JP2008307739A - Mold clamping apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形やプレス装置等に用いられる型締装置に関するものであり、特には型締機構とは別に、ボールネジ、ボールネジナット、および電動機を備えた型開閉機構が配設された型締装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mold clamping device used for injection molding, a press machine, and the like, and in particular, a mold clamping mechanism provided with a mold opening / closing mechanism including a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor separately from the mold clamping mechanism. It relates to the device.
型締機構とは別に、ボールネジ、ボールネジナット、および電動機を備えた型開閉機構が配設された型締装置としては、特許文献1、特許文献2に記載されたものが公知である。特許文献1の型開閉機構は、基盤にボールねじを固定的に配設し、ボールねじナットを可動ダイプレートに取付け、ボールねじの回転によりボールねじナットと可動ダイプレートを型開閉方向に移動させる。しかし特許文献1では可動ダイプレートの比較的低い位置にしかボールねじナットを取付けることができず、型開閉移動の際に可動ダイプレートの移動が不安定になり、固定ダイプレートに対する可動ダイプレートの平行度が保てなかったり、可動ダイプレートが高速移動できないといった問題があった。 As a mold clamping device in which a mold opening / closing mechanism including a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor is provided separately from the mold clamping mechanism, those described in Patent Documents 1 and 2 are known. In the mold opening / closing mechanism of Patent Document 1, a ball screw is fixedly disposed on a base, a ball screw nut is attached to a movable die plate, and the ball screw nut and the movable die plate are moved in the mold opening / closing direction by rotation of the ball screw. . However, in Patent Document 1, the ball screw nut can be attached only to a relatively low position of the movable die plate, and the movement of the movable die plate becomes unstable when the mold is opened and closed. There was a problem that parallelism could not be maintained and the movable die plate could not move at high speed.
更に特許文献2については、固定プレートにサーボモータを取付け、可動盤の一部である連結プレートにナット部材を取付け、駆動軸の回転によりナット部材と連結プレート等を型開閉方向に移動させる。しかし特許文献2の型開閉機構は、駆動軸(ねじ部)は、連結プレートのナット部材に挿通されているものの、端部が保持されていない。よって駆動軸(ねじ部)は回転振れを起こしやすく、ナット部材や、駆動軸とサーボモータの連結部分の負担も大きかった。 Further, in Patent Document 2, a servo motor is attached to a fixed plate, a nut member is attached to a connecting plate that is a part of the movable platen, and the nut member and the connecting plate are moved in the mold opening / closing direction by rotation of the drive shaft. However, in the mold opening / closing mechanism of Patent Document 2, the drive shaft (screw portion) is inserted through the nut member of the connecting plate, but the end portion is not held. Therefore, the drive shaft (screw portion) is likely to cause rotational vibration, and the burden on the nut member and the connecting portion between the drive shaft and the servo motor is large.
本発明では上記の問題を鑑みて、型締機構とは別に、ボールネジ、ボールネジナット、および電動機を備えた型開閉機構が配設された型締装置において、型開閉機構のボールネジの安定的な保持、または型開閉時の可動盤の安定的な移動を行うことができる型締装置を提供することを目的とする。そして特には可動盤と受圧盤の間に型締機構が配設されている型締装置について、前記ボールネジの安定的な保持、または型開閉時に可動盤の安定的な移動を行うことができる型締装置を提供することを目的とする。 In the present invention, in view of the above problems, in a mold clamping device in which a mold opening / closing mechanism including a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor is provided separately from the mold clamping mechanism, the ball screw of the mold opening / closing mechanism is stably held. Another object is to provide a mold clamping device capable of stably moving the movable platen when the mold is opened and closed. In particular, for a mold clamping device in which a mold clamping mechanism is disposed between the movable platen and the pressure receiving plate, a mold that can stably hold the ball screw, or can move the movable plate stably when the mold is opened and closed. An object is to provide a fastening device.
