(57)【要約】【課題】成形品の精度を高くすることができ、型締装置のコストを低くすることができ、型締装置の耐久性を高くすることができるようにする。【解決手段】固定支持部と、該固定支持部と対向させて配設されたベース部材と、前記固定支持部とベース部材との間に架設された複数のタイバー３３と、該各タイバー３３に沿って進退自在に配設された可動支持部とを有する。そして、前記固定支持部、各タイバー３３及び可動支持部のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子が配設される。この場合、固定支持部、各タイバー３３及び可動支持部のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子が配設されるので、固定支持部及び可動支持部が変形するのを防止することができ、固定支持部及び可動支持部間の平行度が低くなるのを防止することができる。また、各タイバー３３の伸び量を均一にすることができる。【選択図】図１
2006142647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の金型が取り付けられた固定支持部と、
（ｂ）該固定支持部と対向させて配設されたベース部材と、
（ｃ）前記固定支持部とベース部材との間に架設された複数のタイバーと、
（ｄ）該各タイバーに沿って進退自在に配設され、第２の金型が取り付けられた可動支持部とを有するとともに、
（ｅ）前記固定支持部、各タイバー及び可動支持部のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子が配設されることを特徴とする型締装置。
【請求項２】
前記熱電冷却素子は、冷却要素として機能させられる請求項１に記載の型締装置。
【請求項３】
前記熱電冷却素子は、熱安定化要素として機能させられる請求項１に記載の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型締装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形機、例えば、射出成形機は、金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備える。そして、前記型締装置によって前記可動金型を進退させることにより、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締めに伴って、前記固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。また、前記射出装置は、加熱シリンダ、及び該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューを備える。そして、該スクリューを前進させると、加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズルから樹脂が射出され、前記キャビティ空間に充填される。続いて、金型装置を冷却することによって、キャビティ空間内の樹脂は冷却されて固化し、成形品になる。
【０００３】
前記型締装置は、前記固定金型を取り付けるための固定プラテン、該固定プラテンと対向させて配設されたトグルサポート、前記固定プラテンとトグルプレートとの間に架設された４本のタイバー、該各タイバーに沿って進退自在に配設され、可動金型を取り付けるための可動プラテン、前記トグルサポートと可動プラテンとの間に配設され、伸展又は屈曲させられるトグル機構、該トグル機構を作動させるための型締用モータ等を備える。したがって、該型締用モータを駆動し、トグル機構を作動させ、可動プラテンを前進させると、型閉じが行われ、続いて、型締力が発生させられて型締めが行われ、トグル機構を作動させ、可動プラテンを後退させると、型開きが行われる。なお、前記型締力は可動プラテンを介して可動金型に伝達され、これに伴って、型締力の反力が各タイバーを介してトグルサポートに伝達される。
【０００４】
ところで、前記金型装置においては、キャビティ空間に溶融させられた樹脂が充填され、高温下に置かれるので、樹脂の熱が各タイバー、固定プラテン、可動プラテン等に伝達される。そして、熱の伝達に伴って固定プラテン及び可動プラテンが変形すると、固定プラテン及び可動プラテン間の平行度が低くなってしまう。また、各タイバーに均一に熱が伝達されないと、各タイバーの伸び量を均一することができなくなってしまう。
【０００５】
その結果、型締力を安定させて発生させることができず、成形品の精度が低くなってしまう。
【０００６】
