JP6348023B2 - 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、型開を行う型締装置などを有する（例えば、特許文献１参照）。型締装置は、固定プラテン、可動プラテン、リヤプラテン、トグル機構、および型締モータなどを有する。固定プラテンには固定金型が取り付けられ、可動プラテンには可動金型が取り付けられる。固定金型と可動金型とで金型装置が構成される。リヤプラテンは、複数本のタイバーを介して固定プラテンと連結される。固定プラテンとリヤプラテンとの間に可動プラテンが配設され、可動プラテンとリヤプラテンとの間にトグル機構が配設される。型締モータは、トグル機構を介して可動プラテンを移動させる。これにより、金型装置の型閉、型締、型開が行われる。

特開２００４−２４９６３７号公報

従来、トグル機構の潤滑剤（例えばグリース）が、固定プラテンとリヤプラテンとの間において飛散し、それらの間を汚していた。そのため、金型装置が汚れることがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、固定プラテンとリヤプラテンとの間においてトグル機構から飛散する潤滑剤の量を低減できる、射出成形機の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
可動金型が取り付けられる可動プラテンと、
前記可動プラテンを基準として前記固定プラテンとは反対側に配設されるリヤプラテンと、
前記リヤプラテンによって支持されると共に、前記可動プラテンを移動させて型閉、型締、型開を行うトグル機構と、
前記トグル機構を作動させる型締モータとを備え、
前記トグル機構は、前記リヤプラテンから、前記可動プラテンとは反対側に配設される、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、固定プラテンとリヤプラテンとの間においてトグル機構から飛散する潤滑剤の量を低減できる、射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による型開完了時の射出成形機を側方から見た図である。 本発明の一実施形態による型閉完了時の射出成形機を側方から見た図である。 本発明の一実施形態による型締時の射出成形機を側方から見た図である。 本発明の一実施形態による型締時の射出成形機を上方から見た図である。 本発明の一実施形態による型締時の射出成形機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。

図１は、本発明の一実施形態による型開完了時の射出成形機を側方から見た図である。図２は、本発明の一実施形態による型閉完了時の射出成形機を側方から見た図である。図３は、本発明の一実施形態による型締時の射出成形機を側方から見た図である。図４は、本発明の一実施形態による型締時の射出成形機を上方から見た図である。図５は、本発明の一実施形態による型締時の射出成形機を後方から見た図である。

図１〜図５に示すように、射出成形機は、金型装置３０の型閉、型締、型開を行う型締装置１０などを有する。金型装置３０は、固定金型３２と可動金型３３とで構成される。型締装置１０は、固定プラテン１２、可動プラテン１３、リヤプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、型締モータ４０、運動変換機構５０、およびセンターロッド６０を有する。以下、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１〜図４中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１〜図４中左方向）を後方として説明する。

固定プラテン１２は、フレームＦｒに対して固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型３２が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレームＦｒ上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対して進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型３３が取り付けられる。

固定プラテン１２に対して可動プラテン１３を進退させることにより、固定金型３２に対して可動金型３３が進退し、金型装置３０の型閉、型締、型開が行われる。

リヤプラテン１５は、可動プラテン１３を基準として固定プラテン１２とは反対側（つまり、可動プラテン１３の後方）に配設される。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、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、リヤプラテン１５は、フレームＦｒ上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。リヤプラテン１５のガイドは、可動プラテン１３のガイド１７と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレームＦｒに対して固定され、リヤプラテン１５がフレームＦｒに対して型開閉方向に移動自在とされるが、リヤプラテン１５がフレームＦｒに対して固定され、固定プラテン１２がフレームＦｒに対して型開閉方向に移動自在とされてもよい。

タイバー１６は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１６には型締力検出器が設けられる。型締力検出器は、歪みゲージ式であってよく、タイバー１６の歪みを検出することによって型締力を検出する。

