(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動金型を有し前後進可能に配設された可動プラテンと、前記可動プラテンに対向して配設された固定金型を有する固定プラテンと、前記固定プラテンと固定金型間にあって固定金型を取付ける金型取付板と、前記固定プラテンに設けられた凹部に嵌着されたシリンダと、前記シリンダ内に遊嵌配設されて前記金型取付板に向け突出可能なスライド部材と、前記スライド部材と前記シリンダの底板間に配設されるとともに圧力給排に応じて膨縮することにより前記スライド部材を介して前記可動、固定金型間を型締可能な伸縮袋と、前記スライド部材の端部近傍の外周に凹設した空間部に装填され、前記伸縮袋の膨張時に前記伸縮袋の膨張力により押圧されることにより、前記スライド部材と前記シリンダの隙間を閉塞可能な柔軟性保護部材と、
を具備して構成されたことを特徴とする型締装置の加圧機構。
【請求項２】
前記柔軟性保護部材は、方形断面の隅所に硬質の補強部を具有してなる繊維素材製の軟質ピストンリングとして形成されている請求項１に記載の型締装置の加圧機構。
【請求項３】
前記柔軟性保護部材は硬質のバックアップリングと前記伸縮袋と隣接した軟質のピストンリングとを重畳配設して構成されていることを特徴とする請求項１記載の型締装置の加圧機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機やダイカスト成形機などの型締装置に係わり、従来大型型締装置に用いられる油圧駆動方式と小型型締装置に用いられる電動駆動方式とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド型締装置において省エネ性を大幅に改善する型締装置の加圧機構を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機、ダイカストマシンなどに用いられる直圧式型締装置では、成形サイクルを短縮するために型の開閉を高速で行う必要があり、一方、成形圧に抗するために強力な型締力を必要とする。このような条件を満足するために、この種直圧式型締装置の機構は一般的に複雑であり、また種々のタイプのものがある。
【０００３】
図９はブースターラム式の型締開閉装置を示す。この型締開閉装置は、固定プラテン５ａ、可動プラテン５ｂを備え、当該可動プラテン５ｂの背部において型締シリンダ１内に型締ラム２を摺合し、この型締ラム２のシリンダ内に早送りラム３に設けた油路３ａから型閉じ用の圧油を供給するようになっている。すなわち、高速型閉じは早送りラム３から型締ラム２のシリンダ２ａ内に圧油を供給して行い、強力型締は型締シリンダ１の後部油室１ａに圧油を供給して行い、型開きは型締シリンダ１の前部油室１ｂに圧油を供給して行う。なお、４はプレフィルバルブである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の型開閉装置には種々の問題がある。すなわち、図９に示すブースターラム式のものでは、型開きを型締シリンダ１の前部油室で行うものであるので、型締シリンダ１のシリンダ内面の全面の精度が要求され、しかも径が大きいこともあって、精密加工が容易でなく、加工コストが高くなるという問題点を有する。またこのような型開き用として大径の型締シリンダを利用するものにあっては、ダイカストマシンや射出成形機の装置の全長が長くなり、小スペースの場所に設置することが困難であるといった問題がある。
【０００５】
このような問題点を解決するために、特開平１０−９４８６４号では、図１０および図１１に示すように、複数個の隅部にタイロッド６が設けられている固定プラテン８に金型取付板１０を重ね合わせて支持させるとともに、前記金型取付板１０側へ開口したシリンダ孔１２を前記固定プラテン８に設けている。さらにシリンダ孔１２と摺動自在に嵌合するラム１４が設けられ、油圧を封入した密閉袋１６（図１１参照）を内蔵させ、前記密閉袋１６内の油圧の増圧によりラム１４を介して前記金型取付板１０を固定金型１８側へ押圧する押圧力を付加するようになっている。
【０００６】
