JP7294919B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、可動プラテンを進退移動させるトグルリンクを有する射出成形機に関する。

特許文献１には、可動プラテンと、可動プラテンを進退移動させる複数のトグルリンクと、を有する射出成形機の型締機構（型締装置１４）が開示されている。開示の射出成形機では、クロスヘッドが進退移動することにより、複数のトグルリンクを介して可動プラテンが進退移動する。これにより、金型が開閉する。

特開２０１９－１８５０５号公報

進退する可動プラテンの可動範囲は、金型の型開量によって制限される。これに伴い、可動プラテンを進退させるクロスヘッドについても、例えば、金型の開方向に可動プラテンを移動させることができる限界の位置（型開完了位置）が決まる。

しかしながら、クロスヘッドは、型開完了位置を超えて金型の開方向に移動することがある。このような状況は、例えばオペレータの操作ミスによって起こり得る。この場合、クロスヘッドは、トグルリンクを介して可動プラテンを金型の開方向に引っ張るが、可動プラテンは制限された可動範囲を超えて移動することはできない。これにより、クロスヘッドと可動プラテンとの間に引張力が生じる。この引張力は、型締機構の各部位に歪みや破損を引き起こす原因となってしまう。例えば、型締機構がクロスヘッドを移動させるボールねじと、ボールねじに設けられてクロスヘッドを支持するベアリングと、を有する構成の場合には、当該ベアリングが引張力に耐えきれずに破損してしまう。

そこで、本発明は、引張力による不具合発生のおそれが低減された射出成形機を提供することを目的とする。

本発明の態様は、射出成形機であって、開閉方向に沿って金型を開閉させる固定プラテンおよび可動プラテンと、前記可動プラテンに対して、前記固定プラテンと反対側に離間して設けられたリアプラテンと、前記可動プラテンと前記リアプラテンとの間に設けられ、前記可動プラテンを前記リアプラテンに対して前記開閉方向に沿って移動させる複数のトグルリンクと、を備え、複数の前記トグルリンクのうち少なくとも１つには、所定の大きさを超える引張力が加えられたときに伸縮することで前記引張力を吸収する弾性体が設けられている。

本発明によれば、引張力による不具合発生のおそれが低減された射出成形機が提供される。

実施の形態の射出成形機の側面図である。 実施の形態の型締機構の側面図である。 第３トグルリンクの断面図である。 変形例１の第３トグルリンクの断面図である。 図５Ａは、変形例２の第３トグルリンクの断面図である。図５Ｂは、変形例２の第３トグルリンクのもう一つの断面図である。

以下、本発明に係る射出成形機について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に記載される各方向は、各図面に示された矢印に従うものとする。

［実施の形態］
図１は、実施の形態の射出成形機１０の側面図である。

射出成形機１０は、金型１２を有する型締機構１４と、金型１２に成形材料を射出する射出機構１６と、型締機構１４および射出機構１６の少なくとも一方を支持する機台１８と、を備える。なお、これらのうち、射出機構１６と機台１８とは、本実施の形態では既知の技術によって構成されてよい。したがって、本実施の形態では射出機構１６と機台１８とについての詳細な説明を適宜割愛する。

図２は、実施の形態の型締機構１４の側面図である。

型締機構１４は、開閉方向に沿って金型１２を開閉させる固定プラテン２０および可動プラテン２２と、可動プラテン２２に対して固定プラテン２０と反対側に離間して設けられたリアプラテン２４と、を有する。

固定プラテン２０とリアプラテン２４とは、開閉方向に沿って延在した複数のタイバー２６により連結される。可動プラテン２２には、機台１８上のガイドレール２８に嵌合するスライド部３０が設けられる。ガイドレール２８は、開閉方向に延在している。したがって、可動プラテン２２は、複数のタイバー２６およびガイドレール２８に案内されることで、開閉方向に沿って移動可能である。なお、可動プラテン２２の可動範囲は、後述する固定金型３４と可動金型３２とが離間できる最大距離（型開量）に応じて、予め決まっている。

金型１２は、固定プラテン２０側に取り付けられた固定金型３４と、可動プラテン２２側に取り付けられた可動金型３２と、を有し、固定プラテン２０と可動プラテン２２との間に設けられている。

可動プラテン２２が閉方向側に移動すると、可動金型３２が固定金型３４に当接する（金型１２が閉じる）。また、可動プラテン２２が開方向側に移動すると、可動金型３２が固定金型３４から離れる（金型１２が開く）。このように、金型１２は、可動プラテン２２の開閉方向での移動に応じて開閉する。

