JP6725797B2 - 型盤、型締装置、射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、金型が取り付けられる型盤、型締装置及び射出成形機に関する。

射出成形機やダイカスト機の型締装置は、固定型盤と可動型盤とが対向配置され、可動型盤がアクチュエータ、例えば油圧シリンダによって固定型盤に対して接近・離間するように進退移動される。そして、固定型盤に固定金型が取り付けられ、可動型盤に可動金型が取り付けられ、これら固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに、樹脂や金属が射出されることで、所定形状の成形品が得られる。

ここで、射出成形機やダイカスト機においては、金型の寸法に応じた大型の固定型盤、可動型盤を備えている。大型の成形品を形成する場合、自ずと型盤も大型化する。なお、固定型盤と可動型盤を区別する必要がある場合を除き、両者を型盤と総称する。
型盤を大型化するには、特に型盤の金型取付面側の変形を防ぐため、型盤を補強する必要がある。型盤を補強する例としては、例えば特許文献１に開示される、型盤の金型取付面の背面側にリブを設ける構造や、例えば特許文献２に開示される、型盤を箱型とし、その内部にリブを設ける構造が知られている。

特許文献２に開示される型盤は、金型プレートと背面プレートの間に設けられ、その外周に沿って、互いに隣接する連結部の間に設けられた外周補強リブと、を備え、外周補強リブに非対称な開口部が形成されることにより、十分な強度を有しつつ、軽量化を図っている。

特許第３６４８１７８号公報 特開２００９−６６７７４号公報

特許文献２に開示される型盤のさらなる軽量化を図るには、金型プレートや背面プレートまたは各部リブなどの型盤各部の肉厚を薄くすればよい。ところがそうすると、金型プレートや背面プレートまたは各部リブの剛性が低下し型盤の必要剛性が低下するとともに、金型プレートと背面プレートの間の筒状リブ、対角補強リブ、外周補強リブから離れた領域も、金型からの接触荷重により部分的に凹状に変形するおそれがある。

そこで本発明は、型盤の剛性を維持したまま、型盤の肉厚を薄くして軽量化できる型盤を提供することを目的とする。また本発明は、そのような型盤を備える型締装置及び射出成形機を提供することを目的とする。

金型プレートと背面プレートの間であって、隣接する対角補強リブの間にも補強リブを追加する手法を検討した。この補強リブを、以下、縦横補強リブと称する。ところが縦横補強リブを設けると、金型プレートの変形が縦横補強リブを介して背面プレートが押されて、縦横補強リブの近傍で背面プレートに変形が生ずる。この変形を回避するためには、剛性を上げるべく背面プレートの肉厚を厚くすればよいが、これでは軽量化に反してしまう。

そこで本発明は、金型が取り付けられる金型プレートと、金型プレートと対向して設けられる背面プレートと、金型プレートおよび背面プレートの四隅において、タイバーに連結される連結部と、金型プレートと背面プレートの間に設けられ、金型プレートおよび背面プレートの中央部に位置する筒状リブと、金型プレートと背面プレートの間に設けられ、筒状リブと連結部を繋ぐ対角補強リブと、金型プレートと背面プレートの間に設けられ、筒状リブから隣接する連結部の間に向かって延びる縦横補強リブと、を備える型盤において、縦横補強リブは、背面プレートと繋がる寸法Ｌ２が金型プレートと繋がる寸法Ｌ１の１／２以下であるか、または、金型プレートと筒状リブとは繋がるが、背面プレートとは繋がらない、ことを特徴とする。

本発明の型盤において、縦横補強リブは、対角補強リブよりも肉厚が薄くてもよい。

本発明の型盤において、縦横補強リブは、金型プレートの側から背面プレートの側に向けて肉厚が一定であってもよいし、又は、金型プレートの側から背面プレートの側に向けて肉厚を薄くしてもよい。
本発明の型盤において、縦横補強リブは、筒状リブから離れる向きに肉厚が一定であってもよいし、又は、筒状リブから離れるのにつれて肉厚を薄くしもよい。

本発明の型盤において、縦横補強リブは、型盤の第一方向に沿って設けられていてもよいし、又は、型盤の第一方向及び第一方向に直交する第二方向に沿って設けられてもよい。

本発明の型盤において、金型プレートと背面プレートの間に設けられ、金型プレートおよび背面プレートの外周部に沿って、互いに隣接する連結部の間に設けられた外周補強リブと、を備える場合には、外周補強リブに、金型プレートと背面プレートとの中心線に対して非対称な開口部が形成されている、ことが好ましい。
この開口部は、背面プレートよりも金型プレートの剛性が高くなるように形成されている、ことが好ましい。

