JP6882627B2 - 射出成形機の可動盤支持機構 - Google Patents

Description

本発明は、可動盤をリニアガイドに沿って走行させるようにした射出成形機の可動盤支持機構に関する。

従来、射出成形機において、固定金型と可動金型を型締めする場合、可動金型を支持する可動盤を支持部材を介してリニアガイドレールに沿って移動するようにしたものが知られている。
一方、高温の溶融樹脂を型閉めした固定金型及び可動金型に射出する際、金型を常温に設定しておくと射出直後に樹脂が固化してしまい、金型内を流れていかない。そのため、金型の温度を溶融樹脂が流れて充填される程度に高温に温度調整しておく必要がある。すると、可動金型の可動盤が熱膨張して幅方向に変形するため、支持部材が押されてリニアガイドレールの長手方向に直交する方向に荷重が働いて変形し易く、リニアガイドレールの寿命に悪影響を及ぼすことになる。

このような問題を改善する手段として例えば特許文献１に記載された可動プラテン支持機構が提案されている。
特許文献１に記載された射出成形機では、可動プラテン(可動盤)の側面にリニアガイドレール上を走行可能な取付ブロックとして支持部材が設置され、この支持部材に形成した貫通孔を通して取付ボルトを可動プラテンの側面のねじ穴に捩じ込んで固定している。しかも、取付ボルトには支持部材と可動プラテン側面との間にばね要素が圧縮状態で装着されている。取付ボルトに隣接して調整ボルトを支持部材に挿入して可動プラテンに螺合させ、支持部材と可動プラテンとの隙間を狭くしたり広くしたりする荷重を付加している。
これによって、可動プラテンが熱膨張した際にリニアガイドレールに荷重がかかることを防止し、固定プラテンに対する可動プラテンの平行度を調整できる。

特許第４６７６５４８号公報

しかしながら、上述した特許文献１の射出成形機では、組立時に可動プラテンと支持部材との位置調整が必要であり煩雑であった。しかも、取付ボルトとは別に調整ボルトを設置して固定金型に対する可動金型の姿勢調整が必要であり、この点でも組立が煩雑で手間がかかるという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、組み立てが簡単で可動盤が熱膨張してもリニアガイドレールに荷重がかかることを抑制するようにした射出成形機の可動盤支持機構を提供することを目的とする。

本発明に係る射出成形機の可動盤支持機構は、固定金型を取り付けた固定盤と可動金型を取り付けた可動盤を備え、可動盤の側面に取り付けた支持部材の下部にリニアガイドを設置していて、可動盤をリニアガイドに沿って走行可能とした射出成形機において、支持部材を貫通して配設されていて先端が可動盤の側面に嵌合されたシャフトと、シャフトを貫通して支持部材を可動盤に固定した固定ボルトと、支持部材と可動盤の間に装着された弾性部材とを備え、可動盤の熱膨張によってシャフト及び固定ボルトが支持部材に対して伸張可能としたことを特徴とする。
本発明によれば、組立時に固定ボルトより大径のシャフトを支持部材と可動盤とに嵌合させることで支持部材と可動盤との位置決め調整が高強度でできると共に固定ボルトで固定でき、支持部材と可動盤との間に弾性部材を装着したため可動盤が熱膨張しても弾性部材で吸収でき、支持部材を介してリニアガイドレールに荷重がかかることを抑制する。

また、シャフトと支持部材との間に隙間部が形成され、または滑り部材が設けられていることが好ましい。
可動盤が熱膨張でその幅方向に変形した場合、その荷重を弾性部材で十分に吸収できないとしてもシャフトが固定ボルトと共に軸方向に伸びたり移動したりすることを支持部材との間の隙間部や隙間部に装着した滑り部材によって許容するため、可動盤の熱膨張が支持部材を介してリニアガイドレールに伝達することを抑制できる。

