成形機の型締装置
【課題】ハーフナットとハーフナット係合溝との設定位置が厳密に合致していない場合にも、ロック手段の破壊を防止でき、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができる型締装置を提供する。
【解決手段】第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の全長Ｌを、可動ダイプレート２４のロック手段取付面と、支持部材２７１を構成する前板２７１ｃの内面との間隔Ｄよりも１ｍｍ程度小さく形成する。具体的には、ロック手段２７を構成する保持板２７３、ねじ軸２７４、右ねじ用ナット体２７５、左ねじ用ナット体２７６、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を、摺動手段２７２を介して支持部材２７１に取り付け、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を、可動ダイプレート２４のロック手段取付面及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間に設けられたクリアランス内で自由に変位させる。
【解決手段】第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の全長Ｌを、可動ダイプレート２４のロック手段取付面と、支持部材２７１を構成する前板２７１ｃの内面との間隔Ｄよりも１ｍｍ程度小さく形成する。具体的には、ロック手段２７を構成する保持板２７３、ねじ軸２７４、右ねじ用ナット体２７５、左ねじ用ナット体２７６、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を、摺動手段２７２を介して支持部材２７１に取り付け、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を、可動ダイプレート２４のロック手段取付面及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間に設けられたクリアランス内で自由に変位させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に備えられる型締装置に係り、特に、所謂２プラテン方式の型締装置に備えられるタイバーロック手段の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
２プラテン方式の型締装置は、固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、これら固定ダイプレートと可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、固定ダイプレートに対して可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において可動ダイプレートとタイバーとを一体に連結するロック手段と、タイバーを介して固定金型と固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とから主に構成されており、３プラテン方式の型締装置に備えられるヘッドストックに相当する部材を省略できるので、型締装置を備えた成形機の機械重量の軽減と据付面積の減少とを図ることができる。
【０００３】
ロック手段は、可動ダイプレートに開閉可能に取り付けられたハーフナットを有しており、タイバーに形成されたハーフナット係合溝にハーフナットとを係合することによって可動ダイプレートとタイバーとを一体に連結すると共に、ハーフナット係合溝とハーフナットとの係合を解除することによってタイバー（固定ダイプレート）に対する可動ダイプレートの相対的な移動を可能にする。
【０００４】
従来、ロック手段の駆動源としては、油圧装置を利用したもの（例えば、特許文献１参照。）及びエアシリンダ等の圧力シリンダを用いたもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５８４５０号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１２３２０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、ロック手段の駆動源として油圧装置を利用したものは、油圧タンク、油圧ポンプ及び油圧配管等の設備を成形工場内に備えなくてはならないので、設備が大型化及び複雑化し、トータルの設備コストが高価になるという問題がある。また、この種のロック手段は、センサ類を用いてハーフナットの動作位置を検出しなければ、ハーフナットがタイバーのロック位置又はロック解除位置に至ったことを判定できないので、センサ類が必須の構成要素であり、この点からも設備コストが高価になる。さらに、この種のロック手段は、油圧装置からの油漏れにより、成形工場内が汚れやすいという問題もある。
【０００７】
一方、ロック手段の駆動源としてエアシリンダ等の圧力シリンダを用いたものは、油圧装置を利用したものに比べて設備を簡略化することができ、かつ油漏れによる成形工場内が汚れの虞もないが、油圧装置を利用したものと同様に、ハーフナットがタイバーのロック位置又はロック解除位置に至ったことを検出するためのセンサ類を必要とするため、この点で型締装置ひいては成形機の低コスト化を図ることが難しいという問題がある。
【０００８】
このような問題は、ロック手段の駆動源として電動サーボモータを用い、この電動サーボモータの駆動力をボールねじ機構を介してハーフナットに伝達する、という構成をとることにより解決することができる。しかしながら、かかる構成によると、ハーフナットがボールねじ機構に緩みなく連結されるので、ロック手段の駆動源としてエアシリンダ等の圧力シリンダを用いた場合とは異なり、ハーフナットの動きに遊びを与えることが難しく、ハーフナットの設定位置とタイバーに形成されたハーフナット係合溝の設定位置とが厳密に合致していないと、これら各部材の係合を円滑に行うことができず、ロック手段に過大な力が作用して、ロック手段が破壊されるという不都合を生じることが予想される。
【０００９】
本発明は、かかる不都合を回避するためになされたものであり、その目的は、仮にハーフナットとタイバーに形成されたハーフナット係合溝との設定位置が厳密に合致していない場合にも、ロック手段の破壊を防止できると共に、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができる型締装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するため、固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、前記固定ダイプレートに対して前記可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において前記可動ダイプレートと前記タイバーとを一体に連結するロック手段と、前記タイバーを介して、前記固定金型と前記固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とを備えた成形機の型締装置において、前記ロック手段は、前記タイバーを介して相対向に配置された２つのハーフナットと、これら２つのハーフナットの駆動源であるロック用電動サーボモータと、該ロック用電動サーボモータの駆動力を前記２つのハーフナットに伝達して、前記２つのハーフナットを前記タイバーに接近する方向又は前記タイバーから離隔する方向に相対的に駆動するボールねじ機構とからなり、前記２つのハーフナットは、前記タイバーの軸線方向に若干量移動できるようにして、前記可動ダイプレートに取り付けるという構成にした。
【００１１】
ハーフナットの駆動源として電動サーボモータを用いると、油圧装置を用いる場合とは異なり、油圧源となる各種の機器や配管を省略できるので、成形工場の設備コストを低減することができる。また、油圧装置からの油漏れを起こすということがあり得ないので、成形工場内を清潔に保つことができる。さらに、電動サーボモータに敷設されたエンコーダからの出力信号により、ハーフナットの動作位置を知ることができるので、ハーフナットの動作位置を検出するためのセンサ類が不要で、この点からも設備の簡略化と低コスト化とを図ることができる。加えて、ハーフナットをタイバーの軸線方向に若干量移動できるようにすると、仮にハーフナットの設定位置とタイバーに形成されたハーフナット係合溝の設定位置とが厳密に合致していない場合にも、ロック用電動サーボモータの駆動力を受けたときに、ハーフナットを自動的にハーフナット係合溝と合致する方向に変位させることができるので、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができると共に、ロック手段に過大な力が作用することを防止できるので、ロック手段の破壊を防止することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に複数本のタイバーを橋架し、これら複数本のタイバーのそれぞれに対応して、前記ロック手段を配置するという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、複数のロック手段で各タイバーをロックするので、タイバーのロック力を高めることができると共に、固定金型及び可動金型に型締力を均一に作用することができ、ばり等のない高品質の成形品を成型することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記ボールねじ機構は、略中央部を境として一方側に右ねじが形成されると共に他方側に左ねじが形成され、前記ロック用電動サーボモータによって回転駆動されるねじ軸と、前記２つのハーフナットの一方と一体に形成され、前記右ねじに螺合される右ねじ用ナット体と、前記２つのハーフナットの他方と一体に形成され、前記左ねじに螺合される左ねじ用ナット体とからなるという構成にした。
