JP6710456B2 - 型厚調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、トグル式型締装置を備えた射出成形機において、取付ける金型に応じて型厚を調整する型厚調整方法に関するものである。

トグル式型締装置を備えた電動射出成形機は、従来周知のように、ベッド上に固定されている固定盤、ベッド上にスライド自在に設けられている型締ハウジング、固定盤と型締ハウジングとの間に設けられている４本のタイバー、固定盤と型締ハウジングの間に設けられタイバーに挿通されてスライド自在になっている可動盤、型締ハウジングと可動盤の間に設けられているトグル機構等から構成されている。トグル機構も周知であり、クロスヘッドと複数本のトグルリンクとから構成されている。このクロスヘッドには、ボールナットが設けられており、型開閉モータによってボールネジを回転するとクロスヘッドを軸方向に駆動することができる。これによってトグル式型締装置を駆動することができる。ところでタイバーは、固定盤に固定的に結合されているが、型締ハウジングにはタイバーの固定位置を調整できるように所定の機構によって結合されている。詳しく説明すると、型締ハウジングには４個の貫通孔が明けられており、それぞれの貫通孔にタイバーが挿通されている。挿通されているタイバーの端部にはそれぞれ雄ネジが形成され、これらの雄ネジにタイバーナットが螺合している。そして型締ハウジングの４個の貫通孔のそれぞれに所定の深さの穴、つまりタイバーナットスペースが明けられており、これらのタイバーナットはタイバーナットスペースに回転可能に収納されている。タイバーはこのように型締ハウジングに結合されているので、４個のタイバーナットを同方向に回転させて、タイバーにおけるタイバーナットの螺合位置を前後に移動させると、必然的に型締ハウジングが前後にスライドする。そうすると、固定盤と型締ハウジングの距離つまりタイバーの有効長が変化し、固定盤と可動盤の距離つまり型厚を変化させることができる。このような機構によってトグル式型締装置に色々な金型厚の金型を取付けることができる。ところで、これらのタイバーナットにはそれぞれスプロケットが設けられ、これらのスプロケットはタイミングベルト、大歯車等により同期して回転するようになっている。従って、型厚調整モータによりタイミングベルト、大歯車等を駆動すると、スプロケットとタイバーナットを同期して回転させることができ、型厚を精度良く調整できるようになっている。このようなタイバーナット、タイバーナットスペース、スプロケット、モータ等から型厚調整機構が構成されている。

特開２０００−１５６７７号公報

型厚調整機構により実施する型厚調整方法は、例えば特許文献１によって提案されている。この文献に記載の方法は概略的に次のようにする。最初に、型厚調整機構を駆動して、固定盤と可動盤との間の型厚が、固定側金型と可動側金型の金型厚よりも大きい状態になるようにする。次いで所定の型締力を得るための金型タッチ位置を決め、クロスヘッドがこの位置になるようにトグル機構を駆動する。すなわち型閉動作を実施する。この金型タッチ位置を保持した状態で、型厚調整機構によって型厚減となる方向に駆動し、固定側金型と可動側金型がタッチしたら駆動を停止する。これによって型厚を調整することができる。

格別に文献を示さないが、型厚調整方法にはさらに簡略的に実施する方法もある。具体的には、射出成形機のコントローラにおいて、タイバーナットの回転位置と、その回転位置における固定盤と可動盤の距離との関係を記憶させておく。そしてトグル式型締装置に取付けようとする金型について、その金型厚をコントローラに入力する。そうすると固定盤と可動盤の距離が、入力された金型厚に等しくなるように、タイバーナットを回転させる。型厚調整が完了する。

特許文献１に記載の方法によっても、あるいは前記した簡略的な方法によってもトグル式型締装置において所望の型厚になるように型厚調整を実施することができる。そしていずれの方法も型厚を調整できる点に関しては格別に問題はない。しかしながら他の点で改善すべき問題も見受けられる。具体的には型厚調整機構を駆動するための型厚調整モータは出力の大きいモータを必要とする点が問題であると言える。特許文献１に記載の方法、前記の方法等の従来の型厚調整方法は、トグル式型締装置においてトグルを停止した状態で実施する。つまり型締ハウジングと可動盤の距離が固定の状態で実施する。型厚調整機構を駆動すると、発明を実施するための形態の項において詳しく説明するように、数カ所において摩擦力が発生するが、最大の摩擦力はタイバーナットとタイバーの雄ネジとの間において発生する。成形サイクルを繰り返すと、タイバーナットとタイバーの雄ネジは強く締め付けられた状態になるので、このような状態からタイバーナットを回転させようとすると初期の段階で大きな摩擦力が発生する。このような大きな摩擦力に抗してタイバーナットを回転させなければならないので、型厚調整モータは出力の大きいモータを採用する必要がある。そうすると型厚調整機構のコストが大きくなってしまう。