そこで、タイバー、固定プラテン、可動プラテン等に温調流路を形成し、タイバー、固定プラテン、可動プラテン等を温調液体によって冷却し、熱の伝達に伴って固定プラテン及び可動プラテンが変形するのを抑制し、各タイバーの伸び量を均一にするようにした型締装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２４００５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の型締装置においては、各タイバー、固定プラテン、可動プラテン等に複数の温調流路を形成する必要があり、型締装置のコストが高くなってしまうだけでなく、温調流路を形成する分だけ各タイバー、固定プラテン、可動プラテン等の強度が低くなり、型締装置の耐久性が低くなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の型締装置の問題点を解決して、成形品の精度を高くすることができ、コストを低くすることができ、耐久性を高くすることができる型締装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の型締装置においては、第１の金型が取り付けられた固定支持部と、該固定支持部と対向させて配設されたベース部材と、前記固定支持部とベース部材との間に架設された複数のタイバーと、該各タイバーに沿って進退自在に配設され、第２の金型が取り付けられた可動支持部とを有する。
【００１０】
そして、前記固定支持部、各タイバー及び可動支持部のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子が配設される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、型締装置においては、第１の金型が取り付けられた固定支持部と、該固定支持部と対向させて配設されたベース部材と、前記固定支持部とベース部材との間に架設された複数のタイバーと、該各タイバーに沿って進退自在に配設され、第２の金型が取り付けられた可動支持部とを有する。
【００１２】
そして、前記固定支持部、各タイバー及び可動支持部のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子が配設される。
【００１３】
この場合、固定支持部、各タイバー及び可動支持部のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子が配設されるので、固定支持部及び可動支持部が変形するのを防止することができ、固定支持部及び可動支持部間の平行度が低くなるのを防止することができる。また、各タイバーの伸び量を均一にすることができる。
【００１４】
その結果、型締力を安定させて発生させることができ、成形品の精度を高くすることができる。
【００１５】
また、固定支持部、各タイバー及び可動支持部に複数の温調流路を形成する必要がないので、型締装置のコストを低くすることができるだけでなく、固定支持部、各タイバー及び可動支持部の強度が高くなり、型締装置の耐久性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態における金型装置及び型締装置の概念図である。
【００１８】
図において、１１はフレーム３１に固定された固定支持部としての固定プラテン、１２は、該固定プラテン１１と対向させて、かつ、前記フレーム３１に対して移動自在に配設されたベース部材としての、かつ、ベースプレートとしてのトグルサポート、３３は前記固定プラテン１１とトグルサポート１２との間に架設された４本（図においては２本だけが示される。）のタイバー、１４は前記固定プラテン１１と対向させて配設され、前記各タイバー３３に沿って進退自在に配設された可動支持部としての可動プラテンであり、前記固定プラテン１１及び可動プラテン１４に、それぞれ第１の金型としての固定金型１５及び第２の金型としての可動金型１６が互いに対向させて取り付けられる。なお、前記固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置が構成される。
【００１９】
前記トグルサポート１２と可動プラテン１４との間には、型開閉装置としてのトグル機構２１が配設され、該トグル機構２１は、型締用の駆動部としての図示されない型締用モータ（サーボモータ）を駆動し、クロスヘッド２２をトグルサポート１２と可動プラテン１４との間で進退させることにより、前記可動プラテン１４をタイバー３３に沿って進退させる。その結果、前記可動金型１６が固定金型１５に対して接離させられて、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【００２０】
そのために、前記トグル機構２１は、前記クロスヘッド２２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー２３、前記トグルサポート１２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー２４、及び前記可動プラテン１４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム２５から成り、前記トグルレバー２３、２４間、及びトグルレバー２４とトグルアーム２５との間がそれぞれリンク結合される。
【００２１】
また、図示されないボールねじ軸が、前記トグルサポート１２に対して回転自在に支持され、前記ボールねじ軸と前記クロスヘッド２２に配設された図示されないボールナットとが螺合させられる。そして、前記ボールねじ軸を回転させるために、前記トグルサポート１２の側面において前記型締用モータとボールねじ軸とが連結される。
【００２２】
