JP6147722B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機、ダイカストマシンなどに適用される型締装置に関する。

電動モータにより駆動されるトグルリンク機構を介して型締め力を得る型締装置が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２）。なお、トグルリンク機構の最小限の要素は、二つのリンクと一つのスライダーから構成されるリンク機構と定義される。
特許文献１は、タイバーに張力を加える型締め手段が、一対をなすタイバーの先端に共通で設けられた一組のトグルリンク機構をボールねじを介してサーボモータで駆動する。この型締装置は、４本のタイバーに対して二組のトグルリンク機構が配置されるが、４本のタイバーが同時に型締めに供される。
特許文献２は、タイバーに張力を加える型締め手段として、可動プラテンを貫通するタイバーに係合離脱する割りナットを有するエンドブロックを配置し、エンドブロックと可動プラテンを連結するトグルリンク機構を設ける。特許文献２は、複数のトグルリンク機構に連結して伸縮させる共通のクロスヘッドを駆動することで型締めする。この型締装置も、４本のタイバーが同時に型締めに供される。

特開２００２−２２５１００号公報 ＷＯ２０１２／０９０７３４公報

特許文献１及び特許文献２の型締装置は、リンクを駆動する駆動装置は一つで複数のタイバーを牽引駆動しているため、２本あるいは４本のタイバーが同時に同じ速度、ストロークで動作する。このために、型盤または金型の局部変形量の差により、固定プラテンと可動プラテンの間の平行度が崩れた場合に、２本あるいは４本のタイバーに不均等で過大な力が発生し、タイバーが折損する虞がある。
また、金型を寸開した状態で溶融樹脂を充填し、固定プラテンと可動プラテンを平行に閉める射出圧縮動作における溶融樹脂からの反力の重心、または発泡成形時に金型に溶融樹脂を充填後に固定プラテンと可動プラテンを平行に開くコアバック動作において、樹脂の発泡圧力による金型を押し開く力の重心が、型盤面内において偏った位置にある場合がある。この場合には、例えば、溶融樹脂から固定プラテンおよび可動プラテンを押す力の重心が、プラテンの中央から下方に位置した場合、固定プラテンと可動プラテン間の距離は、下方が上方よりも大きく開き平行度が崩れる。しかし、リンクを駆動する駆動装置は一つで複数のタイバーを牽引駆動している特許文献１及び特許文献２の型締装置では、固定プラテンと可動プラテンの間の平行度が崩れても補正することができない。この場合、固定金型と可動金型の嵌め合わせ部などが破損する虞がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、４本のタイバーのそれぞれを個別に、しかも高精度に制御できるリンク駆動の型締装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもとなされた、本発明の型締装置は、固定金型を保持する固定プラテンと、固定プラテンに対して進退可能に設けられ、可動金型を保持する可動プラテンと、型締めの際に固定プラテンと可動プラテンを接続する複数のタイバーと、型締めの際に複数のタイバーをそれぞれ牽引することにより、固定金型と可動金型との間に型締め力を生じさせる牽引装置と、を備える。
本発明における牽引装置は、固定プラテンの背面に、複数のタイバーのそれぞれに対応して設けられるものであり、かつ、固定プラテンとタイバーとを連結するトグルリンク機構と、トグルリンク機構を駆動するアクチュエータによる駆動機構と、を備え、複数のトグルリンク機構が、タイバーの周囲を取り囲むように、周方向に均等間隔で配置され、タイバーの周囲に環状に連なるリンクヘッドで連結されること、を特徴とする。

本発明の型締装置は、それぞれのタイバーに個別にトグルリンク機構を連結させているので、トグルリンクを駆動するアクチュエータ動作に対して機械的にタイバーが遅れなく同期して動作することから、高応答で高精度なタイバーの個別制御が可能となる。したがって、型盤（固定プラテン，可動プラテン）又は金型（固定金型，可動金型）の局部変形により型盤間の平行度が崩れた場合でも、各タイバーを個別に高精度な位置制御、速度制御、力制御が可能なため、型締めの際には複数のタイバーそれぞれ同じ力を発生するように制御することで、金型に均等な型締め力が加えられ、かつ、タイバーに過大な負荷が発生しない為、タイバーの折損を防止できる。また、コアバック成形あるいは射出圧縮成形において、樹脂の偏心した反力を受けた場合でも、タイバーを個別に位置制御することで可動プラテンと固定プラテンを常に平行に制御しながら型閉または型開することで高精度な成形と金型の損傷の防止が実現される。
また、本発明の型締装置は、トグルリンク機構が固定プラテンの背面に設置されるが、この領域は、射出成形機の射出ユニットが設けられる領域に属し、しかも固定プラテンの４隅にあるタイバーそれぞれに小型のトグルリンク機構を設けることで射出ユニット、より具体的な例として固定プラテンの中央に配置されるスクリュシリンダとの干渉を避けて型締め機構を射出ユニットと並列に配置することができる。したがって、本発明によると、タイバーの高精度な制御を実現しながらも、従来の同等の機長で収まる射出成形機を提供することができる。

