JPH06166075A - 射出成形装置の摩擦クランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性が高く、高速動作が可能であり、さら
にエネルギ効率の高い装置を提供する。またさらに、ク
ランプ動作時間を従来の装置に比べて５乃至１０％短縮
することが出来る装置を提供する。 【構成】 第一の成形型を設けた固定プラテンと、第二
の成形型が設けられるとともに、複数のタイバーに沿っ
て移動可能に構成された可動プラテンと、前記可動プラ
テンを成形型開放位置と成形型閉塞位置間において往復
動作させる手段と、成形型の閉塞位置においてプラテン
にクランプ力を付与して、成形サイクルの閉塞、射出及
び圧力保持の工程を通じてプラテンの平行度を保持する
とともに、プラテンの折れ曲りを防止するように構成さ
れるとともに、前記往復動手段に摩擦係合して前記往復
動手段を固定位置にロックするクランプ手段とによって
構成したことを特徴とする射出成形装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、射出成形装置に関す
るもので、特に、成形装置の急速閉塞及びクランプ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧駆動型のクランプ機構が、従来より
知られている。こうした油圧駆動型のクランプ機構は、
トグル機構に比べて大きな開閉ストロークを可能にする
とともに、プラテンに折れ曲がりを生じる虞れのあるエ
ッジ部ではなく、中央部にクランプ力を作用させるの
で、多くの場合トグル機構よりも好ましいものとされて
いる。

【０００３】油圧駆動型クランプの設計上の問題は、移
動する作動油の量をいかにして最小とするか、及びいか
にして同一設計でより広い範囲の開閉ストロークを得る
かである。大量の作動油の移動及び圧縮には、長時間及
び大きなエネルギが必要なことは明らかであり、これら
はいずれも生産性に反する事項である。

【０００４】ウォールラブ(Wohlrab)に付与されたアメ
リカ特許第４，４４３，１７９号には、可動プラテンを
開閉ストローク動作させるために小径シリンダを使用
し、成形型に伝達されるクランプ力を作用させるために
大径のクランプシリンダを使用する機構が示されてい
る。クランプシリンダで必要とする大量の作動油を、閉
塞ストローク中に急速に流入させるために、大きなバル
ブが使用されている。この発明の主要な意図は、大きな
バルブを使用することによる主クランプシリンダへの作
動油の充填及び排出速度の向上である。

【０００５】ガトジャール(Gutjahr)に付与されたアメ
リカ特許第４，６０５，３６７号にも同様の特徴が開示
されている。大きなクランプシリンダは、大きなバルブ
によって作動油の急速充填、排出が行われる。

【０００６】コジマ(Kojima)に付与されたアメリカ特許
第４，７４４，７４０号にも同様の構成が開示されてお
り、クランプ閉塞の際におけるクランプシリンダに充填
される作動油を最小とすることは試みられていない。

【０００７】ヘール(Hehl)に付与されたアメリカ特許第
４，８４６，６６４号には、同様の問題に対して異なる
解決策が提案されている。クランプシリンダ中の作動油
は、開閉ストローク中にクランプピストンを通って流通
可能に構成されるとともに、このクランプシリンダの開
閉がふたつの外部のシリンダによって行われる。クラン
プピストンは、クランプ力の発生が必要な場合に、その
ロッドに対して滑動スリーブによってシールされる。

【０００８】アオキ(Aoki)に付与されたアメリカ特許第
４，１５８，３２７号には、クランプストローク動作中
に、作動油のクランプピストンを通る流通を可能とする
構成が開示されている。クランプ力の発生が必要な場合
には、クランプピストンの作動油流通溝が、バルブによ
って閉塞される。開閉ストロークの間、小さなシリンダ
によって、主クランプピストンが駆動される。

【０００９】また、日本国特許公報第６１−１２３１６
号には、同様の問題を解決するために他の方法が採用さ
れている。クランプピストンには、バルブによって開閉
される流通溝が形成されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】これらのすべての従来
提案されている装置は、以下の欠点を有している。

【００１１】（１）クランプピストンは、クランプの閉
塞ストロークと同じストローク分移動するので、シール
に急激な摩耗が生じる。これらのシールには、さらに、
クランプ力による高い圧力が作用するので、シールの寿
命が比較的短いものとなる。

【００１２】（２）大量の作動油を、閉塞ストローク中
にクランプシリンダに充填することが必要となり、クラ
ンプ力発生前にこの大量の作動油を圧縮することが必要
となる。この大量の作動油の移動は、大きなバルブを使
用して行われるとともに、ポンプ作用よりはむしろ吸引
作用によってクランプシリンダに導入される。しかしな
がら、作動油をクランプ力発生以前に圧縮するために多
大な時間とエネルギが必要となる。

【００１３】（３）大量の作動油のクランプシリンダへ
の導入、排出によって、作動油が摩擦によって加熱され
る。これは作動油にとって有害なので、インタークーラ
を使用して冷却することが必要となる。このため、さら
にエネルギが無駄に消費されることとなる。

【００１４】これらの欠点は、主に「シャッタ(shutte
r)」クランプとして知られる構成において着目されてい
る。ペンクマン(Penkman)に付与されたアメリカ特許第
４，０１７，２３６号及びリース(Rees)に付与されたア
メリカ特許第４，２３０，４４２号には、この構成の原
初的な構成が示されている。これらのアメリカ特許に示
された構成においては、小さなシリンダが開閉ストロー
ク機能を行う。プラテンが、モールド閉塞位置にある時
に、「シャッタ」が移動してカラムを閉塞し、組のピス
トンによって発生されたクランプ力を効果的にカラムに
伝達し、このカラムを介して可動プラテン及び成形型に
伝達する。クランプを解放するために、クランプピスト
ンに作用されている油圧が解除され、シャッタが引き込
まれ、小さなシリンダが可動プラテンを開放方向に駆動
する。カラムは、クランプピストンの内部空間を通過し
て引き込まれ、装置全体の長さを短縮する。

