JP2008068472A - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動で型開閉、油圧で型締めが行われる型締装置において、型開閉から型締めへの移行を迅速にすると共に、型締力をボールねじではなく角ねじに負担させる型締装置を提供する。
【解決手段】型締装置は、角ねじとボールねじとを形成された型締軸と、支持プラテンの内にあって、油圧制御される型締ラムと、スライド可能に収容されて電動制御によって回転制御されると共にそのボールねじに螺合するボールねじナットと、そのボールねじナットに対して回転角度位相を一致した状態で所定距離スライドのみ可能に収容され、かつ、その支持プラテンの中でそのボールねじナットと共に回転制御される型締ナットとを含む。そして、その型締装置は、型締め時に、その型締ラムを前進させてその型締ナットのみをその型締軸の角ねじに当接させる一方、型開閉時に、その型締ラムを後退させて当接を解除した状態でその型締ナットをそのボールねじナットと共に回転させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動駆動装置で型開閉を行い、油圧駆動装置で型締めを行う射出成形機の型締装置に関する。

電動駆動装置で型開閉を行い油圧駆動装置で型締めを行う射出成形機の型締装置は、可動プラテンの型開閉の位置速度を高精度に制御することができると共に大きな型締力を無理なく発生させることができる。そのような型締装置は、電動駆動装置として、ボールねじ−ボールねじナットの回転−直線の運動変換装置とサーボモータとを含み、油圧駆動装置として、型締シリンダ−ピストンの推力発生機構を含む。

そのような型締装置は、例えば本願出願人による特許３３８０７５０号公報（特許文献１）に開示されている。その型締装置は、支持プラテンのシリンダ穴内で進退する型締ラムを備え、その型締ラムの先端に可動プラテンと一体の型締軸に対して係脱するハーフナットを含む。そのような係脱装置は、型締め時に型締ラムの推力を可動プラテンに伝達する伝達装置の機能も含む。

ところで、射出成形のハイサイクル化の要請は止まることはない。その観点からは、上記の型締装置の係脱伝達装置における係脱はできるだけ省かれるべきものである。そこで、本願出願人は、例えば、再公表特許ＷＯ２００４／０２４４１７号公報（特許文献２）において係脱装置を省いた型締装置を提案した。この型締装置では、型締シリンダ−ピストン機構は、支持プラテン内に形成された型締シリンダと、そのシリンダの中で型開閉から型締めまでの間を通して移動する油圧ピストン形状の先端部分を有する型締軸とを含む。そして、型締力がその型締軸に直接的に負荷される。

係脱装置を省いた型締装置には、例えば、特許特公平０７−７１８０７号公報（特許文献３）に開示される装置もある。この装置は、型締め時に型締ラムが前進する際にボールスクリュナットを直接押圧して型締力をボールスクリュに付与する。この装置も、ハーフナットのような係脱装置を含まない。

ただし、この伝達装置では、大きな型締力がボールスクリュナットからボールスクリュにボールを介して局部的に負荷されるので、負荷に対する耐久性が問題となる。その上、ねじり角を有する摩擦係数の小さいボールスクリュのねじ面に型締力が作用することによってボールスクリュナットにスクリュ軸心周りの回転モーメントが発生し、それが支持プラテン全体をねじらせる。その結果、タイバーが形成する矩形にひずみが発生した。

しかして、その点を改良した型締装置として、回転−直線の運動変換装置に、ボールねじ−ボールねじナットの組み合わせでなく角ねじ（あるいは台形ねじ）と角ねじナット（あるいは台形ねじナット）の組み合わせを採用した装置が提案されている。例えば、特許２６７９９１７号公報（特許文献４）や公開特許特開平９−２９８０２号公報（特許文献５）がある。これらの装置では、型締力が角ねじのねじ面全体に負荷されて、ねじの寿命が延びる作用効果が奏される。また、ねじ面の摩擦が大きいので上記の回転モーメントも発生しない。

特許３３８０７５０号公報 再公表特許ＷＯ２００４／０２４４１７号公報 特許特公平０７−７１８０７号公報 特許２６７９９１７号公報 公開特許特開平９−２９８０２号公報

しかしながら、上記特許文献の型締装置は、以下のような問題を依然として含んでいる。すなわち、特許文献２の型締装置においては、型締軸が型締シリンダ中で型開閉の間を通して直圧ピストンのように移動するので、油圧作動油の給排量の多さが問題となる。また、特許文献３の型締装置においては、既述されたような、ボールを介するボールスクリュに対する過大な負担の問題やタイバー矩形に対する回転モーメント発生の問題がある。また、特許文献４の型締装置においては、型開閉のときの角ねじの摺動がオイルバス潤滑下であっても発熱を引き起こす問題がある。特許文献５の型締装置においても、同様な問題を伴うものと予想される。

