专利名称：合模装置及合模方法
技术领域：
本发明涉及合模装置及合模方法。
背景技术：
以往成形机、例如注射成形机具备注射装置、金属模装置及合模装置，将树脂从注射装置的注射嘴射出并填充到金属模装置的腔体空间中，使其固化来得到成形品。而且上述金属模装置具备固定金属模及可动金属模，通过使上述合模装置动作、使可动金属模相对于固定金属模进退，能够进行闭模、合模及开模。
上述合模装置具备安装有上述固定金属模的固定台板、安装有上述可动金属模的可动台板、电动式马达、连结在该马达的输出轴上的滚珠螺杆轴、以及与该滚珠螺杆轴螺合的滚珠螺母构成的滚珠螺杆、与上述滚珠螺母连结的十字结联轴节、配设在该十字结联轴节和可动台板之间的肘节机构等，通过驱动上述马达使十字结联轴节前进，使上述肘节机构伸展，来进行闭模及合模。
但是，在上述结构的合模装置中，为了产生合模力而使用肘节机构，所以弯曲力矩作用在可动台板上，在可动台板的金属模安装面上发生应变。
此外，由于通过使肘节机构伸展来进行合模，所以难以控制合模力。
于是，人们提供了一种合模装置(例如参照特许文献1)，其具备电动式马达及电磁铁，在闭模及开模的动作中利用马达的转矩，在合模的动作中利用电磁铁的吸引力。
在该合模装置中，与固定台板隔开规定的间隔而配设有后台板，可动台板沿着架设在上述固定台板与后台板之间的连接杆进退自如地配设。而且在上述后台板的背面上固定有电磁铁，在上述后台板的后方进退自如地配设有吸引板，并且连杆机构配设在吸引板与可动台板之间，能够通过驱动旋转型马达而使该连杆机构伸缩，并使可动台板进退，从而进行模的开闭。
因此，在通过驱动上述马达使连杆机构伸展而进行闭模后，通过驱动上述电磁铁而吸引吸引板，便能够进行合模。在此情况下，为了产生合模力而使用电磁铁，所以没有弯曲力矩作用在可动台板上，在可动台板的金属模安装面上不会发生应变。此外，能够容易地控制合模力。
但是，在上述以往的合模装置中，需要在马达与可动台板之间配设多个部件，不能充分提高可动台板的位置精度。
特许文献1特许第3190600号公报发明内容本发明的目的在于解决上述以往的合模装置的问题，提供一种能够充分提高模开闭的精度的合模装置及合模方法。
为此，在本发明的合模装置中，具有第1固定部件，安装有固定金属模；第1可动部件，与该第1固定部件相对置而配设，安装有可动金属模；第2可动部件，随着该第1可动部件的进退而进退；合模力传递部件，连结上述第1、第2可动部件；模开闭用的驱动部，使上述第1可动部件进退而进行模开闭。
而且该模开闭用的驱动部与上述合模力传递部件至少一部分重叠(overlap)。
在本发明的其它合模装置中，上述模开闭用的驱动部及合模力传递部件还具有同一轴心。
在本发明的其它合模装置中，上述模开闭用的驱动部与合模力传递部件还相互非对称地配设。
在本发明的其它合模装置中，上述模开闭用的驱动部还沿着独立于连接杆的导引部件配设。
在本发明的其它合模装置中，在上述第1、第2可动部件间还配设有第2固定部件。而且在该第2固定部件及上述第2可动部件上配设有通过电磁铁产生合模力的合模用的驱动部。
在本发明的其它合模装置中，上述合模力传递部件贯通第2固定部件而延伸。
在本发明的其它合模装置中，上述合模力传递部件还是配设在第2固定部件与第1可动部件之间的连杆装置。
在本发明的其它合模装置中，上述模开闭用的驱动部还是线性马达。
在本发明的其它合模装置中，在上述第1可动部件上还配设有模厚调节用的驱动部。
在本发明的其它合模装置中，在上述第2固定部件上还配设有模厚调节用的驱动部。
在本发明的其它合模装置中，上述模开闭用的驱动部还配设在第1、第2可动部件中的至少一个与框架之间。
在本发明的其它合模装置中，在上述模开闭用的驱动部与第1、第2可动部件中的至少一个之间还配设有可动部件支撑部。
本发明的合模方法可应用于如下的合模装置中，该合模装置具有第1固定部件，安装有固定金属模；第1可动部件，与该第1固定部件相对置而配设，安装有可动金属模；第2可动部件，随着该第1可动部件的进退而进退；合模力传递部件，连结上述第1、第2可动部件；模开闭用的驱动部，使上述第1可动部件进退而进行模开闭；以及合模用的驱动部，使上述第2可动部件前进而进行合模；而且该模开闭用的驱动部与上述合模力传递部件至少一部分重叠。
而且通过驱动上述模开闭用的驱动部进行闭模及开模，通过驱动上述合模用的驱动部进行合模。
根据本发明，在合模装置中，具有第1固定部件，安装有固定金属模；第1可动部件，与该第1固定部件相对置而配设，安装有可动金属模；第2可动部件，随着该第1可动部件的进退而进退；合模力传递部件，连结上述第1、第2可动部件；模开闭用的驱动部，使上述第1可动部件进退而进行模开闭。
而且该模开闭用的驱动部与上述合模力传递部件至少一部分重叠。
在此情况下，能够缩短合模装置的全长。
进而，由于模开闭用的驱动部与合模用的驱动部相互独立，所以能够将模开闭用的驱动部与第1可动部件直接连结。因此，能够充分提高模开闭的精度。
图1表示本发明的第1实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
图2表示本发明的第1实施方式的金属模装置及合模装置在开模时的状态。
图3表示本发明的第2实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
图4表示本发明的第3实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
