JP3380750B2

JP3380750B2 - 射出成形機の型締装置

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Publication number: JP3380750B2
Application number: JP23910698A
Authority: JP
Inventors: 操藤川
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: EP1025975A4; WO2000010792A1; DE69927664D1; JP2002160273A; US6468449B1; DE69927664T2; EP1025975B1; CN1106926C; EP1025975A1; CN1272077A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の型締
装置に関するものであり、特に型開閉動作が電動式に行
われ、型締動作が油圧式に行われるハイブリッド式型締
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動式の型締装置の基本的な構成とし
て、電動機にサーボモータを用い、サーボモータによっ
てボールねじ軸を回転し、ボールねじ軸に螺合するボー
ルナットと一体の可動プラテンを移動させて、型開閉動
作と型締動作を行うものがある。この構成では、型締動
作時の強大な型締力がボールねじとボールナットとに作
用するので、大容量のボールねじを用意する必要があ
る。

【０００３】これに対し、型開閉手段と型締手段とを分
離して、型締手段に台形ねじ、角ねじ等を使用して、油
圧シリンダによる型締力をこの台形ねじ、角ねじ等に作
用させる型締装置が、特開平９−２９８０２号公報に提
案されている。いわゆるハイブリッド式型締装置であ
る。この型締装置によれば、型締力が面接触する角ねじ
または台形ねじを介して伝達されるので、型開閉用のボ
ールねじに強大な型締力が負荷されることはない。しか
しながらこの型締装置では、型開閉動作中に型締軸と型
締ナットとが摺動して、角ねじまたは台形ねじとナット
との間に摩擦抵抗が発生し、それに付随する問題が発生
する恐れがある。

【０００４】そこで本発明者は、図８にその要部を示す
ような型締装置を、特願平１０−１０８６１８号に開示
した。この型締装置は、サーボモータ１１によって回転
駆動される、ボールねじである型開閉ねじ軸４１が、こ
れに螺合する型開閉ナット４２、これと一体の型締軸３
１および可動プラテン４を進退することによって型開閉
動作が行われ、支持プラテン３に内蔵された型締ラム５
１の推力が、閉じられた半割ナット装置２０の半割ナッ
ト２１を介して型締軸３１に面接触状態にて伝達される
ことによって型締動作が行われる型締装置である。そし
て、この型締装置は、これらの型開閉機構および型締機
構が型締装置の中心軸上に同軸にコンパクトにまとめら
れている。このため、型開閉動作中の可動プラテン４の
移動が、半割ナット２１と型締軸３１との接触の恐れが
全くない状態で高速に、小さい摩擦抵抗で、かつ高い真
直性を有して行われ、また、型締力が可動プラテン４の
中心に均等に正確に付与される。さらに、この型締装置
は、型厚調整装置６０を備えており、この型厚調整装置
６０が、型締装置の中心軸上に同軸にコンパクトにまと
められているので、型厚調整装置６０の組み立ては勿
論、型厚調整そのものも１箇所の調整で済むから容易で
あり、保守管理も容易である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの型締
装置の型厚調整装置６０は、型厚調整によって位置が調
整された円筒部材６４に型締ラム５１を後退させて機械
的に当接させ、その後退限の位置を規制することにより
型締軸３１に歯合する半割ナット２１の位置を設定する
型厚調整装置であるから、当接部材としての円筒部材６
４が、型締ラム５１の後側に備えられている。このため
に、万一金型のキャビティに充填される樹脂が過充填に
なった場合、すなわちオーバーパックが発生して強大な
型開方向の力により可動プラテン４が後退しょうとした
場合、型締ラム５１が円筒部材６４に当接して後退でき
ないことがあり、タイバーにオーバーパックによる型開
方向の強大な力がかかって、タイバーが破断する等の事
故が発生する恐れがあった。また、円筒部材６４の取り
付けスペースを必要とするので、その分、型締装置が長
くならざるを得ない。

