JP3670585B2 - 摩擦タイバー型締装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、型締力を柱状部材に加える機構であって、物品を成形する成形機において具体的な実用性を有しているものに関する。
【０００２】
【発明の背景】
成形機は、通常、型締ピストンをタイバーに接続し且つタイバーから切り離すべく、タイバーをロックする手段を使用する。例えば、仏国特許第２,４１１,６９４号は、三定盤機械の支柱を掴んで型締ピストンをその支柱に接続する摩擦手段を示している。その設計は、テーパー付きスリーブ内へ押し込まれる円錐形の締付リングを使用しており、そのテーパー付きスリーブは、締付リングが内方に撓んでその中央内腔を貫通している支柱を掴むことを引き起こす。この特許の図４は、その撓みを容易にすべく、どの様に締付リングが縦方向スロットをこの締付リングを貫通して切られているかを示している。この取り組み方に伴う問題点は、締付リングが、撓まされるべく、その嵌め合いテーパー付き部品の内側で摺動しなければならない、ということである。この摺動作用の間に発生される大きい力は、嵌め合い表面を摩滅させ、これは、そのような装置の有効寿命をかなり短縮させる。更に、円錐形の座部における摩擦は、掴み作用の有効性を制限する。
【０００３】
米国特許第２,６９１,７９９号は、異なる取り組み方を示している。この特許においては、コレット型締付リングが、タイバーを保持すべく使用されている。
【０００４】
Ｓｉｅｇｅｌへの米国特許第３,１８３,５５５号は、スリーブの壁を撓ませてタイバーを掴むべく、液圧を使用する取り組み方を示している。
【０００５】
Ｂｒｉｎｋｍａｎｎへの米国特許第４,５６５,５１７号は、円錐形の座部を有しているピストンに作用してリングセグメントがタイバーを掴むことを引き起こすべく、油圧を使用する取り組み方を示している。
【０００６】
独国特許第３１ ４４ ３５９号は、楔形セグメントを押してピストンのロッドを掴むべく、液圧ピストンを使用する取り組み方を示している。
【０００７】
これらのシステムにも拘らず、より強い掴み作用を備えている型締機構であって、摩滅の問題を最小にすべくより早く作動し且つかなりのコスト節減で組み立てられ得るものに対するニーズが、依然として存在している。
【０００８】
【発明の概要】
従って、本発明の目的は、タイバーのような柱状部材に型締力を加える改良された機構を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、プレス、成形機及び射出成形機において実用性を有している、型締力を加える改良された機構を提供することである。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、他の機械的な締付技法と比較してかなりのコスト節減で組み立てられ得る、型締力を加える改良された機構を提供することである。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、タイバーのような柱状部材に型締力を加える改良された方法を提供することである。
【００１２】
上述した目的は、本発明の型締機構及び型締方法によって達成される。
【００１３】
本発明によれば、タイバーのような柱状部材に型締力を加える機構は、柱状部材を取り囲む圧縮可能部材であって、柱状部材を掴み且つ型締力をそれに伝達し、しかも柱状部材に沿って摺動可能であるものを具備している。機構は、更に、型締力を加える第１手段であって、この第１手段は、圧縮可能部材を受容し且つ圧縮可能部材と摩擦係合する係合表面を備えている内腔を有している。圧縮可能部材と係合表面との間の摩擦係合は、圧縮可能部材と第１手段との間の相対的な摺動運動を防止する。機構は、更になお、型締力を加え且つ柱状部材に沿って初期位置から予荷重位置まで圧縮可能部材が摺動することを引き起こす第２手段であって、その予荷重位置において、圧縮可能部材は、この圧縮可能部材がそれらの位置の間を移動する間に、係合表面との接触によって圧縮される、ものを具備している。圧縮可能部材の圧縮は、それが柱状部材を掴み且つ初期型締力を加えることを引き起こす。第１手段を型締位置へ移動させることにより、主型締力が、圧縮可能部材に加えられ、これにより、タイバーに加えられる。型締めの間に型締ピストンに加えられる力は、更に、スリーブにおけるヒンジ作用を増大させ、これにより、スリーブの半径方向の撓みと掴み作用とを増大させる。
