JP6587879B2 - 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、および型開を行う型締装置を有する。金型装置は、固定金型と可動金型とで構成される。型締装置は、固定金型が取付けられる固定プラテンと、可動金型が取付けられる可動プラテンと、固定プラテンに対し可動プラテンを進退させるトグル機構と、トグル機構を作動させる駆動源とを有する（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−１６６４２３号公報

トグル機構は、クロスヘッド、および一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される複数のリンクを含む。駆動源は、クロスヘッドを進退させることにより、一対のリンク群を屈伸させ、可動プラテンを進退させる。

トグル機構は複数のプラテンの間に配設されており、これらのプラテンはプラテン本体部と一対のリンク取付部とを有する。リンク取付部はプラテン本体部から突出しており、その先端部にはリンクが揺動自在に取付けられる。

従来、型締時に一対のリンク取付部の撓み変形が大きかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、型締時に一対のリンク取付部の撓み変形を抑制した、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、
プラテン本体部と、
前記プラテン本体部から突出しており、その先端部にトグル機構のリンクが取付けられる一対のリンク取付部と、
型開閉方向視において一対の前記リンク取付部を結ぶ直線と重なっており、型締時に一対の前記リンク取付部に作用する反対向きの力を一対の前記リンク取付部の間で伝達する伝達部と、
一対の前記リンク取付部を挟んで配設され、一対の前記リンク取付部と共に枠を形成する一対の枠形成部と、を有し、
前記伝達部は、一対の前記枠形成部に架け渡される、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、型締時に一対のリンク取付部の撓み変形を抑制した、射出成形機が提供される。

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。 一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。 一実施形態による可動プラテンを後方から見た図である。 図３のIV−IV線に沿った可動プラテンの断面図である。 変形例による可動プラテンを後方から見た図である。 図５のVI−VI線に沿った可動プラテンの断面図であって、可動プラテンに対しエジェクタ装置を取付けた状態を示す断面図である。

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、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２は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。射出成形機は、フレームＦｒと、型締装置１０と、コントローラとを有する。以下、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１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中左方向）を後方として説明する。

型締装置１０は、金型装置３０の型閉、型締、型開を行う。型締装置１０は、固定プラテン１２、可動プラテン１３、サポートプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、型締モータ２１および運動変換機構を有する。

固定プラテン１２は、フレームＦｒに対し固定される。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が取付けられる。

固定プラテン１２に対し可動プラテン１３を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型３２と可動金型３３とで金型装置３０が構成される。

サポートプラテン１５は、固定プラテン１２と間隔をおいて連結され、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、サポートプラテン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。サポートプラテン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に対し固定され、サポートプラテン１５がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされるが、サポートプラテン１５がフレームＦｒに対し固定され、固定プラテン１２がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。

タイバー１６は、固定プラテン１２とサポートプラテン１５とを間隔をおいて連結する。タイバー１６は、複数本用いられてよい。各タイバー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１８が設けられる。型締力検出器１８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１８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、その取付け位置もタイバー１６に限定されない。

トグル機構２０は、固定プラテン１２に対し可動プラテン１３を移動させる。トグル機構２０は、可動プラテン１３とサポートプラテン１５との間に配設される。トグル機構２０は、クロスヘッド２０ａ、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される複数のリンク２０ｂ、２０ｃを有する。一方のリンク２０ｂは可動プラテン１３に揺動自在に取付けられ、他方のリンク２０ｃはサポートプラテン１５に揺動自在に取付けられる。クロスヘッド２０ａを進退させると、リンク２０ｂ、２０ｃが屈伸し、可動プラテン１３が進退する。

型締モータ２１は、トグル機構２０を作動させる。型締モータ２１は、クロスヘッド２０ａを進退させることにより、リンク２０ｂ、２０ｃを屈伸させ、可動プラテン１３を進退させる。型締モータ２１とクロスヘッド２０ａとの間には、型締モータ２１の回転運動を直線運動に変換してクロスヘッド２０ａに伝達する運動変換機構が設けられる。運動変換機構は例えばボールねじ機構で構成される。

型締装置１０の動作は、コントローラによって制御される。コントローラは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリなどの記憶媒体とを有する。コントローラは、記憶媒体に記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、型閉工程、型締工程、型開工程などを制御する。