【０００６】そこで本発明は、電動機によりボールねじ
が回転して型開閉動作が行われ、型締ラムの推力が半割
ナット装置を介して型締軸に面接触状態にて伝達されて
型締動作が行われる型締装置において、半割ナットが、
型開動作や型閉動作の間、あらかじめ型厚調整によって
設定された半割ナット装置の開閉基準位置に油圧的に保
持されるようにすることによって、例えば、図８の円筒
部材６４等の機械的な当接部材によって型締ラムの位置
を規制する必要がない型締装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この型締装置は、（１）電動機（１１）が型開閉ねじ軸（４１）を回転
させて型開閉ナット（４２）を移動させ、型開閉ナット
（４２）と一体の型締軸（３１）を移動させることによ
って可動プラテン（４）の開閉が行われ、支持プラテン
（３）に内蔵された型締ラム（５１）が型締軸（３１）
を押圧することによって可動プラテン（４）の型締めが
油圧式に行われる型締装置において、型締軸（３１）が
その軸部外周に４角または台形の環状凸部（３１ａ）を
一定ピッチに有し、その環状凸部（３１ａ）に係脱する
半割ナット（２１）を内蔵する半割ナット装置（２０）
が型締ラム（５１）の先端に同軸上に取り付けられて、
型締軸（３１）と半割ナット装置（２０）と型締ラム
（５１）とが１軸上に配置されるとともに、型締ラム
（５１）の支持プラテン（３）に対する位置を検出する
第１の検出手段（７０）と、半割ナット装置（２０）の
型締軸（３１）に対する位置を検出する第２の検出手段
（８０）と、型締ラム（５１）の支持プラテン（３）に
対する位置を油圧的に制御する型締ラム位置制御手段
（９０）とが備えられることによって、可動プラテン
（４）が開閉するときには、半割ナット（２１）が開い
て型締軸（３１）との係合が開放されるとともに型締ラ
ム（５１）が支持プラテン（３）に対して半割ナット
（２１）を型締軸（３１）に係合させる開閉基準位置に
油圧的に保持される一方、型締ラム（５１）が型締めす
るときには、半割ナット（２１）が閉じて型締軸（５
１）と係合して、半割ナット（２１）を介して型締軸
（５１）が押圧されて型締めが行われるように構成され
る。

【０００８】（２）また、上記（１）に記載の型締ラ
ム位置制御手段（９０）は、上記第１の検出手段（７
０）によって検出される型締ラム（５１）の位置に応じ
てその型締ラムの位置を制御する射出成形機の制御装置
によって制御される油圧制御装置であって、少なくと
も、上記型締ラム（５１）の型締油室（９２）と型開油
室（９１）とに供給する油圧作動油を切換制御する方向
制御弁（９５）を含むものにすることができる。

【０００９】（３）また、上記（１）または（２）に
記載の第２の検出手段（８０）は、上記半割ナット装置
（２０）の半割ナット（２１）に取り付けられた光電式
検出器であり、その光電式検出器の投光素子（８３）と
受光素子（８４）との間の検出光軸が通過する光軸透孔
（２１ｃ）が、半割ナット（２１）に形成されたものに
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は型閉じしている型締装置の
全体概略側面図、図２は型開きしている型締装置の支持
プラテンの要部を断面で示す側面図である。いずれの図
においても、右側を前側、右方向への運動を前進として
以下説明する。

【００１１】図１で示すように、型締装置１は、機台１
０に固定された固定プラテン２と、機台１０上で若干摺
動可能に支持された支持プラテン３とを備え、この固定
プラテン２と支持プラテン３との間に張り渡されたタイ
バー５、５、５、５に沿って、可動プラテン４が移動可
能に支持されている。固定プラテン２には固定側金型６
が、可動プラテン４には可動側金型７がそれぞれ取り付
けられる。支持プラテン３に固定されたサーボモータ１
１が後述する型開閉ねじ軸を回転することによって、型
締軸３１が可動プラテン４を固定プラテン２に向かって
前進させて型閉じが行われる。そして、支持プラテン３
に内蔵された型締ラム５１が、その先端に取り付けられ
た半割ナット装置２０を介して可動プラテン４を固定プ
ラテン２側に押圧して、型締めが行われる。つぎに、可
動プラテン４が後退して型開きが行われる。型締めする
ときには、従来のように、タイバー５が伸長し、型締力
に対応する型締代Ｔだけ支持プラテン３が後退する。支
持プラテン３には、後述する第１の検出手段７０が設け
られ、半割ナット装置２０には、第２の検出手段８０が
設けられている。

【００１２】図２に示すように、円筒状に前後に膨出す
る膨出部が形成された背面支持部材４０が、そのフラン
ジ部４０ｆによって支持プラテン３の後面に固定されて
いる。そしてその内側には、前後の膨出部を通して内筒
面４０ｈが形成されている。また、背面支持部材４０の
後端を塞ぐ後端部材４６には、１対のベアリング４３が
収容されており、型開閉ねじ軸４１がこのベアリング４
３に軸支されている。型開閉ねじ軸４１の大部分の外周
にはボールねじが形成され、その後端の軸頭にプーリ１
３が固定されている。後端部材４６に取り付けたモータ
ベース部材１５にはサーボモータ１１が固定されてお
り、その出力軸にプーリ１２が固定されている。そして
タイミングベルト１４がプーリ１２とプーリ１３との間
に張架されている。サーボモータ１１にはエンコーダが
内蔵されており、これによって可動プラテン４の位置が
検出され、型開閉動作が制御される。

