(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、型閉時の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開時の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。
【0011】
図1は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
図2は、本発明の一実施形態による射出成形機の型閉完了時の状態を示す図である。
図3は、本発明の一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。
【0012】
射出成形機10は、フレーム11、固定プラテン12、可動プラテン13、リヤプラテン15、吸着板18、連結ロッド19、型開閉駆動部としてのリニアモータ21を有する。リヤプラテン15が特許請求の範囲に記載の固定部材に、吸着板18が特許請求の範囲に記載の可動部材に相当する。
【0013】
固定プラテン12は、固定プラテン支持部材42を介してフレーム11上に進退自在に載置される。固定プラテン12における可動プラテン13との対向面に固定金型32が取り付けられる。
【0014】
尚、固定プラテン12は固定プラテン支持部材42を介してガイドブロックに固定され、ガイドブロックはフレーム11上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。固定プラテン12のガイドは、可動プラテン13のガイドと共通のものでよい。この場合、固定プラテン12は可動プラテン13とは独立にガイドに沿って移動自在とされる。
【0015】
可動プラテン13は可動プラテン支持部材43を介してガイドブロック14に固定され、ガイドブロック14はフレーム11上に敷設されるガイド(例えばガイドレール)17に沿って移動自在とされる。これにより、可動プラテン13は、固定プラテン12に対して進退自在とされる。可動プラテン13における固定プラテン12との対向面に可動金型33が取り付けられる。
【0016】
固定プラテン12に対して可動プラテン13を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型32と可動金型33とで金型装置30が構成される。
【0017】
リヤプラテン15は、複数本(例えば4本)のタイバー16を介して固定プラテン12と連結される。リヤプラテン15は、可動プラテン13と吸着板18との間に配設され、リヤプラテン支持部材45を介してフレーム11に固定される。リヤプラテン15の中央部には貫通孔が形成され、該貫通孔に連結ロッド19が挿通される。連結ロッド19は、可動プラテン13と吸着板18とを連結する。
【0018】
尚、本実施形態では、固定プラテン12がフレーム11に対して進退自在とされ、リヤプラテン15がフレーム11に対して固定されるが、リヤプラテン15がフレーム11に対して進退自在とされ、固定プラテン12がフレーム11に対して固定されてもよい。
【0019】
吸着板18は、連結ロッド19を介して可動プラテン13と連結され、可動プラテン13と共に移動する。吸着板18は吸着板支持部材48を介してスライドベース20に固定され、スライドベース20はフレーム11上に敷設されるガイド17に沿って移動自在とされる。これにより、吸着板18は、リヤプラテン15よりも後方において進退自在とされる。
【0020】
リニアモータ21は、連結ロッド19を介して連結される可動プラテン13および吸着板18をフレーム11に対して移動させる。リニアモータ21は例えば吸着板18とフレーム11との間に配設され、リニアモータ21による推進力は吸着板18を介して可動プラテン13に伝達される。
【0021】
尚、リニアモータ21は可動プラテン13とフレーム11との間に配設されてもよく、リニアモータ21による推進力は可動プラテン13を介して吸着板18に伝達されてもよい。
【0022】
リニアモータ21は、固定子22および可動子23を含む。固定子22はフレーム11に形成され、可動子23はスライドベース20に形成される。可動子23のコイルに所定の電流が供給されると、コイルを流れる電流によって形成される磁場と、固定子22の永久磁石によって形成される磁場との相互作用で、可動子23が進退させられる。その結果、フレーム11に対して吸着板18および可動プラテン13が進退させられ、型閉、および型開が行われる。尚、コイルと永久磁石の配置は逆でもよく、また、永久磁石の代わりに別のコイルが用いられてもよい。
【0023】
