(57)【要約】本発明の型締装置（１）は、型締シリンダ（１１）側方に固定されたサーボモータ（１２）が、型締シリンダ（１１）に軸支されたねじ軸（１４）を回転することによって型締軸（２１）をナット（２２）と共に移動させて可動プラテン（２０）の型開閉を行い、型締シリンダ（１１）が、型締軸（２１）に油圧的な型締力を負荷することによって可動プラテン（２０）を型締めする型締装置である。特に、型締シリンダ（１１）が単動シリンダに構成され、型締軸（２１）が型締シリンダ（１１）内で移動する片ロッドのピストンに形成されて、ナット（２２）及びねじ軸（１４）のねじ部（１４ａ）が型締シリンダ（１１）内に内蔵される。これによって型締装置（１）の全長の短縮化と、型開閉、型締動作の高速化と、ねじ部（１４ａ）の潤滑環境の向上が図られる。
2004024417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動プラテンの固定プラテンに対する型締めが型締シリンダに挿嵌されて進退する型締軸によって行われ、前記可動プラテンの前記固定プラテンに対する型開閉がサーボモータによって回転制御されるねじ軸に螺合するナットの移動によって行われる射出成形機の型締装置において、前記型締シリンダ（１１）が前記固定プラテン（７）に直接的にあるいは第１部材を介して結合され、前記ねじ軸（１４）が前記型締シリンダに回転自在に設けられ、前記可動プラテン（２０）に直接的にあるいは第２部材を介して結合される前記型締軸（２１）が片ロッドピストンに形成され、そのピストンヘッド（２１ａ）側の端部に前記ねじ軸と螺合するナット（２２）を内蔵すると共にその大部分の中心に前記ねじ軸のねじ部（１４ａ）が出没するねじ軸穴（２１ｂ）を備えて、前記ねじ軸及びナットが前記型締シリンダの中に配置されることを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項２】
前記第１部材が前記固定プラテン（７）にタイバー（３）を介して結合された支持プラテン（１０）であり、前記型締シリンダ（１１）が前記支持プラテンの前記可動プラテン（２０）に対向する面の反対側の面に設けられ、前記型締軸（２１）が前記可動プラテンの前記支持プラテンに対向する面に直接的に固定されて、前記可動プラテンが前記固定プラテンと前記支持プラテンとの間で移動することを特徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形機の型締装置。
【請求項３】
前記第２部材が前記型締シリンダの下方に配置されて前記可動プラテン（２０）にタイロッド（８）を介して一体に連結されたバックアッププレート（９）であり、前記型締シリンダ（１１）が前記固定プラテン（７）の下面に直接的に固定され、前記型締軸（２１）が前記バックアッププレートの上面に固定されて、前記可動プラテンが前記バックアッププレートを介して前記固定プラテンの上方にて昇降することを特徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形機の型締装置。
【請求項４】
前記型締シリンダ（１１）の近傍に補助油圧発生源（６１）を備えると共に前記型締シリンダ中の前記型締油室の反対側にカウンタ推力油室（６３）を備えて、前記補助油圧発生源から前記カウンタ推力油室に供給される油圧作動油の圧力と前記型締軸の前記ピストン部の前記カウンタ推力油室側のの受圧面積の積が可動プラテンを含む可動部の重量に略一致するカウンタ推力に調整されることを特徴とする請求の範囲第３項記載の射出成形機の型締装置。
【請求項５】
前記型締油室（２３）に供給される油圧作動油が、前記型締シリンダ（１１）の近傍に位置する補助貯留槽（４０）に貯留されると共に前記補助貯留槽と前記型締油室との間に設けられたプレフィル弁（４１）を介して移動することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項若しくは第３項記載の射出成形機の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、モータによって可動プラテンの型開閉が行われ油圧シリンダによって可動プラテンの型締めが行われる型締装置の改良に関する。
【背景技術】  モータによって型開閉が行われ油圧によって型締めが行われる型締装置は、可動プラテンの型開閉速度と型開き位置の精密な制御を可能にすると共に強大な型締力の正確な制御を可能にする。このような型締装置において、型開閉及び型締め動作の高速化や型締装置の省スペース化が常に要求されるが、中型小型の射出成形機においてそれらがより強く要求される。特に精密な小物成形品の生産では、多数個取りの金型によって一度に多数の成形品を射出成形するために、成形品の高生産性と高品質性が要求される。
