JPH08238557A - 成形装置の型締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多段型締力設定制御が可能で、かつ、省スペ
ースでコンパクトな成形装置の型締装置を提供する。 【構成】 トグル機構６を介して可動盤３を移動して型
締する成形装置の型締装置１００において、トグル機構
６のクロスヘッドに内蔵されるクロスヘッドシリンダ１
４を配設するとともに、クロスヘッドシリンダ１４のピ
ストン１５と型締シリンダ８のピストンロッド１０とを
連結したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機やダイカス
トマシンなどの成形装置の型締装置に係り、特に多段型
締力設定および制御が可能で、かつ、省スペースに配慮
したコンパクトな成形装置の型締装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に射出成形機の型締装置は、ダイカ
ストマシンと同様に、高速でショックのない金型の開閉
動作と射出時の樹脂圧力に負けない締付力（型締力）が
必要とされ、方式としては直圧式とトグル式とに大別さ
れる。トグル式は型開閉時の油量が直圧式に比べて少な
く、型締力保持の際には直圧式は高圧油の供給が必要で
あるのに対し、トグル式はトグル機構の自己ロック機能
が働らくので直圧式に比べて省エネルギであるなど種々
の利点がある。

【０００３】図４はトグル式の型締装置を示す縦断面図
であり、中心線より上半分は型閉じ開始前の状態を、下
半分は型閉じ完了状態（トグルリンク延伸完了状態）を
示すものである。図における型締装置１００は、リンク
ハウジング１、固定盤（固定プラテン）２、可動盤（可
動プラテン）３、金型４（固定金型４ｂおよび可動金型
４ａ）、マシンベース５、トグル機構６、クロスヘッド
７、型締シリンダ（ダイロックシリンダ）８、ピストン
９およびピストンロッド１０より構成される。射出成形
機のダブルトグル式型締装置１００では、図に示すよう
に、可動盤３とリンクハウジング１との間に３つのトグ
ルリンク６ａ、ミッドリンク６ｂ、クロスヘッドリンク
６ｃからなる上下一対のトグル機構６を備え、リンクハ
ウジング１の外端面の略中心部に型締シリンダ（ダイロ
ックシリンダ）８を装着し、型締シリンダ８のピストン
ロッド１０の先端をクロスヘッド７に連結し、該クロス
ヘッド７を進退自在に挿通したピストン９に沿って前後
進させるとともに、該クロスヘッド７を介して前記トグ
ル機構６を作動させ、固定盤２に対して可動盤（可動プ
ラテン）３を移動して型締動作を行うようになってい
る。具体的には、図５に示すように、トグル機構６のト
グルリンク６ａ、ミッドリンク６ｂ、クロスヘッドリン
ク６ｃを折り畳んだ型開状態から、型締シリンダ８を前
進させることにより金型４が締まる。型締シリンダ８に
送る油量を調整して、高速でスムーズな型締動作を得
る。金型４がタッチする図６の直前には、金型４ａ、４
ｂ間に万一製品が残っていたり、異物が入っていたりす
ると金型４を破損する恐れがあり、これを避けるため
に、油量と油圧を低速および低圧に設定して締める。

