(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンベースと、
前記マシンベース上に固定的に載置され固定型を保持する固定プレートと、
前記固定プレートの反金型側に載置される固定プラテンと、
前記マシンベース上に型開閉方向に摺動可能に載置され、可動型を保持する可動プレートと、
前記可動プレートの反金型側に型開閉方向に摺動可能に載置される可動プラテンと、
型締力を受ける２本あるいは３本のタイバーと、から構成され、
前記固定プレートと前記固定プラテンの間、および前記可動プレートと前記可動プラテンの間は、複数の点接触あるいは複数の線接触により型締力を伝達することを特徴とする型締装置。
【請求項２】
前記固定プレートと前記固定プラテンの間、および前記可動プレートと前記可動プラテンの間に、複数の円錐プレートあるいは複数の傾斜加工プレートを装着することにより、複数の点接触あるいは複数の線接触により型締力を伝達することを特徴とする、請求項１に記載の型締装置。
【請求項３】
前記固定プレートと前記固定プラテンの間、および前記可動プレートと前記可動プラテンの間において、接触する面の片方に円錐状あるいは角錐状の加工を施し、複数の点接触あるいは複数の線接触により型締力を伝達することを特徴とする、請求項１に記載の型締装置。
【請求項４】
前記固定プラテンには、前記タイバーとピストンが一体であり型締力を発生する型締シリンダーが備えられ、
前記可動プラテンには、前記タイバーと係合離脱が可能なハーフナットが備えられ、
前記可動プレートおよび前記可動プラテンを開閉動作駆動することができる型開閉装置を備えている、
ことを特徴とする、請求項１から３に記載の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
アルミニウム製品やプラスチック製品を成形するダイカストマシンおよび射出成形機に用いられる、型締装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシンや射出成形機においては、高温で溶融状態のアルミニウムや樹脂を、閉じられた金型の空間部であるキャビティ（成形品の形状）内に、射出装置によって高速高圧で充填し、冷却固化後に金型を開き、成形品を取出して生産する。そのため、型締装置には、金型を高速で開閉することができ、かつ充填中の高い圧力により金型が開いてバリが発生しないよう、金型に大きな型締力を負荷できる機能が要求される。これまでに、多くの種類の型締装置、例えばトグル式、直圧式、複合式などが考案され使用されてきた。それらの型締装置では、固定型を保持する固定盤と可動型を保持する可動盤の四隅に４本のタイバーを貫通させ、タイバーナットなどを介してそれぞれの盤と連結させる。そして、型締力発生装置によって大きな型締力を金型に負荷し、その際に発生する反力を、タイバーで受ける構造となっていた。
【０００３】
近年、これらの型締装置の製作コストを低減させるため、タイバーの本数を３本に減らした構造の型締装置が提案されている。しかし、タイバーの数を３本に減らすと、型盤に作用する力が、４箇所から３箇所に集中することになり、金型パーティング面（固定型と可動型の合わせ面）に発生する押圧力（面圧）に不均一が生じやすくなるという問題がある。不均一が生じると、押圧力の低い箇所では溶融物の圧力に負け、バリが発生しやすくなり、不良品を成形する要因となる。
それらの問題に対応するため、特許文献１に記載のトグル式型締装置では、可動盤を押す３組のトグルリンク機構を、それぞれ３本のタイバーの近くに配し、成形品の表裏に発生する応力分布を同等にする機構が開示されている。
また、特許文献２では、電動直圧式の型締め装置において、３本のタイバーを鋭角二等辺三角形の各頂点に配置し、押圧力を均一にする機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２３７６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１４２９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された機構では、表裏に発生する応力分布が同等であるが、金型パーティング面全体を見れば、面圧に不均一が生じていおり、バリが発生する要因は依然残っている。
また、特許文献２に開示された機構は、３本のタイバーを鋭角二等辺三角形の各頂点に配置するといった工夫により面圧を均一化できるとなっているが、３本の各タイバーに均等に反力を負担させると、金型パーティング面に作用する面圧は不均一化になるという問題は解決しえない。