このような要求を満たすためには、型締軸あるいはタイバーに係合するハーフナット装置等の係合装置を型締装置から省くことが効果的である。ハーフナット装置等の省略は、中型小型の型締装置の省スペース化と型開閉動作の簡略化と高速化に多いに寄与するからである。
ハーフナット装置等が省略されたこの種の型締装置は、例えば、後にその公報番号が示されるつぎのような特許文献１に開示されている。この型締装置は、固定型板（固定プラテンに相当する。）と、支持型枠（支持プラテンを含む部材に相当する。）と、それらの間で移動する可動型板（可動プラテンに相当する。）とを備え、その支持型枠に、型開閉用のサーボモータと、そのサーボモータによって回転制御される型開閉スクリュウと、型締め用の型締シリンダとを備え、可動型板がその型締シリンダに貫通して収容される駆動筒体（型締軸に相当する。）を一体に備える。そして、その駆動筒体がその中心に型開閉スクリュウの出没する穴を備えると共にその後端に型開閉スクリュウに螺合するナットを内蔵し、更にその駆動筒体の外周の中程の位置に型締シリンダ中で移動するピストン部を一体に備える。特に駆動筒体が両ロッドピストンの形状に形成されることから、型締シリンダは前室と後室とを備える。そして、それらの前室と後室とが等しい断面積の油室に形成されると共にそれらの油室を連通する油路が型締シリンダの側方に備えられ、油路の開閉を行う開閉装置と型締のための油圧作動油の増圧を行う増圧機構とがその油路中に併せて備えられている。
このような構成によって、型締装置は、サーボモータを回転制御して型開閉スクリュウに螺合するナットを移動させることによって駆動筒体を移動させて型開閉を行う一方で、型締シリンダによって駆動筒体を直接押圧して型締め動作を行う。型締制御は増圧機構によって行われる。この型締装置は、駆動筒体を直接押圧するのでハーフナット装置を備えなくても良い。また、この型締装置は、型閉じ動作中に型締めシリンダの後室に作動油を吸い込んで充満する、所謂プレフィルするための作動油を貯留するタンクを備えなくても良い。駆動筒体が両ロッド形状のピストンであることから、前室の作動油が油路を通って後室へ無理なく移動するからである。
この種の他の型締装置として、例えば、特許文献２に開示されたものもある。この型締装置は、固定プレート（固定プラテンに相当する。）と、リターンプレート（支持プラテンを含む部材に相当する。）と、それらの間で移動する移動プレート（可動プラテンに相当する。）とを備え、そのリターンプレートが型開閉用の回転装置と、型締め用のシリンダと、前記回転装置によって回転制御されるとともに前記シリンダに回転自在に軸支されるナットとを備え、その移動プレートが前記ナットに螺合するネジ棒を備える。そして、前記ネジ棒は、その端部に前記シリンダ中で移動するピストンを一体に固定する。
このような構成によって、型締装置は、回転装置を回転制御してナットに螺合するネジ棒を移動させることによって型開閉を行う一方で、シリンダによってネジ棒を油圧的に直接押圧して型締め動作を行う。
以上に記載された特許文献１の型締装置は実開昭６２−０４８５１９号公報の第１図に、また、特許文献２の型締装置は特開平７−１３２５１７号公報の第６図において開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載された型締装置は省スペース化と高速化において必ずしも充分ではない。駆動筒体が両ロッド形状のピストンであるために型締機構が長くなるからである。また、型開閉スクリュウ及びこれに螺合するナットを別途に潤滑しシールする必要がある。一方、特許文献２に記載された型締装置には型開閉スクリュウに強大な型締力を負荷させない型締機構が含まれず、型締力がナットとネジ棒との間に直接負荷されることを回避するために大径のネジを用意しなければならない。また、ナットとネジ棒との間の潤滑とシールについて特許文献１記載の型締装置と同じく別途の対応が必要であった。