【００１４】
本発明の型締機構は、広い実用性を有している。それは、多くの異なるタイプのプレス及び成形機に使用され得る。それは、プラスチック物品を形成する射出成形機に具体的な実用性を有している。
【００１５】
本発明の一の側面において、本発明の型締機構は、金型であって、第１定盤に装着されている第１金型部分と第２定盤に装着されている第２金型部分とによって形成されており且つ第１定盤と第２定盤との間を延びている１つ以上のタイバーを有しているものに、型締力を加えるべく、使用され得る。型締力を金型に加える方法は、金型を閉じる工程と、各タイバーの周りの、直径を備えている中央内腔を有している圧縮可能部材と、初期位置と予荷重位置との間をそれぞれの圧縮可能部材が移動することを引き起こす摺動ピストンと、圧縮可能部材を介して主型締力又は型開力を前記金型に加える型締ピストンとを用意する工程と；摺動ピストンが協働するところのそれぞれの圧縮可能部材が、型締ピストンに対して圧縮可能部材が摺動することなく、初期位置と予荷重位置との間をタイバーに沿って摺動することを引き起こすべく、摺動ピストンを活性化させる工程であって、この工程により、圧縮可能部材は、圧縮されると共に、タイバーであって、このタイバーに沿って摺動ピストンが摺動するものを掴む、ものと；型締ピストンを活性化させる工程であって、圧縮可能部材がタイバーを介して主型締力を金型に伝達することを引き起こすべく、型締ピストンを型締位置へ移動させるものとを具備している。
【００１６】
本発明の型締機構及び型締方法の他の詳細、並びに他の目的及びそれらに伴う利点は、以下の詳細な説明及び添付図面に記載されており、それらの添付図面においては、同じ数字は、同じ要素を表している。
【００１７】
【好適な実施形態の詳細な説明】
図面を参照するに、図１は、本発明に係る型締機構１０を示している。型締機構１０は、広い実用性を有しており、種々のプレス及び成形機で使用され得る。例えば、図１に示されているように、それは、第１の定盤１２と第２の定盤１４とを有する成形機で使用され得る。各定盤は、それぞれの金型部分１６,１８であって、当業界においては知られている在来の手段を用いることにより、所望されている態様で、それに固定されるものを有し得る。定盤１２及び１４のうちの一方の定盤は、固定されていても良いのに対し、他方の定盤は、可動である。あるいは、両方の定盤１２及び１４が、可動であっても良い。
【００１８】
成形機は、定盤１２と定盤１４との間を延びている１つ以上のタイバー２０をも有している。タイバー用の支持体は、本発明の部分を形成しておらず、従って、詳細には記載されていない。当業界で知られている適切なタイバー支持体が、使用され得る。可動定盤１２及び/又は１４は、型開位置と型締位置との間を、タイバーに沿って移動する。金型部分が型締位置にあるときには、金型部分をその位置に維持すべく、型締力が、金型に加えられる。同様に、金型が型開きされるべきときには、金型部分を型開きするのを引き起こすべく、型開力が、金型に加えられる。本発明によると、金型型締力及び金型型開力は、型締機構１０により、タイバーを介して加えられる。簡単化の目的で、唯一の型締機構１０が図１に示されているが、そのような型締機構がタイバー２０の各々に設けられ得るということが、認識されるべきである。
【００１９】
