WO2016002836A1 - 開閉装置および成形装置 - Google Patents

Abstract

　本発明は、リンクハウジングやタイバーを大型化せずに、クロスヘッドの姿勢を安定的にガイドバーで維持することを目的としている。この開閉装置は、受圧盤１４と、固定金型１８が取り付けられる固定プラテン１２と、受圧盤１４と固定プラテン１２が設けられたフレーム１１と、移動金型１９が取り付けられる、フレーム１１上を移動可能な移動プラテン１６と、を備えている。さらに、開閉装置は、受圧盤１４から延びるガイド部材５０と、ガイド部材５０によって移動を案内されるクロスヘッド２５と、を有するクロスヘッド移動機構と、受圧盤１４とクロスヘッド２５および移動プラテン１６を連結するトグルリンク機構２２と、トグルリンク機構２２を駆動する駆動機構を有し、金型の開閉を行う開閉機構と、ガイド部材５０を支持するガイド部材支持機構と、を備え、ガイド部材支持機構は、前記フレームの上面を摺動可能な支持部５６を有している。

Description

開閉装置および成形装置

　本発明の実施形態は、トグル式の型締装置および成形装置に関する。

　射出成形機やダイカストマシン等の成形装置は、固定金型と可動金型とからな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、移動プラテンをタイバーに沿って進退動させ、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。

　このようなトグル式型締装置において、トグルリンク機構は、受圧盤と、ボールナットを備えているクロスヘッドと、移動プラテンと、を連結しているリンク機構である。ボールナットは、電動モータによって駆動されるボールねじ軸に螺合しており、ボールねじ軸の回転は直線運動に変換されてクロスヘッドに伝達される。これによって、トグルリンク機構が屈伸されて移動プラテンが進退動するようになっている。

　従来、この種のトグル式型締装置では、トグルリンク機構をロックアップさせて型締を行ったときには、受圧盤に設けられているリンクハウジングに反力が作用するため、ボールねじ軸の支持構造や、クロスヘッドの姿勢を維持するための支持構造に様々な改良が加えられている。

　例えば、ボールねじ軸は、リンクハウジング側で片持ち支持されており、その先端部は支持されていない。このため、トグルリンク機構が作動したときにボールねじ軸に撓みや振れが発生し易く、これがボールナットの寿命を低下させる原因となる。そこで、例えば、特開２００３－３３９５５号公報では、ボールねじ軸の撓みや振れを防止するため、ボールねじ軸の先端部を支持するサポート用軸受を設けた支持構造を提案している。

　トグル式型締装置では、型締力を発生させるロックアップ動作の際に、型締力の反力がリンク機構を介してクロスヘッドに伝達される。このとき支持剛性が弱いとクロスヘッドの姿勢が不安定になり、クロスヘッドが傾くことがある。

　そこで、クロスヘッドの支持構造についても、従来のトグル式型締装置では、クロスヘッドの前進／後退を案内するガイドバーを設け、このガイドバーをリンクハウジングの腕で支持した構造が知られている。

　クロスヘッドのガイドバーをリンクハウジングの腕で支持する構造の場合、大型の型締装置になると、クロスヘッドのストロークが長くなるのに伴って、リングハウジングの腕の長さも長くなり、リンクハウジング自体が大型の構造物となる。

　その結果、リンクハウジングの鋳造による製作が難しくなる他、ガイドバーの支持穴の距離が遠くなり、穴の同軸度の精度を出すことが困難となったり、ガイドバー２本の平行度の誤差が大きくなってしまうという問題がある。

　また、型締力を発生させるロックアップ動作の際に、型締力の反力がクロスヘッドに伝わり、リンクハウジングを変形させ、それに伴って支持腕は機械中心側に変位する。大型の型締装置では、リンクハウジングの腕の長さが長いため、変位量も大きくなり、ガイドバーに嵌合しているガイドブシュの面圧が増大し、早期摩耗による損傷を招くことになる。

　そこで、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、リンクハウジングやタイバーを大型化せずに、クロスヘッドの姿勢を安定的にガイドバーで維持することができるようにした開閉装置および成形装置を提供することを目的とする。

