JP7589115B2 - 型締装置および射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、金型を回転する回転盤と成形品を突き出す突出装置とを備えた型締装置、および射出成形機に関するものである。

射出成形機に設けられている型締装置は、固定盤と、この固定盤に対して開閉する可動盤とを備えている。回転盤を備えた射出成形機は、例えば特許文献１に記載されているように、可動盤の一方の面に回転盤が設けられ、複数個の金型つまり回転側金型が取り付けるようになっている。型締めするとこれら複数個の回転側金型のいずれかが固定盤に取り付けられている固定側金型と型締めされる。回転盤の回転位置を変えて型締めすると他の回転側金型が固定側金型と型締めされるようになっている。

特開２００９－４５９３９号公報

回転盤は回転軸を備え、この回転軸が可動盤の中心に空けられている貫通孔に挿入されている。回転盤は前記したように可動盤の一方の面に設けられているが、回転盤を駆動する駆動機構は可動盤の他方の面に設けられている。駆動機構は回転軸を回転して回転盤を回転するようになっている。

型締装置は突出装置を備え、成形された成形品を突き出すようになっている。突出装置は可動盤に設けられ、可動盤を貫通しているロッド孔から１本または複数本のエジェクタロッドを突出すようになっている。可動盤に回転盤が設けられている場合、可動盤の中央には回転盤の回転軸が設けられているので、エジェクタロッドを可動盤の中央近傍から、つまり回転盤の中央近傍から突き出すことができない。つまりエジェクタロッドの突出し位置に制約がある、という問題がある。

本開示において、回転盤を備え、エジェクタロッドを任意の箇所から突き出すことができる型締装置を提案する。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

回転盤と突出装置を、固定盤と可動盤のいずれか一方の型盤に設ける。回転盤はこの一方の型盤の、他方の型盤側の面に設け、突出装置はその反対側の面に設ける。回転盤とこの一方の型盤の間に軸受構造体を設ける。一方の型盤には円柱状の突出部を設け、回転盤には突出部を収納する円形状の凹部が形成する。軸受構造体は、一対の内輪とこれらに対して相対的に回転自在な外輪と複数のローラとからなるクロスローラリングを採用し、一対の内輪は突出部に対してその円周部に嵌め合わさせて押さえ部材により固定し、外輪は凹部の円周部分において回転盤と固定盤を回転するプーリとによって挟み込んで固定する。突出装置は軸受構造体より半径内側において突き出す複数本のエジェクタロッドを備えるようにし、少なくとも１本のエジェクタロッドは回転盤の回転の中心に位置するように配置する。

本開示によれば、エジェクタロッドの突出し位置に制約がなくなる。

本実施の形態に係る射出成形機の側面図である。 本実施の形態に係る回転盤と型締装置の一部とを示す正面図である。 本実施の形態に係る可動盤と回転盤と突出装置とを示す側面断面図である。 本実施の形態に係る回転盤に設けられているクロスローラベアリングを一部断面で示す斜視図である。 従来の可動盤と回転盤と突出装置とを示す側面断面図である。 第２の実施の形態に係る可動盤と回転盤と突出装置とを示す側面断面図である。 第３の実施の形態に係る可動盤と回転盤と突出装置とを示す側面断面図である。

以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

本実施の形態を説明する。
＜射出成形機＞
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、金型を型締めする型締装置２と、射出材料を溶融して射出する射出装置３と、型締装置２に設けられている回転盤４と、成形品を突き出す突出装置１０と、から概略構成されている。

＜型締装置＞
型締装置２はベッドB上に固定されている固定盤５と、ベッドB上をスライドする型締ハウジング６と、ベッドB上を同様にスライドする可動盤７とを備えている。固定盤５と型締ハウジング６は複数本、例えば４本のタイバー９、９、…によって連結されている。可動盤７は、固定盤５と型締ハウジング６の間でスライド自在になっている。型締ハウジング６と可動盤７の間には型締機構１１が設けられている。型締機構１１は直圧式の型締機構、つまり型締シリンダから構成してもよいが、本実施の形態においてはトグル機構から構成されている。

後で詳しく説明するが本実施の形態に係る回転盤４は可動盤７に設けられている。固定盤５には固定側金型１３が取り付けられ、回転盤４には２個の回転側金型１４、１４が設けられている。図１において、回転盤４に取り付けられている２個の回転側金型１４、１４は紙面の手前側と奥側とに設けられており、重なって示されている。２個の回転側金型１４、１４は、回転盤４の回転位置に応じていずれか１個が固定側金型１３と整合するようになっている。型締機構１１を駆動すると固定側金型１３と、整合している１個の回転側金型１４とが型開閉される。