型締機構１０は、圧縮可能な締付リング２２を備えており、この締付リング２２は、その基部２４からその前縁部２６までテーパーを付されている。締付リング２２は、直径Ｄの中央内腔２８を有しており、それぞれのタイバー２０は、その中央内腔２８を貫通している。締付リング２２は、初期位置と予荷重位置との間を、タイバー２０に沿って摺動すべく構成されている。図１及び図２に示されているように、締付リング２２は、複数の周方向スロット３０と、環状本体部分３２とを有している。周方向スロット３０は、締付リング２２の外側部分３４を、複数のセグメント３６に分割している。図１から理解され得るように、周方向スロット３０及びセグメント３６は、必ずしも、締付リング２２の全長に亘ってはいない。しかしながら、好適な構成においては、スロット３０及びセグメント３６は、締付リング２２の長さの殆どに亘っている。
【００２０】
型締機構１０は、更に、定盤１４内に収容されている型締ピストン４０を備えている。型締ピストン４０は、主型締力を圧縮可能な締付リング２２とタイバー２０とを介して金型に加えるべく、使用される。型締ピストン４０は、また、型開力を圧縮可能な締付リング２２とタイバー２０とを介して金型に加えるべく、好適に使用される。型締ピストン４０は、作動時において、図１に示されている初期位置と型締位置との間を移動する。型締ピストン４０のストロークは、カバープレート４２によって限定されており、このカバープレート４２は、定盤１４にボルト締めされている。
【００２１】
図１から理解され得るように、型締ピストン４０は、テーパー付き内腔４４を有しており、このテーパー付き内腔４４は、圧縮可能な部材の外側表面４８と摩擦係合するテーパー付き表面４６を有している。テーパー付き表面４６と外側表面４８との間の摩擦係合は、締付リング２２がタイバー２０に沿ってその初期位置とその予荷重位置との間を移動する際に、締付リング２２と型締ピストン４０との間の摺動を防止する。
【００２２】
摺動ピストン５０が、図１に示されている初期位置と予荷重位置との間で締付リング２２を移動させるべく、設けられている。型締ピストン４０の先端部分５６内の環状溝５４とその先端部分５６にボルト締めされている端板５８とによって画成されているシリンダー５２内に、摺動ピストン５０は、位置させられている。端板５８は、摺動ピストン５０のストロークを限定する。
【００２３】
作動時においては、加圧された油が、ポート６０を介してシリンダー５２に供給される。これは、摺動ピストン５０が型締ピストン４０に向かって移動することを引き起こす。この結果、圧縮可能な締付リング２２は、その初期位置からその予荷重位置へ、タイバー２０に沿って摺動する。締付リング２２は、表面４６と表面４８との間に存在する高い摩擦係数の故に、テーパー付き内腔４４内では摺動しない。図２に示されているような、摺動に代わる、予荷重位置への締付リング２２の移動は、各セグメント３６が表面４６を掴むことを引き起こす。これは、各接触点Ａの周りでのヒンジ作用を結果的に生じ、もって、圧縮可能な締付リング２２の環状本体部分３２が、タイバー２０に向けて押し付けられ、そして、中央内腔２８の直径Ｄが、量ｄだけ減少させられる。（図２は、締付リング２２の半径方向の圧縮又は撓みを示している。）これは、圧縮可能な締付リング２２が、タイバー２０を掴んで型締ピストン４０をタイバー２０に効果的に連結することを、結果的に生じる。それは、また、小さい初期型締力をタイバー２０に加えることを、結果的に生じる。上述したヒンジ作用は、ばね座金の集積体が圧縮されることに、なぞらえられ得る。ばね座金の外径がスリーブ内に拘束されているならば、軸方向の十分な力が型締ピストン４０によって加えられると、それらを通る中央内腔の径は、減少するであろう。
【００２４】
主型締力は、ポート６４を介して油をシリンダー６２に供給することによって加えられ、型締ピストン４０が摺動ピストン５０に向かって移動することを引き起こす。型締ピストン４０の移動は、主型締力を圧縮可能な締付リング２２に加え、この締付リング２２は、その主型締力を、タイバー２０へ且つ金型上へ伝達する。比較的高い型締力がこの態様で金型に伝達され得るということが、見出されている。
【００２５】