尚、型開閉駆動部として、リニアモータ21の代わりに、例えば、回転モータおよび回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじを含む駆動ユニット、または油圧シリンダなどの流体圧シリンダが用いられてもよい。
【0024】
型締力発生部24は、リヤプラテン15および吸着板18で構成され、電磁石25による吸着力で型締力を発生させる。リヤプラテン15および吸着板18のうちの、一方が特許請求の範囲に記載の第1ブロックに相当し、他方が特許請求の範囲に記載の第2ブロックに相当する。第1ブロックと第2ブロックとは相対的に進退自在とされる。
【0025】
リヤプラテン15の吸着面(後端面)の所定部分、例えば連結ロッド19の周りには電磁石25のコイル27を収容する溝28が形成され、溝28の内側に電磁石25のコア29が形成される。吸着部26は、吸着板18の吸着面(前端面)の所定部分、例えば連結ロッド19を包囲し、且つ電磁石25と対向する部分に形成される。電磁石25のコイル27に電流を供給すると、電磁石25と吸着部26との間に吸着力が生じ、型締力が生じる。コア29や吸着部26は鉄などの磁性材料で形成されてよい。
【0026】
尚、本実施形態の電磁石25はリヤプラテン15の一部として形成されるが、リヤプラテン15とは別に形成されてもよい。また、本実施形態の吸着部26は吸着板18の一部として形成されるが、吸着板18とは別に形成されてもよい。また、電磁石25と吸着部26の配置は逆であってもよい。つまり、吸着板18側に電磁石25が形成され、リヤプラテン15側に吸着部26が形成されてもよい。また、リヤプラテン15側と吸着板18側の両側に電磁石が形成されてもよい。また、リヤプラテン15側と吸着板18側の少なくとも片側に複数の電磁石が形成されてもよい。型締力発生部を構成する複数の電磁石は、個別に制御可能であってよい。
【0027】
次に、上記構成の射出成形機10を用いた射出成形方法について説明する。射出成形方法は、型閉工程、型締工程、および型開工程を有する。
【0028】
型閉工程では、リニアモータ21を駆動して、可動プラテン13を前進させる。
図2に示すように可動金型33と固定金型32とが接触することで、型閉が完了する。型閉完了の時点で、リヤプラテン15と吸着板18との間、即ち電磁石25と吸着部26との間には、所定のギャップδが形成されてよい。
【0029】
型締工程では、電磁石25を駆動して、電磁石25と吸着部26との間に吸着力を発生させる。この吸着力によって、可動プラテン13と固定プラテン12との間に型締力が生じる。型締状態の固定金型32と可動金型33との間にキャビティ空間が形成され、キャビティ空間に成形材料(例えば溶融樹脂)が充填される。キャビティ空間に充填された成形材料は、固化され、成形品となる。
【0030】
型開工程では、リニアモータ21を駆動して、可動プラテン13を後退させる。型開完了後、金型装置30から成形品が突き出される。
【0031】
次に、
図1〜
図3を再度参照して、型締力発生部24について詳説する。リヤプラテン15および吸着板18は、フレーム11の片側(
図3では上側)に配設される。
【0032】
電磁石25の磁束は通りやすい方に向かう。フレーム11は、空気よりも高い透磁率を有するため、磁束密度のバランスを崩し、吸着力のバランスを崩す。具体的には、リヤプラテン15と吸着板18との間において、上部の吸着力が下部の吸着力よりも強い。これにより、リヤプラテン15および吸着板18にモーメントが生じる。
【0033】
そこで、リヤプラテン15は、吸着板18と対向する部分の一部のみに、少なくとも型締時に吸着板18と接触する接触部15aを有する。該接触部15aは、リヤプラテン15における吸着板18と対向する部分のうちフレーム11とは反対側の端部(
図3では上端部)のみに形成される。リヤプラテン15は、吸着板18と対向する部分の残部に非接触部15bを有する。
【0034】
同様に、吸着板18は、リヤプラテン15と対向する部分の一部のみに、少なくとも型締時にリヤプラテン15と接触する接触部18aを有する。該接触部18aは、吸着板18におけるリヤプラテン15と対向する部分のうちフレーム11とは反対側の端部(
図3では上端部)のみに形成される。吸着板18は、リヤプラテン15と対向する部分の残部に非接触部18bを有する。
【0035】
本実施形態によれば、第1ブロックと第2ブロックとが型締時に接触し、リヤプラテン15の接触部15aと吸着板18の接触部18aとが型締時に接触する。そのため、反発力が生じ、吸着力のバランスの崩れによるモーメントが減殺できる。よって、リヤプラテン支持部材45や吸着板支持部材48にかかる負担が少なく、リヤプラテン支持部材45や吸着板支持部材48の剛性が低減できる。また、吸着力のバランスの崩れが型締力のバランスの崩れにつながりにくく、型締力のバランスが保ちやすい。
