射出成形機の型締装置と押出方法
【課題】 射出成形機やダイカストマシンにおいて、省スペースでかつ製造コストの低い電動式型締装置を提供する。
【解決手段】 固定金型を保持する固定プラテンと、可動金型を保持する可動プラテンと、トグルリンク機構を介して可動プラテンと連結するエンドプラテンと、固定プラテンに支持されたタイバーと、タイバーとエンドプラテンを係合する分割ナットと、可動プラテンなどを開閉動作する型開閉駆動装置と、トグルリンク機構を動作させ型締力を発生させるクロスヘッドと、可動プラテンを貫通しクロスヘッドに固定された押出ピンと、から構成され、クロスヘッドがエンドプラテン側に移動することにより型締力が発生し、可動プラテン側に移動することにより離型力が発生し、さらに可動プラテン側に移動することにより押出しピンを突き出すことが可能である型締装置。
【解決手段】 固定金型を保持する固定プラテンと、可動金型を保持する可動プラテンと、トグルリンク機構を介して可動プラテンと連結するエンドプラテンと、固定プラテンに支持されたタイバーと、タイバーとエンドプラテンを係合する分割ナットと、可動プラテンなどを開閉動作する型開閉駆動装置と、トグルリンク機構を動作させ型締力を発生させるクロスヘッドと、可動プラテンを貫通しクロスヘッドに固定された押出ピンと、から構成され、クロスヘッドがエンドプラテン側に移動することにより型締力が発生し、可動プラテン側に移動することにより離型力が発生し、さらに可動プラテン側に移動することにより押出しピンを突き出すことが可能である型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、プラスチック製部品を成形する電気駆動式の射出成形機において、機械長がコンパクトでかつ製造コストの低減が可能な型締装置に関する。また、溶融状態のアルミニウムを金型内に充填し、アルミニウム製部品を鋳造するダイカストマシンの型締装置にも適応できる。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機やダイカストマシンの型締装置には、金型を高速で開閉する機能と、金型を閉じた状態で大きな型締力を負荷できる機能が要求される。型締装置の構造には主に３つの種類あり、大径の油圧シリンダー１つで型開閉と型締めを行なう直圧式、リンク機構を用いて小径の油圧シリンダーで型開閉と型締めを行なうトグルリンク式、小径で長い油圧シリンダーで型開閉を行ない続いてロック装置を動作させた後大径で短い油圧シリンダーで型締めを行なう複合式がある。また、従来は油圧駆動式で、油圧ポンプから吐出された高圧の作動油を油圧シリンダーなどに供給し、機械を動作するものが主流であったが、近年では、サーボモータの回転運動をボールねじによって直線運動に変換する電気駆動式のものが多く生産され普及している。電気駆動式には、消費エネルギーが少ないことや、制御性能に優れていること、低騒音であるといった優れた特徴がある。一方、電気駆動式ではあまり大きな力を出せないので、型締装置においては、小さな力で大きな力を発揮できる倍力特性を持つトグルリンク式が採用されている。
また、型締装置には、金型を開いた時に可動金型に貼り付いた成形品を、可動金型から取り外すための押出装置が必ず備え付けられている。この動作も電気駆動式で行なうことができる。
【０００３】
特許文献１には、上述した電気駆動トグルリンク式型締装置に関する技術が開示されており、その図３に構造が描かれている。トグルリンク式型締装置は、主に固定盤、可動盤、エンドプレート、大きなトグル機構から構成されており、型締装置の内部に押出装置が組み込まれている。トグル機構と押出装置は、それぞれ別の駆動源（サーボモータとボールねじ）によって作動し、成形に必要な動作を行なう。
【０００４】
トグル式型締装置には、てこの原理の応用によって小さな力を大きな力に変換する倍力特性があり、電動駆動式に適しているという長所を持つが、一方、機械長が長くなるため、工場内に大きな設置面積を要するといった欠点がある。その欠点を解決するため、特許文献２には、複合式とトグル式のそれぞれの長所を組み合わせ、ミニトグル機構によって型締力を発揮する省スペース式の電動型締装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１０９０１号公報
【特許文献２】特開２００１−３００９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の型締装置は、機械長が短くなり省スペースであるという点で優れているが、型開閉駆動装置とトグルリンク駆動装置と押出駆動装置とそれぞれに駆動装置（サーボモータやボールねじ）が必要で、部品点数が多くなり組立てにも多くの工数を要し、製作コストが高くなるという問題点があった。
本願発明は、これらの問題点を鑑み、省スペースでかつ製造コストの低い電動式型締装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本願の第一の発明は、
固定金型を保持する固定プラテンと、可動金型を保持する可動プラテンと、トグルリンク機構を介して可動プラテンと連結するエンドプラテンと、固定プラテンに支持されたタイバーと、タイバーとエンドプラテンを係合する分割ナットと、可動プラテンとエンドプラテンとトグルリンク機構とを開閉動作する型開閉駆動装置と、トグルリンク機構を動作させ型締力を発生させるクロスヘッドと、可動プラテンを貫通しクロスヘッドに固定された押出ピンと、から構成され、クロスヘッドがエンドプラテン側に移動することにより型締力が発生し、可動プラテン側に移動することにより離型力が発生し、さらに可動プラテン側に移動することにより押出しピンを突き出すことが可能である、型締装置とする。
【０００８】
また第二の発明は、上記第一の発明の型締装置において、クロスヘッドを動作する駆動装置は、可動プラテンに支持される。
【０００９】
そして第三の発明は、上記第一及び第二の発明の型締装置を用いた押出方法であって、金型を閉じた状態で分割ナットを動作してタイバーとエンドプラテンを係合し、クロスヘッドをエンドプラテン側に移動させてトグルリンク機構によって型締力を発生させ、金型内に溶融物を射出充填して冷却固化した後、クロスヘッドを可動プラテン側に動かし、型締力を下げた後、さらに動かして離型力を発生させながら金型を少し開き、分割ナットを開いてタイバーとの係合を解除し、型開閉駆動装置を動作して可動金型を開き、型開動作完了後あるいは完了前に、クロスヘッドを可動プラテン側にさらに動かして押出ピンを突き出す押出方法である。
【発明の効果】
【００１０】
機械長が短い省スペース型の電動式型締装置であり、型締力発生装置（コンパクトなトグルリンク装置）と押出装置とを共通化できるため、部品点数と組立て工数を削減することができる。そのため、機械の製作コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明の型締装置であり、金型が開いている時の状態を示す図である。
【図２】トグルリンク機構の詳細を示す図である。
【図３】トグルリンク機構を可動プラテン側から見た図である。
【図４】トグルリンク機構の固定板をエンドプラテン側から見た図である。
【図５】固定プラテンを射出装置側から見た図であり、固定ナットの回転駆動装置などを示す。