本発明の型盤において、筒状リブよりも径方向の外側における筒状リブの外周から金型プレートの外周までの径方向に沿った寸法をＬとすると、寸法Ｌと寸法Ｌ１、Ｌ２とは以下を満足することが好ましい。
Ｌ／２≦Ｌ１≦Ｌ
０≦Ｌ２≦Ｌ／２

本発明は、金型が取り付けられる一対の型盤と、金型を開閉するため、一対の型盤の少なくとも一方を他方に対して進退移動させる型盤駆動部と、を備える型締装置を提供するが、一対の型盤の一方又は双方について、以上で説明した型盤を用いることができる。
また、本発明は、金型が取り付けられる一対の型盤と、金型を開閉するため、一対の型盤の少なくとも一方を他方に対して進退移動させる型盤駆動部と、金型のキャビティに成形材料を射出する射出シリンダと、を備える射出成形機を提供するが、一対の型盤の一方又は双方について、以上で説明した型盤を用いることができる。

本発明に係る型盤は、金型プレートと筒状リブを繋ぐ縦横補強リブを備えているので、金型プレートを薄くしたとしても剛性を確保できる。
一方で、縦横補強リブは背面プレートと接続されていないか、接続されていても接続長さが短いので、背面プレートに縦横補強リブからの変位・変形が伝わらないか、伝わったとしても背面プレートの変位・変形を小さくできる。したがって、本発明に係る型盤によれば、軽量化しても背面プレートを厚くして剛性を上げる必要がない。

また、金型プレートから縦横補強リブに伝わる荷重は、縦横補強リブが外周に接続される筒状リブへ伝わるが、筒状という形状はそもそもアーチ形状（円弧形状）により外周側からの荷重が周方向の力に変換されるため、外周側からの荷重に対する剛性が高い。したがって、縦横補強リブを設けても筒状リブの肉厚を厚くする必要はない。

さらにまた、縦横補強リブを設けるとその分だけ型盤の質量が増えるが、本発明に係る型盤は、型盤の中で大きな質量を占める金型プレートを薄くできるため、金型プレートの剛性を確保しながら、型盤の全体としての軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る型盤を金型プレート側から見た斜視図である。 図２の型盤を背面プレート側から見た斜視図である。 図２の型盤の一部断面図である。 図２の型盤に設けられたリブを示す斜視断面図である。 図２の型盤を示し、（ａ）は型盤の側断面図、（ｂ）は型盤を背面プレート側から見たときの半断面図、（ｃ）は型盤の側面図である。 可動型盤の例を示す斜視断面図である。 図２の型盤の縦横補強リブの平面形態を示す図である。 図２の型盤の縦横補強リブの肉厚を説明する図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて、射出成形機を例に本実施形態に係る型盤を詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係る型盤が用いられる射出成形機１の型締装置について説明した後に、型盤について説明する。

［型締装置］
射出成形機１の型締装置は、図１に示すように、基台１８に固定型盤２が取り付けられ、固定型盤２に固定金型４が取り付けられている。固定金型４に対向する可動金型５は、基台１８に敷設されたガイドレール１９に案内され、図示を省略するリニアベアリングを介して固定型盤２に対向して移動する可動型盤３に取り付けられている。可動型盤３を進退移動させることで金型の開閉は油圧シリンダ２２による油圧駆動力が用いられる。
なお、本実施例では、可動型盤３を進退移動させるアクチュエータとして油圧駆動の油圧シリンダ２２にて例示したが、油圧シリンダではなくサーボモータなどの電動モータ駆動のボールねじなどを使用しても支障はない。また可動型盤３の支持構造をガイドレール１９とリニアベアリングを使用する例を示すが、ガイドレール１９とリニアベアリングの代わりに、シューと摺動盤を使用しても支障はない。

複数のタイバー１５が、固定型盤２に内蔵する複数の型締油圧シリンダ２Ａ内で摺動するラム１６に直結して設けられている。各タイバー１５の先端部は、可動型盤３の表裏を貫通している。タイバー１５の先端部にはねじ溝１５Ａが形成されており、このねじ溝１５Ａに可動型盤３の反金型側に配置された半割ナット１７が係合することで、タイバー１５の引張方向を固定拘束している。油圧切換弁２９は、図示しない射出成形制御装置の指令により、型開閉の油圧シリンダ２２、型締油圧シリンダ２Ａの駆動等の油圧を切換える役割を有している。
なお、本実施形態では、タイバー１５の先端部と半割ナット１７との噛み合い部分をねじ溝１５Ａとしているが、ねじ溝１５Ａの溝形状は、三角ねじ、台形ねじなどの螺旋溝や、ノコ歯状などの平行溝など、半割ナット１７とタイバー１５とを、軸方向に締結できる溝形状であれば支障はない。また本実施形態では、型締油圧シリンダを内蔵する固定型盤と半割ナットを配置された可動型盤の例を示したが、トグル式型締装置のような型締油圧シリンダを内蔵しない固定型盤と半割ナットを備えていない可動型盤を本発明に適用しても支障ない。

