JP2014046486A - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定盤と可動盤の間あるいは固定金型と可動金型の間の平行度を一定に制御して、成形品を安定した品質に成形できるようにした。
【解決手段】射出成形機の型締装置２０は、固定金型２１を取付けた固定盤２２及びエンドプレート２３の間に可動金型２５を取付けた可動盤２６を設け、エンドプレート２３及び可動盤２６の間に架設されて複数の関節部３１を有する複数のリンク機構２８を有する。リンク機構２８にそれぞれ設けた複数の関節部の内のエンドプレート２３側に関節部３１を伸張または屈曲させるためのモーター３６を設置した。モーター３６の駆動で可動金型２５と固定金型２１の型開閉を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機における型開閉装置に関するものであり、特にトグルジョイント等のリンク機構とモーターによって駆動して型締めと型開きを行う射出成形機の型締装置に関する。

従来、射出成形機における型締装置として、下記特許文献１〜４に記載されたものが提案されている。以下に、共通する部品には同一の符号を用いて従来の型締装置について説明する。
特許文献１に記載された射出成形機の型締装置１は、図１１及び図１２に示すように、エンドプレート２と固定金型３を備えた固定盤４とがタイバー５を介して連結され、タイバー５には可動金型６を備えた可動盤７がクランク機構８によって摺動可能とされ、可動金型６を固定金型３と型締め及び型開き可能としている。
この型締装置１は、モーター９によって１組のクランク機構８を直接回転させて伸張及び屈曲させ、可動金型６と固定金型３を型締め及び型開きするようになっている。可動盤７をスライドさせる際の平行度は、可動盤７が４本のタイバー５にガイドされることで確保されている。

また、特許文献２に記載された型締装置は、図１３及び図１４に示すように、トグルリンク機構を備えたダブルトグル式型締装置であり、型締めハウジングにねじ機構１１を備えており、ねじ機構１１のボールネジ軸１２には上下に２個設けたナット１３を介してクロスヘッド１５を移動させることによってトグルリンク機構１４を進退させ、可動盤７をスライドさせる。この型締装置は、ねじ機構１１のボールネジ軸１２をモータ等で回転駆動させることで、トグルリンク機構１４をタイバー５にガイドさせて前後動させて可動金型６と固定金型３の型開閉を行うようになっている。
そして、クロスヘッド１５に設けた各ナット１３の位置を調整することでクロスヘッド１５を傾かせたり、クロスヘッド１５の傾きを補正することによって、固定盤４と可動盤７との間の距離を調節して平行度を維持することで金型に作用する型締力が均一になるように制御している。

また、特許文献３に記載された型締装置は、図１５に示すように、トグル機構１７のリンク受け部１８にテーパー状のスペーサー１９を取付け、そのスペーサー１９の位置を調整することで上述した型締装置と同様に均一な型締力を実現しようとするものである。

ところで、導光板に代表されるような薄肉で広い面積の成形品を射出成形によって製作するためには、射出圧縮成形方法が使用されることが多い。特許文献４に示す射出圧縮成形方法に用いる型締装置は、図１６に示すように、固定金型３と可動金型６の間にわずかな間隙εを形成した状態で樹脂の射出を行い、しかる後に型締を行って加圧状態で目的の形状を得る成形法である。この射出を行う際には上述した間隙εの値が均一であることが極めて重要である。

仮に間隙εが均一でない状態で射出を行い、しかる後に型締を行った場合には、型締力が均一に作用せず成形品の厚さが均一にならなかったり、キャビティ内の間隙の厚い方に樹脂材料が流れて内部応力が残留し、成形品を金型から取出した後に反りや不均等な収縮等の変形が生じやすくなってしまうという欠点がある。
また、仮に固定盤と可動盤の平行度が精度良く保たれていたとしても、金型の精度が悪く、固定金型と可動金型の合わせ面（パーティング面）が平行でない場合もあり得る。このような場合には、逆に成形機の固定盤と可動盤の平行度を狂わせた方が良好な成形品が得られる場合もあり得るが、上述した射出成形機の型締装置ではそのような調整は困難であった。

特開平１−２８０５２１号公報 特開２００４−９３８６号公報 特開平１０−２８６８５２号公報 特開平６−３４４４０１号公報

ところで、上述した特許文献１〜３に記載された従来の型締装置には次のような問題があった。
まず、特許文献１に記載された型締装置の場合、そもそも型締工程の途中ではクランク機構８による可動盤７を押す力が斜め上方から作用することとなり、可動盤７の倒れを発生させ易いという基本的欠陥を内包している。