金型を開く時には、型開力が、締付リング２２とタイバー２０とを介して金型に伝達される。型開力は、ポート６４を介して油をシリンダー６２から抜き取り且つポート６６を介して高い圧力の油をシリンダー６８に供給することにより、生成される。型締ピストン４０の、カバープレート４２から離れる方向の運動は、金型が強制的に開かれることを引き起こすところの力を生成する。この型開力は、通常、型締ピストン４０によって加えられる型締力の１０％である。この結果、それに対応してより小さい投影面積が、採用され得る。小さい型開力は、金型ストロークシリンダー(図示せず)によっても加えられ得る。
【００２６】
型開力が加えられた後、もし所望されるならば、圧縮可能な締付リング２２は、その予荷重位置からその初期位置まで移動させられ得る。これは、ポート６０を介してシリンダー５２内の流体を抜き取って圧縮可能な締付リング２２の弾性が摺動ピストン５０をその初期位置まで押すことを可能にすることにより、なされ得る。もし必要ならば、より速く移動させるための圧縮ばね１００であって、摺動ピストン５０を押し戻すのを助けるものが、摺動ピストン５０におけるポケット内に設けられ得る。
【００２７】
締付リング２２の材料は、好適に、可撓性であり且つ弾性である。例えば、締付リング２２は、強化プラスチック材料から形成され得る。締付リング２２を金属材料から形成することも、可能である。しかしながら、図３に示されているように、縦方向スロット７０が、半径方向の圧縮を容易にするのを助けるべく、好適に設けられよう。
【００２８】
本発明の型締機構の利点のうちの一の利点は、締付リング２２の隣りへのタイバー２０の正確な案内と精密許容差とが、締付リング２２とタイバー２０との間の小さいギャップと、型締めの間の最小材料変形とを可能にする、ということである。
【００２９】
本発明の型締機構の利点のうちの他の利点は、それが、噛合方法よりも速く作動する、ということである。敏速な作用についての一の理由は、埋められるべき、歯と歯との間のクリアランスが、存在しない、ということである。型締め後に型開きへ移る際に時間のロスを避けるためには、そのことが、主として重要である。別の利点は、バヨネット締付シール装置とは異なり、ピストン４０とピストン５０とが、回転させられる必要がない、ということであり、それらのバヨネット締付シール装置においては、回転ピストンにおけるシールが、これらを回転させるのに大きいトルクを必要とするところの摩擦を生成する。そのための時間及びエネルギーが、節約される。更に、本発明の型締機構は、他の機械的な締付方法に対して、かなりのコスト節減で組み立てられ得る。
【００３０】
上述した手段、目的及び利点を十分に満足する摩擦タイバー型締装置が本発明によって提供されている、ということは、明らかである。本発明が、その特定の実施形態の文脈において記載されているが、他の種々の代案及び変更が、本記載を読んだ後の当業者には明らかであろう。それらの変形、代替及び変更であって、添付した請求項の広い範囲内に入るものを包含することが、意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る型締機構の実施形態の断面図である。
【図２】 図１の型締機構において使用されている圧縮可能部材の拡大断面図である。
【図３】 図１の型締機構において使用されるべき圧縮可能部材の代替実施形態の斜視図である。

Claims (22)

1. 型締力を柱状部材に加える機構であって、前記機構は、
   前記柱状部材を取り囲む圧縮可能部材であって、前記柱状部材を掴み且つ前記型締力をそれに伝達し、しかも前記柱状部材に沿って摺動可能であるものと、
   型締力を加える第１手段であって、前記第１手段は、前記圧縮可能部材を受容し且つ前記圧縮可能部材と摩擦係合する係合表面を備えている内腔を有しており、前記圧縮可能部材と前記係合表面との間の前記摩擦係合は、前記圧縮可能部材と前記第１手段との間の相対的な摺動運動を防止する、ものと、
   型締力を加え且つ前記柱状部材に沿って初期位置から予荷重位置まで前記圧縮可能部材が摺動することを引き起こす第２手段であって、その予荷重位置において、前記圧縮可能部材は、前記圧縮可能部材が前記位置の間を移動する間に、前記係合表面との接触によって圧縮される、ものと、
   を具備しており、