そこで、本発明は、上記の問題をまとめて解消する型締装置を提案することを目的とするものである。すなわち、本発明は、型開閉から型締めへの切り換え時の係脱動作を全く不要にして速やかな切換えを実現する型締装置を提案することを目的とする。また、本発明は、型締め時に強力な型締力を角ねじのみに負担させる一方型開閉時に角ねじを全く摺接させることがない型締装置を提案する。その上、本発明は、油圧作動油の給排量を最小限に抑える型締装置を提案する。もちろん、本発明の型締装置は、支持プラテンに型締軸軸心周りの回転モーメントを発生させることもなく、また、電動油圧駆動の型締装置の電動型開閉と油圧型締めによる優れた作用効果をそのまま奏させるものである。

本発明の射出成形機の型締装置は、上記の課題を解決するために、
支持プラテンに対して移動する型締軸を可動プラテンと一体に備え、その型締軸を、電動駆動装置によって進退させて型開閉し、油圧駆動装置によって押圧して型締めする型締装置において、
（１）角ねじと、その角ねじのねじ山に沿って形成されたボールねじ溝とを有する型締軸と、
（２）前記支持プラテンのシリンダ穴の中で油圧によって進退する型締ラムと、
（３）前記型締軸の前記ボールねじ溝に螺合し、前記支持プラテンに対してスライド可能に設けられる一方で電動制御によって回転制御されるボールねじナット部材と、そして、
（４）前記型締軸の角ねじに螺合し、前記ボールねじナット部材に対して回転角度位相を一致した状態で所定距離スライドして接近又は離隔する一方で、そのボールねじナット部材と共に回転する型締ナットと、を含み、
（５）前記ボールねじナット部材が回転制御されて型開閉が行われる際には、前記型締ラムが後退限度位置に後退し、前記型締ナットが前記所定距離後退した位置にあってその型締ナットの角ねじが前記型締軸の角ねじに対して隙間を明けた状態でそのボールねじナットと共に回転する一方で、前記型締ラムが前進して型締めが行われる際には、その型締ナットがその型締ラムによって押圧されてその型締ナットの角ねじがその型締軸の角ねじを押圧するように構成される。

また、上記の型締装置において、前記型締ラムは、前記支持プラテンの前記シリンダ穴の底部に面する側に形成された型締油室中の油圧によって前進する一方、第１のばねによって後退限度位置まで後退するように構成されてもよい。

また、上記の型締装置において、前記ボールねじナット部材は、電動制御によって回転制御されると共に支持プラテンに対してスライド可能に取り付けられたガイドスリーブと一体化され、
前記型締ナットは、前記ガイドスリーブの中で、前記ボールねじナット部材に対して回転角度位相を一致した状態で前記所定距離スライドして接近又は離隔するように収容されてもよい。

また、前記ガイドスリーブを有する上記の型締装置において、前記シリンダ穴がエンドカバーによって塞がれ、ベアリングホルダがそのエンドカバーに対して第２のばねによって押圧されると共にスライドのみ可能に収容され、そして、前記ガイドスリーブが、ベアリングを介して前記ベアリングホルダに保持されると共に電動モータによって回転制御される回転伝達部材と一体に構成されてもよい。

また、前記ガイドスリーブを有する上記の型締装置において、前記型締ナットと前記ガイドスリーブとの間に介装された係合部材が、その型締ナットとそのガイドスリーブの相対的な回転を禁止すると共に軸方向へのスライドを許容し、前記型締ナットと前記ボールねじナット部材との間に設けられた第３のばねが、前記型締ナットを前記ボールねじナット部材から離隔する方向に押圧することによって、前記型締ナットは、前記ガイドスリーブに対して回転角度位相を一致させた状態で前記所定距離スライドして接近又は離隔するように収容されてもよい。

