JP5456660B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、型締装置に関し、特に電磁石によって型締力を作用させる型締装置に関する。

従来、射出成形機においては、樹脂を射出装置の射出ノズルから射出して固定金型と可動金型との間のキャビティ空間に充填（てん）し、固化させることによって成形品を得るようになっている。そして、前記固定金型に対して可動金型を移動させて型閉じ、型締め及び型開きを行うために型締装置が配設される。

該型締装置には、油圧シリンダに油を供給することによって駆動される油圧式の型締装置、及び電動機によって駆動される電動式の型締装置があるが、該電動式の型締装置は、制御性が高く、周辺を汚すことがなく、かつ、エネルギー効率が高いので、多く利用されている。この場合、電動機を駆動することによってボールねじを回転させて推力を発生させ、該推力をトグル機構によって拡大し、大きな型締力を発生させるようにしている。

ところが、前記構成の電動式の型締装置においては、トグル機構を使用するようになっているので、該トグル機構の特性上、型締力を変更することが困難であり、応答性及び安定性が悪く、成形中に型締力を制御することができない。そこで、ボールねじによって発生させられた推力を直接型締力として使用することができるようにした型締装置が提供されている。この場合、電動機のトルクと型締力とが比例するので、成形中に型締力を制御することができる。

しかしながら、前記従来の型締装置においては、ボールねじの耐荷重性が低く、大きな型締力を発生させることができないだけでなく、電動機に発生するトルクリップルによって型締力が変動してしまう。また、型締力を発生させるために、電動機に電流を常時供給する必要があり、電動機の消費電力量及び発熱量が多くなるので、電動機の定格出力をその分大きくする必要があり、型締装置のコストが高くなってしまう。

そこで、型開閉動作にはリニアモータを使用し、型締動作には電磁石の吸着力を利用した型締装置が検討されている（例えば、特許文献１）。斯かる型締装置では、適切な型締力を得るために、電磁石を保持する部材（例えば、リヤプラテン）と電磁石によって吸着される部材（例えば、吸着板）との間に、型締め時において適切な隙間が形成される必要がある。

国際公開第０５／０９００５２号パンフレット

しかしながら、当該隙間の大きさは金型のサイズ等に応じて調整されるところ、調整ミス等が発生した場合には、型締め時において隙間が確保されず、二つの部材が当接し、非常に強い力で吸着てしまう可能性がある。この場合、電磁石への電流の供給を停止したとしても、残留磁場によって二つの部材を分離するのには非常に大きな力が必要とされ、円滑な作業の進行が妨げられるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、型締力を発生させるための電磁石の残留磁場によって吸着した部材の分離を容易化することのできる型締装置の提供を目的とする。

そこで上記課題を解決するため、本発明は、電磁石を用いて型締力を作用させる型締装置であって、前記電磁石を保持する電磁石保持部材と、前記電磁石によって吸着される第一の吸着面を有する吸着部材と、前記第一の吸着面と前記電磁石保持部材において該吸着面に対向する第二の吸着面との間の磁性体同士の全面での接触を防止する接触防止部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、型締力を発生させるための電磁石の残留磁場によって吸着した部材の分離を容易化することのできる型締装置を提供することができる。

第一の実施の形態における金型装置及び型締装置の型閉じ時の状態を示す側面図である。 第一の実施の形態における金型装置及び型締装置の型開き時の状態を示す側面図である。 第一の実施の形態における非磁性シートの配設例を示す図である。 リヤプラテンと吸着板との間に隙間が確保されない場合における型締め時の状態を示す図である。 リヤプラテンと吸着板とが当接する場合と当接しない場合とにおける残留磁束密度の違いを示す図である。 第一の実施の形態における残留磁束密度と吸着力との関係を示す図である。 第二の実施の形態における非磁性シートの配設例を示す図である。 接触防止部に磁性体を用いた場合の電磁石におけるＢ−Ｈ特性を示す図である。 第二の実施の形態において磁性体の接触防止部を用いた場合の残留磁束密度と吸着力との関係を示す図である。 第三の実施の形態におけるリヤプラテンの一例の斜視図である。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明が適用される射出成形機の型締装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、第一の実施の形態における金型装置及び型締装置の型閉じ時の状態を示す側面図である。図２は、第一の実施の形態における金型装置及び型締装置の型開き時の状態を示す側面図である。

図１及び図２に示す型締装置１０は、射出成形機のフレームＦｒ上に設けられた２本のレールよりなるガイドＧｄ上に支持される。固定プラテン１１は、ガイドＧｄ上に載置され、フレームＦｒ及びガイドＧｄに対して固定されている。固定プラテン１１と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン１１と対向させて電磁石保持部材としてのリヤプラテン１３が配設されている。固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に４本の連結部材としてのタイバー１４（図においては、２本だけを示す）が架設される。可動プラテン１２は、固定プラテン１１と対向した状態でタイバー１４に沿って型開閉方向に進退自在（図において左右方向に移動自在）に配設される。そのために、可動プラテン１２には、タイバー１４が貫通するガイド穴（図示せず）が形成される。

