JP3860934B2

JP3860934B2 - 射出成形機の型締装置

Info

Publication number: JP3860934B2
Application number: JP15172799A
Authority: JP
Inventors: 勝実長崎; 貴司水野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000334796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の固定金型と可動金型との型締めを行う射出成形機の型締め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固定金型が組み付く固定型盤と可動金型が組み付く可動型盤とを横に並べて接離可能とした横型の射出成形機では、油圧シリンダを用いて金型の開閉、型締めが行なわれている。
【０００３】
初期における射出成形機の型締め装置では、金型開閉用のシリンダと型締用のシリンダを同じ油圧シリンダで共用していた。
【０００４】
ところが、射出成形機は、種々の成形品の成形に対応できるよう型開き長さを大きくすることが求められ、同構造であると、その要求にしたがい次第に全長の長い油圧シリンダを用いざるを得なくなり、共用の油圧シリンダは重くなり過ぎてしまう。しかも、型締力を発生させるのに必要な作動油量も大量となる。
【０００５】
そこで、従来、金型の開閉は、小径でストロークの長い移動専用の油圧シリンダで可動型盤を高速で進退させ、型締めのときは、短いストロークで大径の油圧シリンダを型締シリンダとして用いて、専用のシリンダで型締めすることが行なわれている。具体的には、特開平８−１７４６１３号公報に開示された型締装置が用いられている。この型締装置の構造が図8に示してある。
【０００６】
同装置の構造について説明すれば、同構造は、固定金型ａを有する固定型盤ｂと、可動金型ｃを有する可動型盤ｄとを横方向に並べてフレームｅ上に配置し、さらに可動型盤ｄの横にフレームｅ上に摺動可能に設けた架台ｆ介して型締シリンダｇを配置して、同型締シリンダｇの内部に形成されたシリンダ部ｈに、可動型盤ｄから突き出た大径のピストン部ｈを進退可能に収める。そして、可動型盤ｄを架台ｆに摺動可能に配置し、架台ｆを開閉専用の小径のシリンダｉで、固定型盤ｂから延びるタイバーｊでガイドしながら固定型盤ｂに対して進退させる構造にしてある。なお、ｋは型締シリンダｇをタイバーｊにクランプするクランプ部、ｍはフレームｅの摺動面を示す。
【０００７】
同構造により、型締めを行なうときは、シリンダｉにより架台ｆを駆動して、固定金型ａと可動金型ｃとが閉じる金型閉位置の近傍まで、可動型盤ｄを移動させる。そして、この型締位置で、クランプ部ｋにより、可動金型盤ｄに追従してきた型締シリンダｇをタイバーｊにクランプした後、型締シリンダｇを作動させて、大きな油圧を可動型盤ｄに加えて可動金型ａを固定金型ｃへ押圧し、両金型を当接させることにより、大きな締結力を発生させるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、油圧で型締めを行なう構造は、大型の射出成形機であれば、油圧を用いることにより構造が簡単になるが、小型な射出成形機だと、同じ機能の部品（シリンダ）を制御しなければならないので、機械効率が悪く、機能部品は割高となる。しかも、油圧だと、油漏れのおそれがある。
【０００９】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、油圧式に比べ省エネルギーで、油漏れなく、高い機械効率で型締めが行なえる射出成形機の型締装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した型締装置は、固定金型を有する固定型盤と、タイバーにより前記固定金型と接離する方向に進退可能にガイドされ、かつ前記固定金型と向き合うように可動金型が組み付けられた可動型盤と、前記可動型盤を前記固定金型と接離する方向に移動させる型盤移動手段と、前記可動型盤に取付けられ、型締時、前記固定金型と前記可動金型を両金型が接近した型締位置から型締めを行なう型締手段とを有し、前記型締手段は、前記可動型盤を挟んで前記可動金型とは反対側に配置されかつ前記タイバーにより進退可能にガイドされ、さらに進退方向両側には進退方向に対して直角な平行な面で形成された側面を有する型締フレームと、この型締フレームの両側面にそれぞれ該フレームの中央に対して傾斜面が外側に向くように放射状に複数配置された、該型締フレームの側面に沿って放射方向に移動可能な楔と、これら楔を放射方向に移動させる楔移動機構と