(57)【要約】【課題】型締装置を構成する部材のコストを低下させることができ、各部材の組立調整の時間を短くすることができ、かつ、金型装置における可動金型と固定金型との同芯度、及び、可動金型の合わせ面と固定金型の合わせ面との平行度を高く保つことができるようにする。【解決手段】固定金型３６及び可動金型３５を備え、前記固定金型３６と可動金型３５との合わせ面にキャビティが形成される金型装置３９と、前記固定金型３６が取り付けられた固定金型支持装置と、前記可動金型３５が揺動可能に取り付けられた可動金型支持装置と、該可動金型支持装置を前進又は後退させる駆動装置とを有する。【選択図】          図１
2004243724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）固定金型及び可動金型を備え、前記固定金型と可動金型との合わせ面にキャビティが形成される金型装置と、
（ｂ）前記固定金型が取り付けられた固定金型支持装置と、
（ｃ）前記可動金型が揺動可能に取り付けられた可動金型支持装置と、
（ｄ）該可動金型支持装置を前進又は後退させる駆動装置とを有することを特徴とする自動調芯型締装置。
【請求項２】
前記可動金型は、前記可動金型支持装置に対して揺動可能なフローティング支持部材に取り付けられる請求項１に記載の自動調芯型締装置。
【請求項３】
前記可動金型は、前記可動金型支持装置に対し、多方向に揺動自在に支持されている請求項１又は２に記載の自動調芯型締装置。
【請求項４】
前記フローティング支持部材は、自動調芯ベアリングを介して前記可動金型支持装置に取り付けられる請求項３に記載の自動調芯型締装置。
【請求項５】
前記金型装置は、前記固定金型と可動金型とが同芯となり、かつ、前記固定金型と可動金型との合わせ面が平行となる同芯平行保持装置を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動調芯型締装置。
【請求項６】
前記同芯平行保持装置は、前記固定金型又は可動金型に取り付けられたガイドポスト及び前記可動金型又は固定金型に形成されたガイドポスト収容孔である請求項５に記載の自動調芯型締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動調芯（しん）型締装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機のような成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられた樹脂を高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を成形するようになっている。
【０００３】
そのために、前記金型装置は固定金型及び可動金型から成り、型締装置によって前記可動金型を進退させ、前記固定金型に対して接離させることによって、型開閉、すなわち、型閉、型締及び型開を行うことができるようになっている。そして、前記型締装置は、一般に、可動金型を保持する可動プラテン、及び、該可動プラテンを進退させるトグル機構が配設され、該トグル機構は、基部がトグルサポートにトグルピンによって取り付けられるとともに、前記トグルサポートに取り付けられた電動モータによる伸縮手段、油圧シリンダ等によってクロスヘッドが進退することによって作動させられる。
【０００４】
また、レンズやＣＤ、光ディスク等のディスク基盤などの精密な成形品を成形する場合、前記可動金型と固定金型との同芯度、及び、前記可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面との平行度を厳密に保つことが必要である。例えば、金型装置の上端部と下端部における前記可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面との間隔の差が、１０〔μｍ〕程度以下となるような高い平行度を厳密に保つことができる精度が要求される。そのため、可動プラテンをガイドするタイバーと、前記可動プラテンのタイバー挿通孔（こう）に嵌（かん）入された可動プラテンブッシュとの間隙（げき）（クリアランス）を狭めることによって、前記可動プラテンと固定金型を保持する固定プラテンとの平行度を維持する技術が提案されている。また、可動プラテンをリニアガイドウェイ（ころがり案内）によってガイドすることによって、前記可動プラテンと固定金型を保持する固定プラテンとの平行度を維持する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
さらに、型締装置の型締力によって可動プラテンが変形したり傾斜したりすることによって発生する前記可動金型と固定金型との同芯度のずれ、及び、前記可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面との平行度のずれを防止する技術、温度分布に起因する可動プラテンや固定プラテンの熱変形によって発生する前記可動金型と固定金型との同芯度のずれ、及び、前記可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面との平行度のずれを防止する技術等も提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２１７３０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の型締装置においては、型締装置を構成する部材として精度の高い部材を使用したり、型締装置を構成する各部材の組立調整を入念に行うことによって、可動金型と固定金型との同芯度のずれ、及び、可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面との平行度のずれを防止するようになっている。そのため、前記型締装置を構成する部材のコストが高くなり、各部材の組立調整に時間がかかるので、前記型締装置の製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