本発明は、上記したような問題点を解決した、型厚調整方法を提供することを目的としており、具体的にはトグル式型締装置を備えた射出成形機において、比較的出力の小さい安価な型厚調整モータによっても型厚調整が実施できる型厚調整方法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、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、可動盤を挿通し固定盤とハウジングとを連結しているタイバーと、可動盤と型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備えたトグル式型締装置における型厚調整方法として構成される。このようなトグル式型締装置では、トグル機構のクロスヘッドを駆動すると可動盤がスライドして型開閉が、そしてタイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると型厚が調整できるようになっている。このようなトグル式型締装置において、型厚を増加させる方向にタイバーナットを駆動するときは、クロスヘッドを駆動して可動盤を型閉方向にスライドしているときに実施するように構成し、型厚を減少させる方向にタイバーナットを駆動するときは、クロスヘッドを駆動して可動盤を型開方向にスライドしているときに実施するように構成する。

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、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を挿通し前記固定盤と前記ハウジングとを連結しているタイバーと、前記可動盤と前記型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると前記可動盤がスライドして型開閉が、そして前記タイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると前記可動盤と前記固定盤の距離である型厚が調整できるようになっているトグル式型締装置において、型厚を増加させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型閉方向にスライドしているときに開始するようにし、型厚を減少させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型開方向にスライドしているときに開始するようにすることを特徴とする型厚調整方法として構成される。
請求項２に記載の発明は、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を挿通し前記固定盤と前記ハウジングとを連結しているタイバーと、前記可動盤と前記型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると前記可動盤がスライドして型開閉が、そして前記タイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると前記可動盤と前記固定盤の距離である型厚が調整できるようになっているトグル式型締装置において、前記タイバーナットの駆動は、型厚を増加させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型閉方向にスライドしているときに実施し、型厚を減少させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型開方向にスライドしているときに実施するようにすることを特徴とする型厚調整方法として構成される。

以上のように、本発明は、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、可動盤を挿通し固定盤とハウジングとを連結しているタイバーと、可動盤と型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、トグル機構のクロスヘッドを駆動すると可動盤がスライドして型開閉が、そしてタイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると可動盤と固定盤の距離である型厚が調整できるようになっているトグル式型締装置における型厚調整方法として構成されている。つまり一般的なトグル式型締装置を対象にして実施できる型厚調整方法として構成されている。そして本発明は、型厚を増加させる方向にタイバーナットを駆動する場合は、クロスヘッドを駆動して可動盤を型閉方向にスライドしているときに開始するようにし、型厚を減少させる方向にタイバーナットを駆動する場合は、クロスヘッドを駆動して可動盤を型開方向にスライドしているときに開始するようにするように構成されている。後で詳しく説明するが、型厚調整時には可動盤とタイバーとの間に摩擦力が発生する。タイバーナットは型厚調整モータによって駆動するが、型厚調整モータにとって、可動盤とタイバーとの間に発生するこのような摩擦力も負担になる。一般的に摩擦力は摩擦係数に依存し、摩擦係数は動摩擦係数より静摩擦係数の方が大きい。クロスヘッドを駆動して可動盤をスライドすると、可動盤はタイバーに対してスライドするので、これらの間に生じる摩擦力は動摩擦係数によって与えられることになり摩擦力は低下する。本発明によると、このときにタイバーナットの駆動を開始するので、型厚調整モータに対する負担が小さくなる効果が得られる。タイバーナットの駆動は開始時に最大の力を必要とするからである。さらに可動盤とタイバーの間に作用する摩擦力は、型厚調整モータの負担になる方向に作用するのではなく、型厚調整モータの駆動を助ける方向に作用することになる。従って本発明により、比較的出力の小さい型厚調整モータを採用でき、コストを小さくできる効果が得られる。他の発明によると、型厚を増加させる方向にタイバーナットを駆動する場合は、クロスヘッドを駆動して可動盤を型閉方向にスライドしているときに実施し、型厚を減少させる方向にタイバーナットを駆動する場合は、クロスヘッドを駆動して可動盤を型開方向にスライドしているときに実施するように構成されている。タイバーナットの駆動は、その開始時だけでなく駆動中においても所定の力を必要とするが、可動盤とタイバーとの間の摩擦力が動摩擦係数により生じているときにタイバーナットを駆動するので、型厚調整モータの負担を小さくできる。

