JPH11129301A - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一の金型あるいは同じ型厚の金型を長期間
継続して使用した場合に、最終型締時のボールネジ軸と
ナットの噛み合い面を適宜ずらせるようにすることによ
って、ボールネジ軸の寿命を延ばす。 【解決手段】 サーボモータの回転力をナット、ボール
ネジ軸を有する伝達機構により型締動作に必要な推力に
変換して移動ダイプレートに伝達するようにした射出成
形機の型締装置において、ボールネジ軸７と移動ダイプ
レート５との連結部に、ボールネジ軸７の軸方向の位置
を調整する位置調整手段２０を設け、これによりボール
ネジ軸７とナット８の噛み合い位置を調整できるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の型締
装置に係り、特に、サーボモータの回転力を金型の型締
動作に利用する電動式の型締装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機は、射出工程時に金型が開か
ないような強い力で金型を閉め付ける型締装置を備えて
いる。この型締装置としては、移動ダイプレートが型締
めラムに直結されている直圧式のもの、トグルリンク機
構によって金型を開閉し型締め力を発生させるトグル式
のもの、あるいは、電動機を動力源として移動ダイプレ
ートを動かして型の開閉と型締めをするものなどがあ
る。

【０００３】このうち、電動式型締装置では、特公平３
−７７０４７号に開示されているように、サーボモータ
の回転力をタイミングベルト、ボールネジ、ナットなど
を用いた伝達機構を介して移動ダイプレートの推力に変
換して、型の開閉および最終型締をする方式が採用され
ている。

【０００４】図２は、その電動式型締装置の構成を示す
図である。この図２において、１は、ベースであり、こ
のベース１の上には、固定ダイプレート２が固定され、
この固定ダイプレート２に固定金型３が取り付けられて
いる。また、固定金型３に対向させて移動金型４が移動
ダイプレート５に取り付けられている。移動ダイプレー
ト５は、タイバー６を案内として進退動可能になってい
る。

【０００５】１２はサーボモータであり、このサーボモ
ータ１２の回転力はボールネジ・ナット機構を利用した
伝達機構を用いて、移動ダイプレート５の推力として伝
達される。ボールネジ軸７には、ナット８が螺合してい
るとともに、その先端部は移動ダイプレート５に固着さ
れている。ナット８は、円筒形状の回転体９によって保
持されていて、この回転体９は、ベアリング１０を介し
て支持プレート１１によって回転自在に支持されてい
る。また、回転体９の反ナット側の端部には、タイミン
グベルト１３が巻き掛けられるプーリ１４が取り付けら
れている。他方のプーリ１５は、サーボモータ１２の回
転軸に取り付けられている。サーボモータ１２の回転力
は、タイミングベルト１３を介して回転体９を回転させ
る。この回転体９とナット８とは一体で回転するので、
ボールナット８の回転運動は、ボールネジ軸７の直進運
動に変換され、移動ダイプレート５の直進力として伝達
される。なお、１６は、射出装置の加熱シリンダを示し
ている。

【０００６】このような従来の電動式の型締装置では、
型の送り動作ばかりでなく、型を閉じてからの最終的な
型締めをもボールネジ・ナット機構により行なわれるよ
うになっているのが普通である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２の従来の電動式型
締め装置のように、金型を閉めたあとの最終型締を、ボ
ールネジ・ナット機構によって行う場合には、ボールネ
ジ軸７には、非常に大きな最終型締力が作用する。この
力に耐えられるように、ボールネジ軸７には、通常の送
り機構用のものでは不適当であり、高強度な大径の高価
なボールネジが採用される。

【０００８】しかしながら、射出成形機で同一の金型、
あるいは型厚の同じ金型を継続して使用した場合、ナッ
ト８は、型開閉、型締の動作の過程を通して、常に、ボ
ールネジ軸７の同じ部分に噛み合う。このことが特に問
題になるのは、最終型締めをするときのボールネジ軸７
とナット８の噛み合い面は常に同じになるからである。
つまり、金型を最終的に型締めした時の非常に大きな最
大型締荷重をボールネジ軸７は、常に同じ面で受けるこ
とになる。