そこで、本発明の型締装置は、型締力をナットとネジ棒との間に直接負荷させないことはもちろん、上記型締装置の省スペース化と高速化を図ると共に、更に、ナットとネジ棒との間の潤滑とシールに関して別途に潤滑やシールを必要としない構成を提案する。また、本発明は、この型締装置に最適な油圧機器であって、型開閉時及び型締め時の型締シリンダに対する作動油の供給の切り換え、作動油の増圧、及び圧抜きの切り換え制御を簡略化して高速化する油圧機器を提案する。更に、本発明は、その技術思想を竪型の射出成形機に採用した竪型型締装置を提案する。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、本発明の射出成形機の型締装置は、可動プラテンの固定プラテンに対する型締めが型締シリンダに挿嵌されて進退する型締軸によって行われ、前記可動プラテンの前記固定プラテンに対する型開閉がサーボモータによって回転制御されるねじ軸に螺合するナットの移動によって行われる射出成形機の型締装置において、前記型締シリンダが前記固定プラテンに直接的にあるいは第１部材を介して結合され、前記ねじ軸が前記型締シリンダに回転自在に設けられ、前記可動プラテンに直接的にあるいは第２部材を介して結合される前記型締軸が片ロッドピストンに形成され、そのピストンヘッド側の端部に前記ねじ軸と螺合するナットを内蔵すると共にその大部分の中心に前記ねじ軸のねじ部が出没するねじ軸穴を備えて、前記ねじ軸及びナットが前記型締シリンダの中に配置されるように構成される。
このような構成によれば、型締軸が片ロッドピストンに形成され型締シリンダが単動シリンダに構成されるので型締装置の全長が短縮される。加えて、ねじ軸のねじ部とナットが型締シリンダに内蔵されて作動油に浸漬されるので、高速に型開閉動作を行うことができると共にねじ部の潤滑や汚染防止のために別途に潤滑やシールをする必要がない。
また、本発明の射出成形機の型締装置は、前記第１部材が前記固定プラテンにタイバーを介して結合された支持プラテンであり、前記型締シリンダが前記支持プラテンの前記可動プラテンに対向する面の反対側の面に設けられ、前記型締軸が前記可動プラテンの前記支持プラテンに対向する面に直接的に固定されて、前記可動プラテンが前記固定プラテンと前記支持プラテンとの間で移動するように構成されても良い。
このような構成によって、本発明の射出成形機の型締装置は、横型の型締装置において好適に実施される。そして、単動シリンダである型締シリンダの型締油室の反対側の空室に作動油が出入りしないことが、型開閉動作の高速化を妨げず、型開閉制御の油圧回路の簡略化に寄与する。
また、本発明の射出成形機の型締装置は、前記第２部材が前記型締シリンダの下方に配置されて前記可動プラテンにタイロッドを介して一体に連結されたバックアッププレートであり、前記型締シリンダが前記固定プラテンの下面に直接的に固定され、前記型締軸が前記バックアッププレートの上面に固定されて、前記可動プラテンが前記バックアッププレートを介して前記固定プラテンの上方にて昇降するように構成されても良い。
このような構成によって本発明の型締装置が竪型の射出成形機においても好適に実施され、既述の本発明の型締装置と同様な作用効果が奏される。
また、本発明の竪型の射出成形機の型締装置は、前記型締シリンダの近傍に補助油圧発生源を備えると共に前記型締シリンダ中の前記型締油室の反対側にカウンタ推力油室を備えて、前記補助油圧発生源から前記カウンタ推力油室に供給される油圧作動油の圧力と前記型締軸の前記ピストン部の前記カウンタ推力油室側の受圧面積の積が可動プラテンを含む可動部の重量に略一致するカウンタ推力に等しくなるように調整されても良い。
このような構成によって、可動プラテンを含む可動部の自重に相当するカウンタ推力が型締軸を介して可動部に付与されるので、可動プラテンの型開閉動作の際にサーボモータの消費電力が少なくて済むと共に型開閉制御及びその停止制御の制御性が向上する。
また、本発明の射出成形機の型締装置は、前記型締油室に供給される油圧作動油が、前記型締シリンダの近傍に位置する補助貯留槽に貯留されると共に前記補助貯留槽と前記型締油室との間に設けられたプレフィル弁を介して移動するように構成されても良い。
このような構成によって補助貯留槽を型締シリンダの直近に配置して、型締油室と補助貯留槽とをプレフィル弁を介して最短距離で接続するので、型開閉時の作動油のプレフィル動作や環流動作を効率的に、かつ高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明が横型の射出成形機の型締装置に採用された場合の実施形態の要部を示す側面図であり、第２図は第１図の型締装置のＡ−Ａ矢視正面図であり、第３図は第１図の型締装置を一部断面にてより詳細に示す側面図面である。また、第４図は本発明の型締装置の全体を示す側面図である。
第５（ａ）図及び第５（ｂ）図は本発明の型締装置に組み合わされるプレフィル弁を断面で示す側面図であり、特に、前者はそのプレフィル弁の中でスプールが後退位置にある状態を示し、後者はそのプレフィル弁の中でスプールが前進位置にある状態を示す。また、第６図は第５図のプレフィル弁を含む油圧制御回路図である。
