JP4905927B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

本発明は型締装置に係わり、特にリニアモータを用いて可動プラテンを移動させて型開閉を行う型締装置に関する。

従来の型締装置として、トグル機構を用いて可動プラテンを進退させる方式の型締装置が広く用いられている。トグル機構を用いた型締装置においては、型締力を発生させるためのトグル機構の機械的動作に起因して可動プラテンに曲げモーメントが作用することがあり、可動プラテンの金型取付面に歪みが発生することがある。また、トグル機構を伸展させることによって型締めが行われるので、型締力を精度よく制御することができないおそれがある。

そこで、電動モータ及び電磁石を備え、型閉じ及び型開きの動作には電動モータを用い、型締めの動作に電磁石の吸着力を利用した型締装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この型締装置においては、固定プラテンと所定の間隔を置いてリヤプラテンが配置され、固定プラテンとリヤプラテンとの間に架設されたタイバーに沿って可動プラテンが進退自在に配設される。そして、リヤプラテンの後端面に電磁石が固定され、リヤプラテンの後方に吸着板が進退自在に配設される。吸着板と可動プラテンとの間にリンク機構が設けられ、リンク機構を電動モータによって屈伸させる。

したがって、電動モータを駆動してリンク機構を伸展させることによって型閉じを行った後、電磁石を駆動して吸着板を吸着することにより、型締めを行うことができる。この場合、可動プラテンを大きく移動させる型開閉動作は電動モータを用いたリンク機構により行い、可動プラテンに大きな荷重を印加する必要がある型締動作は、電磁石の吸着力を利用して可動プラテンに荷重を印加することにより行う。すなわち、型開閉動作と型締動作を異なる駆動源を用いて行う。

型開閉動作と型締動作を異なる駆動源を用いて行うことにより、電動モータを用いたリンク機構により型開閉動作を行わなくても、他の駆動機構を用いて可動プラテンを移動させることができる。そこで、電動モータを用いたリンク機構の代わりに、リニアモータを用いて可動プラテンを直線移動させることが提案されている。すなわち、リニアモータの可動子を可動プラテンに固定して、可動プラテンを直接移動させる。
国際公開ＷＯ／２００５／０９００５３号

リニアモータを用いて可動プラテンを移動させて型開閉を行う場合、リニアモータの駆動に伴って振動が発生するおそれがある。特に、型締装置の場合には、可動プラテンや可動金型をともなってリニアモータが進退するため、加減速時には大きな慣性力が働き、その反力がフレームへ伝達される。このように、リニアモータで発生した振動が、型締装置が取り付けられているフレームに伝播すると、可動プラテン（すなわち、可動金型）の位置制御に影響を及ぼすおそれがある。

例えば、型閉じを行う際に高速で可動プラテンを移動し、型タッチ位置の手前で可動プラテンを減速させて、型タッチ位置で停止させる場合を考える。この場合、可動プラテン（可動金型）を型タッチ位置に精度よく停止させるために、可動プラテンの移動動作のフィードバック制御が行われる。このようなフィードバック制御時には、可動プラテンが繰り返し加減速されて振動が発生する。ここで、型タッチ位置をセンサで検出している場合、この振動がセンサに伝播して、検出精度が悪くなることがあり、結果として、型タッチ位置での停止精度が悪くなるといった問題が発生するおそれがある。

また、口開け成形を行う場合には、特に可動金型と固定金型の間の距離を精度よく制御する必要がある。口開け成形の場合、型閉じ動作が終了して可動金型が固定金型と僅かな距離（間隙）をおいて停止すると直ちに樹脂の注入が行われる。この時に、可動金型や固定金型が振動していると、可動金型と固定金型との間の距離（間隙）が一定せず、口開け成形をうまく行うことができないといった問題が発生するおそれもある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、型閉じ動作をリニアモータを用いて行った場合でも、リニアモータの駆動に伴う振動の影響を低減して精度よく型締め動作を行うことができる型締装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、固定子及び該固定子に対して移動可能な可動子を有するリニアモータと、固定プラテンが取り付けられた第１のフレームと、該可動子が取り付けられ、該固定プラテンに対して移動可能な可動プラテンと、前記第１のフレームから分離されており、前記リニアモータの前記固定子が取り付けられた第２のフレームとを有し、前記可動プラテンは前記第１のフレームに移動可能に支持されていることを特徴とする型締装置が提供される。

本発明による型締装置において、前記第１のフレームに対する前記可動プラテンの位置を検出する位置検出器を更に有することとしてもよい。さらに、前記第２のフレームは、前記第１のフレームが設置される床面に設置されるよう構成されることとしてもよい。あるいは、前記第２のフレームは、バネ及びダンパよりなる制振装置を介して前記第１のフレームに連結されることとしてもよい。また、前記第２のフレームを、前記第１のフレームに対して移動可能に支持する移動案内持機構を有することとしてもよい。