さらに、成形機の水平度が変化したり、型締装置が偏荷重を受けた場合には、前記型締装置の精度が低下しやすいので、金型装置自体の精度が高くても、該金型装置における可動金型と固定金型との同芯度、及び、可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面との平行度がずれてしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の型締装置の問題点を解決して、型締装置を構成する部材のコストを低下させることができ、各部材の組立調整の時間を短くすることができ、かつ、金型装置における可動金型と固定金型との同芯度、及び、可動金型の合わせ面と固定金型の合わせ面との平行度を高く保つことができる自動調芯型締装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の自動調芯型締装置においては、固定金型及び可動金型を備え、前記固定金型と可動金型との合わせ面にキャビティが形成される金型装置と、前記固定金型が取り付けられた固定金型支持装置と、前記可動金型が揺動可能に取り付けられた可動金型支持装置と、該可動金型支持装置を前進又は後退させる駆動装置とを有する。
【００１１】
本発明の他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記可動金型は、前記可動金型支持装置に対して揺動可能なフローティング支持部材に取り付けられる。
【００１２】
本発明の更に他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記可動金型は、前記可動金型支持装置に対し、多方向に揺動自在に支持されている。
【００１３】
本発明の更に他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記フローティング支持部材は、自動調芯ベアリングを介して前記可動金型支持装置に取り付けられる。
【００１４】
本発明の更に他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記金型装置は、前記固定金型と可動金型とが同芯となり、かつ、前記固定金型と可動金型との合わせ面が平行となる同芯平行保持装置を備える。
【００１５】
本発明の更に他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記同芯平行保持装置は、前記固定金型又は可動金型に取り付けられたガイドポスト及び前記可動金型又は固定金型に形成されたガイドポスト収容孔である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。なお、本発明の自動調芯型締装置は、各種の装置や用途に適用することができるものであるが、本実施の形態においては、説明の都合上、射出成形機に適用した場合について説明する。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態における射出成形機の概略を示す側面図である。
【００１８】
図において、１０は射出成形機、５０は射出装置、３０は該射出装置５０と対向して配設された型締装置、３４は前記射出装置５０及び型締装置３０を支持する成形機フレーム、７０は該成形機フレーム３４によって支持されるとともに、射出装置５０を支持する射出装置フレーム、６３は該射出装置フレーム７０の長手方向に配設されたガイド、３９は固定金型３６及び可動金型３５から成る金型装置である。
【００１９】
そして、本実施の形態においては、前記射出装置５０の加熱シリンダ５１内で加熱され、溶融させられた樹脂を金型装置３９のキャビティ３８に充填し、該キャビティ３８内で冷却し、固化させ、次に、金型装置３９の型開を行って成形品を取り出すようになっている。
【００２０】
ところで、前記成形品がレンズ、導光板等の光学部品やＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のディスク基板のような精密部品である場合には、可動金型３５の直進性と型締装置３０から前記可動金型３５を介してキャビティ３８内の樹脂に加えられる型締力の均一性とが必要とされる。例えば、射出装置５０から溶融させられた樹脂が射出されて金型装置３９のキャビティ３８に充填されるときや型締のときのように可動金型３５が固定金型３６に対してわずかに移動するときに、可動金型３５のパーティング面（合わせ面）と固定金型３６のパーティング面（合わせ面）とが厳密に平行な状態を維持することが重要である。また、成形品を取り出すために型開を行うときにも、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが厳密に平行な状態を維持することが必要とされる。すなわち、前記可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面との平行度を厳密に保つことが必要である。
【００２１】