なお、本明細書では、型開閉方向、すなわち可動プラテン１２の移動方向を水平方向と称し、可動プラテン１２の移動方向に垂直な方向を垂直方向と称する。

タイバー１４の前端部（図において右端部）には、第１のねじ部（図示せず）が形成され、タイバー１４は、第１のねじ部にナットｎ１を螺合して締め付けることによって固定プラテン１１に固定される。各タイバー１４の後端部（図において左端部）には、タイバー１４より外径が小さいガイドポスト２１が一体に形成されている。ガイドポスト２１は、リヤプラテン１３の後端面（図において左端面）から後方に向けて突出して延在する。各ガイドポスト２１の、リヤプラテン１３の後端面の近傍に、第２のねじ部（図示せず）が形成され、固定プラテン１１とリヤプラテン１３とは、第２のねじ部にナットｎ２を螺合して締め付けることによって固定される。ガイドポスト２１をタイバー１４と一体に形成しているが、ガイドポスト２１をタイバー１４とは別体として形成してもよい。

固定プラテン１１には固定金型１５が、可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ固定される。固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置１９が構成される。可動プラテン１２の進退によって可動金型１６を固定金型１５に対して移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。なお、型締めが行われると、固定金型１５と可動金型１６との間にキャビティ空間が形成され、射出装置１７の射出ノズル１８から射出された成形材料としての樹脂がキャビティ空間に充填される。

可動プラテン１２と平行に配設され、磁性体によって形成された吸着部材としての吸着板２２が、リヤプラテン１３より後方において各ガイドポスト２１に沿って進退自在に配設され、ガイドポスト２１によって案内される。なお、吸着板２２には、各ガイドポスト２１と対応する箇所に、ガイドポスト２１が貫通するガイド穴２３が形成される。ガイド穴２３は、前端面（図において右端面）に開口した大径部２４とこれに繋がる小径部２５とを含む。大径部２４はナットｎ２を収容する。小径部２５は吸着板２２の後端面に開口し、ガイドポスト２１が摺動する摺動面を有している。

可動プラテン１２を進退させるために、型開閉用の駆動部としてリニアモータ２８が、可動プラテン１２に連結された吸着板２２とフレームＦｒとの間に配設される。リニアモータ２８は、フレームＦｒ上に、ガイドＧｄと平行に、かつ、吸着板２２の移動範囲に対応して配置された固定子２９と、吸着板２２の下端が固定されたスライドベースＳｂに固定され、固定子２９と対向し、かつ、所定の範囲にわたって形成された可動子３１とを備える。スライドベースＳｂは、図２に示すように、その両側においてガイドＧｄ上に支持されており、可動子３１を固定子２９に沿って移動可能に支持する。スライドベースＳｂは、可動子３１の上面を覆ってガイドＧｄの延在方向に延在する。そのために、リヤプラテン１３の下端には、ガイドベースＧｂ及びスライドベースＳｂが通過する空間８１を形成する脚部１３ａが両側に設けられる。

可動子３１は、固定子２９に向けて突出し、かつ、所定のピッチで複数の磁極歯３３が形成されたコア３４と、各磁極歯３３に巻装されたコイル３５とを備える。なお、磁極歯３３は可動プラテン１２の移動方向に対して直角の方向に、互いに平行に形成される。固定子２９は、コア、及びコア上に延在させて形成された永久磁石（図示せず）を備える。永久磁石は、Ｎ極及びＳ極の各磁極を交互に、かつ、磁極歯３３と同じピッチで着磁させることによって形成されている。

したがって、コイル３５に所定の電流を供給してリニアモータ２８を駆動すると、可動子３１が進退させられる。それに伴って、スライドベースＳｂ、スライドベースＳｂに固定された吸着板２２、及びロッド３９により吸着板２２に連結された可動プラテン１２が進退させられ、型閉じ及び型開きが行われる。

なお、固定子２９に永久磁石を、可動子３１にコイル３５を配設しているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ２８を駆動する際にコイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。

可動プラテン１２が前進（図において右方向に移動）して可動金型１６が固定金型１５に当接すると、型閉じが終了する。型閉じに続いて型締めを行うことができるように、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に、型締め用の駆動部としての電磁石ユニット３７が配設される。また、可動プラテン１２と吸着板２２とを連結するロッド３９が、リヤプラテン１３及び吸着板２２を貫通して延在する。ロッド３９は、型閉じ時及び型開き時に、吸着板２２の進退に連動して可動プラテン１２を進退させ、型締め時に、電磁石ユニット３７によって発生した型締力を可動プラテン１２に伝達する。なお、フレームＦｒ、固定プラテン１１、可動プラテン１２、リヤプラテン１３、吸着板２２、リニアモータ２８、電磁石ユニット３７、ロッド３９等によって型締装置１０が構成される。

電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３側に配設された電磁石４９、及び吸着板２２側に配設された吸着部５１を有する。リヤプラテン１３の後端面の所定の部分、すなわちロッド３９よりわずかに上方及び下方に、水平方向に延在した矩形の断面形状を有するコイル配設部としての二つの溝４５が互いに平行に形成されている。溝４５の間には、矩形の断面形状を有するコア４６が形成され、リヤプラテンのコア４６以外の部分にヨーク４７が形成される。コア４６にコイル４８が巻装される。