本発明によれば、リニアモータの可動子は第１のフレームに支持され、一方、固定子は第２のフレームに固定される。したがって、リニアモータが駆動されて固定子に可動子の反力が作用し、固定子が固定された第２のフレームに振動が発生しても、その振動は第１のフレームには伝播しない。よって、第２のフレームから分離している第１のフレームに固定された固定プラテンに振動が伝播することはなく、リニアモータの駆動に起因した振動の影響が抑制され、精度のよい型閉じ及び型締めを行うことができる。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明が適用される射出成形機の型締装置について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は本発明が適用される型締装置の一例を示す側面図であり、金型が閉じた状態を示している。図２は図１に示す型締装置の側面図であり、金型が開いた状態を示している。図３は図１に示すリヤプラテンを吸着板側から見た正面図である。

図１及び図２に示す型締装置１０は、射出成形機のフレームＦｒ上に設けられた２本のレールよりなるガイドＧｄ上に支持される。固定プラテン１１は、ガイドＧｄ上に載置され、フレームＦｒ及びガイドＧｄに対して固定されている。固定プラテン１１と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン１１と対向させてリヤプラテン１３が配設されている。固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に４本の連結部材としてのタイバー１４（図においては、２本だけを示す）が架設される。可動プラテン１２が、タイバー１４に沿って固定プラテン１１と対向した状態でタイバー１４に沿って型開閉方向に進退自在（図において左右方向に移動自在）に配設される。そのために、可動プラテン１２には、タイバー１４が貫通するガイド穴（図示せず）が形成される。

タイバー１４の前端部（図において右端部）には、第１のねじ部（図示せず）が形成され、タイバー１４は、第１のねじ部にナットｎ１を螺合して締め付けることによって固定プラテン１１に固定される。各タイバー１４の後端部（図において左端部）には、タイバー１４より外径が小さいガイドポスト２１が一体に形成されている。ガイドポスト２１は、リヤプラテン１３の後端面（図において左端面）から後方に向けて突出して延在する。各ガイドポスト２１の、リヤプラテン１３の後端面の近傍に、第２のねじ部（図示せず）が形成され、固定プラテン１１とリヤプラテン１３とは、第２のねじ部にナットｎ２を螺合して締め付けることによって固定される。ガイドポスト２１をタイバー１４と一体に形成しているが、ガイドポスト２１をタイバー１４とは別体として形成してもよい。

なお、リヤプラテン１３は、タイバー１４が伸縮するのに伴って、ガイドＧｄに対してわずかに移動することができるようにガイドＧｄ上に載置される。したがって、固定プラテン１１はフレームＦｒ及びガイドＧｄに対して固定され、リヤプラテン１３はガイドＧｄに対してわずかに移動することができるようになっている。リヤプラテン１３をフレームＦｒ及びガイドＧｄに対して固定し、固定プラテン１１をガイドＧｄに対してわずかに移動することができるように構成してもよい。

また、固定プラテン１１には固定金型１５が、可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ固定される。固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置１９が構成される。可動プラテン１２の進退によって可動金型１６を固定金型１５に対して移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。なお、型締めが行われると、固定金型１５と可動金型１６との間にキャビティ空間が形成され、射出装置１７の射出ノズル１８から射出された成形材料としての樹脂がキャビティ空間に充填される。

可動プラテン１２と平行に配設された磁性体としての吸着板２２が、リヤプラテン１３より後方において各ガイドポスト２１に沿って進退自在に配設され、ガイドポスト２１によって案内される。なお、吸着板２２には、各ガイドポスト２１と対応する箇所に、ガイドポスト２１が貫通するガイド穴２３が形成される。ガイド穴２３は、前端面（図において右端面）に開口した大径部２４とこれに繋がる小径部２５とを含む。大径部２４はナットｎ２を収容する。小径部２５は吸着板２２の後端面に開口し、ガイドポスト２１が摺動する摺動面を有している。吸着板２２は、ガイドポスト２１によって案内されるようになっているが、吸着板２２を、ガイドポスト２１だけでなく、ガイドＧｄによって案内することもできる。

可動プラテン１２を進退させるために、型開閉用の駆動部としてリニアモータ２８が、可動プラテン１２に連結された吸着板２２とフレームＦｒとの間に配設される。リニアモータ２８は、フレームＦｒ上に、ガイドＧｄと平行に、かつ、吸着板２２の移動範囲に対応して配置された固定子２９と、吸着板２２の下端が固定されたスライドベースＳｂに固定され、固定子２９と対向し、かつ、所定の範囲にわたって形成された可動子３１とを備える。スライドベースＳｂは、図３に示すように、その両側においてガイドＧｄ上に支持されており、可動子３１を固定子２９に沿って移動可能に支持する。スライドベースＳｂは、可動子３１の上面を覆ってガイドＧｄの延在方向に延在する。そのために、リヤプラテン１３の下端には、ガイドベースＧｂ及びスライドベースＳｂが通過する空間３３を形成する脚部１３ａが両側に設けられる。

