JP4965372B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、型締装置に関する。

従来、射出成形機においては、樹脂を射出装置の射出ノズルから射出して固定金型と可動金型との間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ようになっている。そして、前記固定金型に対して可動金型を移動させて型閉じ、型締め及び型開きを行うために型締装置が配設される。

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、制御性が高く、周辺を汚すことがなく、かつ、エネルギー効率が高いので、多く利用されている。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（例えば、特許文献１）。
特開２００３−２５３９８号公報

しかしながら、前記構成の電動式の型締装置においては、トグル機構を使用するようになっているので、該トグル機構の特性上、型締力を変更することが困難であり、応答性及び安定性が悪く、成形中に型締力を制御することができない。

また、回転型モータの回転をボールねじによって直線運動に変換し、トグル機構により型締力を発生させる装置では、モータと可動プラテンとの間に複数の部品を配設する必要があり、コストが高くなる。更に、ボールねじのバックラッシュやトグル機構のリンク部のガタが存在するため、可動プラテンの位置を精度良く制御することができないという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、電磁石によって型締めを行う場合に型開閉動作及び型締動作の駆動系をより単純化させることのできる型締装置の提供を目的とする。

そこで上記課題を解決するため、本発明は、電磁石によって型締力を発生させる型締装置であって、前記電磁石を保持する電磁石保持部材と、前記電磁石保持部材に対向し前記電磁石の吸着力により前記電磁石保持部材に対して型開閉方向に相対的に移動する吸着部材と、前記電磁石保持部材又は前記吸着部材を前記相対的な移動の方向おいて所定の位置に維持しようとする力を作用させる安定化手段とを備え、前記安定化手段によって作用される力を用いて前記相対的な移動の位置制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、前記安定化手段によって作用される力によって型開きを行うことを特徴とする。

また、本発明は、前記電磁石保持部材と前記吸着部材とより構成される電磁石ユニットを二つ備え、一方の前記電磁石ユニットにおける吸着力によって型閉じ及び型締めを行い、他方の前記電磁石ユニットにおける吸着力によって型開きを行い、二つの前記電磁石ユニットに対応させて前記安定化手段を備えることを特徴とする。

また、本発明は、前記安定化手段は、前記相対的な移動に応じて伸縮するバネであることを特徴とする。

また、本発明は、前記安定化手段は、前記所定の位置において前記電磁石保持部材又は前記吸着部材に対して吸着力を作用させるように配設された永久磁石であることを特徴とする。

また、本発明は、前記安定化手段は、前記電磁石保持部材又は前記吸着部材を少なくとも型開限及び型閉じ限の位置に維持しようとする力を作用させることを特徴とする。

このような型締装置では、電磁石によって型締めを行う場合に型開閉動作及び型締動作の駆動系をより単純化させることができる。

本発明によれば、電磁石によって型締めを行う場合に型開閉動作及び型締動作の駆動系をより単純化させることのできる型締装置を提供することができる。

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。なお、本実施の形態において、型締装置については、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方とし、射出装置については、射出を行う際のスクリューの移動方向を前方とし、計量を行う際のスクリューの移動方向を後方として説明する。

図１は本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置の型閉じ時の状態を示す図、図２は本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置の型開き時の状態を示す図である。

本実施の形態における型締装置１０は、主に、固定プラテン１１、可動プラテン１２、ロッド３９、タイバー１４、及び型開閉駆動部１００等より構成される。型締装置１０は、射出成形機のフレームＦｒ上に施設されてレールを構成する２本のガイドＧｄ（図においては、２本のガイドＧｄのうちの１本だけを示す。）によって支持されると共に案内される。

固定プラテン１１は、金型装置１９を構成する一方の金型（固定金型１５）を支持する部材であり、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。可動プラテン１２は、金型装置１９を構成する他方の金型（可動金型１６）を支持する部材であり、タイバー１４に沿って固定プラテン１１と対向させて型開閉方向に進退自在に配設される。したがって、前記可動プラテン１２におけるタイバー１４と対応する箇所にタイバー１４を貫通させるための図示されないガイド穴が形成される。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、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。なお、型締めが行われるのに伴って、固定金型１５と可動金型１６との間に複数の図示されない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図示されない樹脂が前記各キャビティ空間に充墳される。

型開閉駆動部１００は、型開閉用の駆動力を発生させると共に、型締力を発生させるための機構を有する。したがって、型開閉駆動部１００によって発生させられる力によって可動プラテン１２は進退し、型閉じ、型締め、及び型開き等が行われる。図中、型開閉駆動部１００は、単なる矩形によって表現されているが、その詳細な構成については複数の実施の形態に分けて説明する。したがって、ここでは、各実施の形態において共通な点についてのみ説明する。

固定プラテン１１と型開閉駆動部１００との間には４本の連結部材としてのタイバー１４（図においては、４本のタイバー１４のうちの２本だけを示す。）が架設される。タイバー１４の前端部には図示されない第１のねじ部が形成され、タイバー１４は、当該第１のねじ部とナットｎ１とを螺合させることによって固定プラテン１１に固定される。また、タイバー１４の後方の所定の部分又は後端部は、型開閉駆動部１００を構成するいずれかの部材に固定される。これによって、型開閉駆動部１００と固定プラテン１１とが連結される。