尚、型締力検出器は、歪みゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取り付け位置もタイバー１６に限定されない。

タイバー１６の後部に雄ねじ１８が形成され、雄ねじ１８に雌ねじ１９が螺合される。雌ねじ１９はリヤプラテン１５に対し回転自在に取り付けられる。雌ねじ１９を回転させることにより、タイバー１６とリヤプラテン１５の相対位置が調整でき、リヤプラテン１５と固定プラテン１２との間隔が調整できる。

尚、雄ねじ１８はタイバー１６の前部に形成され、雌ねじ１９は固定プラテン１２に対し回転自在に取り付けられてもよい。雌ねじ１９を回転させることにより、タイバー１６と固定プラテン１２の相対位置が調整でき、リヤプラテン１５と固定プラテン１２との間隔が調整できる。雄ねじ１８はタイバー１６の前部および後部の両方に形成され、雌ねじ１９は固定プラテン１２およびリヤプラテン１５のそれぞれに対し回転自在に取り付けられてもよい。

トグル機構２０は、リヤプラテン１５に支持される。トグル機構２０は、詳しくは後述するが、第１リンク２２、第２リンク２４、および第１リンク２２と第２リンク２４とを屈伸自在に連結する連結具としての連結ピン２６などで構成される。トグル機構２０を作動させると、第１リンク２２と第２リンク２４とが連結ピン２６の中心線を中心に屈伸し、第１リンク２２と第２リンク２４とのなす角θ（図１参照）に応じた推進力が生じる。

図１に示す状態から型閉が行われるとき、第１リンク２２と第２リンク２４とのなす角θが徐々に小さくなる。型閉完了時に上記なす角θは所定の角度とされる。型閉完了時の上記なす角θの調整は、例えば固定プラテン１２とリヤプラテン１５との間隔の調整により行われる。

型締時に、第１リンク２２と第２リンク２４とは、図３に示すように略一直線上に重なる。第１リンク２２は自然長よりも伸び、第２リンク２４は自然長よりも縮む。そうして、型締力が生じる。

図３に示す状態から型開が行われるとき、図１に示すように第１リンク２２と第２リンク２４とのなす角θが徐々に大きくなる。

型締モータ４０は、トグル機構２０を作動させることにより、可動プラテン１３を進退させる。型締モータ４０の回転運動は、運動変換機構５０において直線運動に変換され、トグル機構２０に伝達される。トグル機構２０で生じる推進力は、センターロッド６０を介して可動プラテン１３の中央部に伝達される。型締時に、可動プラテン１３の撓みが抑制できる。

型締装置１０は、型閉工程において、型締モータ４０を駆動して可動プラテン１３を前進させる。可動金型３３と固定金型３２とが接触することにより、型閉工程が完了する。その後、型締工程では、型締モータ４０をさらに駆動して可動プラテン１３を前方に押し、型締力を発生させる。型締工程中に、不図示の射出装置が金型装置３０内に液状の成形材料（例えば樹脂）を充填する。充填された成形材料が固化した後、型開工程が行われる。型開工程では、型締装置１０が型締モータ４０を駆動して可動プラテン１３を後退させる。型開完了後、可動金型３３から成形品が突き出される。

次に、図１〜図５を再度参照して、トグル機構２０、型締モータ４０、運動変換機構５０、およびセンターロッド６０などについて詳説する。

トグル機構２０は、リヤプラテン１５に支持され、リヤプラテン１５から可動プラテン１３とは反対側（つまり、リヤプラテン１５から後方）に配設される。従来のようにトグル機構２０がリヤプラテン１５から前方に配設される場合よりも、リヤプラテン１５と固定プラテン１２との間においてトグル機構２０から飛散する潤滑剤の量が低減できる。

