JP4513594B2 - 射出成形機 - Google Patents
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Description
このような問題を解決するために従来は、連結部の剛性を高めて連結部の曲げ変形を問題とならないレベルに抑える方法が採られていたが、この方法では型締めフレームが大型化及び重量化するといった問題がある。そこで、連結部の曲げ剛性を高めることなく、連結部の曲げ変形を防止することができる射出成形機が開発されている(例えば、特許文献1)。
かかる射出成形機では、第1シリンダによって可動型と固定型の間に型締め力を作用させるのに同期して、第2シリンダによって第1対面部と第2対面部にバランス力を作用させる。このため、第1対面部と第2対面部の上端側には型締め力の反力が作用し、第1対面部と第2対面部の下端側にはバランス力が作用する。したがって、型締め力の反力によって連結部に生じる曲げモーメントは、バランス力によって連結部に生じる曲げモーメントによって打ち消されることとなる。これにより、型締め時における連結部の曲げ変形が防止されるようになっている。
型締め用シリンダ又はクラッチと第1フレームとは、その結合部において一方の当接面を他方の当接面に向けて凸となる曲面とし、第1フレームの変形に応じて当接位置が変化することで相対的に変位するように結合される。クラッチ又は型締め用シリンダと第2フレームとは、その結合部において一方の当接面を他方の当接面に向けて凸となる曲面とし、第2フレームの変形に応じて当接位置が変化することで相対的に変位するように結合される。
第1フレームが第1シャフトを介して可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されると共に、第2フレームが第2シャフトを介して可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されることで、型締めフレームが可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されている。
この射出成形機では、型締めフレームの型締め用シリンダ又はクラッチと第1フレーム、及び、クラッチ又は型締め用シリンダと第2フレームが、夫々相対的に変位可能に結合されている。このため、型締め力の反力によって第1フレーム及び第2フレームが曲げ変形すると、第1フレーム及び第2フレームに対して固定型取付板及び可動型取付板が変位し、固定型取付板及び可動型取付板はベースフレームから離れることなく安定した状態で支持される。ベースフレームと型締めフレームとは別体であるため、型締めフレームが変形してもベースフレームが変形することはない。したがって、固定型取付板と可動型取付板は平行度を維持することができる。
この射出成形機は、第1フレームを支持する第1シャフトと、第2フレームを支持する第2シャフトとを有する。また、第1シャフト及び/又は第2シャフトは、可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されている。このような構成によると、両シリンダから作用する力によって型締めフレームの対面部間の距離が変化しても、その変化に応じてシャフトの位置が変化する。このため、型締めフレームの各部(第1フレーム、第2フレーム、連結部)に過大な力が作用することを防止することができる。
このような構成によると、型締めフレームの各フレーム(バランス用シリンダ側)がバランス用シリンダから作用する力によって変形しても、その変形が各フレームに対するバランス用シリンダの当接位置が変化することで吸収される。このため、型締めフレームやバランス用シリンダに過大な力が作用することを防止することができる。
このような構成によると、型締め開始時等において型締め用シリンダとバランス用シリンダの過渡特性の相違によって型締め力の反力とバランス用シリンダのバランス力が釣り合わない場合には、各フレームがシャフト周りに回転し、型締めフレームの各部(第1フレーム、第2フレーム、連結部)に過大な力が作用することを防止することができる。
図1によく示されるように側面部11,11は、正面から見てその中央部が両端部より高く形成されている。両側面部11,11の中央部上面には固定側取付板(固定プラテン)46が架設される。固定型取付板46は側面部11に対して移動不能に固定されている。固定型取付板46には固定型44が着脱可能に取付けられている。固定型44には図示省略した射出ユニットが接続され、射出ユニットによって型内に溶融した樹脂が供給されるようになっている。
