(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
型締装置を構成するタイバーは、片持ち構造をなしているので、自重によって下方に撓むことがある。特に、タイバーと割ナットを噛み合わせるときには、割りナットはタイバーの片持ちの自由端側に位置する。タイバーの自由端側は片持ち梁状態の最大撓み量となる位置であり、この自由端側の中心位置はタイバーの支持中心位置に対して下方に偏芯している。これに対し割ナットの中心位置は、タイバーの支持中心位置と同芯、つまり垂れのない水平方向に沿って真っ直ぐなタイバーと噛み合うように設けられているので、タイバーの撓みが大きくなると、タイバーと割ナットの噛み合いの位置がずれて噛み合わなくなることがある。
【0005】
可動型盤が最も固定型盤から離れた位置に移動した際に、タイバーの垂れを防止するためにタイバーを可動型盤から抜けないように嵌挿させ、可動型盤の嵌挿部にタイバー軸芯を保持する嵌挿部材を設けることがある。この場合、嵌挿部材内径とタイバー外径の間の摩擦を抑えるために、嵌挿部材に摩擦係数の小さい摺動材を用いる。ところがこの嵌挿部材の摺動摩耗が進むと、嵌挿部材とタイバーとの間に空隙が発生しタイバーの軸芯を保持できずに下方への撓みを防止できなくなるので、噛み合い位置のずれが助長される。嵌挿部材の摺動摩耗量が小さくタイバーの下方への撓みが小さいうちは、割ナットとタイバーの当接部がタイバーの下方面であるので、割ナットの閉じる力がタイバーの下方面に沿ってタイバーを持ち上げる方向に変換される。したがって、タイバーは割りナットが閉じる過程で、割りナットの内径の下端部が当たった後、割りナットが閉まるに従い、当該下端部に摺動しながら持ち上げられる。しかし、嵌挿部材の摺動摩耗量が大きくなりタイバーの下方への撓みが大きくなると、割ナットとタイバーの当接部がタイバーの側方面に移行するので、割ナットの閉じる力がタイバーを持ち上げる方向に変換されにくくなり、タイバーを持ち上げ難くなることがある。
以上より、本発明は、噛み合いの対象であるタイバーが撓んだとしても、割ナットとタイバーの当接部をタイバーの下方面とすることで、割ナットによるタイバーの持ち上げ不良を防止できる型締装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の型締装置は、固定金型を保持する固定型盤と、固定型盤に対して進退移動可能に設けられ、可動金型を保持する可動型盤と、型締めの際に固定型盤と可動型盤を接続する複数のタイバーと、複数のタイバーと噛み合う割ナットを有し、固定金型と可動金型との間に型締め力を生じさせる割ナット開閉装置と、を備える。
本発明における割ナット開閉装置は、開位置と閉位置の間を往復移動が可能に配置され、閉位置においてタイバーと噛み合い、開位置においてタイバーとの噛み合いが解かれる割ナットと、割ナットの閉位置と開位置の間の移動を案内する移動ガイドと、を備える。
本発明における割ナットは、タイバーを中心にして水平方向の対称の位置に配置される第一割ナット片及び第二割ナット片を備え、本発明における移動ガイドは、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれに対応して設けられ、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれを、水平方向の移動成分と鉛直方向の移動成分をもって案内する、ことを特徴とする。
【0007】
本発明の型締装置は、第一割ナット片及び第二ナット片のそれぞれは、水平方向の移動成分と鉛直方向の移動成分をもって案内される。つまり、本発明の型締装置によれば、第一割ナット片及び第二割ナットが開位置から閉位置に向かうときには斜め上方の移動軌跡を描くことができる。これにより、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれがタイバーに接する角度が小さくなり、常にタイバーの下方面に当接できるので、割ナットによるタイバーの持ち上げ不良を防止できる。
【0008】
本発明において、移動ガイドを、第一ガイドと、第一ガイドの上に載せられて、第一ガイドと相互に摺動する第二ガイドと、を備え、第一ガイドと第二ガイドの摺動面は、水平方向に対して傾斜しており、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれは、第二ガイドに載って移動する構成にできる。
【0009】
