JP2002154146A

JP2002154146A - 電動型開閉装置

Info

Publication number: JP2002154146A
Application number: JP2000352023A
Authority: JP
Inventors: Saburo Fujita; 三郎藤田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2002-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ボールねじ式送り機構のボールねじ軸とボー
ルねじナットの組合わせに、片当たりや曲げ力が作用し
ないで衝撃荷重の吸収を行う取付手段を有する。【解決手段】ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂとこれに螺
合し可動ダイプレート９に取付けられるボールねじナッ
ト３７Ａ，３７Ｂを用いて可動ダイプレート９を固定ダ
イプレート５に対し進退動作させる手段と、固定及び可
動金型３，７の型閉後、可動及び固定ダイプレート９，
５の型締を行うタイバー１５とを備え、ナット３７Ａ，
３７Ｂの可動ダイプレート９への取付手段が、同プレー
トに取付けられ、ねじ軸３５Ａ，３５Ｂが通っている貫
通孔３９Ａを有する接続ブラケット３９と、貫通孔の両
側の皿ばね５１と、皿ばねを付勢した状態で収納する皿
ばねケース５３と、ケース５３に取付けたナット３７
Ａ，３７Ｂとで構成され、可動ダイプレート９とナット
３７Ａ，３７Ｂとが皿ばね５１を介し結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の電動
型開閉装置に関し、特に型締めは油圧シリンダで行い、
型締め前後の可動ダイプレートの開閉移動は電動で行う
油圧と電動の複合型開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の型開閉型締装置において、
型締めには強大な力を必要とするが、金型開閉のための
可動ダイプレートの移動には大きな力を持続して使う必
要はない。その一方、可動ダイプレートの移動ストロー
クは、成形品の取り出しのために長くする必要がある。
従来は、同一の油圧シリンダを用いて型締とダイプレー
ト（型盤）の移動を行っていたが、この構成では、油圧
シリンダが大径で長ストロークとなる。これに伴い、ダ
イプレートの移動は遅くなり、多くの油量を必要とし、
不経済であった。このため、近年はこの機能を分担し、
ダイプレートの移動には小径で長いストロークの油圧シ
リンダを使用したり、又は、電動モータの回転力を直線
方向の力に換えた機械的な移動手段を使用し、型締には
大径で短いストロークの油圧シリンダを使用する等の経
済的な構成が用いられている。

【０００３】特開昭６２−８７３１８号において開示さ
れた従来例は、固定金型を保持した固定ダイプレート
と、可動金型を保持した可動ダイプレートと、サーボモ
ータの駆動力により上記可動ダイプレートを固定ダイプ
レートに向けて進退動させるボールねじ式送り機構と、
可動ダイプレートが固定ダイプレートに近接し固定金型
及び可動金型が型閉じする直前に可動ダイプレート及び
型締ピストンを関係的に結合固定させる手段とを包含す
る型締装置である。

【０００４】また、実用新案登録第２５３１５２２号に
おいて開示された型締装置は、前述の特開昭６２−８７
３１８号と同様な可動ダイプレートを固定ダイプレート
に向けて進退動させるボールねじ式送り機構と、固定金
型及び可動金型を結合固定する型締ピストンに直結して
いるタイバーとを備えており、可動ダイプレートが固定
ダイプレートに近接し、固定金型及び可動金型が型閉じ
する直前に、可動ダイプレートに設けられたタイバーと
ほぼ直角方向に開閉するハーフナットがタイバーに設け
られたリング溝に係合してタイバーと可動ダイプレート
を結合する手段を更に有し、タイバー及び可動ダイプレ
ートの結合後、型締ピストンを油圧で作動させることに
より、タイバーを介して可動ダイプレートを引き寄せて
型締めするものである。上記型締装置において、可動ダ
イプレートを固定ダイプレートに向けて進退動させるボ
ールねじ式送り機構のボールねじは、モータ軸の回転を
直接ボールねじ軸に伝達する機構とモータ軸の回転を減
速してボールねじ軸に伝える機構とを備えており、両機
構間を電磁クラッチで切換えるように構成し、離型時に
大きな力を必要とする場合、モータ軸の回転を減速して
ボールねじ軸に大きなトルクが加わえられるようになっ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サーボ
モータの駆動力により可動ダイプレートを固定ダイプレ
ートに向けて進退動させる従来のボールねじ式送り機構
は、通常、型締装置の両側に対称の位置で一対設けら
れ、各ボールねじ軸の回転数や、回転位置がずれないよ
うに速度制御されているので、負荷のバランスが崩れた
り、速度制御の同調がずれたりして、運転中に一対のボ
ールねじ軸の位置がずれたとき、或いは、ボールねじ軸
とボールねじナットの組立のときの取付け誤差で、ボー
ルねじナットの取付部が傾くようなことがあれば、ボー
ルねじナットに片当たりしてボールねじナットからボー
ルねじ軸に曲げ力が作用し、ボールねじ軸が損傷した
り、早期に異常摩耗を生じたりするおそれがある。ま
た、重量物である可動ダイプレートの移動中に、ガイド
レール等に異物が挟まったりすると、ボールねじ軸とボ
ールねじナットの組合わせに負荷が衝撃的に作用して、
損傷するおそれがある。

