(57)【要約】【課題】高精度で長期間安定して安全に使用できる縦型型締装置を提供する。【解決手段】固定盤１と、該固定盤１に対向して昇降可能に設けられ金型１９を開閉・圧締する可動盤２とからなる縦型型締装置において、ボール螺子１７とボールナット１８を介してサーボモータ１３により前記可動盤２を昇降駆動する昇降手段３５と、複動同径のピストン９を有する圧締手段１２と、該圧締手段１２へ供給して金型１９を圧締する圧油を生成する加圧手段３６と、前記圧油の不足分を補う補助タンク２４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定盤と、該固定盤に対向して昇降可能に設けられ金型を開閉・圧締する可動盤とからなる縦型型締装置において、
ボール螺子とボールナットを介してサーボモータにより前記可動盤を昇降駆動する昇降手段と、複動同径のピストンを有する圧締手段と、該圧締手段へ供給して金型を圧締する圧油を生成する加圧手段と、前記圧油の不足分を補う補助タンクとを備えることを特徴とする縦型型締装置。
【請求項２】
前記昇降手段が前記可動盤を下降駆動するとき、前記圧締手段は前記可動盤の下降移動を制動距離が調節可能に制動する請求項１に記載の縦型型締装置。
【請求項３】
前記補助タンクにおける作動油は、ピストンで大気と遮断され密封して加圧される請求項１に記載の縦型型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機や圧縮成形機等に用いる縦型の型締装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可変速モータを用いた加圧手段と油圧駆動の圧締手段を備えた型締装置に関する従来の方法がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、可動盤を移動せしめることにより、固定盤との間で金型の型開閉並びに圧締を行う射出成形機の型締装置において、複動ラムの移動に伴って容積が同じ量だけ増減する第一および第二の液圧室を備え、該複動ラムが前記可動盤と共に移動する第一の複動シリンダと、前記第一の液圧室と第二の液圧室とを連結する圧液通路に設けられ、第一の駆動装置によって回転駆動されるポンプと、該ポンプと前記第一および第二の液圧室との間の前記圧液通路に介挿され、それら第一および第二の液圧室とポンプとを連通する連通状態と、それら第一および第二の液圧室とポンプとの連通を遮断する遮断状態とに切り換える切換弁装置と、複動ピストンの移動に伴って容積が同じ量だけ増減し、且つそれぞれ前記第一および第二の液圧室に連通する第一および第二の増圧室を備えた第二の複動シリンダと、ナット部材と該ナット部材に所定のネジ構造をもって組み合わされた雄ネジ部材とを備え、それら部材の何れか一方が前記複動ピストンに連結され、他方の部材が第二の駆動装置によって正逆両方向へ回転駆動されることにより、前期複動ピストンを往復移動させるネジ機構とを含み、前記切換弁装置の連通状態におけるポンプの回転により、前記第一の複動シリンダを作動させて前記金型の型開閉を行う一方、前記切換弁装置の遮断状態における前記ネジ機構の回転により、前記第二の複動シリンダを作動させて前記金型の圧締を行うようにしたものである。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の型締装置によれば、可動盤の型開閉移動はポンプを可変速駆動して得た圧油で駆動しており、高精度な速度制御と位置決め制御を期待することはできない。また、可動盤の型開閉移動をその途中で中止するときには、複動ラムで発生する慣性力に基づく油圧を制限する機器を有しないので、可動盤は極めて短時間に急停止し高圧の圧油と大きな衝撃が生じて型締装置を損傷させる虞がある。この問題は、型締装置が縦型である場合、可動盤の下降時には、可動盤や金型の自重も加わることからさらに深刻となる。またさらに、特許文献１の型締装置によれば、この圧液回路は補助タンクを有しないので、油圧機器や管路からの漏油に基づく作動油の不足に対応することができない。
【０００４】
ところで、射出成形機の竪型締め機構部における安全装置としては、電磁ブレーキ機構が採用されていた（例えば、特許文献２参照）。特許文献２は、射出成形機の竪型締め機構部の上下可動部に回転・並進運動変換手段を介して結合された回転部材に型締め用モータの回転を伝達する為の無端部材の破断を検知する破断検知手段と、該破断検知手段によって与えられる破断検知信号に基づいて、前記回転部材の回転制動用ブレーキ手段の制動力を付勢する手段を備えたものである。しかしながら、特許文献２によるブレーキ機構によれば、ブレーキの作動や解除に不用意な応答遅れがあり、信頼性に不安が残るものである。
【特許文献１】特公平１−１７８５１号公報
【特許文献２】特開平７−８８９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、高精度で長期間安定して安全に使用できる縦型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】