本発明の型締装置によれば、型閉じ完了状態から型締状態に移行するときに、型締ラムがそのまま前進するだけで型締ナットのみを押圧して型締め状態に移行する。それで、その移行動作は、特に係脱装置を備えなくても、その型締ラムとその型締ナットの自然な前進動作の中で速やかに行われる。そして、型締め時の強力な型締力は、角ねじのみに負担されると共にその角ねじのねじ面全体に負担される。その上、型締め解除に伴って型締ナットが所定距離後退すると、その型締ナットの角ねじが型締軸の角ねじに対して速やかに離隔して、型開閉時の角ねじねじ山同士の摺接は回避される。また、型締めの際の型締ラムの移動ストロークが小さいので、油圧作動油の給排量も少なくて済む。加えて、角ねじ接触面の摩擦抵抗が高いので型締ナットに型締軸軸心周りの回転モーメントを発生させることはない。

また、本発明の型締装置によれば、その型締ラムは、支持プラテンのシリンダ穴の中で単動シリンダとして構成されるので、ボールねじナット部材や型締ナットの組み込み作業や保守点検が容易になる。

また、本発明の型締装置によれば、そのボールねじナット部材がガイドスリーブに上記のように取り付けられ、型締ナットがそのガイドスリーブの中で上記のように収容される。それで、型開閉のときにその型締ナットがボールねじナット部材に対して前記所定距離後退した位置で回転角度位相を一致した状態でボールねじナット部材と共に回転する構成と、型締めのときにその型締ナットが前記所定距離前進して型締力を型締軸に負荷する構成とが、ガイドスリーブを介して無理なくコンパクトに統合される。

また、本発明の型締装置によれば、そのガイドスリーブが、第２のばねによって押圧された状態でスライドのみ可能なベアリングホルダに対して回転可能に保持されるので、そのガイドスリーブは、型開閉する際にベアリングホルダとエンドカバーとが当接した位置で確実に回転する一方、型締めする際にベアリングホルダとエンドカバーとが離隔する位置まで後退することができる。それで、型締めのときに型締力によって伸びたタイバーの伸び代は、ベアリングホルダのスライド代に吸収されて、そのガイドスリーブと一体のボールねじナット部材と型締軸の間に型締力を発生させることはない。

また、本発明の型締装置によれば、型締ナットとガイドスリーブがそれらの間の係合部材によって回転を規制される構成と、第３のばねが型締ラムの後退時にその型締ナットをそのボールねじナット部材から離隔する方向に押圧してスライドさせる簡単な構成とが、型締ナットがガイドスリーブの中でボールねじナット部材に対する回転角度位相を一致した状態で所定距離スライドする作用を奏させる。

本発明の型締装置の実施形態は、図１と図２に示される。図２は、図１の型締装置駆動部の要部をより詳細に示す断面図であって、非型締め状態から型締め完了状態に移行する状態を示している。特に、（ａ）図は、図１に対応した非型締め時の状態である。

１はその型締装置であり、可動プラテン４の背面に型締軸１０を一体に備え、その型締軸を支持プラテン３に対して移動することによってその可動プラテンを固定プラテン２に対して型開閉し型締めする装置である。固定プラテン２と支持プラテン３とはタイバー５によって連結される。６は固定プラテン２と支持プラテン３との間に取り付けられた金型である。

まず、型締装置１の最も基本的な構成が説明される。型締装置１は、角ねじのねじ山１０ａに沿って形成されたボールねじ溝１０ｃとを有する型締軸１０と、支持プラテン３のシリンダ穴３ａの中で油圧によって進退する型締ラム１１とを備える。また、その型締装置は、型締軸１０のボールねじねじ溝１０ｃに螺合するボールねじナットを含むボールねじナット部材３２を含む。そのボールねじナット部材３２は、支持プラテン３の中でその支持プラテンに対してスライド可能に収容され、電動制御によって回転制御される。その上、その型締装置は、型締軸１０の角ねじ１０ａに螺合すると共に、ボールねじナット部材３２に対して回転角度位相を一致した状態で所定距離スライドして接近離隔する型締ナット４１を有する。そして、その型締ナットは、型締ラム１１が後退限度位置（図示の左端の位置）にあるときにボールねじナット部材３２に対して前記所定距離後退して型締軸１０の角ねじ１０ａに対して隙間を保持する一方、型締ラム１１が前進するときに型締軸１０の角ねじ１０ａに当接して型締軸１０を押圧するように構成される。

特に、型締装置１の型締ラム１１は、支持プラテン３のシリンダ穴３ａに収容されて、そのシリンダ穴の底部に面する側に形成された型締油室３ｂ中の油圧によって前進する一方、第１のばね１３によって後退限度位置まで押圧される単動シリンダに構成されると良い。また、その型締装置は、支持プラテン３の中でスライド可能に収容され電動制御によって回転制御されるガイドスリーブ３１と、そのガイドスリーブと一体化されたボールねじナット部材３２とを含むように構成されても良い。その他、より具体的な実施形態は、以下の実施例に記載される。

