JP3886730B2

JP3886730B2 - 電動式トグル型締装置及び電動式ハーフナット開閉装置

Info

Publication number: JP3886730B2
Application number: JP2001019981A
Authority: JP
Inventors: 三郎藤田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002225100A

Description

【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し、特に型締め、型締め前後の可動ダイプレートの開閉移動、型締用タイバーの位置固定用ハーフナット開閉装置、を電動で行う電動型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機においては、型締めには強大な力が必要であるが、金型の開閉のための可動ダイプレートの移動ストロークは、金型交換や成形品の取り出しのため長くする必要があるが、この工程には大きな力を持続して使う必要はない。以前は同一の油圧シリンダで型締めと型盤の移動を行っていたが、この構成では油圧シリンダは大径で長ストロークとなり、型盤の移動は遅くなり、油量は多く、不経済であったため、近年はこの機能を分担し、ダイプレートの移動には小径で長いストロークの油圧シリンダ、又は、電動モータの回転力を直線方向の力に換えた機械的な移動手段を使用し、型締は大径で短いストロークの油圧シリンダを使用する等の経済的な構成が用いられている。
【０００３】
実公平８−５７８６号において公示された型締装置は、可動ダイプレートを固定ダイプレートに向けて進退動させるボールねじ式送り機構と、固定金型と可動金型とを結合固定する型締ピストンと直結しているタイバーを備えて、可動ダイプレートが固定ダイプレートに近接し、固定金型と可動金型とが型閉じする直前に、可動ダイプレートに設けられたタイバーとほぼ直角方向に開閉するハーフナットがタイバーに設けられたリング溝に係合して、タイバーと可動ダイプレートを結合する手段とを有し、タイバーと可動ダイプレートが結合後、型締ピストンを油圧で作動してタイバーを介して可動ダイプレートを引き寄せて型締めする型締装置であり、型締め、射出成形後の離型のときには、油圧を逆方向に作用させて可動ダイプレートを押し出すようにしたものである。
【０００４】
近年、特に小型の射出成形機において、電動モータの駆動回転力を全面的に採用した機種が開発され、型締装置についてはモータ駆動のトグル機構を用いたものが種々提案されている。従来のトグル機構による型締装置は、固定ダイプレートと可動ダイプレートの間に対称に設けられた一対のトグルの、リンクアームのピンジョイント部が結合されている共通クロスヘッドを、このクロスヘッドに取付けられたボールねじナットを介して、モータで駆動されるボールねじ軸により可動ダイプレートの移動方向に進退させて、可動ダイプレートを移動して金型の開閉と型締を行わせる構成で、可動ダイプレートを固定ダイプレートに向けて進退動させるときはトグル機構の高速移動工程を使用し、型締めと離型はトグル機構の上死点近辺の低速で高圧が得られる工程部分が利用されている。（特許第２８６６３１４号、特開平７−１００８８５号等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記実公平８−５７８６号で示された型締装置は、型閉後の型締めに油圧系統による高圧の作動油を用いており、作業環境をクリーンにしたい、メンテナンスも清浄な環境で、容易にできるものを、というユーザの要望に沿えなくなりつつあり、射出成形機の全電動化が要望されている。
【０００６】
従来の電動トグル機構による型締装置は、トグル機構の性能からストロークを長く採り難く、型開のとき金型の間隔を充分に開けられないので、深い形状の成形品の成形ができない。また、トグル機構の設置長さが長いので、射出成形機全体の長さが長大になる。また、大きい型締力を得るためには大型のトグル装置と高出力のモータが必要であるが、油圧の型締装置と比べてコスト上のメリットが少なくなるので、電動トグル型締装置は小型の射出成形機にしか採用されていないのが実情である。
【０００７】
本発明は、型締めにトグル機構を使用した型締装置において、射出成形機全体の長さをコンパクトに収めても、型開のとき金型の間隔を充分に開けることができ、大きい型締力を得られ、コストも安価になるような、電動トグル機構による特に中型以上の射出成形機に利用可能な型締装置と電動式ハーフナット開閉装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点に対して本発明は、以下の各項の構成を特徴とする手段で解決を図る。
【０００９】