【００１３】可動プラテン４の後面に互いの軸芯が一致
するように型締軸３１が固定されており、この型締軸３
１の外周に４角または台形断面の環状凸部３１ａが一定
ピッチに形成してある。また、型締軸３１の軸芯に沿っ
て中空穴が形成されており、その後端に型開閉ナット４
２が固定されている。この型開閉ナット４２は、ボール
ナットであり、型開閉ねじ軸４１に螺合している。ま
た、型締軸３１の後端に後端部材３３が一体に取り付け
られ、これに滑り軸受ブッシュ３４がはめ込まれてい
る。そして、後端部材３３が、背面支持部材４０の内筒
面４０ｈの中で案内されて移動できるようになってい
る。背面支持部材４０の内筒面４０ｈと後端部材４６と
型締軸３１の後端部材３３と型開閉ナット４２とで囲ま
れた空間３２には、所定量の潤滑油が貯留されている。
さらにその空間の上方の背面支持部材４０に開けられた
透孔には、エアーブリーザ４４が取り付けられており、
型開閉動作に伴い空室３２の容積が変化するとき、空室
３２内のエアーがエアーブリーザ４４から出入りするよ
うになっている。このように、型締軸３１の滑り軸受ブ
ッシュ３４が、油浴潤滑されている。

【００１４】以上のように、型開閉ねじ軸４１が型締軸
３１の中空穴に同軸上にコンパクトに収容され、型締軸
３１が背面支持部材４０の内筒面４０ｈに案内されてい
るので、ボールねじである型開閉ねじ軸４１がサーボモ
ータ１１により回転することによって、可動プラテン４
が、真直に、かつ僅かな摺動抵抗で移動する。

【００１５】支持プラテン３には、型締シリンダ穴５０
が形成されており、型締ラム５１が進退可能に収容され
ている。そして前面支持部材３０が型締シリンダ穴５０
を液封して塞ぐとともに、型締ラム５１を液封状態に支
持している。型締ラム５１のピストン部５１ａの前後に
は、型開油室９１と型締油室９２とが形成されており、
後述する油圧制御装置から圧油が供給される。なお、型
締ラム５１の移動可能なストロークは、後述する型厚調
整のために、型締軸３１の環状凸部３１ａの１ピッチ以
上のストロークが必要である。これに加えて、後述する
型厚調整により設定された半割ナット装置の開閉基準位
置からさらに型締めされるために、型締代Ｔを超えるス
トロークが必要である。したがって型締ラム５１の移動
可能なストロークは、これらのストロークの和を超えた
ものになっている。また、型締ラム５１は、図示省略し
た回り止めによって、軸回りに回転しないように規制さ
れている。

【００１６】型締ラム５１の前端面には、半割ナット装
置２０が取り付けられており、その開いた状態が図２に
示されている。図３は半割ナット装置２０の詳細図で、
図３（ａ）が側面から見た断面図、図３（ｂ）がそのＸ
−Ｘ矢視図である。半割ナット装置２０は、その中心が
型締軸３１の軸中心に一致して取り付けられており、半
割ナット２１、２１が、型締軸３１の両側に、案内レー
ル２３にガイドされるように収容されている。そして、
これらの半割ナット２１が型締軸３１に向かって進退す
るように、エアーシリンダ２２、２２が備えられ、これ
らのロッドが半割ナット２１、２１に結合されている。
エアーシリンダ２２には、半割ナット２１が前進して型
締軸３１に歯合したことを検出するセンサ２２ｂと、半
割ナット２１が後退して型締軸３１との歯合が解除され
たことを検出するセンサ２２ａが取り付けられている。
なお、理解を助けるために、上側に図示した半割ナット
２１は、それが後退している状態を示し、下側に図示し
た半割ナット２１は、それが前進している状態を示して
いる。勿論、型締動作の前後に、これらが型締軸３１に
向かって同時に進退することは言うまでもない。実施す
る場合には、半割ナットが左右に開閉するように配置す
ることが好ましい。エアーシリンダ２２が型締装置の両
側面に臨んで配置され、メンテナンスに便利だからであ
る。

【００１７】半割ナット２１の型締軸３１に面する端面
には、前述した型締軸３１の環状凸部３１ａに歯合する
歯２１ａが形成されている。この歯２１ａは、環状凸部
３１ａにできるだけ大きな面積で当接して歯合するよう
に、ほぼ半円周上にわたって形成されているとともに、
歯２１ａが環状凸部３１ａと歯合したとき、型締軸３１
の軸方向に適正な隙間が確保されるような歯厚に形成さ
れている。型締力が非常に大きい場合には、３枚以上の
歯が形成されたものにする。こうすることにより、型締
力が、歯２１ａを介して環状凸部３１ａの歯合歯面の全
面に負荷されるから、半割ナット２１や型締軸３１の損
耗が少ない。また、１つの型締ラム５１が、１つの型締
軸３１を１組の半割ナット２１を介して型締装置の中心
軸芯に同軸に押圧して型締めが行われるので、型締力が
正確に均等に可動プラテンに負荷される。勿論、油圧力
によって型締力が制御されるので、正確で安定した型締
力が得られることは言うまでもない。

【００１８】後述する型厚調整のために、第１の検出手
段７０と第２の検出手段８０と型締ラム位置制御手段９
０とが備えられている。

【００１９】図３（ｂ）の左側に図示するように、第２
の検出手段８０としての近接スイッチ８１が、環状凸部
３１ａに近接した状態で、半割ナット装置２０の案内レ
ール２３に固定したブラケット８２に取り付けられてい
る。この近接スイッチ８１は、環状凸部３１ａが近接ス
イッチ８１に対して所定の位置に接近したことを検出す
るものであるが、近接スイッチ８１の代わりに、光電式
検出器であってもよい。光電式検出器を採用した場合の
他の実施例は、図４によって後述する。なお、図３
（ａ）に図示した近接スイッチ８１の側面図は下側に位
置しているが、理解を助けるために、図３（ｂ）に対応
していない位置に図示したことを付記しておく。実際に
は、近接スイッチ８１が型締ラム５１の上方に位置する
ように配置される。