固定金型４の樹脂入り口に当接しているノズルを備えた射出シリンダ６には、射出シリンダ６と一体のフレーム６Ａが設けられている。このフレーム６Ａに射出シリンダ６の中心線の両側に対称に、一対の射出駆動サーボモータ１２、１２が取り付けられ、この射出駆動サーボモータ１２、１２の出力軸にボールねじ軸８、８が直結されている。射出スクリュ７は、移動フレーム２７内で、射出スクリュ回転駆動モータ１３によって回転駆動され、射出シリンダ６内の樹脂の送り出しと可塑化を行う。

移動フレーム２７には、一対のボールねじナット９、９が対称に取り付けられ、このボールねじナット９、９にボールねじ軸８、８が螺合している。一対の射出駆動サーボモータ１２、１２が同期回転駆動されることにより、射出スクリュ７は射出シリンダ６の中を軸方向に前後進して樹脂の射出動作を行う。

射出成形機１は、射出駆動サーボモータ１２、１２で射出スクリュ７を前後進させながら、射出スクリュ回転駆動モータ１３で射出スクリュ７を回転させることで樹脂を可塑化して溶融する。
射出成形機１は、固定金型４と可動金型５が型締されることによって形成された金型キャビティの中に溶融樹脂を射出する。成形品が冷却固化した後は、可動金型５は固定金型４との型締結合を解き、移動用の油圧シリンダ２２の作動により固定金型４から離れて成形品を取出すようになっている。
なお、本実施形態では、射出装置および可塑化装置のアクチュエータとして電動モータ駆動のボールねじの例を示したが、射出装置のアクチュエータは、油圧駆動の油圧シリンダを使用しても支障ない。

［型盤］
次に、本実施形態に係る固定型盤２及び可動型盤３の構造などを説明する。ここで、固定型盤２と可動型盤３との区別を行う必要がある場合を除き、固定型盤２、可動型盤３を型盤３０と総称することがある。なお、以下においては、固定型盤２をまず例に挙げて型盤３０の構造を説明する。なお、型盤３０は所定の金属材料を鋳造または板金溶接して一体に成形される、箱型の型盤である。

図２および図３に示すように、型盤３０は、固定金型４が取り付けられる金型取付面３０Ａが、所定の厚さを有した金型プレート３１の表面に形成されている。金型プレート３１から所定寸法だけ離れた位置に、金型プレート３１とほぼ平行に背面プレート３２が配置されており、この背面プレート３２が、型盤３０において金型取付面３０Ａと対向する背面３０Ｂを形成している。

図２及び図３に示すように、金型プレート３１、背面プレート３２の四隅には、タイバー１５あるいは型締め油圧シリンダ２３が、挿入あるいは固定される円筒状の連結部３３が設けられている。このうち、下側に位置する２つの連結部３３の底面３３Ａは、基台１８上に載せるための平面を有している。

図２〜図６に示すように、金型プレート３１と背面プレート３２との間であって、それぞれの平面の中央部に筒状リブ３４が設けられている。固定型盤２として用いられる型盤３０は、この筒状リブ３４の内側に図１に示した射出シリンダ６の先端部が挿入され、金型プレート３１の中央部に形成されたノズル孔３５から樹脂を射出できるようになっている。

金型プレート３１と背面プレート３２の間には、外周補強リブ３６が設けられている。外周補強リブ３６は、金型プレート３１と背面プレート３２の外周部に沿って、互いに隣接する連結部３３、３３を繋ぐように設けられている。
さらに、金型プレート３１と背面プレート３２の間には、四つの対角補強リブ３７が設けられている。それぞれの対角補強リブ３７は、金型プレート３１と背面プレート３２の対角線方向に延びており、四隅の連結部３３のそれぞれと筒状リブ３４とを繋いでいる。それぞれの対角補強リブ３７は、互いに略９０°の間隔を隔てて十字状に配列されている。なお、対角補強リブ３７は四隅の連結部３３を連結する機能を有していればその形状は任意であり、型盤３０が横長形状、あるいは縦長形状の矩形である場合は、対角補強リブ３７は互いに９０°以上あるいは９０°以下の間隔を隔てて十字状に配列されても支障ない。