、型締位置で前記型締めフレームと前記タイバーとを係合させて型締めフレームを固定する固定機構とを有し、前記可動型盤は、前記型締フレームへ前記可動型盤の進退方向沿いに突き出て該型締フレームの中央をスライド自在に貫通する軸部と、この軸部の前記型締フレームを挟む両側の前記楔の傾斜面と対向する位置に設けられた、該楔の傾斜面と組合う角度の傾斜面を有する傾斜部材とを有し、型締時は、前記型締フレームが前記固定機構で型締位置に固定された後、前記楔移動機構により可動型盤側の側面の楔を中央へ向かって押し出すことにより前記傾斜部材を該楔で押圧して前記可動型盤に軸方向に向かう型締力を発生させ、型締開放時は、反対側の側面の楔を中央に向かって押出すことにより型締力が抜かれて型開するように構成することによって、油漏れのない、さらには省エネルギー効果に優れる楔作用を利用して、効率良く、可動型盤に大きな型締力が発生するようにした。
【００１１】
請求項２に記載の型締装置は、楔が静摩擦でロックされずにすむよう、前記楔の傾斜面の角度とこれに係合する前記型締フレームと前記円板の傾斜面とにより形成される角度を両者材料の静摩擦角の２倍以上にしたことにある。
【００１２】
請求項３に記載の型締装置は、楔の押出しに必要な駆動力を相当小さくしても可動型盤に型締力が充分に発生されるよう、前記楔と前記型締フレームとの間および前記楔と前記円板の傾斜面との間に前記楔の係合方向に転動可能なフラットローラを設け、かつ前記楔の傾斜面の角度および前記楔に組合う前記円板の傾斜面の傾斜角と前記可動型盤の進退方向と直角な面とがなす角度を小さくしたことにある。
【００１３】
請求項4に記載の型締装置は、楔の押出しに必要な駆動力を約半分にしても可動型盤に型締力が充分に発生されるよう、前記楔と前記型締フレームの両側面との間に前記楔の係合方向に転動可能なフラットローラを設け、かつ前記楔の傾斜面の角度および前記楔に接する前記円板の傾斜面の傾斜角と前記可動型盤の進退方向と直角な面とがなす角度を両者の材料の静摩擦角より大きくしたことにある。
【００１４】
請求項5に記載の型締装置は、電動モータを用い、同モータトルクをバランス良く型締力として用いる構造とするために、楔移動機構を、前記型締フレームに前記楔毎に放射状に配置されて、軸受で回転自在に支持されたねじ軸と、各ねじ軸を回転駆動するブレーキ付減速モータと、各楔に設けられ前記ねじ軸と螺合して該ねじ軸の回転により楔を移動させるねじナットとを有して構成したことにある。
【００１５】
請求項6に記載の型締装置は、電動モータで可動型盤を良好に移動させるよう、型盤移動手段を、前記固定型盤に回転自在に支持されて前記可動型盤へ延びるねじ軸と、前記固定型盤に取付けられ前記ねじ軸を回転駆動するモータと、前記可動型盤に設けられ前記ねじ軸と係合するねじナットを有し、前記ねじ軸の回転により可動型盤が進退するように構成したことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図5に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００１７】
図１は本発明を適用した射出成形機、例えば横型射出成形機の型締装置を示し、図中１は射出成形機のベースフレームである。このベースフレーム１の上面の右側（一端側）には、例えば矩形盤状に形成された固定型盤２が縦向きで固定されている。そして、この固定型盤２の左側面（一側面）の中央に固定金型３が取付けてある。また右側面（他側面）には射出ユニット４が取付けてある。そして、固定型盤２の例えば４隅側からは４本のタイバー５が左側方へ延びるように取付けてある。
【００１８】
またベースフレーム１の上面には、固定型盤２の横に並ぶよう固定型盤２の左側には、例えば矩形盤状に形成された可動型盤１０が縦向き（軸心方向に並ぶ向き）で平行に配置されている。この可動型盤１０の右側面（一側面）の中央には、固定金型３と向き合う可動金型１１が取付けられている。また可動型盤１０の左側面（金型取付側と反対の側面）中央には、大径の円筒軸１２（軸部に相当）が左側方へ突き出るように固定してある。またこの可動型盤１０の４隅側には左右に貫通する貫通孔（図示しない）が形成されている。そして、これら各貫通孔に各タイバー５が摺動自在に貫通され、各タイバー５をガイドとして可動金型１１を固定金型３と接離する方向に平行を保ったまま進退できるように支持してある。
【００１９】