したがって、前記型締用モータを駆動して前記ボールねじ軸を回転させると、該ボールねじ軸の回転運動が前記ボールナットの直進運動に変換され、前記クロスヘッド２２が進退させられる。そして、該クロスヘッド２２を前進させると、トグル機構２１が伸展して可動プラテン１４及び可動金型１６が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われる。このとき、前記固定金型１５と可動金型１６との間に図示されないキャビティ空間が形成され、図示されない射出装置によって射出された成形材料としての樹脂が前記キャビティ空間に充填される。そして、該キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化させられ、成形品が成形される。
【００２３】
なお、前記ボールねじ軸及びボールナットによって運動方向変換部としてのボールねじが構成され、ボールねじ軸によって第１の変換要素が、ボールナットによって第２の変換要素が構成される。
【００２４】
続いて、前記クロスヘッド２２を後退させると、トグル機構２１が屈曲して可動プラテン１４及び可動金型１６が後退させられ、型開きが行われる。このとき、図示されないエジェクタピンが可動金型１６から突き出され、該可動金型１６側に付着している成形品を突き落とす。なお、本実施の形態においては、前記型開閉装置としてトグル機構２１が使用されるが、該トグル機構２１に代えて型締シリンダを使用することができる。
【００２５】
ところで、型締め時に発生させられる型締力に対応して、前記タイバー３３が伸びるようになっている。通常の成形においては、各タイバー３３間で伸び量の総和が、キャビティ空間内の樹脂の圧力と成形品の投影面積とを乗算した値より大きい場合は問題はないが、ディスク等の精密製品の成形においては、各タイバー３３間で伸び量にばらつきが生じると、成形品の精度が低下してしまう。したがって、精密製品の成形においては、各タイバー３３の伸び量を調整するようにしている。
【００２６】
そのために、前記各タイバー３３は、固定プラテン１１側の端部にヘッド部４３を備え、固定プラテン１１、可動プラテン１４及びトグルサポート１２を貫通して延び、トグルサポート１２側の端部がトグルサポート１２から突出させられ、突出させられた部分に調整ナット４４が配設される。そして、前記トグル機構２１を伸展させた状態で各調整ナット４４を独立に回転させ、各タイバー３３の伸び量を調整して均一にするようにしている。
【００２７】
また、型厚調整用の駆動部としての図示されない型厚調整用モータの駆動用のスプロケットと、前記各調整ナット４４に固定された従動用の各スプロケット４５との間にチェーン４６が張設され、前記型厚調整用モータ４７を駆動することによって、各調整ナット４４を同期させて回転させ、金型装置の厚さ、すなわち、型厚を調整するようにしている。
【００２８】
ところで、前記金型装置においては、キャビティ空間に溶融させられた樹脂が充填され、高温下に置かれるので、樹脂の熱が各タイバー３３、固定プラテン１１、可動プラテン１４等に伝達される。そして、熱の伝達に伴って固定プラテン１１及び可動プラテン１４が変形すると、固定プラテン１１及び可動プラテン１４間の平行度が低くなってしまう。また、各タイバー３３に均一に熱が伝達されないと、各タイバー３３の伸び量を均一にすることができなくなってしまう。
【００２９】
その結果、型締力を安定させて発生させることができず、成形品の精度が低くなってしまう。
【００３０】
そこで、本実施の形態においては、各タイバー３３の表面の設定位置、固定プラテン１１の後端面Ｓ１の設定位置、及び可動プラテン１４の前端面Ｓ２の設定位置に熱電冷却素子５１を貼付するようにしている。本実施の形態において、前記設定位置は、各タイバー３３においては、可動プラテン１４の前進限位置における可動プラテン１４の前端と固定プラテン１１の後端との間のほぼ中央部分に設定され、固定プラテン１１においては、固定金型１５の４辺の周縁におけるほぼ中央部分に設定され、可動プラテン１４においては、可動金型１６の４辺の周縁におけるほぼ中央部分に設定される。
【００３１】
ところで、前記各熱電冷却素子５１は、冷却能力を備えたＰ形半導体及びＮ形半導体の各素子を、接合対にして電気的に直列に接続し、ユニット化することによって形成されたペルチェモジュールから成り、両端の各素子間に直流の電流を流すと、各素子の一方の面が加熱面となり、他方の面が冷却面となる。そして、電流の向きを変えることによって、加熱要素として機能させたり、冷却要素として機能させたりすることができ、前記一方の面を冷却面とし、前記他方の面を加熱面とすることができる。
【００３２】
本実施の形態において、前記各熱電冷却素子５１は冷却要素として機能させられる。そのために、冷却面が各タイバー３３の表面、後端面Ｓ１及び前端面Ｓ２と対向するように各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４に貼付され、各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４を冷却するようにしている。
【００３３】