型閉工程では、型締モータ２１を駆動して可動プラテン１３を前進させることにより、可動金型３３を固定金型３２に接触させる。

型締工程では、型締モータ２１をさらに駆動させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型３３と固定金型３２との間にキャビティ空間が形成され、キャビティ空間に液状の成形材料が充填される。キャビティ空間内の成形材料は、固化され、成形品となる。

型開工程では、型締モータ２１を駆動して可動プラテン１３を後退させることにより、可動金型３３を固定金型３２から離間させる。

図３は、一実施形態による可動プラテンを後方から見た図である。図４は、図３のIV−IV線に沿った可動プラテンの断面図である。図４において、矢印は、型締時にリンク取付部に作用する力を、型開閉方向に平行な成分と、上下方向に平行な成分とに分解して示す。

可動プラテン１３は、可動プラテン本体部１３ａと、一対のリンク取付部１３ｂと、一対の枠形成部１３ｃとを有する。

可動プラテン本体部１３ａは、例えば板状に形成される。可動プラテン本体部１３ａにおける固定プラテン１２との対向面に、可動金型３３が取付けられる。可動プラテン本体部１３ａには、タイバー１６を貫通させる貫通穴、タイバー１６を避ける切欠きなどが形成される。

リンク取付部１３ｂは可動プラテン本体部１３ａから可動金型３３とは反対側に突出しており、その先端部にはトグル機構２０のリンク２０ｂが取付けられる。この取付けには例えばピンが用いられ、ピンに対応するピン穴がリンク取付部１３ｂの先端部に形成される。

リンク取付部１３ｂは図４に示すように途中で曲がっていてもよく、リンク取付部１３ｂの基端部がリンク取付部１３ｂの先端部よりも可動プラテン本体部１３ａの中心線寄りとされてもよい。型締時に、可動プラテン本体部１３ａの中央部が集中的に押され、可動プラテン本体部１３ａの可動金型３３からはみ出す外周部がほとんど押されないので、可動プラテン本体部１３ａの撓み変形が抑制できる。

尚、本実施形態のリンク取付部１３ｂは、途中で曲がっているが、真っ直ぐ後方に突出していてもよい。

枠形成部１３ｃは、図３に示すように一対のリンク取付部１３ｂを挟み、一対のリンク取付部１３ｂと共に枠を形成する。枠の内部に、不図示のエジェクタ装置などの部品が収納できる。エジェクタ装置は、可動金型３３から成形品を突き出す。尚、枠形成部１３ｃは、任意の構成であって、なくてもよい。

ところで、型締モータ２１は、上述の如く、クロスヘッド２０ａを進退させることにより、リンク２０ｂ、２０ｃを屈伸させ、サポートプラテン１５に対し可動プラテン１３を移動させる。そのため、図４において上下方向に平行な矢印で示すように、型締時に、一対のリンク取付部１３ｂには互いに反対向きの力が作用する。例えば、型締時に、一対のリンク取付部１３ｂには外向きの力が作用する。尚、型締時に、一対のリンク取付部１３ｂには内向きの力が作用する場合もある。但し、型締時に、可動プラテン本体部１３ａの中央部が集中的に押される場合、一対のリンク取付部１３ｂには外向きの力が作用する傾向がある。

可動プラテン１３は、型締時に一対のリンク取付部１３ｂの撓み変形を抑制するため、伝達部１３ｄを有する。尚、本実施形態の伝達部１３ｄは、可動プラテン１３の一部として設けられるが、可動プラテン１３とは別に設けられてもよい。

伝達部１３ｄは、図３に示すように型開閉方向視において一対のリンク取付部１３ｂを結ぶ直線Ｌと重なるように設けられる。直線Ｌの太さはリンク取付部１３ｂの太さと同じであってよく、この直線Ｌの少なくとも一部に伝達部１３ｄが重なるように設けられていればよい。また、伝達部１３ｄの数は、図３では１つであるが、複数でもよい。

伝達部１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する反対向きの力を一対のリンク取付部１３ｂの間で伝達することで、これらの力を相殺させ、これらの力を押さえる。よって、一対のリンク取付部１３ｂの撓み変形を抑制できる。その結果、成形不良を低減したり、型締効率の低下を抑制したりすることができる。

伝達部１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する外向きの力を押さえる。例えば、伝達部１３ｄは、型締時に上のリンク取付部１３ｂに作用する上向きの力を押さえると共に、型締時に下のリンク取付部１３ｂに作用する下向きの力を押さえる。

