JP5384234B2

JP5384234B2 - 成形機の型締装置

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Publication number: JP5384234B2
Application number: JP2009167769A
Authority: JP
Inventors: 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: JP2011020368A

Description

本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に備えられる型締装置に係り、特に、所謂２プラテン方式の型締装置に備えられるハーフナットによるタイバーのロックを安定に行う手段に関する。

２プラテン方式の型締装置は、固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、これら固定ダイプレートと可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、固定ダイプレートに対して可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において可動ダイプレートとタイバーとを一体に連結するロック手段と、タイバーを介して固定金型と固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段とから主に構成されており、３プラテン方式の型締装置に備えられるヘッドストックに相当する部材を省略できるので、型締装置を備えた成形機の機械重量の軽減と据付面積の減少とを図ることができる。

ロック手段は、可動ダイプレートに開閉可能に取り付けられたハーフナットと、タイバーに形成されたハーフナット係合溝とから構成され、ハーフナット係合溝とハーフナットとを係合することによって可動ダイプレートとタイバーとを一体に連結すると共に、ハーフナット係合溝とハーフナットとの係合を解除することによってタイバー（固定ダイプレート）に対する可動ダイプレートの相対的な移動を可能にする。

ところで、この種の型締装置においては、固定ダイプレート及び可動ダイプレートに取り付けられた金型が、金型厚さ（ダイハイト）の異なる他の金型に変更された場合、型閉位置が変わるため、ハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合わせピッチがずれて、ハーフナット係合溝とハーフナットとの係合が不可能になったり、ハーフナット係合溝とハーフナットとの間に大きな力が作用して、その噛み合わせ時に大きな振動騒音を生じることがある。このような問題を解決するため、従来のこの種の型締装置には、通常、ダイハイトが変わった場合にも、ハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合わせピッチのずれを無くすダイハイト調整手段が備えられている。

ダイハイト調整手段としては、従来、可動ダイプレートとハーフナットとの間に、固定ウェッジ及び可動ウェッジ並びに可動ウェッジの差し込み深さ調整機構からなり、差し込み深さ調整機構により固定ウェッジに対する可動ウェッジの差し込み深さを調整して、可動ダイプレートに対するハーフナットの取り付け高さを変更するもの（例えば、特許文献１参照。）、タイバーを固定ダイプレートに対して軸方向に移動できるように取り付けて、ハーフナットとタイバーとの位相ずれを調整するもの（例えば、特許文献２参照。）及び型開閉操作により移動する架台に型締シリンダを固定すると共に、この架台上で移動できる可動ダイプレートを型締シリンダに連結し、型閉位置でハーフナットとタイバーとの位相ずれがあった場合に、型締シリンダと可動ダイプレートとの間の距離を調整してダイハイトを調整するもの（例えば、特許文献３参照。）等が提案されている。

なお、特許文献１−３には、型締手段として、油圧シリンダを用いる技術が開示され、ハーフナットの開閉手段として、エアシリンダを用いる技術が開示されている。

特開２００２−８６４５２号公報特公昭４４−１６００８号公報特開平１１−２３５７４１号公報

しかしながら、従来の型締装置は、いずれも、型開閉及び型締に直接関与しない、ダイハイト調整専用の手段を備える必要があるので、型締装置ひいては成形機が大型化、複雑化及び高コスト化するという問題がある。また、従来の型締装置は、型締手段として油圧装置を用いるので、この点からも型締装置ひいては成形機が大型化、複雑化及び高コスト化すると共に、成形工場内が油圧シリンダの作動油で汚れやすいという問題もある。

