JP4061807B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締装置に係り、特に大型型締装置に用いられる油圧駆動方式と小型型締装置に用いられる電動駆動方式とを組合わせた、いわゆるハイブリッド型締装置における型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機やダイカスト成形機等の型締装置は直圧式型締装置、トグル式型締装置等の油圧駆動方式が主流であったが、近年、省エネ化やクリーン化の要求に応えて、サーボモータの回転運動をボールねじナットにより直線運動に変換して型開閉駆動を行なう電動駆動方式の型締装置が小型成形機を中心に普及してきた。
【０００３】
ところが、電動駆動方式を用いた小型の型締装置では所望の省エネ化やクリーン化の要求に応えられるものの、そのままサイジングアップして大型の型締装置に適用しようとしても、サーボモータおよびボールねじの大型化に限界があるので、型締装置の大型化が制限されるという問題がある。そこで、型開閉駆動手段に電動駆動方式を用いると共に型締力発生手段に油圧方式を併用したハイブリッド型締装置が考案されるようになった。
【０００４】
例えば特開平６−２４６８０６号公報には、金型の開閉を交流サーボモータにより可動プラテンを雄ねじの螺進運動により行なわせ、型閉後に行なう型締を液圧で行なわせるようにしたハイブリッド型締装置の例が開示されている。この液圧による型締装置は、可動プラテンの背面部に液が封入された密封袋を閉鎖室に配設した液圧作動盤を配置し、可動プラテンとともに液圧作動盤の移動をロックした後、前記雄ネジ部材を電動モータで更に移動させることにより密封袋を加圧し、ピストンにより可動プラテンを介して成形金型に型締力を作用させるようにしたものである。型開は前記雄ネジ部材を逆転操作し、可動プラテンを引き込み移動するようにして行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のハイブリッド型締装置では、密封袋を閉鎖室内で雄ネジにより加圧する構成を採用しつつ、加圧作用をボールねじ機構により交流サーボモータで雄ネジ部材を螺進させて加圧保持するとともに、離型・型開も同様に雄ネジ部材の螺進させて行なう構成を採用している。このため、型開閉・型締力・離型操作を行なう作業時間は駆動源である電動モータを常に負荷状態にする必要があり、十分な省エネ性を発揮できない上に、電動駆動と油圧方式の併用に伴なって型締装置の構造が複雑になり故障頻度が増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、十分な省エネ性を実現しつつ小型で大きな型締力を発揮させ、型締加圧機構への油圧源を共有しつつ型締加圧機構とは切り離して離型動作を行なわ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。
【０００７】
また、特に離型力を型開閉のための電動ボールねじ機構によって行なわせ、電動ボールねじ機構の消費エネルギを低減しつつ、電動と油圧を好適に組み合わせて型締・離型工程における省エネ化を実現して、全消費エネルギにおいても大幅な省エネ化を達成することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る型締装置は、タイロッドにより連繋され金型が取付けられる固定プラテンと可動プラテンを電動ボールねじ機構により型開閉操作可能とし、前記いずれかのプラテンをプラテン本体と当該プラテン本体に対して少なくとも型締ストロークの範囲で接離可能に取付けられた加圧プレートとにより構成し、これらプラテン本体と加圧プレート間に型締用の加圧機構を備えた型締装置であって、前記加圧機構をシリンダ部に収容され圧油が導入可能とされた袋体の膨張収縮によりピストンを押出し可能に形成した構成とするとともに、前記袋体の内部形状と同等な形状を有する入子を当該袋体に内蔵させて固定し、前記入子に油圧通路を形成してなり、前記電動ボールねじ機構のボールねじ部材を軸方向移動可能に支持し、当該ボールねじ部材には回転拘束をなすブレーキ手段を設けるとともに、軸方向力を付与して離型力を発生させる離型シリンダ機構を連結して構成し、この離型シリンダ機構は前記袋体への油圧供給源を共通にして油路を切り替えることにより作動可能としたものである。
【０００９】
上記構成において、前記油圧供給源はサーボモータにより駆動されるピストンポンプとして構成することが望ましく、また、前記可動プラテンを固定プラテンに対する型閉位置でタイロッドに固定可能としたプラテンロック手段と前記可動プラテンとの間に楔作肉厚可変板手段を設けるようにすればよい。肉厚可変板手段としてはタイロッド軸方向に楔作用によって位置調整可能とするウェッジ機構により構成し、具体的にはプラテンロック手段とプラテンとの間に互いに介在された互いに斜面接合する固定ウェッジと可動ウェッジとからなり、前記可動ウェッジの差し込み深さ調整機構を介在させてウェッジ厚みを変更可能とすればよい。
【００１０】
上記構成としたことにより、入子を内蔵した袋体に圧油を供給する構成となっているので、初期に作動油導入時に袋内部からの空気抜きが適確に行われ、また、型締のための供給油量を最小にすることができるとともに、一旦型締状態に入ったときには油圧源の駆動を停止することができる。また、型開閉のための電動ボールねじ機構に設けた離型シリンダにより離型操作を行なわせるが、これは型締に用いる油圧供給源を共有しているので、設備を簡易化することができる。油圧供給源としてサーボモータにより駆動される可変ピストンポンプを用いることにより、小型化と同時に省エネ化が実現できる利点も得られる。そして、プラテンロック手段と前記可動プラテンとの間に例えば楔作用をなす肉厚可変板手段を設けているので、ダイハイト調整の際に加圧機構の袋体への油圧を供給する必要がなくプラテンロックすることが可能となっており、省エネ効果が高い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る型締装置および離型方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態に係る型締装置の模式的に示した縦断面図、図２は固定プラテンの背面図、図３〜４は型開閉手段の部分断面図および外観図である。
まず、図１に示すように、実施形態に係る型締装置１０は、マシンベース１２の一端部上に基部をキー止めされて立設された固定プラテン１４を備え、この固定プラテン１４に対向して配置され、前記マシンベース１２上にガイドシュー１６によって摺動移動可能とされた可動プラテン１８を備えている。固定プラテン１４と可動プラテン１８には、それぞれ固定金型２０と可動金型２２が取り付けられ、固定プラテン１４に対して可動プラテン１８を接離移動させることによって型開閉をなすものとしている。そして、固定プラテン１４のセンターには射出装置進入用空間２４が配設されており、金型２０、２２によって形成されるキャビティ内に溶融樹脂を供給可能としている。また、可動プラテン１８側のセンターには製品押出し装置２６が設けられ、開いた金型から成形品を押出し離脱させるようにしている。
【００１２】
前記固定プラテン１４の４隅にはロッド孔が穿設されていて、これらのロッド孔のそれぞれにはタイロッド２８の一端が固定装着されている。同様に、可動プラテン１８の４隅にもロッド孔が穿設され、これに前記タイロッド２８を貫通させている。このため、可動プラテン１８はマシンベース１２上をタイロッド２８をガイドとして固定プラテン１４に向けて摺動移動することができる。
【００１３】
このような基本要素からなる型締装置による成形作業では、可動プラテン１８の移動により金型２０，２２の型閉をなし、可動プラテン１８が動かないようにタイロッド２８にロックし、次いで射出時に型開が生じないように大きな力で金型２０，２２を圧接する型締をなす。そして、射出成形の後に型締力の１５分の１程度の力で金型２０，２２を離型した後、型開を行ない、成形品を取り出す。これらの一連の作業のため、上記装置には、可動プラテン１８を型開位置と型閉位置との間で移動させるための型開閉手段１００、可動プラテン１８を型閉位置にてタイロッド２８に固定するための割ナットを利用したプラテンロック手段２００、金型２０・２２の型閉位置にて型締力を発生させるための加圧機構３００、加圧のために圧油を供給する油圧回路４００とその制御手段５００が装備されている。そして、本実施形態の型締装置では、型開閉手段１００を電動駆動により行なわせ、型締を油圧によって行なわせるハイブリッド構造としている。
【００１４】
以下の説明では、成形作業の手順にしたがって、最初に型開閉手段１００の説明をなし、プラテンロック手段２００、加圧機構３００を順に説明し、最後に油圧回路４００を説明する。