【0036】
尚、本実施形態における吸着力のバランスが崩れる理由は、フレーム11の存在であるが、その理由は多種多様であってよい。例えば、リヤプラテン15と吸着板18との間に吸着力が作用するとき、吸着板支持部材48の下端部が拘束されているため、吸着板支持部材48の下端部に対して吸着板支持部材48の上端部が前方に変位し、吸着板支持部材48が前傾することがある。そうすると、吸着板18が前傾し、吸着板18とリヤプラテン15とのギャップが不均一になり、吸着力のバランスが崩れる。同様の理由で、リヤプラテン15が後傾することによって、吸着力のバランスが崩れることもある。下記の第1変形例〜第3変形例において同様である。
【0037】
リヤプラテン15の接触部15aと吸着板18の接触部18aとは、型締時に接触すればよく、型閉完了時に接触しなくてもよい。型閉完了時に、リヤプラテン15の吸着面および吸着板18の吸着面は、型開閉方向に対して垂直とされてよい。吸着力のバランスの崩れによってリヤプラテン15および吸着板18の少なくとも一方(
図3では吸着板18)が変形することにより、接触部15aと接触部18aとが接触できる。
【0038】
リヤプラテン15の接触部15aと吸着板18の接触部18aとが型締時に接触するように、型閉完了時のギャップδが狭く設定されてよい。ギャップδが狭いほど、磁気抵抗が小さく、少ない電力で所定の型締力が発生できる。
【0039】
一方、リヤプラテン15の非接触部15bと吸着板18の非接触部18bとの間には型締時にギャップが形成される。吸着面の一部のみが接触するため、接触によって生じる反発力が吸着力よりも小さく、所定の型締力が発生できる。
【0040】
尚、本実施形態では、リヤプラテン15の接触部15aと、吸着板18の接触部18aとが、型閉完了時に接触しないが、型閉完了時に接触してもよい。例えば吸着板18に作用する重力によって、吸着板支持部材48が撓み、吸着板18が前傾することがある。これにより、型閉完了時に、吸着板18の一部とリヤプラテン15の一部とが接触してもよい。同様に、リヤプラテン支持部材45が撓むことによって、リヤプラテン15が後傾し、リヤプラテン15の一部と吸着板18の一部とが接触してもよい。下記の第1変形例〜第3変形例において同様である。
【0041】
尚、本実施形態の接触部15aは、リヤプラテン15の一部として形成されるが、リヤプラテン15とは別に形成されてもよい。この場合、リヤプラテン15と接触部15aとで固定ブロックが構成され、固定ブロックが特許請求の範囲に記載の第1ブロックおよび第2ブロックのいずれかに相当する。この場合、接触部15aは、鉄などの磁性材料、樹脂などの非磁性材料のいずれで形成されてよい。下記の第1変形例〜第3変形例において同様である。
【0042】
同様に、本実施形態の接触部18aは、吸着板18の一部として形成されるが、吸着板18とは別に形成されてもよい。この場合、吸着板18と接触部18aとで可動ブロックが構成され、可動ブロックが特許請求の範囲に記載の第1ブロックおよび第2ブロックのいずれかに相当する。この場合、接触部18aは、磁性材料、非磁性材料のいずれで形成されてよい。下記の第1変形例〜第3変形例において同様である。
【0043】
ところで、本実施形態によれば、リヤプラテン15の接触部15aは、リヤプラテン15の端部のみに形成される。同様に、吸着板18の接触部18aは、吸着板18の端部のみに形成される。モーメントの中心から遠い位置で反発力が生じ、モーメントが減殺しやすい。モーメントの中心と連結ロッド19の中心とは、フレーム11からの高さが同じであってよい。
【0044】
尚、本実施形態では、リヤプラテン15と吸着板18とが略同じ大きさであるため、リヤプラテン15と吸着板18の端部同士が型締時に接触するが、リヤプラテン15と吸着板18とが異なる大きさである場合、いずれか一方の端部が他方の一部に接触すればよい。下記の第1変形例〜第3変形例において同様である。
【0045】
さらに、本実施形態によれば、リヤプラテン15の接触部15aは、リヤプラテン15の上端部のみに形成される。同様に、吸着板18の接触部18aは、吸着板18の上端部のみに形成される。反発力が連結ロッド19の片側に片寄って生じるため、反発力が連結ロッド19を中心に対称に生じる場合に比べて、反発力による型締力の低下が小さい。吸着力の大部分が型締力として利用でき、吸着力の利用効率が良い。
【0046】