本発明の請求項1に記載の型締装置は、型締機構とは別に、ボールネジ、ボールネジナット、および電動機を備えた型開閉機構が配設された型締装置において、型開閉機構は、ボールネジまたはボールネジナットのいずれかを回転させる電動機と、第1の盤に対して軸方向に移動不能に配設されたボールネジと、ボールネジに対して相対的に移動自在に配設されるボールネジナットと、ボールネジナットが取付けられる可動盤と、第2の盤に配設され、前記ボールネジの端部または端部近傍を軸方向に移動自在に保持する軸受部とを備えたことを特徴とする。 The mold clamping apparatus according to claim 1 of the present invention is a mold clamping apparatus in which a mold opening / closing mechanism including a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor is provided separately from the mold clamping mechanism. Or an electric motor that rotates any of the ball screw nuts, a ball screw disposed so as not to move in the axial direction with respect to the first board, a ball screw nut disposed so as to be relatively movable with respect to the ball screw, A movable board to which a ball screw nut is attached, and a bearing part which is disposed on the second board and holds the end of the ball screw or the vicinity of the end so as to be movable in the axial direction are provided.
本発明の請求項2に記載の型締装置は、型締機構とは別に、ボールネジ、ボールネジナット、および電動機を備えた型開閉機構が配設された型締装置において、型開閉機構は、固定盤に配設された電動機と、電動機によって回転自在かつ軸方向に移動不能に配設されたボールネジと、ボールネジに対して移動自在に配設されるボールネジナットと、
前記ボールネジナットが配設された可動盤と、受圧盤に配設され、前記ボールネジの端部または端部近傍を回転自在かつ軸方向に移動自在に保持する軸受部とを備えたことを特徴とする。
The mold clamping apparatus according to claim 2 of the present invention is a mold clamping apparatus in which a mold opening / closing mechanism provided with a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor is provided separately from the mold clamping mechanism. An electric motor disposed on the board, a ball screw disposed rotatably by the electric motor and immovable in the axial direction, a ball screw nut disposed movably with respect to the ball screw,
A movable platen provided with the ball screw nut, and a bearing portion provided on the pressure receiving plate and configured to hold the end portion of the ball screw or the vicinity of the end portion so as to be rotatable and movable in the axial direction. To do.
本発明の請求項3に記載の型締装置は、請求項1または請求項2において、型締機構は、可動盤と受圧盤の間に配設されていることを特徴とする。 The mold clamping device according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in claim 1 or 2, the mold clamping mechanism is disposed between the movable platen and the pressure receiving platen.
本発明の型締装置は、型締機構とは別に、ボールネジまたはボールネジナットのいずれかを回転させる電動機と、第1の盤に対して軸方向に移動不能に配設されたボールネジと、ボールネジに対して相対的に移動自在に配設されるボールネジナットと、ボールネジナットが取付けられる可動盤と、第2の盤に配設されボールネジの端部または端部近傍を軸方向に移動自在に保持する軸受部とを備えた型開閉機構を有するので、ボールネジを安定的に保持することができ、型開閉時に可動盤を安定的に移動させることができる。 A mold clamping device according to the present invention includes, in addition to the mold clamping mechanism, an electric motor that rotates either a ball screw or a ball screw nut, a ball screw that is axially immovable with respect to the first panel, and a ball screw. A ball screw nut that is relatively movable with respect to the movable platen, a movable plate to which the ball screw nut is attached, and an end portion or a vicinity of the end portion of the ball screw that is arranged on the second plate so as to be movable in the axial direction. Since the mold opening / closing mechanism including the bearing portion is provided, the ball screw can be stably held, and the movable platen can be stably moved when the mold is opened and closed.
本発明の型締装置について、図1ないし図4を参照して説明する。図1は、本実施形態の型締装置の正面図である。図2は、図1において可動盤を矢印A方向から見た図である。図3は受圧盤におけるボールネジの軸受部の拡大断面図であって型締時以外の状態を示す。図4は受圧盤におけるボールネジの軸受部の拡大断面図であって型締時の状態を示す。 The mold clamping device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of the mold clamping device of the present embodiment. FIG. 2 is a view of the movable platen as viewed from the direction of arrow A in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a ball screw bearing portion in the pressure receiving plate, showing a state other than during mold clamping. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a ball screw bearing portion in the pressure receiving plate and shows a state during mold clamping.