本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置と射出装置とを示す図で、その（ア）はトグル式型締装置と射出装置の一部を示す正面図、その（イ）はトグル式型締装置を型締ハウジングから見た側面図である。 その（ア）、（イ）はタイバーナットとタイバーの雄ネジの噛み合い状態を示す断面図である。 その（ア）、（イ）は本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置の、可動盤とタイバーの一部を断面で示す正面断面図である。

本実施の形態に係る型厚調整方法は、一般的なトグル式型締装置において実施できるが、最初に本実施の形態に係る射出成形機について説明する。本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、射出装置２とトグル式型締装置３とから構成されている。トグル式型締装置３は、従来周知のように、ベッドＢに固定されている固定盤５と、この固定盤５に対して型開閉される可動盤６と、ベッドＢ上にスライド自在に設けられている型締ハウジング７と、可動盤６を貫通して固定盤５と型締ハウジング７とを連結している４本のタイバー９、９、…と、固定盤５と型締ハウジング７との間に設けられているトグル機構１１とから構成されている。トグル機構１１には、このトグル機構１１を駆動するクロスヘッド１２が設けられており、クロスヘッド１２にはボールナット１３が一体的に固定されている。そしてこのボールナット１３にボールネジ１４が螺合している。型締ハウジング７には図に示されていないが型開閉用モータが設けられ、ボールネジ１４を回転することができるようになっている。従って型開閉用モータを駆動してボールネジ１４を回転すると、クロスヘッド１２を軸方向に駆動することができ、トグル機構１１が駆動されて可動盤６が軸方向にスライドされる。つまり型開閉できるようになっている。

本実施の形態に係るトグル式型締装置３にも型厚調整機構１６が設けられている。型厚調整機構１６について説明する。まず、タイバー９、９、…は、型締ハウジング７に対して次のように結合されている。タイバー９、９、…は型締ハウジング７を挿通しており、挿通している部分には雄ネジ１７、１７、…が形成されている。この雄ネジにタイバーナット１８、１８、…が螺合している。タイバーナット１８、１８、…は、型締ハウジング７内に形成されている所定の穴に収納されている。この穴の底部にはスペーサ１９、１９、…が入れられており、タイバーナット１８、１８、…に形成されているフランジ部が摺動可能に当接している。そしてこのようなフランジ部は調整体２０、２０、…によって押えられている。これによってタイバーナット１８、１８、…は型締ハウジング７に形成されている穴に対して、軸方向の移動が規制されていると共に回転可能な状態になっている。そしてタイバーナット１８、１８、…のそれぞれには、小歯車２１、２１、…が固定され、小歯車２１、２１、…は大歯車２２に噛み合っている。型締ハウジング７には、大歯車２２を回転する型厚調整モータ２３が設けられている。従って型厚調整用モータ２３を駆動すると、大小歯車２２、２１を介してタイバーナット１８、１８、…を同期して回転させることができ、タイバー９、９、…の有効長、すなわち固定盤５と型締ハウジング７の連結長さを調整することができる。これによって固定盤５と可動盤６との間の距離、すなわち型厚を調整できる。このように構成されているトグル式型締装置３の固定盤５には固定側金型２４が、可動盤６には可動側金型２５が取り付けられている。

射出装置２は、従来周知であるので詳しく説明しないが、加熱シリンダ２８、この加熱シリンダ２８内に設けられているスクリュ等から構成され、加熱シリンダ２８の先端には射出ノズル２９が設けられている。そして射出ノズル２９は、固定盤５に明けられている開口部に挿入され、固定側金型２４のスプルにタッチしている。図１には、スクリュ、スプルは示されていない。

