JP5946788B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置のキャビティ空間に溶融した樹脂を充填し、固化させることによって成形品を製造する。金型装置は固定金型及び可動金型で構成され、型締め完了時に固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。金型装置の型閉じ、型締め、及び型開きは型締装置によって行われる。型締装置として、倍力機構であるトグル機構を含む型締装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

この型締装置は、固定プラテン、固定プラテンと間隔をおいて配設されるトグルサポート、固定プラテンとトグルサポートとの間に架設される複数のタイバー、タイバーに沿って移動自在な可動プラテン、及び可動プラテンとトグルサポートとの間に配設されるトグル機構等で構成される。固定プラテンにおける可動プラテンとの対向面に固定金型が、可動プラテンにおける固定プラテンとの対向面に可動金型が取り付けられる。トグル機構が作動すると、可動プラテンが固定プラテンに対して接離し、金型装置の型閉じ、型締め、及び型開きが行われる。

特開２００６−３０５９４５号公報

従来、トグルサポートやタイバーが必要であったので、射出成形機の全長が長く、射出成形機の重量が重かった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、全長が短く、重量が軽量な射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様による射出成形機は、
固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
可動金型が取り付けられ、前記固定プラテンに対して型開閉方向と平行に移動可能な可動プラテンと、
前記固定プラテン及び前記可動プラテンの一方に対して一端部が回動自在に支持される短リンクと、
前記固定プラテン及び前記可動プラテンの他方に対して一端部が回動自在に支持され、前記短リンクよりも長い長リンクと、
前記短リンクの他端部と、前記長リンクの他端部とを回動自在に支持するリンク支持部と、
前記固定プラテンに対して一端部が回動自在に支持される前記短リンク又は前記長リンクの回動軸を中心に前記リンク支持部を回動させる回動機構とを備え、
前記リンク支持部が回動されることで前記可動プラテンが前記固定プラテンに接離し、前記短リンクに作用する圧縮力及び前記長リンクに作用する引張力に対応した型締力が生じ、
前記長リンクは、前記固定プラテン及び前記可動プラテンの前記他方に対して一端部が回動自在に支持されるプラテン側リンクと、前記短リンクに対して一端部が回動自在に支持される短リンク側リンクとを含み、前記プラテン側リンクの他端部と前記短リンク側リンクの他端部とが回動自在に連結され、
前記固定プラテン及び前記可動プラテンの前記他方に対する前記プラテン側リンクの回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる第１リンクロック機構を備える。

本発明の一態様によれば、全長が短く、重量が軽量な射出成形機が提供される。

本発明の第１実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。 第１実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。 第１実施形態による射出成形機の型締め完了時の状態を示す図である。 図３のIV-IV線に沿った断面図である。 図３の射出成形機を前方から見た図である。 型締め完了時に長リンクと短リンクとの連結を解除した場合の長リンクと短リンクとの関係を示す図である。 型開閉方向及び回動軸方向と垂直な方向にリンク支持部を押す力と、型開閉方向と平行な方向に可動側ピンを押す力との関係を示す模式図である。 本発明の第２実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。 第２実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。 第２実施形態による射出成形機の型締め完了時の状態を示す図である。 本発明の第３実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。 第３実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。 第３実施形態による射出成形機の型締め完了時の状態を示す図である。 第３実施形態による射出成形機の金型交換時の状態を示す図である。 図１３のXV-XV線に沿った断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、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て説明する。各図面において、Ｘ方向は型開閉方向と平行な方向、Ｙ方向は短リンク２１や長リンク２２等の回動軸方向と平行な方向、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向と互いに垂直な方向である。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。図２は、第１実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。図３は、第１実施形態による射出成形機の型締め完了時の状態を示す図である。図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。図５は、図３の射出成形機を前方から見た図である。尚、図５において便宜上、射出装置の図示を省略する。図６は、型締め完了時に長リンクと短リンクとの連結を解除した場合の長リンクと短リンクとの関係を示す図である。

射出成形機１０は、図１等に示すように、フレーム１１と、フレーム１１に固定された固定プラテン１２と、フレーム１１に固定されたガイドＧｄと、ガイドＧｄに沿って移動自在な可動プラテン１３とを備える。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型１４が、可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型１５が取り付けられる。固定金型１４と可動金型１５とで金型装置１６が構成される。可動プラテン１３が固定プラテン１２に対して接離することで、金型装置１６の型閉じ、型締め、及び型開きが行われる。

射出成形機１０は、固定プラテン１２に対して一端部が回動自在に支持される短リンク２１と、可動プラテン１３に対して一端部が回動自在に支持され、短リンク２１よりも長い長リンク２２と、短リンク２１の他端部と長リンク２２の他端部とを回動自在に支持するリンク支持部２３とをさらに備える。短リンク２１の幅と、長リンク２２の幅とは、図３等に示すように同じでもよいし、異なってもよい。

短リンク２１は、固定側ピン２４を介して固定プラテン１２に支持される。短リンク２１は、固定側ピン２４の軸部２４ａを中心に回動自在である。固定側ピン２４の軸部２４ａは、図４に示すように固定プラテン１２のピン孔及び短リンク２１のピン孔に回動自在に挿通される。固定側ピン２４の軸部２４ａの先端部にはねじ部が形成される。このねじ部に螺合される固定側ナット２５と、固定側ピン２４の頭部２４ｂとで、短リンク２１の抜け止めがなされ、短リンク２１の回動軸方向（Ｙ方向）への移動が制限されている。

尚、本実施形態では、固定側ピン２４の軸部２４ａが、短リンク２１及び固定プラテン１２と別に設けられるが、短リンク２１の一部又は固定プラテン１２の一部として設けられてもよい。

