JP6109731B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

可動金型が取り付けられる可動プラテン、固定金型が取り付けられる固定プラテン、およびタイバーを介して固定プラテンに連結されるリヤプラテンを有する３プラテン式の射出成形機が知られている（例えば特許文献１参照）。固定プラテンとリヤプラテンとの間に可動プラテンが配設され、可動プラテンとリヤプラテンとはトグル機構を介して連結される。型締モータを駆動してトグル機構を作動させることにより、可動プラテンが固定プラテンに対して進退させられ、型閉、型締、型開が行われる。型締状態の可動金型と固定金型との間にキャビティ空間が形成され、キャビティ空間に液状の成形材料が充填される。充填された成形材料は固化され、型開後に成形品として突き出される。

特開２００４−２４９６３７号公報

従来、型締時にトグル機構が可動プラテンの端部を押すため、可動プラテンが撓み、均一な型締力が得られなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、均一な型締力が得られる、射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、および成形品を突き出すエジェクタ装置を有する、タイバーレス型の射出成形機であって、
前記固定プラテンおよび前記可動プラテンの少なくとも一方は、金型取付部、該金型取付部と向かい合うプラテン本体、および該プラテン本体に対する前記金型取付部の位置を調整する型厚調整部を有し、
該型厚調整部は、前記金型取付部と前記プラテン本体とを型開閉方向に相対移動自在に連結する連結部を有し、
該連結部は、前記エジェクタ装置の少なくとも一部を内部に収容する、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、均一な型締力が得られる、射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型閉完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型締完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の金型交換時の状態を示す図である。 図１に示す可動プラテン、および可動プラテンに取付られるエジェクタ装置の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、型閉時の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開時の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による射出成形機の型閉完了時の状態を示す図である。図３は、本発明の一実施形態による射出成形機の型締完了時の状態を示す図である。図４は、本発明の一実施形態による射出成形機の金型交換時の状態を示す図である。図１〜図４において、フレーム１１の一部を破断して示す。

射出成形機１０は、２プラテン式、タイバーレス型である。射出成形機１０は、フレーム１１、固定プラテン１２、可動プラテン１３、短リンク２１、長リンク２２、プッシュロッド２３、型締モータ３１、第１リンクロック機構６０、プラテンロック機構７０、およびエジェクタ装置８０（図５参照）を備える。

固定プラテン１２は、フレーム１１に固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型１４が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレーム１１上に敷設されるメインガイド１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対して進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型１５が取り付けられる。

固定プラテン１２に対して可動プラテン１３を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型１４と可動金型１５とで金型装置１６が構成される。

短リンク２１は、固定側ピン２４を介して固定プラテン１２に連結され、固定プラテン１２に対して固定側ピン２４を中心に回動自在とされる。短リンク２１は、リンクピン２６を介して、短リンク２１よりも長い長リンク２２と連結される。短リンク２１と長リンク２２とは、リンクピン２６を中心に相対的に回動自在とされる。

長リンク２２は、例えば第１リンク２２ａおよび第２リンク２２ｂで構成される。第１リンク２２ａと第２リンク２２ｂとは、連結ピン２７を介して連結され、連結ピン２７を中心に相対的に回動自在とされる。

第１リンク２２ａは、リンクピン２６を介して短リンク２１と連結され、短リンク２１に対してリンクピン２６を中心に相対的に回動自在とされる。第１リンク２２ａは、短リンク２１よりも長くてよい。

第２リンク２２ｂは、可動側ピン２５を介して可動プラテン１３に連結され、可動プラテン１３に対して可動側ピン２５を中心に回動自在とされる。第２リンク２２ｂは、短リンク２１と同程度の長さを有してよい。第２リンク２２ｂには、第２リンク２２ｂの長手方向に対して垂直な突起部２２ｃが設けられてよい。

尚、短リンク２１と長リンク２２との配置は逆であってもよい。つまり、短リンク２１が可動側ピン２５を介して可動プラテン１３に連結され、長リンク２２が固定側ピン２４を介して固定プラテン１２に連結されてもよい。

プッシュロッド２３は、短リンク２１および長リンク２２のそれぞれに対してリンクピン２６を中心に相対的に回動自在とされる。また、プッシュロッド２３は、スライダピン３４を介してスライダ３２に連結され、スライダ３２に対してスライダピン３４を中心に回動自在とされる。プッシュロッド２３は、短リンク２１と同程度の長さを有してよい。

型締モータ３１は、回転運動を直線運動に変換する運動変換部としてのボールねじ機構を含み、フレーム１１に敷設されるスライダガイド３３に沿ってスライダ３２を進退させ、短リンク２１と長リンク２２とをリンクピン２６を中心に相対的に回動させる。