　前記の目的を達成するために、本発明による開閉装置は、受圧盤と、固定金型が取り付けられる固定プラテンと、前記受圧盤と前記固定プラテンが設けられたフレームと、移動金型が取り付けられる、前記フレーム上を移動可能な移動プラテンと、前記受圧盤から延びるガイド部材と、前記ガイド部材によって移動を案内されるクロスヘッドと、を有するクロスヘッド移動機構と、前記受圧盤と前記クロスヘッドおよび前記移動プラテンを連結するトグルリンク機構と、前記トグルリンク機構を駆動する駆動機構を有し、金型の開閉を行う開閉機構と、前記ガイド部材を支持するガイド部材支持機構と、を備え、前記ガイド部材支持機構は、前記フレームの上面を摺動可能な支持部を有することを特徴とするものである。

　また、本発明の成形装置は、上記した開閉装置を備えることを特徴とするものである。

図１は本発明が適用される型締装置の概要を示す側面図である。 図２は本発明の第１実施形態による開閉装置の側面図である。 図３はクロスヘッドを移動プラテン側からみた図である。 図４は本発明の第２実施形態による開閉装置の側面図である。

　以下、本発明による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。　
　　　　第１実施形態　
　図１は、本発明が適用される射出成形機（成形装置）の型締装置の概要を示す。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。

　この型締装置（開閉装置、型開開装置）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の後方側に設けら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けられている移動プラテン１６と、を備えている。固定プラテン１２には固定金型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、タイバー２０にそって前進／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を駆動する駆動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、図示しないサーボモータ（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の背面に設けられているトグルリンク連結部３４に連結されている。ボールねじ２８とナット部２７によって、クロスヘッド２５が直線移動すると、トグルリンク機構２２が屈伸し、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。

　図１において、リンクハウジング１４では、タイバー２０の端部がそれぞれナット４０によって保持されている。トグル式の型締装置では、金型１７を交換したときには、金型１７の型厚に合わせて、ナット４０とタイバー２０との結合位置を変える必要があるため、公知の型厚調整機構が設けられている。

　以上は、型締装置１０の基本的な構成の説明であるが、本実施形態の型締装置では、クロスヘッド２５を支持するとともにその前進／後退を案内するクロスヘッドガイドバーによって、クロスヘッド移動機構が構成されている。さらに、クロスヘッドガイドバーの支持構造が設けられている。　
　そこで、図２及び図３を参照しながら、クロスヘッドガイドバーの支持構造について説明する。

　図２において、参照番号５０は、クロスヘッドガイドバーを示している。このクロスヘッドガイドバー（ガイドバー、ガイド部材）５０は、例えば、クロスヘッド２５の左右両側に合計２本設けられている。クロスヘッドガイドバー５０の一端は、リンクハウジング１４に固定されてタイバー２０と平行に延びるようになっている。

　ここで、図３は、クロスヘッド２５を移動プラテン１６側からみた図である。クロスヘッド２５にある例えば４本の腕のうち、水平に張り出している腕５１ａ、５１ｂの先端には穴が形成され、この穴が、クロスヘッドガイドバー５０に摺動自在に嵌合している。クロスヘッドガイドバー５０の先端は、ガイドバー支持機構５３によって支持されている。この実施形態では、ガイドバー支持機構（ガイド部材支持機構）５３は、例えば、柱状のガイドバー支持部材（ガイド部材支持部材）５４と、支持ブロック（支持部）５６と、を有している。そして、クロスヘッドガイドバー５０の先端は、ガイドバー支持部材５４に固定されている。ガイドバー支持部材５４の上下両端部には、ガイドブシュ５５が装着されており、このガイドブシュ５５にタイバー２０が摺動自在に嵌合するようになっている。

　また、支持ブロック５６は、ガイドバー支持部材５４を支持しており、フレーム１１の上面を摺動可能である。また、ガイドバー支持部材５４及び支持ブロック５６は、一体に構成されていてもよい。

　本実施形態による型締装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用及び効果について説明する。　
　本実施形態の型締装置１０では、クロスヘッド２５の支持および案内を行うクロスヘッドガイドバー５０は、基端がリンクハウジング１４に固定され、先端はガイドバー支持部材５４によって支持されている。その上で、ガイドバー支持部材５４は、支持ブロック５６によってフレーム１１上で支持される構造になっている。

　型締装置１０が型閉、型締、型開の各動作を行っている間は、ガイドバー支持部材５４の位置は変わらない。このガイドバー支持部材５４は、図２に示す位置で例えば２本のクロスヘッドガイドバー５０を水平かつ平行な姿勢で支持することができる。