この可動型盤１０が電動式の型移動機構１５（型盤移動手段に相当）で進退できるようにしてある。具体的には、図２に示されるように例えば固定型盤２の中心に対して対称となる各４隅側には、例えばスラスト軸受１６で回転自在に支えられたボールねじ軸１７が取付けてある。そして、このボールねじ軸１７の先端側が可動型盤１０側へ延びている。各ボールねじ軸１７は、いずれもタイバー５の軸心方向（可動型盤１０の進退方向）と平行に延びている。これら各ボールねじ軸１７の前方へ延びたねじ部に可動型盤１０の４隅側に取付けたボールねじナット１８が進退可能に螺合してある。そして、このうちの１つ、例えば下段側のボールねじナット１８が、同ナット１８の後端部に設けた歯車１９、ピニオンギヤ２０を介して、固定型盤２に取り付けた電動式のモータ２１に接続してある。また各ボールねじ軸１７は、図２中の二点鎖線に示されるように該ねじ軸１７の基部側に取付けたスプロケット２２とこれらスプロケット２２に巻き付けたチェーン２３とで接続されていて、モータ２１を正転あるいは逆転してボールねじ軸１７を正回転あるいは逆回転駆動させることにより、可動型盤１０を平行移動させながら進退移動できるようにしている。なお、各ボールねじ軸１７は、可動型盤１０の平行移動を行なうためにスプロケット２２、チェーン２３により同調回転するものである。この可動型盤１０の進退移動により、固定金型３と可動金型１１の開閉、すなわち型開閉の動作が行なわれるようにしてある。なお、可動型盤１０は、図示しない位置決めセンサにより、可動型盤１０を任意の位置で停止できるようにしてある。
【００２０】
一方、可動型盤１０の金型取付側と反対側、すなわち左側には、型締機構３０（型締手段に相当）が組み付けられている。
【００２１】
同型締機構３０について説明すれば、３１は、可動型盤１０を挟んで可動金型１１とは反対側に配置された型締フレームである。
【００２２】
型締フレーム３１は、例えば図２に示されるように矩形盤状に形成されていて、可動型盤１０と並ぶ向きで、可動型盤１０の軸心と合わせて縦向きに配置されている。この型締フレーム３１の下端部には、摺動子、例えば前後２組のリニアベアリング３２が組み付けてある。このリニアベアリング３２が、ベースフレーム１の上面に可動型盤１０の進退方向に沿って敷設したガイドレール３３に載置してある。また型締フレーム３１の４隅側には、可動型盤１０を貫通した４本のタイバー５が摺動自在に貫通していて、該タイバー５とガイドレール３３とにより、型締フレーム３１を可動型盤１０と同じ方向に移動できるようにガイドしてある。なお、図示はしていないが型締フレーム３１の４隅側にはタイバー５が挿通する貫通孔が形成してある。
【００２３】
型締フレーム３１を挟む前後の側面は、少なくとも中央が可動型盤１０の進退方向と直角な平行な面に形成してある。そして、その中心には、型締フレーム３１の厚み方向（前後方向）に貫通する軸受孔３４が形成してある。軸受孔３４には、筒状のブッシュ３５が圧入されていて、このブッシュ３５内を可動型盤１０から突き出ている円筒軸１２が摺動自在に嵌合している。この嵌合により、円筒軸１２を軸心方向にスライド可能に組合わせている。この型締フレーム３１を挟む円筒軸１２の先端側と後端側には、傾斜部材、例えば浅い円錐形状をした円板３７，３８が、凸面を内向きにして取付けてある。各円板３７，３８には、図３に示されるように軸心に向かって高くなるように傾斜した傾斜平面３９（傾斜面に相当）が複数、例えば６個、等間隔の配置で放射状に形成してある。
【００２４】
円筒軸１２には、内部の空間を利用して金型から成形品を押し出すノック構造が組込んである。具体的には、円筒軸１２の基部側に進退変位可能にノックアウトプレート４０を組み付け、円筒軸１２の先端部に電動式のモータ４１を設置し、円筒軸１２の中心の貫通孔にモータ４１で回転駆動されるねじ軸、例えばボールねじ軸４２を挿通し、同ボールねじ軸４２の先端側に形成されたねじ部を、ノックアウトプレート４０の中央に組付けたボールねじナット４３に進退可能に螺合した構造が用いられ、モータ４１によりボールねじナット４３を正回転あるいは逆回転させることにより、ノックアウトプレート４０を進退させて、金型から成形品を押し出す動作が得られるようにしている。
【００２５】
また型締フレーム３１には、型締フレーム３１をタイバー５に固定する固定機構５０が組み付けられている。固定機構５０には、例えば各タイバー５の先端側に、それぞれ等ピッチで複数のリング溝部５１を形成し、型締フレーム３１に同リング溝部５１と係脱可能な４組のハーフナット機構５２を組み付けた構造が用いられている。具体的には、図４に示されるようにハーフナット機構５２は、内側に噛み合い溝５３ａをもつ略くの字状に形成された一対のアーム５３をタイバー５の両側に凸側を外側に向けて配置し、同アーム５３の一端同士を型締フレーム３１の側面に固定したピン部材５４で回動自在に支持させ、他端にピン部材５５を介してナット５６ａ，５６ｂを回動自在に取り付け、これらナット５６ａ，５６ｂに、全長の半分は右ねじが形成され残る半分には左ねじが形成されたねじ軸５７を進退自在に螺合させ、同ねじ軸５７を型締フレーム３１の側面に支持してある電動式のモータ５８で正転方向あるいは逆転方向に回転駆動させる構造が用いられている。