【０００６】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、可動ダイプレートを固定ダ
イプレートに向けて進退動させるボールねじ式送り機構
のボールねじ軸の回転速度、回転位置の誤差を無くす制
御装置を有すると共に、ボールねじ軸とボールねじナッ
トの組合わせに、片当たりや曲げ力が作用しないで衝撃
荷重の吸収を行うことが可能な取付部を有する電動型開
閉装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明は、固定金型を保持する固
定ダイプレート及び可動金型を保持する可動ダイプレー
トと、該可動ダイプレートを前記固定ダイプレートに対
し進退動作させる手段と、前記可動ダイプレートが前記
固定ダイプレートに接近し、前記固定金型及び可動金型
の型閉後に前記可動ダイプレート及び固定ダイプレート
を結合して型締を行うタイバーとを備え、前記両ダイプ
レートの結合は前記タイバーに設けられた複数のリング
状溝またはねじと、前記タイバーの軸と直角方向に開閉
する複数のリング状溝またはねじを有するハーフナット
により行い、前記可動ダイプレートを前記固定ダイプレ
ートに対し進退動作させる手段として一対の電動モータ
で駆動される一対のボールねじ軸とこのボールねじ軸に
螺合し前記可動ダイプレートに取付けられる一対のボー
ルねじナットを用いた電動型開閉装置において、前記ボ
ールねじナットの前記可動ダイプレートへの取付部が、
前記可動ダイプレートに取付けられ、かつ前記ボールね
じ軸が通っている貫通孔を有する接続ブラケットと、該
接続ブラケットの貫通孔の両側に設置される複数個の皿
ばねと、該皿ばねを付勢した状態で収納する皿ばねケー
スと、該皿ばねケースに取付けた前記ボールねじナット
とで構成され、前記可動ダイプレートと前記ボールねじ
ナットとが、付勢した前記皿ばねを介して結合されてい
る。

【０００８】また、上記電動型開閉装置において、前述
した一対のボールねじ軸を同期回転させる手段を更に備
えることにより、即ち具体的には、それぞれのボールね
じ軸の回転数と回転速度を検出するエンコーダと、該エ
ンコーダの検出値を比較して両者の回転数が一致するよ
うに制御する制御装置を備えてなる電動型開閉装置は好
適な解決手段である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて詳細に説明する。ここで、図１は電動型開閉装
置を備えた射出成形機の型締装置を一部断面にして示す
側面図、図２は図１の電動型開閉装置を構成するボール
ねじ軸とボールねじナットの組合わせ位置関係を示す拡
大平面断面図、図３は図１の電動型開閉装置の平面レイ
アウトを示す模式図とボールねじ軸の速度制御回路を示
す系統図である。

【００１０】図において、本実施形態の基盤１上には、
固定金型３を取付けた固定ダイプレート５が固設されて
いる。また、同じ基盤１の上には、固定ダイプレート５
と対向して可動金型７を取付けた可動ダイプレート９が
移動可能に載置されている。しかも、この基盤１には、
リニアベアリングガイド２３が敷設されており、該リニ
アベアリングガイド２３にガイドされるリニアベアリン
グ２１は、可動ダイプレート９に取付けられ、これを支
持している。固定ダイプレート５には、ストロークが短
くて大径である油圧式の型締シリンダ１１が複数基（本
実施形態では４基）設けられており、これら型締シリン
ダ１１の中を大径のラム１３が摺動するようになってい
る。各ラム１３には、タイバー１５が直結されており、
このタイバー１５は、対向する可動ダイプレート９が型
閉のために近づいて来たとき、可動ダイプレート９の挿
通孔２７に挿通する位置と大きさに配置形成されてい
る。そして、タイバー１５の先端部側には、それぞれ等
ピッチの複数のリング溝部（又はねじ部）１５ａが形成
されている。