尚、型締モータ３１の代わりに、油圧シリンダなどの流体圧シリンダも使用可能である。流体圧シリンダの一端部はリンクピン２６を保持し、流体圧シリンダの他端部はシリンダピンを保持する。流体圧シリンダは、短リンク２１および長リンク２２のそれぞれに対してリンクピン２６を中心に相対的に回動自在とされると共に、フレームに対してシリンダピンを中心に回動自在とされる。流体圧シリンダを伸縮させることにより、短リンク２１と長リンク２２とをリンクピン２６を中心に相対的に回動させることができる。

第１リンクロック機構６０は、可動プラテン１３に対する第２リンク２２ｂの回動を制限するロック位置と、制限を解除するロック解除位置との間で移動自在な係止部６３などで構成される。係止部６３の移動方向は例えば図において紙面垂直方向である。係止部６３をロック解除位置からロック位置に移動させると、係止部６３の傾斜面６３ａ（図４参照）が突起部２２ｃを押し上げ、第２リンク２２ｂがストッパ部４１ｂに押し付けられる。ストッパ部４１ｂは可動プラテン１３に形成されており、可動プラテン１３に対する第２リンク２２ｂの回動が制限できる。一方、係止部６３をロック位置からロック解除位置に移動させると、係止部６３が第２リンク２２ｂの回動経路から退避する。これにより、可動プラテン１３に対する第２リンク２２ｂの回動が許容される。

第１リンクロック機構６０は、射出成形時に可動プラテン１３に対する第２リンク２２ｂの回動を制限するロック状態とされ、金型交換時にロック解除状態とされてよい。図３に示すように型締時に側方視で長リンク２２と短リンク２１とが一直線上に重なり、回転モーメントの発生が抑制できる。また、図４に示すように金型交換時に第１リンク２２ａが金型装置１６よりも下方に退避でき、可動プラテン１３と固定プラテン１２との間に側方から別の金型装置が挿入できる。金型装置をクレーンなどで吊り下げる手間が省け、金型交換が短時間で済む。

プラテンロック機構７０は、固定プラテン１２に対する可動プラテン１３の移動を制限するロック状態と、制限を解除するロック解除状態とに切り替え可能である。プラテンロック機構７０は、例えば可動プラテン１３に設けられ、メインガイド１７をクランプするガイドクランパなどで構成される。

プラテンロック機構７０は、射出成形時にロック解除状態とされ、金型交換時にロック状態とされてよい。射出成形時に可動プラテン１３が進退でき、型閉、型締、および型開が実施できる。また、金型交換時に、可動プラテン１３と固定プラテン１２との間隔が一定のまま、第１リンク２２ａが金型装置１６よりも下方に退避できる。固定プラテン１２と可動プラテン１３との間隔が最小限で済み、可動プラテン１３の移動時間が少なく、金型交換が短時間で済む。

次に、図１〜図３を再度参照して、上記構成の射出成形機１０の射出成形時の動作について説明する。射出成形時には、第１リンクロック機構６０はロック状態とされ、プラテンロック機構７０はロック解除状態とされる。

図１に示す型開完了の状態で、型締モータ３１を駆動してスライダ３２を前進させると、短リンク２１が固定側ピン２４を中心に回動する。このとき、第１リンク２２ａが連結ピン２７を中心に回動しながら前進し、可動プラテン１３が前進し、型閉が行われる。可動金型１５が固定金型１４と当接すると、型閉が完了する。

型閉完了時に、短リンク２１と第１リンク２２ａとは、図２に示すように一直線上に重なる直前の状態である。短リンク２１および長リンク２２は、型閉完了時に、長手方向にほとんど伸縮しておらず、自然長となる。

型閉完了の状態で、型締モータ３１を駆動してスライダ３２をさらに前進させると、短リンク２１と長リンク２２とは、図３に示すように一直線上に重なる。短リンク２１は自然長よりも縮み、長リンク２２は自然長よりも伸びる。型締モータ３１の駆動力にトグル倍率を乗じた型締力が生じる。

型締完了の状態で、固定金型１４と可動金型１５との間にキャビティ空間が形成される。射出装置がキャビティ空間に液状の成形材料（例えば溶融樹脂）を充填し、充填された成形材料が固化されて成形品となる。

続いて、型締モータ３１を駆動してスライダ３２を後退させると、短リンク２１が固定側ピン２４を中心に回動する。このとき、第１リンク２２ａが連結ピン２７を中心に回動しながら後退し、可動プラテン１３が後退し、型開が行われる。

