２号

従来、磁気漏れなどで型締力のバランスが崩れた場合に、間隔調整する複数の部材のうち、調整ナットが設けられる側の部材に作用する回転モーメントが大きく、該部材の傾きが大きかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、型締め時の部材の傾きを低減できる射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様による射出成形機は、
固定金型が取り付けられる第１の固定部材と、
可動金型が取り付けられる第１の可動部材と、
該第１の可動部材と共に移動する第２の可動部材と、
前記第１の可動部材と前記第２の可動部材とを間隔をおいて連結し、型締力を伝達するロッドと、
該ロッドのねじ部に螺合され、前記間隔を調整する調整ナットとを備え、
該調整ナットは、大径部と、該大径部よりも外径が小さい小径部とを有し、
前記大径部は、前記第２の可動部材の内部に配設され、型締力を伝達する。

本発明によれば、型締め時の部材の傾きを低減できる射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型厚調整装置の説明図である。 従来の射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、型閉じ時の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開き時の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。

図１〜図２は、本発明の一実施形態による射出成形機を示す図である。図１は型閉じ完了時の状態を、図２は型開き完了時の状態を示す。図２においてコントローラの図示を省略する。

射出成形機１０は、フレームＦｒと、フレームＦｒに載置された固定プラテン（第１の固定部材）１１と、フレームＦｒに固定されたリヤプラテン（第２の固定部材）１３とを備える。固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間には、型締め時に前後方向に伸びる複数（例えば、四本）のタイバー１４が架設されている。型締め時のタイバー１４の伸びを許容するため、固定プラテン１１はフレームＦｒに対して進退可能となっている。

尚、本実施形態では、固定プラテン１１がフレームＦｒに進退可能に載置され、リヤプラテン１３がフレームＦｒに固定されているが、固定プラテン１１がフレームＦｒに固定され、リヤプラテン１３がフレームＦｒに進退可能に載置されてもよい。

射出成形機１０は、固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に配設される可動プラテン（第１の可動部材）１２をさらに備える。可動プラテン１２は可動ベースＢｂ上に固定され、可動ベースＢｂはフレームＦｒに敷設されるガイドＧｄに沿って進退自在である。これにより、可動プラテン１２は、固定プラテン１１に対して接離自在となっている。

可動プラテン１２における固定プラテン１１との対向面に可動金型１６が、固定プラテン１１における可動プラテン１２との対向面に固定金型１５が取り付けられる。固定金型１５と可動金型１６とで金型装置１９が構成される。可動プラテン１２が前進すると、可動金型１６と固定金型１５とが接触し、型閉じが行われる。また、可動プラテン１２が後退すると、可動金型１６と固定金型１５とが離れ、型開きが行われる。

射出成形機１０は、可動プラテン１２と共に進退する吸着板（第２の可動部材）２２と、可動プラテン１２と吸着板２２とを間隔Ｌをおいて連結するロッド３９とをさらに備える。吸着板２２と可動プラテン１２との間に設けられるリヤプラテン１３の中央部には、ロッド３９を貫通させる孔が形成されている。

吸着板２２は、スライドベースＳｂに固定され、スライドベースＳｂはガイドＧｄに沿って進退自在である。これにより、吸着板２２は、リヤプラテン１３よりも後方において進退自在となる。吸着板２２は、軟磁性材料で形成されてよい。

射出成形機１０は、可動プラテン１２を進退させる型開閉駆動部としてのリニアモータ２８をさらに備える。リニアモータ２８は、例えば可動プラテン１２と共に進退する吸着板２２と、フレームＦｒとの間に配設される。尚、リニアモータ２８は、可動プラテン１２と、フレームＦｒとの間に配設されてもよい。

リニアモータ２８は、固定子２９、および可動子３１を備える。固定子２９はフレームＦｒに形成され、可動子３１はスライドベースＳｂの下端に形成される。

可動子３１は、コア３４およびコイル３５を備える。コア３４は、固定子２９に向けて突出する複数の磁極歯３３を備える。複数の磁極歯３３は、前後方向に所定のピッチで配列される。コイル３５は、各磁極歯３３に巻装される。

