JP5766774B2

JP5766774B2 - 成形機

Info

Publication number: JP5766774B2
Application number: JP2013246364A
Authority: JP
Inventors: 栄助本郷
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2014065307A

Description

本発明は、軽量化しつつ剛性を保つことが可能となったテールストックを備える成形機に関する。

従来、連続して溶融樹脂または溶融金属を金型に流し込み、冷却して成型／鋳造物を得ることができる成形機が用いられている。成形機の多くは、成形機上に固定された固定ダイプレートに固定金型を、成形機上を移動可能な可動ダイプレートに可動金型をそれぞれ取りつけ、可動ダイプレートとテールストックとを連結する駆動装置（例えばトグルリンク機構やシリンダ等）によって、可動ダイプレートを固定ダイプレート側へ移動させ、可動金型を固定金型と当接させて、駆動装置の可動ダイプレートを押圧する力（即ち固定ダイプレートとテールストックの間に発生する張力）によって型締力を発生させ、溶融樹脂または溶融金属を可動金型及び固定金型によって形成されるキャビティに射出注入し、金型を冷却し、金型を開いて成形／鋳造物を取り出すという動作を繰り返して、成形／鋳造物を得ている。

上記のような成形機において、特に大型の成形／鋳造物を得るためには、大型の金型と、相応の大型な成形機が必要となる。つまり、上記固定ダイプレート、可動ダイプレート、駆動装置、テールストックは大型となり、成形機の設置の際はこれらを部品単位で設置場所に搬入し、現地にて組み立てを行う必要がある。また、従来から用いられているテールストックは、高い強度が必要であり、重金属によって肉厚に形成されている。例えば図６に示すような従来形状のテールストック４００は、左右側面部４０１、上下底面部４０２、及び背面４０５の各々を、型締力の応力に耐えうる用、肉厚に形成されており、これによって数トンに及ぶ応力にも変形することなく用いることができるようになっている。

このようなテールストックの搬入出は、その重量に伴い大型のクレーン等を用いて行う必要があり、搬入出に掛かるコストは非常に大きくなってしまっていた。また、金属を肉厚に形成することが必要であるため、材料費等の製造コストも大きく負担となっていた。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、十分な強度を保ちつつ軽量化を実現したテールストックを備えた成形機を提供することを目的とする。

請求項１に係る成形機は、伸張駆動または屈曲駆動することで可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、前記テールストックは、２本の水平に延設される水平梁と、２本の鉛直に延設される鉛直梁とで形成される前方矩形部と、該前方矩形部と同様に２本の水平梁及び２本の鉛直梁とで形成される後方矩形部からなり、前記前方矩形部及び前記後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成されると共に、前記前方矩形部及び前記後方矩形部のタイバー挿入孔を連結する円筒部が形成され、加えて前記前方矩形部には、前記トグルリンク機構と連結する連結部が形成され、更に前記後方矩形部には前記トグルリンク機構の駆動源を取り付ける孔部を備える駆動源取付部が形成されると共に補強部が形成され、トグルリンク連結部における撓み量が均一となるように、前記前方矩形部の水平梁から後方矩形部の水平梁へ荷重を伝える前記前方矩形部の水平梁よりも薄肉の荷重伝達底部を形成した。

請求項１の構成によれば、従来の箱状のテールストックと比較して、後方矩形部の内側を略十字状の補強部としたことで、４箇所の肉抜きを施すことができ、軽量化を図ることができる。また、前方矩形部と後方矩形部とを四隅の円筒部によって連結しており、即ち前方矩形部と後方矩形部、及び円筒部で形成される略直方体のテールストックにおいて、左右側面を肉抜きして形成することで、更なる軽量化を図ることができる。また、補強部と上下の荷重伝達底部によって前方矩形部から後方矩形部の荷重を分散することができ、これによってテールストックの水平方向の変形・歪みを防止することができる。

請求項１に係る成形機は、伸張駆動または屈曲駆動することで可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、前記テールストックは、２本の水平に延設される水平梁と、２本の鉛直に延設される鉛直梁とで形成される前方矩形部と、該前方矩形部と同様に２本の水平梁及び２本の鉛直梁とで形成される後方矩形部からなり、前記前方矩形部及び前記後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成されると共に、前記前方矩形部及び前記後方矩形部のタイバー挿入孔を連結する円筒部が形成され、加えて前記前方矩形部には、前記トグルリンク機構と連結する連結部が形成され、更に前記後方矩形部には前記トグルリンク機構の駆動源を取り付ける孔部を備える駆動源取付部が形成されると共に補強部が形成され、トグルリンク連結部における撓み量が均一となるように、前記前方矩形部の水平梁から後方矩形部の水平梁へ荷重を伝える前記前方矩形部の水平梁よりも薄肉の荷重伝達底部を形成したので、従来と比較して左右側面及び後方矩形部における補強部の周囲２箇所を肉抜きしたことで、テールストックの軽量化を図ることができ、またこの肉抜きを行うことによって低下したテールストックの強度を、補強部と荷重伝達底部によって分散し、駆動源によるテールストックの後方矩形部の、トグルリンク機構側に凹むような歪み等の変形を防止することができる。