图5表示本发明的第4实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
图6表示本发明的第5实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
图7是图6的X-X剖视图。
图8是图6的Y-Y剖视图。
图9是图6的Z-Z剖视图。
图10表示本发明的第6实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
图11是图10的A-A剖视图。
图12是图10的B-B剖视图。
图13是图10的C-C剖视图。
图14表示本发明的第7实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
符号说明10合模装置11固定台板12可动台板13后台板15固定金属模16可动金属模22吸引板28、128线性马达39、139、239杆具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，在本实施方式中，对于合模装置，以进行闭模时的可动台板的移动方向为前方、以进行开模时的可动台板的移动方向为后方，对于注射装置，以进行注射时的螺杆的移动方向为前方、以进行计量时的螺杆的移动方向为后方，进行说明。
图1表示本发明的第1实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态，图2表示本发明的第1实施方式的金属模装置及合模装置在开模时的状态。
在图中，10是合模装置，Fr是注射成形机的框架，Gd是铺设在该框架Fr上而构成导轨、作为支撑并导引合模装置10的第1导引部的2根导引部(在图中，只表示了2根导引部Gd中的1根)，11是载置在该导引部Gd上、作为相对于上述框架Fr及导引部Gd固定的第1固定部件的固定台板，与该固定台板11隔开规定的间隔、并且与固定台板11对置而配设有作为第2固定部件的后台板13，在上述固定台板11与后台板13之间架设有4根作为连结部件的连接杆14(在图中，只表示了4根连接杆14中的2根)。另外，上述后台板13载置在上述导引部Gd上，使其能够随着连接杆14伸缩而相对于导引部Gd稍稍移动。
而且沿着上述连接杆14，与固定台板11对置而沿模开闭方向进退自如地配设有作为第1可动部件的可动台板12。为此，在上述可动台板12的与连接杆14对应的部位上形成有用来使连接杆14贯通的未图示的导引孔。
在上述连接杆14的前端部上形成有未图示的第1螺纹部，上述固定台板11与连接杆14通过使上述第1螺纹部与螺母n1螺合而被固定。此外，在上述各连接杆14的后方的规定部分上，比连接杆14外径小的作为第2导引部件的导引柱21从后台板13的背面朝向后方突出，并且与连接杆14一体地形成。而且在后台板13的背面附近形成有未图示的第2螺纹部，上述固定台板11与后台板13是通过使上述第2螺纹部与螺母n2螺合而固定的。在本实施方式中，使导引柱21与连接杆14一体地形成，但也可以将导引柱21与连接杆14分体地形成。
此外，分别在上述固定台板11上固定有作为第1金属模的固定金属模15、在上述可动台板12上固定有作为第2金属模的可动金属模16，由固定金属模15及可动金属模16构成金属模装置19。而且随着上述可动台板12的进退，固定金属模15与可动金属模16接触或分离，从而进行闭模、合模及开模。
另外，随着合模的进行，在固定金属模15与可动金属模16之间形成未图示的腔体空间，将从注射装置17的注射嘴18注射出的作为成形材料的未图示的树脂填充到上述各腔体空间中。在此情况下，由固定金属模15与可动金属模16形成一个腔体空间，由金属模装置19进行1个产品的成形。
此外，如果在腔体空间中填充树脂后，将金属模装置19冷却，使腔体空间内的树脂冷却并固化，则进行开模。此时，使配设在可动台板12的背面上的顶出装置55动作，未图示的顶出销从可动金属模16突出，能够将成形品取出。
而且与上述可动台板12平行地配设的作为第2可动部件的吸引板22在比后台板13靠后方沿着上述各导引柱21进退自如地配设，受导引柱21导引。另外，在上述吸引板22上，在与各导引柱21对应的部位上，形成有用来贯通导引柱21的导引孔23。该导引孔23包括大径部24，在后台板13侧开口，且收纳着滚珠螺母n2；以及小径部25，在吸引板22的背面侧开口，具有允许导引柱21滑动的滑动面。在本实施方式中，吸引板22受导引柱21导引，但也可以不仅由导引柱21、还由导引部Gd导引吸引板22。
为了使上述可动台板12进退，将作为第1驱动部的、且作为模开闭用的驱动部的线性马达28独立于上述连接杆14并沿着导引部Gd配设在可动台板12与框架Fr之间。上述线性马达28具备与上述导引部Gd平行且对应于可动台板12的移动范围而配设在上述框架Fr上的作为第1驱动元件的定子29、以及与上述定子29对置且遍及规定的范围配设在可动台板12的下端上的作为第2驱动元件的可动子31。
该可动子31具备朝向定子29突出且以规定的间距形成多个磁极齿33的铁芯34、以及卷装在各磁极齿33上的线圈35。另外，上述磁极齿33沿垂直于可动台板12的移动方向的方向相互平行地形成。而且上述定子29具备未图示的铁芯、及在该铁芯上延伸而形成的未图示的永久磁铁，该永久磁铁是通过使N极及S极的各磁极交替地、且以与上述磁极齿33相同的间距磁化而形成的。
因此，如果通过对上述线圈35供给规定的电流而驱动线性马达28，则使可动子31进退，随之使可动台板12进退，从而能够进行闭模及开模。