さらにまた、金型プレート３１と背面プレート３２の間には、二つの縦補強リブ３８Ａと二つの横補強リブ３８Ｂが設けられている。
それぞれの縦補強リブ３８Ａは、金型プレート３１と背面プレート３２の上縁の中点と下縁の中点を結ぶ方向（鉛直方向中心線）に沿って設けられている。また、それぞれの横補強リブ３８Ｂは、金型プレート３１と背面プレート３２の左縁の中点と右縁の中点を結ぶ方向（水平方向中心線）に沿って設けられている。縦補強リブ３８Ａは鉛直方向（第一方向）に沿って設けられるとともに横補強リブ３８Ｂは水平方向（第二方向）に沿って設けられ、互いに直交するように十字状に配列されている。なお、縦補強リブ３８Ａと横補強リブ３８Ｂを区別する必要のない場合には、縦横補強リブ３８と総称する。

外周補強リブ３６、対角補強リブ３７及び縦横補強リブ３８は、金型プレート３１と背面プレート３２の間に亘って設けられている。

外周補強リブ３６には、型盤３０の例えば鋳造による製造時に、外周補強リブ３６、互いに隣接する対角補強リブ３７、３７及び筒状リブ３４によって囲まれた空間１００を形成するための中子を保持するための鋳抜き孔である開口部４０が形成されている。開口部４０は、それぞれの外周補強リブ３６において、互いに隣接する連結部３３、３３の中間位置に形成されている。

図６（ｃ）に示すように、開口部４０は、外周補強リブ３６の金型プレート３１側の剛性が、背面プレート３２側の剛性よりも高くなるよう、金型プレート３１と背面プレート３２との中心線Ｃに対して非対称となる位置、形状に設定されている。
例えば、開口部４０は、中心線Ｃに対し、背面プレート３２側にオフセットした位置Ｓを中心として、金型プレート３１側が半径Ｒ２（図示せず）の半円弧状部４０Ａとされ、背面プレート３２側は半径Ｒ１（図示せず）の円弧部４０Ｂと、背面プレート３２に平行な直線部４０Ｃとされている。ここで、Ｒ２＞Ｒ１とされている。
このような開口部４０は、半円弧状部４０Ａと円弧部４０Ｂの接点、すなわち位置Ｓに対し、金型プレート３１側の高さが背面プレート３２側の高さより大きく設定される。
また、半円弧状部４０Ａ及び円弧部４０Ｂのそれぞれの、金型プレート３１に平行な方向の寸法をＬ４、Ｌ３（図示せず）とすると、Ｌ４＞Ｌ３とされている。

以上説明した形状の開口部４０を形成することで、開口部４０は、中心線Ｃに対し金型プレート３１側の開口面積が背面プレート３２側の開口面積よりも小さいために、外周補強リブ３６は、金型プレート３１側の剛性が、背面プレート３２側の剛性よりも高くなっている。

次に、本実施形態の特徴である縦横補強リブ３８について説明する。
縦横補強リブ３８は、鋳造により型盤３０として他の部分と一体的に形成される。縦横補強リブ３８は、図８（ａ）に示すように、金型プレート３１と繋がる第一接続辺３９Ａと、筒状リブ３４と繋がる第二接続辺３９Ｂと、背面プレート３２と繋がる第三接続辺３９Ｃと、を備えている。

本実施形態において、第一接続辺３９Ａは、筒状リブ３４よりも径方向Ｙの外側において、径方向Ｙに沿って筒状リブ３４の外周から金型プレート３１の外周まで連続して連結している。第二接続辺３９Ｂは、金型プレート３１と背面プレート３２の挟まれる筒状リブ３４の軸方向Ｘに沿って、筒状リブ３４の全長に亘って連続して連結している。また、第三接続辺３９Ｃは、筒状リブ３４よりも径方向Ｙの外側における背面プレート３２の一部だけと繋がっている。

ここで、図８（ａ）に示すように、筒状リブ３４よりも径方向Ｙの外側における筒状リブ３４の外周から金型プレート３１の外周までの径方向Ｙに沿った寸法をＬとする。また、第一接続辺３９Ａが金型プレート３１と繋がっている寸法をＬ１とし、第三接続辺３９Ｃが背面プレート３２と繋がっている寸法をＬ２とすると、縦横補強リブ３８のＬ１、Ｌ２は下記の第１条件及び第２条件を満足することが好ましい。なお、図８（ａ）に示される実線はＬ１＝Ｌ，Ｌ２＝Ｌ／２の例を示し、一点鎖線はＬ１＝Ｌ，Ｌ２＝０の例を示している。

