技术领域
[0001] 本
发明涉及一种在注射成型(injection molding)时进行金属模具(dieset)的合模(clamp)的合模装置(clamping device)以及具有该合模装置的注射成型机(injection molding machine)。
背景技术
[0002] 注射成型机的合模装置包括：安装固定模具(stationary die)的固定台(stationary platen)、安装可动模具(movable die)的可动台(movableplaten)、以及产生合模
力的加压机构等。合模装置具有多种类型。例如，在日本
专利特开平11-170322号
公报中记载了一种肘节式(toggle type)合模装置。另外，在日本专利特开2001-1381号公报中记载了一种复合式合模装置。这些合模装置具有配置在固定台和可动台的外周部的四个系杆(tie bar)。
[0003] 所述系杆配置在固定台和可动台的四个
角上。主要从各个台的中央部分向金属模具传递合模力。因此，因固定台和可动台的刚性的不同，有时固定台和可动台的外周部会产生
变形。例如像图9所示的合模装置那样，固定台1和可动台2的外周部会因施加在系杆3上的
张力而朝着彼此靠近的方向变形。
[0004] 在所述固定台1上安装有固定模具4。在可动台2上安装有可动模具5。这些固定模具4和可动模具5构成金属模具6。因此，当台1、2变形时，会对固定模具4和可动模具5施加图9中箭头P1所示方向的力。箭头P1所示的力会导致注射到金属模具6内的
树脂等材料从金属模具的分型面7漏出。金属模具尺寸越小，这种倾向就表现得越明显。
[0005] 为了防止金属模具变形，最好是加大台的刚性。但是，要增加台的刚性，则只有增大台的厚度等来提高强度。此时，会产生合模装置大型化或重量增加等问题。
[0006] 在上述的日本专利特开2001-1381号公报所公开的合模装置中，为了防止金属模具变形，在台的金属模具侧形成有凸状的负载传递部。在该负载传递部与金属模具之间配置有作为中间部件的金属模具
固定板。在这种现有装置中，如图10所示的合模装置那样，在合模时，有时主要从各个台1、2的中央部向金属模具6传递合模力。该合模力通过金属模具固定板8a、8b朝着图10中的箭头P2方向推压金属模具6。因此，可防止台1、2的挠曲向金属模具6传递，可防止分型面7分开。
[0007] 在图11所示的现有合模装置中，在台与金属模具之间配置有所述金属模具固定板。因此，在金属模具尺寸大于负载传递部的加压面的场合，主要对金属模具6的中央部施加合模力。由此，金属模具固定板变形，金属模具6的外周部的分型面7容易张开。因此，在金属模具6的外周部附近形成有模腔的场合，供给到模腔内的材料可能会从分型面7漏出。
发明内容
[0008] 本发明提供一种在合模时可抑制金属模具的分型面分开并可防止供给到金属模具内的材料从分型面漏出的合模装置以及使用该合模装置的注射成型机。
[0009] 本发明是一种合模装置，用于对具有固定模具、可动模具以及在这些模具之间形成的分型面的金属模具进行合模，包括：安装所述固定模具的固定侧台单元(stationary platen unit)；安装所述可动模具的可动侧台单元(movableplaten unit)；彼此平行地配置在所述固定侧台单元和可动侧台单元的外周部并从所述固定侧台单元延伸至可动侧台单元的多个系杆；以及朝着使所述固定侧台单元与可动侧台单元彼此靠近的方向加压的加压机构，所述固定侧台单元和可动侧台单元中的至少一方包括：受到所述加压机构加压的台本体；具有从所述台本体的被所述系杆包围的区域的中央部分朝着所述金属模具突出的加压面的负载传递部；配置在所述加压面上且具有比所述负载传递部宽广的金属模具固定面的金属模具固定板；在所述负载传递部周围的所述台本体与所述金属模具固定板之间形成的空间部；以及在所述空间部配置在所述台本体与所述金属模具固定板之间的支持部件(backup member)，所述支持部件可以在第一
