(57)【要約】【課題】型締め時にテールストックにかかる最大曲げモーメントＭを小さくし、テールストックの重量の軽量化を図ることを可能とすること。【解決手段】テールストックの４隅と固定ダイプレートの４隅にそれぞれその両端を固定された４本のタイバーをもち、テールストックと固定ダイプレートとの間で前後進可能な可動ダイプレートを、トグルリンク機構により前後進させる成形機において、４本のタイバーそれぞれに対応付けて４つのトグルリンク機構を設け、各トグルリンク機構におけるテールストックとの連結箇所および可動ダイプレートとの連結箇所を、対応するタイバーの近傍とした、構成とする。【選択図】図２
2007210294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テールストックの４隅と固定ダイプレートの４隅にそれぞれその両端を固定された４本のタイバーをもち、前記テールストックと前記固定ダイプレートとの間で前後進可能な可動ダイプレートを、トグルリンク機構により前後進させる成形機において、
前記４本のタイバーそれぞれに１対１に対応付けて４つのトグルリンク機構を設け、各トグルリンク機構における前記テールストックとの連結箇所および前記可動ダイプレートとの連結箇所を、対応するタイバーの近傍としたことを特徴とする成形機。
【請求項２】
請求項１に記載の成形機において、
型開閉用サーボモータの回転を直線運動に変換する単一のボールネジ機構により、前記４つのトグルリンク機構を駆動するようにし、前記ボールネジ機構により直線駆動されて前記各トグルリンク機構に力を伝達するクロスヘッドの前後進のガイド手段を、前記４つのトグルリンク機構により囲まれた空間内に配置したことを特徴とする成形機。
【請求項３】
請求項１に記載の成形機において、
前記タイバーの軸中心線と、このタイバーに対応する前記トグルリンク機構における、前記テールストックへの軸支中心点と前記可動ダイプレートへの軸支中心点を結ぶ線分とを、略同一高さ位置に設定、もしくは、平面的に見て略重なるように設定したことを特徴とする成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型開閉動作（可動ダイプレートの前後進動作）をトグルリンク機構を用いて行うようにした射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に係り、特に、型締めトン数の大きい大型の成形機に適用して好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
型開閉動作をトグルリンク機構を用いて行うようにした射出成形機などの成形機においては、トグルリンク機構を折り畳み駆動することによって型開きを行い、トグルリンク機構を伸張駆動することによって型閉じ・型締めを行うようになっている。そして、型締め時には、トグルリンク機構を突っ張らせて、このトグルリンク機構の突っ張り力によって、タイバー（その両端をテールストックおよび固定ダイプレートにそれぞれ固定されたタイバー）に大きな引き伸ばし力（引っ張り力）を作用させて、この引き伸ばし力に抗するタイバーの弾性回復力によって、金型に大きな締め付け力を付与するようになっている。
【０００３】
図５〜図８は、従来の射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す図で、図５は、トグルリンク機構を主として示し、トグルリンク機構に関連する他の構成を割愛して示す正面から見た説明図、図６は、トグルリンク機構を主として示し、トグルリンク機構に関連する他の構成を割愛して示す上面から見た説明図、図７は、要部を破断して示す正面から見た説明図、図８は、要部を破断して示す上面から見た説明図である。なお、図５〜図８は、型締め状態を示している。
【０００４】
図５〜図８において、５１は、図示せぬベース盤上に固設された固定ダイプレート、５２は、固定ダイプレート５１と対向するように図示せぬベース盤上に配設されて、成形運転状態では固定位置を保持されるテールストック、５３は、固定ダイプレート５１の４隅とテールストック５２の４隅にそれぞれその両端を固定された４本のタイバー、５４は、タイバー５２に挿通されて、固定ダイプレート５１とテールストック５２との間で前後進可能な可動ダイプレート、５５は、固定ダイプレート５１に搭載された固定側金型、５６は、可動ダイプレート５４に搭載された可動側金型、５７は、テールストック５２と可動ダイプレート５４とを連結し、伸張または折り畳み駆動されることで可動ダイプレート５４を前進または後退させる１対のトグルリンク機構（いわゆるダブルトグルリンク機構を構成する１対のトグルリンク機構）、５８は、各トグルリンク機構５７に前進力または後退力を伝達し、側面から見て十文字形状を呈するクロスヘッド、５７ａは、その一端側を可動ダイプレート５４に軸支された（回転可能に保持された）トグルリンク機構５７のＡリンク、５７ｂは、その一端側をテールストック５２に軸支され、その他端側にＡリンク５７ａの他端側を相対回転可能であるように連結したトグルリンク機構５７のＢリンク、５７ｃは、その一端側をＢリンク５７ｂの他端側に相対回転可能であるように連結され、その他端側をクロスヘッド５８に軸支されたトグルリンク機構５７のＣリンクである。
