JPH04107108A

JPH04107108A - 型締駆動機構

Info

Publication number: JPH04107108A
Application number: JP22604090A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nakanishi; 中西　義典
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-08
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JP2996498B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ｕ産業上の利用分野ヨ本発明は、成型素材を金型内に圧力注入することにより
製品成型する機械、例えば、プラスチック射出成型装置
等における型締駆動機構に関し、−層詳細には、圧締め
圧力の制御を型締駆動機構に設けた圧力制御手段により
行うようにした型締駆動機構に関する。

［従来の技術］成型素材を金型内に圧力注入することにより製品成型す
る機械、例えば、プラスチック射出成型装置における型
締動作とは、移動ダイズレートに設けられた金型を、固
定ダイプレートに設けられた金型に指向して移動するこ
とて金型の型閉めを行い、さらに、金型内圧力に対抗す
るように、金型を圧締めするこ出をいう。

従来の型締駆動機構としては、 ■　油圧シリンダを使用するもの、 ■　ボールねじ、ボールナツト、電気サーボモータを使
用するもの、 ■　リンクレバー、リンクカム、ギヤ群、電気モータを
使用するもの、等が知られている。

■の油圧シリンダを使用するものでは、油漏れにより環
境を悪化させるおそれがあり、また、作動油が消防法の
危険物に指定されており、条件によっては、機械の設置
ができない場所があるという問題点がある。

■のボールねじ、ポールナツト、電気サーボモータを使
用するものでは、１台の電気サーボモータに移動ダイプ
レートの移動と、金型の圧締めという異なった動作をさ
せるため、駆動機構の最適設計が困難であるという問題
点があり、また、金型の圧締め圧力が大きくなると、ボ
ールねじとポールナツトの寿命が極端に短くなってしま
うという不都合が存在していた。

■のリンクレバー、リンクカム、ギヤ群、電気モータを
使用するものでは、圧締め圧力の制御のためにリンクカ
ムとギヤ群の間にドルクリミックとして制動板を挿入す
るが、その動作時の騒音が非常に大きいという問題があ
り、その動作も時として完全でない場合がありタイバー
を損傷する問題がある。

■の問題点を解決する手段として、電気モータを電気サ
ーボモータで代替する方法があるが、リンクレバーとリ
ンクカムの動作が非線形であるため、圧締め圧力の制御
が困難であり、他にセンサー等を付加する必要が生じ、
駆動機構が複雑になるという不都合があった。

［発明が解決しようとする課題］上記したリンクレバーとリンクカムの動作が非線形とい
う点について詳述すると以下の通りである。すなわち、
第４図ａＳｂに示すように、この型締駆動機構１０はタ
イバー３６ａ乃至３６ｄに沿って移動する移動ダイプレ
ート１２、固定ダイプレート１６ａおよび固定ダイプレ
ート１６ｂを備え、また、移動ダイプレート１２を移動
し、移動ダイプレート１２に設けられた金型１４と、固
定ダイプレート１６ｂに設けられた金型１８とを型閉め
し、さらに、金型内圧力に対抗するように、金型１４．
１８を圧締めするための駆動機構であるリンク機構２０
を備えている。

リンク機構２０は、リンクレバー２２とリンクレバー２
４とリンクレバー２６とベース３４に搭載されるリンク
カム２８とギヤ群３０と電気サーボモータ３２から構成
されている。

この型締駆動機構１０において、電気サーボモータ３２
を作動し、ギヤ群３０を介してリンクカム２８を回転し
、リンクレバー２６を介しテリツクレバー２２．２４を
動作させることにより、移動ダイプレート１２を移動し
、金型１４．１８の型閉めを行い、さらに電気サーボモ
ータ３２を駆動して金型内圧力に対抗するように、金型
１４．１８を圧締約するものである。

ここで、リンクレバー２２．２４．２６とリンクカム２
８の動作における制御対象は、移動ダイプレート１２に
接続されているリンクレバー２４の先端位置とリンクの
推力であり、これに対応して制御すべき量は、電気サー
ボモータ３２の回転位置と回転トルクである。

第５図ａは上記のリンク機構２０をモデル化した図であ
り、第５図すは、第５図ａのモデルにおけるリンクレバ
ー２４の先端位置とリンクの推力、および、電気サーボ
モータ３２の回転位置と回転トルクの関係を示す図であ
る。

第５図ａにおいて、Ｌｌはリンクレバー２２の部間の長
さ、Ｌ２はリンクレバー２４の部間の長さ、Ｌ３はリン
クレバー２２の固定端からリンクカム２８の中心までの
水平長さ、Ｌ４はリンクレバー２２の固定端からリンク
カム２８の中心までの鉛直長さ、Ｌ５はリンクレバー２
６の部間の長さである。