可動盤７の平行度は４本のタイバー５に可動盤７がガイドされて移動することによって維持されているが、重量の大きい可動金型６が可動盤７に取付けられたり、あるいは長期間の使用によって可動盤７の案内部が摩耗したりした場合には、型締め時に可動盤７が前のめりに倒れ込んでしまう危険性があった。その結果、固定金型３と可動金型６との間の平行度が悪化してしまう欠点がある。また、固定金型３と可動金型６の平行度を調整する機構もないため、固定金型３と可動金型６の合わせ面が平行でない状況が発生した場合には平行度を調整する等の対応できない。

また、特許文献２に記載された型締装置では、クロスヘッド１５に２個のナット１３を固着し、各ナット１３の位置を変化させることでクロスヘッド１５を傾かせる、あるいは、クロスヘッド１５の傾きを補正して固定盤４と可動盤７との間に作用する型締力を均一にしようとするものである。この型締装置における型締め力調整機構は、上下のナット１３の位置を変化させる方式を採用しているため、クロスヘッド１５がボールネジ軸１２に対して傾くことになりナット１３に偏荷重が作用する。

従って、特許文献２に記載された型締装置は、ボールネジ軸１２の寿命に悪影響を与えると共に調整できる範囲が自ずと限られてしまう。またクロスヘッド１５の進退をガイドする案内機構を持たないため、ボールネジ軸１２の回転トルクがクロスヘッド１５、トグルリンク機構１４を介して可動盤７にも作用するため、固定金型３に対して可動金型６が回転方向に位置がずれてしまうという欠点があった。
さらに、２組のボールネジ軸１２を備えた機構を有するため部品点数が多くなり、構造が複雑になってしまい、その結果、型締装置の信頼性が損なわれる危険性があった。

更に、特許文献３に示す型締装置は、可動盤７のリンク受け部１８に設けたテーパー状のスペーサー１９の位置を調整することで可動盤７の傾きを調整するものである。この場合、トグルやブシュなどの型締装置の構成部品の摩耗への対応としては定期的な調整を行えば良いが、金型自体の精度不良に対応するには、金型を交換する度にスペーサー１９の調整を行わなければならないため、非常に煩雑である。

本発明は、このような実情に鑑みて、固定盤と可動盤間あるいは固定金型と可動金型間の平行度を経年変化や金型の重さや良不良等によらず一定に制御することができて、成形品を安定した品質に成形できるようにした射出成形機の型締装置を提供することを目的とする。

本発明による射出成形機の型締装置は、固定金型が取付けられた固定盤と、該固定盤にタイバーを介して連結されたエンドプレートと、固定盤及びエンドプレートの間に設けられていて可動金型が取付けられた可動盤と、エンドプレート及び可動盤の間に架設されていてそれぞれ複数の関節部を有する複数のリンク機構とを有し、該リンク機構を伸張させることで可動金型を固定金型と型締めするようにした射出成形機の型締装置において、複数のリンク機構にそれぞれ設けられた複数の関節部の内の少なくとも各１カ所に関節部を伸張または屈曲させるためのモーターを設置し、該モーターをそれぞれ駆動することで可動金型と固定金型の型開閉を行うようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、各リンク機構の複数の関節部の少なくともいずれか１カ所にそれぞれモーターを直接取り付け、可動盤をタイバーにガイドさせて固定盤に対して進退移動させて可動金型と固定金型の型締めと型開きを行う際、モーターの駆動によって各リンク機構の関節部の伸張を行って可動金型を固定金型に締結させるため、金型の重量に関わらず、また経年変化や金型の良不良に関わらず、可動盤の倒れを防ぎ、可動金型と固定金型を平行に設定することができて型締めの信頼性が高く、そして構成部品を少なくできる。しかも、各リンク機構は独立してまたは同期して伸張及び屈曲させることが可能になるため、可動金型と固定金型の平行度調整の幅が広がる。
そのため、この型締装置を用いて、例えば射出圧縮成形方法を行っても、可動金型と固定金型に平行で微細な間隔を開けて樹脂を射出し、その後型締めできる。

また、複数のリンク機構にそれぞれ設けられたモーターは同期して駆動されるようにしてもよい。
複数のリンク機構を同期させる手段として、電気的手段や機械的手段、或いはその両方の手段を採用することができ、これによって同期させてモーターを駆動することで、可動盤の駆動時に可動盤と固定盤の平行度や所定角度を精度よく保持することができると共に、リンク機構の駆動時に可動盤が固定盤に対して回転方向にずれることを防止できる。

また、固定盤と可動盤の距離を測定するための距離センサーが各リンク機構に対応する位置にそれぞれ設けられ、距離センサーによって測定する距離データの出力が同一または距離データの出力の差が常に一定となるようにモーターの駆動を制御することが好ましい。
距離センサーを、可動盤と固定盤の間で、各リンク機構の位置に対応する位置にそれぞれ設置して各リンク機構に対応する位置の可動盤と固定盤の距離を測定し、その距離データの出力が同じ、または距離データの出力の差が一定になるように、各リンク機構の関節部のモーターの駆動を調整することで、可動盤と固定盤を平行または所定角度に制御して可動金型と固定金型を平行にして型締めを高精度に行える。
なお、可動盤と固定盤に対して可動金型と固定金型の合わせ面が平行である場合には可動盤と固定盤を平行に維持し、可動金型と固定金型の合わせ面が非平行である場合には平行になるように固定盤に対する可動盤の角度を設定するとよい。