【０００６】
本発明は、固定盤と、該固定盤に対向して昇降可能に設けられ金型を開閉・圧締する可動盤とからなる縦型型締装置において、ボール螺子とボールナットを介してサーボモータにより前記可動盤を昇降駆動する昇降手段と、複動同径のピストンを有する圧締手段と、該圧締手段へ供給して金型を圧締する圧油を生成する加圧手段と、前記圧油の不足分を補う補助タンクとを備える縦型型締装置に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の縦型型締装置によれば、高精度で長期間安定して安全に成形を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の縦型型締装置の制御機器を含む機構の概要を示す構成図である。
【０００９】
縦型型締装置は、架台ともなる固定盤１と、固定盤１にナット７で立設される複数のタイバ５，６と、タイバ５を中心として固定盤１の上面に回動自在に設けた回転盤３と、回転盤３の上面円周上に等間隔に配設した金型１９と、タイバ５，６の上端部をナット７で固着され固定盤１と固定的に対向する受圧盤４と、受圧盤４の中心部に貫通して設けられる圧締手段１２と、圧締手段１２のピストン９の下端面に固着される可動盤２と、可動盤２と受圧盤４との間に設けられ受圧盤４に対し可動盤２を可動に構成させる昇降手段３５とを備える。なお、回転盤３は設けられない場合もあり、そのときは、一の金型１９が固定盤１と可動盤２に取り付けられる。
【００１０】
昇降手段３５は、可動盤２の両端部に対で穿孔された貫通孔３８，３８上端に設けたボールナット１８，１８と、ボールナット１８，１８に螺合し受圧盤４に軸支されて貫通孔３８，３８を遊挿するボール螺子１７，１７と、ボール螺子１７，１７の上端部に固着されたプーリ１６，１６及びサーボモータ１３のプーリ１４に共通して張設したベルト１５と、プーリ１４を固着するサーボモータ１３とからなる。なお、サーボモータはボール螺子１７，１７それぞれに設けるようにしてもよいし、サーボモータはボール螺子を駆動するのではなくボールナットを駆動するように構成してもよい。
【００１１】
圧締手段１２は、受圧盤４の中心開口部に嵌着したシリンダ８と、シリンダ８に液圧密かつ往復動自在に嵌挿したピストン９とからなる。ピストン９は、シリンダ８に嵌挿される大径部の両側に同径の小径部が連結された複動同径の形状を有する。したがって、ピストン９がシリンダ８に嵌挿されたときには、上側に圧締室１０を下側に反圧締室１１を形成し、往復駆動可能なシリンダ装置を構成する。そして、圧締室１０と反圧締室１１に同圧の圧油を供給すれば、往復の駆動力は同一となる。なお、ピストン９を複動とすることにより、圧締手段１２として軸方向に長いものとなり型締装置の全長が長くなって広い設置面積を要するという横型型締装置における問題は、型締装置を縦型とすることにより解消するのである。
【００１２】
圧締室１０には電磁切換弁２０と電磁切換弁２１それぞれのＰポートへ連通する管路が接続されている。電磁切換弁２０のＢポートには加圧手段３６が連通・接続されている。加圧手段３６は、作動油を封入して加圧室３９を形成する加圧シリンダ２８と、加圧室３９に挿脱可能なロッド部を有するボール螺子２９と、ボール螺子２９に螺合し加圧シリンダ２８の基部に回動自在に軸着されたボールナット３０と、ボールナット３０に固着されたプーリ３１と、プーリ３１及びプーリ３３に張設されたベルト３２と、プーリ３３を駆動軸に固着するサーボモータ３４とからなる。
【００１３】
反圧締室１１には電磁切換弁２１のＡポートへ連通する管路が接続されている。電磁切換弁２０と電磁切換弁２１それぞれのＴポートは相互に連通・接続され、その管路には逆止弁２２とリリーフ弁２３の並列接続管路を介して補助タンク２４へ連通する管路が分岐接続されている。逆止弁２２は、電磁切換弁２０と電磁切換弁２１から補助タンク２４への作動油の通過を阻止し、リリーフ弁２３が作用するように配設されている。
【００１４】
補助タンク２４は、それに充填される作動油が液密に加圧されるように、ピストン３７の大径部を往復動自在に嵌挿するシリンダ状となっている。ピストン３７の小径部が形成するシリンダ室には、電磁切換弁２５が励磁・切換されたとき以外の時期に空圧源２６から圧空が供給可能となっており、ピストン３７の大径部は作動油を空圧源２６の圧力よりも低い圧力に加圧する。なお、消音器２７は、電磁切換弁２５を励磁・切換したときの排気音を緩和するためのものである。
【００１５】
補助タンク２４は、圧締手段１２、加圧手段３６、電磁切換弁２０，２１又はそれらを接続する管路から作動油が漏洩し作動油が不足したときに、作動油をピストン３７で大気から遮断しつつ密封して加圧し、消磁されニュートラルの状態（図１に表示された弁の切換状態）の電磁切換弁２０，２１を経由して加圧手段３６の加圧室３９と圧締手段１２の反圧締室１１に供給する。そのため、補助タンク２４はその配設個所に制約がなく、作動油が大気に触れて劣化することなく作動油を補充することができ、長期間安定して成形運転を継続することができる。なお、補助タンクをピストン等で密封せずに、作動油の液面が開放された状態にして、油圧機器や管路の最上方に配置するようにしてもよい。