本発明は、かかる従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、ダイハイトが変更された場合におけるハーフナットとハーフナット係合溝との位置ずれを修正することができ、かつ成形機の全電動化も可能な型締装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、前記固定ダイプレートに対して前記可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において前記可動ダイプレートと前記タイバーとを一体に連結するロック手段と、前記タイバーを介して、前記固定金型と前記固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段と、前記型開閉手段、前記ロック手段及び前記型締手段の駆動を制御するコントローラとを備えた成形機の型締装置において、前記型開閉手段の駆動源及び前記型締手段の駆動源として、それぞれ電動サーボモータを備えると共に、前記コントローラは、金型取付時又は金型交換時に、前記型開閉手段を駆動して、前記可動ダイプレートを型閉位置まで移動した後、前記型締手段を駆動して、前記タイバーをその軸方向に移動し、前記ロック手段に備えられたハーフナットと前記タイバーに形成されたハーフナット係合溝との噛み合わせ位置を、前記固定金型及び前記可動金型のダイハイトに応じて合致させるという構成にした。

前記構成の型締装置を備えた射出成形機について、連続射出成形が開始された後においては、可動ダイプレートが型閉位置に至ったとき、ロック手段に備えられたハーフナットとタイバーに形成されたハーフナット係合溝との噛み合わせ位置が合致するように、可動ダイプレートに対するタイバーの配設位置が調整されている。このときの可動ダイプレートに対するタイバーの配設位置は、型締手段の初期位置（金型に型締力を付与する前の位置）を変更することによって調整することができる。このように、ハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合わせ位置が合致している状態から、金型がダイハイトの異なるものに変更されると、ダイハイトの変更量だけハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合わせ位置がずれる。一般に、ハーフナット係合溝は、タイバーの長さ方向に一定ピッチで複数条形成され、ハーフナットには、複数のハーフナット係合溝に係合するための複数の係合凸部が形成されるので、ダイハイトの変更に伴うハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合わせ位置のずれ量は、ダイハイトの変更量をハーフナット係合溝の形成ピッチで除した商の余りの値となる。この余りの値は、型閉位置における可動ダイプレートの位置、即ち、固定ダイプレートの外面から可動ダイプレートの外面までの距離と、固定ダイプレートの外面からタイバーの一端までの距離と、当該タイバーの一端からハーフナット係合溝の形成部までの距離と、ハーフナット係合溝の形成ピッチとから容易に算出することができる。このうち、タイバーの一端からハーフナット係合溝の形成部までの距離、及びハーフナット係合溝の形成ピッチは既知であり、固定ダイプレートの外面から可動ダイプレートの外面までの距離については、型開閉用電動サーボモータに備えられたエンコーダの出力から求めることができ、固定ダイプレートの外面からタイバーの一端までの距離については、型締用電動サーボモータに備えられたエンコーダの出力から求めることができる。よって、本構成によると、従来の型締装置とは異なり、型開閉及び型締に直接関与しない、ダイハイト調整にのみ用いる特別な手段を備える必要がなく、ダイハイトの変更に基づくハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合わせ位置のずれを修正することができるので、型締装置ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化を図ることができる。また、型締装置を電動化できるので、油圧手段を用いる場合のように工場内が油圧手段の作動油で汚れるということがなく、成形工場内の作業環境を良好なものにすることができる。

また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記ロック手段の駆動源として、電動サーボモータを備えるという構成にした。

かかる構成によると、型締装置を全電動化することができるので、エア源や油圧源などの動力源を備える必要がなく、型締装置ひいては成形機の構成をより簡略化することができる。

また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記型締手段が、型締用電動サーボモータと、該型締用電動サーボモータの回転運動をナット体の直線運動に変換するボールねじ機構と、一端に前記ナット体が連結され、他端に前記固定ダイプレートが連結されたトグルリンク機構とからなるという構成にした。

ボールねじ機構及びトグルリンク機構は、成形機において確立された技術であるので、これらの各機構を採ることにより、信頼性の高い型締手段とすることができる。

また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記型開閉手段が、型開閉用電動サーボモータと、該型開閉用電動サーボモータにより回転駆動されるナット体と、該ナット体が螺合され、一端が前記固定ダイプレートに固定されたねじ軸とからなるという構成にした。

上述のように、ナット体とこれが螺合されるねじ軸とからなるボールねじ機構は、成形機において確立された技術であるので、かかる機構を採ることにより、信頼性の高い型開閉手段とすることができる。