本発明の型締装置において、トグルリンク機構は、二つのトグル要素を備えるダブルトグルリンク機構からなることが好ましい。これにより、格別スペースを必要とせずに、高い倍力比を得ることができる。

本発明の型締装置において、牽引装置は、複数のトグルリンク機構が、タイバーの周囲を取り囲むように、周方向に均等間隔で配置されることが好ましい。これにより、複数のトグルリンク機構を動作させたときの、タイバーに加わる周方向の力を均等にできるので、タイバーに撓みが生じるのを防ぐと同時に特定のトグルリンク機構に負荷が偏り過大な応力が発生することによるトグルリンク機構の破損を防いで、高精度な位置制御を実現できる。

本発明の型締装置において、複数のトグルリンク機構は、タイバーの周囲に環状に連なるリンクヘッドで連結されることが好ましい。これにより、タイバーを取り囲む複数のトグルリンクを単一のリンクヘッドで機械的に連結されるので、複数のトグルリンク機構のそれぞれが同期して動作することを担保し、それぞれのタイバーにおける高精度な位置制御を実現できる。

本発明の型締装置において、駆動機構は、電動モータと、電動モータの回転駆動力を直線運動に変換するボールねじと、を備え、複数のトグルリンク機構は、それぞれが、ボールねじの直線運動に伴うリンクヘッドの動作により、タイバーに牽引力を生じさせることができる。
一般に構造部材は複数方向の負荷を受けると強度が著しく低下する傾向があるが、タイバーの牽引方向と平行な方向に直線運動させてリンクを伸長させることにより、トグルリンク機構にはリンクの伸長方向の圧縮力のみが作用し、伸長方向に対して直交方向などの曲がり負荷やねじり負荷の発生を防止できる。このためリンクの形状を単純で軽量にすることができ、リンクの破損を防止できると共に慣性の小さい高応答な機構とすることができる。また、一般的に使用されるボールねじを用いることで、安価でバックラッシの無い高精度な駆動機構が構成できる。トグルリンク機構も一般的なリンクとリンクの間をピンにより１軸回転で結合する機構となり、安価な構成にできる。

本発明の型締装置において、駆動機構は、電動モータと、電動モータの回転駆動力を受けて回転運動し、タイバーの回りに設けられる環状リンクヘッドと、を備え、複数のトグルリンク機構は、それぞれが、環状リンクヘッドの回転運動により、タイバーに牽引力を生じさせることができる。
電動モータの回転駆動をボールねじ等で直線運動に変換すること無く、歯車を介して回転運動のままトグルリンク機構に伝達できるため、構成要素が少ないシンプルでコンパクトな駆動機構が構成できる。これにより、構成要素が少ない為に故障の確率が小さくなり、駆動系のエネルギーロスを抑制できるとともに、空きスペースの少ない固定プラテン背面部に配置し易くなる。

本発明の型締装置において、可動プラテンに対して、複数のタイバーのそれぞれを固定する固定手段と、固定手段の軸方向の位置を調整する調整手段と、を備えることが好ましい。
これにより、本発明の型締装置が、異なる厚さの金型（固定金型，可動金型）を使用する場合に、調整手段により固定手段、例えば割りナットを用いる場合に、その位置を調整することにより、タイバー側の鋸歯の位置と、割りナット側の鋸歯の位置がきちんと噛み合うようにすることができる。

本発明の型締装置によれば、それぞれのタイバーに個別にトグルリンク機構を連結させているので、高応答で高精度な個別制御が可能となる。したがって、型盤（固定プラテン，可動プラテン）又は金型（固定金型，可動金型）の局部変形により型盤間の平行度が崩れた場合でも、各タイバーを個別に高精度な位置制御、速度制御、力制御が可能である。この為、型締めの際には複数のタイバーがそれぞれ同じ力を発生するように制御することで、金型に均等な型締め力を加えられ、かつ、タイバーに過大な負荷が発生しない為、タイバーの折損を防止できる。
また、コアバック成形あるいは射出圧縮成形おいて、キャビティ内の偏った位置に充填された溶融樹脂の圧力による偏心した反力あるいは樹脂の発泡圧力による偏心した反力を受けた場合でも、タイバーを個別に位置制御することで可動プラテンと固定プラテンを常に平行に制御しながら型閉または型開することで高精度な成形と金型の損傷の防止が実現される。