また、吸着板２２の前端面の所定の部分として、吸着板２２においてロッド３９を包囲し、電磁石４９と対向する部分に、吸着部５１が設けられる。なお、リヤプラテン１３のコア４６及びヨーク４７、並びに吸着板２２は、強磁性体から成る薄板を積層することによって形成された電磁積層鋼板により形成される。また、リヤプラテン１３とは別に電磁石４９が配設され、吸着板２２とは別に吸着部５１が配設されているが、リヤプラテン１３の一部として電磁石を形成し、吸着板２２の一部として吸着部を形成することもできる。また、必ずしも電磁積層鋼板を用いなくてもよく、同一部材からなる鉄心を用いてコア４６及びヨーク４７を形成してもよい。この方が、ギャップ間の距離を精度よく設定することができる。

したがって、電磁石ユニット３７において、溝４５内のコイル４８に電流を供給すると、電磁石４９が励磁され、吸着部５１が吸着されて型締力が発生する。

ここで、電磁石によって吸着される第一の吸着面としての吸着板２２の前端面（リヤプラテン１３と対向する面）の少なくとも一部には、第一の吸着面と対向する第二の吸着面としてのリヤプラテン１３の後端面との当接を回避するための接触防止部としての非磁性体（例えば、樹脂等）による平板状の部材である非磁性シート６０が配設されている。

図３は、第一の実施の形態における非磁性シートの配設例を示す図である。同図は、吸着板２２の前端面の正面図である。同図において、ハッチングが施されている部分が非磁性シート６０が配設されている部分である。

図示されるように、非磁性シート６０が配設されるのは、吸着板２２の前端面において、非磁性シート６０が無ければリヤプラテン１３の後端面と当接（接触）する可能性のある部分（吸着面を構成する部分）である。但し、本実施の形態では、コイル４８と対向する部分には非磁性シート６０は配設されていない（すなわち、非磁性シート６０は、コイル４８の位置を避けるよう配設されている。）。

また、吸着板２２及び後述される取付け板２７には、押しボルト用の穴７０が、吸着板２２の前端面又はリヤプラテン１３の後端面に対して略直交する方向に貫通するように設けられている。穴７０は、リヤプラテン１３と吸着板２２とが誤って当接し、吸着してしまった場合に双方を分離するための押しボルトを貫通させるために用いられる。但し、穴７０の存在は、型締め時における電磁石４９の吸着力に影響（例えば、磁気回路がアンバランスになる等）を及ぼす可能性がある。そこで、通常の運用時において、穴７０には、磁性体のボルト７１が後方から前方に向けて配設（螺合）される。これにより、穴７０の空間は磁性体によって埋められ、穴７０による吸着力への影響が回避される。

ロッド３９は、後端部（図において左端部）において吸着板２２と連結し、前端部において可動プラテン１２と連結している。ロッド３９は、型閉じ時に吸着板２２が前進することにより前進し、これにより可動プラテン１２が前進する。また、ロッド３９は、型開き時に吸着板２２が後退（図において左方向に移動）することにより後退し、これにより可動プラテン１２が後退する。

そのために、リヤプラテン１３の中央部分に、ロッド３９を貫通させるための穴４１が設けられる。また、吸着板２２の中央部分に、ロッド３９を貫通させるための穴４２が形成される。さらに、穴４１の前端部の開口に臨ませて、ロッド３９を摺動自在に支持するブッシュ等の軸受部材Ｂｒ１が配設される。また、ロッド３９の後端部にねじ４３が形成され、吸着板２２に対して回転自在に支持された型厚調整機構としてのナット４４がねじ４３に螺合している。

型閉じが終了した時点で、吸着板２２はリヤプラテン１３に近接し、リヤプラテン１３と吸着板２２との間にギャップ（間隙）δが形成される。ギャップδが小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりすると、吸着部５１を十分に吸着することができず、型締力が小さくなってしまう。ギャップδの最適な値（距離又は寸法）は、金型装置１９の厚さが変化するのに伴って変化する。

そこで、ナット４４の外周面に大径のギヤ（図示せず）が形成され、吸着板２２に型厚調整用の駆動部として型厚調整用モータ（図示せず）が配設され、型厚調整用モータの出力軸に取り付けられた小径のギヤが、ナット４４の外周面に形成されたギヤに噛合させられる。

金型装置１９の厚さに対応して、型厚調整用モータを駆動し、型厚調整機構としてのナット４４をねじ４３に対して所定量回転させると、吸着板２２に対するロッド３９の位置が調整され、固定プラテン１１及び可動プラテン１２に対する吸着板２２の位置が調整されて、ギャップδを最適な値にすることができる。すなわち、可動プラテン１２と吸着板２２の相対的な位置を変えることによって、型厚の調整が行われる。