第７図は本発明の型締装置の型開閉及び型締め動作を概略的に示すフローチャートである。
第８図は本発明の型締装置が竪型の射出成形機に採用された場合の実施形態を一部断面で示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明に係る射出成形機の型締装置の１実施形態が、横型の型締装置を例にして第１図ないし第４図と共に説明される。特に、竪型の射出成形機に採用される型締装置の実施例は後に説明される。
第４図が示すように、１は横型射出成形機の型締装置であり、機台２に固定された固定プラテン７と、その固定プラテンにタイバー３によって結合され機台２に対して僅かにスライド可能に支持された支持プラテン１０と、それらのプラテンの間で移動する可動プラテン２０とを備える。支持プラテン１０は、固定プラテン７にタイバー３を介して結合された第１部材と言える部材である。そして、図示省略された従来公知の固定側金型４ａと可動側金型４ｂが固定プラテン７と可動プラテン２０に取り付けられて、可動側金型４ｂが固定側金型４ａに対して開閉され型締めされる。
第１図から第３図が示すように、支持プラテン１０は、可動プラテン２０に対して反対側の面に型締シリンダ１１を一体に備える。そして、サーボモータ１２が型締シリンダ１１にブラケット１３を介して固定され、ねじ軸１４が型締シリンダ１１の後端に回転自在に軸支される。特に、ねじ軸１４の大部分はボールねじ等のねじ部１４ａに形成されて、そのねじ部１４ａが型締シリンダ１１内に全て収容される。サーボモータ１２とねじ軸１４はプーリ１５、１６とタイミングベルト１７によって連結されて、サーボモータ１２の回転がねじ軸１４に伝達される。
可動プラテン２０は、支持プラテン１０側に面する背面に型締軸２１を直接的に一体に備える。この型締軸２１は、特にその端部に型締シリンダ１１内で移動するピストン部２１ａを含んで、その全体の形状が片ロッドピストンとなるように形成される。そして、型締軸２１の中心でねじ軸１４が出没するためのねじ軸穴２１ｂが型締軸２１の軸芯に形成され、その端部にねじ軸１４に螺合する、ボールねじナット等のナット２２が固定される。なお、公知のエジェクタ装置やその駆動装置は省略されている。
特に、型締シリンダ１１は、上記の型締軸２１の片ロッドピストン形状に合わせた単動シリンダに構成され、油圧作動油が供給される型締油室２３と、油圧作動油が供給されない空室２８とをピストン部２１ａの前後に備える。
型締油室２３は、第１のフランジ２４によって型締シリンダ１１の後端が封鎖されて形成された油室である。この油室２３には、後に説明される油圧装置のタンク装置に連通する給排孔１１ａが形成されて、型開閉動作の際にこの給排孔１１ａから油圧作動油が供給され排出される。特に、第１のフランジ２４は、ねじ軸１４を回転自在に軸支するベアリング２５を収容し、ねじ軸１４のストレート部分１４ｂをシールするシール部材２６を内蔵すると共にシール部材２６から漏れた作動油を排出するドレーン２７を有する。
空室２８は、ピストン部２１ａを挟んで型締油室２３の反対側に第２のフランジ２９によって閉鎖された空室であり、容積的に小さい空室である。この空室２８には、作動油が供給されることはないがピストン２１ａのシールの隙間から微量の作動油が漏れ出ることはある。それで、漏れ出た作動油は、第２のフランジ２９に形成されたドレーン孔３０から回収される。
型締軸２１には、ねじ軸穴２１ｂから型締油室２３に連通するバイパス通路２１ｃが複数本形成される。このバイパス通路２１ｃは、型開閉の際にねじ軸１４がねじ軸穴２１ｂに出没してねじ軸穴２１ｂの容積を変化させるときにねじ軸穴２１ｂ中の作動油を型締油室２３に円滑に移動させて、ねじ軸穴２１ｂ中の作動油が高圧あるいは負圧になることを防ぐ。
以上のように構成された型締装置１において、サーボモータ１２がねじ軸１４を回転することによってナット２２が移動して、これと一体の型締軸２１が移動することによって可動プラテン２０の型開閉が行われる。このとき、型締油室２３中の作動油は、油圧装置のタンク装置と型締油室２３との間で給排孔１１ａから高速に多量に移動する。そして、型締油室２３中の作動油が型締軸２１のピストン部２１ａに油圧的に型締力を負荷して可動プラテン２０の型締めが行われる。このとき、高圧の作動油が型締油室２３に供給される。また、サーボモータ１２がフリーに制御されることによって、その型締力がねじ軸１４やサーボモータ１２に負担されることはない。