位置与第二位置之间移动，在所述第一位置上，所述支持部件与所述台本体和所述金属模具固定板双方
接触，在所述第二位置上，所述支持部件从所述台本体和所述金属模具固定板中的至少一方离开，而且，在所述分型面大于所述加压面的大型金属模具安装在所述金属模具固定板上的状态下，所述支持部件被配置在所述第一位置上，在比所述大型金属模具小的小型金属模具安装在所述金属模具固定板上的状态下，所述支持部件被移动到所述第二位置上。
[0010] 采用这种结构，无论是大型金属模具还是小型金属模具都能抑制因合模力而引起的分型面的分开。因此，可防止供给到金属模具内的树脂等材料从分型面漏出。可防止产品产生毛刺(bur)。本发明可在不增大台的厚度的情况下防止毛刺的产生。因此，还可有助于合模装置的轻量化和紧凑化。
[0011] 在本发明的一实施形态中，具有用于使所述支持部件从所述台本体的侧方出入的
致动器。在该实施形态中，还可具有为了使所述支持部件移动至所述第一位置或所述第二位置而对所述致动器进行控制的控制装置。另外，还可具有用于判别安装在所述金属模具固定板上的金属模具是大型金属模具还是小型金属模具的
传感器。
[0012] 在本发明的另一实施形态中，所述支持部件是可在与所述金属模具固定面平行的方向上移动的楔形的支持部件，所述合模装置具有使该支持部件在与所述金属模具固定面平行的方向上移动的致动器。
[0013] 在本发明的又一实施形态中，所述支持部件可在与所述金属模具固定面垂直的方向上移动，所述合模装置具有用于使所述支持部件在与所述金属模具固定面垂直的方向上移动的致动器。在该实施形态中，所述支持部件和致动器也可设置成可在与所述金属模具固定面平行的方向上移动。另外，也可具有用于使所述支持部件和致动器在与所述金属模具固定面平行的方向上移动的移动机构。
[0014] 另外，本发明提供一种注射成型机，该注射成型机包括所述合模装置和注射装置，该注射装置用于将熔融后的材料向利用该合模装置合模好的所述金属模具内部注射。
[0015] 本发明的其它目的和优点将通过下面的说明或发明的
实施例而得以明确。另外，本发明的各种目的和优点由
权利要求书所明确
指定的结构和组合来实现。
附图说明
[0016] 构成本
说明书的一部分的附图图示了本发明目前的最佳实施例，并与上述概略的说明和下面的最佳实施例的详细说明一起用于说明发明的本质。
[0017] 图1是具有本发明第1实施形态的合模装置的注射成型机的侧视图；
[0018] 图2是图1所示注射成型机的合模装置的剖视图；
[0019] 图3是沿图2中的F3-F3线的合模装置的剖视图；
[0020] 图4是本发明第2实施形态的合模装置的剖视图；
[0021] 图5是本发明第3实施形态的合模装置的剖视图；
[0022] 图6是本发明第4实施形态的合模装置的剖视图；
[0023] 图7是表示在图6所示的合模装置中安装了小型金属模具的状态的剖视图；
[0024] 图8是本发明第5实施形态的合模装置的剖视图；
[0025] 图9是表示现有合模装置的侧视图；
[0026] 图10是示意地表示利用现有的具有金属模具固定板的合模装置将小型金属模具合模后的状态的侧视图；以及
[0027] 图11是示意地表示利用现有的具有金属模具固定板的合模装置将大型金属模具合模后的状态的侧视图。
具体实施方式
[0028] 下面参照图1～图3对具有本发明第1实施形态的合模装置的注射成型机进行说明。
[0029] 图1表示的是注射成型机10的一例。该注射成型机10包括：作为台架的
机架11、设在机架11上的合模装置12、以及注射装置13等。在合模装置12的内部配置有金属模具16。金属模具16包括固定模具14和可动模具15。在固定模具14与可动模具15之间形成有分型面17。对合模装置12在后面作详细说明。