また、固定金型と可動金型の距離を測定するための距離センサーがリンク機構に対応する位置にそれぞれ設けられ、距離センサーによって測定する距離データの出力が同一または距離データの出力の差が一定となるようにモーターの駆動を制御することが好ましい。
距離センサーを、可動金型と固定金型の間で、各リンク機構の位置に対応する位置にそれぞれ設置して各リンク機構に対応する位置の可動金型と固定金型の距離を測定し、その距離データの出力が同じ、または距離データの出力の差が一定になるように、各リンク機構の関節部のモーターの駆動を調整することで、可動金型と固定金型を平行に制御して型締めと型開きを高精度に行える。

また、距離センサーによって測定する距離データが予め設定した微小距離より大きい場合には、モーターによって複数のリンク機構を同期してまたは個別に型締め移動させ、距離センサーによって測定する距離データが微小距離以下となった場合には、可動金型と固定金型の間隔が平行になるようにモーターの駆動を制御するようにしてもよい。
射出圧縮成形を行う場合、樹脂を充填する微小間隔になるまでは各リンク機構による可動金型の移動は同期または個別のいずれでもよく高速移動でき、微小距離以下になった場合にはモータ駆動を制御することで可動金型と固定金型の間隔を平行に設定して、樹脂を充填し、その後に型締めして成形することで、高精度な射出圧縮成形と迅速で効率的な型締め制御が行える。

また、可動金型と固定金型に作用する型締力を測定する型締力センサーがリンク機構毎に対応する位置のタイバーに設けられ、型締力センサーの出力が同一または出力の差が一定となるようにモーターの駆動力を制御するようにしてもよい。
型締力センサーによってタイバーに作用する各リンク機構による可動盤と固定盤の型締め力を測定し、その型締力センサーの出力が同一または出力の差が常に一定になるように各リンク機構の関節部のモーターの駆動力を調整することで、型締め状態の可動金型と固定金型の圧力を均一に設定できて、残留応力やバリ等の生じない精度のよい成形品を得られる。
型締力センサーはタイバーに取り付けて、複数のリンク機構による各タイバーの歪を測定することで、フィードバック制御により型締力センサーに対応する位置にあるリンク機構のモーターの駆動力を制御し、型締め状態の各金型の型締め力が均等になるよう調整することができる。

また、モーターは、リンク機構におけるエンドプレート側に位置する関節部に設けられていることが好ましい。
各リンク機構は複数設けた各関節部で伸張及び屈曲させることで可動盤を移動させるが、リンク機構のエンドプレート側の関節部にモーターを設置することで、リンク機構の伸張及び屈曲に関わらずモータが動かないので各リンク機構の耐久性が高い。

本発明による射出成形機の型締装置によれば、複数のリンク機構の関節部にモーターをそれぞれ設けたから、各リンク機構を個別にまたは同期して作動させることができると共に、可動盤が固定盤に対して回転方向のモーメントを受けることがないので平行度が高い。また、射出成形機の固定盤と可動盤の平行度を、経年変化や金型の重さ、金型の良・不良によらず、また可動金型と固定金型の合わせ面の平行度が悪くても、各リンク機構のモーターによって調整することができる。しかも、型締装置の構造が簡単で消耗部品が少なく、安定した成形品を成形できて信頼性が高い。

本発明の第一実施形態による射出成形機の型締め状態にある型締装置を示す要部平面図である。 図１に示す型締装置のリンク機構におけるモータを設置した関節部の拡大断面図である。 型開き状態にある射出成形機の型締装置を示す要部側面図である。 上下方向で厚みの異なる可動金型を用いた型締め状態にある射出成形機の型締装置を示す要部側面図である。 第二実施形態による射出成形機の型締装置を示す要部側面図である。 図５に示す型締装置における可動盤を型開きした状態を示す要部側面図である。 第三実施形態による射出成形機の型締装置を示す要部平面図である。 第四実施形態による射出成形機の型締装置を示す要部平面図である。 第五実施形態による射出成形機の型締装置における微小距離だけ型開きした状態を示す要部側面図である。 第六実施形態による射出成形機の型締装置を示す要部側面図である。 従来例による射出成形機の型締装置を示す要部平面図である。 図１１に示す型締装置の要部側面図である。 別の従来例による射出成形機の型締装置を示す要部平面図である。 図１３に示す型締装置の側断面図である。 更に別の従来例による射出成形機の型締装置を示す要部平面図である。 射出成形機による射出圧縮成形方法を示す要部概念図である。

