(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エンド盤に、鋸歯により互いを係止する噛み合い式の一時係止手段を備え、上記一時係止手段の噛み合いを開いて、上記可動盤および上記エンド盤の移動後に、上記一時係止手段の鋸歯を閉じて係合し、かつ上記固定盤と上記エンド盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項２】
固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エンド盤に一時係止手段で係合し、かつ上記固定盤と上記可動盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項３】
固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エンド盤にロック用割ナットから成る一時係止手段で係合し、かつ上記固定盤と上記エンド盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とする射出成形機の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプラスチックの射出成形機に関するものであり、特に電動機駆動に適した型締装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に示すように、従来の射出成形機の電動式型締装置は、トグル方式を採用していた。この装置において、固定盤２０１は、ナット２１１で４本のタイロッド２０４に連結され、エンド盤２０３は、ナット２１２で同じタイロッド２０４に連結されている。また、可動盤２０２とエンド盤２０３との間にトグル機構２０８が設けられている。
【０００３】
同トグル機構２０８は、ボールねじ２１０によりクロスヘッド２０９を介して駆動される。すなわち、ボールねじ２１０の前進方向回転により、同ボールねじ２１０のナットを兼ねるクロスヘッド２０９を前進させ、トグル機構２０８を通じて、可動盤２０２と一緒に可動金型６を同図における右方向に前進させて、可動金型６と固定金型５を閉じ、さらにトグル機構２０８の力増大作用により所定の型締力を発生させる。また、上記とは逆方向にボールねじ２１０を回転させることにより、可動盤２０２と一緒に可動金型６を左方向に後退させて、所定の型開動作をさせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例では、所定の型閉ストロークをトグル機構２０８で動かすため、トグル機構２０８のスペースが大きくなり、型締装置が非常に長くなって、機械の設置スペースが大きくなってしまうという問題があった。また、トグル機構はリンクを旋回させるので、同図の上下方向の旋回スペースも大きくする必要があることから、通常の上下方向スペースに納めるためには、型閉ストロークを長く取ることができないという問題もあった。なお、型閉ストロークが大きいと、それだけ深物の製品を成形することができる。
【０００５】
上述のように、従来のトグル方式型締装置は、機械長が非常に長くなるために機械設置スペースが大きいという課題があり、また、トグル機構の上下のスペースも大きくする必要があるために型閉ストロークを長く取ることが困難で深物の成形ができないという欠点があった。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、小型化が可能な射出成形機の型締装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る射出成形機の型締装置は、かかる課題を解決するためになされたものであり、固定金型を取付けた固定盤、可動金型を取付けた可動盤、および前記可動盤との間に型締昇圧用ミニトグル機構を設けたエンド盤の３つの盤を配置し、４本のタイロッドの１端をナットで固定盤に連結し他端を開いて可動盤およびエンド盤の移動後に鋸歯を閉じる、鋸歯により互いを係止する噛み合い式の一時係止手段やロック用割ナットから成る一時係止手段でエンド盤に係合し、かつ固定盤とエンド盤を型開閉用ボールねじで連結し、エンド盤をスライドに取付けると共に可動盤は同スライド上に摺動可能に搭載した構造とし、型閉・型開肯定では前記のロック用割ナット等を開いた状態で型開閉用ボールねじを駆動することにより可動盤とエンド盤を一体で前進・後退させ、型締昇圧工程では前記のロック用割ナット等を閉じた状態でミニトグル機構を駆動することにより所定の型締力を発生させることを特徴とする。
