JP4133974B2

JP4133974B2 - 竪型型締機構

Info

Publication number: JP4133974B2
Application number: JP2004248760A
Authority: JP
Inventors: 博文村田
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: JP2006062246A

Description

本発明は、射出成形機に必須な型締機構に関するものである。

射出成形機は、横型射出成形機が主力であるが、設置面積が小さくて済むなどの利点があるため竪型射出成形機も実用に供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１７２６７２公報（図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ベース部材１０１に支柱１０２（・・・は複数を示す。以下同様）を立て、これらの支柱１０２・・・上に、固定盤１０３を渡し、この固定盤１０３に縦向きに複数のタイバー１０４・・・を貫通させ、これらのタイバー１０４の上端に可動盤１０５を固定し、タイバー１０４の下端にトグルリンク１０６を支持するエンドプレート１０７を固定し、ボールねじ軸１０８を回すことでエンドプレート１０７を昇降する。

一方、可動盤１０５に複数のガイドロッド１１３・・・を立て、これらのガイドロッド１１３・・・に加熱筒１１４を保持する加熱筒保持プレート１１５及び駆動装置１１６を支える移動プレート１１７を移動自在に取付ける。

そして、エンドプレート１０７を下げて、タイバー１０４・・・とともに可動盤１０５を下げ、下型１１１に上型１１２を合わせ、型締めする。次に、スクリュー１１８を駆動装置１１６により前進（図では下降）させることで、射出を行う。

可動盤１０５より上位の構造物（ガイドロッド１１３・・・、加熱筒１１４、加熱筒保持プレート１１５、駆動装置１１６、移動プレート１１７など）を射出装置と呼ぶが、射出装置は可動盤１０５から上方へ大きく伸びると共にかなりの重量物である。

加熱筒１１４を含む射出装置の重量は、隣り合うタイバー１０４、１０４の中央に作用するように、慎重に位置決めされる。
しかし、加熱筒１１４はヒータを内蔵していて、自身が熱膨張し、周囲の支持部材を熱膨張させるため、常温での組立時に隣り合うタイバー１０４、１０４の中央に作用していたものが、高温での運転時には隣り合うタイバー１０４、１０４の中央から外れることになる。

中央から外れた荷重を、偏荷重と呼ぶが、偏荷重が存在すると、タイバー１０４・・・に下向き荷重の他に水平荷重が作用し、タイバー１０４・・・を湾曲させるという不都合が発生する。また、射出装置の構造上、偏荷重となってしまう場合も同様である。
この結果、上型１１２が下降する過程で、タイバー１０４・・・の上部が左右に振れ、正確に下型１１１に型合わせすることができなくなる。型合わせが不十分であれば、芯ズレによる成形不良を招く。

本発明は、竪型射出成形機において、タイバーの振れを防止し、成形不良の発生を防止することができる竪型型締機構を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、水平に配置するとともに型締シリンダ（１７）又はトグルを支持する支持盤（１２）と、この支持盤（１２）から立てた複数本のタイバー（１３）と、これらのタイバー（１３）の上部に固定するとともに固定型（２４）を支持する固定盤（１４）と、タイバー（１３）の途中に上下動可能に取付けるとともに可動型（２５）を支持する可動盤（１６）とからなり、前記固定盤（１４）に射出装置を載せてなる竪型射出成形機に用いる竪型型締機構（１０）において、
前記固定盤（１４）を、ベース部材（１８）に立設した型締機構支持部材（１１）に支持させると共に、
前記タイバー（１３）の外周面と隙間が開くような大径の内径を有するガイド筒（１５）を、前記固定盤（１４）から、前記タイバー（１３）を囲うようにして延ばし、これらのガイド筒（１５）を可動盤（１６）に貫通させるとともに先端が自由端となるようにし、これらのガイド筒（１５）で固定盤（１４）を基準に可動盤（１６）をガイドするようにしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、水平に配置するとともに型締シリンダ（１７）又はトグルを支持する支持盤（１２）と、この支持盤（１２）から立てた複数本のタイバー（１３）と、これらのタイバー（１３）の上部に固定するとともに固定型（２４）を支持する固定盤（１４）と、タイバー（１３）の途中に上下動可能に取付けるとともに可動型（２５）を支持する可動盤（１６）とからなり、前記固定盤（１４）に射出装置を載せてなる竪型射出成形機に用いる竪型型締機構（１０Ｂ）において、
前記固定盤（１４）を、ベース部材（１８）に立設した型締機構支持部材（１１）に支持させると共に、
前記タイバー（１３）の外周面と隙間が開くような大径の通孔（３９）を前記可動盤（１６）に設け、通孔（３９）に前記タイバー（１３）を通すようにし、
このような可動盤（１６）からタイバー（１３）とは別に複数本のガイドロッド（１５Ｂ）を延ばし、これらのガイドロッド（１５Ｂ）を固定盤（１４）に貫通させるとともに先端が自由端となるようにし、これらのガイドロッド（１５Ｂ）で固定盤（１４）を基準に可動盤（１６）をガイドするようにしたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、型締機構支持部材（１１）は、固定盤（１４）の四隅を支える４本の支柱で構成したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ガイド筒（１５）と可動盤（１６）との間、又はガイドロッド（１５Ｂ）と固定盤（１４）との間に、ころ軸受（３０）を介在させたことを特徴とする。