長リンク２２は、可動側ピン２６を介して可動プラテン１３に支持される。長リンク２２は、可動側ピン２６の軸部２６ａを中心に回動自在である。可動側ピン２６の軸部２６ａは、図４に示すように可動プラテン１３のピン孔及び長リンク２２のピン孔に回動自在に挿通される。可動側ピン２６の軸部２６ａの先端部にはねじ部が形成される。このねじ部に螺合される可動側ナット２７と、可動側ピン２６の頭部２６ｂとで、長リンク２２の抜け止めがなされ、長リンク２２の回動軸方向（Ｙ方向）への移動が制限されている。

可動側ピン２６は、可動プラテン１３と共に型開閉方向に移動自在である。可動側ピン２６の移動経路と同一平面上に、固定側ピン２４が配置される。図３に示すように短リンク２１と長リンク２２とがＹ方向視で略一直線上に重なるとき、短リンク２１及び長リンク２２が型開閉方向と略平行になる。

尚、本実施形態では、可動側ピン２６の軸部２６ａが、長リンク２２及び可動プラテン１３と別に設けられるが、長リンク２２の一部又は可動プラテン１３の一部として設けられてもよい。

長リンク２２は、図４及び図５に示すように、短リンク２１よりも、固定金型１４及び可動金型１５の中心線から遠い位置に配置される。長リンク２２が可動側ピン２６を中心に回動するとき、固定側ピン２４と接触するのを防止することができる。

リンク支持部２３は、例えばリンクピン２８で構成される。リンクピン２８の軸部２８ａは、図４に示すように短リンク２１のピン孔及び長リンク２２のピン孔に回動自在に挿通される。短リンク２１と、長リンク２２とは、リンクピン２８の軸部２８ａを中心に相対回動自在である。

尚、本実施形態では、リンクピン２８の軸部２８ａが、短リンク２１及び長リンク２２と別に設けられるが、短リンク２１の一部又は長リンク２２の一部として設けられてもよい。また、リンクピン２８の軸部２８ａが、後述の第３リンク３１の一部として設けられてもよい。

尚、短リンク２１と長リンク２２との配置は逆であってもよく、短リンク２１の一端部が可動側ピン２６を介して可動プラテン１３に対して回動自在に支持され、長リンク２２の一端部が固定側ピン２４を介して固定プラテン１２に対して回動自在に支持されてもよい。この場合、型締め完了時にＹ方向視で、短リンク２１及び長リンク２２の固定側ピン２４から前方に突き出す部分が短く、固定金型１４の前方に設置される射出装置移動装置の設計の自由度が高い。射出装置移動装置は、固定金型１４に対して射出装置４０を接離させる装置である。一方、図１に示す配置の場合、型開き完了時に可動プラテン１３に対して一端部が回動自在に支持される長リンク２２の長手方向とＸ方向とのなす角が小さい。そのため、型開き開始時に長リンク２２から可動プラテン１３に加えられる推進力が大きなＸ方向成分を有し、可動プラテン１３の始動が円滑に行われる。

短リンク２１及び長リンク２２は、型閉じ完了時に、長手方向にほとんど伸縮しておらず、自然長となっている。型閉じ完了時に、図２に示すように、長リンク２２の両端部の回動中心間の距離Ｌ１（以下、「長リンクの長さＬ１」という）は、短リンク２１の両端部の回動中心間の距離Ｌ２（以下、「短リンクの長さＬ２」という）よりも長い（Ｌ２＜Ｌ１）。また、型閉じ完了時に、長リンク２２の長さＬ１は、固定側ピン２４の中心と可動側ピン２６の中心との間の距離Ｌ３（以下、「プラテン間距離Ｌ３」という）よりも長い（Ｌ３＜Ｌ１）。さらに、型閉じ完了時に、長リンク２２の長さＬ１は、短リンク２１の長さＬ２と、プラテン間距離Ｌ３との和よりも僅かに短い（Ｌ１＜Ｌ２＋Ｌ３）。これにより、詳しくは後述するが、型締め完了時に、短リンク２１と長リンク２２とがＹ方向視で略一直線上に重なり、短リンク２１に圧縮力が作用し、長リンク２２に引張力が作用する。

射出成形機１０は、固定側ピン２４の軸部２４ａを中心にリンク支持部２３を回動させる回動機構３０をさらに備える。回動機構３０は、例えば図１等に示すように、リンク支持部２３に対して一端部が回動自在に支持される第３リンク３１と、第３リンク３１の他端部が回動自在に支持され、型開閉方向と平行に移動自在なスライダ３２と、スライダ３２を移動させるスライダ駆動源としての型締めモータ３３とを有する。

第３リンク３１は、リンクピン２８の軸部２８ａを中心に回動自在である。リンクピン２８の軸部２８ａは、図４に示すように第３リンク３１のピン孔に回動自在に挿通される。リンクピン２８の軸部２８ａの先端部にはねじ部が形成される。このねじ部に螺合されるリンク支持ナット２９と、リンクピン２８の頭部２８ｂとが、短リンク２１及び長リンク２２の第３リンク３１に対する回動軸方向（Ｙ方向）への移動を制限する。また、第３リンク３１は、短リンク２１及び長リンク２２に対して、リンクピン２８の軸部２８ａを中心に相対回動自在である。

第３リンク３１は、一対の短リンク２１の間に配設される。第３リンク３１は、一対のリンク支持部２３を介して、一対の長リンク２２の回動軸方向（Ｙ方向）における相対移動を制限する。

第３リンク３１は、スライダピン３４を介して、スライダ３２に支持される。第３リンク３１は、スライダピン３４の軸部３４ａを中心に回動自在である。スライダピン３４の軸部３４ａは、図４に示すようにスライダ３２のピン孔及び第３リンク３１のピン孔に回動自在に挿通される。スライダピン３４の軸部３４ａの先端部にはねじ部が形成される。このねじ部に螺合されるナットと、スライダピン３４の頭部３４ｂとで、第３リンク３１の回動軸方向（Ｙ方向）への移動が制限されている。