このモデルに上記の各パラメータを用いてシミュレーシ
ョンした結果が第５図すに示されている。第５図すにお
いて、Ｔ１は電気サーボモータ３２の加速時間、Ｔ２は
電気サーボモータ３２の定速回転時間、Ｔ３は電気サー
ボモータ３２の減速時間、Ｎは電気サーボモータ３２の
回転速度を示してシ′）る。

グラフは単位値化されており、単位基準値はＦＳで、縦
軸がこの単位基準値ＦＳ、横軸は動作開始から終了まで
の経過時間である。グラフ中、Ｐはリンクレバー２２の
固定端からリンクレバー２４の移動ダイプレート１２側
節までの水平距離、ＡＦはリンクレバー２４と水平のな
す角、■はリンクレバー２４の移動ダイプレート側節の
移動速度、Ｎは電気サーボモータ３２の回転速度、ＴＦ
Ｇは電気サーボモータ３２のトルクのリンクレバー２４
の移動ダイプレート側節での推力への変換比を示す。

前述したように、リンクレバー２２．２４．２６とリン
クカム２８の動作における制御対象は、移動ダイプレー
ト１２に接続されているリンクレバー２４の先端位置と
リンクの推力であり、これに対応して制御すべき量は、
電気サーボモータ３２の回転位置と回転トルクである。

ここで、リンクレバー２４の先端位置と電気サーボモー
タ３２の回転位置との関係を見ると、リンクレバー２４
の先端位置の微分量であるＶ（リンクレバー２４の移動
ダイプレート１２側節の移動速度）と、電気サーボモー
タ３２の回転位置の微分量であるＮ（電気サーボモータ
３２の回転速度）のグラフが非相似形となっており、両
者の関係は線形でなく非線形となっている。

また、リンクレバー２４の推力と電気サーボモータ３２
の回転トルクの関係を見ると、電気サーボモータ３２の
回転トルクのリンクレバー２４先端の推力への変換比Ｔ
ＦＧのグラフが直線状でないことから、この両者の関係
も線形ではなく、非線形となっていることがわかる。

リンク機構２０の動作が非線形であるため、圧締め圧力
の制御が困難になる。すなわち、両者の動作が実質的に
線形となるように補正テーブルを用意しておき、補正テ
ーブルの補正データに従って電気サーボモータ３２の制
御を行うことにより制御可能であるが、現実の成型装置
では、金型厚が様々に変化するため、Ｌ２（ＩＪシンク
バー２４の部間の長さ）を様々に変化させた補正テーブ
ルを用意する必要がある。

このように、種々の補正テーブルを用意することはデー
タ量の多さから現実的ではなく、また補正のためのデー
タを逐次演算するには多くのデータ演算時間が必要とな
り、単位時間当たりの成型個数の低下をもたらし、現実
的ではない。

本発胡は、前記の如き不都合を克服せんとするものであ
り、前述のような型締駆動機構において、動作時の騒音
が小さく、圧締め圧力の制御が容易であり、機能、動作
の分担が適当であって、金型の圧締め圧力が大きくなっ
ても寿命が短くなるような部品の使用が不要な型締駆動
機構を提供することを目的とする。

［課題を解決するた杓の手段］前記の課題を解決するために、本発明は移動ダイプレー
トに設けられた金型を固定ダイプレートに設けられた金
型に指向して移動させる駆動手段を有し、金型の型閉め
および圧締めを行う型締駆動機構において、前記駆動手段は、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を前記移動ダイプレートに伝達
することで、移動ダイプレートを前記固定ダイプレート
に対して変位させる変位手段と、前記変位手段による金型の圧締め圧力の一部を吸収し、
前記金型に対する圧締め圧力を一定に制御する圧力制御
手段と、を備えることを特徴とする。

１作用二本発明に係る型締駆動機構では、圧力制御手段を介し変
位手段により移動ダイプレートを移動して金型を型締め
し、圧締約圧力の制御を行う。この場合、特に、金型に
対して過大な圧力が付与されんとするとき、前記圧力制
御手段がその圧力の一部を吸収し、これによって最適な
圧締めが遂行される。