請求項１、２に係る発明は、竪型型締装置の固定盤を、ベース部材に立設した型締機構支持部材に支持させたことを特徴とする。
最も上位の固定盤を、型締機構支持部材で支持させれば、この型締機構支持部材より上の射出装置と下の型締機構とを構造上区分することができる。仮に上の射出装置に水平力などの外力が発生しても、この外力が下の型締機構に及ばない。型締機構に不都合な外力が作用しなければ、精度の良い成形品を生産することができる。

加えて、請求項１、２に係る発明では、型締力を受けるタイバーと、可動盤の位置を決めるガイド筒又はガイドロッドとを別々に設けた。この結果、タイバーは可動盤のガイドには関与しない。このため、タイバーが細くなることや曲がることや変形することは差し支えない。一方、ガイド筒又はガイドロッドは先端を自由端にすることで、支持盤には接続しない。そのため、ガイド筒又はガイドロッドに引張力が作用することはない。この様なガイド筒又はガイドロッドで可動盤の水平位置を決めるため、型合わせの際の位置決め精度は飛躍的に高めることができる。

請求項３に係る発明では、型締機構支持部材は、固定盤の四隅を支える４本の支柱で構成した。構成が単純であるとともに、隣り合う支柱間から自由に型締機構の要部を観察し、点検することができる。

請求項４に係る発明は、ガイド筒と可動盤との間、又はガイドロッドと固定盤との間に、ころ軸受を介在させた。ころ軸受は摩擦抵抗が小さいため、より位置決め精度を高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る竪型型締機構の正面図であり、竪型型締機構１０は、水平に配置した支持盤１２と、この支持盤１２に立てた複数本（４本が好適）のタイバー１３・・・と、これらのタイバー１３・・・の上部に掛け渡した固定盤１４と、この固定盤１４から垂下したガイド部材として複数本（４本が好適）のガイド筒１５・・・と、これらのガイド筒１５・・・に沿って昇降移動する可動盤１６と、この可動盤１６を昇降させる手段として支持盤１２に取付けた型締シリンダ１７と、固定盤１４を支持する型締機構支持部材１１とを基本的構成とする。

型締機構支持部材１１は、ベース部材１８若しくは相当する丈夫な構造物に固定する。そして、型締機構支持部材１１は、４本の支柱からなる櫓状のもの、前後面を開放した箱状のもの、鋼材を組み合わせたトラス状のものなど、竪型型締機構及び射出装置を含む射出成形機を支持する構造物であれば、形式、構造は問わない。

タイバー１３の外径よりも、ガイド筒１５の内径を十分に大きくすることで、タイバー１３の曲がりや傾斜が、ガイド筒１５に影響しないようにする。
次に、固定盤１４から垂下して可動盤１６に貫通させたガイド筒１５は、下端を自由端とした片持ち梁にする。

そして、ガイド筒１５にタイバー１３を収納する。すなわち、ダイバー１３にガイド筒１５を被せたので、ガイド筒１５は、殆ど邪魔にならず、タイバーを備える従来の型締機構に、容易に組み込むことができる。

なお、２１はリング、２２はナットであり、これらのリング２１とナット２２とで支持盤１２にタイバー１３の下端を固定し又固定盤１４にタイバー１３の上部を固定する。
２３は射出装置の加熱筒、２４は固定盤１４に取付けた固定型、２５は可動盤１６に取付けた可動型である。

