JPH0784027B2 - 射出成形装置及び成形方法 - Google Patents

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機構
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（ｓｈｕ
ｔｔｅｒ）」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（Ｒ
ｅｅｓ）に付与されたアメリカ特許第４，２３０，４４
２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（Ｇｕ
ｅｒｉｎ）に付与されたフランス特許第２，１７４，３
６１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。把持
力（クランプ力）または押圧力（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２−１
７２７１１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、把持された
カラムを介して押圧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。押圧力が、コーナー部に付与され
ると可動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押圧力が
他のコーナー部に付与される押圧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、可動
プラテンに不均一な力が生じる。

【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（Ｓｈ
ｉｍａ）に付与されたアメリカ特許第４，５７１，１６
９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可動
プラテンの中央部に押圧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
おけるクランプ手段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、本発明は、第１の成形型が設けられた固定プラテ
ンと、前端面に第２の成形型が設けられていると共に、
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、カラムを介して成形型開
放位置と成形型閉塞位置間において往復運動させる往復
動手段と、成形型の閉塞位置において可動プラテンに第
１成形型方向へ押圧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可動プランの平行度を
保持するクランプ手段とを備えた射出成形装置であっ
て、前記カラムの先端部を可動プラテンの後端面の略中
央位置に連結する一方、前記クランプ手段は、前記カラ
ムの外面を摩擦係合してロックするロック機構と、該ロ
ック機構によりロックされたカラムを介して前記可動プ
ラテンを第１成形型方向へ押圧する押圧機構とから構成
したことを特徴としている。

【００３０】なお、前記往復動手段は、カラムが前記タ
イバーとの間において可動プラテンの略中央に固定取り
付けされ、前記カラムが押圧力を可動プラテンのエッジ
部以外の中央部分に伝達して、可動プラテンの折れ曲が
りを防止するように構成している。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
記カラムの内部に形成されている。

【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、押圧力の力を付与す
ることを容易とするために可動プラテンの中央部にカラ
ムを介して取り付けられており、前記クランプ手段が、
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
カラムの外面に係合する可撓壁を有する流体によって駆
動されるロック機構で構成している。この場合、前記可
撓壁は、前記カラムの外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、前記クランプ手段の押圧機構は、
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。

【００３３】なお、前記クランプ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した。

【００３４】さらに、前記タイバーが前記固定プラテン
とクランプ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
ンに押圧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、前記クラ
ンプ手段は、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及び押圧力を伝達する少
なくとも二つのロック機構及び押圧機構を設けることも
可能である。この場合、各ロック機構は、前記カラムが
挿通する孔を形成したクランプピストンと前記孔に挿通
するカラムの外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、各押圧機構は、前記ク
ランプ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、前記各押圧機構の前記クランプピストンが前
記クランプシリンダ内に配置され、各クランプシリンダ
に高圧流体が充填され、各ロック機構及び押圧機構が前
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第２成形型に第１成形型方向へ
押圧力を伝達するように構成する。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
前記可動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手段を付与する制
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、クランプ手段
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可動プ
ラテン位置及び可動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、一つのロック機構及び押圧機
構に、他のロック機構及び押圧機構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２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往
復動手段と、前記往復動手段に設けられカラムとピスト
ン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、前記往復動手段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ロッ
ク機構と、プラテンの折れ曲がりを実質的に防止するた
めにカラムを押圧された状態とするとともに、該カラム
を介して可動プラテンの中央部に押圧力を伝達するため
に前記クランプブロックによって規定されたクランプシ
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
って構成した押圧機構とを備えたクランブ手段を有して
いる。

【００３７】この第二の構成において、前記の少なくと
も一つのロック機構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
１の成形型を設けた固定プラテンと、第２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１及び
第２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、可動プラ
テンの折れ曲がりを防止するように前記可動プラテンに
クランプ力及び押圧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
によって画成された第１の室に高圧流体を導入して前記
可撓壁を前記カラムに摩擦係合把持させ、前記可撓壁が
前記カラムを把持ロックした後にクランプピストンを駆
動して、前記カラムの軸方向の押圧状態において前記カ
ラムを介して第１成形型に押圧力を付与し、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２の室に
導入して前記クランプピストンの第１の面に対して押圧
力を生起させるようにしたことを特徴としている。

【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クランプピ
ストンの第一の面に対して押圧力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押圧力を解除し、前記第一の室から
流体を排出して前記可撓壁と前記カラムの係合を解除
し、前記第二の室と前記クランプ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、本発明の実施例を図１〜図７を参照
しながら説明する。