この型厚の調整は型厚の変化に伴う間隙δの距離を粗調整するものであり、例えば０．１ｍｍ単位の微調整は、スライドベースＳｂ上での吸着板２２の位置を変更したり、ガイドＧｄ上のリヤプラテン１３の位置を変更することで行われる。型締装置１０では、スライドベースＳｂから垂直に起立して取り付けられた取付け板２７に吸着板２２が取り付けられており、吸着板２２と取付け板２７との間に挟み込むシムの厚みを調整することにより、間隙δの距離を微調整する。なお、取付け板２７はリブ２７ａを有しており、取付け板２７に型締力の反力が作用しても、取付け板２７の取付け面に倒れが生じずに垂直度を維持するように構成されている。

また、電磁石と吸着板との平行度を保つためには、電磁石又は吸着板の面全体と同じ大きさのシムを挟み込むことが好ましいが、そのような大きさの一様な厚みのシムを用いることは難しい。そこで、例えば、略四辺形の吸着板の四隅付近をボルトで締め付けている場合、締め付ける４カ所の付近のみに小さなシムを挟み込むこととなる。このような場合、シムが挟み込まれていない部分に間隙が形成され、吸着板が変形して平面度が悪くなったり、ベースに対する平行度が悪くなるという問題が発生するおそれがある。

なお、型厚調整用モータ、ギヤ、ナット４４、ロッド３９等によって型厚調整装置が構成される。また、ギヤによって、型厚調整用モータの回転をナット４４に伝達する回転伝達部が構成される。そして、ナット４４及びねじ４３によって運動方向変換部が構成され、運動方向変換部において、ナット４４の回転運動がロッド３９の直進運動に変換される。

次に、型締装置１０の動作について説明する。

まず、型閉じ時に、図２に示す状態において、コイル３５に電流を供給する。それにより、リニアモータ２８が駆動され、吸着板２２と共に可動プラテン１２が前進させられ、図１に示すように、可動金型１６が固定金型１５に当接させられる。このとき、リヤプラテン１３と吸着板２２との間、すなわち、電磁石４９と吸着部５１との間には、シムを用いて吸着板２２の位置を微調整した結果、目標型締力Ｆが得られるような最適なギャップ（間隙）δが形成される。なお、型閉じに必要とされる力は型締力と比較して十分に小さい。

続いて、コイル４８に電流が供給され、磁性体である吸着板２２の吸着部５１を電磁石４９の吸着力によって吸着する。それにより、吸着板２２及びロッド３９を介して吸着力が型締力として可動プラテン１２に伝達され、型締めが行われる。

また、型締力が目標設定値になるようにコイル４８に供給する電流の値が決定され、電流がコイル４８に供給されて型締めが行われる。型締めが行われている間、射出装置１７において溶融した樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９のキャビティ空間に充填される。

そして、キャビティ空間内の樹脂が固化すると、図１に示す状態において、コイル４８への電流供給が停止される。この場合、コイル４８への電流供給を停止しても、吸着部５１には磁気が残留する。この残留磁気は、一回の型締工程でコイル４８への電流が印加されるだけで生じてしまう。続いて、コイル３５に逆方向の電流が供給される。それにより、リニアモータ２８が駆動され、可動プラテン１２が後退させられ、図２に示されるように、可動金型１６が後退限位置に移動し、型開きが行われる。

なお、本実施の形態においては、第１の駆動部としてリニアモータ２８が配設されるようになっているが、該リニアモータ２８に代えて電動式のモータ、油圧シリンダ等を配設することができる。なお、前記モータを使用する場合、モータを駆動することによって発生させられた回転の回転運動は、運動方向変換部としてのボールねじによって直進運動に変換され、可動プラテン１２が進退させられる。

ところで、例えば、リヤプラテン１３及び吸着板２２の相対的な位置の調整ミス等により、型締め時において両者の間に隙間が確保されない場合がある。しかし、本実施の型締装置１０は、吸着板２２の前端面における非磁性シート６０が配設されているため磁性体同士の当接が適切に回避される。

図４は、リヤプラテンと吸着板との間に隙間が確保されない場合における型締め時の状態を示す図である。

同図に示されるように、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に隙間が確保されない場合であっても、磁性体同士の当接面積が０％となるように非磁性シート６０（非磁性体）が両者の間に存在するため、リヤプラテン１３と吸着板２２とは当接することはない。すなわち、リヤプラテン１３と吸着板２２との間における物理的な間隔（「メカギャップδａ」という。図２参照。）を磁性体間の間隔（「磁気ギャップδｂ」という。図２参照。）より小さくすることで、磁性体同士の当接が回避されている。これにより、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に常に非磁性体を存在させることができ、磁気回路が完全に閉じてしまうことを回避することができる。

したがって、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に隙間が確保されない場合において、リヤプラテン１３と吸着板２２とが当接してしまう場合に比べて、コイル４８への電流の供給停止後における残留磁束密度を低減させることができる。その結果、図４に示されるように、穴７０に対して押しボルト７２を後方より螺合させ押し込むことにより、押しボルト７２によってリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離させることが可能となる。

図５は、リヤプラテンと吸着板とが当接する場合と当接しない場合とにおける残留磁束密度の違いを示す図である。ここで、電流Ｉの電流値を０（Ａ）からＩｆまで増加させると、磁束密度は定格の型締力を得るための磁束密度Ｂｆを超え、ピークの磁束密度Ｂｐを得ることができる。しかしながら、その後、電流Ｉを低減させ０（Ａ）へ戻した場合でも磁束密度は０（Ｔ）とはならず、残留磁束が生じるヒステリシスを示す。