【００２０】近接スイッチ８１の取り付け位置は、つぎ
に説明するような位置に取り付けられている。取り付け
られる金型６、７の厚さがそれぞれ異なる場合、型閉完
了後の可動プラテン４の位置が変わり、型締軸３１の位
置も変わる。それで、半割ナット装置２０を閉じても半
割ナット２１が型締軸３１に歯合しない場合が生じるの
で、金型交換が行われた後には、後述するような型厚調
整が行われる。この調整においては、型閉後に、型締ラ
ム５１がその後退限の位置から前進し、第２の検出手段
８０が環状凸部３１ａの隅角から離れたことを検出した
位置で型締ラム５１が停止して、半割ナット２１が閉じ
られるが、このとき、歯２１ａが環状凸部３１ａにちょ
うど歯合するような位置関係になるように、第２の検出
手段８０の取り付け位置があらかじめ調整されているの
である。図３（ａ）では、型締ラム５１の前進中に近接
スイッチ８１が環状凸部３１ａの隅角から離隔した直後
に、歯２１ａが環状凸部３１ａにちょうど歯合するよう
にその取り付け位置が調整されている。したがって、詳
細の図示を省略したが、この近接スイッチ８１の取り付
けブラケット８２は、その長さが前後に伸縮調整可能で
あればよい。勿論、第２の検出手段８０が正確に位置検
出できる場合には、あらかじめブラケット８２の寸法を
決めておくこともできる。ただし、このとき、歯２１ａ
と環状凸部３１ａとの隙間は必ずしも適切な隙間ではな
いので、さらに続けて後述するような型厚調整が行われ
る。

【００２１】第２の検出手段８０は、図４に示すように
構成することもできる。ここで、図４（ａ）は、図３
（ｂ）に相当する矢視図、図４（ｂ）はそのＹ−Ｙ矢視
図である。半割ナット装置２０の１組の半割ナット２
１、２１それぞれに、光電式検出器の投光素子８３と受
光素子８４とが取り付けられ、これら投光素子８３と受
光素子８４との間の検出光軸が通過する光軸透孔２１ｃ
が、それぞれの半割ナット２１、２１に、それらの開閉
方向に平行に形成されている。そして、この光軸透孔２
１ｃの中心が、歯２１ａの凹部２１ｂの周縁の略前端
（図４（ｂ）では上側）に形成されている。こうして、
後述するような型厚調整において、型締ラム５１の前進
中に検出光軸が環状凸部３１ａの隅角と干渉しなくな
り、受光素子８４が検出光軸を受光した直後に、半割ナ
ット２１の歯２１ａの凹部２１ｂが環状凸部３１ａに歯
合するような位置関係になっている。そして、光軸透孔
２１ｃが半割ナット２１の開閉方向に平行に形成されて
いるので、半割ナット２１が開いているときに、環状凸
部３１ａの隅角を検出することができるようになってい
る。勿論、投光素子８３と受光素子８４とを１つの半割
ナット２１に取り付けておき、半割ナット２１が開いて
いるときに検出光軸が環状凸部３１ａの隅角を検出する
ような位置に、光軸透孔２１ｃを設けることもできる。

【００２２】以上のように、投光素子８３と受光素子８
４とが、半割ナット２１、２１上に直接取り付けられる
ので、図３の近接スイッチ８１のように半割ナット装置
２０から前方に突き出ることもなくその分型締装置を短
くすることができる。また、検出光軸が半割ナット２１
の中を通るので、他の光を受光することが少ないから、
外乱を受けにくい。また、投光素子８３と受光素子８４
との取り付け位置の調整は、それらの検出光軸を光軸透
孔２１ｃに合わすだけで簡単にできる。

【００２３】第１の検出手段７０が、図５に示すよう
に、支持プラテン３と型締ラム５１との間に取り付けら
れている。図５は、支持プラテン３と型締ラム５１の要
部の断面図である。この第１の検出手段７０は、支持プ
ラテン３の背面にブラケット７６によって固定されたロ
ータリエンコーダ７５と、このロータリーエンコーダ７
５の検出軸に固定されたピニオン７４と、型締ラム５１
の前端面に固定された接続部材７１と、この接続部材７
１に接続され、支持プラテン３の透孔３ａの中に貫通し
て前後に移動可能に取り付けられた作動棒７２と、この
作動棒７２の先端に同軸に固定され、ピニオン７４に歯
合するラック７３とから構成される。このような第１の
検出手段７０によって、支持プラテン３に対して進退す
る型締ラム５１の位置、すなわち半割ナット装置２０の
位置が、ラック７３の進退する位置として、ロータリー
エンコーダ７５によって検出される。なお７７は、作動
棒７２の滑り軸受け、７８は、ラック７３の軸受けであ
る。