第３リンク３１の両端部の回動中心間の距離Ｌ４（以下、「第３リンク３１の長さＬ４」という、図２参照）は、長リンク２２と短リンク２１とが型締め完了時にＹ方向視で略一直線上に重なるように適宜設定される。例えば、第３リンク３１の長さＬ４は、短リンク２１の長さＬ２と同じであってよい。

スライダ３２は、フレーム１１に固定されるガイド３６に沿って進退自在である。スライダ３２と、型締めモータ３３との間には、型締めモータ３３の回転運動を直線運動に変換してスライダ３２に伝達する伝達機構としてのボールねじ機構３７が設けられている。

ボールねじ機構３７は、例えば型締めモータ３３の出力軸３３ａに固定されるボールねじナット３７ａと、ボールねじナット３７ａに螺合されるボールねじ軸３７ｂとで構成される。ボールねじ軸３７ｂは、円筒状の出力軸３３ａを貫通し、出力軸３３ａの軸方向に移動自在となっている。ボールねじ軸３７ｂの先端は、スライダ３２に固定される。型締めモータ３３の出力軸３３ａが正逆回転すると、ボールねじナット３７ａが正逆回転し、ボールねじ軸３７ｂが進退し、スライダ３２が進退する。

尚、本実施形態では、スライダ駆動源として型締めモータ３３が用いられ、ボールねじ機構３７が型締めモータ３３の回転運動を直線運動に変換してスライダ３２に伝達するが、スライダ駆動源の種類は特に限定されない。例えば、スライダ駆動源としてリニアモータ又は流体圧シリンダが用いられてもよく、ボールねじ機構３７がなくてもよい。

また、本実施形態のボールねじ機構３７は、ボールねじナット３７ａが正逆回転し、ボールねじ軸３７ｂが進退する機構であるが、ボールねじ軸が回転し、ボールねじナットが進退する機構であってもよく、その機構は特に限定されない。

次に、上記構成の射出成形機の動作について説明する。

図１に示す型開き完了の状態で、型締めモータ３３がスライダ３２を前進させると、リンク支持部２３及び短リンク２１が固定側ピン２４を中心に反時計回りに回動する。このとき、長リンク２２は、可動側ピン２６を中心に反時計回りに回動しながら前進し、可動プラテン１３が前進し、型閉じが行われる。このとき、短リンク２１と長リンク２２とのなす角θ（図７参照）が徐々に小さくなり、短リンク２１と長リンク２２とが徐々に閉じる。短リンク２１と長リンク２２とが徐々に閉じることにより、可動金型１５が固定金型１４に接近する。可動金型１５が固定金型１４と当接すると、型閉じが完了する。

型閉じ完了時に、短リンク２１と長リンク２２とは、図２に示すようにＹ方向視で略一直線上に重なる直前の状態である。型閉じ完了時に、長リンク２２の長さＬ１は、短リンク２１の長さＬ２と、プラテン間距離Ｌ３との和よりも僅かに短い（Ｌ１＜Ｌ２＋Ｌ３）。型閉じ完了の状態から、リンク支持部２３、短リンク２１、及び長リンク２２が反時計回りにさらに回動すると、型締力が生じる。

図７は、型開閉方向及び回動軸方向と垂直な方向（Ｚ方向）にリンク支持部２３を押す力Ｐと、型開閉方向と平行な方向（Ｘ方向）に可動側ピン２６を押す力Ｆとの関係を示す模式図である。

リンク支持部２３をＺ方向に押す力Ｐと、可動側ピン２６をＸ方向に押す力Ｆとの増力比Ｆ／Ｐは、下記式（１）で表される。
Ｆ／Ｐ＝ｓｉｎα×ｓｉｎβ／ｓｉｎ（α＋β）・・・（１）
式（１）中、αは短リンク２１の長手方向とＺ方向とのなす角、βは長リンク２２の長手方向とＺ方向とのなす角を表す。

式（１）から明らかなように、α及びβが９０°に近づくほど、増力比Ｆ／Ｐが大きくなり、大きな型締力が得られることがわかる。

型締め完了時に、短リンク２１と長リンク２２とは、図３に示すようにＹ方向視で略一直線上に重なり、α及びβが略９０°となる。従って、短リンク２１と長リンク２２とで型締めモータ３３の駆動力を倍力することができ、大きな型締力を得ることができる。また、従来必要であったトグルサポートやタイバーが不要となるので、射出成形機１０の全長の短縮、射出成形機１０の軽量化が可能である。

型締め完了時に、金型装置１６には型締力が生じ、その反作用として、短リンク２１には圧縮力が生じ、長リンク２２には引張力が生じる。型締め完了時に、リンク支持部２３による短リンク２１と長リンク２２との連結を解除した場合、図６に示すように、短リンク２１は伸びて自然長に戻り、長リンク２２は縮んで自然長に戻る。

尚、型閉じ完了時から型締め完了時までの間に、プラテン間距離はほとんど変化しない。固定プラテン１２、可動プラテン１３、及び金型装置１６は、長リンク２２や短リンク２１よりも高い剛性を有し、型締力によってほとんど弾性変形しない。

型締め完了時に、短リンク２１及び長リンク２２は、図３に示すように型開閉方向と略平行になる。従って、金型装置１６に作用する型締力と、短リンク２１に作用する圧縮力、及び長リンク２２に作用する圧縮力とが略平行となる。これにより、Ｙ方向視での回転モーメントの発生が抑えられる。