【００１５】
まず、型開閉手段１００は電動駆動型ボールねじ機構によって実現しており、これは次のように構成されている。前記固定プラテン１４に回転自在にボールねじ部材１０２が取付支持されており、これがタイロッド２８と平行に配置されて可動プラテン１８側に伸びている。該ボールねじ部材１０２の先端に対向する前記可動プラテン１８には、ボールねじ部材１０２が出入り可能な貫通孔１０４が穿設されている。該貫通孔１０４の開口部に形成された段付き部分には、前記ボールねじ部材１０２のねじ部１０６に螺合するボールナット１０８がボルト止めされている。これによりボールねじ部材１０２を固定プラテン１４の定位置で回転駆動することにより、ボールナット１０８とともに可動プラテン１８が固定プラテン１４に対して接近離反移動することができる。
【００１６】
このようなボールねじ機構は、図２に固定プラテン１４の背面図にて表わしているように、プラテン１４の対角線上の２個所（図中右上隅と左下隅）に配置され、同期をとって回転駆動させるようにしている。このため、ボールねじ部材１０２にプーリ１１０を取り付けておき、固定プラテン１４に別途に取り付けられた型開閉駆動用のサーボモータ１１２からベルト１１４を引き回してプーリ１１０に巻き付けて回転させるようにしている。
【００１７】
こうすることにより、サーボモータ１１２を作動してボールねじ部材１０２を回動させると、ボールナット１０８のねじ作用により可動プラテン１８はガイドシュー１６と一体となって固定プラテン１４に対し遠近方向に進退し、可動プラテン１８に取付けられた可動金型２２を固定金型２０に対して開閉させることができる。
【００１８】
ところで、この型締装置１０では、後述する加圧機構３００によって型締が行われて射出成形がなされるが、この成形完了後においては金型２０，２２が密着状態にあるため、上記型開閉手段１００に離型させるための構成を持たせている。離型作業は型締力の１５分の１程度の離型力を必要とし、この離型力を発生させるため、前記ボールねじ部材１０２を軸方向に移動させる離型シリンダ機構１１６を設け、油圧力によりそのピストンロッド１１７を伸長作動させることにより、ボールねじ部材１０２を軸方向移動させて離型力を発生させるようにしている。
【００１９】
離型シリンダ機構１１６は、図４に外観を示しているように、前記ボールねじ部材１０２の回転機構伝達部の側部位置に併設配置されて、固定プラテン１４に固定保持されている。一方、離型シリンダ機構１１６のピストンロッド１１７は、その伸縮方向をボールねじ部材１０２と平行に設定し、当該ボールねじ部材１０２をスライダブロック１２６を介して連結されている。スライダブロック１２６は固定プラテン１４の外面を摺動可能となっており、図３に示しているように、ボールねじ部材１０２を複列円錐コロ軸受１２８にて回転支持しつつ軸方向には固定状態となるように貫通させている。
【００２０】
また、ボールねじ部材１０２の回転制動をなす電磁ブレーキ手段１３０が設けられている。この電磁ブレーキ手段１３０は、固定ユニット１３２とクラッチユニット１３４とから構成される。固定ユニット１３２はボールねじ部材１０２を遊嵌貫通させてスライダブロック１２６と一体的に挙動するように取り付け支持されている。また、クラッチユニット１３４はボールねじ部材１０２にキー１３６を介して回り止め構造となって取り付けられている。したがって、クラッチユニット１３４が電磁入力により固定ユニット１３２に接合することにより、ボールねじ部材１０２の回転に制動が加えられる。ボールねじ部材１０２を単純に軸方向に移動させると、ボールナット１０８の作用により回転してしまうため、電磁ブレーキ手段１３０によって回転を阻止し、ボールナット１０８を通じて可動プラテン１８に離型力としての軸力を円滑に伝達するように構成されている。
【００２１】
一方、ボールねじ部材１０２の軸端部には、図３に示しているように、スプライン溝１３８が形成されており、前述したサーボモータ１１２からの回転をボールねじ部材１０２に伝達するために、プーリ１１０のボス孔とスプライン嵌合している。このため、ボールねじ部材１０２が上述した離型シリンダ１１６の作用により、軸方向移動しても、回転駆動系への影響がないようにしている。
このようなことから、実施形態では、離型作用をボールねじ部材１０２を油圧力で強制的に可動プラテン１８側に押出すことで実行させることができる。
【００２２】
次に、型閉の後、型閉位置を保持するべく可動プラテン１８をタイロッド２８に固定保持するプラテンロック手段２００を説明する。この装置は可動プラテン１８の背面部におけるタイロッド２８の貫通箇所に設けられている。図１に示す如く、前記タイロッド２８の中間部外周面には複数個のリング溝２０２が等間隔に刻設されており、他方、可動プラテン１８の背面部に割ナット２０４を前記タイロッド２８の半径方向に沿って移動するよう規制されて可動プラテン１８に取り付けている。割ナット２０４には前記リング溝２０２に係合可能な噛合歯が形成されており、一対の割ナット２０４がタイロッド２８を挟み込むように移動されることにより、タイロッド２８のリング溝２０２に噛み合い、これによって可動プラテン１８をタイロッド２８に位置決め固定するものとしている。一対の割ナット２０４はナットシリンダの駆動によりタイロッド２８の半径方向に開閉移動可能とされ、可動プラテン１８および可動金型２２を開閉移動する時には一対の割ナット２０４を互いに分離するように開いてタイロッド２８との係合を外して保持すると共に、型締力を負荷する時には一対の割ナット２０４を閉じ込み移動させて噛合歯をタイロッド２８のリング溝２０２に噛合させることにより、可動プラテン１８とタイロッド２８とを係合位置に保持するようにしている。
【００２３】
ところで、上記プラテンロック手段２００において、タイロッド２８におけるリング溝２０２と割ナット２０４における噛合歯とのピッチは同一となっているが、可動金型２２が固定金型２０に接触した状態において、リング溝２０２と割ナット２０４の噛合歯の位相が一致して適正に噛合うようになっていなければ、可動プラテン１８とタイロッド２８とを係合状態に保持することができない。このため、金型を交換した際には、成形に先立って金型厚さ(ダイハイト)に応じて位相が一致するように噛合い位置を調整する、いわゆるダイハイト調整が必要となる。
【００２４】
この実施形態では、図１に示しているように、プラテンロック手段２００と可動プラテン１８との間に、固定ウェッジ２０８と可動ウェッジ２１０の楔作用による肉厚可変板手段を設けてダイハイト調整を行なわせている。このため、図６（１）に示すように、一対の割ナット２０４を備えている割ナットユニット２０５（図５以下参照）をタイロッド２８の軸方向に沿って移動できるように可動プラテン１８に取り付けている。そして、可動プラテン１８と割ナットユニット２０５との隙間に、固定ウェッジ２０８と可動ウェッジ２１０からなるダイハイト調整機構２０６を介在させているのである。すなわち、互いに斜面接合する固定ウェッジ２０８と可動ウェッジ２１０とを、可動プラテン１８と割ナットユニット２０５との間に介在させ、両ウェッジ２０８，２１０の合計厚さにより可動プラテン１８に対して割ナットユニット２０５の位置が設定されるようにしている。固定ウェッジ２０８を割ナットユニット２０５側に取り付け、一方、可動ウェッジ２１０をタイロッド２８の半径方向に沿って可動にし、固定ウェッジ２０８に対してアリ溝結合などにより両ウェッジ２０８，２１０を連結した状態で、当該可動ウェッジ２１０を可動プラテン１８と固定ウェッジ２０８との隙間に出入操作できるように取り付けている。このようにすることで固定ウェッジ２０８と可動ウェッジ２１０の接合厚さを可変とし、割ナットユニット２０５をタイロッド２８の軸方向に移動調整できる。したがって、単に可動ウェッジ２１０をタイロッド２８の半径方向に移動操作することによって割ナットユニット２０５と可動プラテン１８との間の距離を可変としているのである。これによりウェッジ２１０の単純な出入操作により噛合い位置調整ができ、ダイハイト変更に簡単に追従させることができる。
【００２５】
図５〜９以下にはその詳細構成を示している。図５は各タイロッド２８部分に配置される上記ダイハイト調整機構２０６を備えたプラテンロック手段２００の具体的構成を示す平面断面図、図６はその縦断面図と部分斜視図、図７は図６（１）のＡ−Ａ断面図であり、図８〜９はその駆動系を示している。
【００２６】