［実施例コ次に、本発明に係る型締駆動機構について好適な実施例
を挙げ、添付の図面に基づいて以下詳細に説明する。

第１図ａ、ｂは本実施例に係る型締駆動機構の概略構成
図を示す。

第１図ａ、ｂに示すように、本発明に係る型締駆動機構
１０は、タイバー３６２乃至３６ｄに沿って移動する移
動ダイプレート１２と、固定ダイプレー）１６ａおよび
固定ダイプレート１６ｂと、移動ダイプレート１２を移
動し、移動ダイプレート１２に設けられた金型１４と固
定ダイプレート１６ｂに設けられた金型１８とを型閉め
するための変位手段であるリンク機構２０とを備えてい
る。

リンク機構２０は、リンクレバー２２とリンクレバー２
４とリンクレバー２６とリンクカム２８とギヤ群３０と
から構成されており、ギヤ群３０にはベース３４に搭載
された駆動源である電気サーボモータ３２が連結されて
いる。

固定ダイプレート１６ａとリンク機構２０のリンクレバ
ー２２の端部との間には、圧力制御手段を構成する流体
圧力ダンパ４０があり、この流体圧力ダンパ４０により
圧締め圧力の制御が行われる。

第２図は、流体圧力ダンパ４０を含む圧力制御手段の構
成図を示す。第２図において、圧力制御手段は、リンク
レバー２２の端部に連結されるピストン部材４２と、固
定ダイプレート１６ａに固定され、前記ピストン部材４
２を移動可能に保持する流体収納部４４と、管路４６を
介して流体収納部４４に接続されるＩＪ　ＩＪ−ス弁５
０　（アンロード弁）と、リリース弁５０に接続される
油圧タンク５４と、油圧タンク５４と流体収納部４４を
接続する逆止弁５２とを備える。この場合、流体収納部
４４には、オイル５３が収納されているが、オイル５３
の代わりに気体を用いる二とも可能である。

なお、第３図ａ、ｂに示すように、タイバー３６ａ乃至
３６ｄの端部と固定ダイプレート１６ａとの間に流体圧
力ダンパ４３ａ乃至４３ｄを分散して配設することもで
きる。

本実施例に係る型締駆動機構１０は、基本的には以上の
如く構成されるものであり、以下その作用、効果につい
て詳細に説明する。

第１図あるいは第３図の型締駆動機構１０において、ベ
ース３４上の両端に固定ダイプレート１６ａ、１６ｂが
設けられ、これらの間は４本のタイバー３６２乃至３６
ｄで結ばれており、このタイバー３６ａ乃至３６ｄに沿
って移動ダイプレート１２が移動し、移動ダイプレート
１２と固定ダイプレー１−１６ｂに相対して設けられた
金型１４．１８を型閉めすることができる。

移動ダイプレート１２の移動は、電気サーボモータ３２
を回転させることにより、ギヤ群３０が回転し、リンク
カム２８が回転して一端がリンクカム２８に結合された
リンクレバー２６が変位する。この変位は一端が固定ダ
イプレート１６ａに可動結合したリンクレバー２２と一
端が移動ダイプレート１２に可動結合したリンクレバー
２４の結合点に作用し、両者のなす角度が変化すること
によって実現され、金型１４と金型１８の型閉ｔ、型開
きが行われる。

すなわち、リンクレバー２２とリンクレバー２４のなす
角度が大きくなるようにリンクカム２８を時計方向に回
転する如くギヤ群３０と電気サーボモータ３２を回転さ
せることにより金型１４と金型１８の型閉めが行え、反
対に、リンクレバー２２とリンクレバー２４のなす角度
が小さくなるようにリンクカム２８を反時計方向に回転
する如くギヤ群３０と電気サーボモータ３２を回転させ
ることにより金型１４と金型１８の型開きが行われる。

本実施例においては、圧締め圧力の制御は流体圧力ダン
パ４０により行われる。二のだｔ、従来の如く、リンク
レバー２２とリンクレノ＼−２４のなす角度を電気サー
ボモータ３２の回転角度位置により制御する必要はなく
、常に、リンクレバー２２とリンクレバー２４とが一直
線上になるように電気サーボモータ３２の回転角度位置
による制御を行えばよく、容易に制御ができる。

すなわち、流体圧力ダンパ４０は、第２図に示すように
、シリンダ構造となっている。そこで、リンクレバー２
２とリンクレバー２４とが開いて一直線上になったとき
、流体圧力ダンパ４０の流体収納部４４のオイル５３の
内部圧力がリリース弁５０に設定された圧力以上になる
と、ＩＪ　ＩＪ−ス弁５０が開き、流体圧力ダンパ４０
の過大圧力に相当する分のオイル５３が管路４６からリ
リース弁５０を通して油圧タンク５４へ流れる。

これは、事前に金型の圧締約圧力が設定されており、流
体圧力ダンパ４０の流体収納部４４の内部面積が既知で
あるので、金型の圧締め圧力に対応したリリース弁５０
の圧力設定が可能なためである。