型締め完了時に、短リンク２１に生じる圧縮力と、長リンク２２に生じる引張力とによって、Ｚ方向視でリンク支持部２３に回転モーメントが生じる。このとき、一対のリンク支持部２３は第３リンク３１を介して連結されており、一対のリンク支持部２３のＹ方向における相対移動が制限できる。これにより、型締め完了時にリンク支持部２３、長リンク２２、短リンク２１の意図しない変形を抑制することができる。

型締め完了の状態で、固定金型１４と可動金型１５との間に図４に示すキャビティ空間Ｃが形成される。キャビティ空間Ｃに射出装置４０から溶融した樹脂が充填され、固化されて成形品となる。

続いて、型締めモータ３３がスライダ３２を後退させると、リンクピン２８及び短リンク２１が固定側ピン２４を中心に時計回りに回動する。このとき、長リンク２２が可動側ピン２６を中心に時計回りに回動しながら後退し、可動プラテン１３が後退し、型開きが行われる。

その後、エジェクタ装置が金型装置１６から成形品を突き出す。突き出された成形品は、成形品取り出し機によって射出成形機１０の外部に取り出される。

型開き完了時に、長リンク２２が、図１に示すように型開閉方向に対して傾斜する。そのため、金型装置の側方に設置される成形品取り出し機が成形品を容易に取り出しできる。
また、金型装置１６の交換が容易である。金型装置１６の交換は、成形品の種類の変更、メンテナンスなどの目的で行われる。

ところで、金型装置１６が交換されると、金型装置１６の厚さ（固定金型１４の厚さと可動金型１５の厚さとの合計）が変わることがある。金型装置１６の厚さは、金型装置１６の温度変化によっても変わる。金型装置１６の厚さが変わると、型閉じ完了時における短リンク２１と長リンク２２とのなす角θ（図７参照）が変わり、型締力が変わる。

そこで、可動プラテン１３は、可動金型１５が取り付けられる金型取付部としての金型固定板４１と、長リンク２２の一端部が回動自在に取り付けられるリンク取付部としての箱形部材４２と、調整機構部４３とを備える。

金型固定板４１は、フレーム１１上に敷設されるガイドＧｄに沿って進退自在である。金型固定板４１における固定プラテン１２との対向面に可動金型１５が取り付けられる。

箱形部材４２は前方に開放されており、箱形部材４２の内部には型開き後に金型装置１６から成形品を突き出すためのエジェクタ装置が配設される。

箱形部材４２は、可動側ピン２６の軸部２６ａを介して、長リンク２２の一端部を回動自在に支持する長リンク支持部４７を有する。長リンク支持部４７は、可動側ピン２６の軸部２６ａを回動自在に支持する一対の取付板部４７ａ、４７ｂで構成される。一対の取付板部４７ａ、４７ｂの間に長リンク２２の一端部が挿入されている。型締め完了時に可動側ピン２６を介して長リンク２２から箱形部材４２に加わる負荷が一対の取付板部４７ａ、４７ｂに分散するので、箱形部材４２の変形を抑えることができる。また、型締め完了時にＺ方向視で可動側ピン２６の回転を抑えることができる。

調整機構部４３は、金型固定板４１と箱形部材４２との型開閉方向と平行な方向における相対位置を調整可能に、金型固定板４１と箱形部材４２とを連結する。調整機構部４３は、例えば、金型固定板４１に固定される複数（例えば４本）の調整ロッド４４、及び調整ロッド４４に形成されるねじ軸部４５と螺合される調整ナット４６等で構成される。複数の調整ロッド４４に対応して、複数の調整ナット４６が用いられる。

調整ロッド４４の軸方向は型開閉方向と平行である。調整ロッド４４の前端は、金型固定板４１の後端面に固定される。調整ロッド４４は、箱形部材４２を貫通する。

調整ナット４６は、箱形部材４２に対して回転自在に、且つ進退不能に支持されている。例えば、調整ナット４６は、箱形部材４２の底壁部を貫通する円筒部、及び該円筒部の両端部に形成されるフランジ部等で構成される。２つのフランジ部の間に箱形部材４２の底壁部が配設される。円筒部と各フランジ部とは一体に形成されてもよいし、別途形成され係合されてもよい。

調整ナット４６及びねじ軸部４５によって運動方向変換部が構成され、該運動方向変換部において、調整ナット４６の回転運動が調整ロッド４４の直進運動に変換される。調整ナット４６を回転させる調整用駆動源としての型厚モータは、箱形部材４２に固定されている。

複数の調整ナット４６が同期して回転すると、複数の調整ロッド４４が箱形部材４２に対して進退する。箱形部材４２と金型固定板４１との型開閉方向における相対位置が金型装置１６の厚さに応じて最適化され、型閉じ完了時における短リンク２１と長リンク２２とのなす角θが所望の値に保たれる。よって、型締め完了時に適切な型締力が得られる。

型厚調整には、長リンク２２の長さＬ１、又は短リンク２１の長さＬ２を可変とする機構を用いてもよいが、本実施形態の機構の方がより高い耐久性を有する。

［第２実施形態］
上記第１実施形態の回動機構は、第３リンク３１、スライダ３２、及び型締めモータ３３等で構成される。これに対して、本実施形態の回動機構は、伸縮アクチュエータ、及びアクチュエータ支持部等で構成される点で相違する。以下、相違点について主に説明する。

図８は、本発明の第２実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。図９は、第２実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。図１０は、第２実施形態による射出成形機の型締め完了時の状態を示す図である。

本実施形態の回動機構１３０は、図８等に示すように、リンク支持部２３に対して一端部が回動自在に支持される伸縮アクチュエータ１３１と、伸縮アクチュエータ１３１の他端部を回動自在に支持する固定側支持部１３２とを有する。

