WO2018066696A1

WO2018066696A1 - 成形機

Info

Publication number: WO2018066696A1
Application number: PCT/JP2017/036499
Authority: WO
Inventors: 井上　誠
Original assignee: 東洋機械金属株式会社
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2018-04-12
Also published as: JP6820178B2; CN109996661A; CN109996661B; JP2018058314A

Abstract

【課題】トグルリンク機構の連結部の剛性を確保することができるテールストックを備える成形機の提供。【解決手段】可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、該テールストックは、上下に配置され水平に延設される２本の上下水平梁と、左右に配置され鉛直に延設される２本の左右鉛直梁とを一体に連結して形成される前方矩形部及び後方矩形部からなる箱型形状を有し、該前方矩形部及び該後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成されると共に、前記トグルリンク機構を連結する平板状の複数のトグルリンク連結部を形成しており、当該トグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間に肉盛部を設けた成形機。

Description

成形機

　本発明は、トグル式型締め機構を備えた射出成形機又はダイカストマシン等の成形機に関する。特に、軽量化を維持しつつより高い剛性を保つことが可能なテールストックを備える成形機に関する。

　射出成形機やダイカストマシン等の成形機の多くは、固定ダイプレートと可動ダイプレートとを有している。固定ダイプレートには固定金型が取付けられている。可動ダイプレートには可動金型が取りつけられている。可動ダイプレートは、トグルリンク機構やシリンダ等の伸縮する駆動装置によってテールストックと連結されている。駆動装置は、可動ダイプレートを押して固定ダイプレート側へ移動させ、可動金型を固定金型と当接させる。さらに、駆動装置が可動ダイプレートを押圧して型締力を発生させる。型締力が加えられた可動金型及び固定金型のキャビティに溶融樹脂又は溶融金属を射出注入する。そして、金型を冷却し、金型を開いて成形品又は鋳造物を取り出す。このような一連の動作を繰り返して、成形品又は鋳造物を得る。

　大型の成形品又は鋳造物を得るためには、大型の金型と、それに対応した大型の成形機が必要となる。つまり、固定ダイプレート、可動ダイプレート、駆動装置、テールストックは大型となる。このような成形機を設置するときは、部品単位で設置場所に搬入して組み立てる必要がある。また、テールストックは、高い剛性が必要であるため、重金属によって肉厚に形成されている。そのため、テールストックは、数トンに及ぶ応力にも変形することなく用いることができるようになっている。

　このようなテールストックの運搬は、大型のクレーン等を用いる必要がある。そのため、運搬のコストが非常に高くなってしまっていた。また、テールストックを肉厚に形成するため、材料費等の製造コストも高くなってしまっていた。本願出願人は、このような課題を鑑みて、剛性を保ちつつ軽量化したテールストックを備えた成形機を、特許文献１に開示している。

　特許文献１のテールストックは、前方矩形部及び後方矩形部を有している。これら前方矩形部及び後方矩形部は、２本の水平梁および２本の鉛直梁を有している。前方矩形部及び前記後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔と、前方矩形部及び後方矩形部のタイバー挿入孔を連結する円筒部とが形成されている。前方矩形部には、トグルリンク機構と連結する連結部が形成されている。後方矩形部には、前方矩形部の水平梁から後方矩形部の水平梁へ荷重を伝える薄肉の荷重伝達底部が形成されている。引用文献１のテールストックは、型締力発生時の応力を分散させ、テールストックの水平方向の撓みを防止することができる。このテールストックは肉抜き箇所が多く、材料の使用量を抑制することができる。そのため、軽量化・低コスト化を可能としている。

特開２０１４－６５３０７号公報

　テールストックは、全体的に箱形に形成されている。テールストックは、型開時に折りたたまれるトグルリンク機構部を収納する空間が内側に形成されている。型締時（図１の状態）には、トグルが伸びて黒矢印の方向に型締力を発生し、テールストックには上下方向外側に広がる力（白矢印）が発生する。そのため、テールストックの背面部に反りが生じ、腕部に上下方向の変位が生じる（図２）。図２は、テールストックの各部の変位が点線により示されている。