また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記固定ダイプレート及び前記可動ダイプレートの正面形状を略四角形として、これら各ダイプレートの四隅部分に４本の前記タイバーをそれぞれ一連に貫通し、これら４本のタイバーのそれぞれに前記ハーフナット係合溝を形成すると共に、前記可動ダイプレートの四隅部分の各タイバー貫通部と対応する部分に、前記ハーフナット係合溝と係合するハーフナットを備えるという構成にした。

かかる構成によると、型閉時において、固定金型と可動金型の突き当て面を等分に当接することができるので、型締時において、固定金型と可動金型とに均一な型締力を付与することができ、ばり等の無い高品質の成形品を得ることができる。

また、本発明は、前記構成の成形機の型締装置において、前記型締手段として、正面形状が略四角形に形成された固定ダイプレート及び前記可動ダイプレートの対向する二辺の一方側に配置された２本のタイバーに型締力を付与する第１型締手段と、他方側に配置された他の２本のタイバーに型締力を付与する第２型締手段とを備えるという構成にした。

かかる構成によると、２つの型締手段を並列に用いるので、１つ当たりの型締手段を小型化でき、成形機の据付面積を小さなものにすることができる。

本発明によると、型開閉手段の駆動源及び型締手段の駆動源として電動サーボモータを備えると共に、コントローラは、型開閉手段を駆動して、可動ダイプレートを型閉位置まで移動した後、固定金型及び前記可動金型のダイハイトに応じて型締手段を駆動し、ロック手段に備えられたハーフナットとタイバーに形成されたハーフナット係合溝との噛み合わせ位置を合致させるので、型開閉及び型締に直接関与しない、ダイハイト調整にのみ用いる特別な手段を備える必要がなく、型締装置ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化を図ることができる。また、型締装置の全電動化が可能であるので、この点からも型締装置ひいては成形機が小型化、簡略化及び低コスト化が可能であると共に、油漏れによる成形工場内の汚れを防止できて、成形工場内の作業環境を良好なものにすることができる。

実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機の斜視図である。ハーフナットの動作並びにハーフナットとハーフナット係合溝との噛み合い状態を示す要部断面図である。型閉状態にある型締装置の側方から見た要部断面図である。可動ダイプレートのロック手段取付面側から見た正面図である。ロック手段の正面図である。ロック手段の側面図である。型閉状態にある型締装置の平面図である。型締状態にある型締装置の平面図である。

以下、実施形態に係る成形機の型締装置を、射出成形機の型締装置を例にとって説明する。実施形態に係る型締装置を備えた射出成形機は、図１に示すように、ベースフレーム１上に設けられた型締装置２と、型締装置２と対向に配置された射出装置３と、これら型締装置２及び射出装置３の駆動を制御するコントローラ４とから主に構成されている。

型締装置２は、固定金型２１を取り付けた固定ダイプレート２２と、可動金型２３を取り付けた可動ダイプレート２４と、固定ダイプレート２２と可動ダイプレート２４との間に橋架された合計４本のタイバー２５と、固定ダイプレート２２に対して可動ダイプレート２４を型開閉方向に駆動する型開閉手段２６と、可動ダイプレート２４に取り付けられ、型閉位置において可動ダイプレート２４とタイバー２５とを一体に連結するロック手段２７と、タイバー２５を介して、固定金型２１と可動金型２３との間に所要の型締力を付与する型締手段２８と、型開閉手段２６、ロック手段２７及び型締手段２８の駆動を制御するコントローラ４とを有している。

固定金型２１と可動金型２３の突き当て面には、図示しない所望のキャビティが形成され、固定金型２１には、射出装置３から射出される溶融樹脂をキャビティ内に導くための図示しないスプールが連通される。