【００１５】この構成の利点は、僅かの量の作動油のみ
が移動、加圧され、クランプピストンのシールの各サイ
クルにおけるストロークが短くなっていることにある。
信頼性が高く、高速動作及びエネルギ効率の高い動作を
可能とする油圧駆動型クランプが、クランプ機構中にク
ランプストロークシリンダを内蔵することによりさらに
装置全体を短縮した構成として開発された。この構成
は、本発明の出願人によって発行された「１９８１年」
版のパンフレットに示されている。

【００１６】この装置の欠点は、シャッタを移動させる
ために必要な時間により、クランプ速度が僅かながら低
下されることである。

【００１７】第三の解決策としては、クランプ力を発生
する以前に装置のタイバーを把持するクランプ閉塞機構
を用いるものがある。シーゲル(Siegel)に付与されたア
メリカ特許第３，１８３，５５５号には、成形型が閉塞
された時にタイバーを把持する油圧によって駆動される
「グリッパ」ブッシュを備えたシステムが示されてい
る。各タイバーは、クランプシリンダに取付られてお
り、このクランプシリンダは駆動されると、タイバーと
「把持された」可動プラテンを固定プラテンに向かって
駆動して、成形型を効果的にクランプする。成形型の開
閉はピストンと可動プラテンに連結されたシリンダによ
って行われる。同様のシステムが、ガーリン(Guerin)に
付与されたフランス特許第２，１７４，３６１号に示さ
れている。

【００１８】日本国特開平１−２４５９９９号公報に
は、複数の支持軸にエッジ部を連結した可動要素を持つ
縦方向プレス装置が開示されている。この装置には、ク
ランプ機構が装置の各コーナー部に設けられており、確
実に適正な圧縮が得られるように構成されている。クラ
ンプ力または圧縮力は、ピストン−シリンダ機構によっ
て各支持軸に与えられる。支持軸を把持する可撓スリー
ブは、ピストンの一部を構成している。位置検出センサ
が、各支持軸上の可動フレームの位置を検出するために
設けられる。ピストン−シリンダ機構の流体圧は、可動
フレームと固定フレーム間の平行を維持するために調整
される。

【００１９】ナカガワ(Nakagawa)等の日本国特公平第１
−４９０８８号公報及び日本国特開平第２−１７２７１
１号公報には、ぞれぞれ成形型の摩擦クランプ型の成形
型閉塞装置は開示されている。成形型閉塞装置は、可動
プラテンの四つの角部にそれぞれ配置された複数のピス
トン−シリンダ機構を有している。各複動型ピストン
は、タイバーを把持する可撓スリーブで形成された内側
壁を有しており、可動プラテンは、このタイバーに沿っ
て移動する。クランプ力は、閉塞位置において、各タイ
バーが可撓スリーブによって把持された後に成形型に付
与される。上記の公報に示された可撓スリーブは、ネジ
部を有しており、ピストンの支持軸部に連結される。

【００２０】こうした構成の主要な欠点は、クランプ力
が可動プラテンのコーナー部に伝達されることである。
クランプ力が、コーナー部の付与されるとプラテンに折
れ曲がりが生じることがあり、この傾向は一つのコーナ
ー部に対して付与されるクランプ力が他のコーナー部に
付与されるクランプ力よりも大きい場合に大きくなる。
コーナー部に折れ曲がりが生じると、クランプに不均一
が生じる。

【００２１】さらに、これらの従来の装置においては、
弛緩状態においてタイバーを把持した状態が維持され、
クランプ力の付与によってタイバーまたは支持軸に伸張
を生じさせる。この伸張は、物理的に吸収しなければな
らない。これを吸収する方法としては、把持ブッシュを
弛緩させてタイバーの滑動を許容するか、もしくは把持
ブッシュをタイバーとともに伸張させることによって行
うことができる。前者の場合、把持ブッシュに作用され
ているクランプ力が減少する。また、後者の場合には、
把持ブッシュの可撓壁の伸張が、ブッシュが取り付けら
れているピストンによって規制される。従って、いずれ
の場合においても、ブッシュは端部に生じる応力によっ
て全体的に機能を失うこととなる。支持部の対向するネ
ジ部に係合するネジ部を有するブッシュの場合、ネジ部
の食い込みによって変形が生じる。また、ピストンを介
しての力の分配が不均一となり、またブッシュの摩耗及
び腐食が生じる。

【００２２】この原理による新しい構成が、シマ(Shim
a)に付与されたアメリカ特許第４，５７１，１６９号に
示されている。タイバークランプシリンダは、可動プラ
テンに対してカラムを押圧して固定プラテンに対して成
形型をクランプする回転シャッタに対して中間フレーム
を押圧する。この装置においては、クランプピストンが
シリンダ内においてストロークを制限されているため、
限られた範囲での閉塞のみが可能となる。

【００２３】上記アメリカ特許第４，５７１，１６９号
は、プラテンの折れ曲がりの問題を解消するためにプラ
テンの中央部にクランプ力を作用させる構成となている
が、この構成においては、各サイクルにおいてシャッタ
が二度動作するまで待つことが必要となり、作業時間が
伸張する問題がある。さらに、成形型の閉塞範囲が制限
される点でも不利である。さらに、この装置においても
各クランプシリンダにおいて圧縮される作動油の量が大
量となる。閉塞範囲を拡大するためにシリンダの長さを
伸張した場合、圧縮する作動油が増大して、この欠点が
さらに大きくなる。