　そのため、従来のテールストックは、背面部の反りに対して、変形する部分に梁を入れ、腕部の変位に対して、肉厚を増すことで対応してきた。

　図２に示すような、背面の反り（ａ）や腕部の変位（ｂ）に対しては、梁を入れたり腕部の肉厚を増したりすることが有効である。しかしながら、腕部の先端にあるトグルリンク機構の連結部の上下方向の変位（ｃ）は、腕部の上下の厚みを増加させても抑制効果が低いことが分かった。トグルリンク機構の連結部は、トグルピン挿入部の板厚方向の寸法が制限され、十分な剛性を確保できないためである。

　したがって、本発明は、トグルリンク機構の連結部の剛性を確保することができるテールストックを備える成形機を提供することを目的とする。

　本発明の成形機は、可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、
　該テールストックは、水平に延設される（上下に配置される）上下の水平梁と、鉛直に延設される（左右両側に配置される）左右の鉛直梁とを一体に連結して形成される前方矩形部及び後方矩形部を有する箱型形状を有し、該前方矩形部及び該後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成され、前記トグルリンク機構を連結する平板状の複数のトグルリンク連結部を形成しており、当該トグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間には肉盛部を設けたことを特徴とする。

　さらに、本発明の成形機において、前記トグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間に設けられた肉盛部は、左右方向から見たときに三角形となるくさび形状を有していることを特徴とする。

　さらに、本発明の成形機において、前記肉盛部は、トグルリンク機構から受ける型締力の方向と交差する型締力対向面を形成しており、この型締力対向面が、型締時において、型締力の方向と角度θをなすように形成されていることを特徴とする。
　ただし、θは６０°±１０°の範囲である。

　さらに、本発明の成形機において、前記トグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間に設けられた肉盛部は、トグルリンクから受ける型締力の方向と交差する型締力対向面が曲面状に形成されていることを特徴とする。

　さらに、本発明の成形機において、前記トグルリンク連結部には、トグルピンを挿通させるトグルピン挿入孔が形成され、前記トグルピン挿入孔が、テールストックの上下方向の中心に近付けて配置されていることを特徴とする。

　本発明の成形機は、可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、
　前記テールストックが、上下に配置された水平梁と、前記水平梁の前面から突出した複数のトグルリンク連結部と、前記水平梁の前面から前記複数のトグルリンク連結部より低く突出し、前記複数のトグルリンク連結部と水平方向に交互に配置された複数の肉盛部と、を一体に有していることを特徴とする。

　本発明の成形機によれば、テールストックのトグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間に肉盛部を設けている。これにより、トグルリンク連結部の変位を抑制できる。そのため、型締機構の精度及び信頼性を上げることが可能である。

　さらに、本発明の成形機においては、トグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間に設けられた肉盛部は、左右方向から見たときに三角形となるくさび形状を有している。これにより、テールストックが上下に持ち上がる方向の変位を抑制できる。

　さらに、本発明の成形機においては、肉盛部は、トグルリンクから受ける型締力の方向と交差する型締力対向面を形成している。この型締力対向面は、型締時に、型締力の方向と角度θをなすように形成されている。θは６０°±１０°の範囲とする。これにより、テールストックが上下に持ち上がる方向の変位をより効果的に抑制できる。

　さらに、本発明の成形機においては、トグルピンを挿通させるトグルピン挿入孔が、テールストックの上下方向の中心に近付けて配置されている。これにより、肉盛部により型締力をより確実に受けることができる。

　本発明の成形機によれば、テールストックが、上下に配置された水平梁と、水平梁の前面から突出した複数のトグルリンク連結部と、水平梁の前面から複数のトグルリンク連結部より低く突出し、複数のトグルリンク連結部と水平方向に交互に配置された複数の肉盛部と、を一体に有している。これにより、肉盛部によって、隣同士に並ぶトグルリンク連結部の基端部が一体に結合され、剛性を効果的に高めることができる。そのため、トグルリンク連結部の変位を抑制できる。したがって、型締機構の精度及び信頼性を上げることが可能である。