【０００５】
また、図８において、５９は、テールストック５２に搭載された型開閉用サーボモータ、６０は、タイミングプーリやタイミングベルトからなる回転伝達機構、６１は、型開閉用サーボモータ５９の回転を回転伝達機構６０を介して伝達され、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構、６１ａは、テールストック５２に軸支され、型開閉用サーボモータ５９の回転が伝達されるボールネジ機構６１のナット、６１ｂは、ナット６１ａに螺合されてナット６１ａの回転で直線移動すると共に、その先端部をクロスヘッド５８に固定されたボールネジ機構６１のネジ軸である。
【０００６】
また、図７、図８において、６２は、テールストック５２にそれぞれ固定された、正面から見てコ字形状を呈する１対の保持枠、６３は、その両端をテールストック５２および保持枠６２にそれぞれ固定されると共に、クロスヘッド５８の水平部５８ａの両端側にそれぞれ穿設された貫通孔に摺動ブッシュ６４を介して挿通されて、クロスヘッド５８の前後進をガイドする１対のガイドシャフトである。
【０００７】
図５〜図８に示す構成において、型締め状態から型開きを行う際には、型開閉用サーボモータ５９を型開き方向に回転させ、ボールネジ機構６１のネジ軸６１ｂを後退駆動することで、クロスヘッド５８を後退させてトグルリンク機構５７を折り畳み駆動し、これによって、可動ダイプレート５４を後退させて型開きを行うようになっている。また、型開き状態から型閉じ・型締めを行う際には、型開閉用サーボモータ５９を型閉じ方向に回転させ、ボールネジ機構６１のネジ軸６１ｂを前進駆動することで、クロスヘッド５８を前進させてトグルリンク機構５７を伸張駆動し、これによって、可動ダイプレート５４を前進させて型閉じを行い、可動側金型５６が固定側金型５５にタッチした後、クロスヘッド５８をさらに前進させることで、トグルリンク機構５７を完全に突っ張らせて、金型に所定の型締め力を付与するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５〜図８に示したようなトグルリンク機構５７を用いて型開閉動作を行う構成においては、先にも述べたように、型締め時には、トグルリンク機構５７を突っ張らせて、このトグルリンク機構５７の突っ張り力によって、タイバー５３に大きな引き伸ばし力（引っ張り力）を作用させて、この引き伸ばし力に抗するタイバー５３の弾性回復力によって、金型に大きな締め付け力を付与するようになっている。
【０００９】
ところで、従来の構成においては、図６、図８に示すように、トグルリンク機構５７は、上面から見て２本のタイバー５３間の中央位置に配置されるのが一般的であり、このため、テールストック５２におけるトグルリンク機構５７の取り付け箇所とタイバー５３の固定箇所との間の距離が大きいので、次のような問題があることが指摘されていた。つまり、図６に示すように、テールストック５２におけるトグルリンク機構５７の取り付け箇所にはＰという力（突っ張り力）が作用し、テールストック５２におけるタイバー５３の固定箇所にはそれぞれＰ／２という反力が作用するので、図６中に示すテールストック５２におけるトグルリンク機構５７の取り付け箇所とタイバー５３の固定箇所との間の距離をＬ２とすると、テールストック５２にかかる最大曲げモーメントＭは、Ｍ＝（Ｐ／２）×Ｌ２となる。よって、断面係数をＺとすると、最大曲げ応力δｍａｘは、δｍａｘ＝Ｍ／Ｚとなり、Ｌ２の値が大きい分だけ、最大曲げモーメントＭおよび最大曲げ応力δｍａｘが大きくなっていた。