JP6383705B2 - 型締機構 - Google Patents

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Description

本発明は、射出成形装置を構成する型締機構に関する。
射出成形装置は、ベッドと、このベッドに載っている型締機構と、ベッドに載っている射出機を主たる構成要素とする装置である。型締機構で金型を型締し、この金型へ射出機から樹脂材料を射出することで、成形品が得られる。
型締機構には種々の工夫を凝らしたものが知られている(例えば、特許文献1(図5)参照。)。
特許文献1に示されている圧受盤の構造を、図12で説明する。
図12に示されるように、圧受盤に相当するテールストック200は、天井部に相当する部位が、トグルリンク連結部201を一体的に備えている前方矩形部の水平梁202と、後方矩形部の水平梁203と、これらの梁202と梁203を繋ぐ荷重伝達底部204で構成されている。天井部の下方に配置される底部も同じ構造である。
前方矩形部の水平梁202に加わる力は、荷重伝達底部204を介して後方矩形部の水平梁203へ伝達される。前方矩形部の水平梁202と荷重伝達底部204と後方矩形部の水平梁203が一体化されているため剛性が確保される。その上で、荷重伝達底部204の近傍が肉抜きされているため、テールストック200の軽量化が図れる。
このように、従来の圧受盤はトグルリンクを介して加わる力に耐えるように、剛性を高める構造とされてきた。
すなわち、後述する図8(b)のような開口のない圧受盤206の構造とされる。
この圧受盤206は、両端がタイバー207、207で支持される両端支持梁と見なすことができる。
両端支持梁の中央にトグルリンクからの力が加わると、中央が撓む。両端は単純に支持されているだけであるから、中央の変形に対応して傾く。このときの傾き角と同じ角度でタイバー207、207が傾斜する。この際、圧受盤はベッドに固定されており、圧受盤底部側の傾斜は小さく、圧受盤天井部側の傾斜は大きくなる。トグルリンクを介して力を伝達する形式の型締装置では、各タイバーを均一に伸ばすことが重要とされ、この傾斜の差異が各タイバーの伸びの差異に繋がるため、タイバーの傾斜を減少させることが望ましい。
そこで、従来は、タイバーの傾斜を減少させるために、圧受盤の剛性を高めるようにしてきた。肉を厚くするほど、剛性が高まるが、この対策では圧受盤の重量増加を招き、型締機構の価格が増大する。
しかし、型締機構のコストダウンが求められる中、軽量化を図りつつタイバーの傾斜を減少させることができる構造が求められる。
特許第5426142号公報
本発明は、軽量化を図りつつタイバーの傾斜を減少させることができる型締機構を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、射出機と共に横型射出成形装置に備えられる型締機構であり、前記射出機から見たときの方向を、上下、左右と定めるときに、
ベッドに固定される固定盤と圧受盤の間に上下左右のタイバーを渡し、これらのタイバーに移動可能に可動盤を取付け、この可動盤と前記圧受盤にトグルリンクを渡し、このトグルリンクで前記可動盤を前記固定盤へ移動し、前記可動盤と前記固定盤とで金型を型締めする型締機構において、
前記圧受盤は、中央の空洞を囲う底部、この底部の両端から立ち上がる左壁部及び右壁部、これらの左壁部及び右壁部の上端同士を繋ぐ天井部を備えており、
前記底部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する前枠部と、この前枠部の両端から奥へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の先端同士を繋ぐ奥枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する下開口を有し、
前記天井部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する前枠部と、この前枠部の両端から奥へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の先端同士を繋ぐ奥枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する上開口を有しており、
前記奥枠部は、両端に対して中央を、前から奥へ幅広にしたことを特徴とする。
請求項に係る発明は、竪型射出成形装置に備えられる型締機構であって、前記竪型射出成形装置を側方から見たときの方向を、上下、左右と定めるときに、
ベッドに固定される固定盤の上方に可動盤を配置し、前記ベッドの下方に圧受盤を配置し、この圧受盤と前記可動盤とにタイバーを渡し、前記ベッドと前記圧受盤にトグルリンクを渡し、このトグルリンクで前記可動盤を下げることで、前記可動盤と前記固定盤とで金型を型締めする型締機構において、
前記圧受盤は、中央の空洞を囲う第1壁部、この第1壁部の両端から水平に延びる第2壁部及び第3壁部、これらの第2壁部及び第3壁部の先端同士を繋ぐ第4壁部を備えており、