   前記第１手段は、型締位置へ移動可能であり、その型締位置においては、主型締力が、前記圧縮可能部材を介して前記柱状部材に加えられ、
   前記圧縮可能部材は、環状本体部分と、前記環状本体部分内に直径を有している中央内腔と、複数の周方向スロットであって、複数のセグメントを画成しているものとを有している、
   機構。
2. 前記柱状部材に沿う前記圧縮可能部材の移動の間、前記セグメントの各々が、前記第１手段の前記係合表面と摩擦係合し、前記摩擦係合は、結果的にヒンジ作用を生じ、このヒンジ作用は、前記柱状部材に向けて環状本体部分が押し付けられることを引き起こすと共に、前記中央内腔の前記直径における減少を引き起こす請求項１の機構。
3. 前記圧縮可能部材が、基部から前縁部までテーパーを付されており、且つ、前記係合表面が、嵌め合いテーパー付き表面からなっている請求項１の機構。
4. 前記第１手段が、型締ピストンを具備しており、この型締ピストンは、弛緩位置と型締力加力位置との間を移動可能である請求項１の機構。
5. 前記型締ピストンが、定盤内部に位置させられていると共に、前記定盤に接合されているカバープレートによってストロークが限定されている請求項４の機構。
6. 前記第２手段が、前記型締ピストンの互いに反対の位置にある２つの端部のうちの一方の端部であって、前記第２手段に面しているものの内部で移動する摺動ピストンを具備している請求項４の機構。
7. 前記型締ピストンの前記一方の端部に接合されている端板を更に具備しており、
   前記端板と前記型締ピストンの前記一方の端部とが、シリンダーを画成しており、前記摺動ピストンは、そのシリンダー内で移動する、
   請求項６の機構。
8. 前記圧縮可能部材が、強化プラスチック材料から形成されている請求項１の機構。
9. 前記圧縮可能部材が、金属材料から形成されている請求項１の機構。
10. 前記圧縮可能部材が、前記圧縮可能部材の半径方向の圧縮を容易にすべく、縦方向に延びている複数のスロットを有している請求項１の機構。
11. 物品を形成する装置であって、
    第１定盤と、前記第１定盤に対して移動可能な第２定盤と、
    金型であって、前記第１定盤に装着されている第１金型部分と前記可動第２定盤に装着されている第２金型部分とによって形成されているものと、
    前記第１定盤に接合されているタイバーであって、前記定盤のうちの少なくとも１つの定盤を貫通しているものと、
    前記タイバーを介して型締力を前記金型に加力する型締力加力手段と、
    を具備しており、
    前記型締力加力手段は、前記定盤のうちの一方の定盤の内部に装着されている型締ピストンと、前記型締ピストンに対して移動可能な摺動ピストンと、前記タイバーを取り囲んでいる圧縮可能部材であって、直径を備えている中央内腔を有しているものとを具備しており、
    前記摺動ピストンは、初期位置と前記圧縮可能部材が前記タイバーを掴むところの予荷重位置との間を前記タイバーに沿って前記圧縮可能部材が摺動することを引き起こし、
    前記圧縮可能部材は、前記型締ピストンの表面と摩擦係合しており、前記摩擦係合は、前記型締ピストンの前記表面に対する、前記圧縮可能部材の摺動運動を防止し、且つ
    前記型締ピストンは、型締力加力位置へ移動させられると、前記圧縮可能部材と前記タイバーとを介して主型締力を前記金型に加え、
    前記圧縮可能部材は、環状本体部分と、複数の周方向スロットであって、前記型締ピストン表面と係合する複数のセグメントを画成しているものとを有しており、且つ、前記予荷重位置までの前記タイバーに沿う前記圧縮可能部材の移動が、各前記セグメントの、それぞれの接触点の周りでのヒンジ作用と、前記環状本体部分の圧縮と、前記中央内腔の前記直径における減少とを引き起こす、
    装置。
12. 前記型締ピストンの表面が、テーパーを付されていると共に、前記圧縮可能部材が、基部から前縁部までテーパーを付されている請求項１１の装置。
13. 前記圧縮可能部材が、強化プラスチック材料から形成されている請求項１１の装置。
14. 前記圧縮可能部材が、金属材料から形成されている請求項１１の装置。