さらに、前記可動金型３５及び固定金型３６の精度が高いため、前記可動金型３５の中心軸と固定金型３６の中心軸とが厳密に一致した状態で金型装置３９の型閉や型開を行うことが必要である。つまり、可動金型３５と固定金型３６とが厳密に同芯となる状態を維持すること、すなわち、同芯度を厳密に保つことが必要である。
【００２２】
なお、前記樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂であり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネイト、ポリアミド、ポリアセタール等であるが、いかなるものであってもよい。また、前記成形品は、光学部品、ディスク基板等以外のものであってもよく、精密部品でなくてもよく、例えば、自動車の内装部品やボンネットのようなものでもよい。
【００２３】
さらに、前記射出成形機１０は、射出装置５０、金型装置３９及び型締装置３０が横方向に配置され、可動金型３５が図における左右方向に移動させられる横置型のものであるが、射出装置５０、金型装置３９及び型締装置３０が上下方向に配置され、可動金型３５が上下方向に移動させられる縦置型のものであってもよい。
【００２４】
ここで、前記射出装置フレーム７０によってボールねじ軸６５が回転自在に支持され、該ボールねじ軸６５の一端がモータ６４に連結される。また、前記ボールねじ軸６５とボールねじナット６６とが螺（ら）合させられ、該ボールねじナット６６と射出装置５０とがスプリング６７及びブラケット６８を介して連結される。したがって、前記モータ６４を正方向及び逆方向に駆動すると、該モータ６４の回転運動は、ボールねじ軸６５とボールねじナット６６との組合せ、すなわち、ボールねじ機構７１によって直線運動に変換され、該直線運動がブラケット６８に伝達される。そして、該ブラケット６８が前記ガイド６３に沿って図における左右方向に移動させられ、射出装置５０が進退させられる。
【００２５】
また、前記ブラケット６８には、前方（図における左方）に向けて加熱シリンダ５１が固定され、該加熱シリンダ５１の前端（図における左端）にノズル５４が配設される。そして、前記加熱シリンダ５１にホッパ５３が配設されるとともに、加熱シリンダ５１の内部にはスクリュ５２が進退（図における左右方向に移動）自在に、かつ、回転自在に配設され、該スクリュ５２の後端（図における右端）が支持部材５５によって支持される。
【００２６】
そして、該支持部材５５には第１サーボモータ５６が取り付けられ、該第１サーボモータ５６を駆動することによって発生させられた回転がタイミングベルト７２を介して前記スクリュ５２に伝達されるようになっている。
【００２７】
また、前記射出装置フレーム７０には、スクリュ５２と平行にボールねじ軸５８が回転自在に支持されるとともに、該ボールねじ軸５８と第２サーボモータ６１とがタイミングベルト６２を介して連結される。そして、前記ボールねじ軸５８の前端（図における左端）は、支持部材５５に固定されたボールねじナット５９と螺合させられる。したがって、前記第２サーボモータ６１を駆動すると、該第２サーボモータ６１の回転運動は、ボールねじ軸５８とボールねじナット５９との組合せ、すなわち、ボールねじ機構７３によって直線運動に変換され、該直線運動が支持部材５５に伝達される。
【００２８】
次に、前記構成の射出装置５０の動作について説明する。
【００２９】
まず、計量工程においては、第１サーボモータ５６を駆動し、タイミングベルト７２を介してスクリュ５２を回転させ、該スクリュ５２を所定の位置まで後退（図における右方に移動）させる。このとき、ホッパ５３から供給された樹脂は、加熱シリンダ５１内において加熱され、溶融させられ、スクリュ５２の後退に伴って該スクリュ５２の前方に溜（た）められる。
【００３０】
次に、射出工程においては、前記ノズル５４を固定金型３６に押し付け、第２サーボモータ６１を駆動し、タイミングベルト６２を介してボールねじ軸５８を回転させる。このとき、支持部材５５は前記ボールねじ軸５８の回転に伴って移動させられ、前記スクリュ５２を前進（図における左方に移動）させるので、該スクリュ５２の前方に溜められた樹脂はノズル５４から射出され、固定金型３６と可動金型３５との間に形成されたキャビティ３８内に充填される。
【００３１】
次に、前記型締装置３０について説明する。
【００３２】
該型締装置３０は、固定金型支持装置としての固定プラテン１１、トグルサポート４６、前記固定プラテン１１とトグルサポート４６との間に架設された複数本、例えば、四本のタイバー３３、前記固定プラテン１１と対向して配設され、前記タイバー３３に沿って進退自在に配設された可動金型支持装置としての可動プラテン３１、及び、該可動プラテン３１と前記トグルサポート４６との間に配設されたトグル機構４０を備える。ここで、前記固定プラテン１１は、下端に取付部１５を備え、該取付部１５が取付ボルト２１によって、成形機フレーム３４の上面に取り付けられる。そして、前記固定プラテン１１及び可動プラテン３１に、互いに対向させて前記固定金型３６及び可動金型３５が、それぞれ、取り付けられる。
【００３３】
前記トグル機構４０は、サーボモータ、油圧シリンダ装置等の駆動源を備えるトグル駆動装置７５によってクロスヘッド４５をトグルサポート４６と可動プラテン３１との間で進退させることによって、該可動プラテン３１をタイバー３３に沿って進退させ、可動金型３５を固定金型３６に対して接離させて、型閉、型締及び型開を行うようになっている。そして、前記トグル機構４０とトグル駆動装置７５によって、可動金型支持装置としての可動プラテン３１を前進又は後退させる駆動装置が構成される。