リニアモータ２８の固定子２９の長さをＬｐとし、可動子３１の長さをＬｍとし、吸着板２２（可動プラテン１２）のストロークをＬｓｔとしたとき、長さＬｍは、リニアモータ２８による最大の推進力に対応して設定される。また、長さＬｐは、Ｌｐ＞Ｌｍ＋Ｌｓｔという関係を満足するように設定される。

可動子３１は、固定子２９に向けて突出し、かつ、所定のピッチで複数の磁極歯３３が形成されたコア３４と、各磁極歯３３に巻装されたコイル３５とを備える。なお、磁極歯３３は可動プラテン１２の移動方向に対して直角の方向に、互いに平行に形成される。固定子２９は、コア、及びコア上に延在させて形成された永久磁石（図示せず）を備える。永久磁石は、Ｎ極及びＳ極の各磁極を交互に、かつ、磁極歯３３と同じピッチで着磁させることによって形成されている。

したがって、コイル３５に所定の電流を供給してリニアモータ２８を駆動すると、可動子３１が進退させられる。それに伴って、スライドベースＳｂ、スライドベースＳｂに固定された吸着板２２、及びロッド３９により吸着板２２に連結された可動プラテン１２が進退させられ、型閉じ及び型開きが行われる。

なお、固定子２９に永久磁石を、可動子３１にコイル３５を配設しているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ２８を駆動する際にコイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。

可動プラテン１２が前進（図において右方向に移動）して可動金型１６が固定金型１５に当接すると、型閉じが終了する。型閉じに続いて型締めを行うことができるように、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に、型締め用の駆動部としての電磁石ユニット３７が配設される。また、可動プラテン１２と吸着板２２とを連結するロッド３９が、リヤプラテン１３及び吸着板２２を貫通して延在する。ロッド３９は、型閉じ時及び型開き時に、吸着板２２の進退に連動して可動プラテン１２を進退させ、型締め時に、電磁石ユニット３７によって発生した型締力を可動プラテン１２に伝達する。なお、フレームＦｒ、固定プラテン１１、可動プラテン１２、リヤプラテン１３、吸着板２２、リニアモータ２８、電磁石ユニット３７、ロッド３９等によって型締装置１０が構成される。

電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３側に配設された電磁石４９、及び吸着板２２側に配設された吸着部５１を有する。リヤプラテン１３の後端面の所定の部分、すなわちロッド３９よりわずかに上方及び下方に、水平方向に延在した二つの溝４５が互いに平行に形成されている。溝４５の間には、矩形の断面形状を有するコア４６が形成され、リヤプラテンのコア４６以外の部分にヨーク４７が形成される。コア４６にコイル４８が巻装される。

また、吸着板２２の前端面の所定の部分として、吸着板２２においてロッド３９を包囲し、電磁石４９と対向する部分に、吸着部５１が設けられる。なお、リヤプラテン１３のコア４６及びヨーク４７、並びに吸着板２２は、強磁性体から成る薄板を積層することによって形成された電磁積層鋼板により形成される。また、リヤプラテン１３とは別に電磁石４９が配設され、吸着板２２とは別に吸着部５１が配設されているが、リヤプラテン１３の一部として電磁石を形成し、吸着板２２の一部として吸着部を形成することもできる。

したがって、電磁石ユニット３７において、溝４５内のコイル４８に電流を供給すると、電磁石４９が励磁され、吸着部５１が吸着されて型締力が発生する。

ロッド３９は、後端部（図において左端部）において吸着板２２と連結し、前端部において可動プラテン１２と連結している。ロッド３９は、型閉じ時に吸着板２２が前進することにより前進し、これにより可動プラテン１２が前進する。また、ロッド３９は、型開き時に吸着板２２が後退（図において左方向に移動）することにより後退し、これにより可動プラテン１２が後退する。

そのために、リヤプラテン１３の中央部分に、ロッド３９を貫通させるための穴４１が設けられる。また、吸着板２２の中央部分に、ロッド３９を貫通させるための穴４２が形成される。さらに、穴４１の前端部の開口に臨ませて、ロッド３９を摺動自在に支持するブッシュ等の軸受部材Ｂｒ１が配設される。また、ロッド３９の後端部にねじ４３が形成され、吸着板２２に対して回転自在に支持されたナット４４がねじ４３に螺合している。

型閉じが終了した時点で、吸着板２２はリヤプラテン１３に近接し、リヤプラテン１３と吸着板２２との間にギャップ（間隙）δが形成される。ギャップδが小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりすると、吸着部５１を十分に吸着することができず、型締力が小さくなってしまう。ギャップδの最適な値（距離又は寸法）は、金型装置１９の厚さが変化するのに伴って変化する。