而且当设上述定子29的长度为Lp、设可动子31的长度为Lm、可动台板12的行程为Lst时，上述长度Lm对应于线性马达28的最大推进力而设定，上述Lp为，Lp＞Lm+Lst。
即，上述可动子31为了确保上述长度Lm而使前端比可动台板12的前端面向前方突出规定的量、使后端比可动台板12的后端面向后方突出规定的量而配设。而且上述固定子29配设为，使前端比将可动台板12及可动金属模16置于前进极限位置时的铁芯34的前端向前方稍稍突出，使后端比将可动台板12及可动金属模16置于后退极限位置时的铁芯34的后端向后方稍稍突出。
另外，在本实施方式中，在定子29中配设永久磁铁、在可动子31中配设线圈35，但也可以在定子中配设线圈、在可动子中配设永久磁铁。在此情况下，随着驱动线性马达28，线圈并不移动，所以能够容易地进行用来对线圈供给电力的配线。
如果使上述可动台板12前进、使可动金属模16抵接在固定金属模15上，则进行闭模，接着进行合模。而且为了进行合模，在后台板13与吸引板22之间配设有作为第2驱动部的、且作为合模用的驱动部的电磁铁单元37。而且为了在闭模及开模时与可动台板12的进退联动而使吸引板22进退、在合模时将由电磁铁单元37产生的合模力传递给可动台板12，将可动台板12与吸引板22连结的作为合模力传递部件的杆39被配设成，进退自如地且在轴向上与上述线性马达28至少一部分重叠。另外，上述线性马达28与杆39相互非对称地配设。
另外，由固定台板11、可动台板12、后台板13、吸引板22、线性马达28、电磁铁单元37、杆39等构成合模装置10。
上述电磁铁单元37由配设在后台板13侧的作为第1驱动部件的电磁铁49、以及配设在吸引板22侧的作为第2驱动部件的吸引部51构成，该吸引部51形成于上述吸引板22的前端面的规定部分上，在本实施方式中，形成于在吸引板22上包围杆39、且与电磁铁49对置的部分上。此外，在后台板13的背面的规定部分在本实施方式中比上述杆39稍靠上方及下方、沿水平方向延伸而相互平行地形成有两个槽45，在各槽45间形成具有矩形形状的铁芯46、在其它部分上形成磁轭47。并且在上述铁芯46上卷装着线圈48，形成上述电磁铁49。
另外，上述铁芯46及磁轭47、以及吸引板22是通过层叠由强磁性体构成的薄板而形成的，构成电磁层叠钢板。
在本实施方式中，与后台板13分开形成了电磁铁49，与吸引板22分开形成了吸引部51，但也可以作为后台板13的一部分而形成电磁铁、作为吸引板22的一部分而形成吸引部。
因此，在电磁铁单元37中，如果对上述线圈48供给电流，则电磁铁49被驱动，能够将吸引部51吸引而产生上述合模力。
而且上述杆39在后端部上与吸引板22连结，在前端部上与可动台板12连结而配设，在闭模时随着可动台板12前进而前进，从而使吸引板22前进，在开模时随着可动台板12后退而后退，从而使吸引板22后退。
为此，在上述后台板13的中央部分上形成用来使杆39贯通的孔41、以及在上述吸引板22的中央部分上形成用来使杆39贯通的孔42，靠近上述孔41的前端部的开口，配设有滑动自如地支撑杆39的轴套等轴承部件Br1。此外，在上述杆39的后端部上形成有螺纹43，使该螺纹43与相对于吸引板22旋转自如地被支撑的螺母44螺合。
而且在本实施方式中，如上所述，在上述金属模装置19中形成有一个腔体空间而进行1个产品的成形，所以腔体空间形成于可动台板12的大致中央。因此，上述顶出装置55也优选地配设在可动台板12的背面的中央部分上，所以在杆39内形成用来收纳顶出装置55的空间56。
在闭模结束的时刻，使吸引板22与后台板13接近，在后台板13与吸引板22之间形成有规定的缝隙δ，但如果该缝隙δ变得过小、或变得过大，则不能充分地吸引吸引部51，从而合模力变小。而且最合适的缝隙δ随着金属模装置19的厚度变化而变化。
于是，在上述螺母44的外周面上形成有未图示的大径的齿轮，在上述吸引板22上配设有作为第3驱动部的、且作为模厚调节用驱动部的未图示的模厚调节用马达，使安装在该模厚调节用马达的输出轴上的未图示的小径的齿轮、和形成于上述螺母44的外周面上的齿轮啮合。
而且如果对应于金属模装置19的厚度而驱动模厚调节用马达、使上述螺母44相对于螺纹43旋转规定量，则能够调节杆39相对于吸引板22的位置，调节吸引板22相对于固定台板11及可动台板12的位置，从而调节缝隙δ使其成为设定的最合适的值。
另外，由上述模厚调节用马达、各齿轮、螺母44、杆39等构成模厚调节装置。此外，由各齿轮构成将模厚调节用马达的旋转传递给螺母44的旋转传递部。而且由螺母44及螺纹43构成运动方向变换部，在该运动方向变换部中，螺母44的旋转运动被变换为杆39的直进运动。在此情况下，由螺母44构成第1变换元件，由螺纹43构成第2变换元件。
上述线性马达28在比杆39靠下方的偏移的位置上与杆39重叠而配设，所以能够缩短合模装置10的全长。此外，使线性马达28与杆39重叠，使线性马达28与吸引板22重叠，所以能够确保电磁铁49的吸引面积，从而能够产生更大的合模力。
接着对上述结构的合模装置10的动作进行说明。
如果随着上述金属模装置19的更换而安装了新的金属模装置19，则首先对应于金属模装置19的厚度而改变吸引板22和可动台板12之间的距离，以进行模厚调节。在该模厚调节中，将固定金属模15及可动金属模16分别安装在固定台板11及可动台板12上，接着，使可动金属模16后退，将金属模装置19置于打开的状态。