【００３４】
そのために、前記トグル機構４０は、前記クロスヘッド４５に対して揺動自在に支持されたトグルレバー４９、前記トグルサポート４６に対して揺動自在に支持されたトグルレバー４４、前記可動プラテン３１のトグル取付部４７に対して揺動自在に支持されたトグルアーム４３から成り、前記トグルレバー４４とトグルレバー４９との間、及び、トグルレバー４４とトグルアーム４３との間が、それぞれ、リンク結合される。
【００３５】
また、前記トグルサポート４６の背面（図における左側面）に取り付けられたトグル駆動装置７５の駆動力は、図における横方向に往復動する駆動力伝達ロッド４８を介してクロスヘッド４５に伝達されるようになっている。ここで、前記トグル駆動装置７５が駆動源としてサーボモータを備える場合、該サーボモータの回転運動を直線運動に変換するための図示されないボールねじ機構を備える。該ボールねじ機構は、互いに螺合するボールねじ軸とボールねじナットとから成り、一方の部材、例えば、該ボールねじナットがサーボモータによって回転させられると、他方の部材、例えば、ボールねじ軸が軸方向に移動させられることによって、回転運動が直線運動に変換される。そして、前記他方の部材に接続された駆動力伝達ロッド４８が往復動させられる。また、前記トグル駆動装置７５が駆動源として油圧シリンダ装置を備える場合、該油圧シリンダ装置のピストンに接続されたピストンロッドが油圧によって往復動させられる。そして、前記ピストンロッドに接続された駆動力伝達ロッド４８が往復動させられる。
【００３６】
したがって、前記トグル駆動装置７５を駆動すると、駆動力伝達ロッド４８の直線運動がクロスヘッド４５に伝達され、該クロスヘッド４５は図における左右方向に進退させられる。すなわち、該クロスヘッド４５を前進  （図における左方に移動）させると、トグル機構４０が伸展して可動プラテン３１が前進させられ、型閉が行われ、前記クロスヘッド４５を後退  （図における右方に移動）させると、トグル機構４０が屈曲して可動プラテン３１が後退させられ、型開が行われる。
【００３７】
なお、前記可動プラテン３１は、タイバー３３に対応する位置にタイバー挿入孔が形成され、該タイバー挿入孔に挿入されたタイバー３３によって支持された状態で該タイバー３３に沿って進退させられる。そのため、可動プラテン３１及び可動金型３５の重量は、前記タイバー３３によって支持される。
【００３８】
また、該可動プラテン３１の背面にはエジェクタ装置７７が配設され、該エジェクタ装置７７は、前記可動金型３５を貫通して延び、前端  （図における左端）をキャビティ３８に臨ませる図示されないエジェクタピン、該エジェクタピンの後方  （図における右方）  に配設された後述されるエジェクタロッド７６（図１を参照）、及び、該エジェクタロッド７６の後方に配設されたエジェクタ駆動装置７９を有する。なお、該エジェクタ駆動装置７９は、例えば、サーボモータ等のエジェクタ駆動源を備え、ボールねじ機構によって回転運動を直線運動に変換して、前記エジェクタロッド７６を往復動させるようになっている。
【００３９】
したがって、前記サーボモータを駆動すると、該サーボモータの回転運動が、ボールねじ機構によって直線運動に変換され、該直線運動が前記エジェクタロッド７６に伝達され、該エジェクタロッド及びエジェクタピンが図における左右方向に進退させられる。
【００４０】
次に本発明の実施の形態における自動調芯型締装置について詳細に説明する。
【００４１】
図１は本発明の実施の形態における自動調芯型締装置の側面図である。
【００４２】
本実施の形態において、可動金型３５は、図１に示されるように、フローティング支持部材としてのフローティングプレート８１を介して可動プラテン３１に取り付けられる。なお、図２においては、金型装置３９が型閉された状態が示されていたのに対し、図１においては、金型装置３９が型開された状態が示されている。ここで、前記可動プラテン３１の金型取付面には、ベアリング収容凹部８２が形成され、該ベアリング収容凹部８２内に自動調芯ベアリング８３が収容されている。本実施の形態において、該自動調芯ベアリング８３は、外輪８３ａ、内輪８３ｂ及びローラ８３ｃを有するローラベアリングであり、前記ローラ８３ｃが外輪８３ａと内輪８３ｂとの間に転動自在に配設されている。そして、前記外輪８３ａに球面軌道を備え、ローラ８３ｃが二列になるように配設されているので、前記自動調芯ベアリング８３は、外輪８３ａと内輪８３ｂの中心軸間のミスアライメント及び角運動に適応することができる。
【００４３】
また、前記ベアリング収容凹部８２は大径部の奥（図１において左側）に浅い小径部を備える。そして、前記大径部の奥行きの寸法は前記自動調芯ベアリング８３の外輪８３ａの幅の寸法とほぼ等しく、前記大径部の内径の寸法は前記自動調芯ベアリング８３の外輪８３ａの外径の寸法とほぼ等しい。そのため、前記自動調芯ベアリング８３の外輪８３ａを前記ベアリング収容凹部８２の大径部に嵌入することができる。この場合、前記外輪８３ａの後端面（図１における左側面）は前記ベアリング収容凹部８２の大径部と小径部との境界である段部に当接する。また、前記外輪８３ａの前端面（図１における右側面）は、可動プラテン３１の金型取付面に取り付けられたベアリング支持部材８４に当接する。これにより、前記自動調芯ベアリング８３は軸方向に移動不能に可動プラテン３１に取り付けられる。
【００４４】