[0030] 注射装置13具有筒部(heating barrel)20。在筒部20的前端部设置有
喷嘴21。喷嘴21与在固定模具14上形成的材料注入口22(在图2中表示)相对。可利用喷嘴接触机构(未图示)使筒部20沿轴线X方向移动。喷嘴接触机构例如由缸机构、或滚珠
丝杠和
电动机所形成的机构构成。当筒部20前进至规
定位置时，筒部21的前端与固定模具14的材料注入口22抵接。
[0031] 在筒部20的内部收容有螺杆25。螺杆25可相对于筒部20自由旋转，且可沿轴线X方向移动。可利用螺杆驱动机构26使螺杆25绕轴线X旋转。螺杆驱动机构26具有电动机等驱动源。
[0032] 图2和图3表示的是本实施形态的复合式合模装置12的一部分。下面对该合模装置12进行说明。
[0033] 图2所示的合模装置12包括：固定侧台单元31、可动侧台单元32、台移动机构33(图2中仅表示了一部分)、以及加压机构34。在固定侧台单元31上安装有固定模具14。
在可动侧台单元32上安装有可动模具15。台移动机构33使可动侧台单元32在箭头A所示的方向上移动。加压机构34朝着固定侧台单元31对可动侧台单元32加压。台移动机构33例如具有油压缸或滚珠丝杠机构等致动器。可利用台移动机构33使可动侧台单元32以较大的行程在箭头A方向上往复移动。
[0034] 加压机构34包括：彼此平行的四个系杆40、系杆
锁定装置41、以及合模缸42等。合模缸42使系杆40产生拉力。系杆锁定装置41具有双瓣
螺母式锁定部件45。锁定部件
45可沿系杆40的径向分割。可利用未图示的致动器在固定位置与锁定解除位置之间驱动锁定部件45。在所述固定位置上，锁定部件45与系杆40的被卡合部40a
啮合。在所述锁定解除位置上，锁定部件45从系杆40的被卡合部40a离开。合模缸42的
活塞47设置在系杆40的端部。
[0035] 如图2所示，固定侧台单元31包括：台本体50、负载传递部51、以及金属模具固定板52。台本体50和金属模具固定板52彼此利用
螺栓(未图示)结合。本实施形态的台本体50和负载传递部51彼此形成为一体。但是，台本体50和负载传递部51也可以彼此分开。在台本体50和负载传递部51上分别形成有喷嘴插入孔53。台本体50与加压机构34的合模缸42结合。
[0036] 如图3所示，负载传递部51形成在四个系杆40所包围的区域S的中央部分。该负载传递部51呈圆板形状。负载传递部51具有加压面51a。加压面51a从台本体50的中央部分朝着金属模具16的方向突出。负载传递部51的面积、即从图2中的轴线X方向看到的加压面51a的面积小于从轴线X方向看到的台本体50的面积。
[0037] 在负载传递部51的加压面51a上，金属模具固定板52以重叠的状态进行配置。在金属模具固定板52上形成有金属模具固定面55。在该金属模具固定面55上安装有固定模具14。金属模具固定面55的面积大于负载传递部51的所述加压面51a的面积。
[0038] 在负载传递部51的周围，在台本体50与金属模具固定板52之间形成有空间部56。在该空间部56中配置有
支撑机构60。
[0039] 支撑机构60抑制金属模具固定板52的外周部向台本体50弯曲。另外，该支撑机构60具有将施加在台本体50上的合模力的一部分向金属模具固定板52的外周部传递的功能。
[0040] 支撑机构60具有支持部件61。支持部件61由相对于压缩负载不容易变形的高刚性金属
块体构成。支持部件61的厚度T1与负载传递部51的厚度相同。如图3所示，支持部件61位于金属模具固定板52的外周部附近。该支持部件61配置在彼此相邻的系杆40之间。
[0041] 如图2所示，可动侧台单元32包括：台本体70、负载传递部71、以及金属模具固定板72。台本体70和金属模具固定板72彼此利用螺栓(未图示)结合。本实施形态的台本体70和负载传递部71彼此形成为一体。但是，台本体70和负载传递部71也可以彼此分开。在台本体70上结合有加压机构34的系杆锁定装置41。