【００１５】
かかる構成によると、１本のねじ軸に右ねじ及び左ねじを形成し、当該ねじ軸の右ねじ部分及び左ねじ部分にそれぞれ右ねじ用ナット体及び左ねじ用ナット体を螺合するので、別個に形成された右ねじ軸と左ねじ軸とを用いる場合に比べて、型締装置の構成を簡略化でき、その低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ハーフナットの駆動源として電動サーボモータを用いるので、油圧装置又はエアシリンダ等の圧力シリンダを用いる場合に比べて、設備の簡略化及び低コスト化を図ることができ、成形工場内の環境も良好に保つことができる。また、ハーフナットをタイバーの軸線方向に若干量移動できるようにしたので、仮にハーフナットの設定位置とタイバーに形成されたハーフナット係合溝の設定位置とが厳密に合致していない場合にも、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができると共に、ロック手段に過大な力が作用することを防止できるので、ロック手段の破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機の斜視図である。
【図２】ハーフナットの動作並びにハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合い状態を示す要部断面図である。
【図３】型閉状態にある型締装置の側方から見た要部断面図である。
【図４】可動ダイプレートのロック手段取付面側から見た正面図である。
【図５】ロック手段の正面図である。
【図６】ロック手段の側面図である。
【図７】型閉状態にある型締装置の平面図である。
【図８】型締状態にある型締装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態に係る成形機の型締装置を、射出成形機の型締装置を例にとって説明する。実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機は、図１に示すように、ベースフレーム１上に設けられた型締装置２と、型締装置２と対向に配置された射出装置３と、これら型締装置２及び射出装置３の駆動を制御するコントローラ４とから主に構成されている。
【００１９】
型締装置２は、固定金型２１を取り付けた固定ダイプレート２２と、可動金型２３を取り付けた可動ダイプレート２４と、固定ダイプレート２２と可動ダイプレート２４との間に橋架された合計４本のタイバー２５と、固定ダイプレート２２に対して可動ダイプレート２４を型開閉方向に駆動する型開閉手段２６と、可動ダイプレート２４に取り付けられ、型閉位置において可動ダイプレート２４とタイバー２５とを一体に連結するロック手段２７と、タイバー２５を介して、固定金型２１と可動金型２３との間に所要の型締力を付与する型締手段２８と、型開閉手段２６、ロック手段２７及び型締手段２８の駆動を制御するコントローラ４とを有している。
【００２０】
固定金型２１と可動金型２３の突き当て面には、図示しない所望のキャビティが形成され、固定金型２１には、射出装置３から射出される溶融樹脂をキャビティ内に導くための図示しないスプールが連通される。
【００２１】
固定ダイプレート２２は、ボルト２２１を用いてベースフレーム１に固定される。一方、可動ダイプレート２４は、ガイドレール２４１を介してベースフレーム１に摺動自在に取り付けられ、固定ダイプレート２２に対して接近又は離隔する方向に移動可能とされる。図１から明らかなように、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４は、正面形状が略四角形に形成されており、その四隅部分に開設されたタイバー貫通孔にタイバー２５が貫通されている。固定ダイプレート２２には、射出装置３に備えられた射出ノズルを挿入して、その先端部を固定金型１１に開設されたスプールに当接させるための図示しないノズル挿入孔が開設される。
【００２２】
タイバー２５は、可動ダイプレート２４を固定ダイプレート２２に対して接近又は離隔する方向に案内すると共に、型締時には、固定金型２１と可動金型２３との間に、型締手段２８を駆動することにより発生する型締力を付与するものであって、その一端は、型締手段２８に固定され、他端は、可動ダイプレート２４に開設されたタイバー挿通孔に挿入されている。タイバー２５は、型開閉手段２６により可動ダイプレート２４が型閉位置まで移動されたときには、可動ダイプレート２４のタイバー挿通孔に挿入された端部が、可動ダイプレート２４のロック手段取付面側に突出し、型開閉手段２６により可動ダイプレート２４が型開位置まで移動されたときには、可動ダイプレート２４のタイバー挿通孔から脱落しない長さに形成されており、型閉位置において可動ダイプレート２４から外向きに突出する部分には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ハーフナット係合溝２５１が一定ピッチで複数列形成されている。
【００２３】
型開閉手段２６は、固定金型２１及び可動金型２３の突き当て面が当接される型閉位置と、成形品の取り出しを行う型開位置との間で可動ダイプレート２４を往復駆動するもので、図３に示すように、固定ダイプレート２２に一端が固定されたねじ軸２６１と、このねじ軸２６１に螺合されるナット体が内蔵された型開閉用電動サーボモータ２６２とをもって構成される。型開閉用電動サーボモータ２６２は、所謂ビルトインモータ（Built-in Motor）であって、ケーシング２６３と、ケーシング２６３の内面に固定された円筒形のモータ固定子２６４と、モータ固定子２６４の外周に巻回されたモータコイル２６５と、モータ固定子２６４内に配置された円筒形のモータ回転子２６６と、モータ回転子２６６と一体に形成されたナット体２６７と、モータ回転子２６６の外面に取り付けられたモータ磁石２６８とをもって構成される。型開閉用電動サーボモータ２６２を一方向に回転すると、ナット体２６７がねじ軸２６１に形成されたねじ山の斜面に沿って一方向に移動し、例えば可動ダイプレート２４が型閉方向に移動する。また、型開閉用電動サーボモータ２６２を他の一方向に回転すると、ナット体２６７がねじ軸２６１に形成されたねじ山の斜面に沿って他の一方向に移動し、例えば可動ダイプレート２４が型開方向に移動する。
【００２４】
ロック手段２７は、可動ダイプレート２４の固定ダイプレート２２と対向しない側の面に取り付けられており、図４に示すように、可動ダイプレート２４を貫通する各タイバー２５毎に設けられる。このロック手段２７は、図５及び図６に示すように、上板２７１ａ、下板２７１ｂ及び前板２７１ｃからなり、上板２７１ａ及び下板２７１ｂの先端が可動ダイプレート２４に固定された支持部材２７１と、支持部材２７１の上面及び下面に摺動手段２７２を介して取り付けられ、可動ダイプレート２４のロック手段取付面の法線方向に若干量移動可能な２枚の保持板２７３と、これら２枚の保持板２７３の両端部に橋架された片側１本、合計２本のねじ軸２７４と、これら２本のねじ軸２７４にそれぞれ螺合された右ねじ用ナット体２７５及び左ねじ用ナット体２７６と、右ねじ用ナット体２７５と一体に形成された第１のハーフナット２７７と、左ねじ用ナット体２７６と一体に形成された第２のハーフナット２７８と、図示しない所要の動力伝達機構を介してねじ軸２７４を回転駆動するロック用電動サーボモータ２７９とから構成されている。ねじ軸２７４には、略中央部を境として、一方側に右ねじ用ナット体２７５を螺合するための右ねじが形成され、他方側に左ねじ用ナット体２７６を螺合するための左ねじが形成されている。第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、図５に示すように、正面形状が略半円形に形成されており、その内面の長さ方向には、図２に示すように、タイバー２５の外面に形成されたハーフナット係合溝２５１内に挿入可能な係合凸部２７７ａ，２７８ａが一定ピッチで複数列形成されている。なお、ロック用電動サーボモータ２７９としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。