また、可動プラテン１２と型開閉駆動部１００を構成するいずれかの部材とはロッド３９によって連結されている。すなわち、型開閉駆動部１００によって発生される力は、ロッド３９によって可動プラテン１２に伝達され、その力によって、可動プラテン１２は前後方向に進退すると共に、型締力を発生させる。

以下、実施の形態ごとに型開閉駆動部１００の詳細な構成を説明すると共に、各型開閉駆動部１００に基づく型締装置１０の動作について説明する。

図３は、第一の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図、図４は、第一の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。図３及び図４中、図１又は図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。なお、第一の実施の形態において型開閉駆動部１００は、型開閉駆動部１００ａとして説明する。

型開閉駆動部１００ａは、リヤプラテン１３、吸着板２２、タイバー支持プラテン２０等より構成される。

タイバー支持プラテン２０は、タイバー１４の後端を支持するためのプラテンである。タイバー支持プラテン２０は、可動プラテン１２を間に挟んで固定プラテン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、フレームＦｒに対して固定されて配設される。固定プラテン１１とタイバー支持プラテン２０との間に４本のタイバー１４が架設される。すなわち、タイバー１４の後端は、タイバー支持プラテン２０に連結及び固定される。

リヤプラテン１３は、その前端面がタイバー支持プラテン２０の後端面に固定されることにより、タイバー支持プラテン２０に支持されてフレームＦｒに固定されるように配設される。但し、リヤプラテン１３の底面がフレームＦｒに直接固定されてもよい。この場合、リヤプレタン１３は、必ずしもタイバー支持プラテン２０に支持（固定）されなくてもよい。

吸着板２２は、その前端面がリヤプラテン１３の後端面と対向するように配設される。吸着板２２は、吸着板支持部材２２１に対して固定される。吸着板支持部材２２１とフレームＦｒとの間には、ローラ機構２８が設けられている。したがって、吸着板２２は、フレームＦｒに対して前後方向に進退自在に配設される。

リヤプラテンの１３の後端面と、吸着板２２の前端面とは、可動プラテン１２の移動方向に対して垂直方向に形成され、かつ、互いに平行となるように形成されている。

ロッド３９は、タイバー支持プラテン２０及びリヤプラテン１３を摺動可能に貫通し、その後端において吸着板２２に連結及び固定されている。したがって、吸着板２２の前後方向への移動は、ロッド３９によって可動プラテン１２に伝達される。すなわち、吸着板２２が前後方向に移動することにより、可動プラテン１２が進退し、型閉じ、型締め、又は型開きが行われる。

リヤプラテン１３と吸着板２２との間には、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。電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３の後端面側に形成された電磁石４９、及び吸着板２２の前端面側に形成された吸着部５１より構成される。吸着部５１は、吸着板２２の後端面の所定の部分、本実施の形態においては、電磁石４９と対向する部分に形成される。また、リヤプラテン１３の後端面の所定の部分、本実施の形態においては、ロッド３９よりわずかに上方及び下方に、矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５が互いに平行に形成され、各溝４５間に矩形の形状を有するコア４６、及び他の部分にヨーク４７が形成される。コア４６にはコイル４８が巻装される。

なお、コア４６及びヨーク４７は、鋳物の一体構造で構成されるが、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、電磁積層鋼板を構成してもよい。

本実施の形態においては、リヤプラテン１３に電磁石４９が、吸着板２２に吸着部５１が形成されるが、リヤプラテン１３側に吸着部５１を、吸着板２２に電磁石４９を形成するようにしてもよい。

リヤプラテン１３（の後端面）と吸着板２２（の前端面）との間には、安定化手段としてのバネ３０（機械式バネ）が配設されている。バネ３０の伸縮方向は、吸着板２０の移動方向と一致する。したがって、リヤプラテン１３と吸着板２２との間隔が小さくなるとバネ３０は収縮する。一方、当該間隔が大きくなるとバネ３０は伸張する。図４における一点鎖線Ｓは、バネ３０の安定点における吸着板２２の基準位置を示す。なお、型閉じ及び型締めの際（図３に示される状態）において、バネ３０の伸縮方向における厚さが、吸着板２２とリヤプラテン１３との近接の妨げとならないよう、吸着板２２の前端面及びリヤプラテン１３の後端面の少なくともいずれか一方に、収縮したバネ３０を収納可能な空間（凹部）を設けるとよい。また、バネ３０の材質は磁性体であってもよいが、電磁石４８による磁力の影響を受けにくい非磁性体（例えば、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等）であることが好ましい。

なお、型開限の位置（バネ３０の安定点、すなわち、吸着板２２の基準位置２２）は、電磁石４９の磁力（吸着力）が吸着部５１に及ぶ範囲とされる。すなわち、型開きの完了時において、ギャップδの値は、電磁石４９の磁力（吸着力）によってリヤプラテン１３が前進可能な範囲とされる。

つまり、
Ｆｄ３７：電磁石ユニット３７で発生させる吸着力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２）<Ｆｄ３７
が満たされる範囲内で、型開限の位置が設定される。

以下、第一の実施の形態の型開閉駆動部１００ａを有する型締装置１０の動作について説明する。型締装置１０において、非図示の制御部の型開閉処理手段が、型開閉処理の制御を行う。

型閉じ時及び型締め時に、制御部の型開閉処理手段は、コイル４８に電流を供給する。それによって電磁石４９が駆動され、吸着部５１が電磁石４９の吸着力によって吸着される。その結果、吸着板２２は前進し、吸着板２２とロッド３９を介して連結される可動プラテン１２も前進する。