特に、本発明の型締装置１においては、型締軸２１が片ロッドピストンに形成されて型締シリンダ１１が単動シリンダに構成されるので、型締装置１の全長が短縮される。また、ねじ軸１４のねじ部１４ａとナット２２が型締油室２３に内蔵されて作動油に浸漬されるので、高速に型開閉動作を行うことができると共にねじ部１４ａの摩耗や汚染による損傷が最小限に抑えられる。また、空室２８に作動油が出入りしないことは型締装置の油圧回路の空室２８に連通する管路の省略を可能にして、油圧回路の簡略化と、型開閉及び型締めの動作の高速化、並びに油圧装置の切り換え制御の簡略化を可能にする。特に、後に説明されるプレフィル弁が採用される場合には、上記の作用効果がより顕著になる。このための油圧装置とそれを含む油圧回路は以下に説明される。
型開閉動作の際に型締油室２３に出入りする作動油は、一般的に従来公知の大形のチェック弁であるプレフィル弁を介して従来公知の油圧装置のタンク装置からプレフィルされ環流される。そして、型締力を型締油室２３に発生するための高圧作動油を供給する型締め管路がそのプレフィル弁を含むプレフィル管路に接続している。それで、この場合の油圧回路には従来公知の油圧回路が採用され、プレフィル弁にパイロット操作される大容量のチェック弁が使用される。
特に、本発明の型締装置１は、小型ないしは中型の射出成形機に最適な型締装置を提供するものであるところから、型締油室２３に出入りする作動油の油量が多くない。それで、従来公知の油圧装置のタンク装置とは別に、第１図ないし第２図に示されるような、小容量の補助貯留槽４０が型締シリンダ１１の直近に配置されても良い。このような補助貯留槽４０は、従来公知の補助槽と同じであり、プレフィル弁に接続する接続口４０ａに加えてドレーン口４０ｂ、作動油の補充口４０ｃ、そしてエアーブリーザ４０ｄ等を備える。そして、型締油室２３と補助貯留槽４０とが最短距離で連通されるように、補助貯留槽４０が型締シリンダ１１に第２図のようにプレフィル弁４１を介して最短距離で接続されるとなお良い。
この場合、型締油室２３に供給されるべき作動油が型締油室２３直近の補助貯留槽４０に貯留されるので、型開閉時の作動油のプレフィル動作や環流動作が、型締油室２３と補助貯留槽４０との間で効率的に高速に行われる。そして、空室２８に作動油が出入りしないので型開閉時にその動作を妨げようとする背圧が空室２８に発生することが全くなく、そのことは型開閉動作の高速化と油圧配管の簡略化を図る上で都合がよい。
型締油室２３と補助貯留槽４０とを最短距離で連通するプレフィル弁は、第５（ａ）図及び第５（ｂ）図に断面で示されるように構成されるとなお良い。４１がそのプレフィル弁であり４３はそのプレフィル弁の中で進退移動するスプールである。特に、第５（ａ）図はスプール４３が後退位置にある状態を示し、図５（ｂ）図はそのスプールが前進位置にある状態を示す。
より詳細には、プレフィル弁４１は、略直方体のハウジング４２と、そのスプール孔４２ａの中でその軸芯方向に移動するスプール４３と、スプール孔４２ａを塞ぐプラグ４４及び管継手４５とを含む。スプール４３は、両端部にランド４３ａ、４３ｂを有し、中程にくびれ部４３ｃを有する。ハウジング４２の中には、つぎのような油室、ポート、及び通路が形成される。即ち、スプール４３の左側に位置したパイロット環状溝４２ｂを含むパイロット油室４２ｃと、パイロット油室４２ｃに連通するパイロットポートＰと、既述した補助貯留槽４０に連通するタンクポートＴと、そのタンクポートＴに直接に連通する第１の環状溝４２ｄと、既述した型締油室２３に連通する１個の主ポートＡと、その主ポートＡに直接に連通する第２の環状溝４２ｅと、パイロット環状溝４２ｂと主ポートＡとを連通するパイロット通路４２ｆとが形成される。そして、タンクポートＴと主ポートＡとを連通する通路は、そこで多量の作動油が高速で移動する際に大きな配管抵抗を発生しないように、充分に大きい断面積（口径）を有する形状に形成される。また、スプール４３の右側に圧縮コイルばね等のばね４７が収容され、そのばね４７を収容するばね室４２ｇが絞りを含む通路４３ｄによってタンクポートＴに常時連通している。このようなプレフィル弁４１は、第２図のように型締シリンダ１１の側面に直接ボルト止めされ、補助貯留槽４０がこのプレフィル弁４１に配管接続される。