２６は型締シリンダ１７のピストンロッド２９の先端に設けた半球体、２７は半球体２６を収納する球面座、２８は抜け止めリングであり、ガイド筒１５とピストンロッド２９との平行度に狂いがある場合には、ガイド筒１５を正にして、ピストンロッド２９に対しては可動盤１６が傾くように工夫した。

図２は図１の２−２線断面図であり、ころ軸受構造３０は、可動盤１６側に一体的に取付けたブッシュ３１と、このブッシュ３１内に配置した算盤玉形ころ３２・・・及びニードルベアリング３３・・・と、これらのころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・に接触させるためにガイド筒１５に設けた三角溝３４・・・やフラット面３５・・・とからなる。３６はリテーナであり、このリテーナ３６・・・でころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・が脱落することを防ぐ。

ガイド筒１５に設ける三角溝３４やフラット面３５は精密に仕上げることができる。そこへ精密部品であるころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・を接触させるため、ガイド筒１５の径方向の隙間を厳密に管理することができる。この結果、精密な型合わせが実現できる

ころ軸受構造３０は、上述の他、直線ガイド機構を採用することもでき、すべり軸受ではなく、ローラ、ニードル、円錐ローラ、玉などのころを要素としているころ軸受を内蔵するものであれば、ころの構造は任意である。

以上の構成からなる竪型型締機構の作用を次に説明する。
図３は本発明の竪型型締機構の全体的な作用説明図である。
（ａ）は型開き状態を示し、型締シリンダ１７の押し上げ作用で可動盤１６を上昇させる。この際、可動盤１６には格別の水平外力が作用しないので、可動盤１６はガイド筒１５・・・に案内されつつ上昇を始める。

（ｂ）は型締直前の状態を示し、上述のガイド筒１５・・・の正確な案内により、固定型２４から延ばした位置決めピン３８、３８に可動型２５が円滑に巌合したことを示す。さらに、型締シリンダ１７で可動盤１６を上昇させる。

（ｃ）は型締状態を示し、型締シリンダ１７の押圧力でタイバー１３・・・が引っ張られ、伸びる。しかし、可動盤１６の水平位置はガイド筒１５・・・で位置が規制されるため、タイバー１３・・・の延びの影響が、金型の位置ずれに及ぶ心配はない。

ところで、仮に、ガイド筒１５の下端を延ばして支持盤１２に固定すると、型締力がガイド筒１５にも影響する。この影響を排除するために、ガイド筒１５は固定盤１４にのみ固定した片持ち梁とし、下端を自由端にした。下端を自由端にすれば、タイバー１３が幾ら伸びても、ガイド筒１５が全体的に上へ移動するだけで、ガイド筒１５に引張力が作用することはない。

次に、タイバー１３を横置きした横型型締機構に本発明を適用できるか否かを検討する。
ガイド筒１５は片持ち梁であるために、下向きに負荷が掛かると下へ撓む。ガイド筒１５が撓むと可動盤１４の位置精度を出すことはできない。一方、実施例で述べた竪型であれば、ガイド筒１５に下向き荷重が作用することはない。そのために、本発明は竪型型締機構に適用する。

図４はタイバーの変形を検討する図である。タイバー１３・・・は、取付け誤差により心がずれる場合や、加熱筒（図１の符号２３参照）などの熱影響を受けて曲がる場合や、型締めの際に伸びて細くなる場合がある。
（ａ）はタイバー１３の心が、ガイド筒１５の心からδだけずれたことを示す。しかし、ガイド筒１５の内径が十分に大きいために、タイバー１３がガイド筒１５に接触する心配はない。

（ｂ）はタイバー１３が曲がったことを示す。しかし、ガイド筒１５の内径が十分に大きいために、タイバー１３がガイド筒１５に接触する心配はない。
（ｃ）ではタイバー１３が想像線で示すように細くなったとする。タイバー１３が細くなることはガイド筒１５に全く影響しない。

この様に、本発明では可動盤１６の水平位置をガイド筒１５で規制するため、可動盤１６の位置精度を飛躍的に向上させることができる。
また、タイバー１３は可動盤１６の位置決めには関与せずに引張材の役割を果たすだけであるから、外径を自由に選ぶことができ、小径化も可能である。

図１に戻って、この実施例は、固定盤１４を型締機構支持部材１１で支持したことを特徴とする。
型締機構支持部材１１で固定盤１４を支持したので、固定盤１４が固定される。この様な固定盤１４にガイド筒１５、１５、可動盤１６、タイバー１３、支持盤１２及び型締シリンダ１７が吊り下げられる。型締シリンダ１７や支持盤１２は重量物であるため、錘の役割を果たし、タイバー１３を鉛直にする役割を果たす。