尚、伝達部１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する内向きの力を押さえてもよい。この場合、伝達部１３ｄは、型締時に上のリンク取付部１３ｂに作用する下向きの力を押さえると共に、型締時に下のリンク取付部１３ｂに作用する上向きの力を押さえる。

尚、本実施形態の伝達部１３ｄは、外向きの力と内向きの力の両方を押さえるが、いずれか一方のみを押さえてもよい。伝達部１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する反対向きの力を押さえるものであればよい。

伝達部１３ｄは、図４に示すように可動プラテン本体部１３ａとの間に隙間を有するように設けられてよく、一対のリンク取付部１３ｂの先端部同士を連結してもよい。一対のリンク取付部１３ｂの撓み変形をより抑制できる。

伝達部１３ｄは、図４に示すように一対の枠形成部１３ｃの後端面よりも前方に配設されてもよく、一対の枠形成部１３ｃと一対のリンク取付部１３ｂとで構成される枠の内部に配設されてもよい。尚、伝達部１３ｄは、一対の枠形成部１３ｃの後端面に固定されてよく、一対の枠形成部１３ｃと一対のリンク取付部１３ｂとで構成される枠の外部に配設されてもよい。

伝達部１３ｄは、例えば一対のリンク取付部１３ｂとは別に成形され、一対のリンク取付部１３ｂに取付けられる。伝達部１３ｄは、一対のリンク取付部１３ｂにボルトなどで固定される。

伝達部１３ｄは、図４では一対のリンク取付部１３ｂの間のみに設けられるが、一対のリンク取付部１３ｂから外側にはみ出して設けられてもよい。

尚、本実施形態では、伝達部１３ｄがリンク取付部１３ｂにボルトなどで固定されるが、固定されていなくてもよい。伝達部１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する反対向きの力を一対のリンク取付部１３ｂの間で伝達できればよい。以下、伝達部１３ｄの変形例について説明するが、これらの変形例は図５などに示す伝達部１１３ｄにも適用可能である。

例えば、伝達部１３ｄがリンク取付部１３ｂにピンなどで取付けられてもよい。ピンは、直線Ｌに対し垂直とされてよい。ピンとしては、リンク取付部１３ｂに対しリンク２０ｂを取付けるピンが用いられてもよい。部品点数が削減できる。

また、伝達部１３ｄがリンク取付部１３ｂに対し嵌合されてもよい。例えばリンク取付部１３ｂおよび伝達部１３ｄのうち、一方には鍵溝が形成され、他方には鍵溝に嵌め込まれる鍵が形成されてもよい。鍵溝などは、直線Ｌに対し垂直とされてよい。

また、伝達部１３ｄは一対のリンク取付部１３ｂに対し接触のみしていてもよい。例えば伝達部１３ｄは、一対のリンク取付部１３ｂを貫通する棒状部と、棒状部の両端に設けられるフランジ部とで構成されてもよい。フランジ部がリンク取付部１３ｂと接触する。この場合、伝達部１３ｄは、外向きの力と内向きの力のうち、外向きの力のみを押さえることになる。

また、本実施形態では、伝達部１３ｄが一対のリンク取付部１３ｂとは別に成形されるが、一対のリンク取付部１３ｂと同じ材料で一体に成形されてもよい。

伝達部１３ｄは、図３に示すように型開閉方向視において、一対の枠形成部１３ｃの間に配設され、一対の枠形成部１３ｃと間隔をおくように配置される。伝達部１３ｄは、梁状に形成されるが、板状に形成されてもよい。

図５は、変形例による可動プラテンを後方から見た図である。図６は、図５のVI−VI線に沿った可動プラテンの断面図であって、可動プラテンに対しエジェクタ装置を取付けた状態を示す断面図である。図６において、矢印は、型締時にリンク取付部に作用する力を、型開閉方向に平行な成分と、上下方向に平行な成分とに分解して示す。

図５および図６に示す伝達部１１３ｄは、図３および図４に示す伝達部１３ｄの代わりに用いられる。

伝達部１１３ｄは、図５に示すように型開閉方向視において一対のリンク取付部１３ｂを結ぶ直線Ｌと重なるように設けられる。直線Ｌの太さはリンク取付部１３ｂの太さと同じであってよく、この直線Ｌの少なくとも一部に伝達部１１３ｄが重なるように設けられていればよい。

