(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動の閉鎖ダイ（２０）と、固定された対向ダイ（１４）と、を備え、
この両ダイが射出成形金型用の取付けダイを形成し、
更に、
対向ダイ（１４）と相対的にこの可動の閉鎖ダイ（２０）を位置決めするための可動の閉鎖ダイ用のスライド装置と、
閉鎖力を発生するための、固定された対向ダイ（１４）に設けられた複数の油圧式パワーシリンダ（２６）と、
を備え、
前記可動の閉鎖ダイ（２０）は、閉鎖力をパワーシリンダ（２６）のピストンから当該可動の閉鎖ダイ（２０）に伝達するために、パワーシリンダ（２６）あたり１本づつの連接棒（２２）を備えている、射出成形機の型締ユニットであって、
対向ダイ（１４）に設けたロックブッシュ（３４）を備え、このロックブッシュが前記ロックブッシュの軸線回りに回転可能であり、かつそれぞれパワーシリンダ（２６）のピストン（２８）に機械的に連結され、この場合連接棒（２２）が油圧式パワーシリンダ（２６）とロックブッシュ（３４）を軸方向に通過し、
更に、ロックブッシュ（３４）を第１の角度位置から第２の角度位置に回転させるためのアクチュエータ（７０）を備え、
更に、連接棒（２２）の区間Ａに沿って設けられた第１のロック手段（３８）と、ロックブッシュ（３４）内に設けられた第２のロック手段（３６）とを備え、
この第１と第２のロック手段（３８、３６）が相補的に形成され、第１の角度位置で、第１と第２のロック手段が油圧式パワーシリンダ（２６）とロックブッシュ（３４）を通って連接棒（２２）を軸方向に摺動させることができ、第２の角度位置で、連接棒（２２）の区間Ａの第１のロック手段（３８）が、必要な閉鎖力を伝達するように、ロックブッシュ（３４）の第２のロック手段（３６）と協働すると共に、
油圧式パワーシリンダ（２６）のピストン（２８）が回転ねじ（５０）を介してロックブッシュ（３４）に連結され、この場合ピストン（２８）が回転しないように保持され、ロックブッシュ（３４）を前記第１の角度位置から前記第２の角度位置に角度γだけ回転させることにより、連接棒（２２）かピストン（２８）に対して相対的に前進されることを特徴とする型締ユニット。
【請求項２】
前記第１のロック手段が連接棒に設けられた外歯（３８）を備え、前記第２のロック手段（３６）がロックブッシュ（３４）の内歯（３６）を備え、
内歯（３６）と外歯が長手方向溝によって少なくとも２つの歯列に分割され、前記第１の角度位置で外歯（３８）の歯列が内歯（３６）の前記長手方向溝を軸方向に通過可能であり、かつ内歯（３６）の歯列が外歯（３８）の前記長手方向溝を軸方向に通過可能であり、それによって油圧式パワーシリンダ（２６）とロックブッシュ（３４）を通って連接棒（２２）を軸方向にスライドさせることができ、前記第２の角度位置で内歯（３６）の歯が引張り力を伝達するよう外歯（３８）の歯に背後から係合可能であることを特徴とする請求項１記載の型締ユニット。
【請求項３】
外歯（３８）と内歯（３６）の間に軸方向の歯側部の遊びＳがあり、この歯側部の遊びが歯の平均幅の半分に等しいことを特徴とする請求項２記載の型締ユニット。
【請求項４】
内歯（３６）の歯と外歯（３８）の歯がリング状に配置されていることを特徴とする請求項２または３記載の型締ユニット。
【請求項５】
内歯（３６）の歯と外歯（３８）の歯がらせん状に配置されていることを特徴とする請求項２または３記載の型締ユニット。
【請求項６】
内歯（３６）の歯と外歯（３８）の歯が台形の横断面を有することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項７】
アクチュエータ（７０）が前記第１の角度位置に対して両側にロックブッシュ（３４）を回転させるように形成され、ロックブッシュ（３４）がそれぞれ閉鎖方向または開放方向に送られることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項８】
ロックブッシュ（３４）を前記第１の角度位置から前記第２の角度位置に回転させることにより、ロックブッシュ（３４）の送りが内歯（３６）と外歯（３８）の間の歯側部の遊びＳの半分になるように、回転ねじ（５０）のピッチが設計されていることを特徴とする、内歯（３６）と外歯（３８）の歯がリング状に配置されている、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項９】
ロックブッシュ（３４）を前記第１の角度位置から前記第２の角度位置に角度γ回転させることにより、ロックブッシュ（３４）の送りが内歯（３６）と外歯（３８）の間の歯側部の遊びＳの半分と（γ／３６０°）Ｐを加算した寸法になるように、回転ねじ（５０）のピッチが設計されていることを特徴とする、内歯（３６）と外歯（３８）の歯がねじを形成し、このねじが回転方向において伝達すべき力の方へ上り勾配のピッチＰを備えている、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項１０】