【０００７】
このような構造において、固定盤とエンド盤を２本の型開閉用ボールねじで連結することにより、同ボールねじの駆動により任意の型閉ストロークだけ型開閉を行なうことができる。次に、可動盤とエンド盤の間に型締昇圧用ミニトグル機構を設けることにより、所定の位置でロック用割ナットを閉じて同ナットとタイロッドをロックさせ、ミニトグル機構で力を増幅して所定の型締力を発生させることができる。しかるに、ミニトグル機構は、型締昇圧のわずかのストロークだけ動かせばよいので、小さなスペースで済む。また、上述のように型開閉用ボールねじにより型開閉動作を行なうので、型閉ストロークが制限されることなく、長いストロークを取ることができる。
【０００８】
また、本発明に係る射出成形機の型締装置は、別の構造として、上記で固定盤とエンド盤を２本の型開閉用ボールねじで連結することの替わりに、固定盤と可動盤を２本の型開閉用ボールねじで連結するようにしたものも課題解決の手段とすることもできる。すなわち、本発明に係る射出成形機の型締装置は、固定金型を取り付ける固定盤、可動金型を取り付ける可動盤、および前記可動盤との間に型締昇圧用ミニトグル機構を設けたエンド盤の３つの盤を配置し、４本のタイロッドの１端をナットで固定盤に連結し他端をロック用割ナットでエンド盤に係合し、かつ固定盤と可動盤を複数の型開閉用ボールねじで連結し、エンド盤をスライドに取り付けると共に可動盤は同スライド上を摺動可能に搭載した構造とし、型閉・型開工程では前記のロック用割ナットを開いた状態で型開閉用ボールねじを駆動することにより可動盤とエンド盤を一体で前進・後退させ、型締昇圧工程では前記のロック用割ナットを閉じた状態でミニトグル機構を駆動することにより所定の型締力を発生させることを特徴とする。
【０００９】
このような構造においては、可動盤と固定盤を２本の型開閉ボールねじで連結することにより、最初の構造よりボールねじ全長を短くすることができる。その他の作用は最初の構造と同様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る射出成形機の型締装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。本発明の第１の実施形態に係る射出成形機の型締装置を図１乃至図１０に、第２の実施形態に係る射出成形機の型締装置を図１１にそれぞれ示す。
【００１１】
第１の実施形態に係る射出成形機の型締装置について図１乃至図１０を用いて説明する。なお、図１は、第１の実施形態の型締装置全体正面図で、同図のII矢視のエンド盤側側面図を図２に、また同じくIII矢視のダイヘッド側側面図を図３に示す。また、図１のIV部のロック用割ナット部詳細図を図４に、図１のミニトグル機構８の構成図を図５に示す。図１の型締用ボールねじ１０および型開閉用ボールねじ１３の駆動装置構成図をそれぞれ図６、図７に示す。さらに、図８に金型閉鎖時の型締装置正面図、図９に型締昇圧時の型締装置正面図を示す。
【００１２】
図１において、固定盤１はその４隅でナット１１によりタイロッド４に連結され、同タイロッドは他端をロック用割ナット１２でエンド盤３に係合されるようになっている。また、エンド盤３の対角位置２個所に型開閉用ボールねじ１３を設け、同ボールねじ軸の他端をサブナット１４で固定盤１に固定している。他方、可動盤２とエンド盤３の間にミニトグル機構８が設けられ、同トグル機構はその駆動元のクロスヘッド９が型締用ボールねじ１０と係合している。また、エンド盤３はスライド７に固定され、可動盤２は同スライド上に摺動可能に搭載されてている。同スライド７は、ベース１９上を摺動する。また、固定盤１とタイロッド４を連結するナット１１には、型厚調整装置１５が設けられ、ナット１１を回転することによりタイロッド４を左右に移動させることができる。
【００１３】
次に、図１の矢印IIによる矢視のエンド盤側側面図を示す図２において、ロック用割ナット（一時係止手段）１２は、上側と下側の割ナット片１２ａに分割されており、左右１対の割ナット片どうしが連結板２０で結合され、同連結板がモーター２１により上下に移動される。その際、各割ナット片は図示せぬ部材によりガイドされ、エンド盤３から離脱しない構造になっている。また、型開閉用ボールねじ１３は、同図に示すように対角２個所に設けられている。対角２個所にしているのは、力の釣合いを取るためであり、対角２個所以外の位置に設けてもよいし、また個数は３個所でも４個所でも構わない。