【０００９】最終型締時には、通常、極低速かつ高トル
クで回転されるナット８からボールネジ軸７に高荷重が
かかる状態であるので、常に同じ噛み合い面でその荷重
を受けることは、ボールネジ軸７の寿命を縮めることに
直結する。

【００１０】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、同一の金型あるいは同じ型厚の
金型を長期間継続して使用した場合に、最終型締時のボ
ールネジ軸とナットの噛み合い面を適宜ずらせるように
することによって、最終型締時の高荷重が同じ噛み合い
面に作用しないようにし、ボールネジ軸の寿命を延ばす
ことのできる射出成形機の型締装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、サーボモータの回転力をナット、ボー
ルネジ軸を有する伝達機構により型締動作に必要な推力
に変換して移動ダイプレートに伝達するようにした射出
成形機の型締装置において、前記ボールネジ軸と移動ダ
イプレートとの連結部に、前記ボールネジ軸の軸方向の
位置を調整する位置調整手段を設けたことを特徴とする
ものである。

【００１２】この発明によれば、同一金型や同一型厚の
金型を長期間に渡って継続して使用する場合に、ボール
ネジ軸の軸方向の位置を適宜ずらすことができるので、
最終型締時のボールネジとナットとの噛み合い面の位置
を変えることにより、同一の箇所に最終型締時の大荷重
を受けるのを未然に回避できるので、ボールネジ軸の寿
命を延ばすことができる。

【００１３】本発明の実施形態によれば、前記位置調整
手段は、ボールネジ軸の先端部に設けられ傾斜面を有す
る従動体と、前記従動体に傾斜面同士で接触し前記ボー
ルネジ軸から推力を移動ダイプレートに伝達するクサビ
部材と、前記クサビ部材を前進・後退させるアクチュエ
ータとを備えるものである。

【００１４】このように構成される位置調整手段によれ
ば、アクチュエータを作動させて、クサビ部材を所定量
前進させると、このクサビ部材に傾斜面で接触する従動
体に楔作用が作用し、ボールネジ軸を移動させる大きな
力が作用する。

【００１５】また、前記位置調整手段は、さらに、前記
クサビ部材の背面が摺動する平坦面を有し、移動ダイプ
レートに固定された受台と、前記受台と協働して前記ク
サビ部材および従動体を拘束し、ボールネジ軸の軸方向
位置を固定可能な位置固定手段とを備えるものである。
この位置固定手段は、前記ボールネジ軸が嵌装されかつ
前記従動体に係合するナット部材を有し、このナット部
材を前記受台の雄ねじ部に螺合させて締め付けることに
より、前記ボールネジ軸を調整後の位置に固定するよう
にすることができる。前記ナット部材は手動で操作する
ようにしてもよいが、巻掛伝動機構によって回転駆動装
置と接続されていることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による射出成形機の
型締装置の一実施形態について、添付の図面を参照して
説明する。図１は、本発明の一実施形態による型締装置
を示す断面図である。この型締装置では、サーボモータ
１２の回転力をボールネジ・ナット機構を利用した伝達
機構を用いて、移動ダイプレート５の推力として伝達す
る機構および金型部は、図２の型締装置と同一の構成で
あり、同一の構成要素には、図２と同一の符号を付して
その詳細な説明は省略する。

【００１７】この型締装置には、ボールネジ軸７の軸方
向の位置を調整するための位置調整装置２０が、ボール
ネジ軸７の移動ダイプレート５との連結部に設けられて
いる。以下、この位置調整装置２０について説明する。
この位置調整装置２０は、楔の原理を利用してボールネ
ジ軸７の軸方向の位置を調整するものである。２１がク
サビ部材である。このクサビ部材２１は、ボールネジ軸
７の先端部に設けられた従動体としてのフランジ部２２
に傾斜面同士で接触するようになっている。

【００１８】この場合、クサビ部材２１は、ボールネジ
軸７の軸方向と直角な方向に前進・後退可能なように配
置され、その傾斜面２１ａは、フランジ部２２の端面に
形成されている傾斜面２２ａにぴったりと接するように
なっている。これらの傾斜面２１ａ、２２ａは、クサビ
部材２１が前進するとボールネジ軸７が後退するような
方向に傾斜しているものである。このようなクサビ部材
２１を前進・後退させるアクチュエータとして空圧シリ
ンダ２３が移動ダイプレート５の上部にブラケット２４
を介して取り付けられ、クサビ部材２１はこの空圧シリ
ンダ２３のビストンロッドに連結されている。

