JP6084554B2 - 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、金型装置の型閉、型締、型開を行う。金型装置は例えば固定金型および可動金型で構成される。型締状態の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、キャビティ空間に成形材料が充填される。キャビティ空間に充填された成形材料は、固化され、型開後に成形品として突き出される。

電磁石による吸着力で型締力を発生させる射出成形機が知られている（例えば特許文献１参照）。電磁石が形成される電磁石ブロックは、鉄損を低減するため、複数の電磁鋼板を積層してなる積層鋼板を有してよい。隣り合う電磁鋼板同士が絶縁されてよい。

国際公開第２００５／０９００５２号

積層鋼板を含む電磁石ブロックの強度が十分でなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、積層鋼板を含む電磁石ブロックの強度を向上できる、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れば、
電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生部を備え、
該型締力発生部は、前記電磁石が形成される電磁石ブロックを有し、
該電磁石ブロックは、積層される複数の電磁鋼板と、該複数の電磁鋼板を積層方向に挟む複数の端板と、前記複数の端板を連結する梁とを有し、
少なくとも１つの前記端板の吸着面に、前記電磁石のコイルの一部を収容する凹部が形成され、
少なくとも１つの前記端板と前記梁との間に、該端板および前記梁よりも高い電気抵抗率の中間部が配設される、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、積層鋼板を含む電磁石ブロックの強度を向上できる、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完了時の状態を示す図である。 図１のリヤプラテンを後方から見た図である。 図１のリヤプラテンを前方から見た図である。 図３の積層鋼板の作製に用いられる電磁鋼板を示す図である。 図１の吸着板を後方から見た図である。

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が、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、型閉を行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開を行う際の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機の型閉完了時の状態を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。

射出成形機１０は、金型装置３０の型閉、型締、型開を行うものである。金型装置３０は、例えば固定金型３２および可動金型３３で構成される。射出成形機１０は、フレーム１１、固定プラテン１２、可動プラテン１３、リヤプラテン１５、吸着板１８、連結ロッド１９、型開閉駆動部としてのリニアモータ２１を有する。

固定プラテン１２は、フレーム１１上に進退自在に載置される。固定プラテン１２の金型取付面に固定金型３２が取り付けられる。尚、固定プラテン１２は、フレーム１１上に敷設されるガイドに沿って移動自在なガイドブロックに固定されてもよい。固定プラテン１２のガイドは、可動プラテン１３のガイドと共通のものでよい。

可動プラテン１３は、フレーム１１上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在なガイドブロック１４に固定される。これにより、可動プラテン１３は、フレーム１１に対して進退自在とされる。可動プラテン１３の金型取付面に可動金型３３が取り付けられる。

リヤプラテン１５は、複数本（例えば４本）のタイバー１６を介して固定プラテン１２と連結される。リヤプラテン１５は、可動プラテン１３と吸着板１８との間に配設され、フレーム１１に固定される。リヤプラテン１５の中央部には貫通孔が形成され、該貫通孔に連結ロッド１９が挿通される。連結ロッド１９は、可動プラテン１３と吸着板１８とを連結する。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレーム１１に対して進退自在とされ、リヤプラテン１５がフレーム１１に対して固定されるが、リヤプラテン１５がフレーム１１に対して進退自在とされ、固定プラテン１２がフレーム１１に対して固定されてもよい。

吸着板１８は、連結ロッド１９を介して可動プラテン１３と連結され、可動プラテン１３と共に移動する。吸着板１８は、フレーム１１上に敷設されるガイド１７に沿って移動自在なスライドベース２０に固定される。これにより、吸着板１８は、リヤプラテン１５よりも後方において移動自在とされる。

リニアモータ２１は、連結ロッド１９を介して連結される可動プラテン１３および吸着板１８をフレーム１１に対して移動させる。リニアモータ２１は例えば吸着板１８とフレーム１１との間に配設され、リニアモータ２１による推進力は吸着板１８を介して可動プラテン１３に伝達される。