【００２４】そこで、本発明の目的は、射出成形装置に
おけるクランプ装置の改良を提案することにある。

【００２５】さらに、本発明の目的は、信頼性が高く、
高速動作が可能であり、さらにエネルギ効率の高い装置
を提供することにある。

【００２６】またさらに、本発明の目的は、クランプ動
作時間を従来の装置に比べて５乃至１０％短縮すること
が出来る装置を提供することにある。

【００２７】さらに、本発明のもう一つの目的は、安価
に製造することができ、しかも保守のコストの低廉なク
ランプ装置を提供することにある。

【００２８】本発明のさらにもう一つの目的は、成形サ
イクル中の閉塞、射出及び圧力保持工程においてプラテ
ンの平行度を維持することが出来るとともに、プラテン
の折れ曲がりを実質的に防止することが出来るクランプ
装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第一の構成によれば、第一の成形型を設
けた固定プラテンと、第二の成形型が設けられるととも
に、複数のタイバーに沿って移動可能に構成された可動
プラテンと、前記可動プラテンを成形型開放位置と成形
型閉塞位置間において往復動作させる手段と、成形型の
閉塞位置においてプラテンにクランプ力を付与して、成
形サイクルの閉塞、射出及び圧力保持の工程を通じてプ
ラテンの平行度を保持するとともに、プラテンの折れ曲
りを防止するように構成されるとともに、前記往復動手
段に摩擦係合して前記往復動手段を固定位置にロックす
るクランプ手段とによって構成したことを特徴とする射
出成形装置が提供される。

【００３０】なお、前記往復動手段は、前記タイバーと
の間において可動プラテンに固定取り付けされ、前記カ
ラムがクランプ力を可動プラテンのエッジ部以外の部分
に伝達して、可動プラテンの折れ曲がりを防止するよう
に構成することが出来る。また、前記カラム内に配設さ
れ前記可動プラテンを前記成形型開放位置と前記成形型
閉塞位置間において往復運動させるピストン及びシリン
ダ装置を有し、前記ピストンが前記固定プラテンに対し
て固定位置に取り付けられ、前記シリンダが前記カラム
の内部室によって規定するように構成することが出来
る。

【００３１】また、前記往復動手段は、可動プラテンの
折れ曲がりを実質的に防止しつつ、クランプ力の力を付
与することを容易とするために可動プラテンの中央部に
取り付けられており、前記摩擦係合及びロック手段が、
加圧流体の圧力によって放射方向内向きに変形して前記
カラムの外側表面に係合する可撓壁を有する流体によっ
て駆動される把持ブッシュ装置で構成する事が出来る。
この場合、前記可撓壁は、前記カラムの外側表面に摩擦
係合するための一連の相互に離間した摩擦パッドを設け
ることが出来る。さらに、好ましくは、前記摩擦パッド
は、プラスチックまたは金属材料で形成される。

【００３２】さらに、前記クランプ力付与手段は、固定
位置において前記固定プラテンから離間されたクランプ
シリンダと、前記クランプシリンダ内に配設されたクラ
ンプピストンとによって構成され、前記クランプピスト
ンは成形型クランプ位置と成形型クランプ解除位置に変
位可能であり、前記カラムが圧縮状態となっているとき
に、クランプ力が前記カラムを介して前記可動プラテン
に伝達されるように構成することが可能である。また、
前記摩擦係合及びロック手段は、前記ピストンの内側面
に固定され、前記ピストンに取り付けられた板部材によ
って所望の位置に保持するように構成することが出来
る。

【００３３】なお、前記クランプ力付与手段がクランプ
ブロックを有し、前記タイバーが前記固定プラテンと前
記クランプブロック間に配設され、前記カラムが前記タ
イバーと実質的に平行に設ける構成とすることも可能で
ある。

【００３４】さらに、前記タイバーが前記固定プラテン
とクランプ端部ブロック間に配設され、前記往復動手段
が、可動プラテンの運動を案内するとともに前記可動プ
ラテンの端部領域以外の位置にクランプ力を付与する少
なくとも二つのカラムを有し、前記各カラムが前記可動
プラテンに固定取付されるとともに前記タイバーと実質
的に平行に設けられ、前記摩擦係合及び把持手段は、前
記の少なくとも二つのカラムを把持して前記可動プラテ
ンにクランプ力を伝達する少なくとも二つのクランプ及
び把持装置を設けることも可能である。この場合、各把
持手段は、前記カラムが挿通する孔を形成したピストン
構造と前記孔に挿通するカラムの外側表面に摩擦係合す
る可撓壁を有する構成とすることが好適である。さら
に、各クランプ及び把持装置が前記クランプ端部ブロッ
ク内にクランプシリンダを規定する孔を有しており、前
記各クランプ及び把持装置の前記ピストンが前記クラン
プシリンダ内に配置され、各シリンダに高圧流体が充填
され、各クランプ及び把持装置が前記カラムに係合した
時に、前記の各ピストンが前記可動プラテンを押圧して
前記成形型のクランプ力を伝達するように構成すること
が出来る。またさらに、成形サイクルの成形型閉塞、射
出及び圧力保持の工程において前記プラテンの平行度を
保持するために前記可動プラテンの異なる位置に異なる
クランプ力を付与する制御システムを有する構成とする
ことも可能である。

【００３５】なお、上記の構成において、クランプ及び
把持装置に所望の圧力を付与する制御装置を有し、前記
制御装置が、前記可動プラテンの各コーナー部に配置さ
れプラテン位置及びプラテン速度の少なくとも一方を検
出するセンサを有するとともに、前記制御装置がバルブ
のバンクを有し、前記バンク内の各バルブが前記クラン
プ及び把持装置のぞれぞれ一つに連通されている構成と
することが可能である。この場合、前記の各バルブは各
独立して動作可能であり、一つのクランプ及び把持装置
に、他のクランプ及び把持装置に付与される流体圧より
も高い流体圧付与することを可能とすることが出来る。