伸縮アクチュエータ１３１は、例えば流体圧シリンダで構成され、シリンダ本体１３３と、シリンダ本体１３３から伸縮可能に突出するシリンダロッド１３４と、シリンダロッド１３４の先端に形成されるリング部１３５とを有する。

尚、本実施形態の伸縮アクチュエータ１３１は、流体圧シリンダで構成されるが、例えばボールねじ機構を用いた機械式のアクチュエータでもよく、伸縮アクチュエータ１３１の構成は特に限定されない。

伸縮アクチュエータ１３１は、図４に示すリンクピン２８の軸部２８ａを中心に回動自在である。リンクピン２８の軸部２８ａは、リング部１３５のピン孔に回動自在に挿通される。リンクピン２８の軸部２８ａの先端部にはねじ部が形成される。このねじ部に螺合されるリンク支持ナット２９と、リンクピン２８の頭部２８ｂとで、短リンク２１及び長リンク２２のリング部１３５に対する回動軸方向（Ｙ方向）への移動が制限されている。

固定側支持部１３２は、フレーム１１に対して固定される。固定側支持部１３２は、例えば、シリンダ本体１３３のピン孔に回動自在に挿通されるシリンダピン１３６、シリンダピン１３６を回動自在に支持する一対のシリンダ支持板１３７等で構成される。一対のシリンダ支持板１３７の間にシリンダ本体１３３が配設される。

図８に示す型開き完了の状態で、伸縮アクチュエータ１３１が伸びると、リンク支持部２３及び短リンク２１が固定側ピン２４を中心に反時計回りに回動する。このとき、長リンク２２は、可動側ピン２６を中心に反時計回りに回動しながら前進し、可動プラテン１３が前進し、型閉じが行われる。このとき、短リンク２１と長リンク２２とのなす角θ（図７参照）が徐々に小さくなり、短リンク２１と長リンク２２とが徐々に閉じる。短リンク２１と長リンク２２とが徐々に閉じることにより、可動金型１５が固定金型１４に接近する。可動金型１５が固定金型１４と当接すると、型閉じが完了する。

型閉じ完了時に、短リンク２１と長リンク２２とは、図８に示すようにＹ方向視で略一直線上に重なる直前の状態である。型閉じ完了時に、第１実施形態と同様に、長リンク２２の長さＬ１は、短リンク２１の長さＬ２と、プラテン間距離Ｌ３との和よりも僅かに短い（Ｌ１＜Ｌ２＋Ｌ３）。型閉じ完了の状態から、リンク支持部２３、及び短リンク２１が反時計回りにさらに回動すると、型締力が生じる。

型締め完了時に、短リンク２１と長リンク２２とは、図９に示すように略平行となり、図７に示すα及びβが略９０°となる。従って、大きな型締力が得られる。このとき、短リンク２１には圧縮力が生じ、長リンク２２には引張力が生じる。

本実施形態では、短リンク２１と長リンク２２とで伸縮アクチュエータ１３１の駆動力を倍力することができ、大きな型締力を得ることができる。また、従来必要であったトグルサポートやタイバーが不要となるので、射出成形機１１０の全長の短縮、射出成形機１１０の軽量化が可能である。

［第３実施形態］
上記第１実施形態では、長リンク２２が単一のリンクで構成される。これに対し、本実施形態では長リンクが複数のリンクで構成される点で相違する。以下、相違点について主に説明する。尚、本実施形態の内容は、第２実施形態に適用可能である。

図１１は、本発明の第３実施形態による射出成形機の型開き完了時の状態を示す図である。図１２は、第３実施形態による射出成形機の型閉じ完了時の状態を示す図である。図１３は、第３実施形態による射出成形機の型締め完了時の状態を示す図である。図１４は、第３実施形態による射出成形機の金型交換時の状態を示す図である。

射出成形機２１０は、図１１等に示すように、フレーム１１、固定プラテン１２、可動プラテン２１３、短リンク２１、長リンク２２２、第１リンクロック機構２６０、及びプラテンロック機構２７０などを備える。

可動プラテン２１３は、フレーム１１上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）Ｇｄに沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対して接離自在とされる。可動プラテン２１３は、第１実施形態と同様に、可動金型１５が取り付けられる金型取付部としての金型固定板２４１と、長リンク２２２の一端部が回動自在に取り付けられるリンク取付部としての箱形部材２４２と、調整機構部２４３とを備える。調整機構部２４３は、金型固定板２４１と箱形部材２４２との間隔を調整することで、型厚調整を行う。

箱形部材２４２は、前方に開放された箱形本体２４８と、箱形本体２４８から後方に突出する長リンク支持部２４７と、箱形本体２４８の側面に設けられるストッパ部２４９とを有する。箱形本体２４８内にはエジェクタ装置が配設される。長リンク支持部２４７は、可動側ピン２２６を介して長リンク２２２の一端部を回動自在に支持する。ストッパ部２４９は長リンク２２２の一端部に当接する。

長リンク２２２は、可動プラテン２１３に対して一端部が回動自在に支持されるプラテン側リンク２５１と、短リンク２１に対して一端部が回動自在に支持される短リンク側リンク２５２とを含む。プラテン側リンク２５１の他端部と、短リンク側リンク２５２の他端部とは連結ピン２５３などで回動自在に連結される。

プラテン側リンク２５１は、可動プラテン２１３に対して可動側ピン２２６を中心に回動自在とされる。プラテン側リンク２５１は、短リンク２１の長さと同程度の長さを有してよく、長手方向に対して垂直な突起部２５４を有してよい。

短リンク側リンク２５２は、プラテン側リンク２５１に対して連結ピン２５３を中心に回動自在とされ、短リンク２１に対してリンク支持部２３（リンクピン２８）を中心に回動自在とされる。短リンク側リンク２５２は、短リンク２１よりも長くてよい。