また、型締機構１４は、リアプラテン２４に取り付けられたボールねじ３６を有する型開閉機構３８と、ボールねじ３６に螺合されたクロスヘッド４０と、可動プラテン２２とリアプラテン２４との間に設けられた複数のトグルリンク４２と、をさらに有する。複数のトグルリンク４２のうちの少なくとも１つには、改めて後述もするが、弾性体４４が設けられる。

型開閉機構３８は、ボールねじ３６のほか、回転力を生じるモータ４６、モータ４６に接続された駆動プーリ４８、ボールねじ３６に接続された従動プーリ５０、および駆動プーリ４８と従動プーリ５０とに亘って設けられたベルト５２を有する。また、ボールねじ３６には、ボールねじ３６に対するクロスヘッド４０の螺合部分を開閉方向での両側で支持する複数のベアリング５４が設けられる。

上記の型開閉機構３８では、モータ４６を回転させることで駆動プーリ４８が回転し、それに伴って、従動プーリ５０およびボールねじ３６が一体的に回転する。ボールねじ３６は、開閉方向に沿って軸が延在している。したがって、ボールねじ３６が回転するとき、クロスヘッド４０は開閉方向に沿って移動する。

クロスヘッド４０は、上方と下方とのそれぞれに延びる２つのアーム５６（上方アーム５６ａおよび下方アーム５６ｂ）を有する。アーム５６は複数のトグルリンク４２を介して可動プラテン２２と接続されている。したがって、クロスヘッド４０が開方向に沿って移動すると、クロスヘッド４０に引っ張られることで、可動プラテン２２も開方向に沿って移動する。また、クロスヘッド４０が閉方向に沿って移動すると、クロスヘッド４０に押されることで、可動プラテン２２も閉方向に沿って移動する。

複数のトグルリンク４２は、第１トグルリンク４２ａ、第２トグルリンク４２ｂ、および第３トグルリンク（クロスヘッドリンク）４２ｃを有する。

本実施の形態では、第１トグルリンク４２ａ、第２トグルリンク４２ｂ、および第３トグルリンク４２ｃの３つのトグルリンク４２を１組とし、型締機構１４の上方と下方とのそれぞれに複数のトグルリンク４２が１組ずつ設けられる。

１つの組において、第１トグルリンク４２ａの一端は、リアプラテン２４に対して、トグルピン５８により回動可能に接続される。また、第２トグルリンク４２ｂの一端は、可動プラテン２２に対して、トグルピン５８により回動可能に接続される。そして、第１トグルリンク４２ａの他端と第２トグルリンク４２ｂの他端とは、トグルピン５８により互いに回動可能に接続される。

第３トグルリンク４２ｃの一端は、トグルピン５８により第１トグルリンク４２ａと接続される。また、第３トグルリンク４２ｃの他端は、トグルピン５８によりクロスヘッド４０のアーム５６と接続される。ここで、上方側の組の第３トグルリンク４２ｃは上方アーム５６ａに接続され、下方側の組の第３トグルリンク４２ｃは下方アーム５６ｂに接続される。

図３は、第３トグルリンク４２ｃの断面図である。

第３トグルリンク４２ｃは、第３トグルリンク４２ｃの一端側であって第１トグルリンク４２ａと接続される第１部位６０と、第３トグルリンク４２ｃの他端側であってアーム５６と接続される第２部位６２と、を有する。図３に示された第１部位６０と第２部位６２との各々のピン穴６４は、トグルピン５８を挿入するために設けられるものである。第１部位６０と第２部位６２とは、後述の弾性体４４が伸びていないときは互いに接触しているが、弾性体４４が伸びたとき、その伸びに従って離間することができる。

第１部位６０には、第２部位６２に面した部屋（凹部）６６が設けられる。上記した弾性体４４は、部屋６６に収容されるように第３トグルリンク４２ｃに設けられ、第１部位６０と第２部位６２とを連結する。部屋６６に収容することにより、弾性体４４を保護することができる。なお、第１部位６０ではなく第２部位６２に部屋６６を設けて、その部屋６６に弾性体４４を収容する構成としてもよい。

弾性体４４は、本実施の形態では第１部位６０と第２部位６２との方向に伸縮可能な金属バネである。なお、弾性体４４は金属バネに限定されない。例えば、伸縮可能な樹脂（例えばゴム）を弾性体４４として採用してもよい。

弾性体４４には、クロスヘッド４０が可動プラテン２２を開方向に引っ張ったときに引張力が加えられる。弾性体４４の予圧は、所定の大きさ以下の引張力では伸びないように予め設定されている。

「所定の大きさ」とは、クロスヘッド４０が可動プラテン２２を開方向に沿って移動させている間に生じる引張力の大きさである。したがって、弾性体４４は、可動プラテン２２が開方向に沿って移動しているときには伸びることがない。換言すると、弾性体４４は、クロスヘッド４０が可動プラテン２２を開方向に引っ張って移動させることを、可動プラテン２２の可動範囲内では妨げない。