[0042] 负载传递部71与固定侧台单元31的负载传递部51一样，形成在四个系杆40所包围的区域的中央部分。该负载传递部71呈圆板形状。负载传递部71具有加压面71a。加压面71a从台本体70的中央部分朝着金属模具16的方向突出。负载传递部71的面积、即从图2中的轴线X方向看到的加压面71a的面积小于从轴线X方向看到的台本体70的面积。
[0043] 在负载传递部71的加压面71a上，金属模具固定板72以重叠的状态进行配置。在金属模具固定板72上形成有金属模具固定面75。在该金属模具固定面75上安装有可动模具15。金属模具固定面75的面积大于负载传递部71的所述加压面71a的面积。
[0044] 在负载传递部71的周围，在台本体70与金属模具固定板72之间形成有空间部76。在该空间部76中配置有支撑机构80。
[0045] 支撑机构80抑制金属模具固定板72的外周部向台本体70弯曲。另外，该支撑机构80具有将施加在台本体70上的合模力的一部分向金属模具固定板72的外周部传递的功能。
[0046] 支撑机构80具有与固定侧台单元31的支撑机构60一样的支持部件81。支持部件81的厚度T2与负载传递部71的厚度相同。与如图3所示的支持部件61一样，这些支持部件81配置在金属模具固定板72的外周部附近。
[0047] 支持部件61、81可在图2中的实线所示的第一位置S1与双点划线所示的第二位置S2之间移动。当支持部件61、81位于第一位置S1上时，这些支持部件61、81与台本体50、70和金属模具固定板52、72双方接触。当支持部件61、81位于第二位置S2上时，这些支持部件61、81从台本体50、70和金属模具固定板52、72双方离开。
[0048] 图2所示的大型金属模具16的分型面17比负载传递部51、71的加压面51a、71a宽广。当该金属模具16安装在金属模具固定板52、72上时，使支持部件61、81配置在第一位置S1上。在比该金属模具16小的小型金属模具16’安装在金属模具固定板52、72上的状态下，使支持部件61、81移动至第二位置S2。
[0049] 下面对本实施形态(图1～图3)的注射成型机10的作用进行说明。
[0050] 当系杆锁定装置41处于锁定解除状态、且系杆40的被卡合部40a并未被锁定部件45限制时，可动侧台单元32可在图2中的箭头A所示的方向上移动。
[0051] 利用台移动机构33使可动侧台单元32向固定侧台单元31移动。固定模具14的分型面17与可动模具15的分型面17彼此接触。在此状态下，利用系杆锁定装置41的锁定部件45来限制系杆40的被卡合部40a。
[0052] 通过对合模缸42引入油压并朝着合模方向驱动活塞47，使系杆40产生张力。由此，可动侧台单元32受到朝着固定侧台单元31的加压。通过该合模动作，固定模具14和可动模具15各自的分型面17彼此牢固地紧密接触。
[0053] 图2所示的大型金属模具16的受压面积(模具14、15与板52、72的接触面积)比负载传递部51、71的加压面51a、71a的面积大很多。因此，当利用负载传递部51、71对金属模具固定板52、72的中央附近加压时，金属模具固定板52、72的外周部想要朝着彼此分开的方向变形。
[0054] 但是，在本实施形态中，在金属模具固定板52、72的外周部与台本体50、70之间配置有支持部件61、81。因此，可抑制金属模具固定板52、72的外周部向台本体50、70侧挠曲。由此，可防止因固定模具14和可动模具15的外周部附近的分型面17分开而引起的材料
泄漏、毛刺的产生。