ロックブッシュ（３４）を前記第１の角度位置から前記第２の角度位置に回転させることにより、ロックブッシュ（３４）の送りが内歯（３６）と外歯（３８）の間の歯側部の遊びＳの半分から（γ／３６０°）Ｐを引算した寸法になるように、回転ねじ（５０）のピッチが設計されていることを特徴とする、内歯（３６）と外歯（３８）の歯がねじを形成し、このねじが回転方向において伝達すべき力の方へ下り勾配のピッチＰを備えている、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項１１】
内歯（３６）と外歯（３８）のねじが、前記ピッチＰあたり二列とされたことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の型締ユニット。
【請求項１２】
ロックブッシュ（３４）が、閉鎖力を伝達する際に引張り応力を受けるように、パワーシリンダ（２６）のピストン（２８）に一体的に取付けられていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項１３】
連接棒（２２）がロックブッシュ（３４）よりも２０％大きな弾性限界を有し、閉鎖力を伝達する際に最大の引張り応力が等しくなるように、連接棒（２２）とロックブッシュ（３４）が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の型締ユニット。
【請求項１４】
内歯（３６）の各歯の基部の長さが、外歯（３８）の各歯の基部の長さに等しいことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の型締ユニット。
【請求項１５】
内歯（３６）の歯が外歯（３８）の歯よりも小さな歯側面を有し、外歯（３８）の歯の硬さが内歯（３６）の歯よりも硬いことを特徴とする請求項１２、請求項１３または請求項１４に記載の型締ユニット。
【請求項１６】
連接棒（２２）のための半径方向の案内部材としてのスライドシュー（９６）が対向ダイ（１４）に取付けられ、連接棒（２２）の外歯（３８）の長手方向溝がこのスライドシュー（９６）のための案内面として形成され、この案内面が外歯（３８）を有する連接棒の区間Ａにわたって延びていることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項１７】
対向ダイ（１４）内に連接棒の軸方向通過案内部をさらに有し、前記軸方向通過案内部が、
ａ）入口側のスライドシュー（９６）を備えた環状セグメント、
ｂ）環状のパワーシリンダ（２６）、
ｃ）回転可能に支承されたロックブッシュ（３４）、
ｄ）前記第１の角度位置または前記第２の角度位置にロックブッシュ（３４）を回転させるための回転装置、および
ｅ）出口側にスライドシュー（９６）を備えた環状セグメントを備えていることを特徴とする請求項１４、請求項１５または請求項１６に記載の型締ユニット。
【請求項１８】
アクチュエータ（７０）がそれぞれ、２個ずつのロックブッシュ（３４）のための共通の１本のラック（７２）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項１９】
ラック（７２）が各々の端部にシリンダ穴（７６’、７６”）を備え、
各々１個の固定されたピストン（７８’、７８”）が２つのシリンダ穴に密封挿入され、ラック（７２）が固定された両ピストンの間で軸方向にスライド可能であり、
両シリンダ穴（７６’、７６”）かピストン（７８’、７８”）の背後を圧力媒体で付勢可能であり、それによって反対向きに作用する２個の圧力シリンダがラック（７２）をスライドさせるように形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の型締ユニット。
【請求項２０】
各々のピストン（７８’、７８”）が前記圧力媒体のための軸方向の接続通路（８２’、８２”）を備えていることを特徴とする請求項１９に記載の型締ユニット。
【請求項２１】
外歯（３８）を有する駆動ブッシュ（５８’、５８”）を備え、この外歯がラック（７２）の歯に係合し、駆動ブッシュ（５８’、５８”）がケーシングに回転可能に支承され、かつロックブッシュ（３４）を軸方向に挿入するための開口を備え、駆動ブッシュ（５８’、５８”）から駆動ブッシュ（５８’、５８”）に挿入されたロックブッシュにトルクを伝達するための連結手段を備え、この連結手段が、駆動ブッシュ（５８’、５８”）内でのロックブッシュ（３４）の軸方向のスライドを可能にするように形成されていることを特徴とする請求項１８、請求項１９または請求項２０に記載の型締ユニット。
【請求項２２】
前記連結手段がスプライン軸継手として形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の型締ユニット。
【請求項２３】
パワーシリンダ（２６）が複動式の環状圧力シリンダとして形成され、射出成形金型を締付けるためのその第１の圧力室（３０）と、射出成形金型を開放するための第２の圧力室（３１）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項２４】
第１と第２の出口を有する４／３ポート−比例弁（１００）を備え、第１の出口が２／２ポート−弁（１０２）を介してすべてのパワーシリンダ（２６）の第１の圧力室（３０）に接続され、第２の出口がすべてのパワーシリンダ（２６）の第２の圧力室（３１）に接続されていることを特徴とする請求項２３に記載の型締ユニット。