１）固定金型を保持する固定ダイプレートと、可動金型を保持する可動ダイプレートと、可動ダイプレートと固定ダイプレートを貫通して設置され端部に複数のリング状溝、またはねじを有する複数のタイバーと、可動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退動作させる可動ダイプレート移動手段と、可動ダイプレートの外側面に設置されていてタイバーの複数のリング状溝、またはねじと噛み合い可能なリング状内溝、または雌ねじを有してタイバーと結合、解放可能なハーフナット開閉装置と、前記可動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートが固定ダイプレートに接近し固定金型と可動金型が型閉し、前記ハーフナット開閉装置によりタイバーを可動ダイプレートに固定した後、固定ダイプレート側に設けられたタイバーに張力を加えて型締を行う型締手段とを備えた型締装置において、
【００１０】
タイバーに張力を加える型締手段は、対になったタイバーの先端に設けた軸孔に共通に突き通るトグルピンと、固定ダイプレートの外側面に取付けられた一対のトグル支台と、前記トグルピンと前記トグル支台の間に設けたトグルリンク機構と，前記トグルリンク機構を伸縮してタイバーの方向に対して直角の方向に押し引きするように作用するボールねじ軸と、固定ダイプレートに固設され前記ボールねじ軸を駆動するサーボモータで構成され、４本のタイバーを同時に型締作用するようにこの型締手段を２組配置したことを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００１１】
２）１）に記載する電動式トグル型締装置において、トグルリンク機構が対になったタイバーの先端に設けた軸孔に共通に突き通る第１のトグルピンと、第１のトグルピンのタイバーに近接する両内側に片端が同トグルピンに回転可能に軸支し他の端部に軸孔が設けられた一対の第１のリンクアームと、この一対の第１のリンクアームの軸孔に共通に回転可能に突き通る第２のトグルピンと、固定ダイプレートの外側面に取付けられた一対のトグル支台と、同トグル支台に軸支された一対の第３のトグルピンと、第２のトグルピンと第３のトグルピンの両方に軸支される一対の第２のリンクアームとから構成され、前記ボールねじ軸が第２のトグルピンを第１のリンクアームと第２のリンクアームが為す角度が１８０度になるようにタイバーの方向に直角の方向に押すように作用するボールねじ軸と、固定ダイプレートに固設されたサポートで支持された前記ボールねじ軸を駆動するサーボモータと、第２のトグルピンに取付けられたボールねじナットとで構成され、４本のタイバーを同時に型締作用するようにこの型締手段を平行に２組配置したことを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００１２】
３）１）または２）に記載する電動式トグル型締装置において、前記一対のボールねじ軸を同期回転させる手段は、それぞれのボールねじ軸に直結する一対の歯車と、この一対の歯車を同一方向に回転するように巻掛けたチエン又は歯付きベルトによる機械的な回転伝達機構としたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００１３】
４）１）または２）に記載する電動式トグル型締装置において、前記一対のボールねじ軸を同期回転させる手段は、それぞれのボールねじ軸の回転数と回転速度を検出するエンコーダと、同エンコーダの検出値を比較して両者の回転数を一致するように制御する制御装置を備えてなることを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００１４】
５）１）ないし４）のいずれかに記載する電動式トグル型締装置において、前記可動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退動作させる手段として、一対の電動モータで駆動される一対のボールねじと、このボールねじに螺合し可動ダイプレートに取付けられた一対のボールねじナットを用いたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００１５】
６）固定金型を保持する固定ダイプレートと、可動金型を保持する可動ダイプレートと、可動ダイプレートと固定ダイプレートを貫通して設置され端部に複数のリング状溝、またはねじを有する複数のタイバーと、可動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退動作させる可動ダイプレート移動手段と、可動ダイプレートの外側面に設置されていてタイバーの複数のリング状溝、またはねじと噛み合い可能なリング状内溝、または雌ねじを有してタイバーと結合、解放可能な電動式ハーフナット開閉装置と、前記可動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートが固定ダイプレートに接近し固定金型と可動金型が型閉し、前記電動式ハーフナット開閉装置によりタイバーを可動ダイプレートに固定した後、固定ダイプレート側に設けられたタイバーに張力を加えて型締を行う型締手段とを備えた型締装置を構成する前記電動式ハーフナット開閉装置であって、
【００１６】