また、シャフトは支持部材に嵌挿された部分の少なくとも一部が偏心して形成され、シャフト及び固定ボルトとは別個に支持部材及び可動盤に基準軸が装着されており、シャフトを回転させることで偏心した部分により基準軸を中心に支持部材がリニアガイドに交差する方向に変位することを特徴とする。
可動金型の上下方向の姿勢を調整する場合、シャフトを回転させることで偏心した部分によって押されて支持部材が基準軸を中心に回動するため、可動盤の姿勢を上下方向等に調整することができる。

また、シャフトの偏心した部分は支持部材の可動盤と反対側に形成された大径軸部であることが好ましい。
シャフトを回転することで支持部材を変位できると共に、シャフトの大径軸部が可動盤と反対側に設けられているため、可動盤が熱膨張した際にシャフトを支持部材から外側に伸張させて荷重を支持部材に伝達されないよう逃がすことができる。

また、基準軸は別個のシャフト及び固定ボルトを有していることが好ましい。
基準軸が別個のシャフトと固定ボルトであると組立が容易である。この場合、別個のシャフトと固定ボルトは同軸に取り付けることが好ましい。

本発明に係る射出成形機の可動盤支持機構によれば、シャフトを支持部材と可動盤とに嵌合させて固定ボルトで締め込む構造であるため、組み立て時にシャフトの嵌合によって支持部材と可動盤との位置決めができて組み立て強度が高く調整の手間を省くことができる。しかも、支持部材と可動盤との間に弾性部材を装着したため可動盤が熱膨張しても弾性部材で吸収してリニアガイドレールに荷重がかからず、その寿命が短くなることを防止できる。

本発明の第一実施形態による射出成形機の可動盤支持機構を示す要部斜視図である。 図１に示す可動盤の支持機構の側面図である。 図２のＡ−Ａ線縦断面図である。 第二実施形態による射出成形機の可動盤支持機構を示す側面図である。 図４に示す可動盤支持機構の支持部材の表面に沿ってシャフトと固定ボルトの頭部を切断した軸部の断面拡大図である。 図４のＢ−Ｂ線縦断面図である。 図４のＣ−Ｃ線縦断面図である。 第三実施形態による射出成形機の可動盤支持機構を示す側面図である。 図８のＤ−Ｄ線縦断面図である。

以下、本発明の実施形態による射出成形機の可動盤支持機構について添付図面により説明する。
まず、第一実施形態による射出成形機１の可動盤支持機構２について図１乃至図３に基づいて説明する。
本実施形態による射出成形機１は、例えば上述した従来技術と同様に図示しないベースフレーム上に型締め部と射出部が備えられている。型締め部には固定盤に取り付けられた固定金型に対向する位置に図１に示す可動盤３に取り付けられた可動金型４が設置されている。可動盤３は固定盤との間に複数本、図１では４本のタイバー５が平行に配列され、タイバー５は可動盤３の四隅に形成された孔部を貫通している。可動盤３はタイバー５に沿って摺動可能とされている。

図１及び図２において、射出成形機１の可動盤支持機構２は、可動盤３の幅方向（図１で矢印Ｐ方向）両側の側面３ａには例えばブロック状の支持部材６がそれぞれ設置され、支持部材６は一対の取付部材７によって可動盤３の側面３ａに固定されている。各支持部材６の下部にはリニアガイドレール９がタイバー５と略平行な方向に延びて設置されている。支持部材６の下面にはリニアガイドレール９に走行可能に嵌合されたレール受け部をなすリニアガイドブロック１０が固定されている。リニアガイドブロック１０は支持部材６に一体形成されていてもよい。
そのため、図示しない駆動源やトグル機構によって可動金型４を固定した可動盤３がタイバー５に沿って摺動する際に、可動盤３の両側面３ａに設けた支持部材６がリニアガイドレール９に沿って走行する。可動盤３は変形することなくスムーズに走行して、可動金型４を固定金型と型閉じ及び型開きさせる。

次に支持部材６と可動盤３との固定構造を有する可動盤支持機構２について図３を中心に説明する。
支持部材６は図２に示すように段付きのブロック形状であり、段付き部６ａに一対の取付部材７が水平方向に並んで固定されている。図３において、支持部材６はその厚み方向に断面円形の貫通孔６ｂが形成され、可動盤３の側面３ａにも同一内径の突き当て孔３ｂが形成されている。突き当て孔３ｂの先端面には更に小径のねじ穴部３ｃが形成され、ねじ穴部３ｃの内周面には雌ねじが切られている。