＜Ｌ１，Ｌ２の条件＞
Ｌ／２≦Ｌ１≦Ｌ 第１条件
０≦Ｌ２≦Ｌ／２ 第２条件
Ｌ１／２≧Ｌ２ 第３条件

第１条件は、第一接続辺３９Ａが金型プレート３１と繋がる最大の寸法がＬであることを特定している。
また、第１条件は、第一接続辺３９Ａが金型プレート３１と繋がる最小の寸法がＬ／２であることを特定している。寸法Ｌ１をＬ／２よりも小さくすると、第一接続辺３９Ａよりも外周側の金型プレート３１の背面に縦横補強リブ３８がないため、金型プレート３１を薄くした際に第一接続辺３９Ａよりも外周側において金型プレート３１の変形が発生し易くなる。この場合、金型プレート３１を薄くしたとしても剛性を確保するという、縦横補強リブ３８による本発明の機能・効果が十分に得られないからである。なお、Ｌ１＝Ｌ／２の例が図８（ｂ）に実線として示されている。
寸法Ｌ１は、好ましくは３Ｌ／４以上であり、最も好ましくはＬ１＝Ｌである。

次に、第２条件は、第三接続辺３９Ｃが背面プレート３２と繋がらない（Ｌ２＝０）ことを特定している。この場合、固定金型４が取り付けられることによって金型プレート３１に荷重が加わったとしても、この荷重による変形が縦横補強リブ３８から背面プレート３２に伝わるおそれがない。
また、第２条件は、第三接続辺３９Ｃが背面プレート３２と繋がったとしても、その最大の寸法がＬ／２であることを特定している。この場合、金型プレート３１に取り付けられた固定金型４を型締めした際に金型プレート３１に発生する変形が背面プレート３２に伝わる部位を、縦横補強リブ３８が筒状リブ３４と連結されているために、撓み変形が小さい第二接続辺３９Ｂ近傍に限定できる。これにより、背面プレート３２への変形の影響を小さく抑えることができる。

縦横補強リブ３８は、第１条件と第２条件という好ましい条件を満たすのに加えて、Ｌ１／２≧Ｌ２という第３条件を満たす。この第３条件が示すように、縦横補強リブ３８は背面プレート３２と接続されていないか、接続されていても接続長さが短いので、背面プレート３２に縦横補強リブ３８からの変位・変形が伝わらないか、伝わったとしても背面プレートの変位・変形を小さくできる。

金型プレート３１に固定金型４が取り付けられ型締めされると、金型プレート３１に荷重が加わり、この荷重による金型プレート３１の変形は縦横補強リブ３８に伝わり、さらに縦横補強リブ３８から背面プレート３２に伝わって型盤３０全体を大きく変形させるおそれがある。しかし、縦横補強リブ３８が以上の条件を備えることにより、縦横補強リブ３８からの力が背面プレート３２に伝わらなくなるか、伝わったとしても小さく抑えることができる。
例えば、寸法Ｌ２がＬ２＝Ｌを満たすように縦横補強リブ３８を構成すれば、固定金型４を取り付けて型締めする際に金型プレート３１に生ずる荷重の相当程度が背面プレート３２に伝わり型盤３０全体を大きく変形させてしまう。

以上の説明では、第二接続辺３９Ｂは、金型プレート３１と背面プレート３２の挟まれる筒状リブ３４の軸方向Ｘに沿って、筒状リブ３４の全長に亘って連続して連結している状態、つまり第二接続辺３９Ｂの長さが筒状リブ３４の全長と同じである例を示しているが、本実施形態これに限らない。例えば図８（ｂ）に一点鎖線で示すように、第二接続辺３９Ｂの長さが筒状リブ３４の全長よりも短くてもよい。この縦横補強リブ３８のテーパ形状は、一点鎖線で示すように単一の直線線分または単一の円弧状線分によるテーパでもよいし、二点鎖線で示すように複数の直線線分の組み合わせ又は円弧状線分を組み合わせたテーパ形状でもよい。

次に、縦横補強リブ３８は、その厚さは任意であるが、少なくとも対角補強リブ３７よりも薄くしてもよい。これは、対角補強リブ３７は金型プレート３１と背面プレート３２の間にあって、金型プレート３１と背面プレート３２が変形するのを防ぐための主要骨格であり、型盤３０の全体剛性および強度を担うのに十分な厚肉寸法を有しているのに対して、縦横補強リブ３８は金型プレート３１の荷重を筒状リブ３４に伝えることで金型プレート３１を補強することを目的とするという相違に基づいている。つまり、本実施形態において、図９（ａ）に示すように、対角補強リブ３７の厚さをＴ２とし、縦横補強リブ３８の厚さをＴ１とすると、以下の第４条件及び第５条件を満たすことができる。ただし本実施形態において、縦横補強リブ３８を対角補強リブ３７よりも厚くすることを許容するものの、剛性確保に必要な質量を超える質量を抱えることになりかねないので、縦横補強リブ３８を対角補強リブ３７よりも薄くすることが好ましい。