概略上記のように構成された型締装置１は、型締め時に型締ラム１１を前進させて型締ナット４１を前記所定距離前進させ、その型締ナットの角ねじ４１ａを型締軸１０の角ねじ１０ａに押圧して型締力をその型締軸に負荷する。すると、型締油室３ｂで発生した高圧が、反作用として支持プラテン３を型締ラム１１に対して後退させてタイバー５を伸長させる結果、固定プラテン２と可動プラテン４の間に型締力が発生する。一方、その型締装置は、型開閉等の非型締め時に型締ラム１１を後退限度位置まで後退させて、型締ナット４１を前記所定距離戻す。このとき、型締ナット４１は、ボールねじナット部材３２から離隔した位置でその回転角度位相がボールねじナット部材３２のそれに一致するような状態にあって型締軸１０の角ねじとの干渉が確実に回避される。そして、その型締装置は、その状態でボールねじナット部材３２を回転させて、そのボールねじナット部材に螺合する型締軸１０を移動させて型開閉を行う。

以下、より詳細に本型締装置が説明される。型締軸１０は、その支持プラテンに対して出没する部分に、角ねじのねじ山１０ａとねじ溝１０ｂが形成される。そしてそのねじ山１０ａに沿って後に説明されるボールねじナット部材３２と螺合するボールねじ溝１０ｃが形成される。

支持プラテン３の中心には、型締ラム１１を収容するシリンダ穴３ａが形成され、エンドカバー１２によって塞がれる。型締ラム１１は、軸部１１ａと大径のピストン部１１ｂとから成る。シリンダ穴３ａの底部と、その底部に面するピストン部１１ｂの背面と、軸部１１ａとによって形成される空間は、油圧作動油が給排される型締油室３ｂとなる（図２（ｂ）、（ｃ）で明らかである。）。一方、エンドカバー１２側に面するピストン部１１ｂの前面とエンドカバー１２との間には、圧縮コイルばねである第１のばね１３が複数個同一円周上に等しい間隔で配置される。

型締油室３ｂには、図示省略された油圧ポンプから油圧作動油が型締め時に供給され、非型締め時にその作動油が排出されて図示省略されたタンク装置に戻される。型締油室３ｂからの油圧作動油の洩れは、公知のシール部材によって防止される。しかして、型締ラム１１は、型締め時に油圧によって前進し非型締め時に第１のばね１３によって後退限度位置まで後退する、単動シリンダピストンとして油圧駆動装置を構成する。この構成では、ピストン部１１ｂの前面に油室が形成されずに開放されるので、つぎに説明されるボールねじナット部材３２と型締ナット４１の組み込みや保守点検が容易である。

なお、型締ラム１１は、上記の単動シリンダでなく、エンドカバー１２側に油室が形成されその油室中の圧油によって後退限度位置まで後退する、複動シリンダであっても良い。この場合、第１のばね１３は不要である。また、支持プラテン３の後方に突き出す型締軸１０は、支持プラテン３の背面に取り付けられた筒状カバー７に収納されて異物の付着を回避されると良い。軸部１１ａとピストン部１１ｂとから漏れ出た油圧作動油は、型締ラム１１の前後の空室に明けられた透孔に連通するドレーン配管からタンクに排出される。

また、支持プラテン３と型締ラム１１との間に例えばピン１４を複数個介在させることによって型締ラム１１の回転が防止されると良い。もちろん、回転防止は上記のピン１４に限らず、キーあるいはスプラインであっても良い。ただし、この構成は、型締ラム１１と型締ナット４１との当接面が傾斜していないためにほとんど回転モーメントを発生しないことから、念のために用意するものである。

なお、第１のばね１３は、後に説明される第２のばね２４のようにショルダボルトと共に筒状カバー７のフランジ部と型締ラム１１の軸部１１ａとの間に配置されても良い。この場合は、図示省略されるが、ショルダボルトが型締ラム１１の軸部１１ａの後端に固定され、ショルダボルトのねじ山のない軸部が筒状カバー７のフランジ部を貫通する。そして、ショルダボルト頭と筒状カバー７のフランジ部との間に圧縮コイルばねが装着されてそれが型締ラム１１を後退限度位置方向に引っ張るように構成される。