【００１６】
次に、本発明に係る縦型型締装置の作動を図１に基づいて詳細に説明する。前の成形サイクルが終了して開いた金型１９から成形品が取り出された後、新しい成形サイクルが開始する。なお、図１における金型１９は成形サイクル途中で型合わせ・閉鎖された状態を示す。先ず、電磁切換弁２１を励磁・切換えて、圧締手段１２の圧締室１０と反圧締室１１とを連通させる。この状態でサーボモータ１３を起動して、ボール螺子１７，１７を回転させ、ボール螺子１７，１７と螺合するボールナット１８，１８により可動盤２を固定盤１に接近・下降させ、金型１９を型合わせさせる。このとき、反圧締室１１から排出される作動油はすべて圧締室１０に流入し、ピストン９の両小径部が同径であることから、圧締室１０は作動油で充填される。金型１９の型合わせ完了が確認された後、電磁切換弁２１を消磁・切換するとともに電磁切換弁２０を励磁・切換する。これにより、圧締室１０には加圧室３９が連通し、サーボモータ３４でボール螺子２９を前進駆動させることにより、加圧室３９で加圧された圧油が圧締室１０へ供給される。そして、ピストン９は可動盤２を下方へ押圧して金型１９を圧締する。
【００１７】
金型１９には図示しない射出装置から溶融材料が射出され、それが金型１９内で冷却固化又は硬化して成形品となる。なお、射出装置を備えずに金型１９内へ他の手段で溶融材料又は成形材料を供給し、それを圧締手段１２で圧縮・展延して成形する場合もある。
【００１８】
成形が終了後、電磁切換弁２０を消磁・切換するとともに電磁切換弁２１を励磁・切換し、再び圧締室１０と反圧締室１１とを連通させる。また、サーボモータ３４を加圧時とは逆方向に回転させてボール螺子２９を加圧前の位置へ後退させておく。そして、サーボモータ１３を可動盤２の下降時とは逆向きに回転させて、可動盤２を固定盤１から離隔・上昇させる。これにより、金型１９の型合わせは解除され、金型１９が開いた状態となり、成形品が取り出し可能となる。このとき、圧締室１０から排出される作動油はすべて反圧締室１１に流入し、ピストン９の両小径部が同径であることから、反圧締室１１は作動油で充填される。可動盤の上昇が停止後、電磁切換弁２１を消磁・切換する。電磁切換弁２０及び／又は電磁切換弁２１が消磁されたニュートラルの状態においては、補助タンク２４内の低圧で加圧された作動油が加圧室３９及び／又は反圧締室１１へ供給される。それにより、圧締手段１２、加圧手段３６、電磁切換弁２０，２１等の油圧機器又はそれらを接続する管路からの作動油の漏洩に基づく作動油不足が解消される。
【００１９】
ところで、上記のように通常の成形サイクルのための可動盤２の昇降は、その加速・減速がサーボモータ１３によって高精度に制御されるが、危険回避の非常停止のような急激な減速特には縦型型締装置における下降時の急停止はボール螺子やボールナットに過大な負荷を与えて損傷させることがある。そのような事態を防止するため、可動盤２の下降の急停止時には、サーボモータ１３の制動駆動を解除するとともに電磁切換弁２１を消磁・切換して、可動盤２、ピストン９及び金型１９等の移動体の自重と慣性力に基づいて反圧締室１１に発生する圧油を加圧室３９とリリーフ弁２３に導く。リリーフ弁２３は印加される圧油の圧力を予め設定した値以下に保つものであり、その圧力設定の大小に応じて前記移動体に対する制動力は大小に変化し制動距離は反比例的に変化する。また、サーボモータ３４をボール螺子２９が後退（加圧室３９から脱出）する方向へ駆動し、その速度と後退距離を制御することにより、圧油の降下圧力とその変化状況を調節して可動盤２の制動距離を調節することができる。したがって、昇降手段等を損傷させることなく安全かつ確実に可動盤を急停止させることができる。
【００２０】
この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の縦型型締装置の制御機器を含む機構の概要を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    固定盤
２    可動盤
３    回転盤
４    受圧盤
５，６    タイバ
７    ナット
８    シリンダ
９，３７    ピストン
１０  圧締室
１１  反圧締室
１２  圧締手段
１３，３４  サーボモータ
１４，１６，３１，３３  プーリ
１５，３２  ベルト
１７，２９  ボール螺子
１８，３０  ボールナット
１９  金型
２０，２１，２５  電磁切換弁
２２  逆止弁
２３  リリーフ弁
２４  補助タンク
２６  空圧源
２７  消音器
２８  加圧シリンダ
３５  昇降手段
３６  加圧手段
３８  貫通孔
３９  加圧室
【図１】
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