本実施の形態における型締装置を示す部分断面図である。 第１実施形態に係るトグルリンク機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は変形例を示す縦断面図である。 第２実施形態に係るトグルリンク機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 第３実施形態に係るトグルリンク機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 第４実施形態に係るトグルリンク機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）の縦断面図である。 本実施形態において、割りナット位置を調整できる機構を示す図である。

［第1実施形態］
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る型締装置１０を示す部分断面図である。
型締装置１０は、図１に示すように、ベースフレーム１１の一端側の上面に固定金型１４が保持される固定プラテン１２が固定されている。
ベースフレーム１１の他端側の上面には固定プラテン１２に対向して可動金型１５を保持する可動プラテン１３が前後方向ｘに進退移動可能に設けられている。ベースフレーム１１上には、ガイドレール２６が敷設されており、このガイドレール２６にガイドされたリニアベアリング２７が、架台２８を介して可動プラテン１３を進退移動可能に支持している。
なお、本実施形態において、固定プラテン１２が設けられる側を後（図中のＢ）と、また、可動プラテン１３が設けられる側を前（図中のＦ）と定義する。

固定プラテン１２は、その背面側に、ストロークが小さい電動による型締機構３０が、その四隅に備えている。ただし、図１には、一箇所のみを代表して示している。それぞれの型締機構３０は、円柱状のタイバー１７と、タイバー１７に牽引力を付与するトグルリンク機構４０と、を備えている。
それぞれのタイバー１７は、前端側が可動プラテン１３に形成された貫通孔に臨むように配置され、可動プラテン１３が型締めのために後方に移動して近づいてきたときに、対応する挿通孔を貫通する一方、後端側は固定プラテン１２を貫通している。タイバー１７は、後端側で、トグルリンク機構４０に連結されている。
型締機構３０は、トグルリンク機構４０の駆動源であるサーボモータ３１と、サーボモータ３１の回転駆動力を直進往復運動に変換するボールねじ３５と、を備えている。
サーボモータ３１は、減速機構を介してボールねじ３５を回転駆動させる。この回転駆動力は、ボールねじ３５により変換された直線運動を受けるトグルリンク機構４０の動作方向に応じて、タイバー１７の後方移動による牽引あるいは前進移動により、型締め及び型締めの開放がなされる。

可動プラテン１３は、ねじ軸２５と、ねじ軸２５を回転することで並進運動するナット２０とねじ軸２５を回転可能に支持する軸受２１と、動力伝達ギア２３、２４を介してねじ軸２５を回転駆動するサーボモータ２２と、からなる移動手段により、前後方向ｘに進退移動される。なお、ねじ軸２５とナット２０は、図示しない鋼球を備えるボールねじを構成し、ナット２０と軸受２１は、それぞれ、可動プラテン１３，固定プラテン１２に固定される。ねじ軸２５は、図示しない制御装置によりサーボモータ２２を介して、回転位置、回転速度、回転トルクが制御される。
それぞれのタイバー１７の先端部には、等ピッチの複数のリング溝（雄ねじ）が形成されている。また、可動プラテン１３の前方側の側面には、それぞれのタイバー１７のリング溝と噛み合うリング溝（雌ねじ）を備える割りナット２９が設けられている。

以上の型締装置１０は、図１の固定金型１４、可動金型１５が開いた状態、即ち、実線で示すように、可動プラテン１３が充分に固定プラテン１２から離れた状態から、２点鎖線で示すように固定金型１４と可動金型１５が近接するまで、可動プラテン１３が移動する。この移動は、サーボモータ２２で駆動されるねじ軸２５の回転によって実現される。可動プラテン１３は、移動開始直後の加速後、一定速度で移動した後に、減速して固定金型１４が可動金型１５に接触して移動が終了するようになっている。

この可動プラテン１３の停止位置で割りナット２９が作動して割りナット２９の内側リング溝がタイバー１７の先端部のリング溝と係合してタイバー１７と割りナット２９とが結合する。
タイバー１７と割りナット２９とが結合された後、型締機構３０を動作させて型締めを行う。以下、型締機構３０の主要部をなすトグルリンク機構４０について説明した後に、トグルリンク機構４０を用いた型締めの動作を説明する。