そして、前記自動調芯ベアリング８３の内輪８３ｂには、フローティングプレート８１の突出部８１ａが嵌入される。該突出部８１ａの奥行きの寸法は前記自動調芯ベアリング８３の内輪８３ｂの幅の寸法とほぼ等しく、前記突出部８１ａの外径の寸法は前記自動調芯ベアリング８３の内輪８３ｂの内径の寸法とほぼ等しい。そのため、前記自動調芯ベアリング８３の内輪８３ｂに前記フローティングプレート８１の突出部８１ａを嵌入することができる。このように、前記フローティングプレート８１は、自動調芯ベアリング８３を介して可動プラテン３１に取り付けられているので、該可動プラテン３１に対して多方向に支持されている。詳しくは、前記自動調芯ベアリング８３の外輪８３ａ、内輪８３ｂの球面中心を不動点として、前記フローティングプレート８１は、前記自動調芯ベアリング８３に多方向に揺動自在に支持されている。要するに、上下方向、左右方向等あらゆる方向に揺動自在に支持されている。また、実施の形態では、自動調芯ベアリング８３を使用しているので、前記フローティングプレート８１は、前記可動プラテン３１に対して回転可能にも支持されている。
【００４５】
なお、前記フローティングプレート８１の内部には、軸方向に貫通するエジェクタロッド挿入孔８６が形成されている。該エジェクタロッド挿入孔８６の内径は、エジェクタロッド７６よりも大径であり、該エジェクタロッド７６が軸方向に移動可能となっている。そのため、該エジェクタロッド７６は、エジェクタ駆動装置７９の駆動力を、フローティングプレート８１の金型取付面に取り付けられた可動金型３５内に配設された図示されないエジェクタピンに伝達することができる。
【００４６】
そして、固定金型３６のパーティング面には二本のガイドポスト（ガイドピン）８５ａが取り付けられている。なお、該ガイドポスト８５ａの数は、単数であってもよいし三本以上であってもよい。また、可動金型３５のパーティング面には、前記ガイドポスト８５ａと対応する位置にガイドポスト収容孔８５ｂが形成されている。前記ガイドポスト収容孔８５ｂの深さの寸法はガイドポスト８５ａの長さの寸法より十分に大きく、金型装置３９が型閉された状態において、ガイドポスト８５ａの全体が前記ガイドポスト収容孔８５ｂの内部に完全に収容されるようになっている。
【００４７】
この場合、前記ガイドポスト８５ａは固定金型３６のパーティング面に対して厳密に垂直となるように取り付けられ、前記ガイドポスト収容孔８５ｂは可動金型３５のパーティング面に対して厳密に垂直となるように形成されている。また、前記ガイドポスト８５ａの外周面及びガイドポスト収容孔８５ｂの内周面は、該ガイドポスト収容孔８５ｂがガイドポスト８５ａに対してスムーズに、かつ、がたつきがないようにスライドすることができるように加工されている。これにより、金型装置３９の型閉、型開等の工程において、可動金型３５がガイドポスト８５ａによってガイドされながら前進又は後退するので、前記固定金型３６と可動金型３５とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持することができる。すなわち、前記ガイドポスト８５ａ及びガイドポスト収容孔８５ｂによって、金型装置３９の同芯平行保持装置８５が構成される。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、ガイドポスト８５ａが固定金型３６のパーティング面に取り付けられ、ガイドポスト収容孔８５ｂが可動金型３５のパーティング面に形成された例について説明するが、ガイドポスト８５ａが可動金型３５のパーティング面に取り付けられ、ガイドポスト収容孔８５ｂが固定金型３６のパーティング面に形成されていてもよい。
【００４９】
なお、前記射出成形機１０は、図示されない制御装置を有する。該制御装置は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、キーボード、マウス等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、通信インターフェイス等を備え、前記型締装置３０、射出装置５０、自動調芯型締装置等の動作を含む射出成形機１０の全ての動作を制御する。なお、前記制御装置は、他の装置を制御する制御装置と一体的に形成されたものであってもよいし、他の装置を制御する制御装置の中に構築されたシステムであってもよい。
【００５０】
次に、前記構成の自動調芯型締装置の動作について説明する。
【００５１】
まず、前記動作の説明を行う前に金型装置３９を固定プラテン１１及び可動プラテン３１に取り付けるための作業について説明する。
【００５２】
可動金型３５及び固定金型３６をセットした状態の金型装置３９をクレーン等の搬送手段で前記固定プラテン１１及び可動プラテン３１の間に搬入する。前記金型装置３９の中心と前記固定プラテン１１の中心とが一致すると、前記固定プラテン１１に固定金型３６を本締めして取り付け、前記型締装置３０を駆動させて型閉を行わせ、前記可動プラテン３１に可動金型３５を仮止めして取り付ける。次に、前記金型装置３９をクレーン等の搬送手段から開放するとともに、前記可動金型３５と固定金型３６との取り合いを解除する。
【００５３】
次に、前記型締装置３０を駆動させて型締を行わせ、前記フローティングプレート８１に前記可動金型３５をならわせる。このことにより、前記フローティングプレート８１、可動金型３５及び固定金型３６の相対位置が確定され、それぞれの軸芯が精度良く位置決めされる。
【００５４】
次に、前記可動プラテン３１に可動金型３５を本締めして取り付ける。
【００５５】