吸着板２２の前進に伴いバネ３０が収縮し、安定点からの変位に応じた復元力（吸着板２２を基準位置Ｓに維持しようとする力）が可動プラテン１２の進行方向とは逆向きに作用する。したがって、型開閉処理手段は、バネ３０の復元力と、吸着部５１及び電磁石４９の間の吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。バネ３０の復元力は安定点からの変位に対して比例するため、型開閉処理手段は、復元力に応じた電流値の電流をコイル４８に供給することにより位置制御を行う。その結果、可動プラテン１２の移動速度を適切に制御する（安定させる）ことができ、金型装置１９が破損しないよう十分減速された状態で、型タッチ（可動金型１６と固定金型１５との当接）を行うことが可能となる。

可動金型１６が固定金型１５に当接させられたとき、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、ギャップδが形成される（図３参照）。なお、型閉じに必要とされる力は、型締力と比較されて十分に小さくされる。

引き続き、吸着部５１と電磁石４９との吸着力によって、型締めが行われる。なお、本実施の形態では、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、制御部は、当該変化によって得るべき目標となる型締力、すなわち、定常状態で目標とする型締力型締力（以下、かかる型締力を「定常型締力」という。）を発生させるために必要な定常的な電流（以下、かかる電流を「定格電流」という。）の値をコイル４８に供給するように制御する。

また、型締力は図示されない荷重検出器によって検出され、検出された型締力は前記制御部に送られ、該制御部において、型締力が設定値になるようにコイル４８に供給される電流が調整され、フィードバック制御が行われる。この間、射出装置１７において溶融させられた樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９の各キャビティ空間に充墳される。なお、前記荷重検出器として、ロッド３９上に配設されたロードセル、タイバー１４の伸び量を検出するセンサ等を使用することができる。

各キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化すると型開きが行われる。型開き時において、型開閉処理手段は、コイル４８への電流の供給を停止する。それにより、吸着部５１及び電磁石４９の間の吸着力は消滅し、バネ３０の復元力によって、吸着板２２は基準位置Ｓまで後退する。吸着板２２の後退に伴って、可動プラテン１２も後退し、型開きが行われる。

但し、型開き時においても電磁石４９を駆動させ、コイル４８に供給する電流の電流値を低下させつつ吸着部５１及び電磁石４９の間の吸着力とバネ３０の復元力とのバランスをとることにより、吸着板２２の位置制御を行っても良い。位置制御を行うことにより、可動プラテン１２等の移動速度を安定させることができ、装置の破損の可能性を低減させることができる。

上述したように、第一の実施の形態における型締装置１０によれば、型閉じ動作、型締動作、及び型開き動作を一つの駆動部（電磁石ユニット３７）によって行う。ここで、電磁石ユニット３７ａの吸着力と電磁石ユニット３７による吸着力とはロッド３９と同軸方向又はほぼ同軸方向（略同軸方向）に働く。したがって、型開閉動作及び型締め動作を通して同軸方向の力によって当該動作を駆動することができ、型開閉動作及び型締め動作の駆動系を単純化させることができる。

また、吸着板２２とリヤプラテン１３との間にはバネ３０が配設されているため、バネ３０の復元力を利用することにより可動プラテン１２の位置制御を容易に、かつ、安定的に行うことが可能となる。

次に、第二の実施の形態について説明する。図５は、第二の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図、図６は、第二の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。図５及び図６中、図３又は図４と同一部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。なお、第二の実施の形態において型開閉駆動部１００は、型開閉駆動部１００ｂとして説明する。第二の実施の形態において、特に明記しない点については第一の実施の形態と同様でよい。

型開閉駆動部１００ｂは、リヤプラテン１３、吸着板２２ａ、吸着板２２ｂ、及びタイバー支持プラテン２０等より構成される。

第二の実施の形態において、リヤプラテン１３は、タイバー支持プラテン２０には固定されず、タイバー支持プラテン２０と所定の間隔を置いた位置においてフレームＦｒに固定されている。

可動プラテン１２を摺動させるための駆動手段は、二つの電磁石ユニットより構成される。第一の電磁石ユニット３７ａは、リヤプラテン１３を後退させ、型開きを行うためのものである。電磁石ユニット３７ａは、リヤプラテン１３の前端面側に形成された電磁石４９ａ、及び吸着板２２ａの後端面側に形成された吸着部５１ａより構成される。吸着部５１ａは、吸着板２２ａの後端面の所定の部分、本実施の形態においては、吸着板２２ａにおいてロッド３９を包囲し、かつ、電磁石４９ａと対向する部分に形成される。また、リヤプラテン１３の前端面の所定の部分、本実施の形態においては、ロッド３９よりわずかに上方及び下方に、矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５ａが互いに平行に形成され、各溝４５ａ間に矩形の形状を有するコア４６ａ、及び他の部分にヨーク４７ａが形成される。そして、コア４６ａにコイル４８ａが巻装される。リヤプラテン１３の前端面と吸着板２２ａの後端面との間には、第一の安定化手段としてのバネ３０ａが配設されている。バネ３０ａの伸縮方向は、吸着板２０ａの移動方向と一致する。したがって、リヤプラテン１３と吸着板２２ａとの間隔が小さくなるとバネ３０ａは収縮する。一方、当該間隔が大きくなるとバネ３０ａは伸張する。