次に、本発明の各実施形態による電動式の射出成形機の型締装置について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
図１乃至図４は本発明の第一実施形態による射出成形機の型締装置を示すものである。
図１に示すように、本発明の第一実施形態による射出成形機の型締装置２０は、固定金型２１が取り付けられた固定盤２２とエンドプレート２３とが複数本、例えば四本のタイバー２４によって連結されている。固定盤２２とエンドプレート２３との間には、可動金型２５が取り付けられた可動盤２６がタイバー２４に摺動可能に設けられている。可動金型２５は固定金型２１と型締めされてキャビティーを構成する。

また、エンドプレート２３と可動盤２６との間には、上下に一対のリンク機構２８が設けられ、各リンク機構２８は、エンドプレート２３に固定されたリンクブラケット部２９と、可動盤２６に固定されたリンクブラケット部３０と、両リンクブラケット部２９，３０をそれぞれ関節部（連接部）３１で連接するフェースピース３２とトグルピース３３とが設けられている。
各関節部３１には図２に示すヒンジピン３４が装着されていて、各リングブラケット２９、３０とフェースピース３２とトグルピース３３とがそれぞれ回転可能に連接されている。

そして、図２に示すように、エンドプレート２３に連結されたリングブラケット２９とフェースピース３２との関節部３１にはモーター３６が装着され、モーター３６にはその回転角度を検出するためのエンコーダー（図示せず）が取り付けられている。モーター３６のシャフト部３７はキー３７ａを介してヒンジピン３４のキー溝と連結され、ヒンジピン３４はブッシュ３８によってエンドプレート２３のリングブラケット２９に回転可能に支持されている。

また、ヒンジピン３４に設けられたキー３４ａはフェースピース３２の溝部に嵌合して相互回転不能に連結されている。そのため、モーター３６を所定角度駆動させると、フェースピース３２をヒンジピン３４回りに一体に回転作動させることになる。
なお、本実施形態では、各リンク機構２８は独立して駆動させるようになっているが電気的に同期して駆動させてもよい。

本第一実施形態による射出成形機の型締装置２０は上述の構成を備えており、図３に示すように型開き状態にある可動金型２５と固定金型２１を型締めするには、各リンク機構２８のモーター３６を所定角度回転駆動させる。モーター３６の回転によって、エンドプレート２３側のリングブラケット２９に対してフェースピース３２を所定角度回転させることで、フェースピース３２とトグルピース３３とリングブラケット３０が直線となる方向に延びて可動盤２６がタイバー２４に沿って摺動させられる。そして、図１に示すように、各リンク機構２８が直線状に伸張されて可動金型２５が固定金型２１に合わせ面同士で当接して押し付けられ、型締め力によって型締めされる。
この状態で、図示しない射出装置から可塑化された樹脂材料が可動金型２５と固定金型２１とで形成されたキャビティー内に射出されて充填される。そして、樹脂材料が冷却固化されることで成形品が成形される。

型締め状態の型締装置２０を型開きするには、各モーター３６を逆方向に所定角度回転させる。モーター３６の逆回転によって、図３に示すように、エンドプレート２３側のリングブラケット２９に対してフェースピース３２とトグルピース３３とが折り曲げられ、リングブラケット３０がエンドプレート２３側に移動させられるため、可動盤２６がタイバー２４に沿って摺動させられて固定金型２１から離間し、型開きが行われる。
そして、エジェクタピンが可動金型２５から突き出されて成形品が取り出される。

次に、本第一実施形態による型締装置２０において、可動盤２６や可動金型２５、或いは固定金型２１や固定盤２２等の厚みや取付姿勢が非平行になった場合の型締め方法について、図４により説明する。
図４は、例えば可動金型２５の厚みが下側より上側の方が大きい場合の型締め状態の構成を示す側面図である。この場合、固定金型２１と可動金型２５の合わせ面同士が面接触して型締めされた状態において可動盤２６が上側で傾斜した状態にある。この場合、可動盤２６の上下部におけるエンドプレート２３までの距離の違いを考慮して、各リング機構２８のモータ３６，３６の駆動タイミングを調整することで型締めを行う。即ち、型締装置２０において、型締め状態における上下方向の可動金型２５の後端面のエンドプレート２３との距離の差を予め測定して、図示しない制御手段に入力しておくものとする。