［トグルリンク機構４０］
本実施形態に係るトグルリンク機構４０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、四つのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄの組み合わせからなり、それぞれのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄは、倍力比を生じさせるトグル要素を二つ備えたダブルトグルリンク機構から構成される。四つのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄは、タイバー１７の中心軸Ｃの周りに９０°の間隔をあけて配置されており、トグルリンク機構４１Ａとトグルリンク機構４１Ｃが対称の位置に、また、トグルリンク機構４１Ｂとトグルリンク機構４１Ｄが対称の位置をなす。なお、トグルリンク機構４１Ｄは、トグルリンク機構４１Ｂの陰に隠れている。

トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを保持する要素として、環状リンクヘッド４６と、トグルサポート４７と、ガイドロッド４８と、モータフレーム４９とが設けられている。
環状リンクヘッド４６は、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを連結する機能を有している。環状リンクヘッド４６は、固定プラテン１２を貫通して後方に引き出されるタイバー１７の後端部分の周囲にタイバー１７に対して摺動可能に嵌装される。なお、図示を省略するが、摺動部分には、すべり軸受を設けるなどして、円滑な摺動を図る。

トグルサポート４７は、環状リンクヘッド４６よりも後方において、トグルリンク機構４０に生じる荷重を受け止めて支持し、全体としてタイバー１７に対する作用点として機能する。
トグルサポート４７には、板状をなし、タイバー１７の後端に固定され、ボールねじ３５が貫通して設けられるボールねじ収容孔４７Ａが、タイバー１７の後端に形成されるボールねじ収容キャビティ１７Ａに対応して設けられている。また、トグルサポート４７には、ガイドロッド４８が貫通するサポート孔４７Ｂが前後方向ｘに貫通して形成されている。
ガイドロッド４８は、トグルサポート４７のサポート孔４７Ｂを貫通し、一端が環状リンクヘッド４６に固定され、他端がモータフレーム４９に固定される。ガイドロッド４８は、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれに対応して一つずつ設けられているので、トグルサポート４７とモータフレーム４９は、合せて四本のガイドロッド４８により、相互に支持されている。

モータフレーム４９は、四本のガイドロッド４８に支持されながら、サーボモータ３１を支持する。モータフレーム４９は、その中心に厚さ方向に貫通する軸受保持孔４９Ａが形成され、その中にラジアル軸受４９Ｂが設けられる。

ボールねじ３５は、ねじ軸３６とナット３７から構成される。ボールねじ３５は、図示を省略するが、ねじ軸３６とナット３７の間に転動体としてのボールが設けられており、ねじ軸３６の回転運動が、ナット３７の軸方向への直線運動に変換される。
ねじ軸３６の一端側は、モータフレーム４９を貫通して後方に引き出され、引き出された部分にプーリ５０が固定されている。ねじ軸３６は、モータフレーム４９を貫通する部分において、ラジアル軸受４９Ｂに回転可能に支持される。より具体的には、ねじ軸３６は、ラジアル軸受４９Ｂの内輪に固定されている。なお、ねじ軸３６は、ラジアル軸受４９Ｂに支持される部分よりも一端側には、ねじ溝は形成されていない。
ナット３７は、トグルサポート４７のボールねじ収容孔４７Ａ及びタイバー１７のボールねじ収容キャビティ１７Ａに収容され、かつ、トグルサポート４７及びタイバー１７に対して固定される。つまり、ボールねじ３５を動作させてナット３７を移動させると、トグルサポート４７及びタイバー１７は、ナット３７と一体となって移動する。

次に、トグルリンク機構４１Ａ,４１Ｂ,４１Ｃ,４１Ｄの構成について説明する。トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄは、それぞれが配置される位置が相違しているが、構成は同じであるから、以下では、図２（ａ）に表れているトグルリンク機構４１Ａを例にしてその構成及び環状リンクヘッド４６等の周囲の構成との関連を説明する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、トグルリンク機構４１Ａは、第１リンク４２と、第２リンク４３と、第３リンク４４と、を備え、ダブルトグルリンク機構をなしている。なお、トグルリンク機構４１Ｂ〜トグルリンク機構４１Ｄにおいて、トグルリンク機構４１Ａと同じ構成部分には、トグルリンク機構４１Ａと同じ符号を付けている。
第１リンク４２は、一端が固定プラテン１２にピン結合され、他端が第２リンク４３にピン結合される。なお、連結部分を黒丸で示している。第２リンク４３は、一端がトグルサポート４７にピン結合され、他端が第１リンク４２にピン結合される。次に、第３リンク４４は、一端が環状リンクヘッド４６にピン結合され、他端が第２リンク４３にピン結合される。第３リンク４４は、第１リンク４２と第２リンク４３の結合部位と第２リンク４３とトグルサポート４７の結合部位との間において、第２リンク４３と結合される。
トグルリンク機構４１Ａにおいて、第３リンク４４と環状リンクヘッド４６の結合点が力点となり、第３リンク４４と第２リンク４３の結合点が、第１リンク４２と第２リンク４３に対する作用点かつ力点となる。また、第１リンク４２と固定プラテン１２の結合点が支点となり、第２リンク４３とトグルサポート４７の結合点が、トグルリンク機構４１Ａの全体としての作用点になる。