支持部材６の貫通孔６ｂと可動盤３の突き当て孔３ｂには、略円筒状のシャフト１２がインロー構造で嵌合され、シャフト１２の頭部１２ａは拡径された円板状であって支持部材６の表面に当接している。しかも、シャフト１２には頭部１２ａから先端まで貫通する内側孔１２ｂが形成され、この内側孔１２ｂに固定ボルト１３が挿入されている。
固定ボルト１３は先端部分に雄ねじが形成され、可動盤３のねじ穴部３ｃに螺合されている。固定ボルト１３の拡径された頭部１３ａはシャフト１２の頭部１２ａの表面に当接しており、例えば六角穴１３ｂが形成されている。

そのため、支持部材６と可動盤３は２本のシャフト１２が嵌合することで互いに位置決めされ、シャフト１２の内側孔１２ｂに嵌挿された固定ボルト１３の先端が可動盤３の突き当て孔３ｂに螺合することで一体に固定されている。この場合、シャフト１２と固定ボルト１３は同軸に装着されていることが好ましいが中心軸がずれていてもよい。
また、支持部材６と可動盤３の間の間隙Ｋ内には、シャフト１２の外周面に弾性部材として例えばリング状の皿ばね１４が圧縮状態で装着されている。この弾性部材は皿ばね１４に限定されるものではなく、コイルばねや板バネ等の各種のばね要素、あるいはその他の弾性体等を採用できる。
そのため、可動金型４が射出成形時に高温に温度調整された場合、可動盤３が熱伝達により幅方向Ｐに熱膨張しても皿ばね１４によって吸収することができる。

また、シャフト１２の外周面に当接する支持部材６の貫通孔６ｂにおいて、シャフト１２の頭部１２ａ側の領域はわずかに段付きで拡径された内径を有していて所定長さに亘る略円筒状の隙間部１７が形成されている。この隙間部１７には円筒状で例えば銅等の金属で形成されたブッシュ１８が嵌挿されている。ブッシュ１８は支持部材６の貫通孔６ｂに対して滑り性が高い滑り性部材を構成する。
しかも、シャフト１２も熱膨張で伸長するため軸部がブッシュ１８と共に支持部材６の表面に対して外側に突出する。同様に、シャフト１２に嵌合された固定ボルト１３も熱膨張してシャフト１２と一体に支持部材６の外側に突出する。

そのため、可動盤３が熱膨張して皿ばね１４で吸収しきれなくても、可動盤３と一体にシャフト１２及び固定ボルト１３が支持部材６の外側に伸長する。そのため、可動盤３の熱膨張の影響が支持部材６に伝達されず、リニアガイドレール９に長手方向に直交する方向の荷重がかかることを防止できる。
なお、滑り部材として、隙間部１７にブッシュ１８を嵌挿することに代えてグリース等の滑り性部材を塗布してもよいし、或はグリース等を塗布せず空隙を残す構成を採用してもよい。

次に、可動盤支持機構２の組み立て方法について図３に基づいて説明する。
可動盤３の側面３ａに支持部材６を取り付けるに際し、支持部材６の貫通孔６ｂ内の隙間部１７にブッシュ１８を嵌挿させた上でその内面にシャフト１２を挿入する。更にシャフト１２の先端を可動盤３の側面３ａの突き当て孔３ｂ内に挿入して頭部１２ａを支持部材６の表面に当接させる。しかも、支持部材６の段付き部６ａに水平に設けた２つの貫通孔６ｂを通して２本のシャフト１２をそれぞれ嵌合することで可動盤３と支持部材６の位置決めを精度良く行える。
そして、各シャフト１２の内側孔１２ｂに固定ボルト１３の軸部を嵌合して可動盤３の突き当て孔３ｂからねじ穴部３ｃに螺合することで可動盤３に支持部材６を固定できる。