よって、本願では、タイバーを３本あるいは２本に減らした構造においても、金型パーティング面全体に均一な面圧分布を発生させ、バリが発生しにくい構造の型締装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本願の第１の発明は、マシンベースと、マシンベース上に固定的に載置され固定型を保持する固定プレートと、固定プレートの反金型側に載置される固定プラテンと、マシンベース上に型開閉方向に摺動可能に載置され可動型を保持する可動プレートと、可動プレートの反金型側に型開閉方向に摺動可能に載置される可動プラテンと、型締力を受ける２本あるいは３本のタイバーと、から構成され、固定プレートと固定プラテンの間、および可動プレートと可動プラテンの間は、複数の点接触あるいは複数の線接触により型締力を伝達する型締装置である。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、固定プレートと固定プラテンの間、および可動プレートと可動プラテンの間に、複数の円錐プレートあるいは複数の傾斜加工プレートを装着することにより、複数の点接触あるいは複数の線接触により型締力を伝達する。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、固定プレートと固定プラテンの間、および可動プレートと可動プラテンの間において、接触する面の片方に円錐状あるいは角錐状の加工を施し、複数の点接触あるいは複数の線接触により型締力を伝達する。
【０００９】
最後に、第４の発明は、第１から３の発明において、固定プラテンにはタイバーとピストンが一体であり型締力を発生する型締シリンダーが備えられ、可動プラテンにはタイバーと係合離脱が可能なハーフナットが備えられ、可動プレートおよび可動プラテンを開閉動作駆動することができる型開閉装置を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の型締装置は、以下のような効果を発揮する。
（１）タイバーの本数が少なくなるため、部品点数が少なくなり、機械加工や組立作業などマシン製作に要するコストを削減できる。
（２）金型のパーティング面に均一に押圧力が発生するため、バリの発生を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明に係る型締装置の実施例であり、金型が閉じ型締力が負荷されている状態を示す。
【図２】図１の実施例において、金型が開いている状態を示す。
【図３】本願発明に係る３本タイバー式の型締装置を、射出装置側から見た状態を示す。
【図４】本願発明に係る２本タイバー式の型締装置を、射出装置側から見た状態を示す。
【図５】本願発明に係る２本タイバー式型締装置の別の実施例を、射出装置側から見た状態を示す。
【図６】本願発明の型締装置において、プラテンとプレートの間に配置される円錐プレートおよび勾配プレートの実施例であり、型締力が作用していない状態と作用している状態での違いを説明する図である。
【図７】本願発明に係る型締装置の他の実施例であり、金型が開いている状態を示す。
【図８】図７の実施例において、金型が閉じ型締力が負荷されている状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本願発明に係る実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１から図６を参照しながら、第１の実施例の型締装置について説明する。
【００１４】
図１は、型締装置に型締力が負荷されている状態を示し、タイバー９等が変形している（撓んでいる）様子が表されている。マシンベース１５上には、固定プレート７が固定キー１６を介し固定的に載置されていおり、固定型１が取り付けられている。固定プラテン４は、マシンベース１５上あるいは固定プレート７の下部上に、拘束されていない状態で載置されている。さらに、固定プレート７には、固定プラテン４との接触部分が略円錐状（頂点部分は平面でも良い）の円錐プレート２２が取り付けられており、固定ボルト２０によって固定プラテン７と離れないようになっている。このように取り付けることにより、固定プラテン４に型締力が負荷された状態においても、その変形が固定プレート７に影響を及ぼさないようになっている。固定プラテン４には、型締シリンダーが内蔵されており、タイバー９とピストン１０は一体的に結合されている。また、ピストン１０にはロッド１１が結合しており、固定プラテン４の内側部分とで、型締油室１０ａと離型油室１０ｂを形成する。図示せぬ油圧装置と配管により、型締シリンダーの型締油室１０ａに高圧の作動油を供給すると型締力が発生し、また離型油室１０ｂに油圧を供給すると離型力（強力型開力）が発生する。固定プラテン４および固定プレート７の中央部には、射出穴１３が設けられている。型締装置の右側には、図示していない射出装置が配置されており、その先端部が射出穴１３に挿入可能となっており、金型内でキャビティに連通する流入口と接続可能となっている。
【００１５】