固定子２９は、図示されないコア、および該コア上に設けられる図示されない複数の永久磁石を備える。複数の永久磁石は、前後方向に所定のピッチで配列され、可動子３１側の磁極がＮ極とＳ極とに交互に着磁されている。

可動子３１のコイル３５に所定の電流が供給されると、コイル３５を流れる電流によって形成される磁場と、永久磁石によって形成される磁場との相互作用で、可動子３１が進退させられる。それに伴って、吸着板２２および可動プラテン１２が進退させられ、型閉じおよび型開きが行われる。リニアモータ２８は、可動子３１の位置が設定位置になるように、可動子３１の位置を検出する位置センサ５３の検出結果に基づいてフィードバック制御される。位置センサ５３は、可動子３１の位置を検出することで、吸着板２２の位置を検出でき、吸着板２２とリヤプラテン１３との間の距離を検出できる。

尚、本実施の形態では、固定子２９に永久磁石を、可動子３１にコイル３５を配設するようになっているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ２８が駆動されるのに伴って、コイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。

尚、型開閉駆動部として、リニアモータ２８の代わりに、回転モータおよび回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構、又は流体圧シリンダ（例えば油圧シリンダ）などが用いられてもよい。

リヤプラテン１３と、吸着板２２とで、電磁石４９の吸着力で型締力を発生させる型締力発生機構３７が構成される。電磁石４９で吸着される吸着部５１は、吸着板２２の吸着面（前端面）の所定の部分、例えば、吸着板２２においてロッド３９を包囲し、かつ、電磁石４９と対向する部分に形成される。一方、リヤプラテン１３の吸着面（後端面）の所定の部分、例えば、ロッド３９のまわりには、電磁石４９のコイル４８を収容する溝４５が形成される。溝４５より内側にコア４６が形成される。コア４６の周りにコイル４８が巻装される。リヤプラテン１３のコア４６以外の部分にヨーク４７が形成される。電磁石４９に通電させ、電磁石４９を駆動させると、電磁石４９が吸着部５１を吸着し、型締力が発生させられる。

尚、本実施形態においては、リヤプラテン１３とは別に電磁石４９が、吸着板２２とは別に吸着部５１が形成されるが、リヤプラテン１３の一部として電磁石を、吸着板２２の一部として吸着部を形成してもよい。また、電磁石と吸着部の配置は逆であってもよい。例えば、吸着板２２側に電磁石４９を設け、リヤプラテン１３側に吸着部５１を設けてもよい。また、電磁石４９のコイル４８の数は、複数であってもよい。

射出成形機１０の動作は、コントローラ６０によって制御される。コントローラ６０は、ＣＰＵおよびメモリなどで構成され、メモリなどに記憶されたプログラムをＣＰＵで実施させることにより、各種機能を実現する。

次に、射出成形機１０の動作について説明する。
コントローラ６０は、型開き完了の状態（図２の状態）でリニアモータ２８を駆動して、可動プラテン１２を前進させる。そうすると、図１に示すように、可動金型１６が固定金型１５に当接し、型閉じが完了する。型閉じ完了の時点で、リヤプラテン１３と吸着板２２との間、即ち電磁石４９と吸着部５１との間には、所定のギャップδが形成される。尚、型閉じに必要とされる力は、型締力と比較されて十分に小さくされる。

型閉じ完了後、コントローラ６０は、電磁石４９を駆動して、所定のギャップδをおいて対向する電磁石４９と吸着部５１との間に吸着力を生じさせる。この吸着力はロッド３９を介して可動プラテン１２に伝達し、可動プラテン１２と固定プラテン１１との間に型締力が生じる。型締力は、型締力センサ５５により検出される。型締力センサ５５は、例えば型締力に対応するタイバー１４の伸び（歪み）を検出する歪みセンサであってよい。尚、型締力センサは、型締力に対応してロッド３９に加わる荷重を検出するロードセルでもよく、特に限定されない。型締め状態の金型装置１９のキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。充填された溶融樹脂は、冷却、固化され成形品となる。

