打开/关闭装置和成型装置的制作方法

本发明的实施例涉及肘节型模具夹持装置和诸如注射成型机的成型装置。

背景技术：

肘节型模具夹持装置被广泛地用于成型装置中，诸如注射成型机中。在肘节型模具夹持装置中，产生模具打开/关闭力和模具夹持力的肘杆机构设置在受压盘和可动盘之间。

在使用注射成型机的各种成型方法中，发泡成型方法最近备受关注。发泡成型方法能够生产包含无数空气气泡的成型树脂产品。因此，发泡成型方法能够生产轻质成型产品，并且还能够向成型产品赋予热绝缘特性、吸声特性等等。

在发泡成型中，在夹持模具之后，将包含发泡剂的熔融树脂填充到模具的空腔中。在熔融树脂的表面层固化成表皮层之后，需要稍稍打开模具（“退芯”操作）并且增加空腔的容积以便使熔融树脂发泡。在发泡成型中，成型产品的厚度和发泡状态由模具稍打开操作时的模具的打开程度确定。因此，对于确保成型产品的质量而言，在模具稍打开操作时可动盘的停止精度是非常重要的因素。

特别是对于具有肘节型模具夹持装置的成型装置而言，在模具稍打开操作时可动盘的停止精度是具有重要意义的。这是因为在肘节型模具夹持装置中，在连接肘杆机构的连杆的连杆连接部和销之间存在小间隙，并且由该间隙导致的误差将降低可动盘的停止精度。

为了提高在模具稍打开操作时可动盘的停止精度，已经对肘节型模具夹持装置进行了各种改进。

例如，日本专利特开公开文献no.2006-334793已经提出了一种肘节型模具夹持装置，其具有位于固定盘和可动盘之间的模具附近的空腔膨胀机构，以用于与模具的空腔的膨胀相结合地推动可动盘并使可动盘移动。

日本专利特开公开文献no.2011-31535描述了一种肘节型模具夹持装置，其包括设置在固定盘和可动盘之间的旋转盘。具有不同形状的两种类型的产品空腔的模具被安装到旋转盘。当在发泡成型时打开模具时，借助沿模具打开/关闭方向使旋转盘移动的驱动机构，沿模具打开方向推动可动盘并使可动盘移动。

日本专利特开公开文献no.2008-110498公开了一种肘节型模具夹持装置，其包括由第一可动盘和第二可动盘构成的可动盘，肘节机构轴向安装到第一可动盘，可动模具安装到第二可动盘。在第一可动盘和第二可动盘之间设置有液压压力缸和位置传感器。

在日本专利特开公开文献no.2008-110498中公开的肘节型模具夹持装置中，模具夹持力被液压压力缸从后方直接施加在模具上。此外，在第一可动盘和第二可动盘之间的距离由位置传感器测量，并且测量的距离被反馈以便控制可动盘的位置。但是，没有考虑当发泡成型时在退芯操作中在销和肘杆机构的连杆连接部之间的间隙的影响。

另一方面，在日本专利特开公开文献no.2006-334793和日本专利特开公开文献no.2011-31535中公开的肘节型模具夹持装置中，结合模具空腔的膨胀来推动相应可动盘并使相应可动盘移动。这使得能够消除在销和连杆连接部之间的小间隙的影响。

但是，设置在固定盘和可动盘之间以便推动可动盘并使可动盘移动的特别的空腔膨胀机构或者用于可动盘的驱动机构使得非常难以执行诸如模具更换的工作。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述问题研发了本发明。因此本发明的目的是提供一种打开/关闭装置和成型装置，其能够消除在轴杆机构的连杆连接部中的衬套和销之间形成的小间隙的影响，并且还能够提高例如模具更换的可实现性。

为了实现这个目的，本发明提供了一种打开/关闭装置，其包括：固定盘，一对模具中的一个安装到该固定盘；可动盘，另一个模具安装到该可动盘；受压盘，该受压盘经由系杆连接到固定盘；通过使可动盘前后运动来打开/关闭模具的打开/关闭机构，其包括将受压盘和可动盘连接的肘杆机构；用于驱动打开/关闭机构的第一驱动机构；以及用于与第一驱动机构结合地沿给定方向向可动盘施加负载的第二驱动机构。