一対のタイバーのそれぞれのリング状溝又はねじ部を挟むように設置された２組の左ハーフナット及び右ハーフナットと、同２組の左ハーフナット及び右ハーフナットの上下に２本づつ横方向に貫通し、左ハーフナットとは固定され右ハーフナットとは摺動自在に支持する対角の２本の連結ロッド、右ハーフナットとは固定され左ハーフナットとは摺動自在に支持する別の対角の２本の連結ロッドとの計４本の連結ロッドと、左ハーフナットに固定された連結ロッドに固着されたプレートに取付けられたブレーキ付モータと、同ブレーキ付モータの出力軸に結合され前記プレートに設けられた軸受に支えられたボールねじ軸と、同ボールねじ軸に螺合し前記一方の側の左ハーフナットに固設されたボールねじナットと、前記４本の連結ロッドの内ダイプレート寄りの２本の連結ロッドが摺動可能に貫通し２組のハーフナットの間に対称の位置に設置された一対のロッドガイドと、同ロッドガイドを介して２組のハーフナットを支え前記可動ダイプレートのタイバー貫通孔と同心の円筒部にダイプレート移動方向を拘束して支えられた支持プレートと、前記ロッドガイドの連結ロッド貫通孔の中間に立設した軸と、同軸に回転自由に外嵌し１８０度に開いて設けられた２本のアームを有するアーム円筒と、同アーム円筒の両先端にピンジョイントで結合されリンクの他の端部はそれぞれ２本の反対方向へ移動する前記連結ロッドの固定ブッシュ又は左ハーフナットにピンジョイントで結合された一対のリンクとにより構成され、２組の左ハーフナットと右ハーフナットを互いに反対方向に等距離移動するようにしたことを特徴とする電動式ハーフナット開閉装置。
【００１７】
７）６）に記載する電動式ハーフナット開閉装置において、金型の厚さに対応して前述タイバーのリング状溝又はねじのピッチずれを正しい噛合い位置に調整する機構は、可動ダイプレートの外側面から各タイバー貫通孔の途中まで穴明けされた大径の段付穴の内径に雌ねじを加工した可動ダイプレートと、この雌ねじに螺合する雄ねじを備え雄ねじより大径のフランジ部に歯を加工し円筒内径を有する調整歯車と、同調整歯車の円筒内径に回転可能に内嵌し軸方向を拘束して上記電動式ハーフナット開閉装置の支持プレートに取付けてある一対の摺動筒と、４本のタイバー貫通孔に螺合する４個の調整歯車に同時に噛み合うように設置されたリング歯車と、同リング歯車の内周をガイドする可動ダイプレートに取付けられた複数のガイド車と、可動ダイプレートに設置した同リング歯車に噛み合ってリング歯車を回転させる手動又は電動ピニオンとで構成され、リング歯車により４個の調整歯車を同時に回転させて可動ダイプレートからハーフナット開閉装置の距離を調整することにより、金型の厚さに対応して２組のハーフナット開閉装置のリング状溝又はねじに対する前記タイバーのリング状溝又はねじのピッチずれを正しい噛合い位置に同時に調整するものであることを特徴とする電動式ハーフナット開閉装置。
【００１８】
８）１）ないし５）のいずれかに記載する電動式トグル型締装置において、６）に記載する電動式ハーフナット開閉装置を備えたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００１９】
９）８）に記載する電動式トグル型締装置において、７）に記載する位置調整機構を有する電動式ハーフナット開閉装置を備えたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は電動トグル型締装置を備えた射出成形機の型締装置を示す側面図（一部断面）、図２は図１の型締装置をＥ矢印方向から見た側面図、図３は図２をＦ矢印方向から見た下面図、図４は図１の型締装置を後面から見た電動式ハーフナット開閉装置を示す後面図、図５は図４に示す電動式ハーフナット開閉装置のタイバー開放状態を示す作動説明図、図６は図４のＧ−Ｇ断面図、図７は図４のＪ−Ｊ断面図、図８は図４のＨ−Ｈ断面図、図９は図１の型締装置のトグル型締用モータの同調制御回路を示す制御系統図である。
【００２１】
【第１の実施形態】（電動式トグル型締装置）
図１は電動型締装置１の全体を示しており、２は基盤で、基盤２上に固定金型５を取付けた固定ダイプレート３が固設されている。また、同じ基盤２の上には固定ダイプレート３に対向して可動金型６を取付けた可動ダイプレート４が移動可能に載置される。３２は基盤２に敷設されたリニアベアリングガイドであり、このリニアベアリングガイド３２にガイドされるリニアベアリング３３が、可動ダイプレート４の支持台９に取付けられ、可動ダイプレート４を移動可能に支えている。固定ダイプレート３にはタイバー８が突き通され、タイバー８の突き通った先端部８ａにおいてトグル型締機構１０の第１トグルピン１５とピンジョイント結合をしている（図３）。７は射出シリンダを示す。
【００２２】
可動ダイプレート４はボールねじ式型開閉装置２０により移動して固定金型５と可動金型６を開閉させる。ボールねじ式型開閉装置２０は、基盤２の上に設けられた支え台２７と支え台２８により回転自由に、軸方向を拘束して支持されている一対のボールねじ軸２５、２５と、ボールねじ軸２５、２５をそれぞれ動力伝達機構３０を介して駆動するサーボモータ２９、２９と、ボールねじ軸２５、２５にそれぞれ螺合し、可動ダイプレート４の支持台９の両側面に対称に取付けられたボールねじナット２６、２６とで構成され、ボールねじ軸２５、２５の回転数、回転速度は同調制御される。３１、３１はボールねじ軸２５、２５の回転を検出する回転数検出センサで、回転数検出センサ３１、３１の検出値により可動ダイプレート４の位置を示すことができ、単位時間当たりの回転数を移動距離に換算して可動ダイプレート４の移動速度を示すことができる。図１の２点鎖線は、金型開の時の可動ダイプレート４の位置を示したものである。