そして、型締め開始時に、上述した制御手段の出力により、上側のリング機構２８のモーター３６の駆動タイミングを下側のリング機構２８のモーター３６の駆動タイミングより予め入力した距離の差分だけ遅らせて駆動する。これにより、射出圧縮成形のために可動金型２５と固定金型２１を、例えば微小距離開けた状態に保持した状態で下側のリンク機構２８より上側のリンク機構２８の方がより大きく屈折した状態にある。そして、樹脂充填後に可動金型２５を固定金型２１に型締めさせた状態で、下側のリンク機構２８は全体に直線状に伸張され、上側のリンク機構２８はフェースピース３２とトグルピース３３との間で屈曲して若干短い長さとされている。
そのため、上側に型開きした可動金型２５は固定金型２１に対して各合わせ面の姿勢が平行に矯正されて平行度を確保して、可動盤２６の可動金型２５を固定盤２２の固定金型２１に押圧して均等に圧縮して型締めできる。これによって、射出圧縮成形や一般的な射出成形を精度よく行って型締めできる。

上述のように本第一実施形態による射出成形機の型締装置２０によれば、一対のリンク機構２８の各関節部３１にモーター３６を設けて、所定角度正逆回転することで伸張及び屈曲作動するようにしたから、従来技術のようにボールネジ軸やクロスヘッド等を設けることがなく、可動盤２６が固定盤２２に対して回転方向のモーメントを受けることがない。しかもリンク機構２８を上下方向に一対設けたから、可動盤２６を伸張させる際に可動盤２６が傾く方向にリンク機構による荷重がかかることがない。そのため、型締装置２０の固定金型２１と可動金型２５の平行度を維持することができる。
しかも、各リンク機構２８の関節部３１にモーター３６を設けて、所定角度正逆回転することで直接リンク機構２８を伸張及び屈曲させることができるから、構造が極めて簡単で部品点数が削減されて、消耗部品が少なく、型締装置２０の信頼性が高い。

また、一対のリンク機構２８をモーター３６で独立して伸張及び屈曲作動することができるから、固定金型２１に対する可動金型２５の平行度調整の自由度が広がる。
更に、各リンク機構２８において、モーター３６を取り付ける位置をエンドプレート２３側のリングブラケット２９の関節部３１に設定したから、各リンク機構２８を伸縮作動させてもリングブラケット２９はエンドプレート２３に固定保持されているので、モーター３６が動くことがなく安
定した状態に保持して駆動できる。

なお、型締装置２０の固定盤２２及び固定金型２１と可動盤２６及び可動金型２５について、経年変化して平行度がずれたり、可動金型２５の重さによる傾きや可動金型２５の良・不良があったとしても、２つのリンク機構２８における各モータ３６の駆動タイミングや停止タイミングをずらす等して可動盤２６及び可動金型２５の傾きを調整できるから、固定金型２１や固定盤２２との平行度を調整することができる。そのため、一般的な射出成形法だけでなく射出圧縮成形法においても平行度を確保して高精度な成形品を製造できる。

以上、本発明の第一の実施形態による型締装置２０について説明したが、本発明は上述の第一の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。なお、以下の説明において、上述した実施形態と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図５及び図６は第二実施形態による射出成形機の型締装置２０Ａを示す側面図である。
本第二実施形態による型締装置２０Ａは、第一実施形態による型締装置２０と基本構成を同じくしている。

そして、本第二実施形態による型締装置２０Ａは、可動盤２６と固定盤２２の上面と下面には、上下一対のリンク機構２８にそれぞれ対応する位置、即ち各リンク機構２８の延長線に沿って距離センサー４０がそれぞれ設置されている。距離センサー４０は固定盤２２と移動可能な可動盤２６との距離を測定するものであり、例えば固定盤２２に支持された棒状の測距部材４０ａを可動盤２６の検知部４０ｂに設けた中空部に摺動可能に支持し、可動盤２６の検知部４０ｂで測距部材４０ａの固定盤２２からの距離をフィードバック制御によって測定することができる。
距離センサー４０として、上記の構成の他に、位置センサー、近接センサー、赤外線の反射を利用した赤外距離センサー等の光センサー等、各種のものを採用することができる。

本第二実施形態による射出成形機の型締装置２０Ａにおいて、例えば射出圧縮成形を行う場合、上下に配設した各リンク機構２８の関節部３１のモーター３６をそれぞれ駆動して各リンク機構２８を伸張及び屈曲させる際、各リンク機構２８に対応する距離センサー４０によって固定盤２２と可動盤２６との距離を上下２個所で測定できる。
そして、例えば固定盤２２に対して可動盤２６が上向きに傾斜している等、非平行の場合、上側のリンク機構２８のモータ３６の駆動タイミングを下側のリンク機構２８のモータ３６の駆動タイミングより早くしたり、下側のリンク機構２８のモータ３６の停止タイミングを上側のリンク機構２８より早くする等して、距離センサー４０で測定した距離データに基づいて各モーター３６をフィードバック制御して、可動金型２５と固定金型２１とが微小距離だけ離間した位置で平行に設定される。
そして、固定盤２２と可動盤２６の距離が、射出圧縮成形のために樹脂を射出する微小距離開いた平行の状態になると、樹脂を所要量（例えば８０％程度）射出させ、その後、各リンク機構２８を同期してまたは個別に駆動させて可動金型２５を固定金型２１と平行な状態で型締めし、残りの溶融樹脂を射出して加圧成形する。