同様に後で詳しく説明するが、突出装置１０も可動盤７に設けられている。具体的には、可動盤７の回転盤４が設けられている面ではなく、反対側の面に設けられている。突出装置１０は回転側金型１４、１４において成形された成形品を突き出すようになっている。

＜射出装置＞
射出装置３は、加熱シリンダ１６と、この加熱シリンダ１６に入れられているスクリュ１７と、スクリュ１７を駆動するスクリュ駆動装置１８とから構成されている。加熱シリンダ１６はその後端部近傍にホッパ２０が、そして先端に射出ノズル２２が設けられている。

＜回転盤＞
回転盤４は前記したように可動盤７に設けられている。図２には、回転盤４に垂直な方向から見た回転盤４と可動盤７とが示されている。回転盤４は、可動盤７に対して滑らかに回転するようになっている。可動盤７の上部には回転盤駆動機構２５が設けられている。回転盤４には回転盤４よりわずかに大径のプーリ２４が固着されている。図１、２に示されているように、プーリ２４と回転盤駆動機構２５との間にベルト２６が掛け回されている。回転盤駆動機構２５を駆動するとプーリ２４と回転盤４とが一体的に回転するようになっている。

可動盤７には、図３に示されているように、その中央部に円柱状に立ち上がった突出部２８が形成されている。この突出部２８が形成されているのは、可動盤７の固定盤５（図１参照）側の面である。突出部２８の上面に、摩擦低減用板状部材３０が設けられている。摩擦低減用板状部材３０は、本実施の形態においては、黒鉛を主体とした固形潤滑剤が合金中に均一に分散されて、焼結・形成されているウエアプレート３０からなる。

突出部２８の径は回転盤４の径より小さいが、可動盤７において十分に大きく、突出部２８は可動盤７の中央部を大きく占めている。またウエアプレート３０の面積も大きくなっている。回転盤４は型締時には金型１４からの型締力を受けてわずかに弾性変形し、ウエアプレート３０に密着する。突出部２８とウエアプレート３０は十分に面積が大きいので型締力は可動盤７に適切に作用することになる。

このような可動盤７に対して、回転盤４には図３に示されているように、可動盤７に対向する側において円形状の凹部３２が形成されている。可動盤７の突出部２８はこの凹部３２に収納されるようになっている。このような凹部３２が形成されていることによって、回転盤４の円周部分にはフランジ部３５が形成されている。

回転盤４の凹部３２の表面、つまりウエアプレート３０と対向している面には、わずかに立ち上がった台部３３が形成されている。この台部３３とウエアプレート３０は、回転盤４の回転時には接触しないように、これらの間にわずかな隙間が確保されている。しかしながら型締時には金型１４からの型締力を受けて回転盤４がわずかに弾性変形して台部３３とウエアプレート３０とが密着する。つまり、上で型締時に回転盤４がウエアプレート３０と密着すると説明したが、この台部３３においてウエアプレート３０と密着することになる。

＜軸受構造体＞
本実施の形態に係る回転盤４は、可動盤７の円柱状の突出部２８に対して、そのフランジ部３５において軸受構造体３６によって回転自在に支持されている。つまり、軸受構造体３６は回転盤４の中央近傍ではなく、周辺部分に設けられている。換言すると、軸受構造体３６は、回転盤４の回転中心から半径方向に離間した位置において、回転盤４を可動盤７に対して軸受している。したがって、後で説明するようにエジェクタロッド３７、３７、…の配置に制約がなくなっている。

本実施の形態において軸受構造体３６は、図４に示されている、クロスローラリング３６から構成されている。クロスローラリング３６は、特殊な形状のベアリング部品であり、全体としてリング状になっている。クロスローラリング３６は、外輪３６ａと、一対の内輪３６ｂ、３６ｂと、これらの間に入れられている多数のローラ３６ｃ、３６ｃ、…とから構成されている。ローラ３６ｃ、３６ｃ、…は円柱状を呈し、外輪３６ａと一対の内輪３６ｂ、３６ｂの間で転動する。したがって、クロスローラリング３６は、外輪３６ａに対して一対の内輪３６ｂ、３６ｂが相対的に滑らかに回転するようになっている。