【００２３】
タイバー８は対向する可動ダイプレート４が型閉のため近づいてきたとき、可動ダイプレート４の挿通孔４ｂに挿通する。タイバー８の一部は、それぞれ等ピッチの複数のリング溝部８ｂを形成している。可動ダイプレート４の金型取付面と反対側側面には、タイバー８のリング溝部８ｂと噛合するように電動式ハーフナット開閉装置４０が上下に２組設置されている。
【００２４】
可動ダイプレート４が固定ダイプレート３に近接して殆ど可動金型６が固定金型５と当接する位置に達したとき、可動ダイプレート４は一旦停止し、電動式ハーフナット開閉装置４０が作動してハーフナット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄがタイバー８のリング溝部８ｂと噛合って型締方向への動きを固定する。その後、トグル型締機構１０が作動して型締工程が行われる。
【００２５】
図１〜３によりトグル型締機構１０の構成と作用を説明する。
タイバー８に張力を加えるトグル型締機構１０は、対になった同じ高さのタイバー８の先端８ａに設けた横軸孔に共通に突き通る第１トグルピン１５と、第１トグルピン１５のタイバー８に近接する両内側に片端が第１トグルピン１５に回転可能に軸支し他の端部に軸孔が設けられた一対の第１リンクアーム１２と、この一対の第１リンクアーム１２の軸孔に共通に回転可能に突き通る第２トグルピン１６と、固定ダイプレート３の外側面に第１トグルピン１５の第１リンクアーム１２取付け位置から垂直の位置に取付けられた一対のトグル支台１３と、トグル支台１３に軸支された一対の第３トグルピン１７と、第２トグルピン１６と第３トグルピン１７の両方に軸支される一対の第２リンクアーム１４とでトグルを形成している。
【００２６】
上記トグルを作動する駆動機構は、第２トグルピン１６の中央を第１リンクアーム１２と第２リンクアーム１４が為す角度が１８０度近くになるようにタイバー８の方向に直角の方向に押すように作用するボールねじ軸１９Ａと、固定ダイプレート３に固設されたサポート２３（、２２）で支持されてボールねじ軸１９Ａを駆動する型締トグル駆動モータとしてサーボモータ２１Ａ（２１Ｂ）と、第２トグルピン１６の中央に取付けられたボールねじナット１８とで構成されている。このように構成されたトグル型締機構１０は、４本のタイバー８を同時に型締めするように、平行に上下２組配置されている。
【００２７】
可動ダイプレート４が移動し可動金型６が固定金型５と当接する位置に達し、電動式ハーフナット開閉装置４０が作動してタイバー８と結合した後、トグル型締機構１０のサーボモータ２１Ａ、２１Ｂがボールねじ軸１９Ａ、１９Ｂを駆動してボールねじナット１８、１８を介して第２トグルピン１６、１６の中央を押すと、第１リンクアーム１２と第２リンクアーム１４が為す角度が１８０度近くになり、トグル力がタイバー８の先端８ａを型締めの方向に強力に作用し、型締工程が行われる。
【００２８】
【第２の実施形態】（電動トグル型締装置の同調制御装置）
ボールねじ軸１９Ａ，１９Ｂにはボールねじ軸１９Ａ，１９Ｂの回転角度位置、回転数、回転速度が検出できるように等分角の歯車３６Ａ，３６Ｂが設けられている。この歯車３６Ａ，３６Ｂの歯先を感知する回転数検出センサ３７Ａ，３７Ｂ（図９）が固定ダイプレート３に設けられている。また、上下のボールねじ軸１９Ａ，１９Ｂの機械的な回転同調のための歯付ベルト３５用の歯車（図示せず）がボールねじ軸１９Ａ，１９Ｂに取り付けられている。同歯付ベルト３５の他端は固定ダイプレート３に固定されたブラッケト８１に取付けられた歯車８２に噛み合っている。歯車８２と同軸に取付けられた歯車８３と噛み合う逆転歯車３８はブラッケト８１に支持された回転伝達軸３４にとりつけられ、逆転歯車３８で回転方向を逆にして回転伝達軸３４から前述と同じ歯付ベルト３５と歯車を介して下方のトグル型締機構１０のボールねじ軸１９へ回転を伝える。歯付ベルト３５に噛み合う歯車は全て同一歯数・同径で２組のボールねじ軸１９は同回転速度、逆方向の回転をするように回転を連動している。
【００２９】
上下２組のトグル型締機構を同調制御するとき、強度上の、或いは、レイアウト上の理由、設備取扱い上の理由等で、上述の機械的な同調が困難なときに利用できる電気制御による同調制御について図９を参考にして説明する。
ボールねじ軸１９Ａとボールねじ軸１９Ｂには、それぞれの軸の回転角度位置、回転数、回転速度が検出できるように等分角の歯車３６Ａ，３６Ｂと、この歯車３６Ａ，３６Ｂの歯先を感知する回転数検出センサ３７Ａ、３７Ｂが設けられ、検出値は制御装置６１に送られる。制御装置６１には、回転数検出センサ３７Ａと、回転数検出センサ３７Ｂの回転数差を算出する回転数差算出回路６５と、サーボモータ２１Ａ、２１Ｂの速度とトルクを制御する型締トグル制御回路６３と、同制御回路６３からの出力に回転数差算出回路６５の算出値を加算する加算器６７と、サーボモータ２１Ａを駆動する出力回路６９Ａと、サーボモータ２１Ｂを駆動する出力回路６９Ｂとが内蔵されている。
【００３０】
