JPH0149097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は射出成形機における型締装置に係り、
特に可動盤の移動機構としてボールネジ機構を採
用した型締装置に関するものである。

（背景技術） 射出成形機の型締装置では、可動盤を移動せし
めて固定盤との間において金型の型閉じを行い、
更に該金型に作用せしめられる射出樹脂圧に対抗
するように、該金型を圧締する機能が要求され
る。このため、従来では、油圧シリンダによつて
可動盤を直接移動させる直圧式の型締装置や、可
動盤をリンク機構を介して移動させるトグル式の
型締装置などが一般に用いられていた。

一方、このような型締装置における可動盤の移
動機構として、上記した油圧シリンダの如き構造
を用いることなく、工作機械などで用いられてい
るボールネジ機構を採用することが、考えられて
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、可動盤の移動機構として、単にボール
ネジ機構を採用する場合には、金型の圧締時に大
きな型締力を要するところから、ボールネジ機構
が必然的に大きくなり、ひいては型締装置全体が
大形化するといつた不具合がある。

（課題を解決するための手段） ここにおいて、かかる課題を解決するために、
本発明に係る型締装置は、(a)固定盤に対して移動
可能とされた可動盤の背後に位置して、該固定盤
に対してタイバーにより連結された外筒部材と、
(b)該外筒部材の内周面に摺動可能に嵌合され、一
端を前記可動盤に固定的に取り付けて設けられた
内側部材と、(c)所定のボールネジ構造をもつて相
互に螺合された雄ネジ部材とナツト部材とを含ん
で構成され、それらのうちの一方の部材を、前記
内側部材に対して、軸心方向に摺動可能に且つ回
転不能に嵌合させると共に、他方の部材を、前記
外筒部材にて、軸心方向に移動不能に且つ回転可
能に保持させて設けられたボールネジ機構と、(d)
該ボールネジ機構の前記他方の部材を回転せしめ
る回転駆動手段と、(e)前記ボールネジ機構の前記
一方の部材と前記内側部材との間に形成され、該
一方の部材の該内側部材に対する前記可動盤側へ
の相対移動によつて容積が減少せしめられる、所
定の作動流体が充填せしめられた加圧室と、(f)前
記外筒部材と前記内側部材との間に、該加圧室に
連通された状態で形成され、該加圧室にて発生せ
しめられた流体圧を、該内側部材に対して、前記
可動盤を前記固定盤に向かつて押し付ける方向に
作用せしめる増圧室と、(g)前記ボールネジ機構の
前記一方の部材の前記内側部材に対する前記可動
盤側への相対移動を、前記固定盤と可動盤との間
における金型の型閉じ時において阻止し、前記金
型の圧締時において許容せしめる規制手段と、(h)
前記加圧室および前記増圧室に対する外部からの
作動流体の給排を阻止せしめる給排阻止手段と
を、含むように構成される。

（作用） このような型締装置では、金型の型閉じ時にお
いては、ボールネジ機構の一方の部材の内側部材
に対する可動盤側方向への相対移動が規制手段で
阻止されるために、内側部材、ひいては可動盤
が、回転駆動手段によるボールネジ機構の他方の
部材の回転に従い、ボールネジ機構の一方の部材
と共に、固定盤側で移動させられることとなる。
また、このときには、上記ボールネジ機構の一方
の部材と内側部材とは相対的に固定されているた
め、それらの間に形成された加圧室の容積が変化
することはなく、従つて加圧室に流体圧が発生す
ることはない。

しかし、金型の圧締時には、内側部材の移動が
阻止されるうえ、規制手段による規制状態が解除
されて、ボールネジ機構の一方の部材が内側部材
に対して可動盤側へ相対移動することが許容され
るため、ボールネジ機構の一方の部材は、内側部
材に対し、他方の部材の回転に従つて、可動盤側
方向へ相対移動させられ、その結果、加圧室の容
積が減少せしめられる。一方、このときには、外
筒部材と内側部材とが相対的に固定されているた
め、それらの間に形成された増圧室の容積が変化
することはない。