そして、図１に示されるような金型装置３９が型開された状態において、型締装置３０が動作を開始すると、該型締装置３０によって可動プラテン３１が前進させられる。型開された状態においては、トグル機構４０が収縮してトグルレバー４４とトグルアーム４３とが折れ曲がっている、すなわち、トグルレバー４４の中心軸とトグルアーム４３の中心軸とが１８０度以下の角度で交差している。そして、トグル駆動装置７５によってクロスヘッド４５が前進させられると、前記トグルレバー４４とトグルアーム４３との折れ曲がりの度合いが小さくなり、トグルレバー４４の中心軸とトグルアーム４３の中心軸との角度が徐々に１８０度に近付いていく、すなわち、トグル機構４０が徐々に伸張する。すると、可動プラテン３１がタイバー３３に沿って前進し、可動プラテン３１に取り付けられた可動金型３５のパーティング面と固定プラテン１１に取り付けられた固定金型３６のパーティング面との間隔が狭まっていく。
【００５６】
この場合、前記可動プラテン３１が固定プラテン１１に対して平行なまま前進する、すなわち、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持しつつ、前記可動プラテン３１が固定プラテン１１に接近していくことが理想的である。しかし、トグル機構４０においては、トグルレバー４４とトグルレバー４９との間、及び、トグルレバー４４とトグルアーム４３との間のリンク結合に不可避的な寸法公差としてのがた（遊び）が存在し、タイバー３３と可動プラテン３１のタイバー挿入孔との間にも不可避的な寸法公差としてのがたが存在し、可動プラテン３１及びフローティングプレート８１、可動金型３５の重量により、タイバー３３も撓（たわ）みが存在する。そのため、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが高い同芯度を保持すること、及び、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが高い平行度を保持することが困難である。さらに、重量物である可動プラテン３１及び可動金型３５の重量がタイバー３３によって支持されているので、該タイバー３３が極わめてわずかではあるが下方向に弾性変形する、すなわち、湾曲して垂れ下がった状態となる。そのため、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが高い同芯度を保持すること、及び、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが高い平行度を保持することはさらに困難である。
【００５７】
しかし、本実施の形態においては、可動金型３５は、フローティングプレート８１を介して可動プラテン３１に取り付けられている。そして、前記フローティングプレート８１は、自動調芯ベアリング８３を介して多方向に揺動自在に可動プラテン３１に取り付けられているので、前記可動金型３５は可動プラテン３１に対して多方向に揺動自在となっている。また、前記可動金型３５はガイドポスト８５ａによってガイドされながら前進する。そのため、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、前記可動金型３５が前進することができる。要するに、前記可動金型３５がガイドポスト８５ａに沿って固定金型３６側に移動する際に、前記フローティングプレート８１が可動プラテンに対して自動調芯ベアリング８３の前記不動点を中心に揺動することができるので、前記可動金型３５は前記ガイドポスト８５ａに無理なく沿って移動することができる。
【００５８】
これにより、該可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とは、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、互いに接触して、金型装置３９は型閉された状態となる。そして、図１に示されるように、可動金型３５と固定金型３６とのパーティング面が互いに密着し、キャビティ３８が形成される。
【００５９】
続いて、射出装置５０が作動し、加熱シリンダ５１のノズル５４が前記固定金型３６の図示されないスプルーブッシュに押し付けられ、加熱され、溶融させられた樹脂が前記ノズル５４から射出される。そして、該ノズル５４から射出された樹脂は、図示されないスプルー及びランナを通って、キャビティ３８内に充填される。
【００６０】
次に、トグル駆動装置７５が更にクロスヘッド４５を前進させる方向に力を発生すると、トグル機構４０を介して可動プラテン３１に押圧力が加えられる。そして、可動金型３５のパーティング面が固定金型３６のパーティング面に対して押圧され、金型装置３９の型締が行われる。該型締においても可動金型３５のパーティング面はわずかに前進するが、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、前記可動金型３５が前進することができる。そのため、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、金型装置３９は型締された状態となる。
【００６１】
なお、ノズル５４から射出された樹脂がキャビティ３８内に充填される場合に、前記樹脂の圧力によって可動金型３５がわずかではあるが後退させられるときがある。このときも、該可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、前記可動金型３５は後退する。
【００６２】
