JP6320454B2

JP6320454B2 - 直圧式竪型射出成形機

Info

Publication number: JP6320454B2
Application number: JP2016097654A
Authority: JP
Inventors: 清貴中山; 惟由山本
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2036-05-16
Also published as: JP2017205880A

Description

本発明は、型締機構が油圧等で駆動されるシリンダからなる、いわゆる直圧式型締機構を備えた竪型射出成形機に関するものである。

竪型射出成形機は、従来周知であり、一対の金型を上下方向に型開閉する型締装置、型締めされた金型に溶融樹脂を射出する射出装置とから概略構成されている。竪型射出成形機は金型が上下に開くので、金型にインサート品を挿入しても落下しない。従っていわゆるインサート成形に適している。また竪型射出成形機は設置面積が小さいので限られた工場のスペースにも容易に設置できる利点がある。

特開２００４−３０６４１５号公報

竪型射出成形機には型締装置によって色々なタイプがあり、型締機構がトグル式からなるトグル式型締装置のものも周知であるし、特許文献１に記載のようないわゆる直圧式型締装置のものも周知である。直圧式型締装置は、型締機構が油圧等で駆動される型締シリンダからなり、型締シリンダに圧油あるいは非圧縮性流体を供給して型盤を駆動し、型締力を発生させるようになっている。型締シリンダによって型締力を発生させる型締装置には、型盤が２個からなるいわゆる２プラテン式の型締装置もあるし、次に説明する型盤が３個からなる型締装置もある。

図３の（ア）、（イ）には、型盤が３個からなる直圧式型締装置５１を備えた竪型射出成形機５０の一般的な構成が示されている。直圧式型締装置５１は、設置床部に対して固定的に設けられている固定盤５３と、この固定盤５３に対して上方に設けられている上可動盤５４と、下方に設けられている下可動盤５５と、固定盤５３を貫通していると共に上下可動盤５４、５５を連結している複数本のタイバー５７、５７、…と、固定盤５３と下可動盤５５の間に設けられている型締シリンダ５９と、型開閉をするための型開閉機構６０とから構成されている。型締シリンダ５９は、シリンダ体５９ａとこのシリンダ体５９ａ内で摺動するピストン体５９ｂとからなり、これらから構成される油室５９ｃに、図示されない給排口を経由して非圧縮性流体、例えば圧油が供給されるようになっている。このような型締シリンダ５９は、シリンダ体５９ａが固定盤５３にピストン体５９ｂが下可動盤５５にそれぞれ固定されている。この竪型射出成形機５０においては、型開閉機構６０はボールネジ機構からなり、床部に設けられている駆動機構６２と、駆動機構６２によって回転するボールネジ６３と、ボールネジ６３に螺合しているボールナット６４とから構成されている。そしてボールネジ６３は、型締シリンダ５９のピストン体５９ｂに明けられている穴に進退自在に収納され、ボールナット６４は下可動盤５５に固定されている。この竪型射出成形機５０において射出装置５２が上可動盤５４に設けられ、上可動盤５４と固定盤５３とに金型６６が設けられている。

このような竪型射出成形機５０において型締めするときは、まず、給排口を開いて圧油の給排を無負荷にする。つまり型締シリンダ５９を無負荷状態にする。この状態で型開閉機構６０を駆動して下可動盤５５を下方に駆動し、それによって金型６６を型閉する。次いで給排口から圧油を供給する。そうすると油室５９ｃに圧油が供給されて型締シリンダ５９が伸張し、図３の（ア）に示されているように型締めされる。一方、型開するときには、給排口を開いて型締シリンダ５９を無負荷状態にし、型開閉機構６０を駆動して下可動盤５５を上方に駆動する。そうすると図３の（イ）に示されているように型開される。