【００１１】可動ダイプレート９の金型取付面と反対側
の側面には、タイバー１５のリング溝部１５ａと噛合す
る対になったハーフナット２９が設けられている。これ
らハーフナット２９は、挿通孔２７の軸心に対し挟むよ
うに、直角方向へ油圧シリンダ等で作動するように構成
されている。しかも、可動ダイプレート９の金型取付面
と反対側の側面には、ハーフナット２９が閉じた状態
で、型開等のためにラム１３のヘッド側に油圧が働き、
タイバー１５が図１の左方向へ押圧されたとき、ハーフ
ナット２９が可動ダイプレート９から離れないように支
える支持部材３３が設けられている。なお、図１中の符
号１９は射出シリンダを示し、図１中の２点鎖線は金型
閉時の可動ダイプレート９の位置を示したものである。

【００１２】また、基盤１の上には、一対のボールねじ
軸３５Ａ，３５Ｂが間隔を置いて配設した支え台４１，
４３により回転自在に、かつ軸方向を拘束した状態で支
持されている。ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂは、それぞ
れサーボモータ４５Ａ，４５Ｂにより動力伝達機構４７
を介して駆動され、図３に示す後述の制御装置６１によ
り両者の回転数及び回転速度が同調制御されるようにな
っている。さらに、ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂには、
それぞれボールねじナット３７Ａ，３７Ｂが螺合してお
り、これらボールねじナット３７Ａ，３７Ｂは、皿ばね
５１を介して、接続ブラケット３９により可動ダイプレ
ート９の両側面に対称に取付けられている。

【００１３】次に、図２の拡大図により、ボールねじナ
ット３７Ａ及び皿ばね５１の取付け状態と共に、調心作
用及び緩衝作用を説明する。可動ダイプレート９の側面
には接続ブラケット３９が取付けられ、この接続ブラケ
ット３９は貫通孔３９Ａを有しており、その貫通孔３９
Ａの中心線に合わせるようにボールねじ軸３５Ａが同貫
通孔３９Ａに対して隙間を開けながら挿入配置されてい
る。接続ブラケット３９の左右両側には、皿ばねケース
５３及びばねケース蓋５５が設けられており、これら皿
ばねケース５３とばねケース蓋５５とにより形成された
ばね室内には、背中合わせに２枚づつ配置した総計４枚
の皿ばね５１が接続ブラケット３９を挟んで収納されて
いる。ばねケース蓋５５の外側面には、ボールねじ軸３
５Ａと螺合するボールねじナット３７Ａがボルト５９等
により締付け固定されている。これら皿ばね５１は、皿
ばねケース５３とばねケース蓋５５とによって圧縮さ
れ、強い予圧が掛けられて付勢された状態となってい
る。皿ばねケース５３及びばねケース蓋５５は、ボール
ねじナット３７Ａとともに可動できるように、接続ブラ
ッケト３９との間に全周にわたる隙間を設けた状態で取
付けられている。また、接続ブラッケト３９に固定され
た回り止めピン６０は，皿ばねケース５３に設けられた
孔５３Ａに隙間を持って挿入されている。可動ダイプレ
ート９の対称側のボールねじ軸３５Ｂ、ボールねじナッ
ト３７Ｂの組合わせにも、同様の接続ブラケット３９、
皿ばね５１、皿ばねケース５３、ばねケース蓋５５等が
取付けられている。

【００１４】可動ダイプレート９の基準位置、例えば、
開限度位置をエンコーダ４９の始点（回転数又は回転角
度が０位置）とすることにより、ボールねじ軸３５と結
合しているエンコーダ４９の回転数（又は回転角度）で
可動ダイプレート９の位置を示すことが可能となり、エ
ンコーダ４９の単位時間当たりの回転数を移動距離に換
算して可動ダイプレート９の移動速度を示すことができ
る。