【００１４】
次に、図１の矢印IIIによる矢視のダイヘッド側側面図を示す図３において、ナット側ギア２２がナット１１に結合され、同ギアはリングギア２３と噛み合っている。リングギア２３は駆動ギア２４と噛み合い、駆動ギアはモーター２５により駆動される。従って、モーター２５を駆動することにより、駆動ギア２４、リングギア２３、ナット側ギア２２を経て、ナット１１を回転できる。その際、図３で左右１対のタイロッド４を回り止め棒２７と結合していて、ナット１１が回転してもタイロッド４は回転しない仕組みになっている。
【００１５】
次に、図１のIV部のロック用割ナット部詳細図を示す図４において、割ナット片１２ａにナット側鋸歯溝１２ｂが設けられ、タイロッド４にも対応するロッド側鋸歯溝４ａが一定ピッチで切られている。従って、上下の割ナット片１２ａが閉じると、ナット側鋸歯溝１２ｂがロッド側鋸歯溝４ａと噛み合うようになっている。両者の鋸歯溝が噛み合うと、エンド盤３からの左右方向の力がロック用割ナット片１２ａを介してタイロッド４に伝わる。
【００１６】
次に、図１のミニトグル機構８の構成図を示す図５及びその分解斜視図を示す図６において、ミニトグル機構８はリンクＡ３１、リンクＢ３２、リンクＣ３３の種類のリンクから成り、上下対称（図１参照）のダブルリンクを構成している。リンクＡ３１、リンクＢ３２及びリンクＣ３３は、穴Ｐ２を介して相互に回動自在となるように連結されている。リンクＡ３１は、穴Ｐ０を介してエンド盤３に回動自在に取付けられている。リンクＢ３２は、穴Ｐ３を介して可動盤２に回動自在に取付けられている。リンクＣ３３は、穴Ｐ１を介してクロスヘッド９に回動自在に取付けられていて、クロスヘッド９は型締用ボールねじ１０のナットを兼ねる。従って、型締用ボールねじ１０が回転駆動されると、クロスヘッド９は前進または後退する。クロスヘッド９が前進すると、ミニトグル機構８の作用により可動盤２も前進し、金型を閉じることができる。金型が閉じると、さらにクロスヘッド９を前進させて、トグルの力増倍作用により所定の型締力を作用させることができる。また、その後、型締用ボールねじ１０が逆方向に回転駆動されると、クロスヘッド９は後退し、型締力とは逆向きに離型力を作用させて金型を開くことができる。
【００１７】
次に、図１の型締用ボールねじ１０の駆動装置構成図を示す図７において、型締用ボールねじ１０は、ボールねじナット兼用のクロスヘッド９とねじ結合され、軸受５１、５２によりエンド盤３に取り付けられており、他端に従動プーリー４７を有する。そして、型締モーター５０から駆動プーリー４９、歯付きベルト４８および従動プーリー４７を介して、型締用ボールねじ１０が回転駆動される。型締用ボールねじ１０が回転すると、ボールねじ作用により、クロスヘッド９に力が伝達され、クロスヘッド９が左右方向に動かされる。クロスヘッド９が左右に動くと、ミニトグル機構８により、可動盤２も左右方向に動かされ、トグルリンクによる力増倍作用が生じる。ここにいう力増倍作用とは、クロスヘッド９を左右に動かす力に対して、可動盤２に伝達される力が大きく増幅されることを言う。
【００１８】
また、型開閉用ボールねじ１３の駆動装置構成図を示す図８において、ボールねじ軸３５は、ボールねじナット３６とねじ結合され、同ボールねじナット３６は軸受４１、４２によりエンド盤３に取り付けられており、他端に従動プーリー３７を有する。そして、型開閉モーター４０から駆動プーリー３９、歯付きベルト３８および従動プーリー３７を介して、ボールねじ軸３５が回転駆動される。ボールねじ軸３５が回転すると、ボールねじ作用により、ボールねじナット３６に力が伝達され、同ナットから軸受４２、４３を介してエンド盤３に力が伝わり、エンド盤３が左右方向に動かされる。さらに、図９の金型閉鎖時の型締装置正面図では、ちょうど可動金型６と固定金型５が閉じて合わさった状態を示し、ロック用割ナット１２が開いており、ミニトグル機構８は型締昇圧前の位置にある。同図の後の動作で、ロック用割ナット１２が閉じ、さらにクロスヘッド９を一定量ａだけ前進させて所定の型締力発生位置ＸAまで達せさせる。
【００１９】