＜Ｔ１，Ｔ２の条件＞
Ｔ１＜Ｔ２ 第４条件
Ｔ２／４≦Ｔ１≦Ｔ２／２ 第５条件

第４条件は、縦横補強リブ３８が対角補強リブ３７より肉厚が薄いことを特定している。
また、第５条件は、縦横補強リブ３８の肉厚は、対角補強リブ３７の肉厚の１／４以上であることが好ましいことを特定している。これは、縦横補強リブ３８の肉厚がこれよりも薄くなると、縦横補強リブ３８の機能を十分に発揮できなくなるからである。
また、第５条件は、縦横補強リブ３８の肉厚は、対角補強リブ３７の肉厚の１／２以下であることが好ましいことを特定している。これは、対角補強リブ３７の肉厚の１／２を超えても、縦横補強リブ３８に要する重量が増えるのに対応するだけの補強の効果が十分に得られなくなるからである。

［効 果］
以下、本実施形態に係る型盤３０が奏する効果を説明する。
本実施形態に係る型盤３０は、金型プレート３１と筒状リブ３４を繋ぐ縦横補強リブ３８を備えているので、金型プレート３１を薄くしたとしても剛性を確保できる。
一方で、縦横補強リブ３８は背面プレート３２と接続されていないか、接続されていても接続長さが短いので、背面プレート３２に縦横補強リブ３８を介する金型プレート３１の変形が伝わらないか、伝わったとしても金型プレート３１の変形の影響を小さくできる。したがって、本実施形態に係る型盤３０によれば、背面プレート３２を厚くして剛性を上げる必要がないので、質量の増加はない。

また、縦横補強リブ３８に伝わる荷重は、縦横補強リブ３８と接続される筒状リブ３４へ伝わるが、筒状という形状はそもそもアーチ形状（円弧形状）により外周側からの荷重が周方向の力に変換されるため、外周側からの荷重に対する剛性が高い。したがって、縦横補強リブ３８を設けても筒状リブ３４の肉厚を厚くする必要はない。

縦横補強リブ３８を設けるとその分だけ質量が増えることは否めないが、本実施形態によれば筐体構造体である型盤３０の主要骨格であり大きな質量を占める金型プレート３１を薄くできるため、金型プレート３１の剛性を確保しながら、型盤３０の軽量化を図ることができる。

また、型盤３０の軽量化によって、可動型盤３の慣性力が低減するため、可動型盤３の駆動力を小さくすることができ、型締装置の省エネルギ化に有効である。

また、縦横補強リブ３８を金型プレート側から背面プレート側に向けて、斜め形状とすることで、外周補強リブ３６と互いに隣接する対角補強リブ３７、３７及び筒状リブ３４によって囲まれ、縦横補強リブ３８によって区分された空間１００を連通させることができる。これにより、型盤３０の鋳造時において、空間１００を形成するための中子を一体構造とすることができるため、該当部の中子は分割構造とする必要がなく、縦横補強リブ３８の有無における造形の手間は変わらない。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に置き換えたりすることができる。

はじめに、以上の実施形態は固定型盤２を例にして型盤３０の説明をしたが、可動型盤３に縦横補強リブ３８を適用できる。以下、その一例を示す。
例えば、図７に示すように、可動型盤３は、上述した固定型盤２としての型盤３０と同様、可動金型５が取り付けられる金型取付面３０Ａが、所定の厚さを有した金型プレート３１によって形成され、金型プレート３１から所定寸法離間した位置に、金型プレート３１とほぼ平行に背面プレート３２が配置されて、この背面プレート３２が金型取付面３０Ａの背面３０Ｂを形成している。
そして、金型プレート３１、背面プレート３２の四隅には、連結部３３が設けられ、金型プレート３１、背面プレート３２の中央部には円筒状の筒状リブ３４が設けられている。

さらに、金型プレート３１と背面プレート３２の間には、その外周部に沿って、互いに隣接する連結部３３、３３を連結するように、外周補強リブ３６が設けられるとともに、金型プレート３１と背面プレート３２の対角線方向に延びる対角補強リブ３７が、四隅の連結部３３のそれぞれと筒状リブ３４との間に設けられている。さらに、金型プレート３１と背面プレート３２の間には、二つの縦横補強リブ３８が設けられている
これら外周補強リブ３６、対角補強リブ３７は、縦横補強リブ３８は、金型プレート３１と背面プレート３２の間に亘って設けられている。
そして、外周補強リブ３６には、互いに隣接する連結部３３、３３の中間位置に開口部４０が形成されている。