同図において、（Ａ）は、リヤプラテン１３と吸着板２２とが当接した場合の電流Ｉ（コイル４８に供給される電流）と、リヤプラテン１３と吸着板２２との間の磁束密度Ｂとの関係を示すグラフである。（Ｂ）は、非磁性シート６０によって当接が回避され図４の状態となった場合の電流Ｉと磁束密度Ｂとの関係を非磁性シート６０の厚さに対応させて示す図である。なお、双方のグラフにおいて、Ｂｆは、定格の型締力を得るために必要な磁束密度を示す。Ｂｌは、リニアモータ２８の駆動（型開き方向への駆動）によってリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離可能な磁束密度を示す。また、Ｂｂは、押しボルト７２又は非図示のジャッキ等によって分離可能な磁束密度を示す。なお、ジャッキは、例えば、固定プラテン１１及び可動プラテン１２との間を広げるように配設されてもよいし、リヤプラテン１３及び吸着板２２にジャッキを配設するための構造を設けても良い。

Ｂｒ、Ｂｒａ、Ｂｒｂは、残留磁束密度を示す。なお、（Ｂ）において、曲線ａは、相対的に薄い非磁性シート６０（以下、「非磁性シート６０ａ」という。）を用いた場合を示し、曲線ｂは相対的に厚い非磁性シート６０（以下、「非磁性シート６０ｂ」という。）を用いた場合を示す。したがって、Ｂｒａは、非磁性シート６０ａを用いたときの残留磁磁束密度を示し、Ｂｒｂは、非磁性シート６０ｂを用いたときの残留磁束密度を示す。

（Ａ）に示されるように、非磁性シート６０が無く、リヤプラテン１３及び吸着板２２の間に隙間が確保されない状態でコイル４８に電流を供給すると、電流と磁束密度とのヒステリシスの関係により、コイル４８へ供給する電流を０（Ａ）とした場合であっても、高い磁束密度が残留してしまう。この場合、残留磁束密度Ｂｒは、Ｂｂ及びＢｌよりも大きい。すなわち、この場合、押しボルト７２等やリニアモータ２８では二つの部材を分離させることはできない。

一方、（Ｂ）に示されるように、非磁性シート６０を用いてリヤプラテン１３及び吸着板２２の接触を回避した状態では、コイル４８に電流を供給した後でも高い磁束密度が残留することを防止することができる。この場合、残留磁束密度Ｂｒａ及びＢｒｂは、残留磁束密度Ｂｒより小さい。すなわち、非磁性シート６０を用いたときの方が残留磁束密度が低減されることが分かる。

また、残留磁束密度Ｂｂは、残留磁束密度Ｂａよりも小さい。厚い非磁性シート６０ｂを用いた場合の方が、図４の状態におけるリヤプラテン１３と吸着板２２との間隔を大きくすることができるからである。したがって、非磁性シート６０ｂを用いたときの方がリヤプラテン１３と吸着板２２とを容易に分離させることができる。

具体的には、同図によれば、残留磁束密度Ｂｒａは、Ｂｂより小さくＢｌより大きい。すなわち、薄い非磁性シート６０ａを用いた場合、押しボルト７２等によってリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離させることは可能であるが、リニアモータ２８の駆動によっては分離させることはできない。

一方、厚い非磁性シート６０ｂを用いた場合には曲線ｂを得ることができる。残留磁束密度Ｂｒｂは、Ｂｂ及びＢｌより小さい。すなわち、厚い非磁性シート６０ｂを用いた場合、押しボルト７２等によって分離させることができるだけでなく、リニアモータ２８の駆動によっても分離させることができる。この場合であっても、非磁性シート６０ｂの厚さは、電流Ｉｆをコイル４８へ供給した場合に定格型締力を得るために必要な磁束密度Ｂｆを確保することができるように設定されている。

なお、リヤプラテン１３と吸着板２２との吸着面積が、約４００×４００（ｍｍ^２）である場合、厚さが約０．１（ｍｍ）の非磁性シート６０が配設された場合に曲線ａに示される特性が得られる。また、厚さが約０．２（ｍｍ）の非磁性シート６０が配設された場合に曲線ｂに示される特性が得られる。また、適切な（定格の）型締力を得るためには、非磁性シート６０の厚さは２．０（ｍｍ）以下であることが好ましい。上記より、非磁性シート６０の厚さは、０．１（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下であることが好ましく、０．２（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下であることが更に好ましい。

ところで、第一の実施の形態において、吸着力と残留磁束密度との関係は、以下の式（１）によって表される。

Ｆｓ：吸着力
μ_０：空気の透磁率=４π×１０^−７
Ｓ：非磁性シート６０の断面積［ｍ^２］
Ｂｒ：残留磁束密度
式（１）に基づいて、残留磁束密度と吸着力との関係を示すと図６のようになる。図６は、第一の実施の形態における残留磁束密度と吸着力との関係を示す図である。