上述のように本第二実施形態による射出成形機の型締装置２０Ａによれば、可動盤２６と固定盤２２が非平行に傾いていても、距離データのフィードバック制御により各リンク機構２８のモーター３６の駆動タイミングや停止タイミングをずらすことで、可動盤２６と固定盤２２を平行状態でわずかに開いた射出可能状態に保持できるため、精度よく射出圧縮成形を行うことができる。そのため、可動金型２５と固定金型２１の合わせ面同士が平行になり、均等に圧縮して高精度な型締めを行える。

また、型締装置２０Ａにおいて、固定盤２２の固定金型２１と可動盤２６の可動金型２５の相互の姿勢が非平行で傾きの差がある場合でも、この傾きの差を考慮して、各距離センサー４０の測定データの出力の差が一定になるように各モーター３６の駆動力を調整すれば、可動金型２５と固定金型２１の傾きの差を吸収するように可動盤２６を移動させて、精度よく平行度を維持して型締めすることができる。
こうして、可動金型２５と固定金型２１で得られる成形品は厚みにムラのない高精度で薄型のものを得られる。

なお、本第二実施形態による射出成形機の型締め装置２０Ａは、射出圧縮成形法に限定されることなく、可動金型２５を固定金型に型締めした後に射出成形する一般的な射出成型法にも用いることができる。この場合でも、いずれかが傾斜した非平行に保持された可動盤２６と固定盤２２を各リンク機構２８のモーター３６の駆動タイミングや停止タイミングを調整したり駆動力の差を調整することで、可動金型２５と固定金型２１を平行に調整して型締めできる。

次に、本発明の第三実施形態による射出成形機の型締装置２０Ｂについて、図７により説明する。
本第三実施形態による型締装置２０Ｂでは、上下一対のリンク機構２８のそれぞれにおいて、エンドプレート２３に連結したリンクブラケット２９の関節部３１と可動盤２６に連結したリングブラケット３０の関節部３１とに、それぞれ駆動用のモーター３６が装着されているものとする。
このような構成を採用すれば、各リンク機構２８を伸張及び屈曲させる駆動源としてのモーター３６はそれぞれ２個設定されているので、上述した実施形態のものと比較して、各モーター３６を小型化することができて各モーター３６の慣性が小さくなり応答性が向上するので、リンク機構２８が短時間で伸縮移動することになる。

次に、本発明の第四実施形態による射出成形機の型締装置２０Ｃについて、図８により説明する。
上述した各実施形態による型締め装置２０，２０Ａ，２０Ｂは、可動盤２６及び可動金型２５と固定盤２２及び固定金型２１が上下方向に非平行な傾きを有する場合に、平行に調整して型締めできるようにしたものである。
これに対し、本第四実施形態による型締装置２０Ｃでは、上述した第一乃至第三実施形態による型締装置２０，２０Ａ，２０Ｂとの相違点は、可動盤２６及び可動金型２５が固定盤２２及び固定金型２１に対して上下方向と水平方向に非平行に傾斜している場合に、可動盤２６の傾き即ち平行度を調整して型締めできるようにしたものである。図８では、水平面内で二点鎖線で示すように若干傾斜している例を示すものである。

即ち、図８に示す本第四実施形態による型締装置２０Ｃは平面図であり、水平方向に配列させた一対のリンク機構２８を上下方向に各一対設け、合計４組設置した構成を備えている。そして、上部にそれぞれ設けられた一対のリンク機構２８において、エンドプレート２３に連結された各リングブラケット２９の関節部３１にそれぞれモーター３６Ａ、３６Ｂが装着されている。また、下部に設けられた一対のリンク機構２８にも、同様にエンドプレート２３に連結された各リングブラケット２９の関節部３１にそれぞれモーター３６Ａ、３６Ｂが装着されている。

このような構成を備えた型締装置２０Ｃにおいて、可動盤２６と固定盤２２が上下左右方向に非平行に傾斜していたとしても、型締めのために上下２対のリンク機構２８を伸張作動させる際、上下の一方側のリンク機構２８に備えたモーター３６Ｂの駆動タイミングに対して上下の他方側のリンク機構２８のモーター３６Ａの駆動タイミングをわずかに遅らせるように制御する。これによって、固定盤２２に対して水平面内で傾斜状態にある可動盤２６の角度を調整して固定盤２２に平行な姿勢に矯正することができる。
更に、固定金型２１に対して可動金型２５が上側に傾斜している場合には、上側の一対のリンク機構２８のモーター３６Ａ、３６Ｂに対して下側の一対のリンク機構２８のモーター３６Ａ，３６Ｂの駆動タイミングを遅らせることで、上下方向においても可動盤２６を固定盤２２に対して平行な姿勢に矯正できる。