まず、割ナットユニット２０５の構成を説明する。図６（１）、図７から理解できるように、このユニット２０５は可動プラテン１８の背面部に取り付けられた二本の支持ロッド２１２に摺動可能に装着された支持ブロック２１４を備えている。前記支持ロッド２１２は、タイロッド２８の上部でこれと平行に取り付けられており、したがって、支持ブロック２１４はタイロッド軸方向に可動である。支持ブロック２１４には更に前記支持ロッド２１２と直交する二本のナットガイドロッド２１６が水平に貫通され、このナットガイドロッド２１６に支持ブロック２１４を挟んで両側に一対の割ナット２０４を装着している。これにより一対の割ナット２０４は左右からタイロッド２８を挟み込み可能とされる。割ナット２０４の下部側にもナットガイドロッド２１８を挿通し、一対の割ナット２０４が平行度を保って開閉できるように支持されている。
【００２７】
前記上下のナットガイドロッド２１６、２１８の一端は図５、図７の左方割ナット２０４に固定され、右方割ナット２０４には貫通している。そして右方割ナット２０４から貫通するナットガイドロッド２１６，２１８にはシリンダ取付プレート２２０が連結固定され、これにエアシリンダ２２２が取り付けられている。エアシリンダ２２２のロッド２２４は上記右方割ナット２０４に連結されており、上記エアシリンダ２２２の作用により左右割ナット２０４を開閉させるようにしている。一対の割ナット２０４を同期して開閉させるため、前記支持ブロック２１４と割ナット２０４との対面部にピニオンラック機構２２６が配設されている。図５に示されるように、一対のラック２２８を左右それぞれの割ナット２０４に固定して歯面を対向させた状態で平行配置し、これら両ラック２２８に噛合うピニオンギヤ２３０を前記支持ブロック２１４側に取り付けている（図６（１）、図７参照）。エアシリンダ２２２のロッド２２４を伸縮動作させることにより、タイロッド２８に対して一対の割ナット２０４が均等に同期して開閉移動されるのである。
【００２８】
上記構成の割ナットユニット２０５と可動プラテン１８との間には、ダイハイト調整機構２０６が介装されている。図５に示しているように、可動プラテン１８の背面部に互いに斜面接合された固定ウェッジ２０８と可動ウェッジ２１０が配置されている。固定ウェッジ２０８は一端部を薄肉にして他端部に至るにしたがって順次肉厚が厚くなるような片斜面の楔形状に形成され、一方、可動ウェッジ２１０は逆楔形状とされ、互いに斜面接合することにより接合板厚は全体として均一としつつ、厚み変更可能にしている。両ウェッジ２０８、２１０は斜面に沿って接合面位置を斜面に沿って相対変位させることにより接合板厚が変わり、したがって、これを割ナットユニット２０５と可動プラテン１８の背面に介在させることで、可動プラテン１８に対する割ナット２０４によるロック位置を変更できる。両ウェッジ２０８，２１０がタイロッド２８と干渉しないように、固定ウェッジ２０８側にはタイロッド２８より若干大径の円形貫通孔２３１を形成し、可動ウェッジ２１０には長円形の貫通孔２３３を形成している。
【００２９】
実施形態では、図６に示すように、可動ウェッジ２１０の上下両端面に横行ガイド溝２３２を形成しておき、可動プラテン１８の背面部に前記横行ガイド溝２１２に嵌合するガイド爪２３４を固定して設け、可動プラテン１８の背面に沿って可動ウェッジ２１０を左右方向に横行移動できるようにしている。可動ウェッジ２１０の斜面部には一定幅のアリ溝２３６を形成し、他方、これに斜面接合する固定ウェッジ２０８のアリ２３８が形成されており、両者はアリ２３８とアリ溝２３６により抜け止め状態で斜面に沿って摺動可能に接合されている。
【００３０】
前記固定ウェッジ２０８は割ナットユニット２０５に取り付けられる。これは図５に示しているように、固定ウェッジ２０８の左右端面部に規制溝２４０が形成され、他方、左右の割ナット２０４の各々には前記規制溝２４０に嵌入する規制突起２４２を設けている。規制突起２４２は一対の割ナット２０４がロック解除によって相互に離反した場合でも、規制溝２４０内に留まるように嵌入長さが設定されている。割ナット２０４の開放動作によって固定ウェッジ２０８の規制幅が広くなるため、固定ウェッジ２０８が左右に振れることを防止する必要がある。この振れ防止機構は、図６（１）、（２）に示すように、前記割ナットユニット２０５における支持ブロック２１４に固定ウェッジ２０８の上端面に向けて突出固定された振れ止めキー２４４を設け、固定ウェッジ２０８側には前記キー２４４の嵌入溝２４６を形成した振れ止めブロック２４６を固定している。このため、割ナット２０４の開放状態においても固定ウェッジ２０８は定位置に保持される。
【００３１】
上記ダイハイト調整機構２０６は前記可動ウェッジ２１０を横行移動させることによりウェッジ厚みを変更して、割ナットユニット２０５の噛合い位置を調整できるが、この操作は可動ウェッジ２１０に設けたボールねじ機構２４８により行われる。すなわち、図５に示しているように、可動ウェッジ２１０の最大厚み側の端面部分にボールナット２５０を固定しており、これにボールねじ２５２を螺着させている。ボールねじ２５２は、可動ウェッジ２１０の端面から突出されて可動プラテン１８の外端面に固定されているブラケット２５４に設けた軸受２５６に、定位置で回転するように支持されている。そして、ボールねじ２５２の先端部にはプーリ２５８が取り付けられ、これをモータ２６０（図８参照）により回転駆動するようにしている。
【００３２】
ダイハイト調整機構２０６を備えたプラテンロック手段２００は、タイロッド２８の各々に装備されるので、図示の例では４個所に設けられる。これらを一つの駆動源で操作できるように、実施形態では図８〜９に示すように、可動ウェッジ２１０の可動方向に存在する左右の可動ウェッジ２１０同士を連結ロッド２６２で結合し、左右の可動ウェッジ２１０が連動するようにしている。更に、上下の可動ウェッジ２１０も連動するように、前記プーリ２５８とモータ２６０とを巻き掛け伝達ベルト２６４により連繋し（図８参照）、ダイハイト調整が全ての箇所で同調して行なうようにしている。
【００３３】
このように構成されたダイハイト調整機構２０６では、モータ２６０を駆動してボールねじ２５２を回転させることにより、可動ウェッジ２１０に設けられたボールナット２５０が螺進され、これによって複数の可動ウェッジ２１０が連動してウェッジ２０８，２１０の接合厚さを変更する。このため、割ナットユニット２０５はタイロッド２８との噛合い位置をその軸方向に変更するので、ダイハイトの変更に合わせて噛合いの位相を調整できる。
【００３４】
金型２０，２２の交換等によってダイハイトが変更になった場合、型開閉手段１００により型閉させることにより可動プラテン１８の停止位置が位置センサにより検出される。一方、固定されているタイロッド２８に形成したリング溝２０２および割ナット２０４の噛合歯の形成位置とピッチが既知であるので、制御手段５００は割ナット２０４とリング溝２０２の位相のずれ量を演算して求めることができる。ダイハイト調整機構２０６の可動ウェッジ２１０の差し込み量とウェッジ接合厚さの関係は既知であり、噛合いの位相のずれを修正するために必要な可動ウェッジ２１０の移動量を演算によって求めることができる。制御手段５００は可動ウェッジ２１０の必要移動量を算出してウェッジ駆動モータ２６０の回転量として出力するのである。
【００３５】
ウェッジ駆動モータ２６０の回転は巻き掛け伝達ベルト２６４を通じて上下一対のダイハイト調整機構２０６に設けられたボールねじ２５２のプーリ２５８に回転を伝え、これによりボールねじ２５２が回転してボールナット２５０が固定されている可動ウェッジ２１０を図５、図９中で左右に移動させる。左右に配置されているダイハイト調整機構２０６の各可動ウェッジ２１０は連結ロッド２６２により同期駆動され、したがって、４個所のダイハイト調整機構２０６の可動ウェッジ２１０が同一量だけ移動される。これにより可動ウェッジ２１０と斜面接合している固定ナット２０８がタイロッド２８の軸方向に移動され、割ナットユニット２０５を支持ロッド２１２に沿って変位させる。したがって、割ナット２０４がタイロッド２８の軸方向に位相のずれ量分だけ移動調整されるので、割ナット２０４にてタイロッド２８を挟着したとき、リング溝２０２に対するナット側噛合歯の位相を一致させてロックすることができる。
なお、図１０に示しているように、リング溝２０２と割ナット２０４側の噛合歯には、バックラッシＢが存在し、多少の噛み合わせ位置のずれは許容できる。
【００３６】
次に、上記プラテンロック手段２００を作動させて型閉が完了した後に型締作業に入る。この型締装置１０に型締力を発生させる加圧機構３００の構成を以下に説明する。
【００３７】