接着在距离调节工序中，驱动线性马达28，使可动金属模16抵接在固定金属模15上而进行模接触。另外，此时并不产生合模力。在此状态下，驱动模厚调节用马达，使螺母44旋转，调节后台板13与吸引板22的距离，即调节上述缝隙δ，成为预先设定的值。
此时，将线圈48埋入到后台板13内，以便即使后台板13与吸引板22接触，线圈48也不会破损，并且线圈48不会从后台板13的表面突出。在此情况下，后台板13的表面起到作为线圈48的防损伤用阻止部的功能。另外，在线圈48从后台板13的表面突出的情况下，在后台板13与吸引板22之间，例如在后台板13的与吸引板22对置的面、或吸引板22的与后台板13对置的面上，配设未图示的防接触用阻止部，以便不会因后台板13与吸引板22接触而使线圈48破损。
然后，未图示的控制部的模开闭处理机构进行模开闭处理，在闭模时，在图2的状态下对线圈35供给电流。接着驱动线性马达28，使可动台板12前进，如图1所示，使可动金属模16抵接在固定金属模15上。此时，在后台板13与吸引板22之间、即电磁铁49与吸引部51之间，形成最合适的缝隙δ。另外，闭模所需的力与合模力相比小很多。
接着，上述模开闭处理机构在合模时，在图1的状态下对上述线圈48供给电流，通过电磁铁49的吸引力吸引吸引部51。随之，合模力经由吸引板22及杆39传递给可动台板12，进行合模。进而，为了形成规定的缝隙δ，可以配设未图示的缝隙调节用阻止部。此外，也可以将上述防接触用阻止部配设在框架Fr上。
此外，上述合模力由未图示的负荷检测器检测，检测到的合模力被发送给上述控制部，在该控制部中，调节供给到线圈48中的电流而进行反馈控制，以使合模力成为设定值。在此期间，将在注射装置17中熔融的树脂从注射嘴18注射，填充到上述腔体空间中。另外，作为上述负荷检测器，可以使用配设在杆39上的负载传感器、检测连接杆14的伸长量的传感器等。
而且如果将腔体空间内的树脂冷却固化，则上述模开闭处理机构在开模时，在图1的状态下停止对上述线圈48供给电流。随之，驱动线性马达28，使可动台板12后退，如图2所示，将可动金属模16置于后退极限位置，进行开模。
这样，在本实施方式中，由于上述线性马达28与电磁铁单元37相互独立地配设，所以能够提高使可动台板12停止时的位置的精度。
此外，由于通过电磁铁49的吸引力使吸引板22前进、合模力经由杆39及可动台板12传递给可动金属模16，所以能够提高合模时的合模装置10的响应性及稳定性。
而且由于没有为了产生合模力而使用肘节机构的需要，所以在可动台板12上不会有弯曲力矩作用，能够防止在可动台板12的金属模安装面上发生应变。
进而，由于杆39不仅具有传递合模力的功能、还具有调节模厚的功能，所以能够减少合模装置10的部件件数，能够使合模装置10的构造简洁化，能够使合模装置10小型化。
此外，由于通过电磁铁单元37进行合模，所以不仅能够通过调节供给到线圈48中的电流来容易地控制合模力，而且能够通过线性马达28使可动台板12进退，所以能够进一步提高合模装置10的响应性及稳定性。
而且由于只要将模厚调节装置配设在1个部位上即可，不需要对每个连接杆14进行配设，所以能够降低合模装置10的成本。此外，由于在调节模厚时需要移动的部件较少，所以作为模厚调节用马达能够使用容量较小的马达。因此，不仅能够使合模装置10小型化，而且能够提高调节模厚的精度。
此外，由于上述定子29与杆39在轴向上重叠配设，所以能够减小合模装置10的轴向尺寸。因此，能够缩短合模装置10的全长，能够进一步使合模装置10小型化。
进而，由于线性马达28与电磁铁单元37相互独立，所以能够将线性马达28与可动台板12直接连结。因此，能够充分提高模开闭的精度。
此外，由于上述杆39配设在可动台板12、后台板13及吸引板22的中央部分上，所以能够增大杆39的直径。因此，能够将螺纹43的导程做得足够小，所以在经由杆39传递合模力时，即使在可动台板12上产生的反作用力施加在杆39上，也不会使杆39旋转。其结果，不需要为了阻止杆39的旋转而配设制动器，所以能够使模厚调节装置的构造简洁化。
而且在通过驱动线性马达28进行闭模后，驱动电磁铁单元37而进行合模，但随着合模也使可动台板12稍稍前进。此时，在线性马达28中使可动子31稍稍前进，但不需要与电磁铁单元37的驱动同步地驱动线性马达28，只要停止对线圈35供给电流、使线性马达28成为非驱动(自由)的状态即可。因此，能够使线性马达28的驱动的控制简洁化。
此外，在合模时，为了随着吸引板22前进而使可动台板12前进，不需要配设机械锁或开闭器等锁定机构，所以不仅能够使合模装置10的构造简洁化，而且能够在闭模及开模时无负荷地驱动线性马达28。因此，在闭模时及开模时能够使可动台板12平滑地移动。
进而，在本实施方式中，由于将线性马达28配设在可动台板12与框架Fr之间，所以，在闭模时由线性马达28产生的推进力被直接传递给可动台板12。因此，能够提高可动台板12的位置精度。
另外，在本实施方式中，铁芯46及磁轭47、以及吸引板22都由电磁层叠钢板构成，但也可以在后台板13中仅将铁芯46的周围、在吸引板22中仅将吸引部51由电磁层叠钢板构成。此外，在本实施方式中，在后台板13的背面上形成有电磁铁49，与该电磁铁49相对置，将吸引部51进退自如地配设在吸引板22的前面上，但也可以在后台板13的背面上配设吸引部，与该吸引部相对置，在吸引板22的前面上进退自如地配设电磁铁。
此外，在本实施方式中，在杆39内形成有空间56，在可动台板12的背面的中央部分上配设有顶出装置55，但作为合模力传递部件，不仅可以使用一个杆39，也可以使用多个杆、将各杆配设在顶出装置55的周围。进而，在上述金属模装置19中形成多个腔体空间、进行多个产品的成形的情况下，不需要在上述杆39内配设顶出装置55，能够将多个顶出装置配设在杆39的周围。