センターロッド６０は、トグル機構２０で生じる推進力を可動プラテン１３に伝える。センターロッド６０の一端部６１はトグル機構２０に接続され、センターロッド６０の他端部６２は可動プラテン１３に接続される。センターロッド６０はリヤプラテン１５の中央部を貫通しており、センターロッド６０の一端部６１はリヤプラテン１５から後方に突出する。

トグル機構２０は、センターロッド６０と、リヤプラテン１５とを連結する。トグル機構２０は、第１リンク２２、第１ピン２３、第２リンク２４、第２ピン２５、連結ピン２６、および揺動伝達機構２７などを有する。

第１リンク２２は、第１ピン２３を介してリヤプラテン１５に対して連結され、第１ピン２３の中心線を中心に揺動自在とされる。

第２リンク２４は、第２ピン２５を介してセンターロッド６０の一端部６１に対して連結され、第２ピン２５の中心線を中心に揺動自在とされる。第２リンク２４は、第１リンク２２よりも短い。

第１リンク２２と第２リンク２４とでリンク群２１が構成される。リンク群２１は、図１〜図３に示すように型開閉方向に対して垂直な側方視において、金型装置３０の中心線を中心に上下対称に配設され、上下両側に配設される。型締時に上下のバランスが良い。

上側の第１リンク２２と下側の第１リンク２２とは、一方が時計回りに揺動するとき、他方が反時計回りに揺動する。同様に、上側の第２リンク２４と下側の第２リンク２４とは、一方が時計回りに揺動するとき、他方が反時計回りに揺動する。

また、リンク群２１は、図５に示すように型開閉方向視において、金型装置３０の中心線を中心に左右対称に配設され、左右両側に配設される。型締時に左右のバランスが良い。

左上側の第１リンク２２と右上側の第１リンク２２とは同じ方向に揺動し、左下側の第１リンク２２と右下側の第１リンク２２とは同じ方向に揺動する。同様に、左上側の第２リンク２４と右上側の第２リンク２４とは同じ方向に揺動し、左下側の第２リンク２４と右下側の第２リンク２４とは同じ方向に揺動する。

連結ピン２６は、第１リンク２２と第２リンク２４とを屈伸自在に連結する。第１リンク２２と第２リンク２４とは、連結ピン２６の中心線を中心に屈伸自在とされる。第１リンク２２と第２リンク２４とが屈伸するとき、連結ピン２６は、第１ピン２３の中心線を中心とする円上を移動する。

ところで、左側のリンク群２１と、右側のリンク群２１とには、型締時に互いに反対向きのモーメントが生じる。

そこで、図５に示すように、左上側の連結ピン２６と右上側の連結ピン２６とが一体に形成され、左下側の連結ピン２６と右下側の連結ピン２６とが一体に形成されてよい。これにより、左側のリンク群２１と右側のリンク群２１との間においてモーメントが伝達され、モーメントが相殺できる。従って、断面積の小さい連結ピン２６が使用できる。また、連結ピン２６の数が低減できる。

揺動伝達機構２７は、上側のリンク群２１と下側のリンク群２１との間において揺動を伝達する。揺動伝達機構２７は、例えば複数の歯車２８で構成される。複数の歯車２８は、互いに噛み合い、それぞれの中心線を中心に回転する。

上側の歯車２８の回転中心は、上側の第１リンク２２の揺動中心と同一直線上に配される。上側の歯車２８は、上側の第１ピン２３を介して上側の第１リンク２２に対し固定され、上側の第１リンク２２の揺動に伴い回転する。尚、上側の歯車２８は、上側の第１ピン２３を介さずに上側の第１リンク２２に対し固定されてもよい。

同様に、下側の歯車２８の回転中心は、下側の第１リンク２２の揺動中心と同一直線上に配される。下側の歯車２８は、下側の第１ピン２３を介して下側の第１リンク２２に対し固定され、下側の第１リンク２２の揺動に伴い回転する。尚、下側の歯車２８は、下側の第１ピン２３を介さずに下側の第１リンク２２に対し固定されてもよい。