同図において横軸は残留磁束密度を示す。残留磁束密度に対する符号（Ｂｒａ、Ｂｒｂ）は、図５におけるものと同義である。すなわち、Ｂｒａは、相対的に薄い非磁性シート６０（非磁性シート６０ａ）を用いたときの残留磁束密度であり、Ｂｒｂは、相対的に厚い非磁性シート６０（非磁性シート６０ｂ）を用いたときの残留磁束密度である。

また、縦軸は吸着力を示す。Ｆｌは、リニアモータ２８の駆動力を示し、Ｆｂは、押しボルト７２の押し付け力を示す。同図において、Ｆｌ及びＦｂは、Ｂｒｂに対応する吸着力よりも大きい。したがって、非磁性シート６０ｂを用いたとき、リニアモータ２８又は押しボルト７２のいずれによってもリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離させることが可能であることが分かる。更に、Ｆｂについては、Ｂｒａに対応する吸着力よりも大きい。したがって、非磁性シート６０ａを用いた場合であっても、押しボルト７２によってリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離させることが可能であることが分かる。

なお、非磁性シート６０は、絶縁性を備えた材料によって構成されている（すなわち、絶縁体（不導体）である）ことが好ましい。絶縁体でない場合（すなわち、導体の場合）、吸着面において渦電流を発生させ、型締力の立ち上がり応答性を劣化させる可能性があるからである。絶縁体であれば、そのような可能性は少ない。

また、非磁性シート６０は、吸着板２２ではなく、リヤプラテン１３の後端面に配設されてもよい。また、吸着板２２及びリヤプラテン１３の双方に配設されてもよい。すなわち、少なくともいずれか一方の吸着面に配設されていればよい。

また、押しボルト用の穴７０は、リヤプラテン１３に設けられていてもよい。

上述したように、第一の実施の形態における型締装置１０によれば、型締め用の電磁石４９に係る吸着面に非磁性シート６０が配設されているため、リヤプラテン１３及び吸着板２２といった磁性体同士の全面での当接（接触）が防止される。すなわち、第一の実施の形態では、磁性体同士の接触部分は無い。したがって、調整ミス等により両者の間に隙間が確保されない場合であっても、両者を比較的容易に分離させることができる。その結果、成形作業の遅れを減少させることができる。

ところで、第一の実施の形態において、非磁性シート６０は、吸着板２２の前端面において吸着面を構成する部分の全面（但し、コイル４８と対向する部分は除く。）に配設されていた。しかし、非磁性シート６０は必ずしも当該全面に配設されなくてもよい。そこで、非磁性シート６０の他の配設例として第二の実施の形態を示す。

図７は、第二の実施の形態における非磁性シートの配設例を示す図である。図７中、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。

図７において、接触防止部としての非磁性シート６０は、吸着板２２の前端面の四隅にのみ配設されている。但し、必ずしも四隅である必要はなく、例えば、当該前端面の上部２箇所及び下部１箇所、又は上部１箇所及び下部２箇所といったように３箇所に配設されてもよい。また、吸着板２２の前端面とリヤプラテン１３の後端面との当接が回避される限り、非磁性シート６０の配設箇所は更に少なくてもよい。

このように、吸着面の一部のみに非磁性シート６０が配設される場合であっても、第一の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、この場合についても、リヤプラテン１３及び吸着板２２といった磁性体同士の全面での当接（接触）が防止され、磁性体同士の接触部分は無い。

なお、本実施の形態では、吸着板２２の前端面とリヤプラテン１３の後端面との当接（接触）を防止するための部材（接触防止部）として非磁性体（非磁性シート６０）を用いる例を示したが、以下の式（２）で算出される力が吸着板２２とリヤプラテン１３とを分離させる際に必要な力より小さい範囲において磁性体を接触防止部として用いてもよい。

Ｆｓ：吸着力
μ_０：空気の透磁率=４π×１０^−７
Ｓｓ：磁性体の接触防止部の断面積［ｍ^２］
Ｂｒｓ：磁性体の接触防止部の残留磁束密度
Ｓｆ：接触防止部以外の断面積［ｍ^２］（すなわち、吸着板２２の断面積をＳｐとしたとき、Ｓｆ＝Ｓｐ−Ｓｓ）
Ｂｒｆ：電磁石４９の接触防止部以外の部分（Ｓｆに係る部分）の残留磁束密度
すなわち、式（２）より、磁性体の断面積がＳｓ、接触防止部の残留磁束密度がＢｒｓ、接触防止部以外の断面積がＳｆ、及び接触防止部以外の部分の残留磁束密度がＢｒｆの場合、Ｆｓより大きな力を発生させことが可能な押しボルト７２が必要であることが分かる。したがって、押しボルト７２の押し付け力の範囲内で接触防止部の断面積Ｓｓを決定すればよい。ここで、接触防止部は、当接した際に磁気回路を構成しないように同極（図７ではコイルの外側）に配設される。