このため、型締めトン数が増す程、テールストック５２には、非常に大きな機械的強度が求められ、テールストック５２が大型化してテールストックの重量が嵩み、コストダウンを阻害する要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、型締め時にテールストックにかかる最大曲げモーメントＭを小さくし、以って、テールストックの重量の軽量化を図ることを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記した目的を達成するため、テールストックの４隅と固定ダイプレートの４隅にそれぞれその両端を固定された４本のタイバーをもち、前記テールストックと前記固定ダイプレートとの間で前後進可能な可動ダイプレートを、トグルリンク機構により前後進させる成形機において、前記４本のタイバーそれぞれに１対１に対応付けて４つのトグルリンク機構を設け、各トグルリンク機構における前記テールストックとの連結箇所および前記可動ダイプレートとの連結箇所を、対応するタイバーの近傍とした、構成とされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、４本のタイバーにそれぞれ１対１対応付けた４つのトグルリンク機構を設け、各トグルリンク機構におけるテールストックとの連結箇所を、対応するタイバーの近傍とした構成をとっているので、型締め時に、トグルリンク機構からテールストックに作用する突っ張り力の作用箇所と、この突っ張り力に対する反力が生じるテールストックにおけるタイバーの取り付け箇所との間の距離を、可及的に小さくすることができる。よって、テールストックにかかる最大曲げモーメントＭおよび最大曲げ応力δｍａｘを小さくすることができ、テールストックの重量の軽量化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。  
図１〜図４は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）に係る射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す図で、図１は、トグルリンク機構を主として示し、トグルリンク機構に関連する他の構成を割愛して示す正面から見た説明図、図２は、トグルリンク機構を主として示し、トグルリンク機構に関連する他の構成を割愛して示す上面から見た説明図、図３は、要部を破断して示す正面から見た説明図、図４は、要部を破断して示す上面から見た説明図である。なお、図１〜図４は、型締め状態を示している。
【００１４】
図１〜図４において、１は、図示せぬベース盤上に固設された固定ダイプレート、２は、固定ダイプレート１と対向するように図示せぬベース盤上に配設されて、成形運転状態では固定位置を保持されるテールストック、３は、固定ダイプレート１の４隅とテールストック２の４隅にそれぞれその両端を固定された４本のタイバー、４は、タイバー２に挿通されて、固定ダイプレート１とテールストック２との間で前後進可能な可動ダイプレート、５は、固定ダイプレート１に搭載された固定側金型、６は、可動ダイプレート４に搭載された可動側金型、７は、４本のタイバー３にそれぞれ対応付けて設けられて、テールストック２と可動ダイプレート４とを連結し、伸張または折り畳み駆動されることで可動ダイプレート４を前進または後退させる４つのトグルリンク機構、８は、各トグルリンク機構７に前進力または後退力を伝達し、側面から見て横線中央部が膨出した略Ｈ字形状を呈するクロスヘッド、７ａは、その一端側を可動ダイプレート４に軸支された（回転可能に保持された）トグルリンク機構７のＡリンク、７ｂは、その一端側をテールストック２に軸支され、その他端側にＡリンク７ａの他端側を相対回転可能であるように連結したトグルリンク機構７のＢリンク、７ｃは、その一端側をＢリンク７ｂの他端側に相対回転可能であるように連結され、その他端側をクロスヘッド８に軸支されたトグルリンク機構７のＣリンク、８ａは、その中央部に後記するボールネジ機構１１のネジ軸１１ｂが固定されたクロスヘッド８のネジ連結部、８ｂは、ネジ連結部８ａの両端から上下に一体に延び、その両端にそれぞれＣリンク７ｃを軸支したクロスヘッド８の１対の垂直部である。
【００１５】
また、図３において、９は、テールストック２に搭載された型開閉用サーボモータ、１０は、タイミングプーリやタイミングベルトからなる回転伝達機構、１１は、型開閉用サーボモータ９の回転を回転伝達機構１０を介して伝達され、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構、１１ａは、テールストック２に軸支され、型開閉用サーボモータ９の回転が伝達されるボールネジ機構１１のナット、１１ｂは、ナット１１ａに螺合されてナット１１ａの回転で直線移動すると共に、その先端部をクロスヘッド８のネジ連結部８ａに固定されたボールネジ機構１１のネジ軸である。
【００１６】
また、図３、図４において、１２は、テールストック２に固定された、正面から見てコ字形状を呈する保持枠、１３は、その両端をテールストック２および保持枠１２にそれぞれ固定されると共に、クロスヘッド８のネジ連結部８ａの中央上下にそれぞれ穿設された貫通孔に摺動ブッシュ１４を介して挿通されて、クロスヘッド８の前後進をガイドする１対のガイドシャフトである。
【００１７】
