JP4521425B2 - トグル式型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、エンドハウジングと、前記可動盤を貫通して前記固定盤と前記エンドハウジングとを連結している複数本のタイバーと、前記可動盤と前記エンドハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると型開および型締ができるようになっている、射出成形機用あるいはダイカスト成形機用のトグル式型締装置に関するものである。

射出成形機あるいはダイカスト成形機に用いられるトグル式型締装置は、図５にも示されているように、ベット１０１上に固定されている固定盤１０２、ベット１０１上に軸方向に移動自在に設けらているエンドハウジング１０４、固定盤１０２とエンドハウジング１０４との間に設けられている４本のタイバー１０５、１０５、…、これらのタイバー１０５、１０５、…が挿通されている可動盤１０３、エンドハウジング１０４と可動盤１０３との間に設けられているトグル機構１１０、トグル機構１１０を駆動するプーリ１１６、ボールネジ１１５等から構成されている。このように構成されている固定盤１０２には固定側金型１０６が、そして可動盤１０３には可動側金型１０７が取り付けられている。

トグル機構１１０は、従来周知のように短リンク１１１、１１１、長リンク１１２、１１２、クロスヘッド１１４、クロスリンク１１３、１１３等から構成されている。短リンク１１１、１１１の一方の端は、エンドハウジング１０４に、そして長リンク１１２、１１２の一方の端は、可動盤１０３に、それぞれのリンクピンにより枢着され、短リンク１１１、１１１および長リンク１１２、１１２のそれぞれの他方の端部は、中間リンクピン１１８、１１８により互いに連結され、そして、クロスヘッド１１４と短リンク１１１、１１１は、クロスリンク１１３、１１３によって、リンクピンを介して連結されている。クロスヘッド１１４にはボールナットが設けられ、このボールナットにボールネジ１１５が螺合している。ボールナットは回転しないようにクロスヘッド１１４に固定されているので、プーリ１１４を介してボールネジ１１５を回転駆動すると、クロスヘッド１１４が軸方向に駆動されることになる。

トグル式型締装置は、概略上記のように構成されているので、電動モータ等によりプーリ１１６を介してボールネジ１１５を所定の方向に回転駆動すると、すなわちクロスヘッド１１４を、図５において右方向に駆動すると、クロスリンク１１３、１１３を介して短リンク１１１、１１１は外側に押し広げられて、可動金型１０７は固定金型１０６に対して型締される。このとき、比較的小さな力でクロスヘッド１１４を駆動しても、トグル機構１１０によって大きな型締力が得られる。次いで、金型１０６、１０７に形成されているキャビティに溶融状態の射出材料を射出充填する。冷却固化を待って、ボールネジ１１５を逆方向に回転駆動して、図６の（ア）に示されているように、クロスヘッド１１４を図５において左方向に駆動する。そうすると、短リンク１１１、１１１は、クロスリンク１１３、１１３を介して内側に折り曲げられて、型開され、成形品が得られる。

ところで、図６は、図５に示されているトグル式型締装置が型開されている状態を模式的に示す図で、その（ア）は側面図、その（イ）は（ア）においてＢ−Ｂ方向に見た断面図であるが、この断面図にも示されているようにトグル機構１１０は上下対称に、すなわち機械中心面Ｃ’−Ｃ’を対称面として上側に２本、下側に２本の短リンク１１１、１１１が設けられている。上下の短リンク１１１、１１１の一方の端部は、短リンク１１１、１１１の長さの２倍以上離されて、エンドハウジング１０４にリンクピン１１９、１１９により枢着されている。上下の短リンク１１１、１１１は、上記のように離されて取り付けらているので、図６の（ア）に示されているように、型開時に短リンク１１１、１１１がリンクピン１１９、１１９を中心に回動しても、その先端部が描く軌跡Ｔは、機械中心面Ｃ’−Ｃ’すなわち上下の短リンク１１１、１１１の回動面と垂直な面であって４本の上下に位置するタイバー１０５、１０５、…から等距離な面Ｃ’−Ｃ’を越えることはない。したがって、上下の短リンク１１１、１１１同士が干渉し合ってぶつかることはない。

特開２００３−３３９５５号公報

本発明の直接的な文献ではないが、トグル式型締装置の従来文献として特許文献１を挙げることができる。前述した図５に示されているトグル機構１１０は、上下の短リンク１１１、１１１が内側に折り曲げられる、いわゆる内巻きトグル式型締装置であるが、特許文献１には型開時に、短リンクが外側に折り曲げられる、いわゆる外巻きトグル式型締装置が開示されている。外巻きトグル式型締装置は、図７に示されているように構成されているが、前述した内巻きトグル式型締装置の構成部材と同じ部材あるいは同様な部材には同じ参照数字を付して、重複して説明はしない。