【００２４】型締ラム５１のピストン部５１ａの前後の
型開油室９１と型締油室９２とに連通する油圧管路ｄ，
ｃには、型締ラム５１を支持プラテン３に対して所定の
位置に保持するための型締ラム位置制御手段（以下、ラ
ム位置制御手段）９０が接続されている。このラム位置
制御手段９０は、少なくとも方向制御弁９５と、管路ｃ
に設けられたチェック弁９４と、管路ｄに設けられたチ
ェック弁９３と、方向制御弁９５に油圧作動油を供給す
る油圧ポンプＰと、油圧タンクＴとを含む油圧制御装置
である。ここで、油圧ポンプＰは、吐出圧力と流量とを
可変に制御できるポンプである。また、方向制御弁９５
は、ダブルソレノイドの４ポート３ポジションの切換弁
であり、中間ポジションがポンプＰからのＰポートのみ
がブロックされた制御弁である。また、チェック弁９
３、９４は、外部からのパイロット圧によって逆止弁が
開く弁であり、これら２つのチェック弁のそれぞれの油
圧管路ｃ、ｄの作動油が、相互に他方のチェック弁の外
部パイロット圧として供給されるようにパイロット配管
がなされている。

【００２５】このように構成されたラム位置制御手段９
０によって、支持プラテンに対する型締ラム５１の位置
を所定の位置に保持する制御が、つぎのように行われ
る。型締ラム５１の位置が第１の検出手段７０によって
検出され、図示省略した射出成形機の制御装置によって
この検出位置が記憶され、処理される。そして、型開閉
等の動作中には、型締ラム５１の位置が後述するような
半割ナット装置の開閉基準位置に保持される。そこで、
この位置が開閉基準位置から外れたときには、射出成形
機の制御装置が方向制御弁９５のａ、ｂいずれかのソレ
ノイドを励磁して、型開油室９１または、型締油室９２
に供給する作動油を調整して、型締ラム５１の位置を開
閉基準位置に戻す制御がなされる。例えば、型締ラム５
１の位置が開閉基準位置より前方に外れたときには、方
向制御弁９５のソレノイドｂを励磁して、型開油室９１
に作動油を供給して、型締ラム５１の位置を開閉基準位
置に戻す制御がなされる。このとき、油圧管路の途中に
あるチェック弁９３、９４が、型開油室９１，型締油室
９２にある程度の圧油を貯留させることによって、上記
の位置保持のための制御が不安定化にならないようにし
ている。勿論、このラム位置制御手段９０によって型締
動作や、圧抜き動作も制御されるが、この動作の制御の
ために必要な油圧バルブ、例えば、圧抜きショック防止
用のバルブ等は、従来と変わらないので、図示、説明を
省略している。

【００２６】型厚調整は、第１の検出手段７０、第２の
検出手段８０およびラム位置制御手段９０によって、図
６のフローチャートのように行われる。図７は、第２の
検出手段８０が光電式検出器である場合の、型厚調整が
行われる過程での型締ラム５１と半割ナット２１と型締
軸３１と検出光軸Ｂとの位置関係を示し、図７の
（ａ）、（ｂ）が型閉完了直後の位置関係、図７（ｃ）
が、第２の検出手段８０の検出光軸Ｂが環状凸部３１ａ
の隅角に干渉しなくなった直後の位置関係、図７（ｄ）
が、半割ナット２１が閉じられときの位置関係、図７
（ｅ）が、型締ラム５１が前進して歯２１ａと環状凸部
３１ａとが当接したときの位置関係、図７（ｆ）が、型
締ラム５１が開閉基準位置に戻ったときの位置関係を示
している。なお、半割ナット２１の開閉確認がセンサ２
１ａ、２１ｂによって行われることの説明は、省略され
ている。