【００３６】また、本発明の第二の構成によれば、フレ
ームと、前記フレームに固定取り付けされた固定プラテ
ンと、前記固定プラテンに設けられた第一の成形型と、
前記フレームに固定されたクランプブロックと、前記固
定プラテンと前記クランプブロック間に配置された複数
のタイバーと、第二の成形型を有し、前記タイバーに沿
って移動可能な可動プラテンと、前記可動プラテンを成
形型開放位置と成形型閉塞位置間において移動させるピ
ストン及びシリンダ装置と、前記ピストン及びシリンダ
装置に設けられクランプ構造及びシリンダロッドを介し
てクランプブロックに固定取り付けされた可動プラテン
と、前記ピストン及びシリンダ装置に設けられ前記可動
プラテンの中央部に取り付けられたカラムに形成され前
記ピストンを収容する中空室によって規定されるシリン
ダと、前記カラムに摩擦係合する少なくとも一つの把持
ブッシュ装置と、プラテンの折れ曲がりを実質的に防止
するためにカラムを圧縮された状態とするとともに、該
カラムを介してプラテンの中央部にクランプ力を伝達す
るために前記クランプブロックによって規定されたシリ
ンダ内に配設された流体駆動クランプピストンとによっ
て構成したことを特徴とする射出成形装置が提供され
る。

【００３７】この第二の構成において、前記の少なくと
も一つの把持ブッシュ装置が前記クランプピストンの内
側面に取り付けられ、前記クランプピストンに取り付け
た板部材によって所定位置に保持するように構成するこ
とが出来る。

【００３８】さらに、本発明の第三の構成によれば、第
一の成形型を設けた固定プラテンと、第二の成形型を設
けた可動プラテンとを有し、前記可動プラテンが成形型
開放位置と成形型閉塞位置間で動作可能であり、成形サ
イクル中の閉塞工程において均一に閉塞された第一及び
第二の成形型によって成形型が形成され、射出工程及び
圧力保持工程において均一な閉塞状態を保持する射出成
形装置を使用する成形方法であって、前記可動プラテン
に固定されたカラム内に形成したシリンダ内に流体を導
入することによって前記可動プラテンを成形型閉塞位置
に動作させ、プラテンの折れ曲がりを防止するように前
記プラテンにクランプ力を付与する工程で構成され、前
記クランプ力を伝達する工程は、少なくとも一つの可撓
壁部材によって形成された壁を有する第一の室に高圧流
体を導入して前記可撓壁部材を前記カラムに摩擦係合、
把持させ、前記可撓壁部材が前記カラムを把持した後に
クランプピストンを駆動して、前記カラムの圧縮状態に
おいて前記カラムを介して成形型にクランプ力を付与す
るようにしたことを特徴とする射出成形装置の運転方法
が提供される。

【００３９】なお、前記駆動工程は、流体を前記クラン
プピストンに設けた第二の室に導入して前記ピストンの
第一の面に対してクランプ圧を生起するように構成する
ことが出来る。また、前記の方法は、前記ピストンの第
一の面に対するクランプ圧を解除し、前記第一の室から
流体を排出して前記可撓壁部材と前記カラムの係合を解
除し、前記第二の室と前記ピストンの前記第一の面と反
対側の第二の面によって規定される空間に導入して成形
型を分離する工程を有することが出来る。さらに、前記
シリンダに流体を導入して、前記可動プラテンを前記成
形型開放位置に移動させるように構成することが可能で
ある。

【００４０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。

【００４１】図示の構成において、本発明による射出成
形装置１０は、フレーム１２とこのフレーム１２に固定
取付された固定プラテン１４とを有している。固定プラ
テン１４は、成形キャビティを形成した第一の成形型１
６を有している。

【００４２】射出成形装置１０は、さらに可動プラテン
１８を有しており、この可動プラテン１８には成形コア
を形成した第二の成形型２０が設けられている。可動プ
ラテン１８は、固定プラテン１４及びクランプブロック
２４にタイバーナット２６によって固定された複数のタ
イバー２２に沿って摺動する。可動プラテン１８は、軸
線Ａに沿って成形型開放位置と成形型閉塞位置間で変位
する。

【００４３】図１乃至図３の実施例において、可動プラ
テン１８の開放位置と閉塞位置間の移動は、可動プラテ
ン１８の中央部に固定取付されたカラム２８を介して行
われる。カラム２８は、タイバー２２及び軸線Ａと実質
的に平行に設けられている。

【００４４】カラム２８は、中空部を有しており、この
中空部はクランプストロークシリンダ３０を形成してい
る。ピストン３２は両端面３４，３６を有しており、ク
ランプストロークシリンダ３０内に収容される。ピスト
ン３２は、シリンダロッド３８によってクランプブロッ
ク２４に取り付けられたクランプ構造４０に固定取り付
けされている。油圧作動油等の流体がクランプストロー
クシリンダ３０内の端面によって規定された空間に導入
されると、この流体によって可動プラテン１８が成形型
の閉塞方向に駆動される。流体が、クランプストローク
シリンダ３０の端面３６によって規定された空間に導入
されると、流体によって可動プラテン１８は成形型の開
放方向に駆動される。作動油をクランプストロークシリ
ンダ３０に導入するために、バルブ、ポンプ、流体通路
等のいかなる手段をも使用することが可能である。