したがって、前記金型装置において、キャビティ空間に溶融させられた樹脂が充填されたときに、樹脂の熱が固定金型１５から固定プラテン１１に、可動金型１６から可動プラテン１４に、固定プラテン１１及び可動プラテン１４からタイバー３３に伝達されるのを抑制することができるので、固定プラテン１１及び可動プラテン１４が変形するのを防止することができ、固定プラテン１１及び可動プラテン１４間の平行度が低くなるのを防止することができる。また、各タイバー３３に均一に冷却されるので、各タイバー３３の伸び量を均一にすることができる。さらに、樹脂の熱がタイバー３３を介してトグルサポート１２に伝達されるのを抑制することができるので、トグルサポート１２及び可動プラテン１４間の平行度が低くなるのを防止することができ、トグル機構２１に機械的なガタが発生するのを防止することができる。
【００３４】
その結果、型締力を安定させて発生させることができ、成形品の精度を高くすることができる。
【００３５】
また、各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４に複数の温調流路を形成する必要がないので、型締装置のコストを低くすることができるだけでなく、各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４の強度が高くなり、型締装置の耐久性を高くすることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４のすべてに熱電冷却素子５１が配設されるようになっているが、各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４のうちの少なくとも一つに熱電冷却素子５１を配設することができる。
【００３７】
さらに、各タイバー３３に図示されない歪み検出器を配設することもできる。その場合、該歪み検出器によってタイバー３３の歪み量が検出され、該歪み量に対応させて、熱電冷却素子５１に流される電流が制御される。その結果、固定プラテン１１及び可動プラテン１４間の平行度が低くなるのを防止することができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００３９】
図２は本発明の第２の実施の形態における金型装置及び型締装置の概念図である。
【００４０】
この場合、固定支持部としての固定プラテン１１及び可動支持部としての可動プラテン１４に各タイバー３３を貫通させるための穴ｈ１、ｈ２内に筒状の熱電冷却素子５１が埋設される。なお、固定プラテン１１はフレーム３１に固定され移動しないので、熱電冷却素子５１の内周面とタイバー３３の外周面とが接触させられるが、可動プラテン１４はタイバー３３に沿って移動するので、熱電冷却素子５１とタイバー３３との間に、筒状のブシュ５５が配設され、該ブシュ５５とタイバー３３とが摺動させられる。そして、熱電冷却素子５１の内周面とブシュ５５の外周面とが接触させられる。
【００４１】
本実施の形態において、各熱電冷却素子５１は熱安定化要素として機能させられる。そのために、各熱電冷却素子５１を、冷却面が各タイバー３３の表面と、加熱面が固定プラテン１１の穴ｈ１の内周面及びブシュ５５の内周面と対向するように取り付けることによって、各タイバー３３を冷却し、かつ、固定プラテン１１及び可動プラテン１４を加熱することができる。また、各熱電冷却素子５１を、冷却面が固定プラテン１１の穴ｈ１の内周面及びブシュ５５の内周面と、加熱面が各タイバー３３の表面と対向するように取り付けることによって、固定プラテン１１及び可動プラテン１４を冷却し、かつ、タイバー３３を加熱することができる。
【００４２】
この場合、各タイバー３３、固定プラテン１１及び可動プラテン１４の温度を安定化させることができるので、固定プラテン１１及び可動プラテン１４が変形するのを防止することができ、固定プラテン１１及び可動プラテン１４間の平行度が低くなるのを防止することができる。また、各タイバー３３の温度を安定化することができるので、各タイバー３３の伸び量を均一にすることができる。さらに、タイバー３３を介してトグルサポート１２に伝達される樹脂の熱を安定化することができるので、トグルサポート１２及び可動プラテン１４間の平行度が低くなるのを防止することができ、トグル機構２１に機械的なガタが発生するのを防止することができる。
【００４３】
その結果、型締力を安定させて発生させることができ、成形品の精度を高くすることができる。
【００４４】
さらに、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、各タイバー３３に図示されない歪み検出器を配設することもできる。その場合、該歪み検出器によってタイバー３３の歪み量が検出され、該歪み量に対応させて、熱電冷却素子５１に流される電流が制御される。その結果、固定プラテン１１及び可動プラテン１４間の平行度が低くなるのを防止することができる。
【００４５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における金型装置及び型締装置の概念図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における金型装置及び型締装置の概念図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１    固定プラテン
１２    トグルサポート
１４    可動プラテン１４
１５    固定金型
１６    可動金型
３３    タイバー
５１    熱電冷却素子
【図１】
2006142647.tif 000003
【図２】
2006142647.tif 000004