［動 作］
型締めを行うには、サーボモータ３１を、図２（ｂ）に示すように、伝達ベルト３８が矢印の向きに動くように駆動させる。そうすると、伝達ベルト３８に架け回されているプーリ３９を介して、ねじ軸３６が後方からみて反時計回りに回転されるが、これに伴い、ナット３７に支持されているねじ軸３６は、前方に向けて軸方向に移動する。このねじ軸３６の移動に伴い、モータフレーム４９及びガイドロッド４８を介して、環状リンクヘッド４６が軸方向に沿って前方に向けて押されるので、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれにおいて、第１リンク４２と第２リンク４３は伸長するように変位する。第１リンク４２は一端が固定プラテン１２に結合されているので、第１リンク４２と第２リンク４３の伸長は、トグルサポート４７を後方に押す力となって現れ、トグルサポート４７と一体に固定されるタイバー１７が後方に牽引される。これにより、型締めがなされる。

なお、図２（ｃ）に示すように、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれにおいて、第３リンク４４を第２リンク４３ではなく第１リンク４２に結合させることができる。この場合、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを伸長させるための第３リンク４４の動作方向が、前方ではなく後方になるためリンク４４の傾き方向が図２（ｂ）の場合と逆になる。これと同時に、図２（ｂ）とはサーボモータ３１を逆回転させると、環状リンクヘッド４６は図２（ｂ）とは逆向きに力を受ける。しかるに、第３リンク４４が上記の位置に設けられているので、第１リンク４２と第２リンク４３は伸長して、型締めがなされる。

［効 果］
以上説明したように、本実施形態による型締装置１０は、固定プラテン１２の背面に、固定プラテン１２とタイバー１７とを連結するトグルリンク機構４０を、その駆動源であるサーボモータ３１及び駆動力の伝達機構とともに、四本のタイバー１７のそれぞれに備える。
このように、それぞれのタイバー１７に個別にトグルリンク機構４０を連結させているので、高応答の個別制御が可能なために、型盤（固定プラテン１２，可動プラテン１３）又は金型（固定金型１４，可動金型１５）の局部変形により型盤間の平行度が崩れた場合でも、各タイバー１７を個別に高精度な位置制御、速度制御、力制御が可能である。このため、型締めの際には複数のタイバーのそれぞれに同じ力を負荷するように制御することで、金型の各部に偏りのない均等な型締め力を加えられ、かつ、タイバーに制御された力以上の過大な負荷が発生しない為、タイバーの折損を防止できる。また、コアバック成形あるいは射出圧縮成形において、キャビティ内の溶融樹脂から固定プラテンおよび可動プラテンが偏心した反力を受けた場合でも、タイバーを個別に位置制御することで可動プラテンと固定プラテンを常に平行に制御しながら型閉または型開することで高精度な成形と金型の損傷の防止が実現される。

また、それぞれのタイバー１７にトグルリンク機構４０を分割して設けていると言えるので、一台のトグルリンク機構を用いる型締装置に比べて、軸方向の寸法を短くすることかでき、トグルリンク機構の各部品を小さくすることができるので製作も容易である。しかも、トグルリンク機構４０は、固定プラテン１２の背面に設置されるが、この領域は、射出成形機の射出ユニットが設けられる領域に属し、かつトグルリンク機構４０のそれぞれの寸法が小さいので、射出ユニットとの干渉を避けることができる。したがって、本実施形態によると、従来の同等の機長で収まる射出成形機を提供することができる。

また、本実施形態のトグルリンク機構４０は、四つのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれが、ダブルトグルリンク機構からなり、しかも、タイバー１７の周囲であって軸方向の同じ位置を取り囲んでいる。したがって、１本のタイバー１７で発生させる型締め力を複数のダブルトグルリンク機構で担うため、全体として必要な倍力比を得るために必要な、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれのサイズを小さくすることができる。換言すると、１本のタイバー１７で発生させる型締め力を複数の小サイズのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのサイズを確保できると、例えば１０００ｔｏｎを超えるような大きな型締力に容易にコンパクトな構造のまま対応することができる。
また、タイバー１７を中心にして、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄが均等間隔に配置されている。これにより、トグルリンク機構４０を動作させたときの、タイバー１７に加わる周方向の力を均等にできる。したがって、タイバー１７に撓みが生じるのを防いで、タイバー１７の曲がりによる破損を防ぎ、高精度な位置制御を実現できる。
そして、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれの第３リンク４４を、一体の構造部材である環状リンクヘッド４６により連結することにより、四つのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄが同期して動作することを担保し、それぞれのタイバー１７における高精度な位置制御を実現できる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態にかかるトグルリンク機構１４０を、図３を参照して説明する。なお、第１実施形態のトグルリンク機構４０と同様の機能を果たす構成要素には、トグルリンク機構４０と同じ符号を図３に示し、以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