通常、可動型盤３は、固定型盤２として用いられる型盤３０のように、射出シリンダ６の先端部が挿入されることがないため、可動型盤の中央部に中実の支柱が存在している。この可動型盤３においても縦横補強リブ３８を設けることで金型プレート３１を薄くすることができる。これにより、可動型盤３の重量を低減することができる。
可動型盤３は型開閉時に移動するため、重量を低減すれば慣性力が減少し、可動型盤３の駆動機構に必要とされる力が少なくて済む。したがって、上記のように、可動型盤３の重量を抑えつつ、有効に剛性向上を図るのは非常に有効である。

また、縦横補強リブ３８は、縦補強リブ３８Ａと横補強リブ３８Ｂを備えているが、本発明の型盤は、縦補強リブと横補強リブの両者を必須とするものではない。例えば、型盤が鉛直方向よりも水平方向に長い横長の形態を有している場合には型盤の剛性を考慮して、水平方向（第一方向）に横補強リブを設けるが、鉛直方向（第二方向）には縦補強リブは設けないという選択肢がある。また型盤が略正方形であっても、成形に主に使用する金型が横長の形態を有している場合も同様に、水平方向（第一方向）に横補強リブを設けるが、鉛直方向（第二方向）縦補強リブは設けないという選択肢がある。逆に、型盤または成形に主に使用する金型が、水平方向より鉛直方向に長い縦長の形態を有している場合は、鉛直方向（第二方向）に縦補強リブを設けるが、水平方向（第一方向）には横補強リブ設けないという選択肢がある。

また、以上の実施形態は、縦補強リブ３８Ａと横補強リブ３８Ｂは配置が異なる以外は、前述した第１条件〜第５条件が同じ、つまり仕様が同じことを前提としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、縦補強リブ３８Ａと横補強リブ３８Ｂとで仕様が異なっていてもよい。
さらに、以上で説明した縦横補強リブ３８は、肉厚が一定であることを前提としているが、本発明はこれに限定されず、肉厚を変えることもできる。例えば、金型プレート３１の側から背面プレート３２の側に向けて肉厚を薄くできるし、筒状リブ３４の側から離れるにつれて肉厚を薄くできる。

また、以上説明した開口部４０は、同様の効果を得ることができるのであれば、その位置や形状を上記に挙げたものに限定するものではない。
例えば、開口部４０の形状は、三角形状、台形状等としても良い。その場合、角部は応力集中を避けるためにＲ加工とするのが望ましい。また、開口部４０を円形、楕円形、長円形等とし、中心線Ｃに対して背面プレート３２側にオフセットして形成するようにしても良い。

また、例えば、背面プレート３２を、互いに隣接する連結部３３、３３の中間位置における厚さ（ｔ１）に対し、連結部３３に近い部分の厚さ（ｔ２）が大きくなるように形成することができる。なお、厚さ（ｔ１）の位置及び厚さ（ｔ２）の位置については、図３に示している。
この場合、背面プレート３２の厚さを上記のように変化させるには、連結部３３、３３の中間位置と、連結部３３に近い部分とで、段付形状としてもよいし、連結部３３、３３の中間位置から連結部３３に近い部分に向けてその板厚が漸次増大するようにしてもよい。
こうすることで、連結部３３から、油圧シリンダ２２やタイバー１５によって型盤３０に作用する外力が連結部３３から背面プレート３２に流れる際に、連結部３３に応力が集中するのを抑制でき、背面プレート３２の全体に均等に分散させることができる。

型盤３０を鋳造にて製造するに際し、外周補強リブ３６、互いに隣接する対角補強リブ３７、３７、筒状リブ３４によって囲まれた空間１００を形成するのに必要な中子を保持するため、開口部４０の他にも中子保持孔を形成することができる。

また、金型プレート３１の裏面側に、背面プレート３２には連結されない補強リブを形成するようにしてもよい。この補強リブは、格子状等に形成することができる。格子状の補強リブは、水平方向に延びる複数のリブと鉛直方向に延びる複数のリブを互いに交差させることで構成してもよい。これにより金型プレート３１の剛性が向上するため、変形を抑制できる。その結果、金型プレート３１の変形による金型合わせ面の口開きを抑制し、成形品のバリの発生を抑制することが可能となる。

