(57)【要約】【課題】 １つの射出ユニットに対して上型と下型の組からなる金型を複数組設けた構成をとる射出成形機において、金型搭載テーブルに対して型締め時に荷重が掛からないようにすると共に、型締め機構の小型化・簡素化を図ることを可能とすること。【解決手段】  上型と下型とで構成される金型の複数組を、下型の上に上型を載置した状態で搭載すると共に、移動機構によって水平方向に移送される金型搭載テーブルと、射出ユニットを搭載してフレーム上に固定された固定プラテンと、射出ユニットに対向する位置に配置され、型締め用モータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構の直動部と一体となって上下動する型昇降用部材とを備え、金型搭載テーブルの移動によって選択された金型を、下型の上に上型を載置した状態で、型昇降用部材により金型搭載テーブルから切り離して上昇させて、固定プラテンに押し付けることによって、型締めを行う。【選択図】      図１
2007045062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦配置された１つの射出ユニットに対して複数組の金型をもち、選択された金型に対して前記射出ユニットで溶融樹脂の射出を行う射出成形機であって、
上型と下型とで構成される前記金型の複数組を、前記下型の上に前記上型を載置した状態で搭載すると共に、移動機構によって水平方向に移送される金型搭載テーブルと、
前記射出ユニットを搭載してフレーム上に固定された固定プラテンと、
前記射出ユニットに対向する位置に配置され、型締め用電動サーボモータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構の直動部と一体となって上下動する型昇降用部材とを備え、
前記金型搭載テーブルの移動によって選択された金型を、前記下型の上に前記上型を載置した状態で、前記型昇降用部材により前記金型搭載テーブルから切り離して上昇させて、前記固定プラテンに押し付けることによって、型締めを行うようにしたことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形機において、
前記固定プラテンの下面側に設けられ前記上型を吸着保持可能な上側電磁石と、前記型昇降用部材の上面側に設けられ前記下型を吸着保持可能な下側電磁石とを備え、
前記上型が前記上側電磁石により前記固定プラテンに吸着保持された状態で、前記下型を前記下側電磁石により前記型昇降用部材に吸着保持した状態で該型昇降用部材を下降させることによって、型開きを行うようにしたことを特徴とする射出成形機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の射出成形機において、
前記した複数組の金型の少なくとも２つは、それぞれ異なる成形品を成形する金型であることを特徴とする射出成形機。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の射出成形機において、
前記射出成形機の下部に、マシン全体を移動可能とするキャスターを設けたことを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数組の金型を備えた縦型の射出成形機に係り、特に、セル生産方式（cell production system；屋台生産方式）をとる生産現場などに用いて好適な射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上型と下型の対からなる金型を複数組もち、あるいは、１つの上型に対して複数の下型をもち、縦配置された１つの射出ユニットによって、射出を行うようにした射出成形機は、種々の構成が提案されている。これらの射出成形機においては、例えば、回転テーブル上に複数の下型を配置し、上下動する可動ダイプレートの下面に１つの上型を配置して、所定の回転停止位置で停止した回転テーブル上のある１つの下型に対して、可動ダイプレートと共に上型を下降させて型締めを行うようになっており、可動ダイプレート上には、射出ユニットが搭載される場合が多い。ところが、このような構成をとると、上型を取り付けた可動ダイプレートと一体となって射出ユニットを昇降させる必要があり、このように重量の嵩むメカニズムを昇降させるので、型締め駆動源が大型化したり、型締めメカニズムの機械的強度のアップを図る必要があり、さらに、型締め時には、固定ダイプレートを搭載した回転テーブルに大きな荷重が掛かるので、回転テーブルも堅牢なものにする必要がある。
【０００３】
