(57)【要約】【課題】外形の小型化を図ることのできる型締装置の提供を目的とする。【解決手段】電磁石によって型締力を発生させる型締装置であって、一方の金型が配設され、型開閉方向に固定された固定プラテンと他方の金型が配設され、型開閉方向に進退可能な可動プラテンと、前記電磁石による一方の吸着面が形成され、前記固定プラテンより延在される連結部材によって、前記固定プラテンに対して固定された第一の吸着部材と、前記電磁石による他方の吸着面が形成され、前記電磁石による吸着力を前記可動プラテンに伝達させる第二の吸着部材とを備え、前記連結部材は、前記第一の吸着部材の前記吸着面と反対側の面上で固定されていることにより上記課題を解決する。【選択図】図１
2008194850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石によって型締力を発生させる型締装置であって、
一方の金型が配設され、型開閉方向に固定された固定プラテンと
他方の金型が配設され、型開閉方向に進退可能な可動プラテンと、
前記電磁石による一方の吸着面が形成され、前記固定プラテンより延在される連結部材によって、前記固定プラテンに対して固定された第一の吸着部材と、
前記電磁石による他方の吸着面が形成され、前記電磁石による吸着力を前記可動プラテンに伝達させる第二の吸着部材とを備え、
前記連結部材は、前記第一の吸着部材の前記吸着面と反対側の面上で固定されていることを特徴とする型締装置。
【請求項２】
前記連結部材は、前記第一の吸着部材を貫通していないことを特徴とする請求項１記載の型締装置。
【請求項３】
前記連結部材は、前記第二の吸着部材を貫通していないことを特徴とする請求項２記載の型締装置。
【請求項４】
前記連結部材は、フランジによって前記第一の吸着部材に固定されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型締装置に関し、特に電磁石によって型締力を発生させる型締装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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考えられる（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】国際公開第０５／０９００５２号パンフレット
【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、特許文献１に記載された型締装置では、固定プラテンとリヤプラテンとを連結させる４本の連結部材（タイバー）が、電磁石による吸着面を形成するリヤプラテン及び吸着板を貫通するように配設されている。したがって、リヤプラテン及び吸着板において、タイバーを貫通させるために形成されるガイド穴の部分は吸着面として用いることができず、効率的に吸着力を発生させるための阻害要因となっている。そのため、適切な吸着力を確保するためには、リヤプラテン及び吸着板を大きくせざるを得ないという問題がある。
【０００８】
また、貫通したタイバーが後方に延在することによって型締装置の全長が長くなってしまうという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、外形の小型化を図ることのできる型締装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで上記課題を解決するため、本発明は、電磁石によって型締力を発生させる型締装置であって、一方の金型が配設され、型開閉方向に固定された固定プラテンと他方の金型が配設され、型開閉方向に進退可能な可動プラテンと、前記電磁石による一方の吸着面が形成され、前記固定プラテンより延在される連結部材によって、前記固定プラテンに対して固定された第一の吸着部材と、前記電磁石による他方の吸着面が形成され、前記電磁石による吸着力を前記可動プラテンに伝達させる第二の吸着部材とを備え、前記連結部材は、前記第一の吸着部材の前記吸着面と反対側の面上で固定されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、記連結部材は、前記第一の吸着部材を貫通していないことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記連結部材は、前記第二の吸着部材を貫通していないことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記連結部材は、フランジによって前記第一の吸着部材に固定されることを特徴とする。
【００１４】
上記のような型締装置では、外形の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外形の小型化を図ることのできる型締装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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、本発明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、本発明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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
タイバー１４は、固定プラテン１１に形成されたガイド穴２１を挿通している。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のねじ部に第１のタイバー固定部としてのナット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。
【００２１】
各タイバー１４の後端部（図において左端部）は、タイバー１４より外径が小さい第２のねじ部６２が形成されている。ねじ部６２は、リヤプラテン１３の前端面において各タイバー１４に対応する位置に配設された第２のタイバー固定部としてのフランジ６１の内径側に形成されたねじ部と係合される。フランジ６１は、例えば、タイバー１４より外径の大きい円柱状の形状を有し、複数のボルト６３によってリヤプラテン１３の前端面に固定される。したがって、各タイバー１４は、リヤプラテン１３を貫通することなく、各フランジ６１と係合されることによりリヤプラテン１３に固定される。よって、リヤプラテン１３には、タイバー１４を貫通させるためのガイド穴は形成されず、リヤプラテン１３の後端面（後述する吸着板２２の前端面と対向する面）において、タイバー１４に対応する箇所は、平坦面となる。また、リヤプラテン１３の端部も空洞部が無い中実構造となり、タイバー１４がリヤプラテン１３内に形成される磁気回路を妨げることがなくなる。これにより、十分な磁気回路を確保することができる。更に、リヤプラテン１３を複雑な形状にする必要がないので製作コストを低減させることができる。
【００２２】
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。
【００２３】
可動プラテン１２と平行に配設された磁性体としての吸着板２２が、リヤプラテン１３より後方においてガイドＧｄに沿って進退自在に配設され、ガイドＧｄによって案内される。なお、上述したように、タイバー１４は、リヤプラテン１３を貫通していない。したがって、タイバー１４又はタイバー１４より延在する部材が吸着板２２を貫通して延在することはない。よって、吸着板２２には、当該部材を貫通させるためのガイド穴は形成されず、吸着板２２の前端面（リヤプラテン１３の後端面と対向する面）は、平坦面となる。