これにより、モータ５８でねじ軸５７を回転させると、各アーム５３がピン部材５４を支点としてタイバー５を挟み付ける方向に駆動され、噛み合い溝５３ａとタイバー５のリング溝部５１とが噛み合うようにしてある。この噛み合い（係合）により、可動型盤１０および型締フレーム３１を、固定金型３と可動金型１１とが閉じる位置の近傍となる型締位置（両金型が接近した位置）で固定できるようにしている。なお、一対のアーム５３が対称に動くよう、モータ５８は、型締フレーム３１の側面に形成した長孔５９内に変位可能に係合したピン部材６０で支持させて、アーム５３がスムーズに動けるようにしてある。
【００２６】
また型締フレーム３１の両側面には、円板３７，３８を用いて、型締力を発生させたり同型締力を抜く楔機構７０が組み付けられている。楔機構７０は、いずれも同じ構造である。この構造が図１、図２および図５（ａ），（ｂ）に示されている。但し、図２には２組の楔機構７０しか図示していない。
【００２７】
同構造を説明すると、７１は、傾斜平面３９と同じ配置で円筒軸１２の周りの側面にフレーム中心に向かい放射状に等分角で配置された複数、６個の楔（傾斜平面３９と同数）である。これら楔７１は、いずれも一側面に型締フレーム３１の側面と摺接可能に接する平坦面７１ａを有し、反対の円板３７，３８側に向く他側面にフレーム中心に向かうにしたがい低くなる平坦な斜面７１ｂを有し、両端を平坦面としたブロック状に形成してある。そして、各斜面７１ｂが各円板３７，３８の傾斜平面３９と摺接可能に接している。この楔７１の楔角度θ１と、円板３７，３８の傾斜した傾斜平面３９の角度とは同じにしてある。またこれら各楔７１の放射方向外側の端部にはボールねじナット７２が組付けてある。なお、７３は同端部に形成されたボールねじ軸許容用の凹部である。
【００２８】
７０ａは、楔７１を放射方向に移動させる楔移動機構である。同機構７０ａを説明すると、７４は楔７１毎に型締フレーム３１の側面に放射状に配置されたねじ軸、例えばボールねじ軸である。これらボールねじ軸７４の中間部は、フレーム側面に設けたスラスト軸受箱７５（軸受に相当）で回転自在に支持されている。そして、これら各ボールねじ軸７４の先端部（フレーム中心に向かう端部）が各楔７１のボールねじナット７２に進退可能に螺挿してある。また各ボールねじ軸７４の後端部（外側の端部）は、同端部に設けた歯車７６、これと噛み合うピニオンギヤ７７を介して型締フレーム３１の側面に取付けたブレーキ付減速モータ７８（電動モータ）の出力軸に接続されている。これにより、モータ７８の出力でボールねじ軸７４を正回転あるいは逆回転させることにより、図５（ａ）中の二点鎖線で示されるように楔７１を型締フレーム３１の側面沿いに円筒軸１２の中心に向かって押し出したり反対に引いたりできるようにしてある。なお、楔７１両側のフレーム側面には、円筒軸２５の軸心に向かう楔７１の移動を案内するための一対のガイドブロック７９が取付けてある。そして、型締時は、可動型盤１０側に配置されている楔７１を押し出すことにより、楔７１の斜面７１ｂで生じる楔圧力で円板３７，３８の傾斜平面３９を押圧して、可動型盤１０に型締力を加えられるようにしてある。なお、ブレーキ付減速モータ７８のブレーキ機能は、このとき楔７１を押し込んで止まった状態を保持させるのに用いる。また型締開放時は、可動型盤１０側の楔７１を引き込み、可動型盤１０側とは反対に配置されている楔７１を押し出すことにより、型締力が抜かれ可動型盤１０が開側に移動されるようにしてある。そして、このとき楔７１が静止摩擦でロックすることがないよう、各楔７１の角度θ１と、これに係合する型締フレーム３１と円板３７，３８の傾斜平面３９とにより形成される同じ角度（θ１）は、両者（型締フレーム３１、円板３７，３８）における材料の静摩擦角の２倍以上にしてある（静摩擦係数は動摩擦係数より大きいので、θ１を静摩擦角の２倍以下にすると、楔７１がロックしてしまうおそれがあるため）。なお、型締フレーム３１は、可動型盤１０の動きに追従して移動して任意の位置で停止されるものである。
【００２９】
このように構成された型締装置を用いて射出成形機の型締めを行なうときは、まず、型移動機構１５のモータ２１を作動させて例えば各ボールねじ軸１７を正回転させ、図１中の二点鎖線（金型開状態時の位置）に示される固定型盤２から離れた位置にある可動型盤１０に右方向へ向かう駆動力を与える。これにより、可動型盤１０は、タイバー５をガイドとして固定型盤２と平行な姿勢を保ちながら固定型盤２へ接近する。また可動型盤１０に付随する型締フレーム３１も、タイバー５およびガイドレール３３をガイドとして平行な姿勢を保ちながら可動型盤１０に追従しながら固定型盤２へ接近する（型締フレーム３１が円筒軸１２を介して可動型盤１０と連結されているから）。