このようなプレフィル弁４１において、スプール４３は、パイロット油室４２ｃにパイロット圧力に達した作動油が供給されたときに図５（ｂ）のように前進し、パイロット圧力がその圧力より低下したときに反対側のばね４７によって図５（ａ）のように後退する。そして、スプール４３が後退位置にあるときに、第１の環状溝４２ｄと前記第２の環状溝４２ｅとがくびれ部４３ｃの周りの空間によって連通してタンクポートＴと主ポートＡとが連通し、ランド４３ａによってパイロット環状溝４２ｂが閉鎖されてパイロットポートＰと主ポートＡとの連通が閉鎖される。一方、スプール４３が前進位置にあるときには、第１の環状溝４２ｄと前記第２の環状溝４２ｅとがランド４３ａによって閉鎖されてタンクポートＴと主ポートＡとの連通が閉鎖され、パイロット環状溝４２ｂがランド４３ａによる閉鎖から開放されてパイロットポートＰと主ポートＡとが連通する。
更に、プレフィル弁４１は、上記の３ポートを順次に切り換えるシーケンス弁となるように、つぎのように構成される。即ち、図５（ａ）が示すように、スプール４３が後退位置にあるとき、スプール４３の左端からパイロット環状溝４２ｂの角部までのオーバラップ寸法Ｌが、ランド４３ａのくびれ部４３ｃが始まる角部から第２の環状溝４２ｅの内側角部までのアンダーラップ寸法Ｍより大きく形成される。このような構成のため、パイロット圧力の上昇によってスプール４３が前進するときに、先ず第１の環状溝４２ｄと第２の環状溝４２ｅの連通がランド４３ａによって閉鎖されてからパイロット環状溝４２ｂがランド４３ａによる閉鎖から開放される。それで、タンクポートＴと主ポートＡとの連通が閉鎖されてからパイロットポートＰと主ポートＡとが連通する。また、パイロット圧力の低下によってスプール４３が後退するときには、先ずパイロット環状溝４２ｂがランド４３ａによって閉鎖されてから第１の環状溝４２ｄと第２の環状溝４２ｅとが連通される。それで、パイロットポートＰと主ポートＡとが閉鎖されてからタンクポートＴと主ポートＡとが連通する。
上記のプレフィル弁４１の切換制御は、第６図に示される油圧回路５０によって行われる。この油圧回路５０は、既述の補助貯留槽４０及び型締シリンダ１１を含む模式的な油圧回路であり、更に油圧ポンプ等の油圧発生源５１と、油圧装置のタンク装置５２と、方向切換弁５３とを含む。２３は型締油室である。プレフィル弁４１は第５図の構成を機能的に模式的に示し、その点線配管はパイロット配管ラインを示す。方向切換弁５３とプレフィル弁４１の間の配管管路Ｂ−Ｐ中の圧力がパイロット圧力に達したときに、プレフィル弁４１内の作動油の流れ（弁内の管路形式）が最終的に左側の四角内のように変化することを示す。
このような油圧回路５０において、型締シリンダ１１が単純な単動シリンダであることとプレフィル弁４１が上記のようにシーケンス的に切り換わることから、型閉じ動作から型締め動作に移行する際あるいは型締め動作から型開き動作に移行する際の配管管路の切り換え制御は、以下に説明されるように方向切換弁５３の切り換えのみによって単純に行われる。しかも、このための方向切換弁５３には、少なくとも３ポート２ポジションの電磁切換弁が用意されるだけでよい。
型締装置１の型締め、型締圧抜き、そして型開きの基本的な動作は、第７図のフローチャートのように行われる。それらの動作は油圧回路５０の切り換え動作と共に以下説明される。
先ず、型閉じ指令が図示省略された制御装置から出力されて制御フローが開始されるが、このフローの開始直前に方向切換弁５３は励磁されておらず、方向切換弁５３のＢポートとＴポートとが連通してプレフィル弁４１のパイロットポートＰが油圧装置のタンク装置５２に連通している。それで、プレフィル弁４１のパイロット油室４２ｃに圧力が発生せず、スプール４３がばね４７によって後退した位置にあってタンクポートＴと主ポートＡとが連通し、補助貯留槽４０と射出シリンダの型締油室２３とが連通している。パイロットポートＰと主ポートＡの連通は閉鎖されている。
この状態で、型閉じ動作が開始されると（Ｓ０１）、サーボモータ１２が回転して可動プラテン２０の型閉じ動作が制御されると共に補助貯留槽４０から型締シリンダ１１に作動油がプレフィルされる。このとき、補助貯留槽４０が型締油室２３の直近に位置しているので、作動油のプレフィル動作が円滑に行われて型開閉動作の高速化が阻害されることはない。また、空室２８に作動油が出入りしないので、同様に型開閉動作の高速化が阻害されることはない。また、型締軸２１の前進に伴うねじ部１４ａの後退によってねじ軸穴２１ｂ中の容積が増加しても、作動油がバイパス通路２１ｃを通ってねじ軸穴２１ｂ中に円滑に吸引されるので、型開閉動作の高速化が阻害されることはない。そして、ナット２２内に作動油が流れて潤滑が促進される作用効果が奏される。