【００１９】この実施形態では、クサビ部材２１の運動
により直角方向に移動する従動体としては、ボールネジ
軸７の先端部に一体に形成したその軸径よりも大径のフ
ランジ部２２を利用しているが、傾斜面２２ａを有する
別体の従動体をボールネジ軸７に固定するようにしても
よい。

【００２０】２６は、クサビ部材２１の背面が摺動する
受台である。この受台２６は、移動ダイプレート５の反
金型側の取付面に固定されている。クサビ部材２１は、
ボールネジ軸７の推力を受台２６を介して移動ダイプレ
ート５に伝えるようになっている。

【００２１】受台２６は、クサビ部材２１を前進・後退
可能なように収容する凹部２７を有している。この凹部
２７の底に相当する平坦面にクサビ部材２１の背面が摺
動する。また、クサビ部材２１を取り囲む外壁部２８は
円筒状であって、その外周部には、次に説明するナット
部材３０が螺合する雄ねじ部が形成されている。

【００２２】ナット部材３０は、中央部に孔部３１が形
成されており、この孔部３１にボールネジ軸７が遊嵌す
るようになっている。この場合、孔部３１の直径は、ボ
ールネジ軸７の外径よりもわずかに大きく、フランジ部
２２の外径よりは小さい寸法に設定されている。したが
って、ナット部材３０は、フランジ部２２の肩部に係合
することができる。また、ナット部材３０の内径部に形
成される雌ねじ部は、受台２６の雄ねじ部に螺合し、ナ
ット部材３０を締め込むことで、ナット部材３０と受台
２６が協働してフランジ部２２とクサビ部材２１を挟持
し、ボールネジ軸７の軸方向の位置が固定されるように
なっている。

【００２３】この実施の形態では、ナット部材３０を締
め付け、あるいはネジを戻すための回転駆動源としてサ
ーボモータ３２が用いられている。このサーボモータ３
２の回転トルクをタイミングベルト３３でナット部材３
０に伝達するために、ナット部材３０の外周部には、タ
イミングベルト３３が巻き掛けられる溝３４が形成され
ている。したがって、タイミングベルト３３は、サーボ
モータ３２の出力軸に取り付けられたプーリー３５と、
ナット部材３０に直接巻き掛けられるようになってい
る。

【００２４】本実施形態による型締装置は、以上のよう
に構成されるものであり、次に、作用について説明す
る。まず、型開閉、型締め動作について説明する。サー
ボモータ１２を高速、低トルク回転で回転させると、そ
の回転力は、タイミングベルト１３を介して回転体９を
回転させる。この回転体９とナット８とは一体で回転す
るので、ボールナット８の回転運動は、ボールネジ軸７
を前進させる直進運動に変換される。このときのボール
ネジ軸７の推力は、フランジ部２２、クサビ部材２１、
受台２６を介して移動ダイプレート５を前進させる直進
力として伝達され、金型が閉じる。そして、固定金型３
に移動金型４が型接合してから、サーボモータ１２を極
低速、高トルク回転に切り替え、所定の最終型締力を発
生させる。

【００２５】溶融樹脂が金型内に射出された後、所定の
冷却時間が経過すると、サーボモータ１２が逆転して金
型が開かれる。

【００２６】次に、最終型締時における位置の調整、す
なわち、ボールネジ軸７の軸方向の位置の調整について
説明する。この調整に先だって、まず、型締用のサーボ
モータ１２を回転フリーの状態にして、ナット８が自由
に回転するようにしておく。

【００２７】そして、サーボモータ３２を起動し、ナッ
ト部材３０をねじが戻る方向に回転させる。受台２６に
螺合しているナット部材３０が戻されることにより、フ
ランジ部２２とクサビ部材２１との拘束が緩められる。