【０００４】図６の金型がタッチした状態から、型締力
を発生させて両金型４ａ、４ｂを強固に型締するには、
型締シリンダ８に高速・高圧の油を送り、トグル機構６
のトグルリンク６ａ、ミッドリンク６ｂを伸直状態と
し、リンクハウジング１と固定盤２間のタイバー１１の
長さＬt を伸ばすことにより金型に型締力を発生させ
る。タイバー１１が伸び型締が完了した状態は図７のと
おりであり、この時トグルリンク６ａ、ミッドリンク６
ｂは延伸完了して一直線の状態となり、自己ロック状態
を形成するため型締シリンダ８に高圧油を送らなくても
この状態を保持するため、直圧式に比べて省エネルギに
優れる。型締力の調整は、図６に示す金型タッチの状態
からのタイバー１１の伸び量を変えることによって行
う。型締力を増やす場合には、リンクハウジング１をさ
らに固定盤２方向へ前進させ、減らす場合は後退させ
る。このリンクハウジング１の移動は、図示しないダイ
ハイトモータで４本のタイバー１１に締結された４本の
タイバーナットに掛け回されたチェーンを駆動して行
う。その移動量はダイハイトモータの回転量で制御す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来構造
の型締装置においては、型締力が一定のため型締工程中
に任意に多段で型締力を調整することができなかった。
このため、射出成形機の場合のように射出圧縮成形や射
出プレス成形などのように、型締力を多段で、かつ、任
意の型締力に設定したり制御したりする成形には不都合
であった。本発明においては、型締工程中に型締力が多
段で、かつ、任意に設定ならびに制御ができる型締装置
を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明においては、第１の発明では、固定盤
に対して可動盤を接離自在に配設し、該固定盤ならびに
該可動盤に取り付けた金型をトグル機構を介して該可動
盤を移動して型締する成形装置の型締装置において、該
トグル機構のクロスヘッドに内蔵されるクロスヘッドシ
リンダを配設するとともに、該クロスヘッドシリンダの
ピストンと型締シリンダのピストンロッドとを連結した
構成とした。また、第２の発明においては、マシンベー
ス上に立設固定されたリンクハウジングと固定盤との間
に可動盤を進退動自在に配設し、該固定盤に取り付けた
固定金型と該可動盤に取り付けた可動金型をトグル機構
を介して該可動盤を移動して型締する成形装置の型締装
置において、該トグル機構は該可動金型にピン接合され
た上下一対のトグルリンクと該リンクハウジングにピン
接合された上下一対のミッドリンクと該トグルリンクな
らびに該ミッドリンクにともにピン接合された上下一対
のクロスヘッドリンクを備え、該リンクハウジングに嵌
装固設された水平な型締シリンダと同軸的に配設され、
かつ、該クロスヘッドリンクにピン接合されピストンが
該型締シリンダのピストンロッドと連結されたクロスヘ
ッドシリンダを備えるとともに、該型締シリンダのスト
ロークエンド時に該トグル機構のトグルリンクとミッド
リンクは伸長状態の少し手前で前記可動金型と固定金型
とは低圧型締状態に保持され、かつ、該クロスヘッドシ
リンダのピストンは少なくともリンクハウジング側のス
トロークエンド状態でないよう配設されたものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、型締シリンダの前進操作で
可動盤が固定盤方向へ移動し、型締シリンダのストロー
ク途中で可動盤は固定盤へ当接（タッチ）する。そし
て、この後型締シリンダはさらに前進動作を続け、やが
てストロークエンドして両金型は低圧型締の状態となる
が、トグル機構におけるトグルリンクは伸直状態（トグ
ルリンクとミッドリンクが真直で伸びきった状態）の一
歩手前となっている。次に、クロスヘッドに内蔵された
クロスヘッドシリンダのヘッド側へ送油し、クロスヘッ
ドシリンダを操作してクロスヘッドシリンダと一体的に
クロスヘッドを固定盤側へ移動させることにより、クロ
スヘッドシリンダのストロークエンドまで多段に高圧型
締状態を形成する。クロスヘッドシリンダのストローク
エンドではトグルリンクは伸直状態となり、高圧型締状
態が保持される。

【０００８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図３は本発明に係り、図１は型
締装置の縦断面図（上半分は型開状態、下半分は低圧型
締状態）、図２は型締装置の縦断面図（高圧型締状
態）、図３は型締装置の動作説明図である。

【０００９】図１はトグル式の型締装置１００を示し、
マシンベース５の各々両端にリンクハウジング１と固定
盤２が立設され、リンクハウジング１と固定盤２との間
に可動盤３がマシンベース５上に摺動進退動自在に配設
される。リンクハウジング１と可動盤３とは、上下一対
のトグルリンク６ａ、ミッドリンク６ｂならびにクロス
ヘッドリンク６ｃの３つのリンク６Ａから構成されるト
グル機構６で連結される。３つのリンク６Ａ（トグルリ
ンク６ａ、ミッドリンク６ｂ、クロスヘッドリンク６
ｃ）は各々トグルピン１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介して
相手のリンクや可動盤３やリンクハウジング１とピン接
合されるとともに、上下一対のクロスヘッドリンク６ｃ
の他端は各々型締シリンダ８と同軸的に配設されたクロ
スヘッドシリンダ１４とトグルピン１２ｅとピン接合さ
れる。また、クロスヘッドシリンダ１４のピストン１５
は型締シリンダ８のピストン９と接合されたピストンロ
ッド１０と連結される。