上記のクロスヘッド９が所定型締力発生位置ＸAまで達した状態を図１０に示す。同図では、ミニトグル機構の主リンクが伸びた位置になっており、最も大きな型締力を発生させることができる。
【００２０】
以上のように構成された第１の実施形態において、図１の型閉動作の開始位置では、ロック用ナット１２が開いており、同図の位置から、型開閉ボールねじ１３の前進方向回転により、エンド盤３、ミニトグル機構８、可動盤２および可動金型２は、スライド７と一体となって、型閉方向へ前進する。その型閉動作の途中で、ミニトグル機構８において、型締用ボールねじ１０の前進方向回転により、クロスヘッド９を型締昇圧開始の位置（図９の位置）まで動かして停止させておく。このようにして、金型が閉じた状態が図９であり、同図からロック用割ナット１２を閉じて割ナットとタイロッド４を係合させ、その後で型締用ボールねじ１０をさらに前進方向に回転させてクロスヘッド９を所定型締力位置まで動かして保持する。その所定型締力位置まで動かした図１０の状態において、図示せぬ射出装置から金型内に溶融樹脂を射出し成形を行なう。金型内で樹脂が冷却固化したら、金型を開いて成形品を取出す。その型開動作は、先ず図１０の状態で、型締用ボールねじを後退方向回転させて、クロスヘッド９を後退させて型締力を下降させ、さらに離型力を作用させながら型開きする。そして、離型力が不要となる位置でクロスヘッド９を停止させ、ロック用割ナット１２を開き、次に型開閉用ボールねじ１３を後退方向回転させて、エンド盤３、ミニトグル機構８、可動盤２および可動金型６をスライド７と一体で、型開方向へ後退させ、所定の型開完了位置で停止させる。
【００２１】
なお、本実施形態において、金型厚さ（可動金型６と固定金型５の厚さ合計）が変更になった場合は、型締昇圧時にミニトグル機構８で所定の型締力を生じさせることができるよう、図４の鋸歯溝４ａ、１２ｂの１ピッチ内で、４本のタイロッドを左右方向に移動調整する必要がある。その際、図３のモーター２５を駆動することにより、ナット１１を回転させて、同ナットとねじ結合しているタイロッドを左右方向に所定位置まで移動させる。
【００２２】
上述のように、本実施形態によれば、可動盤２を前進・後退させる際は、型開閉用ボールねじ１３の回転駆動によりエンド盤１０と可動盤２を一体で動かす。他方、型締昇圧を行なう際は、エンド盤１０と可動盤２の間に設けたミニトグル機構８を型締用ボールねじ１０の回転駆動により動かし、トグルの力増倍作用を生じさせる。従って、型開閉時にエンド盤１０と可動盤２が一体に動くので、従来のトグル方式のように型開閉時にエンド盤が型締装置の端で動かない構造のものに比べて、装置の全長が大幅に短くなる。また、本実施形態のミニトグル機構８は、少しのストロークだけしか動かさないので、リンクの旋回スペースが小さくて済み、上下方向のスペースを大きく取ることは不要である。さらに、型開閉動作は型開閉用ボールねじにより行なうので、型閉ストロークがトグル機構により制約されることがない。
【００２３】
なお、本実施形態の型開閉ボールねじ１３は、エンド盤３に設けられているが、型開閉ボールねじ１３を固定盤１に設け、同ボールねじ軸の他端をサブナット１４でエンド盤３に固定するよう入れ替えても構わない。本実施形態では、エンド盤３をタイロッド４に対して一時的に固定する手段として、ロック用割ナット１２を用いているが、本発明はこれに限定されず、ロック用割ナット１２の代わりに、これと同様の作用を有するものを採用することができる。
【００２４】
次に、第２の実施形態について図１１を用いて説明する。なお、同図は第２の実施形態の型締装置全体正面図を示す。同図において、型開閉ボールねじ１１３が可動盤１０２に設けられており、それ以外は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００２５】
本実施形態では、型開閉ボールねじ１３をエンド盤３に設ける第１の実施形態に比べて、型開閉ボールねじ１１３をエンド盤１０３まで延ばさなくてよい分、型開閉ボールねじの全長を短くでき、コストを低減できる。なお、型開閉ボールねじ１１３を固定盤１に設け、同ボールねじ軸の他端をサブナット１４で可動盤１０２に固定するよう入れ替えても構わない。