一方、第二の電磁石ユニット３７ｂは、リヤプラテン１３を前進させ、型閉じ及び型締めを行うためのものである。電磁石ユニット３７ｂは、リヤプラテン１３の後端面側に形成された電磁石４９ｂ、及び吸着板２２ｂの前端面側に形成された吸着部５１ｂより構成される。吸着部５１ｂは、吸着板２２ｂの前端面の所定の部分、本実施の形態においては、電磁石４９ｂと対向する部分に形成される。また、リヤプラテン１３の後端面の所定の部分、本実施の形態においては、垂直方向において溝４５ａと同じ位置（同じ高さ）に矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５ｂが互いに平行に形成され、各溝４５ｂ間に矩形の形状を有するコア４６ｂ、及び他の部分にヨーク４７ｂが形成される。そして、コア４６ｂにコイル４８ｂが巻装される。リヤプラテン１３の後端面と吸着板２２ｂの前端面との間には、第二の安定化手段としてのバネ３０ｂが配設されている。バネ３０ｂの伸縮方向は、吸着板２０ｂの移動方向と一致する。したがって、リヤプラテン１３と吸着板２２ｂとの間隔が小さくなるとバネ３０ｂは収縮する。一方、当該間隔が大きくなるとバネ３０ｂは伸張する。

なお、吸着板２２ａの吸着板支持部材２２１ａとフレームＦｒとの間と、吸着板２２ｂの吸着板支持部材２２１ｂとフレームＦｒとの間にはそれぞれローラ機構２８ｂが設けられている。したがって、吸着板２２ａ及び２２ｂは、前後方向に進退自在に配設される。

ロッド３９は、タイバー支持プラテン２０、吸着板２２ａ及びリヤプラテン１３を貫通している。ロッド３９は吸着板２２ａに対しては固定され、タイバー支持プラテン２０及びリヤプラテン１３に対しては摺動可能とされている。ロッド３９の後端は吸着板２２ｂに連結及び固定されている。

したがって、第二の実施の形態では、吸着板２２ａ及び２２ｂが前後方向に移動することにより、可動プラテン１２が進退し、型閉じ、型締め、又は型開きが行われる。

なお、型開限の位置は、電磁石４９ｂの磁力（吸着力）が吸着部５１ｂに及ぶ範囲とされる。すなわち、型開きの完了時において、ギャップδの値は、電磁石４９ｂの磁力（吸着力）によってリヤプラテン１３が前進可能な範囲とされる。

つまり、
Ｆｄ３７ｂ：電磁石ユニット３７ｂで発生させる吸着力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２）<Ｆｄ３７ｂ
が満たされる範囲内で、型開限の位置が設定される。

同様に、電磁石ユニット３７ｂに対する電磁石ユニット３７ａの位置、つまり二つの対向する電磁石ユニット３７ａ、３７ｂ間の距離は、金型装置１９を型閉じ状態から電磁石ユニット３７ａで引くことができる距離、つまり、
Ｆｄ３７ａ：電磁石ユニット３７ｂで発生させる吸着力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
Ｆｍ３：キャビティ内の成形品による吸着力、金型の摩擦力等
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２＋Ｆｍ３）<Ｆｄ３７ａ
が満たされる範囲内で設定される。

したがって、上述の関係を考慮して、電磁石ユニット３７ａ、３７ｂに発生される吸着力、及びそれぞれの間隔が決定される。

以下、第二の実施の形態の型締装置１０の動作について説明する。

型閉じ時及び型締め時に、制御部の型開閉処理手段は、コイル４８ｂに電流を供給する。それによって電磁石４９ｂが駆動され、吸着部５１ｂが電磁石４９ｂの吸着力によって吸着される。その結果、吸着板２２ｂは前進し、吸着板２２ｂとロッド３９を介して連結される吸着板２２ａ及び可動プラテン１２も前進する。

吸着板２２ｂの前進に伴いバネ３０ｂが収縮すると共に、吸着板２２ａの前進に伴いバネ３０ａが伸張し、それぞれのバネの安定点からの変異に応じた復元力が可動プラテン１２の進行方向とは逆向きに作用する。したがって、型開閉処理手段は、バネ３０ａ及び３０ｂの復元力と、吸着部５１ｂ及び電磁石４９ｂの間の吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。バネ３０ａ及び３０ｂの復元力は安定点からの変位に対して比例するため、型開閉処理手段は、復元力に応じた電流値の電流をコイル４８ｂに供給することにより位置制御を行う。その結果、可動プラテン１２の移動速度を適切に制御する（安定させる）ことができ、金型装置１９が破損しないよう十分減速された状態で、型タッチを行うことが可能となる。

可動金型１６が固定金型１５に当接させられたとき、リヤプラテン１３と吸着板２２ｂとの間、すなわち、電磁石４９ｂと吸着部５１ｂとの間には、ギャップδが形成される（図５参照）。引き続き、吸着部５１ｂと電磁石４９ｂとの吸着力によって、型締めが行われる。

続いて、射出装置１７において溶融させられた樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９の各キャビティ空間に充墳される。各キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化すると、型開きが行われる。

型開き時において、型開閉処理手段は、コイル４８ｂへの電流の供給を停止する一方でコイル４８ａへの電流の供給を開始する。それによって電磁石４９ａが駆動され、吸着部５１ａが電磁石４９ａの吸着力によって吸着される。吸着板２２ａは後退し、吸着板２２ａとロッド３９を介して連結される吸着板２２ａ及び可動プラテン１２も後退することにより型開きが行われる。

