JPH05329609A - 射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力伝達機構が簡単で，動作不良を起こしに
くい。 【構成】 モータと支持フレームとの間に介装されて運
動を伝達する回転−直線伝達機構と，フレームに軸支さ
れモータで回転駆動される１本のねじ軸と，これらねじ
軸に嵌装されたボールねじ装置のボールホルダと，これ
らのボールホルダを外周部で支持する支持フレームと，
さらに前記ねじ軸の下方位置にあってねじ軸の回動を停
止するブレーキと，前記支持フレームの中心部に支持さ
れたプランジャと，前記支持フレームに対して昇降自在
に取付けられたプランジャ先端のプランジャチップを内
孔に進退自在に嵌合させる射出スリーブを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金型のキャビティ内へ溶
融金属を射出する射出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形装置，例えば，ダイカストマシ
ンにおいて，金型のキャビティへ溶湯を下方から射出す
る竪鋳込型の射出装置は，従来特開平１−２２４５１０
号公報のものが知られている。すなわち，金型の下方に
設けられた床下のピット内には，マシンベース等に支持
された射出フレームが垂下されており，この射出フレー
ムには，射出装置全体が直立支持されている。

【０００３】この射出装置は，油圧装置に接続された射
出シリンダと，この射出シリンダ側の昇降自在なスリー
ブフレームに射出シリンダと同芯状に支持された射出ス
リーブと，射出シリンダのピストンロッドにカップリン
グを介し連結されて先端のプランジャチップを射出スリ
ーブの内孔に進退自在に挿入されたプランジャとを備え
ている。そして，射出スリーブ内へ注湯後，射出スリー
ブをプランジャチップとともに前進させて金型側の固定
スリーブに接合したのち，モータにより回転−直線運動
伝達機構を介して一対のねじ軸を同期させて回転駆動
し，ボールホルダを，ボールをボール溝内で転動させな
がら支持フレームとともに前進させると，支持フレーム
に支持されたプランジャが前進し，射出スリーブ内の溶
湯が固定スリーブを経て金型キャビティ内へ射出され，
この溶湯が固化することにより鋳造製品が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，このよ
うな従来の射出装置においては， 一対のねじ軸を同期させて回転駆動させているため
に，芯ずれ等の影響で動作不良を起こし易い。 モータで回動駆動されるねじ軸への運動を伝達する
回転−直線伝達機構の構造が複雑になる。 という問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために，本発明では，モータと支持フレームとの間に
介装されて運動を伝達する回転−直線伝達機構と，フレ
ームに軸支されモータで回転駆動される１本のねじ軸
と，これらねじ軸に嵌装されたボールねじ装置のボール
ホルダと，これらのボールホルダを外周部で支持する支
持フレームと，さらに，前記ねじ軸の下方位置にあって
ねじ軸の回動を停止するブレーキと，前記支持フレーム
の中心部に支持されたプランジャと，前記支持フレーム
に対して昇降自在に取付けられたプランジャ先端のプラ
ンジャチップを内孔に進退自在に嵌合させる射出スリー
ブとを設けた構成にする。

【０００６】

【作用】射出スリーブ内へ注湯後，射出スリーブをプラ
ンジャチップとともに前進させて金型側の固定スリーブ
に接合したのち，モータにより回転−直線運動伝達機構
を介してねじ軸を回転駆動し，ボールホルダを，ボール
をボール溝内で転動させながら支持フレームとともに前
進させると，支持フレームに支持されたプランジャが前
進し，射出スリーブ内の溶湯がプランジャチップで押さ
れて金型のキャビティ内へ射出される。

【０００７】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係る射出装置を竪
鋳込型のダイカストマシンに実施した例を示し，図１は
射出装置の縦断面図，図２は射出装置下部域の一部拡大
詳細縦断面図，図３は射出装置の平面図，図４は図２の
Ａ−Ａからみた仰瞰図である。