【図６】分割ナットが開いている状態を示す図である。
【図７】分割ナットが閉じてタイバーと係合している状態を示す図である。
【図８】金型が閉じられて型締力が負荷されている状態の型締装置を示す図である。
【図９】トグルリンク機構が伸びている時の状態を示す図である。
【図１０】押出ピンが突き出ている時のトグルリンク機構の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本願発明に係る実施例を説明する。
図１は、本願発明の型締装置の全体を示している。
型締装置１０の下方部分は、床面に据付けられたマシンベース１１によって支持されている。マシンベース１１の上には、固定金型２１が取付けられた固定プラテン１４が、固定キー１２を介して固定された状態で載置されている。また固定プラテン１４の左側には、可動金型２２が取付けられた可動プラテン１５が載置されている。可動プラテン１５の下部はスライド台７０の上に固定されており、さらにスライド台７０の下側はスライドブロック７２とスライドレール７３を介して、マシンベース１１上に取付けられている。スライドブロック７２とスライドレール７３の間には、球や円筒ころなどの転動体が組み込まれているので、スライド台７０及び可動プラテン１５はマシンベース１１上を、滑らかに摺動運動（開閉動作）することができる。
【００１３】
可動プラテン１５の左側には、トグルリンク機構４０を介してエンドプラテン１６が備え付けられている。エンドプラテン１６の下部にはライナー７１が固定されており、スライド台７０の上を型開閉方向に摺動可能となっている。トグルリンク機構４０を動作することによって、後述する型締動作や離型動作、押出動作を行なうことができる。
【００１４】
固定プラテン１４、可動プラテン１５、及びエンドプラテン１６の四隅には、４本のタイバー１７が貫通しており、固体ナット３０によって固定プラテン１４に支持されている。また、エンドプラテン１６に取付けられた分割ナット１９の開閉動作によって、タイバー１７と分割ナット１９は係合および離脱（係合の解除）することが可能であり、タイバー１７とエンドプラテン１６が係合された状態において、型締力を発揮することができる。尚、図１において、トグルリンク機構４０が見えるよう、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間においてタイバー１７は描かれていない。
固定プラテン１４の中央部には、射出用穴１８が開いており、図示せぬ射出装置を挿入することが可能となっている。射出装置には、プラスチックやアルミニウムを溶融し、所望の量の溶融物を、金型内に射出充填する機構が設けられている。固定金型２１の溶融物流入口と射出装置の先端部分がタッチした状態で、金型キャビティ内に溶融物を射出充填し、冷却固化することによって所望の形状の成形品を成形することができる。
【００１５】
マシンベース１１の内側には、型開閉駆動装置が取付けられている。型開閉ボールねじ軸８１が、マシンベース１１に固定されている固定ブロック８５の内部において、軸受けを介し回転自在かつ軸方向には拘束された状態で支持されている。また、型開閉ボールねじ軸８１の右側は、支持ブロック８４により軸受けを介して回転自在に支持されている。型開閉ボールねじ軸８１の右端部は、支持ブロック８４に取付けられた電磁ブレーキ８３と連結しており、型開閉動作の非常急停止などをすることができる。型開閉ボールねじ軸８１を回転する際には、電磁ブレーキ８３に通電してブレーキの解除を行なう。型開閉ボールねじ軸８１の左端は、カップリング８６を介して型開閉サーボモータ８７の回転軸と連結しており、回転軸と型開閉ボールねじ軸８１は一体となって回転運動する。型開閉ボールねじ軸８１と螺合する型開閉ボールねじナット８２は、スライド台７０の下部に固定された連結ブロック７４に取付けられている。よって、図示せぬ制御装置から型開閉サーボモータ８７に回転指令が電気的に送られると、型開閉ボールねじ軸８１が回転し、ボールねじの作用によって、スライド台７０、可動プラテン１５、エンドプラテン１６などを開閉動作することが可能である。
【００１６】
図２にトグルリンク機構４０の詳細を示す。トグルリンク機構４０は、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間に取付けられている。
可動側リンク部材４１は、可動プラテン１５と一体であり、大径リンクピン４７を挿入する穴が設けられている。同様に、エンド側リンク部材４２も、エンドプラテン１６と一体であり、大径リンクピン４７を挿入する穴が設けられている。右リンク４３は、大径リンクピン４７を介して可動側リンク部材４１と連結しており、大径リンクピン４７を中心に回転運動することができる。また、左リンク４４も大径リンクピン４７を介してエンド側リンク部材４２と連結しており、大径リンクピン４７を中心に回転運動することができる。さらに、右リンク４３と左リンク４４は、大径リンクピン４７を介して連結している。右リンク４３や左リンク４４の大径リンクピン４７を挿入する穴には、内側にブッシュが組み込まれており、滑らかに回転運動できるようになっている。
【００１７】
可動プラテン１５には、ガイドロッド５１が固定されている。クロスヘッド４６には、ガイドロッド５１が貫通する穴が加工されており、ガイドロッド５１に案内されて左右に摺動運動することができる。クロスヘッド４６と右リンク４３は、クロスヘッドリンク４５及び小径リンクピン４８を介して連結している。クロスヘッド４６には、押出ピン４９が固定されており、押出ピン４９は可動プラテン１５を貫通する穴に挿入されている。よって、クロスヘッド４６が左右に動作すると、トグルリンク機構４０の作用によって、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間の距離を変えることができる。また、押出ピン４９を可動プラテン１５の金型取付け面から突き出したり、引き込めたりすることもできる。
【００１８】
ガイドロッド５１には、ガイドロッドナット５２によって固定板５０が取付けられている。可動プラテン１５には、リンク部ボールねじ軸５４がリンク部軸受け５５によって、回転自在かつ軸方向には拘束された状態で組み込まれている。リンク部ボールねじ軸５４と螺合するリンク部ボールねじナット５３は、クロスヘッド４６に固定されており、リンク部ボールねじ軸５４の左側は、リンク部支持軸受け５６によって、固定板５６に回転自在に支持されている。さらに、リンク部ボールねじ軸５４の左端部には、大プーリ６１が固定されている。固定板５０の下側には、モータブラケット６４によって駆動サーボモータ６５が取付けられている。尚、図１において、駆動サーボモータ６５は固定板５０の横側に取付けられているが、図２においては構成を理解しやすいよう下側に描いている。駆動サーボモータ６５の回転軸には、小プーリ６２が取付けられており、歯付きベルト６３によって、回転運動を大プーリ６１に伝達することができる。よって、制御装置のからの指令により駆動サーボモータ６５の回転軸が回転動作すると、リンク部ボールねじ軸５４が回転し、ボールねじの作用によって、クロスヘッド４６を左右に動かすことができる。
【００１９】