【００４１】本発明による射出成形装置１０は、図１に
示すようにフレーム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１の成形型１６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は前端面に成
形コアを形成した第２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、往復動手段によって
行われ、この往復動手段を構成する可動プラテン１８の
中央部に固定取付された棒状のカラム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】往復動手段は、カラム２８と後述のシリン
ダ３０とピストン３２から主として構成されている。前
記カラム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。また、
カラム２８は、先端部が可動プラテン１８の後端面の中
央位置に連結されている。前記ピストン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、ピストンロッド
３８によってクランプブロック２４に取り付けられた固
定部材４０に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内のピストン３２の
端面３４，３６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３
０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】クランプ手段は、押圧機構とロック機構４
８からなり、押圧機構は、クランプブロック２４とクラ
ンプピストン４２及びクランプシリンダ４４とから主と
して構成されている。前記クランプピストン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。ロック機構４
８は、好ましくはクランプピストン４２の内側に取り付
けられる。ロック機構４８は、非動作状態においてカラ
ム２８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
は係止する。

【００４６】図４に示すように、ロック機構４８は、ベ
ース部５０と、可撓壁５２及びベース部５０と可撓壁５
２の中間に形成された室５４とを有している。好ましく
は、ロック機構４８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５４に導
入され、可撓壁５２を放射方向内向きに膨張縮径させて
カラム２８の外側表面に摩擦係合してカラム２８を固定
位置に締付けロックする。

【００４７】カラム２８を把持、ロックする可撓壁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
するに、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
壁５２に取り付けて、可撓壁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２８を
直接保持するように構成するようになっている。

【００４８】また、ロック機構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
に保持されている。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】本発明のクランプ手段において、ロック機
構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、
可撓壁５２を変形させて、カラム２８の外周に係合させ
る。ロック機構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がロック機構４８によってクラ
ンプされた後に、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４２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に軸方向（第１成形型１６方向）の押圧力を付与
して第１成形型２０を閉塞位置に押圧する。押圧力は、
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可動プラ
テン１８の平行度を保持するとともに、可動プラテン１
８の折れ曲がりを実質的に防止する。上述したように、
クランプ力及び押圧力を可動プラテン１８のエッジ部や
コーナー部に付与した場合には、可動プラテン１８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、カラム２８によりクランプ力及び押圧力を可動プラ
テン１８の中央部に付与することによって、押圧力は可
動プラテン１８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が押
圧状態となっているときにこのカラム２０を介してクラ
ンプ力及び押圧力が、可動プラテン１８に付与されるこ
とである。この結果、ロック機構４８における摩耗の問
題や、クランプ手段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】第１，第２の成形型１６，２０を開放する
場合には、まず、クランプピストン４２による押圧力が
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、第２成形型２０を室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、ロッ
ク機構４８が、流体通路５５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３
６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１８が戻される。

【００５３】上記の構成は、初期のシャッタ型のクラン
プ手段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、ロック機構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、本発明を使用した別の射出成形装
置を示している。射出成形装置１０は、可動プラテン１
８を有しており、この可動プラテン１８は、タイバー２
２に沿って摺動する。タイバー２２は、固定プラテン１
４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２または４本で構成され、可動プ
ラテン１８からクランプブロック２４及びピストン６８
を挿通して、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】クランプ手段のロック機構は、クランプブ
ロック２４の端部に形成された押圧機構のシリンダ７０
内に収容される。各シリンダ７０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６８が配置される。また、各カラム２８の先端部は、
可動プラテン１８の略中央位置に連結されている。

【００５６】また、ロック機構は、それぞれ可撓壁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、可撓壁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１８を閉塞位置にクランプ押圧する
ために、高圧流体が、シリンダ７０の室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、該押圧力をカラム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、押圧力は
可動プラテン１８の端部以外の部分つまり中央付近に付
与される。押圧力は、さらに、カラムが圧縮された状態
で、付与されて、ロック機構及び可撓スリーブの摩耗の
問題を回避するとともに、クランプ力及び押圧力の損失
の問題を解消する。

【００５７】一般的に６０００ｐｓｉの同一の高い圧力
がピストンのロック機構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。この結果、ピストンの径を、従来の２１５０ｐ
ｓｉの比較的低い圧力で動作しているものに較べて大幅
に減少することができる。。