15. 前記圧縮可能部材が、前記圧縮可能部材の半径方向の圧縮を容易にすべく、その中に複数の縦方向スロットを有している請求項１１の装置。
16. 前記型締ピストンの互いに反対の位置にある２つの端部のうちの一方の端部であって、前記摺動ピストンに面しているものにおける環状溝と、
    前記型締ピストンの前記一方の端部に接合されている端板と、
    を更に具備しており、
    前記環状溝と前記端板とが、前記摺動ピストン用のシリンダーを画成している、
    請求項１１の装置。
17. 前記１つの定盤に接合されているカバープレートを更に具備しており、もって、前記カバープレートが、前記型締ピストンのストロークを限定している請求項１１の装置。
18. 型開力が、前記型締ピストン、前記圧縮可能部材及び前記タイバーを介して、前記金型に伝達される請求項１１の装置。
19. 前記第１定盤と前記第２定盤との間を延びる複数のタイバー、
    を更に具備しており、
    前記型締力加力手段が、前記タイバーの各々と結び付いている型締力加力手段を具備しており、
    各前記型締力加力手段が、前記１つの定盤の内部に装着されており且つそれぞれのタイバーを取り囲んでいる型締ピストンと、前記型締ピストンに対して移動可能であり且つ前記それぞれのタイバーを取り囲んでいる摺動ピストンと、前記それぞれのタイバーを取り囲んでいる圧縮可能部材であって、直径を備えている中央内腔を有しているものとを具備しており、
    前記摺動ピストンが、初期位置と前記圧縮可能部材が圧縮されて前記タイバーを掴むことを引き起こされるところの予荷重位置との間を前記それぞれのタイバーに沿って前記圧縮可能部材が摺動することを引き起こし、
    前記圧縮可能部材と前記型締ピストンとの間の相対的な摺動運動を防止すべく、前記圧縮可能部材が、前記型締ピストンの表面と摩擦係合しており、且つ
    前記型締ピストンが、型締力加力位置へ移動させられると、前記圧縮可能部材と前記それぞれのタイバーとを介して前記主型締力を前記金型に加える、
    請求項１１の装置。
20. 金型であって、第１定盤に装着されている第１金型部分と第２定盤に装着されている第２金型部分とによって形成されており且つ前記第１定盤と前記第２定盤との間を延びているタイバーを有しているものに、型締力を加える方法であって、前記定盤のうちの少なくとも１つの定盤は、そのタイバー上を移動し、前記方法は、
    前記タイバーの周りの、直径を備えている中央内腔を有している圧縮可能部材と、初期位置と予荷重位置との間を前記圧縮可能部材が移動することを引き起こす摺動ピストンと、型締力及び型開力のうちの少なくとも１つを前記金型に加える型締ピストンとを用意する工程と、
    前記型締ピストンに対して前記圧縮可能部材が摺動することを引き起こすことなく、前記初期位置と前記予荷重位置との間を前記タイバーに沿って前記圧縮可能部材が摺動することを引き起こすべく、前記摺動ピストンを活性化させる摺動ピストン活性化工程であって、前記圧縮可能部材が前記タイバーを圧縮し且つ掴むことを引き起こすものと、
    前記圧縮可能部材と前記タイバーとを介して主型締力が前記金型に伝達されることを引き起こすべく、前記型締ピストンを活性化させる工程と、
    環状本体部分と複数のセグメントを画成する複数の周方向スロットとを前記圧縮可能部材に設ける工程と、
    を具備しており、
    前記摺動ピストン活性化工程は、前記タイバーに向けて前記環状本体部分が押し付けられるように前記セグメントが接触点の周りで運動することを引き起こすと共に、前記中央内腔の前記直径が減少することを引き起こす、方法。
21. 前記型締ピストン、前記圧縮可能部材及び前記タイバーを介して前記型開力を前記金型に加える工程を更に具備している請求項２０の方法。
22. 前記型開力を加える工程が、前記型締力の１０％であるところの型開力を加えることを具備している請求項２１の方法。

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