【００２５】
本例のロック手段２７は、このように構成されているので、ロック用電動サーボモータ２７９を回転駆動すると、その回転力が図示しない動力伝達機構を介してねじ軸２７４に伝達され、ねじ軸２７４の回転運動が右ねじ用ナット体２７５及び左ねじ用ナット体２７６に伝達されて、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が、互いに接近する方向又は離隔する方向に移動する。これら第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の移動方向は、ロック用電動サーボモータ２７９を正転又は逆転することによって切り換えられる。第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が互いに接近する方向に移動して、係合凸部２７７ａ，２７８ａがハーフナット係合溝２５１内の所定位置まで挿入されたとき、タイバー２５はロック状態となり、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が互いに離隔する方向に移動して、係合凸部２７７ａ，２７８ａがハーフナット係合溝２５１から完全に離脱したとき、タイバー２５はロック解除状態となる。
【００２６】
また、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の全長Ｌは、図６に示すように、可動ダイプレート２４のロック手段取付面と、支持部材２７１を構成する前板２７１ｃの内面との間隔Ｄよりも僅かに、例えば、１ｍｍ程度小さく形成される。前述のように、ロック手段２７を構成する保持板２７３、ねじ軸２７４、右ねじ用ナット体２７５、左ねじ用ナット体２７６、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、摺動手段２７２を介して支持部材２７１に取り付けられているので、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８と可動ダイプレート２４のロック手段取付面及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間にクリアランスを設けることにより、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８をこのクリアランスの範囲内で自由に変位させることができる。よって、係合凸部２７７ａ，２７８ａとハーフナット係合溝２５１とが完全に合致しない場合にも、この遊びを利用して、タイバー２５をロック手段２７にて確実にロックできると共に、係合凸部２７７ａ，２７８ａ及びハーフナット係合溝２５１に過大な力が作用することを防止でき、タイバー２５及びロック部材２７の破損を防止することができる。
【００２７】
型締手段２８は、図１に示すように、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の上辺側に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与する第１の型締手段２８ａと、下辺側に配置された他の２本のタイバー２５に型締力を付与する第２の型締手段２８ｂとをもって構成される。かかる構成によると、２つの型締手段２８ａ，２８ｂを並列に用いるので、１つ当たりの型締手段のサイズを小型化でき、成形機の据付面積を小さなものにすることができる。なお、第１の型締手段２８ａをもって、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の左右いずれか一方の側辺に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与し、第２の型締手段２８ｂをもって、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の他方の側辺に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与するという構成にすることもできる。
【００２８】
これら第１及び第２の型締手段２８ａ，２８ｂは、図７及び図８に示すように、タイバー２５の一端が固定されたモータ取付部材２８１と、このモータ取付部材２８１に取り付けられた型締用電動サーボモータ２８２と、一端側がモータ取付部材２８１に回動可能にピン結合された略Ｌ字形のＢリンク２８３と、一端側が固定ダイプレート２２に回動可能にピン結合されると共に、他端側がＢリンク２８３の他端側と相対的に回動するようにピン結合されたＡリンク２８４と、ボールネジ機構２８５を介して型締用電動サーボモータ２８２の駆動力を受けるクロスヘッド２８６と、一端がクロスヘッド２８６に回動可能にピン結合されると共に、他端側がＢリンク２８３の他の連結部と相対的に回動するようにピン結合されたＣリンク２８７とからなる。なお、本例の型締手段においては、トグルリンク機構が、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とＣリンク２８７とを有する５点軸支構造のリンク機構となっているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の形式のトグルリンク機構を用いることも勿論可能である。なお、型締用電動サーボモータ２８２としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。
【００２９】
これらの型締装置２８ａ，２８ｂは、図７に示すように、固定金型２１と可動金型２３とが型閉され、かつタイバー２５に形成されたハーフナット係合溝２５１にロック手段２７に備えられた第１及び第２のハーフナット２７７，２７８がロックされている状態から（なお、図７においては、理解を容易にするため、固定金型２１と可動金型２３との間に、若干の隙間が描かれている。）、型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、ボールネジ機構２８５を介してクロスヘッド２８６を固定ダイプレート２２側に移動すると、図８に示すように、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが一直線状に延びてモータ取付部材２８１が射出装置３側に後退し、タイバー２５に引張力が作用して、固定金型２１と可動金型２３とが型締めされる。これにより、固定金型２１と可動金型２３との間に所要のキャビティが形成されるので、射出装置３によるキャビティ内への成形材料の射出が可能になる。また、この状態から、型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、ボールネジ機構２８５を介してクロスヘッド２８６をモータ取付部材２８１側に移動すると、図７に示すように、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが折り畳まれて、モータ取付部材２８１が固定ダイプレート２２側に前進し、固定金型２１と可動金型２３とが型開される。
【００３０】
射出装置３は、図１に示すように、計量用電動サーボモータ３０１と、２つの射出用電動サーボモータ３０２，３０３とを備え、これら２つの射出用電動サーボモータ３０２，３０３の合力を、加熱シリンダ３０４内に回転可能かつ前後進可能に収納された図示しないスクリュに伝達して、固定金型２１と可動金型２３との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を射出する。なお、計量用電動サーボモータ３０１及び射出用電動サーボモータ３０２，３０３としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。射出装置３の構成に関しては、本発明の要旨ではなく、かつ公知に属する事項であるので、これ以上の説明を省略する。
【００３１】
コントローラ４は、２つの型開閉用電動サーボモータ２６２、４つのロック用電動サーボモータ２７９、２つの型締閉用電動サーボモータ２８２、それに射出用電動サーボモータ３０１と射出用電動サーボモータ３０２，３０３に内蔵された各エンコーダから出力される位置信号ａ〜ｋに基づいて前記各電動サーボモータの制御信号ｌ〜ｖを生成し、図示しないモータドライバ回路を介して、前記各電動サーボモータの駆動停止を制御する。
【００３２】
以下、コントローラ４によって行われる射出成形機の動作制御について説明する。
【００３３】
金型取付時（交換時）、可動ダイプレート２４は、型開閉用電動サーボモータ２６２を駆動することによって型開位置に移動され、ロック手段２７は、ロック用電動サーボモータ２７９を駆動することによって第１及び第２のハーフナット２７７，２７８がロック解除位置に移動され、型締手段２８は、型締用電動サーボモータ２８２を駆動することによってモータ取付部材２８１が最も固定ダイプレート２２から離隔した位置に移動される。この状態において、固定金型２１及び可動金型２３は、それぞれ固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４に取り付けられる。