なお、残留磁束密度については、一般的な磁性材料の磁気特性（Ｂ−Ｈ特性）試験により得ることができる。

図８は、接触防止部に磁性体を用いた場合の電磁石におけるＢ−Ｈ特性を示す図である。同図において、横軸（Ｈ）は、磁界（磁場）を示し、縦軸（Ｂ）は磁束密度を示す。

同図において、曲線ｆは、電磁石４９の接触防止部以外の部分に関するＢ−Ｈ特性である。曲線ｓは、磁性体の接触防止部に関するＢ−Ｈ特性である。曲線ｒは、曲線ｆと曲線ｓとを合成したＢ−Ｈ特性、すなわち、電磁石４９全体のＢ−Ｈ特性である。

同図に示されるように、磁性体の接触防止部又は接触防止部以外の部分は、磁界の強さを増加していくと矢印に示されるような軌跡で飽和磁束密度（Ｂｓ又はＢｆ）まで磁化される。次に、磁界を減少させ０（零）にすると磁束密度は０とはならず残留する。このときの磁束密度が残留磁束密度Ｂｒｓ又はＢｒｆとして得られる。したがって、電磁石４９全体としては（リヤプラテン１２と吸着板２２との間では）、ＢｒｓとＢｒｆとを合成することにより残留磁束密度Ｂｒ（Ｂｒ＝Ｂｒｓ＋Ｂｒｆ）が得られる。

また、式（２）に基づいて、残留磁束密度と吸着力との関係を示すと図９のようになる。図９は、第二の実施の形態において磁性体の接触防止部を用いた場合の残留磁束密度と吸着力との関係を示す図である。

同図の座標軸は、図６と同様である。同図では、残留磁束密度Ｂｒ（Ｂｒ＝Ｂｒｓ＋Ｂｒｆ）の値が、リヤプラテン１２と吸着板２２との間の当接部分（接触部分）の面積（接触防止部の断面の総和）に応じて示されている。すなわち、Ｂｒ_１は、当接部分が吸着板２２の断面積の１０％である場合の残留磁束密度Ｂｒを示す。また、Ｂｒ_２は、当接部分が吸着板２２の断面積の５０％である場合の残留磁束密度Ｂｒを示す。なお、同図では、接触防止部の材質は、吸着板２２の材質と同じであるとする。したがって、Ｂｒｓ＝Ｂｒｆが成立する。

一方、Ｆｌは、リニアモータ２８の駆動力を示し、Ｆｂは、押しボルト７２による押し付け力を示す。同図において、Ｆｂは、Ｂｒ_２に対応する吸着力よりも大きい。したがって、磁性体の当接部分が５０％以下である場合、押しボルト７２によってリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離させることが可能であることが分かる。また、Ｆｌ及びＦｂは、Ｂｒ_１に対応する吸着力よりも大きい。したがって、磁性体の当接部分が１０％以下である場合、リニアモータ２８の駆動又は押しボルト７２のいずれによってもリヤプラテン１３と吸着板２２とを分離させることが可能であることが分かる。

以上より、接触防止部に磁性体を用いる場合、当該接触防止部による当接部分（接触部分）の面積は、吸着板２２の断面積（すなわち、吸着面の面積）の５０％以下であることが望ましい。また、リニアモータ２８による分離可能性を考慮すれば、当接部分の面積は、吸着面の面積の１０％以下であることが更に望ましい。換言すれば、接触防止部による当接部分の面積は、当該当接部分の当接時において、押しボルト７２の押し付け力又はリニアモータ２８の機動力によって分離可能な範囲とすればよい。

なお、磁性体の接触防止部は、吸着板２２又はリヤプラテン１３と一体的に構成されていてもよい。すなわち、吸着板２２の前端面又はリヤプラテン１３の後端面において凸部を構成するように配設されてもよい。

但し、接触防止部は、吸着板２２等と同一の材料によって形成されていなくてもよい。吸着板２２等と異なる材質であっても、吸着板２２等よりＢ−Ｈ特性が低いもの（残留磁束密度が小さいもの）であればよい。

ところで、接触防止部を非磁性体によって構成する場合、非磁性シート６０と異なる部材を接触防止部として用いてもよい。第三の実施の形態では、非磁性シート６０以外の部材を接触防止部として利用した例を説明する。

図１０は、第三の実施の形態におけるリヤプラテンの一例の斜視図である。図１０中、図１又は図２と同一部分には同一符号を付している。また、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）において、矢印ｈ、矢印ｖは、それぞれリヤプラテン１３の左右方向（水平方向）、上下方向（垂直方向）を示す。また、矢印ｂはリヤプラテン１３の後方（すなわち、吸着板２２と対向する方向）を示す。なお、（Ａ）と（Ｂ）との相違点は、コア４６の形状に起因するコイル４８の巻装形態にある。すなわち、（Ａ）の場合、コイル４８は、リヤプラテン１３の水平方向にその一部が接触防止部として機能するため突出するように巻装されている。（Ｂ）の場合、コイル４８は、リヤプラテン４８内に収まるように巻装されている。当該相違点は、第三の実施の形態において本質的なものではないため、以下の説明は、（Ａ）及び（Ｂ）の双方に対して共通のものである。