[0055] 本实施形态的固定侧台单元31和可动侧台单元32分别包括台本体50、70和金属模具固定板52、72。即，本实施形态的台单元31、32均为两板构造。因此，即使从台本体50、70输入的合模力通过负载传递部51、71和金属模具固定板52、72传递给了金属模具16，也可防止金属模具16中央附近的分型面17张开。可根据金属模具尺寸或合模力来改变支持部件61、81的厚度和大小。在注射成型时，会在金属模具16的内部产生较大的压力，但可以利用负载传递部51、71和支持部件61、81来推压金属模具16。因此，可防止分型面17在金属模具16的外周部张开的不良问题。
[0056] 因此，采用本实施形态，可在不增加台本体50、70和金属模具固定板52、72的厚度和刚性的情况下在最佳状态下对金属模具16进行合模。因此，可避免注射成型好的产品产生毛刺。由于无需加大台本体50、70和金属模具固定板52、72的厚度，可实现合模装置12的轻量化和紧凑化。
[0057] 另外，在本实施形态中对复合式的合模装置12进行了说明，但本发明也可应用于肘节式的合模装置。肘节式合模装置包括四个系杆以及使这些系杆产生合模力的肘节机构。在使该肘节机构伸展的状态下，使系杆产生张力，从而使可动侧台受到朝着固定侧台的加压。
[0058] 在小型金属模具16’安装在金属模具固定板52、72上的状态下，则使支持部件61、81移动至第二位置S2。因此，当使用小型金属模具16’时，可以避免加压机构34的合模力施加在金属模具固定板52、72的外周部。因此，可防止图9所示的现有合模装置的不良问题。
[0059] 图4表示的是本发明的第2实施形态。该第2实施形态的支撑机构60、80可使支持部件61、81从台本体50、70的侧方出入。可利用致动器90、91使这些支持部件61、81从台本体50、70的侧方出入。致动器90、91的一例为油压等
流体压缸，但除了
液压缸之外，也可以是使用滚珠丝杠和电动机的电动式致动器，或者使用螺线管。
[0060] 在该实施形态中，还可以具有用于对安装在金属模具固定板52、72上的金属模具是大型金属模具16还是小型金属模具16’进行判断的传感器92。传感器92输出的金属模具检测
信号被输入给控制装置93。在大型金属模具16安装在金属模具固定板52、72上的状态下，控制装置93控制致动器90、91以使支持部件61、81移动至所述第一位置S1。在小型金属模具16’安装在金属模具固定板52、72上的状态下，控制装置93控制致动器90、91以使支持部件61、81移动至所述第二位置S2。
[0061] 在该实施形态(图4)的场合，根据金属模具尺寸或合模力使支持部件61、81移动至第一位置或第二位置，可抑制金属模具16外周部的分型面17张开。其它的构成和作用与第1实施形态的合模装置12相同，对两者标记相同的符号而省略了说明。
[0062] 图5表示的是本发明的第3实施形态。该实施形态的支撑机构60、80包括：楔形的支持部件95、96；接纳部件97、98；以及致动器100、101。支持部件95、96可在与金属模具固定面55、75平行的方向上移动。接纳部件97、98具有与支持部件95、96接触的倾斜面。可利用致动器100、101使支持部件95、96在与金属模具固定面55、75平行的方向上移动。
[0063] 致动器100、101例如使用滚珠丝杠和步进
马达，从而可使支持部件95、96移动至期望的位置。采用该实施形态(图5)，根据金属模具尺寸或合模力使楔形的支持部件95、96移动，从而可抑制金属模具16外周部的分型面17张开。由于其它的构成和作用与第1实施形态的合模装置12相同，因此对两者标记相同的符号而省略了说明。
[0064] 图6表示的是本发明的第4实施形态。该实施形态的支撑机构60、80包括支持部件110、111以及致动器112、113。支持部件110、111可在与金属模具固定面55、75成直角的方向上移动。致动器112、113使支持部件110、111移动。致动器112、113配置在台本体50、70上。致动器112、113的一例为油压缸，但也可以使用滚珠丝杠和电动机等的电动式致动器。