その後、コントローラ６０は、リニアモータ２８を駆動して、可動プラテン１２を後退させる。可動金型１６が後退して型開きが行われる。型開き後、図示されないエジェクタ装置が可動金型１６から成形品を突き出す。

図３は、本発明の一実施形態による射出成形機の型厚調整装置の説明図である。射出成形機１０は、金型装置１９の交換時などに、金型装置１９の厚さの変化に応じて可動プラテン１２と吸着板２２との間隔Ｌを調整する型厚調整装置７０を備える。型厚調整装置７０の動作は、コントローラ６０で制御される。

型厚調整装置７０は、可動プラテン１２と吸着板２２とを間隔Ｌをおいて連結するロッド３９と、ロッド３９のねじ部４１に螺合される調整ナット７１とを含む。

調整ナット７１は、吸着板２２に対して回転自在である。また、調整ナット７１は、吸着板２２に対する前後方向の相対移動を制限されている。調整ナット７１をねじ部４１に対して回転させると、ロッド３９に対する吸着板２２の位置が調整される。

調整ナット７１は、吸着板２２とロッド３９との間に配設される。調整ナット７１は、大径部７２と、大径部７２よりも外径が小さい小径部７３とを有する。

調整ナット７１の大径部７２は吸着板２２の内部に配設される。吸着板２２は段付き孔２４を有し、段付き孔２４は、大径部７２を収容する大径孔部２６と、小径部７３を挿通させる小径孔部２７とを備える。

調整ナット７１の大径部７２は、型締力を伝達する。吸着板２２における大径孔部２６と小径孔部２７との段差面２４Ｄ１と、調整ナット７１の外周の段差面７１Ｄとが、型締め時に互いに押圧する。型締力は、吸着板２２、調整ナット７１、ロッド３９、及び可動プラテン１２にこの順で伝達される。

このように、本実施形態では、調整ナット７１の大径部７２が吸着板２２の内部に配設され、型締力を伝達する。そのため、吸着板２２における型締力を伝達する部位は、型締め時に調整ナット７１と接触する部分（例えば段差面２４Ｄ１）である。よって、吸着板２２における型締力を伝達する部位が従来よりも吸着板２２の吸着面側にあり、磁気漏れなどで型締力のバランスが崩れたときに吸着板２２に作用する回転モーメントが小さい。よって、吸着板２２が傾きにくく、型締力のバランスがさらに崩れるのを抑制することができる。また、型締力が吸着板２２から調整ナット７１に直接伝達されるので、型締力がナット押さえ部材を介して吸着板から調整ナットに伝達される場合に比べて、型締力を伝達する部品の数が少なく、型締力の伝達が部品の加工精度の影響を受けにくい。

調整ナット７１の小径部７３は吸着板２２から後方に突出しており、小径部７３の後端部に調整ギヤ７４が固定される。尚、本実施形態の調整ギヤ７４は、調整ナット７１と別に形成されるが、調整ナット７１と一体に形成されてもよい。

調整ギヤ７４は、図示されない型厚調整用モータの出力軸に取り付けられる駆動ギヤと噛み合わされる。尚、調整ギヤ７４は、チェーンやベルトなどの連結部材を介して駆動ギヤと連結されてもよい。

コントローラ６０は、金型装置１９の厚さの変化に対応させて、型厚調整用モータを駆動し、調整ナット７１をねじ部４１に対して所定量回転させる。ロッド３９に対する吸着板２２の位置が調整され、可動プラテン１２と吸着板２２との間隔Ｌが調整される。よって、型閉じ完了時にリヤプラテン１３と吸着板２２との間に形成されるギャップδが最適な値となる。

ところで、型厚調整用モータを駆動して、可動プラテン１２と吸着板２２との間隔Ｌを調整するとき、調整ナット７１が回転しながら吸着板２２などに押し付けられる。

例えば、間隔Ｌを広げるときは、調整ナット７１がねじ部４１に対して回転しながら、相対的に後退し、吸着板２２に押し付けられる。このとき、調整ナット７１の外周の段差面７１Ｄが回転しながら、吸着板２２における大径孔部２６と小径孔部２７との段差面２４Ｄ１に押し付けられる。