図4によく示されるように、型締めフレーム56は、第1フレーム54と、第1フレーム54と対向する第2フレーム24と、第1フレーム54の中央と第2フレーム24の中央を連結する2本の連結シャフト78,80によって構成されている。
第1フレーム54は固定型取付板46側の端部に配されている。第1フレーム54の高さ方向略中央には貫通孔が形成され、この貫通孔にサポート軸58が回転可能に挿通している。したがって、第1フレーム54は、サポート軸58を介してベースフレーム10に対し回転可能となっている。また、サポート軸58がベースフレーム10に対してスライド移動可能であることから、第1フレーム54もベースフレーム10に対してスライド移動可能となっている。なお、サポート軸58を第1フレーム54に固定した場合でも、サポート軸58がスライド軸受け62に回転可能に支持されているため、第1フレーム54はベースフレーム10に対して回転可能となる。
一方、第2フレーム24は可動型取付板40側の端部に配され、その高さ方向略中央においてサポート軸20に回転可能に支持されている。このため、第2フレーム24もベースフレーム10に対して回転可能で、かつ、ベースフレーム10に対してスライド移動可能となっている。
第1フレーム54と同様に、第2フレーム24のサポート軸20が配された部位から上下方向に略等間隔だけ離れた位置には貫通孔がそれぞれ形成され、これら貫通孔に連結シャフト78,80の他端がそれぞれ挿通されている。連結シャフト78,80の先端にはストッパ14,18がそれぞれ固定され、連結シャフト78,80が第2フレーム24の各貫通孔から抜け落ちることを防止している。
型締めシリンダ50は、ベースフレーム10の側面部11及び支持部13a上にガイドを介して載置されており、ベースフレーム10に対しスライド移動可能に載置されている。型締めシリンダ50のピストンロッド48は、固定型取付板46の後面(第1フレーム54側の面)に固定されている。型締めシリンダ50の後面(第1フレーム54側の面)には、第1フレーム54に固定されたフローティング材52が当接する。フローティング材52の型締めシリンダ50との当接面は、型締めシリンダ50側に凸となる曲面で形成されている。このため、第1フレーム54が変形しても、それに応じてフローティング材52は型締めシリンダ50に対して変位することができる(すなわち、フローティング材52と型締めシリンダ50との当接位置は変化することができる)。
図1,2によく示されるように切替機構は、突張棒34と、突張棒34が挿通されたクラッチ28を備えている。突張棒34の基端部は可動型取付板40に固定されており、その先端部は第2フレーム24に形成された貫通孔22に挿通自在となっている。突張棒34の先端部と貫通孔22との間には比較的大きなクリアランスが形成されており、突張棒34と貫通孔22の内壁面とが接触しないようになっている。
なお、可動型取付板40とベースフレーム10との間には図示省略したボールネジが配設されている。そして、このボールネジを同じく図示省略したアクチュエータによって駆動することで、可動型取付板40がベースフレーム10に対してスライド移動するようになっている
なお、フローティング材26にも貫通孔が形成されており、この貫通孔に突張棒34の先端部が挿通している。フローティング材26に形成された貫通孔と突張棒34との間にも比較的大きなクリアランスが形成されており、突張棒34とフローティング材26とが接触しないようになっている。
図4によく示されるようにバランス用シリンダ70は、第1フレーム54側に近接した位置で、ベースフレーム10の架台15上に固定されている。バランス用シリンダ70のピストンロッド72は伝達軸74の基端部に固定されている。伝達軸74の中間部は座屈防止サポート76によって支持されている。座屈防止サポート76は、ベースフレーム10の架台15上に固定されている。また、伝達軸74の他端部にはフローティング材82が当接している。
フローティング材82は第2フレーム24に固定されている。フローティング材82の伝達軸74との当接面は、伝達軸74側に凸となる曲面に形成されている。このため、第2フレーム24が変形すると、その変形に応じてフローティング材82は伝達軸74に対して変位することができる。
バランス用シリンダ70の後面(ピストンロッド72と反対側の面)には、第1フレーム54に固定されたフローティング材68が当接する。フローティング材68のバランス用シリンダ70との当接面は、バランス用シリンダ70側に凸となる曲面に形成されている。このため、第1フレーム54が変形しても、それに応じてフローティング材68はバランス用シリンダ70に対して変位することができる。