【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可動プラテン１８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。可動プ
ラテン１８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。可動プラテン１８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、非常に厚い可動プ
ラテンを使用して可動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、可動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４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、可動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可動プラテン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、可動プラテン１８の上端部が固定プラテン１４に向
かって傾く。可動プラテン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７に示すような外部
装置が、可動プラテン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】可動プラテン１８の軸線Ａに沿った移動を
案内する４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、クランプ手段７８が設けられ
る。クランプ手段７８は、各カラム２８に対して押圧機
構とロック機構６８を有している。各ロック機構６８
は、クランプブロック７６内にスリーブ部によって保持
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】クランプ手段は、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に押圧力
を付与する。前述のように、押圧力は、カラム２８が把
持されている間にカラム２８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、可動プラテン１８の異なる位置に
作用するクランプ力及び押圧力を変化させる装置が設け
られる。この装置は、可動プラテン１８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８０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可動プラテン１８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、可動プ
ラテン１８の平行度を維持するためにクランプ手段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８８，９０，９２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手段７８の流
体室９６まで延びている。

【００６４】センサは、可動プラテン１８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手段の室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１８の遅
れの生じた部分により高い押圧力が与えられる。

【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】本実施例のクランプ手段は、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、特定のク
ランプ手段を示したが、他の形式のクランプ手段を使用
することも可能である。例えば、出願人が所有する１９
９０年９月４日付け出願のアメリカ特許出願第５７７，
３０８号に開示されたクランプ手段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手段の改良を提案し、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、クランプ押圧動作時間を従来の装置に比べて５乃至
１０％短縮することができる。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
低廉な装置を提供できる。

【００６９】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可動プラテンの
平行度を維持することが出来るとともに、可動プラテン
の折れ曲がりを実質的に防止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】クランプ手段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、押圧された状
態の断面図である。

【図４】摩擦パッドを有するロック機構の断面図であ
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】各クランプ手段に付与される流体圧を変化させ
る射出成形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１の成形型 １８ 可動プラテン ２０ 第２の成形型 ２２ タイバー ２８ カラム ３０ クランプストロークシリンダ ３２ ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平２−172711（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−132708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−157504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−125312（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−104159（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4744740（ＵＳ，Ａ)