前記第1壁部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する上枠部と、この上枠部の両端から下へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の下端同士を繋ぐ下枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する貫通口を有し、
前記第4壁部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する上枠部と、この上枠部の両端から下へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の下端同士を繋ぐ下枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する貫通口を有しており、
前記下枠部は、両端に対して中央を、上下方向に幅広にしたことを特徴とする。
請求項1に係る発明では、圧受盤の底部と天井部を、トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する前枠部と、この前枠部の両端から延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の先端同士を繋ぐ奥枠部とで構成した。タイバーは左枠部と右枠部に取付けられる。
トグルリンクから力が加わると、前枠部は湾曲変形する。一方、左枠部と右枠部と奥枠部は殆ど変形しない。結果、タイバーの傾斜を小さくすることができる。結果として上下左右のタイバーの傾斜の差異も小さくなるため、型締め時にタイバーが均一に伸ばされ、金型に対して均等に型締力を伝達することができる。また、底部と天井部は中央に開口を有するため、軽量化を図ることができる。
よって、本発明により、軽量化を図りつつタイバーの傾斜を減少させることができる型締機構が提供される。
加えて、請求項に係る発明では、奥枠部は、両端に対して中央を幅広にした。幅広にすることで中央の断面係数及び断面二次モーメントを増加することができる。結果、奥枠部の撓み量を少なくすることができる。
請求項に係る発明では、圧受盤の第1壁部と第4壁部を、トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する上枠部と、この上枠部の両端から下へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の下端同士を繋ぐ下枠部とで構成した。タイバーは左枠部と右枠部に取付けられる。
トグルリンクから力が加わると、上枠部は湾曲変形する。一方、左枠部と右枠部と下枠部は殆ど変形しない。結果、タイバーの傾斜を小さくすることができる。結果として複数のタイバーの傾斜の差異も小さくなるため、型締め時にタイバーが均一に伸ばされ、金型に対して均等に型締力を伝達することができる。また、第1壁部と第4壁部は中央に貫通口を有するため、軽量化を図ることができる。
よって、本発明により、軽量化を図りつつタイバーの傾斜を減少させることができる型締機構が提供される。
加えて、請求項に係る発明では、下枠部は、両端に対して中央を幅広にした。幅広にすることで中央の断面係数及び断面二次モーメントを増加することができる。結果、下枠部の撓み量を少なくすることができる。
本発明に係る型締機構を備えている射出成形装置の正面図である。 図1の2−2矢視図である。 図2の3矢視図である。 図2の4−4線断面図である。 変形を説明する図である。 圧受盤の斜視図である。 圧受盤の平面図である。 圧受盤の作用図である。 射出成形装置の変更例を示す図である。 変更例に係る圧受盤の斜視図である。 図9の図11矢視図である。 従来の圧受盤の斜視図である。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、本発明の特徴的構造は図6〜図11で説明するが、関連する説明を図1〜5で先に実施する。
図1に示すように、射出成形装置10は、横型装置であって、ベッド11と、このベッド11上に配置される射出機20と、ベッド11上に配置される型締機構30とを主要素とする。
射出機20は、先端にノズル21を有しスクリュー22を内蔵する加熱筒23と、この加熱筒23内へ樹脂材料を供給するホッパ24と、スクリュー22の基部に連結されるナット25と、このナット25にねじ結合するねじ軸26と、このねじ軸26を回す回転手段27とを備え、ノズル21から樹脂材料を射出する機構である。
型締機構30は、ベッド11に固定される固定盤40と、ベッド11に配置される圧受盤60と、圧受盤60と固定盤40に渡したタイバー32、32と、このタイバー32、32に移動自在に取付けられる可動盤33と、この可動盤33を移動させるために可動盤33と圧受盤60に渡されたトグルリンク34と、このトグルリンク34を駆動するトグル駆動手段35とからなる。