固定ダイプレート２２は、ボルト２２１を用いてベースフレーム１に固定される。一方、可動ダイプレート２４は、ガイドレール２４１を介してベースフレーム１に摺動自在に取り付けられ、固定ダイプレート２２に対して接近又は離隔する方向に移動可能とされる。図１から明らかなように、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４は、正面形状が略四角形に形成されており、その四隅部分に開設されたタイバー貫通孔にタイバー２５が貫通されている。固定ダイプレート２２には、射出装置３に備えられた射出ノズルを挿入して、その先端部を固定金型１１に開設されたスプールに当接させるための図示しないノズル挿入孔が開設される。

タイバー２５は、可動ダイプレート２４を固定ダイプレート２２に対して接近又は離隔する方向に案内すると共に、型締時には、固定金型２１と可動金型２３との間に、型締手段２８を駆動することにより発生する型締力を付与するものであって、その一端は、型締手段２８に固定され、他端は、可動ダイプレート２４に開設されたタイバー挿通孔に挿入されている。タイバー２５は、型開閉手段２６により可動ダイプレート２４が型閉位置まで移動されたときには、可動ダイプレート２４のタイバー挿通孔に挿入された端部が、可動ダイプレート２４のロック手段取付面側に突出し、型開閉手段２６により可動ダイプレート２４が型開位置まで移動されたときには、可動ダイプレート２４のタイバー挿通孔から脱落しない長さに形成されており、型閉位置において可動ダイプレート２４から外向きに突出する部分には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ハーフナット係合溝２５１が一定ピッチで複数列形成されている。

型開閉手段２６は、固定金型２１及び可動金型２３の突き当て面が当接される型閉位置と、成形品の取り出しを行う型開位置との間で可動ダイプレート２４を往復駆動するもので、図３に示すように、固定ダイプレート２２に一端が固定されたねじ軸２６１と、このねじ軸２６１に螺合されるナット体が内蔵された型開閉用電動サーボモータ２６２とをもって構成される。型開閉用電動サーボモータ２６２は、所謂ビルトインモータ（Built-in Motor）であって、ケーシング２６３と、ケーシング２６３の内面に固定された円筒形のモータ固定子２６４と、モータ固定子２６４の外周に巻回されたモータコイル２６５と、モータ固定子２６４内に配置された円筒形のモータ回転子２６６と、モータ回転子２６６と一体に形成されたナット体２６７と、モータ回転子２６６の外面に取り付けられたモータ磁石２６８とをもって構成される。型開閉用電動サーボモータ２６２を一方向に回転すると、ナット体２６７がねじ軸２６１に形成されたねじ山の斜面に沿って一方向に移動し、例えば可動ダイプレート２４が型閉方向に移動する。また、型開閉用電動サーボモータ２６２を他の一方向に回転すると、ナット体２６７がねじ軸２６１に形成されたねじ山の斜面に沿って他の一方向に移動し、例えば可動ダイプレート２４が型開方向に移動する。

ロック手段２７は、可動ダイプレート２４の固定ダイプレート２２と対向しない側の面に取り付けられており、図４に示すように、可動ダイプレート２４を貫通する各タイバー２５毎に設けられる。このロック手段２７は、図５及び図６に示すように、上板２７１ａ、下板２７１ｂ及び前板２７１ｃからなり、上板２７１ａ及び下板２７１ｂの先端が可動ダイプレート２４に固定された支持部材２７１と、支持部材２７１の上面及び下面に摺動手段２７２を介して取り付けられ、可動ダイプレート２４のロック手段取付面の法線方向に若干量移動可能な２枚の保持板２７３と、これら２枚の保持板２７３の両端部に橋架された片側１本、合計２本のねじ軸２７４と、これら２本のねじ軸２７４にそれぞれ螺合された右ねじ用ナット体２７５及び左ねじ用ナット体２７６と、右ねじ用ナット体２７５と一体に形成された第１のハーフナット２７７と、左ねじ用ナット体２７６と一体に形成された第２のハーフナット２７８と、図示しない所要の動力伝達機構を介してねじ軸２７４を回転駆動するロック用電動サーボモータ２７９とから構成されている。ねじ軸２７４には、略中央部を境として、一方側に右ねじ用ナット体２７５を螺合するための右ねじが形成され、他方側に左ねじ用ナット体２７６を螺合するための左ねじが形成されている。第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、図５に示すように、正面形状が略半円形に形成されており、その内面の長さ方向には、図２に示すように、タイバー２５の外面に形成されたハーフナット係合溝２５１内に挿入可能な係合凸部２７７ａ，２７８ａが一定ピッチで複数列形成されている。なお、ロック用電動サーボモータ２７９としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。