此外，在本实施方式中，作为第1驱动部而配设有线性马达28，但也可以代替该线性马达28而配设电动式马达、油压缸等。另外，在使用上述马达的情况下，通过驱动马达而产生旋转的旋转运动由作为运动方向变换部的滚珠螺杆变换为直进运动，使可动台板12进退。
接着，对在可动台板12与后台板13之间配设线性马达的本发明的第2实施方式进行说明。另外，对于与第1实施方式具有相同构造的部件，通过赋予相同的标号而省略其说明，对于具有相同构造的发明的效果援用同实施方式的效果。
图3表示本发明的第2实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
在此情况下，为了使作为第1可动部件的可动台板12进退而在可动部件12与作为第2固定部件的后台板13之间配设有作为第1驱动部的、且作为模开闭用驱动部的线性马达128。上述线性马达128具备作为第1驱动元件的定子129及作为第2驱动元件的可动子131，该可动子131贯通后台板13及作为第2可动部件的吸引板22而延伸，在将可动台板12与吸引板22连结的作为合模力传递部件的杆139的外表面上对应于可动台板12的移动范围而形成。而且上述线性马达128及杆139具有同一轴心。此外，上述定子129靠近在上述后台板13的中央部分上为了贯通杆139而形成的孔41的前端部的开口、与上述可动子131对置且遍及规定的范围而形成。
当设上述可动子131的长度为Lp1、设定子129的长度为Lm1、设可动台板12的行程为Lst1时，上述长度Lm1与线性马达128的最大推进力对应而设定，上述长度Lp1为Lp1＞Lm1+Lst1。
即，上述定子129为了确保上述长度Lm1而配设为，使前端比后台板13的前端面向前方突出规定的量，使后端埋设在后台板13内，并且相对于上述前端面向后方延伸规定的量。而且上述可动子131配设为，使前端比将可动台板12及作为第2金属模的可动金属模16置于后退极限位置时的铁芯34的前端向前方稍稍突出，使后端比将可动台板12及可动金属模16置于前进极限位置时的铁芯34的后端向后方稍稍突出。
此外，上述定子129具备朝向可动子131突出且以规定的间距形成有多个磁极齿33的铁芯34、以及卷装在各磁极齿33上的线圈35。另外，上述磁极齿33沿垂直于可动台板12的移动方向的方向相互平行地形成。此外，上述定子131具备未图示的铁芯、及在该铁芯上延伸而形成的未图示的永久磁铁。该永久磁铁是通过使未图示的N极及S极的各磁极交替地、且以与上述磁极齿33相同的间距磁化而形成的。
因此，如果通过对上述线圈35供给规定的电流而驱动线性马达128，则使可动子131进退，随之使可动台板12进退，能够进行闭模及开模。
此外，在后台板13与吸引板22之间配设有作为第2驱动部的、且作为合模用驱动部的电磁铁单元33，以使在闭模结束后能够进行合模。而且为了在闭模及开模时与可动台板12的进退联动而使吸引板22进退、在合模时将由电磁铁单元37产生的合模力传递给可动台板12，进退自如地配设有上述杆139。另外，由固定台板11、可动台板12、后台板13、吸引板22、线性马达128、电磁铁单元37、杆139等构成合模装置10。
此外，在上述后台板13的中央部分上形成用来使杆139贯通的孔41、在上述吸引板22的中央部分上形成用来使杆139贯通的孔42，靠近上述孔41的后端部的开口，配设有滑动自如地支撑杆139的轴套等轴承部件Br2。在上述杆139的后端部上形成有螺纹43，使该螺纹43与相对于吸引板22旋转自如地被支撑的螺母44螺合。另外，由作为模厚调节用驱动部的上述模厚调节用马达、各齿轮、螺母44、杆139等构成模厚调节装置。
此外，在本实施方式中，可动台板12受作为连结部件的连接杆14导引，但也可以不仅受连接杆14、还受作为第1导引部件的导引部Gd导引。
这样，由于上述可动子131与杆139在轴向上重叠而配设，所以能够减小合模装置10的轴向尺寸，能够使合模装置10小型化。
接着，对在可动台板12与后台板13之间配设连杆装置的本发明的第3实施方式进行说明。另外，对于与第1实施方式具有相同构造的部件，通过赋予相同的标号而省略其说明，对于具有相同构造的发明的效果援用同实施方式的效果。
图4表示本发明的第3实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
在此情况下，为了使作为第1可动部件的可动台板12进退而在可动部件12与框架Fr之间配设有作为第1驱动部的、且作为模开闭用驱动部的线性马达28，如果通过对线圈35供给规定的电流来驱动线性马达28，则使作为第2驱动元件的可动子31进退，随之，使该可动台板12进退，能够进行闭模及开模。
此外，在作为第2固定部件的后台板13与作为第2可动部件的吸引板22之间配设有作为第2驱动部且作为合模用驱动部的电磁铁单元37，使得在闭模结束后能够进行合模。而且为了在闭模及开模时与可动台板12的进退联动而使吸引板22进退、在合模时将由电磁铁单元37产生的合模力传递给可动台板12，进退自如地配设有作为第1合模力传递机构的杆239。