図３に示されているように、クロスローラリング３６は可動盤７の突出部２８に対して、その外周部に設けられている。そして押さえ部材３８によって一対の内輪３６ｂ、３６ｂが固定されている。一方、クロスローラリング３６の外輪３６ａは、回転盤４の円周部分に設けられている。すなわち、回転盤４のフランジ部３５には、大径のプーリ２４が設けられており、このフランジ部３５とプーリ２４とによって、外輪３６ａが固定されている。したがって、回転盤４は可動盤７に対して滑らかに回転する。

＜突出装置＞
突出装置１０は、図３に示されているように可動盤７の、回転盤４が設けられている面と反対側の面に設けられている。さらに具体的には、回転盤４は可動盤７の中央部に設けられている。回転盤４を駆動する回転盤駆動機構２５（図１、２参照）が突出装置１０の配置において妨げにならないからである。

突出装置１０は、複数本のエジェクタロッド３７、３７、…を備えている。可動盤７にはエジェクタロッド穴３１、３１、…が空けられ、そして回転盤４にもエジェクタロッド穴３４、３４、…が空けられている。エジェクタロッド３７、３７、…はエジェクタロッド穴３１、３１、…に入れられている。回転盤４が適切な回転位置にあるとき、エジェクタロッド穴３１、３１、…とエジェクタロッド穴３４、３４、…が整合する。突出装置１０からエジェクタロッド３７、３７、…を突き出すと、金型１４から成形品を突き出すようになっている。

本実施の形態において、これらのエジェクタロッド３７、３７、…は全て、符号４１で示されているように、可動盤７において軸受構造体３６より半径方向内側において突き出すようになっている。このように本実施の形態は、回転盤４を軸受している軸受構造体３６が回転盤４の円周部分に設けられているので、エジェクタロッド３７、３７、…の配置において妨げにならず、配置に制約はない。さらに、これらのエジェクタロッド３７、３７、…のうち、１本のエジェクタロッド３７は、図３において符号４０で示されているように回転盤４の回転中心に設けられている。

＜従来の回転盤＞
従来の回転盤７１を備えた可動盤７２が図５に示されている。従来の回転盤７１はその中央に回転軸７４が固着されている。可動盤７２には中央に貫通孔７５が空けられており、貫通孔７５にベアリング７７、７７を介して回転軸７４が入れられている。つまり、これらのベアリング７７、７７が回転盤７１を回転可能に軸受けする軸受構造体になっている。

可動盤７２の裏面側には、その中央に駆動機構７８が設けられ、回転軸７４を介して回転盤７１を回転するようになっている。回転盤７１は、可動盤７２の表面に設けられている押さえ部材８１によって押さえられ型開時に抜けないようになっている。

従来の回転盤７１を備えた可動盤７２では、このように回転盤７１の駆動機構７８が中央に配置されている。したがって、突出装置８３は、可動盤７２の裏面において駆動機構７８を避けて配置する必要がある。このように突出装置８３を中央に配置できないので、エジェクタロッド８４の配置には制約がある。さらに、回転盤７１の回転軸７４は可動盤７２の中央に設けられているので、回転盤７１の回転中心から突き出すことはできない。なお、二点鎖線で示されているように、２台目の突出装置８３‘を設けるようにすることはできる。そうすると、エジェクタロッド８４、８４’の配置の自由度は若干大きくなる。しかしながら、複数台の突出装置８３、８３‘を設けるとコストが大きくなる問題がある。

本実施の形態に係る回転盤４（図３参照）を備えた可動盤７においては、前記したようにエジェクタロッド３７、３７、…の配置に制約はなく、このような従来の問題を解決している。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。図６には第２の実施の形態に係る可動盤７‘と回転盤４’と突出装置１０とが示されている。前実施の形態に係る回転盤４、可動盤７と同様の部品・部材については同じ番号の符号を付して説明を省略する。

この第２の実施の形態において、可動盤７’には、円柱状の突出部２８‘の周りに段部４２が形成されている。この段部４２にはウエアプレート４３、４３が設けられている。一方、回転盤４’には、円形の凹部３２の周囲にドーナツ状を呈するスライド部４５が形成されている。このスライド部４５が段部４２のウエアプレート４３、４３に対して摺動するようになっている。つまり第２の実施の形態において回転盤４‘と可動盤７’とを接続している軸受構造体３６‘は、段部４２とウエアプレート４３、４３とスライド部４５とからなる滑り軸受から構成されている。これらの軸受構造体３６’も回転盤４‘において、その回転中心から半径方向に離間した円周部分に設けられている。したがって、エジェクタロッド３７、３７、…は、配置する位置に制約はなく、いずれも軸受構造体３６’より半径内側において突き出すようになっている。