外巻きトグル式型締装置によると、エンドハウジング１０４の中央に、短リンク支持部１０４ａが、図７において右方向に伸びるように設けられている。そして、その先端部に短リンク１１１、１１１の一端部がリンクピン１１９、１１９により枢着されている。クロスヘッド１１４は、内巻きトグル式型締装置のそれよりも大きい。クロスリンク１１３、１１３の一方の端部は、短リンク１１１、１１１の外側にリンクピンを介して取り付けられ、そして他端部はクロスヘッド１１４に取り付けられている。図７には、型締されている様子が示されている。ボールネジ１１５を所定の方向に回転駆動して、クロスヘッド１１４を図７において左方に駆動すると、トグル機構１１０は外側に向かって折り曲げられ、型開される。

図５に示されている従来の内巻きトグル式型締装置においても、上記のようにして、クロスヘッド１１４を駆動すると大きな型締力を得ることができ、またリンクが干渉することなく型開することはできるが、色々な欠点がある。例えば、エンドハウジング１０４が大きくならざるを得ず、型締装置全体が大型化するという欠点がある。すなわち、型締装置において型開閉速度を速めるため、あるいは作業上十分な型開量を得るためには、トグル機構を構成するリンク、特に短リンク１１１、１１１の長さは、所定の長さが必要になる。そして、このような短リンク１１１、１１１は、すでに説明したように、型開時に互いに干渉しないように、その長さの２倍以上離されて、エンドハウジング１０４の上下の端部に取り付けなければならない。したがって、エンドハウジング１０４は高くならざるを得ず、型締装置全体も大きくなる。

また、離して取り付けられているので、図５にも示されているように、機械中心面Ｃ’−Ｃ’から見ると、短リンク１１１、１１１のエンドハウジング１０４への取り付け位置は、タイバー１０５、１０５の外側に位置している。このため、型締時にはエンドハウジング１０４は力の作用線が一致しない力を受ける。すなわち、タイバー１０５、１０５、…からは右向きの力Ｆｔ、Ｆｔを、短リンク１１１、１１１からは前記力Ｆｔと同じ大きさで左向きの力Ｆｓ、Ｆｓを受けて、図面と平行な面内で曲げモーメントが生じてしまう。曲げモーメントに耐える剛性を得るために、エンドハウジング１０４を厚くすることもできるが、装置重量が増すという別の問題が生じる。さらに、長リンク１１２、１１２も、互いに上下に離間して可動盤１０３に取り付けられているので、型締上の問題が生じる。すなわち、型締時には可動盤１０３は、金型１０７、１０６からは機械中心面Ｃ’−Ｃ’近傍に左向きの分布荷重ｗを受けるが、長リンク１１２、１１２からは機械中心面Ｃ’−Ｃ’から上下方向に離れて右向きの力Ｆｕ、Ｆｕを受けることになり、可動盤１０３に強い曲げモーメントが生じてしまう。このため、可動盤１０３は弾性変形して、金型１０７、１０６に一様な型締力が作用しなくなる。その結果、射出充填時のバリ、充填量のバラツキ等の成形不良が発生する。曲げモーメントに耐える剛性を得るためには、可動盤１０３を厚くする必要があるが、装置重量が増す欠点につながる。

一方、図７に示されている外巻きトグル式型締装置においては、長リンク１１２、１１２の可動盤１０３への取り付け位置は、機械中心面Ｃ’−Ｃ’に近くなっているので、可動盤１０３が長リンク１１２、１１２から受ける力Ｆｕは、金型１０７から受ける分布荷重ｗと同様に、機械中心面Ｃ’−Ｃ’の近傍となり、可動盤１０３は曲げモーメントによって変形する恐れがなく、型締力が金型１０７、１０６に均一に作用する。この点においては、外巻きトグル式型締装置の方が優れているといえる。しかしながら、別の問題がある。例えば、図７に示されているように、短リンク１１１、１１１は、リンクピン１１９、１１９を中心に回動するので、その先端の軌跡Ｔは、タイバー１０５、１０５を越えて外側に飛び出す。このため、短リンク１１１、１１１が、ベッド１０１と干渉しないようにトグル機構１１０を高い位置に設ける必要があり、型締装置の高さは全体的に高くなる。さらには、短リンク１１１、１１１がエンドハウジング１０４に取り付けられる位置が、機械中心面Ｃ’−Ｃ’の近傍となり、タイバー１０５、１０５、…の軸心位置と離れているので、型締時にはエンドハウジング１０４は、短リンク１１１、１１１から左向きの力Ｆｓ、Ｆｓを、タイバー１０５、１０５、…から右向きの力Ｆｔ、Ｆｔをそれぞれ受けて、エンドハウジング１０４に強い曲げモーメントが発生してしまう。このため、曲げモーメントに耐えるように、エンドハウジング１０４を厚くする必要があり、型締装置全体が大型化する。また、クロスヘッド１１４が大きくなるため、装置重量が増すという問題もある。