図３の示されているような、３個の型盤からなる従来の直圧式型締装置５１であっても、型開閉機構６０によって速やかに型開閉でき、そして型締シリンダ５９によって必要な型締力を発生させることができるので、型締装置としては優れているといえる。しかしながら竪型射出成形機５０においては、直圧式型締装置５１に関して解決すべき問題も見受けられる。具体的には、型開閉のストロークを十分に大きくできないという問題がある。これを説明する。竪型射出成形機５０は前記したようにインサート成形に適しており、従来は比較的小型成形品を得る比較的小型の成形機が多かったが、近年大型の成形品も得られる大型の竪型射出成形機５０に対する要求も大きくなってきている。そこで竪型射出成形機５０、直圧式型締装置５１を大型化したいが、金型６６をメンテナンスする作業員の安全と操作性を考慮すると、固定盤５３についてはその高さには適切な範囲がある。つまり固定盤５３の高さを適正な範囲に維持して直圧式型締装置５１を大型化する必要がある。ところで直圧式型締装置５１を大型化するときには、型開閉のストロークも大きくしたい。大型の成形品を取り出すには十分に型開する必要があるからである。そこで型開閉のストロークを大きくするために、ストロークの大きい型締シリンダ５９を採用することが考えられる。ところで型締シリンダ５９は、図３の（ア）に示されている型締時から明らかなように、最大の伸張時にはその高さはシリンダ体５９ａの高さとピストン体５９ｂの高さの合計に近くなる。シリンダ体５９ａの高さとピストン体５９ｂの高さはほぼ等しいので、型締シリンダ５９の伸張時の高さはシリンダ体５９ａの高さの略２倍に近いとも言える。このような伸張時の高さは固定盤５３の高さを超えることができないので、シリンダ体５９ａの高さは固定盤５３の高さの１／２よりかなり低くせざるを得ない。つまり型締シリンダ５９の高さには制約がある。型締シリンダ５９のストロークは、図３の（ア）に示されている型締時と図３の（イ）に示されている型開時とから明らかなように、最大でもシリンダ体５９ａの高さを超えることはできない。そうすると、得られる型開閉のストロークは、必然的に固定盤５３の高さの１／２よりかなり短くなってしまう。つまり直圧式型締装置５１を備えた竪型射出成形機１は、大型化することが難しく大型化する場合には十分に型開閉のストロークを採ることができない、あるいは型開閉のストロークを大きくする場合には固定盤５３の高さが高くなってメンテナンスが困難になるという問題がある。

本発明は、上記したような問題点を解決した、竪型射出成形機を提供することを目的としており、具体的には、竪型射出成形機を大型化しても、固定盤の高さを適正な範囲に維持しながら、十分な型開閉ストロークを確保できる直圧式型締装置を備えた竪型射出成形機を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、型締機構が非圧縮性流体を供給して型締力を発生させる型締シリンダからなる直圧式型締装置を備えた竪型射出成形機を対象とする。そして型締シリンダは、１個のピストン体と２個以上のシリンダ体とから多段式に構成する。つまりピストン体は１個のシリンダ体に対して進退自在に嵌合されるようにし、この１個のシリンダ体は他の１個のシリンダ体に進退自在に嵌合するようにする。シリンダ体が３個以上のときには以下同様に構成する。なお、直圧式型締装置は、下側金型が取り付けられる固定盤と、該固定盤の上方に配置されて上側金型が取り付けられる上可動盤と、固定盤の下方に配置されている下可動盤と、固定盤を挿通し上可動盤と下可動盤とを連結している複数本のタイバーとからなるが、多段式の型締シリンダは固定盤と下可動盤の間に設ける。

かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、型締機構が非圧縮性流体を供給して型締力を発生させる型締シリンダからなる直圧式型締装置を備えた竪型射出成形機であって、前記直圧式型締装置は、下側金型が取り付けられる固定盤と、該固定盤の上方に配置されて上側金型が取り付けられる上可動盤と、前記固定盤の下方に配置されている下可動盤と、前記固定盤を挿通し前記上可動盤と前記下可動盤とを連結している複数本のタイバーとからなり、前記固定盤と前記下可動盤の間に前記型締シリンダと型開閉機構とが設けられ、前記型締シリンダは、１個のピストン体と２個以上のシリンダ体とから構成され、前記ピストン体は１個のシリンダ体に対して進退自在に嵌合され、前記１個のシリンダ体は他の１個のシリンダ体に進退自在に嵌合されるようにして多段式に形成され、前記型締シリンダへの給排口を開いて圧油の流入・流出を無負荷にした状態で前記型開閉機構を駆動すると型開閉が、そして前記給排口から圧油を供給すると型締めがそれぞれ実施できるようになっていることを特徴とする竪型射出成形機として構成される。