しかしながら、前述した密閉袋１６を用いると、密閉袋１６内に圧油を供給して密閉袋１６を膨張してラム１４を押圧した場合あるいは密閉袋１６内から圧油を排出し、ラム１４の後退により同密閉袋１６を収縮する場合に、密閉袋１６の拡縮による繰返し使用により、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、密閉袋１６の一部が固定プラテン８とラム１４との間のクリアランスＨ１に押込されてしまい、ついには長期使用中に密閉袋１６の破損を来すに至るといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、ダイカストマシンや射出成形機などの装置の全長をできるだけ短くし、設置場所をとることなく、型締を素早く行うことができるとともに耐久性に優れた型締装置の加圧機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の発明では、型締装置の加圧機構を可動金型を有し前後進可能に配設された可動プラテンと、前記可動プラテンに対向して配設された固定金型を有する固定プラテンと、前記固定プラテンと固定金型間にあって固定金型を取付ける金型取付板と、前記固定プラテンに設けられた凹部に嵌着されたシリンダと、前記シリンダ内に遊嵌配設されて前記金型取付板に向け突出可能なスライド部材と、前記スライド部材と前記シリンダの底板間に配設されるとともに圧力給排に応じて膨縮することにより前記スライド部材を介して前記可動、固定金型間を型締可能な伸縮袋と、前記スライド部材の端部近傍の外周に凹設した空間部に装填され、前記伸縮袋の膨張時に前記伸縮袋の膨張力により押圧されることにより、前記スライド部材と前記シリンダとの隙間を閉塞可能な柔軟性保護部材とを具備した構成として伸縮袋の膨張に伴うスライド部材の突出により金型取付板を介して可動金型と固定金型との間に型締用の加圧力を作用させ、かつ伸縮袋の隙間侵入を柔軟性保護部材のシール作用によって阻止し、同伸縮袋を保護するようにしたものである。
さらに、第１の発明に係る第２の発明では、前記シール部材は、方形断面の隅所に硬質の補強部を具有してなる繊維素材製の軟質ピストンリングとして形成し、保護部材の耐久性と所要に応じて交換の簡単化とを図ったものである。
また、第１の発明に係る第３の発明では、前記シール部材を硬質のバックアップリングと前記伸縮袋と隣接して配設した軟質のピストンリングとからなる重畳配設してスライド部材の円滑な摺動を図った。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る型締装置の加圧機構の具体的な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図５に示すように、マシンベース５９の一端部上に固定プラテン５２が基部をキー止めされて立設されており、一方、固定プラテン５２に対して進退可能な可動プラテン５４が固定プラテン５２と対向して立設されている。可動プラテン５４の垂直平面の隅部に穿設された貫通穴５４ａの段付き部分にはボールナット７３が設けられ、ボールナット７３と螺合するねじ部７２ａを有するボールねじ部材７２の軸端は、固定プラテン５２の上面に載設される型開閉駆動用のサーボモータ７１の出力軸に同心に接続されており、サーボモータ７１の正逆両方向の駆動を制御することによりボールねじ部材７２の送り作用を介して可動プラテン５４がガイドシュー６６と一体となって固定プラテン５２に対する遠近方向に進退し、したがって可動プラテン５４に取付けられた可動金型８４が固定金型８２に対して開閉移動されるようになっている。
【００１１】
固定プラテン５２、可動プラテン５４および固定プラテン５２が取付けられる金型取付板として設けられる後述の加圧プレート５６をそれぞれ貫通するタイロッド６１の一端はエンドプレート５８によって所定の間隔に連結されるとともに回り止め金具６７で回転不可能に固定され、他端のねじ部６１ａはそれぞれタイロッドナット６２と螺合されている。
該タイロッドナット６２にはサーボモータ６９によりベルトを介して回動されるタイロッドナット回転部材６３が設けられており、さらにタイロッドナット６２の段部に覆設されるタイロッドナット押え金具６４は固定プラテン５２にボルト止めされ、タイロッドナット押え金具６４と固定プラテン５２とで囲まれるタイロッドナット６２が回動するための間隔を確保している。
【００１２】
タイロッド６１の中間部外周面にはそれぞれリング溝６１ｂが複数個刻設されており、一方、可動プラテン５４の反金型取付面側、つまり金型取付面と反対側の端面に設けられたハーフナット５５の内周面にはそれぞれ上記リング溝６１ｂの適所に噛合可能な内周突起が刻設されている。
前述のように可動プラテン５４および可動金型８４を開閉移動中ではハーフナット５５を半割状態に保持されているが、固定金型８２と可動金型８４とを型閉じしたのちナットシリンダ６８を作動させてハーフナット５５を閉じることにより、ハーフナット５５の内周突起をそれぞれリング溝６１ｂに噛合させて可動プラテン５４とタイロッド６１とを係合状態に保持するようになっている。
【００１３】