したがって、本発明は、型締装置全体が軽量でコンパクトであるにも拘わらず、型開閉速度は早く、型開量も十分にとれ、金型には均一な型締力が作用する、トグル式型締装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、型開されるとき、すなわちトグル機構が折り曲げられるとき、短リンクと長リンクの先端部の連結点あるいは枢着点が描く軌跡が機械中心面を互いに越えるように構成され、そして越えるときこれらのリンクが干渉しないように構成される。また、短リンクがエンドハウジングに取り付けられる位置は、機械中心面からタイバーまでの距離と実質的に等しい距離に、長リンクが可動盤に取り付けられる位置は、機械中心面からタイバーまでの距離よりもに短い距離になるように配置される。

すなわち、請求項１に記載の発明は、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、エンドハウジングと、前記可動盤を貫通して前記固定盤と前記エンドハウジングとを連結している複数本のタイバーと、前記可動盤と前記エンドハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると型開および型締ができるようになっている、射出成形機用あるいはダイカスト成形機用のトグル式型締装置であって、前記トグル機構は、上下側短リンクと、上下側長リンクと、上下側クロスリンクと、クロスヘッドとからなり、前記上下側短リンクは、前記エンドハウジング側に位置する第１の部分と前記可動盤側に位置する第２の部分とから軸方向に所定長さに構成され、前記上下側短リンクの第１の部分の基端部は前記エンドハウジングに、前記上下側長リンクの基端部は前記可動盤に、それぞれのリンクピンにより枢着され、前記上側短リンクの上側自由回動先端部になっている第２の部分は、第１、２の２本のアームに分岐し、分岐した前記２本のアーム間に前記上側長リンクの上側自由回動先端部が差し込まれて、上側中間リンクピンを介して互いに回動自在に連結され、前記下側短リンクの下側自由回動先端部になっている第２の部分は、第１〜４の４本のアームに分岐し、分岐した前記第１、２および第３、４のアーム間に前記下側長リンクの下側自由回動先端部が差し込まれて、下側中間リンクピンを介して互いに回動自在に連結され、前記上下側クロスリンクは、その基端部は前記クロスヘッドに、その先端部は前記上下側短リンクの所定位置に、それぞれリンクピンにより枢着され、前記トグル機構が折り曲げられて型開されるとき、前記下側短リンクの前記第２、４のアームの間に前記上側短リンクの前記第２の部分の上側自由回動先端部が収まり、それによって前記上下側自由回動先端部は、前記複数本のタイバーの上下に位置するタイバーから等距離の機械中心面を互いに越えて回動することができるように構成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の型締装置において、前記上下側短リンクの前記基端部は、前記機械中心面から、その上下に位置する前記タイバーまでの距離と実質的に等しい距離に位置するように構成され、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の型締装置において、前記上下側長リンクの前記基端部は、前記機械中心面から、その上下に位置する前記タイバーまでの距離よりも短い距離に位置するように構成される。

以上のように、本発明によると、型開されてトグル機構が折り曲げられるとき、上下側短リンクの上下側自由回動先端部は機械中心面を互いに越えるように構成されているので、上側短リンクと下側短リンクは、水平方向から見て互いに重なり合うように折り曲げられる。このとき、上下側自由回動先端部はその位置が互いにずらされているので、干渉することはない。したがって、上下側短リンクのエンドハウジングへの取り付け位置を、機械中心面からタイバーまでの距離と実質的に同じ位置にして、上下側短リンクを長くすることができる。これにより、エンドハウジングを必要以上に大きくすることなく、型開閉速度を速くすることも、十分な型開量を確保することもできるという本発明に特有の効果が得られる。また、エンドハウジングが必要以上に大きくならないので、型締装置全体がコンパクトになる効果も得られる。