吸着板２２ａの後退に伴いバネ３０ａが収縮すると共に、吸着板２２ｂの後退に伴いバネ３０ｂが伸張し、それぞれのバネの安定点からの変異に応じた復元力が可動プラテン１２の進行方向とは逆向きに発生する。したがって、型閉じのときと同様、型開閉処理手段は、バネ３０ａ及び３０ｂの復元力と、吸着部５１ａ及び電磁石４９ａの間の吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。その結果、可動プラテン１２等の移動速度を安定させることができ、装置の破損の可能性を低減させることができる。

上述したように、第二の実施の形態における型締装置１０によれば、型閉じ動作と型締動作とを一つの電磁石ユニット３７ｂによって行う。また、型開き動作は電磁石ユニット３７ａによって行う。ここで、電磁石ユニット３７ａの吸着力と電磁石ユニット３７ｂによる吸着力とはロッド３９と同軸方向又はほぼ同軸方向（略同軸方向）に働く。したがって、型開閉動作及び型締め動作を通して同軸方向の力によって当該動作を駆動することができ、型開閉動作及び型締め動作の駆動系を単純化させることができる。

また、吸着板２２ａ及び吸着板２２ｂとリヤプラテン１３との間にはバネ３０ａ又はバネ３０ｂが配設されているため、バネ３０ａ及び３０ｂの復元力を利用することにより可動プラテン１２の位置制御を容易に、かつ、安定的に行うことが可能となる。

更に、型開き用の電磁石ユニット３７ａを備えることで、型開き時の可動プラテン１２の動作をより安定的に行うことができる。

次に、第三の実施の形態について説明する。図７は、第三の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図、図８は、第三の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。図７及び図８中、図５又は図６と同一部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。なお、第三の実施の形態において型開閉駆動部１００は、型開閉駆動部１００ｃとして説明する。第三の実施の形態では第二の実施の形態と異なる点を中心に説明する。したがって、特に明記しない点については第二の実施の形態と同様でよい。

第三の実施の形態では、安定化手段としてバネ３０ａ及び３０ｂの代わりに磁気バネが用いられている。すなわち、図７及び図８において、永久磁石３１ａは、磁性体である吸着板２２ａに対して十分磁力が働く程度の距離内において、吸着板２２ａの上端面に対向するように配設される。また、永久磁石３１ｂは、磁性体である吸着板２２ｂに対して十分磁力が働く程度の距離内において、吸着板２２ｂの上端面に対向するように配設される。

また、第三の実施の形態では、電磁石ユニットの構成が異なる。すなわち、電磁石ユニット３７ｃは、リヤプラテン１３の前端面側に形成された電磁石４９ａ、及び吸着板２２ａの後端面側に形成された電磁石４９ｃより構成される。電磁石４９ｃは、電磁石４９ｂと対向する部分に形成される。すなわち、吸着板２２ａの後端面の所定の部分、本実施の形態においては溝４５ａと対向する部分に、矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５ｃが互いに平行に形成され、各溝４５ｃ間に矩形の形状を有するコア４６ｃ、及び他の部分にヨーク４７ｃが形成される。そして、コア４６ｃにコイル４８ｃが巻装される。

電磁石ユニット３７ｄは、リヤプラテン１３の後端面側に形成された電磁石４９ｂ、及び吸着板２２ｂの前端面側に形成された電磁石４９ｄより構成される。電磁石４９ｄは、電磁石４９ｂと対向する部分に形成される。すなわち、吸着板２２ｂの前端面の所定の部分、本実施の形態においては溝４５ｂと同じ位置に対向する部分に、矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５ｄが互いに平行に形成され、各溝４５ｄ間に矩形の形状を有するコア４６ｄ、及び他の部分にヨーク４７ｄが形成される。そして、コア４６ｄにコイル４８ｄが巻装される。

すなわち、第三の実施の形態では、それぞれの電磁石ユニットにおいて、対向するように電磁石が配設されている。したがって、対向する電磁石のコイルに供給する電流の向きによって、対向する電磁石の間に吸着力又は反発力を発生させることができる。なお、第三の実施の形態において、電磁石ユニットの構成が第二の実施の形態と異なることは、安定化手段として磁気バネを用いていることに対して必然性は無い。すなわち、電磁石ユニットの構成として別の例を示しただけであり、第二の実施の形態における電磁石ユニットと、第三の実施の形態における安定化手段とを組み合わせても良い。

なお、
Ｆｒ３７ｃ：電磁石ユニット３７ｃで発生させる反発力
Ｆｄ３７ｄ：電磁石ユニット３７ｄで発生させる吸着力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２）<（Ｆｒ３７ｃ＋Ｆｄ３７ｄ）
が満たされる範囲内で、型開限の位置が設定される。

同様に、電磁石ユニット３７ｃに対する電磁石ユニット３７ｄの位置、つまり二つの対向する電磁石ユニット３７ｃ、３７ｄ間の距離は、金型装置１９を型閉じ状態から電磁石ユニット３７ｄで反発させ、電磁石ユニット３７ｃにより引くことができる距離、つまり、
Ｆｄ３７ｃ：電磁石ユニット３７ｃで発生させる吸着力
Ｆｒ３７ｄ：電磁石ユニット３７ｄで発生させる反発力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
Ｆｍ３：キャビティ内の成形品による吸着力、金型の摩擦力等
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２＋Ｆｍ３）<（Ｆｒ３７ｃ＋Ｆｄ３７ｄ）
が満たされる範囲内で設定される。