図２において、押出ピン４９の先端面は、可動プラテン１５の金型取付け面から２ｍｍ引っ込んだ位置にあり、この状態がクロスヘッド４６の原点位置となる。押出ピン４９の最大突き出し量を、例えば１００ｍｍとする場合は、クロスヘッド４６は原点位置より１０２ｍｍ右側に動けるよう、トグルリンク機構４０は設計される。また、離型（強力型開き）ストロークを２０ｍｍ、最大厚さの金型が取付けられた状態で最大型締力を発揮する時のタイバー１７の伸び量が５ｍｍである場合、原点位置状態からクロスヘッド４６が左側に動き、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間が２５ｍｍ離れ、且つその時に図９のように３本の大径リンクピン４７が一直線上に並ぶような位置になるよう設計される。
【００２０】
図３は、可動側リンク部材４１に挿入されている大径リンクピン４７の中心線断面を、可動プラテン１５側から見た図である。図１には示していない４本のタイバー１７が、エンドプラテン１６の四隅に配置されている。可動側リンク部材４１は、上側と下側に各４個あり、それぞれの間に３個の右リンク４３が大径リンクピン４７を介して連結している。また、３個の右リンク４３の間に２個のクロスヘッドリンク４５が配置され、小径ピン４８を介してクロスヘッド４６と連結している。クロスヘッド４６は、４本のガイドロッド５１によって摺動自在に支持されるとともに、２本のリンク部ボールねじ軸５４とリンク部ボールねじナット５３が組み込まれている。また、８本の押出ピン４９がクロスヘッド４６に固定されている。
【００２１】
図４は、図２における固定板５０をエンドプラテン１６側から見た図である。固定板５０は、ガイドロッドナット５２によって、４本のガイドロッド５１と固結している。駆動サーボモータ６５の回転軸に取付けられた小プーリ６２とリンク部ボールねじ軸５４の端部に取付けられた２個の大プーリ６１は、歯付きベルト６３によって連結しており、小プーリ６２の回転運動を２個の大プーリ６１に伝えることができる。
【００２２】
図１において、固定ナット３０の周囲部にチェーン用のスプロケット３１が取付けられており、スプロケット３１にはチェーン３２が巻き付けられている。固定ナット３０は、固定プラテン１４に対して、回転可能であるが、離型力を受けても固定プラテン１４から離れないように支持されている。
図５は、図１における固定プラテン１４を射出装置側（右側）から見た状態を示す図である。４本のタイバー１７と４個の固定ナット３０は、それぞれねじ結合しており、固定ナット３０に取付けられているスプロケット３１には、一本のチェーン３２が巻き付けられている。固体プラテン１４には、アイドラースプロケット３４が回転自在に取付けられている。さらに、固定プラテン１４に固定されたモータの回転軸には、モータスプロケット３５が取付けられており、モータを回転することによってチェーン３５を動かすことができる。タイバー１７には、図示せぬ回り止めが付いているので、チェーン３２を介して固定ナット３０を回すと、タイバー１７を軸方向に移動することができる。このように、軸方向の位置を調整することにより、エンドプラテン１６側において、タイバー１７と分割ナット１９の噛み合わせ歯が、丁度噛み合う位置にタイバー１７を移動することができる。タイバー１７の移動可能ストロークは、タイバー１７と分割ナット１９の噛み合わせ歯の１ピッチ分で良い。また、モータスプロケット３５を回転させるモータにブレーキを作用させることにより、固定ナット３０の回転は抑制され、固定プラテン１４、固定ナット３０及びタイバー１７は一体化する。
【００２３】
図６は、図１における分割ナット１９を左側から見た図である。図６において、分割ナット１９は開いており、タイバー１７と分割ナット１９の係合は解除された状態にある。金型の厚さに合わせた噛み合い位置において、タイバー１７の外周には、鋸歯状あるいは矩形波状のリング溝であるタイバー係合溝１７ａが加工されている。一方、分割ナット１９は右分割ナット１９ａと左分割ナット１９ｂとから構成されており、２つが閉じ合わさった状態においてタイバー係合溝１７ａと係合するよう、内側には分割ナット係合溝１９ｃが加工されている。右分割ナット１９ａと左分割ナット１９ｂは、エンドプラテン１６に接しながら横方向にスライドできるが、離型力を受けてもエンドプラテン１６から離れないように支持されている。また、上面には分割ナット連結ブロック９０が固結されており、それぞれに右ねじボールねじナット９２と左ねじボールねじナット９３が取付けられている。また、固定ブロック９４がエンドプラテン１６に固定されており、内部でボールねじ軸９１が軸受けを介して、回転自在かつ軸方向には拘束された状態で支持されている。ボールねじ軸９１の右側端部はカップリング９６によって、エンドプラテンに取付けられたナット開閉用サーボモータ９７の回転軸と連結されている。また、左側端部は、エンドプラテン１６に固定された支持ブロック９５に、回転自在に支持されている。
【００２４】
ボールねじ軸９１は、右ねじが加工された右ねじ部９１ａと、左ねじが加工された左ねじ部９１ｂとからなり、それぞれが右ねじボールねじナット９２と左ねじボールねじナット９３と螺合している。よって、図の矢印の方向にボールねじ軸９１を回すと、右分割ナット１９ａは左に動き、左分割ナット１９ｂは右に動き、分割ナット１９は閉じて、図７のようにタイバー１７と係合する。また、図７の矢印の方向に回すと分割ナット１９は開き、図６のようにタイバー１７との係合を解除することができる。
【００２５】
この型締装置１０におけるトグルリンク機構４０は、型締め、離型、押出に要する移動ストロークしか必要としないので、右リンク４３と左リンク４４はかなり短くなり、コンパクトトグルとなる。そのため、型開閉分以上のストロークを要する通常のトグルリンク式型締装置に比べて、トグルリンク部分をかなり短くできる。よって、型締装置の機械長は相当短くなり、省スペース式のマシンとなる。
【００２６】
ここから、以上説明した型締装置１０によって行なう、型開閉、型締め、離型（強力型開き）、及び押出の動作方法について説明する。
まず、金型を取付けた後に、型合わせモードを行なう。
最初に、型締装置１０に取付けられた金型の厚さと、設定された型締力によって決まるタイバー１７の伸び量をもとに、４本のタイバー１７の軸方向における位置を調節する必要がある。
分割ナット１９が開いた状態で、クロスヘッド４６を動かして、図９のように右リンク４３と左リンク４４が一直線上となる、トグルリンク機構４０が伸びた状態にする。次に、型開閉サーボモータ８７を動作して、可動プラテン１５を前進させて金型を閉じ合わせる。この時、型開閉サーボモータ８７に取付けられているロータリーエンコーダーの検出値より、金型の厚みを測定する。制御装置が、測定された金型の厚みと設定された型締め力をもとに、タイバー素材のヤング率等を考慮してタイバー１７の伸び量を算出する。
【００２７】