そこで、ナット４４の外周面に大径のギヤ（図示せず）が形成され、吸着板２２に型厚調整用の駆動部として型厚調整用モータ（図示せず）が配設され、型厚調整用モータの出力軸に取り付けられた小径のギヤが、ナット４４の外周面に形成されたギヤに噛合させられる。

金型装置１９の厚さに対応して、型厚調整用モータを駆動し、ナット４４をねじ４３に対して所定量回転させると、吸着板２２に対するロッド３９の位置が調整され、固定プラテン１１及び可動プラテン１２に対する吸着板２２の位置が調整されて、ギャップδを最適な値にすることができる。すなわち、可動プラテン１２と吸着板２２の相対的な位置を変えることによって、型厚の調整が行われる。

なお、型厚調整用モータ、ギヤ、ナット４４、ロッド３９等によって型厚調整装置が構成される。また、ギヤによって、型厚調整用モータの回転をナット４４に伝達する回転伝達部が構成される。そして、ナット４４及びねじ４３によって運動方向変換部が構成され、運動方向変換部において、ナット４４の回転運動がロッド３９の直進運動に変換される。

次に、型締装置１０の動作について説明する。

まず、型閉じ時に、図２に示す状態において、コイル３５に電流を供給する。それにより、リニアモータ２８が駆動され、吸着板２２と共に可動プラテン１２が前進させられ、図１に示すように、可動金型１６が固定金型１５に当接させられる。このとき、リヤプラテン１３と吸着板２２との間、すなわち、電磁石４９と吸着部５１との間には、目標型締力Ｆが得られるような最適なギャップ（間隙）δが形成される。なお、型閉じに必要とされる力は型締力と比較して十分に小さい。

続いて、コイル４８に電流が供給され、磁性体である吸着板２２の吸着部５１を電磁石４９の吸着力によって吸着する。それにより、吸着板２２及びロッド３９を介して吸着力が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。このとき、リヤプラテン１３と吸着板２２とが接触しないように、リヤプラテン１３と吸着板２２との間、例えば、リヤプラテン１３における吸着板２２と対向する面、又は吸着板２２におけるリヤプラテン１３と対向する面に、接触防止用ストッパ（図示せず）が配設されることが好ましい。さらに、ギャップδを形成するためのギャップ調整用ストッパ（図示せず）を配設してもよい。なお、接触防止用ストッパをフレームＦｒに配設してもよい。

また、型締力が目標設定値になるようにコイル４８に供給する電流の値が決定され、電流がコイル４８に供給されて型締めが行われる。型締めが行われている間、射出装置１７において溶融した樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９のキャビティ空間に充填される。

そして、キャビティ空間内の樹脂が固化すると、図１に示す状態において、コイル４８への電流供給が停止される。この場合、コイル４８への電流供給を停止しても、吸着部５１には磁気が残留するので、コイル４８に型締めを行う際と逆の方向に電流が供給され、吸着部５１に残留した磁気が取り除かれる。続いて、コイル３５に逆方向の電流が供給される。それにより、リニアモータ２８が駆動され、可動プラテン１２が後退させられ、図２に示されるように、可動金型１６が後退限位置に移動し、型開きが行われる。

上述の型締装置１０において、リニアモータ２８の固定子２９はフレームＦｒに固定され、且つ可動子３１はフレームＦｒに固定されたガイドＧｄ上を移動するガイドベースＧｂにスライドベースＳｂを介して固定される。このような構成であると、リニアモータ２８が駆動されて可動子３１が移動したときに、固定子２９にその反力が作用する。可動子３１は、ガイドＧｄ，スライドベースＳｂ，吸着板２２，ロッド３９，可動プラテン１２等の重量を有する部材と共に移動するため、固定子２９に作用する反力は大きい。

上述の固定子２９に作用する反力は、可動子３１の加速度が大きいほど大きくなる。すなわち、可動子３１の移動速度を急激に大きくしたり、可動子を急激に停止させたりする際に大きな反力が固定子２９に作用する。上述のように、固定子２９はフレームＦｒに固定されており、固定子２９に作用する反力によりフレームＦｒに振動が生じることがある。

図４はリニアモータ２８を駆動して型閉じを行う際の型開閉速度の変化を示す図である。図２に示す状態からリニアモータ２８を駆動して可動プラテン１２を固定プラテン１１に向けて移動させる際、型開閉速度はゼロから増大して一定の速度となる。一定の速度となるまでが、可動子３１と共に移動する構成部品（可動プラテン１２、可動金型１６，吸着板２２等）が加速されている期間であり、このとき固定子２９に反力が作用してフレームＦｒに振動が発生するおそれがある。可動プラテン１２の速度が一定の期間は反力は作用しない。また、金型を停止する型タッチ位置に近づくと、可動子３１の速度が減少し、型タッチ位置においてゼロとなる。