【０００８】図示しない金型の下方に位置するフレーム
１には，一対のリニアガイド２（１個のみ図示）が固定
されており，全体を符号３で示す射出装置は，このリニ
アガイド２に案内されて図に示す金型下方の射出位置
と，図の紙背方向である注湯位置との間で水平方向に移
動するように構成されている。すなわち，リニアガイド
２は，フレーム１側の支持板４に支持された断面ほぼ正
方形長尺のレール５を備えており，このレール５の両側
面に形成されたボール溝には，複数個のボール６が転動
自在に保持されている。射出装置３の筒体７には，断面
逆Ｕ字状に形成されて側面を図示しないカバーで覆われ
た複数個のボールホルダ９が，補強部材を介し固定され
ており，このボールホルダ９の内面には，ボール６を保
持するボール溝が形成されている。このように構成され
ていることにより，駆動装置で駆動すると，射出装置３
がボール６をボール溝内で転動させながら円滑に移動す
る。

【０００９】このようにして支持された射出装置３は，
筒体７の上端に固着された多角形状の上部フレーム１０
の対抗する箇所に設けられたドッキング用シリング１２
のラム孔１２ａにはドッキングシリンダ用ラム８の下部
は昇降自在に嵌合されるとともに，途中はリニアボール
ベアリング３６を介して上部フレーム１０に固定されて
いる。また，前記ドッキングシリンダ用ラム８の上部は
スリーブフレーム１５に複数個のボルト１６ａで固定さ
れており，このスリーブフレーム１５の中心部には，円
筒状に形成された射出スリーブ１７がその上方に設けら
れた金型の固定スリーブ（図示せず）と同芯状に固定さ
れている。

【００１０】一方，図２に示すように前記したドッキン
グ用シリンダ１２とほぼ６０度位相を有して対抗する箇
所に昇降軸１３が設けられている。前記筒体７の下端部
近傍から上方へ延びる昇降軸１３が設けられ，前記昇降
軸１３の下端部は下部フレーム１１内に穿設されたガイ
ドシリンダ１４とボス部１８ａ内を挿通されるととも
に，ガイドシリンダ１４の上部間とボス部１８ａ間でボ
ール６ａを多数介在させたリニアボールベアリング５５
と５６となっており，さらに前記昇降軸１３の上端部は
前記スリーブフレーム１５に複数個のボルト１６ｂで固
定されている。また，符号１８は外周部を円周方向へ２
等分する位置に形成されたボス部１８ａに保持されてい
る支持フレームである。

【００１１】前記昇降軸１３の下方のガイドシリンダ１
４の上方近傍に複数のピン２２に配設された係止部材２
０によって下降限を規制されており，支持フレーム１８
はボールホルダ３３を介してねじ軸２１により昇降自在
に支持されている。

【００１２】支持フレーム１８の下方へ配設された下部
フレーム１１には，ねじ軸２１に対応する位置に軸受孔
が穿設されており，この軸受孔には，ねじ軸２１の小径
部が軸受２３を介して軸支されている。

【００１３】そして，ねじ軸２１はその段部と，ねじ軸
２１の下端部に刻設されたねじ部と傘歯車２５の内周部
に刻設されたねじ部とが螺着可能になっており，両者を
螺合させたのち小径部にキー止めをし，さらにねじ軸２
１の最下端部に突設したねじ部にナット２６を螺合させ
て係止し，下部フレーム１１に対して軸方向への移動を
規制されるようになっている。下方へ開口された下部フ
レーム１１の両側には水平に配設されたサーボモータ２
７の回転軸２８の対応する位置に軸受孔が穿設されてお
り，この軸受孔にはラジアル軸受２９Ｒ，２９Ｌが装着
されており，さらに，ラジアル軸受２９Ｒ，２９Ｌの両
外面部にはそれぞれ油シール部材６０が配設され，前記
回転軸２８がラジアル軸受２９Ｒ，２９Ｌに回転自在に
両端を支持されている。回転軸２８の軸端部には電磁ブ
レーキ装置３１が下部フレーム１１の側端部に配設さ
れ，前記電磁ブレーキ装置３１内にあって図示されない
電磁ブレーキが必要に応じて下部フレーム１１の側端部
に当接して前記回転軸２８の回動が防止されるようにな
っている。