続いて、モータスプロケット３５を回転してタイバー１７を軸方向に動かし、タイバー係合溝１７ａと分割ナット係合溝１９ｃが丁度噛み合う位置から、算出されたタイバー１７の伸び量だけ右側にずらした位置で止める。型開閉駆動装置によって金型が閉じる力を負荷しながら、駆動サーボモータ６５を動作し、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間隔を、タイバー１７の伸び量分だけ縮める。すると、タイバー係合溝１７ａと分割ナット係合溝１６ｃが丁度噛み合う位置となる。ナット開閉用サーボモータ９７を動作し、分割ナット１９を閉じてタイバー１７と係合させる。続いて、駆動サーボモータ６５を動作し、クロスヘッド４６を左側に動かしてトグルリンク機構を真っ直ぐに伸ばすと、図８のようになり、金型には型締力が負荷される。この時、型締力センサー（タイバーに貼ったひずみゲージなど）を用いて、設定値どおりの型締め力が発揮されているかを測定する。設定値と測定値の間に差がある場合は、トグルリンク機構４０を屈曲して型締力を落とし、分割ナット１９を開いて、再度タイバー１７の軸方向位置を調整する。そして、再度型締めし設定値どおりの型締力が発揮されていることが確認されると、型締力を落とし、クロスヘッド４６を原点位置に戻し、分割ナット１９を開いて、可動プラテン１５等を型開き位置まで後退させる。
以上の動作により、型合わせモードが終了する。
【００２８】
射出装置において、溶融物の射出充填準備が完了すると、続いて成形品を生産する成形モードを開始する。
まず、駆動サーボモータ６５を動作し、トグルリンク機構４０が伸びた状態より可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間隔が、タイバー１７の伸び量分だけ狭くなるように、クロスヘッド４６の位置を調整する。続いて、電磁ブレーキ８３に通電してブレーキを解除する。型開閉サーボモータ８７を動作し、可動プラテン１５等を前進させて、固定金型２１と可動金型２２を閉じ合わせる。この時、タイバー係合溝１７ａと分割ナット係合溝１９ｃは、丁度噛み合う位置になっているので、分割ナット１９を閉じて、タイバー１７と分割ナット１９およびエンドプラテン１６とを係合させる。駆動サーボモータ６５を動作しクロスヘッド４６を左に動かすと、図９のようにトグルリンク機構４０が一直線上に伸びてタイバーが伸ばされ、図８のように金型には設定値どおりの型締力が負荷された状態になる。
【００２９】
次に、射出装置を駆動し、金型内のキャビティ空間に溶融物を射出充填し適度な圧力を負荷する。溶融物が冷却固化し固体の成形品になると、クロスヘッド４６を右側に動かして型締め力を０に落とす。さらにクロスヘッドを右側に動かすと、固定金型２１と可動金型２２の間が開き、離型（強力型開き）が行なわれる。この時、成形品は、固定金型２１から離され可動金型２２側に貼り付く。クロスヘッド４６が原点位置まで移動すると、クロスヘッド４６の動作を止める。次に分割ナット１９を開いて、タイバー１７と分割ナット１９の係合を離脱させる。そして、型開閉駆動装置によって可動プラテン１５等を型開き後退位置まで開く。この状態からクロスヘッド４６をさらに右側に動かすと、図１０のように押出ピン４９が金型取付け面から突き出され、金型内の押出機構を動かし、成形品が可動金型２２から外れる。外れた成形品は取出装置等により機外に運び出す。その後、クロスヘッド４６は原点位置に戻され、一連の成形サイクルが完了する。そして引き続き、次の成形サイクルが開始される。
押出完了後、クロスヘッド４６を原点位置まで一旦戻さずに、分割ナットが噛み合う位置まで直接動かし、次に成形サイクルを開始することも可能である。また、型開き時において、完全に型開き後退位置まで開ききる前に押出動作を行なって、同時動作を行なうこともできる。
【００３０】
上述の実施例においては、クロスヘッド４６を動作するための駆動装置であるガイドロッド５１とリンク部ボールねじ軸５４は可動プラテン１５に支持されているが、エンドプラテン１６側に支持された構成にしても良い。
従来のトグルリンク式型締装置では、押出ピンは押出板に取付けられており、クロスヘッドと押出板は別々の２組の駆動機構によって動作される。一方、本願発明の型締装置では、押出板とクロスヘッドが共通化した構造になっているので、駆動機構も１組で良く、部品点数の削減や組立て工数の低減が図られる。
【００３１】
上記の実施の形態は本願発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本願発明の型締装置や押出方法は、自動車や電気製品のプラスチック製部品又はアルミニウム製部品を成形する射出成形機やダイカストマシンにおいて利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 型締装置
１１ マシンベース
１２ 固定キー
１４ 固定プラテン
１５ 可動プラテン
１６ エンドプラテン
１７ タイバー
１７ａ タイバー係合溝
１８ 射出用穴
１９ 分割ナット
１９ａ 右分割ナット
１９ｂ 左分割ナット
１９ｃ 分割ナット係合溝
２１ 固定金型
２２ 可動金型
３０ 固定ナット
３１ スプロケット
３２ チェーン
３４ アイドラースプロケット
３５ モータスプロケット
４０ トグルリンク機構
４１ 可動側リンク部材
４２ エンド側リンク部材
４３ 右リンク
４４ 左リンク
４５ クロスヘッドリンク
４６ クロスヘッド
４７ 大径リンクピン
４８ 小径リンクピン
４９ 押出ピン
５０ 固定板
５１ ガイドロッド
５２ ガイドロッドナット
５３ リンク部ボールねじナット
５４ リンク部ボールねじ軸
５５ リンク部軸受け
５６ リンク部支持軸受け
６１ 大プーリ
６２ 小プーリ
６３ 歯付きベルト
６４ モータブラケット
６５ 駆動サーボモータ
７０ スライド台
７１ ライナー
７２ スライドブロック
７３ スライドレール
７４ 連結ブロック
８１ 型開閉ボールねじ軸
８２ 型開閉ボールねじナット
８３ 電磁ブレーキ
８４ 支持ブロック
８５ 固定ブロック
８６ カップリング
８７ 型開閉用サーボモータ
９０ 分割ナット連結ブロック
９１ ボールねじ軸
９１ａ 右ねじ部
９１ｂ 左ねじ部
９２ 右ねじボールねじナット
９３ 左ねじボールねじナット
９４ 固定ブロック
９５ 支持ブロック
９６ カップリング
９７ ナット開閉用サーボモータ
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、プラスチック製部品を成形する電気駆動式の射出成形機において、機械長がコンパクトでかつ製造コストの低減が可能な型締装置に関する。また、溶融状態のアルミニウムを金型内に充填し、アルミニウム製部品を鋳造するダイカストマシンの型締装置にも適応できる。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機やダイカストマシンの型締装置には、金型を高速で開閉する機能と、金型を閉じた状態で大きな型締力を負荷できる機能が要求される。型締装置の構造には主に３つの種類あり、大径の油圧シリンダー１つで型開閉と型締めを行なう直圧式、リンク機構を用いて小径の油圧シリンダーで型開閉と型締めを行なうトグルリンク式、小径で長い油圧シリンダーで型開閉を行ない続いてロック装置を動作させた後大径で短い油圧シリンダーで型締めを行なう複合式がある。また、従来は油圧駆動式で、油圧ポンプから吐出された高圧の作動油を油圧シリンダーなどに供給し、機械を動作するものが主流であったが、近年では、サーボモータの回転運動をボールねじによって直線運動に変換する電気駆動式のものが多く生産され普及している。電気駆動式には、消費エネルギーが少ないことや、制御性能に優れていること、低騒音であるといった優れた特徴がある。一方、電気駆動式ではあまり大きな力を出せないので、型締装置においては、小さな力で大きな力を発揮できる倍力特性を持つトグルリンク式が採用されている。