　トグルリンク機構２２が屈伸して、クロスヘッド２５が移動する過程では、クロスヘッドガイドバー５０によって、クロスヘッド２５の姿勢が不安定になることなく垂直な姿勢に保持され、クロスヘッドガイドバー５０に摺動するガイドブシュ５５（図３参照）には偏荷重がかかることはない。

　トグルリンク機構２２をロックアップ状態にすると、型締力が発生する。このときの型締力の反力は、トグルリンク機構２２からリンクハウジング１４に伝わり、リンクハウジング１４に変形が生じることがある。

　この場合、ガイドバー支持部材５４は、リンクハウジング１４とは別の部材であるため、リンクハウジング１４を変形させる力は、ガイドバー支持部材５４に伝わることはない。従って、型締力の反力によって、クロスヘッド２５の姿勢がくずれることを防止することが可能である。

　一方、ロックアップして型締力が発生している状態では、ガイドバー支持部材５４には、重量物であるクロスヘッド２５の自重が荷重としてかかっている。

　ここで、ガイドバー支持部材５４が上下にあるタイバー２０によって支持されていたと仮定すると、クロスヘッド２５およびクロスヘッドガイドバー５０の重量をタイバー２０で支持することになる。このとき、上下で荷重バランスはとれておらず、下側のタイバー２０の方が、上にあるタイバー２０にかかる荷重よりも、大きな荷重がかかる。このような荷重のアンバランスの結果、タイバー２０の剛性が低い場合には、下側のタイバー２０がたわみ、クロスヘッド２５は姿勢をくずすことになる。

　しかしながら、本実施形態では、ガイドバー支持部材５４をタイバー２０で支持するのではなく、ガイドバー支持部材５４をフレーム１１の上面に摺動可能な支持ブロック５６を介してフレーム１１で支持している。そのため、本実施形態では、クロスヘッド２５及びクロスヘッドガイドバー５０の荷重はフレーム１１で受けることになり、タイバー２０の剛性を高くすることなく、タイバー２０のたわみによるクロスヘッド２５の姿勢のくずれを防止することができ、クロスヘッド２５の姿勢を安定的に維持することができる。

　このように、本実施形態によれば、大型等の剛性の高いタイバー２０を用いることなく、クロスヘッド２５の姿勢を安定的に維持することができる。これにより、ガイドブシュ５５等の部品に偏荷重がかからないので、タイバー２０の早期の摩耗を防止し、タイバー２０の長期間にわたる使用が可能になる。

　　　　第２実施形態　
　次に、本発明の第２実施形態による型締装置について、図４を参照して説明する。　
　この第２実施形態による型締装置１０は、ガイドバー支持部材５４を支持ブロック５６を介してフレーム１１の上面で支持する点は、第１実施形態と同様である。この第２実施形態による型締装置１０では、支持ブロック（第１支持部材）５６と、一対の第２支持部材６０（６０ａ、６０ｂ）とを組み合わせてガイドバー支持部材５４を異なる方向から支持するようにしている。

　図４において、第２支持部材６０ａ、６０ｂは、１つのガイドバー支持部材５４の上下端部を水平な方向に支持する部材である。第２支持部材６０ａ、６０ｂの一端は、それぞれリンクハウジング１４に固着され、他端はガイドバー支持部材５４の上下端部に固着され、タイバー２０と平行にリンクハウジング１４とガイドバー支持部材５４の間に架設されている。

　なお、ガイドバー支持部材５４の上端部にはガイドブシュ５５が設けられ（図３参照）、このガイドブシュ５５にはタイバー２０が挿通しているが、必ずしもこのガイドブシュ５５を介してタイバー２０で案内される必要はない。

　次に、以上のような第２実施形態の作用効果について説明する。　
　この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ガイドバー支持部材５４をタイバー２０で支持するのではなく、ガイドバー支持部材５４をフレーム１１の上面に摺動可能な支持ブロック５６を介してフレーム１１で鉛直方向に支持している。そのため、第２実施形態においても、クロスヘッド２５およびクロスヘッドガイドバー５０の荷重はフレーム１１で受けることになり、タイバー２０の剛性を高くすることなく、タイバー２０のたわみによるクロスヘッド２５の姿勢のくずれを防止することができ、クロスヘッド２５の姿勢を安定的に維持することができる。

　さらに、第２実施形態では、第１支持部材５６と第２支持部材６０ａ、６０ｂを組み合わせてガイドバー支持部材５４を水平方向に支持していることで、次のような効果を得ることができる。