また、間隔Ｌを狭めるときは、調整ナット７１がねじ部４１に対して回転しながら、相対的に前進し、ナット押さえ部材としての前カバー８１に押し付けられる。このとき、調整ナット７１の前端面が回転しながら、前カバー８１の後端面に押し付けられる。

そこで、調整ナット７１の摩耗などを低減するため、調整ナット７１の周りに潤滑剤の膜が形成される。潤滑剤の膜は、例えば調整ナット７１の外周の段差面７１Ｄと、吸着板２２における大径孔部２６と小径孔部２７との段差面２４Ｄ１との間に形成される。また、潤滑剤の膜は、調整ナット７１の前端面と、前カバー８１の後端面との間に形成される。さらに、潤滑剤の膜は、調整ナット７１とねじ部４１との間に形成される。潤滑剤の膜が切れると、かじりが生じる。

型厚調整装置７０は、潤滑剤を長期間補給しなくても、潤滑剤の膜が切れないように、調整ナット７１の潤滑剤が外部に漏れることを抑制するシール機構８０を備える。これにより、潤滑剤の補給を削減することができる。

シール機構８０は、調整ナット７１に対して固定される後カバー９３を含んでよい。後カバー９３は、ロッド３９の後端部から外部に潤滑剤が漏れることを抑制する。後カバー９３は、例えば調整ギヤ７４を介して調整ナット７１に対して固定され、調整ナット７１の後方に密閉空間を形成する。後カバー９３は、ホコリなどの異物が外部からねじ部４１に付着することを抑制する役割も果たす。

また、シール機構８０は、吸着板２２に対して固定されるナット押さえ部材としての前カバー８１を含んでよい。前カバー８１は、吸着板２２に対する調整ナット７１の離間を制限するように調整ナット７１を押さえる。前カバー８１と調整ナット７１とは、ロッド３９の軸方向に沿って配列される。前カバー８１は、例えば型開き時に、調整ナット７１を前方から押さえる。これにより、型開きのためにリニアモータ２８を駆動して吸着板２２を後退させるとき、吸着板２２と共に、調整ナット７１、ロッド３９、および可動プラテン１２が後退する。

前カバー８１は、ロッド３９を貫通させる貫通孔を有する。前カバー８１は、例えばスリーブ部８２、およびスリーブ部８２の後端部に設けられるフランジ部８３を含む。フランジ部８３が吸着板２２にボルトなどで固定される。

フランジ部８３の前端面と吸着板２２の前端面とが面一になるように、フランジ部８３が吸着板２２の段付き孔２４に収容されてよい。段付き孔２４は、吸着板２２の前端面から後端面にかけて、フランジ部８３を収容するフランジ収容孔部２５、調整ナット７１の大径部７２を収容する大径孔部２６、調整ナット７１の小径部７３を挿通させる小径孔部２７を含む。フランジ収容孔部２５は大径孔部２６よりも大径であり、フランジ収容孔部２５と大径孔部２６との段差面２４Ｄ２にフランジ部８３が固定される。

吸着板２２における大径孔部２６と小径孔部２７との段差面２４Ｄ１と、フランジ部８３の後端面との間に調整ナット７１の大径部７２が配設され、調整ナット７１は吸着板２２に対する前後方向の相対移動を制限されている。

尚、本実施形態の前カバー８１は、吸着板２２と別に形成されるが、吸着板２２と一体に形成されてもよい。

さらに、シール機構８０は、型厚調整時に相対運動する部材間から外部に潤滑剤が漏れることを抑制する第１および第２のシール部材９１、９２を含んでよい。第１および第２のシール部材９１、９２としては、オイルシール、メカニカルシール、Ｏリング、パッキンなどが用いられる。