ボールねじ軸１９Ａとボールねじ軸１９Ｂの回転数、回転速度はそれぞれに付属する回転数検出センサ３７Ａ、３７Ｂによって検出され、その検出値を制御装置６１の回転数差算出回路６５で比較して回転数差を算出し、その回転数差の信号をサーボモータ２１Ａを駆動する出力回路６９Ａへ加えて両ボールねじ軸の回転数差を無くし、両者の回転数が一致するように制御しているので、トグル型締機構１０の動作中に完全にボールねじ軸１９Ａとボールねじ軸１９Ｂの回転と、ボールねじナット１８、１８の位置を同調させることができる。このボールねじナット１８、１８の位置同調方式を使用すれば、固定ダイプレート３の回りに長いベルト、長い伝動軸等が不要となり、外観が良好になる。
【００３１】
〔第3の実施形態〕（電動式ハーフナット開閉装置）
図４〜８により電動式ハーフナット開閉装置の構成と作用を説明する。一対のタイバー８それぞれのリング状溝８ｂ又はねじを挟むように設置されたそれぞれのハーフナットの対をなす２組の左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃ及び右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄと、同２組の左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃ及び右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄの上下を横に貫通する４本の連結ロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄにより支持される。連結ロッド４２Ｂ、４２Ｃは左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃとは固定され、右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄとは摺動自在に支持し、連結ロッド４２Ａ、４２Ｄは右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄと固定され、左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃは摺動自在に支持する。
電動式ハーフナット開閉装置４０を支える支持プレート５３には一対のロッドガイド５４Ａ、５４Ｂが取付けられている。４本の連結ロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄの内、可動ダイプレート４寄りの２本の連結ロッド４２Ｃ、４２Ｄが、このロッドガイド５４Ａ、５４Ｂに摺動可能に貫通して左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃと右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄを支えている。
【００３２】
電動式ハーフナット開閉装置４０を作動するブレーキ付モータ５１は、プレート４３に取付けられ同プレート４３は連結ロッド４２Ｂ、４２Ｃと固定し、連結ロッド４２Ａ、４２Ｄには摺動自在となっている。ブレーキ付モータ５１の出力軸にはボールねじ軸４６が結合されている。ボールねじ軸４６はプレート４３に設けられたボールねじのスラストにも対応できる軸受５２に支えられ、ボールねじ軸４６の他端は右ハーフナット４１Ｂに固設されたボールねじナット４５に螺合している。
また、モータ５１の出力軸に等角度に分割した多数の突起を有する歯車４８が取付けられ、モータ台４４にこの歯車４８の突起を感知してボールねじ軸４６の回転を検出する回転数検出センサ４９が設置されている。この回転数検出センサ４９の検出値により電動式ハーフナット開閉装置４０の開閉の位置を検出してブレーキ付モータ５１を停止する。
【００３３】
支持プレート５３のモータ５１と左ハーフナット４１Ｃの間に設けられたロッドガイド５４Ｂに立設した軸５５に、１８０度に開いて設けられた２本のアームを有するアーム円筒５６を回転自由に外嵌し、このアーム円筒５６の両アーム先端に一対のリンク５７、５７がピン５８でピンジョイント結合している。リンク５７の一つは連結ロッド４２Ａと固着している固定ブッシュ７１とピン５９でピンジョイント結合され、もう一つのリンク５７はハーフナット４１Ｃにピン５９でピンジョイント結合される。このアーム円筒５６と一対のリンク５７で構成するリンク機構は、連結ロッド４２Ａと連結ロッド４２Ｂを介して、左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃと右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄを互いに反対方向に等距離移動させる役割を有する。
【００３４】
可動ダイプレート４が型閉のため移動してタイバー８が可動ダイプレート４の挿通孔４ｂに挿通し、固定金型５と可動金型６が殆ど当接したとき、電動式ハーフナット開閉装置４０のブレーキ付モータ５１の出力軸に直結しているボールねじ軸４６が回転し、左ハーフナット４１Ａ、４１Ｃと右ハーフナット４１Ｂ、４１Ｄは互いに反対方向に等距離移動して、ハーフナットの内リング溝部又は雌ねじがタイバーのリング溝部８ｂに係合して、タイバー８を型締方向に対して固定する。電動式ハーフナット開閉装置４０はブレーキ付モータ５１で駆動されているので、ハーフナットがタイバー８と係合しているとき、また、ハーフナットが開いた位置にあるときも、その位置が固定され、タイバー８との係合が型締め中に緩んだり、開いたハーフナットがずれてタイバー８と干渉したりすることを防止している。可動ダイプレート４の側面には、タイバー８固定用の電動式ハーフナット開閉装置４０が上下２組設置されている。