揺動伝達機構２７が上側のリンク群２１と下側のリンク群２１との間において揺動を伝達する。上側の第１リンク２２と下側の第１リンク２２とは、一方が反時計回りに揺動するとき、他方が時計回りに揺動する。上側の第１リンク２２が重力によって下がるためには、下側の第１リンク２２が重力に逆らって上がらなければならないため、重力補償ができ、重力による影響が低減できる。

尚、本実施形態では、歯車２８は、第１リンク２２に対し固定されるが、第２リンク２４に対し固定されてもよい。この場合も、上側のリンク群２１と下側のリンク群２１との間において揺動を伝達することができ、重力補償ができる。歯車２８は、第１リンク２２および第２リンク２４の両方にそれぞれ固定されてもよい。

運動変換機構５０は、型締モータ４０の回転運動を直線運動に変換して連結ピン２６に伝達する。運動変換機構５０は、図４および図５に示すように、雄ねじ部としてのボールねじ軸５１と、雌ねじ部としてのボールねじナット５２とを有する。

ボールねじ軸５１は、上下方向に平行とされる。ボールねじナット５２は、連結ピン２６に固定される。型締モータ４０がボールねじ軸５１を回転させると、ボールねじ軸５１に沿ってボールねじナット５２が移動する。これにより、連結ピン２６が第１ピン２３の中心線を中心とする円上を移動し、第１リンク２２と第２リンク２４とが連結ピン２６の中心線を中心に屈伸する。このとき、型締モータ４０は、フレームＦｒに対し進退される。

ボールねじナット５２は、図１〜図３に示すように側方視において、金型装置３０の中心線を中心に、上下対称に配設され、上下両側に配設される。

上側のボールねじナット５２に対応する上側のボールねじ軸５１と、下側のボールねじナット５２に対応する下側のボールねじ軸５１とは、中心線同士がずれていてもよいが、図４および図５に示すように中心線同士が同一直線上にあってよい。バランスが良い。

上側のボールねじ軸５１と、下側のボールねじ軸５１とは、別々に形成されてもよいが、図４および図５に示すように一体に形成されてよい。型締モータ４０の数が削減でき、また、上側のリンク群２１の揺動と下側のリンク群２１の揺動との同期が容易である。

上側のボールねじ軸５１と下側のボールねじ軸５１とが一体に形成される場合、一方のボールねじ軸５１は右ねじとされ、他方のボールねじ軸５１は左ねじとされる。型締モータ４０がボールねじ軸５１を回転させると、上側のボールねじナット５２と下側のボールねじナット５２とがボールねじ軸５１に沿って互いに反対方向に移動する。

尚、本実施形態の運動変換機構５０は、ボールねじであるが、ローラねじでもよい。ローラねじは、遊星ローラねじ、循環ローラねじのいずれでもよい。

以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

上記実施形態では、センターロッド６０が特許請求の範囲に記載の推進力伝達部材に対応する。推進力伝達部材は、トグル機構２０で生じる推進力を可動プラテン１３の中央部以外の部分に伝達してもよい。トグル機構２０がリヤプラテン１５から後方に配設されれば、リヤプラテン１５と固定プラテン１２との間においてトグル機構２０から飛散する潤滑剤の量が低減できる。

また、上記実施形態では、型閉完了時における第１リンク２２と第２リンク２４とのなす角θを調整するため、リヤプラテン１５と固定プラテン１２との間隔を調整するが、トグル機構２０の一端部（例えば第２ピン２５）と可動プラテン１３との間隔を調整してもよい。後者の場合、センターロッド６０の長さ、センターロッド６０におけるトグル機構２０の接続位置、およびセンターロッド６０における可動プラテン１３の接続位置のいずれを調整自在としてもよい。