伝達部１１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する反対向きの力を一対のリンク取付部１３ｂの間で伝達することで、これらの力を相殺させ、これらの力を押さえる。よって、一対のリンク取付部１３ｂの撓み変形を抑制できる。その結果、成形不良を低減したり、型締効率の低下を抑制したりできる。

伝達部１１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する外向きの力を押さえる。例えば、伝達部１１３ｄは、型締時に上のリンク取付部１３ｂに作用する上向きの力を押さえると共に、型締時に下のリンク取付部１３ｂに作用する下向きの力を押さえる。

尚、伝達部１１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する内向きの力を押さえてもよい。この場合、伝達部１１３ｄは、型締時に上のリンク取付部１３ｂに作用する下向きの力を押さえると共に、型締時に下のリンク取付部１３ｂに作用する上向きの力を押さえる。

尚、本実施形態の伝達部１１３ｄは、内向きの力と、外向きの力の両方を押さえるが、いずれか一方のみを押さえてもよい。伝達部１１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する反対向きの力を押さえるものであればよい。

伝達部１１３ｄは、図６に示すように可動プラテン本体部１３ａとの間に隙間を有するように設けられてよく、一対のリンク取付部１３ｂの先端部同士を連結してもよい。一対のリンク取付部１３ｂの撓み変形をより抑制できる。

伝達部１１３ｄは、リンク取付部１３ｂにボルトなどで固定されるが、固定されていなくてもよい。伝達部１１３ｄは、型締時に一対のリンク取付部１３ｂに作用する反対向きの力を一対のリンク取付部１３ｂの間で伝達できればよい。

伝達部１１３ｄは、図５に示すように板状に形成され、一対の枠形成部１３ｃに架け渡されてもよい。伝達部１１３ｄは、一対の枠形成部１３ｃに対しボルトなどで固定されてもよい。

伝達部１１３ｄは、図５に示すように一対の枠形成部１３ｃの後端面に固定されてよく、一対の枠形成部１３ｃと一対のリンク取付部１３ｂとで構成される枠の外部に配設されてもよい。尚、伝達部１１３ｄは、一対の枠形成部１３ｃの後端面よりも前方に配設されてもよく、一対の枠形成部１３ｃと一対のリンク取付部１３ｂとで構成される枠の内部に配設されてもよい。

伝達部１１３ｄには、エジェクタ装置５０の部品が取付けられる。エジェクタ装置５０の部品を可動プラテン１３に取付ける専用部品が不要になるため、部品点数が削減できる。

エジェクタ装置５０は、可動金型３３から成形品を突き出す。エジェクタ装置５０は、例えばエジェクタモータ５１、運動変換機構５２、エジェクタロッド５５を有する。

エジェクタモータ５１は、伝達部１１３ｄに取付けられ、運動変換機構５２に直結される。尚、エジェクタモータ５１は、可動プラテン本体部１３ａなどに取付けられ、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構５２に連結されてもよい。

運動変換機構５２は、エジェクタモータ５１の回転運動をエジェクタロッド５５の直線運動に変換する。運動変換機構５２は、例えば第１運動変換部５３と、第２運動変換部５４とを有する。

第１運動変換部５３は、回転運動を回転直線運動に変換する。第１運動変換部５３は、例えばボールねじ機構で構成される。ボールねじ機構は、ボールねじ軸５３ａと、ボールねじナット５３ｂとを有する。ボールねじ軸５３ａはエジェクタモータ５１の回転子にスプライン結合されており、ボールねじナット５３ｂは伝達部１１３ｄに固定されている。エジェクタモータ５１の回転運動がボールねじ軸５３ａの回転直線運動に変換される。

第２運動変換部５４は、回転直線運動を直線運動に変換する。第２運動変換部５４は、例えば軸受ホルダ５４ａ、ガイド５４ｂなどで構成される。軸受ホルダ５４ａは、ボールねじ軸５３ａの先端部を回転自在に支持する軸受を保持する。ガイド５４ｂは、伝達部１１３ｄに固定され、軸受ホルダ５４ａを前後方向に案内すると共に、軸受ホルダ５４ａの回転を制限する。ボールねじ軸５３ａの回転直線運動が軸受ホルダ５４ａの直線運動に変換される。

尚、本実施形態の運動変換機構５２は第１運動変換部５３と第２運動変換部５４とを有するが、本発明はこれに限定されない。運動変換機構５２は、エジェクタモータ５１の回転運動をエジェクタロッド５５の直線運動に変換するものであればよい。