【００１０】図１〜図２の実施例では、従来例で行われ
ているようにクロスヘッドリンク６ｃとピン接合される
クロスヘッドを廃止して直接クロスヘッドシリンダ１４
とクロスヘッドリンク６ｃとをピン接合したが、クロス
ヘッドリンク６ｃにピン接合される従来技術のクロスヘ
ッド７にピストン１５を内蔵して一体化するようにして
もよいことは言うまでもない。すなわち、図１〜図２の
実施例ではクロスヘッドを省略して直接クロスヘッドリ
ンク６ｃとクロスヘッドシリンダ１４とをピン接合した
ものである。

【００１１】以上のように構成された本発明の成形装置
の型締装置１００の作動について説明する。図３は、型
締装置１００の動作説明図を示したものである。まず、
型開状態（可動盤３が固定盤２と大きく離間した状態）
から型締シリンダ８を操作してピストンロッド１０を前
進させ、可動盤３の可動金型４ａを固定盤２の固定金型
４ｂへ近接させる。この時の状態が図３（ａ）の状態で
ある。さらにピストンロッド１０を前進させるとやがて
可動金型４ａは固定金型４ｂへ当接（タッチ）するが、
この時型締シリンダ８のピストン９はまだストロークエ
ンドしておらず、ストロークエンドの少し手前の状態と
なり、可動金型４ａと固定金型４ｂの接合面は弱い密着
状態となる。

【００１２】やがて型締シリンダ８のピストン９はスト
ロークエンド状態（図３（ｂ）の状態）となり、両金型
４ａ、４ｂの接合面は低圧型締状態となる。この時、ト
グル機構６のトグルリンク６ａ、すなわち、トグルリン
ク６ａとミッドリンク６ｂとが伸直状態の少し手前の状
態となっており、伸びきっていない状態である。次に、
型締シリンダ８をストロークエンド状態に保持したまま
（型締シリンダへ送る作動油をロック状態とする）、ク
ロスヘッドシリンダ１４のヘッド側へ圧油を送給し、ピ
ストン１５をクロスヘッドシリンダ１４の内部で可動盤
３側よりリンクハウジング１側へ移送する。そして、こ
の動作を継続するとやがてピストン１５はクロスヘッド
シリンダ１４内でリンクハウジング１側へストロークエ
ンドし、クロスヘッドシリンダ１４（クロスヘッドを有
するタイプではクロスヘッド）が可動盤３側へ移送さ
れ、トグルリンク６ａとミッドリンク６ｂとが伸直状態
となって、図３（ｃ）に示すように高圧型締状態とな
る。

【００１３】なお、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の
状態へ移行する間に両金型４ａ、４ｂの接合面に働く型
締力はノンリニアに増大するので、前述した型締シリン
ダ８のストロークエンドの低圧型締状態から図３（ｃ）
の最高型締状態の途中で、クロスヘッドシリンダ１４の
ピストン１５を任意の位置で停止することにより、多段
階に任意の型締状態が得られる。

【００１４】クロスヘッド（またはクロスヘッドシリン
ダ１４）の位置により、型締力が任意に変えられる理由
について説明すると、クロスヘッド（またはクロスヘッ
ドシリンダ１４）がリンクハウジング１側にあるほど、
トグルリンク６ａとミッドリンク６ｂとのなす相対角度
が小さく、リンクハウジング１と可動盤３との距離が短
い。したがって、タイバー１１を引っ張る量（タイバー
１１を伸張させる量）が少なく、型締力は小さい。型締
力Ｆとタイバー１１の伸び量△Ｌとの関係は、次式のと
おりである。

【００１５】Ｆ＝（π／４）Ｄ² ×４×Ｅ×△Ｌ／Ｌ

【００１６】ここで、Ｄはタイバー１１の直径、Ｅはヤ
ング率、Ｌはタイバー１１の全長を示す。この式からわ
かるように、型締力Ｆはタイバー１１の伸び量△Ｌに比
例している。そして、タイバー１１の伸び量△Ｌとクロ
スヘッド（またはクロスヘッドシリンダ１４）の位置と
は一意的に定まる。

