JP3910676B2

JP3910676B2 - 型締装置

Info

Publication number: JP3910676B2
Application number: JP02798997A
Authority: JP
Inventors: 篤石川
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH10225938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機においては、溶融させられた樹脂を、射出装置の射出ノズルから射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。そして、前記金型装置は、固定金型、該固定金型に対して進退自在に配設された可動金型、及び該可動金型を移動させて前記金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う型締装置を有する。
【０００３】
該型締装置には、油圧シリンダに油を供給することによって駆動される油圧式の型締装置、及び電動機によって駆動される電動式の型締装置があるが、該電動式の型締装置は、制御性が高いだけでなく、クリーンであり、エネルギー効率が高いことから次第に使用されつつある。
この場合、電動機を駆動することによってボールねじを回転させて推力を発生させ、該推力をトグル機構によって拡大し、大きな型締力を発生させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の型締装置においては、トグル機構の特性上、成形中に型締力を変更すると、応答性及び安定性が低下してしまう。
また、トグル機構のトグル倍率特性が、トグル機構のガタ、摩擦、熱膨張等の影響を大きく受けるので、型締力を精度良く発生させることができない。
【０００５】
本発明は、前記従来の型締装置の問題点を解決して、成形中に型締力を変更しても応答性及び安定性が低下することがなく、型締力を精度良く発生させることができる型締装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の型締装置においては、固定プラテンと、該固定プラテンに取り付けられた固定金型と、前記固定プラテンと所定の間隔を置いて配設され、固定プラテン及びタイバーによって連結された第１の電磁石を備えた第１の電磁石フレームと、前記固定プラテンと第１の電磁石フレームとの間に架設されたタイバーに沿って進退自在に配設された可動プラテンと、該可動プラテンに取り付けられた可動金型と、前記第１の電磁石と対向させて配設された第２の電磁石を備え、前記固定プラテンと前記第１の電磁石フレームとの間で該第１の電磁石フレームに対して移動自在に配設された第２の電磁石フレームと、型締め時に、前記第１、第２の電磁石間に反発力を発生させる制御装置と、前記可動プラテンと第２の電磁石フレームとを連結し、前記反発力を可動プラテンに伝達する反発力伝達手段とを有する。
【０００７】
本発明の他の型締装置においては、さらに、前記反発力伝達手段は、前記第２の電磁石フレームと前記可動プラテンとの間に連結されたリンク機構である。
そして、該リンク機構に、正方向及び逆方向に駆動されて型閉じ及び型開きを行う電動機が連結される。
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記電動機は前記第２の電磁石フレームに配設される。
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、型厚を調整するための型厚調整ナットが前記第１の電磁石フレームに配設される。
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記制御装置は、型開き時、型閉じ時及び型厚調整時に、前記第１、第２の電磁石間に吸引力を発生させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態における型締装置の第１の状態図、図２は本発明の実施の形態における型締装置の第２の状態図である。
図において、１１は固定プラテンであり、該固定プラテン１１と所定の間隔を置いて第１の電磁石フレーム１３が配設され、前記固定プラテン１１と第１の電磁石フレーム１３との間に４本のタイバー１４（図においては、２本のタイバー１４だけを示す。）が架設される。そして、該タイバー１４に沿って固定プラテン１１と対向させて可動プラテン１２が進退（図における左右方向に移動）自在に配設される。
【０００９】
また、前記固定プラテン１１には固定金型１５が、前記可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ固定され、前記可動プラテン１２の進退に伴って固定金型１５と可動金型１６とが接離させられる。なお、固定金型１５と可動金型１６とが接触させられると、固定金型１５と可動金型１６との間に図示しないキャビティ空間が形成され、図示しない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂が前記キャビティ空間に充填される。
【００１０】
前記第１の電磁石フレーム１３は、前面（図における右面）に第１の電磁石１８を備え、該第１の電磁石１８は、電磁積層鋼板１９、及び起磁力を発生させるコイル２１から成る。そして、前記第１の電磁石フレーム１３に対して移動自在に第２の電磁石フレーム２０が配設される。該第２の電磁石フレーム２０は、背面（図における左面）に前記第１の電磁石１８と対向させて第２の電磁石２２を備え、該第２の電磁石２２は、電磁積層鋼板２３、及び起磁力を発生させるコイル２４から成る。
【００１１】
また、第２の電磁石フレーム２０の前面には電動機としての減速機付サーボモータ２７が固定され、該減速機付サーボモータ２７と可動プラテン１２との間にはリンク機構としてのシングルトグル式のトグル機構３１が連結される。該トグル機構３１は、前記減速機付サーボモータ２７の出力軸２８に固定された第１リンク３２、前記可動プラテン１２に対して揺動自在に支持された第２リンク３３、該第２リンク３３の中心軸になるシャフト３５、及び前記第１リンク３２と第２リンク３３とを連結するピン３６から成る。したがって、減速機付サーボモータ２７を駆動することによってトグル機構３１を伸縮させ、可動プラテン１２及び可動金型１６を進退させて型開き及び型閉じを行うことができる。
【００１２】
一方、第１の電磁石フレーム１３の背面には型厚調整ナット２５が配設され、該型厚調整ナット２５と前記タイバー１４の後端に形成された型厚調整ねじ１４ａとがそれぞれ螺（ら）合させられる。また、前記型厚調整ナット２５は、軸方向において第１の電磁石フレーム１３に拘束され、該第１の電磁石フレーム１３と共に移動させられる。したがって、トグル機構３１を伸展させ、固定金型１５と可動金型１６とを接触させた状態で、固定金型１５及び可動金型１６の厚さに対応させて、図示しないモータ、ギヤ等を介して前記型厚調整ナット２５を回転させることによって、型厚を調整することができる。