【００１４】また，回転軸２８のサーボモータ２７側の
基部は段部を有した形状となっており，大径部にキー止
めされたラジアル軸受２９Ｒと小径部に嵌合してキー止
めされた傘歯車２５ａが配設され，傘歯車２５ａは前記
傘歯車２５と噛合してサーボモータ２７側の動力を伝え
るように構成されている。

【００１５】前記下部フレーム１１は下方に開口した外
周側面が円筒状を有した形状となっており，下部フレー
ム１１の下端部は底板５１がボルトによって取付けら
れ，さらに前記底板５１で内封された下部フレーム１１
内部には潤滑油が封油され両傘歯車２５，２５ａ間で動
力伝達がスムースに行なわれるようになっている。

【００１６】また，図４に示すように前記底板５１には
射出装置３の軸心方向に向かう挿通孔５２ａが回転軸２
８の両側に等間隔で３個づつ設けられ，この挿通孔５２
ａを挿通して連結ロッド５２が配設されている。この連
結ロッド５２の上端部には傘歯車２５より例えば２〜３
ｍｍ離間してフリクションプレート３０が配設され，ボ
ルトで一体的に固定されるとともに，前記連結ロッド５
２の下端部にはプレート５３が底板５１より離間して配
設され，ボルトで一体的に固定されている。

【００１７】前記円形状のプレート５３の最内周部には
同一ピッチにて等間隔で４分割された個所に凹部を設け
るとともに，前記底板５１間にばね５４が弾装されてお
り，ばね５４の伸張力によって前述した傘歯車２５とフ
リクションプレート３０間を例えば２〜３ｍｍ絶えず離
間するように構成されている。また，圧油によってピス
トン４４が上昇してプレート５３に当接したのち，ばね
５４の伸張力に打勝ってプレート５３は上昇し，さらに
ロッド５２を介してフリクションプレート３０を押上げ
て傘歯車２５端面と接触させ，フリクションプレート３
０と傘歯車２５間の摩擦によってねじ軸２１の逆転（ボ
ールホルダ３３の下降）を完全に防止できるようになっ
ている。次いで図示しないバルブを切換えピストン４４
の圧油を排除すると，前記ばね５４の伸張力によって元
の状態，すなわちフリクションプレート３０と傘歯車２
５間は離隔するようになっている。

【００１８】ねじ軸２１のらせん状ねじ溝には，複数個
のボール３２が並列して保持されており，また，支持フ
レーム１８のホルダ孔１８ｂに嵌着されてボルト止めさ
れたボールホルダ３３は，ねじ軸２１に嵌装されてその
内孔に形成されたらせん状のボール溝にはボール３２が
保持されている。こうすることにより，ねじ軸２１が回
転すると，ボール３２をボール溝内で転動させながら支
持フレーム１８が昇降するように構成されている。そし
て，支持フレーム１８の中心部には，プランジャ３４が
カップリング３５で連結されて立設されており，その頭
部であるプランジャチップ３４ａは，射出スリーブ１７
の内孔に進退自在に嵌入されている。

【００１９】こうすることにより，射出スリーブ１７の
内孔へ注入された溶湯は，プランジャ３４の上昇により
プランジャチップ３４ａに押されて固定スリーブを介し
金型のキャビティ内へ射出されるように構成されてい
る。３６は上部フレーム１０に固定されたカバー３７に
支持されてカバー３７とともにねじ軸２１を覆う断面半
円状のカバーであって，支持フレーム１８と一体的にス
リーブフレーム１５に沿ってその上方へ突出するように
構成されている。また，プランジャ３４の中心部には，
ドッキング用シリンダ１２の外周部へ開口する水冷管３
８が貫通して設けられており，開口部に装着されたホー
スは，冷却ポンプに接続されている。