【００３５】
【第４の実施形態】（型厚調整機構）
図４〜６により型厚調整機構の構成と作用を説明する。
金型の厚さに対応して前述タイバー８のリング状溝８ｂのピッチずれを正しい噛合い位置に調整する機構を取付けるために、可動ダイプレート４の外側面から各タイバー貫通孔４ｂの途中まで大径の段付穴を穴明けし、この大径の段付穴に、雌ねじ４ａを加工する。調整歯車73は、雌ねじ４ａに螺合する雄ねじ７３ａを加工し、この雄ねじ７３ａより大径のフランジ部に歯を加工した歯車で、円筒内径を有している。支持プレート５３に螺合して取付けてある一対の摺動筒７４は、調整歯車７３の円筒内径に調整歯車７３が回転可能であるように内嵌し、調整歯車７３の軸方向に移動することを拘束している。
【００３６】
リング歯車７５は、可動ダイプレート４の４個の雌ねじ４ａに螺合する４個の調整歯車７３に同時に噛み合うように設置され、リング歯車７５は、可動ダイプレート４に取付けられた複数の車輪軸７７に外嵌して回転可能な、複数のガイド車７６に内周をガイドされている。可動ダイプレート４に設けられたピニオン軸７９に外嵌し、リング歯車７５に噛み合って、リング歯車７５を回転させる手動（ハンドルは図示せず）又は電動ピニオン７８（モータは図示せず）が備えられている。
【００３７】
リング歯車７５により４個の調整歯車７３を同時に回転させて可動ダイプレート４から電動式ハーフナット開閉装置４０の距離を調整することにより、金型の厚さに対応して、２組の電動式ハーフナット開閉装置４０、４０のハーフナット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄのリング状内溝に対するタイバー８のリング状溝８ｂのピッチずれを、正しい噛合い位置に同時に調整することができる。
【００３８】
上記のように、この電動型締装置１はすべての作動部が電動駆動で行われる。この電動型締装置１の各工程の作用を順に説明する。
（型閉）
金型が開いた状態、即ち、可動ダイプレート４が図１に示す２点鎖線の如く充分に固定ダイプレート３から離れた状態から固定金型５と可動金型６が閉となるまで、可動ダイプレート４は、ボールねじ式型開閉装置２０のサーボモータ２９、２９で駆動されるボールねじ軸２５、２５の回転によって移動し、可動金型６が固定金型５に接触する寸前に停止する。
【００３９】
（ハーフナットとタイバーの結合）
この可動ダイプレート４の停止位置で電動式ハーフナット開閉装置４０が作動して左右のハーフナット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄの内側リング溝がタイバー８のリング溝８ｂと係合してタイバー８と結合する。
（型締め・射出・冷却）
次に、トグル型締機構１０のサーボモータ２１Ａ、２１Ｂが作動し、ボールねじ軸１９Ａ、１９Ｂがボールねじナット１８、１８を介してトグルを作動し、金型の型締めが行われ、溶融樹脂が金型のキャビティに射出され、キャビティ内の溶融樹脂は冷却固化して成形品となる。
【００４０】
（離型・型開）
成形品が冷却固化後、サーボモータ２１Ａ、２１Ｂが逆作動し、トグルが弛められ、タイバー８が押し出されて金型が小寸法だけ離型する。この段階で電動式ハーフナット開閉装置４０が逆作動して左右のハーフナット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄがタイバー８との結合を外し、次いでボールねじ式型開閉装置２０のサーボモータ２９、２９が逆回転して、ボールねじ軸２５、２５の送出し方向を逆にし、金型と可動ダイプレート４を移動し、元の位置に停止する。成形品が取り出された後、次の型閉が始まる。
【００４１】
【発明の効果】
従来の型締めに電動トグル機構を使用したものは、型締力が２００トン以下の小形の射出成形機に多く使われるが、それ以上の型締力を出すにはサーボモータ及び駆動部品等が大きくなり，制作費も多く費やし無理があったが、本発明の型締装置では型締力を複数のトグル機構へ分散しているので、３００トン以上の中型の射出成形機でも電動の型締方式を採用することができる。また、複数のトグル機構へ分散したため、トグル機構が小型になり、サーボモータも小さな枠番の標準モータで間に合い、コスト低減の効果がある。（請求項１、２）
【００４２】
複数のトグル機構の作動をボールねじ軸の回転数、回転速度を同調駆動しているので、型締のタイミングのずれが無くなり、金型を傷めることが無くなる。（請求項３、４）
【００４３】
複数のトグル機構をストロークが短い型締工程だけに使用し、ストロークの長い型開閉はサーボモータで駆動される一対のボールねじ軸とボールねじナットの組合わせにより行わせるので、深い形状の成形品の成形用でも射出成形機全体の長さをコンパクトに収めることができる。（請求項５）
【００４４】