固定盤40に固定型36が取付けられ、可動盤33に可動型37が取付けられる。これらの固定型36と可動型37とからなる金型38が、型締機構30で型締めされ、型開きされる。
図2に示すように、固定盤40は、全体的に矩形形状を呈し、中央にスプル41を有し、四隅に左上貫通穴42、右上貫通穴43、左下貫通穴44及び右下貫通穴45を有する。
図3に示すように、固定盤40は、金型側の部分47と射出機側の部分48とくびれた接続部49とを備えている。金型側の部分47は左右のメイン脚部51L、51R(Lは左、Rは右を示す添え字である。)を一体的に備えている。また、射出機側の部分48は中央にサブ脚部52を備えている。
このサブ脚部52は、射出機側の部分48の射出機側の面53よりも射出機に向かって延びる延長部54を備えている。
図4に示すように、左下貫通穴44は、周溝状の切り欠き55により金型側の穴56と射出機側の穴57に分離される。右上貫通穴43も、切り欠き55により金型側の穴56と射出機側の穴57に分離される。図2に示す左上貫通穴42と右下貫通穴45も同様であり、接続部49は、切り欠き55で囲まれた、破線で示す八角形断面を呈している。
図4に示すように、射出機側の穴57は、想像線で示すタイバー32の外径に対応した大きさに設定されている。一方、金型側の穴56は、タイバー32の外径より十分に大きく、タイバーとの間にt(10〜20mm)の隙間が確保される。したがって、仮に、タイバー32が傾いても、金型側の部分47に接触する心配はない。
そして、金型側の部分47にメイン脚部51Lを備えている。
以上の構成からなる固定盤40の作用を次に述べる。
図5に示すように、型締めが行われるとタイバー32、32が引っ張られ、伸ばされるため、射出側の部分48は想像線Eで示すようにほぼ均一(上下均等)に変形し、最大変形点P2の位置はスプル41の中心41aにほぼ合致する。よって、良好なノズルタッチが得られる。
一方、金型側の部分47は切り欠き55により、射出機側の部分48の変形の影響が緩和されるため、想像線Dのように想像線Eに比べ変形が小さくなり、特にメイン脚部51Lの付近は剛性が高いため、殆ど変形しない。そのため、金型の変形が抑えられ、成形品の不良の発生も抑えられる。
なお、図2に示すサブ脚部52は省くことができる。ただし、固定盤40の倒れが心配されるときには、図5の想像線Eが維持できるように配慮しつつサブ脚部52を設ける。
すなわち、図5に示すように、射出機側の部分48は、タイバー32、32の張力を強く受ける。想像線Eで示す変形には、タイバー32、32の張力の要素が加わっている。
仮に、図2にて、左下貫通穴44の近傍や右下貫通穴45の近傍にサブ脚部52を設けると、図5にて、上のタイバー32による変形と下のタイバー32による変形に大きな差が発生する。下の方が変形が小さいからである。結果、想像線Eは得られなくなる。
そこで、本発明では、図2に示すように、左下貫通穴44と右下貫通穴45から最も遠い部位である、左下貫通穴44と右下貫通穴45の中間位置にサブ脚部52を設けた。これで、サブ脚部52を設けつつ、想像線Eが維持できる。
図3に示すように、延長部54を有することでサブ脚部52が大きく張り出しているため、転倒に強い固定盤40が提供される。
次に、圧受盤60の詳しい構造及び作用を説明する。
図6に示すように、圧受盤60は、中央に大きな空洞61を有し、奥壁部62に開口63を有し、左壁部64に左開口65を有し、右壁部66に右開口67を有し、天井部68に上開口69を有し、床部71に下開口72を有する鋳鋼品又は鋳鉄品である。
特に、天井部68に上開口69を設け、床部71に下開口72を設けたため、圧受盤60の軽量化が図れる。
図7に示すように、天井部68は、矩形枠形状を呈し、リンク連結ステイ73〜75を備える前枠部76と、左枠部77及び右枠部78と、前枠部76に平行な奥枠部79とからなる。左枠部77には左のタイバー32を収納する筒部84Lが繋がっており、右枠部78には右のタイバー32を収納する筒部84Rが繋がっている。
好ましくは、奥枠部79は、ナット86、86の当たり面87、87がある両端の厚さT3に対して、中央の厚さT4を1.5倍程度に増加する。これにより、奥枠部79の中央における断面係数及び断面二次モーメントを大幅に増やすことができ、中央での撓み量を抑えることができる。例えば、厚さT3は前枠部76の厚さT1と同じとする。左右枠部77、78の厚さT2は、厚さT1と同じ又は大きく設定すればよい。
そして、リンク連結ステイ73〜75にトグルリンクエンド81、82が挿入され、トグルピン83で止められる。型締め時に、トグルリンクエンド81、82が突っ張り状態になるため、トグルピン83に白抜き矢印の力が加わる。床部71も同様である。
図6にて、前枠部76は横長の梁である。一方、左枠部77は筒部84Lで補強されている。右枠部78も筒部84Rで補強されている。奥枠部79は奥壁部62で補強されている。床部71も同様である。