図１５は、図１３のXV−XV線に沿った断面図である。図１５において、図面を簡略化するため、型厚調整に用いられる調整機構部などの図示を省略する。図１５において、実線は第１リンクロック機構のロック状態を示し、一点鎖線は第１リンクロック機構のロック解除状態を示す。

第１リンクロック機構２６０は、可動プラテン２１３に対するプラテン側リンク２５１の回動を制限するロック状態と、制限を解除するロック解除状態とに切り替え可能である。第１リンクロック機構２６０は、例えば、図示されないギヤモータなどのモータ、回動板２６１、連結ロッド２６２、ウェッジ２６３、及びウェッジガイド２６４などで構成される。

回動板２６１は、円板状の回動板２６１の中心線を中心に両方向に回動自在とされる。回動板２６１の回動方向は、モータの回転方向を切り替えることで切り替えできる。回動板２６１の中心線は型開閉方向（Ｘ方向）に平行とされてよい。

連結ロッド２６２は、回動板２６１の回動運動をウェッジ２６３のＹ方向の直線運動に変換する。連結ロッド２６２の一端部は回動板２６１の外周部に対してピンなどで回動自在に支持され、連結ロッド２６２の他端部は円板状のウェッジ２６３に対してピンなどで回動自在に支持される。

ウェッジ２６３は、可動プラテン２１３に対してプラテン側リンク２５１の回動を制限するロック位置と、制限を解除するロック解除位置との間で移動自在とされる。ウェッジ２６３の直線運動は、ウェッジガイド２６４によって案内される。

ウェッジ２６３は、ウェッジ２６３の移動方向に対して斜めの傾斜面部２６５を有し、当該傾斜面部２６５でプラテン側リンク２５１の突起部２５４と接触する。ウェッジ２６３のＹ方向の移動に伴って、Ｚ方向にプラテン側リンク２５１が移動する。図１５に示すように、ウェッジ２６３が箱形本体２４８の端部に配設でき、図示されないエジェクタ装置が箱形本体２４８の中央部に配設できる。

プラテン側リンク２５１の突起部２５４は、ウェッジ２６３の移動方向に対して斜めの傾斜面部２５５を有してよい。プラテン側リンク２５１の傾斜面部２５５と、ウェッジ２６３の傾斜面部２６５とが面接触することで、運動方向の変換が安定化する。

尚、本実施形態では、ウェッジ２６３及びプラテン側リンク２５１の両方がウェッジ２６３の移動方向に対して斜めの傾斜面部を有するが、いずれか一方がウェッジ２６３の移動方向に対して斜めの傾斜面部を有してもよい。ウェッジ２６３のＹ方向の移動に伴って、Ｚ方向にプラテン側リンク２５１が移動できる。

ウェッジ２６３は、ロック解除位置（図１５に一点鎖線で示す位置）からロック位置（図１５に実線で示す位置）に移動すると、プラテン側リンク２５１と接触し、プラテン側リンク２５１をストッパ部２４９に押し付ける。これにより、可動プラテン２１３に対するプラテン側リンク２５１の回動が制限される。

左右一対のウェッジ２６３は、それぞれのロック位置に移動して、左右一対のプラテン側リンク２５１の回動を制限する。このとき、左右一対のウェッジ２６３と回動板２６１とを連結する２本の連結ロッド２６２は回動板２６１の中心線を挟んで略一直線上に並ぶ。２本の連結ロッド２６２から回動板２６１に作用する反力が相殺され、モータの回転トルクが軽減できる。

プラテンロック機構２７０は、固定プラテン１２に対する可動プラテン２１３の移動を制限するロック状態と、制限を解除するロック解除状態とに切り替え可能である。プラテンロック機構２７０は、例えば可動プラテン２１３に設けられ、ガイド（ガイドレール）Ｇｄをクランプするガイドクランパなどで構成される。

次に、図１１〜図１３を再度参照して、上記構成の射出成形機２１０の射出成形時の動作について説明する。射出成形時には、第１リンクロック機構２６０はロック状態とされ、プラテンロック機構２７０はロック解除状態とされる。

図１１に示す型開き完了の状態で、型締めモータ３３がスライダ３２を前進させると、短リンク２１が固定側ピン２４を中心に回動する。このとき、短リンク側リンク２５２が連結ピン２５３を中心に回動しながら前進し、可動プラテン２１３が前進し、型閉じが行われる。可動金型１５が固定金型１４と当接すると、型閉じが完了する。

型閉じ完了時に、短リンク２１と短リンク側リンク２５２とは、図１２に示すようにＹ方向視で略一直線上に重なる直前の状態である。型閉じ完了の状態から、型締めモータ３３がスライダ３２をさらに前進させると、型締力が生じる。

型締め完了時に、短リンク２１と長リンク２２２とは、図１３に示すようにＹ方向視で略一直線上に重なる。短リンク２１に作用する圧縮力及び長リンク２２２に作用する引張力に対応する型締力が金型装置１６に作用する。

型締め完了時に、短リンク２１及び長リンク２２２は、図１３に示すように型開閉方向と略平行になる。従って、金型装置１６に作用する型締力と、短リンク２１に生じる圧縮力、及び長リンク２２２に生じる圧縮力とが略平行となる。これにより、Ｙ方向視での回転モーメントの発生が抑制できる。

型締め完了の状態で、固定金型１４と可動金型１５との間にキャビティ空間が形成される。射出装置４０がキャビティ空間に樹脂を充填し、充填した樹脂が固化され成形品になる。