エンドカバー１２には、好ましくはベアリングホルダ２１が装着されると良い。ベアリングホルダ２１は、筒部とフランジ部とから成り、その筒部がエンドカバー１２の装着穴に対してスライドする円筒形状に形成される。そして、その筒部は、例えばキー２２によってエンドカバー１２に対して軸方向のスライドのみが可能に構成される。また、ベアリングホルダ２１のフランジ部は、エンドカバー１２のフランジ部に対して重なり代を有する外径に形成される。そして、そのベアリングホルダのフランジ部には、エンドカバー１２のフランジ部の同一円周上に等しい間隔で取り付けられた複数個のショルダボルト２３が貫通するボルト孔が形成され、それらのボルト孔が、ボルト２３のスライドを許容する隙間を有する。また、ベアリングホルダ２１のフランジ部とボルト２３のボルト頭との間には、圧縮コイルばねである第２のばね２４が装着される。そのばね２４のばね力は、つぎに説明されるボールねじナット部材３２が型開の際に型締軸１０に付与する型開力より大きくなるように設定される。しかして、ベアリングホルダ２１は、支持プラテン３に対してスライドのみ可能に取り付けられ、型開力より大きい外力が第２のばね２４に掛かったときにのみエンドカバー１２に対して前進する。したがって、後に説明されるように、型締力がベアリングホルダ２１に作用したときには、ベアリングホルダ２１のフランジ部とエンドカバー１２のフランジ部との間に隙間が生じる。

ベアリングホルダ２１には、ベアリング２５を介してガイドスリーブ３１が回転可能に取り付けられる。ガイドスリーブ３１は略円筒状の部材で、その可動プラテン側の前端に、ボールねじナットを内蔵するボールねじナット部材３２を一体に備える。ボールねじナットは、図示省略されているが、その構成が概略公知のボールねじナットと同じものであり、型締軸１０に形成されたボールねじ溝１０ｃに対応するボール列の転動案内ねじ孔を有する本体部とボールねじナット部材３２に固定されるフランジ部とを有し、ボールねじナット部材３２の挿入穴にその本体部を挿入される。ただし、ボールねじナットの上記のねじ孔ピッチは、通常より大きい。ボールねじナット部材３２自体は実質的にはハウジングである。そこで、以下においては、ボールねじナット部材３２は、ボールねじナットを意味するものとしてボールねじナット３２として呼称される。なお、３２ａは、型締軸１０の角ねじ溝１０ｂ及びボールねじ溝１０ｃに対応した凸部（図示省略）を有してそれらのねじ表面に付着した異物をボールねじナット３２より内側に進入させないシール部材である。

また、ガイドスリーブ３１は、タイミングベルト３３が掛かるプーリ３４等の回転伝達部材とボールねじナット部材３２を介して一体に取り付けられる。３５はもう一方のプーリ、３６はそのプーリを回転制御する電動サーボモータである。しかして、電動サーボモータ３６が回転伝達部材を介してボールねじナット３２を回転制御するとき、ボールねじナット３２は、型締軸１０をその軸方向に移動制御して型開閉動作を制御する。したがって、電動サーボモータ３６、タイミングベルト３３、回転伝達部材３４及び３５、ボールねじナット３２及び型締軸１０のボールねじ溝１０ｃは、電動駆動装置を構成する。型開きに必要な型開力は、まずボールねじナット３２に反作用として作用し、ベアリング２５を介してベアリングホルダ２１に負荷される。

ガイドスリーブ３１には、型締ナット４１がガイドスリーブ３１に対してスライドのみ可能に、かつ回転不能に内蔵される。そのため、ガイドスリーブ３１の内筒は型締ナット４１の外筒より僅かに大きく形成される。そして、ピン又はキーの係合部材４２によって型締ナット４１の回転が規制される。例えば、型締ナット４１にピン４２が植え込まれると共にガイドスリーブ３１に軸方向に長い長孔が形成されて、ピン４２がその長孔に対して型締ナット４１の軸方向にのみスライド可能に係合するように構成される。型締ナット４１の内側には型締軸１０の角ねじねじ山１０ａに対して隙間を明けて螺合する角ねじねじ山４１ａが形成される。

