JP6404037B2 - 可動盤支持装置、可動盤、開閉装置および成形装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、射出成形機等の成形装置における型締装置等において、可動盤を支持し移動を案内する可動盤支持装置に関する。

射出成形機やダイカストマシン等の成形装置は、固定金型と移動金型とを有する金型を取り付ける型締装置と、射出装置と、を備えている。型締装置は、固定金型が取り付けられる固定プラテンと、移動金型が取り付けられる移動プラテンと、を備えている。型締装置には、種々の形式のものがあるが、代表的なものとしては、電動駆動されるトグルリンク機構の屈伸によって、タイバーに沿って移動プラテンを進退動させ、金型の型閉じ、型締めおよび型開を行うトグル式型締装置が知られている。

この種の型締装置では、移動プラテンは、タイバーに沿って円滑に進退動できるように、プラテン支持装置を介して成形装置のフレーム上に支持されている。移動プラテンに移動金型が取り付けられている状態では、タイバーには大きな荷重がかかり、タイバーは下方へわずかながら撓むことがある。この場合、取り付けられる移動金型の重量が金型交換によって変化すると、タイバーの下方への撓み量（以下、「沈込み量」という。）は変化する。

このようなタイバーの撓みを防止するため、例えば、特許文献１では、プラテン支持装置としてガイドレールに沿ってスライドするリニアガイドを用いることによって、移動プラテンの重量を支えている。これによって、タイバーに荷重がかからないようにすることで、移動プラテンの円滑な進退運動を確保するとともに、タイバーの撓みを防止している。

また、特許文献１のプラテン支持装置では、型締めの際にトグルリンク機構から大きな力を受けた移動プラテンに曲げモーメントが発生することの対策として、移動プラテンの下端部に弾性的に取り付けられた取付ブロックを介してリニアガイドを固定することを提案している。

特開２００３−７１８９４号公報

しかしながら、移動プラテンに移動金型を取り付けた状態では、移動金型の重量によって移動プラテンには倒れる方向にモーメントが働く。リニアガイドを用いて移動プラテンを支持する従来のプラテン支持装置では、このモーメントが考慮されていなかった。このため、リニアガイドの剛性が足りない場合には、モーメントの作用によって、その走行寿命が損なわれてしまうという問題がある。

また、リニアガイドは、移動プラテンの荷重を受けるところ、走行寿命を考慮すれば、定格荷重の大きな高価なリニアガイドを用いることが好ましい。しかし、１列のガイドレールに配置された複数のリニアガイドでは、一様な荷重がかかるわけでもないにもかかわらず、同一仕様のリニアガイドが用いられており、走行寿命向上の費用対効果の観点で問題があった。

本発明は、前記従来技術に係る問題点に鑑みなされたものであって、リニアガイドの走行寿命の確保と、可動盤に作用するモーメントを考慮した必要十分な剛性の確保と、を必要最小限のリニアガイドで両立させることができる可動盤支持装置、可動盤、開閉装置および成形装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、本発明による可動盤支持装置は、移動金型が取り付けられる可動盤の移動方向に沿ってフレーム上に延びるレールに移動自在に係合する案内機構を備え、 前記案内機構は、複数のブロックを有し、前記移動金型を取り付けた前記可動盤から受ける荷重負荷の分布に応じて定格荷重の異なるブロックが配置されることを特徴とするものである。

また、本発明による可動盤は、移動金型が取り付けられる本体部と、案内機構を有し、前記本体部を支持する本体部支持装置と、を備え、前記案内機構は、複数のブロックを有し、前記移動金型を取り付けた前記本体部から受ける荷重負荷の分布に応じて定格荷重の異なるブロックが配置されることを特徴とするものである。

また、本発明による開閉装置は、固定金型が取り付けられる固定盤と、移動金型が取り付けられる可動盤と、金型の開閉を行う開閉機構と、上記に記載の可動盤支持装置と、ことを特徴とするものである。

また、本発明による成形装置は、上記に記載の開閉装置を備えることを特徴とするものである。

本発明の一実施形態による可動盤支持装置が適用される型締装置を示す側面図である。 図１の移動プラテンを示す側面図である。 移動プラテンに金型を搭載した時の静荷重分布と、リニアガイド装置のガイドブロック配列との対応関係を示す図である。

以下、本発明による可動盤支持装置、可動盤、開閉装置および成形装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明が適用される射出成形機（成形装置）の型締装置を示す。この図１において、参照番号１０は、型締装置の全体を示している。

型締装置（開閉装置、型開閉装置）１０は、例えば、フレーム１１の前方側に固定された固定プラテン１２と、フレーム１１の後方側に設置されているリンクハウジング（受圧盤）１４と、固定プラテン１２とリンクハウジング１４の間に移動自在に設置されている移動プラテン（可動盤）１６と、を備えている。参照番号１７は金型を示している。このうち、固定プラテン１２には固定金型（金型の他方、金型の一方）１８が取り付けられ、移動プラテン１６には固定金型１８に対向するように移動金型（金型の一方、金型の他方）１９が取り付けられている。