以上のように、本発明は、型締機構が非圧縮性流体を供給して型締力を発生させる型締シリンダからなる直圧式型締装置を備えた竪型射出成形機を対象としている。この直圧式型締装置は、下側金型が取り付けられる固定盤と、該固定盤の上方に配置されて上側金型が取り付けられる上可動盤と、固定盤の下方に配置されている下可動盤と、固定盤を挿通し上可動盤と下可動盤とを連結している複数本のタイバーとからなり、型締シリンダは固定盤と下可動盤の間に設けられている。そして型締シリンダは、１個のピストン体と２個以上のシリンダ体とから構成され、ピストン体は１個のシリンダ体に対して進退自在に嵌合され、１個のシリンダ体は他の１個のシリンダ体に進退自在に嵌合されるようにして多段式に形成されている。型締シリンダがこのように多段式に構成されているので、型締シリンダを小型にすることができ、そしてストロークはシリンダ体の高さより大きくとることができる。つまり小型でありながらストロークの大きい型締機構を備えた竪型射出成形機を提供することができる。このように小型であってもストロークを大きく採れる多段式の型締シリンダが固定盤と下可動盤の間に設けられるので、大型の竪型射出成形機であっても、固定盤の高さを低く抑制しながら、十分に開閉ストロークを大きく確保することができる。つまり作業員の安全性やメンテナンス性を損なうことなく大型の竪型射出成形機を提供できるという本発明に特有の効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る竪型射出成形機を一部断面で示す図で、その（ア）は型締状態を、その（イ）は型開状態をそれぞれ示す、竪型射出成形機の正面図である。本発明の他の実施を示す図で、その（ア）は他の形態に係る竪型射出成形機を、その（イ）は他の実施の形態に係る型締シリンダを、それぞれ一部を断面で示す正面図である。従来の直圧式型締装置を備えた竪型射出成形機を示す図で、その（ア）は型締状態を、その（イ）は型開状態をそれぞれ示す、竪型射出成形機の正面図である。

以下、本実施の形態について説明する。本実施の形態に係る竪型射出成形機１は、図１の（ア）（イ）に示されているように、本発明に特有の構造を備えた直圧式型締装置２と、直圧式型締装置２の上部に設けられている射出装置３とから構成されている。直圧式型締装置２は、支柱４、４に支持されている固定盤５と、この固定盤５の上方に配置されている上可動盤６と、固定盤５の下方に配置されている下可動盤７と、固定盤５を摺動自在に貫通し上可動盤６と下可動盤７とを連結している複数本のタイバー９、９、…と、後で詳しく説明する型締機構１０と、型開閉機構１１とから概略構成されている。固定盤５の上面には下側金型１２が、上可動盤６の下面には上側金型１３が設けられ、型締機構１０を駆動するとこれらの金型１２、１３が型締めされるようになっている。上可動盤６には中央部にくり抜きが明けられ、上部から射出装置３が挿入されて、上側金型１３の図示されないスプルに射出装置３の射出ノズルが当接している。

本実施の形態に係る直圧式型締装置２も、型締機構１０が圧油等の非圧縮性流体により型締力を発生させる型締シリンダ１５から構成され、型締シリンダ１５が固定盤５と下可動盤６の間に設けられているが、この型締シリンダ１５は、その構造に特徴がある。本実施の形態において型締シリンダ１５は、第１のシリンダ体１７と、この第１のシリンダ体１７より小径でその外周面が第１のシリンダ体１７のボアに滑らかに嵌合している第２のシリンダ体１８と、第２のシリンダ体１８のボアに滑らかに嵌合しているピストン体２０とから構成され、３段式に伸縮するようになっている点に特徴がある。第１のシリンダ体１７の端部は固定盤５に固定され、ピストン体２０の端部は下可動盤７に固定されている。第１、２のシリンダ体１７、１８と、ピストン体２０とから油室２２が構成され、図に示されていない給排口から非圧縮性流体、すなわち本実施の形態においては圧油が給排されるようになっている。