その上、ガイドスリーブ３１の内筒の後部に段部３１ａが形成され、型締ナット４１の外筒に段部４１ｂが形成される。そして、その段部３１ａからボールねじナット３２の後端面までの間隔が、型締ナット４１の段部４１ｂからその前端までの長さより上記の所定距離を超える距離長く形成される。また、型締ナット４１とボールねじナット３２の後端面との間に、圧縮コイルばねである第３のばね４３が装着される。そのばね４３のばね力は、型締ナット４１をボールねじナット３２から確実に離隔させるだけの大きさに設定される。そして、そのばね４３は、他のばねと同様に複数個同一円周上に等しい間隔で取り付けられる。しかして、型締ナット４１は、型締ラム１１が前進するときに押圧されて前進する一方、型締ラム１１が後退限度位置まで後退するときにその段部４１ｂがガイドスリーブ３１の段部３１ａに当接するまで所定距離後退して復帰位置に到達する。そして、型締ナット４１は、ガイドスリーブ３１の回転に伴いボールねじナットと共に回転する。すなわち、型締ナット４１は、型締ラム１１が型締めに移行するときに押圧されて型締力を型締軸１０に伝達する。したがって、型締ナット４１は、型締軸１０の角ねじと共に型締力の伝達装置を構成すると言える。その伝達装置は、ハーフナットのような係脱装置を備えなくとも、型開閉から型締めに速やかに移行することができる。もちろん、本型締装置１では、型厚調整も要さない。

本型締装置１では、ボールねじナット３２と型締ナット４１とを収容するガイドスリーブ３１が、スライドのみ可能なベアリングホルダ２１に対して回転制御される。それで、型締めの際に型締力によって伸びたタイバー５の伸び代がベアリングホルダ２１のスライド代に吸収されて、ボールねじナット３２に型締力が負荷されることはない。このタイバー５の伸び代は、後に説明されるように、ベアリングホルダ２１のベアリングカバ−１２に対するスライド量として出現する。

以上説明されたように、本型締装置１において、復帰位置にある型締ナット４１は、回転しているときにあっても型締軸１０の角ねじ１０ａと決して干渉しない。すなわち、復帰位置にあるその型締ナット４１の角ねじねじ山４１ａは、常にその型締軸１０の角ねじ溝１０ｂの略中央位置に位置する。一方、型締軸１０上でボールねじ溝１０ｃは角ねじのねじ山１０ａに形成されている。このため、復帰位置にある型締ナット４１の角ねじねじ溝は、確実にボールねじナット３２のねじ（ボール列の転動孔）の延長上に在るように構成される。そのため、型締ナット４１とボールねじナット３２は、それぞれそれらの角ねじとボールねじに基準をおいた回転角度位相が明確に識別された形状に形成されて、それらがガイドスリーブ３１に対してそれぞれ正確に位置決めされて両者の回転角度位相が一致するように取り付けられる。

本図では、ボールねじナットを含むボールねじナット部材３２がガイドスリーブ３１に取り付けられる際に、ボールねじナット３２のねじ形状がガイドスリーブ３１に対して一定の回転角度位相となるように位置決めされて固定される（図示省略）。そして、型締ナット４１も、そのねじ形状基準に上記の係合部材４２が取り付けられる外径形状が形成されてその係合部材４２を介してガイドスリーブ３１に対して一定の回転角度位相となるように取り付けられる。そして、型締ナット４１が第３のばね４３によって復帰位置に戻されるように取り付けられる。こうして、ガイドスリーブ３１は、ボールねじナット３２と型締ナット４１のねじの回転角度位相関係を一致させた状態で型締ナット４１をボールねじナット３２に対して所定距離スライドのみ可能に収容する構成を成立させる。したがって、ボールねじナット３２と型締ナット４１とは、ガイドスリーブ３１を介してユニット化される。

以上説明された型締装置の型開閉から型締めへ移行する動作は、その構成要素の位置関係と共に以下にまとめて説明される。それらは、特に、図２に示されるような隙間あるいは間隔を持つように構成される。図中、（ａ）図は、型開閉時等の非型締め時の状態、（ｂ）図は型締めが開始される途中であって、型締ナットと型締軸の角ねじ山が当接した瞬間の状態、（ｃ）図は型締め完了時の、タイバーが型締力によって伸長して支持プラテンがその分後退した状態である。