本発明の実施例の射出成形機のトグルリンク機構が伸張した状態を示す側面図である。本発明の実施例の射出成形機における型締時のトグルリンク機構の各部に作用する変位力を示す模式図である。本発明の実施例の射出成形機のテールストックの前面を示す斜視図である。本発明の実施例の射出成形機のテールストックの肉盛部を設けたトグルリンク連結部の詳細構成を示す概念図である。水平梁に肉厚部を形成して変位を抑制するようにしたテールストックの例を示す斜視図である。

　以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を、図示した射出成形機を参照して説明する。勿論、本発明は、射出成形機に限らずダイカストマシンも含むものであり、その発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外のものに対しても容易に適用可能である。以下の説明では、射出成形機のトグルリンク機構への適用例を実施例として説明する。

　本願明細書において、前後・上下・左右の方向は図１に示す方向を意味するものとして使用する。前後方向は、図１において、金型に向かう方向（右側）を前方といい、左側を後方という。上下方向は、図１における上下方向であり、左右方向は、図１における手前側・奥側を言う。

　本実施例の射出成形機の構成について、図１に基づいて説明する。図１は射出成形機の全体構成を示す側面図である。図１において、１は、射出成形機である。２は、固定ダイプレートである。３は、タイバーである。４は、テールストックである。５は、可動ダイプレートである。６は、トグルリンク機構である。７は、モータである。８は、プーリである。９は、ベルトである。１０は、ボールネジである。

　射出成形機１は、可動金型１１ａ及び固定金型１１ｂを当接させることで形成される図示しないキャビティ内に溶融樹脂を射出注入する。そして、溶融樹脂を冷却して固形化することで成形品を得るものである。固定ダイプレート２は、固定金型１１ｂを取り付けるためのものである。固定ダイプレート２は、図示しない射出成形機１のベース部に対して固定される。タイバー３は、前方側の一端が固定ダイプレート２に固定され、後方側の他端が後述のテールストック４に固定される。

　本実施例において、タイバー３は４本の金属棒で構成され、固定ダイプレート２及びテールストック４にて支持固定される。テールストック４は、タイバー３の他端を支持する。テールストック４は、型厚調整等を行っている間を除いて、図示しないベース部に固定される。可動ダイプレート５は、一方に後述のトグルリンク機構６を連結するトグルリンク連結部を有し、他方に可動金型１１ａを取り付けるための可動金型取付面を備える。トグルリンク機構６は、テールストック４に連結されている。トグルリンク機構６は、伸縮することにより可動ダイプレート５を前進および後退させて金型の型閉・型開動作を行う。トグルリンク機構６は、型締力を可動ダイプレート５に伝達する。モータ７は、トグルリンク機構６を駆動させるための駆動源である。プーリ８は、モータ７の回転によって回転する。ベルト９は、モータ７の回転をプーリ８に伝達する。ボールネジ１０は、プーリ８の回転と共に回転し、その回転動作をトグルリンク機構６の型閉・型開方向の移動のための駆動力に変換する運動変換機構である。

　ここで、以上のような構成の射出成形機１によって成形品を製造する際の動作と、その際のテールストック４に作用する力について説明する。

　射出成形機１の固定ダイプレート２に固定金型１１ｂを取り付ける。可動ダイプレート５に可動金型１１ａを取り付ける。トグルリンク機構６が折りたたまれて縮んでいるとき、固定金型１１ｂと可動金型１１ａが離間した型開状態となっている。この型開状態から、型閉のためにモータ７を駆動し、ベルト９を介してプーリ８を回転させる。プーリ８の回転はそのままボールネジ１０の回転となる。ボールネジ１０の回転運動は直線運動に変換され、トグルリンク機構６を伸張させる。トグルリンク機構６は、一方の端部が移動不可能に固定されたテールストック４と連結されている。そのため、トグルリンク機構６が伸張されると、テールストック４との連結部を起点として、可動ダイプレート５を固定ダイプレート２側へ押し進める。可動ダイプレート５に取り付けられた可動金型１１ａが、固定ダイプレートに取り付けられた固定金型１１ｂに接触する。可動金型１１ａが固定金型１１ｂに接触した後にもトグルリンク機構６を伸張させる。これにより、トグルリンク機構６の伸張は型締力（２つの金型を押し付けてキャビティを形成し樹脂漏れを防ぐための力）となって可動ダイプレート５、即ち可動金型１１ａを更に押圧する。