【００２６】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、装置の全長が大幅に短くなり、また、ミニトグル機構８の部分で上下方向のスペースを大きく取ることは不要であり、さらに、型閉ストロークがトグル機構により制約されることがない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る射出成形機の型締装置は、固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エンド盤に他端を開いて可動盤およびエンド盤の移動後に鋸歯を閉じる、鋸歯により互いを係止する噛み合い式の一時係止手段あるいはロック用割ナットから成る一時係止手段で係合し、かつ上記固定盤と上記エンド盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とする。このため、可動盤を前進・後退させる型開閉動作の際は、型開閉用ボールねじによりエンド盤と可動盤を一体に動かし、型締昇圧を行なう際は、エンド盤と可動盤の間に設けたトグル機構の作用で所定の型締力を生じさせるので、エンド盤から固定盤までの長さが短くて済み、従来のトグル方式に比べて装置長さを大幅に短縮できる。装置長さが短縮できれば、それだけ射出成形機設置スペースが小さくて済み、より小さい建屋に射出成形機を設定できる、あるいは射出成形機回りの余裕スペースを有効利用できるという大きな効果がある。また、型締力を出すのにトグル機構を用いているので、トグル部分の上下方向のスペースも小さくて済み、従来のトグル方式に比べ、上下方向の大きさを節減でき、コスト低減や機械高さの低減という効果がある。さらに、型開閉動作が型開閉用ボールねじにより行なわれるので、型閉ストロークがトグル機構により制約されることがなく、従来のトグル方式より大きな型閉ストロークを取ることができ、より深い製品の成形が可能になる。
【００２８】
また、本発明に係る射出成形機の型締装置は、固定金型を取付けた固定盤と、上記固定金型に対応する可動金型を取付けた可動盤とエンド盤とを順に配置し、タイロッドを上記固定盤に固定するとともに上記エンド盤に一時係止手段で係合し、かつ上記固定盤と上記可動盤を型開閉用ボールねじで連結し、上記エンド盤をスライドに取付けて上記可動盤を該スライド上に摺動可能に載置し、上記エンド盤と上記可動盤とを型締昇圧用トグル機構で連結したことを特徴とするので、上記効果に加え、ボールねじの全長を短くすることができ、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る射出成形機の型締装置の正面図である。
【図２】図１の矢印IIによる矢視図である。
【図３】図１の矢印IIIによる矢視図である。
【図４】図１のIV部の部分拡大図である。
【図５】図１のミニトグル機構を一部破断して示した正面図である。
【図６】図５のミニトグル機構の分解斜視図である。
【図７】図１のミニトグル機構の駆動装置を表した断面図である。
【図８】図１の型開閉駆動装置を表した断面図である。
【図９】図１の射出成形機の型締装置が金型閉鎖時の状態を示した正面図である。
【図１０】図１の射出成形機の型締装置が型締昇圧時の状態を示した正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る射出成形機の型締装置の正面図である。
【図１２】従来の射出成形機の型締装置の正面図である。
【符号の説明】
１  固定盤
２、１０２  可動盤
３、１０３  エンド盤
４  タイロッド
４ａ  ロッド側鋸歯溝
５  固定金型
６  可動金型
７  スライド
８  ミニトグル機構
９  クロスヘッド
１０  型締用ボールねじ
１１  ナット
１２  ロック用割ナット
１２ａ  割ナット片
１２ｂ  ナット側鋸歯溝
１３、１１３  型開閉用ボールねじ
１４  サブナット
１５  型厚調整装置
１９  ベース
２０  連結板
２１  モーター
２２  ナット側ギア
２３  リングギア
２４  駆動ギア
２５  モーター
２７  回り止め棒
３１  リンクＡ
３２  リンクＢ
３３  リンクＣ
３７、４７  従動プーリー
３８、４８  歯付きベルト
３９、４９  駆動プーリー
４０  型開閉モーター
４１、４２、５１、５２  軸受
５０  型締モーター
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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