そして、本発明によると、上側短リンクの第２の部分は、第１、２の２本のアームに分岐し、分岐した前記２本のアーム間に前記上側長リンクの上側自由回動先端部が差し込まれ、前記下側短リンクの第２の部分は第１〜４の４本のアームに分岐し、分岐した前記第１、２および第３、４のアーム間に前記下側長リンクの下側自由回動先端部が差し込まれ、型開時には前記下側短リンクの前記第２、４のアームの間に、前記上側短リンクの前記第２の部分の上側自由回動先端部が収まるように構成されているので、すなわち上下側短リンクのアームは偶数本からなり、また型開時には下側短リンクの第２、４のアームの間に、上側短リンクの第２の部分の上側自由回動先端部が収まるように構成されているので、トグル機構は横断面的に見ると左右対称になっている。したがって、上記のような効果に加えて、力のバランスが良いという効果がさらに得られる。
請求項２に記載の発明によると、前記上下側短リンクの前記基端部は、前記機械中心面から、その上下に位置する前記タイバーまでの距離と実質的に等しい距離に位置するように構成されているので、型締時にエンドハウジングには、タイバーと上下側短リンクとによる曲げモーメントはほとんど生じない。したがって、エンドハウジングを薄くすることができ、軽量化が図れる効果がさらに得られる。
請求項３に記載の発明によると、上下側長リンクが可動盤に取り付けられる位置すなわち基端部は、前記機械中心面から、その上下に位置する前記タイバーまでの距離よりも短い距離に位置するので、可動盤は変形しにくく、型締力を金型の全面に均一に作用させることができ、射出成形時にバリ、充填不足等の成形不良が発生することを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態に係るトグル式型締装置の側面図である。図１を参照すると容易に理解されるように、本実施の形態に係るトグル式型締装置も、側面的に見る限り、従来のトグル式型締装置と略同様に構成されている。すなわち、ベット１上に固定的に設けられている固定盤２、ベット１上に軸方向に移動自在に設けらているエンドハウジング４、固定盤２とエンドハウジング４との間に設けられている４本のタイバー５、５、…、これらのタイバー５、５、…が挿通され、軸方向に移動可能な可動盤３、エンドハウジング４と可動盤３との間に設けられているトグル機構１０、トグル機構１０を駆動する、例えばプーリ３３、ボールネジ３０などからなる型開閉用アクチュエータ等から概略構成されている。このように構成されている固定盤２には固定金型６が、そして可動盤３には可動金型７がそれぞれ取り付けられるようになっている。

トグル機構１０は、短リンク、長リンク等の複数個の部材から構成されているが、これらの構成部材は、図３の（ア）にも示されているように、４本のタイバー５、５、…のうち上下に位置するタイバー５、５までの距離ｄが等しい機械中心面Ｃ−Ｃを境にして上側に位置する部材と下側に位置する部材とからなっているので、以下構成部材名に「上側」あるいは「下側」を付けて説明する。

トグル機構１０は、上下側短リンク１１、１２、上下側長リンク１３、１４、上下側クロスリンク１６、１７、クロスヘッド１５等から構成されている。上側短リンク１１の基端部は、エンドハウジング側の上側リンクピン２０により、そして下側短リンク１２の基端部は下側リンクピン２１により、エンドハウジング４の上下側クレビス４ａ、４ｂにそれぞれ枢着されている。これらの上下側リンクピン２０、２１の位置、換言すると上下側短リンク１１、１２の基端部の位置は、機械中心面Ｃ−Ｃから上下に位置するタイバー５、５、…までの距離ｄと実質的に等距離になっている。

上側長リンク１３の基端部は、可動盤３側の上側リンクピン２２により、そして下側長リンク１４の基端部は、可動盤３側の下側リンクピン２３により、可動盤３の上下側クレビス３ａ、３ｂにそれぞれ枢着されている。これらの上下側リンクピン２２、２３の位置換言すると上下側クレビス３ａ、３ｂの位置は、タイバー５、５、…の内側寄りに位置している。さらに詳しくは、上下側リンクピン２２、２３と機械中心面Ｃ−Ｃとの間の距離は、タイバー５、５、…と機械中心面Ｃ−Ｃとの間の距離よりも小さい。このように取り付けられている上側短リンク１１の他方の端部すなわち上側自由回動端部と上側長リンク１３の上側自由回動端部は、上側中間リンクピン１８により、下側短リンク１２の下側自由回動端部と下側長リンク１４の下側自由回動端部は、下側中間リンクピン１９により、それぞれ回動自在に連結されている。

上記した上下側短リンク１１、１２、上下側長リンク１３、１４等は、図１の側面図には、幅の狭い肉厚の１枚のボードから構成されているように図示され、そして便宜上そのように説明されているが、これらの上下側短リンク１１、１２および上下側長リンク１３、１４の、少なくとも基端部あるいは上下側自由回動端部は、後述する図３、４にも示されているように、本実施の形態ではフォーク状に分岐した複数個より正確には偶数個のアームから構成されている。