この第２の実施の形態において、可動盤７‘に形成されている段部４２には、鍔部４７が形成されている。回転盤４’とプーリ２４は、この鍔部４７を挟み込んでいる。これによって型開時に回転盤４‘が可動盤７’から離間しないようになっている。

＜第３の実施の形態＞
図７には第３の実施の形態に係る可動盤７‘’と回転盤４’‘と突出装置１０’‘とが示されている。第１の実施の形態に係る回転盤４、可動盤７、突出装置１０と同様の部品・部材については同じ番号の符号を付して説明を省略する。

この第３の実施の形態において、回転盤４‘’は、従来の回転盤７１（図５参照）と同様に、回転軸５１を備えている。ただし、この回転軸５１は中空に形成されている点に特徴がある。可動盤７‘’には中央に貫通孔５２が空けられており、回転盤４‘’の回転軸５１が入れられている。回転軸５１は貫通孔５２に対してベアリング５４、５４を介して回転可能に軸受されている。つまりベアリング５４、５４は、回転盤４‘’を軸受する軸受構造体３６‘’を構成している。後で説明するが、回転軸５１の中空の孔はロッド孔５５になっており、１本のエジェクタロッド３７が突き出されるようになっている。そしてこのロッド孔５５は回転盤４‘’の回転中心に設けられている。そうすると軸受構造体３６‘’は回転中心から半径方向に離間した位置で軸受している、と言うことができる。

この第３の実施の形態において、回転盤４‘’は、押さえ部材５６によってその外周部分を押さえられている。そして可動盤７‘’の上にはウエアプレート５７が設けられ、回転盤４‘’はこのウエアプレート５７に対して滑らかに摺動するようになっている。この実施の形態において、回転軸５１つまり回転盤４‘’は、サーボモータ５８とプーリ５９、５９とタイミングベルト６０とからなる、駆動機構６２によって回転するようになっている。

第３の実施の形態では、突出装置１０‘’はこの駆動機構６２を覆うように可動盤７‘’に設けられている。突出装置１０‘’は、複数本のエジェクタロッド３７、６４、６４を備えている。１本のエジェクタロッド３７は、ロッド孔５５を通って回転盤４‘’の回転中心から突き出すようになっている。つまり軸受構造体３６‘’より半径内側から突き出すようになっている。他のエジェクタロッド６４、６４は、軸受構造体３６‘’より半径方向の外側に配置されている。この第３の実施の形態においても、実質的にエジェクタロッド３７、６４、６４の配置に制約はない、と言える。

＜他の変形例＞
本実施の形態はさらに色々な変形が可能である。本実施の第１～３の形態では、回転盤４、４‘、…と突出装置１０、１０’‘は、いずれも可動盤７、７’、…に設けているように説明した。しかしながら、回転盤４、４‘、…と突出装置１０、１０’‘は、他の型盤に設けることもできる。具体的には、回転盤４、４‘、…と突出装置１０、１０’‘とを固定盤５に設けてもよい。つまり回転盤４、４’、…は固定盤５に対して回転するようにする。

さらにウエアプレート３０等の変形も可能である。本実施の形態に係る回転盤４（図３参照）において、ウエアプレート３０と台部３３は回転時において接触せず、型締時に密着するように説明した。しかしながら、回転時において摺動するようになっていてもよい。また、ウエアプレート３０は必須の部材ではなく、台部３３が形成されていることも必須ではない。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

１ 射出成形機 ２ 型締装置
３ 射出装置 ４ 回転盤
５ 固定盤 ６ 型締ハウジング
７ 可動盤 ９ タイバー
１０ 突出装置 １１ 型締機構
１３ 固定側金型 １４ 回転側金型
１６ 加熱シリンダ １７ スクリュ
１８ スクリュ駆動装置 ２０ ホッパ
２２ 射出ノズル ２４ プーリ
２５ 回転盤駆動機構 ２６ ベルト
２８ 突出部 ３０ ウエアプレート
３１ エジェクタロッド穴 ３２ 凹部
３３ 台部 ３４ エジェクタロッド穴
３５ フランジ部 ３６ クロスローラリング
３７ エジェクタロッド ３８ 押さえ部材
４２ 段部 ４３ ウエアプレート
４５ スライド部 ４７ 鍔部
５１ 回転軸 ５２ 貫通孔
５４ ベアリング ５５ ロッド孔
５６ 押さえ部材 ５７ ウエアプレート
５８ サーボモータ ５９ プーリ
６０ タイミングベルト ６２ 駆動機構
６４ エジェクタロッド