そこで、特開平８−２８１６９６号公報（特許文献１）に記載されたロータリー式射出成形機では、固定配置された固定プラテンの下面に取り付けた上型に対して、回転テーブル上に載置された下型を、回転テーブルから切り離して上昇させることで、型締めを行うようにしており、これにより、型締め時に回転テーブルに対して大きな荷重が掛かることがないようにして、回転テーブルを重量が嵩む機械的強度の高いものにする必要がないようにしている。
【特許文献１】特開平８−２８１６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された射出成形機では、複数の下型を搭載した金型搭載テーブル（回転テーブル）を軽量化することができる。しかし、下型を上下動させるのにリンク機構を用いているので、型締め機構の構成要素が増えて、型締め機構の小型化・簡素化を図ることができない。
【０００５】
また、特許文献１に示された射出成形機では、１つの上型に対して対して複数の下型を対応付けているので、通常は、同一形状の成形品を１つの上型と複数の下型とで成形を行うものとなっており、１つの射出ユニットで異なる形状の成形品を連続的に成形することに関しては配慮が払われていない。もちろん、特許文献１に示された射出成形機においても、各下型におけるキャビティ（成形用空間）形成用の形状を変えることで、ある程度は１つの射出ユニットで異なる形状の成形品を連続的に成形することは可能ではあるが、上型が共通であるので、成形品の形状変化には自ずと限界がある。これに対して、１つの射出ユニットに対して、上型と下型の対からなる金型を複数対応付けるようにすると、各金型で異なる形状の成形品を得ることが容易となる。セル生産方式をとる生産現場では、一定時間内に異なる形状の成形品が、セル（屋台）と呼ばれる作業台に供給されることが要求される場合があり、この場合には、１つのセルに対して複数台の射出成形機を用意すると、設備費が大幅に嵩み、大きな設置スペースも必要となることから、１つの射出ユニットに対して、上型と下型の組（対）からなる金型を複数設けた構成をとる射出成形機を、セルの近辺に配置することが望まれる。
【０００６】
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、１つの射出ユニットに対して上型と下型の組からなる金型を複数組設けた構成をとる射出成形機において、金型搭載テーブルに対して型締め時に荷重が掛からないようにすると共に、型締め機構の小型化・簡素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】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本願による１つの発明では、縦配置された１つの射出ユニットに対して複数組の金型をもち、選択された金型に対して前記射出ユニットで溶融樹脂の射出を行う射出成形機において、
上型と下型とで構成される前記金型の複数組を、前記下型の上に前記上型を載置した状態で搭載すると共に、移動機構によって水平方向に移送される金型搭載テーブルと、
前記射出ユニットを搭載してフレーム上に固定された固定プラテンと、
前記射出ユニットに対向する位置に配置され、型締め用電動サーボモータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構の直動部と一体となって上下動する型昇降用部材と、
前記固定プラテンの下面側に設けられ前記上型を吸着保持可能な上側電磁石と、
前記型昇降用部材の上面側に設けられ前記下型を吸着保持可能な下側電磁石とを備え、
前記金型搭載テーブルの移動によって選択された金型を、前記下型の上に前記上型を載置した状態で、前記型昇降用部材により前記金型搭載テーブルから切り離して上昇させて、前記固定プラテンに押し付けることによって、型締めを行い、
前記上型が前記上側電磁石により前記固定プラテンに吸着保持された状態で、前記下型を前記下側電磁石により前記型昇降用部材に吸着保持した状態で該型昇降用部材を下降させることによって、型開きを行うように、構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の射出成形機は、縦配置された１つの射出ユニットに対して上型と下型とで構成される金型を複数組もつ構成なので、同一樹脂の成形品であることが前提となるが、各金型で異なる形状の成形品を容易に得ることができる。また、下型の上に上型を載置した状態で各金型を金型搭載テーブルに搭載し、型昇降用部材により金型を金型搭載テーブルから切り離して上昇させて、固定プラテンに押し付けることによって型締めを行うので、金型搭載テーブルに対して型締め時に荷重が掛かることがなく、金型搭載テーブルを軽量化できると共に、型締め用電動サーボモータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構の直動部と一体となって上下動する型昇降用部材によって、直圧式の型締めを行うので、型締め機構の小型化・簡素化を図ることが可能となる。