上述のように本第四実施形態による型締め装置２０Ｃによれば、射出圧縮成形時や一般的な射出成型時に、可動盤２６と固定盤２２とが上下方向と左右方向に非平行に傾斜していた場合でも、各リンク機構２８のモーター３６Ａ、３６Ｂによって可動盤２６の可動金型２５を固定盤２２の固定金型２１に上下方向と左右方向で精度よく平行に調整した状態で、射出圧縮成形に必要な微小間隔を設定して樹脂を射出して型締めさせたり、一般の射出成型時に精度よく型締めしたりして、可動金型２５と固定金型２１を上下左右方向に平行に締結し均等に圧縮して型締めできる。

次に、本発明の第五実施形態による射出成形機の型締装置２０Ｄについて、図９の側面図により説明する。
本第五実施形態による型締装置２０Ｄにおいて、可動金型２５と固定金型２１には、非接触の距離センサー４２が設けられている。距離センサー４２は例えば光センサーであり、一方の金型、例えば固定金型２１の先端部に発光素子４２ａが取り付けられ、他方の金型、例えば可動金型２５の先端部に受光素子４２ｂが取り付けられている。しかも、距離センサー４２は、中心線Ｏ方向における各リンク機構２８に対応する位置の延長線上にそれぞれ設置されている。
そして、距離センサー４２は、発光素子４２ａと受光素子４２ｂ間の距離が、予め設定された射出圧縮形成のために溶融樹脂を射出する微小距離ε以下になった場合に、可動金型２５と固定金型２１の上下の開き量、開き距離が等しくなるよう、即ち可動金型２５と固定金型２１の合わせ面同士が上下面で平行になるように各モータ３６をフィードバック制御する。

本第五実施形態による型締装置２０Ｄは上述の構成を備えているから、射出圧縮成形方法により成形品を射出成形する場合、型開き位置から型締めさせる際、当初は可動金型２５と固定金型２１の距離は微小距離εより大きいため、上下のリンク機構２８の各関節部３１に取り付けたモーター３６を同期させてまたは個別に駆動する。この状態で、可動盤２６と固定盤２２の間、あるいは可動金型２５と固定金型２１の間隔に上下位置で誤差があってもよく、高速移動できる。

そして、可動金型２５と固定金型２１との間隔が予め設定された微小距離εになったことをいずれかの距離センサー４２で検知した場合、各モーター３６の駆動力を変化させるか、或いは可動金型２５と固定金型２１の間隔が小さい方を短い時間だけ停止させることで、各金型２５、２１の合わせ面同士の上部と下部の微小距離εが等しくなるよう、各距離センサー４２の測定データを各モーター３６にフィードバック制御して合わせ面同士を平行に調整する。
こうして可動金型２５と固定金型２１が平行で所定の微小間隙ε（例えば、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度）になった場合、キャビティー内に可塑化された溶融樹脂を充填する。そして、充填完了後にリンク機構２８の各モーター３６を再度駆動して型締めを行い、残りの溶融樹脂を充填する。
こうして、射出圧縮成形方法によって厚みが微細で均一な導光板等の成形品を高精度に成形することができる。

上述のように本第五実施形態による型締装置２０Ｄによれば、可動金型２５と固定金型２１の型締めに際して、両金型２５、２１の間隙が微小間隔εより大きい第１段階では、各リンク機構２８に設けたモーター３６を同期または個別制御して可動金型２５をタイバー２４に沿って高速で移動できる。
そして、両金型２５、２１のいずれか小さい間隙が微小距離εになった第２段階では、複数のリンク機構２８に対応する位置に設けた複数の距離センサー４２によって測定した各距離データを各モーター３６にフィードバック制御して、両金型２５、２１の合わせ面が互いに平行な微小距離εになるようにモーター３６を駆動制御することで、高精度な射出圧縮成形を行える。そのため、高精度な薄型の成形品を成形できる。

また、次に本発明の第六実施形態による型締め装置２０Ｅを図１０により説明する。
図１０に示す型締め装置２０Ｅにおいて、各リンク機構２８に対応する位置のタイバー２４に型締力センサー４５が設けられている。
この型締力センサー４５はタイバー２４に例えば歪みゲージを取り付けたものであり、複数のリンク機構２８による各タイバー２４の歪を測定することで、タイバー２４の歪の差に応じて、各型締力センサー４５に対応する位置にあるリンク機構２８による金型２５，２１の型締め力を検知できる。なお、タイバー２４はリンク機構２８の荷重を受けて均一に伸びるから、型締め力センサー４５は可動盤２６の移動範囲を外れていれば任意の位置に設置できる。