型開完了後、エジェクタ装置が金型装置１６から成形品を突き出す。突き出された成形品は、取り出し機によって射出成形機１０の外部に取り出される。

次に、図４などを参照して、上記構成の射出成形機１０の金型交換時の動作について説明する。先ず、型閉完了の状態（図２に示す状態）で、第１リンクロック機構６０がロック状態からロック解除状態へ切り替えられ、プラテンロック機構７０がロック解除状態からロック状態へ切り替えられる。

その後、型締モータ３１がスライダ３２を後退させると、短リンク２１が固定側ピン２４を中心に回動する。このとき、第２リンク２２ｂが可動側ピン２５を中心に回動し、図４に示すように第１リンク２２ａが重力によって金型装置１６の下方に退避する。

次いで、作業者は、可動プラテン１３に対する可動金型１５の固定を解除し、固定プラテン１２に対する固定金型１４の固定を解除する。その後、作業者は、可動プラテン１３と固定プラテン１２との間に側方から別の金型装置を挿入し、別の金型装置で元の金型装置を押し出す。続いて、作業者は、挿入した可動金型を可動プラテン１３に、挿入した固定金型を固定プラテン１２にそれぞれボルトなどで固定する。

尚、本実施形態では、型閉完了の状態で金型交換が行われるが、金型装置１６が僅かに開いた状態で金型交換が行われてもよい。金型交換後に、後述の型厚調整が行われてよい。

図５は、図１に示す可動プラテン、および可動プラテンに取付られるエジェクタ装置を示す断面図である。

可動プラテン１３は、可動金型１５が取り付けられる金型取付部４０、該金型取付部４０に対して向かい合うプラテン本体４１、およびプラテン本体４１に対する金型取付部４０の型開閉方向における位置を調整する型厚調整部５０を有する。

プラテン本体４１は、金型取付部４０の後方に配設される。プラテン本体４１はリンク取付部４１ａを有し、リンク取付部４１ａには可動側ピン２５を介して長リンク２２（詳細には第２リンク２２ｂ）が回動自在に取り付けられる。また、プラテン本体４１は図１などに示すストッパ部４１ｂを有する。

プラテン本体４１は支持ブロック４２に固定され、支持ブロック４２がメインガイド１７に沿って移動自在とされる。支持ブロック４２はプラテン本体４１よりも型開閉方向に長くてよい。フレーム１１に対する支持ブロック４２の姿勢が安定化する。支持ブロック４２上にはサブガイド４６が敷設され、サブガイド４６に沿って金型取付部４０が移動自在とされる。金型取付部４０の重量およびプラテン本体４１の重量が支持ブロック４２上の複数の位置に作用し、フレーム１１に対する支持ブロック４２の姿勢がより安定化する。

尚、本実施形態の金型取付部４０は、サブガイド４６によって前後に案内されるが、メインガイド１７によって前後に案内されてもよい。金型取付部４０とプラテン本体４１とが型開閉方向に相対移動できればよい。また、金型取付部４０は、型厚調整部５０によって図５中左側から片持ち支持され、下から支持されなくてもよい。

型厚調整部５０は、プラテン本体４１に対する金型取付部４０の位置を調整する。金型装置１６の厚さに応じて、型閉完了時の短リンク２１と長リンク２２とのなす角が所望の角度に調整できる。型厚調整部５０は、ロッド５１、ナット５３、および型厚モータ５５を有する。

ロッド５１は、金型取付部４０とプラテン本体４１とを型開閉方向に相対移動自在に連結する。ロッド５１が特許請求の範囲に記載の連結部に相当する。

例えば、ロッド５１は、金型取付部４０に対して固定され、プラテン本体４１の貫通孔に挿通される。ロッド５１の外周にねじ溝が形成され、ねじ溝にナット５３が螺合される。ねじ溝とナット５３との間には、摩擦を低減するため、ボールが介在してもよい。ナット５３は、例えばプラテン本体４１に回転自在に且つ進退不能に取り付けられる。ナット５３を回転させることにより、プラテン本体４１に対するロッド５１の位置が調整でき、プラテン本体４１に対する金型取付部４０の位置が調整できる。

ナット５３は、図５に示すように、プラテン本体４１の金型取付部４０との対向面（前端面）に取り付けられてよい。尚、ナット５３は、プラテン本体４１の金型取付部４０とは反対側の面（後端面）に取り付けられてもよい。ナット５３が金型取付部４０とプラテン本体４１との間にないため、金型取付部４０とプラテン本体４１との間隔をより狭くすることができ、調整幅を大きくすることができる。