図１〜図４に示す構成において、型締め状態から型開きを行う際には、型開閉用サーボモータ９を型開き方向に回転させ、ボールネジ機構１１のネジ軸１１ｂを後退駆動することで、クロスヘッド８を後退させて各トグルリンク機構７を折り畳み駆動し、これによって、可動ダイプレート４を後退させて型開きを行うようになっている。また、型開き状態から型閉じ・型締めを行う際には、型開閉用サーボモータ９を型閉じ方向に回転させ、ボールネジ機構１１のネジ軸１１ｂを前進駆動することで、クロスヘッド８を前進させて各トグルリンク機構７を伸張駆動し、これによって、可動ダイプレート４を前進させて型閉じを行い、可動側金型６が固定側金型５にタッチした後、クロスヘッド８をさらに前進させることで、各トグルリンク機構７を完全に突っ張らせて、金型に所定の型締め力を付与するようになっている。
【００１８】
本実施形態では、４本のタイバー３にそれぞれ１対１に対応付けて設けられた４つのトグルリンク機構７における、テールストック２との連結箇所および可動ダイプレート４との連結箇所は、トグルリンク機構７の動作に支障がない範囲で、それぞれに対応するタイバー３に可能な限り近接させて配置してあり、これにより、図２に示すように、トグルリンク機構７からテールストック２に作用する突っ張り力の作用箇所と、この突っ張り力に対する反力が生じるテールストック２におけるタイバー３の取り付け箇所との間の距離Ｌ１を、可及的に小さくするように構成されている。すなわち、型締め時に、トグルリンク機構７からテールストック２に作用する突っ張り力の作用箇所と、この突っ張り力に対する反力が生じるテールストック２におけるタイバー３の取り付け箇所との間の距離を、可及的に小さくすることで、テールストック２にかかる最大曲げモーメントＭおよび最大曲げ応力δｍａｘを可及的に小さくできるように構成してある。したがって、本実施形態においては、テールストック２の重量を従来に比べて大幅に低減することが可能となっている。
【００１９】
さらに、本実施形態では、保持枠１２は、型開閉系メカニズムの中心線に沿って配置されており（上面から見て２本のタイバー３間の中央位置に配置されており）、従来と相違して、各トグルリンク機構７がタイバー３の近傍に配設されて、４つのトグルリンク機構７により囲まれた空間が大きく確保できることから、クロスヘッド８の前後進をガイドするガイドメカニズムを、上記の空間内に簡単・容易に配置できるようになっている。
【００２０】
さらにまた、本実施形態では、図１に示すように、タイバー３の軸中心線と、このタイバー３に対応するトグルリンク機構７における、テールストック２への軸支中心点と可動ダイプレート４への軸支中心点を結ぶ線分とを、略同一高さ位置に設定してあり、これにより、正面から見た方向でのテールストック２に及ぼされる曲げモーメントを略零とすることができるようになっている。
【００２１】
なお、タイバー３と、このタイバー３に対応するトグルリンク機構７とを、上面より見て略重なるように配置して、タイバー３の軸中心線と、このタイバー３に対応するトグルリンク機構７における、テールストック２への軸支中心点と可動ダイプレート４への軸支中心点を結ぶ線分とを、平面的に見て略重なるように設定しても、先に述べた実施形態と同等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図５】従来の射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図６】従来の射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図７】従来の射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【図８】従来の射出成形機の型開閉系メカニズムの簡略化した構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  固定ダイプレート
２  テールストック
３  タイバー
４  可動ダイプレート
５  固定側金型
６  可動側金型
７  トグルリンク機構
７ａ  Ａリンク
７ｂ  Ｂリンク
７ｃ  Ｃリンク
８  クロスヘッド
８ａ  ネジ連結部
８ｂ  垂直部
９  型開閉用サーボモータ
１０  回転伝達機構
１１  ボールネジ機構
１１ａ  ナット
１１ｂ  ネジ軸
１２  保持枠
１３  ガイドシャフト
１４  摺動ブッシュ
【図１】
2007210294.tif 000003
【図２】
2007210294.tif 000004
【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】
2007210294.tif 000009
【図８】
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