ここで、金型が上述の型タッチ位置に精度よく停止するように、可動子３１を停止させる必要があり、この点で型閉じ動作における減速時に発生する振動が、固定金型１１に伝播しないようにすることが重要である。可動子３１を精度よく所定の位置に停止させるためにフィードバック制御が行われるが、フィードバック制御を行うと、上述のようにリニアモータ２８に振動が発生する。特に、型締装置の場合には、可動プラテン１２や可動金型１６をともなってリニアモータが進退するため、加減速時には大きな慣性力が働き、その反力がフレームＦｒへ伝達される。この振動がフレームＦｒを伝播して固定プラテン１１や他の構成部品に伝搬され、型締装置１０の動作に悪影響を及ぼすおそれがある。また、型タッチ位置を検出するためにフレームＦｒに取り付けられた位置センサに振動が伝わり、センサの検出精度が悪くなるおそれがある。したがって、型閉じ動作における減速時に発生する振動の伝播を抑制する必要がある。また、電磁石によって型締力を精度よく発生させるには、吸着板２２とリヤプラテン１３との間のギャップδも精度よく調整する必要がある。

そこで、本発明では、リニアモータ２８の固定子２９を固定するフレームを、固定プラテン１１が固定されるフレームＦｒとは別個に設け、固定子２９に作用する反力に起因する振動が固定プラテン１１やフレームＦｒに取り付けられた他の構成部品に伝播しないようにする。

次に、本発明の第１実施例による型締装置について、図５乃至図７を参照しながら説明する。図５は本発明の第１実施例による型締装置の側面図である。図６は図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図７は図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。図５乃至図７において、図１乃至図３に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第１実施例による型締装置は、上述の型締装置１０と同様な構成であり、フレームＦｒが第１のフレームＦｒ１と第２のフレームＦｒ２とに分けられた点が異なる。

第１のフレームＦｒ１は、ガイドレールよりなるガイドＧｄが固定されるメインフレームを構成する。したがって、固定プラテン１１、可動プラテン１２、及び吸着板２２は、第１のフレームＦｒ１に固定されたガイドＧｒ上に載置される。固定プラテン１１も可動プラテン１２と同様に、ガイドＧｄ上に載置される。可動プラテン１２及び吸着板２２は、ガイドＧｄに沿って移動可能である。また、リヤプラテン１３は、図７に示すように、第１のフレームＦｒ１に固定される。また、逆に固定プラテン１１をフレームＦｒに固定し、リヤプラテン１３をガイドＧｒ上に載置するようにしてもよい。型締力を印加させるとタイバー１４が引張されるので、固定プラテン１１若しくはリヤプラテン１３のいずれかを移動自在にする必要がある。

一方、第２のフレームＦｒ２には、リニアモータ２８の固定子２９だけが固定される。第２のフレームＦｒ２は、第１のフレームＦｒ１とは別のフレームとして分離されており、本実施例では第１のフレームＦｒ１の中央部分に設けられた空間に配置される。本実施例では、第２のフレームＦｒ２は第１のフレームＦｒ１が設置された床面に設置されるだけであり、第２のフレームＦｒ２が第１のフレームＦｒ１に連結される部分は無い。

また、本実施例では、固定プラテン１１に対する可動プラテン１２の位置を検出するために、固定プラテン１１が固定された第１のフレームＦｒ１に対する可動プラテン１２の位置を検出する位置検出器５５が、第１のフレームＦｒ１に取り付けられる。可動プラテン１２の位置を検出することで、可動金型１６の位置を知ることができ、型タッチ位置などの可動金型の位置を精度よく検出することができる。本実施例では、位置検出器５５はリニアエンコーダであり、リニアスケール５５ａが可動プラテン１２に取り付けられ、リニアスケール５５ａを読み取るエンコーダ５５ｂが第１のフレームＦｒ１に取り付けられる。ここで、可動プラテン１２と共に進退する吸着板２２に位置検出器５５を取り付けて、吸着板２２とフレームＦｒ１との相対的な位置変動を検出するようにしてもよい。

上述の構成では、リニアモータ２８の可動子３１は第１のフレームＦｒ１に支持されたスライドベースＳｂに固定される。スライドベースＳｂは吸着板２２及びロッド３９を介して可動プラテン１２に接続され、可動プラテン１２を移動させる。したがって、可動子３１は可動プラテン１２に取り付けられているということができる。なお、可動子３１を直接可動プラテン１２に取り付けて固定し、ロッド３９を介して吸着板２２を可動プラテン１２と共に移動させる構成としてもよい。