固定プラテン１２とリンクハウジング１４とは、複数の（例えば、４本の）タイバー２０によって連結されている。移動プラテン１６は、後述するガイドレール４１に沿って前進／後退をする。

この実施形態では、型締装置１０は、型締力をトグルリンク機構２２によって発生するトグル式の型締装置として構成されている。

図１において、参照番号２５はクロスヘッドを示している。このクロスヘッド２５の中心部には、トグルリンク機構２２を駆動するボールネジ機構を構成しているナット部２７が設けられている。このナット部２７にはボールネジ２８が螺合するようになっている。ボールネジ（駆動機構）２８は、図示されないサーボモータ（駆動部）によって駆動される。

トグルリンク機構（開閉機構）２２では、リンク３０の一端はクロスヘッド２５に連結され、リンク３１の一端はリンクハウジング１４に連結され、リンク３０、３１とリンク３２によって上下にトグルリンクが構成されている。リンク３２の一端は、移動プラテン１６の背面側にあるトグルリンク連結部３４に連結されている。このようなトグルリンク機構２２によって移動プラテン１６の前進／後退が行われ、また型締力が移動プラテン１６に伝えられるようになっている。よって、移動プラテン１６は、図示されないサーボモータ（駆動装置、駆動部）の駆動によって、前進／後退（前後進）が行われる。

本実施形態の型締装置１０では、移動プラテン１６の重量を支えるとともに、円滑な移動を実現するために、次のような移動プラテン支持装置（可動盤支持装置）４０が設けられている。
ベース１１上の左右両側には、タイバー２０と平行にガイドレール（レール）４１が敷設されており、このガイドレール４１に移動自在に係合するリニアガイド（ガイド、案内機構）４２として、複数のリニアガイドブロック（ガイドブロック、ブロック）４２ａ乃至４２ｄが、移動プラテン１６の左右両側下部に取付ブロック４４を介して取り付けられている。

この実施形態では、１本のガイドレール４１に対して、例えば、４つのリニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄを長さ方向に連結して１列のリニアガイド４２が構成されている。ガイドレール４１は、例えば、略Ｉ字形の横断面形状を有する公知のガイドレールである。リニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄには、それぞれガイドレール４１の転動面にローラあるいは鋼球が転動するリニアベアリングが用いられている。なおリニアベアリングとしては、摺動面に潤滑油を介して摺動するリニアベアリングを用いることも可能である。

図２に示されるように、リニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄには、定格荷重の異なるリニアベアリングが組み合わされている。この実施形態の場合、最前部のリニアガイドブロック４２ｄと最後部のリニアガイドブロック４２ａは、定格荷重が小さい（定格荷重が比較的小さい）リニアガイドブロックである。その間のリニアガイドブロック４２ｂ、４２ｃは、定格荷重が大きい（定格荷重が比較的大きい）リニアガイドブロックである。なお、図２において、移動プラテン１６に移動金型１９を取り付けたときの重心をＧとする。Ｇ0は、移動プラテン１６に移動金型１９が取り付けられていないときの重心位置を示している。

このようなリニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄの組合せの態様は、例えば、移動プラテン１６に搭載可能な最大重量の移動金型１９を取り付けたときの荷重分布に基づいて、最適な組合せが選択される。
ここで、図３は、最大重量の移動金型１９を移動プラテン１６に取り付けた時の静荷重分布と、リニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄの対応関係を示す図である。

図３に示されるように、移動金型１９を移動プラテン１６に取り付けたとき、重心Ｇに近いリニアガイドブロック４２ｂ、４２ｃには、大きな荷重が作用する。しかしながら、重心Ｇから離れているリニアガイドブロック４２ａ、４２ｄにかかる荷重は格段に小さくなる。

このようなことから、リニアガイドブロック４２ｂ、４２ｃには、想定される荷重を支えるのに十分な定格荷重が大きいリニアベアリング（軸受）が用いられる。すなわち、リニアガイドブロック４２ｂ、４２ｃには、定格荷重が大きいリニアガイドブロックが用いられる。これに対して、リニアガイドブロック４２ａ、４２ｄには、必要最小限の荷重を支えるのに十分な定格荷重が小さいリニアベアリング（軸受）が用いられる。すなわち、リニアガイドブロック４２ａ、４２ｄには、定格荷重が小さいリニアガイドブロックが用いられる。