【００３０】
そして、可動型盤１０および型締フレーム３１が、型締位置（固定金型１１と可動金型１１とが近接した位置）にまで移動すると停止する。つぎに固定機構５０の各モータ５８が作動してねじ軸５７を回転させ、一対のアーム５３を閉じる方向に駆動する。これにより、アーム５３の内側に形成されている噛み合い溝５３ａがタイバー５に形成されているリング溝部５１と噛み合い（係合）、型締フレーム３１を固定する。
【００３１】
ついで、型締作動に入る。このときには楔機構７０のうち、可動型盤１０側の側面に据え付けてある全てのブレーキ付減速モータ７８を作動させ、ボールねじ軸７４をフレーム中心へ送る方向（型締の方向）へ回転させる。これにより、円筒軸１２の中心から離れた地点に配置されていた楔７１は、ボールねじナット７２を介して、円筒軸１２の中心に向かって傾斜平面３９とこれに対向するフレーム側面と間を押し分けるように進入する。このときの楔７１の斜面７１ｂに生ずる楔圧力により、可動型盤１０側に配置されている円板３７を押圧する。この押圧力が円筒軸１２を押圧し、同円筒軸１２に結合している可動型盤１０に型締力として加わる。これにより、可動金型１１が固定金型３と当接して型閉が行なわれるとともに、加わる型締力で両金型が型締めされる。型締めされると、ブレーキ付減速モータ７８は、ブレーキを作動させてから停止し、その押し込んで止まった楔７１を保持する。
【００３２】
このとき、可動型盤１０の移動距離をＴ１とし、楔７１の角度をθ１とし、楔７１の半径方向の押し出し距離をＬ１とすると、両者の関係はＴ１＝Ｌ１・ｔａｎθ１で表されるから、楔７１が円板３７と円筒軸１２を介して可動型盤１０を押す力は、ボール軸３３が半径方向に押す力のＬ１／Ｔ１倍となり、効率良く型締めが行なわれる。
【００３３】
この後、射出ユニット４で射出成形を行なえばよい。
【００３４】
また可動型盤１０の型締力を抜いて金型を初期開するときは、可動型盤１０側の側面に据え付けてある全てのブレーキ付減速モータ７８を反対の方向に作動（モータ回転を始めるときブレーキを外す）させ、ボールねじ軸７４を逆回転させる。すると、楔７１は、ボールねじナット７２を介して、円筒軸１２の中心から離れる方向に引き込まれる。これにより、楔７１の斜面に生じる楔力は抜かれる。
【００３５】
ついで、可動型盤１０側とは反対側の側面に据え付けてある楔機構７０のブレーキ付減速モータ７８を作動させ、ボールねじ軸７４をフレーム中心へ送る方向へ回転させる。これにより、円筒軸１２の中心から離れた位置にある楔７１は、ボールねじナット７２を介して、円筒軸１２の中心に向かって傾斜平面３９とこれに対向するフレーム側面と間を押し分けるように進入する。このときの楔７１の斜面７１ｂに生ずる楔圧力により、可動型盤１０側とは反対側に配置されている円板３８を押圧する。この押圧力が円筒軸１２へ伝わり該円筒軸１２を引き、円筒軸１２に結合している可動型盤１０を型開側に移動させる。続いて、この可動型盤１０が、型移動機構１５のモータ２１の逆回転作動により、所定位置まで離される（型開）。この間、ノック構造のモータ４１が作動して、ボールねじナット４３を介し、ノックアウトプレート４０を進退させて、ノックアウトバー（図示しない）を突出させ、金型から成形品を押し出す動作が行なわれる。
【００３６】
このように楔７１で円板３７，３８の傾斜面を押して型締力を発生させる構造だと、省エネルギー効果に優れる楔作用を利用して、効率良く、可動型盤１０に大きな型締力を発生させることができる。しかも、複数の楔７１は各々がそれぞれ専用のブレーキ付減速モータ７８で駆動される構造なので、各モータの駆動力が完全にそれぞれの楔７１に伝わり、バランス良くモータトルクを型締力とすることができる。そのうえ、楔機構７０の数を増減することにより、簡単に型締力を加減することができる。加えて、油圧のような油漏れの心配もない。また楔７１の角度と、この楔７１に係合する型締フレーム３１および円板３７，３８の傾斜面により形成される同角度とが、これら型締フレーム３１および円板３７，３８といった両者の材料の静摩擦角の２倍以上としたことにより、楔７１が静摩擦でロックするようなことは回避され、常にスムーズな型締動作を約束できる。
【００３７】