マシンベース１５上には、スライドレール２５が取り付けられており、スライドブロック２６を介して可動台２４と一体的に可動プレート８が載置されている。可動プレート８には、可動型２が取り付けられている。スライドブロック２６は、ボールやころを介してスライドレール２５と連結しているので、摩擦抵抗がほとんど無い状態で摺動運動することができる。可動台２４の上には可動プラテン５が載置されており、固定ボルト２０によって、可動プラテン８と離れないように取り付けられている。また、可動プレート８の可動プラテン５との接触部には、固定側と同様に円錐プレート２２が取り付けられている。さらに、可動プラテン５には、タイバー９が貫通しているとともに、２つ割りのハーフナット１２が取り付けられており、開閉することによって、タイバー９の係合部９ａと係合離脱が可能となっている。タイバー係合部９ａには、リング状あるいはねじ状の溝が設けられ、噛み合い歯が形成されており、ハーフナット１２の内側に形成された歯と勘合することにより、タイバー９とハーフナット１２は係合できる。ハーフナット１２の開閉駆動は、油圧シリンダー、あるいはモータとボールねじの組み合わせによって行なうことができる。
また、可動プラテン５には、図示せぬ押出装置が設けられており、成形品を可動型２から取り外すことができる。
【００１６】
可動台２４とマシンベース１５の間には、型開閉装置が連結されているので、可動プレート８や可動プラテン５などを型開閉方向に駆動することができる。可動台２４の下側にはナット取付けブロック３３が固着されており、型開閉ボールねじナット３２が取り付けられている。型開閉ボールねじナット３２と螺合する型開閉ボールねじ軸３１は、軸受けを介して回転自在であるが軸方向に拘束された状態で、ねじ軸サポート台３８に支持されている。ねじ軸サポート台３８は、マシンベースに固定されている。型開閉ボールねじ軸３１の一方の端部は、カップリング３７によって型開閉用サーボモータ３０の回転軸と連結されており、またもう一方の端部は、ねじ軸支持台３４によって回転自在に支持され、さらにブレーキ３５と連結している。ブレーキ３５はねじ軸支持台３４に取り付けられており、非常時の急停止や、機械停止時に可動部が動かないために設けられている。
【００１７】
固定プレート７と固定プラテン４の間、および可動プレート８と可動プラテン５の間に取り付けられ型締力を伝達する円錐プレート２２は、各プラテンとの接触部が円錐状となっており、頂点が接触することにより、点接触で型締力を伝えることができる。頂点の角度は小さいと先端が陥没するため、１８０度に近い鈍角であることが望ましい。さらに、頂点部分は、角を持った先端でなく、若干の平面となっていても、点接触と同等な効果で型締力を伝えることができる。また、円錐プレート２２は、円錐部分が２つの平面が交差する山型形状の、傾斜加工プレートであっても良い。この場合、各プラテンとの接触は、線接触となって型締力を伝える。接触線上において均一に接触力が発生するよう、傾斜加工プレートを取り付けた状態での接触線の配置角度や、山の高さを調整する必要がある。
さらに、円錐プレート２２は、プラテン側に取り付けられ、プレート側と接触するように構成されていても良い。
【００１８】
図２は、金型が開いた状態を示し、ハーフナット９ａは開いておりタイバー９と離脱状態である。また、型締力により各プラテンやタイバー９の撓みは発生していない。
図３から図５は、図１および図２の型締装置を射出装置側（右側）から見た図である。
図３は、タイバーが３本方式の型締め装置である。固定プレート７は四角い金型を保持するため四角形の形状をしているが、固定プラテン４は３本のタイバー９を支持するだけ良いので、略三角形の形状をしている。固定プレート７と固定プラテン４の間の円錐プレート２２は６箇所配置されている。固定プラテン４には、３本のタイバー９と連結する型締シリンダーによって型締力が作用するが、６個の円錐プレート２２によって力が分散されて固定プレート７に伝わる。さらに固定プレート７の厚みによって力は広がって固定型１に伝わり、金型パーティング面では面圧が均一となる。また、金型取付面の真後ろに円錐プレート２２が配置されているため、金型の取付面全体に型締力が作用するので、パーティング面に発生する面圧は均等（面全体で一定）となる。
可動側に関しても同様な状態になっており、同じ作用効果によって、金型パーティング面に均一な面圧が負荷される。
【００１９】
図４は、タイバー９が２本式の型締装置を示す。固定プラテン４は、２本のタイバー９を支持し、細長い形状となっている。６個の円錐プレート２２によって型締め力が分散される構造になっていおり、同様な効果がある。ターバー９の本数が少なくなった分、マシン製作コストの削減効果はさらに大きくなる。
図５は、２本のタイバー９を斜めに配置した２本式の型締め装置であり、円錐プレート２２は４個取り付けられている。タイバー９が斜めに２本配置されているため、金型を機外から型締装置内に搬入する際、タイバー９との干渉をかわしやすくなくなり、金型取付けが容易な構造になっている。
【００２０】
図６は、固定プレート７に固定された円錐プレート２２が、固定プラテン４に取り付けられた勾配プレート４０と接して、力を伝える様子を示す。勾配プレート４０の円錐プレート２２と接触する面には、勾配加工が施されている。よって、型締力が作用していない状態では、接触面は傾いているが、型締力が作用している状態になると、固定プラテン４が撓むため、円錐プレート２２の中心線と垂直な状態で接するようになっている。型締め力が、円錐プレート２２でより均等に分散されて伝わる。可動側も同様である。
【００２１】
次に、本実施例の型締装置による成形動作について説明する。