上述のように可動プラテン５４とタイロッド６１とを係合状態に保持するためには、固定金型８２と可動金型８４とを型閉じした状態において、前記各リング溝６１ｂの位置がハーフナット５５の内周突起に噛合する適正な位置に一致していなければならない。したがって、金型を交換した際には、成形に先立って金型厚さ（ダイハイト）に応じてタイロッド６１を軸方向に移動させて、各リング溝６１ｂの位置がハーフナット５５の内周突起に噛合するよう調整する、いわゆるダイハイト調整が必要となっている。
【００１４】
図５に示すような型締装置５０では、ダイハイト調整時にタイロッドナット回転部材６３を４個連動して回動させると、４本のタイロッド６１は固定プラテン５２に対して軸方向に移動させられ、固定プラテン５２の外側に突出しているねじ部６１ａの長さが変わる構成となっている。図５中の太線の矢印はダイハイト調整時のタイロッド６１の動作内容を表すものであり、タイロッドナット６２の回転にしたがって、タイロッド６１自体は回動することなくダイハイト調整代に相当する長さだけ軸方向に移動することを示している。なお、図５において、参照番号６０は、固定、可動金型８２、８４の離型後に金型中から成形品を押し出す押出装置を示している。
【００１５】
次に、型閉じされた固定金型８２と可動金型８４に型締力を作用させる機構を説明する。
前記固定プラテン５２の反タイロッドナット６２側垂直面の中央部には有底凹部状の受圧室５２ａが刻設されており、受圧室５２ａの底部側には伸縮性材料からなる中空状の液圧室を内部に形成したブラダ（伸縮袋）５１が収納され、さらに受圧室５２ａの開口部側には前端を押圧面としたスライド部材（以下、単にスライド入子と記載する）５３が摺動自在に係合され、受圧室５２ａとスライド入子５３で囲まれる空間内に上記ブラダ（伸縮袋）５１を隙間なく閉じ込める構成となっている。
【００１６】
前記スライド入子５３において、ブラダ５１と対面した端面とは反対側の端面は加圧プレート５６に接続されており、加圧プレート５６の４隅に穿設されたタイロッド穴には前記タイロッド６１が貫通されるとともに、加圧プレート５６の反スライド入子５３側垂直面の中央部には固定金型８２が取付けられている。さらに、加圧プレート５６の金型取付面側から穿設された複数の段付き貫通穴５６ａの大径部には圧縮コイルばね５７が収納されており、圧縮コイルばね５７を介して加圧プレート５６を連結するボルトが貫通穴５６ａの小径部を貫通して前記固定プラテン５２に螺合されている。
【００１７】
ここで図６に示すように、ブラダ５１の内部には油タンク１００からポンプ８８を介して作動油を充満可能となっており、内圧により膨張したブラダ５１がスライド入子５３の背面を押圧する力が型締力として加圧プレート５６に伝達されるようになっている。
【００１８】
一方、ブラダ５１内部に封入された作動油を適宜の切換弁（図示なし）を介して油タンク１００側へ還流し、圧力を低下させると、圧縮コイルばね５７の復元力により固定金型８２、加圧プレート５６およびスライド入子５３の位置を自動的に型締力作用前の位置に戻すようになっている。
【００１９】
このように、射出成形機やダイカスト成形機などの型締装置５０の固定プラテン５２に刻設された受圧室５２ａに収納されたブラダ５１の内部に封入された作動油の圧力を制御することにより、加圧プレート５６と可動プラテン５４とで挟持された固定金型８２および可動金型８４に作用する型締力を制御可能な型締機構が得られ、前述のボールねじ駆動式の型開閉駆動機構と相俟って省エネ性と制御精度に優れ、しかも構造がシンプルで耐久性に優れたクリーンな型締装置が得られる。
【００２０】
次に、本発明の型締装置の加圧機構を図１および図５を参照して説明する。図５に示すように、固定プラテン５２の垂直平面には、４隅のロッド孔をタイロッド６１に摺動自在に嵌合させた方形板状の加圧プレート（金型取付板）５６が接離可能に重ねられており、固定プラテン５２の加圧プレート５６との対向面にシリンダ孔５２ａが設けられ、同加圧プレート５６に向けて開口して設けられている。このシリンダ孔５２ａ内には底板４２、シリンダ４４、ブラダ５１、スライド入子５３等が配設され、また底板４２を貫通する油圧導入口４６が配設されて型締装置の加圧機構４０が構成されている。
【００２１】
図１に示すように、この型締装置の加圧機構４０は、シリンダ孔５２ａに嵌着されてボルト止めされた円筒状のシリンダ４４と、シリンダ４４の内孔に摺動自在に嵌合されたスライド入子５３とを備え、このスライド入子５３の下方はブラダ（伸縮袋）５１の膨張時に十分当接し得るようになっている。また、シリンダ４４における底板４２に穿設された油圧導入口４６を介してブラダ５１の内部に圧油を導入し、圧油で発生したブラダ５１内の押圧力Ｆがスライド入子５３にスムーズに伝達され、固定プラテン５２と可動プラテン５４間の型締力を付与するようになっている。