【００１３】
なお、本実施の形態においては、リンク機構としてシングルトグル式のトグル機構３１を使用しているが、ダブルトグル式のトグル機構を使用することもできる。また、本実施の形態においては、減速機付サーボモータ２７の回転を直接トグル機構３１に伝達するようにしているが、プーリーベルト、ボールねじ等の別の伝動手段を使用することもできる。
【００１４】
そして、型締め時においては、図示しない制御装置によって前記各コイル２１、２４に、互いに逆向きの電流が供給される。このとき、前記第１、第２の電磁石１８、２２が同じ極性になって反発力を発生させ、該反発力は、トグル機構３１を介して型締力として可動プラテン１２に伝達され、型締めが行われる。なお、型締め時においてトグル機構３１は反発力伝達手段として機能する。また、型閉じ時及び型開き時においては、前記制御装置によって、コイル２１、２４に互いに同じ向きの電流が供給される。このとき、前記第１、第２の電磁石１８、２２が異なる極性になって吸引力が発生し、該吸引力は前記第１、第２の電磁石１８、２２が互いに離れない状態にする。この場合、必要な吸引力は、前記型締力に比べて十分小さくてもよい。したがって、前記コイル２１、２４の一方だけに電流を供給し、第１、第２の電磁石１８、２２の一方を吸着板として使用することもできる。
【００１５】
次に、前記構成の型締装置の動作について説明する。
まず、前記制御装置は、コイル２１、２４に同じ向きの電流を供給し、吸引力を発生させ、第１、第２の電磁石１８、２２が互いに離れない状態にするとともに、前記減速機付サーボモータ２７を正方向に駆動し、トグル機構３１を伸展状態に置いて、型厚調整ナット２５を回転させ、第１、第２の電磁石フレーム１３、２０、可動プラテン１２及び可動金型１６を前進させて固定金型１５と可動金型１６とを接触させる。このようにして、型厚を調整することができる。
【００１６】
次に、減速機付サーボモータ２７を逆方向に駆動し、トグル機構３１を収縮状態に置いて、可動プラテン１２及び可動金型１６を高速で所定位置まで後退させる。このとき、前記制御装置は、コイル２１、２４に同じ向きの電流を供給して吸引力を発生させ、第１、第２の電磁石１８、２２が可動プラテン１２及び可動金型１６の加減速による慣性力によって離れないようにする。
【００１７】
続いて、減速機付サーボモータ２７を正方向に駆動し、トグル機構３１を伸展状態に置いて、可動プラテン１２及び可動金型１６を前進させる。その結果、図２に示すように、固定金型１５と可動金型１６とが接触させられ、型閉じが行われる。このとき、前記制御装置は、コイル２１、２４に同じ向きの電流を供給して吸引力を発生させ、第１、第２の電磁石１８、２２が可動プラテン１２の加減速による慣性力によって離れないようにする。
【００１８】
なお、前記可動プラテン１２及び可動金型１６を前進させるのに必要な力は型締力と比べて十分に小さい。したがって、前記減速機付サーボモータ２７に大きな負荷が加わることはない。
次に、前記制御装置は、コイル２１、２４に逆向きの電流を供給し、前記第１、第２の電磁石１８、２２を同じ極性にして反発力を発生させる。このとき、トグル機構３１は伸展状態に置かれるので、前記反発力はトグル機構３１を介して可動プラテン１２に型締力として伝達され、可動金型１６を固定金型１５に押し付け、型締めを行う。この状態は型開きが行われるまで保持される。
【００１９】
この場合、前記コイル２１、２４に供給される電流の値を変更することによって、成形中において型締力を変更することができる。しかも、このとき、応答性及び安定性が低下することはない。
なお、前記反発力をＦとし、コイル２１、２４に供給する電流をＩとしたとき、前記第１、第２の電磁石１８、２２を線形領域で使用すると、反発力Ｆと電流Ｉとは次の関係にある。
【００２０】
Ｆ∝Ｉ²
そして、前記反発力Ｆは、トグル機構３１が伸展状態に置かれたときに発生させられるので、トグル機構３１のトグル倍率特性が、トグル機構３１のガタ、摩擦、熱膨張等の影響を受けることが少なくなる。したがって、型締力を精度良く発生させることができる。
【００２１】
続いて、前記キャビティ空間に溶融させられた樹脂が充填され、冷却されて固化すると、前記制御装置によって、コイル２１、２４に供給されていた電流は遮断され、反発力Ｆ及び型締力は無くなる。次に、この状態で減速機付サーボモータ２７を逆方向に駆動し、トグル機構３１を収縮させると、可動プラテン１２及び可動金型１６が後退させられる。そして、図１に示すように、固定金型１５と可動金型１６とが離され、型開きが行われる。このとき、前記制御装置は、コイル２１、２４に同じ向きの電流を供給して吸引力を発生させ、第１、第２の電磁石１８、２２が可動プラテン１２の加減速による慣性力によって離れないようにする。
【００２２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、型締装置においては、固定プラテンと、該固定プラテンに取り付けられた固定金型と、前記固定プラテンと所定の間隔を置いて配設され、固定プラテン及びタイバーによって連結された第１の電磁石を備えた第１の電磁石フレームと、前記固定プラテンと第１の電磁石フレームとの間に架設されたタイバーに沿って進退自在に配設された可動プラテンと、該可動プラテンに取り付けられた可動金型と、前記第１の電磁石と対向させて配設された第２の電磁石を備え、前記固定プラテンと前記第１の電磁石フレームとの間で該第１の電磁石フレームに対して移動自在に配設された第２の電磁石フレームと、型締め時に、前記第１、第２の電磁石間に反発力を発生させる制御装置と、前記可動プラテンと第２の電磁石フレームとを連結し、前記反発力を可動プラテンに伝達する反発力伝達手段とを有する。
【００２４】
この場合、可動プラテンが前進させられ、固定金型と可動金型とが接触させられ、型閉じが行われた後、第１の電磁石のコイル及び第２の電磁石のコイルに互いに逆向きの電流を供給すると、反発力が発生させられる。このとき、該反発力は反発力伝達手段を介して可動プラテンに型締力として伝達され、可動金型を固定金型に押し付け、型締めを行う。
【００２５】
したがって、前記コイルに供給される電流の値を変更することによって、成形中において型締力を変更することができる。しかも、このとき、応答性及び安定性が低下することはない。
【００２６】
本発明の他の型締装置においては、さらに、前記制御装置は、型開き時、型閉じ時及び型厚調整時に、前記第１、第２の電磁石間に吸引力を発生させる。
この場合、第１、第２の電磁石が、可動プラテンの加減速による慣性力によって離れることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における型締装置の第１の状態図である。
【図２】本発明の実施の形態における型締装置の第２の状態図である。
【符号の説明】
１１固定プラテン
１２可動プラテン
１３第１の電磁石フレーム
１４タイバー
１５固定金型
１６可動金型
１８第１の電磁石
２０第２の電磁石フレーム
２２第２の電磁石
２７減速機付サーボモータ
３１トグル機構