こうして型閉じ動作が完了し（Ｓ０２）、次に、方向切換弁５３が励磁されると（Ｓ０３）、油圧発生源５１からの高圧の作動油がＰポートからＢポートに流れてプレフィル弁４１のパイロットポートＰに供給される。すると、パイロットポートＰのパイロット圧力が高まってスプール４３が前進し、先ずタンクポートＴと主ポートＡとの連通が閉じられて補助貯留槽４０と型締油室２３との連通が閉鎖された後にパイロットポートＰと主ポートＡとが連通して、プレフィル弁４１内の作動油の流れ（管路形式）が型締めのための流れに変化する（Ｓ０４）。そして、油圧発生源５１からの高圧の作動油が型締シリンダ１１の型締油室２３に供給されて型締が行われる（Ｓ０５）。こうして、型締め前に型締油室２３を補助貯留槽４０に対して閉鎖する動作と、型締めのために型締油室２３を増圧する動作とが、１つの方向切換弁５３の操作のみによって順次に行われる。
次に、従来公知の射出が行われ、保圧・冷却が行われてから（Ｓ０６）、型締め圧力の圧抜きが行われる。先ず、方向切換弁５３の励磁が停止してＢポートがＴポートに連通する（Ｓ０７）。すると、プレフィル弁４１のパイロット油室４２ｃの圧力が抜けて型締油室２３の圧抜きが行われる（Ｓ０８）。そして、スプール４３が直ぐに後退し始めて、まずパイロットポートＰと主ポートＡとの連通が閉鎖されてからつぎにタンクポートＴと主ポートＡとが連通する。こうして、プレフィル弁４１内の管路形式が、補助貯留槽４０と型締油室２３とが連通した型開閉のための管路に変化する（Ｓ０９）。この場合でも、型締め後に型締油室２３を減圧する動作と型締油室２３を補助貯留槽４０に連通するする動作とが、１つの方向切換弁５３の操作のみによって順次に行われる。この後サーボモータ１２が逆回転して可動プラテン２０の型開き動作が制御され（Ｓ１０）、作動油が型締め油室２３から補助貯留槽４０に環流して型開きが完了する（Ｓ１１）。
本発明の型締装置は竪型の射出成形機にも採用され得る。その実施形態の１例は第８図に示される。この図において、既述した横型成形機の型締装置の構成要素と機能的に同等の構成要素には同一の符号が付されてその説明が簡略化されている。
竪型の型締装置５は、機台６に固定された固定プラテン７と、固定プラテン７の上方に位置する可動プラテン２０と、固定プラテン７を貫通するタイロッド８を介して可動プラテン２０に一体的に接続するバックアッププレート９とを備える。バックアッププレート９は、可動プラテン２０に一体に連結する第２部材と言える部材である。このバックアッププレート９は、型締装置５が竪型であるところから、固定プラテン７の上方で移動する可動プラテン２０を固定プラテン７の下方から支持すると共に後に説明されるように昇降して、可動プラテン２０の型開閉と型締めを行う部材である。タイロッド８は、これらのプラテン９と２０の隅角に３本又は４本配設されて、実質的にタイバーとして機能する。
固定プラテン７は、その下面に接続フレーム７ａを備え、この接続フレーム７ａの下端の平板部分７ｂに型締シリンダ１１を下垂する。この実施形態では、この平板部分７ｂが型締シリンダ１１の上側フランジ部材を兼ねているが、それらはそれぞれ個別の部材であっても良い。そして、サーボモータ１２が平板部分７ｂの側面、すなわち型締シリンダ１１の側面に固定され、ねじ軸１４がその平板部分７ｂ、すなわち型締シリンダ１１の上側フランジ部材に貫通してその軸芯に一致する位置に回転自在に軸支される。特に、ねじ軸１４の大部分を占めるねじ部１４ａは型締シリンダ１１内に全て収容される。サーボモータ１２とねじ軸１４とはプーリ１５、１６とタイミングベルト１７によって連結される。接続フレーム７ａの側面には、タイミングベルト１７が張られるための開口７ｃが形成されている。このような接続フレーム７ａは、タイミングベルト１７等に加えてエジェクタ装置７０やエジェクタ駆動モータ７１の取り付けスペースを確保するものであればどのように構成されても良い。いずれにしても、この接続フレーム７ａは、型締シリンダ１１を固定プラテン７の下面に直接的に固定している。
バックアッププレート９は、型締シリンダ１１側に面する上面に型締軸２１を一体に備える。そして、型締軸２１がその上端部に型締シリンダ１１内で移動するピストン部２１ａを含んで、その全体形状が片ロッドピストンとなるように形成される。また、型締軸２１がピストン側の端部からねじ軸１４を出没させるねじ軸穴２１ｂを軸芯に有して、その端部にねじ軸１４に螺合するボールねじナット等のナット２２を内蔵する。したがって、ねじ軸１４のねじ部１４ａと共にナット２２が型締シリンダ１１に内蔵されて作動油の中に浸漬される。このような構成は既述した横型の型締装置のそれと同じであり、既述した作用効果と同じ作用効果が奏される。