次に、リンクレバー２２とリンクレバー２４とが閉じて
いったとき、流体圧力ダンパ４０の流体収納部４４の内
部圧力は、それ以前のときに比べ負圧となるので流体圧
力ダンパ４０の流体収納部４４の負圧に相当する分のオ
イル５３が逆止弁５２を通してリザーブタンクとなって
いる油圧タンク５４から流入する。

なお、流体圧力ダンパ４０は、固定グイプレー）１６ａ
とリンクレバー２２の端部ではなく、移動ダイプレート
１２とリンクレバー２４の端部、あるいは移動ダイプレ
ート１２と金型１４との間、あるいは固定ダイプレー）
１６ｂと金型１８との間に配設することもできる。

また、流体圧力ダンパ４３ａ乃至４３ｄはタイバー３６
ａ乃至３６ｄの端部と固定ダイプレート１５ａとの間で
はなく、タイバー３６ａ乃至３６ｄの端部と固定ダイプ
レー）１６ｂの間に分散して配設することもできる。

さらに、オイル５３の代わりに気体を用いる場合、流体
貯留部、すなわち、油圧タンク５４に相当する部分を省
略することも可能である。

なお、圧力制御手段としては、上述した流体圧力ダンパ
４０あるいは流体圧力ダンパ４３ａ乃至４３ｄを用いる
代わりに、弾性体を用いることも可能である。

［発明の効果］本発明に係る型締駆動機構は、以上説明したように構成
されるため、以下に述べるような作用、効果を奏する。

すなわち、型締駆動機構では、動作時の騒音が小さく、
圧締め圧力の制御が容易であり、作動油を使用した場合
でも油漏れによる環境の悪化がなく、またその使用量が
少ないため消防法等による制限を受けにくい。また、機
能、動作の分担が適当であって、金型の圧締め圧力が大
きくなっても寿命が短くなるような部品の使用が不要な
型締駆動機構を提供することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは、本発明に係る型締駆動機構の概略構成
図、第２図は、圧力制御手段の構成図、第３図ａ、ｂは、本発明に係る型締駆動機構の他の実施
例を示す図、第４図ａ、ｂは、従来の型締駆動機構の概略構成図、第５図ａ、ｂは、従来の型締駆動機構の動作説明図であ
る。１６ａ、１６ｂ・・・固定ダイプレート１８・・・金型２０・・・リンク機構２２．２４．２６・・・υアクレバー２８・・・リンクカム３０・・・ギヤ群３２・・・電気サーボモータ３４・・・ベース３６２〜３６ｄ・・・タイバー４０．４３ａ〜４３ｄ・・・流体圧力ダンパ５０・・・
リリース弁５２・・・逆止弁５４・・・油圧タンク１０・・・型締駆動機構Ｉ２・・・移動ダイプレート１４・・・金型

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動ダイプレートに設けられた金型を固定ダイプ
レートに設けられた金型に指向して移動させる駆動手段
を有し、金型の型閉めおよび圧締めを行う型締駆動機構
において、前記駆動手段は、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を前記移動ダイプレートに伝達
することで、移動ダイプレートを前記固定ダイプレート
に対して変位させる変位手段と、前記変位手段による金型の圧締め圧力の一部を吸収し、
前記金型に対する圧締め圧力を一定に制御する圧力制御
手段と、を備えることを特徴とする型締駆動機構。
（２）請求項１記載の型締駆動機構において、駆動源は
、モータからなり、変位手段は、前記モータの回転運動を移動ダイプレート
の直進運動に変換するリンク機構からなることを特徴と
する型締駆動機構。
（３）請求項１または２記載の型締駆動機構において、圧力制御手段は、流体圧力ダンパであることを特徴とす
る型締駆動機構。
（４）請求項１または２記載の型締駆動機構において、圧力制御手段は、気体圧力ダンパであることを特徴とす
る型締駆動機構。
（５）請求項１または２記載の型締駆動機構において、圧力制御手段は、弾性体よりなる圧力ダンパであること
を特徴とする型締駆動機構。
（６）請求項１または２記載の型締駆動機構において、圧力制御手段は、圧締め圧力の一部を流体収納部にて吸
収する流体圧力ダンパと、前記流体収納部に接続されるリリーフ弁と、前記リリー
フ弁に接続される流体貯留部と、前記流体貯留部と前記
流体収納部との間に接続され、前記流体貯留部から前記
流体収納部への流体の流れのみを可能とする逆止弁と、を備えることを特徴とする型締駆動機構。