結果、図8(a)に示すように、前枠部76が変形するが、左枠部77、右枠部78及び奥枠部79は、殆ど変形しない。殆ど変形しないため、左右のタイバー32、32は、ほぼ平行のままである。下位の左右のタイバー32、32も同様に平行のままである。平行であるため、型締め時に上下左右のタイバー32、32、32、32が均一に伸ばされ、金型に対して均等に型締力を伝達することができる。
一方、図8(b)に示す従来の圧受盤206では、全体的に剛性を高めている。剛性が高いものの全体的に想像線Gのように変形する。また、固定盤同様、固定されている底部よりも天井部の方が変形が多くなる。すると、上下左右のタイバー207、207は非平行になる。結果、各タイバーの伸びが不均一になり、金型に対して均等に型締力を伝達することができない。本発明により、金型に対して均等に型締力を伝達することができる。
なお、図7にて、奥枠部79の厚さを一様にすることは差し支えない。しかし、ナットの当たり面87の傾斜を抑えつつ軽量化を図るためには、中央をT4とし両端をT3とすることが望ましい。
また、図4に示す周溝状の切り欠き55は、肉抜き作用をも発揮するため、固定盤40の軽量化に寄与する。上下に開口を有する圧受盤60に、切り欠き55を有する固定盤40を組み合わせることで、型締機構30の一層の軽量化を図ることができる。
次に、射出成形装置の変更例を、図9に基づいて説明する。
図9に示すように、射出成形装置10Bは、竪型装置であって、上部にベッド11を有する機台91と、この機台91に取付けられる型締機構30Bと、この型締機構30Bの上に配置される射出機20Bとからなる。
型締機構30Bは、ベッド11に固定される固定盤40と、この固定盤40上方に配置される可動盤33と、ベッド11の下方に配置される圧受盤60Bと、圧受盤60Bと可動盤33とに渡されるタイバー32、32と、ベッド11(又は固定盤40)と圧受盤60Bに渡されるトグルリンク34とを備えている。
圧受盤60Bに、型締めモータ92が取付けられており、この型締めモータ92は、プーリ93、94及びベルト95を介して、ボールねじ96を回す。
このボールねじ96により、ボールねじ96に噛み合っているナット97が上昇又は下降する。
ナット97が上昇するとトグルリンク34が伸張してタイバー32、32及び可動盤33が下降する。
ナット97が下降するとトグルリンク34が縮んでタイバー32、32及び可動盤33が上昇する。
可動盤33を下げることで、可動盤33と固定盤40とで金型38を型締めすることができる。
可動盤33から支持ロッド100、100が上に延び、これらの支持ロッド100、100の上端に固定プレート98が固定され、この固定プレート98に、射出機移動シリンダ99が設けられている。
また、支持ロッド100、100に下部プレート101が移動可能に取付けられ、この下部プレート101が射出機移動シリンダ99のピストンロッド102で支持されている。
下部プレート101に射出機20Bが取付けられている。この射出機20Bは、下部プレート101に固定される加熱筒23と、この加熱筒23に回転可能・軸移動可能に収納されるスクリュー22とを備える。
下部プレート101から上にガイドロッド104、104が延ばされ、ガイドロッド104、104の上端に上部プレート105が固定され、ガイドロッド104、104の途中に射出プレート106が昇降可能に取付けられている。
上部プレート105に射出モータ107が取付けられ、この射出モータ107で送りねじ108が回される。送りねじ108は射出プレート106に取付けられているナット109に噛み合っている。
射出モータ107、送りねじ108及びナット109により、スクリュー22を往復させることができる。
また、射出プレート106にスクリュー回転モータ111が設けられており、このスクリュー回転モータ111でスクリュー22を回すことができる。
型締機構30Bの主要素の一つである圧受盤60Bの詳細を、図10、図11で説明する。
図10に示すように、圧受盤60Bは、矩形で中央に開口112を有する底部113と、この底部113の4辺から上に延びる第1〜第4壁部114〜117とを有する。
すなわち、圧受盤60Bは、中央の空洞61を囲う第1壁部114、この第1壁部114の両端から水平に延びる第2壁部115及び第3壁部116、これらの第2壁部115及び第3壁部116の先端同士を繋ぐ第4壁部117を備えている。
図11に示すように、第1壁部114は、トグルリンク34に連結するリンク連結ステイ73〜75を有する上枠部118と、この上枠部118の両端から下へ延びる左枠部77及び右枠部78と、これらの左枠部77及び右枠部78の下端同士を繋ぐ下枠部119とからなることで、空洞(図10、符号61)と外とを連通する貫通口112を有する。
同様に、第4壁部117は、トグルリンク34に連結するリンク連結ステイ73〜75を有する上枠部118と、この上枠部118の両端から延びる左枠部77及び右枠部78と、これらの左枠部77及び右枠部78の下端同士を繋ぐ下枠部119とからなることで、空洞(図10、符号61)と外とを連通する貫通口112を有する。