尚、リニアモータ２１は可動プラテン１３とフレーム１１との間に配設されてもよく、リニアモータ２１による推進力は可動プラテン１３を介して吸着板１８に伝達されてもよい。

リニアモータ２１は、固定子２２および可動子２３を含む。固定子２２はフレーム１１に形成され、可動子２３はスライドベース２０に形成される。可動子２３のコイルに所定の電流が供給されると、コイルを流れる電流によって形成される磁場と、固定子２２の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２３が進退させられる。その結果、フレーム１１に対して吸着板１８および可動プラテン１３が進退させられ、型閉、および型開が行われる。尚、コイルと永久磁石の配置は逆でもよく、また、永久磁石の代わりに別のコイルが用いられてもよい。

尚、型開閉駆動部として、リニアモータ２１の代わりに、例えば、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ねじを含む駆動ユニット、または油圧シリンダなどの流体圧シリンダが用いられてもよい。

型締力発生部２４は、リヤプラテン１５および吸着板１８で構成され、電磁石２５による吸着力で型締力を発生させる。リヤプラテン１５の吸着面（後端面）の所定部分、例えば連結ロッド１９の周りには電磁石２５のコイル２７を収容する溝２８が形成され、溝２８の内側に電磁石２５のコア２９が形成される。吸着部２６は、吸着板１８の吸着面（前端面）の所定部分、例えば連結ロッド１９を包囲し、且つ電磁石２５と対向する部分に形成される。電磁石２５のコイル２７に電流を供給すると、電磁石２５と吸着部２６との間に吸着力が生じ、型締力が生じる。

尚、本実施形態の電磁石２５はリヤプラテン１５の一部として形成されるが、リヤプラテン１５とは別に形成されてもよい。また、本実施形態の吸着部２６は吸着板１８の一部として形成されるが、吸着板１８とは別に形成されてもよい。また、電磁石２５と吸着部２６の配置は逆であってもよい。つまり、吸着板１８側に電磁石２５が形成され、リヤプラテン１５側に吸着部２６が形成されてもよい。また、リヤプラテン１５側と吸着板１８側の両側に電磁石が形成されてもよい。また、リヤプラテン１５側と吸着板１８側の少なくとも片側に複数の電磁石が形成されてもよい。型締力発生部を構成する複数の電磁石は、個別に制御可能であってよい。

次に、図１〜図２を再度参照して、上記構成の射出成形機１０の動作について説明する。
型開工程では、リニアモータ２１を駆動して、可動プラテン１３を前進させる。図１に示すように可動金型３３と固定金型３２とが接触することで、型閉が完了する。型閉完了の時点で、リヤプラテン１５と吸着板１８との間、即ち電磁石２５と吸着部２６との間には、所定のギャップδが形成される。尚、型閉に必要とされる力は、型締力に比べて十分に小さい。

型締工程では、電磁石２５を駆動して、電磁石２５と吸着部２６との間に吸着力を発生させる。この吸着力によって、可動プラテン１３と固定プラテン１２との間に型締力が生じる。型締状態の固定金型３２と可動金型３３との間にキャビティ空間が形成され、キャビティ空間に成形材料（例えば溶融樹脂）が充填される。キャビティ空間に充填された成形材料は、固化され、成形品となる。

型開工程では、リニアモータ２１を駆動して、可動プラテン１３を後退させる。型開完了後、金型装置３０から成形品が突き出される。

次に、図３〜図４を参照して、リヤプラテン１５について説明する。リヤプラテン１５が特許請求の範囲に記載の電磁石ブロックに相当する。図３は、図１のリヤプラテンを後方から見た図である。図４は、図１のリヤプラテンを前方から見た図である。図５は、図３の積層鋼板の作製に用いられる電磁鋼板を示す図であり、図５（ａ）は第１ブロックの作製に用いられる電磁鋼板を示し、図５（ｂ）は第２ブロックの作製に用いられる電磁鋼板を示す。