またモータ２１でボールねじ軸１７を駆動して可動型盤１０、型締フレーム３１を進退させる構造により、効率の悪い油圧シリンダを用いずに、必要な進退動作工程を行うことができる。加えて、型締機構３０の一部にモータ４１を組込んでノックアウトプレート４０を進退させてノックアウトバーを動作させるようにしたので、同様に油圧シリンダを用いずに、必要な成形品の押し出す動作の工程を得ることができ、油圧を使用しない電動モータだけで型締装置の各動作工程を行なうことができる。
【００３８】
図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００３９】
本実施形態は、楔機構７０の楔７１と型締フレーム３１との間および楔７１と円板３７，３８（傾斜部材）の傾斜面との間に、半径方向、すなわち楔７１の係合方向に転動するフラットローラ８０を介装し、楔７１の角度θ２および同楔７１にフラットローラ８０を介して接する円板３７，３８の傾斜平面角と軸直角面とがなす角度を小さくしたものである。
【００４０】
具体的には、図６（ａ），（ｂ）に示されるように型締フレーム３１側のフラットローラ８０は、型締フレーム３１のうち、楔７１が摺動する領域となる軸心側の側面にばね受８１を設け、このばね受８１に圧縮ばね８２を取付け、さらに同領域の上部、例えばガイドブロック７９の上部位置となるフレーム側面（負荷機構側）にストッパーピン８３を設け、圧縮ばね８２とストッパーピン８３との両者間に、圧縮ばね８２の弾性力で押し上げるように設置してある。これによって、半径方向の位置ずれが生じないよう、楔７１と型締フレーム３１との間にフラットローラ８０を介在させてある。また傾斜平面３９側のフラットローラ８８も、同様に半径方向の位置ずれが生じないよう、傾斜平面３９の軸心側にばね受け８４と同ばね受８４で支持される圧縮ばね８５を設け、傾斜平面３９の外径側にストッパーピン８６を設けて、圧縮ばね８５とストッパーピン８６との両者間に、圧縮ばね８５の弾性力で押し上げるように設置して、同様に楔７１の斜面と傾斜平面３９との間にフラットローラ全体を介装させてある。そして、このときの楔７１の角度θ２および楔７１にフラットローラ８０を介して接する傾斜平面３９の角度と軸直角面とがなす角度を小さくしてある。
【００４１】
こうした両側にフラットローラ８０を介装した構造も、型締作動、型締力を抜いて金型を初期開するときの楔機構７０の作動状態は、第１の実施形態のときと同様であり、また楔７１が可動型盤１０を押す力はつぎのようになる。
【００４２】
すなわち、可動型盤１０の移動距離をＴ２とし、楔７１の角度をθ２とし、楔７１の半径方向の押し出し距離をＬ２とすると、両者の関係はＴ２＝Ｌ２・ｔａｎθ２で表されるから、楔７１が円板３７と円筒軸１２を介して可動型盤１０を押す力は、ボール軸３３が半径方向に押す力のＬ２／Ｔ２倍となる。
【００４３】
このとき、楔７１の両側にフラットローラ８０を介装したときの楔７１の静摩擦係数は、第１の実施形態における直接、摺接するブロック式楔を用いた場合に比べて、問題にならぬほど小さいので、楔７１の角度θ２と、これに係合する型締フレーム３１と円板３７，３８の傾斜平面３９により形成される同じ角度（θ２）が、第１の実施形態で用いた楔７１の角度θ１の数分の１でもロックすることはなく、楔７１の押出し駆動力を相当に小さくしても可動型盤１０の型締力を充分に発生することができる。言い換えれば、楔７１の押出し駆動力が同じであれば、可動型盤９の型締力は数倍となり、一層、効率良く、可動型盤１０に大きな型締力を発生させることができる。
【００４４】
なお、説明した以外の点は第１の実施形態と同じなので、図６（ａ），（ｂ）においては第１の実施形態と同じ部分に同一符号を付してその説明を省略した。むろん、型締装置も第１の実施形態で説明したのと同じなので、その説明も省略した。
【００４５】
図７は、本発明の第３の実施形態を示す。
【００４６】
本実施形態は、楔機構７０の楔７１と型締フレーム３１の間だけにフラットローラ９０を介在させ、楔７１と傾斜平面３９とは直に接するようにしたもので、「第１の実施形態」と「第２の実施形態」との中間の構成、作用をなす。それ以外の構成は第１の実施形態と同じなので、図７は同じ部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
すなわち、第３の実施形態は、楔機構７０の楔７１と型締フレーム３１の前後面（両側面）との間だけに、半径方向、すなわち楔７１の係合方向に転動するフラットローラ９０を介装し、楔７１の斜面と円板３７，３８の傾斜平面３９とは直に接触させる構造とし、このときの楔７１の角度θ３および同楔７１に直に接する円板３７，３８の傾斜平面角と軸直角面とがなす角度を両者の材料の静摩擦角より大きくしたものである。
【００４８】