本発明の実施の形態に係る型厚調整方法は、このような本実施の形態に係るトグル式型締装置３において実施されるが、本発明に係る型厚調整方法の説明に先立って、従来の型厚調整方法を簡単に説明する。従来の型厚調整方法は、型開閉用モータを停止して実施する。つまりトグル機構１１を固定した状態で実施する。このような状態で型厚調整モータ２３を駆動してタイバーナット１８、１８、…を回転すると、次の４箇所において摩擦力が発生する。まず第１の箇所はタイバーナット１８、１８、…とタイバー９、９、…の雄ネジ１７の間であり、図２の（ア）、（イ）に示されているように、これらのネジ山同士の接触面において摩擦力が発生する。なお、図２において右側は固定盤５になっており、図２の（ア）は型厚を減少させる方向に、そして図２の（イ）は型厚を増加させる方向に、それぞれタイバーナット１８、１８、…を回転させたときにタイバーナット１８、１８、…とタイバー９、９、…の雄ネジ１７のネジ山同士が接触する様子を示している。次に第２の箇所は、ベッドＢと型締ハウジング７の間であり、型締ハウジング７がベッドＢ上をスライドするときに摩擦力が発生する。そして第３の箇所は、可動盤６とタイバー９の間である。型締ハウジング７がスライドするときに可動盤６もタイバー９上をスライドし、このときに第３の箇所において摩擦力が発生する。さらに第４の箇所は、タイバーナット１８、１８、…のフランジ部とスペーサ１９、１９、…との間およびフランジ部と調整体２０、２０、…との間である。これらは摺動可能に当接しているが、当接している端面で摩擦力が発生する。型厚調整機構１６の型厚調整モータ２３は、これら第１〜４の箇所における摩擦力に抗して駆動するようになっている。

本実施の形態に係る型厚調整方法は、次に詳しく説明するように、クロスヘッド１２を駆動してトグル機構１１を駆動し可動盤６をスライドさせながら実施する。これによって型厚調整モータ２３に必要な駆動力を低減させることができる。具体的には、第３の箇所において発生し、型厚調整モータ２３の駆動に対して抵抗力となっている摩擦力を、型厚調整モータ２３の駆動を推進させる推進力に変え、それによって型厚調整モータ２３にかかる負担を軽減させるようにする。まず従来の型厚調整方法を実施する場合において、第３の箇所において発生する摩擦力を検討すると、型厚を増加させるように型厚調整を実施するとき、図３の（ア）において矢印３１で示されているように可動盤６が左方にスライドする。そうするとタイバー９には矢印３２、そして可動盤６には矢印３３によってそれぞれ示される摩擦力が作用する。この矢印３３で示される可動盤６に作用する摩擦力は、型厚調整モータ２３の駆動に抗する抵抗力であるが、この摩擦力の向きを逆向きに変えることができれば、型厚調整モータ２３の駆動を推進させる推進力に変えることができるはずである。本実施の形態に係る型厚調整方法は、第３の箇所において発生する摩擦力の向きを逆向きにする方法であるが、以下その方法を説明する。

型厚を増加させる方向に型厚調整する場合、次のように実施する。まず可動盤６を所定の型開き位置にする。次いで型開閉用モータを駆動してクロスヘッド１２を駆動し、可動盤６を型閉方向にスライドさせる。このとき、可動盤６は図３の（イ）において矢印３５で示されるようにスライドし、タイバー９と可動盤６の間には矢印３６、３７で示される摩擦力が作用する。可動盤６に作用する矢印３７の摩擦力は、図３の（ア）における矢印３３の摩擦力と向きが反対になる。このような状態、つまり可動盤６をスライドさせているときに型厚調整モータ２３を駆動してタイバーナット１８、１８、…を型厚が増加する方向に回転する。所望の型厚になったら型厚調整モータ２３を停止し、型開閉用モータも停止する。型厚調整を完了する。矢印３７で示される摩擦力は、型厚調整モータ２３の駆動を推進する推進力になるので、型厚調整に要する型厚調整モータ２３の負担を軽減することができる。