本例のロック手段２７は、このように構成されているので、ロック用電動サーボモータ２７９を回転駆動すると、その回転力が図示しない動力伝達機構を介してねじ軸２７４に伝達され、ねじ軸２７４の回転運動が右ねじ用ナット体２７５及び左ねじ用ナット体２７６に伝達されて、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が、互いに接近する方向又は離隔する方向に移動する。これら第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の移動方向は、ロック用電動サーボモータ２７９を正転又は逆転することによって切り換えられる。第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が互いに接近する方向に移動して、係合凸部２７７ａ，２７８ａがハーフナット係合溝２５１内の所定位置まで挿入されたとき、タイバー２５はロック状態となり、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８が互いに離隔する方向に移動して、係合凸部２７７ａ，２７８ａがハーフナット係合溝２５１から完全に離脱したとき、タイバー２５はロック解除状態となる。

また、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８の全長Ｌは、図６に示すように、可動ダイプレート２４のロック手段取付面と、支持部材２７１を構成する前板２７１ｃの内面との間隔Ｄよりも僅かに、例えば、１ｍｍ程度小さく形成される。前述のように、ロック手段２７を構成する保持板２７３、ねじ軸２７４、右ねじ用ナット体２７５、左ねじ用ナット体２７６、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、摺動手段２７２を介して支持部材２７１に取り付けられているので、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８と可動ダイプレート２４のロック手段取付面及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間にクリアランスを設けることにより、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８をこのクリアランスの範囲内で自由に変位させることができる。よって、係合凸部２７７ａ，２７８ａとハーフナット係合溝２５１とが完全に合致しない場合にも、この遊びを利用して、タイバー２５をロック手段２７にて確実にロックできると共に、係合凸部２７７ａ，２７８ａ及びハーフナット係合溝２５１に過大な力が作用することを防止でき、タイバー２５及びロック部材２７の破損を防止することができる。

型締手段２８は、図１に示すように、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の上辺側に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与する第１の型締手段２８ａと、下辺側に配置された他の２本のタイバー２５に型締力を付与する第２の型締手段２８ｂとをもって構成される。かかる構成によると、２つの型締手段２８ａ，２８ｂを並列に用いるので、１つ当たりの型締手段のサイズを小型化でき、成形機の据付面積を小さなものにすることができる。なお、第１の型締手段２８ａをもって、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の左右いずれか一方の側辺に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与し、第２の型締手段２８ｂをもって、固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４の他方の側辺に配置された２本のタイバー２５に型締力を付与するという構成にすることもできる。

これら第１及び第２の型締手段２８ａ，２８ｂは、図７及び図８に示すように、タイバー２５の一端が固定されたモータ取付部材２８１と、このモータ取付部材２８１に取り付けられた型締用電動サーボモータ２８２と、一端側がモータ取付部材２８１に回動可能にピン結合された略Ｌ字形のＢリンク２８３と、一端側が固定ダイプレート２２に回動可能にピン結合されると共に、他端側がＢリンク２８３の他端側と相対的に回動するようにピン結合されたＡリンク２８４と、ボールネジ機構２８５を介して型締用電動サーボモータ２８２の駆動力を受けるクロスヘッド２８６と、一端がクロスヘッド２８６に回動可能にピン結合されると共に、他端側がＢリンク２８３の他の連結部と相対的に回動するようにピン結合されたＣリンク２８７とからなる。なお、本例の型締手段においては、トグルリンク機構が、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とＣリンク２８７とを有する５点軸支構造のリンク機構となっているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の形式のトグルリンク機構を用いることも勿論可能である。なお、型締用電動サーボモータ２８２としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。