【００３４】
しかる後に、コントローラ４は、型開閉用電動サーボモータ２６２を駆動し、固定金型２１及び可動金型２３の型閉位置まで、可動ダイプレート２４を固定ダイプレート２２側に移動する。可動ダイプレート２４の型閉位置は、コントローラ４に記憶される。
【００３５】
可動ダイプレート２４が型閉位置まで移動されたとき、タイバー２５の先端部は、可動ダイプレート２４に開設されたタイバー貫通孔を貫通して、可動ダイプレート２４のロック部材取付面側に突出する。可動ダイプレート２４からのタイバー２５の突出量は、固定金型２１及び可動金型２３のダイハイトによって異なり、図２（ｃ）に示すように、タイバー２５に形成されたハーフナット係合溝２５１の形成位置と、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８に形成された係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが、タイバー２５の軸方向にずれる。そのずれ量は、最大でハーフナット係合溝２５１の形成ピッチｐの１ピッチ分であり、ダイハイト（既知）をハーフナット係合溝の形成ピッチ（既知）で除した商の余りの値となる。この余りの値に相当する移動量だけ、タイバー２５を移動させるための型締用電動サーボモータ２８２の駆動量は、トグルリンク機構を構成するＡリンク２８４及びＢリンク２８３の長さから容易に求めることができる。これらの演算は、コントローラ４によって行われる。コントローラ４は、この演算結果に基づいて型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、トグルリンク機構を介してタイバー２５を所定量移動する。これにより、図２（ｂ）に示すように、ハーフナット係合溝２５１の形成位置と、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８に形成された係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とを合致させることができる。
【００３６】
次いで、コントローラ４は、ロック用電動サーボモータ２７９を駆動し、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を互いに接近する方向に移動する。ハーフナット係合溝２５１の形成位置と係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが完全に合致している場合、係合凸部２７７ａ，２７８ａは、タイバー２５との間に作用する摩擦力程度の抵抗力でハーフナット係合溝２５１内に進入する。そして、ロック用電動サーボモータ２７９に備えられたエンコーダの出力が予め定められたタイバーロック位置に達したとき、ロック用電動サーボモータ２７９を停止する。これにより、タイバー２５が、可動ダイプレート２４にロックされる。
【００３７】
仮に、ハーフナット係合溝２５１の形成位置と係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが完全に合致していない場合には、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を互いに接近する方向に移動したとき、ハーフナット係合溝２５１に係合凸部２７７ａ，２７８ａが衝合する。しかし、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、可動ダイプレート２４及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間に設けられたクリアランスの範囲内で自由に変位できるようになっているので、ハーフナット係合溝２５１と衝合したとき、その力によって衝合を避ける方向に変位し、ハーフナット係合溝２５１内への挿入が可能になる。よって、タイバー２５のロックを確実に行えると共に、タイバー２５及びロック手段２７に過大な力が作用することを防止でき、振動・騒音の低減及び耐久性の向上を図ることができる。
【００３８】
ロック手段２７によりタイバー２５が可動ダイプレート２４にロックされた後、コントローラ４は、型締用電動サーボモータ２８２を駆動して、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが一直線状に延びるまでクロスヘッド２８７を前進させる。これにより、タイバー２５に引張力が作用して、固定金型２１と可動金型２３とが型締めされる。
【００３９】
型締後、コントローラ４は、射出用電動サーボモータ３０２，３０３を駆動して、金型キャビティ内に所定量の溶融樹脂を射出する。射出後は、前記と逆の工程を経て、原位置に復帰する。
【００４０】
前記実施形態に係る成形機の型締装置は、型開閉用電動サーボモータ２６２及び型締用電動サーボモータ２８２を用いて、ハーフナット係合溝２５１と第１及び第２のハーフナット２７７，２７８との噛み合わせ位置の調整を行うので、これらの噛み合わせ位置を調整するためにのみ用いる特別な手段を備える必要がなく、型締装置２ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化を図ることができる。また、装置各部の駆動源として、全て電動サーボモータを用いたので、成形機を全電動化することができ、この点からも型締装置２ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化が可能であると共に、電動サーボモータに代えて油圧アクチュエータを用いる場合のように、油漏れによる成形工場内の汚れを防止できて、成形工場内の作業環境を良好なものにすることができる。
【００４１】
なお、前記実施形態においては、射出成形機の型締装置を例にとって説明したが、ダイカストマシンの型締装置にも応用することができる。
【００４２】
また、前記実施形態においては、型開閉手段２６、ロック手段２７、型締手段２８及び射出装置３の駆動源として電動サーボモータを用いたが、ロック手段２７及び射出装置３の駆動源としては、油圧アクチュエータやエアアクチュエータを用いることもできる。
【００４３】
さらに、前記実施形態においては、型開閉用電動サーボモータ２６２、ロック用電動サーボモータ２７９、型締閉用電動サーボモータ２８２、計量・射出用電動サーボモータ３０１，３０２，３０３としてビルトインモータを用いたが、他種のモータを用いることも勿論可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンの型締装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ ベースフレーム
２ 型締装置
２１ 固定金型
２２ 固定ダイプレート
２３ 可動金型
２４ 可動ダイプレート
２５ タイバー
２５１ ハーフナット係合溝
２６ 型開閉手段
２６１ ねじ軸
２６２ 型開閉用電動サーボモータ
２６３ ケーシング
２６４ モータ固定子
２６５ モータコイル
２６６ モータ回転子
２６７ ナット体
２６８ モータ磁石
２７ ロック手段
２７１ 支持部材
２７２ 摺動手段
２７３ 保持板
２７４ ねじ軸
２７５ 右ねじ用ナット体
２７６ 左ねじ用ナット体
２７７ 第１のハーフナット
２７８ 第２のハーフナット
２７９ ロック用電動サーボモータ
２８ 型締手段
２８ａ 第１の型締手段
２８ｂ 第２の型締手段
２８１ モータ取付部材
２８２ 型締用電動サーボモータ
２８３ Ｂリンク
２８４ Ａリンク
２８５ ボールネジ機構
２８６ クロスヘッド
２８７ Ｃリンク
３ 射出装置
３０１ 計量用電動サーボモータ
３０２，３０３ 射出用電動サーボモータ
４ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に備えられる型締装置に係り、特に、所謂２プラテン方式の型締装置に備えられるタイバーロック手段の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
２プラテン方式の型締装置は、固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、これら固定ダイプレートと可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、固定ダイプレートに対して可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において可動ダイプレートとタイバーとを一体に連結するロック手段と、タイバーを介して固定金型と固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とから主に構成されており、３プラテン方式の型締装置に備えられるヘッドストックに相当する部材を省略できるので、型締装置を備えた成形機の機械重量の軽減と据付面積の減少とを図ることができる。