続いて、前記樹脂がある程度冷却されると、型締装置３０によって可動プラテン３１が後退させられる。この場合、トグル駆動装置７５によってクロスヘッド４５が後退させられると、トグル機構４０が徐々に収縮し、可動プラテン３１がタイバー３３に沿って後退する。これにより、前記可動プラテン３１に取り付けられた可動金型３５のパーティング面が、固定プラテン１１に取り付けられた固定金型３６のパーティング面から離れて型開される。ここで、前記可動金型３５はガイドポスト８５ａによってガイドされながら後退する。そのため、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、前記可動金型３５が後退することができる。
【００６３】
そして、キャビティ３８が開放され、成形された成形品を取り出せる状態になる。すると、エジェクタ駆動装置７９が作動して、エジェクタロッド７６が前進させられる。そのため、図示されないエジェクタピンの前端面が前記キャビティ３８の可動金型３５側の壁面から突出するので、前記キャビティ３８内の成形品は、外部へ突き出される、すなわち、エジェクトされる。これにより、キャビティ３８の形状に対応した形状を有する樹脂製の成形品を取り出すことができる。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、フローティングプレート８１が自動調芯ベアリング８３を介して可動プラテン３１に揺動自在に取り付けられ、前記フローティングプレート８１に可動金型３５が取り付けられているので、該可動金型３５は可動プラテン３１に対して多方向に揺動自在となっている。また、前記可動金型３５は、固定金型３６に取り付けられたガイドポスト８５ａによってガイドされながら前進する。
【００６５】
そのため、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持した状態で、前記可動金型３５が移動することができる。したがって、キャビティ３８内の樹脂には常に均一な力が加えられるので、品質の高い成形品を得ることができる。
【００６６】
特に、成形品がレンズ、導光板等の光学部品やＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のディスク基板のような精密部品である場合、キャビティ３８内の樹脂に加えられる力が不均一になると、樹脂の屈折率が変化して品質が低下するが、本実施の形態においては、前記樹脂に均一な力が加えられるので、品質の高い成形品を得ることができる。また、成形品がディスク基板のように扁（へん）平な形状を有する精密部品であっても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持するので、前記成形品の厚さにばらつきが発生することがない。
【００６７】
また、可動金型３５が可動プラテン３１に対して多方向に揺動自在に取り付けられているので、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、前記可動金型３５のガイドポスト収容孔８５ｂがガイドポスト８５ａに対してスムーズにスライドすることができる。そのため、前記ガイドポスト８５ａやガイドポスト収容孔８５ｂに無理な力が加わることがないので、前記ガイドポスト８５ａやガイドポスト収容孔８５ｂの摩耗や損傷を防止することができる。しかも、金型装置３９の型閉、型締及び型開の動作がスムーズに行われ、成形品の成形精度が向上する。
【００６８】
さらに、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持することができるので、トグル機構４０におけるリンク結合やタイバー３３と可動プラテン３１のタイバー挿入孔との間にがたが存在しても、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面との平行度が低下することがない。そのため、トグル機構４０におけるリンク結合やタイバー３３と可動プラテン３１のタイバー挿入孔との間に存在するがたをなくすために、型締装置３０を構成する部材として精度の高い部材を使用したり、型締装置３０を構成する各部材の組立調整を入念に行う必要がない。したがって、前記型締装置３０を構成する部材のコストを低くし、各部材の組立調整にかかる時間を短くして、前記型締装置３０の製造コストを低くすることができる。
【００６９】
さらに、重量物である可動プラテン３１及び可動金型３５の重量がタイバー３３によって支持されているために該タイバー３３が湾曲して垂れ下がった状態となっても、可動金型３５と固定金型３６との同芯度が低下したり、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面との平行度が低下したりすることがない。そのため、タイバー３３の強度を向上させる必要がない。また、可動プラテン３１の重量を支持するために、リニアガイドウェイ等のガイド装置を使用する必要もない。
【００７０】
さらに、可動プラテン３１と固定プラテン１１とが同芯度を保持していなくても、また、可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面とが平行度を保持していなくても、可動金型３５と固定金型３６とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型３５のパーティング面と固定金型３６のパーティング面とが高い平行度を保持することができるので、成形品の精度が可動プラテン３１の金型取付面と固定プラテン１１の金型取付面との平行度に依存しなくなる。そのため、射出成形機１０の水平度が変化したり、型締装置３０が偏荷重を受けた場合でも成形品の精度が低下することがない。また、熱的な変動によって型締装置３０が変形したり、経年変化によって型締装置３０が変形したりしても、成形品の精度が低下することがない。したがって、前記射出成形機１０全体のランニングコストを低くすることができる。