図１に示されているように、前記固定プラテン１４はマシンベース１２に直接固定されるプラテン本体３０２と、固定金型２０が取り付けられる加圧プレート３０４とから構成され、加圧プレート３０４が型締ストロークの範囲でプラテン本体３０２から離反できるように設定されている。加圧プレート３０４は、その４隅に穿設されたタイロッド穴に前記タイロッド２８を貫通させると共に、加圧プレート３０４における可動プラテン１８との対面部中央に固定金型２０を取り付けるようにしている。さらに、図１１に詳細を示しているように、加圧プレート３０４の金型取付面側から穿設された段付き貫通孔３０６が円周方向に沿って複数設けられ、この貫通孔３０６に連結ボルト３０８を挿通してプラテン本体３０２に螺着結合している。段付き貫通孔３０６の段部と連結ボルト３０８の頭部との間には皿ばね３１０が収納されており、該皿ばね３１０の作用によって通常は前記加圧プレート３０４をプラテン本体３０２に接合状態に保持し、型締作用力を発生させた場合に皿ばね３１０が撓んで加圧プレート３０４を型締ストローク分だけ型締方向に移動させることができる。
【００３８】
前記加圧プレート３０４に型締作用を行なわせるため、プラテン本体３０２に円環溝状のシリンダ部３１２が形成され、加圧プレート３０４の対面部に開口させている。実際には、図１１〜１２に示しているように、射出装置進入用空間２４（図１参照）を取り囲むように環状に形成されたシリンダブロック３１４をプラテン本体３０２に結合一体化し、このシリンダブロック３１４にシリンダ部３１２を形成している。シリンダ部３１２には、その開口部分から出入可能にピストン３１６を摺動可能に装着し、このピストン３１６の押圧作用により加圧プレート３０４に型締作用を行なわせるようにしている。当該ピストン３１６は油圧により押出し移動可能とされ、このためシリンダ部３１２の底部とピストン３１６で囲まれる油圧室となる空間内には作動油の給排により膨張収縮する袋体（以下ブラダという）３１８を収容して前記ピストン３１６を押出し可能としている。このブラダ３１８は耐油性のゴム材料、例えばＯリング材料として用いられるニトリルゴムなどの伸縮性材料から形成し、油圧室となる空間内に隙間なく収納され、後述する油圧回路４００により加圧・制御させた作動油を当該ブラダ３１８の内部に給排させて膨張収縮をなすことで前記ピストン３１６を出入させるように構成されている。
【００３９】
ところで、上述型締装置の如く、金型２０，２２を水平方向に型締をなすようにブラダ３１８を用い、このブラダ３１８により密閉された空間内部に作動油を給排させて加圧力を発生させる場合には、ブラダ３１８内に作動油を封入する際には完全に空気を抜き去らなければ型締力が適確に作用しない。また、固定された閉鎖空間の体積に合わせて作動液が封入されるブラダ３１８を形成することは極めて困難であるとともに、ブラダを変形させるために袋破損による作動液が漏出してしまう可能性があり、型締力を大きくすることができない。
【００４０】
そこで、本実施形態では、ブラダ３１８に当該ブラダ３１８の内部形状と同等な形状を有する入子３２０を内蔵させ、前記ブラダ３１８の開口縁部を前記入子３２０とシリンダ部３１２側との間で圧着して固定し、前記入子３２０に形成した油圧通路３２２を通じてブラダ３１８に圧油を供給可能としたのである。
【００４１】
図１３〜図１４はブラダ３１８を組み込んだ加圧機構３００の詳細図であり、図１３は作動油の供給前の非加圧状態を、図１４は作動油を供給した加圧状態を示している。シリンダブロック３１４に形成されたシリンダ部３１２の開口側にピストン３１６が嵌入され、このピストン３１６の背面部空間内にはシリンダブロック３１４に締付ボルト３２４によって固定された入子３２０を収容している。入子３２０は前記空間の体積の殆どを占有する形状とされ、前記空間内壁面に沿う断面形状がほぼＣ型の薄い隙間を形成している。そして、このＣ型断面隙間を埋める肉厚のゴム材料によって形成されたブラダ３１８が前記入子３２０の外周面に装着され、入子３２０とシリンダ部３１２とにより固定されている。
【００４２】
前記ブラダ３１８と入子３２０の外観を図１５〜図１６に示す。図１５に示しているように、ブラダ３１８は射出装置進入用空間２４（図１参照）の周囲を囲繞するように全体として円環状に形成されている。これはピストン３１６に直接圧接されるピストン当接部３２６と、その内周縁と外周縁から直交するように折り返されてシリンダ部３１２壁面と接触可能な内周面部３２８、外周面部３３０とを有している。更に当該内周面部３２８、外周面部３３０の各端縁から内向きにピストン当接部３２６と平行に折り返された一対の耳片部３３２が設けられ、対向する耳片部３３２の間を開口させ、この開口から入子３２０を装着できるようにしている。
【００４３】
また、図１６に示しているように、前記入子３２０は、ピストン当接部３２６、内周面部３２８、外周面部３３０、および耳片部３３２によって囲まれるブラダ自由形状における空間体積をもつ入子本体３３４を有し、ブラダ３１８の開口部から突出してシリンダブロック３１４への取付面を形成する凸条部３３６が設けられている。したがって、入子３２０は全体として凸形断面のリング形状とされている。このような入子３３２はブラダ３１８の内部に挿入され密着状態とされているが、ブラダ３１８のピストン当接部３２６内面に向けて凸条部３３６から穿設された油圧通路３２２が開口されている。この油圧通路３２２は図１６に示すように、環状入子３２０の円周線に沿って適宜間隔で複数設けられている（図示の例は４個所）。この油圧通路３２２を通じて圧油を供給することによりブラダ３１８を膨張させることができる。
【００４４】
入子３２０を内蔵したブラダ３１８はシリンダ部３１２の底部に固定されるが、図１３〜図１４に示しているように、シリンダ部３１２の底部には受入凹部３４０が形成され、ここに入子３２０の凸条部３３６を嵌合して前記締付ボルト３２４によって固定し、凸条部３３６の両側の段部にてブラダ３１８の耳片部３３２を挟着し、ブラダ３１８の内部が密閉空間となるようにしている。入子３２０とシリンダ部３１２の底部との間に挟着されるブラダ耳片部３３２の表裏面には、図１５に一部を示すように、耳片部３３２と十字状に直交するように形成された突起部３４４が一体に設けられ、一方、これを挟着する入子３２０側に前記突起部３４４を受け入れる係合溝３４６が形成され（図１６）、同様に、シリンダ部３１２の底部にも係合溝３４８が形成されている（図１３参照）。これによって圧油が供給されるブラダ３１８が入子３２０から抜け出ることを防止している。また、締付ボルト３２４による締め代はブラダ耳片部３３２の肉厚より小さくなるようにして、締付部での油圧シール機能を持たせている。
【００４５】
このように入子３２０を内蔵するブラダ３１８は、図１３に示すようにシリンダ部３１２内に取り付けられる。ブラダ３１８のピストン当接部３２６の内面部分に圧油を供給することにより、ブラダ３１８がシリンダ部３１２内で膨張し、図１４に示されるように、ピストン当接部３２６が前進してピストン３１６を押出すことができる。前述した油圧通路３２２を通じて圧油が供給されるが、これは図１３〜１４に示しているように、シリンダブロック３１４の受入凹部３４０に環状油路３５０を形成し、あるいは図１１〜１２に示すようにブラダ３１８のピストン当接部３２６に対面している入子本体３３４の表面に環状油路３５２を形成し、複数の油圧通路３２２の連通を図っておく。そして、図１２に示すように、シリンダブロック３１４に形成した供給油路３５４を通じて圧油を導入する。供給油路３５４は後述する油圧回路４００に接続される。また、図１１に示しているように、少なくとも、シリンダブロック３１４の上部側には、近傍油圧通路３３８に連通する空気抜き通路３５６を設け、初期の油圧導入に際しての空気抜きをここで行なうようにし、初期圧油導入後は空気抜き通路３５６に施栓するようにしている。
【００４６】
また、この実施形態では、図１３に示すように、シリンダ部３１２に内挿されたピストン３１６には、前記ブラダ３１８のピストン当接部３２６の内外縁コーナに対面する周縁にそれぞれ切欠段部３５８、３６０を形成し、この切欠段部３５８、３６０に柔軟性材料、例えば繊維材料を編み込んで形成されたピストンリング３６２、３６４を装着し、これにてブラダ３１８の内外周縁からの押出し圧力を受けるようにしている。膨張収縮を繰り返すゴム製ブラダ３１８はそのコーナ部分での劣化が激しく、直接ピストン３１６で受圧してシリンダ壁面を摺動すると破損する虞がある。柔軟性のある上記繊維編み込みピストンリング３６２、３６４でブラダコーナ部分を受けることにより、ブラダ３１８の劣化、破損を大幅に軽減することができる。
【００４７】
また、この実施形態では、図１２に示すように、シリンダ部３１２の特にピストン３１６の摺動面部分に油漏洩検査油路３６６を設けており、ブラダ３１８の破損により漏出した油がこの検査油路３６６を通じて検出されるため、早期発見が可能となっている。
【００４８】