型厚を減少させる方向に型厚調整する場合、次のように実施する。まず可動盤６を所定の型開き位置にする。次いで型開閉用モータを駆動してクロスヘッド１２を駆動し、可動盤６を型開方向にスライドさせる。そうすると可動盤６とタイバー９の間には所定の摩擦力が発生する。可動盤６のスライド中に型厚調整モータ２３を駆動してタイバーナット１８、１８、…を型厚が減少する方向に回転する。所望の型厚になったら型厚調整モータ２３を停止し、型開閉用モータも停止する。型厚調整を完了する。当業者であれば容易に理解されるはずであり詳しくは説明しないが、可動盤６をスライドさせるときに可動盤６とタイバー９の間に発生する摩擦力は、型厚調整モータ２３の駆動を推進する推進力になる。従って型厚調整に要する型厚調整モータ２３の負担を軽減することができる。

本実施の形態に係る型厚調整方法は、このようにクロスヘッド１２を駆動してトグル機構１１を駆動し可動盤６をスライドさせながら実施する点に特徴があるが、色々な変形が可能である。例えば上で説明した実施の形態においては、型厚を増加させる場合には可動盤６を型閉方向に、型厚を減少させる場合には可動盤６を型開方向にスライドさせながら型厚調整をしている。つまり可動盤６のスライド向きを型厚の増減に応じて変更するようにしている。しかしながら、可動盤６のスライドの向きはこれと逆方向であってもよい。この場合、可動盤６とタイバー９の間に発生する摩擦力は、型厚調整モータ２３の駆動を推進する推進力にならずに抵抗力になる。しかしながらこのような場合であっても、従来のようにトグル機構１１を停止した状態で型厚調整を実施する場合に比して、型厚調整モータ２３に対する負担は軽減される。その理由は、可動盤６とタイバー９の間に作用する摩擦力を静摩擦力から、動摩擦力に変えることができるからである。動摩擦係数は静摩擦係数に比して十分に小さいので動摩擦力も静摩擦力より十分に小さい。つまり抵抗力は小さい。従って、クロスヘッド１２を駆動してトグル機構１１を駆動し可動盤６をスライドさせながら型厚調整を実施すると、型厚調整モータ２３に対する負担が軽減されることになる。なお、本実施の形態に係る型厚調整方法は、クロスヘッド１２を駆動して可動盤６をスライド中において、型厚調整モータ２３を駆動してタイバーナット１８、１８、…を駆動するように説明したが、少なくとも型厚調整モータ２３の駆動の開始時だけ可動盤６をスライドするようにしてもよい。型厚調整の開始時に型厚調整モータ２３に対する摩擦力による抵抗力が最大になるからであり、開始時だけ抵抗力を低減すれば足りるからである。

１ 射出成形機 ２ 射出装置
３ トグル式型締装置 ５ 固定盤
６ 可動盤 ７ 型締ハウジング
９ タイバー １１ トグル機構
１２ クロスヘッド １４ ボールネジ
１６ 型厚調整機構 １８ タイバーナット
１９ スペーサ ２０ 調整体
２３ 型厚調整モータ ２４ 固定側金型
２５ 可動側金型

Claims (2)

1. 固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を挿通し前記固定盤と前記ハウジングとを連結しているタイバーと、前記可動盤と前記型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると前記可動盤がスライドして型開閉が、そして前記タイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると前記可動盤と前記固定盤の距離である型厚が調整できるようになっているトグル式型締装置において、
   型厚を増加させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型閉方向にスライドしているときに開始するようにし、型厚を減少させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型開方向にスライドしているときに開始するようにすることを特徴とする型厚調整方法。
2. 固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を挿通し前記固定盤と前記ハウジングとを連結しているタイバーと、前記可動盤と前記型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると前記可動盤がスライドして型開閉が、そして前記タイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると前記可動盤と前記固定盤の距離である型厚が調整できるようになっているトグル式型締装置において、
   前記タイバーナットの駆動は、型厚を増加させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型閉方向にスライドしているときに実施し、型厚を減少させる方向に前記タイバーナットを駆動する場合は、前記クロスヘッドを駆動して前記可動盤を型開方向にスライドしているときに実施するようにすることを特徴とする型厚調整方法。

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