従つて、この圧締時に、給排阻止手段によつて
加圧室と増圧室とに対する外部からの作動流体の
給排を阻止するようにすれば、回転駆動手段によ
つてボールネジ機構の他方の部材を回転させるこ
とにより、加圧室およびこれに連通された増圧室
に流体圧を発生させることができ、回転駆動手段
の回転力に基づいてボールネジ機構の一方の部材
に加えられる金型の型締力を増幅して、内側部
材、ひいては可動盤に作用させることができるこ
ととなる。

（発明の効果） つまり、本発明に係る型締装置によれば、回転
駆動手段からボールネジ機構に加えられる型締力
を増幅して、内側部材に作用せしめることができ
るのであり、従つてボールネジ機構を大形化する
ことなく、充分な型締力を得ることが可能となる
のである。また、このことから明らかなように、
ボールネジ機構に回転力を与える回転駆動手段も
小形化できるのであり、さらには型締装置全体も
小形化できるのである。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにする
ために、その一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本発明に係る型締装置の型開きの状
態を示す図である。この図において、１０は前後
方向に互いに平行に配設されたタイバーであり、
前端部（図中、右側端部）において固定金型１２
が取り付けられる固定盤１４を固定的に支持する
とともに、中間部において可動金型１６が取り付
けられる可動盤１８を前後方向に摺動可能に支持
している。また、２０は外筒部材としての型締シ
リンダであり、円筒状を成し、前端部外周面に形
成されたフランジ部２２において上記タイバー１
０の後端部を支持している。

型締シリンダ２０の内周面には、内側部材であ
る型締ラム２４が軸心方向に摺動可能に嵌合され
ており、その型締ラム２４の型締シリンダ２０か
ら突出した前端部に、前記可動盤１８が取り付け
られている。型締ラム２４が型締シリンダ２０に
対して軸心方向に相対移動するとき、可動盤１８
が固定盤１４に対して接近・離間せしめられるよ
うになつているのである。また、型締ラム２４に
は、その後端面に開口して有底穴２６が形成され
ており、かかる有底穴２６内に円筒状の加圧ピス
トン２８が収容され、有底穴２６の内周面に対し
て軸心方向に摺動可能に且つ回転不能に嵌合され
ている。そして、この加圧ピストン２８の内側
に、後述のボールネジ３０と所定のボールネジ構
造をもつて螺合するボールネジナツト３２が固定
されている。このボールネジナツト３２と上記加
圧ピストン２８とから、後述のボールネジ３０を
雄ネジ部材とするボールネジ機構のナツト部材が
構成されているのである。

上記加圧ピストン２８と有底穴２６の底面との
間には、圧縮コイルばね３４が介装されており、
この圧縮コイルばね３４によつて加圧ピストン２
８が有底穴２６から突出する方向、すなわち可動
盤１８から離間する方向に常時付勢されている。
また、有底穴２６の開口部には、ストツパ部材３
６が設けられており、加圧ピストン２８は、この
ストツパ部材３６に当接することによつて有底穴
２６から抜け出せないようにされている。

なお、上記圧縮コイルばね３４は、型締ラム２
４の移動が規制されない金型の非圧締時において
は、ストツパ部材３６に対する当接位置に加圧ピ
ストン２８を保持するが、型締ラム２４の固定盤
１４側への移動が阻止される金型の圧締時におい
ては、後述の交流サーボモータ４６の回転力に基
づいて作用される推力により、加圧ピストン２８
が型締ラム２４に対し可動盤１８側方向へ相対移
動することを許容するように、その付勢力が設定
されている。また、後述の説明から明らかになる
ように、本実施例では、圧縮コイルばね３４とス
トツパ部材３６とから規制手段が構成されている
のである。

一方、前記ボールネジナツト３２が螺合される
ボールネジ３０は、その前端部において、前記型
締ラム２４の有底穴２６の底面に形成された深穴
３８に回転可能かつ軸心方向に摺動可能に支持さ
れるとともに、その後端部においては、前記型締
シリンダ２０の後端側の開口部を流体密に塞ぐ閉
塞部材４０に回転可能かつ軸心方向に移動不能に
支持されている。そして、かかるボールネジ３０
の閉塞部材４０から突出した後端部にプーリ４２
が固定され、このプーリ４２に巻き掛けられたタ
イミングベルト４４を介して、回転駆動手段とし
ての交流サーボモータ４６からボールネジ３０に
回転動力が入力されるようになつている。なお、
交流サーボモータ４６にはモータ軸を固定するた
めの電磁ブレーキ４８が設けられるとともに、回
転位置を検出するためのエンコーダ５０が設けら
れている。また、前記閉塞部材５０とボールネジ
３０との間は流体密に保持されており、これによ
つて型締シリンダ２０内の閉塞部材４０と型締ラ
ム２４によつて囲まれた空間が、外部空間に対し
て流体密に保持されている。そして、後述するよ
うに、かかる空間が、所定の作動流体が収容され
たタンク５２とされている。