そして、型締め装置２０Ｅにおいて、型締め力センサー４５によって各モーター３６による各リンク機構２８の駆動力を型締め力として測定することで、樹脂射出後に型締め状態の可動金型２５及び固定金型２１の圧縮力を測定できる。
型締めされた可動金型２５及び固定金型２１に印加される型締め力によって、各リンク機構２８による各金型２５，２１の圧縮力に差がある場合には、成形品の品質が均一にならなかったり、型締め力が比較的小さい部位にバリが出易い等の不具合が発生するので、型締め力の小さいリンク機構２８はモーター３６を更に駆動させて型締め力を強化して成形品の品質や性状をバランスさせて安定させることができる。

なお、上述の各実施形態による射出成形機の型締装置２０〜２０Ｅは、射出圧縮成形法だけでなく可動金型２５を固定金型２１に型締めして樹脂を充填する一般的な射出成形にも用いることができる。
また、各リンク機構２８の１または複数の関節部３１にモーター３６を設ける際、エンドプレート２３に連結されたリングブラケット２９とフェースピース３２との間の関節部３１にモーター３６を設けたが、可動盤２６に連結したリングブラケット３０の関節部３１にモーター３６を設けてもよい。或いは、これらの関節部３１の中間の関節部３１にモーターを設けるようにしてもよい。また、各リンク機構２８の全ての関節部３１にモーター３６を設けてもよく、こうすれば、モータ３６を一層小型化できると共に各リンク機構２８による型締め型開き作業を一層迅速に行える。

また、複数のリンク機構２８を同期して伸張及び屈曲させる場合、電気的に同期させる機構に代えて複数のリンク機構２８を連結させることで機械的に同期させてもよい。或いは、電気的及び機械的機構の両方で同期させてもよい。
なお、可動盤２６と固定盤２２の間、または可動金型２５と固定金型２１の間に距離センサー４０、４２を設置する場合、各距離センサー４０，４２はリンク機構２８と同数だけ設けなくてもよい。例えば、上下に２対のリンク機構２８を設けた場合、可動盤２６または可動金型２５と固定盤２２または固定金型２１との上下面や左右面に１組ずつ設置するようにしてもよい。

２０，２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ 型締装置
２１ 固定金型
２２ 固定盤
２３ エンドプレート
２４ タイバー
２５ 可動金型
２６ 可動盤
２８ リング機構
２９，３０ リングブラケット
３１ 関節部
３４ ヒンジピン
３６，３６Ａ、３６Ｂ モーター
４０、４２ 距離センサー
４５ 型締め力センサー

Claims (7)

1. 固定金型が取付けられた固定盤と、該固定盤にタイバーを介して連結されたエンドプレートと、前記固定盤及びエンドプレートの間に設けられていて可動金型が取付けられた可動盤と、前記エンドプレート及び可動盤の間に架設されていてそれぞれ複数の関節部を有する複数のリンク機構とを有し、該リンク機構を伸張させることで前記可動金型を固定金型と型締めするようにした射出成形機の型締装置において、
   前記複数のリンク機構にそれぞれ設けられた複数の関節部の内の少なくとも各１カ所に該関節部を伸張または屈曲させるためのモーターを設置し、該モーターをそれぞれ駆動することで前記可動金型と固定金型の型開閉を行うようにしたことを特徴とする射出成形機の型締装置。
2. 前記複数のリンク機構にそれぞれ設けられた前記モーターは同期して駆動されることを特徴とする請求項１に記載された射出成形機の型締装置。
3. 前記固定盤と可動盤の距離を測定するための距離センサーが前記リンク機構に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記距離センサーによって測定する距離データの出力が同一または距離データの出力の差が一定となるように前記モーターの駆動力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載された射出成形機の型締装置。
4. 前記固定金型と可動金型の距離を測定するための距離センサーが前記リンク機構に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記距離センサーによって測定する距離データの出力が同一または距離データの出力の差が一定となるように前記モーターの駆動力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載された射出成形機の型締装置。
5. 前記距離センサーによって測定する前記距離データが予め設定した微小距離より大きい場合には、前記モーターによって複数のリンク機構を同期してまたは個別に型締め移動させ、
   前記距離センサーによって測定する前記距離データが前記微小距離以下となった場合には、前記可動金型と固定金型の間隔が平行になるように前記モーターの駆動を制御するようにした請求項３または４に記載された射出成形機の型締装置。
6. 前記可動金型と固定金型に作用する型締力を測定する型締力センサーが前記リンク機構に対応する位置のタイバーにそれぞれ設けられ、前記型締力センサーの出力が同一または型締力センサーの出力の差が一定となるように前記モーターの駆動力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載された射出成形機の型締装置。
7. 前記モーターは、前記リンク機構におけるエンドプレート側に位置する関節部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載された射出成形機の型締装置。

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