型厚モータ５５は、プラテン本体４１に固定される。型厚モータ５５のギヤ５６は、ナット５３の外周に形成されるギヤと噛み合う。型厚モータ５５を駆動すると、ナット５３が回転させられ、プラテン本体４１に対する金型取付部４０の位置が調整できる。尚、型厚モータ５５は、ベルトやプーリを介してナット５３に連結されてもよい。ナット５３はスリーブ状でもよい。強度が確保できる。

尚、本実施形態では、ロッド５１が金型取付部４０に固定され、ナット５３がプラテン本体４１に回転自在に且つ進退不能に取り付けられるが、ロッド５１とナット５３との配置は特に限定されない。プラテン本体４１に対する金型取付部４０の位置が調整できればよい。

例えば、ロッド５１がプラテン本体４１に固定され、ナット５３が金型取付部４０に回転自在に且つ進退不能に取り付けられてもよい。ナット５３を回転させることにより、ロッド５１に対する金型取付部４０の位置が調整できる。

また、ロッド５１が金型取付部４０に対して回転自在に且つ進退不能に取り付けられ、ナット５３がプラテン本体４１に固定されてもよい。ロッド５１を回転させることにより、ロッド５１に対するプラテン本体４１の位置が調整できる。

また、ロッド５１がプラテン本体４１に対して回転自在に且つ進退不能に取り付けられ、ナット５３が金型取付部４０に対して固定されてもよい。ロッド５１を回転させることにより、ロッド５１に対する金型取付部４０の位置が調整できる。

ロッド５１とナット５３との配置に応じて、型厚モータ５５が金型取付部４０、プラテン本体４１のいずれかに固定されてよい。

エジェクタ装置８０は、例えば可動プラテン１３に取り付けられ、可動金型１５から成形品を突き出す。エジェクタ装置８０は、ベース８１、エジェクタモータ８２、ボールねじナット８３、ボールねじ軸８４、ホルダ８５、ホルダガイド８６、およびエジェクタロッド８７を有する。

ベース８１は、ロッド５１に固定される。尚、型厚調整時にロッド５１が回転される場合、ベース８１は金型取付部４０に固定されてよい。

ベース８１には、エジェクタモータ８２およびボールねじナット８３が固定される。ボールねじナット８３にはボールねじ軸８４が螺合される。

ボールねじ軸８４は、エジェクタモータ８２の出力軸に対して進退自在とされ、出力軸と共に回転する。出力軸を回転させると、ボールねじナット８３が固定されているため、ボールねじ軸８４は回転しながら進退される。

ホルダ８５は、ボールねじ軸８４を回転自在に支持する軸受８９を保持する。ボールねじ軸８４が回転しながら進退されると、ホルダ８５がホルダガイド８６に沿って進退される。ホルダガイド８６は、ホルダ８５の回転を阻止できる。ホルダガイド８６は、ベース８１に固定されてよい。尚、ホルダガイド８６は、金型取付部４０に固定されてもよい。

エジェクタロッド８７は、金型取付部４０の貫通孔に挿通され、ホルダ８５と共に進退する。

エジェクタモータ８２を駆動して、ボールねじ軸８４を回転しながら前進させることにより、ホルダ８５が前進し、エジェクタロッド８７が金型取付部４０から前方に突き出す。これにより、可動金型１５から成形品が突き出される。その後、エジェクタモータ８２を駆動して、ボールねじ軸８４を回転しながら後退させることにより、ホルダ８５が後退し、エジェクタロッド８７が元の位置まで後退する。

尚、本実施形態のボールねじナット８３およびボールねじ軸８４は、エジェクタモータ８２の回転運動を回転直線運動に変換するが、直線運動に変換してもよい。例えば、ボールねじナット８３がホルダ８５に固定され、ボールねじ軸８４がエジェクタモータ８２の出力軸と一体化されてもよい。出力軸を回転させると、ボールねじ軸８４が回転し、ボールねじナット８３が進退され、ホルダ８５が進退できる。

尚、本実施形態のエジェクタ装置８０は、電動式であるが、油圧式、ハイブリッド式でもよく、エジェクタモータ８２に代えてまたはエジェクタモータ８２に加えて油圧シリンダを有してもよい。また、エジェクタ装置８０はエジェクタモータ８２による推進力を増幅するトグル機構を有してもよく、エジェクタ装置８０の構成は特に限定されない。

ところで、エジェクタ装置８０は、可動金型１５から成形品を突き出すので、可動プラテン１３の中央部に取り付けられる。

ロッド５１は、内部にエジェクタ装置８０の少なくとも一部を収容する。そのため、ロッド５１は金型取付部４０の中央部に固定され、型締時にロッド５１が金型取付部４０の中央部を押す。可動金型１５は金型取付部４０の中央部に取り付けられるため、可動金型１５と固定金型１４との間に作用する型締力の均一性が良い。