【請求項２５】
各々のパワーシリンダ（２６）のピストン（２８）の実際位置のための位置センサ（１０８）と、
各々のパワーシリンダ（２６）のための２／２ポート弁（１０２）と、
ピストン（２８）の実際位置が予め定めた目標位置に一致するときに、２／２ポート弁（１０２）を閉じる制御ユニット（１０６）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項２６】
静止位置でパワーシリンダ（２６）のピストン（２８）を軸方向に位置決めするための制御ユニット（１０６）を備え、第１の角度位置から第２の角度位置にロックブッシュ（３４）を回転させる際に、内歯（３６）の歯が軸方向において外歯（３８）の歯の間に位置するように、前記静止位置が演算されることを特徴とする請求項１から請求項２５のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【請求項２７】
閉鎖ダイ（２０）のための位置センサと、
各々のパワーシリンダ（２６）のピストン（２８）の実際位置のための位置センサ（１０８）と、
測定された閉鎖ダイ（２０）の位置に基づいてピストン（２８）の静止位置を演算するための演算ユニットとを備え、ロックブッシュ（３４）の内歯（３６）が連接棒（３６）の外歯（３８）に係合する前に、内歯（３６）の歯が軸方向において外歯（３８）の歯の間にあり、
更に、ピストン（２８）の前記位置センサの測定値を入力信号として用いる、演算された前記静止位置にピストン（２８）を位置決めするための制御ユニット（１０６）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項２６のいずれか一つに記載の型締ユニット。
【発明の詳細な説明】
本発明は射出成形機用型締ユニットに関する。
射出成形機の型締ユニットは射出成形金型を収容している。型締ユニットは射出成形金型を開閉するために必要な動きをし、射出成形金型を締付けるために必要な力または分離するために必要な力を発生する。各型締ユニットの主構成部品は可動の閉鎖ダイ、固定された対向ダイ（以下、射出ダイと呼ぶ）および締付け装置である。射出成形金型の一部は固定された射出ダイに取付けられ、射出成形金型の相補的な部分は可動の閉鎖ダイに取付けられている。締付け装置とは、射出時および閉鎖保持時に射出成形金型を締付けるために必要な閉鎖力を発生する装置であると理解される。
レバー機構を備えた機械式締付け装置と、流体シリンダによるロックを行う油圧式締付け装置が知られている。
本発明は油圧で締付けを行う型締ユニットに関する。文献
0003902789.tif 000002
（工学博士Friedrich Johannaber編著、Carl Hanser出版、ミュンヘン、ウィーン、１９９２年発行）には、油圧で締付けを行ういろいろな種類の型締ユニットが記載されている。油圧で締付けを行うほとんどの型締ユニットの場合、パワーシリンダが押圧クッションとして形成され、可動の閉鎖ダイの背後の支持板に設けられている。上記のハンドブックの第１１０頁の図５６から、固定された射出ダイに流体シリンダを設けた型締ユニットが知られている。この流体シリンダのピストンは連接棒を介して可動の閉鎖ダイに固定連結されている。４個の流体シリンダは必要な閉鎖力を発生するが同時に、可動の閉鎖ダイの開閉運動を行わなければならない。４個の流体シリンダが締付け機能とスライド機能を同時に発揮するので、流体シリンダは大きな横断面積と大きなストロークを有していなければならず、従って比較的広いスペースを必要とする。比較的に大きな４個の流体シリンダは、射出ユニットへのアクセスの邪魔になり、油の流量が多い。型締ユニットの構造長さは、射出ダイと閉鎖ダイの間の最大間隔よりもはるかに大きい。上記便覧の第１０８頁の図５３Ｂには、固定された出向ダイに設けた同様に全部で４個の流体シリンダを備えたコンパクトな型締ユニットが知られている。４本の連接棒は爪を介してその端部でそれぞれの流体シリンダに取外し可能に連結されている。連接棒の連結解除時に、開閉運動は側方に取付けられた急速動作シリンダによって生じる。この構造の場合、４個の流体シリンダのストロークは最大の射出形成金型と最小の射出成形金型の長さの差に一致する。この構造は、使用されるすべての射出成形金型が多少同じ長さを有する場合に有利である。しかし、異なる長さの射出成形金型を備えた型締ユニットを使用するときには、流体シリンダのストロークは比較的に大きくなければならず、図５３Ｂの型締ユニットは図５６の前述の型締ユニットとほぼ同じ欠点がある。
本発明の根底をなす課題は、異なる長さの射出成形金型に非常に適している、コンパクトな型締ユニットを提供することである。この課題は請求項１記載の型締ユニットによって解決される。