【００２０】全体を符号４１で示すものは，押圧手段で
ある。本実施例においては押圧手段として例えば押し油
シリンダ４１を用い，射出装置３が射出位置にきた場合
に作動開始するようにベース７０上に載置されている。
シリンダ５０の上下はそれぞれ蓋体４２で上を閉塞され
て形成されたシリンダ孔１１ａとこのシリンダ孔１１ａ
に進退自在に嵌合されたピストン４４とで形成されてお
り，ピストン４４に係合するシリンダ５０内の下方に設
けた油道４５と配管とを介して油圧装置に接続されてい
る。

【００２１】そして，ねじ軸２１の下端下降限とピスト
ン４４の上端下降限との間には，図１に符号ｔ_１で示す
３ｍｍ程度の隙間が形成されている。こうすることによ
り，プランジャチップ３４ａが上昇して溶湯がキャビテ
ィに充填されたのち，ピストン４４の下方へ送油してピ
ストン４４を上昇させると，ねじ軸２１に接触してから
例えば５ｍｍ程度上昇し，支持フレーム１８を介してプ
ランジャ３４が上昇して押湯作用がなされるように構成
されている。

【００２２】符号４９は，サーボモータ２７の回転によ
り傘歯車２５ａ，２５を介してねじ軸２１を回動し，支
持フレーム１８を上方へ移動する際上昇力が生じるた
め，下部フレーム１１も連られて持上げられることを規
制する移動規制シリンダであり，この移動規制シリンダ
４９に係合して上下するピストンロッド４９ａの先端部
を下部フレーム１１に当接させ，サーボモータ２７の動
力を傘歯車２５ａ，２５を介してねじ軸２１を回動する
際，傘歯車２５ａ，２５の伝達分力によって下部フレー
ム１１が上方へ持上げられることを防止している。

【００２３】以上のように構成された射出装置の動作を
説明する。駆動装置で射出装置３全体を図の紙背方向に
押すと，射出装置３は，リニアガイド２のボール６をボ
ール溝内で転動させながら注湯位置へ移動するので，射
出スリーブ１７内へ溶湯を注湯する。注湯後，射出装置
３を射出位置の下方位置へ復帰するように移動させる。

【００２４】つぎに，ドッキング用シリンダ１２のラム
１２ａへ送油すると，昇降軸１３はリニアボールベアリ
ング３６，５５，および５６のボール６ａを転動させな
がら上昇してこれと一体的の射出スリーブ１７が上昇
し，金型の固定スリーブに接合される。このとき，支持
フレーム１８は係止部材２０で押されるとともに，ねじ
軸２１，ボール３２，ボールホルダ３３からなるボール
ねじ装置の作用で上昇し，プランジャチップ３４ａが射
出スリーブ１７と同じ位置関係を保った状熊で上昇す
る。したがって，射出スリーブ１７内の溶湯がこぼれる
ことがない。

【００２５】そこでモータ２７を始動して傘歯車２５ａ
から傘歯車２５を介してねじ軸２１を回転させると，ね
じ軸２１の作用により支持フレーム１８がボール３２を
ねじ溝内で転動させ，かつリニアボールベアリング５５
を昇降軸１３に沿って移動させながら上昇し，これと一
体のプランジャ３４とプランジャチップ３４ａも上昇す
るので，射出スリーブ１７内の溶湯は，固定スリーブを
経て金型のキャビティ内へ射出される。なお，図示しな
い金型のキャビティ内に溶湯が充満されたらモータ２７
を停止させるとともに，電磁ブレーキをかける。