［構 成］
トグルリンク機構１４０は、図３に示すように、環状リンクヘッド４６がトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄよりも外側に設けられている。そして、環状リンクヘッド４６とピン結合される第３リンク４４は、一端が環状リンクヘッド４６と内側においてピン結合され、他端が第２リンク４３と外側においてピン結合される。
環状リンクヘッド４６とモータフレーム４９は、四隅に設けられる支持柱５１により互いに連結されている。トグルサポート４７には、ガイドロッド４８が固定され、このガイドロッド４８はモータフレーム４９に形成されるロッド貫通孔４９Ｃを貫通している。

［動 作］
トグルリンク機構１４０は、サーボモータ３１を図３（ｂ）に示すように回転駆動させると、第１実施形態と同様に、ねじ軸３６が前方に向けて移動するのに伴い、モータフレーム４９及び支持柱５１を介して、環状リンクヘッド４６が前方に向けて軸方向に向けて押される。そうすると、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれにおいて、第３リンク４４に押されることで、第１リンク４２と第２リンク４３は伸長するように変位する。第１リンク４２は一端が固定プラテン１２に結合されているので、第１リンク４２と第２リンク４３の伸長は、トグルサポート４７を後方に押す力となって現れ、トグルサポート４７と一体に固定されるタイバー１７が後方に牽引される。これにより、型締めがなされる。

［効 果］
第２実施形態のトグルリンク機構１４０も、第１実施形態のトグルリンク機構４０と同様の効果を奏するのに加えて、以下の効果を奏する。
つまり、トグルリンク機構１４０は、第２リンク４３をタイバー１７の近くに配置できる為、トグルサポート４７のタイバー径方向の張り出しを小さくできる。トグルサポート４７はトグルリンク機構１４０で発生した大きな荷重を支持する強度が必要な部分の為、張り出しを小さくすることでトグルサポート４７の破損を防止できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態にかかるトグルリンク機構２４０を、図４を参照して説明する。なお、第１実施形態のトグルリンク機構４０と同様の機能を果たす構成要素には、トグルリンク機構４０と同じ符号を図４に示し、以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

［構 成］
トグルリンク機構２４０は、図４に示すように、第１、２実施形態と同様に第２リンク４３はタイバー１７に連結されている。トグルリンク機構２４０は、タイバー１７の後端側に固定されるリンク支持体５３を備え、第２リンク４３は、一端が第１リンク４２とピン結合される一方、他端がリンク支持体５３にピン結合されている。リンク支持体５３は、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれに対応してタイバー１７に固定され、モータフレーム４９を内包するようにタイバー１７の中心軸Ｃから遠ざかる向きに傾斜して後方に延びる形状となっている。

トグルリンク機構２４０の第３リンク４４は、一端が第２リンク４３にピン結合されるところはトグルリンク機構４０と同じであるが、他端がモータフレーム４９にピン結合されるところがトグルリンク機構４０と相違する。つまり、トグルリンク機構２４０は、モータフレーム４９が環状リンクヘッド４６の機能をも兼ね備えている。ガイドロッド４８は、モータフレーム４９を貫通するように設けられている。

［動 作］
トグルリンク機構２４０は、サーボモータ３１を図４（ｂ）に示すように回転駆動させると、第１実施形態と同様に、ねじ軸３６が前方に向けて移動するのに伴い、環状リンクヘッドと同様に機能するモータフレーム４９を前方に向けて軸方向に向けて押される。そうすると、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれにおいて、第３リンク４４に押されることで、第１リンク４２と第２リンク４３は伸長するように変位する。第１リンク４２は一端が固定プラテン１２に結合されているので、第１リンク４２と第２リンク４３の伸長は、リンク支持体５３を後方に押す力となって現れ、リンク支持体５３と一体に固定されるタイバー１７が後方に牽引される。これにより、型締めがなされる。