本発明における第二ガイドとしては、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれと固定されており、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれが水平方向の荷重を受けることで、第二ガイドが摺動面を介して第一ガイドと摺動する構成にできる。
【0010】
本発明の割ナットにおいて、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれは、タイバーとの干渉を避ける切り欠きをその内周に設けることができる。
本発明の割ナットにおいて、この切り欠きを、第一割ナット片又は第二割ナット片の上方に設けることが効果的である。さらには、この切り欠きを、タイバーの支持端側部に設けることが特に効果的である。
【0011】
本発明の割ナットにおいて、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれは、タイバーのタイバー側鋸歯と噛み合うナット側鋸歯を備え、タイバー側鋸歯の溝底径より、ナット側鋸歯の溝底径が大きい、ことが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
本発明の型締装置によれば、第一割ナット片及び第二ナット片のそれぞれが、開位置から閉位置に移動する際に、斜め上方に向かう移動軌跡を描くので、第一割ナット片及び第二割ナット片がタイバーに接する角度を小さくできる。したがって本発明の型締装置によれば、割ナットとタイバーの当接部が常にタイバーの下方面にできるので、割ナットによるタイバーの持ち上げ不良を防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る型締装置1は、
図1に示すように、基台10と、基台10に固定されている固定型盤11と、固定型盤11に対して進退移動可能に基台10に設けられる可動型盤12と、を備えている。また、型締装置1は、固定型盤11と可動型盤12に亘って設けられるタイバー15と、可動型盤12を進退移動させる可動型盤移動手段18と、型締めする際にタイバー15と噛み合う割ナット開閉装置20と、を備えている。
【0015】
固定型盤11は基台10の一端側に設けられ、可動型盤12は基台10に対して摺動可能かつ固定型盤11と対向して配置されている。なお、固定型盤11及び可動型盤12において、互いに対向する側の面をおもて面11A,12Aといい、おもて面11A,12Aと対向する面をうら面11B,12Bという。
【0016】
固定型盤11はおもて面11Aに固定金型13が保持可能とされ、可動型盤12はおもて面12Aに可動金型14が保持可能とされており、固定金型13と可動金型14の内部に溶融樹脂が射出されるキャビティが形成される。
固定型盤11と可動型盤12は、複数本、通常は4本のタイバー15により接続されている。4本のタイバー15は、固定型盤11及び可動型盤12を正面視すると、その四隅に配置されている。タイバー15と可動型盤12の間には、両者の間の摩擦を抑えるための摺動材を介在させることができる。
【0017】
タイバー15は、固定型盤11の側に型締力発生用のピストン16が設けられ、可動型盤12の側に周方向に連なる鋸歯17が形成されている。
また、基台10には、例えば、電動式又は油圧式の可動型盤移動手段18が設けられ、固定型盤11に対して可動型盤12を往復移動可能とされている。
図1は、可動型盤移動手段18によって可動型盤12を固定型盤11の方向に移動させ、可動金型14を固定金型13に接触させた型閉状態を示している。
【0018】
割ナット開閉装置20は、4本のタイバー15のそれぞれに対応して、可動型盤12のうら面12Bの側に配置される。
割ナット開閉装置20は、
図1及び
図2に示すように、割ナット21と、割ナット21の移動を案内する移動ガイド25と、移動ガイド25を支持する支持体28と、を備える。
【0019】
割ナット21は、
図2(b)に示すように、第一割ナット片22と、第二割ナット片23と、を備える。第一割ナット片22及び第二割ナット片23は、それぞれ開位置(
図2(b)の上段)と閉位置(
図2(b)の下段)の間を移動する。第一割ナット片22及び第二割ナット片23は、開位置から閉位置に移動するときに互いに接近し、閉位置から開位置に移動するときに互いに離れる。
第一割ナット片22及び第二割ナット片23のそれぞれは、タイバー15と対向する内周面に鋸歯24を備える。
【0020】
割ナット21は、閉位置において、第一割ナット片22及び第二割ナット片23のそれぞれの鋸歯24とタイバー15の鋸歯17とが噛み合わされてタイバー15を把持する。第一割ナット片22及び第二割ナット片23は、タイバー15を中心にして水平方向の対称の位置に配置される構造を有している。