型締シリンダ１１は、片ロッドピストン形状の型締軸２１に合わせて、ピストン部２１ａの上下に型締油室２３ともう１つの油室２８を備える。型締油室２３は、ピストン部２１ａの上側、すなわちナット２２に接する油室であり、可動プラテン２０の開閉時に油圧装置のタンク装置あるいは既述した補助貯留槽４０に連通する給排孔１１ａが形成されている。補助貯留槽４０は既述されたプレフィル弁４１を介して給排孔１１ａに連通する。このような構成も、既述した横型型締装置の構成と同じである。また、油室２８がピストン部２１ａを挟んで型締油室２３の反対側に形成された小容積の空間に形成されることも、既述の横型型締装置の構成と同じである。ただし、竪型型締装置５では、好ましくは油室２８に高圧の作動油が供給されるほうが良いことは既述の横型型締装置の構成と異なる。後に説明されるように可動プラテン２０及びその上に設置された図示省略された射出装置等の重量に相当するカウンタ推力を油室２８に作用させるためである。
以上のように竪型型締装置５が構成されることによって、サーボモータ１２がねじ軸１４を回転させてナット２２を移動させる。それで、これと一体の型締軸２１が移動してバックアッププレート９を移動させることによって可動プラテン２０の型開閉が行われる。このとき、補助貯留槽４０中の作動油が型締油室２３に給排孔１１ａから高速に多量に移動することは横型の場合と同じである。一方、型締シリンダ１１が型締軸２１のピストン部２１ａに油圧的に型締力を負荷してバックアッププレート９を下方に押し下げることによって可動プラテン２０の型締めが行われる。このとき、高圧の作動油が型締油室２３に給排孔１１ａから供給されることは横型の場合と同じである。また、このときサーボモータ１２がフリーに制御されることも同じである。
特に、竪型の型締装置５では、型締シリンダ１１の空室２８に作動油が供給されて可動プラテン２０を含む可動部の重量に等しいカウンタ推力が発生するように構成された方が良い。このような実施形態では、空室２８はカウンタ推力油室６３と呼称されるものとして、それに連通する給油口６０が型締シリンダ１１の下部に形成される。そして、例えば、アキュムレータ等の所定の高圧作動油を供給する補助油圧発生源６１がその近傍に備えられて、給油口６０と補助油圧発生源６１とが配管６２によって接続される。
このような構成によれば、カウンタ推力油室６３に略一定の所定の高圧の作動油を供給することができるので、型締軸２１を上方に押し上げる一定の推力が付与されて可動プラテン２０が所定の推力で押し上げられる。それで、この推力が可動プラテン２０を含む可動部の重量に等しく調整されることによって可動部の重量が相殺される。より具体的には、補助油圧発生源６１からカウンタ推力油室６３に供給される油圧作動油の圧力と型締軸２１側の前記ピストン部２１ａの受圧面積の積が可動プラテン２０を含む可動部の重量に略一致するように調整される。それで、サーボモータ１２は、可動プラテン２０の開閉動作を行うときに可動部の重量を相殺する推力を発生する必要がなく、可動部の慣性質量とその加速度の積に相当する推力を発生するだけでよい。その結果、サーボモータ１２の消費電力が少なくて済む。また、サーボモータ１２が可動プラテン２０を所定の型開位置に位置決めするとき、その速度の制御性や停止位置の精度が向上する。
以上説明した発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、この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、それらをこの発明の範囲から排除するものではない。特に具体的な装置については、本発明の趣旨に添った基本的な機能を有するものは、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明の型締装置は、射出成形機の型締装置として有用なもので、横型の型締装置及び竪型の型締装置のいずれにも採用される有用なものである。そして、本発明の型締装置が特に竪型の型締装置として実施される場合には、カウンタ推力を発生するように構成されると良い。
【図１】
2004024417.tif 000003
【図２】
2004024417.tif 000004
【図３】
2004024417.tif 000005
【図４】
2004024417.tif 000006
【図６】
2004024417.tif 000007
2004024417.tif 000008
【図７】
2004024417.tif 000009
【図８】
2004024417.tif 000010
【国際調査報告】
2004024417.tif 000011
2004024417.tif 000012
2004024417.tif 000013
2004024417.tif 000014