図1に示されるように、本実施形態の型締装置11は、射出成形機12の型締に用いられるものであり、基盤13上に射出装置14とともに配設されている。型締装置11は、第1の盤である固定盤16と、第2の盤である受圧盤20と、第3の盤である可動盤18とからなっている。そして固定盤16には固定金型15が取付けられ、可動盤18には可動金型17が取付けられ、受圧盤20には型締シリンダ19が配設されている。また前記固定盤16と受圧盤20の間にはタイバ21が平行に配設されている。そして可動盤18は、その四隅近傍に前記タイバ21が挿通されるとともに、下部が基盤13上のガイド22に摺動自在に載置されており、型開閉方向に移動自在となっている。
As shown in FIG. 1, the
型締機構23は、可動盤18と受圧盤20の間に配設され、可動盤18の金型取付面とは背面の略中央にはラム24が受圧盤20に向けて固定されている。一方受圧盤20には、型締シリンダ19のシリンダ筒19aが設けられ、前記シリンダ筒19aの内部に、前記ラム24が挿通されている。そして前記型締シリンダ19へは図示しない油圧機構から圧油の供給および排出が可能となっている。なお型締機構は、ブースタ機構やハーフナット機構を用いた他の油圧シリンダからなる型締機構、電動機を用いた型締機構、電動機と油圧を併用した型締機構、およびトグル型締機構などを用いたものでもよい。
The
型開閉機構28は、固定盤16、可動盤18、および受圧盤20に亘って配設され、図2に示されるように、各盤16,18,20における操作側Bの上側タイバ21に対して斜め上の側面、反操作側Cの下側タイバ21に対して斜め下の側面にそれぞれ配設されている。このことにより可動盤18の移動の際には、略対角方向の2位置から可動盤18に力を伝達して安定的に移動させることが可能となっている。なお型開閉機構28が配設される位置は成形品の取出しや金型交換の作業性を考慮して決定されるが、可動盤等の上面や中間部側面であってもよい。また型開閉機構の数は本実施形態のように2基設けることが望ましいが、小型機では1基、大型機や発泡成形などで型開閉に高い平行度が求められる場合は3基以上設けてもよい。
The mold opening /
型開閉機構28は、固定盤16の側面に張り出して設けられたブラケット31には電動機である型開閉用サーボモータ29が固定されている。そして型開閉用サーボモータ29にはロータリエンコーダ30が配設され、固定盤16に対する可動盤18の位置が検出可能となっている。また前記型開閉用サーボモータ29のモータ軸に対してボールネジ32が同軸上に固定的に接続されている。従ってボールネジ32は、前記型開閉用サーボモータ29によって回転自在かつ軸方向に移動不能に配設されている。そしてボールネジ32における他方の端部の小径部32aは、受圧盤20の軸受部33に保持されている。また可動盤18の側面に張り出して設けられたブラケット25にはボールネジナット34が固定され、前記可動盤18およびボールネジナット34は、ボールネジ32に対して相対的に移動自在に配設されている。なお電動機は型開閉用サーボモータ29に限らず、回転伝達機構についてはプーリや減速機を介してボールネジに回転伝達されるものでもよい。
In the mold opening /
そして図3、図4に示されるように、受圧盤20の側面には、ブラケット26が張り出して設けられている。そして前記ブラケット26の可動盤側の面には、凹状の穴27が設けられ、前記穴27には軸受部33が挿入されている。そして前記ブラケット26の穴27の周囲には取付板35がボルト36によって固定され、軸受部33を固定している。軸受部33は、前記穴27に固定的に挿入される外筒部材37と、前記外筒部材37に対して回転運動と往復運動を複合して行うことができる内筒部材38を有する転がり案内部材である。内筒部材38は、内筒部材38に千鳥状に複数列にわたり回転自在なベアリング39が配設され、前記ベアリング39の転がり案内により、荷重を均等に配分できるようになっている。そして外筒部材37の両端近傍にはストッパ40,40が設けられ、前記内筒部材38が外筒部材37から脱落することを防止している。また前記ストッパ40,40の外側にはゴムシール41,41が設けられ、ゴミなどが軸受部33の内部に入らないようになっている。そして前記内筒部材38の内部には、ボールネジ32の端部のネジが切られていない小径部32aが挿通されている。なお本実施形態において小径部32aの一部は外筒部材37の孔からブラケット26の穴27内に突出している。なお受圧盤20の軸受部33にボールネジ32が保持される部分は、端部ではなく端部近傍であっても軸受部を貫通していてもよい。そしてまた軸受部は、ボールネジを受けるラジアルベアリングが,ガイドによって型開閉方向に移動自在となっているもの等の他の構成でもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