一方、固定盤１４より上の加熱筒２３はヒータを内蔵するため、ヒータに通電すると全体的に熱膨張し、その影響がタイバー１３の上部に水平力となって作用する。すると、タイバー１３の上部が湾曲する。この湾曲の影響は固定盤１４で遮断され、型締機構１０側には殆ど影響しない。したがって、型締機構１０では精密な成形を実施することができる。

以上に述べた本実施例の作用効果をより明確にするために、実施例を比較例と対比して説明する。
図５は実施例と比較例との対比図である。
（ａ）は実施例を示し、固定盤１４の高さ中心から、Ｌ１の距離のところに加熱筒２３を含む射出装置の重心Ｇ１があるとする。偏荷重により、重心Ｇ１の点で角度θ１だけ振れたと仮定する。

この振れは固定盤１４より下方へは伝わらないため、固定型２４と可動型２５による型締めには殆ど影響しない。

仮に影響を受けて、タイバー１３、１３が湾曲したとしても、図４（ａ）、（ｂ）で述べたとおり、タイバー１３の変形は、ガイド筒１５、１５に影響しない。この様なガイド筒１５、１５にガイドされて可動盤１６が上昇するため、固定型２４に可動型２５は正確に型合わせできる。

（ｂ）は比較例を示し、加熱筒１１４を含む射出装置の重心Ｇ２は、可動盤１０５の高さ中心から、Ｌ１の距離のところにあるとする。しかし、支柱１０２、１０２で支えられる部材は、固定盤１０３であるから、重心Ｇ２の揺動中心は、固定盤１０３の高さ中心になる。固定盤１０３から重心Ｇ２までの距離Ｌ２は、距離Ｌ１より大きい。そのため、偏荷重があると重心Ｇ２は大きく振れることになる。すなわち、振れ角θ２が（ａ）のθ１と同一であっても、振れ量は距離に比例するため、Ｌ２／Ｌ１の比率で大きくなる。

これでは、加熱筒１１４を含む射出装置自身にも悪影響が及ぶため、タイバー１０４、１０４を大径にするなどの対策を講じる必要がある。
しかし、タイバー１０４、１０４を大径にして曲げ剛性を高めたとしても、タイバー１０４、１０４が固定盤１０３を貫通して連続しているため、振れ角θ２の影響は上型１１２及びエンドプレート１０７にも及ぶ。

タイバー１０４、１０４が湾曲すれば、下型１１１に対して上型１１２が傾き、型合わせが難しくなり、成形不良を招く。
また、タイバー１０４、１０４が湾曲すれば、エンドプレート１０７が傾き、トグルリンク１０６に悪影響を及ぼし、均等な型締めが難しくなり、成形不良の原因となる。
したがって、竪型射出成形機においては、（ｂ）よりも（ａ）が格段に優れていると言える。

次に本発明の別実施例を説明する。
図６は図１の別実施例図であり、図１と共通する構成要素は符号を流用して詳細な説明を省略し、変更点だけを説明する。
竪型型締機構１０Ｂは、可動盤１６からガイド部材としてのガイドロッド１５Ｂ、１５Ｂを立ち上げ、これらのガイドロッド１５Ｂ、１５Ｂは固定盤１４を貫通させ、上端が自由端となるようにし、これらのガイドロッド１５Ｂ、１５Ｂで固定盤１４を基準に可動盤１６をガイドするようにした。

なお、ガイドロッド１５Ｂ、１５Ｂは、タイバー１３、１３とは別に設ける。そして、可動盤１６に大径の通孔３９を開け、この通孔３９にタイバー１３を通す。
通孔３９の内径をＤ、タイバー１３の外径をｄとするときに、ｄ＜Ｄの関係にする。この結果、タイバー１３は可動盤１６をガイドする機能は有しない。可動盤１６はガイドロッド１５Ｂ、１５Ｂでガイドする。

図７は図６の７線断面図であり、ころ軸受構造３０Ｂは、固定盤１４側に一体的に取付けたブッシュ３１と、このブッシュ３１内に配置した算盤玉形ころ３２・・・及びニードルベアリング３３・・・と、これらのころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・に接触させるためにガイドロッド１５Ｂに設けた三角溝３４・・・やフラット面３５・・・とからなる。３６はリテーナであり、このリテーナ３６・・・でころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・が脱落することを防ぐ。