　この型締力を発生させている状態においては、トグルリンク機構６を中心に、固定ダイプレート２及びテールストック４の間隔を広げようとする力（黒矢印）が発生し、タイバー３には固定ダイプレート２及びテールストック４を相互に引っ張る張力が応力として発生する。図１に示すようにトグルリンク機構６は水平方向に対して所定の傾き角度αを有し、この傾き角度α及び型締力に対する応力によって、テールストック４には、中心から上下方向外側に向かう力（白矢印）が生じる。剛性が不足すると、テールストック４の背面は反り返り、トグルリンク機構６と連結されるトグルリンク連結部が外側に広がって変位することとなる（図２に、点線で各部の変位を模式的に示す）。

　ここで、上記テールストック４の変形を抑制するためのテールストック４の詳細な形状・構造について、図３に基づいて説明する。

　図３において、４１は、前方矩形部である。４２は、後方矩形部である。４３は、連結部である。４４は、タイバー挿入孔である。４５は、補強梁部である。４６は、駆動源取付部である。４７は、トグルリンク連結部である。

　図３は、テールストック４の前面側（図３の手前側、つまり金型側）から見た斜視図である。テールストック４は、前面側が開口した箱形状を有している。前方矩形部４１は、左右に配された鉛直梁５２，５３と上下に配された水平梁５０，５１とを一体に連結して正方形枠状に形成されたものである。水平梁５０，５１は水平に延設されている。水平梁５０，５１は、図２において腕部に相当する。鉛直梁５２，５３は鉛直に延設されている。後方矩形部４２は、前方矩形部４１と同様に、鉛直梁と水平梁とを一体に連結して正方形枠状に形成されたものである。連結部４３は、円筒状に形成されており、前方矩形部４１と後方矩形部４２とを一体的に連結する。連結部４３にはタイバー３を挿通させて固定するためのタイバー挿入孔４４が形成される。連結部４３は、前方矩形部４１および後方矩形部４２の四隅を連結する。補強梁部４５は、略十字状に形成されている。補強梁部４５は、水平梁５０，５１および鉛直梁５２，５３ならびに後方矩形部４２に一体に連結されている。後方矩形部４２および補強梁部４５は、図２において背面に相当する。補強梁部４６の交差する中央部には駆動源取付部４６が形成される。トグルリンク連結部４７は、トグルリンク機構６と連結するためのものである。トグルリンク連結部４７は、平板状に形成され、図示しないトグルピンを挿通させるためのトグルピン挿入孔４７ａが形成される。複数のトグルリンク連結部４７は、水平梁５０，５１の前面５０ａ，５１ａから前方に突出して形成されている。

　上記のようなテールストック４を備えた射出成形機１によれば、従来のテールストックと比較して肉抜き箇所を多く形成でき、テールストック４の形成に必要な材料の使用量を減らして重量を減らすことができる。重量が軽くなることで、成形機の設置の際により小さなクレーン等によって運搬することができる。これにより、運搬の際にかかる費用を抑制することができる。更にテールストック４の形成に必要な材料が従来よりも少ないため製造にかかるコストを抑制することができる。

　図５に示すように、テールストック４の上下に配置された水平梁５０，５１に肉厚部４８を形成することにより、水平梁５０、５１自体が上下に広がる（互いに離れる）ような変位を抑制することはできる。図５において、図３と同じ構成部材には同じ符号を付している。しかしながら、図２で説明したような、トグルリンク連結部４７の厚みが薄いことによる（ｃ）の変位まで十分に抑制することは難しい。

　そのために、本発明は、図３に示したとおり、トグルリンク連結部４７の側面及び隣接するトグルリンク連結部４７，４７間に肉盛部４９を設けたものである。肉盛部４９を設けたトグルリンク連結部４７の詳細構成は、図４に示す。