クロスヘッド１５には、例えば２個のボールナットが取り付けられ、これらのボールナットのそれぞれにボールネジ３０が螺合している。これらのボールネジ３０は、ベアリングケースを介してエンドハウジング４に軸方向の移動が規制されて回転自在に設けられている。２本のボールネジ３０は、プーリ３３により同期して回転駆動される。さらに、クロスヘッド１５には、複数個の透孔、本実施の形態では４角に１個宛の４個の透孔が所定の間隔をおいて明けられている。これらの透孔に、図３の（ア）にも示されているように、クロスヘッドガイドバー３１、３１、…が摺動可能に挿通されている。クロスヘッドガイドバー３１、３１、…の端部は、エンドハウジング４に固定されている。したがって、これらのボールネジ３０を例えばサーボモータにより同期して回転駆動すると、ボールネジ３０と螺合しているボールナット換言するとクロスヘッド１５は、クロスヘッドガイドバー３１、３１、…により回転が規制されているので、クロスヘッド１５の方が、図１において左右方向に直線的に駆動されることになる。このように構成されているクロスヘッド１５と上下側短リンク１１、１２は、上下側クロスリンク１６、１７を介して、上下側クロスリンクピン１６’、１７’によって回転自在に連結されている。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係るトグル式型締装置の、上記した短リンクの具体例を示す斜視図で、その（ア）は上側短リンク１１を、その（イ）は下側短リンク１２をそれぞれ示す斜視図である。図４の（ア）に示されているように、上側短リンク１１は平面形状は略Ｔ字形を呈している。すなわち、トグル機構１０を、図１に示されているように組み立てたときエンドハウジング４側に位置する第１の部分Ｆと、上側長リンク１３側あるいは可動盤３側に位置する第２の部分Ｓとから所定長さに構成されている。第１の部分Ｆは比較的短い第１〜４のアーム１１ａ、１１ｂ、１１ｂ、１１ａから、そして第２の部分Ｓは比較的長い第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃから全体として概略Ｔ字形を呈するように構成されている。第１、２および第３、４のアーム１１ａ、１１ｂの間隔は小さいが、第２、３のアーム１１ｂ、１１ｂの間隔は比較的大きく選定され、この部分は上側短リンク１１を軽量化するため、くり抜き１１ｄ’が明けられている。一方、第５のアーム１１ｃと第６のアーム１１ｃの外側の間隔Ｄ１は、第１の部分Ｆより所定幅だけ狭く選定されている。このように構成されている第１〜４のアーム１１ａ、１１ｂ、…の第１の部分Ｆの基端部には、これらのアーム１１ａ、１１ｂ、…を横切る方向に整合するようにして透孔１１ｅ、１１ｅ、…が明けられている。また、第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの上側自由回動先端部には同様に横切る方向に整合した大径の透孔１１ｆ、１１ｆが明けられている。さらには、第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの長手方向の略中位置には小径の透孔１１ｇ、１１ｇが明けられている。

第１〜４のアーム１１ａ、１１ｂ、…の透孔１１ｅ、１１ｅ、…には、前述したエンドハウジング４の上側クレビス４ａ、４ａと上側短リンク１１を連結する上側リンクピン２０が挿通されるようになっている。第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの透孔１１ｆ、１１ｆには、上側短リンク１１と上側長リンク１３とを連結する上側中間リンクピン１８が、そして透孔１１ｇ、１１ｇには、上側クロスリンク１６を連結する上側クロスリンクピン１６’が挿通されるようになっている。あるいは、これらの透孔１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、…に前記リンクピン２０、１８，１６’が軸受けされるようになっている。

上記した第１、２および第３、４のアーム１１ａ、１１ｂの間１１ｈ、１１ｈが、エンドハウジング４の上側クレビス４ａ、４ａがそれぞれ差し込まれる部分で、上側短リンク１１の第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの間は上側長リンク１３が差し込まれる部分である。この第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの間は、上側短リンク１１が幅広になることを避けるために狭くなっている。狭くなっているが、第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの透孔１１ｆ、１１ｆは大きく、したがってこれらの透孔１１ｆ、１１ｆに挿入される上側リンクピン１８の径は大きく、受圧面圧が上がらないようになっている。

下側短リンク１２は、トグル機構１０を図１に示されているように組み立てたとき下側長リンク１４側に位置する第２の部分Ｓ’と、エンドハウジング４側に位置する第１の部分Ｓ’とから上側短リンク１１と同じ長さに構成されている。第２の部分Ｓ’は、第１〜４のアーム１２ａ、１２ｂ、…からなっている。第１、２および第３、４のアーム１２ａ、１２ｂの間隔１２ｈ、１２ｈは比較的小さいが、第２、４のアーム１２ｂ、１２ｂの間隔Ｄ２は、上側短リンク１１の間隔Ｄ１より大きい。この第２、４のアーム１２ｂ、１２ｂの間には深い切込部Ｎが形成されている。このように構成されている第１〜４のアーム１２ａ、１２ｂ、…の下側自由回動先端部には、これらのアーム１２ａ、１２ｂ、…を横切る方向に整合するようにして比較的大径の透孔１２ｅ、１２ｅ、…が明けられている。第１、２および第３、４のアーム１２ａ、１２ｂのそれぞれは、根本部分では一体になっているが、一体になっている部分の近傍すなわち下側短リンク１２の軸方向の略中間位置に比較的小さな小さな透孔１２ｇ、１２ｇが明けられている。