上述したように、本実施形態による射出成形機１の可動盤支持機構２によれば、射出成形時に可動盤３が幅方向に熱膨張してもリニアガイドレール９上に設置された支持部材６との間隙Ｋに設けた皿ばね１４によって吸収できる。
しかも、可動盤３の熱膨張の影響によってシャフト１２や固定ボルト１３が熱膨張したとしても支持部材６の貫通孔６ｂに形成したブッシュ１８と共に伸長してシャフト１２と固定ボルト１３が外側に伸長するため、支持部材６が熱膨張による荷重を受けることを低減できる。そのため、可動盤３の熱膨張による変形の影響で荷重がリニアガイドレール９に作用してその寿命を短くすることを抑制できる。

また、シャフト１２は固定ボルト１３よりも外径が大きいのでボルトだけで可動盤３と支持部材６を連結する従来技術よりも可動盤３と支持部材６の固定強度が高い。
更に、可動盤支持機構２の組み立てに際して、複数本のシャフト１２を支持部材６の貫通孔６ｂを通して可動盤３の側面３ａの突き当て孔３ｂに嵌合することで、可動盤３と支持部材６の位置決めを精度良く行える。

なお、本発明による射出成形機１の可動盤支持機構２は、上述した実施形態によるものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能である。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した実施形態による射出成形機１と同一または同様な部材、部品等には同一の符号を用いて説明する。

図４乃至図７は本発明の第二実施形態による射出成形機１の可動盤支持機構２Ａを示すものである。
本第二実施形態による可動盤支持機構２Ａは第一実施形態による可動盤支持機構２と概略で同一構成を有しており、支持部材６の一対の取付部材２０Ａ、２０Ｂの取り付け構成が第一実施形態の取付部材７と相違する。本実施形態による取付部材２０Ａ、２０Ｂは、図４及び図５に示すように支持部材６の段付き部６ａに例えば水平に２本設置されている。

一方の取付部材２０Ａでは、図６に示すように、支持部材６に形成された貫通孔６ｃは拡径孔部２１ａと縮径孔部２１ｂとで形成され、縮径孔部２１ｂに対向する可動盤３の側面３ａに突き当て孔３ｂが形成されている。縮径孔部２１ｂは突き当て孔３ｂと同一内径でもよいが、図６では支持部材６の回動を許容するように若干大径に形成されている。拡径孔部２１ａと縮径孔部２１ｂは同軸に形成され、その中心軸線をＯとする。
なお、拡径孔部２１ａには後述する隙間部１７とブッシュ１８が設置されていてもよい。

そして、シャフト２２は頭部２２ａが例えば六角形板状または二面幅であり、その内部に頭部２２ａから先端部まで貫通する内側孔２２ｂが形成されている。シャフト２２の軸部は拡径孔部２１ａに嵌合する大径軸部２２ｃと縮径孔部２１ｂに嵌合する小径軸部２２ｄとで形成され、小径軸部２２ｄの先端部は可動盤３の突き当て孔３ｂに嵌合されている。大径軸部２２ｃと小径軸部２２ｄは同軸に形成されている。
シャフト２２に形成された内側孔２２ｂには固定ボルト１３が嵌合され、その先端部の雄ねじ部は可動盤３の突き当て孔３ｂから延びるねじ穴部３ｃの雌ねじ部に螺合されて固定されている。シャフト２２と固定ボルト１３は支持部材６の貫通孔６ｃの中心軸線Ｏと同軸に設定されている(図５、図６参照)。

また、図７に示す他方の取付部材２０Ｂは、一方の取付部材２０Ｂと略同一構成を有している。相違点として、支持部材６の貫通孔６ｄは中心軸線Ｏに対して距離ｄだけ偏心した中心軸線Ｏ１を有する断面円形の拡径孔部２４ａと中心軸線Ｏを中心線とする断面円形の縮径孔部２４ｂとで形成されている(図５参照)。