【００４５】クランプピストン４２は、クランプブロッ
ク２４と前面板４６によって規定されたクランプシリン
ダ４４内に設けられている。把持ブッシュ装置４８は、
好ましくはピストン３２の内側表面に取り付けられる。
把持ブッシュ装置４８は、非動作状態においてカラム２
８の自由な摺動を許容し、動作状態においてカラム２８
をたとえば成形型閉塞位置等の固定位置に把持または係
止される。

【００４６】図４に示すように、把持ブッシュ装置４８
は、ベース部５０と、可撓性内側壁構造５２及びベース
部５０と可撓性内側壁構造５２の中間に形成された室５
４とを有している。好ましくは、把持ブッシュ装置４８
及び可撓性内側壁構造５２はカラム２８の周方向に延び
るとともにクランプピストン４２内のカラムの長さの大
部分にわたって延びるように形成される。高圧作動油等
の高圧流体が流体通路５５及びポンプ５３を介して室５
４に導入され、可撓性内側壁構造５２を放射方向内向き
に膨張させてカラム２８の外側表面に摩擦係合してカラ
ム２８を固定位置にロックする。

【００４７】カラム２８を把持、ロックする可撓性内側
壁構造５２は、真鍮、スチール、プラスチック、ゴム等
のいかなる周知の適当な材料によっても形成することが
できる。要すれば、プラスチック、真鍮等のブレーキリ
ンクと同様の材料で形成された一乃至複数の摩擦パッド
５６を可撓性内側壁構造５２に取り付けて、可撓性内側
壁構造５２が流体圧によって変形された時にカラム２８
に摩擦係合させて、カラムを保持するように構成するこ
とも可能である。

【００４８】把持ブッシュ装置４８は、クランプピスト
ン４２に取り付けられた保持板５８によって所定の位置
に保持される。保持板５８は、従来より周知の適当な手
段によってクランプピストン４２に取り付けることが可
能である。

【００４９】本発明のクランプ装置において、把持ブッ
シュ装置４８は、一般的には６０００ｐｓｉの高圧の流
体、即ち作動油を、室５４に導入することによって駆動
され、可撓性内側壁構造５２を変形させて、カラム２８
の外周に係合させる。把持ブッシュ装置４８は、ピスト
ン３２及びクランプストロークシリンダ３０の駆動によ
って成形型が閉塞された後に、起動される。

【００５０】カラム２８が把持ブッシュ装置４８によっ
て把持された後に、クランプピストン４２が、高圧流体
を図３に示す室６０に導入することによって駆動され
る。流体は、流体通路、バルブ、ポンプ等の周知の手段
によって室６０に導入される。このクランプピストン４
２の動作は、クランプされたカラム２８を介して可動プ
ラテン１８にクランプ力を付与して成形型を閉塞位置に
クランプする。クランプ力は、可動プラテン１８の中央
部に作用され成形サイクルの成形型の閉塞、射出及び圧
力保持の工程においてプラテンの平行度を保持するとと
もに、プラテンの折れ曲がりを実質的に防止する。上述
したように、クランプ力をプラテンのエッジ部やコーナ
ー部に付与した場合には、プラテンに変形や折れ曲がり
を生じる可能性がある。本発明においては、クランプ力
をプラテンの中央部に付与することによって、クランプ
力はプラテンの折れ曲がりを防止するように分散され
る。

【００５１】本発明のその他の利点は、カラム２８が圧
縮状態となっているときにこのカラムを介してクランプ
力が、プラテンに付与されることである。この結果、把
持ブッシュ装置における摩耗の問題や、クランプ装置の
腐食の問題及びクランプ力の損失の問題等の従来技術に
おける問題点が解消されることにある。

【００５２】成形型を開放する場合には、まず、クラン
プピストン４２によるクランプ圧力が解除される。これ
は、室６０の流体を排出することによって行われる。し
かるのちに、成形型が室６２に高圧流体を導入してクラ
ンプピストン４２を開放位置に移動させることによって
分離される。その後に、把持ブッシュ装置４８が、流体
通路５６を介して室５４から流体を排出することによっ
て開放される。加圧流体が、ついでクランプストローク
シリンダ３０及びピストンの端面３６によって規定され
た室６４に導入されて、カラム２８及び可動プラテン１
８が引き込まれる。

【００５３】上記の構成は、初期のシャッタ型のクラン
プ装置の利点を保持しながら、シャッタの駆動に時間を
要する欠点を克服している。これは、把持ブッシュ装置
４８の動作が、部材の機械的な運動を伴わないので、非
常に迅速となっている結果である。さらに、本発明の装
置は、製造が安価であり、保守費用を廉価とすることが
できる。

【００５４】図５は、本発明を使用した射出成形装置を
示している。射出成形装置１０は、可動プラテン１８を
有しており、この可動プラテン１８は、タイバー２２に
沿って摺動する。タイバー２２は、固定プラテンとクラ
ンプブロック２４の間に固定される。複数のカラム２８
は、たとえば二または四のカラムは、可動プラテン１８
からクランプブロック２４及び把持ブッシュ装置６８を
挿通されて、可動プラテン１８の成形型開放位置及び閉
塞位置への動作を案内する。

【００５５】把持ブッシュ装置６８は、クランプブロッ
ク２４の端部に形成されたシリンダ７０内に収容され
る。各シリンダはエンドキャップ７２によって閉塞され
る。各カラム２８には、一つのピストンが配置される。

【００５６】把持ブッシュ装置６８は、それぞれ可撓性
内側壁構造５２と室５４を有している。前述したよう
に、室５４に高圧流体が充填されたときに、可撓性内側
壁構造５２は放射方向内向きに変位して、カラム２８を
把持して所望の位置にロックする。可動プラテンを閉塞
位置にクランプするために、高圧流体が、室７４に導入
され、この高圧流体によってピストン６８が可動プラテ
ン１８に押圧されて、クランプ力をカラム２８を介して
可動プラテン１８に付与する。この装置において、クラ
ンプ力はプラテンの端部以外の部分に付与される。クラ
ンプ力は、さらに、カラムが圧縮された状態で、付与さ
れて、把持ブッシュ装置及び可撓スリーブの摩耗の問題
を回避するとともに、クランプ力の損失の問題を解消す
る。