なお、上記ブラダ３１８は射出装置進入用空間２４の存在により円環状とされている例を示したが、小型の円盤ブラダとして射出装置進入用空間２４の周囲に複数配置するように構成してもよい。もちろん射出装置進入用空間２４などの障害構造物がない場合には、図１７に示されるように、大型円盤ブラダ３１８Ａ構造として固定プラテンの中央前面に配置することも可能である。
【００４９】
次に、上述加圧機構３００に圧油を供給するための油圧回路４００を図１８を参照して説明する。図示のように、この油圧回路４００は正逆回転駆動可能なモータ４０２によって作動するトルク一定制御が可能な可変ピストンポンプ手段を用いて圧油をブラダ３１８に供給するようにしている。実施形態では可変ピストンポンプ手段として斜板ポンプ４０４により構成しているが、斜軸ポンプを利用することもできる。
【００５０】
前記斜板ポンプ４０４の吐出口に接続される圧油供給油路４０６が前記加圧機構３００の供給油路３５４に接続され、途中に介装した第１ソレノイドバルブ４０８の開閉作用により圧油の供給路を開閉できるようにしている。この第１ソレノイドバルブ４０８が閉止されることにより、ブラダ３１８に至る油圧経路が油圧ロック状態となって、ブラダ３１８側の圧力を封じ込める。したがって、第１ソレノイドバルブ４０８は圧力封じ込め用の開閉制御バルブとして機能する。前記第１ソレノイドバルブ４０８の出口側には第２ソレノイドバルブ４１２を介装したタンク４１０への戻り油路４１４が接続され、第２ソレノイドバルブ４１２を開閉させることによりブラダ３１８とタンク４１０との流路を遮断開放させることができるようにしている。この第２ソレノイドバルブ４１２は型締圧力開放用の開閉制御バルブとして機能するのである。したがって、第１ソレノイドバルブ４０８は常閉バルブ構造とされ、第２ソレノイドバルブ４１２は常開バルブ構造とされている。また、第２ソレノイドバルブ４１２に並列にリリーフバルブ４１６が設けられ、射出圧によりブラダ３１８の内圧が異常に昇圧した状態となったときにブラダ３１８の圧力をタンク４１０側に開放できるようにしている。
【００５１】
なお、前記斜板ポンプ４０４はトルク一定制御のために、ポンプ出口圧が昇圧したときに斜板角を自動的に変更してトルクを調整できるように斜板角調整バルブ４１８を内蔵している。図１８の斜板ポンプ４０４部分において、４２０は斜板角調整バルブ４１８と並列配置されたリリーフバルブ、４２２は斜板角をメカニカルに検出して斜板角調整バルブ４１８の作動バランスを調整するバランス調整バルブである。
【００５２】
また、前記第１ソレノイドバルブ４０８の出口側には前述したように、タンク４１０への戻り油路４１４が接続分岐されているが、前記第１ソレノイドバルブ４０８の入口側で圧油供給油路４０６とタンク４１０に直接連通可能に前記戻り油路４１４と接続されるバイパス油路４４０が形成されている。当該バイパス油路４４０にはポンプ圧をタンク４１０にバイパスさせることのできるバイパス制御バルブ４４２を介装させている。このバイパス制御バルブ４４２はシーケンスバルブであり、一次側（ポンプ側）の圧力が設定圧になるまでバイパス油路４４０を遮断し、設定圧に達した時に全開する構成となっているが、この実施形態では設定圧を可変としており、通常は設定圧としてポンプ出口圧を導入し、加圧プレート３０４の過剰移動を検知したとき設定圧をタンク４１０側圧力（大気圧）に切り替えて、ポンプ圧をタンク４１０にバイパスさせるようにしている。ポンプ圧バイパスを行なわせるため、加圧プレート３０４の過剰移動を機械的に検知する片ぎきローラ方式の方向切換バルブ４４４が加圧プレート３０４の前進限箇所に設けられ、当該加圧プレート３０４が前進限以上に過剰移動した場合にポートの切換をなすようにしている。この方向切換バルブ４４４の二つの入口ポートにはポンプ吐出側の圧油供給油路４０６に連通されるポンプ圧導入油路４４６と、タンク４１０に直結可能な戻り油路４１４に連通されるタンク通路４４８とが接続され、また出口ポートの一個所には前記バイパス制御バルブ４４２の開放圧力設定部に通じる設定圧導入油路４５０が接続されている。通常はバイパス制御バルブ４４２の開放圧力設定部にポンプ出口圧を導くように設定され、加圧プレート３０４が型締完了位置より更に押出された場合に、タンク圧に切り替えるように構成されている。また、加圧プレート３０４の過剰移動を電気的に検出するリミットスイッチ４４３を設け、このリミットスイッチ４４３の検出によりモータ４０２を停止させるようにしている。
【００５３】
このような構成の油圧回路４００は制御手段５００（図１参照）により、前記ブラダ３１８へ圧油を供給して型締力を発生するが、この昇圧のための制御フローを図１９に示す。図示のように、型締開始条件が整ったときに、最初に第１、第２ソレノイドバルブ４０８（ＳＯＬＤ１）、４１２（ＳＯＬＤ２）をＯＮにする（ステップ１１００）。これによって圧油供給油路４０６はブラダ３１８に連通される。モータ４０２を正転してポンプ吐出状態となすことにより（ステップ１１０２）、圧油がブラダ３１８に充填され、加圧プレート３０４が押圧されて型締を開始する。圧力センサ４２４（ＰＰ１）が第１ソレノイドバルブ４０８の出口に配置され、ブラダ３１８の圧力を監視するようにしている（ステップ１１０４）。このセンサ４２４によりブラダ圧が設定型締圧に達したことを受けて（ステップ１１０６）、第１ソレノイドバルブ４０８をＯＦＦとして油路を遮断し、ブラダ３１８側の圧力経路を遮断するとともに、モータ４０２を停止し斜板ポンプ４０４による供給を停止する（ステップ１１０８）。これによって型締が完了し、この後に射出成形がなされる。ブラダ３１８側の圧力経路を遮断した後、今度はモータ４０２を逆転操作することによって、第１ソレノイドバルブ４０８より上流（ポンプ側）の油路からの吸込動作を行なわせる（ステップ１１１０）。そして、第１ソレノイドバルブ４０８の入口側にはポンプ出口圧を検出する圧力センサ４２６により、ポンプ出口圧が監視され（ステップ１１１１）、この圧力がゼロとなったことを検知した後（ステップ１１１２）、モータ４０２を停止させるようにしている（ステップ１１１４）。
【００５４】
また、成形作業の終了後は、ブラダ３１８の降圧処理を行なうが、この降圧のための制御フローを図２０に示す。成形作業の終了直後は、第１ソレノイドバルブ４０８が閉止され、ブラダ３１８側の圧力経路を遮断された状態にあるが、この状態から降圧作業に入る。まず、最初に第１ソレノイドバルブ４０８の前後で圧力が異なるため、急激に開放してタンク４１０に圧油を戻すとキャビテーションによる振動や油温上昇による不具合を発生する。そこで、最初にモータ４０２を正転してブラダ３１８の圧力まで上昇させるようにしている（ステップ１２００）。第１ソレノイドバルブ４０８の前後圧力を圧力センサ４２４（ＰＰ１）、４２６（ＰＰ２）で監視し、両圧力が等しくなったことを確認して（ステップ１２０２）、第１、第２ソレノイドバルブ４０８をＯＮにする（ステップ１２０４）。これによって圧油供給油路４０６はブラダ３１８側と連通状態とされる。その後、モータ４０２を逆転駆動しポンプ吸込状態となすようにしている（ステップ１２０６）。これにより、ブラダ３１８に供給された作動油が斜板ポンプ４０４を通じてタンク４１０に戻され、急激な圧力変動によるキャビテーションの発生を抑制し、油温の上昇をモータ４０２の回生抵抗により吸収することができる。ブラダ３１８側の圧力がタンク４１０に開放しても支障のない圧力まで低下したことを、例えば設定圧１ＭＰａよりも低下したか否かでチェックし（ステップ１２０８）、モータ４０２を停止させると同時に（ステップ１２１０）、第２ソレノイドバルブ４１２をＯＦＦ状態に切り替えるとともに（ステップ１２１２）、第１ソレノイドバルブ４０８をＯＦＦとして（ステップ１２１４）、ブラダ３１８をタンク４１０に連通させ、残りの作動油をタンク４１０に戻すのである。
【００５５】
更に、型締継続中において、油圧回路からの作動油リークが発生することにより、バリ発生の問題を生じるため、再昇圧を行なうようにしている。この制御フローを図２１に示す。ブラダ３１８の圧力を監視している圧力センサ４２４による検出圧（ＰＰ１）が型締設定圧の許容値、例えば９５％より低下したか否かの判定がなされ（ステップ１３００）、低下していると判別された場合にモータ４０２を再度正転駆動して昇圧動作に入る（ステップ１３０２）。このときには第１ソレノイドバルブ４０８は閉止状態にあり、第１ソレノイドバルブ４０８の前後で圧力が異なるため、第１ソレノイドバルブ４０８の取付位置より上流側の圧力を圧力センサ４２６で監視し（ステップ１３０４）、この圧力が設定されている型締力に必要な圧力と等価となったことを確認して（ステップ１３０６）、第１ソレノイドバルブ４０８を開く（ステップ１３０８）。モータ正転を継続しつつ、ブラダ圧監視用圧力センサ４２４（ＰＰ１）によりブラダ３１８の昇圧状態を監視し、当該圧力センサ４２４によりブラダ圧が設定型締圧に達したことを受けて（ステップ１３１０）、第１ソレノイドバルブ４０８をＯＦＦとして油路を遮断し、ブラダ３１８側への圧力経路を遮断するとともに、モータ４０２を停止し斜板ポンプ４０４による供給を停止する（ステップ１３１２）。これによって再昇圧が完了する。以後は通常の昇圧作業と同様に、ブラダ３１８側の圧力経路を遮断した後、モータ４０２を逆転操作することによって、第１ソレノイドバルブ４０８より上流（ポンプ側）の油路からの吸込動作を行なわせる（ステップ１３１４）。そして、第１ソレノイドバルブ４０８の入口でポンプ出口圧を監視して、この圧力がゼロとなったことを検知した後、モータ４０２を停止させるようにしている（ステップ１３１６）。