したがって、上述の関係を考慮して、電磁石ユニット３７ｃ、３７ｄに発生される吸着力、反発力及びそれぞれの間隔が決定される。

以下、第三の実施の形態の型締装置１０の動作について説明する。

型閉じ時及び型締め時に、制御部の型開閉処理手段は、電磁石４９ａと電磁石４９ｃとの間には反発力が、電磁石４９ｂと電磁石４９ｄとの間に吸着力が発生するような向きの電流をコイル４８ａ、４８ｃ、４８ｂ及び４８ｄに供給する。それによって電磁石４９ａ、４９ｃ、４９ｂ及び４９ｄが駆動され、電磁石４９ａと電磁石４９ｃとの間で反発力が発生すると共に、電磁石４９ｂと電磁石４９ｄとの間で吸着力が発生する。その結果、吸着板２２ａ、吸着板２２ｂ、及びロッド３９を介して可動プラテン１２が前進する。

吸着板２２ａ及び吸着板２２ｂの移動中、吸着板２２ａには永久磁石３１ａによる吸着力が働き、吸着板２２ｂには永久磁石３１ｂには永久磁石３１ｂによる吸着力が働く。すなわち、電磁石による可動プラテン１２等を移動させようとする力に逆らって、吸着板２２ａ及び吸着板２２ｂの位置を維持しようとする力が作用する。したがって、型開閉処理手段は、永久磁石３１ａ及び３１ｂの吸着力と、電磁石による前記反発力及び前記吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。型開閉処理手段は、永久磁石３１ａ及び３１ｂによる吸着力に応じた電流値の電流をコイル４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、及び４８ｄに供給することにより位置制御を行う。その結果、可動プラテン１２の移動速度を適切に制御する（安定させる）ことができ、金型装置１９が破損しないよう十分減速された状態で、型タッチを行うことが可能となる。

可動金型１６が固定金型１５に当接されたとき、リヤプラテン１３と吸着板２２ｂとの間、すなわち、電磁石４９ｂと吸着部５１ｂとの間には、ギャップδが形成される。引き続き、前記反発力及び吸着力によって型締めが行われる。

続いて、射出装置１７において溶融させられた樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９の各キャビティ空間に充墳される。各キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化すると、型開きが行われる。

型開き時において、型開閉処理手段は、コイル４８ａ及びコイル４８ｃのいずれか一方に供給する電流の向きを逆にすると共に、コイル４８ｂ及びコイル４８ｄのいずれか一方に供給する電流の向きを逆にする。それによって電磁石４９ａ及び電磁石４９ｃの間に吸着力が発生すると共に、電磁石４９ｂ及び電磁石４９ｄの間に反発力が発生する。その結果、吸着板２２ａ、吸着板２２ｂ及びロッド３９を介して可動プラテン１２及び可動金型１６が後退させられ、型開きが行われる。

型開き時においても、電磁石による可動プラテン１２等を移動させようとする力に逆らって、吸着板２２ａ及び吸着板２２ｂの位置を維持しようとする力が永久磁石３１ａ及び３１ｂによって作用する。したがって、型閉じのときと同様、型開閉処理手段は、永久磁石３１ａ及び３１ｂの吸着力と、電磁石による前記反発力及び前記吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。その結果、可動プラテン１２等の移動速度を安定させることができ、装置の破損の可能性を低減させることができる。

上述したように、第三の実施の形態における型締装置１０によれば、上記した他の実施の形態と同様、型開閉動作及び型締め動作の駆動系を単純化させることができる。

また、吸着板２２ａ及び吸着板２２ｂに対して永久磁石３１ａ及び永久磁石３１ｂが配設されているため、永久磁石３１ａ及び３１ｂの吸着力を利用することにより可動プラテン１２の位置制御を容易に、かつ、安定的に行うことが可能となる。

なお、図７及び図８では、リヤプラテン１３と吸着板２２ａ、２２ｂとにコイル４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが配設された例を示したが、電磁石ユニット３７ｃ、３７ｄにおいてリヤプラテン１３と吸着板２２ａ、２２ｂとのいずれか一方にコイルが配設されてもよい。この場合、コイルのよる吸着力と永久磁石３１ａ、３１ｂによる吸着力とで吸着板２２ａ、２２ｂの位置を制御することができる。

次に、第四の実施の形態について説明する。図９は、第四の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図、図１０は、第四の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。図９及び図１０中、図７又は図８と同一部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。なお、第四の実施の形態において型開閉駆動部１００は、型開閉駆動部１００ｄとして説明する。

型開閉駆動部１００ｄは、第一リヤプラテン１３ｅ、第二リヤプラテン１３ｆ、吸着板２２ｄ、タイバー支持プラテン２０等より構成される。

第一リヤプラテン１３ｅは、タイバー支持プラテン２０と所定の間隔を置いた位置においてフレームＦｒに固定されている。

第二リヤプレテン１３ｆは、第一リヤプラテン１３ｅと所定の間隔を置いた位置においてフレームＦｒに固定されている。

吸着板２２ｄは、その前端面が第一リヤプラテン１３ｅの後端面と対向し、その後端面が第二リヤプラテン１３ｆの前端面と対向するようにロッド３９に支持される。なお、第一リヤプラテンの１３ｅの後端面と、吸着板２２ｄの前端面及び後端面と、第二リヤプラテン１３ｆの前端面とは、可動プラテン１２の移動方向に対して垂直方向に形成され、かつ、互いに平行となるように形成されている。