まず、型締装置１が非型締状態にある図（ａ）において、Ｓは型締ラム１１のストロークであって型締油室３ｂのシリンダ穴底部と型締ラム１１ピストン部背面との間隔であり、Ｌ１、Ｌ２は型締ナット４１のねじ山４１ａと型締軸１０の角ねじねじ山１０ａの前後の隙間、Ｌ３は型締ラム１１と型締ナット４１との間隔、Ｌ４は、ガイドスリーブ３１内筒の段部３１ａと型締ナット４１外筒の段部４１ｂとの間隔、そして、Ｌ５は、型締ナット４１前端とボールねじナット３２後端との間隔である。このとき、型締ラム１１が第１のばね１３によって後退限度位置まで後退しているので間隔Ｓは０である。そして、型締ナット４１も第３のばね４３によって復帰位置に位置しているので間隔Ｌ４も０である。この状態では、型締ナット４１と型締軸１０の角ねじ同士が干渉することがないように、隙間Ｌ１とＬ２はほとんど等しい。そして、その状態でボールねじナット３２が回転して型閉じが行われるとき、型締ナット４１は、ボールねじナット３２と共に回転する一方でその角ねじ同士が全く干渉することはない。

間隔Ｌ３は距離Ｍとして、略Ｌ１程度に形成されると良い。型締ラム１１が後退限度位置に後退して型締ナット４１が復帰位置まで後退している状態で型締ラム１１と型締ナット４１の干渉を確実に回避するためである。また、間隔Ｌ５は距離Ｎとして、Ｎ＞Ｌ１に構成される。つぎに説明されるように、型締ナット４１が前進してＬ５が（Ｎ−Ｌ１）となったときに、ボールねじナット３２に対して隙間が残る必要があるからである。また、型締ラム１１のストロークＳは、後に説明されるように、距離（Ｍ＋Ｌ１＋Ｃ）を超えて進退できるように構成される。ここで、距離Ｃは、記述された型締力によるタイバー５の伸び代である。

型閉じが完了するとつぎに型締めが開始されるが、最初に型締ラム１１が型締ナット４１に当接しつぎに型締ナット４１の角ねじ４１ａが型締軸１０の角ねじ１０ａに当接する。そして、角ねじ同士が当接したとき、型締ナット４１がボールねじナット３２に対して隙間を明けたまま、型締ラム１１と共に型締軸１０に対して停止する。その当接した瞬間の状態は図（ｂ）である。その状態では、型締ラム１１はストロークＳが（Ｍ＋Ｌ１）となるように移動して、型締ナット４１も移動して隙間Ｌ４がＬ１となる。また、角ねじ１０ａと４１ａが当接して隙間Ｌ１が０、隙間Ｌ２が（Ｌ１＋Ｌ２）となる。型締ナット４１とボールねじナット３２の間隔Ｌ５は（Ｎ−Ｌ１）と短縮するが隙間を残している。このとき、型締ナット４１は、型締軸１０に当接しただけで未だ型締力をその型締軸に負荷しておらず、また、ボールねじナット３２に当接していないのでそのボールねじナットになんらの力も負荷しない。

つぎに、型締油室３ｂにさらに高圧の油圧作動油が供給されて型締ラム１１が型締ナット４１を押圧して大きな型締力を型締軸１０に負荷する。すると、その型締油室の高圧によって支持プラテン３が型締ラム１１に対して後退し、タイバー５が伸長して型締力が発生する。そして、タイバー５の伸び代としての距離Ｃは、図（ｃ）のようにエンドカバー１２に対するベアリングホルダ２１のフランジ部同士の隙間Ｃとして出現する。そして、支持プラテン３が距離Ｃをさらに後退しているので、結局の型締ラム１１のストロークＳは見かけ上（Ｍ＋Ｌ１＋Ｃ）に拡大する。このとき、他の隙間あるいは間隔は図（ｂ）の状態からほとんど変化しない。すなわち、型締軸１０に対するボールねじナット３２及び型締ナット４１の位置はそのままほとんど変わらず、ボールねじナット３２と型締ナット４１の間隔Ｌ５もそのままである。したがって、型締ナット４１は型締軸１０を押圧するがボールねじナット３２に負荷を掛けることはない。なお、上記のほとんどという表現は、大きな型締力を付与された型締軸１０が厳密には圧縮されて、型締ナット４１とボールねじナット３２の間の距離がわずかではあるが弾性変形することに由来するものである。ただし、型締軸１０の大きい剛性のためにその圧縮変形が小さいことから、ボールねじに無理が掛かることはない。

以上説明されたように、本型締装置１では、型閉じ完了状態から型締め状態に移行するときに型締ラム１１がそのまま前進するだけで移行する。したがって、その移行動作は、係脱動作を伴わなくても、きわめて自然な流れの中で速やかに移行する。そして、型締ラム１１のストロークＳが小さいので、油圧作動油の給排量は少なくて済む。その上、型締め時に強力な型締力を角ねじのねじ面全体に負担させる一方、型開閉時に角ねじを摺接させることはない。加えて、型締めの際にねじ面の面摩擦力によって型締ナット４１に回転モーメントを発生させることはなく、結果、支持プラテン３やタイバ５に回転モーメントによる変形を発生させることはない。もちろん、本型締装置１は、電動油圧駆動の型締装置の電動型開閉と油圧型締めによる優れた作用効果をそのまま奏する。