本発明の実施例における、射出成形機のトグルリンク機構が伸張した状態を示す側面図である。同上、射出成形機のトグルリンク機構が屈曲した状態を示す側面図である。同上、射出成形機の平面図である。同上、射出成形機のテールストックを示す背面斜視図である。同上、射出成形機のテールストックを示す一部切り欠き前面斜視図である。従来形状のテールストックを示す一部切り欠き斜視図である。トグルリンク連結部における応力測定ポイントを示す説明図である。従来形状のテールストックと、本実施例におけるテールストックの、型締力発生時における測定ポイントにおける撓み量の比較を行った説明図である。従来形状のテールストックと、本実施例におけるテールストックの、前方の鉛直梁及び側面に掛かる負荷を示す説明図である。本発明の実施例とは異なるテールストックの形状の例を示す斜視図である。

本発明の成形機は、伸張駆動または屈曲駆動することで可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、前記テールストックは、２本の水平に延設される水平梁と、２本の鉛直に延設される鉛直梁とによって略正方形に形成される前方矩形部及び後方矩形部からなり、前記前方矩形部及び前記後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成されると共に、前記前方矩形部及び前記後方矩形部のタイバー挿入孔を連結する円筒部が形成され、更に前記後方矩形部には前記トグルリンク機構の駆動源たる駆動源を取り付ける孔部たる駆動源取付部が形成し前記後方矩形部は前記駆動源取付部を介在させて相対向する部分を連結する略十字状の補強部を形成したことを特徴とする。

本発明の構成によれば、従来の箱状のテールストックと比較して、後方矩形部の内側を略十字状の補強部としたことで、４箇所の肉抜きを施すことができ、軽量化を図ることができる。また、前方矩形部と後方矩形部とを四隅の円筒部によって連結しており、即ち前方矩形部と後方矩形部、及び円筒部で形成される略直方体のテールストックにおいて、左右側面を肉抜きして形成することで、更なる軽量化を図ることができる。軽量化によって低下するテールストックの強度は、前方矩形部の垂直方向の２本の梁の肉厚を増加させ、前述の後方矩形部に形成する略十字状の補強部を肉厚にすることで補強することで実現する。

本発明の成形機は、前記テールストックの左右側面に、前方矩形部から後方矩形部へ荷重を伝える連結部を備え、該連結部の上下を中空に形成したことを特徴とする。

本発明の構成によれば、左右側面の連結部によって前方矩形部から後方矩形部へ荷重を分散することができ、これによってテールストックの鉛直方向の変形・歪みを防止することができる。

本発明の成形機は、前記テールストックの上底部及び下底部に、前記前方矩形部の水平梁よりも薄肉の、前記前方矩形部の水平梁から後方矩形部の水平梁へ荷重を伝える荷重伝達底部を形成したことを特徴とする。

本発明の構成によれば、上下の荷重伝達底部によって前方矩形部から後方矩形部の荷重を分散することができ、これによってテールストックの水平方向の変形・歪みを防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図１から図５を参照して説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１〜図５は、本発明の一実施例を示し、図１は、射出成形機のトグルリンク機構が伸張した状態を示す側面図である。図２は、射出成形機のトグルリンク機構が屈曲した状態を示す側面図である。図３は、射出成形機の平面図である。図４は、本実施例の射出成形機に用いられるテールストックを示す背面斜視図である。図５は、図４に示すテールストックの一部切り欠き前面斜視図である。尚、以降の記載において、図１の図１の左側（モータ７側）を後方、右側（固定ダイプレート２側）を前方、図１における上側を上方、下側を下方、また図３における上側を右方、下側を左方とする。