さらに、下型の上に上型を載置した状態の金型のみを上昇させて型締めを行う構成であっても、固定プラテンには上型を吸着保持可能な上側電磁石が設けられ、型昇降用部材には下型を吸着保持可能な下側電磁石が設けられて、上型が上側電磁石により固定プラテンに吸着保持された状態で、下型を下側電磁石により型昇降用部材に吸着保持した状態で該型昇降用部材を下降させることによって、型開きを行うので、簡易な構成の型締め機構でありながら、確実な型開き動作を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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３は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機の全体外観を示す斜視図である。
【００１０】
図１において、１は、マシン（射出成形機）の骨格であるフレームで、直方体状の骨組みとなっており、その下部にはマシン全体を搬送可能とする複数のキャスター２が設けられている。キャスター２を設けることで、マシンを手で押すことによりキャスター２のローラの回転で、マシンを容易に所望の場所に移動できるようになっており、これにより、マシンを、例えばセル生産方式をとる生産現場の所望のセル（屋台）の近傍に配置できるようになっている。なお、キャスター２にはストッパーが付設されており、マシンの移動後はストッパーによりマシンは固定されるようになっている。
【００１１】
３は、フレーム１の上面側にその一端を固定されて立設された４本のタイバーで、このタイバー３の他端には固定プラテン４が固定されたおり、固定プラテン４上には、縦配置されて射出ユニット５が取り付けられている。射出ユニット５は、スクリューを内蔵した加熱シリンダ、スクリューを回転させる計量用電動サーボモータ、スクリューを前後進させる射出用電動サーボモータ等々を含んで構成されている。
【００１２】
６は、フレーム１内に配設された型締め用電動サーボモータ（以下、型締め用モータ６と記す）で、図１では示されていないが、型締め用モータ６の回転を直線運動に変換するボールネジ機構と、該ボールネジ機構の直動部に固定された型昇降用部材が、射出ユニット５（固定プラテン４）と対向する位置に縦配置されている。なお、ボールネジ機構や型昇降用部材については、図３を用いて後述する。
【００１３】
７は、フレーム１の上面に水平直線移動可能であるように配設された金型搭載テーブルで、フレーム１の上面に固設された２本の平行なレール部材８に沿って移動可能となっている。９は、下型１０と上型１１とで構成される金型で、複数（本実施形態では４つ）の金型９が、下型１０の上に上型１１を載置した状態で、金型搭載テーブル７上に載置されている。
【００１４】
図２は、金型搭載テーブル７とその移送機構を示す図である。図２に示すように、フレーム１の上面に固設されたレール部材８は、対をなす案内部８ａを有し、この案内部８ａ、８ａ間には、金型搭載テーブル７の下部に取り付けられた直動ガイド部材１２が介装されており、直動ガイド部材１２がレール部材８に沿って移動することにより、金型搭載テーブル７がフレーム１上を直線移動するようになっている。１３は、各レール部材８に対応して配設されたテーブル移送用電動サーボモータ（以下、テーブル用モータ１３と記す）で、レール部材８の端部に設けた支持体１４に設けられた各テーブル用モータ１３は、ボールネジ機構１６の回転部であるボールネジ軸１６ａをそれぞれ回転駆動するようになっている。図２では、ボールネジ機構１６として、支持体１４および支持体１５に回転可能に保持されたボールネジ軸１６ａのみが示されているが、ボールネジ機構１６にはボールネジ軸１６ａに螺合した図示せぬナット体（ボールネジ機構１６の直動部）が備えられており、このナット体が直動ガイド部材１２に固定されている。そして、２つのテーブル用モータ１３が同期して回転駆動されることにより、ボールネジ機構１６のボールネジ軸１６ａが回転し、これによりボールネジ軸１６ａに螺合した図示せぬナット体が直線移動することで、直動ガイド部材１２および金型９を搭載した金型搭載テーブル７が直線移動するようになっている。
【００１５】
図２に示すように、金型搭載テーブル７には、各金型９の下型１０を位置決めするための位置決め片１７が取り付けられており、各金型９の下型１０は、位置決め片１７で形づくられる矩形領域内に、位置決めして載置されるようになっている。また、金型搭載テーブル７の上記した矩形領域の中央には、後記する型昇降用部材が出入り可能な開口１８が穿設されている。
【００１６】