【０００３】
ロック手段は、可動ダイプレートに開閉可能に取り付けられたハーフナットを有しており、タイバーに形成されたハーフナット係合溝にハーフナットとを係合することによって可動ダイプレートとタイバーとを一体に連結すると共に、ハーフナット係合溝とハーフナットとの係合を解除することによってタイバー（固定ダイプレート）に対する可動ダイプレートの相対的な移動を可能にする。
【０００４】
従来、ロック手段の駆動源としては、油圧装置を利用したもの（例えば、特許文献１参照。）及びエアシリンダ等の圧力シリンダを用いたもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５８４５０号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１２３２０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、ロック手段の駆動源として油圧装置を利用したものは、油圧タンク、油圧ポンプ及び油圧配管等の設備を成形工場内に備えなくてはならないので、設備が大型化及び複雑化し、トータルの設備コストが高価になるという問題がある。また、この種のロック手段は、センサ類を用いてハーフナットの動作位置を検出しなければ、ハーフナットがタイバーのロック位置又はロック解除位置に至ったことを判定できないので、センサ類が必須の構成要素であり、この点からも設備コストが高価になる。さらに、この種のロック手段は、油圧装置からの油漏れにより、成形工場内が汚れやすいという問題もある。
【０００７】
一方、ロック手段の駆動源としてエアシリンダ等の圧力シリンダを用いたものは、油圧装置を利用したものに比べて設備を簡略化することができ、かつ油漏れによる成形工場内が汚れの虞もないが、油圧装置を利用したものと同様に、ハーフナットがタイバーのロック位置又はロック解除位置に至ったことを検出するためのセンサ類を必要とするため、この点で型締装置ひいては成形機の低コスト化を図ることが難しいという問題がある。
【０００８】
このような問題は、ロック手段の駆動源として電動サーボモータを用い、この電動サーボモータの駆動力をボールねじ機構を介してハーフナットに伝達する、という構成をとることにより解決することができる。しかしながら、かかる構成によると、ハーフナットがボールねじ機構に緩みなく連結されるので、ロック手段の駆動源としてエアシリンダ等の圧力シリンダを用いた場合とは異なり、ハーフナットの動きに遊びを与えることが難しく、ハーフナットの設定位置とタイバーに形成されたハーフナット係合溝の設定位置とが厳密に合致していないと、これら各部材の係合を円滑に行うことができず、ロック手段に過大な力が作用して、ロック手段が破壊されるという不都合を生じることが予想される。
【０００９】
本発明は、かかる不都合を回避するためになされたものであり、その目的は、仮にハーフナットとタイバーに形成されたハーフナット係合溝との設定位置が厳密に合致していない場合にも、ロック手段の破壊を防止できると共に、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができる型締装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するため、固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、前記固定ダイプレートに対して前記可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において前記可動ダイプレートと前記タイバーとを一体に連結するロック手段と、前記タイバーを介して、前記固定金型と前記固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とを備えた成形機の型締装置において、前記ロック手段は、前記タイバーを介して相対向に配置された２つのハーフナットと、これら２つのハーフナットの駆動源であるロック用電動サーボモータと、該ロック用電動サーボモータの駆動力を前記２つのハーフナットに伝達して、前記２つのハーフナットを前記タイバーに接近する方向又は前記タイバーから離隔する方向に相対的に駆動するボールねじ機構とからなり、前記２つのハーフナットは、前記タイバーの軸線方向に若干量移動できるようにして、前記可動ダイプレートに取り付けるという構成にした。
【００１１】
ハーフナットの駆動源として電動サーボモータを用いると、油圧装置を用いる場合とは異なり、油圧源となる各種の機器や配管を省略できるので、成形工場の設備コストを低減することができる。また、油圧装置からの油漏れを起こすということがあり得ないので、成形工場内を清潔に保つことができる。さらに、電動サーボモータに敷設されたエンコーダからの出力信号により、ハーフナットの動作位置を知ることができるので、ハーフナットの動作位置を検出するためのセンサ類が不要で、この点からも設備の簡略化と低コスト化とを図ることができる。加えて、ハーフナットをタイバーの軸線方向に若干量移動できるようにすると、仮にハーフナットの設定位置とタイバーに形成されたハーフナット係合溝の設定位置とが厳密に合致していない場合にも、ロック用電動サーボモータの駆動力を受けたときに、ハーフナットを自動的にハーフナット係合溝と合致する方向に変位させることができるので、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができると共に、ロック手段に過大な力が作用することを防止できるので、ロック手段の破壊を防止することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に複数本のタイバーを橋架し、これら複数本のタイバーのそれぞれに対応して、前記ロック手段を配置するという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、複数のロック手段で各タイバーをロックするので、タイバーのロック力を高めることができると共に、固定金型及び可動金型に型締力を均一に作用することができ、ばり等のない高品質の成形品を成型することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記ボールねじ機構は、略中央部を境として一方側に右ねじが形成されると共に他方側に左ねじが形成され、前記ロック用電動サーボモータによって回転駆動されるねじ軸と、前記２つのハーフナットの一方と一体に形成され、前記右ねじに螺合される右ねじ用ナット体と、前記２つのハーフナットの他方と一体に形成され、前記左ねじに螺合される左ねじ用ナット体とからなるという構成にした。
【００１５】
かかる構成によると、１本のねじ軸に右ねじ及び左ねじを形成し、当該ねじ軸の右ねじ部分及び左ねじ部分にそれぞれ右ねじ用ナット体及び左ねじ用ナット体を螺合するので、別個に形成された右ねじ軸と左ねじ軸とを用いる場合に比べて、型締装置の構成を簡略化でき、その低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ハーフナットの駆動源として電動サーボモータを用いるので、油圧装置又はエアシリンダ等の圧力シリンダを用いる場合に比べて、設備の簡略化及び低コスト化を図ることができ、成形工場内の環境も良好に保つことができる。また、ハーフナットをタイバーの軸線方向に若干量移動できるようにしたので、仮にハーフナットの設定位置とタイバーに形成されたハーフナット係合溝の設定位置とが厳密に合致していない場合にも、ハーフナットとハーフナット係合溝との係合を確実に行うことができると共に、ロック手段に過大な力が作用することを防止できるので、ロック手段の破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機の斜視図である。
【図２】ハーフナットの動作並びにハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合い状態を示す要部断面図である。
【図３】型閉状態にある型締装置の側方から見た要部断面図である。
【図４】可動ダイプレートのロック手段取付面側から見た正面図である。
【図５】ロック手段の正面図である。
【図６】ロック手段の側面図である。
【図７】型閉状態にある型締装置の平面図である。
【図８】型締状態にある型締装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態に係る成形機の型締装置を、射出成形機の型締装置を例にとって説明する。実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機は、図１に示すように、ベースフレーム１上に設けられた型締装置２と、型締装置２と対向に配置された射出装置３と、これら型締装置２及び射出装置３の駆動を制御するコントローラ４とから主に構成されている。
【００１９】