続いて、型締めモータ３３がスライダ３２を後退させると、短リンク２１が固定側ピン２４を中心に回動する。このとき、短リンク側リンク２５２が連結ピン２５３を中心に回動しながら後退し、可動プラテン２１３が後退し、型開きが行われる。

型開き完了後、エジェクタ装置が金型装置１６から成形品を突き出す。突き出された成形品は、成形品取り出し機によって射出成形機２１０の外部に取り出される。

次に、図１４などを参照して、上記構成の射出成形機２１０の金型交換時の動作について説明する。先ず、型閉じ完了の状態（図１２に示す状態）で、第１リンクロック機構２６０がロック状態からロック解除状態へ切り替えられ、プラテンロック機構２７０がロック解除状態からロック状態へ切り替えられる。

その後、型締めモータ３３がスライダ３２を後退させると、短リンク２１が固定側ピン２４を中心に回動する。このとき、プラテン側リンク２５１が可動側ピン２２６を中心に回動し、図１４に示すように短リンク側リンク２５２が重力によって金型装置１６の下方に退避する。

次いで、作業者は、可動プラテン２１３に対する可動金型１５の固定を解除し、固定プラテン１２に対する固定金型１４の固定を解除する。その後、作業者は、可動プラテン２１３と固定プラテン１２との間に側方（Ｙ方向）から別の金型装置を挿入し、別の金型装置で元の金型装置を押し出す。続いて、作業者は、挿入した可動金型を可動プラテン２１３に、挿入した固定金型を固定プラテン１２にそれぞれボルトなどで固定する。

本実施形態によれば、長リンク２２２がプラテン側リンク２５１及び短リンク側リンク２５２を含み、第１リンクロック機構２６０が可動プラテン２１３に対するプラテン側リンク２５１の回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる。第１リンクロック機構２６０は、射出成形時にロック状態とされ、金型交換時にロック解除状態とされる。図１３に示すように型締め時にＹ方向視で長リンク２２２と短リンク２１とが一直線上に重なる。また、図１４に示すように金型交換時に短リンク側リンク２５２が金型装置１６よりも下方に退避でき、可動プラテン２１３と固定プラテン１２との間に側方（Ｙ方向）から別の金型装置が挿入できる。金型装置をクレーンなどで吊り下げる手間が省け、金型交換が短時間で済む。

また、本実施形態によれば、プラテンロック機構２７０は、固定プラテン１２に対する可動プラテン２１３の移動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えらえる。プラテンロック機構２７０は、射出成形時にロック解除状態とされ、金型交換時にロック状態とされる。よって、射出成形時に可動プラテン２１３が進退でき、型閉じ、型締め、および型開きが実施できる。また、金型交換時に可動プラテン２１３が停止でき、可動プラテン２１３と固定プラテン１２との間隔が一定のまま、短リンク側リンク２５２が金型装置１６よりも下方に退避できる。固定プラテン１２と可動プラテン２１３との間隔が最小限で済み、可動プラテン２１３の移動時間が少なく、金型交換が短時間で済む。

尚、本実施形態では、型閉じ完了の状態で金型交換が行われるが、金型装置１６が僅かに開いた状態で金型交換が行われてもよい。

尚、短リンク２１と長リンク２２２との配置は逆であってもよい。短リンク２１の一端部が可動側ピン２２６を介して可動プラテン２１３に対して回動自在に支持され、長リンク２２２の一端部が固定側ピン２４を介して固定プラテン１２に対して回動自在に支持されてもよい。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等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、置換が可能である。

例えば、上記実施形態では、可動プラテンが型厚調整機構を有するが、固定プラテンが型厚調整機構を有してもよく、両方が型厚調整機構を有してもよい。つまり、固定プラテンが、固定金型を固定する金型固定板と、長リンクの一端部又は短リンクの一端部が回動自在に取り付けられるリンク取付部と、金型固定板とリンク取付部との型開閉方向と平行な方向における間隔を調整可能に、金型固定板とリンク取付部とを連結する調整機構部とを備えてよい。

また、上記第３実施形態の射出成形機は、第１リンクロック機構に代えて、プラテン側リンク２５１と短リンク側リンク２５２との相対的な回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる第２リンクロック機構を備えてもよい。第２リンクロック機構は、射出成形時にロック状態とされ、金型交換時にロック解除状態とされる。型締め時にＹ方向視で長リンク２２２と短リンク２１とが一直線上に重なる。また、金型交換時に短リンク側リンク２５２が金型装置１６よりも下方に退避でき、可動プラテン２１３と固定プラテン１２との間に側方（Ｙ方向）から別の金型装置が挿入できる。金型装置をクレーンなどで吊り下げる手間が省け、金型交換が短時間で済む。射出成形機は、第１リンクロック機構と、第２リンクロック機構とを両方備えてもよい。

１０ 射出成形機
１１ フレーム
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１４ 固定金型
１５ 可動金型
１６ 金型装置
２１ 短リンク
２２ 長リンク
２３ リンク支持部
２４ 固定側ピン
２４ａ 軸部（短リンクの回動軸）
２６ 可動側ピン
２６ａ 軸部（長リンクの回動軸）
２８ リンク支持ピン
２９ リンク支持ナット
３０ 回動機構
３１ 第３リンク
３２ スライダ
３３ 型締めモータ（スライダ駆動源）
４１ 金型固定板（金型取付部）
４２ 箱形部材（リンク取付部）
４３ 調整機構部
４４ 調整ロッド
４５ ねじ軸部
４６ 調整ナット
１１０ 射出成形機
１３０ 回動機構
１３１ 伸縮アクチュエータ
１３２ 固定側支持部
１３６ シリンダ支持ピン
１３７ シリンダ支持板
２１０ 射出成形機
２２２ 長リンク
２５１ プラテン側リンク
２５２ 短リンク側リンク
２６０ 第１リンクロック機構
２７０ プラテンロック機構