第１のシール部材９１は、ロッド３９の周方向に沿って環状に形成され、ロッド３９の外周と、前カバー８１の内周との隙間を塞ぎ、この隙間から外部への潤滑剤の漏れを抑制する。第１のシール部材９１は、例えばロッド３９の外周に固定され、型厚調整時に前カバー８１の内周と摺接する。前カバー８１は、第１のシール部材９１の摺接範囲を確保するため、吸着板２２から可動プラテン１２側（前方）に突出してよい。

尚、第１のシール部材９１の配置は逆でもよく、第１のシール部材９１は、前カバー８１の内周に固定され、型厚調整時にロッド３９の外周と摺接してもよい。ロッド３９における第１シール部材９１の摺接範囲が、ロッド３９の外周に形成されるねじ部４１と重ならないようにするため、前カバー８１が吸着板２２から可動プラテン１２側（前方）に突出してよい。

第２のシール部材９２は、調整ナット７１（詳細には小径部７３）の周方向に沿って環状に形成され、調整ナット７１の外周と、吸着板２２の内周との隙間を塞ぎ、この隙間から外部への潤滑剤の漏れを抑制する。第２のシール部材９２は、例えば吸着板２２の内周に固定され、型厚調整時に調整ナット７１の外周と摺接する。

尚、第２のシール部材９２の配置は逆でもよく、第２のシール部材９２は、調整ナット７１の外周に固定され、型厚調整時に吸着板２２の内周と摺接してもよい。

以上、射出成形機の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の調整ナット７１は、ロッド３９を介して連結される可動プラテン１２及び吸着板２２のうち、吸着板２２側に設けられるが、可動プラテン１２側に設けられてもよく、また、両側にそれぞれ設けられてもよい。

１０ 射出成形機
１１ 固定プラテン（第１の固定部材）
１２ 可動プラテン（第１の可動部材）
１３ リヤプラテン（第２の固定部材）
１５ 固定金型
１６ 可動金型
１９ 金型装置
２２ 吸着板（第２の可動部材）
２４ 段付き孔
２５ フランジ収容孔部
２６ 大径孔部
２７ 小径孔部
３９ ロッド
４１ ねじ部
４９ 電磁石
６０ コントローラ
７０ 型厚調整装置
７１ 調整ナット
７２ 大径部
７３ 小径部
７４ ギヤ
８０ シール機構
８１ ナット押さえ部材（前カバー）
８２ スリーブ部
８３ フランジ部
９１ シール部材
９２ シール部材
９３ 後カバー

Claims (6)

1. 固定金型が取り付けられる第１の固定部材と、
   可動金型が取り付けられる第１の可動部材と、
   該第１の可動部材と共に移動する第２の可動部材と、
   前記第１の可動部材と前記第２の可動部材とを間隔をおいて連結し、型締力を伝達するロッドと、
   該ロッドのねじ部に螺合され、前記間隔を調整する調整ナットとを備え、
   該調整ナットは、大径部と、該大径部よりも外径が小さい小径部とを有し、
   前記大径部は、前記第２の可動部材の内部に配設され、型締力を伝達する、射出成形機。
2. 前記第２の可動部材は段付き孔を有し、
   該段付き孔は、前記大径部を収容する大径孔部と、前記小径部を挿通させる小径孔部とを有し、
   前記大径孔部と前記小径孔部との段差面と、前記調整ナットにおける前記大径部と前記小径部との段差面とが、型締め時に互いに押圧する、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記第２の可動部材に固定され、前記第２の可動部材に対する前記調整ナットの離間を制限するように前記調整ナットを押さえるナット押さえ部材を備える、請求項１又は２に記載の射出成形機。
4. 前記ナット押さえ部材と前記ロッドとの間から前記調整ナットの潤滑剤が漏れることを抑制するシール部材を備える、請求項３に記載の射出成形機。
5. 前記第２の可動部材と前記調整ナットとの間から前記調整ナットの潤滑剤が外部に漏れることを抑制するシール部材を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記調整ナットに対して固定され、前記ロッドの端部から前記調整ナットの潤滑剤が外部に漏れることを抑制するカバーを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機。

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