【００５６】
なお、本実施形態では、上記油圧回路４００にて、型締による成形処理を完了してブラダ３１８を降圧した後に、金型２０，２２を離型する作業を前記斜板ポンプ４０４を利用して行なわせるようにしている。離型作業は型開閉手段１００によって行なわせる。このため、前述したように、前記ボールねじ部材１０２を軸方向に移動させる油圧による離型シリンダ機構１１６が設けられている。この離型シリンダ機構１１６は、図１に模式的に示しているように、固定プラテン１４に装備されており、ピストンロッド１１７をボールねじ部材１０２に連結して、ボールねじ部材１０２を油圧力で強制的に可動プラテン１８側に押出し可能にしている。ボールねじ部材１０２を単純に軸方向に移動させると、ボールナット１０８の作用によりボールねじ部材１０２自体が回転してしまうため、前述のスプライン機構により回転伝達を確保しつつ軸方向にのみ移動できるようにして固定プラテン１４側に取り付け支持させ、かつ電磁ブレーキ手段１３０によって回転を阻止するように構成されている（図３参照）。
【００５７】
このような構造の離型シリンダ機構１１６を作動させるために、図１８に示すように、油圧回路４００のポンプ出口の圧油供給油路４０６から分岐してポンプ圧を導入する第１分岐油路４２８と、タンク４１０側に通じる戻り油路４１４から分岐された第２分岐油路４３０を設け、これらを４ポート３位置切換バルブからなる方向制御バルブ４３２を介して離型シリンダ機構１１６のヘッド側油圧室１１８に通じる前進用油圧通路４３４とロッド側油圧室１２０に通じる後退用油圧通路４３６に接続している。したがって、前記方向制御バルブ４３２の切換操作により、離型シリンダ機構１１６へ斜板ポンプ４０４の吐出圧を利用して離型を行なわせ、引き続き可動プラテン１８を固定プラテン１４から離反させる型開操作に連続して移行できるようにしている。
【００５８】
このボールねじ機構による型開閉手段１００と斜板ポンプ４０４を利用した離型作業の制御フローを図２２に示す。制御手段５００は、射出成形が終了しブラダ３１８の降圧処理を完了させ（ステップ１４００）、プラテンロック手段２００を作動して割ナット２０４を開放させ、タイロッド２８と可動プラテン１８のロックが解かれたことを受けて（ステップ１４０２）、型開閉手段１００のボールねじ部材１０２に付帯した電磁ブレーキ手段１３０をＯＮさせる（ステップ１４０４）。これによりボールねじ部材１０２の回転が拘束され、軸方向移動のみが可能となる。そこで、離型シリンダ機構１１６への油圧通路に介在している方向制御バルブ４３２（ＳＯＬＲ１）を作動させ（ｂソレノイドＯＮ）、斜板ポンプ４０４から吐出作動油を第１分岐油路４２８を経て、前進用油圧通路４３４に導き、ヘッド側油圧室１１８に導入可能に回路を開かせるのである（ステップ１４０６）。その後、モータ４０２を正転駆動してポンプ４０４から作動油を吐出供給する（ステップ１４０８）。これによって離型シリンダ機構１１６がボールねじ部材１０２を押出し、ボールナット１０８を係合部材として可動プラテン１８を離型方向に押圧して離型作業を実施できる。一対の離型シリンダ機構１１６のピストンロッド１１７の前進限位置と後退限位置とにはそれぞれ位置検出センサ１２２，１２４が設けられており（図１８参照）、離型動作によって押出されたピストンロッド１１７の前進限位置センサ１２２（ＬＳＤ１Ｆ、ＬＳＤ２Ｆ）がＯＮされたことに基づき（ステップ１４１０）、制御手段５００は斜板ポンプ４０４を定圧に保持し（ステップ１４１２）、ボールねじ部材１０２を通じてピストンロッド１１７が戻されることを防止させる。この圧力保持は作動油のリーク分を補填する程度でよく、ポンプモータ４０２は少し回転する程度である。その後に継続して型開動作に入る。このため、電磁ブレーキ手段１３０を解除して回転拘束を解き（ステップ１４１４）、型開閉用のサーボモータ１１２（ＭＯＴＤ）を型開方向（逆転方向）に回転させる（ステップ１４１６）。可動プラテン１８の可動領域に設けた位置センサにより可動プラテン１８が型開位置に到達したか否かが検出され（ステップ１４１８）、最終的に型開閉用のサーボモータ１１２（ＭＯＴＤ）とポンプモータ４０２（ＭＯＴＰ）の停止を行ない、離型シリンダ機構１１６への油圧通路に介在している方向制御バルブ４３２（ＳＯＬＲ１）をＯＦＦにして作業を完了する（ステップ１４２０）。
【００５９】
上述した離型制御動作により、離型シリンダ機構１１６のピストンロッド１１７は前進限位置にあるが、これは次の型閉のために後退させておく必要がある。この原点復帰のための制御フローを図２３に示す。これは型開閉用のサーボモータ１１２（図１、図２参照）を利用して前進限位置にある離型シリンダ機構の１１６のピストンロッド１１７を後退移動させるようにしており、当該型開閉用のサーボモータ１１２（ＭＯＴＤ）を可動プラテン１８を移動させない程度の低速・低トルクで軽く型開方向に回す（ステップ１５００）。離型シリンダ機構１１６のヘッド側油圧室１１８はタンク４１０に接続状態にあるため、軽い力でピストンロッド１１７を後退させることができる。このような移動によりピストンロッド１１７が後退限位置に達したことを後退限位置検出センサ１２４（ＬＳＤ１Ｂ、ＬＳＤ２Ｂ）が検知すると（ステップ１５０２）、前記当該型開閉用のサーボモータ１１２（ＭＯＴＤ）を停止させ（ステップ１５０４）、方向制御バルブ４３２（ＳＯＬＲ１）を作動して（ａソレノイドＯＮ）、ポンプ圧がロッド側油圧室１２０に導かれるように切り替える（ステップ１５０６）。そして、斜板ポンプ４０４を正転駆動して圧油をロッド側油圧室１２０に送給し（ステップ１５０８）、昇圧させる。後退用油圧通路４３６にはロッド側油圧室１２０を検出し、設定圧に到達した場合にＯＮ動作する圧力スイッチ４５２（ＰＳ１）が設けられている。ロッド側油圧室１２０が設定圧まで昇圧した後（ステップ１５１０）、方向制御バルブ４３２（ＳＯＬＲ１）をＯＦＦ状態にし（ステップ１５１２）、斜板ポンプ４０４を停止する（ステップ１５１４）。後退用油圧通路４３６には、前記方向制御バルブ４３２より下流側に位置してパイロットチェックバルブ４５４が設けられており、ロッド側油圧室１２０に圧力が封じ込められ、型開閉に際してボールねじ部材１０２の軸方向移動を強固に拘束し、可動プラテン１８の型締め移動を円滑に行なわせることができる。
【００６０】
このように構成された型締装置１０の作用は次のようになる。
まず、型開状態から型開閉手段１００を作動させる。駆動用のサーボモータ１１２を駆動させてボールねじ部材１０２を回転させることにより、可動プラテン１８側に取り付けてあるボールナット１０８が螺進し、可動プラテン１８を固定プラテン１４側に移動させる。可動金型２２が固定金型２０に接触した時点でサーボモータ１１２の作動を停止させることにより型閉状態となる。次いで、プラテンロック手段２００を作動させる。これは型開閉の際に開放されている一対の割ナット２０４をナットシリンダ２２２の駆動によりタイロッド２８の半径方向に閉じ移動させ、割ナット２０４の内周に形成された噛合歯をタイロッド２８の外周面に形成したリング溝２０２に噛合させることにより、可動プラテン１８とタイロッド２８とを係合状態に保持する。
【００６１】
このような型閉状態が完了した後に油圧回路４００と制御手段５００を用いて、加圧機構３００を作動させるのである。最初に斜板ポンプ４０４と第１、第２ソレノイドバルブ４０８、４１２をＯＮして連通状態とし、ブラダ３１８に作動油を供給可能に油圧経路を連通させる。モータ４０２を正転してポンプ吐出状態にし、作動油をブラダ３１８に供給する。当初内部に装填されている入子３２０と密着状態にあるブラダ３１８の内部に油圧通路３２２を通じて作動油が充填されると、ブラダ３１８のピストン当接部３２６以外の部分は周囲の壁面により規制されているので、ブラダ３１８はピストン３１６側に膨張してピストン３１６を押出し、加圧プレート３０４が押圧されて型締を開始する。圧力センサ４２４によりブラダ圧が設定型締圧に達したことを受けて、ブラダ３１８側の圧力経路を遮断するとともに、モータ４０２を停止し斜板ポンプ４０４による供給を停止する。これによって型締が完了し、この後に射出成形がなされる。