第1壁部114と第4壁部117は、ナット86、86の当たり面87、87がある両端の厚さT13に対して、中央の厚さT14を1.5倍程度に増加する。これにより、第1壁部114と第4壁部117の中央における断面係数及び断面二次モーメントを大幅に増やすことができ、中央での撓み量を抑えることができる。例えば、厚さT13は上枠部118の厚さT11と同じとする。左右枠部77、78の厚さT12は、厚さT11と同じ又は大きく設定すればよい。
そして、リンク連結ステイ73〜75にトグルリンクエンド81、82が挿入され、トグルピン83で止められる。型締め時に、トグルリンクエンド81、82が突っ張り状態になるため、トグルピン83に白抜き矢印の力が加わる。
圧受盤60Bも、図8(a)で述べたような作用、効果を発揮する。すなわち、図11において、圧受盤60Bは、上枠部118が変形するが、左枠部77、右枠部78及び下枠部119は、殆ど変形しない。よって、タイバー32、32の倒れを防止することができる。
本発明は、射出成形装置を構成する型締機構に好適である。
10…射出成形装置(横型装置)、10B…射出成形装置(竪型装置)、11…ベッド、30、30B…型締機構、32…タイバー、33…可動盤、34…トグルリンク、36…固定型、37…可動型、38…金型、40…固定盤、60、60B…圧受盤、61…空洞、62…奥壁部、64…左壁部、65…左開口、66…右壁部、67…右開口、68…天井部、69…上開口、71…底部、72…下開口、73〜75…リンク連結ステイ、76…前枠部、77…左枠部、78…右枠部、79…奥枠部、114…第1壁部、115…第2壁部、116…第3壁部、117…第4枠部、118…上枠部、119…下枠部、121…貫通口、T3…奥枠部の端部の幅、T4…奥枠部の中央の幅、T13…下枠部の端部の幅、T14…下枠部の中央の幅。

Claims (2)

  1. 射出機と共に横型射出成形装置に備えられる型締機構であり、前記射出機から見たときの方向を、上下、左右と定めるときに、
    ベッドに固定される固定盤と圧受盤の間に上下左右のタイバーを渡し、これらのタイバーに移動可能に可動盤を取付け、この可動盤と前記圧受盤にトグルリンクを渡し、このトグルリンクで前記可動盤を前記固定盤へ移動し、前記可動盤と前記固定盤とで金型を型締めする型締機構において、
    前記圧受盤は、中央の空洞を囲う底部、この底部の両端から立ち上がる左壁部及び右壁部、これらの左壁部及び右壁部の上端同士を繋ぐ天井部を備えており、
    前記底部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する前枠部と、この前枠部の両端から奥へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の先端同士を繋ぐ奥枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する下開口を有し、
    前記天井部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する前枠部と、この前枠部の両端から奥へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の先端同士を繋ぐ奥枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する上開口を有しており、
    前記奥枠部は、両端に対して中央を、前から奥へ幅広にしたことを特徴とする型締機構。
  2. 竪型射出成形装置に備えられる型締機構であって、前記竪型射出成形装置を側方から見たときの方向を、上下、左右と定めるときに、
    ベッドに固定される固定盤の上方に可動盤を配置し、前記ベッドの下方に圧受盤を配置し、この圧受盤と前記可動盤とにタイバーを渡し、前記ベッドと前記圧受盤にトグルリンクを渡し、このトグルリンクで前記可動盤を下げることで、前記可動盤と前記固定盤とで金型を型締めする型締機構において、
    前記圧受盤は、中央の空洞を囲う第1壁部、この第1壁部の両端から水平に延びる第2壁部及び第3壁部、これらの第2壁部及び第3壁部の先端同士を繋ぐ第4壁部を備えており、
    前記第1壁部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する上枠部と、この上枠部の両端から下へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の下端同士を繋ぐ下枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する貫通口を有し、
    前記第4壁部は、前記トグルリンクに連結するリンク連結ステイを有する上枠部と、この上枠部の両端から下へ延びる左枠部及び右枠部と、これらの左枠部及び右枠部の下端同士を繋ぐ下枠部とからなることで、前記空洞と外とを連通する貫通口を有しており、
    前記下枠部は、両端に対して中央を、上下方向に幅広にしたことを特徴とする型締機構。
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