　まず、金型１７を交換した後の型厚調整動作では、リンクハウジング１４、トグルリンク機構２２、移動プラテン１６が一体で位置を変更することになる。　
　このような型厚調整動作では、リンクハウジング１４とともにガイドバー支持部材５４も一体で移動し、第１支持部材５６はフレーム１１の上面を摺動する。このとき、フレーム１１の上面を摺動する第１支持部材５６の底面には、摺動抵抗が生じる。

　第１支持部材５６は、型厚調整動作時には、交換した金型１７の厚さによって、型閉方向と型開方向のどちらの方向にも移動する。ガイドバー支持部材５４が型閉方向に移動する場合には、摺動抵抗は矢印Ａ方向に作用し、ガイドバー支持部材５４を傾かせようとする。このとき、ガイドバー支持部材５４は、摺動抵抗に抗するように下側の第２支持部材６０ａで支持されるので、傾くことが防止される。

　同様に、ガイドバー支持部材５４が型開方向に移動する場合には、摺動抵抗は逆に矢印Ｂ方向に作用し、ガイドバー支持部材５４を傾かせようとする。このときガイドバー支持部材５４は、摺動抵抗に抗するように上側の第２支持部材６０ｂで支持されるので、傾くことを防止することができる。

　このようにして、型厚調整を行うときには、ガイドバー支持部材５４を支持する第１支持部材５６の摺動抵抗を受けるが、ガイドバー支持部材５４の上下端部を第２支持部材６０ａ、６０ｂが突っ張りとなり、ガイドバー支持部材５４が傾くことを確実に防止することができる。これによって、クロスヘッド２５の姿勢は維持される。

　以上、本発明に係る開閉装置について、射出成形機に適用した好適な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型締装置にも適用することが可能である。

Claims (10)

1. 　受圧盤と、
   　固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
   　前記受圧盤と前記固定プラテンが設けられたフレームと、
   　移動金型が取り付けられる、前記フレーム上を移動可能な移動プラテンと、
   　前記受圧盤から延びるガイド部材と、前記ガイド部材によって移動を案内されるクロスヘッドと、を有するクロスヘッド移動機構と、
   　前記受圧盤と前記クロスヘッドおよび前記移動プラテンを連結するトグルリンク機構と、前記トグルリンク機構を駆動する駆動機構を有し、金型の開閉を行う開閉機構と、
   　前記ガイド部材を支持するガイド部材支持機構と、を備え、
   　前記ガイド部材支持機構は、前記フレームの上面を摺動可能な支持部を有することを特徴とする開閉装置。
2. 　前記クロスヘッドの水平な２本の腕の先端部が、それぞれ前記ガイド部材に摺動自在に嵌合し、前記ガイド部材支持機構は、前記ガイド部材を支持する、前記クロスヘッドの左右両側に配置された柱状のガイド部材支持部材を有することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
3. 　前記ガイド部材支持部材の下端には、前記フレームの上面を摺動可能な前記支持部として支持ブロックが設けられたことを特徴とする請求項２に記載の開閉装置。
4. 　前記ガイド部材支持部材の上下両端部には、ガイドブッシュを介してタイバーが摺動自在に嵌合することを特徴とする請求項３に記載の開閉装置。
5. 　前記ガイド部材支持機構は、前記ガイド部材支持部材をそれぞれ異なる方向から支持する、第１支持部材と第２支持部材と、を有し、
   　前記第１支持部材は、前記フレームの上面を摺動可能であり、
   　前記第２支持部材は、一方を前記受圧盤に連結され、他方を前記第１支持部材に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の開閉装置。
6. 　前記第１支持部材は、前記ガイド部材支持部材の下端に設けられ、前記ガイド部材支持部材を鉛直方向に支持する支持ブロックからなり、
   　前記第２支持部材は、前記ガイド部材支持部材を水平方向から支持することを特徴とする請求項５に記載の開閉装置。
7. 　前記第２支持部材は、前記ガイド部材支持部材の上下端部をそれぞれ水平方向に支持する一対の支持部材からなることを特徴とする請求項６に記載の開閉装置。
8. 　前記開閉装置は、成形装置の金型の開閉と型締めを行う型締装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の開閉装置。
9. 　前記開閉装置は、射出成形機に設けられる型締装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の開閉装置
10. 　請求項１乃至８のいずれかの項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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