リヤプラテン１５は、図３〜図４に示すように、複数の電磁鋼板５１、複数（例えば２枚）の端板５４、および複数（例えば２本）の鍵梁５７を有する。電磁鋼板５１は磁性材料で形成される。端板５４および鍵梁５７は、電磁鋼板５１よりも安価な材料で形成されてよい。

尚、電磁鋼板５１の枚数、端板５４の枚数、および鍵梁５７の本数は特に限定されない。鍵梁５７の本数は１本でもよい。

複数の電磁鋼板５１は、積層され、積層鋼板５９を構成する。積層鋼板５９は中央部に貫通孔を有してよく、該貫通孔には連結ロッド１９が挿通される。隣り合う電磁鋼板５１同士は絶縁される。

積層鋼板５９の吸着面（後端面）には、図３に示すように電磁石２５のコイル２７の一部を収容する凹条部５２が形成される。凹条部５２は、電磁鋼板５１の積層方向に対して平行とされてよい。同一形状の凹部を有する電磁鋼板５１を積層することで凹条部５２が形成できるため、積層鋼板５９の作製に用いられる電磁鋼板５１の種類が低減できる。

積層鋼板５９の作製には、例えば図５に示す２種類の電磁鋼板５１−１、５１−２が用いられる。積層鋼板５９は、電磁鋼板５１−１を積層してなる第１ブロック５９−１を２つ有し、電磁鋼板５１−２を積層してなる第２ブロック５９−２を２つ有する。２つの第１ブロック５９−１は２つの第２ブロック５９−２を挟み、２つの第１ブロック５９−１および２つの第２ブロック５９−２によって連結ロッド１９用の貫通孔が囲まれる。尚、積層鋼板５９の作製に用いられる電磁鋼板５１の種類の数は特に限定されない。

積層鋼板５９の吸着面とは反対側の面（前端面）には、電磁鋼板５１の積層方向と平行な鍵溝５３が形成される。鍵溝５３に沿って鍵梁５７をスライドさせることにより鍵溝５３に鍵梁５７が嵌め込まれると、鍵梁５７に対する各電磁鋼板５１の進退が制限できる。

鍵溝５３の断面形状、および鍵梁５７の断面形状は、鍵梁５７に対する各電磁鋼板５１の進退を制限できる限り特に限定されないが、例えば図１および図２に示すようにＴ字状であってよい。

２枚の端板５４は、図３に示すように電磁鋼板５１の積層方向に間隔をおいて配設され、複数の電磁鋼板５１を間に挟む。各端板５４は、リヤプラテン１５の強度向上のため、電磁鋼板５１よりも厚くてよい。

各端板５４の吸着面（後端面）には、図３に示すように電磁石２５のコイル２７の一部を収容する凹部５５が形成される。２つの凹部５５、および２つの凹条部５２によって四角環状の溝２８が構成される。

リヤプラテン１５の大きさ、およびコイル２７の大きさが同じ場合、仮にコイル２７の溝２８を積層鋼板５９のみに形成しようとすると、積層鋼板５９の大きさが大きく、端板５４の厚さが薄い。

本実施形態によれば、コイル２７の溝２８の一部が端板５４に形成されるため、端板５４が厚く、リヤプラテン１５の強度が向上できる。また、積層鋼板５９と端板５４の両方に溝２８の一部が形成されるため、溝２８に樹脂を流し込み固化させることにより積層鋼板５９と端板５４とが連結できる。溝２８に充填された樹脂は、コイル２７を保護する。

尚、本実施形態では、各端板５４の吸着面に凹部が形成されるが、少なくとも１つの端板５４の吸着面に凹部が形成されていればよい。リヤプラテン１５の強度が向上でき、また、溝２８に樹脂を流し込み固化させることにより積層鋼板５９と端板５４とが連結できる。

各凹部５５は、電磁石２５のコイル２７のうちの少なくとも屈曲部２７ａの一部を収容する。各凹部５５のコイル２７よりも内側の側面は、屈曲部２７ａの内周面に沿って湾曲する湾曲部５５ａを有してよい。