【0021】
移動ガイド25は、割ナット21の第一割ナット片22及び第二割ナット片23のそれぞれを下方から支持し、第一割ナット片22及び第二割ナット片23を開位置と閉位置の間の往復移動を案内する。
移動ガイド25は、支持体28に固定される第一ガイド26と、第一割ナット片22及び第二割ナット片23のそれぞれとともに移動する第二ガイド27と、を備えている。ここでは、第一割ナット片22及び第二割ナット片23のそれぞれは、第二ガイド27に固定されており、第二ガイド27に載って移動する。
【0022】
第一ガイド26と第二ガイド27は、ともに横断面が水平線に対する傾き角度が同一の直角三角形のくさび状の形態をなしており、相互の斜面を突き合わせて配置されている。この突き合わされた斜面が水平方向に傾斜する摺動面を構成し、相互に摺動する。第一ガイド26と第二ガイド27は横断面が水平線に対する傾き角度が同一で、かつ水平方向端部が長辺および短辺とする台形形状であってもよい。
図2(b)において、第一割ナット片22が開位置から閉位置に向けて、つまりタイバー15に近付くように移動すると、水平線に対する傾き角度が同一のお互いの斜面が突き合わされているので、下面が水平を保ったまま第一割ナット片22は水平方向Hのみならず、鉛直方向Vの上向きにも移動する。逆に、第一割ナット片22が閉位置から開位置に向けて、タイバー15から離れるように移動すると、第一割ナット片22は水平方向Hに加えて、鉛直方向Vの下向きにも移動する。つまり、移動ガイド25は、第一割ナット片22及び第二割ナット片23のそれぞれを、水平方向Hの移動成分と鉛直方向Vの移動成分をもって案内する。
以上の通りであり、移動ガイド25は、第二ガイド27を主動カムとし、第一ガイド26を従動カムとする直動カムを構成し、第二ガイド27は、開位置から閉位置に向かうときに斜め上方の移動軌跡を描き、閉位置から開位置に向かうときには斜め下方の移動軌跡を描く。
【0023】
なお、第一割ナット片22及び第二割ナット片23を、開位置から閉位置まで移動させ、また、閉位置から開位置まで移動させる手段は任意であるが、例えば、特許文献2に記載される開閉手段を用いることができる。この開閉手段は、一つのアクチュエータ、例えば油圧シリンダで発生した荷重を、ロッドにより連結した二対の割ナット片に加えて開閉動作を行わせるものである。さらには特許文献2に記載される一対の割ナット片をリンク機構により同期するようにすることが好ましい。この開閉手段は、
図2(b)の中段に示すように、第一割ナット片22及び第二割ナット片23に水平方向Hの荷重Fを付与することで、第一割ナット片22及び第二割ナット片23を移動させる。
【0024】
[割ナット開閉装置20の動作]
次に、
図2を参照して、割ナット開閉装置20の動作について説明する。
はじめに、
図2(a)を参照して従来の割ナット開閉装置120について説明し、次いで、
図2(b),(c)を参照して本実施形態の割ナット開閉装置20の動作を説明する。
【0025】
従来の割ナット開閉装置120は、
図2(a)に示すように、第一割ナット片122と第二割ナット片123の中心軸線C2が、タイバー15の設計上、つまりタイバーが下方に垂れない状態の中心軸線C1と一致する鉛直方向Vの位置において、タイバー15に対して水平方向Hに開位置と閉位置との間を往復移動する。なお、
図2(a)の上段が第一割ナット片122と第二割ナット片123が開位置にあり、同中段が第一割ナット片122と第二割ナット片123が閉位置に向けて移動している最中を示し、下段が第一割ナット片122と第二割ナット片123が閉位置まで移動した後を示している。なお、
図2(b)に示される割ナット開閉装置20についても同様である。
【0026】
第一割ナット片122と第二割ナット片123は、開位置から閉位置に移動する過程で、
図2(a)の中段の図に示すように、タイバー15に接する。撓みが生じているタイバー15の中心軸線を中心軸線C3として示している。
その後、閉位置まで移動すると、
図2(a)の下段に示すように、タイバー15を設計上の中心軸線C1に達するまで持ち上げる。タイバー15の先端の撓み量をLとすると、開位置から閉位置に移動する過程で、第一割ナット片122と第二割ナット片123はタイバー15を距離Lだけ持ち上げる。
【0027】
次に、本実施形態の割ナット開閉装置20は、
図2(b)の上段に示すように、開位置において、第一割ナット片22及び第二割ナット片23は、
図2(a)の第一割ナット片122と第二割ナット片123によりも、タイバー15に対して下方に位置している。このときの第一割ナット片22及び第二割ナット片23の中心軸線を中心軸線C4として示している。