これらの型締装置２８ａ，２８ｂは、図７に示すように、固定金型２１と可動金型２３とが型閉され、かつタイバー２５に形成されたハーフナット係合溝２５１にロック手段２７に備えられた第１及び第２のハーフナット２７７，２７８がロックされている状態から（なお、図７においては、理解を容易にするため、固定金型２１と可動金型２３との間に、若干の隙間が描かれている。）、型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、ボールネジ機構２８５を介してクロスヘッド２８６を固定ダイプレート２２側に移動すると、図８に示すように、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが一直線状に延びてモータ取付部材２８１が射出装置３側に後退し、タイバー２５に引張力が作用して、固定金型２１と可動金型２３とが型締めされる。これにより、固定金型２１と可動金型２３との間に所要のキャビティが形成されるので、射出装置３によるキャビティ内への成形材料の射出が可能になる。また、この状態から、型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、ボールネジ機構２８５を介してクロスヘッド２８６をモータ取付部材２８１側に移動すると、図７に示すように、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが折り畳まれて、モータ取付部材２８１が固定ダイプレート２２側に前進し、固定金型２１と可動金型２３とが型開される。

射出装置３は、図１に示すように、計量用電動サーボモータ３０１と、２つの射出用電動サーボモータ３０２，３０３とを備え、これら２つの射出用電動サーボモータ３０２，３０３の合力を、加熱シリンダ３０４内に回転可能かつ前後進可能に収納された図示しないスクリュに伝達して、固定金型２１と可動金型２３との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を射出する。なお、計量用電動サーボモータ３０１及び射出用電動サーボモータ３０２，３０３としても、型開閉用電動サーボモータ２６２と同様のビルトインモータを用いることができる。射出装置３の構成に関しては、本発明の要旨ではなく、かつ公知に属する事項であるので、これ以上の説明を省略する。

コントローラ４は、２つの型開閉用電動サーボモータ２６２、４つのロック用電動サーボモータ２７９、２つの型締閉用電動サーボモータ２８２、それに計量用電動サーボモータ３０１及び射出用電動サーボモータ３０２，３０３に内蔵された各エンコーダから出力される位置信号ａ〜ｋに基づいて前記各電動サーボモータの制御信号ｌ〜ｖを生成し、図示しないモータドライバ回路を介して、前記各電動サーボモータの駆動停止を制御する。

以下、コントローラ４によって行われる射出成形機の動作制御について説明する。

金型取付時（交換時）、可動ダイプレート２４は、型開閉用電動サーボモータ２６２を駆動することによって型開位置に移動され、ロック手段２７は、ロック用電動サーボモータ２７９を駆動することによって第１及び第２のハーフナット２７７，２７８がロック解除位置に移動され、型締手段２８は、型締用電動サーボモータ２８２を駆動することによってモータ取付部材２８１が最も固定ダイプレート２２から離隔した位置に移動される。この状態において、固定金型２１及び可動金型２３は、それぞれ固定ダイプレート２２及び可動ダイプレート２４に取り付けられる。

しかる後に、コントローラ４は、型開閉用電動サーボモータ２６２を駆動し、固定金型２１及び可動金型２３の型閉位置まで、可動ダイプレート２４を固定ダイプレート２２側に移動する。可動ダイプレート２４の型閉位置は、コントローラ４に記憶される。