なお、本実施の形態では、上記のとおり、弾性体４４が伸びていないときには第３トグルリンク４２ｃの第１部位６０と第２部位６２とが互いに接触する構成としている。したがって、クロスヘッド４０が可動プラテン２２を閉方向に沿って移動させるとき、クロスヘッド４０の閉方向への移動により生じる圧縮力は、クロスヘッド４０側の第２部位６２から第１トグルリンク４２ａ側の第１部位６０へと不足なく伝わる。換言すると、弾性体４４は、クロスヘッド４０が可動プラテン２２を閉方向に移動させることを妨げない。

弾性体４４は、所定の大きさを超える引張力が加えられたときに伸びる。弾性体４４に所定の大きさを超える引張力が加えられるときとは、クロスヘッド４０が、可動プラテン２２の可動範囲を超えて可動プラテン２２を開方向に移動させようとしたときである。このような状況は、例えばモータ４６の回転を操作するオペレータのミスによって、クロスヘッド４０が開方向に移動し過ぎてしまった場合に起こり得る。

クロスヘッド４０が開方向に引っ張ろうとしても、可動プラテン２２が可動範囲の限界に達している場合、可動プラテン２２はそれ以上移動せずにその場に留まろうとする。これにより、クロスヘッド４０および複数のトグルリンク４２に、所定の大きさを超える引張力（図３の矢印）が生じる。

弾性体４４は、所定の大きさを超える引張力が加えられたときに伸びることで、その引張力を吸収する。これにより、所定の大きさを超える引張力によってクロスヘッド４０および複数のトグルリンク４２が歪んだり破損したりすることが防止される。また、クロスヘッド４０が螺合されたボールねじ３６や、クロスヘッド４０を支持するベアリング５４についても、所定の大きさを超える引張力が加えられるおそれがなくなるので、歪んだり破損したりすることが防止される。

このように、本実施の形態によれば、射出成形機１０における引張力による不具合発生のおそれが低減される。

［変形例］
以上、本発明の一例として実施の形態が説明されたが、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

（変形例１）
図４は、変形例１の第３トグルリンク４２ｃの断面図である。

実施の形態の型締機構１４では、所定の大きさを超える引張力が加えられたときに、弾性体４４が伸びることで当該引張力を吸収した。これに限定されず、型締機構１４は、図４のように、所定の大きさを超える引張力が加えられたときに、弾性体４４が縮むことで当該引張力を吸収するように構成されてもよい。

本変形例の第１部位６０は、第２部位６２に対する離間方向（図４中の右方向）に弾性体４４を押すために、第１部位６０の第２部位６２側の端部に設けられた押込み部６８を有する。また、本変形例の第２部位６２は、上記の離間方向に向かって部屋６６内を延びる延在部７０と、延在部７０の離間方向側の先端に設けられ、弾性体４４を支持する支持部７２と、を有する。

弾性体４４は、本変形例では、押込み部６８と支持部７２との間に、支持部７２に接続された状態で設けられる。弾性体４４の予圧は、所定の大きさ以下の引張力では縮まないように予め設定されている。第１部位６０と第２部位６２とは、弾性体４４が縮んだときには互いに離間するが、弾性体４４が縮んでいないときには互いに接触する。

弾性体４４は、所定の大きさを超える引張力が加えられたとき、第２部位６２から離間方向に離間しようとする第１部位６０の押込み部６８に押し込まれて縮む。これにより、本変形例の弾性体４４は、所定の大きさを超える引張力が加えられたとき、当該引張力を吸収することができる。

なお、言うまでもないが、本変形例は、第１部位６０ではなく第２部位６２に部屋６６を設ける構成であっても適用可能である。

（変形例２）
図５Ａは、変形例２の第３トグルリンク４２ｃの断面図である。図５Ｂは、変形例２の第３トグルリンク４２ｃのもう一つの断面図である。

射出成形機１０は、弾性体４４が伸縮したか否かを検出するセンサ７４と、センサ７４が弾性体４４の伸縮を検出した場合にその旨を報知する報知部（不図示）と、をさらに備えてもよい。

図５Ａの例では、変形例１（図４）と同様の部屋（凹部）６６が第１部位６０に設けられる。弾性体４４は、部屋６６に収容されるように第３トグルリンク４２ｃに設けられる。なお、変形例１と同様に、第２部位６２に部屋６６を設ける構成としてもよい。

センサ７４は、例えば、第３トグルリンク４２ｃに設けられるタッチセンサである。タッチセンサ７４は、第１部位６０と第２部位６２とが互いに接触しているか否かを検出することで、弾性体４４が伸縮したか否かを検出する。