また、このような型締装置において、前記加圧
ピストン２８と型締ラム２４との間の摺動部に、
加圧室としての円環状の第一流体室５４が形成さ
れるとともに、前記型締シリンダ２０と型締ラム
２４との間の摺動部に、増圧室としての円環状の
第二流体室５６が形成され、それら流体室５４，
５６に所定の作動流体が充填されている。そし
て、これら流体室５４，５６に充填させられた作
動流体が、型締ラム２４に形成された流体通路５
８を通じて、常時、両流体室５４，５６間で流動
し得るようにされている。

すなわち、加圧ピストン２８の外周部と型締ラ
ム２４の有底穴２６の内周部とが、それぞれ段付
面６０と６２とを備えた段付形状とされ、それら
段付面６０と６２とが、加圧ピストン２８と有底
穴２６の底面との接近・離間に応じて接近・離間
するように、加圧ピストン２８と型締ラム２４と
が嵌合されているのであり、これによつて加圧ピ
ストン２８と型締ラム２４との間に、加圧ピスト
ン２８が型締ラム２４に対して可動盤１８側に相
対移動するとき容積が減少する、加圧室としての
第一流体室５４が形成されているのである。

一方、増圧室としての第二流体室５６は、型締
シリンダ２０の内周面に突出形成された円環状の
突条６４が型締ラム２４の外周面に流体密に摺接
せしめられるとともに、それよりも前端側の部位
において、型締ラム２４の外周面に突出形成され
た円環状の突条６６が、型締シリンダ２０の内周
面に流体密に摺接せしめられることにより、形成
されている。これにより、第二流体室５６に流体
圧が発生したとき、その流体圧が突条６６の後側
面６８に作用して、型締ラム２４、ひいては可動
盤１８を固定盤１４側に向かつて押圧するように
なつているのである。

なお、この流体室５４，５６内の流体圧は、第
二流体室５６に接続された圧力ゲージ６９によつ
て確認され得るようになつているとともに、図示
しない圧力センサによつて検出され得るようにな
つている。また、型締シリンダ２０の前端部の型
締ラム２４との間の開口部には、型締ラム２４に
摺接してその開口部を流体密に塞ぐ円環状の閉塞
部材７０が設けられており、これによつて前記突
条６６との間に第三の流体室７２が形成されてい
る。この第三流体室７２は、後述するように、前
記タンク５２と共に作動流体を収容するタンクと
しての役割を果たす。

そして、このような型締装置において、前記タ
ンク５２と第三流体室７２とが流体通路７４によ
つて常時連通せしめられるとともに、流体通路７
４と前記第二流体室５６を結ぶ流体通路７６上に
カートリツジバルブ７８が設けられ、かかるカー
トリツジバルブ７８によつてタンク５２および第
三流体室７２と第二流体室５６との間が連通乃至
は遮断せしめられるようになつている。

カートリツジバルブ７８は、シリンダ８０内に
設けられたピストン８２が圧縮コイルばね８４に
よつて第二流体室５６と流体通路７４との間を遮
断する方向に常時付勢された構成とされており、
その圧縮コイルばね８４が収容された側の室がそ
れぞれ方向切換弁８６および８８を介して第二流
体室５６および流体通路７４に接続されている。
そして、方向切換弁８６のソレノイドだけが励磁
された状態において、第二流体室５６と流体通路
７４との間を遮断し、逆に方向切換弁８８のソレ
ノイドだけが励磁された状態において、それら第
二流体室５６と流体通路７４とを連通させ得るよ
うになつている。