具体的には、図７に示されるようにフラットローラ９０は、型締フレーム３１のうち、楔７１が摺動する領域となる軸心側の側面にばね受９１を設け、このばね受９１に圧縮ばね９２を取付け、さらに同領域の上部、例えばガイドブロック７９の上部位置となるフレーム側面（負荷機構側）にストッパーピン９３を設け、圧縮ばね９２とストッパーピン９３との両者間に、圧縮ばね９２の弾性力で押し上げるように設置してある。これによって、半径方向の位置ずれが生じないよう、楔７１と型締フレーム３１との間にフラットローラ９０を介在させてある。また各円板３７，３８の傾斜平面３９は、楔７１の斜面と直接接してある。そして、このときの楔７１の角度θ３および同楔７１に直に接する円板３７，３８の傾斜平面角と軸直角面とがなす角度を両者の材料の静摩擦角より大きくしている。例えば第１の実施形態における楔７１の角度θ１に比べ、第３の実施形態の楔７１の角度θ３は半分の角度にしてある。
【００４９】
こうした片側にフラットローラ９０を用いたときも、型締作動、型締力を抜いて金型を初期開するときの楔機構７０の作動状態は、第１の実施形態のときと同様であり、また楔７１が可動型盤１０を押す力はつぎのようになる。
【００５０】
すなわち、可動型盤１０の移動距離をＴ３とし、楔７１の角度をθ３とし、楔７１の半径方向の押し出し距離をＬ３とすると、両者の関係はＴ３＝Ｌ３・ｔａｎθ３で表されるから、楔７１が円板３７と円筒軸１２を介して可動型盤１０を押す力は、ボール軸３３が半径方向に押す力のＬ３／Ｔ３倍となる。
【００５１】
この楔７１と型締フレーム３１の側面との間にフラットローラ９０を介装したときの楔７１の静摩擦係数は、直接、楔７１が型締フレーム３１に接しているときの静摩擦係数より問題にならぬほど小さいので、楔７１の角度θ３と、これに係合する型締フレーム３１と円板３７，３８の傾斜平面３９により形成される同じ角度（θ３）を、フラットローラを用いずに直接接するときの静摩擦角より大きくすることにより、楔７１が静摩擦でロックすることが防がれるようになる。
【００５２】
これにより、例えば楔７１の角度θが、第１の実施形態における楔７１の角度θ１の半分の角度とした場合は、楔７１の押出し駆動力を約半分にしても可動型盤１０の型締力を充分に発生させることができる。言い換えれば、楔７１の押出し駆動力が同じであれば、可動型盤１０の型締力は２倍となり、効率良く、可動型盤１０に大きな型締力を発生させることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の型締装置によれば、楔を用いて型締力を発生させる構造なので、省エネルギー効果に優れる楔作用を利用して、油圧式に比べ省エネルギーで、油漏れなく、高い機械効率で、可動型盤に大きな型締力を発生させることができ、効率良く金型の型締めを行うことができる。
【００５４】
しかも、楔の角度、これに係合する型締フレームと円板の傾斜面とにより形成される角度を両者材料の静摩擦角の2倍以上としたので、直に接する楔でも静摩擦でロックすることはなく、常にスムーズな型締動作を約束できる。
【００５５】
そのうえ、楔と型締フレームの間、および楔と傾斜部材の傾斜平面との間にフラットローラを介在させた構造は、直に接触するものに比べ、楔の角度を小さくすることができ、楔の押出し駆動力を相当に小さくしても、可動型盤から型締力を充分に発生させることができる。
【００５６】
加えて、楔と型締フレームとの間だけにフラットローラを介在させ、楔の他の径斜面を傾斜部材の傾斜平面に直に接するようにした構造は、両方が直に接触するものに比べ、楔の角度を半分にすることが可能で、たとえ楔の押出し駆動力を約半分にしても可動型盤に充分に型締力を発生させることができる。
【００５７】
また複数の楔は、放射状に配置されそれぞれ専用のブレーキ付減速モータで駆動される構造してあるので、各モータの駆動力が完全にそれぞれの楔に伝わり、バランス良くモータトルクを型締力にすることができる。しかも、ブレーキ付モータで駆動される楔の数を増減することにより、簡単に型締力を加減することができる。
【００５８】
さらに可動型盤は、電動モータで進退駆動されるので、高い機械効率で、必要な金型の開閉動作工程を行なうことができる上、油圧のような油漏れの心配もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施形態に係る射出成形機の型締装置の全体構造を示す一部断面した側面図。
【図２】図1中のＡ―Ａ線に沿う断面図。
【図３】図1中のＢ―Ｂ線に沿う断面図。
【図４】図１中のＣ矢印方向から見た型締装置を構成するハーフナット機構の構造を示す図。