一方、固定子２９は第２のフレームＦｒ２に支持され固定される。したがって、リニアモータ２８が駆動されて固定子２９に可動子３１の反力が作用し、固定子２９が固定された第２のフレームＦｒ２に振動が発生しても、その振動は第１のフレームＦｒ１には伝播しない。よって、第２のフレームＦｒ２から分離している第１のフレームＦｒ１に固定された固定プラテン１１に振動が伝播することはなく、リニアモータ２８の駆動に起因した振動の影響が抑制され、精度のよい型閉じ及び型締めを行うことができる。

また、第１のフレームＦｒ１に取り付けられた位置検出器５５にも振動が伝播しないため、振動の影響が抑制され、可動プラテン１２の位置を精度よく検出することができる。このため、精度よく検出された位置に基づいて、精度のよい型閉じ及び型締めを行うことができる。

さらに、リヤプラテン１３も第２のフレームＦｒ２とは異なるフレームである第１のフレームＦｒ１に設けられており、また、吸着板２２も第２のフレームＦｒ２から切り離されて第１のフレームＦｒ１に沿って進退する。このように、電磁石を構成する部材が第２のフレームＦｒ２から機械的に切り離されているので、リニアモータ装置の反力が電磁石に影響を及ぼすことがない。このため、急な加減速運動を行っても、電磁石のギャップ（間隙）δに悪影響を及ぼすことがないので、精度よく型締力を発生させることができる。また、リニアモータ減速時の振動を電磁石が受けることがないので、リニアモータの減速の途中から電磁石に電流を流し、電磁力を発生させることができるので、成形サイクルも短縮することができる。

なお、第１のフレームＦｒ１は、第２のフレームＦｒ２の両側に配置された２つの部分として設けられてもよく、あるいは、上から見ると枠状で中央部分の空間に第２のフレームＦｒ２が設けられる構造としてもよい。また、第１のフレームＦｒ１及び第２のフレームＦｒ２は、図示のように中実の部材により構成する必要はなく、十分な剛性を有する構造であれば、骨組みを枠体として板を張り付けたような構造としてもよい。

また、上述の実施例では可動プラテン１２は第１のフレームＦｒ１に固定されたガイドＧｄ上に支持されて移動可能であるが、可動プラテン１２を第２のフレームＦｒ２上に設けたガイド上に移動可能に支持することもできる。この場合、第２のフレームＦｒ２の振動はリニアモータ２８による振動であり、その振動方向は可動プラテン１２の移動方向に一致しているので、第２のフレームＦｒ２が振動しても、その方向に移動可能な可動プラテン１２に伝播する振動は抑制されるので、リニアモータ２８の駆動に起因した振動の影響はほとんど無い。

次に、本発明の第１実施例による型締装置の動作について説明する。

型開限においてリニアモータ２８に電流が供給されると、リニアモータ２８の加速が開始され、型開速度がゼロから増大し、可動プラテン１２が前進する。この際、リニアモータ２８の可動子３１には前進する方向（固定プラテン１１に向かう方向）に力が働き、この力と同じ大きさの力が反力として第２のフレームＦｒ２に加わる。しかしながら、第２のフレームＦｒ２と第１のフレームＦｒ１とは機械的に分離されているので、可動プラテン１２，吸着板２２及びリヤプラテン１３にも第２のフレームＦｒ２の振動は伝達されない。このため、可動プラテン１２と吸着板２２とを滑らかに加速させることができる。その後、所定の時間が経過すると可動プラテン１２の前進速度は一定となる。

そして、可動プラテン１２と固定プラテンとの間の距離が予め定められた距離以下になると、リニアモータ２８は減速動作を開始する。減速開始のタイミングは、プラテン間の距離に基づいて設定する必要はなく、型閉動作中の時間を管理して減速動作の開始タイミングを規定してもよい。減速動作が開始されると、可動子３１には加速するときに働いた力とは逆方向の力が加わる。これと同時に、第２の第２のフレームＦｒ２に対してもその力の反力が加わり、第２のフレームＦｒ２は振動する。しかし、第２のフレームＦｒ２と第１のフレームＦｒ１とは機械的に分離されているため、可動プラテン１２、吸着板２２及びリヤプラテン１３にも第２のフレームＦｒ２の振動は伝達されない。このため、可動プラテン１２と吸着板２２とを滑らかに減速させることができる。

その後、リニアモータ２８の可動子３１の第１のフレームＦｒ１に対する速度がゼロになる直前で、制御部（図示せず）は電磁石のコイル４８への電流の供給を開始する。この際、減速時に第２のフレームＦｒ２に発生する振動が、吸着板２２及びリヤプラテン１３に伝達されないので、電磁力を精度よく制御することができる。これにより、リニアモータ２８の速度がゼロになる時点において、吸着板２２とリヤプラテン１３との間には電磁力が発生し、金型１９に型締力を発生させることができ、型締力を精度よく制御することができる。さらに、リニアモータ２８が完全に停止する前に電磁力を発生させることができ、型締力を制御することができるので、成形サイクルを短縮することができ、成形品の生産性を向上させることができる。