また、型締装置には、金型を開いた時に可動金型に貼り付いた成形品を、可動金型から取り外すための押出装置が必ず備え付けられている。この動作も電気駆動式で行なうことができる。
【０００３】
特許文献１には、上述した電気駆動トグルリンク式型締装置に関する技術が開示されており、その図３に構造が描かれている。トグルリンク式型締装置は、主に固定盤、可動盤、エンドプレート、大きなトグル機構から構成されており、型締装置の内部に押出装置が組み込まれている。トグル機構と押出装置は、それぞれ別の駆動源（サーボモータとボールねじ）によって作動し、成形に必要な動作を行なう。
【０００４】
トグル式型締装置には、てこの原理の応用によって小さな力を大きな力に変換する倍力特性があり、電動駆動式に適しているという長所を持つが、一方、機械長が長くなるため、工場内に大きな設置面積を要するといった欠点がある。その欠点を解決するため、特許文献２には、複合式とトグル式のそれぞれの長所を組み合わせ、ミニトグル機構によって型締力を発揮する省スペース式の電動型締装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１０９０１号公報
【特許文献２】特開２００１−３００９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の型締装置は、機械長が短くなり省スペースであるという点で優れているが、型開閉駆動装置とトグルリンク駆動装置と押出駆動装置とそれぞれに駆動装置（サーボモータやボールねじ）が必要で、部品点数が多くなり組立てにも多くの工数を要し、製作コストが高くなるという問題点があった。
本願発明は、これらの問題点を鑑み、省スペースでかつ製造コストの低い電動式型締装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本願の第一の発明は、
固定金型を保持する固定プラテンと、可動金型を保持する可動プラテンと、トグルリンク機構を介して可動プラテンと連結するエンドプラテンと、固定プラテンに支持されたタイバーと、タイバーとエンドプラテンを係合する分割ナットと、可動プラテンとエンドプラテンとトグルリンク機構とを開閉動作する型開閉駆動装置と、トグルリンク機構を動作させ型締力を発生させるクロスヘッドと、可動プラテンを貫通しクロスヘッドに固定された押出ピンと、から構成され、クロスヘッドがエンドプラテン側に移動することにより型締力が発生し、可動プラテン側に移動することにより離型力が発生し、さらに可動プラテン側に移動することにより押出しピンを突き出すことが可能である、型締装置とする。
【０００８】
また第二の発明は、上記第一の発明の型締装置において、クロスヘッドを動作する駆動装置は、可動プラテンに支持される。
【０００９】
そして第三の発明は、上記第一及び第二の発明の型締装置を用いた押出方法であって、金型を閉じた状態で分割ナットを動作してタイバーとエンドプラテンを係合し、クロスヘッドをエンドプラテン側に移動させてトグルリンク機構によって型締力を発生させ、金型内に溶融物を射出充填して冷却固化した後、クロスヘッドを可動プラテン側に動かし、型締力を下げた後、さらに動かして離型力を発生させながら金型を少し開き、分割ナットを開いてタイバーとの係合を解除し、型開閉駆動装置を動作して可動金型を開き、型開動作完了後あるいは完了前に、クロスヘッドを可動プラテン側にさらに動かして押出ピンを突き出す押出方法である。
【発明の効果】
【００１０】
機械長が短い省スペース型の電動式型締装置であり、型締力発生装置（コンパクトなトグルリンク装置）と押出装置とを共通化できるため、部品点数と組立て工数を削減することができる。そのため、機械の製作コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明の型締装置であり、金型が開いている時の状態を示す図である。
【図２】トグルリンク機構の詳細を示す図である。
【図３】トグルリンク機構を可動プラテン側から見た図である。
【図４】トグルリンク機構の固定板をエンドプラテン側から見た図である。
【図５】固定プラテンを射出装置側から見た図であり、固定ナットの回転駆動装置などを示す。
【図６】分割ナットが開いている状態を示す図である。
【図７】分割ナットが閉じてタイバーと係合している状態を示す図である。
【図８】金型が閉じられて型締力が負荷されている状態の型締装置を示す図である。
【図９】トグルリンク機構が伸びている時の状態を示す図である。
【図１０】押出ピンが突き出ている時のトグルリンク機構の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本願発明に係る実施例を説明する。
図１は、本願発明の型締装置の全体を示している。
型締装置１０の下方部分は、床面に据付けられたマシンベース１１によって支持されている。マシンベース１１の上には、固定金型２１が取付けられた固定プラテン１４が、固定キー１２を介して固定された状態で載置されている。また固定プラテン１４の左側には、可動金型２２が取付けられた可動プラテン１５が載置されている。可動プラテン１５の下部はスライド台７０の上に固定されており、さらにスライド台７０の下側はスライドブロック７２とスライドレール７３を介して、マシンベース１１上に取付けられている。スライドブロック７２とスライドレール７３の間には、球や円筒ころなどの転動体が組み込まれているので、スライド台７０及び可動プラテン１５はマシンベース１１上を、滑らかに摺動運動（開閉動作）することができる。
【００１３】
可動プラテン１５の左側には、トグルリンク機構４０を介してエンドプラテン１６が備え付けられている。エンドプラテン１６の下部にはライナー７１が固定されており、スライド台７０の上を型開閉方向に摺動可能となっている。トグルリンク機構４０を動作することによって、後述する型締動作や離型動作、押出動作を行なうことができる。
【００１４】
固定プラテン１４、可動プラテン１５、及びエンドプラテン１６の四隅には、４本のタイバー１７が貫通しており、固体ナット３０によって固定プラテン１４に支持されている。また、エンドプラテン１６に取付けられた分割ナット１９の開閉動作によって、タイバー１７と分割ナット１９は係合および離脱（係合の解除）することが可能であり、タイバー１７とエンドプラテン１６が係合された状態において、型締力を発揮することができる。尚、図１において、トグルリンク機構４０が見えるよう、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間においてタイバー１７は描かれていない。
固定プラテン１４の中央部には、射出用穴１８が開いており、図示せぬ射出装置を挿入することが可能となっている。射出装置には、プラスチックやアルミニウムを溶融し、所望の量の溶融物を、金型内に射出充填する機構が設けられている。固定金型２１の溶融物流入口と射出装置の先端部分がタッチした状態で、金型キャビティ内に溶融物を射出充填し、冷却固化することによって所望の形状の成形品を成形することができる。
【００１５】