【図５】型締装置を構成する型締機構の基本となる構造を説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る型締装置の要部の構造を説明するための図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る型締装置の要部の構造を説明するための図。
【図８】従来の射出成形機における型締装置の構造を説明するための側面図。
【符号の説明】
２…固定型盤
３…固定金型
５…タイバー
１０…可動型盤
１１…可動金型
１２…円筒軸（軸部）
１５…型移動機構（型盤移動手段）
１７…ボールねじ軸（ねじ軸）
１８…ボールねじナット（ねじナット）
２１…モータ
３０…型締機構（型締手段）
３１…型締フレーム
３７，３８…円板（傾斜部材）
３９…傾斜平面（傾斜面）
５０…固定機構
５１…リング溝部
５３…一対のアーム
７０…楔機構
７０ａ…楔移動機構
７１…楔
７２…ボールねじナット（ねじナット）
７４…ボールねじ軸（ねじ軸）
７５…スラスト軸受箱（軸受）
７８…ブレーキ付減速モータ
８０，９０…フラットローラ
θ１、θ２、θ３…楔の傾斜面の角度。

Claims

固定金型を有する固定型盤と、
タイバーにより前記固定金型と接離する方向に進退可能にガイドされ、かつ前記固定金型と向き合うように可動金型が組み付けられた可動型盤と、
前記可動型盤を前記固定金型と接離する方向に移動させる型盤移動手段と、
前記可動型盤に取付けられ、型締時、前記固定金型と前記可動金型を両金型が接近した型締位置から型締めを行なう型締手段とを有し、
前記型締手段は、前記可動型盤を挟んで前記可動金型とは反対側に配置されかつ前記タイバーにより進退可能にガイドされ、さらに進退方向両側には進退方向に対して直角な平行な面で形成された側面を有する型締フレームと、この型締フレームの両側面にそれぞれ該フレームの中央に対して傾斜面が外側に向くように放射状に複数配置された、該型締フレームの側面に沿って放射方向に移動可能な楔と、これら楔を放射方向に移動させる楔移動機構と、型締位置で前記型締めフレームと前記タイバーとを係合させて型締めフレームを固定する固定機構とを有し、
前記可動型盤は、前記型締フレームへ前記可動型盤の進退方向沿いに突き出て該型締フレームの中央をスライド自在に貫通する軸部と、この軸部の前記型締フレームを挟む両側の前記楔の傾斜面と対向する位置に設けられた、該楔の傾斜面と組合う角度の傾斜面を有する傾斜部材とを有し、
型締時は、前記型締フレームが前記固定機構で型締位置に固定された後、前記楔移動機構により可動型盤側の側面の楔を中央へ向かって押し出すことにより前記傾斜部材を該楔で押圧して前記可動型盤に軸方向に向かう型締力を発生させ、型締開放時は、反対側の側面の楔を中央に向かって押出すことにより型締力が抜かれて型開するように構成したことを特徴とする射出成形機の型締装置。
請求項1に記載の射出成形機の型締装置において、前記楔の傾斜面の角度とこれに係合する前記型締フレームと前記円板の傾斜面とにより形成される角度が両者材料の静摩擦角の２倍以上であることを特徴とする射出成形機の型締装置。
請求項1に記載の射出成形機の型締装置において、前記楔と前記型締フレームとの間および前記楔と前記円板の傾斜面との間に前記楔の係合方向に転動可能なフラットローラを設け、かつ前記楔の傾斜面の角度および前記楔に組合う前記円板の傾斜面の傾斜角と前記可動型盤の進退方向と直角な面とがなす角度を小さくしたことを特徴とする射出成形機の型締装置。
請求項１に記載の射出成形機の型締め装置において、前記楔と前記型締フレームの両側面との間に前記楔の係合方向に転動可能なフラットローラを設け、かつ前記楔の傾斜面の角度および前記楔に接する前記円板の傾斜面の傾斜角と前記可動型盤の進退方向と直角な面とがなす角度を両者の材料の静摩擦角より大きくしたことを特徴とする射出成形機の型締装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の射出成形機の
型締装置において、前記楔移動機構は、前記型締フレームに前記楔毎に放射状に配置されて、軸受で回転自在に支持されたねじ軸と、各ねじ軸を回転駆動するブレーキ付減速モータと、各楔に設けられ前記ねじ軸と螺合して該ねじ軸の回転により楔を移動させるねじナットとを有して構成されていることを特徴とする射出成形機の型締装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の射出成形機の型締装置において、型盤移動手段は、前記固定型盤に回転自在に支持されて前記可動型盤へ延びるねじ軸と、前記固定型盤に取付けられ前記ねじ軸を回転駆動するモータと、前記可動型盤に設けられ前記ねじ軸と係合するねじナットを有し、前記ねじ軸の回転により可動型盤が進退するように構成されていることを特徴とする射出成形機の型締装置。