【００７１】
さらに、可動金型３５がフローティングプレート８１に取り付けられることによって可動プラテン３１に対して多方向に揺動自在となるので、可動金型３５に多方向に揺動自在に取り付けられるための特別な加工を施す必要がない。そのため、金型装置３９の加工が容易となり、金型装置３９の加工精度を向上させることができるとともに製造コストを低くすることができる。
【００７２】
要するに、トグル機構４０のリンクピンのガタ及び可動プラテン３１等の荷重によるタイバー３３の垂れ下がりにより、可動プラテン３１と固定プラテン１１の同芯度及び金型取り付け面の平行度が狂ったとしても、固定金型３６に対し可動金型３５は型閉状態において、ガイドポスト８５ａに沿って無理なく移動することができるので、固定金型３６と可動金型３５は、同芯に、かつ、平行に型合わせすることができる。
【００７３】
なお、本発明の前記実施の形態では、前記可動プラテン３１に対して可動金型３５を多方向に揺動自在に支持するために、自動調芯ベアリング３０を使用したが、これに限定されることはなく、例えば、ユニバーサルジョイントのように複数のピン連結で多方向に揺動自在に支持することもできる。また、前記可動金型３５は上下方向に微動することが多いので、前記可動プラテン３１に対して可動金型３５を上下方向のみ揺動自在に支持することもできる。また、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。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、自動調芯型締装置においては、固定金型及び可動金型を備え、前記固定金型と可動金型との合わせ面にキャビティが形成される金型装置と、前記固定金型が取り付けられた固定金型支持装置と、前記可動金型が揺動可能に取り付けられた可動金型支持装置と、該可動金型支持装置を前進又は後退させる駆動装置とを有する。
【００７５】
この場合、可動金型支持装置と固定金型支持装置とが同芯度を保持していなくても、また、可動金型支持装置と固定金型支持装置とが平行度を保持していなくても、可動金型と固定金型とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型の合わせ面と固定金型の合わせ面とが高い平行度を保持することができる。そのため、精度が高く品質の高い成形品を得ることができる。また、駆動装置における各部のがたをなくすために、駆動装置を構成する部材として精度の高い部材を使用したり、駆動装置を構成する各部材の組立調整を入念に行う必要がない。したがって、駆動装置を構成する部材のコストを低くし、各部材の組立調整にかかる時間を短くして、前記駆動装置の製造コストを低くすることができる。
【００７６】
他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記可動金型は、前記可動金型支持装置に対して揺動可能なフローティング支持部材に取り付けられる。
【００７７】
この場合、可動金型に揺動可能に取り付けられるための特別な加工を施す必要がない。そのため、金型装置の加工が容易となり、金型装置の加工精度を向上させることができるとともに製造コストを低くすることができる。また、可動金型に無理な力が加わることがないので、金型装置の型閉、型締及び型開の動作がスムーズに行われ、成形品の成形精度が向上する。
【００７８】
更に他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記フローティング支持部材は、自動調芯ベアリングを介して前記可動金型支持装置に取り付けられる。
【００７９】
この場合、簡単な構成でフローティング支持部材を揺動可能に可動金型支持装置に取り付けることができる。
【００８０】
更に他の自動調芯型締装置においては、さらに、前記金型装置は、前記固定金型と可動金型とが同芯となり、かつ、前記固定金型と可動金型との合わせ面が平行となる同芯平行保持装置を備える。
【００８１】
この場合、可動金型支持装置と固定金型支持装置とが同芯度を保持していなくても、また、可動金型支持装置と固定金型支持装置とが平行度を保持していなくても、可動金型と固定金型とが高い同芯度を保持し、かつ、可動金型の合わせ面と固定金型の合わせ面とが高い平行度を保持した状態で、前記可動金型が移動することができる。したがって、キャビティ内の樹脂には常に均一な力が加えられるので、品質の高い成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における自動調芯型締装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態における射出成形機の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
１１    固定プラテン
３１    可動プラテン
３５    可動金型
３６    固定金型
３８    キャビティ
３９    金型装置
８１    フローティングプレート
８３    自動調芯ベアリング
８５    同芯平行保持装置
８５ａ    ガイドポスト
８５ｂ    ガイドポスト収容孔
【図１】
2004243724.tif 000003
【図２】
2004243724.tif 000004