【００２７】金型交換後に、先ずサーボモータ１１によ
って型閉動作が行われるが、あらかじめ方向制御弁９５
のソレノイドｂが励磁されて型締油室９２がタンクＴ側
に開放され、型開油室９１に低圧の作動油が供給されて
型締ラム５１が後退限の位置にまで後退している。この
後退動作の確認は、第１の検出手段７０によって行われ
る。また、半割ナット２１はエアーシリンダ２２によっ
て開いている（Ｓ１）。この状態で後述されるように型
閉動作が完了すると、従来のように、可動プラテン３の
位置がサーボモータ１１のエンコーダによって検出さ
れ、その位置が型開閉のストロークの原点位置として設
定される（Ｓ２）。そして、第２の検出手段８０によっ
て、環状凸部３１ａの位置が確認される（Ｓ３）。図７
（ａ）のように、環状凸部３１ａが検出光軸Ｂを遮って
いる場合には、方向制御弁９５のソレノイドａが励磁さ
れて、ポンプＰから低圧、低流量の作動油が型締油室９
２に供給されるとともに型開油室９１がタンク側に開放
されて、型締ラム５１がゆっくりと弱い推力で前進する
（Ｓ４）。やがて、図７（ｃ）のように、第２の検出手
段８０の検出光軸Ｂが環状凸部３１ａの隅角と干渉しな
くなったことが受光により検出されると（Ｓ５）、環状
凸部３１ａが半割ナットの歯２１ａの凹部２１ｂに対向
した位置に至ったとして、方向制御弁９５が中間ポジシ
ョンに戻って型締ラム５１がその位置で停止するととも
に、エアーシリンダ２２によって半割ナット２１が閉じ
られ（Ｓ６）、図７（ｄ）の状態となる。こうして、第
２検出手段８０の位置が前述したように調整されている
ので、歯２１ａと環状凸部３１ａとがちょうど歯合する
が、その隙間は必ずしも適切な隙間ではない。そこで再
び、歯２１ａの前面が環状凸部３１ａの後面に当接する
まで、型締ラム５１がゆっくりと弱い推力で前進する
（Ｓ７）。そして、図７（ｅ）のようにこれらが当接し
て、型締ラム５１が停止する。この停止は、例えば、第
１の検出手段７０によって検出される型締ラム５１の位
置が、所定の時間に増加しなくなったことをもって停止
と判断される（Ｓ８）。そして、当接したときの型締ラ
ム５１の位置が第１の検出手段７０によって検出され、
記憶されるとともに、この記憶された型締ラム５１の位
置から、０．５ｍｍから０．３ｍｍ程度の一定隙間Ｌだ
け減算した（後退した）位置が、半割ナット装置２０の
開閉基準位置として設定されるのである（Ｓ９）。ちな
みに、歯２１ａと環状凸部３１ａとの隙間Ｍは、３ｍｍ
程度である。この後、方向制御弁９５のソレノイドｂが
励磁され、型開油室９１に低圧の作動油が供給され型締
油室９２がタンク側に開放されて型締圧力の圧抜きが行
われ、続いて、型締ラム５１が前記開閉基準位置まで後
退する（Ｓ１０）。図７（ｆ）のように、型締ラム５１
が開閉基準位置まで後退したことが第１の検出手段７０
によって検出されると（Ｓ１１）、型締ラム５１が停止
し、半割ナット２１が開かれて（Ｓ１２）、以後、型開
動作や型閉動作を行うときには、ラム位置制御手段９０
が型締ラム５１の位置をこの開閉基準位置に保持するよ
うに制御する（Ｓ１３）。このように型厚調整が行われ
ることによって、型締ラム５１がこの開閉基準位置に保
持されている限り、通常の型閉動作後に半割ナット２１
が閉じるとき、その歯２１ａの前面と型締軸３１の環状
凸部３１ａの後面との隙間Ｌが一定値になるように歯合
する。

【００２８】図７（ｂ）のように、型閉じ直後に環状凸
部３１ａが検出光軸Ｂを遮っていない場合には、歯２１
ａと環状凸部３１ａとが歯合する位置にない場合がほと
んどである。そこで、第１の検出手段７０によって型締
ラム５１が後退限の位置にあるかどうかが確認される
（Ｓ２１）。通常、後退限にあるから、つぎに型締ラム
５１がゆっくりと弱い推力で前進する（Ｓ２２）。一
方、何らかの理由で型締ラム５１が後退限にない場合に
は、続いて型締ラム５１を前進させても正規の型厚調整
ができない恐れがあるので、エラーとして、再び型締ラ
ム５１を後退し直す等の処理が行われる（Ｓ２４）。こ
うして、型締ラム５１が前進するとき（Ｓ２２）、最初
のうち、引き続き環状凸部３１ａが検出光軸Ｂを遮って
いないが、やがて環状凸部３１ａが検出光軸Ｂを遮っ
て、図７（ａ）の状態になる（Ｓ２３）。するとステッ
プ５からの制御が行われ、上述した図７（ｃ）のよう
に、検出光軸Ｂが環状凸部３１ａの隅角と干渉しなくな
ったことが検出されるまで型締ラム５１が前進する（Ｓ
５）。以後、上述したようにして、型厚調整が行われ
る。

【００２９】以上のように、型厚調整が、ラム位置制御
手段９０、第１の検出手段７０、第２の検出手段８０に
よって行われるので、型締ラム５１を機械的に当接させ
て位置規制する当接部材を必要とせず、その分、型締装
置を短くすることができる。また、１つの第１の検出手
段７０、１つの第２の検出手段８０、１つの型締軸３
１，１つの型締ラム５１および１組の半割ナット２１
が、型締装置の中心軸に沿ってコンパクトにまとめられ
ているので、型厚調整が１つの軸上の調整で正確に、か
つ容易に行える。勿論、上記調整は自動的に行われ、開
閉基準位置が自動設定される。