本実施例の射出成形機の構成について、図１に基づいて説明する。図１は射出成形機を示す側面図である。１は射出成形機であり、可動金型１１ａ及び固定金型１１ｂを当接させることで形成される図示しないキャビティに溶融樹脂を射出注入し、冷却固形化することで成形品を得るものである。２は固定金型を取り付けるための固定ダイプレートであり、図示しない射出成形機１のベース部に対して固定される。３は一端を固定ダイプレート２に固定され、他方を後述のテールストックに固定されるタイバーである。本実施例においてタイバーは４本にて構成され、固定ダイプレート３及びテールストックにて支持固定される。４はテールストックであり、タイバー３の一端を支持し、図示しないベース部に型厚調整等を行っている間を除いて固定される。５は可動ダイプレートであり、一方に後述のトグルリンク機構を連結するトグルリンク連結部を有し、他方に可動金型１１ａを取り付けるための可動金型取付面を備える。６はトグルリンク機構であり、テールストック４に支持され、可動ダイプレート５の型閉・型開動作を担い、型締力を可動ダイプレート５に伝達するものである。７はトグルリンク機構６を駆動させるための駆動源たるモータである。８は、モータ７の回転によって回転するプーリである。９はモータ７の回転をプーリ８に伝達するベルトである。１０は、プーリ８の回転と共に回転し、その回転動作をトグルリンク機構６の型閉・型開方向の移動のための駆動力に変換する運動変換機構たるボールネジである。

以上のような構成の射出成形機１によって成形品を製造する際の動作について説明する。固定ダイプレート２に固定金型１１ｂを、可動ダイプレート５に可動金型１１ａをそれぞれ取付固定する。この際、トグルリンク機構６は図２に示すように折りたたまれており、固定金型１１ｂと可動金型１１ａは離間した状態となっている。この状態において、モータ７が作動し、ベルト９を介してプーリ８を回転させる。プーリ８の回転はそのままボールネジ１０の回転となり、ボールネジ１０の回転運動を直線運動に変換し、トグルリンク機構６を伸張させる。トグルリンク機構６は、移動不可能に固定されたテールストック４と連結されており、テースルトック４との連結部を起点として、可動ダイプレート５を固定ダイプレート２側へ押し進める。可動ダイプレート５に取り付けられた可動金型１１ａが、固定ダイプレートに取り付けられた金型１１ｂに接触したところで、トグルリンク機構６の伸張は型締力（２つの金型を押し付けてキャビティを形成し樹脂漏れを防ぐための力）となって可動ダイプレート５即ち可動金型１１ａを更に押圧する。この型締力を発生させている状態において、トグルリンク機構６を中心に、固定ダイプレート２及びテールストック４に対して外側に向けた応力が発生し、タイバー３には固定ダイプレート２及びテールストック４を引っ張る張力が応力として発生する。図１に示すようにトグルリンク機構６は水平方向から所定の角度であるαの傾きを有し、この傾きα及び型締力に対する応力によって、テールストック４は中心を外側に、端部を内側に向けて（即ち、図１及び図４の矢印方向）歪む。

続いて、上記テールストック４の変形を防止するためのテールストック４の詳細な形状について、図４及び５に基づいて説明する。図４はテールストック４の背面を示す斜視図であり、図５は同じく前面を示す一部切り欠き斜視図である。４１は前方矩形部であり、鉛直梁４１ａと、水平梁４１ｂとを連結して一体形成されたものである。４２は後方矩形部であり、前方矩形部と同様に鉛直梁４２ａと、水平梁４２ｂとを連結して一体形成されたものである。尚、鉛直梁４１ａは「水平方向の断面積／成形機の最大型締力≧０．５」を満たすような断面積を有するように形成される。４３は前方矩形部４１と後方矩形部４２とを一体的に連結する円筒部であり、円筒部４３にはタイバー３を挿通させて固定するためのタイバー挿入孔４３ａが形成される。４４は略十字状に形成された補強部であり、梁が交差する中央部には駆動源取付部４５が形成される。４６は前方矩形部４１の水平梁４１ｂと、それに対応する後方矩形部４２の水平梁４２ｂとの間隙を埋める荷重伝達底部である。４７は、トグルリンク機構６と連結するためのトグルリンク連結部であり、図示しないトグルピンを挿通させるためのトグルピン挿入孔４７ａが形成される。