【００５７】一般的に６０００ｐｓｉの同一の高い圧力
がピストンの把持ブッシュ装置部分を付勢するために使
用されるとともに、クランプ圧力を付与するためにも使
用可能であることが発見された。この結果、把持ピスト
ンの径が、従来の２１５０ｐｓｉの比較的低い圧力で動
作しているものに較べて大幅に減少される。

【００５８】上述したように、本発明の目的の一つは、
全ての時点においてプラテンの平行度を保持することが
出来る成形装置を構成することである。プラテンの平行
度は、成形型を均一に閉塞し、射出及び圧縮中を通じて
均一な閉塞状態を保持する上で好ましい。プラテンの平
行度が維持されることによって、より寸法的に正確な製
品を成形することが出来ると同時に、成形型の摩耗を減
少することが出来る。従来のある種の水平型成形装置に
おいては、非常に厚いプラテンを使用してプラテンの変
形及び平行度の低下を防止しようとする試みがなされて
いる。しかしながら、こうした質量の増加によってコス
トが増大するとともに、取り扱う慣性力の増大によって
サイクル時間効率が低下する。

【００５９】可動プラテンが、タイバーまたはベース手
段に沿って水平方向に摺動するある種の装置において
は、プラテンの重量によって摺動面との間に摩擦力が生
起される。タイバーが支持されておらず、プラテンは所
定の通りに摺動しない場合、摩擦力は可動プラテンの四
つのタイバーブッシュ間に等しく分散され、この摩擦力
は個別のブッシュとタイバーの間の公差による変化によ
ってのみ変化する。しかしながら、図６に示すように、
プラテンのタイバーの折れ曲がりによる変位を防止する
ために下側タイバー２２が支持ブロック７６によって支
持されている場合には、下側タイバーは支持されていな
い上側タイバーほど変形しなくなるため、より大きな荷
重を受けることになる。従って、下側タイバーブッシュ
の摩擦力が大きくないプラテン１８がその下側端部で貼
り付いてしまう可能性がある。これによって、プラテン
１８の上端部が固定プラテン１４に向かって傾く。プラ
テン１８の下側面が所定の通り摺動した場合において
も、下側面に大きな摩擦力が係るため傾きが生じる。

【００６０】図７は、本発明のさらにもう一つの実施例
を示している。前述の例と同様に、成形装置は、固定プ
ラテン１４とタイバー２２に沿って摺動する可動プラテ
ン１８とを有している。下側の対のタイバーは、ブロッ
ク７６によって支持されている。図５に示すような外部
装置が、プラテン１８を成形型開放位置と成形型閉塞位
置に動作させるために使用される。

【００６１】プラテンの軸線Ａに沿った移動を案内する
四つのカラム２８が、プラテン１８に取り付けられる。
前述と同様に、クランプ装置７８が設けられる。クラン
プ装置７８は、各カラムに対してクランプブロック２４
と把持ピストン装置６８を有している。各把持ピストン
装置６８は、クランプブロック２４内にスリーブ部６９
によって保持され、可撓壁５２と加圧流体が導入される
室５４を有している。室５４に流体が充填されると、可
撓壁５２が放射方向内向きに移動して各カラム２８に当
接して、これを把持する。

【００６２】クランプ装置は、カラム２８を把持すると
ともに、カラム２８を介して可動プラテン１８にクラン
プ力を付与する。前述のように、クランプ力は、カラム
が圧縮されている間にカラムを通して伝達される。閉
塞、射出及び圧力保持の各工程においてプラテンの平行
度を保持するために、プラテンの異なる位置に作用する
クランプ力を変化させる装置が設けられる。この装置
は、プラテンの各コーナー部に設けた位置／速度検出セ
ンサ８０と、制御装置８２で構成されている。センサ８
０は、従来より周知のセンサが使用される。

【００６３】制御装置８２は、ディジタル電子信号等の
入力信号を各センサから入力される。装置８２は、プロ
グラムされたコンピュータで構成することが可能であ
り、オペレータによって設定された設定点及び入力信号
の特定の設定に関してプラテンの面を平行に保持するた
めの出力信号を発生する。装置８２は、プラテンの平行
度を維持するためにクランプ装置７８が必要とする油圧
の量及び変化率を決定する。制御装置８２の出力は、そ
れぞれポンプ８６からの加圧流体をうけるバルブバンク
８４の各個の油圧弁を制御する。個別の供給ライン８
８，９０，９２及び９４は、バルブバンク８４の各バル
ブからぞれぞれのクランプ装置７８の流体室９６まで延
びている。

【００６４】センサは、可動プラテンの一部が遅れてい
るか否かをユーザーに示す。遅れが生じている場合に
は、それぞれのクランプ装置の室９６に供給される流体
圧が増加される。これによって可動プラテンの遅れの生
じた部分により高いクランプ力が与えられる。