まず、図２の型開き状態では、ハーフナット１２は開いてタイバー９と離脱状態になっておいる。図示せぬ制御装置からブレーキ３５に解除信号が送られた後、型開閉用サーボモータ３０に回転指令信号が送られ、型開閉用ボールねじ軸３１が回転し、ねじの作用により、型開閉用ボールねじナット３２、ナット取付けブロック３３、可動台２４、可動プラテン５、可動プレート８、および可動型２が閉方向（図の右方向）に移動する。可動型２が固定型１にタッチすると、型開閉用サーボモータ３０は停止しフリー状態となる。次に、型開閉用サーボモータ３０のエンコーダーなどから可動盤５の位置を検知し、もし、タイバー係合部９ａの歯とハーフナット１２の係合部の歯が噛み合う位置関係になければ、型締シリンダーに作動油が適宜供給され、タイバー９を動かして、歯が噛み合う位置になるよう調整する。金型の厚みが予め分かっている場合は、型閉動作前にタイバー９の位置を調整しておいても良い。
【００２２】
続いて、ハーフナット１２を閉じて、ハーフナット１２をタイバー９と係合させる。そして、型締シリンダーの型締油室１０ａに高圧の作動油を供給し、大きな型締力を発生させる。この時、円錐プレート２２等の作用により、タイバー９の数が２本あるいは３本であっても、金型パーティング面全体に均一の面圧が発生する。
【００２３】
型締力が所望の値まで上昇すると、射出装置から溶融状態のアルミニウムや樹脂を金型キャビティ内に高圧で射出充填する。パーティング面を合わせる面圧は均一に発生しているので、溶融物の圧力に負けてパーティング面が開きバリが発生する部分は無い。
【００２４】
冷却固化が完了すると、型締油室１０ａの圧力を落とし、そして離型油室１０ｂに作動油を供給し大きな力で金型を少し開き、成形品と固定型１を離す。ハーフナット１２を開いてタイバー９と離脱した後、続いて、型開閉用サーボモータ３０を駆動し、可動型２および可動プラテン５等を後退させる（開く）。さらに、図示せぬ押出装置によって成形品を可動型２から取り外し、取出し装置によって機外に運び出す。そして引き続き、次の成形サイクルを開始する。
【実施例２】
【００２５】
図７と図８に、第２の実施例を示す。
第１の実施例を違う点は、図７が示すように、固定プレート７と固定プラテン４の間および可動ププレート８と可動プラテン５の間に、円錐プレート２２を設けず、固定プラテン４と可動プラテン５にそれぞれ固定プラテン勾配面５０と可動プラテン勾配面５３を設けたことである。各勾配面は、円錐状であっても角錐状であっても良い。固定プラテン勾配面５０と固定プラテン平面５１が交差する点又は線で角部ができるため、それが、実施例１の円錐プレート２２と同様な作用を奏する。そして、図８に示すよう型締め時において、固定プラテン平面５１は弓状に湾曲し、固定プラテン勾配面５０との境界の角部を介して型締力が固定プレート７に伝わり型締力を分散して伝えることができる。そのため、固定プレート７と固定型１間ではかなり均一に型締力が伝わり、金型パーティング面では、発生する面圧は一定となる。このことは、可動プラテン５、可動プレート８、可動型２の間も同様である。また、勾配加工は、プラテン側ではなくプレート側に施しても良い。
【００２６】
射出装置側から見た図は、図３、図４、図５と、円錐プレート２２が無くなることを除いて、ほぼ同じである。
また、成形のための型開閉や型締めの動作は、実施例１と同様である。
【００２７】
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。例えば、可動プラテンの後部にリンク機構を持つトグル式型締装置にも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
アルミニウム製品やプラスチック製品を生産する成形機械の型締装置に利用でき、装置の低コスト化に貢献できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  固定型
２  可動型
４  固定プラテン
５  可動プラテン
７  固定プレート
８  可動プレート
９  タイバー
９ａ  係合部
１０  ピストン
１０ａ  型締油室
１０ｂ  離型油室
１１  ロッド
１２  ハーフナット
１３  射出穴
１５  マシンベース
１６  固定キー
２０  固定ボルト
２２  円錐プレート
２４  可動台
２５  スライドレール
２６  スライドブロック
３０  型開閉用サーボモータ
３１  型開閉用ボールねじ軸
３２  型開閉用ボールねじナット
３３  ナット取付けブロック
３４  ねじ軸支持台
３５  ブレーキ
３７  カップリング
３８  ねじ軸サポート台
４０  勾配プレート
５０  固定プラテン勾配面
５１  固定プラテン平面
５３  可動プラテン勾配面
５４  可動プラテン平面
【図１】
0005423467.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005423467.tif 000008
【図８】
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