次に、本発明の第２実施例による型締装置について、図８乃至図１０を参照しながら説明する。図８は本発明の第２実施例による型締装置の側面図である。図９は図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図１０は図８におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図８乃至図１０において、図１乃至図３に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第２実施例による型締装置は、上述の型締装置１０と同様な構成であり、フレームＦｒが第１のフレームＦｒ１と第２のフレームＦｒ２とに分けられた点が異なる。この点は上述の第１実施例と同様であるが、本実施例では、第２のフレームＦｒ２が第１のフレームＦｒ１に制振装置を介して連結されている。

本実施例において、第１のフレームＦｒ１は、ガイドレールよりなるガイドＧｄが固定されるメインフレームを構成する。したがって、固定プラテン１１、可動プラテン１２、及び吸着板２２は、第１のフレームＦｒ１に固定されたガイドＧｒ上に載置される。固定プラテン１１は第１のフレームＦｒ１対して固定される。可動プラテン１２及び吸着板２２は、ガイドＧｄに沿って移動可能である。また、リヤプラテン１３は、図１０に示すように、第１のフレームＦｒ１に固定される。

一方、第２のフレームＦｒ２には、リニアモータ２８の固定子２９だけが固定される。第２のフレームＦｒ２は、第１のフレームＦｒ１とは別のフレームとして分離されており、本実施例では第１のフレームＦｒ１の中央部分に設けられた空間に配置される。本実施例では、第２のフレームＦｒ２は第１のフレームＦｒ１に設けられた空間において、第１のフレームＦｒ１上に載置された状態で配置される。

第２のフレームＦｒ２と第１のフレームＦｒ１との間には、移動案内機構として複数のローラ６０が設けられ、第２のフレームＦｒ２は第１のフレームＦｒ１に対して可動プラテン１２の移動方向に移動可能となっている。本実施例では、移動案内機構としてローラ６０を用いているが、リニアガイド等の直動案内機構やレール等の摺動機構を用いることとしてもよい。

本実施例において、第２のフレームＦｒ２は、制振装置６２を介して第１のフレームＦｒ１に接続される。制振装置６２は、第２のフレームＦｒ２の振動を減衰させて第１のフレームＦｒ１に伝播しないように抑制するために設けられる。一般的な制振装置の構成として、制振装置６２は、弾性部材であるバネ６４と減衰器であるダンパ６６とにより構成される。なお、制振装置６２は第２のフレームＦｒ２の振動を完全に減衰する必要はなく、型締装置の動作に影響の無い程度まで減衰すればよい。

本実施例では、第２のフレームＦｒ２は制振装置６２を介して第１のフレームＦｒ１に連結されており且つ移動案内機構を介して第１のフレームＦｒ１上に移動可能に支持されているので、第２のフレームＦｒ２は第１のフレームＦｒ１の一部として扱うことができる。

また、本実施例においても、上述の第１実施例と同様に、固定プラテン１１に対する可動プラテン１２の位置を検出するために、固定プラテン１１が固定された第１のフレームＦｒ１に対する可動プラテン１２の位置を検出する位置検出器を、第１のフレームＦｒ１に取り付けることとしてもよい。可動プラテン１２の位置を検出することで、可動金型１６の位置を知ることができ、型タッチ位置などの可動金型の位置を精度よく検出することができる。

上述の構成では、リニアモータ２８の可動子３１は第１のフレームＦｒ１に支持され、一方、固定子２９は第２のフレームＦｒ２に支持され固定される。したがって、リニアモータ２８が駆動されて固定子２９に可動子３１の反力が作用し、固定子２９が固定された第２のフレームＦｒ２に振動が発生しても、その振動は制振装置６２により抑制され第１のフレームＦｒ１には伝播しない。よって、第１のフレームＦｒ１に固定された固定プラテン１１に振動が伝播することはなく、リニアモータ２８の駆動に起因した振動の影響が抑制され、精度のよい型閉じ及び型締めを行うことができる。

なお、また、第１のフレームＦｒ１及び第２のフレームＦｒ２は、図示のように中実の部材により構成する必要はなく、十分な剛性を有する構造であれば、骨組みを枠体として板を張り付けたような構造としてもよい。

また、本実施例では可動プラテン１２は第１のフレームＦｒ１に固定されたガイドＧｄ上に支持されて移動可能であるが、可動プラテン１２を第２のフレームＦｒ２上に設けたガイド上に移動可能に支持することもできる。この場合、第２のフレームＦｒ２の振動はリニアモータ２８による振動であり、その振動方向は可動プラテン１２の移動方向に一致しているので、第２のフレームＦｒ２が振動しても、その方向に移動可能な可動プラテン１２に伝播する振動は抑制されるので、リニアモータ２８の駆動に起因した振動の影響はほとんど無い。