【００６２】
一方、型開動作を行なう際に際して、先ず最初に、ブラダ３１８の降圧処理を行なう。これはブラダ３１８の内部に封入された作動油の圧力を漸次低下させて型締力を低減させる。ブラダ３１８側の圧力経路を遮断し封じ込めた状態から、封じ込め圧に達するまでモータ４０２を正転して斜板ポンプ４０４から第１ソレノイドバルブ４０８までの管路圧を昇圧し、その後に第１ソレノイドバルブ４０８を開く。そして今度はモータ４０２を逆転駆動し、ブラダ３１８に充填されている作動油を斜板ポンプ４０４を通じてタンク４１０に戻し、これによって封入された作動油の圧力を漸次低下させて急激な圧力変動によるキャビテーションの発生を抑制し、油温の上昇をモータ４０２の回生抵抗により吸収させる。ブラダ３１８側の圧力がタンク４１０に開放しても支障のない圧力まで低下したならば、モータ４０２を停止させ、今度は第１、第２ソレノイドバルブ４０８、４１２を切り替え操作して、ブラダ３１８をタンク４１０に連通させ、残りの作動油をタンク４１０に戻す。すると、加圧プレート３０４は皿ばね３１０の復元力によりプラテン本体３０２側に引き戻され、加圧プレート３０４およびピストン３１６の位置関係は自動的に型締力作用前の位置関係に戻される。
【００６３】
続いて、型締状態から開放された金型２０，２２は結合状態にあり、この離型操作は前述した型開閉手段１００のボールねじ部材１０２を用いて行なわれる。割ナット２０４を開放して可動プラテン１８とタイロッド２８の結合を解いた後、ボールねじ部材１０２を軸方向に移動させるように取り付けられた離型シリンダ機構１１６に斜板ポンプ４０４から吐出される作動油を導入させ、ボールねじ部材１０２の回転を阻止した状態で油圧力で強制的に可動プラテン１８側に押出す。これにより離型が行なわれる。サーボモータ１１２の逆転駆動により可動プラテン１８が型開限度位置まで移動させ、その後に、ボールねじ部材１０２を原位置に復帰させるのである。
【００６４】
このような実施形態に係る型締装置では、特に、電動ボールねじ機構のねじ部材１０２を軸方向移動可能に支持させ、前記ボールねじ部材１０２に軸方向力を付与して離型力を発生させる離型シリンダ機構１１６を設け、前記ボールねじ部材１１６にブレーキ手段１３０を付帯させて離型操作時に回転拘束して離型処理を行なわせているので、効率的に電動操作と油圧操作を併用することができ、省エネ構造の型締装置とすることができる。また、離型シリンダ機構１１６には型締油圧回路４００の圧油を供給し、特に可変ピストンポンプを用いてトルク制御を行なって供給するようにしているので、装置の小型化を実施しつつ、型締にも離型にも併用できる利点が得られる。離型シリンダ機構１１６への油圧経路には油圧封じ込め手段としてのパイロットチェックバルブ４５４を設けて前記ボールねじ部材１０２を原点復帰位置にて保持でき、型開閉操作時に可動プラテン１８が振動するようなこともない。
【００６５】
また、ブラダ３１８内に封入された作動油の圧力を制御するだけで型締力制御が行なえるので、油圧制御技術を活用した高精度な型締力制御が可能となり、しかも、型締装置１０の固定プラテン１４側にシリンダ部３１２を形成してブラダ３１８を収納するだけのシンプルな加圧機構であるので、故障がなく耐久性に優れている。
【００６６】
加えて、固定プラテン１４をプラテン本体３０２と加圧プレート３０４によって構成しつつ、これらの間に密閉袋体であるブラダ３１８への油圧導入により膨張収縮する作用でピストン３１６を押出して型締をなすものとし、かつブラダ３１８内部に当該ブラダ３１８の内部形状と同等な形状を有する入子３２０を内蔵させた構成を採用している。入子３２０とブラダ３１８とは非加圧状態では密着状態とされて入子３２０に形成した油圧通路３２２の開口部がブラダ３１８により閉塞状態にある。この結果、作動油の使用油量が極めて少なくできる利点がある。ブラダ３１８の容積を埋めるだけの作動油は必要でなく、型締のための膨張容積分だけ作動油を供給することで足りる。
【００６７】
また、この加圧機構３００では、特に、型締のために作動油を供給する際にブラダ３１８の内部に空気が残留することが有効に防止される。すなわち、型締に先立って、油圧回路４００から作動油を供給すると、加圧機構３００の下位に位置する供給油路３５４から導入され、環状油路３５２を経由しつつこれに連通された複数の油圧通路３２２まで充填され、型締機構３００の上位に形成されている空気抜き通路３５６から油圧経路中の空気抜きが完全に行われる。入子３２０に形成されている油圧通路３２２のブラダ３１８側開口部は当該ブラダ３１８により閉塞されているので、油圧通路３２２の開口部より上位にブラダ３１８の膨張空間が形成可能であっても、初期作動油の供給によってこのような箇所に空気溜りができないのである。斯かる状態で空気抜き通路３５６を閉塞することにより、型締油圧経路中に気泡がなくなり、型締作用を行なっても精度が高く応答性に優れた型締作用を行なわせることができるのである。したがって、密閉袋体としてのブラダ３１８を用いることにより金型２０，２２の周囲へ作動油が漏れ出ることがなくなる利点を生かしつつ、空気残留に伴う型締作用力が適正に作用しなくなることを完全に防止できるのである。なお、実施形態では入子３２０に形成した油圧通路３２２に直接連通するシリンダブロック３１４側に同心的に形成した供給油路３３８部分は入子３２０側の油圧通路３２２の直径より大きく形成して空気抜きが円滑に行なわれるようにすればよい。
【００６８】
また、この実施形態では、ブラダ３１８の耳片部３３２に突起部３４４を一体的に設け、これを入子３２０とシリンダブロック３１４とに形成した係合溝３４６、３４８に係合嵌着させて締め付け固定するようにしている。このため、高い油圧が作用してブラダ３１８が膨張しても、ブラダ３１８が入子３２０から離脱するようなことが阻止され、油漏れの発生がない。ブラダ耳片部３２２は締付ボルト３４２によりブラダ耳片部３３２の肉厚より小さくなるように締め付けられて圧着されているので、締付部での油圧シール機能が当該ブラダ３１８自体によって行われ、別途に油圧シールを取り付ける必要がない。
【００６９】
ブラダ３１８に押圧されるピストン３１６には、ブラダ３１８のコーナ部分との対面部に切欠段部３５８、３６０を形成し、この切欠段部３５８、３６０に柔軟性材料例えば繊維材料からなるピストンリング３６２、３６４を装着している。柔軟性のある上記繊維編み込みピストンリング３６２、３６４でブラダコーナ部分を受けることにより、ブラダ３１８の劣化、破損が大幅に軽減され、耐久性が向上している。
【００７０】
更に、シリンダ部３１２におけるピストン摺動面に油漏洩検査油路３６６を設けて油漏れ検知をなすようにしているため、ブラダ３１８の破損検出が可能となり、加圧機構３００からの油漏洩以前に対策を講じることができる。これによって安全の高い型締装置１０とすることができる。
【００７１】
また、この実施形態では、膨張収縮可能なブラダ３１８への作動油供給に正逆転駆動可能なモータ４０２と、これにより駆動されトルク一定制御可能な斜板ポンプ４０４によって行なう構成を採用しているため、モータ出力を小さくして大きな型締力を発生させることができる。また、型締力を発生させた後はモータ４０２を逆転させた後停止するので、不要な作動油をタンクに戻し、加圧により昇温した作動油の温度をモータ４０２の回生抵抗により吸収できる。
【００７２】
射出成形が終了した後の降圧開始信号に基づいて、制御手段５００は、予め前記第１ソレノイドバルブ４０８を閉止状態で斜板ポンプ４０４を正転して圧油を送給し、封じ込め位置前後の圧力が等価になるように調整した後、前記第１ソレノイドバルブ４０８を開放して前記斜板ポンプ４０４を逆転し、当該ポンプ４０４を通じてタンク４１０側に還流させる。したがって、降圧処理に際して、作動油の圧力を漸次低下させて急激な圧力変動によるキャビテーションの発生を抑制し、油温の上昇をモータ４０２の回生抵抗により吸収させて抑制することができるものとなっている。
【００７３】