本発明による型締ユニットは公知のごとく、可動の閉鎖ダイと、射出穴を有する固定された対向ダイと、可動の閉鎖ダイのためのスライド装置を備え、このスライド装置は開閉運動をもたらし、固定された対向ダイと相対的に可動の閉鎖ダイを位置決めすることができる。複数の油圧式パワーシリンダは固定された対向ダイに設けられ、閉鎖力を発生する。閉鎖板は、パワーシリンダのピストンから可動の閉鎖板に閉鎖力を伝えるために、パワーシリンダあたり１本の連接棒を備えている。本発明による型締ユニットは上記の公知の型締ユニットに対して主として対向ダイに設けたロックブッシュが異なっている。このロックブッシュはその軸線回りに回転可能に支承され、それぞれパワーシリンダのピストンに機械的に連結されている。この場合、連接棒は油圧式パワーシリンダとロックブッシュを軸方向に通過している。ロックブッシュは１個または複数のアクチュエータによって、第１と第２の角度位置に回転可能である。連接棒の区間Ａに沿って連接棒に設けた第１のロック手段と、ロックブッシュ内に設けた相補的な第２のロック手段は、第１の角度位置で油圧式パワーシリンダとロックブッシュを通って連接棒を軸方向にスライドさせることができる。これに対して、第２の角度位置では、連接棒の区間Ａに設けた第１のロック手段が、必要な閉鎖力を伝達するように、ロックブッシュの第２のロック手段と協働する。
本発明による型締ユニットはきわめてコンパクトで、省スペース的な構造である。パワーシリンダの必要なストローク、ひいてはパワーシリンダの外形寸法は最小である。本発明による型締ユニットは公知の型締ユニットと比較して、構造長さが非常に短いという利点がある。型締ユニットの構造長さは実際に、対向ダイと閉鎖ダイの間の最大間隔よりも大幅に大きくする必要はない。すべての油圧接続部材は固定された対向ダイに設けることができる。従って、可撓性の油圧接続部材は不要である。それにもかかわらず、型締ユニットは、異なる長さの射出成形金型を収容するために非常に適している。この場合、射出成形金型の長さ範囲はもっぱら、第１のロック手段を備えた連接棒区間Ａの長さだけによって制限される。
第１のロック手段が連接棒上に外歯を備え、第２のロック手段がロックブッシュ内に内歯を有すると有利である。この場合、内歯と外歯は長手方向溝によって少なくとも２つの歯列に分割されている。第１の角度位置において、外歯の歯列は内歯の長手方向溝を軸方向に通過可能であり、内歯の歯列は外歯の長手方向溝を軸方向に通過可能であり、それによって油圧式パワーシリンダとロックブッシュを通って連接棒を軸方向にスライドさせることができる。これに対して、第２の角度位置では、内歯の歯が引張り力を伝達するように外歯の歯に背後から係合可能である。
内歯と外歯の歯はリング状またはらせん状に配置可能である。内歯を外歯に完全に係合させるために、内歯と外歯の間に、充分な軸方向歯側部の遊びが形成されている。しかし、大きな歯側部の遊びは不利である。例えば、パワーシリンダの作動ストローク、ひいては型締ユニットのエネルギーが増大することになる。パワーシリンダを通過する流量が非常に多くなるので、型締ユニットの油圧装置も同様に大きく設計しなければならない。更に、歯側部の大きな遊びを克服する際に、ロックブッシュが比較的に強く加速されるので、内歯の歯が大きな力で外歯の歯に衝突する。
しかし、本発明の範囲内では、軸方向の歯側部の大きな遊びの欠点を残らず除去する、きわめて簡単で低コストの解決策が提案される。この解決策は実質的に、油圧式パワーシリンダのピストンが回転ねじを介してロックブッシュにねじ止めされ、ピストンが回転しないように保持されていることにある。ロックブッシュを第１の角度位置から第２の角度位置に角度γだけ回転させることにより、ロックブッシュは固定されたピストンと相対的に送りＸだけ送られる。回転ねじのピッチは好ましくは、第１の角度位置から第２の角度位置にロックブッシュを回転させることにより、内歯と外歯の間に存在する歯側部の遊びＳが片側に分配されて、力を伝達する歯側部の間に歯側部の遊びがほとんど存在しなくなるように設計される。この場合、ロックブッシュを回転させるためのアクチュエータが、ロックブッシュを左に回転させることによっておよび右に回転させることによって連接棒を第２の角度位置に調節することができるように設計されていると、内歯と外歯の間の歯側部の遊びＳは回転方向に応じてあるときは左側にあるときは右側に分配される。従って、歯は第１の回転方向において、閉鎖力を閉鎖ダイに伝達するように自動的に遊びがなくなり、第２の回転方向において開放力を閉鎖ダイに伝達するように自動的に遊びがなくなる。
対向ダイは好ましくは、連接棒のための半径方向のガイドとして、回転可能に支承されたスライドシューを備えていると有利である。外歯内の長手方向溝はこのスライドシューのための案内面を形成する。この案内面は連接棒区間Ａを越えて延びている。
次の詳細な記載には、特に、アクチュエータのきわめて有利な実施の形態と、同様にきわめて有利な型締ユニトの油圧制御装置が記述されている。
添付の図に基づいて、本発明の実施の形態、他の特徴および効果を詳しく説明する。
図１は本発明による型締ユニットを示す図、
図２は図１の型締ユニットの縦断面図、
図３と図４は図１の型締ユニットの連接棒とロックブッシュの横断面図、
図５は連接棒の横断面図、
図６はロックブッシュの横断面図、
図７は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図、
図８は図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図、