可動ダイプレート２４が型閉位置まで移動されたとき、タイバー２５の先端部は、可動ダイプレート２４に開設されたタイバー貫通孔を貫通して、可動ダイプレート２４のロック部材取付面側に突出する。可動ダイプレート２４からのタイバー２５の突出量は、固定金型２１及び可動金型２３のダイハイトによって異なり、図２（ｃ）に示すように、タイバー２５に形成されたハーフナット係合溝２５１の形成位置と、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８に形成された係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが、タイバー２５の軸方向にずれる。そのずれ量は、最大でハーフナット係合溝２５１の形成ピッチｐの１ピッチ分であり、ダイハイト（既知）をハーフナット係合溝の形成ピッチ（既知）で除した商の余りの値となる。この余りの値に相当する移動量だけ、タイバー２５を移動させるための型締用電動サーボモータ２８２の駆動量は、トグルリンク機構を構成するＡリンク２８４及びＢリンク２８３の長さから容易に求めることができる。これらの演算は、コントローラ４によって行われる。コントローラ４は、この演算結果に基づいて型締用電動サーボモータ２８２を駆動し、トグルリンク機構を介してタイバー２５を所定量移動する。これにより、図２（ｂ）に示すように、ハーフナット係合溝２５１の形成位置と、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８に形成された係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とを合致させることができる。

次いで、コントローラ４は、ロック用電動サーボモータ２７９を駆動し、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を互いに接近する方向に移動する。ハーフナット係合溝２５１の形成位置と係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが完全に合致している場合、係合凸部２７７ａ，２７８ａは、タイバー２５との間に作用する摩擦力程度の抵抗力でハーフナット係合溝２５１内に進入する。そして、ロック用電動サーボモータ２７９に備えられたエンコーダの出力が予め定められたタイバーロック位置に達したとき、ロック用電動サーボモータ２７９を停止する。これにより、タイバー２５が、可動ダイプレート２４にロックされる。

仮に、ハーフナット係合溝２５１の形成位置と係合凸部２７７ａ，２７８ａの形成位置とが完全に合致していない場合には、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８を互いに接近する方向に移動したとき、ハーフナット係合溝２５１に係合凸部２７７ａ，２７８ａが衝合する。しかし、第１及び第２のハーフナット２７７，２７８は、可動ダイプレート２４及び支持部材２７１の前板２７１ｃとの間に設けられたクリアランスの範囲内で自由に変位できるようになっているので、ハーフナット係合溝２５１と衝合したとき、その力によって衝合を避ける方向に変位し、ハーフナット係合溝２５１内への挿入が可能になる。よって、タイバー２５のロックを確実に行えると共に、タイバー２５及びロック手段２７に過大な力が作用することを防止でき、振動・騒音の低減及び耐久性の向上を図ることができる。

ロック手段２７によりタイバー２５が可動ダイプレート２４にロックされた後、コントローラ４は、型締用電動サーボモータ２８２を駆動して、Ａリンク２８４とＢリンク２８３とが一直線状に延びるまでクロスヘッド２８７を前進させる。これにより、タイバー２５に引張力が作用して、固定金型２１と可動金型２３とが型締めされる。

型締後、コントローラ４は、射出用電動サーボモータ３０２，３０３を駆動して、金型キャビティ内に所定量の溶融樹脂を射出する。射出後は、前記と逆の工程を経て、原位置に復帰する。

前記実施形態に係る成形機の型締装置は、型開閉用電動サーボモータ２６２及び型締用電動サーボモータ２８２を用いて、ハーフナット係合溝２５１と第１及び第２のハーフナット２７７，２７８との噛み合わせ位置の調整を行うので、これらの噛み合わせ位置を調整するためにのみ用いる特別な手段を備える必要がなく、型締装置２ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化を図ることができる。また、装置各部の駆動源として、全て電動サーボモータを用いたので、成形機を全電動化することができ、この点からも型締装置２ひいては成形機の小型化、簡略化及び低コスト化が可能であると共に、電動サーボモータに代えて油圧アクチュエータを用いる場合のように、油漏れによる成形工場内の汚れを防止できて、成形工場内の作業環境を良好なものにすることができる。

なお、前記実施形態においては、射出成形機の型締装置を例にとって説明したが、ダイカストマシンの型締装置にも応用することができる。

また、前記実施形態においては、型開閉手段２６、ロック手段２７、型締手段２８及び射出装置３の駆動源として電動サーボモータを用いたが、ロック手段２７及び射出装置３の駆動源としては、油圧アクチュエータやエアアクチュエータを用いることもできる。