【００６５】制御装置８２は、適当な制御回路または従
来より周知の制御手段で構成することが出来る。

【００６６】本発明のクランプ装置は、射出成形装置に
おいて広範囲に使用可能であり、広い範囲のプラスチッ
ク製品の製造に使用することが可能である。

【００６７】なお、上述の実施例においては、特定の把
持ブッシュ装置を示したが、他の形式の把持ブッシュ装
置を使用することも可能である。例えば、出願人が所有
する１９９０年９月４日付け出願のアメリカ特許出願第
５７７，３０８号に開示された把持ブッシュ装置を使用
することが可能である。なお、このアメリカ特許出願の
開示内容は、本明細書の開示の一部として援用する。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、上記し
た本発明の目的が達成される。即ち、本発明によれば、
射出成形装置におけるクランプ装置の改良を提案され、
信頼性が高く、高速動作が可能であり、さらにエネルギ
効率の高い装置を提供するが出来る。また、本発明によ
れば、クランプ動作時間を従来の装置に比べて５乃至１
０％短縮することが出来る装置を提供することが可能と
なる。さらに、本発明によれば、安価に製造することが
でき、しかも保守をコストの低廉なクランプ装置を提供
することが出来る。

【００６９】またさらに、本発明によれば、成形サイク
ル中の閉塞、射出及び圧力保持工程においてプラテンの
平行度を維持することが出来るとともに、プラテンの折
れ曲がりを実質的に防止することが出来るクランプ装置
を提供することが可能となる。

【００７０】本発明は、上記の特定の実施例に関して説
明をしたが、上記の説明に基づく変更、変形等は、当業
者において自明の事項である。従って、こうした変更、
変形等は特許請求の範囲を逸脱しない限りにいおいて、
本発明に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】クランプ装置を備えた射出成形装置の成形型閉
塞状態でかつクランプされていない状態を示す断面図で
ある。

【図２】図１の装置の成形型開放状態を示す断面図であ
る。

【図３】図１の装置の成形型が閉塞され、クランプされ
た状態の断面図である。

【図４】摩擦パッドを有する把持ブッシュ装置の断面図
である。

【図５】本発明の他の実施例による射出成形装置の断面
図である。

【図６】下側タイバーを支持ブロックに支持した射出成
形装置の実施例を示す断面図である。

【図７】各クランプ装置に付与される流体圧を変化させ
る射出成形蔵置のクランプ装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 射出成形装置 １４ 固定プラテン １６ 第一の成形型 １８ 可動プラテン ２０ 第二の成形型 ２２ タイバー ２８ カラム ３０ シリンダ ３２ ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィクター サイライ カナダ，オンタリオ，ウィロウデイル，ス ナップドラゴン ドライブ 28 (72)発明者 ロナルド イング カナダ，オンタリオ，ブランプトン，アス ター コート 10