ガイドロッド１５Ｂに設ける三角溝３４やフラット面３５は精密に仕上げることができる。そこへ精密部品であるころ３２・・・やニードルベアリング３３・・・を接触させるため、ガイドロッド１５Ｂの径方向の隙間を厳密に管理することができる。この結果、精密な型合わせが実現できる

図１や図６に例示したとおり、本発明では、タイバー１３とは別に固定盤１４又は可動盤１６から複数本のガイド部材（ガイド筒１５又はガイドロッド１５Ｂ）を延ばし、これらのガイド部材１５又は１５Ｂを可動盤１６又は固定盤１４に貫通させるとともに先端が自由端となるようにし、これらのガイド部材１５又は１５Ｂで固定盤１４を基準に可動盤１６をガイドするようにしたことを特徴とする。

尚、請求項１〜３では、可動盤又は固定盤とガイド部材との間に、ころ軸受を介在させずにロッドにブッシュを直接的に摺接させるようにしても良い。
また、実施の形態で説明した型締シリンダは、トグルリンクに変更することもできる。

本発明は、竪型射出成形機に適用する。

本発明に係る竪型型締機構の正面図である。図１の２−２線断面図である。本発明の竪型型締機構の全体的な作用説明図である。タイバーの変形を検討する図である。実施例と比較例との対比図である。図１の別実施例図である。図６の７線断面図である。従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０、１０Ｂ…竪型型締機構、１１…型締機構支持部材、１２…支持盤、１３…タイバー、１４…固定盤、１５…ガイド部材としてのガイド筒、１５Ｂ…ガイド部材としてのガイドロッド、１６…可動盤、１７…型締シリンダ、１８…ベース部材、２４…固定型、２５…可動型、３０、３０Ｂ…ころ軸受。

Claims

水平に配置するとともに型締シリンダ（１７）又はトグルを支持する支持盤（１２）と、この支持盤（１２）から立てた複数本のタイバー（１３）と、これらのタイバー（１３）の上部に固定するとともに固定型（２４）を支持する固定盤（１４）と、タイバー（１３）の途中に上下動可能に取付けるとともに可動型（２５）を支持する可動盤（１６）とからなり、前記固定盤（１４）に射出装置を載せてなる竪型射出成形機に用いる竪型型締機構（１０）において、
前記固定盤（１４）を、ベース部材（１８）に立設した型締機構支持部材（１１）に支持させると共に、
前記タイバー（１３）の外周面と隙間が開くような大径の内径を有するガイド筒（１５）を、前記固定盤（１４）から、前記タイバー（１３）を囲うようにして延ばし、これらのガイド筒（１５）を可動盤（１６）に貫通させるとともに先端が自由端となるようにし、これらのガイド筒（１５）で固定盤（１４）を基準に可動盤（１６）をガイドするようにしたことを特徴とする竪型型締機構。
水平に配置するとともに型締シリンダ（１７）又はトグルを支持する支持盤（１２）と、この支持盤（１２）から立てた複数本のタイバー（１３）と、これらのタイバー（１３）の上部に固定するとともに固定型（２４）を支持する固定盤（１４）と、タイバー（１３）の途中に上下動可能に取付けるとともに可動型（２５）を支持する可動盤（１６）とからなり、前記固定盤（１４）に射出装置を載せてなる竪型射出成形機に用いる竪型型締機構（１０Ｂ）において、
前記固定盤（１４）を、ベース部材（１８）に立設した型締機構支持部材（１１）に支持させると共に、
前記タイバー（１３）の外周面と隙間が開くような大径の通孔（３９）を前記可動盤（１６）に設け、通孔（３９）に前記タイバー（１３）を通すようにし、
このような可動盤（１６）からタイバー（１３）とは別に複数本のガイドロッド（１５Ｂ）を延ばし、これらのガイドロッド（１５Ｂ）を固定盤（１４）に貫通させるとともに先端が自由端となるようにし、これらのガイドロッド（１５Ｂ）で固定盤（１４）を基準に可動盤（１６）をガイドするようにしたことを特徴とする竪型型締機構。
前記型締機構支持部材（１１）は、前記固定盤（１４）の四隅を支える４本の支柱で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の竪型型締機構。
前記ガイド筒（１５）と前記可動盤（１６）との間、又は前記ガイドロッド（１５Ｂ）と固定盤（１４）との間に、ころ軸受（３０）を介在させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の竪型型締機構。