固定型44と可動型42との間に型締め力が作用すると、その反力は、型締めシリンダ(50,50)及びフローティング材(52,52)を介して第1フレーム(54,54)のそれぞれに作用し、また、突張棒(34,34)、クラッチ(28,28)及びフローティング材(26,26)を介して第2フレーム(24,24)のそれぞれに作用する。したがって、第1フレーム54には第1フレーム54の上端を外側に押し開こうとするモーメントが作用し、第2フレーム24にも第2フレーム24の上端を外側に押し開こうとするモーメントが作用する。また、連結シャフト78,80の両端には、連結シャフト78,80を上方に凸にしようとするモーメントが作用する。
上述した型締めシリンダ50,50の作動と同期して、バランス用シリンダ70,70が作動する。バランス用シリンダ70,70が作動すると、ピストンロッド72,72に連結された伝達軸74,47が、フローティング材82,28を介して第2フレーム24,24をそれぞれ押圧する。また、ピストンロッド72,72によって第2フレーム24,24を押圧する押圧力の反力は、フローティング材68,68を介して第1フレーム54,54のそれぞれに作用する。したがって、第1フレーム54には第1フレーム54の下端を外側に押し開こうとするモーメントが作用し、第2フレーム24にも第2フレーム24の下端を外側に押し開こうとするモーメントが作用する。また、連結シャフト78,80の両端には、連結シャフト78,80を下方に凸にしようとするモーメントが作用する。
なお、型締めシリンダ50による型締め力及び連結シャフト78,80からフローティング材52,26までの距離、並びにバランス用シリンダ70による押圧力及び連結シャフト78,80からフローティング材68,82までの距離を調整することで、連結シャフト78,80に作用する曲げモーメントが最小となるように調整することができる。
この場合に、第1フレーム54と型締めシリンダ50は、フローティング材52によってフローティング結合されており、型締めシリンダ50に対してフローティング材52が変位して、第1フレーム54の曲げ変形を吸収する。このため、固定型取付板46に第1フレーム54の曲げ変形が影響することはなく、固定型取付板46は安定した状態でベースフレーム10に支持される。同様に、第2フレーム24とクラッチ28も、フローティング材26によってフローティング結合されており、クラッチ28に対してフローティング材26が変位して、第2フレーム24の曲げ変形を吸収する。このため、可動型取付板40に第2フレーム24の曲げ変形が影響することはなく、可動型取付板40は安定した状態でベースフレーム10に支持される。これらのため、ベースフレーム10上に支持される可動型取付板40と固定型取付板46は、型締め力の発生前と同様の状態でベースフレーム10上に支持される。
ここで、ベースフレーム10は、型締めフレーム56とは別体であって、型締め力やバランス用シリンダ70の力によっては変形しない。したがって、型締め力が作用している間(すなわち、射出成形している間)、固定型44と可動型42の平行度を保つことができ、成形品にバリが発生することを防止することができる。
この場合も、第1フレーム54とバランス用シリンダ70は、フローティング材68によってフローティング状態で結合されているため、バランス用シリンダ70に対してフローティング材68が変位することができる。このため、第1フレーム54やバランス用シリンダ70に無理な力が作用することを防止することができる。
また、第2フレーム24と伝達軸74は、フローティング材82によってフローティング状態で結合されているため、伝達軸74に対してフローティング材82が変位することができる。このため、第2フレーム24や伝達軸74に無理な力が作用することを防止することができる。
また、連結シャフト78,80に作用する引張力によって、第1フレーム54と第2フレーム24は互いに離間しようとする方向に変位しようとする。このような場合に、サポート軸58とサポート軸20がわずかにスライド移動し、第1フレーム54、第2フレーム24及び連結シャフト78,80に過大な力が作用することを防止する。
また、本実施形態の射出成形機は、型締めフレーム56,56が変形しても固定型44と可動型42の平行度を保つことができるため、型締めフレーム56,56に高い曲げ剛性等が要求されない。また、型締めフレーム56,56の各部品(第1フレーム,第2フレーム,連結シャフト)がベースフレーム10に対して可動であるため、これらの部品に過大な力が作用することを防止する。これらによって、型締めフレーム56,56の小型化及び軽量化を図ることができる。