Claims (12)

1. 固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
   可動金型が取り付けられ、前記固定プラテンに対して型開閉方向と平行に移動可能な可動プラテンと、
   前記固定プラテン及び前記可動プラテンの一方に対して一端部が回動自在に支持される短リンクと、
   前記固定プラテン及び前記可動プラテンの他方に対して一端部が回動自在に支持され、前記短リンクよりも長い長リンクと、
   前記短リンクの他端部と、前記長リンクの他端部とを回動自在に支持するリンク支持部と、
   前記固定プラテンに対して一端部が回動自在に支持される前記短リンク又は前記長リンクの回動軸を中心に前記リンク支持部を回動させる回動機構とを備え、
   前記リンク支持部が回動されることで前記可動プラテンが前記固定プラテンに接離し、前記短リンクに作用する圧縮力及び前記長リンクに作用する引張力に対応した型締力が生じ、
   前記長リンクは、前記固定プラテン及び前記可動プラテンの前記他方に対して一端部が回動自在に支持されるプラテン側リンクと、前記短リンクに対して一端部が回動自在に支持される短リンク側リンクとを含み、前記プラテン側リンクの他端部と前記短リンク側リンクの他端部とが回動自在に連結され、
   前記固定プラテン及び前記可動プラテンの前記他方に対する前記プラテン側リンクの回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる第１リンクロック機構を備える、射出成形機。
2. 固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
   可動金型が取り付けられ、前記固定プラテンに対して型開閉方向と平行に移動可能な可動プラテンと、
   前記固定プラテン及び前記可動プラテンの一方に対して一端部が回動自在に支持される短リンクと、
   前記固定プラテン及び前記可動プラテンの他方に対して一端部が回動自在に支持され、前記短リンクよりも長い長リンクと、
   前記短リンクの他端部と、前記長リンクの他端部とを回動自在に支持するリンク支持部と、
   前記固定プラテンに対して一端部が回動自在に支持される前記短リンク又は前記長リンクの回動軸を中心に前記リンク支持部を回動させる回動機構とを備え、
   前記リンク支持部が回動されることで前記可動プラテンが前記固定プラテンに接離し、前記短リンクに作用する圧縮力及び前記長リンクに作用する引張力に対応した型締力が生じ、
   前記長リンクは、前記固定プラテン及び前記可動プラテンの前記他方に対して一端部が回動自在に支持されるプラテン側リンクと、前記短リンクに対して一端部が回動自在に支持される短リンク側リンクとを含み、前記プラテン側リンクの他端部と前記短リンク側リンクの他端部とが回動自在に連結され、
   前記プラテン側リンクと前記短リンク側リンクとの相対的な回動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられる第２リンクロック機構を備える
   、射出成形機。
3. 型締め完了時に、前記長リンク及び前記短リンクが前記型開閉方向と略平行となる請求項１または２に記載の射出成形機。
4. 前記短リンク、前記長リンク、及び前記リンク支持部は、一対ずつ設けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
5. 前記固定プラテンに対する前記可動プラテンの移動を制限するロック状態とロック解除状態とに切り替えられるプラテンロック機構を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記回動機構は、前記リンク支持部の変形を抑制する請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機。
7. 前記長リンクは、前記短リンクよりも、前記固定金型及び前記可動金型の中心線から遠い位置に配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形機。
8. 前記可動プラテンは、前記可動金型が取り付けられる金型取付部と、前記長リンクの一端部又は前記短リンクの一端部が回動自在に取り付けられるリンク取付部と、前記金型取付部と前記リンク取付部との型開閉方向と平行な方向における相対位置を調整可能に前記金型取付部と前記リンク取付部とを連結する調整機構部とを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出成形機。
9. 前記固定プラテンは、前記固定金型が取り付けられる金型取付部と、前記長リンクの一端部又は前記短リンクの一端部が回動自在に取り付けられるリンク取付部と、前記金型取付部と前記リンク取付部との型開閉方向と平行な方向における相対位置を調整可能に前記金型取付部と前記リンク取付部とを連結する調整機構部とを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の射出成形機。
10. 前記回動機構は、前記リンク支持部に一端部が回動自在に支持される第３リンクと、該第３リンクの他端部を回動自在に支持し、型開閉方向と平行に移動自在なスライダと、該スライダを移動させるスライダ駆動源とを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の射出成形機。
11. 前記回動機構は、前記リンク支持部に一端部が回動自在に支持される伸縮アクチュエータと、該伸縮アクチュエータの他端部を回動自在に支持する固定側支持部とを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の射出成形機。
12. 固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
    可動金型が取り付けられ、前記固定プラテンに対して型開閉方向と平行に移動可能な可動プラテンと、
    前記固定プラテン及び前記可動プラテンの一方に対して一端部が回動自在に支持される短リンクと、
    前記固定プラテン及び前記可動プラテンの他方に対して一端部が回動自在に支持され、前記短リンクよりも長い長リンクと、
    前記短リンクの他端部と、前記長リンクの他端部とを回動自在に支持するリンク支持部と、
    前記固定プラテンに対して一端部が回動自在に支持される前記短リンク又は前記長リンクの回動軸を中心に前記リンク支持部を回動させる回動機構とを備え、
    前記リンク支持部が回動されることで前記可動プラテンが前記固定プラテンに接離し、前記短リンクに作用する圧縮力及び前記長リンクに作用する引張力に対応した型締力が生じ、
    前記回動機構は、前記リンク支持部に一端部が回動自在に支持される第３リンクと、該第３リンクの他端部を回動自在に支持し、型開閉方向と平行に移動自在なスライダと、該スライダを移動させるスライダ駆動源とを有する、射出成形機。

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