次に本実施形態の型締装置11の作動について説明する。型開位置で可動金型17から成形品を取出した後、型開閉機構28の型開閉用サーボモータ29が作動され、ボールネジ32が回転される。ボールネジ32の回転によりボールネジナット34が相対的に型閉方向に移動され、同時に可動盤18も移動される。その際ボールネジ32の他方の端部は、受圧盤20の軸受部33によって回転自在に保持されているから、可動盤18が受圧盤20から遠ざかっても、ボールネジ32の回転数が高回転まで許容され、ボールネジ32の端部が回転振れを起こすことなく安定的に保持される。また本実施形態では可動盤18は、基盤13上のガイド22に保持される上に、略対角方向の操作側B上部と反操作側C下部にボールネジナット34が固定され、前記ボールネジナット34を介して型開閉方向の力が加えられ移動されるから、可動盤18を急速移動させたり急停止させても固定盤16に対する可動盤18の平行度が維持される。
Next, the operation of the
そして固定金型15と可動金型17が型当接されるか、または型当接されるよりも僅かに手前の位置で、型締シリンダ19に図示しない油圧機構から圧油が送られ型締が行われる。型締時には型締力によりタイバ21が伸ばされて受圧盤20が後退し、固定盤16に対する受圧盤20の位置は離隔される。すると固定盤16に対して軸方向に固定的に配設されているボールネジ32と受圧盤20の位置関係が変化し、図4に示されるようにボールネジ32に対して受圧盤20および軸受部33が矢印D方向に移動され、軸受部33がボールネジ32から僅かに離脱する方向に移動される。その際に軸受部33の内筒部材38はベアリング39により外筒部材37に対して移動自在になっているから、ボールネジ32の端部の小径部32aとともに内筒部材38も外筒部材37に対して相対的な位置関係が変更される。また型締時には、型締機構23により固定盤16と可動盤18の位置関係は接近させられるから、それに応じてボールネジ32に対するボールネジナット34の位置を修正する必要がある。従って型締機構23の作動に同期して型開閉用サーボモータ29を駆動させることにより、ボールネジ32が可動盤18およびボールネジナット34を型閉方向に移動させる方向に僅かに回転される。
Then, the fixed
そして型締完了すると射出装置14から溶融樹脂が固定金型15と可動金型17の間に形成されたキャビティに射出充填され、冷却固化される。冷却時間が完了すると型締シリンダ19の圧抜きがなされ同時にタイバ21の伸びが解消され、固定盤16と受圧盤20の位置関係も型締前の状態に戻される。それに同期して型開閉用サーボモータ29によりボールネジ32が可動盤18を型開側に向けて移動させる回転方向に僅かに回転され、受圧盤20とボールネジ32の軸方向の位置関係も、ボールネジ32が回転しながら元の状態に戻される。次に型締シリンダ19が型開方向に作動するように圧油が供給されるとともに、型開閉用サーボモータ29が作動され、所定のストロークだけ強力型開がなされる。そして次に強力型開が完了すると、型開閉機構28のみの力で、可動盤18が型開方向に移動される。この際も型閉時と同様に可動盤18を急速移動させたり急停止させても固定盤16に対する可動盤18の平行度を保つことができるというメリットがある。
When the mold clamping is completed, the molten resin is injected and filled from the
次に図5に示される別の実施形態について説明する。図5に示される例では、型締装置51の型締機構52とは別に配設された型開閉機構53は、受圧盤54(この実施形態では受圧盤54が第1の盤に相当する)に電動機55が固定され、前記電動機55のモータ軸にボールネジ56の一端が軸方向に移動不能に固定されるとともに、ボールネジ56の他端が固定盤57(この実施形態では固定盤57が第2の盤に相当する)に配設された軸受部58に回転自在かつ軸方向に移動自在に保持されている。そして前記ボールネジ56に対して第3の盤である可動盤59に固定されたボールネジナット60が相対的に移動自在に配設されている。そして図5に示される実施形態では、少なくとも型開閉時にはボールネジ56は固定盤57に対して軸方向に移動しないが、型締時には固定盤57に対して受圧盤54とともにタイバ61を伸ばす方向に後退移動され、その分、ボールネジ56が固定盤57に配設された軸受部58内で軸方向に移動される。