報知部は、例えばメッセージを画面に表示する表示器、音声を発するスピーカ、あるいは、発光する報知灯である。報知部は、例えば弾性体４４が伸びて第１部位６０と第２部位６２とが離間したことを図５Ａのタッチセンサ７４が検出すると、その旨をオペレータに報知する。これにより、オペレータは、クロスヘッド４０を開方向に移動し過ぎていること（所定の大きさを超える引張力が生じていること）を容易に認識することができる。

なお、図５Ｂのように、本変形例は弾性体４４が引張力によって縮む構成（変形例１）にも適用可能である。この場合では、報知部は、弾性体４４が縮んで第１部位６０と第２部位６２とが離間したときに、その旨をオペレータに報知すればよい。

（変形例３）
実施の形態では第３トグルリンク（クロスヘッドリンク）４２ｃに弾性体４４を設けたが、第１トグルリンク４２ａや第２トグルリンク４２ｂに弾性体４４を設ける構成としてもよい。

［実施の形態から得られる発明］
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。

射出成形機（１０）であって、開閉方向に沿って金型（１２）を開閉させる固定プラテン（２０）および可動プラテン（２２）と、前記可動プラテン（２２）に対して、前記固定プラテン（２０）と反対側に離間して設けられたリアプラテン（２４）と、前記可動プラテン（２２）と前記リアプラテン（２４）との間に設けられ、前記可動プラテン（２２）を前記リアプラテン（２４）に対して前記開閉方向に沿って移動させる複数のトグルリンク（４２）と、を備え、複数の前記トグルリンク（４２）のうち少なくとも１つには、所定の大きさを超える引張力が加えられたときに伸縮することで前記引張力を吸収する弾性体（４４）が設けられている。

これにより、引張力による不具合発生のおそれが低減された射出成形機（１０）が提供される。

前記リアプラテン（２４）に取り付けられ、前記開閉方向に沿って延在したボールねじ（３６）と、前記ボールねじ（３６）に螺合され、前記ボールねじ（３６）の回転に応じて前記開閉方向に沿って移動するクロスヘッド（４０）と、をさらに備え、複数の前記トグルリンク（４２）は、前記クロスヘッド（４０）に接続されたクロスヘッドリンク（４２ｃ）を有し、前記弾性体（４４）は、前記クロスヘッドリンク（４２ｃ）に設けられてもよい。これにより、クロスヘッド（４０）およびボールねじ（３６）についての不具合発生のおそれが、とくに低減される。また、クロスヘッド（４０）を支持するためにボールねじ（３６）にベアリング（５４）が設けている場合には、ベアリング（５４）についての不具合発生のおそれも、とくに低減される。

前記弾性体（４４）が伸縮したか否かを検出するセンサ（７４）と、前記センサ（７４）が前記弾性体（４４）の伸縮を検出した場合に、その旨を報知する報知部と、をさらに備えてもよい。これにより、オペレータは、所定の大きさを超える引張力が生じていることを容易に認識することができる。

１０…射出成形機 １２…金型
１４…型締機構 ２０…固定プラテン
２２…可動プラテン ２４…リアプラテン
３６…ボールねじ ４０…クロスヘッド
４２（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）…トグルリンク
４４…弾性体 ７４…センサ（タッチセンサ）

Claims (3)

1. 開閉方向に沿って金型を開閉させる固定プラテンおよび可動プラテンと、
   前記可動プラテンに対して、前記固定プラテンと反対側に離間して設けられたリアプラテンと、
   前記可動プラテンと前記リアプラテンとの間に設けられ、前記可動プラテンを前記リアプラテンに対して前記開閉方向に沿って移動させる複数のトグルリンクと、
   を備え、
   前記可動プラテンの可動範囲外に前記可動プラテンが引っ張られることに応じて所定の大きさを超える引張力が加えられたときに伸縮することで前記引張力を吸収する弾性体が、複数の前記トグルリンクのうちの少なくとも１つに設けられている、射出成形機。
2. 請求項１に記載の射出成形機であって、
   前記リアプラテンに取り付けられ、前記開閉方向に沿って延在したボールねじと、前記ボールねじに螺合され、前記ボールねじの回転に応じて前記開閉方向に沿って移動するクロスヘッドと、をさらに備え、
   複数の前記トグルリンクは、前記クロスヘッドに接続されたクロスヘッドリンクを有し、
   前記弾性体は、前記クロスヘッドリンクに設けられている、射出成形機。
3. 請求項１または２に記載の射出成形機であって、
   前記弾性体が伸縮したか否かを検出するセンサと、
   前記センサが前記弾性体の伸縮を検出した場合に、その旨を報知する報知部と、をさらに備える、射出成形機。

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