【００１５】次に、ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂの回転
数、回転速度を同調制御する制御装置６１の構成につい
て説明する。本実施形態の制御装置６１は、図３に示す
如く、ボールねじ軸３５Ｂの回転数、回転速度を検出す
るエンコーダ４９Ｂの検出値を制御回路内にプログラム
してある可動ダイプレート９の移動速度に換算すると共
に、比較してサーボモータ４５Ａ，４５Ｂへの出力回路
６９Ａ，６９Ｂを指示することにより、可動ダイプレー
ト９の移動速度を制御する型盤移動速度制御回路６３
と、ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂの回転数、回転速度を
検出するエンコーダ４９Ａとエンコーダ４９Ｂの検出値
を比較してその回転数差を算出する回転数差算出回路６
５と、該回転数差算出回路６５が算出した回転数差の信
号を出力回路６９Ａへ加えて両ボールねじ軸３５Ａ，３
５Ｂの回転数差を無くすように出力回路６９Ａへの（回
転）出力信号を修正させる加算器６７とにより構成され
ている。

【００１６】また、本実施形態の電動型開閉装置の作用
について説明する。図１の金型が開いた状態、即ち、可
動ダイプレート９が、実線で示すように、充分に固定ダ
イプレート５から離れた状態から固定金型３及び可動金
型７が閉となるまで、可動ダイプレート９はサーボモー
タ４５Ａ，４５Ｂで駆動されるボールねじ軸３５Ａ，３
５Ｂの回転によって移動する。制御装置６１の型盤移動
速度制御回路６３は、可動ダイプレート９をゆっくりと
加速し、一定速度で移動させた後、減速して可動金型７
が固定金型３に接触する寸前に停止させる。

【００１７】この可動ダイプレート９の停止位置でハー
フナット２９が作動し、該ハーフナット２９の内側リン
グ溝がタイバー１５のリング溝部１５ａと係合してタイ
バー１５と結合する。次いで、型締シリンダ１１に圧油
が送り込まれ、固定金型３及び可動金型７の型締が行わ
れ、溶融樹脂が射出シリンダ１９から金型３，７のキャ
ビティに射出され、キャビティ内の溶融樹脂は冷却固化
して成形品となり、冷却固化後，型締シリンダ１１の逆
作動側に圧油が送り込まれ、ラム１３が押し出されて金
型３，７が小寸法だけ離型する。この段階でハーフナッ
ト２９が逆作動して、ハーフナット２９がタイバー１５
との結合を外し、ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂが上述と
逆の回転をして可動金型７と可動ダイプレート９を移動
させ、元の位置に停止させる。そして、成形品が取り出
された後、次の型閉が始まる。

【００１８】前述したように、ボールねじ軸３５Ａ，３
５Ｂの回転数、回転速度はそれぞれに付属するエンコー
ダ４９Ａ，４９Ｂによって検出され、その検出値を制御
装置６１の回転数差算出回路６５で比較して回転数差を
算出し、その回転数差の信号をサーボモータ４５Ａを駆
動する出力回路６９Ａへ加えて両ボールねじ軸３５Ａ，
３５Ｂの回転数差を無くし、両者の回転数が一致するよ
うに制御しているので、上記のような可動ダイプレート
９の加速、一定速、減速の動作中にも完全にボールねじ
軸３５Ａ，３５Ｂの回転とボールねじナット３７Ａ，３
７Ｂの位置を同調させることが可能となる。

【００１９】また、本実施形態の電動型開閉装置におけ
るボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂと、ボールねじナット３
７Ａ，３７Ｂの皿ばね５１を用いた取付部の作用は、前
述したように、各ボールねじ軸３５Ａ，３５Ｂの回転
数、回転位置が回転数同調制御によりずれないように制
御され、従って可動ダイプレート９は進行方向に対して
傾くことなく移動するようになっている。しかし何らか
の原因で、運転中に一対のボールねじナット３７Ａ，３
７Ｂの位置がずれたとき、或いは、接続ブラケット３９
と、皿ばねケース５３及びばねケース蓋５５との全周に
有る取付隙間によりボールねじ軸３５及びボールねじナ
ット３７の組立のときのボールねじ軸３５の水平・平行
度の取付け誤差で、ボールねじナット３７の取付部が傾
き、ボールねじナット３７に片当たりしたとき、及び、
軸撓みが大きい場合でも皿ばね５１が撓み、偏荷重によ
る負荷を緩和するので、ボールねじナット３７からボー
ルねじ軸３５に曲げ力が作用するのを避けることが可能
となる。