さらに、前記実施形態においては、型開閉用電動サーボモータ２６２、ロック用電動サーボモータ２７９、型締閉用電動サーボモータ２８２、計量・射出用電動サーボモータ３０１，３０２，３０３としてビルトインモータを用いたが、他種のモータを用いることも勿論可能である。

本発明は、射出成形機やダイカストマシンの型締装置に利用できる。

１ベースフレーム
２型締装置
２１固定金型
２２固定ダイプレート
２３可動金型
２４可動ダイプレート
２５タイバー
２５１ハーフナット係合溝
２６型開閉手段
２６１ねじ軸
２６２型開閉用電動サーボモータ
２６３ケーシング
２６４モータ固定子
２６５モータコイル
２６６モータ回転子
２６７ナット体
２６８モータ磁石
２７ロック手段
２７１支持部材
２７２摺動手段
２７３保持板
２７４ねじ軸
２７５右ねじ用ナット体
２７６左ねじ用ナット体
２７７第１のハーフナット
２７８第２のハーフナット
２７９ロック用電動サーボモータ
２８型締手段
２８ａ第１の型締手段
２８ｂ第２の型締手段
２８１モータ取付部材
２８２型締用電動サーボモータ
２８３Ｂリンク
２８４Ａリンク
２８５ボールネジ機構
２８６クロスヘッド
２８７Ｃリンク
３射出装置
３０１計量用電動サーボモータ
３０２，３０３射出用電動サーボモータ
４コントローラ

Claims

固定金型を取り付けた固定ダイプレートと、可動金型を取り付けた可動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記可動ダイプレートとの間に橋架されたタイバーと、前記固定ダイプレートに対して前記可動ダイプレートを型開閉方向に駆動する型開閉手段と、型閉位置において前記可動ダイプレートと前記タイバーとを一体に連結するロック手段と、前記タイバーを介して、前記固定金型と前記固定金型との間に所要の型締力を付与する型締手段と、前記型開閉手段、前記ロック手段及び前記型締手段の駆動を制御するコントローラとを備えた成形機の型締装置において、
前記型開閉手段の駆動源及び前記型締手段の駆動源として、それぞれ電動サーボモータを備えると共に、
前記コントローラは、金型取付時又は金型交換時に、前記型開閉手段を駆動して、前記可動ダイプレートを型閉位置まで移動した後、前記型締手段を駆動して、前記タイバーをその軸方向に移動し、前記ロック手段に備えられたハーフナットと前記タイバーに形成されたハーフナット係合溝との噛み合わせ位置を、前記固定金型及び前記可動金型のダイハイトに応じて合致させることを特徴とする成形機の型締装置。
前記ロック手段の駆動源として、電動サーボモータを備えたことを特徴とする請求項１に記載の成形機の型締装置。
前記型締手段が、型締用電動サーボモータと、該型締用電動サーボモータの回転運動をナット体の直線運動に変換するボールねじ機構と、一端に前記ナット体が連結され、他端に前記固定ダイプレートが連結されたトグルリンク機構とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の成形機の型締装置。
前記型開閉手段が、型開閉用電動サーボモータと、該型開閉用電動サーボモータにより回転駆動されるナット体と、該ナット体が螺合され、一端が前記固定ダイプレートに固定されたねじ軸とからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の成形機の型締装置。
前記固定ダイプレート及び前記可動ダイプレートの正面形状を略四角形として、これら各ダイプレートの四隅部分に４本の前記タイバーをそれぞれ一連に貫通し、これら４本のタイバーのそれぞれに前記ハーフナット係合溝を形成すると共に、前記可動ダイプレートの四隅部分の各タイバー貫通部と対応する部分に、前記ハーフナット係合溝と係合するハーフナットを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の成形機の型締装置。
前記型締手段として、正面形状が略四角形に形成された固定ダイプレート及び前記可動ダイプレートの対向する二辺の一方側に配置された２本のタイバーに型締力を付与する第１型締手段と、他方側に配置された他の２本のタイバーに型締力を付与する第２型締手段とを備えたことを特徴とする請求項５に記載の成形機の型締装置。