図３は、型締め機構（金型昇降メカニズム）などを示す一部を切断した要部斜視図である。図３において、１９はフレーム１と一体の保持部材で、該保持部材１９にボールネジ機構２０のボールネジ軸２０ａが、軸受けを介して回転可能に保持されている。ボールネジ軸２０ａの下端側には被動プーリ２１が固着されており、前記した型締め用モータ６の回転がタイミングベルト２２、被動プーリ２１を介してボールネジ軸２０ａに伝達されるようになっている。ボールネジ軸２０ａにはナット体２０ｂが螺合されており、ボールネジ軸２０ａが回転するとナット体２０ｂが直線移動（ここでは、上下方向に直線移動）するようになっている（なお、ナット体２０ｂは適宜の手段により回り止めされている）。ボールネジ機構２０のナット体２０ｂの上面にはロードセル２３が固定され、ロードセル２３の上面には型昇降用部材２４が固定されている。そして、型締め用モータ６が回転駆動されることにより、ボールネジ機構２０のナット体２０ｂが上昇または下降駆動され、ナット体２０ｂと一体となってロードセル２３および型昇降用部材２４が、上昇または下降するようになっている。
【００１７】
また、図３において、２５は、型昇降用部材２４の上面側に設けられた下型１０を吸着保持可能な下側電磁石、２６は、固定プラテン４の下面側に設けられた上型１１を吸着保持可能な上側電磁石である。
【００１８】
続いて、本実施形態の射出成形機の動作を説明する。金型選択／型締め（型閉じ）待機状態では、型昇降用部材２４の上面は、金型搭載テーブル７の開口１８よりも下側の位置にあり、型昇降用部材２４の上面は、金型９の下型１０と離間した状態となっており、このとき、型昇降用部材２４の下側電磁石２５は非吸着状態にあり、固定プラテン４の上側電磁石２６も非吸着状態にある。このような状態で、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、テーブル用モータ１３が回転駆動されて、これにより金型搭載テーブル７が直線移送されて、次に成形を行うための金型９を型昇降用部材２４の真上（固定プラテン４の真下）に位置付けた後、テーブル用モータ１３の回転が停止される。
【００１９】
次に、型締め（型閉じ）開始タイミングに至ると、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、型締め用モータ６が所定方向に回転駆動されて、ボールネジ機構２０を介して型昇降用部材２４が上昇駆動される。また、型締め（型閉じ）開始タイミングに至ると、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、下側電磁石２５および上側電磁石２６は、吸着状態に遷移する。型昇降用部材２４が上昇して、型昇降用部材２４の上面が金型９の下型１０の下面に当接すると、型昇降用部材２４の下側電磁石２５に下型１０が強固に吸着保持される。そして、これ以後、型昇降用部材２４がさらに上昇すると、型昇降用部材２４は、下型１０の上に上型１１を載置した状態の金型１０を、金型搭載テーブル７から切り離して持ち上げる。このように、下型１０を型昇降用部材２４の下側電磁石２５で吸着保持した状態で上昇させることで、金型９に位置ずれが生じる虞がないようにすることができる（なお、下型１０に対して、上型１１は位置決めピンによって位置決めされている）。型昇降用部材２４がさらにまた上昇すると、金型９の上型１１の上面が固定プラテン４の下面に当接し、これにより、固定プラテン４の上側電磁石２６に上型１１が強固に吸着保持される。金型９の上型１１の上面が固定プラテン４の下面に当接した後も、型締め用モータ６は所定量だけ、型昇降用部材２４を上昇させる方向に回転駆動され、これにより、金型９に対して所定の型締め力が付与され、所定の型締め力の発生後、型締め用モータ６は型締め力を維持するように制御される。
【００２０】
型締めが完了すると、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、射出ユニット５から金型９のキャビティ内に所定量の溶融樹脂が射出・充填される。キャビティ内に充填された樹脂が冷却・固化して、型開き開始タイミングに至ると、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、型締め用モータ６が先とは逆方向に回転駆動されて、ボールネジ機構２０を介して型昇降用部材２４が下降駆動される。このとき、下側電磁石２５および上側電磁石２６は吸着状態にあるので、上型１１は固定プラテン４の上側電磁石２６に吸着保持された状態を維持し、下型１０のみが型昇降用部材２４と一体となって下降する。そして、下型１０が金型搭載テーブル７上に載置された状態となると、型締め用モータ６の回転は停止される。この型開き完了状態において、下型１０側に被着した成形品の取り出しが、マシン（射出成形機）に付設した図示せぬ成形品取り出しロボットにより行われる。本実施形態では、成形品取り出しロボットの強力な真空吸着力や把持力により、下型１０からの成形品の引き離しを行うようにしているが、下型１０から成形品の突き出しを行うエジェクト機構を設ける構成であってもよい。この場合、エジェクト機構は、型開閉／射出を行うステージに設けるようにすることも可能であるが、例えば、エジェクト機構を、型開閉／射出を行うステージに隣接して設けて、エジェクトのために金型搭載テーブル７を移送するようにしてもよい。