マシンベース１１の内側には、型開閉駆動装置が取付けられている。型開閉ボールねじ軸８１が、マシンベース１１に固定されている固定ブロック８５の内部において、軸受けを介し回転自在かつ軸方向には拘束された状態で支持されている。また、型開閉ボールねじ軸８１の右側は、支持ブロック８４により軸受けを介して回転自在に支持されている。型開閉ボールねじ軸８１の右端部は、支持ブロック８４に取付けられた電磁ブレーキ８３と連結しており、型開閉動作の非常急停止などをすることができる。型開閉ボールねじ軸８１を回転する際には、電磁ブレーキ８３に通電してブレーキの解除を行なう。型開閉ボールねじ軸８１の左端は、カップリング８６を介して型開閉サーボモータ８７の回転軸と連結しており、回転軸と型開閉ボールねじ軸８１は一体となって回転運動する。型開閉ボールねじ軸８１と螺合する型開閉ボールねじナット８２は、スライド台７０の下部に固定された連結ブロック７４に取付けられている。よって、図示せぬ制御装置から型開閉サーボモータ８７に回転指令が電気的に送られると、型開閉ボールねじ軸８１が回転し、ボールねじの作用によって、スライド台７０、可動プラテン１５、エンドプラテン１６などを開閉動作することが可能である。
【００１６】
図２にトグルリンク機構４０の詳細を示す。トグルリンク機構４０は、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間に取付けられている。
可動側リンク部材４１は、可動プラテン１５と一体であり、大径リンクピン４７を挿入する穴が設けられている。同様に、エンド側リンク部材４２も、エンドプラテン１６と一体であり、大径リンクピン４７を挿入する穴が設けられている。右リンク４３は、大径リンクピン４７を介して可動側リンク部材４１と連結しており、大径リンクピン４７を中心に回転運動することができる。また、左リンク４４も大径リンクピン４７を介してエンド側リンク部材４２と連結しており、大径リンクピン４７を中心に回転運動することができる。さらに、右リンク４３と左リンク４４は、大径リンクピン４７を介して連結している。右リンク４３や左リンク４４の大径リンクピン４７を挿入する穴には、内側にブッシュが組み込まれており、滑らかに回転運動できるようになっている。
【００１７】
可動プラテン１５には、ガイドロッド５１が固定されている。クロスヘッド４６には、ガイドロッド５１が貫通する穴が加工されており、ガイドロッド５１に案内されて左右に摺動運動することができる。クロスヘッド４６と右リンク４３は、クロスヘッドリンク４５及び小径リンクピン４８を介して連結している。クロスヘッド４６には、押出ピン４９が固定されており、押出ピン４９は可動プラテン１５を貫通する穴に挿入されている。よって、クロスヘッド４６が左右に動作すると、トグルリンク機構４０の作用によって、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間の距離を変えることができる。また、押出ピン４９を可動プラテン１５の金型取付け面から突き出したり、引き込めたりすることもできる。
【００１８】
ガイドロッド５１には、ガイドロッドナット５２によって固定板５０が取付けられている。可動プラテン１５には、リンク部ボールねじ軸５４がリンク部軸受け５５によって、回転自在かつ軸方向には拘束された状態で組み込まれている。リンク部ボールねじ軸５４と螺合するリンク部ボールねじナット５３は、クロスヘッド４６に固定されており、リンク部ボールねじ軸５４の左側は、リンク部支持軸受け５６によって、固定板５６に回転自在に支持されている。さらに、リンク部ボールねじ軸５４の左端部には、大プーリ６１が固定されている。固定板５０の下側には、モータブラケット６４によって駆動サーボモータ６５が取付けられている。尚、図１において、駆動サーボモータ６５は固定板５０の横側に取付けられているが、図２においては構成を理解しやすいよう下側に描いている。駆動サーボモータ６５の回転軸には、小プーリ６２が取付けられており、歯付きベルト６３によって、回転運動を大プーリ６１に伝達することができる。よって、制御装置のからの指令により駆動サーボモータ６５の回転軸が回転動作すると、リンク部ボールねじ軸５４が回転し、ボールねじの作用によって、クロスヘッド４６を左右に動かすことができる。
【００１９】
図２において、押出ピン４９の先端面は、可動プラテン１５の金型取付け面から２ｍｍ引っ込んだ位置にあり、この状態がクロスヘッド４６の原点位置となる。押出ピン４９の最大突き出し量を、例えば１００ｍｍとする場合は、クロスヘッド４６は原点位置より１０２ｍｍ右側に動けるよう、トグルリンク機構４０は設計される。また、離型（強力型開き）ストロークを２０ｍｍ、最大厚さの金型が取付けられた状態で最大型締力を発揮する時のタイバー１７の伸び量が５ｍｍである場合、原点位置状態からクロスヘッド４６が左側に動き、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間が２５ｍｍ離れ、且つその時に図９のように３本の大径リンクピン４７が一直線上に並ぶような位置になるよう設計される。
【００２０】
図３は、可動側リンク部材４１に挿入されている大径リンクピン４７の中心線断面を、可動プラテン１５側から見た図である。図１には示していない４本のタイバー１７が、エンドプラテン１６の四隅に配置されている。可動側リンク部材４１は、上側と下側に各４個あり、それぞれの間に３個の右リンク４３が大径リンクピン４７を介して連結している。また、３個の右リンク４３の間に２個のクロスヘッドリンク４５が配置され、小径ピン４８を介してクロスヘッド４６と連結している。クロスヘッド４６は、４本のガイドロッド５１によって摺動自在に支持されるとともに、２本のリンク部ボールねじ軸５４とリンク部ボールねじナット５３が組み込まれている。また、８本の押出ピン４９がクロスヘッド４６に固定されている。
【００２１】
図４は、図２における固定板５０をエンドプラテン１６側から見た図である。固定板５０は、ガイドロッドナット５２によって、４本のガイドロッド５１と固結している。駆動サーボモータ６５の回転軸に取付けられた小プーリ６２とリンク部ボールねじ軸５４の端部に取付けられた２個の大プーリ６１は、歯付きベルト６３によって連結しており、小プーリ６２の回転運動を２個の大プーリ６１に伝えることができる。
【００２２】
図１において、固定ナット３０の周囲部にチェーン用のスプロケット３１が取付けられており、スプロケット３１にはチェーン３２が巻き付けられている。固定ナット３０は、固定プラテン１４に対して、回転可能であるが、離型力を受けても固定プラテン１４から離れないように支持されている。
図５は、図１における固定プラテン１４を射出装置側（右側）から見た状態を示す図である。４本のタイバー１７と４個の固定ナット３０は、それぞれねじ結合しており、固定ナット３０に取付けられているスプロケット３１には、一本のチェーン３２が巻き付けられている。固体プラテン１４には、アイドラースプロケット３４が回転自在に取付けられている。さらに、固定プラテン１４に固定されたモータの回転軸には、モータスプロケット３５が取付けられており、モータを回転することによってチェーン３５を動かすことができる。タイバー１７には、図示せぬ回り止めが付いているので、チェーン３２を介して固定ナット３０を回すと、タイバー１７を軸方向に移動することができる。このように、軸方向の位置を調整することにより、エンドプラテン１６側において、タイバー１７と分割ナット１９の噛み合わせ歯が、丁度噛み合う位置にタイバー１７を移動することができる。タイバー１７の移動可能ストロークは、タイバー１７と分割ナット１９の噛み合わせ歯の１ピッチ分で良い。また、モータスプロケット３５を回転させるモータにブレーキを作用させることにより、固定ナット３０の回転は抑制され、固定プラテン１４、固定ナット３０及びタイバー１７は一体化する。
