JP5366271B2

JP5366271B2 - 型締装置

Info

Publication number: JP5366271B2
Application number: JP2011031391A
Authority: JP
Inventors: 勝裕藤井
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: JP2012166523A

Description

本発明は、射出成形機の型締装置に係り、特にリニアモータを利用した型締装置に関する。

トグル機構は、簡単なリンク機構で大きな型締力を得ることができるという利点を有することから射出成形機の型締装置として広く利用されている。しかしながら、部品点数が多いという問題、型盤が３枚必要となり全長が長くなるという問題があり、これらの問題を改善するためにトグル機構以外の他のリンク機構による型締装置が提案されている。

例えば、特許文献１に、原動軸の回転運動を作用点の直線運動に変換するクランク機構を備え、原動軸にダイレクトドライブサーボモータのロータが直結されると共に作用点に可動プラテンが連結されていることを特徴とした射出成形機におけるダイレクトドライブ式型締装置が提案されている。

特許文献２には、型開閉動作を高速に行うことができるリンク機構と、高圧の型締力を得ることができる油圧シリンダの両者を並設した型締装置が提案されている。この型締装置に利用されているリンク機構は、ピストン・クランク機構類似の形態をしており、回動板の回転中心軸を挟んで対向する円周縁部に一端が回動自在に連結された第１及び第２の連結リンクを有し、第１の連結リンクの他端はタイバーに固定された受圧盤に回動自在に連結され、第２の連結リンクの他端はタイバー上を往復動する可動盤に回動自在に連結された構成をしている。

一方、油圧シリンダを利用する直圧式の型締装置に対しては、高速な型開閉作動を実現するために、油圧シリンダ部をリニアモータに替えた型締装置が提案されている。例えば、特許文献３、４には、リニアモータの出力軸がトグル機構に連結されたクロスヘッドに接続されている型締装置が提案されている。

特開平01-280521号公報特開2003-136572号公報特開2002-345231号公報国際公開WO04/078453 A1号公報

特許文献１に提案された型締装置は、トグル式の型締装置よりも型開閉動作をより高速に行うことができるばかりでなく、簡単な構造にすることができる利点もあるが、型締圧の高い大型の型締装置を構成するのが困難であるという問題がある。

特許文献２に提案された型締装置は、高速な型開閉作動と高い型締圧を有する型締装置を構成することができるが、型締装置の構造が複雑で装置全体が大きくなるという問題がある。

特許文献３、４に提案された型締装置は、通常の電動射出機の回転サーボモータとボールネジの構造を、リニアモータに替えた構造になっている。しかしながら、これらのトグル機構を利用した型締装置は、トグル機構の一端を支持し、トグル機構が可動盤から受ける反力を受けるための受圧盤を要するので（３プラテン式型締装置）、型締装置の全長が長くなり構造が複雑になるという問題がある。

本発明は、このような射出成形機の型締装置に関する問題点に鑑み、型開閉動作が早く、また、型締装置の全長を短くすることができる型締装置を提供することを目的とする。

本発明に係る型締装置は、ベッドに固設された固定盤と、その固定盤に対向して前記ベッド上を往復動する可動盤を有する射出成形機の型締装置であって、前記型締装置は、ピストン・クランク機構を構成するコネクティングロッドとクランクアームを有し、前記コネクティングロッドは、一端が前記可動盤に回動自在に結合され、他端が前記クランクアームとの連結部で回動自在に結合されている。そして、前記クランクアームは、一端が前記固定盤に回動自在に結合され、他端に円弧上のステータに沿って揺動するロータを有し、そのロータと前記ステータによりリニアモータが構成されるようになっている。

上記発明において、リニアモータは、可動盤の移動時には負荷が少なく型締め時に負荷が大きくなるような構成のロータとステータから構成されているのがよい。また、コネクティングロッドは、長さ調整手段を有するのがよい。

本発明に係る射出成形機の型締装置よれば、型締装置を構成する部品点数を非常に少なくすることができ、型締装置の全長を短くすることができる。

本発明に係る型締装置の側面（ａ）及び平面の一部（ｂ）を示す模式図である。型厚調整手段が図１の例と異なる型締装置の例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を基に説明する。図１は、本発明に係る射出成形機の型締装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本例の型締装置10は、ベッド1に固設された固定盤3と、その固定盤3に対向してベッド上を往復動する可動盤5を有する射出成形機に用いられる型締装置であり、２プラテン式の型締装置である。本型締装置10は、ピストン・クランク機構を構成するコネクティングロッド13とクランクアーム15を有し、コネクティングロッド13は、一端が可動盤5に回動自在に結合され、他端がクランクアーム15との連結部17で回動自在に結合され、クランクアーム15は、一端が固定盤3に回動自在に結合され、他端に円弧状のステータ21に沿って揺動するロータ23を有し、そのロータ23とステータ21によりリニアモータ20が構成されるようになっている。