【００２４】
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が形成されている。ここでリヤプラテン１３はスライドベースＳｂを跨ぐように図示しない脚部によってフレームＦｒに固定されている。
【００２５】
リニアモータ２８の固定子２９の長さをＬｐとし、可動子３１の長さをＬｍとし、吸着板２２（可動プラテン１２）のストロークをＬｓｔとしたとき、長さＬｍは、リニアモータ２８による最大の推進力に対応して設定される。また、長さＬｐは、Ｌｐ＞Ｌｍ＋Ｌｓｔという関係を満足するように設定される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、リヤプラテン１３の吸着板２２と対向する面は平坦な面となるため、同じ電流量でもより大きな型締力を発生させることができる。
【００３４】
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。
【００３５】
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。また、本実施の形態では従来技術とは異なり、リヤプラテン１３とロッド３９との間に軸受部材Ｂｒ１は配置されない。これにより、リヤプラテン１３内は軸受部材Ｂｒ１を備えるための配置孔が無い中実構造となるため、磁気回路を十分に大きく確保することができる。その結果、コイルに印加させる電流量が同じでも大きな型締力を得ることができる。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
タイバー１４は、固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間には４本配設されている。ここで、全ての固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間の距離が不一致であれば、均等に型締力を金型に作用させることができないばかりか偏荷重が金型に加わることになり金型寿命を低下させてしまう。そこで、本実施の形態では、フランジ６１とリヤプラテン１３との間の距離をボルト６３により調整することで、固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間の距離を調整させることができる。更に、タイバー１４のフランジ６１へのねじ込み深さを調整することで、フランジ６１とリヤプラテン１３との間の距離を調整することもできる。これにより、金型に加わる荷重を均一にすることができる。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、型締装置１０の動作について説明する。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
そして、型締力を発生させるコイル４８に電流が流れる。ここで、コイル４８に流した電流量で効率良く型締力を発生させることが必要である。そこで、本実施の形態における型締装置１０では、リヤプラテン１３の可動プラテン１２側の面にタイバー固定部を形成する。これにより、リヤプラテン１３の後端面を平坦にすることができ、同じ電流量でも大きな型締力を得ることができる。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。ここで、タイバー１４は、固定プラテン１１側に形成された第１の固定部と、リヤプラテン１３側に形成された第２の固定部とに結合されているので、固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間で型締力相当分引帳する。
【００４５】
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。
【００４６】
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ので、コイル４８に型締めを行う際と逆の方向に電流が供給され、吸着部５１に残留した磁気が取り除かれる。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。
【００４７】
上述したように、本実施の形態における型締装置１０においては、リヤプラテン１３及び吸着板２２には、タイバー１４を貫通させるためのガイド穴は形成されない。したがって、当該対向する面において吸着面として利用することのできる面積を増加させることができる。よって、同じ型締力を得るために必要とされるリヤプラテン１３及び吸着板２２の高さ又は幅等を、ガイド穴が形成される場合に比べて小さくすることができる。
【００４８】
また、タイバー１４のガイド穴が無いことにより、磁気回路を大きくすることができ、同じ電流量でもより大きな型締力を得ることができる。また、リヤプラテン１３は、軸受部材Ｂｒ１を備えるための配置孔が無い中実構造となるため、磁気回路を十分に大きく確保することができる。これにより、コイル４８に印加させる電流量が同じでもより大きな型締力を得ることができる。
【００４９】
また、タイバー１４が、リヤプラテン１４及び吸着板２２を貫通して型締装置１０の後方に延在することはないため、型締装置１０の全長を短くすることができる。
【００５０】
なお、フランジ６１として機能する部分は、リヤプラテン１３と一体的に形成されてもよい。図３は、タイバーがリヤプラテンに直接係合される例を示す図である。図３中、図１と同一部分には同一符号を付している。
【００５１】
図３において、リヤプラテン１３の前端面には、各タイバー１４に対応する位置において前方に突出するように凸部１３１が形成されている。凸部１３１は、例えば、タイバー１４より外径の大きい円柱状の形状を有し、その内径側には、ねじ部が形成されている。したがって、タイバー１４の後端に形成されたねじ部６２と、タイバー１４の凸部１３１に形成されたねじ部とが係合されることにより、タイバー１４は、リヤプラテン１３を貫通することなくリヤプラテン１３に固定される。
【００５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明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】本発明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３】タイバーがリヤプラテンに直接係合される例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
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
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
２１            ガイド穴
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
６１    フランジ
６２    ねじ部
６３    ボルト
８１    空間
１３１  凸部
Ｆｒ    フレーム
Ｇｄ    ガイド
Ｇｂ    ガイドベース
Ｓｂ    スライドベース
【図１】
2008194850.tif 000003
【図２】
2008194850.tif 000004
【図３】
2008194850.tif 000005