湾曲部５５ａの代わりに直角に曲がる角部が存在する場合、角部とコイルとの接触を避けるため、凹部５５の溝幅が広く、凹部５５の側面とコイル２７の内周面との間隔が広い。

本実施形態によれば、湾曲部５５ａが存在するため、凹部５５の側面とコイル２７の内周面との間隔Ｄ（図３参照）が狭い。コイル２７の大きさが同じ場合、間隔Ｄが狭い方が、コア２９の大きさが大きく、高い型締力が得られる。

また、湾曲部５５ａ付きの凹部５５が端板５４に形成されるため、湾曲部５５ａ付きの凹部が積層鋼板５９に形成される場合よりも、積層鋼板５９の作製に用いられる電磁鋼板５１の種類が低減できる。

尚、凹部５５は、少なくとも屈曲部２７ａの一部を収容する場合、コイル２７よりも内側の側面に湾曲部５５ａを有しなくてもよい。例えば、凹部５５が、コイル２７よりも外側の側面に湾曲部を有してもよい。凹部５５が少なくとも屈曲部２７ａの一部を収容する場合、屈曲部２７ａの形状に対応する形状の溝が形成できる。溝幅が狭く、吸着面積が大きく、高い型締力が得られる。また、溝幅が狭く、溝に流し込む樹脂量が低減できる。

２本の鍵梁５７は、間隔をおいて配設される２枚の端板５４を連結する。２本の鍵梁５７と２枚の端板５４とで枠が形成され、リヤプラテン１５の強度が向上する。

鍵梁５７と各端板５４との間には、鍵梁５７および端板５４よりも高い電気抵抗率の中間部５８が配設される。中間部５８は、樹脂や紙、空気などの絶縁材で形成されてよい。絶縁材として空気が用いられる場合、中間部５８は空間であってよい。渦電流損が低減でき、また、電磁石２５の応答性が向上できる。

尚、本実施形態の中間部５８は、絶縁材で形成されるが、鍵梁５７および端板５４よりも高い電気抵抗率の材料で形成されればよく、金属などの導電材で形成されてもよい。渦電流損が低減でき、また、電磁石の応答性が向上できる。

尚、本実施形態では、各端板５４と鍵梁５７との間に中間部５８が配設されるが、少なくとも１つの端板５４と鍵梁５７との間に中間部５８が配設されればよい。

同様に、各端板５４と積層鋼板５９との間には、端板５４および電磁鋼板５１よりも高い電気抵抗率の中間部が配設されてよい。また、各鍵梁５７と積層鋼板５９との間には、鍵梁５７および電磁鋼板５１よりも高い電気抵抗率の中間部が配設されてよい。

次に、図６を参照して、吸着板１８について説明する。図６は、図１の吸着板を後方から見た図である。図６において、電磁石２５のコイル２７の位置を破線で示す。

吸着板１８は、図６に示すように、複数の電磁鋼板６１、複数（例えば２枚）の端板６４、および複数（例えば２本）の鍵梁６７を有する。電磁鋼板６１は磁性材料で形成される。端板６４および鍵梁６７は、電磁鋼板６１よりも安価な材料で形成されてよい。

尚、電磁鋼板６１の枚数、端板６４の枚数、および鍵梁６７の本数は特に限定されない。鍵梁６７の本数は１本でもよい。

複数の電磁鋼板６１は、積層され、積層鋼板６９を構成する。積層鋼板６９は中央部に貫通孔を有してよく、該貫通孔には連結ロッド１９が挿通される。隣り合う電磁鋼板６１同士は絶縁される。

積層鋼板６９の作製には、図３に示す積層鋼板５９と同様に、２種類の電磁鋼板が用いられる。尚、電磁鋼板の種類の数は２つに限定されない。

図６に示すように、型開閉方向視において、吸着板１８の積層鋼板６９と電磁石２５のコイル２７とが重なってよい。積層鋼板６９を構成する電磁鋼板６１は強度向上用の端板６４よりも磁化しやすいため、高い吸着力が得られる。