なお、流体通路７４には絞り８９が設けられて
おり、この絞り８９と第三流体室７２との間に前
記流体通路７６が接続されている。後述するよう
に、型閉じ時においては、この絞り８９に基づい
て第三流体室７２内に流体圧が発生せしめられる
ようになつているのである。この第三流体室７２
に発生せしめられた流体圧がピストン８２に作用
させられることによつてカートリツジバルブ７８
が開かれ、第三流体室７２内の作動流体が第二流
体室５６に流入させられるようになつているので
ある。

また、絞り８９よりもタンク５２側の流体通路
７４と第二流体室５６との間には、流体通路７４
から第二流体室５６に向かう方向を順方向とする
チエツク弁９０が設けられている。

このような型締装置において、第１図に示され
ている型開きの状態から金型の型閉じを行うに際
しては、方向切換弁８８のソレノイドだけを励磁
した状態で、交流サーボモータ４６を正転駆動さ
せる。このようにすれば、ボールネジ３０が正転
して、ボールネジナツト３２、すなわち加圧ピス
トン２８が前方（図中右側）に向かつて移動させ
られることとなるが、このときには型締ラム２４
の前方への移動は規制されていないので、型締ラ
ム２４は、加圧ピストン２８が圧縮コイルばね３
４の付勢力に従つてストツパ部材３６に当接させ
られた状態を維持したまま、前方へ移動させられ
る。つまり、第一流体室５４の容積が最大の状態
に維持されたまま、金型の型閉じが行われるので
ある。

なお、この型閉じ時には、型締ラム２４の前方
への移動に従つて第二流体室５６の容積が次第に
増大するが、同じく型締ラム２４の移動に従つて
容積が減少する第三流体室７２に、絞り８９に基
づいて流体圧が発生せしめられ、かかる流体圧に
よつてカートリツジバルブ７８が開かれて、第三
流体室７２から流体通路７６を通じて作動流体が
流入させられるとともに、タンク５２からチエツ
ク弁９０を通じて作動流体が流入させられるた
め、第二流体室５６が負圧となつて型締ラム２４
の移動が妨げられることはない。

そして、上述のような型締ラム２４の前方への
移動によつて、第２図に示されるように、可動金
型１６が固定金型１２に当接し、型閉じが完了す
ると、型締ラム２４の前方への移動が阻止され
る。従つて、この後は、第３図に示されるよう
に、ボールネジ３０の回転に従つて加圧ピストン
２８が圧縮コイルばね３４をさらに圧縮しつつ前
進する。つまり、金型の型閉じ後は第二流体室５
６および第三流体室７２の容積は一定に保たれる
が、第一流体室５４の容積は加圧ピストン２８の
前進に伴つて減少させられるのである。

一方、金型の型閉じが完了すると、そのことが
エンコーダ５０によつて検出され、その検出結果
に基づいて、方向切換弁８８のソレノイドの励磁
が解除されるとともに、方向切換弁８６のソレノ
イドが励磁を開始される。そして、これにより、
第２図に示されているように、カートリツジバル
ブ７８が閉じられて、第二流体室５６と流体通路
７４との間が遮断される。つまり、第一流体室５
４および第二流体室５６が外部から遮断されるの
である。

従つて、この金型の型閉じ後においては、前記
加圧ピストン２８の前進による第一流体室５４の
容積の減少に伴い、該第一流体室５４およびこれ
に連通された第二流体室５６に流体圧が発生せし
められ、かかる流体圧に基づく力が型締ラム２４
に対して可動盤１８を固定盤１４に向かつて押圧
する方向に作用させられることとなる。そして、
この場合、図から明らかなように、流体圧を受け
る型締ラム２４側の受圧面積（段付面６２の面積
＋突条６６の後側面６８の面積）が加圧ピストン
２８側の受圧面積（段付面６０の面積）よりも大
きくされていることから、加圧ピストン２８から
作動流体に加えられる力よりも大きな力が型締ラ
ム２４に作用させられることとなる。つまり、こ
れにより、ボールネジ機構が小形であつても、金
型内に射出される射出樹脂圧に充分対抗し得る型
締力が得られるようになつているのである。ま
た、このことから明らかなように、ボールネジ３
０に回転動力を入力する交流サーボモータ４６も
出力の小さなもので済むこととなり、型締装置全
体も小形化できることとなつたのである。なお、
前述の説明から明らかなように、本実施例では、
カートリツジバルブ７８が流体室５４，５６を外
部から遮断する給排阻止手段とされている。