図９は図２の縦断面図の拡大図、
図１０は２本のロックブッシュのためのアクチュエータの断面図、
図１１〜１４は連接棒のいろいろな実施の形態の横断面図、
図１５〜２０は連接棒とロックブッシュの歯の１８０°にわたる展開図、
図２１は型締ユニットの油圧制御装置の概略図である。
本発明による型締ユニット１０の全体的な構造を、図１、２に基づいて説明する。中央の射出穴１６を備えた射出ダイ１４（または対向ダイ）が台座１２に動かぬように取付けられている。台座は可動の閉鎖ダイ２０のための案内床１８を形成している。射出ダイ１４と閉鎖ダイ２０にはそれぞれ、射出成形金型（図示していない）の相補的な半部が固定される。可動の閉鎖ダイ２０は、例えば側方に設けられた２個のスライドシリンダ２５を備えた操作装置を介してスライド可能である。この場合、閉鎖ダイは台座１２に沿って案内される。従って、スライドシリンダ２５は、射出ダイ１４と相対的に閉鎖ダイ２０をスライドさせることにより、射出成形金型の相補的な半部を開閉する。スライドシリンダ２５のケーシングがそれぞれ、固定された射出ダイ１４に固定されているので、両スライドシリンダ２５は固定された油圧接続部材を、固定された射出ダイ１４上に有することができる。
４本の連接棒２２は可動の閉鎖ダイ２０から固定された閉鎖ダイ２０を通って延びている。閉鎖ダイ２０には連接棒２２が動かぬように固定されている。固定された射出ダイ１４において、各々の連接棒２２にパワーシリンダ２６が付設されている。このパワーシリンダのケーシングは射出ダイ１４に固定連結されている。
図２または図９から判るように、このパワーシリンダ２６はそれぞれリング状のピストン２８を備えている。この各ピストン２８はロックブッシュ３４に回転可能に連結されている。この場合、連接棒２２は油圧式パワーシリンダ２６とロックブッシュ３４を軸方向に通過している。連接棒２２には第１のロック手段３６がそれぞれ、連接棒の区間Ａに沿って設けられている。各々のロックブッシュ３４はその内部に、第１のロック手段３６に対して相補的な第２のロック手段３８を備えている。この第１と第２のロック手段３６、３８は、ロックブッシュ３４の第１の角度位置で、連接棒２２がロックブッシュ３４を軸方向に通過可能である。この場合しかし、ロックブッシュ３４を回転させることによって第２のロック手段を第２の角度位置にもたらすことができる。この第２の角度位置で第２のロック手段は連接棒の区間Ａ内で、必要な閉鎖力を伝達するために第１のロック手段３６と協働する。
各パワーシリンダ内で、端面側の第１の圧力室３０は軸方向において射出ダイ１４とピストン２８によって画成されている。連接棒区間Ａ内のロックブッシュ３４をロックさせた後で第１の圧力室３０に圧力が加えられると、ピストン２８は連接棒２２にロックされたロックブッシュを介して軸方向の引張り力を連接棒２２に加える。この場合、反力は固定された射出ダイ１４によって受け止められる。この第１の圧力室３０は、射出成形金型を締付けるために必要な閉鎖力を発生する。第２の圧力室３１内でピストン２８は小さな圧力面をショルダー面として形成している。この第２の圧力室３１に圧力が加えられ、第１の圧力室の圧力付勢が解除されると、ピストン２８は上記の閉鎖力と反対向きの軸方向の押圧力を連接棒２２に加える。この押圧力は射出成形後射出成形金型を開放するために役立つ。
スライドシリンダ２５を用いて案内床１８上で可動の閉鎖ダイ２９をスライドさせるために、ロックブッシュ３４は第１の角度位置にある。この第１の角度位置では、閉鎖ダイ２０をスライドさせると、連接棒２２はロックブッシュ３４を通って軸方向にスライドする。閉鎖ダイ２０が案内床１８上のその意図した位置に達すると、連接棒２２は、ロックブッシュ３４を第１の角度位置から第２の角度位置に回転させることにより、可動の閉鎖ダイ２０のロックブッシュ３４内でロックされる。今や、４個のパワーシリンダ２６が連接棒２２を介して必要な閉鎖力を閉鎖ダイ２０に伝達する。すなわち、閉鎖ダイ２０は射出ダイ１４の方に移動する。
図２〜８に基づいてロック手段の有利な実施の形態を詳しく説明する。連接棒２２の区間Ａのロック手段は外歯４０を備えている（図２、５参照）。この外歯は長手方向溝４２によって例えば軸方向の３つの歯列４０1、４０2、４０3に分割されている。この歯列４０1、４０2、４０3内に、外歯の歯がそれぞれ互いに等間隔をおいて平行に配置されている。ロックブッシュ３４（図９、６参照）は相補的な内歯を備えている。この内歯は同様に、長手方向溝４４1、４４2、４４3によって軸方向の３つの歯列４６1、４６2、４６3に分割されている。連接棒２２の外歯の長手方向溝４２1はロックブッシュ３４の歯４６1よりも幅が幾分広く、ロックブッシュ３４の内歯の長手方向溝４４1は連接棒２２の歯４０1よりも幅が幾分広くなっている。
図３に示す連接棒の第１の角度位置では、連接棒２２の外歯の歯４６iがロックブッシュ３４の長手方向溝４４i内にある。この角度位置では連接棒２２はロックブッシュ３４を通ってスライド可能である。この場合、外歯の歯４０iは内歯の長手方向溝４４iを通って案内され、内歯の歯４６iは外歯の長手方向溝４２iを通って案内される。図７は外歯の長手方向溝内にある内歯の歯の、図３のＡ−Ａ線に沿った断面を示している。