【００２３】
図６は、図１における分割ナット１９を左側から見た図である。図６において、分割ナット１９は開いており、タイバー１７と分割ナット１９の係合は解除された状態にある。金型の厚さに合わせた噛み合い位置において、タイバー１７の外周には、鋸歯状あるいは矩形波状のリング溝であるタイバー係合溝１７ａが加工されている。一方、分割ナット１９は右分割ナット１９ａと左分割ナット１９ｂとから構成されており、２つが閉じ合わさった状態においてタイバー係合溝１７ａと係合するよう、内側には分割ナット係合溝１９ｃが加工されている。右分割ナット１９ａと左分割ナット１９ｂは、エンドプラテン１６に接しながら横方向にスライドできるが、離型力を受けてもエンドプラテン１６から離れないように支持されている。また、上面には分割ナット連結ブロック９０が固結されており、それぞれに右ねじボールねじナット９２と左ねじボールねじナット９３が取付けられている。また、固定ブロック９４がエンドプラテン１６に固定されており、内部でボールねじ軸９１が軸受けを介して、回転自在かつ軸方向には拘束された状態で支持されている。ボールねじ軸９１の右側端部はカップリング９６によって、エンドプラテンに取付けられたナット開閉用サーボモータ９７の回転軸と連結されている。また、左側端部は、エンドプラテン１６に固定された支持ブロック９５に、回転自在に支持されている。
【００２４】
ボールねじ軸９１は、右ねじが加工された右ねじ部９１ａと、左ねじが加工された左ねじ部９１ｂとからなり、それぞれが右ねじボールねじナット９２と左ねじボールねじナット９３と螺合している。よって、図の矢印の方向にボールねじ軸９１を回すと、右分割ナット１９ａは左に動き、左分割ナット１９ｂは右に動き、分割ナット１９は閉じて、図７のようにタイバー１７と係合する。また、図７の矢印の方向に回すと分割ナット１９は開き、図６のようにタイバー１７との係合を解除することができる。
【００２５】
この型締装置１０におけるトグルリンク機構４０は、型締め、離型、押出に要する移動ストロークしか必要としないので、右リンク４３と左リンク４４はかなり短くなり、コンパクトトグルとなる。そのため、型開閉分以上のストロークを要する通常のトグルリンク式型締装置に比べて、トグルリンク部分をかなり短くできる。よって、型締装置の機械長は相当短くなり、省スペース式のマシンとなる。
【００２６】
ここから、以上説明した型締装置１０によって行なう、型開閉、型締め、離型（強力型開き）、及び押出の動作方法について説明する。
まず、金型を取付けた後に、型合わせモードを行なう。
最初に、型締装置１０に取付けられた金型の厚さと、設定された型締力によって決まるタイバー１７の伸び量をもとに、４本のタイバー１７の軸方向における位置を調節する必要がある。
分割ナット１９が開いた状態で、クロスヘッド４６を動かして、図９のように右リンク４３と左リンク４４が一直線上となる、トグルリンク機構４０が伸びた状態にする。次に、型開閉サーボモータ８７を動作して、可動プラテン１５を前進させて金型を閉じ合わせる。この時、型開閉サーボモータ８７に取付けられているロータリーエンコーダーの検出値より、金型の厚みを測定する。制御装置が、測定された金型の厚みと設定された型締め力をもとに、タイバー素材のヤング率等を考慮してタイバー１７の伸び量を算出する。
【００２７】
続いて、モータスプロケット３５を回転してタイバー１７を軸方向に動かし、タイバー係合溝１７ａと分割ナット係合溝１９ｃが丁度噛み合う位置から、算出されたタイバー１７の伸び量だけ右側にずらした位置で止める。型開閉駆動装置によって金型が閉じる力を負荷しながら、駆動サーボモータ６５を動作し、可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間隔を、タイバー１７の伸び量分だけ縮める。すると、タイバー係合溝１７ａと分割ナット係合溝１６ｃが丁度噛み合う位置となる。ナット開閉用サーボモータ９７を動作し、分割ナット１９を閉じてタイバー１７と係合させる。続いて、駆動サーボモータ６５を動作し、クロスヘッド４６を左側に動かしてトグルリンク機構を真っ直ぐに伸ばすと、図８のようになり、金型には型締力が負荷される。この時、型締力センサー（タイバーに貼ったひずみゲージなど）を用いて、設定値どおりの型締め力が発揮されているかを測定する。設定値と測定値の間に差がある場合は、トグルリンク機構４０を屈曲して型締力を落とし、分割ナット１９を開いて、再度タイバー１７の軸方向位置を調整する。そして、再度型締めし設定値どおりの型締力が発揮されていることが確認されると、型締力を落とし、クロスヘッド４６を原点位置に戻し、分割ナット１９を開いて、可動プラテン１５等を型開き位置まで後退させる。
以上の動作により、型合わせモードが終了する。
【００２８】
射出装置において、溶融物の射出充填準備が完了すると、続いて成形品を生産する成形モードを開始する。
まず、駆動サーボモータ６５を動作し、トグルリンク機構４０が伸びた状態より可動プラテン１５とエンドプラテン１６の間隔が、タイバー１７の伸び量分だけ狭くなるように、クロスヘッド４６の位置を調整する。続いて、電磁ブレーキ８３に通電してブレーキを解除する。型開閉サーボモータ８７を動作し、可動プラテン１５等を前進させて、固定金型２１と可動金型２２を閉じ合わせる。この時、タイバー係合溝１７ａと分割ナット係合溝１９ｃは、丁度噛み合う位置になっているので、分割ナット１９を閉じて、タイバー１７と分割ナット１９およびエンドプラテン１６とを係合させる。駆動サーボモータ６５を動作しクロスヘッド４６を左に動かすと、図９のようにトグルリンク機構４０が一直線上に伸びてタイバーが伸ばされ、図８のように金型には設定値どおりの型締力が負荷された状態になる。
【００２９】
次に、射出装置を駆動し、金型内のキャビティ空間に溶融物を射出充填し適度な圧力を負荷する。溶融物が冷却固化し固体の成形品になると、クロスヘッド４６を右側に動かして型締め力を０に落とす。さらにクロスヘッドを右側に動かすと、固定金型２１と可動金型２２の間が開き、離型（強力型開き）が行なわれる。この時、成形品は、固定金型２１から離され可動金型２２側に貼り付く。クロスヘッド４６が原点位置まで移動すると、クロスヘッド４６の動作を止める。次に分割ナット１９を開いて、タイバー１７と分割ナット１９の係合を離脱させる。そして、型開閉駆動装置によって可動プラテン１５等を型開き後退位置まで開く。この状態からクロスヘッド４６をさらに右側に動かすと、図１０のように押出ピン４９が金型取付け面から突き出され、金型内の押出機構を動かし、成形品が可動金型２２から外れる。外れた成形品は取出装置等により機外に運び出す。その後、クロスヘッド４６は原点位置に戻され、一連の成形サイクルが完了する。そして引き続き、次の成形サイクルが開始される。
押出完了後、クロスヘッド４６を原点位置まで一旦戻さずに、分割ナットが噛み合う位置まで直接動かし、次に成形サイクルを開始することも可能である。また、型開き時において、完全に型開き後退位置まで開ききる前に押出動作を行なって、同時動作を行なうこともできる。