【００１７】なお、前述した図３（ｂ）の低圧型締状態
からさらに高圧型締状態に移行して二段あるいは多段型
締制御を行うことができる条件として、図３（ｂ）に示
すように、クロスヘッドシリンダ１４のピストン１５は
クロスヘッドシリンダ１４内で可動盤３側にストローク
エンドしているか、あるいは可動盤３側のストロークエ
ンドに近接となっていることが必要であり、少なくとも
リンクハウジング１側にピストン１５がストロークエン
ドしていない状態が必要である。

【００１８】以上説明したように、本発明の成形装置の
型締装置１００においては、クロスヘッドに内蔵された
ピストン１５を設けるか、あるいはクロスヘッドを廃止
して直接クロスヘッドリンク６ｃをクロスヘッドシリン
ダ１４とピン接合することにより、型締シリンダ８のピ
ストン９のストロークエンドの低圧型締状態と異なる高
圧型締状態をクロスヘッドシリンダ１４のピストン１５
の任意位置への移動によりつくり出すことが可能とな
る。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
型締シリンダによる低圧型締とクロスヘッドシリンダに
よる高圧型締により、二段型締力設定制御や多段型締力
設定制御がトグル式型締装置において可能となるととも
に、型締シリンダも短くなり省スペースでコンパクトな
型締装置が得られる。また、射出成形機の分野では樹脂
の低圧圧縮成形や射出プレス成形が可能となり、汎用性
が拡大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る成形装置の型締装置の縦
断面図である。

【図２】本発明の実施例に係る成形装置の型締装置（高
圧型締状態）の縦断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る成形装置の型締装置の動
作説明図である。

【図４】従来のトグル式型締装置の側断面図である。

【図５】従来のトグル式型締装置の平面図である。

【図６】従来のトグル式型締装置の説明図（平面図）で
ある。

【図７】従来のトグル式型締装置の説明図（平面図）で
ある。

【符号の説明】

１ リンクハウジング ２ 固定盤 ３ 可動盤 ４ 金型 ４ａ 可動金型 ４ｂ 固定金型 ５ マシンベース ６ トグル機構 ６Ａ リンク ６ａ トグルリンク ６ｂ ミッドリンク ６ｃ クロスヘッドリンク ７ クロスヘッド ８ 型締シリンダ ９ ピストン １０ ピストンロッド １１ タイバー １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ トグルピン １３ タイバーナット １４ クロスヘッドシリンダ １５ ピストン １００ 型締装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定盤に対して可動盤を接離自在に配設
   し、該固定盤ならびに該可動盤に取り付けた金型をトグ
   ル機構を介して該可動盤を移動して型締する成形装置の
   型締装置において、該トグル機構のクロスヘッドに内蔵
   されるクロスヘッドシリンダを配設するとともに、該ク
   ロスヘッドシリンダのピストンと型締シリンダのピスト
   ンロッドとを連結したことを特徴とする成形装置の型締
   装置。
2. 【請求項２】 マシンベース上に立設固定されたリンク
   ハウジングと固定盤との間に可動盤を進退動自在に配設
   し、該固定盤に取り付けた固定金型と該可動盤に取り付
   けた可動金型をトグル機構を介して該可動盤を移動して
   型締する成形装置の型締装置において、該トグル機構は
   該可動金型にピン接合された上下一対のトグルリンクと
   該リンクハウジングにピン接合された上下一対のミッド
   リンクと該トグルリンクならびに該ミッドリンクにとも
   にピン接合された上下一対のクロスヘッドリンクを備
   え、該リンクハウジングに嵌装固設された水平な型締シ
   リンダと同軸的に配設され、かつ、該クロスヘッドリン
   クにピン接合されピストンが該型締シリンダのピストン
   ロッドと連結されたクロスヘッドシリンダを備えるとと
   もに、該型締シリンダのストロークエンド時に該トグル
   機構のトグルリンクとミッドリンクは伸長状態の少し手
   前で前記可動金型と固定金型とは低圧型締状態に保持さ
   れ、かつ、該クロスヘッドシリンダのピストンは少なく
   ともリンクハウジング側のストロークエンド状態でない
   よう配設された成形装置の型締装置。