また、上記実施形態においては、射出成形機１を対象として本発明の例を説明したが、同様の型締装置は、ダイカスト機にも適用することが可能である。

１ 射出成形機
２ 固定型盤
２Ａ 型締油圧シリンダ
３ 可動型盤
４ 固定金型
５ 可動金型
６ 射出シリンダ
６Ａ フレーム
７ 射出スクリュ
８ ボールねじ軸
９ ナット
１２ 射出駆動サーボモータ
１３ 射出スクリュ回転駆動モータ
１５ タイバー
１５Ａ ねじ溝
１６ ラム
１７ 半割ナット
１８ 基台
１９ ガイドレール
２２ 油圧シリンダ
２３ 型締め油圧シリンダ
２７ 移動フレーム
２９ 油圧切換弁
３０ 型盤
３０Ａ 金型取付面
３０Ｂ 背面
３１ 金型プレート
３２ 背面プレート
３３ 連結部
３３Ａ 底面
３４ 筒状リブ
３５ ノズル孔
３６ 外周補強リブ
３７ 対角補強リブ
３８ 縦横補強リブ
３８Ａ 縦補強リブ
３８Ｂ 横補強リブ
３９Ａ 第一接続辺
３９Ｂ 第二接続辺
３９Ｃ 第三接続辺
４０ 開口部
４０Ａ 半円弧状部
４０Ｂ 円弧部
４０Ｃ 直線部
１００ 空間

Claims (10)

1. 金型が取り付けられる金型プレートと、
   前記金型プレートと対向して設けられる背面プレートと、
   前記金型プレートおよび前記背面プレートの四隅において、タイバーに連結される連結部と、
   前記金型プレートと前記背面プレートの間に設けられ、前記金型プレートおよび前記背面プレートの中央部に位置する筒状リブと、
   前記金型プレートと前記背面プレートの間に設けられ、前記筒状リブと前記連結部のそれぞれを繋ぐ対角補強リブと、
   前記金型プレートと前記背面プレートの間に設けられ、前記筒状リブから隣接する前記連結部の間に向かって延びる縦横補強リブと、を備え、
   前記縦横補強リブは、
   前記背面プレートと繋がる寸法Ｌ２が前記金型プレートと繋がる寸法Ｌ１の１／２以下であるか、または、
   前記金型プレートと前記筒状リブとは繋がるが、前記背面プレートとは繋がらない、
   ことを特徴とする型盤。
2. 前記縦横補強リブは、
   前記対角補強リブよりも肉厚が薄い、
   請求項１に記載の型盤。
3. 前記縦横補強リブは、
   前記金型プレートの側から前記背面プレートの側に向けて肉厚が一定であるか、又は、
   前記金型プレートの側から前記背面プレートの側に向けて肉厚が薄くなる、
   請求項２に記載の型盤。
4. 前記縦横補強リブは、
   前記筒状リブの側から離れる向きに肉厚が一定であるか、または、
   前記筒状リブの側から離れるのにつれて肉厚が薄くなる、
   請求項２に記載の型盤。
5. 前記縦横補強リブは、
   前記型盤の第一方向に沿って設けられるか、又は、
   前記型盤の第一方向及び前記第一方向に対して直交する方向に沿って設けられる、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の型盤。
6. 前記金型プレートと前記背面プレートの間に設けられ、前記金型プレートおよび前記背面プレートの外周部に沿って、互いに隣接する前記連結部の間に設けられた外周補強リブ、を備え、
   前記外周補強リブに、前記金型プレートと前記背面プレートとの中心線に対して非対称な開口部が形成されている、
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の型盤。
7. 前記開口部は、
   前記背面プレートよりも前記金型プレートの剛性が高くなるように形成されている、
   請求項６に記載の型盤。
8. 前記筒状リブよりも径方向の外側における前記筒状リブの外周から前記金型プレートの外周までの前記径方向に沿った寸法をＬとすると、前記寸法Ｌと前記寸法Ｌ１、Ｌ２とは以下を満足する、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の型盤。
   Ｌ／２≦Ｌ１≦Ｌ
   ０≦Ｌ２≦Ｌ／２
9. 金型が取り付けられる一対の型盤と、
   前記金型を開閉するため、一対の前記型盤の少なくとも一方を他方に対して進退移動させる型盤駆動部と、を備え、
   一対の前記型盤の一方又は双方が請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の型盤であることを特徴とする型締装置。
10. 金型が取り付けられる一対の型盤と、
    前記金型を開閉するため、一対の前記型盤の少なくとも一方を他方に対して進退移動させる型盤駆動部と、
    前記金型のキャビティに成形材料を射出する射出シリンダと、を備え、
    一対の前記型盤の一方又は双方が請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の型盤であることを特徴とする射出成形機。

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