上記の電動トグル型締装置に対応してハーフナット開閉装置を電動式とし、型厚の調整機構を油圧を使わぬようにして、電動型締装置、電動型開閉装置、電動ハーフナット開閉装置、電動又は手動型厚調整装置と揃うことにより、高圧の油圧系統を使わない、作業環境がクリーンな、メンテナンスも清浄な環境で、容易にできるという、ユーザの要望に沿えるような完全な電動による型締装置が得られる。（請求項１〜９）
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動トグル型締装置を備えた射出成形機の型締装置を示す側面図（一部断面）である。
【図２】図１の型締装置をＥ矢印方向から見た側面図である。
【図３】図２をＦ矢印方向から見た下面図である。
【図４】図１の型締装置を後面から見た電動式ハーフナット開閉装置を示す後面図である。
【図５】図４に示す電動式ハーフナット開閉装置のタイバー開放状態を示す作動説明図である。
【図６】図４のＧ−Ｇ断面図である。
【図７】図４のＪ−Ｊ断面図である。
【図８】図４のＨ−Ｈ断面図である。
【図９】図１の電動トグル型締装置のトグル型締用モータの同調制御回路を示す制御系統図である。
【符号の説明】
１・・・電動型締装置
２・・・基盤
３・・・固定ダイプレート
４・・・可動ダイプレート
５・・・固定金型
６・・・可動金型
８・・・タイバー
１０・・・トグル型締機構
１２・・・第１リンクアーム
１４・・・第２リンクアーム
１５・・・第１トグルピン
１６・・・第２トグルピン
１７・・・第３トグルピン
１８・・・ボールねじナット
１９・・・ボールねじ軸
２０・・・ボールねじ式型開閉装置
２５・・・ボールねじ軸
２６・・・ボールねじナット
２９・・・サーボモータ
４０・・・電動式ハーフナット装置
４１Ａ、４１Ｃ・・・左ハーフナット
４１Ｂ、４１Ｄ・・・右ハーフナット
４１Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ・・・連結ロッド
４３・・・プレート
４５・・・ボールねじナット
４６・・・ボールねじ軸
５１・・・ブレーキ付モータ
５３・・・支持プレート
５６・・・アーム円筒
５７・・・リンク
６１・・・制御装置
６３・・・型締トグル制御回路
６５・・・回転数差算出回路
６７・・・加算器
６９Ａ・・・出力回路Ａ
６９Ｂ・・・出力回路Ｂ
７３・・・調整歯車
７４・・・摺動筒
７５・・・リング歯車
７８・・・ピニオン

Claims

固定金型を保持する固定ダイプレートと、可動金型を保持する可動ダイプレートと、可動ダイプレートと固定ダイプレートを貫通して設置され端部に複数のリング状溝、またはねじを有する複数のタイバーと、可動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退動作させる可動ダイプレート移動手段と、可動ダイプレートの外側面に設置されていてタイバーの複数のリング状溝、またはねじと噛み合い可能なリング状内溝、または雌ねじを有してタイバーと結合、解放可能なハーフナット開閉装置と、前記可動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートが固定ダイプレートに接近し固定金型と可動金型が型閉し、前記ハーフナット開閉装置によりタイバーを可動ダイプレートに固定した後、固定ダイプレート側に設けられたタイバーに張力を加えて型締を行う型締手段とを備えた型締装置において、タイバーに張力を加える型締手段は、対になったタイバーの先端に設けた軸孔に共通に突き通るトグルピンと、固定ダイプレートの外側面に取付けられた一対のトグル支台と、前記トグルピンと前記トグル支台の間に設けたトグルリンク機構と、前記トグルリンク機構を伸縮してタイバーの方向に対して直角の方向に押し引きするように作用するボールねじ軸と、固定ダイプレートに固設され前記ボールねじ軸を駆動するサーボモータで構成され、４本のタイバーを同時に型締作用するようにこの型締手段を２組配置したことを特徴とする電動式トグル型締装置。
請求項１に記載する電動式トグル型締装置において、トグルリンク機構が対になったタイバーの先端に設けた軸孔に共通に突き通る第１のトグルピンと、第１のトグルピンのタイバーに近接する両内側に片端が同トグルピンに回転可能に軸支し他の端部に軸孔が設けられた一対の第１のリンクアームと、この一対の第１のリンクアームの軸孔に共通に回転可能に突き通る第２のトグルピンと、固定ダイプレートの外側面に取付けられた一対のトグル支台と、同トグル支台に軸支された一対の第３のトグルピンと、第２のトグルピンと第３のトグルピンの両方に軸支される一対の第２のリンクアームとから構成され、前記ボールねじ軸が第２のトグルピンを第１のリンクアームと第２のリンクアームが為す角度が１８０度になるようにタイバーの方向に直角の方向に押すように作用するボールねじ軸と、固定ダイプレートに固設されたサポートで支持された前記ボールねじ軸を駆動するサーボモータと、第２のトグルピンに取付けられたボールねじナットとで構成され、４本のタイバーを同時に型締作用するようにこの型締手段を平行に２組配置したことを特徴とする電動式トグル型締装置。
請求項１または請求項２に記載する電動式トグル型締装置において、前記一対のボールねじ軸を同期回転させる手段は、それぞれのボールねじ軸に直結する一対の歯車と、この一対の歯車を同一方向に回転するように巻掛けたチエン又は歯付きベルトによる機械的な回転伝達機構としたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