加圧機構３００にブラダ３１８を用いているため、これが破損することを安全に回避する必要があり、射出圧によりブラダ３１８が逆圧縮を受けた場合に内圧が異常上昇する。この場合には戻り油路４１４に設けた常開の第２ソレノイドバルブ４１２と並列に設けたリリーフバルブ４１６が作用してタンク４１０への開放流路を形成して圧力を逃がすことができる。また、ポンプ４０４側で異常昇圧したり加圧プレート３０４が過剰移動てもブラダ３１８の破損を招く。この場合には、ポンプ出側に設けたバイパス油路４４０に介装したバイパス制御バルブ４４２が緊急的に開放されるように構成されているので、ブラダ３１８の破損による油飛散を防止できるのである。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、加圧機構をシリンダ部に収容され圧油が導入可能とされた袋体の膨張収縮によりピストンを押出し可能に形成した構成とするとともに、前記袋体の内部形状と同等な形状を有する入子を当該袋体に内蔵させて固定し、前記入子に油圧通路を形成し、電動ボールねじ機構のボールねじ部材を軸方向移動可能に支持しつつ回転拘束をなすブレーキ手段を設けつつ、これに軸方向力を付与して離型力を発生させる離型シリンダ機構を連結して構成し、この離型シリンダ機構は前記袋体への油圧供給源を共通にして油路を切り替えることにより作動可能としたので、入子を内蔵した袋体に圧油を供給する構成となっているので、型締のための供給油量を最小にすることができるとともに、一旦型締状態に入ったときには油圧源をの駆動を停止することができ、十分な省エネ性を実現しつつ小型で大きな型締力を発揮させ、離型動作の際には型締加圧機構への油圧を作動させる必要のない型締装置とすることができる。また、型開閉のための電動ボールねじ機構に設けた離型シリンダにより離型操作を行なわせるが、これは型締に用いる油圧供給源を共有しているので、設備を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る型締装置の概要構造を示す縦断面図である。
【図２】型締装置の固定プラテン側背面図である。
【図３】型開閉装置の部分断面図である。
【図４】型開閉装置の部分外観図である。
【図５】同型締装置に設けたダイハイト調整機構を備えたプラテンロック手段の平面断面図である。
【図６】同プラテンロック手段の縦断面図とその部分斜視図である。
【図７】図３（１）のＡ−Ａ断面図である。
【図８】型締装置のプラテンロック手段部分の平面断面図である。
【図９】可動ウェッジの駆動系を示す可動プラテンの背面図である。
【図１０】プラテンロック手段とタイロッドとの噛合い状態の説明図である。
【図１１】型締装置の上位部分における加圧機構部分の断面図である。
【図１２】型締装置の下位部分における加圧機構部分の断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る加圧機構の非加圧状態の拡大断面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る加圧機構に作動油を供給した加圧状態の拡大断面図である。
【図１５】ブラダ（袋体）の部分断面斜視図である。
【図１６】入子の部分断面斜視図である。
【図１７】ブラダ（袋体）の他の実施形態の部分断面斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る型締装置の油圧回路である。
【図１９】加圧機構に型締力を発生させる昇圧制御のフローチャートである。
【図２０】加圧機構の降圧制御のフローチャートである。
【図２１】加圧機構の再昇圧制御のフローチャートである。
【図２２】離型制御のフローチャートである。
【図２３】離型シリンダの原点復帰制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１０………型締装置、１２………マシンベース、１４………固定プラテン、
１６………ガイドシュー、１８………可動プラテン、２０………固定金型、
２２………可動金型、２４………射出装置進入用空間、２６………押出し装置、
２８………タイロッド、１００………型開閉装置、
１０２………ボールねじ部材、１０４………貫通孔、１０６………ねじ部、
１０８………ボールナット、１１０………プーリ、
１１２………サーボモータ、１１４………ベルト、
１１６………離型シリンダ機構、１１７………ピストンロッド、
１１８………ヘッド側油圧室、１２０………ロッド側油圧室、
１２２………前進限位置検出センサ、１２４………後退限位置検出センサ、
１２６………スライダブロック、１２８………複列円錐コロ軸受、
１３０………電磁ブレーキ手段、１３２………固定ユニット、
１３４………クラッチユニット、１３６………キー、
１３８………スプライン溝、２００………プラテンロック手段、
２０２………リング溝、２０４………割ナット、
２０５………割ナットユニット、２０６………ダイハイト調整機構、
２０８………固定ウェッジ、２１０………可動ウェッジ、
２１２………支持ロッド、２１４………支持ブロック、
２１６………上部ナットガイドロッド、２１８………下部ナットガイドロッド、
２２０………シリンダ取付プレート、２２２………エアシリンダ、
２２４………ロッド、２２６………ピニオンラック機構、２２８………ラック、
２３０………ピニオンギヤ、２３１………円形貫通孔、
２３２………横行ガイド溝、２３３………長円貫通孔、２３４………ガイド爪、
２３６………アリ溝、２３８………アリ、２４０………規制溝、
２４２………規制突起、２４４………振れ止めキー、
２４６………振れ止めブロック、２４８………ボールねじ機構、
２５０………ボールナット、２５２………ボールねじ、
２５４………ブラケット、２５６………軸受、２５８………プーリ、
２６０………モータ、２６２………連結ロッド、
２６４………巻き掛け伝達ベルト、３００………加圧機構、
３０２………プラテン本体、３０４………加圧プレート、
３０６………段付き貫通孔、３０８………連結ボルト、３１０………皿ばね、
３１２………シリンダ部、３１４………シリンダブロック、
３１６………ピストン、３１８………袋体（ブラダ）、３２０………入子、
３２２………油圧通路、３２４………締付ボルト、
３２６………ピストン当接部、３２８………内周面部、３３０………外周面部、
３３２………耳片部、３３４………入子本体、３３６………凸条部、
３３８………油圧通路、３４０………受入凹部、３４４………突起部、
３４６………入子側係合溝、３４８………シリンダ側係合溝、
３５０………環状油路、３５２………環状油路、３５４………供給油路、
３５６………空気抜き通路、３５８………切欠段部、３６０………切欠段部、
３６２………ピストンリング、３６４………ピストンリング、
３６６………油漏洩検査油路、４００………油圧回路、４０２………モータ、
４０４………斜板ポンプ、４０６………圧油供給油路、
４０８………第１ソレノイドバルブ、４１０………タンク、
４１２………第２ソレノイドバルブ、４１４………戻り油路、
４１６………リリーフバルブ、４１８………斜板角調整バルブ、
４２０………リリーフバルブ、４２２………バランス調整バルブ、
４２４………ブラダ圧監視用圧力センサ、
４２６………ポンプ出口圧監視用圧力センサ、４２８………第１分岐油路、
４３０………第２分岐油路、４３２………方向制御バルブ、
４３４………前進用油圧通路、４３６………後退用油圧通路、
４３８………シーケンス制御バルブ、４４０………バイパス油路、
４４２………バイパス制御バルブ、４４３………リミットスイッチ、
４４４………方向制御バルブ、４４６………ポンプ圧導入油路、
４４８………タンク通路、４５０………設定圧導入油路、
４５２………圧力スイッチ（ＰＳ１）、
４５４………パイロットチェックバルブ、５００………制御手段

Claims (3)

1. タイロッドにより連繋され金型が取付けられる固定プラテンと可動プラテンを電動ボールねじ機構により型開閉操作可能とし、前記いずれかのプラテンをプラテン本体と当該プラテン本体に対して少なくとも型締ストロークの範囲で接離可能に取付けられた加圧プレートとにより構成し、これらプラテン本体と加圧プレート間に型締用の加圧機構を備えた型締装置であって、
   前記加圧機構をシリンダ部に収容され圧油が導入可能とされた袋体の膨張収縮によりピストンを押出し可能に形成した構成とするとともに、前記袋体の内部形状と同等な形状を有する入子を当該袋体に内蔵させて固定し、前記入子に油圧通路を形成してなり、
   前記電動ボールねじ機構のボールねじ部材を軸方向移動可能に支持し、当該ボールねじ部材には回転拘束をなすブレーキ手段を設けるとともに、軸方向力を付与して離型力を発生させる離型シリンダ機構を連結して構成し、この離型シリンダ機構は前記袋体への油圧供給源を共通にして油路を切り替えることにより作動可能とされていることを特徴とする型締装置。
2. 前記油圧供給源はサーボモータにより駆動されるピストンポンプであることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
3. 前記可動プラテンを固定プラテンに対する型閉位置でタイロッドに固定可能としたプラテンロック手段を有し、このプラテンロック手段と可動プラテンとの間に肉厚可変板手段を介在させてなることを特徴とする請求項１または２に記載の型締装置。

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