【００３０】型厚調整された型締装置１の通常の型開閉
動作および型締動作を以下説明する。図１の状態で型開
きしているとき、第１の検出手段７０によって型締ラム
５１の位置が検出され、ラム位置制御手段９０によって
型締ラム５１が開閉基準位置に保持されている。また半
割ナット２１が開かれている。この状態でサーボモータ
１１が高速回転すると、その回転がプーリ１２からタイ
ミングベルト１４を経てプーリ１３に伝導され、型開閉
ねじ軸４１が高速回転する。すると型開閉ナット４２が
高速前進し、これと一体の型締軸３１が前進して、可動
プラテン４が高速で型閉じする。このとき、可動プラテ
ン４の位置、速度がサーボモータ１１に内蔵されている
エンコーダのフィードバック信号によって、精密に制御
されている。可動プラテン４が型開閉のストロークの原
点位置に達すると、サーボモータ１１の回転が停止して
可動プラテン４が停止する。そして、半割ナット装置２
０が閉じて半割ナット２１が型締軸３１に歯合する。型
締ラム５１が上述したような半割ナット装置の開閉基準
位置に保持されているからである。

【００３１】つぎに、方向制御弁９５のソレノイドａが
励磁され、型締油室９２に高圧がかけられ型開油室９１
がタンク側に開放されると型締ラム５１が前進し、半割
ナット２１が型締軸３１を前方に押しつけて可動プラテ
ン４が押圧され、型締めが行われる。このとき、型締力
によってタイバー５が伸長し、支持プラテン３が固定プ
ラテン２に対して型締代Ｔだけ後退するが、型開閉ねじ
軸４１が型締代Ｔに相当する分だけ回転することが許容
されるので、型開閉ねじ軸４１や型開閉ナット４２およ
びベアリング４３に型締力が負荷されることがない。当
然、サーボモータ１１が型開閉ねじ軸４１の回転を計測
するので、型締代Ｔが正確に検出される。また、万一オ
ーバーパックしても、前述した型締ラム５１の移動可能
なストローク分だけその後退が許容されるので、強大な
オーバーパック力がタイバー５に負担されることがな
い。

【００３２】型開きは、つぎのように行われる。先ず方
向制御弁９５のソレノイドｂが励磁され、型締油室９２
がタンク側に開放されるとともに型開油室９１に圧油が
かけられて、型締力が解除されて圧抜きが行われる。そ
して引き続き、型締ラム５１が半割ナット装置の開閉基
準位置まで後退した後、半割ナット装置２０が開かれ
る。そして、型締ラム５１がこの開閉基準位置に保持さ
れたまま、サーボモータ１１が型閉時の反対方向に回転
して、型開きが行われる。こうして、型締後、型開きす
るときの型締ラム５１が戻るストロークは、上述した開
閉基準位置の設定のための隙間Ｌと型締代Ｔとの和に相
当する距離であるが、型締代Ｔが圧抜きに伴って自然に
戻るストロークであるからこれを無視すると、上記の僅
かな隙間Ｌだけ型締めラム５１を後退させればよいこと
になる。したがって、型締め後に型開きするまでの時間
を僅かなものにすることができる。加えて、型締め状態
に切り替わって半割ナット２１が型締軸３１に向かって
前進するときに、歯同士が衝突してショックが発生する
ことがないようになっている。

【００３３】なお、通常の成形運転において、成形品に
よっては、成形後最初に金型を開くときに多大な型開力
が必要になることがある。このときは、金型が開くま
で、半割ナット装置２０が閉じられたままで型開油室９
１に高圧がかけられて、型締ラム５１によって強制的に
型開きされる。そして、金型が開かれた後に、その位置
で半割ナット装置２０が開かれ、型開きされる。そして
型開動作中に、型締ラム５１が前記開閉基準位置に復帰
する。型開動作がサーボモータ１１によって制御され、
型締動作が型締ラム５１によって制御されるからであ
る。このようにして、多大な型開力が必要な場合に油圧
力を利用できるから、型開閉のためのサーボモータやボ
ールねじに負担をかけることなく、多大な型開力を出せ
ることは、勿論、型締ラム５１が従来のように機械的な
当接部材によってその後退量が規制されていないので、
このときの型開ストロークが多めであっても、充分大き
く型開きできる。

【００３４】以上のように、この型締装置は、型開閉動
作中の可動プラテン４の移動が、半割ナット２１と型締
軸３１との接触の恐れが全くない状態で高速に、低摩擦
抵抗で、かつ高い真直性を有して行われ、また、型締力
が可動プラテン４の中心に均等に正確に付与されるとい
う、従来の効果を奏することに加えて、第１の検出手段
７０、第２の検出手段８０およびラム位置制御手段９０
によって型厚調整されるので、以下の効果を奏すること
ができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、型締装置が、型締ラム
を機械的に当接させて位置規制する当接部材を必要とし
ないので、万一オーバーパックしても型締ラムの後退が
許容されて、強大なオーバーパック力をタイバー等に負
担させることなく逃がすことができ、オーバーパックに
よるタイバーの破断等のトラブルを皆無とすることがで
きる。そして、この当接部材がない分、型締装置を短く
することができる。さらに、型開きに際して、大きな型
開力と型開ストロークを必要とする場合にあっても、型
締ラム５１が従来のように機械的な当接部材によってそ
の後退量が規制されていないので、大きな油圧力で、か
つ充分な型開量で型開きできる。