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の成形型を設けた固定プラテンと、 第二の成形型が設けられるとともに、複数のタイバーに
   沿って移動可能に構成された可動プラテンと、 前記可動プラテンを成形型開放位置と成形型閉塞位置間
   において往復動作させる手段と、 成形型の閉塞位置においてプラテンにクランプ力を付与
   して、成形サイクルの閉塞、射出及び圧力保持の工程を
   通じてプラテンの平行度を保持するとともに、プラテン
   の折れ曲りを防止するように構成されるとともに、前記
   往復動手段に摩擦係合して前記往復動手段を固定位置に
   ロックするクランプ手段とによって構成したことを特徴
   とする射出成形装置。
2. 【請求項２】 前記往復動手段は、前記タイバーとの間
   において可動プラテンに固定取り付けされ、前記カラム
   がクランプ力を可動プラテンのエッジ部以外の部分に伝
   達して、可動プラテンの折れ曲がりを防止する請求項１
   の射出成形装置。
3. 【請求項３】 前記カラム内に配設され前記可動プラテ
   ンを前記成形型開放位置と前記成形型閉塞位置間におい
   て往復運動させるピストン及びシリンダ装置を有し、 前記ピストンが前記固定プラテンに対して固定位置に取
   り付けられ、 前記シリンダが前記カラムの内部室によって規定される
   請求項２の射出成形装置。
4. 【請求項４】 前記往復動手段は、可動プラテンの折れ
   曲がりを実質的に防止しつつ、クランプ力の力を付与す
   ることを容易とするために可動プラテンの中央部に取り
   付けられており、 前記摩擦係合及びロック手段が、加圧流体の圧力によっ
   て放射方向内向きに変形して前記カラムの外側表面に係
   合する可撓壁を有する流体によって駆動される把持ブッ
   シュ装置で構成されている請求項１の射出成形装置。
5. 【請求項５】 前記可撓壁は、前記カラムの外側表面に
   摩擦係合するための一連の相互に離間した摩擦パッドを
   有している請求項４の射出成形装置。
6. 【請求項６】 前記摩擦パッドは、プラスチックまたは
   金属材料で形成されている請求項５の射出成形装置。
7. 【請求項７】 前記クランプ力付与手段は、 固定位置において前記固定プラテンから離間されたクラ
   ンプシリンダと、 前記クランプシリンダ内に配設されたクランプピストン
   とによって構成され、 前記クランプピストンは成形型クランプ位置と成形型ク
   ランプ解除位置に変位可能であり、 前記カラムが圧縮状態となっているときに、クランプ力
   が前記カラムを介して前記可動プラテンに伝達される請
   求項２の射出成形装置。
8. 【請求項８】 前記摩擦係合及びロック手段は、前記ピ
   ストンの内側面に固定され、前記ピストンに取り付けら
   れた板部材によって所望の位置に保持される請求項７の
   射出成形装置。
9. 【請求項９】 前記クランプ力付与手段がクランプブロ
   ックを有し、 前記タイバーが前記固定プラテンと前記クランプブロッ
   ク間に配設され、 前記カラムが前記タイバーと実質的に平行に設けられて
   いる請求項２の射出成形装置。
10. 【請求項１０】 前記タイバーが前記固定プラテンとク
    ランプ端部ブロック間に配設され、 前記往復動手段が、可動プラテンの運動を案内するとと
    もに前記可動プラテンの端部領域以外の位置にクランプ
    力を付与する少なくとも二つのカラムを有し、 前記各カラムが前記可動プラテンに固定取付されるとと
    もに前記タイバーと実質的に平行に設けられ、 前記摩擦係合及び把持手段は、前記の少なくとも二つの
    カラムを把持して前記可動プラテンにクランプ力を伝達
    する少なくとも二つのクランプ及び把持装置を有してい
    る請求項１の射出成形装置。
11. 【請求項１１】 各把持手段は、前記カラムが挿通する
    孔を形成したピストン構造と前記孔に挿通するカラムの
    外側表面に摩擦係合する可撓壁を有している請求項１０
    の射出成形装置。
12. 【請求項１２】 各クランプ及び把持装置が前記クラン
    プ端部ブロック内にクランプシリンダを規定する孔を有
    しており、 前記各クランプ及び把持装置の前記ピストンが前記クラ
    ンプシリンダ内に配置され、 各シリンダに高圧流体が充填され、各クランプ及び把持
    装置が前記カラムに係合した時に、前記の各ピストンが
    前記可動プラテンを押圧して前記成形型のクランプ力を
    伝達する請求項１１の射出成形装置。
13. 【請求項１３】 成形サイクルの成形型閉塞、射出及び
    圧力保持の工程において前記プラテンの平行度を保持す
    るために前記可動プラテンの異なる位置に異なるクラン
    プ力を付与する制御システムを有する請求項１０の射出
    成形装置。
14. 【請求項１４】 各クランプ及び把持装置に所望の圧力
    を付与する制御装置を有し、 前記制御装置が、前記可動プラテンの各コーナー部に配
    置されプラテン位置及びプラテン速度の少なくとも一方
    を検出するセンサを有するとともに、 前記制御装置がバルブのバンクを有し、 前記バンク内の各バルブが前記クランプ及び把持装置の
    ぞれぞれ一つに連通されている請求項１３の射出成形装
    置。
15. 【請求項１５】 前記の各バルブは各独立して動作可能
    であり、一つのクランプ及び把持装置に、他のクランプ
    及び把持装置に付与される流体圧よりも高い流体圧を付
    与することを可能とする請求項１４の射出成形装置。
16. 【請求項１６】 フレームと、 前記フレームに固定取り付けされた固定プラテンと、 前記固定プラテンに設けられた第一の成形型と、 前記フレームに固定されたクランプブロックと、 前記固定プラテンと前記クランプブロック間に配置され
    た複数のタイバーと、 第二の成形型を有し、前記タイバーに沿って移動可能な
    可動プラテンと、 前記可動プラテンを成形型開放位置と成形型閉塞位置間
    において移動させるピストン及びシリンダ装置と、 前記ピストン及びシリンダ装置に設けられクランプ構造
    及びシリンダロッドを介してクランプブロックに固定取
    り付けされた可動プラテンと、 前記ピストン及びシリンダ装置に設けられ前記可動プラ
    テンの中央部に取り付けられたカラムに形成され前記ピ
    ストンを収容する中空室によって規定されるシリンダ
    と、 前記カラムに摩擦係合する少なくとも一つの把持ブッシ
    ュ装置と、プラテンの折れ曲がりを実質的に防止するた
    めにカラムを圧縮された状態とするとともに、該カラム
    を介してプラテンの中央部にクランプ力を伝達するため
    に前記クランプブロックによって規定されたシリンダ内
    に配設された流体駆動クランプピストンとによって構成
    したことを特徴とする射出成形装置。
17. 【請求項１７】 前記の少なくとも一つの把持ブッシュ
    装置が前記クランプピストンの内側面に取り付けられ、
    前記クランプピストンに取り付けた板部材によって所定
    位置に保持される請求項１６の射出成形装置。
18. 【請求項１８】 第一の成形型を設けた固定プラテン
    と、第二の成形型を設けた可動プラテンとを有し、前記
    可動プラテンが成形型開放位置と成形型閉塞位置間で動
    作可能であり、成形サイクル中の閉塞工程において均一
    に閉塞された第一及び第二の成形型よって成形型が形成
    され、射出工程及び圧力保持工程において均一な閉塞状
    態を保持する射出成形装置を使用する成形方法であっ
    て、 前記可動プラテンに固定されたカラム内に形成したシリ
    ンダ内に流体を導入することによって前記可動プラテン
    を成形型閉塞位置に動作させ、 プラテンの折れ曲がりを防止するように前記プラテンに
    クランプ力を付与する工程で構成され、 前記クランプ力を伝達する工程は、少なくとも一つの可
    撓壁部材によって形成された壁を有する第一の室に高圧
    流体を導入して前記可撓壁部材を前記カラムに摩擦係
    合、把持させ、前記可撓壁部材が前記カラムを把持した
    後にクランプピストンを駆動して、前記カラムの圧縮状
    態において前記カラムを介して成形型にクランプ力を付
    与するようにしたことを特徴とする射出成形装置の運転
    方法。
19. 【請求項１９】 前記駆動工程は、流体を前記クランプ
    ピストンに設けた第二の室に導入して前記ピストンの第
    一の面に対してクランプ圧を生起する請求項１８の方
    法。
20. 【請求項２０】 前記ピストンの第一の面に対するクラ
    ンプ圧を解除し、 前記第一の室から流体を排出して前記可撓壁部材と前記
    カラムの係合を解除し、 前記第二の室と前記ピストンの前記第一の面と反対側の
    第二の面によって規定される空間に導入して成形型を分
    離する工程を有する請求項１９の方法。
21. 【請求項２１】 前記シリンダに流体を導入して、前記
    可動プラテンを前記成形型開放位置に移動させる請求項
    ２０の方法。