ロッド５１は、円筒状であってよい。ロッド５１の内部には、例えば図５に示すように、エジェクタロッド８７の一部、ボールねじ軸８４の一部、ホルダ８５、およびホルダガイド８６などが収容される。

以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態のエジェクタ装置８０は、可動プラテン１３に取り付けられるが、固定プラテン１２に取り付けられてもよい。この場合、固定プラテン１２は、金型取付部と、該金型取付部の前方に配設されるプラテン本体と、該プラテン本体に対する金型取付部の位置を調整する型厚調整部とを有してよい。該型厚調整部は、金型取付部とプラテン本体とを型開閉方向に相対移動自在に連結する連結部としてのロッドを有し、該ロッドは、エジェクタ装置の少なくとも一部を内部に収容する。型締時にロッドが金型取付部の中央部を押す。固定金型１４は金型取付部の中央部に取り付けられるため、可動金型１５と固定金型１４との間に作用する型締力の均一性が良い。エジェクタ装置８０は、固定プラテン１２と可動プラテン１３の両方にそれぞれ取り付けられてもよい。

また、上記実施形態の射出成形機は、型開閉方向が水平方向の横型であるが、型開閉方向が上下方向の竪型でもよい。

また、上記実施形態の射出成形機は、型締モータの駆動力を可動プラテンに伝達する伝達機構として、短リンク、長リンクおよびプッシュロッド等を有するが、伝達機構の構成は特に限定されない。例えば、上記実施形態のプッシュロッド２３は、短リンク２１および長リンク２２のそれぞれに対してリンクピン２６を中心に相対的に回動自在に連結されるが、短リンク２１および長リンク２２の一方に対してリンクピン２６と別のピンを中心に相対的に回動自在に連結されてもよい。また、上記実施形態の長リンク２２は、第１リンク２２ａおよび第２リンク２２ｂで構成されるが、１本のリンクで構成されてもよい。また、射出成形機は、伝達機構として、可動プラテンと可動プラテンの後方に設けられた固定部材との間に配設されるトグル機構を有してもよい。例えば、射出成形機は、伝達機構として、Ｃ型のフレームの一端部と可動プラテンとの間に配設されるトグル機構を有してもよい。

また、上記実施形態の射出成形機は、第１リンクロック機構６０に代えて、第１リンク２２ａと第２リンク２２ｂとの相対的な回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる第２リンクロック機構を備えてもよい。第２リンクロック機構は、射出成形時にロック状態とされ、金型交換時にロック解除状態とされる。型締時に側方視で長リンク２２と短リンク２１とが一直線上に重なる。また、金型交換時に第１リンク２２ａが金型装置１６よりも下方に退避でき、可動プラテン１３と固定プラテン１２との間に側方から別の金型装置が挿入できる。金型装置をクレーンなどで吊り下げる手間が省け、金型交換が短時間で済む。射出成形機は、第１リンクロック機構６０と、第２リンクロック機構とを両方備えてもよい。

１０ 射出成形機
１１ フレーム
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１４ 固定金型
１５ 可動金型
１６ 金型装置
２１ 短リンク
２２ 長リンク
２２ａ 第１リンク
２２ｂ 第２リンク
２３ プッシュロッド
３１ 型締モータ
４０ 金型取付部
４１ プラテン本体
５０ 型厚調整部
５１ ロッド
５３ ナット
５５ 型厚モータ
８０ エジェクタ装置
８２ エジェクタモータ
８７ エジェクタロッド

Claims (3)

1. 固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、および成形品を突き出すエジェクタ装置を有する、タイバーレス型の射出成形機であって、
   前記固定プラテンおよび前記可動プラテンの少なくとも一方は、金型取付部、該金型取付部と向かい合うプラテン本体、および該プラテン本体に対する前記金型取付部の位置を調整する型厚調整部を有し、
   該型厚調整部は、前記金型取付部と前記プラテン本体とを型開閉方向に相対移動自在に連結する連結部を有し、
   該連結部は、前記エジェクタ装置の少なくとも一部を内部に収容する、射出成形機。
2. 前記型厚調整部は、前記連結部の外周に形成されるねじ溝に螺合されるナットを有し、
   該ナットは、前記プラテン本体または前記金型取付部に回転自在に取り付けられる、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記ナットは、前記プラテン本体の前記金型取付部との対向面に取り付けられる、請求項２に記載の射出成形機。

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