ロックブッシュ３４を角度γ＝１８０°／ｎ（ｎ＝長手方向溝または歯列の数）だけ回転させた後の、図４に示す第２の角度位置では、ロックブッシュ３４の歯４６iが軸方向において連接棒２２の歯４０iの間に位置する。すなわち、この第２の角度位置では、内歯の歯列が、必要な閉鎖力を伝達するために外歯の歯列に係合する。
図８は図４のＢ−Ｂ切断線に沿った断面を示している。外歯と内歯は台形の横断面を有する。外歯と内歯はねじ状に形成可能である。すなわち、歯はらせんに沿って配置され、従って外歯と内歯はピッチＰを有するねじを形成する。更に、外歯と内歯はリング状に形成可能である。すなわち、歯は平行なリングを形成し、このリングはそれぞれ、互いに間隔Ｐ（これもピッチＰと呼ぶ）をおいて配置されている。
ロックブッシュ３４を回転させる際に内歯が外歯に係合できるようにするためには勿論、ロックブッシュ３４の第１の角度位置で、内歯の歯４６iは軸方向において外歯の歯４０iの間にあるべきである。可動の閉鎖ダイの小さな位置決め誤差が外歯への内歯の係合を阻止しないようにするために、内歯と外歯の間の軸方向の歯側部の遊びを比較的に大きくすることが望まれる。
図８から判るように、Ｐ＝２Ｄ＋Ｓである。
ここで、Ｐ＝ピッチ
Ｄ＝平均歯幅
Ｓ＝軸方向の歯側部の遊び
実際には、Ｓ＝０．５Ｄ、すなわちＰ＝２．５Ｄが有利であることが判った。
４個のロックブッシュ３４は連接棒２２を介してきわめて大きな閉鎖力を可動の閉鎖ダイ２０に伝達する。開閉の周波数は実際には非常に高い。従って、ロックブッシュ３４と連接棒２２はきわめて大きな荷重にさらされ、ロック装置の機能が損なわれるような変形が残る場合がある。ロック機能に対するこのような残留変形の悪影響を低減するために、次の対策を講じると有利である。
ａ）ロックブッシュ３４は閉鎖力を連接棒２２に伝達するときに引張り応力を受けるように、ピストン２８に固定する。これにより、連接棒２２とロックブッシュ３４は同じ方向に回転する。すなわち、同じように変形する。
ｂ）ロックブッシュ３４と連接棒２２の横断面は、閉鎖力の伝達時にほぼ同じ大きさの引張り応力を受けるように形成すべきである。
ｃ）歯の外形を同一とするように、外歯の各歯の基部を内歯の各歯の基部とほぼ同一とする。それによって、この重要な個所の最大応力がほぼ同じ大きさになる。これは例えば、ピッチ円に沿って測定した外歯の歯の長さ（角度）が内歯の歯の長さよりも大きいことを意味する。
ｄ）外歯の歯は内歯の歯よりも硬さを大きくする。この場合更に、外歯の各歯の側部間は内歯の各歯の側部間よりも大きくする。それによって、内歯の軟らかい歯に対する外歯の歯の痕跡が回避される。
ｅ）連接棒２２の弾性限界をロックブッシュ３４の弾性限界よりも約２０％だけ大きくする。それによって、対策ｂ）、ｃ）と組み合わさって、過負荷による塑性変形が特にロックブッシュ３４で発生し、連接棒２２での塑性変形は小さくなる。連接棒２２での塑性変形ははるかに問題となる。なぜなら、この連接棒の塑性変形は連接棒区間Ａの外歯の軸方向の均質性を損なうからである。これは、異なる大きさの金型が使用されるときに、閉鎖ダイ２０の位置決めを不正確にする。更に、連接棒２２の交換はロックブッシュ３４の交換よりもはるかに高くつく。
上記の対策ａ）、ｂ）、ｃ）は同様に、通常の弾性変形における引張り力の分布に対しても有利に作用する。ロックブッシュの弾性変形と連接棒の弾性変形はこれらの対策によって同じ方向に向きかつ同じ大きさとなるので、伝達すべき引張り力は、外歯と内歯の互いにかみ合うすべての歯に分布することになる。
図８の説明の際に次の点を指摘する。スライドシリンダ２５によって閉鎖ダイ２０を位置決めする際に、大きな歯側部の遊びは、小さな誤差があっても連接棒２２の外歯に対するロックブッシュ３４の内歯のかみ合いを妨げることがないという利点がある。しかし、軸方向の大きな歯側部の遊びは重要な欠点がある。先ず第１に、ピストン２８のストロークが歯側部の遊びＳと共に増大する。それによって、閉鎖シリンダの油の消費とエネルギー消費が増大する。第２に、パワーシリンダ２８の圧力付勢時にロックブッシュ３４が最初に大きな加速を受けるので、内歯の歯は外歯の歯に対して激しく衝突する。この理由から、力伝達方向の歯側部の遊びを減少するかまたは除去する装置を設けると有利である。
この装置のきわめて有利な実施の形態を図９に基づいて説明する。ロックブッシュ３４はねじ５０（以下、回転ねじ５０と呼ぶ）を介して環状ピストン２８に回転可能にねじ込まれている。すなわち、例えば回転ねじ５０を用いて環状ピストン２８の自由端部にねじ込まれている。この環状ピストンは例えばキー５２によって保持されている。従って、ロックブッシュ３４を或る角度γだけ回転させると、ロックブッシュは環状ピストン２８と相対的に次式で表される送りを受ける。
Ｘ＝（γ／３６０°）Ｐ′
ここで、Ｐ′は回転ねじ５０のピッチである。