以上のような移動プラテン支持装置４０を備えていることにより、次のような作用並びに効果が得られる。

図２において、移動プラテン１６に移動金型１９を取り付けると、移動金型１９の重量により、移動プラテン１６には倒れる方向に曲げモーメントＭが作用し、曲げモーメントＭによる力が移動プラテン１６を支持するリニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄに加わることになる。

このような曲げモーメントＭに対しては、４個のリニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄのうち、曲げモーメントＭの影響を最も受けるリニアガイドブロック４２ｂ、４２ｃに対して、定格荷重が大きいリニアガイドブロックを用いることで、モーメントＭに抗する剛性を強化している。これにより、リニアガイド４２が剛性不足により損傷し、走行寿命が損なわれることを防止することができる。

また、リニアガイド４２を構成しているリニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄのうち、移動プラテン１６が型閉、型開のたびに移動する間、大きな荷重のかかるリニアガイドブロック４２ｂ、４２ｃには定格荷重が大きいリニアガイドブロックを用いる一方、荷重の負荷が比較的少ないリニアガイドブロック４２ａ、４２ｄには、定格荷重が小さいリニアガイドブロックを用いることで、各リニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄに定格荷重応分の荷重を負担させることができる。これにより、リニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄの各々がオーバースペックにならずに、全体として製造コストを低減することができ、また、リニアガイドブロック４２ａ乃至４２ｄの損耗を防止し、長期にわたる走行寿命を確保することが可能になる。
以上のようにして、移動プラテン１６に作用する曲げモーメントを考慮したリニアガイド４２の必要十分な剛性の確保と、走行寿命の確保と、を必要最小限のベアリングで両立させることができる。

以上、本発明に係る可動盤支持装置について、射出成形機に適用した実施形態を挙げて説明したが、本発明は、射出成形機だけでなく、ダイカストマシン、トランスファー成形機、プレス成形機などの成形装置に用いられる型締装置にも適用することが可能である。

また、上記の実施形態では、可動盤と可動盤支持装置とを別のものとして捉えたが、本発明はこれに限らない。例えば、上記の実施形態の可動盤支持装置を可動盤の一部として捉え、可動盤に本発明が適用されるようにしてもよい。すなわち、上記の実施形態の移動プラテン１６を本体部、上記の実施形態の移動プラテン支持装置４０を本体部支持装置とし、可動盤は本体部と本体部支持装置とを有するという構成にする。そして、本体部支持装置に本発明が適用されるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、４つのブロックによって案内機構を形成した場合で説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、２つ、３つおよび５つ以上のブロックを用いて案内機構を形成した場合でも本発明を適用することができる。つまり、複数のブロックを用いて案内機構を形成した場合には本発明を適用することができる。

また、本発明での定格荷重は、案内機構が静止している状態、つまり移動可能な移動盤が静止している状態では静定格荷重を表し、案内機構が移動している（動作している）状態、つまり移動可能な移動盤が移動している状態では動定格荷重を表しているものとする。

１０…型締装置（開閉装置、型開閉装置）、１１…フレーム、１２…固定プラテン、１４…リンクハウジング（受圧盤）、１６…移動プラテン（可動盤）、１８…固定金型、１９…移動金型、２０…タイバー、２２…トグルリンク機構（開閉機構）、２５…クロスヘッド、２８…ボールねじ、４０…移動プラテン支持装置（可動盤支持装置）、４１…ガイドレール（レール）、４２…リニアガイド（ガイド、案内機構）、４２ａ〜４２ｄ…リニアガイドブロック（ガイドブロック、ブロック）

Claims (5)

1. 移動金型が取り付けられる可動盤の移動方向に沿ってフレーム上に延びるレールに移動自在に係合する案内機構を備え、
   前記案内機構は、複数のブロックを有し、前記移動金型を取り付けた前記可動盤から受ける荷重負荷の分布に応じて定格荷重の異なるブロックが配置されることを特徴とする可動盤支持装置。
2. 前記案内機構は、前記移動金型を取り付けた前記可動盤から受ける荷重負荷が大きい箇所には定格荷重が大きいブロックを配置し、前記移動金型を取り付けた前記可動盤から受ける荷重負荷が小さい箇所には定格荷重が小さいブロックを配置することを特徴とする請求項１に記載の可動盤支持装置。
3. 移動金型が取り付けられる本体部と、
   案内機構を有し、前記本体部を支持する本体部支持装置と、を備え、
   前記案内機構は、複数のブロックを有し、
   前記移動金型を取り付けた前記本体部から受ける荷重負荷の分布に応じて定格荷重の異なるブロックが配置されることを特徴とする可動盤。
4. 固定金型が取り付けられる固定盤と、
   移動金型が取り付けられる可動盤と、
   金型の開閉を行う開閉機構と、
   請求項１または２に記載の可動盤支持装置と、
   を備えることを特徴とする開閉装置。
5. 請求項４に記載の開閉装置を備えることを特徴とする成形装置。

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