Claims (8)

1. 固定盤と、
   該固定盤に対して近づき離れるように移動する可動盤と、
   前記固定盤と前記可動盤のいずれか一方の型盤に設けられて金型が取り付けられるようになっている回転盤と、
   軸受構造体と、
   前記金型から成形品を突き出すようになっている突出装置と、を備え、
   前記回転盤は前記一方の型盤の、他方の型盤側の面において前記一方の型盤と対向して配置され、前記軸受構造体を介して回転可能に設けられており、
   前記一方の型盤の前記他方の型盤側の面には円柱状の突出部が固定的に設置され、前記回転盤の前記一方の型盤に対向する面には前記突出部を収納する円形状の凹部が形成され、
   前記軸受構造体は、一対の内輪と一対の前記内輪に対して相対的に回転自在な外輪と一対の前記内輪と前記外輪の間に設けられている複数のローラとを備えたクロスローラリングからなり、
   一対の前記内輪は前記突出部に対してその円周部に嵌め合わされ押さえ部材により固定されており、前記外輪は前記凹部の円周部分において前記回転盤と前記固定盤を回転するプーリとによって挟み込まれるようにして固定されており、
   前記突出装置は前記一方の型盤の、前記他方の型盤と反対側の面に設けられ、前記軸受構造体より半径内側において突き出す複数本のエジェクタロッドを備えており、少なくとも１本の前記エジェクタロッドは前記回転盤の回転の中心に位置するように配置されている、型締装置。
2. 前記突出装置は、全てのエジェクタロッドが前記軸受構造体より半径内側において突き出すようになっている、請求項１に記載の型締装置。
3. 前記回転盤と前記一方の型盤のいずれか一方には、他方に対向する面に摩擦低減用板状部材が設けられている、請求項１または２に記載の型締装置。
4. 前記一方の型盤は前記可動盤であり、前記他方の型盤は前記固定盤である、請求項１～３のいずれかの項に記載の型締装置。
5. 金型を型締めする型締装置と、
   射出材料を射出する射出装置と、を備えた射出成形機であって、
   前記型締装置は、固定盤と、
   該固定盤に対して近づき離れるように移動する可動盤と、
   前記固定盤と前記可動盤のいずれか一方の型盤に設けられて金型が取り付けられるようになっている回転盤と、
   軸受構造体と、
   前記金型から成形品を突き出すようになっている突出装置と、を備え、
   前記回転盤は前記一方の型盤の、他方の型盤側の面において前記一方の型盤と対向して配置され、前記軸受構造体を介して回転可能に設けられており、
   前記一方の型盤の前記他方の型盤側の面には円柱状の突出部が固定的に設置され、前記回転盤の前記一方の型盤に対向する面には前記突出部を収納する円形状の凹部が形成され、
   前記軸受構造体は、一対の内輪と一対の前記内輪に対して相対的に回転自在な外輪と一対の前記内輪と前記外輪の間に設けられている複数のローラとを備えたクロスローラリングからなり、
   一対の前記内輪は前記突出部に対してその円周部に嵌め合わされ押さえ部材により固定されており、前記外輪は前記凹部の円周部分において前記回転盤と前記固定盤を回転するプーリとによって挟み込まれるようにして固定されており、
   前記突出装置は前記一方の型盤の、前記他方の型盤と反対側の面に設けられ、前記軸受構造体より半径内側において突き出す複数本のエジェクタロッドを備えており、少なくとも１本の前記エジェクタロッドは前記回転盤の回転の中心に位置するように配置されている、射出成形機。
6. 前記突出装置は、全てのエジェクタロッドが前記軸受構造体より半径内側において突き出すようになっている、請求項５に記載の射出成形機。
7. 前記回転盤と前記一方の型盤のいずれか一方には、他方に対向する面に摩擦低減用板状部材が設けられている、請求項５または６に記載の射出成形機。
8. 前記一方の型盤は前記可動盤であり、前記他方の型盤は前記固定盤である、請求項５～７のいずれかの項に記載の射出成形機。

Images