ロックブッシュ３４の回転はパワーシリンダ２６の延長部に配置された回転装置５４を介して行われる。この回転装置５４はケーシング５６を含んでいる。このケーシングは例えばパワーシリンダ２６のケーシングにフランジ止めされている。ケーシング５６内で、歯付きブッシュ５８が玉軸受６０で回転可能に軸受されている。歯付きブッシュ５８はロックブッシュ３４の自由端部に嵌め込まれ、トルクを伝達しかつ歯付きブッシュ５８内でロックブッシュ３４を軸方向に摺動できるように、スプライン軸継手を介してロックブッシュのこの自由端部に連結されている。歯付きブッシュ５８の角度位置、ひいてはロックブッシュ３４の角度位置は歯付きブッシュ５８の外歯６４にかみ合うアクチュエータ７０（図１０参照）を介して調節可能である。ロックブッシュ３４にはトルクだけが伝達される。歯付きブッシュ５８に作用する半径方向のすべての力は、玉軸受６０を介してケーシング５６に直接伝達される。これにより、回転ねじ５０が操作力によって応力を受けることがない。
図１０は各々２個の歯付きブッシュ５８′、５８″のためのアクチュエータ７０の有利な実施の形態を示している。このアクチュエータ７０はラック７２を取り囲んでいる。このラックはその歯７４′が歯付きブッシュ５８′に、そして歯７４″が歯付きブッシュ５８″にかみ合い可能である。ラック７２はケーシング管７３内に収容されている。ラック７２の各々の端部にはシリンダ穴７６′、７６″が形成されている。このシリンダ穴７６′、７６″内でそれぞれ１個のピストン７８′、７８″が軸方向に案内されて密封されている。このピストンは好ましくはプランジャとして形成されている。ピストン７８′、７８″は軸方向においてケーシング管７３の両端部にフランジ止めされている。ラック７２は両ピストン７８′、７８″の間においてケーシング管７３内で軸方向に往復摺動可能である。図１０には、左側のピストン７８′に当接したラックが示してある。矢印８０は右側のピストン７８″の方へのラック７２のストロークを意味している。同様にラック７２のための案内機能を有する両ピストン７８′、７８″は、圧力媒体のための軸方向の接続通路８２′、８２″を備えている。この接続通路８２′、８２″を経てシリンダ穴７６′、７６″がピストン７８′、７８″の背後から圧力媒体で選択的に付勢可能であるので、反対向きに作用する２個の圧力シリンダがラック７２をスライドさせるように形成される。この両圧力シリンダは歯付きブッシュ５８′、５８″の直ぐ上に配置されている。それによって、アクチュエータの構造長さを最小にすることができる。アクチュエータは、連接棒２２がそれぞれ第１の角度位置から角度γだけ右側および左側に回転可能であるように形成されている。
図９から判るように、射出ダイ１４と、ロックブッシュ３４用回転装置５４のケーシング５６には、連接棒２２のための案内装置９０が設けられている。この案内装置９０はそれぞれ、例えば３個のスライドシュー９６を備えている。図２から判るように、３つの案内溝４２が連接棒２２に、このスライドシュー９６の案内面として形成され、連接棒区間Ａを備えて延びている。連接棒２２はこの両案内装置９０によってロックブッシュ３４内でセンタリングされる。
図１１〜１４は連接棒２２の異なる実施の形態、スライドシュー９６の異なる配置構造およびスライドシュー９６のための案内面の異なる形状を示している。小さな閉鎖力の型締ユニットに適している図１１の実施の形態に相応して、連接棒２２は２つの長手方向溝４２1、４２2を備えている。この長手方向溝は外歯を二つの歯列４０1、４０2に分割している。スライドシュー９６1、９６2は長手方向溝４２1、４２2内の案内通路内で案内されている。図１２に実施の形態に相応して、連接棒は３つの長手方向溝４２1、４２2、４２3を有する。この長手方向溝は外歯を３つの歯列４０1、４０2、４０3に分割している。スライドシュー９６1、９６2、９６3のための案内面は互いに１２０°の角度をなす平らな面として形成されている。図１３の実施の形態は、連接棒２２が互いに９０°の角度をなす４つの案内面４２1、４２2、４２3、４２4を有する点が図１２の実施の形態と異なっている。図１４では、外歯は６つの長手方向溝によって６つの歯列に分割されている。しかし、一つおきの長手方向溝がスライドシュー９６1、９６2、９６3のための案内面として形成されている。勿論、大きな型締ユニットは小型の型締ユニットよりも多くの歯列とスライドシューを必要とする。
図１５〜２０に基づいて、軸方向の歯側部の遊びＳを受け入れるためのねじ５０のピッチの設計について詳しく説明する。これらの図はそれぞれ、図３、４の外歯と内歯の１８０°の展開図である。連接棒２２の外歯の３つの歯列の２つと、ロックブッシュ３４の内歯の３つの歯列の１つが見える。内歯の歯はハッチングで示してある。図において次の記号が用いられている。
Ｐ：連接棒２２の外歯またはロックブッシュ３４の内歯のピッチ
Ｄ：平均歯幅
Ｓ：内歯と外歯の間の軸方向の歯側部の遊び
Ｐ′：連接棒２２とピストン２８の間の回転ねじ５０のピッチ
図１５、１７、１９はそれぞれ、ロックブッシュ３４を左側に６０°回転させる前と後の内歯の位置を示している。６０°回転させる前には、内歯の歯は外歯の歯列の間の長手方向溝内で第１の角度位置にある。左側に６０°回転させた後では、内歯の歯は第２の角度位置にあり、その左側の歯側部のは外歯の歯に接触し、遊びなしにロックブッシュから連接棒に左側へ力を伝達する。図１６、１８、２０はそれぞれ、ロックブッシュを右側に６０°回転させる前と後の内歯の位置を示している。６０°回転させる前に、内歯の歯は外歯の歯列の間の長手方向溝内で第１の角度位置にある。右側に６０°回転させた後では、内歯の歯は第２の角度位置にあり、その右側の歯側部のは外歯の歯に接触し、遊びなしにロックブッシュから機棒に右側へ力を伝達する。軸方向の歯側部の遊びＳを受け入れるようにねじ５０のピッチを形成するためには、ロックブッシュの回転前の出発位置で、外歯の歯列がそれぞれ正確な角度で外歯の歯列の間の中央にあり、内歯と外歯の間の軸方向の歯側部の遊びＳが両側に同じように分配されることから出発する。