積層鋼板６９の吸着面とは反対側の面（後端面）には、電磁鋼板６１の積層方向と平行な鍵溝６３が形成される。鍵溝６３に沿って鍵梁６７をスライドさせることにより鍵溝６３に鍵梁６７が嵌め込まれると、鍵梁６７に対する各電磁鋼板６１の進退が制限できる。

鍵溝６３の断面形状、および鍵梁６７の断面形状は、鍵梁６７に対する各電磁鋼板６１の進退を制限できる限り特に限定されないが、例えば図１および図２に示すようにＴ字状であってよい。

２枚の端板６４は、図３に示すように電磁鋼板６１の積層方向に間隔をおいて配設され、複数の電磁鋼板６１を間に挟む。各端板６４は、吸着板１８の強度向上のため、電磁鋼板６１よりも厚くてよい。型開閉方向視において吸着板１８の積層鋼板６９と電磁石２５のコイル２７とが重なるように、吸着板１８の端板６４はリヤプラテン１５の端板５４よりも薄くてよい。

２本の鍵梁６７は、間隔をおいて配設される２枚の端板６４を連結する。２本の鍵梁６７と２枚の端板６４とで枠が形成され、吸着板１８の強度が向上する。

鍵梁６７と各端板６４との間には、鍵梁６７および端板６４よりも高い電気抵抗率の中間部６８が配設される。中間部６８は、樹脂や紙、空気などの絶縁材で形成されてよい。絶縁材として空気が用いられる場合、中間部６８は空間であってよい。渦電流損が低減でき、また、電磁石２５の応答性が向上できる。

尚、本実施形態の中間部６８は、絶縁材で形成されるが、鍵梁６７および端板６４よりも高い電気抵抗率の材料で形成されればよく、金属などの導電材で形成されてもよい。渦電流損が低減でき、また、電磁石の応答性が向上できる。

尚、本実施形態では、各端板６４と鍵梁６７との間に中間部６８が配設されるが、少なくとも１つの端板６４と鍵梁６７との間に中間部６８が配設されればよい。

同様に、各端板６４と積層鋼板６９との間には、端板６４および電磁鋼板６１よりも高い電気抵抗率の中間部が配設されてよい。また、各鍵梁６７と積層鋼板６９との間には、鍵梁６７および電磁鋼板６１よりも高い電気抵抗率の中間部が配設されてよい。

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限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の射出成形機は、型開閉方向が水平方向の横型であるが、型開閉方向が上下方向の竪型であってもよい。

また、上記実施形態のリヤプラテンおよび吸着板は、積層鋼板の鍵溝に嵌め込まれる鍵梁を有するが、積層鋼板の外に配設される横梁を有してもよい。

１０ 射出成形機
１１ フレーム
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１５ リヤプラテン
１８ 吸着板
１９ 連結ロッド
２１ リニアモータ（型開閉駆動部）
２４ 型締力発生部
２５ 電磁石
２６ 吸着部
２７ コイル
２７ａ 屈曲部
２８ 溝
２９ コア
５１ 電磁鋼板
５２ 凹条部
５３ 鍵溝
５４ 端板
５５ 凹部
５５ａ 湾曲部
５７ 鍵梁
５８ 中間部
５９ 積層鋼板

Claims (2)

1. 電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生部を備え、
   該型締力発生部は、前記電磁石が形成される電磁石ブロックを有し、
   該電磁石ブロックは、積層される複数の電磁鋼板と、該複数の電磁鋼板を積層方向に挟む複数の端板と、前記複数の端板を連結する梁とを有し、
   少なくとも１つの前記端板の吸着面に、前記電磁石のコイルの一部を収容する凹部が形成され、
   少なくとも１つの前記端板と前記梁との間に、該端板および前記梁よりも高い電気抵抗率の中間部が配設される、射出成形機。
2. 前記凹部は、前記電磁石のコイルのうちの少なくとも屈曲部の一部を収容する、請求項１に記載の射出成形機。

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