また、上述のように、型閉じ後において、加圧
ピストン２８が更に前進せしめられ、第一流体室
５４，５６内の流体圧が高められて、図示しない
圧力センサによつてそれら流体室５４，５６内の
流体圧が射出樹脂圧に充分対抗できる大きさにな
つたことが検出されると、電磁ブレーキ４８が作
動せしめられて、交流サーボモータ４６のモータ
軸が固定され、かかる型締力が保持される。そし
て、この型締力の保持状態下において金型の製品
キヤビテイ内に所定の樹脂が射出せしめられる。
なお、本実施例では、前述のように、流体室５
４，５６を外部から遮断するために漏れの少ない
カートリツジバルブ７８が用いられているので、
かかる型締力の保持状態下において型締力が良好
に維持される。

さらに、金型の製品キヤビテイ内に射出された
樹脂が硬化させられた後において、金型の型開き
を行う場合には、前記型閉じ時と同様、方向切換
弁８８のソレノイドだけを励磁する一方、電磁ブ
レーキ４８を解除して交流サーボモータ４６を逆
転させる。このようにすれば、まず、加圧ピスト
ン２８がストツパ部材３６に当接する位置まで後
退し、その後、型締ラム２４が加圧ピストン２８
と一体的に後退させられる。そして、第１図に示
されるように、型締ラム２４が予め定められた所
定位置まで後退すると、そのことがエンコーダ５
０で検出されて、交流サーボモータ４６の駆動が
停止される。また、第二流体室５６内の作動流体
はカートリツジバルブ７８を開いて流出し、タン
ク５２および第三流体室７２に収容される。

以上、本発明の一実施例を説明したが、これは
文字通りの例示であつて、本発明はかかる具体例
に限定して解釈されるべきものではない。

例えば、前記実施例では、交流サーボモータ４
６にエンコーダ５０が設けられ、かかるエンコー
ダ５０によつて金型の型閉じ位置や型締ラム２４
の後退位置が検出されるようになつていたが、そ
れらの位置はリミツトスイツチ等の他の検出手段
によつて検出するようにしてもよい。

また、前記実施例では、圧力センサによつて流
体室５４，５６内の流体圧が検出されることによ
り、金型の型締力が射出樹脂圧に対抗し得る大き
さに達したか否かが判断されるようになつていた
が、かかる判断はエンコーダ５０の出力に基づい
て行うことも可能である。

また、前記実施例では、流体室５４，５６とタ
ンク５２との間にカートリツジバルブ７８が介在
され、該カートリツジバルブ７８の開閉によつて
それら流体室５４，５６への作動流体の流入・流
出の許容およびその阻止が行われるようになつて
いたが、カートリツジバルブ７８に代えて、他の
バルブ機構を採用することも可能である。また、
タンク５２は、必ずしも型締シリンダ２０内に設
ける必要はない。

さらに、前記実施例では、圧縮コイルばね３４
とストツパ部材３６とによつて規制手段が構成さ
れていたが、規制手段はこのように付勢手段とス
トツパ手段との組合せによつて構成されている必
要はなく、型閉じ時の間は加圧ピストン２８と型
締ラム２４との摺動を阻止し、圧締時においては
その摺動を許容するようなものであれば、加圧ピ
ストン２８と型締ラム２４とを単に一時的に固定
するロツク機構のようなものであつてもよい。

また、前記実施例では、ボールネジ機構を構成
する雄ネジ部材とナツト部材とのうち、雄ネジ部
材を成すボールネジ３０が型締シリンダ２０に対
して回転可能且つ軸心方向に移動不能に支持さ
れ、ナツト部材を成すボールネジナツト３２と加
圧ピストン２８とが型締ラム２４に回転不能且つ
軸心方向に摺動可能に設けられていたが、型締シ
リンダ２０に対してボールネジナツト３２を軸心
方向に移動不能且つ回転可能に支持させる一方、
ボールネジ３０を加圧ピストン２８に固定して、
型締ラム２４に対して回転不能かつ軸心方向に摺
動可能に設けるようにすることも可能である。な
お、この場合には、ボールネジナツト３２がナツ
ト部材を成し、ボールネジ３０と加圧ピストン２
８とが雄ネジ部材を成す。