１０ 型締装置
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１５ リヤプラテン
１６ タイバー
２０ トグル機構
２１ リンク群
２２ 第１リンク
２３ 第１ピン
２４ 第２リンク
２５ 第２ピン
２６ 連結ピン
２７ 揺動伝達機構
２８ 歯車
３０ 金型装置
３２ 固定金型
３３ 可動金型
４０ 型締モータ
５０ 運動変換機構
５１ ボールねじ軸
５２ ボールねじナット
６０ センターロッド
６１ 一端部
６２ 他端部

Claims (13)

1. 固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
   可動金型が取り付けられる可動プラテンと、
   前記可動プラテンを基準として前記固定プラテンとは反対側に配設されるリヤプラテンと、
   前記リヤプラテンによって支持されると共に、前記可動プラテンを移動させて型閉、型締、型開を行うトグル機構と、
   前記トグル機構を作動させる型締モータとを備え、
   前記トグル機構は、前記リヤプラテンから、前記可動プラテンとは反対側に配設される、射出成形機。
2. 前記トグル機構で生じる推進力及び型締力を前記可動プラテンに伝える推進力伝達部材を備え、
   該推進力伝達部材の一端部は前記トグル機構に接続され、前記推進力伝達部材の他端部は前記可動プラテンに接続される、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記推進力伝達部材は、前記リヤプラテンを貫通する、請求項２に記載の射出成形機。
4. 前記推進力伝達部材は、前記トグル機構で生じる推進力を前記可動プラテンの中央部に伝える、請求項２または３に記載の射出成形機。
5. 前記トグル機構は、前記リヤプラテンに対し揺動自在に連結される第１リンク、前記推進力伝達部材の前記一端部に対し揺動自在に連結される第２リンク、および前記第１リンクと前記第２リンクとを屈伸自在に連結する連結具を有し、
   前記第１リンクと前記第２リンクとでリンク群が構成される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記リンク群が、金型の中心線を中心に、対称に配設される、請求項５に記載の射出成形機。
7. 対称に配設された一方の前記リンク群の第１リンクを揺動自在に支持する前記リヤプラテンの第１支持部と、他方の前記リンク群の第１リンクを揺動自在に支持する前記リヤプラテンの第２支持部とは、独立に設けられ、
   一方の前記リンク群の第２リンクを揺動自在に支持する前記推進力伝達部材の第３支持部と、他方の前記リンク群の第２リンクを揺動自在に支持する前記推進力伝達部材の第４支持部とは、独立に設けられる、請求項６に記載の射出成形機。
8. 前記トグル機構は、型開閉方向に対して垂直な側方視において対称に配設された一方の前記リンク群と他方の前記リンク群との間において揺動を伝達する揺動伝達機構を有する、請求項６または７に記載の射出成形機。
9. 前記型締モータの回転運動を直線運動に変換して前記トグル機構に伝達する運動変換機構を有し、
   前記運動変換機構は、雄ねじ部と、該雄ねじ部に対応する雌ねじ部とを有する、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の射出成形機。
10. 前記雌ねじ部は、前記連結具に固定され、
    前記型締モータは、前記雄ねじ部を回転させることにより、前記雄ねじ部に沿って前記雌ねじ部を移動させる、請求項９に記載の射出成形機。
11. 前記雌ねじ部は、型開閉方向に対して垂直な側方視において対称に配設され、
    対称に配設された一方の前記雌ねじ部に対応する前記雄ねじ部と、他方の前記雌ねじ部に対応する前記雄ねじ部とは、中心線同士が同一直線上に配される、請求項１０に記載の射出成形機。
12. 一方の前記雌ねじ部に対応する前記雄ねじ部と、他方の前記雌ねじ部に対応する前記雄ねじ部とは、一体に形成される、請求項１１に記載の射出成形機。
13. 型開閉方向視において対称に配設された一方の前記リンク群に対応する前記連結具と、他方の前記リンク群に対応する前記連結具とが一体に形成される、請求項６に記載の射出成形機。

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