【００２８】こうして、クサビ部材２１が前進できる状
態に緩めておいてから、空圧シリンダ２３を作動させ
て、クサビ部材２１を所定量前進させる。このクサビ部
材２１の前進により、このクサビ部材２１に傾斜面２１
ａ、２２ａで接触するフランジ部２２に楔作用が作用
し、ボールネジ軸７を後退させる大きな力が作用する。
この結果、クサビ部材２１の前進量に対応する距離をボ
ールネジ軸７は後退する。

【００２９】次には、サーボモータ３２を逆方向に回転
させて、ナット部材３０を締め、ナット部材３０と受台
２６とで、クサビ部材２１とフランジ部２２を挟んでそ
の相対位置がずれないように固定する。これにより、ボ
ールネジ軸７の軸方向の位置が調整後の位置に固定され
る。

【００３０】このようにして、ボールネジ軸７の軸方向
の位置を調整することにより、調整前とは異なる位置
で、最終型締時のナット８がボールネジ軸７に噛み合う
ことになる。

【００３１】最終型締時には、極低速かつ高トルクで回
転されるナット８からボールネジ軸７に高荷重がかかる
状態であるので、常に同じ噛み合い面でその荷重を受け
ることは、ボールネジ軸７の寿命を縮めることになる
が、前記のように噛み合い面を簡単に適宜変更調整でき
るので、同一金型または同一型厚の金型を長い期間継続
使用しても、ボールネジ軸７を痛めずに寿命を延ばすこ
とができる。

【００３２】なお、噛み合い面をずらすためのボールネ
ジ軸７の位置の調整は、サーボモータ３２を制御する図
示しないサーボ制御部により、ボールネジ軸７の位置を
検出しながら位置制御をすることにより自動化して行う
ことも可能である。

【００３３】

【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、最終型締時のボールネジ軸とナットの噛み合
い面を適宜簡便にずらせることができるので、射出成形
機で同一の金型あるいは同じ型厚の金型を長期間継続し
て使用した場合に、最終型締時の高荷重が常に同じ噛み
合い面にかかることを回避でき、これにより、ボールネ
ジ軸の寿命を大幅に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による射出成形機の型締装置の一実施形
態を示す断面図。

【図２】従来の電動式型締装置の構成を示す断面図。

【符号の説明】

１ ベース ２ 固定ダイプレート ５ 移動ダイプレート ６ タイバー ７ ボールネジ軸 ８ ナット １２ サーボモータ １３ タイミングベルト ２０ 位置調整装置 ２１ クサビ部材 ２２ フランジ部（従動体） ２３ 空圧シリンダ ２６ 受台 ３０ ナット部材 ３２ サーボモータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーボモータの回転力をナット、ボールネ
   ジ軸を有する伝達機構により型締動作に必要な推力に変
   換して移動ダイプレートに伝達するようにした射出成形
   機の型締装置において、 前記ボールネジ軸と移動ダイプレートとの連結部に、前
   記ボールネジ軸の軸方向の位置を調整する位置調整手段
   を設けたことを特徴とする射出成形機の型締装置。
2. 【請求項２】前記位置調整手段は、ボールネジ軸の先端
   部に設けられ傾斜面を有する従動体と、前記従動体に傾
   斜面同士で接触し前記ボールネジ軸から推力を移動ダイ
   プレートに伝達するクサビ部材と、前記クサビ部材を前
   進・後退させるアクチュエータとを備えることを特徴と
   する請求項１に記載の射出成形機の型締装置。
3. 【請求項３】前記位置調整手段は、さらに、前記クサビ
   部材の背面が摺動する平坦面を有し、移動ダイプレート
   に固定された受台と、前記受台と協働して前記クサビ部
   材および従動体を拘束し、ボールネジ軸の軸方向位置を
   固定可能な位置固定手段とを備えることを特徴とする請
   求項２に記載の射出成形機の型締装置。
4. 【請求項４】前記位置固定手段は、前記ボールネジ軸に
   嵌装されかつ前記従動体に係合するナット部材を有し、
   このナット部材を前記受台の雄ねじ部に螺合させて締め
   付けることにより、前記ボールネジ軸を固定するように
   したことを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の型
   締装置。
5. 【請求項５】前記ナット部材は、巻掛伝動機構によって
   回転駆動装置と接続されていることを特徴とする請求項
   ４に記載の射出成形機の型締装置。