第一割ナット片22及び第二割ナット片23は、第一ガイド26と第二ガイド27の動作により、タイバー15に近づくように斜め上方に移動し、タイバー15に接する。このときの第一割ナット片22及び第二割ナット片23とタイバー15の当接点は、従来の第一割ナット片122と第二割ナット片123と比べると、タイバー15の中心線までの水平方向Hの距離が短い。
第一割ナット片22及び第二割ナット片23を閉位置まで移動させると、
図2(b)の下段に示すように、タイバー15を設計上の中心軸線C1に達するまで持ち上げる。
【0028】
[割ナット開閉装置20の作用・効果]
次に、
図3及び
図4を参照して、本実施形態の割ナット開閉装置20及び従来の従来の割ナット開閉装置120の作用及び効果について説明する。
はじめに、
図3(b)を参照して本実施形態について説明する。なお、
図3(a),(b)において、撓んでいるタイバー15を実線で示し、設計上のタイバー15を二点鎖線で示している。また、タイバー15に接したときの第一割ナット片22と第一割ナット片122を実線で示し、閉位置まで移動してタイバー15を鉛直方向Vに距離Lだけ持ち上げたときの第一割ナット片22と第一割ナット片122を一点鎖線で示している。第二ガイド27についても同様である。
【0029】
本実施形態の割ナット開閉装置20は、
図3(b)に示すように、互いに接する斜面が傾斜している第一ガイド26及び第二ガイド27を用いて第一割ナット片22及び第二割ナット片23を斜め方向に移動(矢印M)させることができる。
ここで、割ナット開閉装置20によりタイバー15を距離Lだけ持ち上げる必要があるが、この距離Lは、割ナット21の水平方向Hの移動によるタイバー15の上昇量L1と、移動ガイド25の第二ガイド27の鉛直方向Vの移動による割ナット21の鉛直方向の上昇量L2と、を加えたものになる。
【0030】
次に、第一割ナット片22がタイバー15に接するときの第一割ナット片22とタイバー15の接点を通る法線Nと中心Cを通る鉛直方向の半径Rとのなす角度をθ0とすると、第一割ナット片22がタイバー15から受ける反力P1は、以下の式(1−1)及び
図4(b)に示す通りである。なお、式(1)及び
図4(b)において、Wは、タイバー15の荷重であり、タイバー15を持ち上げるのに必要な力である。また、
図4(b)において、F1は第一割ナット片22が閉位置に移動する際に、反力P1に逆らってタイバー15を持ち上げるために水平方向Hに押すために必要な力であり、式(1−2)の通りである。
P1=W/cos(θ0) … 式(1−1)
F1=W・tan(θ0) … 式(1−2)
【0031】
次に、従来の割ナット開閉装置120において、第一割ナット片122がタイバー15に接するときの、第一割ナット片122がタイバー15から受ける反力P2は、以下の式(2−1)及び
図4(
a)に示す通りである。また、
図4(
a)において、F2は第一割ナット片122が閉位置に移動する際に、反力P2に逆らってタイバー15を水平方向Hに押すために必要な力であり、式(2−2)に示す通りである。
P2=W/cos(θ1)… 式(2−1)
F2=W・tan(θ1)… 式(2−2)
【0032】
また、従来の割ナット開閉装置120は、
図3(a)に示すように、第一割ナット片122が水平方向Hにしか移動しないために、この水平方向Hの移動Mだけに頼ってタイバー15を距離Lだけ持ち上げる必要がある。これに対し、本実施形態の割ナット開閉装置20は、前述の通り、この距離Lを、割ナット21の水平方向Hの移動によるタイバー15の上昇量L1と、移動ガイド25の第二ガイド27の鉛直方向Vの移動による割ナット21の鉛直方向の上昇量L2と、に分割することができる。つまり、上昇量L1は距離Lよりも小さくなることから、θ1>θ0となる。このことから、P1とP2の間には式(3−1)および式(3−2)の関係が成り立つ。
P1 < P2… 式(3−1)
F1 < F2… 式(3−2)
【0033】
式(3−1)および式(3−2)から分かるように、本実施形態の割ナット開閉装置20による、タイバー15を持ち上げるために必要な水平方向Hの力F1は、従来の割ナット開閉装置120の水平方向Hの力F2に比べ、小さくできる。
【0034】
[割ナット開閉装置20の効果]