一般的に、回転ねじのピッチは、第１の角度位置から第２の角度位置にロックブッシュを回転させることにより、力を伝達する歯側面の間に歯側部の遊びがほとんど存在しないように、内歯と外歯の間の既存の歯側部の遊びＳが片側に分配されて設計される。
図１５、１６は環状の歯に関する。回転ねじ５０のピッチは、第１の角度位置から第２の角度位置にロックブッシュを回転させることにより、ロックブッシュの送りが内歯と外歯の歯側部の遊びＳのほぼ半分に一致するように設計されている。すなわち、
Ｐ′／６＝０．５Ｓ  または  Ｐ′＝３Ｓ
であり、Ｓ＝０．５Ｄ、すなわちＳ＝Ｐ／５の特殊な場合については、
Ｐ′＝０．６Ｐ
である。
図１７、１８はらせん状の歯に関する。この歯はロックブッシュの回転方向にかつ伝達すべき力の方向に上り勾配となっている。回転ねじのピッチＰ′が同様にロックブッシュの回転方向にかつ伝達すべき力の方向に上り勾配となっていることから出発すると、ロックブッシュの送りは、内歯と外歯の間の歯側部の遊びＳのほぼ半分と、歯のピッチＰの６分の１とを加えた寸法に一致する。すなわち、Ｐ′／６＝０．５Ｓ＋Ｐ／６  または  Ｐ′＝３Ｓ＋Ｐ
であり、Ｓ＝Ｐ／５、すなわちＳ＝０．５Ｄの特殊な場合については、
Ｐ′＝１．６Ｐ
である。
図１９、２０はらせん状の歯に関する。この歯はロックブッシュの回転方向にかつ伝達すべき力の方向に下り勾配となっている。図１９、２０では更に、１Ｐあたり歯を二列形成した例を示している。すなわち、Ｓ＝０．５Ｐ−２Ｄである。回転ねじのピッチＰ′が上り勾配となっていることから出発すると、ロックブッシュの送りＸは、内歯と外歯の間の歯側部の遊びＳのほぼ半分から歯のピッチＰの６分の１を差し引いた寸法に一致する。すなわち、
Ｐ′／６＝０．５Ｓ−Ｐ／６      または    Ｐ′＝３Ｓ−Ｐ
であり、Ｓ＝Ｐ／１０、すなわちＤ＝Ｐ／５の特殊な場合については、
Ｐ′＝０．７Ｐ
である。
この場合、マイナス符号は、回転ねじ５０が同様に下り勾配となっていることを意味する。
図２１は型締ユニット１０の油圧式制御装置のブロック線図である。４／３ポート−比例弁１００の第１の作動出口Ａは２／２ポート−切換え弁１０２1、１０２2を介して、４個のパワーシリンダ２８の各々の第１の圧力室３０に接続されている。コントローラ１０３によって制御される４／３ポート−比例弁１００は、閉鎖過程で、その出口Ａを介して４個のパワーシリンダ２６の第１の圧力室３０内の閉鎖圧力を、閉鎖力設定値１０４によって制御する。４／３ポート−比例弁１００の出口Ｂは４個のパワーシリンダ２６の各々の第２の圧力室３１に直接接続されている。
閉鎖ダイ２０は位置センサ１０５を備えている。この位置センサは軸コントローラ１０６に接続されている。各々のパワーシリンダ２６のピストン２８には位置センサ１０８が付設されている。この位置センサ１０８の出力信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は同様に、軸コントローラ１０６の入力量である。参照数字１１０は射出成形金型の長さ“１”の入力単位、すなわち閉鎖ダイ２０と射出ダイ１４の間の軸方向間隔のための入力単位を示す。この長さ“１”は軸コントローラ１０６の出力１１２が２個のスライドシリンダ２５を制御することにより、出力１１２を介して軸コントローラ１０６によって調節される。
第１の角度位置から第２の角度位置にロックブッシュ３４を回転させる前に、内歯の歯は軸方向においてロックスリーブ３４の外歯の歯の間に正確に位置決めされる。それによって、ロックブッシュ３４を第２の角度位置に回転させる際に、内歯が外歯に正しくかみ合うことができる。調節された長さ“１”と関係なくこの歯の軸方向の位置決めを可能にするために、ピストン２８の静止位置は調節された長さ“１”によって、設定された基準位置の周囲のある範囲（−０．５Ｐ；＋０．５Ｐ）に油圧によって決定される。換言すると、ロックブッシュ３４は量ｙ（この場合、−０．５Ｐ＜ｙ＜＋０．５Ｐ）基準位置について軸方向に変位される。４個のピストン２８のすべての実際位置は軸コントローラ１０６内で、演算された目標位置と比較される。軸コントローラ１０６は出力部Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４を介して２／２ポート切換え弁を制御する。ピストン２８の測定された実際位置が設定された目標位置に一致すると、２／２ポート弁１０２が作動する。この制御は、内歯と外歯のピッチとは関係なく、長さ“１”の連続的な調節をほとんど損失なしで可能にする。更に、前記の制御のために比例弁は１個だけでよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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