【００３０】
上述の実施例においては、クロスヘッド４６を動作するための駆動装置であるガイドロッド５１とリンク部ボールねじ軸５４は可動プラテン１５に支持されているが、エンドプラテン１６側に支持された構成にしても良い。
従来のトグルリンク式型締装置では、押出ピンは押出板に取付けられており、クロスヘッドと押出板は別々の２組の駆動機構によって動作される。一方、本願発明の型締装置では、押出板とクロスヘッドが共通化した構造になっているので、駆動機構も１組で良く、部品点数の削減や組立て工数の低減が図られる。
【００３１】
上記の実施の形態は本願発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本願発明の型締装置や押出方法は、自動車や電気製品のプラスチック製部品又はアルミニウム製部品を成形する射出成形機やダイカストマシンにおいて利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 型締装置
１１ マシンベース
１２ 固定キー
１４ 固定プラテン
１５ 可動プラテン
１６ エンドプラテン
１７ タイバー
１７ａ タイバー係合溝
１８ 射出用穴
１９ 分割ナット
１９ａ 右分割ナット
１９ｂ 左分割ナット
１９ｃ 分割ナット係合溝
２１ 固定金型
２２ 可動金型
３０ 固定ナット
３１ スプロケット
３２ チェーン
３４ アイドラースプロケット
３５ モータスプロケット
４０ トグルリンク機構
４１ 可動側リンク部材
４２ エンド側リンク部材
４３ 右リンク
４４ 左リンク
４５ クロスヘッドリンク
４６ クロスヘッド
４７ 大径リンクピン
４８ 小径リンクピン
４９ 押出ピン
５０ 固定板
５１ ガイドロッド
５２ ガイドロッドナット
５３ リンク部ボールねじナット
５４ リンク部ボールねじ軸
５５ リンク部軸受け
５６ リンク部支持軸受け
６１ 大プーリ
６２ 小プーリ
６３ 歯付きベルト
６４ モータブラケット
６５ 駆動サーボモータ
７０ スライド台
７１ ライナー
７２ スライドブロック
７３ スライドレール
７４ 連結ブロック
８１ 型開閉ボールねじ軸
８２ 型開閉ボールねじナット
８３ 電磁ブレーキ
８４ 支持ブロック
８５ 固定ブロック
８６ カップリング
８７ 型開閉用サーボモータ
９０ 分割ナット連結ブロック
９１ ボールねじ軸
９１ａ 右ねじ部
９１ｂ 左ねじ部
９２ 右ねじボールねじナット
９３ 左ねじボールねじナット
９４ 固定ブロック
９５ 支持ブロック
９６ カップリング
９７ ナット開閉用サーボモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を保持する固定プラテンと、可動金型を保持する可動プラテンと、トグルリンク機構を介して前記可動プラテンと連結するエンドプラテンと、前記固定プラテンに支持されたタイバーと、前記タイバーと前記エンドプラテンを係合する分割ナットと、前記可動プラテンと前記エンドプラテンと前記トグルリンク機構とを開閉動作する型開閉駆動装置と、前記トグルリンク機構を動作させ型締力を発生させるクロスヘッドと、前記可動プラテンを貫通し前記クロスヘッドに固定された押出ピンと、から構成され、
前記クロスヘッドが前記エンドプラテン側に移動することにより型締力が発生し、前記可動プラテン側に移動することにより離型力が発生し、さらに前記可動プラテン側に移動することにより前記押出しピンを突き出すことが可能である、
ことを特徴とする型締装置。
【請求項２】
前記クロスヘッドを動作する駆動装置は、前記可動プラテンに支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の型締装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の型締装置を用いた押出方法であって、
金型を閉じた状態で前記分割ナットを動作して前記タイバーと前記エンドプラテンを係合し、
前記クロスヘッドを前記エンドプラテン側に移動させて前記トグルリンク機構によって型締力を発生させ、
前記金型内に溶融物を射出充填して冷却固化した後、
前記クロスヘッドを前記可動プラテン側に動かし、型締力を下げた後、さらに動かして離型力を発生させながら前記金型を少し開き、
前記分割ナットを開いて前記タイバーとの係合を解除し、
前記型開閉駆動装置を動作して前記可動金型を開き、
型開動作完了後あるいは完了前に、前記クロスヘッドを前記可動プラテン側にさらに動かして前記押出ピンを突き出す、ことを特徴とする押出方法。
【請求項１】
固定金型を保持する固定プラテンと、可動金型を保持する可動プラテンと、トグルリンク機構を介して前記可動プラテンと連結するエンドプラテンと、前記固定プラテンに支持されたタイバーと、前記タイバーと前記エンドプラテンを係合する分割ナットと、前記可動プラテンと前記エンドプラテンと前記トグルリンク機構とを開閉動作する型開閉駆動装置と、前記トグルリンク機構を動作させ型締力を発生させるクロスヘッドと、前記可動プラテンを貫通し前記クロスヘッドに固定された押出ピンと、から構成され、
前記クロスヘッドが前記エンドプラテン側に移動することにより型締力が発生し、前記可動プラテン側に移動することにより離型力が発生し、さらに前記可動プラテン側に移動することにより前記押出しピンを突き出すことが可能である、
ことを特徴とする型締装置。
【請求項２】
前記クロスヘッドを動作する駆動装置は、前記可動プラテンに支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の型締装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の型締装置を用いた押出方法であって、
金型を閉じた状態で前記分割ナットを動作して前記タイバーと前記エンドプラテンを係合し、
前記クロスヘッドを前記エンドプラテン側に移動させて前記トグルリンク機構によって型締力を発生させ、
前記金型内に溶融物を射出充填して冷却固化した後、
前記クロスヘッドを前記可動プラテン側に動かし、型締力を下げた後、さらに動かして離型力を発生させながら前記金型を少し開き、
前記分割ナットを開いて前記タイバーとの係合を解除し、
前記型開閉駆動装置を動作して前記可動金型を開き、
型開動作完了後あるいは完了前に、前記クロスヘッドを前記可動プラテン側にさらに動かして前記押出ピンを突き出す、ことを特徴とする押出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
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【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３６０００（Ｐ２０１２−１３６０００Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１５０３（Ｐ２０１０−２９１５０３）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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