また、前記実施例では、内側部材である型締ラ
ム２４がその後端部に形成された有底穴２６の内
周面において加圧ピストン２８の外周面に嵌合さ
れ、加圧室としての第一流体室５４がそれらの間
の摺動部に形成されていたが、加圧ピストン２８
をその内周面において型締ラム２４の後端部の外
周面に嵌合させて、それらの間の摺動部に加圧室
としての第一流体室５４を形成するようにするこ
とも可能である。なお、加圧ピストン２８がボー
ルネジ３０あるいはボールネジナツト３２の何れ
かに一体乃至は一体的に設けられることは、前述
の場合と同様である。

さらに、前記実施例では、回転駆動手段が交流
サーボモータ４６とされていたが、これに限定さ
れるものではない。

その他、一々列挙はしないが、本発明がその趣
旨を逸脱しない範囲内において種々なる変形、改
良等を施した態様で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す説明図
であり、第２図は第１図の実施例装置の第１図と
は異なる作動状態を示す第１図に相当する図であ
り、第３図は第１図の実施例装置のさらに異なる
作動状態を示す要部説明図である。 １２：固定金型、１４：固定盤、１６：可動金
型、１８：可動盤、２０：型締シリンダ（外筒部
材）、２４：型締ラム（内側部材）、｛２８：加圧
ピストン、３２：ボールネジナツト｝（ナツト部
材）、３０：ボールネジ（雄ネジ部材）、｛３４：
圧縮コイルバネ、３６：ストツパ部材｝（規制手
段）、４６：交流サーボモータ（回転駆動手段）、
４８：電磁ブレーキ、５２：タンク、５４：第一
流体室（加圧室）、５６：第二流体室（増圧室）、
５８：流体通路、７８：カートリツジバルブ（給
排阻止手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定盤に対して移動可能とされた可動盤の背
   後に位置して、該固定盤に対してタイバーにより
   連結された外筒部材と、 該外筒部材の内周面に摺動可能に嵌合され、一
   端を前記可動盤に固定的に取り付けて設けられた
   内側部材と、 所定のボールネジ構造をもつて相互に螺合され
   た雄ネジ部材とナツト部材とを含んで構成され、
   それらのうちの一方の部材を、前記内側部材に対
   して、軸心方向に摺動可能に且つ回転不能に嵌合
   させると共に、他方の部材を、前記外筒部材に
   て、軸心方向に移動不能に且つ回転可能に保持さ
   せて設けられたボールネジ機構と、 該ボールネジ機構の前記他方の部材を回転せし
   める回転駆動手段と、 前記ボールネジ機構の前記一方の部材と前記内
   側部材との間に形成され、該一方の部材の該内側
   部材に対する前記可動盤側への相対移動によつて
   容積が減少せしめられる、所定の作動流体が充填
   せしめられた加圧室と、 前記外筒部材と前記内側部材との間に、該加圧
   室に連通された状態で形成され、該加圧室にて発
   生せしめられた流体圧を、該内側部材に対して、
   前記可動盤を前記固定盤に向かつて押し付ける方
   向に作用せしめる増圧室と、 前記ボールネジ機構の前記一方の部材の前記内
   側部材に対する前記可動盤側への相対移動を、前
   記固定盤と可動盤との間における金型の型閉じ時
   において阻止し、前記金型の圧締時において許容
   せしめる規制手段と、 前記加圧室および前記増圧室に対する外部から
   の作動流体の給排を阻止せしめる給排阻止手段と
   を、 含むことを特徴とする射出成形機における型締装
   置。 ２ 前記規制手段が、前記ボールネジ機構の前記
   一方の部材と前記内側部材との間に介装されて、
   それらを、前記加圧室の容積を増大させる方向に
   向かつて付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢
   力によるそれらボールネジ機構の一方の部材と内
   側部材との一定以上の相対移動を阻止して、前記
   加圧室の容積が一定以上増大することを阻止する
   ストツパ手段とから成る特許請求の範囲第１項記
   載の型締装置。