貫通孔６ｄに嵌挿されるシャフト２５は六角形板状の頭部２５ａとその軸部を有しており、その内部に頭部２５ａから先端部まで貫通する内側孔２５ｂが形成されている。シャフト２５の軸部は拡径孔部２４ａに嵌合する断面円形の大径軸部２５ｃと縮径孔部２４ｂに嵌合する断面円形の小径軸部２５ｄとで形成され、小径軸部２５ｄの先端部は可動盤３の突き当て孔３ｂに嵌合されている。
しかも、頭部２５ａと小径軸部２５ｄは中心軸線Ｏを有する円筒形状であるが、大径軸部２５ｃは外周面が小径軸部２５ｄに対して距離ｄだけ偏心した中心軸線Ｏ１を有する円筒形状を有している。貫通孔６ｄの縮径孔部２４ｂはシャフト２５の小径軸部２５ｄとの間に所定の隙間を形成している。

シャフト２５の内側孔２５ｂは中心軸線Ｏを中心として形成され、固定ボルト１３が嵌合されている。固定ボルト１３は、その先端部の雄ねじ部は可動盤３の突き当て孔３ｂから延びるねじ穴部３ｃの雌ねじ部に螺合されて固定されている (図５、図７参照)。
取付部材２０Ｂはシャフト２５の小径軸部２５ｄが可動盤３の突き当て孔３ｂに嵌合され、小径軸部２５ｄの中心軸線Ｏに沿った固定ボルト１３がねじ穴部３ｃに螺合している。そのため、取付部材２０Ｂについてシャフト２５を中心軸線Ｏ回りに回転させると、大径軸部２５ｃが偏心回転するため、一方の取付部材２０Ａを中心にして支持部材６が上下方向に微少量回動し、支持部材６を上下方向に位置調整することができる。その際、小径軸部２５ｄは縮径孔部２４ｂとの間の隙間によって支持部材６のわずかな回動を許容する。

なお、第一実施形態と同様に、シャフト２２、２５の外周面に当接する支持部材６の貫通孔６ｃ、６ｄにおいて、シャフト２２、２５の頭部２２ａ、２５ａ側の領域における拡径孔部２１ａ、２４ａは拡径された内径で所定長さに亘る略円筒状の隙間部１７がそれぞれ形成されている。この隙間部１７には円筒状のブッシュ１８が嵌挿されている。或いは、ブッシュ１８を設けずに隙間部１７にグリース等の滑り部材を塗布してもよいし、グリースを塗布せず隙間部１７だけを形成して、滑り部材としてもよい。

そのため、可動盤３が熱膨張した場合にシャフト２２，２５及び固定ボルト１３、１３に熱伝達されると、シャフト２２、２５は頭部２２ａ、２５ａ側が熱膨張で伸長して支持部材６の表面から外側に突出する。同様に、固定ボルト１３もシャフト２２、２５と一体に支持部材６の外側に突出する。これにより、本第二実施形態による可動盤支持機構２Ａにおいても可動盤３の熱膨張が支持部材６に伝達されることを抑制できる。

上述したように本第二実施形態による可動盤支持機構２Ａによれば、可動盤３の熱膨張による荷重がリニアガイドレール９にかかることを防止できる上に、取付部材２０Ｂにおけるシャフト２５の大径軸部２５ｃを貫通孔６ｄの拡径孔部２４ａと共に距離ｄだけ偏心させたために、シャフト２５の頭部２５ａを中心軸線Ｏ回りに回転させることで支持部材６を上下方向に位置調整できる。そのため、可動盤３の上下方向の熱変形にも対応して調整可能である。

次に本発明の第三実施形態による射出成形機１の可動盤支持機構２Ｂを図８及び図９により説明する。
本第三実施形態による可動盤支持機構２Ｂは第一実施形態による可動盤支持機構２と概略で同一構成を有している。相違点として、シャフト１２を補強するために支持部材６の上面側に可動盤３から突出する例えば板状の補強部材２８を設けた。しかも、補強部材２８と支持部材６の上面との間に相対的に摺動可能な例えば板状の摺動部材２９を装着した。
これによって、可動盤３の走行時に支持部材６とシャフト１２に係る荷重を摺動部材２９を介して補強部材２８で受けることができ、しかも摺動部材２９を摺動可能としたことで荷重を逃がすことができる。そのため、シャフト１２に過大な荷重がかかることを阻止できる。