尚、本実施形態では、リヤプラテン15の上端部と吸着板18の上端部とが接触するが、接触する場所は吸着力のバランスの崩れ方に応じて適宜変更されてよい。例えば、リヤプラテン15の下端部と吸着板18の下端部とが接触してもよい。また、リヤプラテン15の側端部と吸着板18の側端部とが接触してもよい。さらに、リヤプラテン15の外周部と吸着板18の外周部とが接触してもよい。下記の第1変形例〜第3変形例において同様である。
【0047】
図4は第1変形例による型締力発生部の型締時の状態を示す図である。第1変形例による吸着板18Aの吸着面は、段差を有し、段差を挟んで接触部18Aaと非接触部18Abとを有する。段差によって接触部18Aaと非接触部18Abとが区画できる。接触部18Aaおよび非接触部18Abは、型閉完了時に、型開閉方向に対して垂直な面であってよい。接触部18Aaは、吸着板18Aにおけるリヤプラテン15と対向する部分のうちフレーム11とは反対側の端部(
図4では上端部)に形成される。
【0048】
本変形例によればリヤプラテン15の接触部15aと吸着板18Aの接触部18Aaとが少なくとも型締時に接触する。従って、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【0049】
尚、本変形例では、吸着板18Aの吸着面に段差が形成され、リヤプラテン15の吸着面に段差が形成されないが、両方の吸着面、またはリヤプラテン15の吸着面のみに段差が形成されてもよい。その場合、リヤプラテン15は、段差を挟んで接触部15aと非接触部15bとを有してよい。段差によって接触部15aと非接触部15bとが区画できる。
【0050】
図5は第2変形例による型締力発生部の型締時の状態を示す図である。第2変形例による吸着板18Bの吸着面は、型閉完了時に型開閉方向に対して垂直な垂直部と、型閉完了時に型開閉方向に対して傾斜した傾斜部とを有し、傾斜部に接触部18Baを有する。接触部18Baが線状または点状に形成され線接触または点接触するため、面接触する場合に比べると、接触面積が小さく、反発力が小さく、型締力が大きい。接触部18Baは、吸着板18Bにおけるリヤプラテン15と対向する部分のうちフレーム11とは反対側の端部(
図5では上端部)に形成される。非接触部18Bbは、傾斜部の一部、および垂直部に形成される。
【0051】
本変形例によればリヤプラテン15の接触部15aと吸着板18Bの接触部18Baとが少なくとも型締時に接触する。従って、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【0052】
尚、本変形例の吸着板18Bの吸着面は、傾斜部を部分的に有するが、傾斜部のみを有してもよい。接触部18Baを含む傾斜部は、吸着板18Bとは別に形成されてもよい。
【0053】
また、本変形例のリヤプラテン15の吸着面は、型閉完了時に型開閉方向に対して垂直な垂直部のみを有するが、型閉完了時に型開閉方向に対して傾斜した傾斜部を有してもよく、傾斜部に接触部15aを有してよい。リヤプラテン15の吸着面が傾斜部を有する場合、吸着板18Bの吸着面は、傾斜部を有しなくてもよく、垂直部のみを有してもよい。
【0054】
図6は第3変形例による型締力発生部の型締時の状態を示す図である。第3変形例によるリヤプラテン15Cは、吸着面を有するリヤプラテン本体と、該リヤプラテン本体に取り付けられる接触部15Caとを有する。該接触部15Caは、リヤプラテン15Cにおける吸着板18Cと対向する部分のうちフレーム11とは反対側の端部(
図6では上端部)に形成される。非接触部15Cbは、リヤプラテン本体の吸着面全体である。
【0055】
また、第3変形例による吸着板18Cは、吸着面を有する吸着板本体と、該吸着板本体に取り付けられる接触部18Caとを有する。該接触部18Caは、吸着板18Cにおけるリヤプラテン15Cと対向する部分のうちフレーム11とは反対側の端部(
図6では上端部)に形成される。非接触部18Cbは、吸着板本体の吸着面全体である。
【0056】
本変形例によればリヤプラテン15Cの接触部15Caと吸着板18Cの接触部18Caとが少なくとも型締時に接触する。従って、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【0057】
以上、射出成形機の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で、種々の変形、改良が可能である。
【0058】
例えば、上記実施形態の射出成形機は、型開閉方向が水平方向の横型であるが、型開閉方向が上下方向の竪型であってもよい。