ロッド３９は、タイバー支持プラテン２０及び第一リヤプラテン１３ｅを摺動可能に貫通し、その後端において吸着板２２ｄに連結及び固定されている。したがって、吸着板２２ｄの前後方向への移動は、ロッド３９によって可動プラテン１２に伝達される。すなわち、吸着板２２ｄが前後方向に移動することにより、可動プラテン１２が進退し、型閉じ、型締め、又は型開きが行われる。

可動プラテン１２を摺動させるための駆動手段は、二つの電磁石ユニットより構成される。第一の電磁石ユニット３７ｅは、吸着板２２ｄを前進させ、型閉じ及び型締めを行うためのものである。電磁石ユニット３７ｅは、第一リヤプラテン１３ｅの後端面側に形成された電磁石４９ｅ、及び吸着板２２ｄの前端面側に形成された吸着部５１ｅより構成される。吸着部５１ｅは、吸着板２２ｄの前端面の所定の部分、本実施の形態においては電磁石４９ｅと対向する部分に形成される。また、第一リヤプラテン１３ｅの後端面の所定の部分、本実施の形態においては、ロッド３９よりわずかに上方及び下方に、矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５ｅが互いに平行に形成され、各溝４５ｅ間に矩形の形状を有するコア４６ｅ、及び他の部分にヨーク４７ｅが形成される。そして、コア４６ｅにコイル４８ｅが巻装される。

一方、第二の電磁石ユニット３７ｆは、吸着板２２ｄを後退させ、型開きを行うためのものである。電磁石ユニット３７ｆは、第二リヤプラテン１３ｆの前端面側に形成された電磁石４９ｆ、及び吸着板２２ｄの後端面側に形成された吸着部５１ｆより構成される。吸着部５１ｆは、吸着板２２ｄの後端面の所定の部分、本実施の形態においては電磁石４９ｆと対向する部分に形成される。また、第二リヤプラテン１３ｆの前端面の所定の部分、本実施の形態においては垂直方向において溝４５ｅと同じ位置（同じ高さ）に、矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５ｆが互いに平行に形成され、各溝４５ｆ間に矩形の形状を有するコア４６ｆ、及び他の部分にヨーク４７ｆが形成される。そして、コア４６ｆにコイル４８ｆが巻装される。

第四の実施の形態においても、第三の実施の形態と同様、安定化手段として磁気バネが用いられる。すなわち、吸着板２２ｄの移動範囲における型閉じ限位置には、永久磁石３１ａ及び３１ｃが配設され、型開限位置には、永久磁石３１ｂ及び３１ｄが配設されている。永久磁石３１ａ、３１ｃは、吸着板２２ｄが型閉じ限位置にあるときに、吸着板２２ｄに十分磁力が働く程度の距離内において、それぞれ吸着板２２ｄの上端面、下端面と対向するように配設される。また、永久磁石３１ｂ、３１ｄは、吸着板２２ｄが型開限位置にあるときに、吸着板２２ｄに十分磁力が働く程度の距離内において、それぞれ吸着板２２ｄの上端面、下端面と対向するように配設される。

なお、型開限の位置は、電磁石４９ｅの磁力（吸着力）が吸着部５１ｅに及ぶ範囲とされる。すなわち、型開きの完了時において、ギャップδの値は、電磁石４９ｅの磁力（吸着力）によって吸着板２２ｄが前進可能な範囲とされる。

つまり、
Ｆｄ３７ｅ：電磁石ユニット３７ｅで発生させる吸着力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２）<Ｆｄ３７ｅ
が満たされる範囲内で、型開限の位置が設定される。

同様に、電磁石ユニット３７ｅに対する電磁石ユニット３７ｆの位置、つまり二つの対向する電磁石ユニット３７ｅ、３７ｆ間の距離は、金型装置１９を型閉じ状態から電磁石ユニット３７ｆで引くことができる距離、つまり、
Ｆｄ３７ｆ：電磁石ユニット３７ｆで発生させる吸着力
Ｆｍ１：型締装置の可動部を動かすのに必要な力（機械摩擦も含む）
Ｆｍ２：搭載可能な最大金型を動かすのに必要な力
Ｆｍ３：キャビティ内の成形品による吸着力、金型の摩擦力等
とした場合、
（Ｆｍ１＋Ｆｍ２＋Ｆｍ３）<Ｆｄ３７ｆ
が満たされる範囲内で設定される。

したがって、上述の関係を考慮して、電磁石ユニット３７ｅ、３７ｆに発生される吸着力、及びそれぞれの間隔が決定される。

以下、第四の実施の形態の型締装置１０の動作について説明する。

型閉じ時及び型締め時に、制御部の型開閉処理手段は、コイル４８ｅに電流を供給する。それによって電磁石４９ｅが駆動され、吸着部５１ｅが電磁石４９ｅの吸着力によって吸着される。その結果、吸着板２２ｄは前進し、吸着板２２ｄとロッド３９を介して連結される可動プラテン１２も前進する。