型締装置２は、固定金型２１を取り付けた固定ダイプレート２２と、可動金型２３を取り付けた可動ダイプレート２４と、固定ダイプレート２２と可動ダイプレート２４との間に橋架された合計４本のタイバー２５と、固定ダイプレート２２に対して可動ダイプレート２４を型開閉方向に駆動する型開閉手段２６と、可動ダイプレート２４に取り付けられ、型閉位置において可動ダイプレート２４とタイバー２５とを一体に連結するロック手段２７と、タイバー２５を介して、固定金型２１と可動金型２３との間に所要の型締力を付与する型締手段２８と、型開閉手段２６、ロック手段２７及び型締手段２８の駆動を制御するコントローラ４とを有している。
【００２０】
固定金型２１と可動金型２３の突き当て面には、図示しない所望のキャビティが形成され、固定金型２１には、射出装置３から射出される溶融樹脂をキャビティ内に導くための図示しないスプールが連通される。
【００２１】
固定ダイプレート２２は、ボルト２２１を用いてベースフレーム１に固定される。一方、可動ダイプレート２４は、ガイドレール２４１を介してベースフレーム１に摺動自在に取り付けられ、固定ダイプレート２２に対して接近又は離隔する方向に移動可能とされる。図１から明らかなように、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４は、正面形状が略四角形に形成されており、その四隅部分に開設されたタイバー貫通孔にタイバー２５が貫通されている。固定ダイプレート２２には、射出装置３に備えられた射出ノズルを挿入して、その先端部を固定金型１１に開設されたスプールに当接させるための図示しないノズル挿入孔が開設される。
【００２２】
タイバー２５は、可動ダイプレート２４を固定ダイプレート２２に対して接近又は離隔する方向に案内すると共に、型締時には、固定金型２１と可動金型２３との間に、型締手段２８を駆動することにより発生する型締力を付与するものであって、その一端は、型締手段２８に固定され、他端は、可動ダイプレート２４に開設されたタイバー挿通孔に挿入されている。タイバー２５は、型開閉手段２６により可動ダイプレート２４が型閉位置まで移動されたときには、可動ダイプレート２４のタイバー挿通孔に挿入された端部が、可動ダイプレート２４のロック手段取付面側に突出し、型開閉手段２６により可動ダイプレート２４が型開位置まで移動されたときには、可動ダイプレート２４のタイバー挿通孔から脱落しない長さに形成されており、型閉位置において可動ダイプレート２４から外向きに突出する部分には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ハーフナット係合溝２５１が一定ピッチで複数列形成されている。
【００２３】
型開閉手段２６は、固定金型２１及び可動金型２３の突き当て面が当接される型閉位置と、成形品の取り出しを行う型開位置との間で可動ダイプレート２４を往復駆動するもので、図３に示すように、固定ダイプレート２２に一端が固定されたねじ軸２６１と、このねじ軸２６１に螺合されるナット体が内蔵された型開閉用電動サーボモータ２６２とをもって構成される。型開閉用電動サーボモータ２６２は、所謂ビルトインモータ（Built-in Motor）であって、ケーシング２６３と、ケーシング２６３の内面に固定された円筒形のモータ固定子２６４と、モータ固定子２６４の外周に巻回されたモータコイル２６５と、モータ固定子２６４内に配置された円筒形のモータ回転子２６６と、モータ回転子２６６と一体に形成されたナット体２６７と、モータ回転子２６６の外面に取り付けられたモータ磁石２６８とをもって構成される。型開閉用電動サーボモータ２６２を一方向に回転すると、ナット体２６７がねじ軸２６１に形成されたねじ山の斜面に沿って一方向に移動し、例えば可動ダイプレート２４が型閉方向に移動する。また、型開閉用電動サーボモータ２６２を他の一方向に回転すると、ナット体２６７がねじ軸２６１に形成されたねじ山の斜面に沿って他の一方向に移動し、例えば可動ダイプレート２４が型開方向に移動する。
【００２４】
ロック手段２７は、可動ダイプレート２４の固定ダイプレート２２と対向しない側の面に取り付けられており、図４に示すように、可動ダイプレート２４を貫通する各タイバー２５毎に設けられる。このロック手段２７は、図５及び図６に示すように、上板２７１ａ、下板２７１ｂ及び前板２７１ｃからなり、上板２７１ａ及び下板２７１ｂの先端が可動ダイプレート２４に固定された支持部材２７１と、支持部材２７１の上面及び下面に摺動手段２７２を介して取り付けられ、可動ダイプレート２４のロック手段取付面の法線方向に若干量移動可能な２枚の保持板２７３と、これら２枚の保持板２７３の両端部に橋架された片側１本、合計２本のねじ軸２７４と、これら２本のねじ軸２７４にそれぞれ螺合された右ねじ用ナット体２７５及び左ねじ用ナット体２７６と、右ねじ用ナット体２７５と一体に形成された第１のハーフナット２７７と、左ねじ用ナット体２７６と一体に形成された第２のハーフナット２７８と、図示しない所要の動力伝達機構を介してねじ軸２７４を回転駆動するロック用電動サーボモータ２７９とから構成されている。ねじ軸２７４には、略中央部を境として、一方側に右ねじ用ナット体２７５を螺合するための右ねじが形成され、他方側に左ねじ用ナット体２７６を螺合するための左ねじが形成されている。第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、図５に示すように、正面形状が略半円形に形成されており、その内面の長さ方向には、図２に示すように、タイバー２５の外面に形成されたハーフナット係合溝２５１内に挿入可能な係合凸部２７７ａ，２７８ａが一定ピッチで複数列形成されている。なお、ロック用電動サーボモータ２７９としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。
【００２５】
本例のロック手段２７は、このように構成されているので、ロック用電動サーボモータ２７９を回転駆動すると、その回転力が図示しない動力伝達機構を介してねじ軸２７４に伝達され、ねじ軸２７４の回転運動が右ねじ用ナット体２７５及び左ねじ用ナット体２７６に伝達されて、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が、互いに接近する方向又は離隔する方向に移動する。これら第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の移動方向は、ロック用電動サーボモータ２７９を正転又は逆転することによって切り換えられる。第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が互いに接近する方向に移動して、係合凸部２７７ａ，２７８ａがハーフナット係合溝２５１内の所定位置まで挿入されたとき、タイバー２５はロック状態となり、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が互いに離隔する方向に移動して、係合凸部２７７ａ，２７８ａがハーフナット係合溝２５１から完全に離脱したとき、タイバー２５はロック解除状態となる。
【００２６】
また、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の全長Ｌは、図６に示すように、可動ダイプレート２４のロック手段取付面と、支持部材２７１を構成する前板２７１ｃの内面との間隔Ｄよりも僅かに、例えば、１ｍｍ程度小さく形成される。前述のように、ロック手段２７を構成する保持板２７３、ねじ軸２７４、右ねじ用ナット体２７５、左ねじ用ナット体２７６、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、摺動手段２７２を介して支持部材２７１に取り付けられているので、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８と可動ダイプレート２４のロック手段取付面及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間にクリアランスを設けることにより、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８をこのクリアランスの範囲内で自由に変位させることができる。よって、係合凸部２７７ａ，２７８ａとハーフナット係合溝２５１とが完全に合致しない場合にも、この遊びを利用して、タイバー２５をロック手段２７にて確実にロックできると共に、係合凸部２７７ａ，２７８ａ及びハーフナット係合溝２５１に過大な力が作用することを防止でき、タイバー２５及びロック部材２７の破損を防止することができる。
【００２７】