エジェクタロッド５５は、軸受ホルダ５４ａに取付けられ、軸受ホルダ５４ａと共に進退する。エジェクタロッド５５は可動プラテン１３の貫通穴に挿入されており、エジェクタロッド５５が前進すると、可動金型３３から成形品が突き出される。成形品の突出し後、エジェクタロッド５５は元の位置まで後退させられる。

エジェクタ装置５０の動作は、コントローラによって制御される。

以上、射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態など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。

例えば、サポートプラテン１５は、図１および図２に示すように、サポートプラテン本体部１５ａ、一対のリンク取付部１５ｂを有する。リンク取付部１５ｂはサポートプラテン本体部１５ａから突出しており、その先端部にはトグル機構２０のリンク２０ｃが揺動自在に取付けられる。そこで、一対のリンク取付部１５ｂの撓み変形を抑制するため、型開閉方向視において一対のリンク取付部１５ｂを結ぶ直線と重なっており型締時に一対のリンク取付部１５ｂに作用する反対向きの力を一対のリンク取付部１５ｂの間で伝達する不図示の伝達部が設けられてもよい。横型の型締装置の場合、可動プラテン１３およびサポートプラテン１５の少なくとも一方に本発明が適用されればよい。

また、上記実施形態の型締装置１０は、型開閉方向が水平方向の横型であるが、型開閉
方向が鉛直方向の竪型でもよい。竪型の型締装置は、例えば固定プラテンとしての下プラ
テン、可動プラテンとしての上プラテン、サポートプラテン、トグル機構、およびタイバ
ーなどを有する。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けら
れる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介し
て下プラテンに取付けられてもよい。サポートプラテンは、下プラテンの下方に配設され
、上プラテンと共に昇降する。トグル機構は、サポートプラテンと下プラテンとの間に配
設される。タイバーは、鉛直方向に平行とされ、下プラテンを貫通し、上プラテンとサポ
ートプラテンとを連結する。この竪型の型締装置の場合、下プラテンおよびサポートプラ
テンの少なくとも一方に本発明が適用されればよい。本発明は、トグル機構が接続される
プラテンのリンク取付部に適用されればよい。

１０ 型締装置
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１３ａ 可動プラテン本体部
１３ｂ リンク取付部
１３ｃ 枠形成部
１３ｄ 伝達部
１５ サポートプラテン
１５ａ サポートプラテン本体部
１５ｂ リンク取付部
２０ トグル機構
２０ａ クロスヘッド
２０ｂ リンク
２０ｃ リンク
３０ 金型装置
３２ 固定金型
３３ 可動金型
５０ エジェクタ装置

Claims (6)

1. プラテン本体部と、
   前記プラテン本体部から突出しており、その先端部にトグル機構のリンクが取付けられる一対のリンク取付部と、
   型開閉方向視において一対の前記リンク取付部を結ぶ直線と重なっており、型締時に一対の前記リンク取付部に作用する反対向きの力を一対の前記リンク取付部の間で伝達する伝達部と、
   一対の前記リンク取付部を挟んで配設され、一対の前記リンク取付部と共に枠を形成する一対の枠形成部と、を有し、
   前記伝達部は、一対の前記枠形成部に架け渡される、射出成形機。
2. 前記伝達部は、型締時に一対の前記リンク取付部に作用する外向きの力を押さえる、請求項１に記載の射出成形機。
3. 金型から成形品を突き出すエジェクタ装置を有し、
   前記伝達部に、前記エジェクタ装置の部品が取付けられる、請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
4. 前記伝達部は、板状に形成される、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。
5. 前記伝達部は、
   一対の前記枠形成部のうちの一方の枠形成部と、一対の前記枠形成部のうちの他方の枠形成部との間に、架け渡される、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記伝達部は、
   第１の方向において、
   前記第１の方向の一端側が、一対の前記リンク取付部のうちの一方のリンク取付部に固定され、
   前記第１の方向の他端側が、一対の前記リンク取付部のうちの他方のリンク取付部に固定され、
   前記第１の方向とは直交する第２の方向において、
   前記第２の方向の一端側が、一対の前記枠形成部のうちの一方の枠形成部に固定され、
   前記第２の方向の他端側が、一対の前記枠形成部のうちの他方の枠形成部に固定される、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機。

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