【００２６】溶湯がキャビティ内へ充填し終ると，押湯
シリンダ４１のピストン４４下方へ送油されてピストン
４４が上昇し，底板５１に接触し，例えば８ｍｍ程度上
昇させるので，支持フレーム１８もプランジャチップ３
４ａを伴って上昇し，キャビティ内の溶湯が圧縮されて
押湯が行なわれる。このような射出動作中，水冷管３８
に冷水が供給されて循環するので，プランジャ３４が冷
却される。

【００２７】射出動作が終われば，射出製品の冷却固化
後，型開きし，押湯シリンダ４１のピストン４４を後退
させ，ブレーキを解除したモータ２７を駆動して，ボー
ルねじ装置を介して支持フレーム１８を後退させ，プラ
ンジャチップ３４ａを後退させる。プランジャチップ３
４ａや支持フレーム１８が所定の位置まで後退したら，
支持フレーム１８が係止部材２０を押し，そのあとは，
昇降軸１３および射出スリーブ１７も同時に移動する。
このあと，射出装置３を注湯位置まで移動させ，１サイ
クルが終了する。

【００２８】なお，射出装置３の注湯位置への移動は，
従来のように傾転によって行なってもよいが，本装置の
場合，従来の油圧式射出シリンダを設けたものよりも装
置全体の高さがかなり低くなり，傾転角度が大きくなっ
て注湯量が減るので，実施例のように水平移動式にする
ことが好ましい。また，本実施例は本発明を竪鋳込型の
ダイカストマシンに実施した例を示したが，これは，横
鋳込型のダイカストマシンに実施することができ，さら
に，プラスチック用の射出成形機にも同様に実施するこ
とができて同様の作用効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
によれば，モータと支持フレームとの間に介装されて運
動を伝達する回転−直線伝達機構と，フレームに軸支さ
れモータで回転駆動される１本のねじ軸と，これらねじ
軸に嵌装されたボールねじ装置のボールホルダと，これ
らのボールホルダを外周部で支持する支持フレームと，
さらに，前記ねじ軸の下方位置にあってねじ軸の回動を
停止するブレーキと，前記支持フレームの中心部に支持
されたプランジャと，前記支持フレームに対して昇降自
在に取付けられたプランジャ先端のプランジャチップを
内孔に進退自在に嵌合させる射出スリーブとを設けたこ
とにより，機械の加工精度の影響を受けにくくなりねじ
軸の回動がスムースに行なえる。また，回転−直線伝達
機構に傘歯車を用いることにより構造がシンプルとなる
とともに動力の伝達が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出装置の縦断面図である。

【図２】射出装置下部域の一部拡大詳細縦断面図であ
る。

【図３】射出装置の平面図である。

【図４】図２のＡ−Ａから視た仰瞰図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ リニアガイド ３ 射出装置 １０ 上部フレーム １１ 下部フレーム １２ ドッキング用シリンダ １３ 昇降軸 １７ 射出スリーブ １８ 支持フレーム ２１ ねじ軸 ２５，２５ａ 傘歯車 ２７ サーボモータ ２８ 回転軸 ３０ フリクションプレート ３１ 電磁ブレーキ ３４ プランジャ ４１ 押し油シリンダ ４４ ピストン ４９ 移動規制シリンダ ５０ シリンダ ５２ 連結ロッド ５３ プレート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと支持フレームとの間に介装され
   て運動を伝達する回転−直線伝達機構と，フレームに軸
   支されモータで回転駆動される１本のねじ軸と，これら
   ねじ軸に嵌装されたボールねじ装置のボールホルダと，
   これらのボールホルダを外周部で支持する支持フレーム
   と，さらに，前記ねじ軸の下方位置にあってねじ軸の回
   動を停止するブレーキと，前記支持フレームの中心部に
   支持されたプランジャと，前記支持フレームに対して昇
   降自在に取付けられたプランジャ先端のプランジャチッ
   プを内孔に進退自在に嵌合させる射出スリーブとを設け
   たことを特徴とする射出装置。