此外，为了将传递给上述可动台板12的合模力放大，在可动台板12与后台板13之间弯曲自如地配设有作为第2合模力传递部件的、且作为合模力放大机构的肘节机构65。为此，该肘节机构65由连杆装置构成，具备肘节杠杆66，其摆动自如地支撑在起到作为肘节支撑功能的后台板13上；臂67，将该肘节杠杆66与可动台板12连结，摆动自如地支撑在肘节杠杆66及可动台板12上；以及肘节杠杆68，将上述肘节杠杆66与起到作为十字结联轴节的功能的杆239的前端部连结，摆动自如地支撑在肘节杠杆66及杆239上。另外，由固定台板11、可动台板12、后台板13、吸引板22、线性马达28、电磁铁单元37、肘节机构65、杆239等构成合模装置10。
接着对上述结构的合模装置10的动作进行说明。
首先，上述控制部的模开闭处理机构进行模开闭处理，在闭模时，对线圈35供给电流来驱动线性马达28。随之，使可动台板12前进，如图所示，使作为第2金属模的可动金属模16抵接在作为第1金属模的固定金属模15上。此时，在后台板13与吸引板22之间、即在作为第1驱动部件的电磁铁49和作为第2驱动部件的吸引部51之间保持着最适合产生吸引力的缝隙δ1。此外，随着上述可动台板12的前进而使肘节机构65伸展，但在可动金属模16抵接在固定金属模15上的状态下，不使肘节机构65完全伸展。
接着，上述模开闭处理机构在图中的状态下对上述线圈48供给电流而驱动电磁铁单元37，借助于电磁铁49的吸引力而吸引吸引部51。随之，合模力经由吸引板22及杆239传递给肘节机构65，合模力被该肘节机构65放大而传递给可动台板12，从而合模得以进行。
而且如果使上述肘节机构65进一步伸展、在电磁铁49与吸引部51之间形成δ2δ2＜δ1，则使肘节机构65完全伸展，产生足够的合模力而传递给可动台板12。
这样，在本实施方式中，通过使肘节机构65伸展来进行合模，所以在合模时与可动台板12前进的量相比能够减小吸引板22前进的量。因此，能够减小合模装置10的轴向尺寸，能够使合模装置10小型化。
此外，由上述肘节机构65将合模力放大，所以能够减小电磁铁49的面积，能够使合模装置10小型化。
进而，由于使上述作为第1驱动元件的定子29和肘节机构65在轴向上重叠而配设，所以能够减小合模装置10的轴向尺寸，能够使合模装置10进一步小型化。
在此情况下，在进行合模的期间调节上述间隙δ2以使后台板13与吸引板22不会接触。而且可以在后台板13与吸引板22之间、例如在后台板13的与吸引板22对置的面、或吸引板22的与后台板13对置的面上形成阻止部，以便能够保持规定的上述间隙δ2。进而，可以将阻止部配设在后台板13与吸引板22之间的框架Fr的规定的位置上。
在本实施方式中，在肘节机构65完全伸展之前停止线性马达28的驱动而驱动电磁铁单元37，但也可以在肘节机构65完全伸展时停止线性马达28的驱动而驱动电磁铁单元37。
在此情况下，上述控制部的模开闭处理机构进行模开闭处理，在闭模时对线圈35供给电流来驱动线性马达28。随之，使可动台板12前进，如图所示，使可动金属模16抵接在固定金属模15上。此时，在电磁铁49与吸引部51之间保持着上述间隙δ1。此外，随着上述可动台板12的前进，使肘节机构65完全地伸展。
接着，上述模开闭处理机构在合模时，对上述线圈48供给电流而驱动电磁铁单元37，借助于电磁铁49的吸引力而吸引吸引部51。随之，合模力经由吸引板22及杆239被传递给肘节机构65，合模力被该肘节机构65放大而传递给可动台板12，从而合模得以进行。
而且在上述肘节机构65完全地伸展的状态下使吸引板22前进，在电磁铁49与吸引部51之间形成间隙δ2，产生足够的合模力而传递给可动台板12。此外，由作为模厚调节用驱动部的上述模厚调节用马达、各齿轮、螺母44、杆239等构成模厚调节装置。
接着对在吸引板22与框架Fr之间配设线性马达的本发明的第4实施方式进行说明。另外，对于与第1实施方式具有相同构造的部件，通过赋予相同的标号而省略其说明，对于具有相同构造的发明的效果援用同实施方式的效果。
图5表示本发明的第4实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
在此情况下，作为第1驱动部的、并且作为模开闭用驱动部的线性马达128具备作为第1驱动元件的定子129，其在框架Fr上，与作为第1引导部件的导引部Gd平行、且对应于作为第1可动部件的可动台板12及作为第2可动部件的吸引板22的移动范围而配设；作为第2驱动元件的可动子131，其在上述吸引板22的下端，与上述定子129对置，并且遍及规定的范围而配设。当设上述定子129的长度为Lm2、设可动子131的长度为Lp2、设可动台板12及吸引板22的行程为Lst1时，上述长度Lp2与线性马达128的最大推进力对应而设定，上述长度Lm2为Lm2＞Lp2+Lst1。
即，上述可动子131为了确保上述长度Lp2而形成为，使前端比吸引板22的前端面向前方突出规定的量，使后端比吸引板22的后端面向后方突出推定的量。而且上述定子129形成为，使前端比将可动台板12、吸引板22及可动金属模16置于前进极限位置时的上述铁芯34的前端向前方稍稍突出，使后端比将可动台板12、吸引板22及可动金属模16置于后退极限位置时的铁芯34的后端向后方稍稍突出。
此外，配设有将吸引板22及作为第2固定部件的后台板13贯通、并且在后端部与吸引板22连结、在前端部与可动台板12连结的作为合模力传递部件的杆39。
因此，如果在闭模及开模时，通过对上述线性马达128的线圈35供给规定的电流来驱动线性马达128，则产生作为第1输出的推进力，随之，使可动子131进退，将上述推进力作为模开闭力输出给吸引板22。而且该模开闭力经由杆39被传递给可动台板12，使该可动台板12进退，能够进行闭模及开模。