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の成形型が設けられた固定プラテン
   と、前端面に 第２の成形型が設けられていると共に、複数の
   タイバーに沿って移動可能に形成された可動プラテン
   と、 前記可動プラテンを、カラムを介して成形型開放位置と
   成形型閉塞位置間において往復運動させる往復動手段
   と、 成形型の閉塞位置において可動プラテンに第１成形型方
   向へ押圧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可動プラテンの平行度を保持する
   クランプ手段とを備えた射出成形装置であって、前記カラムの先端部を可動プラテンの後端面の略中央位
   置に連結する一方、前記クランプ手段は、前記カラムの
   外面を摩擦係合してロックするロック機構と、該ロック
   機構によりロックされたカラムを介して前記可動プラテ
   ンを第１成形型方向へ押圧する押圧機構とから構成した
   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、前記カラムの内部軸
   方向に形成されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在
   に設けられ、一端がピストンロッドを介して外部に固定
   されたピストンとを備えたことを特徴とする請求項１記
   載の射出成形装置。
3. 【請求項３】 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押圧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
   いる一方、前記クランプ手段のロック機構は、加圧流体
   の圧力によって放射方向に変形して前記カラムの外面に
   係合する可撓壁を流体によって放射方向へ駆動したこと
   を特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
4. 【請求項４】 前記可撓壁は、前記カラムの外面に摩擦
   係合するための一連の相互に離間した摩擦パッドを有す
   ることを特徴とする請求項３記載の射出成形装置。
5. 【請求項５】 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ことを特徴とする請求項４記
   載の射出成形装置。
6. 【請求項６】 前記押圧機構は、タイバーの一端部に固
   定されたクランプブロックと、該クランプブロックの内
   部に形成されたクランプシリンダと、前記クランプシリ
   ンダ内に摺動自在に配設されたクランプピストンとを備
   え、 前記クランプピストンは、第２成形型の第１成形型に対
   する押圧位置と押圧解除位置に変位可能に形成され、前
   記カラムが前記ロック機構によってロック状態となって
   いるときに、軸方向の押圧力が前記カラムを介して可動
   プラテンに伝達するように構成したことを特徴とする請
   求項１記載の射出成形装置。
7. 【請求項７】 前記クランプ手段は、前記クランプピス
   トンに取り付けられた板部材によってタイバーの所定位
   置に保持されたことを特徴とする請求項１記載の射出成
   形装置。
8. 【請求項８】 前記タイバーは、クランプピストンの外
   周側に有する前記クランプブロックと固定プラテンとの
   間に配置されている一方、前記カラムは、タイバーと平
   行に設けられていることを特徴とする請求項１記載の射
   出成形装置。
9. 【請求項９】 前記往復動手段は、可動プラテンを軸方
   向へ移動させる２本のカラムを有し、 前記各カラムは、先端部が前記可動プラテンの後端面略
   中央位置に連結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、 前記クランプ手段は、前記の少なくとも２つのカラムに
   摩擦係合すると共に、前記可動プラテンに押圧力を伝達
   する少なくとも２つのロック機構及び押圧機構を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
10. 【請求項１０】 前記各ロック機構は、前記カラムが挿
    通する孔を有するクランプピストンと前記孔に挿通する
    カラムの外面に摩擦係合する可撓壁を有していることを
    特徴とする請求項９記載の射出成形装置。
11. 【請求項１１】 各押圧機構は、前記クランプブロック
    内に形成されたクランプシリンダを有していると共に、
    該クランプシリンダ内にクランプピストンが摺動自在に
    配置され、 前記クランプシリンダに高圧流体が充填され、各ロック
    機構が前記各カラムに係合した時に、前記の各クランプ
    ピストンが前記可動プラテンを押圧して前記第２成形型
    を第１成形型方向に押圧力を伝達することを特徴とする
    請求項１０記載の射出成形装置。
12. 【請求項１２】 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可動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
    押圧力を付与する制御システムを有することを特徴とす
    る請求項９記載の射出成形装置。
13. 【請求項１３】 各ロック機構及び押圧機構に所望の圧
    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
    置され可動プラテン位置及び可動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ロック機構及び押圧機構
    のぞれぞれ一つに連通されていることを特徴とする請求
    項１２記載の射出成形装置。
14. 【請求項１４】 前記の各バルブは各独立して動作可能
    であり、一つのロック機構及び押圧機構に、他のロック
    機構及び押圧機構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ことを特徴とする請求項１
    ３記載の射出成形装置。
15. 【請求項１５】 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、 第１の成形型を有する前記固定プラテンと、 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２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往復動手段とを備え、 前記往復動手段は、前記可動プラテンの略中央部に連結
    されたカラム内に形成されたシリンダと、該シリンダ内
    に摺動自在に設けられ、一端部がピストンロッドを介し
    て外部に固定されたピストンとから構成され、 前記カラムに摩擦係合する少なくとも一つのロック機構
    と、可動プラテンの折れ曲がりを実質的に防止するため
    にカラムを押圧した状態とするとともに、該カラムを介
    して可動プラテンの中央部に押圧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クランプシリン
    ダ内に配設された流体によって駆動するクランプピスト
    ンとによって構成した押圧機構とからなるクランプ手段
    を備えたことを特徴とする射出成形装置。
16. 【請求項１６】 第１の成形型を設けた固定プラテン
    と、第２の成形型を設けた可動プラテンとを有し、前記
    可動プラテンがタイバーを介して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１及び第２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用いた
    成形方法であって、 前記可動プラテンの後端面略中央位置に連結されたカラ
    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移動させ、 可動プラテンの折れ曲がりを防止するように前記可動プ
    ラテンに押圧力を付与する工程で構成され、 前記押圧力を伝達する工程は、少なくとも一つの可撓壁
    によって画成された第１の室に高圧流体を導入して前記
    可撓壁を前記カラムに摩擦係合把持させ、前記可撓壁が
    前記カラムを把持ロックした後にクランプピストンを駆
    動して、前記カラムの把持状態において前記カラムを介
    して第２成形型に第１成形型方向へ押圧力を付与し、 前記クランプピストンを駆動させる工程は、流体を前記
    クランプピストンに設けた第２の室に導入して前記クラ
    ンプピストンの第１の面に対して押圧力を生起させるよ
    うにしたことを特徴とする射出成形装置を用いた成形方
    法。
17. 【請求項１７】 前記クランプピストンの第一の面に対
    する押圧力を解除すると共に、前記第一の室から流体を
    排出して前記可撓壁と前記カラムの係合を解除し、 前記第二の室と前記クランプ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を特徴とする請求項１
    ６記載の射出成形装置を用いた成形方法。
18. 【請求項１８】 前記カラム内の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
    せることを特徴とする請求項１６記載の射出成型装置を
    用いた成形方法。