【００２１】
その金型に割り当てられた所定の生産数の成形が終了し、成形品の取り出しが完了すると、型昇降用部材２４は上昇駆動され、下型１０の上面が上型１１の下面に当接すると、型昇降用部材２４の上昇は停止される。この後、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、上側電磁石２６のみが非吸着状態に遷移させられ、上側電磁石２６による上型１１の吸着保持が解除される。上側電磁石２６による上型１１の吸着保持が解除されると、型昇降用部材２４は下降駆動され、これにより、下型１０の上に上型１１が自重で載置された状態の金型９が、型昇降用部材２４と共に下降する。そして、金型９の下型１０が金型搭載テーブル７上に載置された状態となると、型昇降用部材２４の下降は一旦停止されて、マシンの図示せぬコントローラからの指令で、下側電磁石２５も非吸着状態に遷移させられ、下側電磁石２５による下型１０の吸着保持が解除される。この後、型昇降用部材２４はさらに所定量だけ下降駆動され、型昇降用部材２４が金型搭載テーブル７の移動を阻害しない位置まで下降すると、型昇降用部材２４の下降は停止される。
【００２２】
以上のように本実施形態においては、縦配置された１つの射出ユニット５に対して上型１１と下型１０とで構成される金型９を複数組もつ構成なので、同一樹脂の成形品であることが前提となるが、各金型９で異なる形状の成形品を容易に得ることができ、一定時間内に異なる形状の成形品をセル（屋台）に供給されることが要求されるような、セル生産方式の製造現場に用いて好適なものとなる。また、下型１０の上に上型１１を載置した状態で各金型９を金型搭載テーブル７に搭載し、型昇降用部材２４により金型９を金型搭載テーブル７から切り離して上昇させて、固定プラテン４に押し付けることによって型締めを行うので、金型搭載テーブル７に対して型締め時に荷重が掛かることがなく、金型搭載テーブル７を軽量化できると共に、型締め用モータ６の回転を直線運動に変換するボールネジ機構２０の直動部（ナット体２０ｂ）と一体となって上下動する型昇降用部材２４によって、直圧式の型締めを行うので、型締め機構の小型化・簡素化を図ることができる。さらに、下型１０の上に上型１１を載置した状態の金型９のみを上昇させて型締めを行う構成であっても、固定プラテン４には上型１１を吸着保持可能な上側電磁石２６が設けられ、型昇降用部材２４には下型１０を吸着保持可能な下側電磁石２５が設けられて、上型１１が上側電磁石２６により固定プラテン４に吸着保持された状態で、下型１０を下側電磁石２５により型昇降用部材２４に吸着保持した状態で該型昇降用部材２４を下降させることによって、型開きを行うので、簡易な構成の型締め機構でありながら、確実な型開き動作を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機の全体外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出成形機における、金型搭載テーブルとその移送機構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における、型締め機構などを示す一部を切断した要部斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  フレーム
２  キャスター
３  タイバー
４  固定プラテン
５  射出ユニット
６  型締め用電動サーボモータ（型締め用モータ）
７  金型搭載テーブル
８  レール部材
８ａ  案内部
９  金型
１０  下型
１１  上型
１２  直動ガイド部材
１３  テーブル移送用電動サーボモータ（テーブル用モータ）
１４、１５  支持体
１６  ボールネジ機構
１６ａ  ボールネジ軸
１７  位置決め片
１８  開口
１９  保持部材
２０  ボールネジ機構
２０ａ  ボールネジ軸
２０ｂ  ナット体
２１  被動プーリ
２２  タイミングベルト
２３  ロードセル
２４  型昇降用部材
２５  下側電磁石
２６  上側電磁石
【図１】
2007045062.tif 000003
【図２】
2007045062.tif 000004
【図３】
2007045062.tif 000005