此外，在后台板13与吸引板22之间配设有作为第2驱动部且作为合模用驱动部的电磁铁单元37，使得在闭模结束后能够进行合模。因此，如果在合模时通过对上述电磁铁49的线圈48供给规定的电流来驱动电磁铁单元37，则在作为第2驱动部件的吸引部51中产生作为第2输出的推进力，该推进力作为合模力被输出给吸引板22，将该合模力传递给可动台板12。另外，通过作为第1固定部件的固定台板11、可动台板12、后台板13、作为连结部件的连接杆14、作为第2导引部件的导引柱21、吸引板22、线性马达128、电磁铁单元37、杆39等构成合模装置10。
在此情况下，在闭模时，由线性马达128产生的推进力在被传递给吸引板22后，被传递给经由杆39与吸引板22一体地连结的可动台板12，推压可动台板12的中央，所以不会在可动台板12上形成倾斜。因此，在进行合模时，能够以均匀的合模力推压可动金属模16。
接着，对在吸引板22与线性马达128之间配设滑动基座的本发明的第5实施方式进行说明。另外，对于与第4实施方式具有相同构造的部件，通过赋予相同的标号而省略其说明，对于具有相同构造的发明的效果援用同实施方式的效果。
图6表示本发明的第5实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态，图7是图6的X-X剖视图，图8是图6的Y-Y剖视图，图9是图6的Z-Z剖视图。
在此情况下，作为第1固定部件的固定台板11、作为第1可动部件的可动台板12及作为第2可动部件的吸引板22经由作为被导引部件的导引块Gb载置在作为导引部件的导引部Gd上，与此相对照，作为第2固定部件的后台板13固定在框架Fr上。因此，随着作为连结部件的连接杆14伸缩，固定台板11相对于导引部Gd稍稍移动。
此外，作为第1驱动部的、且作为模开闭用驱动部的线性马达128配设在吸引板22与框架Fr之间，在吸引板22的下端上，经由作为可动部件支撑部且作为推进力传递部的滑动基座Sb安装有作为第2驱动元件的可动子131。上述滑动基座Sb覆盖可动子131的上表面，在长度方向上朝向前方延伸。为此，在上述后台板13的下端上，形成有贯通并包围线性马达128、导引部Gd、导引块Gb、滑动基座Sb等的空间215，其结果，上述后台板13经由形成于空间215两侧的脚部216固定在框架Fr上。
在此情况下，在闭模时，由线性马达128产生的推进力被传递给滑动基座Sb及吸引板22后，被传递给经由作为合模力传递部件的杆39与吸引板22一体地连结的可动台板12，推压可动台板12的中央，所以在可动台板12上不会形成倾斜。因此，在进行合模时，能够以均匀的合模力推压可动金属模16。
吸引板22的下端与滑动基座Sb的后端被充分牢固地固定，由吸引板22及滑动基座Sb构成起到刚体功能的“L”字状的推进力传递单元。因此在闭模时，由线性马达128产生的推进力经由滑动基座Sb被传递给吸引板22，再被传递给杆39，由此能够防止在吸引板22上形成倾斜。其结果，能够经由杆39将推进力平滑地传递给可动台板12。
接着，对在可动台板12与线性马达128之间配设滑动基座Sb的本发明的第6实施方式进行说明。另外，对于与第5实施方式具有相同构造的部件，通过赋予相同的标号而省略其说明，对于具有相同构造的发明的效果援用同实施方式的效果。
图10表示本发明的第6实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态，图11是图10的A-A剖视图，图12是图10的B-B剖视图，图13是图10的C-C剖视图。
在此情况下，作为第1固定部件的固定台板11、作为第1可动部件的可动台板12及作为第2可动部件的吸引板22经由作为被导引部件的导引块Gb载置在作为导引部件的导引部Gd上，与此相对照，作为第2固定部件的后台板13固定在框架Fr上。因此，随着作为连结部件的连接杆14伸缩，固定台板11相对于导引部Gd稍稍移动。
此外，作为第1驱动部的、且作为模开闭用驱动部的线性马达128配设在可动台板12与框架Fr之间，在可动台板12的下端上，经由作为可动部件支撑部的滑动基座Sb安装有作为第2驱动元件的可动子131。上述基座Sb覆盖可动子131的上表面，在长度方向上朝向后方延伸。为此，在上述后台板13的下端上，形成有贯通并包围线性马达128、导引部Gd、导引块Gb、滑动基座Sb等的空间215，其结果，上述后台板13经由形成于空间215两侧的脚部216固定在框架Fr上。
可动台板12的下端与滑动基座Sb的前端被充分牢固地固定，由可动台板12及滑动基座Sb构成起到刚体功能的“L”字状的推进力传递单元。因此在闭模时，由线性马达128产生的推进力经由滑动基座Sb被传递给可动台板12，由此能够防止在可动台板12上形成倾斜。其结果，在进行合模时，能够以均匀的合模力推压可动金属模16。
接着，对在可动台板12及吸引板22与线性马达128之间配设滑动基座的本发明的第7实施方式进行说明。另外，对于与第5实施方式具有相同构造的部件，通过赋予相同的标号而省略其说明，对于具有相同构造的发明的效果援用同实施方式的效果。
图14表示本发明的第7实施方式的金属模装置及合模装置在闭模时的状态。
在此情况下，作为第1固定部件的固定台板11、作为第1可动部件的可动台板12及作为第2可动部件的吸引板22经由作为被导引部件的导引块Gb载置在作为导引部件的导引部Gd上，与此相对照，作为第2固定部件的后台板13固定在框架Fr上。因此，随着作为连结部件的连接杆14伸缩，固定台板11相对于导引部Gd稍稍移动。