型締手段２８は、図１に示すように、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の上辺側に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与する第１の型締手段２８ａと、下辺側に配置された他の２本のタイバー２５に型締力を付与する第２の型締手段２８ｂとをもって構成される。かかる構成によると、２つの型締手段２８ａ，２８ｂを並列に用いるので、１つ当たりの型締手段のサイズを小型化でき、成形機の据付面積を小さなものにすることができる。なお、第１の型締手段２８ａをもって、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の左右いずれか一方の側辺に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与し、第２の型締手段２８ｂをもって、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の他方の側辺に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与するという構成にすることもできる。
【００２８】
これら第１及び第２の型締手段２８ａ，２８ｂは、図７及び図８に示すように、タイバー２５の一端が固定されたモータ取付部材２８１と、このモータ取付部材２８１に取り付けられた型締用電動サーボモータ２８２と、一端側がモータ取付部材２８１に回動可能にピン結合された略Ｌ字形のＢリンク２８３と、一端側が固定ダイプレート２２に回動可能にピン結合されると共に、他端側がＢリンク２８３の他端側と相対的に回動するようにピン結合されたＡリンク２８４と、ボールネジ機構２８５を介して型締用電動サーボモータ２８２の駆動力を受けるクロスヘッド２８６と、一端がクロスヘッド２８６に回動可能にピン結合されると共に、他端側がＢリンク２８３の他の連結部と相対的に回動するようにピン結合されたＣリンク２８７とからなる。なお、本例の型締手段においては、トグルリンク機構が、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とＣリンク２８７とを有する５点軸支構造のリンク機構となっているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の形式のトグルリンク機構を用いることも勿論可能である。なお、型締用電動サーボモータ２８２としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。
【００２９】
これらの型締装置２８ａ，２８ｂは、図７に示すように、固定金型２１と可動金型２３とが型閉され、かつタイバー２５に形成されたハーフナット係合溝２５１にロック手段２７に備えられた第１及び第２のハーフナット２７７，２７８がロックされている状態から（なお、図７においては、理解を容易にするため、固定金型２１と可動金型２３との間に、若干の隙間が描かれている。）、型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、ボールネジ機構２８５を介してクロスヘッド２８６を固定ダイプレート２２側に移動すると、図８に示すように、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが一直線状に延びてモータ取付部材２８１が射出装置３側に後退し、タイバー２５に引張力が作用して、固定金型２１と可動金型２３とが型締めされる。これにより、固定金型２１と可動金型２３との間に所要のキャビティが形成されるので、射出装置３によるキャビティ内への成形材料の射出が可能になる。また、この状態から、型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、ボールネジ機構２８５を介してクロスヘッド２８６をモータ取付部材２８１側に移動すると、図７に示すように、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが折り畳まれて、モータ取付部材２８１が固定ダイプレート２２側に前進し、固定金型２１と可動金型２３とが型開される。
【００３０】
射出装置３は、図１に示すように、計量用電動サーボモータ３０１と、２つの射出用電動サーボモータ３０２，３０３とを備え、これら２つの射出用電動サーボモータ３０２，３０３の合力を、加熱シリンダ３０４内に回転可能かつ前後進可能に収納された図示しないスクリュに伝達して、固定金型２１と可動金型２３との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を射出する。なお、計量用電動サーボモータ３０１及び射出用電動サーボモータ３０２，３０３としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。射出装置３の構成に関しては、本発明の要旨ではなく、かつ公知に属する事項であるので、これ以上の説明を省略する。
【００３１】
コントローラ４は、２つの型開閉用電動サーボモータ２６２、４つのロック用電動サーボモータ２７９、２つの型締閉用電動サーボモータ２８２、それに射出用電動サーボモータ３０１と射出用電動サーボモータ３０２，３０３に内蔵された各エンコーダから出力される位置信号ａ〜ｋに基づいて前記各電動サーボモータの制御信号ｌ〜ｖを生成し、図示しないモータドライバ回路を介して、前記各電動サーボモータの駆動停止を制御する。
【００３２】
以下、コントローラ４によって行われる射出成形機の動作制御について説明する。
【００３３】
金型取付時（交換時）、可動ダイプレート２４は、型開閉用電動サーボモータ２６２を駆動することによって型開位置に移動され、ロック手段２７は、ロック用電動サーボモータ２７９を駆動することによって第１及び第２のハーフナット２７７，２７８がロック解除位置に移動され、型締手段２８は、型締用電動サーボモータ２８２を駆動することによってモータ取付部材２８１が最も固定ダイプレート２２から離隔した位置に移動される。この状態において、固定金型２１及び可動金型２３は、それぞれ固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４に取り付けられる。
【００３４】
しかる後に、コントローラ４は、型開閉用電動サーボモータ２６２を駆動し、固定金型２１及び可動金型２３の型閉位置まで、可動ダイプレート２４を固定ダイプレート２２側に移動する。可動ダイプレート２４の型閉位置は、コントローラ４に記憶される。
【００３５】
可動ダイプレート２４が型閉位置まで移動されたとき、タイバー２５の先端部は、可動ダイプレート２４に開設されたタイバー貫通孔を貫通して、可動ダイプレート２４のロック部材取付面側に突出する。可動ダイプレート２４からのタイバー２５の突出量は、固定金型２１及び可動金型２３のダイハイトによって異なり、図２（ｃ）に示すように、タイバー２５に形成されたハーフナット係合溝２５１の形成位置と、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８に形成された係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが、タイバー２５の軸方向にずれる。そのずれ量は、最大でハーフナット係合溝２５１の形成ピッチｐの１ピッチ分であり、ダイハイト（既知）をハーフナット係合溝の形成ピッチ（既知）で除した商の余りの値となる。この余りの値に相当する移動量だけ、タイバー２５を移動させるための型締用電動サーボモータ２８２の駆動量は、トグルリンク機構を構成するＡリンク２８４及びＢリンク２８３の長さから容易に求めることができる。これらの演算は、コントローラ４によって行われる。コントローラ４は、この演算結果に基づいて型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、トグルリンク機構を介してタイバー２５を所定量移動する。これにより、図２（ｂ）に示すように、ハーフナット係合溝２５１の形成位置と、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８に形成された係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とを合致させることができる。
【００３６】
次いで、コントローラ４は、ロック用電動サーボモータ２７９を駆動し、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を互いに接近する方向に移動する。ハーフナット係合溝２５１の形成位置と係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが完全に合致している場合、係合凸部２７７ａ，２７８ａは、タイバー２５との間に作用する摩擦力程度の抵抗力でハーフナット係合溝２５１内に進入する。そして、ロック用電動サーボモータ２７９に備えられたエンコーダの出力が予め定められたタイバーロック位置に達したとき、ロック用電動サーボモータ２７９を停止する。これにより、タイバー２５が、可動ダイプレート２４にロックされる。
【００３７】