　肉盛部４９は、トグルリンク連結部４７の側面及び隣接するトグルリンク連結部４７，４７間に形成される。肉盛部４９は、左右方向から見たときの形状が三角形となるくさび形状を有している。なお、「三角形」には、厳密な三角形および概略三角形を含む。複数の肉盛部４９は、水平梁５０，５１の前面５０ａ，５１ａから複数のトグルリンク連結部４７より低く突出して形成されている。複数の肉盛部４９と複数のトグルリンク連結部４７とは水平方向（左右方向）に交互に並べられている。水平梁５０，５１、複数のトグルリンク連結部４７および複数の肉盛部４９は、鋳造により一体に形成されている。肉盛部４９は、トグルリンク連結部４７の基端部を左右から挟んだ状態で当該基端部と一体に結合されている。これにより、剛性を効果的に高めている。肉盛部４９は、トグルリンク機構６から受ける型締力Ｆの方向に交差する型締力対向面４９ａを有している。この型締力対向面４９ａは、型締時に、型締力Ｆの方向と角度θをなすように形成されている。型締力対向面４９ａによって、型締力Ｆを効果的に受け止めることができる。

　ここで、θは６０°±１０°の範囲で型締力対向面４９ａを形成するのが望ましい。

　この肉盛部４９は、左右方向から見たときに三角形となるくさび形状に限られるものではない。肉盛部４９の型締力対向面４９ａは、例えば、左右方向から見たときに凹又は凸の曲面状となるように形成されても良い。

　トグルピン挿入孔４７ａは、テールストック４の上下方向の中心に近付けて配置される。つまり、上側の水平梁５０の前面５０ａから突出するトグルリンク連結部４７のトグルピン挿入孔４７ａは、図４の下側に偏って配置される。図示はないが、下側の水平梁５１の前面５１ａから突出するトグルリンク連結部４７のトグルピン挿入孔４７ａは、図４の上側に偏って配置される。このようにトグルピン挿入孔４７ａを配置することで、型締力対向面４９ａによってトグルリンク機構６からの型締力Ｆを効果的に受け止めることができる。

　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。また、本実施例を射出成形機として説明したが、ダイカストマシン等、他の成形機に適用してもよい。

　１…射出成形機
　２…固定ダイプレート
　３…タイバー
　４…テールストック
　４１…前方矩形部
　４２…後方矩形部
　４３…連結部
　４４…タイバー挿入孔
　４５…補強梁部
　４６…駆動源取付部
　４７…トグルリンク連結部
　４７ａ…トグルピン挿入孔
　４８…肉厚部
　４９…肉盛部
　４９ａ…型締力対向面
　５０，５１…水平梁
　５０ａ，５１ａ…前面
　５２，５３…鉛直梁
　５…可動ダイプレート
　６…トグルリンク機構
　７…モータ
　８…プーリ
　９…ベルト
　１０…ボールネジ
　１１…金型
　１１ａ…可動金型
　１１ｂ…固定金型
　Ｆ…型締力

Claims

　可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、
　該テールストックは、水平に延設される上下の水平梁と鉛直に延設される左右の鉛直梁とを一体に連結して形成される前方矩形部及び後方矩形部を有する箱型形状を有し、該前方矩形部及び該後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成され、前記トグルリンク機構を連結する平板状の複数のトグルリンク連結部を形成しており、当該トグルリンク連結部の側面及び隣接するトグルリンク連結部間には肉盛部を設けたことを特徴とする成形機。
　前記肉盛部は、左右方向から見たときに三角形となるくさび形状を有していることを特徴とする請求項１記載の成形機。
　前記肉盛部は、トグルリンク機構から受ける型締力の方向と交差する型締力対向面を有しており、前記型締力対向面が、型締時において、型締力の方向と角度θをなすように形成されていることを特徴とする請求項２記載の成形機。
　ただし、θは６０°±１０°の範囲である。
　前記型締力対向面が曲面状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の成形機。
　前記トグルリンク連結部には、トグルピンを挿通させるトグルピン挿入孔が形成され、
　前記トグルピン挿入孔が、テールストックの上下方向の中心に近付けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の成形機。
　可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、
　前記テールストックが、上下に配置された水平梁と、前記水平梁の前面から突出した複数のトグルリンク連結部と、前記水平梁の前面から前記複数のトグルリンク連結部より低く突出し、前記複数のトグルリンク連結部と水平方向に交互に配置された複数の肉盛部と、を一体に有していることを特徴とする成形機。