本发明还提供包括上述打开/关闭装置的成型装置。

附图说明

图1是示意性示出包括根据本发明的模具夹持装置（打开/关闭装置）的注射成型机的侧视图；

图2是根据本发明的实施例的模具夹持装置（打开/关闭装置）的侧视图；

图3是根据本发明的实施例的模具夹持装置（打开/关闭装置）的平面图；

图4(a)至图4(c)是图示发泡成型过程的视图；

图5(a)和图5(b)是图示当在不施加任何负载的情况下执行退芯操作时、在发泡成型时的退芯操作中观察到的连杆连接部中的间隙变化的视图；

图6(a)至图6(c)是图示当在沿模具打开方向施加负载的同时执行退芯操作时、在发泡成型时的退芯操作中观察到的连杆连接部中的间隙变化的视图；

图7是根据本发明的实施例的变型的模具夹持装置（打开/关闭装置）的平面图；

图8是根据本发明的另一实施例的模具夹持装置（打开/关闭装置）的侧视图；以及

图9是根据本发明的所述另一实施例的模具夹持装置（打开/关闭装置）的平面图。

具体实施方式

现在将参考附图描述根据本发明的模具夹持装置（打开/关闭装置）和成型装置的实施例。

（第一实施例）

图1是示意性示出应用了根据本发明的实施例的模具夹持装置的注射成型机（成型装置）10的视图。在图1中，附图标记12表示注射成型机的整个注射装置。附图标记14表示注射成型机的模具夹持装置（模具打开/关闭装置、打开/关闭装置）。

丝杠16可旋转且可轴向移动地插入到注射成型机12的筒体15中。树脂（成型材料、材料）从料斗17被馈送到筒体15中。

围绕筒体15设置未示出的用于加热树脂的加热器。在注射成型机12中，由未示出的测量马达使丝杠16旋转，以便将树脂聚积在筒体15中的前部区域中，同时熔化并揉搓树脂，并且由此对树脂进行称重。借助注射马达、滚珠丝杠和螺母（均未示出）使丝杠16前进，由此聚积在筒体15中的前部区域中的树脂被从喷嘴18注射到由固定模具21和可动模具23形成的空腔中。

现在将参考图2描述模具夹持装置14的整体构造。

固定的模板（固定盘）20固定在模具夹持装置14的框架11的一端处。连杆外壳（受压盘）24设置在框架11的另一端处。位于固定模板20和连杆外壳24之间的可动模板（可动盘）22可动地安装在框架11上。固定模具（一个模具，另一个模具）21安装到固定模板20，而可动模具（另一个模具，一个模具）23安装到可动模板22。空腔25由固定模具21和可动模具23形成。因此模具19由固定模具21和可动模具23构成。

固定模板20和连杆外壳24由多个（例如四个）系杆36连接。当使用可动模具23关闭固定模具21并夹持模具19时，系杆36承受由下文描述的肘杆机构（打开/关闭机构、模具打开/关闭机构、模具夹持机构）28施加的模具夹持力。

如图2所示，肘杆机构28包括一对上和下肘杆，每个均包括例如一对第一连杆30、一对第二连杆31和一对第三连杆32。图3示出所述一对肘杆中的上肘杆；下肘杆具有相同构造。

如图3所示，所述一对第一连杆30的一侧端经由肘节销34连接到连杆外壳24。所述一对第一连杆30的另一侧端经由肘节销35连接到所述一对第二连杆31的一侧端。所述一对第二连杆31的另一侧端经由肘节销37连接到可动模板22的肘杆连接部33。

在图2中，附图标记26表示连接到肘杆机构28的十字头。

所述一对第三连杆32的一侧端经由肘节销38连接到十字头26。所述一对第三连杆32的另一侧端经由肘节销39连接到所述一对第一连杆30。

在该实施例中，连杆外壳24具有伺服马达（驱动器）40作为肘杆机构28的驱动源（见图3）。在十字头26的中心，设置有将伺服马达40的旋转转换成线性运动并将运动传递到肘杆机构28的滚珠丝杠机构的未示出的螺母部。滚珠丝杠27被构造成接合螺母部。伺服马达40的旋转经由同步带29被传递到滚珠丝杠27。伺服马达40和滚珠丝杠机构构成用于驱动肘杆机构28的第一驱动机构。

十字头26沿模具打开/关闭方向的运动由未示出的引导件引导，该引导件被沿模具关闭方向从连杆外壳24延伸的臂部24a支撑。

图2所示的肘杆机构28的第一连杆30和第二连杆31处于延伸状态。如图2所示，当十字头26向右运动时，第一连杆30和第二连杆31延伸，从而使可动模板22前进并关闭模具。通过在可动模具23与固定模具21接触之后进一步关闭模具，产生模具夹持力。

另一方面，当十字头26在图2中向左运动时，第一连杆30和第二连杆31借助第三连杆32而弯曲，从而可动模板22向后运动并且打开模具。

为了引导可动模板22的前后运动并且确保可动模板22的运动直线性，在基座11的两侧上铺设有平行于系杆36延伸的引导轨41。可动模板22被在引导轨41上滑动的线性引导件42支撑。

当执行发泡成型时，为了增加空腔25的容积，该实施例的模具夹持装置14能够在将包含发泡剂的熔融树脂注射到空腔25中之后执行稍稍打开模具的操作（退芯操作，模具稍打开操作）。