【００２０】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものである。

【００２１】

【発明の効果】上述の如く、本発明の電動型開閉装置
は、一対のボールねじ軸の回転数、回転速度をそれぞれ
に付属するエンコーダによって検出し、その検出値を回
転数差算出回路で比較して回転数差を算出し、その回転
数差の信号を片方のサーボモータを駆動する出力回路へ
加えて一対のボールねじ軸の回転数差を無くして両者の
回転数が一致するように制御しているので、可動ダイプ
レートの加速、一定速、減速の動作中にも完全に両ボー
ルねじ軸の回転と両ボールねじナットの位置を同調させ
ることができる。

【００２２】また、上記各ボールねじ軸の回転数、回転
位置は回転数同調制御によりずれないように制御されて
いるが、何らかの原因で、運転中に一対のボールねじ軸
の位置がずれたとき、或いは、接続ブラケットと、皿ば
ねケース及びばねケース蓋との全周に有る取付隙間によ
るボールねじ軸とボールねじナットの組みつけのときの
ボールねじ軸の水平・平行度の取付け誤差で、ボールね
じナット取付部が傾いてボールねじナットに片当たりし
たとき、及び、軸撓みが大きい場合でも可動ダイプレー
トとボールねじナットとは、ボールねじナットと螺合す
るボールねじ軸が通る貫通孔の両側に付勢した皿ばねを
介して結合しているので、皿ばねが撓んで、偏荷重によ
る負荷を緩和することが可能となり、ナットからボール
ねじに曲げ力が作用するのを避けることができる。

【００２３】さらに、可動ダイプレートとボールねじナ
ットとが付勢した皿ばねを介して結合される構成は、予
期できない負荷が衝撃的に作用する場合に、皿ばねが撓
むことにより衝撃荷重を吸収することができ、ボールね
じナットとボールねじを保護するという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電動型開閉装置を備
えた射出成形機の型締装置を一部断面にして示す側面図
である。

【図２】図１の電動型開閉装置を構成するボールねじ軸
とボールねじナットを示す拡大平面断面図である。

【図３】図１の電動型開閉装置の平面レイアウトを示す
模式図と、ボールねじ軸の速度制御回路を示す系統図で
ある。

【符号の説明】

１基盤３固定金型５固定ダイプレート７可動金型９可動ダイプレート１１型締シリンダ１５タイバー２９ハーフナット３５Ａ，３５Ｂボールねじ軸３７Ａ，３７Ｂボールねじナット３９接続ブラケット３９Ａ貫通孔４５Ａ，４５Ｂサーボモータ４９Ａ，４９Ｂエンコーダ５１皿ばね５３皿ばねケース５５ばねケース蓋６１制御装置６３型盤移動速度制御回路６５回転数差算出回路６７加算器６９Ａ，６９Ｂ出力回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定金型を保持する固定ダイプレート及
び可動金型を保持する可動ダイプレートと、該可動ダイ
プレートを前記固定ダイプレートに対し進退動作させる
手段と、前記可動ダイプレートが前記固定ダイプレート
に接近し、前記固定金型及び可動金型の型閉後に前記可
動ダイプレート及び固定ダイプレートを結合して型締を
行うタイバーとを備え、前記両ダイプレートの結合は前
記タイバーに設けられた複数のリング状溝またはねじ
と、前記タイバーの軸と直角方向に開閉する複数のリン
グ状溝またはねじを有するハーフナットにより行い、前
記可動ダイプレートを前記固定ダイプレートに対し進退
動作させる手段として一対の電動モータで駆動される一
対のボールねじ軸とこのボールねじ軸に螺合し前記可動
ダイプレートに取付けられる一対のボールねじナットを
用いた電動型開閉装置において、前記ボールねじナットの前記可動ダイプレートへの取付
部が、前記可動ダイプレートに取付けられ、かつ前記ボ
ールねじ軸が通っている貫通孔を有する接続ブラケット
と、該接続ブラケットの貫通孔の両側に設置される複数
個の皿ばねと、該皿ばねを付勢した状態で収納する皿ば
ねケースと、該皿ばねケースに取付けた前記ボールねじ
ナットとで構成され、前記可動ダイプレートと前記ボー
ルねじナットとが、付勢した前記皿ばねを介して結合さ
れていることを特徴とする電動型開閉装置。
【請求項２】前記一対のボールねじ軸を同期回転させ
る手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の
電動型開閉装置。
【請求項３】前記一対のボールねじ軸を同期回転させ
る手段は、それぞれのボールねじ軸の回転数と回転速度
を検出するエンコーダと、該エンコーダの検出値を比較
して両者の回転数が一致するように制御する制御装置と
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動型
開閉装置。