次に、本発明の第２実施例による型締装置の動作について説明する。

型開限においてリニアモータ２８に電流が供給されると、リニアモータ２８の加速が開始され、型開速度がゼロから増大し、可動プラテン１２が前進する。この際、リニアモータ２８の可動子３１には前進する方向（固定プラテン１１に向かう方向）に力が働き、この力と同じ大きさの力が反力として第２のフレームＦｒ２に加わる。しかしながら、第２のフレームＦｒ２と第１のフレームＦｒ１とは制振装置６２を介して機械的に連結されているので、第２のフレームＦｒ２から可動プラテン１２，吸着板２２及びリヤプラテン１３に伝達される振動は十分に抑制されている。このため、可動プラテン１２と吸着板２２とを滑らかに加速させることができる。その後、所定の時間が経過すると可動プラテン１２の前進速度は一定となる。この状態では、第２のフレームＦｒ２に加わる力も一定となるので、大きな振動が発生することはない。

そして、可動プラテン１２と固定プラテンとの間の距離が予め定められた距離以下になると、リニアモータ２８は減速動作を開始する。減速開始のタイミングは、プラテン間の距離に基づいて設定する必要はなく、型閉動作中の時間を管理して減速動作の開始タイミングを規定してもよい。減速動作が開始されると、可動子３１には加速するときに働いた力とは逆方向の力が加わる。これと同時に、第２の第２のフレームＦｒ２に対してもその力の反力が加わり、第２のフレームＦｒ２は振動する。しかし、第２のフレームＦｒ２と第１のフレームＦｒ１とは制振装置６２を介して機械的に連結されているので、可動プラテン１２、吸着板２２及びリヤプラテン１３に伝達される第２のフレームＦｒ２の振動は抑制されている。このため、可動プラテン１２と吸着板２２とを滑らかに減速させることができる。

その後、リニアモータ２８の可動子３１の第１のフレームＦｒ１に対する速度がゼロになる直前で、制御部（図示せず）は電磁石のコイル４８への電流の供給を開始する。この際、減速時に第２のフレームＦｒ２に発生する振動が、吸着板２２及びリヤプラテン１３にほとんど伝達されないので、電磁力を精度よく制御することができる。これにより、リニアモータ２８の速度がゼロになる時点において、吸着板２２とリヤプラテン１３との間には電磁力が発生し、金型１９に型締力を発生させることができ、型締力を精度よく制御することができる。さらに、リニアモータ２８が完全に停止する前に電磁力を発生させることができ、型締力を制御することができるので、成形サイクルを短縮することができ、成形品の生産性を向上させることができる。

本発明が適用される型締装置の一例を示す側面図であり、金型が閉じた状態を示している。 図１に示す型締装置の側面図であり、金型が開いた状態を示している。 図１に示すリヤプラテンを吸着板側から見た正面図である。 リニアモータを駆動して型閉じを行う際の型開閉速度の変化を示す図である。 本発明の第１実施例による型締装置の側面図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施例による型締装置の側面図である。 図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 図９におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

符号の説明

１０ 型締装置
１１ 固定プラテン
１２ 可動プラテン
１３ リヤプラテン
１４ タイバー
２１ ガイドポスト
２２ 吸着板
２８ リニアモータ
２９ 固定子
３１ 可動子
３７ 電磁石ユニット
３９ ロッド
４３ ねじ
４４ ナット
４６ コア
４７ ヨーク
４８ コイル
４９ 電磁石
５１ 吸着部
５５ 位置検出器
５５ａ リニアスケール
５５ｂ エンコーダ
６０ ローラ
６２ 制振装置
６４ バネ
６６ ダンパ
Ｆｒ フレーム
Ｇｄ ガイド
Ｇｂ ガイドベース
Ｓｂ スライドベース

Claims (5)

1. 固定子及び該固定子に対して移動可能な可動子を有するリニアモータと、
   固定プラテンが取り付けられた第１のフレームと、
   該可動子が取り付けられ、該固定プラテンに対して移動可能な可動プラテンと、
   前記第１のフレームから分離されており、前記リニアモータの前記固定子が取り付けられた第２のフレームと
   を有し、
   前記可動プラテンは前記第１のフレームに移動可能に支持されていることを特徴とする型締装置。
2. 請求項１記載の型締装置であって、
   前記第１のフレームに対する前記可動プラテンの位置を検出する位置検出器を更に有することを特徴とする型締装置。
3. 請求項１記載の型締装置であって、
   前記第２のフレームは、前記第１のフレームが設置される床面に設置されるよう構成されたことを特徴とする型締装置。
4. 請求項１記載の型締装置であって、
   前記第２のフレームは、バネ及びダンパよりなる制振装置を介して前記第１のフレームに連結されたことを特徴とする型締装置。
5. 請求項４記載の型締装置であって、
   前記第２のフレームを、前記第１のフレームに対して移動可能に支持する移動案内機構を有することを特徴とする型締装置。

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