Claims

（ａ）固定プラテンと、
（ｂ）該固定プラテンに取り付けられた固定金型と、
（ｃ）前記固定プラテンと所定の間隔を置いて配設され、固定プラテン及びタイバーによって連結された第１の電磁石を備えた第１の電磁石フレームと、
（ｄ）前記固定プラテンと第１の電磁石フレームとの間に架設されたタイバーに沿って進退自在に配設された可動プラテンと、
（ｅ）該可動プラテンに取り付けられた可動金型と、
（ｆ）前記第１の電磁石と対向させて配設された第２の電磁石を備え、前記固定プラテンと前記第１の電磁石フレームとの間で該第１の電磁石フレームに対して移動自在に配設された第２の電磁石フレームと、
（ｇ）型締め時に、前記第１、第２の電磁石間に反発力を発生させる制御装置と、
（ｈ）前記可動プラテンと第２の電磁石フレームとを連結し、前記反発力を可動プラテンに伝達する反発力伝達手段とを有する型締装置。
（ａ）前記反発力伝達手段は、前記第２の電磁石フレームと前記可動プラテンとの間に連結されたリンク機構であり、
（ｂ）該リンク機構に、正方向及び逆方向に駆動されて型閉じ及び型開きを行う電動機が連結される請求項１に記載の型締装置。
前記電動機は前記第２の電磁石フレームに配設される請求項２に記載の型締装置。
型厚を調整するための型厚調整ナットが前記第１の電磁石フレームに配設される請求項１に記載の型締装置。
前記制御装置は、型開き時、型閉じ時及び型厚調整時に、前記第１、第２の電磁石間に吸引力を発生させる請求項１に記載の型締装置。