吸着板２２ｄが型閉じ限位置に近付くと、吸着板２２ｄには永久磁石３１ａ及び３１ｃによる吸着力が働く。すなわち、吸着板２２ｄには、二つの永久磁石によって形成される安定点である型閉じ限位置を維持しようとする力が作用する。したがって、型開閉処理手段は、永久磁石３１ａ及び３１ｃの吸着力と、電磁石４９ｅによる吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。型開閉処理手段は、永久磁石による吸着力に応じた電流値の電流をコイル４８ｅに供給することにより位置制御を行う。その結果、可動プラテン１２の移動速度を適切に制御する（安定させる）ことができ、金型装置１９が破損しないよう十分減速された状態で、型タッチを行うことが可能となる。

可動金型１６が固定金型１５に当接させられたとき、リヤプラテン１３と吸着板２２ｄとの間、すなわち、電磁石４９ｅと吸着部５１ｅとの間には、ギャップδが形成される（図９参照）。引き続き、吸着部５１ｅと電磁石４９ｅとの吸着力によって、型締めが行われる。

続いて、射出装置１７において溶融させられた樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９の各キャビティ空間に充墳される。各キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化すると、型開きが行われる。

型開き時において、型開閉処理手段は、コイル４８ｅへの電流の供給を停止する一方でコイル４８ｆへの電流の供給を開始する。それによって電磁石４９ｆが駆動され、吸着部５１ｆが電磁石４９ｆの吸着力によって吸着される。吸着板２２ｄは後退し、吸着板２２ｄとロッド３９を介して連結される可動プラテン１２も後退することにより型開きが行われる。

吸着板２２ｄが型開限位置に近付くと、吸着板２２ｄには永久磁石３１ｂ及び３１ｄによる吸着力が働く。すなわち、吸着板２２ｄには、二つの永久磁石によって形成される安定点である型開限位置を維持しようとする力が作用する。したがって、型開閉処理手段は、永久磁石３１ｂ及び３１ｄの吸着力と、電磁石４９ｆによる吸着力とのバランスをとることにより、可動プラテン１２の位置制御を行うことが可能となる。型開閉処理手段は、永久磁石による吸着力に応じた電流値の電流をコイル４８ｆに供給することにより位置制御を行う。その結果、可動プラテン１２等の移動速度を安定させることができ、適切に型開限位置において吸着板２２ｄ及び可動プラテン１２を停止させることができる。

上述したように、第四の実施の形態における型締装置１０によれば、上記した他の実施の形態と同様、型開閉動作及び型締め動作の駆動系を単純化させることができる。

また、型開限位置及び型閉じ限位置に吸着板２２ｄに対して永久磁石が配設されているため、永久磁石の吸着力を利用することにより、型開限位置及び型閉じ限位置付近における可動プラテン１２の位置制御を容易に、かつ、安定的に行うことが可能となる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置の型閉じ時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置の型開き時の状態を示す図である。 第一の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図である。 第一の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。 第二の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図である。 第二の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。 第三の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図である。 第三の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。 第四の実施の形態における型開閉駆動部の型閉じ時の状態を示す図である。 第四の実施の形態における型開閉駆動部の型開き時の状態を示す図である。

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
１３ｅ 第一リヤプラテン
１３ｆ 第二リヤプラテン
１４ タイバー
１５ 固定金型
１６ 可動金型
１７ 射出装置
１８ 射出ノズル
１９ 金型装置
２０ タイバー支持プラテン
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｄ 吸着板
２８、２８ａ、２８ｂ ローラ機構
３０、３０ａ、３０ｂ バネ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 永久磁石
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｅ、３７ｆ 電磁石ユニット
４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｅ、４５ｆ コイル配設部
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｅ、４６ｆ コア
４７、４７ａ、４７ｂ、４７ｅ、４７ｆ ヨーク
４８、４８ａ、４８ｂ、４８ｅ、４８ｆ コイル
４９、４９ａ、４９ｂ、４９ｅ、４９ｆ 電磁石
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｅ、５１ｆ 吸着部
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 型開閉駆動部
Ｇｄ ガイド
Ｆｒ フレーム
ｎ１、ｎ２ ナット

Claims (5)

1. 電磁石によって型締力を発生させる型締装置であって、
   前記電磁石を保持する電磁石保持部材と、
   前記電磁石保持部材に対向し前記電磁石の吸着力により前記電磁石保持部材に対して型開閉方向に相対的に移動する吸着部材と、
   前記電磁石保持部材又は前記吸着部材を前記相対的な移動の方向おいて所定の位置に維持しようとする力を作用させる安定化手段とを備え、
   前記安定化手段によって作用される力を用いて前記相対的な移動の位置制御を行い、
   前記安定化手段によって作用される力によって型開きを行うことを特徴とする型締装置。
2. 前記電磁石保持部材と前記吸着部材とより構成される電磁石ユニットを二つ備え、
   一方の前記電磁石ユニットにおける吸着力によって型閉じ及び型締めを行い、他方の前記電磁石ユニットにおける吸着力によって型開きを行い、
   二つの前記電磁石ユニットに対応させて前記安定化手段を備えることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
3. 前記安定化手段は、前記相対的な移動に応じて伸縮するバネであることを特徴とする請求項１又は２記載の型締装置。
4. 前記安定化手段は、前記所定の位置において前記電磁石保持部材又は前記吸着部材に対して吸着力を作用させるように配設された永久磁石であることを特徴とする請求項１又は２記載の型締装置。
5. 前記安定化手段は、前記電磁石保持部材又は前記吸着部材を少なくとも型開限及び型閉じ限の位置に維持しようとする力を作用させることを特徴とする請求項４記載の型締装置。

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