本型締装置10のコネクティングロッド13、クランクアーム15及びリニアモータ20は、図１（ｂ）に示すように、ベッド１を挟んで、左右対称に設けられている。また、コネクティングロッド13は可動盤5から固定盤3にわたるように設けられ、リニアモータ20のステータ21が、射出シリンダ（図示せず）を挟むように設けられている。これにより、本型締装置10を用いる射出成形機はその全長を短くすることができる。

本型締装置10において、固定盤3はベッド1に固定されている。可動盤5は、ベッド1の上を往復動可能になっている。本例の型締装置10には、いわゆるタイバーが設けられていないが、タイバーを設けてもよい。タイバーを設けた場合は、タイバーにより可動盤5の移動を円滑にすることができるとともに、固体盤3と可動盤5の平行度を向上させることができる。本型締装置10においては、タイバーは型締力を受けることがないので、通常の射出機のタイバーより外径を小さくすることができる。

クランクアーム15は、以下に説明するリニアモータ20により図１の状態（回転角0°）から反時計回りに90°回転し、また回転角0°の状態に戻ることができる。このクランクアーム15の揺動により、連結部17に連結されたコネクティングロッド13を介して可動盤5を往復動させる。可動盤5は、回転角が0°のとき最大移動位置にあり、回転角が90°のとき最小移動位置（型締位置）にある。なお、図１の例は、リニアモータの可動範囲は0〜90°の範囲であるように記載してあるが、この可動範囲を90°以上であるようにしてもよく、その場合は可動盤のストロークを大きくすることができる。

このコネクティングロッド13とクランクアーム15により構成されるピストン・クランク機構により、金型の開閉を行うときは可動盤5を速い速度で往復動させることができ、型締めを行うときは高圧力で型締めを行うことができる。なお、コネクティングロッド13は、その長さを調整するための長さ調整手段13aを設けてもよい。長さ調整手段13aは、特に限定するものではなく、例えば長さ調整手段13a部分がねじ結合で構成されている場合は、ねじ取付穴を長穴にしてもよく、ネジ穴位置をずらす等によりコネクティングロッド13の長さを調整するようにしてもよい。この長さ調整手段13aにより、金型によって異なる型厚を調整し、固定盤3と可動盤5の間隔を適正な寸法に保持することができる。

リニアモータ20は、クランクアーム15の端部に設けられたロータ23と、円弧上のステータ21を有しており、ステータ21は、ベッド1に固設されている。また、リニアモータ20は、ステータ21には電磁石になるように鉄心に銅線が巻いてあり、ロータ23が0〜90°の回転角で揺動するようになっている。ロータ23には永久磁石が使われている。しかしながら、電磁石により構成されたロータ23であってもよい。なお、リニアモータ20は、ロータ23が0〜180°の回転角で揺動するような構成のものであってもよい。

リニアモータは、コイルの形状や巻き数等を調整することによりコイルに発生する磁力を調整することができるから、回転角によってリニアモータの負荷を調整できるようにすることができる。すなわち、リニアモータ20は、可動盤5の移動時には負荷が少なく型締め時に負荷が大きくなるように構成し、効率的な型締装置を構成することができる。なお、ロータとステータを入れ替えたものであってもよく、クランクアーム15の先端部をステータとし、円弧上の部分をロータとしたものであってもよい。

本型締装置10は、クランクアーム15の先端部がリニアモータ20により保持されている。このため、連結部17は、従来のピストン・クランク機構を利用した型締装置のように自由端になっていない。また、可動盤5はコネクティングロッド13の端部から直接的に負荷を受けて往復動するようになっている。この構成により、本型締装置10は、高圧力で作動させることができ、タイバーのない構成にすることができる。また、クランクアーム15と固定盤3に設けられたその回転軸により、従来の型締め装置に使用されるモータのベアリングの機能を果たすことができるので、型締装置10を構成する部品点数を少なくすることができる。

以上、本型締装置10について説明した。本発明に係る型締装置は、図１に示す構成の型締装置に限定されない。例えば、金型によって異なる型厚を調整する型厚調整手段として、図２に示す構成の型厚調整装置7を設けた型締装置であってもよい。

1 ベッド
3 固定盤
5 可動盤
7 型厚調整装置
10 型締装置
13 コネクティングロッド
15 クランクアーム
17 連結部
20 リニアモータ
21 ステータ
23 ロータ

Claims

ベッドに固設された固定盤と、その固定盤に対向して前記ベッド上を往復動する可動盤を有する射出成形機の型締装置であって、
前記型締装置は、
ピストン・クランク機構を構成するコネクティングロッドとクランクアームを有し、
前記コネクティングロッドは、一端が前記可動盤に回動自在に結合され、他端が前記クランクアームとの連結部で回動自在に結合され、
前記クランクアームは、一端が前記固定盤に回動自在に結合され、他端に円弧状のステータに沿って揺動するロータを有し、そのロータと前記ステータによりリニアモータが構成されるようになっている型締装置。
リニアモータは、可動盤の移動時には負荷が少なく型締め時に負荷が大きくなるような構成のロータとステータから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
コネクティングロッドは、長さ調整手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の型締装置。