下側短リンク１２の第１の部分Ｆ’も４本の第５〜８のアーム１２ｃ、１２ｄ、…からなり、第５、６および第７、８のアーム１２ｃ、１２ｄの間隔１２ｉ、１２ｉは狭いが、第６、７のアーム１２ｄ、１２ｄの間隔は比較的広くなっている。この広くなっている部分は下側短リンク１２を軽量化するため、くり抜き１２ｄ’が明けられている。このように構成されている第５〜８のアーム１２ｃ、１２ｄ、…の第１の部分Ｆ’の基端部には、これらのアーム１２ｃ、１２ｄ、…を横切る方向に整合するようにして透孔１２ｆ、１２ｆ、…が明けられている。

上記の下側短リンク１２の第１〜４のアーム１２ａ、１２ｂ、…の透孔１２ｅ、１２ｅ、…には、前述した下側短リンク１２と下側長リンク１４とを連結する下側中間リンクピン１９が通されるようになっている。下側中間リンクピン１９は、上側中間リンクピン１８と同様に径は大きく、受圧面圧が上がらないようになっている。また、第５〜８のアーム１２ｃ、１２ｄ、…の透孔１２ｆ、１２ｆ、…にはエンドハウジング４の下側クレビス４ｂ、４ｂと下側短リンク１２を連結する下側リンクピン２１が、そして透孔１２ｇ、１２ｇには下側クロスリンク１７を連結する下側クロスリンクピン１７’がそれぞれが通されるようになっている。あるいは、これらの透孔１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、…により前記リンクピン１９、２１，１７’がそれぞれ軸受けされるようになっている。

上記した下側短リンク１２の第１、２および第３、４のアーム１２ａ、１２ｂの間１２ｈ、１２ｈは、例えば先端部が分岐した下側長リンク１４が差し込まれる部分であり、第５、６および第７、８のアーム１２ｃ、１２ｄの間１２ｉ、１２ｉは、エンドハウジング４の下側クレビス４ｂ、４ｂが差し込まれる部分である。また、下側短リンク１２の第２、３のアーム１２ｂ、１２ｂの間の深く切り込まれた切込部Ｎは、トグル機構１０が折り曲げられるときに、あるいは型開されるときに、幅Ｄ１の上側短リンク１１の第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃが、下側短リンク１２にぶつからないための逃げ部となっている。

本発明の第１の実施の形態に係るトグル式型締装置は、次のようにして組み立てられる。すなわち、上側短リンク１１の第１〜４のアーム１１ａ、１１ｂ、…を上側リンクピン２０によりエンドハウジング４の上側クレビス４ａ、４ａに回動自在に取り付ける。同様に、下側短リンク１２の第５〜８のアーム１２ｃ、１２ｄ、…を下側リンクピン２１によりエンドハウジング４の下側クレビス４ｂ、４ｂに取り付ける。また、上側短リンク１１の第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃの上側自由回動先端部と、上側長リンク１３の上側自由回動先端部とを上側中間リンクピン１８により回動自在に連結する。同様に下側短リンク１２の第１〜４のアーム１２ａ、１２ｂ、…の下側自由回動先端部と、下側長リンク１４の下側自由回動先端部とを下側中間リンクピン１９により回動自在に連結する。さらには、上側クロスリンク１６の一方の端部を上側クロスリンクピン１６’により上側短リンク１１の第５、６のアーム１１ｃ、１１ｃに取り付ける。同様に下側クロスリンク１７の一方の端部を下側クロスリンクピン１７’により下側短リンク１２に取り付ける。これにより、図１あるいは図２および図３の（ア）に示されているように組み立てられる。

上記のように組み立てられると、図３の（ア）に示されているように、第１の実施の形態に係るトグル機構１０は、その上下側短長リンク１１、１２、１３、１４が折り曲げられた状態における上下側短リンク１１、１２部分を断面的に見ると、全体として略長方形を呈するようにコンパクトに構成され、そして４本のタイバー４、５、…の内側に位置している。また、上下側短長リンク１１、１２、１３、１４は、機械縦中心線あるいは面Ｖ−Ｖに対称に配置される。さらには、２本のボールネジ３０、３０は、トグル機構１０の外側において上下のタイバー５、５から等距離の機械中心面Ｃ−Ｃ上に配置され、４本のクロスヘッドガイドバー３１、３１、…もトグル機構１０の外側において機械中心面Ｃ−Ｃに対して対称位置に配置されている。このように、トグル式型締装置の構成部材が対称位置に配置されているので、良好に力学的バランスが保たれる。

電動モータによりプーリ３３を介してボールネジ３０、３０を同期して所定方向に回転駆動すると、クロスヘッド１５は直線的に所定方向に駆動され、あるいは油圧ピストンシリンダユニットからなるアクチュエータによりクロスヘッド１５を直線的に所定方向に駆動すると、可動盤３は固定盤２に対して従来周知のように型開閉される。トグル機構１０を伸ばして型閉した状態が図１に示されている。また、トグル機構１０を折り曲げて型開した状態が図２に示されている。上記のように型開閉して、溶融状態の成形材料を金型６、７のキャビティに供給して従来周知のようにして成形品を得る。