［効 果］
第３実施形態のトグルリンク機構２４０も、第１実施形態のトグルリンク機構４０と同様の効果を奏するのに加えて、以下の効果を奏する。
つまり、トグルリンク機構２４０は、モータフレーム４９が環状リンクヘッドとして機能しており、モータフレーム４９の変位が他の部材を介することなく第３リンク４４に直接作用するので、より高精度な位置制御を実現できる。
また、モータフレーム４９と環状リンクヘッド４６を一体化することで、部品点数が削減でき、組立も容易となる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態にかかるトグルリンク機構３４０を、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態のトグルリンク機構４０と同様の機能を果たす構成要素には、トグルリンク機構４０と同じ符号を図５に示し、以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

トグルリンク機構３４０は、型締めする際の環状リンクヘッド４６の動作が直線運動ではなく回転運動であるところが、第１実施形態と相違する。

トグルリンク機構３４０は、タイバー１７の周囲に摺動可能に従動歯車５７と環状リンクヘッド４６が並んで嵌合されている。従動歯車５７と環状リンクヘッド４６は一体化されており、従動歯車５７が回転すると環状リンクヘッド４６も一緒にタイバー１７の回りを回転する。
従動歯車５７は、固定プラテン１２に固定されたサーボモータ３１の出力軸に設けられた原動歯車５５に噛み合っており、サーボモータ３１の回転駆動に伴う原動歯車５５の回転により、回転される。

トグルリンク機構３４０は、環状リンクヘッド４６と第２リンク４３の間に設けられる第３リンク４４の向きが第１実施形態と相違しており、第３リンク４４は周方向に沿って作動する。第３リンク４４は、一端が環状リンクヘッド４６にピン結合されているが、他端が第２リンク４３と球面軸受５９により結合されている。第３リンク４４は、型締めを行う前には、図５（ｂ）に示すように、タイバー１７の径方向に対して傾斜して設けられている。また、第３リンク４４と環状リンクヘッド４６の結合部分が、トグルリンク機構３４０の全体としての力点になる。

［動 作］
トグルリンク機構３４０は、サーボモータ３１を図５（ｂ）に示すように回転駆動させると、原動歯車５５に噛み合う従動歯車５７及び従動歯車５７と一体化されている環状リンクヘッド４６が回転することにより、第３リンク４４がタイバー１７の径方向に沿うように変位する。そうすると、トグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれにおいて、第３リンク４４に押されることで、第１リンク４２と第２リンク４３は伸長するように変位する。第１リンク４２は一端が固定プラテン１２に結合されているので、第１リンク４２と第２リンク４３の伸長は、トグルサポート４７を後方に押す力となって現れ、リンク支持体４３と一体に固定されるタイバー１７が後方に牽引される。これにより、型締めがなされる。

［効 果］
第４実施形態のトグルリンク機構３４０も、第１実施形態のトグルリンク機構４０と同様の効果を奏するのに加えて、以下の効果を奏する。
トグルリンク機構３４０は、駆動源であるサーボモータ３１の回転駆動力を、直線運動に変換することなく、回転駆動力として伝達する。したがって、ボールねじを用いて直線運動を変換するのに比べて、サーボモータ３１の出力を高い効率でトグルリンク機構３４０の駆動力として伝達することができる。しかも、本実施形態によれば、力の伝達箇所が、サーボモータ３１の出力軸に固定された原動歯車３３とトグルサポート４７に固定された従動歯車４９の噛み合い部分だけの一箇所であるから、この点からも高い伝達効率が得られる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

例えば、図６に示すように、割りナット２９の軸方向の位置を前後方向ｘに移動させることのできる調整装置７０を設けることができる。
調整装置７０は、くさび型をなす第１ゲージ７１と、第１ゲージ７１を昇降させるアクチュエータ７３と、割りナット２９に固定され、くさび型をなし、第１ゲージ７１とは上下が反転する第２ゲージ７５と、を備える。
第１ゲージ７１は、可動面７１Ａと背面７１Ｂを備え、背面７１Ｂが可動プラテン１３に摺動可能に設けられ、背面７１Ｂに対して傾斜する可動面７１Ａが第２ゲージ７５に対向して設けられる。
第２ゲージ７５は、可動面７５Ａと背面７５Ｂを備え、背面７５Ｂの側が割りナット２９に固定され、背面７５Ｂに対して傾斜する可動面７５Ａが第１ゲージ７１の可動面７１Ａに摺動可能に設けられる。
調整装置７０は、アクチュエータ７３を昇降させることにより、第１ゲージ７１及び第２ゲージ７５を介して、割りナット２９の位置を前後方向ｘに移動させることができる。これにより、本実施形態の型締装置１０が、異なる厚さの金型（固定金型１４，可動金型１５）を使用する場合に、調整装置７０により割りナット２９の位置を調整することにより、タイバー１７側のリング溝１７Ｂの位置と、割りナット２９側のリング溝２９Ａの位置がきちんと噛み合うようにすることができる。

