JPS61237617A - 射出成形機における型締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、油圧シリンダによって可動盤を直
接移動させる直圧式の型締装置や、可動盤をリンク機構
を介して移動さセ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った不具合が
ある。

（課題を解決するだめの手段） 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＞固定盤に対して位置固定に設け
られた外筒部材と、（ｂ）該外筒部材の内周面に摺動可
能に嵌合された、一端に可動盤が固定的に取り付けられ
た内側部材と、（Ｃ）所定のボールネジ構造をもって螺
合された雄ネジ部材とナンド部材とを有し、該雄ネジ部
材とナゾト部材とのうちの何れか一方の部材において前
記内側部材の他端に軸心方向に摺動可能且つ回転不能に
嵌合されるとともに、他方の部材において前記外筒部材
に対して軸心方向に移動不能且つ回転可能に設けられた
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の前記内側部材に対する摺
動を、前記金型の型閉じ時においては阻止する一方、前
記金型の圧締時には許容する規制手段と、（ｆ）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、それらの接近によっ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、（ｇ
）前記外筒部材と前記内側部材との間に形成されて、該
加圧室に連通せしめられ、前記容積の減少に基づいて該
加圧室にて発生せしめられた流体圧を、該内側部材に対
して前記可動盤が前記固定盤に押圧される方向に作用せ
しめる増圧室と、（ｈ）前記加圧室および前記地圧室に
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、
内側部材に対するボールネジ機構の一方の部材の摺動が
規制手段によって阻止されるために、可動盤は、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
、ホールネジ機構の一方の部材と共に、その軸心方向へ
移動させられることとなる。また、このときには、上記
ホ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、従って加圧室に流体圧が発生
ずることはない。

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摺動すること
が許容されるため、ボールネジ機構の一方の部材は、他
方の部材の回転に従って内側部材に接近させられる。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。

従って、この圧締時に、給排阻止手段によって加圧室と
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、回転駆動手段によっ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、従ってボ
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１０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
れるようになっているのである。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でいる。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、って螺合するホールネジナツト３
２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ンド部材が構成されて
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によって加圧ビス１−ン２８が型締ラム２４か
ら離間する方向、ずなわち有底穴２６から突出する方向
に常時付勢されているのである。また、有底穴２６の開
口部には、ストッパ部材３６が設けられており、加圧ピ
ストン２８は、このストッパ部材３６に当接することに
よって有底穴２６から抜は出ないようにされている。

このストッパ部材３６によって、加圧ピストン２Ｂが型
締ラム２４　（正確には有底穴２６の底面）から一定距
離以上離間しないようにされているのである。

なお、」二記圧縮コイルばね３４の付勢力は、金型の圧
締時以外の時には加圧ピストン２８と型締ラム２４との
′軸心方向の接近を阻止するが、金型の圧締時において
型締ラム２４の軸心方向への移動か阻止された状態では
、それらの接近を許容する大きさに予め設定されている
。また、このことから明らかなように、本実施例では、
圧縮コイルばね３４とストッパ部材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
になっている。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４０とボールネジ３０
との間は流体密に保持されており、これによって型締シ
リンダ２０内の閉塞部材４０と型締ラム２４によって囲
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５８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、それぞれ段イζＪ面６０と６
２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
って加圧ピストン２８と型締ラム２４との間に、加圧ピ
ストン２８が型締ラム２４に接近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側に向かって押圧するようになっているので
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によって確認され得る
ようになっているとともに、図示しない圧力センサによ
って検出され得るようになっている。また、型締シリン
ダ２０の前端側の型締ラム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、これによって前記突
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によって常時連通せ
しめられるとともに、流体通路７４と前記第二流体室５
６を結ふ流体通路７６上にカートリッジバルブ７８が設
げられ、かかるカートリッジバルブ７８によってタンク
５２および第三流体室７２と第二流体室５６との間が連
通乃至ば遮断せしめられるようになっている。

カートリッジバルブ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によって第二流体
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７
４とを連通させるようになっている。

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っているのであり、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ってカートリッジバルブ７８
が開かれ、第三流体室７２内の作動流体が第二流体室５
６に流入させられるようになっているのである。

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ェック弁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）に向かって移
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３４の付勢力に
従ってストッパ部材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　Ｇ 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
に従って第二流体室５６の容積が次第に増大するが、同
じく型締ラム２４の移動に従っ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、かかる流体圧によってカートリッジバルブ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からチェッ
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が負圧となって型締ラム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
って、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。

従って、この後は、第３図に示されるように、ボールネ
ジ３０の回転に従って加圧ピストン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５６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２Ｂの前進に伴って減少させられる
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によって検出され、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
トリッジバルブ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
。

従って、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−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
向かっ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っ
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っているのである。また、こ
のことから明らかなように、ボールネジ３０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
ったのである。なお、前述の説明から明らかなように、
本実施例では、カートリッジバルブ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ってそ
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っ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ャビ
ティ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５４゜５６
を外部から遮断するために漏れの少ないカートリッジバ
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、金型の製品キャビティ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−・方、電磁ブレーキ４８を解除して交流
サーホモータ４６を逆転させる。このようにすれば、ま
ず、加圧ビス］・ン２８がストッパ部材３６に当接する
位置まで後退し１．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５０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ッジバルブ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
の例示であって、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４６にエン
コーダ５０が設けられ、かかるエンコーダ５０によって
金型の型閉じ位置や型締ラム２４の後退位置が検出され
るようになっていたが、それらの位置はりミツトスイッ
チ等の他の検出手段によって検出するようにしてもよい
。

また、前記実施例では、圧力センサによって流体室５４
．５６内の流体圧が検出されることによす、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
断されるようになっていたが、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
との間にカートリッジバルブ７８が介在され、該カート
リッジバルブ７８の開閉によってそれら流体室５４．５
６への作動流体の流入・流出の許容およびその阻止が行
われるようになっていたが、カートリッジバルブ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とストッ
パ部材３６とによっ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ッパ手段との組合せ
によっ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、
加圧ビストン２８と型締ラム２４とを単に一時的に固定
するロック機構のようなものであってもよい。

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、ナンド部材を成すボールネ
ジナツト３２と加圧ピストン２Ｂ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に対してボーノｉｔネジナンド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２
４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がナンド部材を成し、ボールネジ３０
と加圧ピストン２８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、−々列挙ばしないが、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） ３０：ボールネジ（雄ネジ部材） 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、射出成形機
   における型締装置であって、 前記固定盤に対して位置固定に設けられた外筒部材と、 該外筒部材の内周面に摺動可能に嵌合された、一端に前
   記可動盤が固定的に取り付けられた内側部材と、 所定のボールネジ構造をもって螺合された雄ネジ部材と
   ナット部材とを有し、該雄ネジ部材とナット部材とのう
   ちの何れか一方の部材において前記内側部材の他端に軸
   心方向に摺動可能且つ回転不能に嵌合されるとともに、
   他方の部材において前記外筒部材に対して軸心方向に移
   動不能且つ回転可能に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の前記内側部材に
   対する摺動を、前記金型の型閉じ時においては阻止する
   一方、前記金型の圧締時には許容する規制手段と、 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、それらの接近によって容積が減少せし
   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形成されて、該加
   圧室に連通せしめられ、前記容積の減少に基づいて該加
   圧室にて発生せしめられた流体圧を、該内側部材に対し
   て前記可動盤が前記固定盤に押圧される方向に作用せし
   める増圧室と、 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. （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、それらを互い
   に離間する方向に付勢する付勢手段と、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距離以上の離間
   を阻止するストッ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。