成形品を取り出すため、あるいは金型６、７を他の金型と交換するため、可動盤３を開くと、図２に示されているように、側面的に見ると、上下側短リンク１１、１２の先端部すなわち上下側自由回動端部、換言すると上下側中間リンクピン１８、１９は機械中心面Ｃ−Ｃを越えて互いに重なる。しかしながら、本実施の形態によると、上側短リンク１１の上側中間リンクピン１８は、図３の（ア）に示されているように、下側短リンク１２の切込部すなわち逃げ空間部Ｎ内に収まるので、上下側短リンク１１、１２が互いに干渉するようなことはない。したがって、本実施の形態によると、長い上下側短リンク１１、１２によりトグル機構１０を構成してもトグル機構１０が大型化することはない。

また、本実施の形態によると、図３の（ア）に示されているように、上下側短リンク１１、１２は、機械縦中心面Ｖ−Ｖに対して面あるいは線対称となっているので、型締時にクロスヘッド１５が、クロスリンク１６、１７を介して、上下側短リンク１１、１２から受ける図面と平行な面内の力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、線Ｖに対して常に線対称となるので、図３の（ア）において水平方向で釣り合う。また、上下側クロスリンク１６、１７の枢着位置は、通常、機械中心面Ｃ−Ｃから等距離になっているので、クロスヘッド１５が受ける力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、図面において上下方向でも釣り合う。このように、クロスヘッド１５が図面と平行な面内で受ける力は、ほぼ釣り合い状態となるので、クロスヘッドガイドバー３１、３１、…には、ほとんど荷重がかからない。したがって、断面積の小さいクロスヘッドガイドバー３１、３１、…で実施することができる。

なお、すでに説明したように本実施の形態によると、可動盤３への上下側長リンク１３、１４の基端部の取り付け位置、換言すると上下側クレビス３ａ、３ｂの位置は、機械中心面Ｃ−Ｃの近傍になっている。これは、図５に示されている、従来周知の内巻きトグル式型締装置の、可動盤１０３への上下側長リンク１１２、１１２の取り付け位置が、機械中心面Ｃ−Ｃから離間しているのと、対照をなしており、図７に示されている、外巻きトグル式型締装置の取り付け位置に近い。
このため、本実施の形態に係る型締装置では、図１に示されているように、型締時に上下側長リンク１３、１４から可動盤３が受ける右向きの力Ｆｕ、Ｆｕは、機械中心面Ｃ−Ｃの近傍に作用する。可動金型７から可動盤３が受ける左向きの分布荷重ｗも同様に、機械中心面Ｃ−Ｃの近傍に作用するので、曲げモーメントは小さく可動盤３が変形しない。従って型締力が直接的にかつ均一に金型に作用して、成形品のバリ、質量バラツキが発生しにくい、という外巻きトグル式型締装置と同様の効果が得られる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るトグル式型締装置を、図３の（イ）により説明する。図３の（イ）は、図２においてＡ−Ａで切断した第１の実施の形態に相当する断面図である。当業者には、図２および図３の（イ）から上下側短リンクの形状、構造は容易に理解されるので、同じ構成部材あるいは同じような構成部材には同じ参照文字あるいは同じ参照文字にダッシュ「’」を付けて重複説明はしないが、上下側短リンク１１’、１２’は同じリンク幅に構成され、上側短リンク１１’は、上側リンクピン２０’により、エンドハウジング４の上側クレビス４ａ、４ａに取り付けられ、下側短リンク１２’は横方向に位置をずらして、下側リンクピン２１’により、エンドハウジング４の下側クレビス４ｂ、４ｂにそれぞれ取り付けられている。すなわち、第１の実施の形態によると、下側短リンク１２の第２、３のアーム１２ｂ、１２ｂの間に、トグル機構１０が折り曲げられるときに上下側短リンク１１、１２が互いに干渉しないように逃げ用の空間部Ｎが形成されているが、第２の実施の形態では横方向にずらして逃げ部が構成されている。第２の実施の形態においても、トグル機構１０’の上下側中間リンクピン１８’、１９’が機械中心線Ｃ−Ｃを越えて折り曲げられても、互いに干渉することがないことは明らかである。第２の実施の形態によると、１本の比較的大きなボールネジ３０’が、水平方向に互いにずらされている上下側短リンクの１１’、１２’の中間位置に配置されている。また、上下側短リンクの１１’、１２’が非対称に配置されているので、クロスヘッドガイドバー３１’、３１’、…は剛性の大きい部材例えば大径のバーから構成されている。