請求項１または請求項２に記載する電動式トグル型締装置において、前記一対のボールねじ軸を同期回転させる手段は、それぞれのボールねじ軸の回転数と回転速度を検出するエンコーダと、同エンコーダの検出値を比較して両者の回転数を一致するように制御する制御装置を備えてなることを特徴とする電動式トグル型締装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載する電動式トグル型締装置において、前記可動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退動作させる手段として、一対の電動モータで駆動される一対のボールねじと、このボールねじに螺合し可動ダイプレートに取付けられた一対のボールねじナットを用いたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
固定金型を保持する固定ダイプレートと，可動金型を保持する可動ダイプレートと、可動ダイプレートと固定ダイプレートを貫通して設置され端部に複数のリング状溝、またはねじを有する複数のタイバーと、可動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退動作させる可動ダイプレート移動手段と、可動ダイプレートの外側面に設置されていてタイバーの複数のリング状溝、またはねじと噛み合い可能なリング状内溝、または雌ねじを有してタイバーと結合、解放可能な電動式ハーフナット開閉装置と、前記可動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートが固定ダイプレートに接近し固定金型と可動金型が型閉し、前記電動式ハーフナット開閉装置によりタイバーを可動ダイプレートに固定した後、固定ダイプレート側に設けられたタイバーに張力を加えて型締を行う型締手段とを備えた型締装置を構成する前記電動式ハーフナット開閉装置であって、一対のタイバーのそれぞれのリング状溝又はねじ部を挟むように設置された２組の左ハーフナット及び右ハーフナットと、同２組の左ハーフナット及び右ハーフナットの上下に２本づつ横方向に貫通し、左ハーフナットとは固定され右ハーフナットとは摺動自在に支持する対角の２本の連結ロッド、右ハーフナットとは固定され左ハーフナットとは摺動自在に支持する別の対角の２本の連結ロッドとの計４本の連結ロッドと、左ハーフナットに固定された連結ロッドに固着されたプレートに取付けられたブレーキ付モータと、同ブレーキ付モータの出力軸に結合され前記プレートに設けられた軸受に支えられたボールねじ軸と、同ボールねじ軸に螺合し前記一方の側の左ハーフナットに固設されたボールねじナットと、前記４本の連結ロッドの内ダイプレート寄りの２本の連結ロッドが摺動可能に貫通し２組のハーフナットの間に対称の位置に設置された一対のロッドガイドと、同ロッドガイドを介して２組のハーフナットを支え前記可動ダイプレートのタイバー貫通孔と同心の円筒部にダイプレート移動方向を拘束して支えられた支持プレートと、前記ロッドガイドの連結ロッド貫通孔の中間に立設した軸と、同軸に回転自由に外嵌し１８０度に開いて設けられた２本のアームを有するアーム円筒と、同アーム円筒の両先端にピンジョイントで結合されリンクの他の端部はそれぞれ２本の反対方向へ移動する前記連結ロッドの固定ブッシュ又は左ハーフナットにピンジョイントで結合された一対のリンクとにより構成され、２組の左ハーフナットと右ハーフナットを互いに反対方向に等距離移動するようにしたことを特徴とする電動式ハーフナット開閉装置。
請求項６に記載する電動式ハーフナット開閉装置において、金型の厚さに対応して前述タイバーのリング状溝又はねじのピッチずれを正しい噛合い位置に調整する機構は、可動ダイプレートの外側面から各タイバー貫通孔の途中まで穴明けされた大径の段付穴の内径に雌ねじを加工した可動ダイプレートと、この雌ねじに螺合する雄ねじを備え雄ねじより大径のフランジ部に歯を加工し円筒内径を有する調整歯車と、同調整歯車の円筒内径に回転可能に内嵌し軸方向を拘束して上記電動式ハーフナット開閉装置の支持プレートに取付けてある一対の摺動筒と、４本のタイバー貫通孔に螺合する４個の調整歯車に同時に噛み合うように設置されたリング歯車と、同リング歯車の内周をガイドする可動ダイプレートに取付けられた複数のガイド車と、可動ダイプレートに設置した同リング歯車に噛み合ってリング歯車を回転させる手動又は電動ピニオンとで構成され、リング歯車により４個の調整歯車を同時に回転させて可動ダイプレートからハーフナット開閉装置の距離を調整するものであることを特徴とする電動式ハーフナット開閉装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載する電動式トグル型締装置において、請求項６に記載する電動式ハーフナット開閉装置を備えたことを特徴とする電動式トグル型締装置。
請求項８に記載する電動式トグル型締装置において、請求項７に記載する位置調整機構を有する電動式ハーフナット開閉装置を備えたことを特徴とする電動式トグル型締装置。