为了提高在退芯操作时可动模板22的停止精度，可动模板22具有下述退芯液压压力缸，其沿给定方向向可动模板22施加负载。

如图2和图3所示，在该实施例中，在连杆外壳24和可动模板22之间设有一对液压压力缸50作为退芯驱动机构（第二驱动机构）。

每个液压压力缸50的压力缸主体例如经由支架51固定到可动模板22的侧表面。可动模板22具有安装有可动模具23的表面22a、在肘杆机构28侧的相反表面22b、侧表面22c等等。支架51例如借助螺栓固定到可动模板22的侧表面22c。

液压压力缸50的活塞杆52具有长度，该长度足够长以便当可动模板22处于模具关闭位置时也到达连杆外壳24的臂部24a。在该实施例中，在每个活塞杆52的前端处设置有连接构件53，并且连接构件53安装到固定构件54，该固定构件54固定到连杆外壳24的臂部24a。

现在将在发泡成型方面、具体地在退芯注射发泡成型方面，描述具有上述构造的该实施例的模具夹持装置14的作用和效果。

在该实施例的模具夹持装置14中，伺服马达40的旋转被滚珠丝杠27转换成十字头26的线性运动。十字头26的线性运动使肘杆机构28延伸/弯曲，从而使可动模板22前后运动。它们构成第一驱动机构，该第一驱动机构用于驱动肘杆机构28并使其执行打开/关闭模具的操作。

另一方面，设置在连杆外壳24和可动模板22之间的液压压力缸50构成第二驱动机构，该第二驱动机构用于例如在发泡成型期间的退芯操作时向可动模板22施加负载。

图4(a)至图4(c)是图示退芯注射发泡成型过程的视图。当执行发泡成型时，在模具夹持之后，将包含发泡剂的熔融树脂填充到由固定模具21和可动模具23形成的空腔25中，并且熔融树脂的表面层固化以形成表皮层（图4(a)）。

其后，模具夹持装置14执行退芯操作，即稍稍打开可动模具23一预定运动距离δ的操作，以便增加空腔25的容积，从而使树脂发泡（图4(b)）。在发泡之后，使树脂冷却，且然后使可动模具23向后运动来打开模具，并且将成型产品80取出（图4(c)）。

图5(a)和图5(b)是图示在模具夹持之后的退芯操作时观察到的肘杆机构28的连杆连接部（连杆销部）中的间隙的状态的视图。图5(a)和图5(b)图示在将第二连杆31连接到可动模板22的肘节销37、和销衬套60的内周表面之间的间隙。在其他连杆连接部中形成有相同或者相似的间隙。

如图5(a)所示，在模具夹持时，肘杆机构28的第二连杆31沿模具关闭方向a推动肘节销37，并且因此与第二连杆31一体的销衬套60被压抵于肘节销37的模具打开方向侧周表面。因此，在销衬套60的模具关闭方向侧内表面和肘节销37之间形成非常小的间隙。图5(a)中夸张示出了间隙。

另一方面，如图5(b)所示，在退芯操作时，肘杆机构28的第二连杆31沿模具打开方向b拉动肘节销37。因此，相反于在模具夹持时的情况，销衬套60被压抵于肘节销37的模具关闭方向侧周表面。

因此，虽然在完成模具夹持之后的退芯操作时，随着肘杆机构28的弯曲，第二连杆31实际上运动对应于间隙的微小距离ε，但是可动模板22没有产生运动。这同样适用于肘杆机构28的其他连杆连接部。在每个连杆连接部中的肘节销和销衬套之间的这种相对运动导致可动模板22的停止精度的误差，从而使得不能准确地打开可动模具23预定运动距离δ（见图4(b)）。

在此方面，在该实施例中，构成第二驱动机构的液压压力缸50如下所述结合第一驱动机构的伺服马达40来操作。

首先，参考图3，将压力油供应到液压压力缸50的压力缸腔室50a中以产生沿杆拉入方向作用在液压压力缸50的活塞杆52上的力。活塞杆52的前端联接到连杆外壳24的固定构件54，并且连杆外壳24被支撑。因此，液压压力缸50的杆拉入力的反作用力沿模具打开方向作用在可动模板22上。

在这样借助于液压压力缸50沿模具打开方向向可动模板22施加负载的同时，激活伺服马达40以便弯曲肘杆机构28来开始退芯操作。

图6(a)至图6(c)是图示当在借助于液压压力缸50沿模具打开方向向可动模板22施加负载的同时执行退芯操作时、在模具夹持之后的退芯操作时观察到的肘杆机构28的连杆连接部（连杆销部）中的间隙的状态的视图。图6(a)至图6(c)图示在将第二连杆31连接到可动模板22的肘节销37、和销衬套60的内周表面之间的间隙。在其他连杆连接部中形成有相同或者相似的间隙。