第１の実施の形態によると、トグル機構１０は、図３の（ア）に示されているように、４本のタイバー５、５、…に関して左右対称になっているので、前述したように型締め時にクロスヘッド１５を回転させようとする偶力は生じないが、第２の実施の形態によると、このような偶力は生じる。しかしながら、シンプルな形状の上下側短リンク１１’、１２’の位置を水平方向にずらして配置するだけで、長い上下側短リンクを実施することができるので、トグル式型締装置を安価に提供できる効果がある。

本発明は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、図４に示されている上下側短リンクを、逆にして下上側短リンクとして実施できることもできる。また、下側短リンク１２に連結される下側長リンク１４は、連結される部分は２本のリンクからなっているので、可動盤３に取り付けられる部分も２本のリンクで構成できることは明らかである。さらには、上下側短リンク１１、１２が、図４に示されている形態に限定されることなく、例えばアームの数を増減して実施できることも明らかである。

軽量かつ小型なトグル式型締装置でありながら、型開閉速度は速く型開量も十分確保されているので、射出成形機やダイカスト成形機のトグル式型締装置として適用可能である。さらに、型締装置を竪型で利用して、竪型射出成形機等に適用することもできる。

本発明の第１の実施の形態に係るトグル式型締装置を模式的に示す側面図である。 図１に示されている本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置を型開されている状態で模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置の、図２においてＡ−Ａ方向に見た図に相当する断面図で、その（ア）は第１の実施の形態を、その（イ）は第２の実施をそれぞれ示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るトグル式型締装置の短リンクを示す斜視図で、その（ア）は上側短リンクを、その（イ）は下側短リンクをそれぞれ模式的に示す斜視図である。 従来のトグル式型締装置を模式的に示す側面図である。 図５に示されているトグル式型締装置を型開されている状態で模式的に示す図で、その（ア）は側面図、その（イ）はその（ア）においてＢ−Ｂ方向に見た断面図である。 特許文献１に記載の外巻きトグル式型締装置を模式的に示す側面図である。

符号の説明

２ 固定盤 ３ 可動盤
４ エンドハウジング ５ タイバー
１０ トグル機構 １１ 上側短リンク
１２ 下側短リンク １３ 上側長リンク
１４ 下側長リンク １５ クロスヘッド
１６ 上側クロスリンク １７ 下側クロスリンク
１８ 上側中間リンクピン １９ 下側中間リンクピン
３１ クロスヘッドガイドバー ３０ ボールネジ
Ｃ 機械中心面 Ｖ 機械縦中心面

Claims (3)

1. 固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、エンドハウジングと、前記可動盤を貫通して前記固定盤と前記エンドハウジングとを連結している複数本のタイバーと、前記可動盤と前記エンドハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると型開および型締ができるようになっている、射出成形機用あるいはダイカスト成形機用のトグル式型締装置であって、
   前記トグル機構は、上下側短リンクと、上下側長リンクと、上下側クロスリンクと、クロスヘッドとからなり、
   前記上下側短リンクは、前記エンドハウジング側に位置する第１の部分と前記可動盤側に位置する第２の部分とから軸方向に所定長さに構成され、
   前記上下側短リンクの第１の部分の基端部は前記エンドハウジングに、前記上下側長リンクの基端部は前記可動盤に、それぞれのリンクピンにより枢着され、
   前記上側短リンクの上側自由回動先端部になっている第２の部分は、第１、２の２本のアームに分岐し、分岐した前記２本のアーム間に前記上側長リンクの上側自由回動先端部が差し込まれて、上側中間リンクピンを介して互いに回動自在に連結され、
   前記下側短リンクの下側自由回動先端部になっている第２の部分は、第１〜４の４本のアームに分岐し、分岐した前記第１、２および第３、４のアーム間に前記下側長リンクの下側自由回動先端部が差し込まれて、下側中間リンクピンを介して互いに回動自在に連結され、
   前記上下側クロスリンクは、その基端部は前記クロスヘッドに、その先端部は前記上下側短リンクの所定位置に、それぞれリンクピンにより枢着され、
   前記トグル機構が折り曲げられて型開されるとき、前記下側短リンクの前記第２、４のアームの間に前記上側短リンクの前記第２の部分の上側自由回動先端部が収まり、それによって前記上下側自由回動先端部は、前記複数本のタイバーの上下に位置するタイバーから等距離の機械中心面を互いに越えて回動することができることを特徴とするトグル式型締装置。
2. 請求項１に記載の型締装置において、前記上下側短リンクの前記基端部は、前記機械中心面から、その上下に位置する前記タイバーまでの距離と実質的に等しい距離に位置していることを特徴とするトグル式型締装置。
3. 請求項１または２に記載の型締装置において、前記上下側長リンクの前記基端部は、前記機械中心面から、その上下に位置する前記タイバーまでの距離よりも短い距離に位置していることを特徴とするトグル式型締装置。

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