支持部材６の一対の取付部材２０Ａ、２０Ｂの取り付け構成が第一実施形態の取付部材７と相違する。本実施形態による取付部材２０Ａ、２０Ｂは、図４及び図５に示すように支持部材６の段付き部６ａに例えば水平に２本設置されている。

なお、上述した第一実施形態による可動盤支持機構２において、支持部材６に取付部材７を２本設置したが、取付部材７の設置本数は任意であり、１本でもよいし、３本以上でもよい。例えば第三実施形態では取付部材７が３本設置されている。

第二実施形態による可動盤支持機構２Ａにおいて、二つの取付部材２０Ａ，２０Ｂは水平方向に並列に設置されていなくてもよく、上下方向にずれていてもよい。また、シャフト２５と支持部材６の大径軸部２５ｃと拡径孔部２４ａにおいて、偏心方向は上方向に限定されることはなく、適宜の方向に形成できる。
また、取付部材２０Ｂにおいて、支持部材６の拡径孔部２４ａとシャフト２５の大径軸部２５ｃは円筒形状に代えて断面略楕円形筒状に形成してもよい。この場合でもシャフト２５の頭部２５ａをスパナ等で回転させることで支持部材６の上下方向の位置調整を行える。
また、一方の取付部材２０Ａは、支持部材６をリニアガイドレール９の長手方向に交差する方向に変位させ得る他方の取付部材２０Ｂとは別個の取付部材であり、基準軸に含まれる。

１ 射出成形機
２、２Ａ 可動盤支持機構
３ 可動盤
３ｂ 突き当て孔
３ｃ ねじ穴部
４ 可動金型
５ タイバー
６ 支持部材
６ｂ、６ｃ、６ｄ 貫通孔
７，２０Ａ、２０Ｂ 取付部材
９ リニアガイドレール
１２、２２、２５ シャフト
１２ａ、２２ａ、２５ａ 頭部
１２ｂ、２２ｂ、２５ｂ 内側孔
１３ 固定ボルト
１７ 隙間部
１８ ブッシュ
２１ａ、２４ａ 拡径孔部
２１ｂ、２４ｂ 縮径孔部
２２ｃ、２５ｃ 大径軸部
２２ｄ、２５ｄ 小径軸部
２８ 補強部材
２９ 摺動部材

Claims (5)

1. 固定金型を取り付けた固定盤と可動金型を取り付けた可動盤を備え、前記可動盤の側面に取り付けた支持部材の下部にリニアガイドを設置していて、前記可動盤をリニアガイドに沿って走行可能とした射出成形機において、
   前記支持部材を貫通して配設されていて先端が可動盤の側面に嵌合されたシャフトと、
   前記シャフトを貫通して前記支持部材を前記可動盤に固定した固定ボルトと、
   前記支持部材と可動盤の間に装着された弾性部材と
   を備え、前記可動盤の熱膨張によって前記シャフト及び固定ボルトが前記支持部材に対して伸張可能としたことを特徴とする射出成形機の可動盤支持機構。
2. 前記シャフトと前記支持部材との間に隙間部が形成され、または滑り部材が設けられている請求項１に記載された射出成形機の可動盤支持機構。
3. 前記シャフトは前記支持部材に嵌挿された部分に偏心した部分が形成され、
   前記シャフト及び固定ボルトとは別個に前記支持部材及び可動盤に基準軸が装着されており、
   前記シャフトを回転させることで前記偏心した部分により前記基準軸を中心に前記支持部材が前記リニアガイドに交差する方向に変位するようにした請求項１または２に記載された射出成形機の可動盤支持機構。
4. 前記シャフトの偏心した部分は前記支持部材の可動盤と反対側に形成された大径軸部である請求項３に記載された射出成形機の可動盤支持機構。
5. 前記基準軸は別個のシャフト及び固定ボルトを有している請求項３または４に記載された射出成形機の可動盤支持機構。

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