本実施の形態において、型開閉機構１１は２組のボールネジ機構２４、２４から構成されている。ボールネジ機構２４、２４は、床部に一方の端部が回転自在に固定され、下可動盤７を貫通しているボールネジ２５、２５と、ボールネジ２５、２５に螺合し下可動盤７に設けられているボールナット２７、２７と、２本のボールネジ２５、２５を同期して回転駆動する駆動機構２９とから構成されている。この実施の形態においては、２組のボールネジ機構２４、２４は、ボールネジ２５、２５が型締シリンダ１５と干渉しないように、型締シリンダ１５を中心にして所定の間隔を開けた対称の位置に設けられている。

本実施の形態に係る竪型射出成形機１は、次のようにして型締めする。すなわち型締シリンダ１５の給排口を開いて圧油の油室２２への流入・流出を無負荷にした状態で型開閉機構１１を駆動する。そうすると上下可動盤６、７が下方に駆動されて金型１２、１３が型閉じされる。次いで圧油を給排口から油室２２に供給する。そうすると図１の（ア）に示されているように、型締シリンダ１５により型締力が発生する。型締めを完了する。型開するときには次のようにする。すなわち型締シリンダ１５の給排口を開いて圧油の油室２２への流入・流出を無負荷にした状態で型開閉機構１１を駆動する。そうすると図１の（イ）に示されているように型開きされる。本実施の形態に係る竪型射出成形機１においては直圧式型締装置２の型締シリンダ１５は、型締状態においては第１のシリンダ体１７の高さの略３倍に伸張される一方で、型開状態においては第１のシリンダ体１７の高さに縮まる。このことから、型開閉のストロークは第１のシリンダ体１７の高さの略２倍になることが分かる。型締シリンダ１５は比較的小型であっても十分な型開閉のストロークが得られる。

本実施の形態に係る竪型射出成形機１は色々な変形が可能である。例えば、型開閉機構１１の変形が可能であり、そのような例として図２の（ア）には型開閉機構１１’が１組のボールネジ機構２４’からなる竪型射出成形機１’が示されている。この実施の形態においてはボールネジ機構２４’は型締シリンダ１５’と同軸に設けられており、ボールネジ２５はピストン体２０’に明けられた縦穴３１に入れられている。型締シリンダ１５についても変形が可能である。本実施の形態に係る型締シリンダ１５は、第１、２のシリンダ体１７、１８とピストン体２０とから３段式に構成されているように説明したが、図２の（イ）に示されているように、型締シリンダ１５’’を第１〜３のシリンダ体１７’、１８’、１９’と、ピストン体２０とから４段式に構成するようにしてもよい。４段以上の多段式に構成されていると、型締シリンダ１５’’は小型であっても十分な型開閉ストロークが得られることになる。

１竪型射出成形機２直圧式型締装置
３射出装置４支柱
５固定盤６上可動盤
７下可動盤９タイバー
１０型締機構１１型開閉機構
１２下側金型１３上側金型
１５型締シリンダ１７第１のシリンダ体
１８第２のシリンダ体２０ピストン体
２２油室２４ボールネジ機構
２５ボールネジ２７ボールナット

Claims

型締機構が非圧縮性流体を供給して型締力を発生させる型締シリンダからなる直圧式型締装置を備えた竪型射出成形機であって、
前記直圧式型締装置は、下側金型が取り付けられる固定盤と、該固定盤の上方に配置されて上側金型が取り付けられる上可動盤と、前記固定盤の下方に配置されている下可動盤と、前記固定盤を挿通し前記上可動盤と前記下可動盤とを連結している複数本のタイバーとからなり、前記固定盤と前記下可動盤の間に前記型締シリンダと型開閉機構とが設けられ、
前記型締シリンダは、１個のピストン体と２個以上のシリンダ体とから構成され、前記ピストン体は１個のシリンダ体に対して進退自在に嵌合され、前記１個のシリンダ体は他の１個のシリンダ体に進退自在に嵌合されるようにして多段式に形成され、
前記型締シリンダへの給排口を開いて圧油の流入・流出を無負荷にした状態で前記型開閉機構を駆動すると型開閉が、そして前記給排口から圧油を供給すると型締めがそれぞれ実施できるようになっていることを特徴とする竪型射出成形機。