【００２２】
また、本実施形態に用いたブラダ５１としては、例えば、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような耐油性に優れた可撓性のものが好ましく、厚みはスライド入子５３の径の大小によって変わるが例えば、２〜５ｍｍが望ましい。さらに、本実施形態では、コンパクトなブラダ５１を固定プラテン５２と接触して設け、この圧油をブラダ５１内に封入した形になっているため、金型取付板５６を介して固定金型８２に型締金型８２に型締力を付与可能となっている。
【００２３】
特に、ブラダ５１の内部に圧油を給排すると、図１２に示したように、従来技術による密閉袋１６の場合はその袋の拡縮に伴って密閉袋１６の角部の一部が固定プラテン８とラム１４間の隙間に侵入してしまうことになり、このような現象下では、固定プラテン８とラム１４間の隙間に侵入した部分の密閉袋１６は拡縮により次第に脆弱化し、射出成形機またはダイカストマシンなどの運転中に破損することがあった。
このような不都合を排すべく、本発明では、図３に示すように、ブラダ５１の角部がシリンダ４４とスライド入子５３との間の隙間に侵入しないように、保護材としてスライド入子５３のブラダ５１側の外周部を断面Ｌ字状に刻設し、ここにピストンリング４８とバックアップリング４９を重畳的に挿入、配設したものである。
【００２４】
本実施形態では、前記ピストンリング４８としては、例えば、テトラフルオロエチレン繊維を編込みしたリング状のものをブラダ５１と隣接するようにして配設してある。このようなピストンリング４８を用いた場合、図３（ａ）に示すようにブラダ５１内に圧油を導入する前では、ブラダ５１は膨張していないことからピストンリング４８とスライド入子５３またはブラダ５１間のクリアランスＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が保持された状態となっている。
【００２５】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ブラダ５１内に圧油を導入した場合、ブラダ５１は膨張してピストンリング４８を押圧し、スライド入子５３とブラダ５１間のクリアランスＬ０が零となると共に、ピストンリング４８の上下左右のクリアランスＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４も零となる。このようなテフロン繊維を編込みしたリング状のものを使用すると、ブラダ５１の膨張により前記隙間が無くなるためブラダ５１の一部が拡縮して差し込まれ、最後にはブラダ５１が破損するといった現象が無くなる。また、ピストンリング４８は柔軟なため、ゴム製のブラダ５１を傷付けにくい利点を有する。
【００２６】
図４に示すように、４隅あるいは１隅に補強部４８ｂを持つ保護材としてのピストンリング４８ａを用いれば、同ピストンリング４８ａの形くずれが防止されるので、クリアランスＬ１〜Ｌ４の密閉度を高め得ると同時にシリンダ４４とスライド入子５３との間の隙間Ｓ１へのピストンリング４８ａの隅部の侵入を防止でき、該ピストンリング４８ａの破損保護を図ることが可能であると共にスライド部材５３の円滑な前後進動作を可能にする。しかも、バックアップリング４９の配設を省略することができ、コトス低減を図ることができる。
【００２７】
以上のように構成された射出成形機やダイカストマシンの動作を以下に説明する。
【００２８】
型開き状態から固定プラテン５２に設けられているサーボモータ７１を駆動するとボールねじ部材７２が回動される。固定金型８２に対して可動金型８４が接近し、可動金型８４が固定金型８２に接触し型閉じが行われる。このような型閉じ状態下では各リング溝６１ｂがハーフナット５５と噛合することとなる。したがって、金型を交換した場合は金型厚さ（ダイハイト）が変わるため、成形に先立ちサーボモータ６９を回動すると各タイロッドナット回転部材６３間に張架されたベルトを介して各タイロッド６１が軸方向に移動し、固定プラテン５２の外側に突出しているねじ部６１ａの長さが変わるのである。
【００２９】
次いで、ポンプ８８を介して油圧導入口４６からブラダ５１内に圧油を導入すると、ブラダ５１は膨張し、スライド入子５３を金型取付板５６側に押圧することとなり、型締めが行われる。本実施形態では、図３に示すように、ブラダ５１の膨張に伴ってブラダ５１の一部がシリンダ４４とスライド入子５２間の隙間に差し込まれ繰り返し動作によって破損しないように、各隙間Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を軟質状のピストンリング４８が隙間を塞ぐことになる。また、硬質のバックアップリング４９は押圧され変形したピストンリング４８がシリンダ４４とスライド入子５３の隙間Ｓ１を塞ぐことがないようになる。なお、本実施形態では、ブラダ５１の形状を限定するものではなく、図７に示すリング形状でも良い。または図８に示す円形状のブラダを複数装着しても良い。