図６〜図１０は、上記構成のテールストック４を用いた場合と、従来形状のテールストック４００を用いた場合と、各々のケースにおける応力値及び所定位置におけるテールストックの撓み量の差異を示している。図６は従来形状のテールストック４００を示す一部切り欠き斜視図、図７は、テールストック４のトグルリンク連結部を示す部分拡大斜視図である。Ａ〜Ｆは型締力の応力を受けたことによるテールストックの変形の度合いを測定する測定ポイントである。図８は、図７に示す各箇所における、従来形状のテールストック４００と本実施例のテールストックにおける撓み量を示す図である。型締力を発生した際の、従来形状及び本実施例におけるテールストック４の、図７に示すＡ〜Ｆの各々の箇所における撓み量は、図８に示すようにテールストックの外側に位置する測定ポイントＥ及びＦの撓み量が、その他の測定ポイントと比較して大きくなる。つまり従来形状のテールストックでは外側の撓み量が大きくなるが、これに対して、本実施例におけるテールストック４は、Ａ〜Ｆの全ての測定ポイントにおいて、その撓み量は比較的均一となる。即ち従来形状に対して本実施例におけるテールストック４は、バランスの取れた形状変化となり、これによってトグルピン挿通孔４７ａの垂直方向のズレが解消され、トグルピン挿通孔４７ａに挿入してトグルリンク機構６と連結するための図示しないトグルピンに対する変形を抑制することができる。

図９は、従来形状のテールストック４００と、本実施例のテールストック４とに生じる、型締力によって掛かる負荷を数値化したものである。従来形状のテールストック４００を用いて射出成形機の最大型締力を発生させた際の、前方の鉛直梁（図６中のＧ）に掛かる負荷が４０Ｍｐａ、側面に掛かる負荷が３０Ｍｐａとなるのに対し、同じく最大型締力を発生させた際の本実施例のテールストックにおける前方の鉛直梁４１ａに掛かる負荷（図５中のＧ）に掛かる負荷は６０Ｍｐａ、側面は肉抜きされた常態であるため０Ｍｐａとなる。本実施例におけるテールストック４を用いた場合、従来形状のテールストックと比較して側面及び上下底面が肉抜きされているため、前方の鉛直梁４１ａに掛かる負荷は増大するが、これはメーカ基準値以内であるため、実用上問題となることは無く、前述の撓み量を均一化しつつ更にテールストック４の軽量化を図ることができる。

上記のようなテールストック４を備えた射出成形機によれば、従来から用いられているテールストックと比較して肉抜き箇所を多く形成でき、重量を減らすことができると共に形成にかかる素材を減らすことができる。重量が軽くなることで、成形機の設置の際により小さなクレーン等によって運搬することができ、運搬の際にかかる費用を抑制することができる。更に形成にかかる素材が従来よりも少ないため製造にかかるコストを抑制することができる。また、肉抜き箇所によって強度不足とならぬよう、前方矩形部４１の鉛直梁４１ａを少なくとも断面積／型締力≧０．５となるよう肉厚に形成したことで、従来用いているテールストックに劣らぬ強度を保つことができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、後方矩形部４２の補強部４４は、図４に示すような鉛直方向と水平方向に交わる十字型ではなく、図１０に示すような、対角を結んで直交する十字型としても何ら問題ない。また、本実施例を射出成形機として説明したが、ダイカストマシン等、他の成形機において適用しても何ら問題ない。

１射出成形機
２固定ダイプレート
３タイバー
４テールストック
４１前方矩形部
４１ａ前方矩形部の鉛直梁
４１ｂ前方矩形部の水平梁
４２後方矩形部
４２ａ後方矩形部の鉛直梁
４２ｂ後方矩形部の水平梁
４３円筒部
４４補強部
４５駆動源取付部
４６荷重伝達底部
５可動ダイプレート
６トグルリンク機構
７モータ
８プーリ
９ベルト
１０ボールネジ
１１金型
１１ａ可動金型
１１ｂ固定金型

Claims

伸張駆動または屈曲駆動することで可動ダイプレートを前進または後退させるトグルリンク機構と連結するテールストックを備える成形機であって、
前記テールストックは、２本の水平に延設される水平梁と、２本の鉛直に延設される鉛直梁とで形成される前方矩形部と、該前方矩形部と同様に２本の水平梁及び２本の鉛直梁とで形成される後方矩形部からなり、
前記前方矩形部及び前記後方矩形部の四隅にはタイバー挿入孔が形成されると共に、前記前方矩形部及び前記後方矩形部のタイバー挿入孔を連結する円筒部が形成され、
加えて前記前方矩形部には、前記トグルリンク機構と連結する連結部が形成され、
更に前記後方矩形部には前記トグルリンク機構の駆動源を取り付ける孔部を備える駆動源取付部が形成されると共に補強部が形成され、
トグルリンク連結部における撓み量が均一となるように、前記前方矩形部の水平梁から後方矩形部の水平梁へ荷重を伝える前記前方矩形部の水平梁よりも薄肉の荷重伝達底部を形成したことを特徴とする成形機。