[0065] 如图6所示，在大型金属模具16安装在金属模具固定板52、72上的状态下，支持部件110、111移动至第一位置S1。支持部件110、111的前端与金属模具固定板52、72抵接。致动器112、113也可利用与图4所示的实施形态一样的控制装置93进行控制。
[0066] 在该实施形态(图6)中，施加在台本体50、70上的合模力也通过负载传递部51、71和金属模具固定板52、72向金属模具16传递。因此，可防止分型面17在金属模具16的中央附近张开。由于支持部件110、111位于第一位置S1，因此可抑制金属模具固定板52、
72的外周部因合模力而变形。另外，金属模具固定板52、72的外周部被支持部件110、111朝着金属模具16推压。由于这些原因，在金属模具16的外周部，可防止分型面17因金属模具内压力而张开。
[0067] 采用该实施形态(图6)，可根据成型条件来调整致动器112、113的油压力。由此，可应对各种成型条件。另外，可根据金属模具尺寸或合模力来调整支持部件110、111的突出量。由此，能更准确地限制金属模具固定板52、72外周部的变形。由于其它的构成和作用与图5所示的第3实施形态的合模装置12相同，因此省略说明。
[0068] 图7表示的是在合模装置12中安装了小型金属模具16’的例子。在小型金属模具16’安装在金属模具固定板52、72上的状态下，支持部件110、111移动至第二位置S2。因此，支持部件110、111的前端从金属模具固定板52、72离开。施加在台本体50、70上的合模力从负载传递部51、71经由金属模具固定板52、72向金属模具16传递。
[0069] 在此，若不设置金属模具固定板52、72，则台会像图9所示的现有合模装置那样挠曲，注射到金属模具内的材料可能会从金属模具的分型面17漏出。但是，在本实施形态(图7)的合模装置12中，在台本体50、70与金属模具16’之间配置有金属模具固定板52、72。
而且，支持部件110、111位于第二位置S2，支持部件110、111的前端从金属模具固定板52、
72离开。因此，即使是小型金属模具16’，也可防止分型面17张开。
[0070] 图8表示的是本发明的第5实施形态。该实施形态的支撑机构60、80可在与金属模具固定面55、75平行的方向(箭头D所示的方向)上移动。支撑机构60、80配置在台本体50、70上。可利用移动机构120、121使这些支撑机构60、80分别沿箭头D所示的方向移动。移动机构120、121例如是滚珠丝杠机构、流体缸机构、或手动操作的进给螺杆机构(feed screwmechanism)。
[0071] 在该实施形态(图8)的场合，可根据金属模具尺寸或合模条件使支撑机构60、80在与金属模具固定面55、75平行的方向上移动。由此，在合模时，可更有效地抑制金属模具固定板52、72外周部的变形。由于其它的构成和作用与图6所示的合模装置12相同，因此对两者标记相同的符号而省略了说明。
[0072] 在上述各实施形态中，固定侧台单元和可动侧台单元分别包括：台本体、负载传递部、金属模具固定板、以及支撑机构。但是，也可以仅固定侧台单元和可动侧台单元中的一方包括：台本体、负载传递部、金属模具固定板、以及支撑机构。
[0073] 在上述各实施形态中，台本体与负载传递部形成为一体。但是，台本体和负载传递部也可以分开。另外，也可以负载传递部与金属模具固定板形成为一体。另外，也可以台本体、负载传递部和金属模具固定板形成为一体。
[0074] 当然，在以上述实施形态为
基础实施本发明时，可在对台单元、加压机构、具有支持部件的支撑机构等发明的构成要素作适当变形后进行实施。
[0075] 从业人员可容易地想到其它优点和变形例。本发明的更宽泛的概念并不局限于特定而又详细的代表性装置或在此记载的图示例。即，本发明的各种变形例可在不脱离权利要求书的范围及由与其相同的内容所规定的大的发明概念的范围内实现。