仮に、ハーフナット係合溝２５１の形成位置と係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが完全に合致していない場合には、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を互いに接近する方向に移動したとき、ハーフナット係合溝２５１に係合凸部２７７ａ，２７８ａが衝合する。しかし、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、可動ダイプレート２４及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間に設けられたクリアランスの範囲内で自由に変位できるようになっているので、ハーフナット係合溝２５１と衝合したとき、その力によって衝合を避ける方向に変位し、ハーフナット係合溝２５１内への挿入が可能になる。よって、タイバー２５のロックを確実に行えると共に、タイバー２５及びロック手段２７に過大な力が作用することを防止でき、振動・騒音の低減及び耐久性の向上を図ることができる。
【００３８】
ロック手段２７によりタイバー２５が可動ダイプレート２４にロックされた後、コントローラ４は、型締用電動サーボモータ２８２を駆動して、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが一直線状に延びるまでクロスヘッド２８７を前進させる。これにより、タイバー２５に引張力が作用して、固定金型２１と可動金型２３とが型締めされる。
【００３９】
型締後、コントローラ４は、射出用電動サーボモータ３０２，３０３を駆動して、金型キャビティ内に所定量の溶融樹脂を射出する。射出後は、前記と逆の工程を経て、原位置に復帰する。
【００４０】
前記実施形態に係る成形機の型締装置は、型開閉用電動サーボモータ２６２及び型締用電動サーボモータ２８２を用いて、ハーフナット係合溝２５１と第１及び第２のハーフナット２７７，２７８との噛み合わせ位置の調整を行うので、これらの噛み合わせ位置を調整するためにのみ用いる特別な手段を備える必要がなく、型締装置２ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化を図ることができる。また、装置各部の駆動源として、全て電動サーボモータを用いたので、成形機を全電動化することができ、この点からも型締装置２ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化が可能であると共に、電動サーボモータに代えて油圧アクチュエータを用いる場合のように、油漏れによる成形工場内の汚れを防止できて、成形工場内の作業環境を良好なものにすることができる。
【００４１】
なお、前記実施形態においては、射出成形機の型締装置を例にとって説明したが、ダイカストマシンの型締装置にも応用することができる。
【００４２】
また、前記実施形態においては、型開閉手段２６、ロック手段２７、型締手段２８及び射出装置３の駆動源として電動サーボモータを用いたが、ロック手段２７及び射出装置３の駆動源としては、油圧アクチュエータやエアアクチュエータを用いることもできる。
【００４３】
さらに、前記実施形態においては、型開閉用電動サーボモータ２６２、ロック用電動サーボモータ２７９、型締閉用電動サーボモータ２８２、計量・射出用電動サーボモータ３０１，３０２，３０３としてビルトインモータを用いたが、他種のモータを用いることも勿論可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンの型締装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ ベースフレーム
２ 型締装置
２１ 固定金型
２２ 固定ダイプレート
２３ 可動金型
２４ 可動ダイプレート
２５ タイバー
２５１ ハーフナット係合溝
２６ 型開閉手段
２６１ ねじ軸
２６２ 型開閉用電動サーボモータ
２６３ ケーシング
２６４ モータ固定子
２６５ モータコイル
２６６ モータ回転子
２６７ ナット体
２６８ モータ磁石
２７ ロック手段
２７１ 支持部材
２７２ 摺動手段
２７３ 保持板
２７４ ねじ軸
２７５ 右ねじ用ナット体
２７６ 左ねじ用ナット体
２７７ 第１のハーフナット
２７８ 第２のハーフナット
２７９ ロック用電動サーボモータ
２８ 型締手段
２８ａ 第１の型締手段
２８ｂ 第２の型締手段
２８１ モータ取付部材
２８２ 型締用電動サーボモータ
２８３ Ｂリンク
２８４ Ａリンク
２８５ ボールネジ機構
２８６ クロスヘッド
２８７ Ｃリンク
３ 射出装置
３０１ 計量用電動サーボモータ
３０２，３０３ 射出用電動サーボモータ
４ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、前記固定ダイプレートに対して前記可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において前記可動ダイプレートと前記タイバーとを一体に連結するロック手段と、前記タイバーを介して、前記固定金型と前記固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とを備えた成形機の型締装置において、
前記ロック手段は、前記タイバーを介して相対向に配置された２つのハーフナットと、これら２つのハーフナットの駆動源であるロック用電動サーボモータと、該ロック用電動サーボモータの駆動力を前記２つのハーフナットに伝達して、前記２つのハーフナットを前記タイバーに接近する方向又は前記タイバーから離隔する方向に相対的に駆動するボールねじ機構とからなり、
前記２つのハーフナットは、前記タイバーの軸線方向に若干量移動できるようにして、前記可動ダイプレートに取り付けることを特徴とする成形機の型締装置。
【請求項２】
前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に複数本のタイバーを橋架し、これら複数本のタイバーのそれぞれに対応して、前記ロック手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の成形機の型締装置。
【請求項３】
前記ボールねじ機構は、略中央部を境として一方側に右ねじが形成されると共に他方側に左ねじが形成され、前記ロック用電動サーボモータによって回転駆動されるねじ軸と、前記２つのハーフナットの一方と一体に形成され、前記右ねじに螺合される右ねじ用ナット体と、前記２つのハーフナットの他方と一体に形成され、前記左ねじに螺合される左ねじ用ナット体とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の成形機の型締装置。
【請求項１】
固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、前記固定ダイプレートに対して前記可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において前記可動ダイプレートと前記タイバーとを一体に連結するロック手段と、前記タイバーを介して、前記固定金型と前記固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とを備えた成形機の型締装置において、
前記ロック手段は、前記タイバーを介して相対向に配置された２つのハーフナットと、これら２つのハーフナットの駆動源であるロック用電動サーボモータと、該ロック用電動サーボモータの駆動力を前記２つのハーフナットに伝達して、前記２つのハーフナットを前記タイバーに接近する方向又は前記タイバーから離隔する方向に相対的に駆動するボールねじ機構とからなり、
前記２つのハーフナットは、前記タイバーの軸線方向に若干量移動できるようにして、前記可動ダイプレートに取り付けることを特徴とする成形機の型締装置。
【請求項２】
前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に複数本のタイバーを橋架し、これら複数本のタイバーのそれぞれに対応して、前記ロック手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の成形機の型締装置。
【請求項３】
前記ボールねじ機構は、略中央部を境として一方側に右ねじが形成されると共に他方側に左ねじが形成され、前記ロック用電動サーボモータによって回転駆動されるねじ軸と、前記２つのハーフナットの一方と一体に形成され、前記右ねじに螺合される右ねじ用ナット体と、前記２つのハーフナットの他方と一体に形成され、前記左ねじに螺合される左ねじ用ナット体とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の成形機の型締装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０３７０（Ｐ２０１１−２０３７０Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７７７７（Ｐ２００９−１６７７７７）
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]