【００３０】
所定時間の型締が完了するとブラダ５１の圧力抜きが行われブラダ５１内の圧油は開放され、付与された型締力は零となり、金型取付板５６を押圧しているスライド入子５３は元の位置まで戻る。この後、各リング溝６１ｂがハーフナット５５との噛合を解除される。固定金型８２と可動金型８４との型閉じ状態でサーボモータ７１を駆動軸するボールねじ部材７２が回動され、可動金型８４は最初の位置まで後退し、型開きが行われる。この後、製品の取り出しが行われ、１サイクルが完了する。
なお、上述の実施形態においては、ブラダ５１内を中空状の液圧室に形成して油圧導入口４６から圧油を導入し、同ブラダ５１を膨張させることによって、スライド入子５３の突出を介して加圧プレート５６に加圧力を作用させ、固定、可動金型８２、８４間の型締力を得る構成を有するが、ブラダ５１内に予めブラダ中空室と同形状の外形を有した中子を装填し、該中子中を貫通する油路を介してブラダ５１内に圧油を供給し、かつ排出する実施形態とした場合にも、上述実施形態と同様に、柔軟性保護部材を形成するピストンリング４８、バックアップリング４９を配設してブラダ５１の膨張時におけるブラダ隅部の保護を図り、かつスライド入子５３の進退動作の円滑化を図り得ることが可能なことは容易に理解できよう。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明では、可動金型を有し前後進可能に配設された可動プラテンと、前記可動プラテンに対向して配設された固定金型を有する固定プラテンと、前記固定プラテンと固定金型間にあって固定金型を取付ける金型取付板と、前記固定プラテンに刻設された凹部と前記金型取付板との間に遊嵌配設されたスライド入子と、前記スライド入子と前記固定プラテンの凹部間に前記金型の型締を行う伸縮性材料からなる中空構造のブラダと、前記スライド入子の外周近傍に凹部状の空間部を設けて軟質状のピストンリングと硬質状のバックアップリングからなるシール部材を挿入したことにより、装置の全長が短縮され、また圧油の給排に伴って拡縮する際に、ブラダが隙間に差し込まれることがなくなるため、ブラダの耐久性が大幅に向上し、装置の信頼度が大幅に改善された。
【図面の簡単な説明】
【図１】型締装置の加圧機構の断面図である。
【図２】型締装置の加圧機構の拡大断面図である。
【図３】シール部材によるブラダの保護状態を示す説明図であり、（ａ）は圧油供給によるブラダの加圧前の状態を示し、（ｂ）は同加圧後の状態を示した説明図である。
【図４】図３に類似したシール部材によるブラダの保護状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る型締装置の全体構成図である。
【図６】ブラダへの圧油供給装置図である。
【図７】図５のＡ−Ａから見たリング状のブラダを示す正面である。
【図８】図５のＡ−Ａから見た円形状のブラダを複数装着した状態を示す正面図である。
【図９】従来の直圧式型締装置の全体図である。
【図１０】従来の固定プラテンに密閉袋を組み込んだ型締装置の全体図である。
【図１１】従来の型締装置の加圧機構の断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は従来の加圧機構において、密閉袋が隙間に侵入する過程を説明した部分拡大断面図である。
【符号の説明】
４０…型締装置の加圧機構
４２…底板
４４…シリンダ
４６…油圧導入口
４７…外周凹部
４８…ピストンリング（保護材）
４８ｂ…補強部
４９…バックアップリング
５０…型締装置
５１…ブラダ
５２…固定プラテン
５２ａ…シリンダ孔
５３…スライド入子
５４…可動プラテン
５４ａ…貫通穴
５５…ハーフナット
５６…金型取付板
５７…圧縮コイルばね
５９…マシンベース
６１…タイロッド
６１ａ…ねじ部
６１ｂ…リング溝
６３…タイロッドナット回転部材
６４…タイロッドナット押え金具
６７…回り止め金具
６８…ナットシリンダ
６９…サーボモータ
７１…サーボモータ
７２…ボールねじ部材
７２ａ…ねじ部
７３…ボールナット
８２…固定金型
８４…可動金型
８８…ポンプ
１００…油タンク
【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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