此外，作为第1驱动部的、且作为模开闭用驱动部的线性马达128配设在可动台板12及吸引板22与框架Fr之间，经由架设在可动台板12的下端和吸引板22的下端之间的作为可动部件支撑部的滑动基座Sb1安装有作为第2驱动元件的可动子131。上述滑动基座Sb1覆盖可动子131的上表面，在长度方向上，在可动台板12与吸引板22之间延伸。为此，在上述后台板13的下端上，形成有贯通并包围线性马达128、导引部Gd、导引块Gb、滑动基座Sb1等的空间215，其结果，上述后台板13经由形成在空间215的两侧的脚部216(图8)固定在框架Fr上。
可动台板12的下端与滑动基座Sb1的前端之间、以及吸引板22的下端与滑动基座Sb1的后端之间被固定，由可动台板12、吸引板22及滑动基座Sb1构成起到刚体功能的推进力传递单元。因此，在闭模时，由线性马达128产生的推进力经由滑动基座Sb1被传递给吸引板22及可动台板12，由此能够防止在吸引板22及可动台板12上形成倾斜。其结果，在进行合模时，能够以均匀的合模力推压可动金属模16。
此外，经由作为合模力传递部件的杆39传递的推进力推压可动台板12的中央，所以在接着进行合模时，能够以均匀的合模力推压可动金属模16。进而在闭模时，由线性马达128产生的推进力被直接传递给可动台板12，所以能够提高可动台板12的位置精度。
另外，可动台板12的下端与滑动基座Sb1的前端之间、或吸引板22的下端与滑动基座Sb1之间被卡脱自如地固定，在进行闭模、合模及开模时卡合，与此相对照，在进行模厚调节时解除任一方的卡合，以使可动台板12与吸引板22能够相对移动。
在上述第1～第4实施方式中，固定台板11被固定在框架Fr上，能够将后台板13载置在导引部Gd上而使其移动，在第4～第7实施方式中，能够将固定台板11载置在导引部Gd上而使其移动，后台板13固定在框架Fr上，但也可以将固定台板11及后台板13中的任一个固定在框架Fr上，而将另一个载置在导引部Gd上而使其移动。
另外，本发明并不局限于上述的实施方式，可以根据本发明的主旨进行各种变形，这些变形并不排除在本发明的范围以外。
本发明能够应用于注射成形机的合模装置中。
权利要求
1.一种合模装置，其特征在于，具有(a)第1固定部件，安装有固定金属模；(b)第1可动部件，与所述第1固定部件相对置而配设，安装有可动金属模；(c)第2可动部件，随着所述第1可动部件的进退而进退；(d)合模力传递部件，连结所述第1、第2可动部件；(e)模开闭用的驱动部，使所述第1可动部件进退而进行模开闭；而且(f)该模开闭用的驱动部与所述合模力传递部件至少一部分重叠。
2.如权利要求1所述的合模装置，其中所述模开闭用的驱动部及合模力传递部件具有同一轴心。
3.如权利要求1所述的合模装置，其中所述模开闭用的驱动部与合模力传递部件相互非对称地配设。
4.如权利要求1～3中任一项所述的合模装置，其中所述模开闭用的驱动部沿着独立于连接杆的导引部件配设。
5.如权利要求1～4中任一项所述的合模装置，其中，(a)在所述第1、第2可动部件间配设有第2固定部件；(b)在该第2固定部件及所述第2可动部件上配设有通过电磁铁产生合模力的合模用的驱动部。
6.如权利要求1所述的合模装置，其中所述合模力传递部件贯通第2固定部件而延伸。
7.如权利要求1所述的合模装置，其中所述合模力传递部件是配设在第2固定部件与第1可动部件之间的连杆装置。
8.如权利要求1～4中任一项所述的合模装置，其中所述模开闭用的驱动部是线性马达。
9.如权利要求1所述的合模装置，其中在所述第1可动部件上配设有模厚调节用的驱动部。
10.如权利要求1所述的合模装置，其中在所述第2固定部件上配设有模厚调节用的驱动部。
11.如权利要求4所述的合模装置，其中所述模开闭用的驱动部配设在第1、第2可动部件中的至少一个与框架之间。
12.如权利要求1所述的合模装置，其中在所述模开闭用的驱动部与第1、第2可动部件中的至少一个之间配设有可动部件支撑部。
13.一种合模装置的合模方法，其中该合模装置具有第1固定部件，安装有固定金属模；第1可动部件，与该第1固定部件相对置而配设，安装有可动金属模；第2可动部件，随着该第1可动部件的进退而进退；合模力传递部件，连结所述第1、第2可动部件；模开闭用的驱动部，使所述第1可动部件进退而进行模开闭；以及合模用的驱动部，使所述第2可动部件前进而进行合模；而且所述模开闭用的驱动部与所述合模力传递部件至少一部分重叠；所述合模方法的特征在于，(a)通过驱动所述模开闭用的驱动部进行闭模及开模；(b)通过驱动所述合模用的驱动部进行合模。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够充分提高模开闭的精度的合模装置(10)。该合模装置(10)具有安装有固定金属模(15)的第1固定部件、与该第1固定部件对置配设且安装有可动金属模(16)的第1可动部件、随着该第1可动部件的进退而进退的第2可动部件、将上述第1、第2可动部件连结的合模力传递部件、使上述第1可动部件进退而进行模开闭的驱动部。并且上述模开闭用的驱动部与上述合模力传递部件至少一部分重叠。由于模开闭用的驱动部与合模用的驱动部相互独立，所以能够将模开闭用的驱动部与第1可动部件直接连结。因此，能够充分提高模开闭的精度。
文档编号B29C33/22GK1933958SQ20058000882
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月18日 优先权日2004年3月19日
发明者德井洋介, 守谷幸次, 金野武司 申请人:住友重机械工业株式会社