本発明の型締装置を一部断面で示す立面図である。 図１の型締装置の要部をより拡大して示す断面図であって、非型締め状態から型締め完了状態に移行する過程を示す図である。特に、（ａ）図は非型締め時の状態、（ｂ）図は型締め途中であって、型締ナットの角ねじねじ山と型締軸の角ねじねじ山が当接した瞬間の状態、（ｃ）図は型締め完了時の状態である。

符号の説明

１ 型締装置
３ 支持プラテン
３ａ シリンダ穴
３ｂ 型締油室
４ 可動プラテン
１０ 型締軸
１０ａ 型締軸の角ねじねじ山
１０ｂ 型締軸の角ねじねじ溝
１０ｃ 型締軸のボールねじ溝
１１ 型締ラム
１２ エンドカバー
１３ 第１のばね
２１ ベアリングホルダ
２４ 第２のばね
２５ ベアリング
３１ ガイドスリーブ
３１ａ ガイドスリーブ内筒の段部
３２ ボールねじナット部材
３４ 回転伝達部材
３６ 電動モータ
４１ 型締ナット
４１ａ 型締ナットの角ねじねじ山
４１ｂ 型締ナット外筒の段部
４２ 係合部材
４３ 第３のばね

Claims (5)

1. 支持プラテンに対して移動する型締軸を可動プラテンと一体に備え、該型締軸を、電動駆動装置によって進退させて型開閉し、油圧駆動装置によって押圧して型締めする型締装置において、
   （１）角ねじと、該角ねじのねじ山に沿って形成されたボールねじ溝とを有する型締軸と、
   （２）前記支持プラテンのシリンダ穴の中で油圧によって進退する型締ラムと、
   （３）前記型締軸の前記ボールねじ溝に螺合し、前記支持プラテンに対してスライド可能に設けられる一方で電動制御によって回転制御されるボールねじナット部材と、そして、
   （４）前記型締軸の角ねじに螺合し、前記ボールねじナット部材に対して回転角度位相を一致した状態で所定距離スライドして接近又は離隔する一方で、該ボールねじナット部材と共に回転する型締ナットと、を含み、
   （５）前記ボールねじナット部材が回転制御されて型開閉が行われる際には、前記型締ラムが後退限度位置に後退し、前記型締ナットが前記所定距離後退した位置にあって該型締ナットの角ねじが前記型締軸の角ねじに対して隙間を明けた状態で該ボールねじナットと共に回転する一方で、前記型締ラムが前進して型締めが行われる際には、該型締ナットが該型締ラムによって押圧されて該型締ナットの角ねじが該型締軸の角ねじを押圧することを特徴とする射出成形機の型締装置。
2. 前記型締ラムは、前記支持プラテンの前記シリンダ穴の底部に面する側に形成された型締油室中の油圧によって前進する一方、第１のばねによって後退限度位置まで後退することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置。
3. 前記ボールねじナット部材は、電動制御によって回転制御されると共に支持プラテンに対してスライド可能に取り付けられたガイドスリーブと一体化され、
   前記型締ナットは、前記ガイドスリーブの中で、前記ボールねじナット部材に対して回転角度位相を一致した状態で前記所定距離スライドして接近又は離隔するように収容されることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置。
4. 前記シリンダ穴がエンドカバーによって塞がれ、ベアリングホルダが該エンドカバーに対して第２のばねによって押圧されると共にスライドのみ可能に収容され、そして、前記ガイドスリーブが、ベアリングを介して前記ベアリングホルダに保持されると共に電動モータによって回転制御される回転伝達部材と一体に構成される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. 前記型締ナットと前記ガイドスリーブとの間に介装された係合部材が、該型締ナットと該ガイドスリーブの相対的な回転を禁止すると共に軸方向へのスライドを許容し、前記型締ナットと前記ボールねじナット部材との間に設けられた第３のばねが、前記型締ナットを前記ボールねじナット部材から離隔する方向に押圧することによって、前記型締ナットは、前記ガイドスリーブに対して回転角度位相を一致した状態で所定距離スライドして接近又は離隔するように収容される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。

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