以上説明したように、割ナット開閉装置20は、第一ガイド26及び第二ガイド27を備え、水平方向Hの移動成分と鉛直方向Vの移動成分をもって案内する移動ガイド25により第一割ナット片22及び第二割ナット片23を移動させる。したがって、タイバー15に接する第一割ナット片22及び第二割ナット片23の角度θ0が小さくできるので、タイバー15を持ち上げるために必要な水平方向Hの力を、従来の割ナット開閉装置120に比べ、小さくできる。これにより、割ナット開閉装置20を開閉させるためのアクチュエータを小型化でき、かつ滑らかな開閉動作が可能となる。
【0035】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【0036】
例えば、
図5(a)に示すように、タイバー15の撓みが大きくなると、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の閉位置への移動時に、円で囲む部分ように、第一割ナット片22及び第二割ナット片23はその先端Sから離れたタイバー15の支持端側の部分がタイバー15に干渉する恐れがある。つまり、
図6において、第一割ナット片22に切り欠き29を設けないものとすると、破線で示される鋸歯24の延長線の先端E1の移動軌跡U1が設計上のタイバー15を示す二点鎖線の円の内側に入り、第一割ナット片22及び第二割ナット片23とタイバー15が干渉することになる。
なお、
図6において、撓んだタイバー15の先端の位置を実線で示し、設計上のタイバー15の位置を二点鎖線で示している。
【0037】
そこで、本実施形態においては、
図5(b)及び
図6に示すように、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の上部に、タイバー15との干渉を避ける切り欠き29を設けることができる。切り欠き29を設けると、
図6に示すように、切り欠き29の末端E2の移動軌跡U2を設計上のタイバー15の接線にできるので、第一割ナット片22及び第二割ナット片23がタイバー15と干渉するのを避けることができる。
【0038】
ここで、
図6において、切り欠き29がないものとすると、割ナット21が閉じた際に第一割ナット片22の上部内周が当たる点は、第一割ナット片22の内周とタイバー15(二点破線)の外周の交点Xである。このときの第一割ナット片22の端面と中心との距離はD1(a)である。つまり、第一割ナット片22は割ナット21の閉じるのが完了するまでに、距離D1だけ移動できる。
また、交点Xは、割ナット21の閉動作において移動軌跡U2に沿って移動する。よって、交点Xから距離D1(b)の位置が、割ナット21の閉完了時の交点Xの位置となる。したがって、切り欠き29の末端E2の位置を交点Xから距離D1以上離れた位置にすれば、第一割ナット片22は、割ナット21が閉完了するまでの間、タイバー15と干渉しないで済むことになる。
【0039】
また、移動ガイド25を構成する第一ガイド26と第二ガイド27がなす摺動面の傾斜角度は、タイバー15の重量、撓み量、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の開位置から閉位置までの移動距離などを考慮して定めることができる。
【0040】
また、本発明において、切り欠き29は、
図5(b)及び
図6に示した位置に限らず、例えば、タイバー15の先端に近い側であって、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の下側に設けることもできる。
【0041】
切り欠き29は、割ナット21の閉動作の途中で、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の最内径部、つまり鋸歯24の山部がタイバー15側の鋸歯17の山部と干渉するのを防止するために、干渉する鋸歯の山を削り取るものである。この鋸歯17,24の山部と同様に、鋸歯17,24の谷部、つまり鋸歯24の溝底が、タイバー15の鋸歯17の谷部、つまり溝底と干渉することがあれば、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の鋸歯24の谷部を削って内径を拡径すればよい。つまり、本発明に係る割ナットにおいて、第一割ナット片及び第二割ナット片のそれぞれのタイバーのタイバー側鋸歯と噛み合うナット側鋸歯が、タイバー側鋸歯の溝底径より、溝底径が大きいことが好ましい。そうすれば、干渉を避けて、鋸歯17と鋸歯24を噛み合わせやすくなる。
【0042】
また、第一割ナット片22及び第二割ナット片23の鋸歯24の形状は、タイバー15が噛み合う部分の山谷形状を、山の稜線の一方が斜めであり他方が矩形である鋸歯形状としてもよいし、山の稜線の両方が矩形であってもよい。またタイバー15が噛み合う部分の山谷形状は、螺旋形状であってもリング形状であってもどちらでもよい。