如图6(a)所示，在模具夹持时，肘杆机构28的第二连杆31沿模具关闭方向a推动肘节销37，并且因此销衬套60被压抵于肘节销37的模具打开方向侧周表面。因此，在销衬套60的模具关闭方向侧内表面和肘节销37之间形成非常小的间隙。

如图6(b)所示，当借助于液压压力缸50沿模具打开方向b向可动模板22施加负载时，在退芯操作开始的前一刻，肘节销37仍然被压抵于销衬套60的模具打开方向侧内表面。

通过这样在保持液压压力缸50沿模具打开方向b吸引可动模板22的同时开始退芯操作，肘杆机构28能够使可动模板22沿模具打开方向运动，同时将连杆连接部中的间隙保持在图6(c)所示的状态，即与在退芯操作开始前一刻相同的状态。

如上所述，在将熔融树脂填充到模具中的空腔25中之后执行的退芯操作时，液压压力缸50保持沿模具打开方向吸引可动模板22。这使得能够不引起在退芯操作开始之后在每个连杆连接部中的间隙的状态的变化。因此，能够消除肘杆机构28的每个连杆连接部中的间隙所导致的误差并且提高可动模板22的停止精度。因此，可动模板22能够运动稍打开模具所需的运动距离，并且能够精确地停止在预定位置处。因为模具能够因此准确地稍稍打开，所以能够成型高品质的成型树脂发泡产品。

构成第二驱动机构的液压压力缸50设置在连杆外壳24和可动模板22之间。因此，液压压力缸50不妨碍诸如模具更换的工作。因此，能够提高模具更换的可实现性。

虽然在上述实施例中，液压压力缸50沿模具打开方向b向可动模板22施加负载，但是液压压力缸50也可沿模具关闭方向a向可动模板22施加负载。如果第二驱动机构的驱动力被控制成使得其小于第一驱动机构的驱动力，则也能够通过向可动模板22施加这样的反向负载来实现相同效果。

图7示出液压压力缸50被倒转地安装的变型。具体地，在该实施例中，每个液压压力缸50的压力缸主体被安装到固定到连杆外壳24的固定构件54，而活塞杆52的前端经由连接构件53连接到设置在可动模板22上的支架62。液压压力缸50的这种定位能够实现与图3的液压压力缸50所实现的效果相同的效果。

虽然在上述实施例中，液压压力缸50连接到固定构件54以便促进液压压力缸50与连杆外壳24的连接，但是液压压力缸50也可直接连接到连杆外壳24。

（第二实施例）

图8和图9示出根据本发明的第二实施例的模具夹持装置（打开/关闭装置）。与图2和图3中所示的第一实施例的模具夹持装置所用的附图标记相同的附图标记被用于表示相同部件，并且省略了对其的详细描述。

在根据第二实施例的模具夹持装置中，作为退芯驱动机构（第二驱动机构）的液压压力缸50的定位不同于图2和图3所示的第一实施例。

在第一实施例中，液压压力缸50经由支架51设置在可动模板22的侧表面22c上。在第二实施例中，另一方面，支架70例如借助螺栓而安装在可动模板22的肘杆机构28侧表面22b上，即与模具安装表面22a相反的表面上，并且液压压力缸50固定到支架70。

如图3所示，在第一实施例的情况下，支架51设置在可动模板22的模具安装表面22a附近的位置。因此，当液压压力缸50沿模具打开方向吸引可动模板22时，力的施加点位于可动模板22的模具安装表面22a附近。这能够使应该是平坦表面的模具安装表面22a弯曲或局部变形。模具安装表面22a的这种变型即使在其非常小时，也能够不良地影响模具夹持的精度或者退芯操作时稍打开模具的精度。

另一方面，在液压压力缸50设置在与模具安装表面22a相反的表面22b上的第二实施例的情况下，沿模具打开方向吸引可动模板22的力的施加点远离模具安装表面22a。这使得能够防止模具安装表面22a的变形并且维持模具夹持的精度和稍打开模具的精度。

如第一实施例，第二实施例实现了以下效果：消除了由肘杆机构28的每个连杆连接部中的间隙导致的误差，并且提高了可动模板22的停止精度，从而使得能够准确地稍打开模具。

虽然在上述实施例中液压压力缸50被用作第二驱动机构，但是本发明不限于此。例如，气动压力缸可被使用来代替液压压力缸50。代替这样的流体压压力缸，也能够使用电力驱动的滚珠丝杠和螺母（电动驱动机构）。

虽然在上述实施例中本发明被应用在注射成型机中，但是本发明不限于此。

因此，本发明也能够应用在诸如压铸机的其他成型装置中。