第三の実施の形態では、コイル４８を保護するためのモールド材５６（樹脂モールド）が、リヤプラテン５６の後端面より突出するように形成されている。したがって、モールド材５６の突出した部分（突出部）が、第二の実施の形態における接触防止部と同様の役割を果たす。すなわち、モールド材５６は非磁性体であるため、その突出部によって、吸着板２２の前端面とリヤプラテン１３の後端面との間における磁性体同士の当接が回避される。なお、モールド材５６の突出部の厚さｔは、第一の実施の形態における非磁性シート６０の厚さと同様、０．１（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下であることが好ましく、０．２（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下であることが更に好ましい。また、当接時のバランス等を考慮すれば、モールド材５６の突出部において吸着板２２と対向する部分（面）は、吸着板２２の前端面と平行な平面であることが望ましい。このため、第三の実施の形態においても図５（ｂ）に示される関係が成立する。

ところで、モールド材５６を突出させることにより、モールド材をより厚肉にすることができる。その結果、モールド材の強度を高めることができ、コイル４８等をより堅固に保護することができるといった効果も得られる。本実施の形態では、第一の吸着面を有する吸着部材が型開閉に伴って移動し、第二の吸着面を有する電磁石保持部材がフレームＦｒに対して固定される事例を示した。但し、電磁石保持部材が型開閉に伴って移動し、吸着部材がフレームＦｒに対して固定されるようにしてもよい。更に、本実施の形態では、型開閉駆動部としてリニアモータを用いた事例を示したが、リニアモータ以外に、回転型モータとボールねじとを組み合わせた直動駆動部を型開閉駆動部として用いることもできる。当該直動駆動部は、吸着された部材を分離させるための力として、リニアモータ２８の駆動力Ｆｌと押しボルト７２の押し付け力Ｆｂとの間の大きさの駆動力を発生させることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本国際出願は、２００８年４月４日に出願した日本国特許出願２００８−０９８４０９号に基づく優先権を主張するものであり、２００８−０９８４０９号の全内容を本国際出願に援用する。

１０ 型締装置
１１ 固定プラテン
１２ 可動プラテン
１３ リヤプラテン
１３ａ 脚部
１４ タイバー
１５ 固定金型
１６ 可動金型
１７ 射出装置
１８ 射出ノズル
１９ 金型装置
２２ 吸着板
２８ リニアモータ
２９ 固定子
３１ 可動子
３３ 磁極歯
３４ コア
３５ コイル
３７ 電磁石ユニット
３９ ロッド
４１、４２ 穴
４３ ねじ
４４ ナット
４６ コア
４７ ヨーク
４８ コイル
４９ 電磁石
５１ 吸着部
６０ 非磁性シート
７０ 押しボルト用の穴
７１ ボルト
７２ 押しボルト
８１ 空間
Ｆｒ フレーム
Ｇｄ ガイド
Ｇｂ ガイドベース
Ｓｂ スライドベース

Claims (13)

1. 電磁石を用いて型締力を作用させる型締装置であって、
   前記電磁石を保持する電磁石保持部材と、
   前記電磁石によって吸着される第一の吸着面を有する吸着部材と、
   前記第一の吸着面と前記電磁石保持部材において該吸着面に対向する第二の吸着面との間の磁性体同士の全面での接触を防止する接触防止部とを備え、
   前記第一の吸着面と前記第二の吸着面との間における磁性体同士の接触部分は無いことを特徴とする型締装置。
2. 前記第一の吸着面及び前記第二の吸着面の少なくともいずれか一方に非磁性体の板状の部材が前記接触防止部として配設されていることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
3. 前記板状の部材は、絶縁性を備えた材料からなることを特徴とする請求項２記載の型締装置。
4. 前記板状の部材は、前記電磁石を構成するコイルの位置を避けるように前記第一の吸着面又は前記第二の吸着面の全面に配設されていることを特徴とする請求項２記載の型締装置。
5. 前記板状の部材は、前記電磁石を構成するコイルの位置を避けるように前記第一の吸着面及び前記第二の吸着面の少なくともいずれか一方の一部分に配設されていることを特徴とする請求項２記載の型締装置。
6. 前記板状の部材は、厚さが０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の型締装置。
7. 前記板状の部材は、更に、厚さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の型締装置。
8. 前記第二の吸着面において前記電磁石のコイルに対するモールド材が突出することにより前記接触防止部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
9. 前記磁性体は、前記電磁石保持部材又は前記吸着部材と同じ材質であることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
10. 前記電磁石保持部材及び前記吸着部材の少なくともいずれか一方は、前記第一の吸着面又は前記第二の吸着面に対して略直交する方向に押しボルト用の穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
11. 前記押しボルト用の穴には、磁性体のボルトが配設されていることを特徴とする請求項１０記載の型締装置。
12. 前記電磁石保持部材及び前記吸着部材の少なくともいずれか一方は、前記第一の吸着面又は前記第二の吸着面に対して略直交する方向に押しボルトが配設され、
    残留磁場によって吸着した前記電磁石保持部材及び前記吸着部材を前記押しボルトの押し付け力によって分離可能であることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
13. 型開閉を駆動させる型開閉駆動部を備え、
    残留磁場によって吸着した前記電磁石保持部材及び前記吸着部材を前記型開閉駆動部の駆動力によって分離可能であることを特徴とする請求項１記載の型締装置。
    

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