次に、複数のトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを備える場合に、固定プラテン１２の中央からの放射線方向のモーメントを吸収する支持構造にて支持されていることが好ましい。そうすることにより、固定プラテンが撓んでもそれぞれのトグルリンク機構４０の伸び量の差を抑制することができる。
例えば、トグルリンク機構４１Ａ（４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ）を全体として球面座金で支持する、あるいは、ガイドロッド４８を回転自在なブッシュで支持するなどである。

また、タイバー１７を中心に対して、型盤（固定プラテン１２）の中央よりのトグルリンク機構４１Ｃと４１Ｄを構成する第１リンク４２及び第２リンク４３の長さを、型盤の外側よりのトグルリンク機構４１Ａ，４１Ｂを構成する第１リンク４２及び第２リンク４３の長さより短くすることができる。こうすることにより、固定プラテン１２が図２（ａ）に破線で示すように撓んでも、この撓み量を見込んで中央寄りのリンクと外側よりのリンクの長さに差を設けておくことによって、リンク拡張量の差を抑制することができる。

１０ 型締装置
１１ ベースフレーム
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１４ 固定金型
１５ 可動金型
１７ タイバー
１７Ａ 収容キャビティ
１７Ｂ リング溝
２０，２１ ナット
２２ サーボモータ
２３ 動力伝達ギア
２５ ねじ軸
２６ ガイドレール
２７ リニアベアリング
２８ 架台
２９ 割りナット
２９Ｂ リング溝
３０ 型締機構
３１ サーボモータ
３５ ボールねじ
３６ ねじ軸
３７ ナット
３８ 伝達ベルト
３９ プーリ
４０ トグルリンク機構
１４０ トグルリンク機構
２４０ トグルリンク機構
３４０ トグルリンク機構
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ トグルリンク機構
４２ 第１リンク
４３ 第２リンク
４４ 第３リンク
４６ 環状リンクヘッド
４７ トグルサポート
４７Ａ 収容孔
４７Ｂ サポート孔
４８ ガイドロッド
４９ モータフレーム
４９Ａ 軸受保持孔
４９Ｂ ラジアル軸受
４９Ｃ ロッド貫通孔
５０ プーリ
５１ 支持柱
５３ リンク支持体
５５ 原動歯車
５７ 従動歯車
５９ 球面軸受
７０ 調整装置
７１ 第１ゲージ
７１Ａ 可動面
７１Ｂ 背面
７３ アクチュエータ
７５ 第２ゲージ
７５Ａ 可動面
７５Ｂ 背面

Claims (5)

1. 固定金型を保持する固定プラテンと、
   前記固定プラテンに対して進退可能に設けられ、可動金型を保持する可動プラテンと、
   型締めの際に前記固定プラテンと前記可動プラテンを接続する複数のタイバーと、
   型締めの際に複数の前記タイバーを牽引することにより、前記固定金型と前記可動金型との間に型締め力を生じさせる牽引装置と、を備え、
   前記牽引装置は、
   前記固定プラテンの背面に、複数の前記タイバーのそれぞれに対応して設けられ、
   前記固定プラテンと前記タイバーとを連結するトグルリンク機構と、
   前記トグルリンク機構を駆動するアクチュエータによる駆動機構と、を備え、
   複数の前記トグルリンク機構が、前記タイバーの周囲を取り囲むように、周方向に均等間隔で配置され、前記タイバーの周囲に環状に連なるリンクヘッドで連結される、
   ことを特徴とする型締装置。
2. 前記トグルリンク機構は、
   二つのトグル要素を備えるダブルトグルリンク機構からなる、
   請求項１に記載の型締装置。
3. 前記駆動機構は、
   電動モータと、
   前記電動モータの回転駆動力を直線運動に変換するボールねじと、を備え、
   複数の前記トグルリンク機構は、それぞれが、
   前記ボールねじの前記直線運動に伴う前記リンクヘッドの動作により、前記タイバーに牽引力を生じさせる、
   請求項１又は請求項２に記載の型締装置。
4. 前記駆動機構は、
   電動モータと、
   前記電動モータの回転駆動力を受けて回転運動し、前記タイバーの回りに設けられる環状リンクヘッドと、を備え、
   複数の前記トグルリンク機構は、それぞれが、
   前記環状リンクヘッドの回転運動により、前記タイバーに牽引力を生じさせる、
   請求項１又は請求項２に記載の型締装置。
5. 前記可動プラテンに対して、複数の前記タイバーをそれぞれ固定する固定手段と、
   前記固定手段の軸方向の位置を調整する調整手段と、を備える、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の型締装置。

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