さらに、型締めフレームを複数設けることで、固定型44と可動型42に均等に型締め力を作用させることができ、固定型44と可動型42の損傷を防止することができる。
例えば、上述した実施形態では、いわゆるH型フレームを型締めフレームとして用い、型締めシリンダの作動と同期してバランス用シリンダを作動させた。しかしながら、本発明の技術は、型締めフレームとしてC型フレームを用いる射出成形機にも適用することができる。この場合は、C型フレームの両端部(両対面部)と固定型取付板及び可動型取付板との結合をフローティング状態とすればよい。さらに、本発明の技術は、ベースフレームのない射出成形機に適用することもできる。すなわち、H型フレームの連結部上に固定型取付板及び可動型取付板を支持する射出成形機にも適用することができる。
また、型締めシリンダの位置は本実施形態の例には限られず、可動型取付板と型締めフレームとの間に配置してもよい。この場合は、型締めシリンダによって可動型取付板をスライド移動させるようにしてもよい。
さらに、上述した実施形態では型締めフレームをベースフレームによって支持したが、本発明はこのような形態に限られず、型締めフレームをベースフレームとは別体で設けた支持フレームによって支持するようにしてもよい。
11:側面部
12,32,36,64:ガイドレール
13:支持部
14,18:ストッパ
16,62:スライド軸受け
20,58:サポート軸
24:第2フレーム
26,52,68,82:フローティング材
30,38:スライダ
34:突張棒
40:可動型取付板
42:可動型
44:固定型
46:固定型取付板
48:ピストンロッド
50:型締め用シリンダ
54:第1フレーム
56:型締めフレーム
60,66:ストッパ
70:バランス用シリンダ
72:ピストンロッド
74:伝達軸
76:座屈防止サポート
78,80:連結シャフト
Claims (3)
- ベースフレームと、
ベースフレームに支持される固定型取付板と、
固定型取付板と対向させてベースフレームに支持され、固定型取付板に対して進退動可能とされる可動型取付板と、
固定型取付板の、可動型取付板と対向する側の面と反対側の面に対向して配置される第1フレームと、可動型取付板の、固定型取付板と対向する側の面と反対側の面に対向して配置される第2フレームと、第1フレームと第2フレームの略中央を連結する連結部を備える型締めフレームと、
第1フレームと固定型取付板との間若しくは第2フレームと可動型取付板との間に配される型締め用シリンダと、
第1フレームと固定型取付板との間若しくは第2フレームと可動型取付板との間のうち、前記型締め用シリンダを配していない側に配されるクラッチと、
連結部からみて型締め用シリンダが配された側とは反対側に配され、その一端が第1フレームに結合されると共にその他端が第2フレームに結合されるバランス用シリンダと、を備え、
型締め用シリンダ又はクラッチと第1フレームとは、その結合部において一方の当接面を他方の当接面に向けて凸となる曲面とし、第1フレームの変形に応じて当接位置が変化することで相対的に変位するように結合されており、
クラッチ又は型締め用シリンダと第2フレームとは、その結合部において一方の当接面を他方の当接面に向けて凸となる曲面とし、第2フレームの変形に応じて当接位置が変化することで相対的に変位するように結合されており、
第1フレームが第1シャフトを介して可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されると共に、第2フレームが第2シャフトを介して可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されることで、型締めフレームが可動型取付板が進退動する方向にスライド移動可能にベースフレームに支持されている、
ことを特徴とする射出成形機。 - バランス用シリンダと第1フレームとは、その結合部において一方の当接面を他方の当接面に向けて凸となる曲面とし、第1フレームの変形に応じて当接位置が変化することで相対的に変位するように結合されており、かつ、バランス用シリンダと第2フレームとは、その結合部において一方の当接面を他方の当接面に向けて凸となる曲面とし、第2フレームの変形に応じて当接位置が変化することで相対的に変位するように結合されていることを特徴とする請求項1に記載の射出成形機。
- 第1シャフトは、連結部が固定される部位の近傍で第1フレームをその軸周りに回転可能に支持し、第2シャフトは、連結部が固定される部位の近傍で第2フレームをその軸周りに回転可能に支持することを特徴とする請求項1又は2に記載の射出成形機。
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