【００３６】また、型開きの度に、型締ラムを半割ナッ
ト装置の開閉基準位置に戻すときの移動距離が、上記の
僅かな隙間Ｌの距離にすぎないので、型開閉サイクルを
短縮し、エネルギー的なロスを減少することができる。

【００３７】また、第２の検出手段が光電式検出器であ
る場合には、これが半割ナット上に直接取り付けられ、
半割ナット装置から前方に突き出ることもないので、第
２の検出手段の取り付けスペースを節約して型締装置を
短くすることができる。また、検出光軸が半割ナットの
光軸透孔の中を通るので、外乱を受けにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】型締装置の全体概略側面図

【図２】型開きしている型締装置の可動プラテンより後
方の要部を断面で示す側面図

【図３】半割ナット装置および第２の検出手段を示す詳
細図で、図３（ａ）が側面の断面図、図３（ｂ）がその
Ｘ−Ｘ矢視図

【図４】半割ナット装置および第２の検出手段の他の実
施例を示す詳細図で、図４（ａ）は、図３（ｂ）に相当
する矢視図、図４（ｂ）はそのＹ−Ｙ矢視図

【図５】第１の検出手段と型締ラム位置制御手段とを含
む、支持プラテンと型締ラムの断面図

【図６】型厚調整の過程を示すフローチャート

【図７】第２の検出手段が光電式検出器である場合の、
型厚調整が行われる過程での型締ラムと半割ナットと型
締軸と検出光軸との位置関係（ａ）、（ｂ）が型閉完了
直後の位置関係、（ｃ）が、第２の検出手段の検出光軸
が環状凸部３１ａの隅角との干渉から抜け出たときの位
置関係、（ｄ）が、半割ナットが閉じられときの位置関
係、（ｅ）が、型締ラムが前進して半割ナットの歯と型
締め軸の環状凸部とが当接したときの位置関係、（ｆ）
が、型締ラムが開閉基準位置に戻ったときの位置関係

【図８】従来の型締装置の可動プラテンより後方の要部
を断面で示す側面図

【符号の説明】１型締装置２固定プラテン３支持プラテン４可動プラテン１１サーボモータ２０半割ナット装置２１半割ナット２１ｃ光軸透孔３１型締軸３１ａ型締軸の環状凸部４０背面支持部材４０ｈ背面支持部材の内筒面４１型開閉ねじ軸４２型開閉ナット５１型締ラム６４円筒部材７０第１の検出手段８０第２の検出手段８１近接スイッチ８３投光素子８４受光素子９０型締ラム位置制御手段９１型開油室９２型締油室９５方向制御弁Ｔ型締代

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機が型開閉ねじ軸を回転させて型開
閉ナットを移動させ、該型開閉ナットと一体の型締軸を
移動させることによって可動プラテンの開閉が行われ、
支持プラテンに内蔵された型締ラムが前記型締軸を押圧
することによって前記可動プラテンの型締めが油圧式に
行われる型締装置において、前記型締軸が該軸部外周に
４角または台形の環状凸部を一定ピッチに有し、該環状
凸部に係脱する半割ナットを内蔵する半割ナット装置が
前記型締ラムの先端に同軸上に取り付けられて、前記型
締軸と前記半割ナット装置と前記型締ラムとが１軸上に
配置されるとともに、前記型締ラムの前記支持プラテン
に対する位置を検出する第１の検出手段と、前記半割ナ
ット装置の前記型締軸に対する位置を検出する第２の検
出手段と、前記型締ラムの前記支持プラテンに対する位
置を油圧的に制御する型締ラム位置制御手段とが備えら
れることによって、前記可動プラテンが開閉するときに
は、前記半割ナットが開いて前記型締軸との係合が開放
されるとともに前記型締ラムが前記支持プラテンに対し
て前記半割ナットを前記型締軸に係合させる開閉基準位
置に油圧的に保持される一方、前記型締ラムが型締めす
るときには、前記半割ナットが閉じて前記型締軸と係合
して、前記半割ナットを介して前記型締軸が押圧されて
型締めが行われることを特徴とする射出成形機の型締装
置。
【請求項２】前記型締ラム位置制御手段は、前記第１の
検出手段が検出する前記型締ラムの位置に応じて該型締
ラムの位置を制御する射出成形機の制御装置によって制
御される油圧制御装置であって、少なくとも、前記型締
ラムの型締油室と型開油室とに供給する油圧作動油を切
換制御する方向制御弁を含むことを特徴とする請求項第
１項記載の射出成形機の型締装置。
【請求項３】前記第２の検出手段は、前記半割ナット装
置の前記半割ナットに取り付けられた光電式検出器であ
り、該光電式検出器の投光素子と受光素子との間の検出
光軸が通過する光軸透孔が、前記半割ナットに形成され
ていることを特徴とする請求項第１項または、第２項記
載の射出成形機の型締装置。