Next, another embodiment shown in FIG. 5 will be described. In the example shown in FIG. 5, the mold opening /
次に図6に示される更に別の実施形態について説明する。図6に示される更に別の実施形態では、型締装置71の型締機構72とは別に配設された型開閉機構73として、第3の盤である可動盤74に電動機75が固定され、前記電動機75により同じく可動盤74に回転可能に配設されたボールネジナット76が回転駆動される。そして前記ボールネジナット76に挿通されるボールネジ77の一端は、第1の盤である固定盤78の軸受部82に回転不能かつ軸方向に移動不能に保持され、他端は第2の盤である受圧盤79の軸受部80に回転不能かつ軸方向に移動可能に保持されている。そして型開閉時にはボールネジナット76の回転により可動盤74がボールネジ77に対して相対移動し、型締時には、型締機構72によりタイバ81が伸ばされ、固定盤78と受圧盤79の間隔が広がるから、受圧盤79の軸受部80に対してボールネジ77が回転されずに軸方向に移動される。なお図6に示される別の実施形態において、ボールネジの一端を受圧盤に軸方向に移動不能に保持し(受圧盤を第1の盤とする)、他端を固定盤に軸方向に移動可能に保持する(固定盤を第2の盤とする)ようにしてもよい。
Next, still another embodiment shown in FIG. 6 will be described. In still another embodiment shown in FIG. 6, an
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本発明は、樹脂、金属等の射出成形機に限定されず、ダイカスト成形機、各種のプレス成形機についても用いることができる。そしてまた横型の型締装置に限定されず、縦型の型締装置に用いてもよい。縦型の型締装置の場合は、下から順に固定盤(接地されたベース盤を含む)、可動盤、および受圧盤の順に配設される場合以外に、下から順に受圧盤、可動盤、および固定盤、または下から順に受圧盤、固定盤、および可動盤の順に配設される場合など各種の配列のものであってもよい。そしてボールネジが軸方向に移動不能に配設される第1の盤とボールネジが軸方向に移動可能に保持される第2の盤も固定盤と受圧盤のどちらの盤としてもよい。 The present invention is not enumerated one by one, but is not limited to that of the above-described embodiment, and it goes without saying that those skilled in the art also apply modifications made in accordance with the spirit of the present invention. is there. The present invention is not limited to resin and metal injection molding machines, and can also be used for die casting machines and various press molding machines. Further, the present invention is not limited to a horizontal mold clamping device, and may be used for a vertical mold clamping device. In the case of a vertical mold clamping device, a pressure receiving plate, a movable plate, in order from the bottom, except when a fixed plate (including a grounded base plate), a movable plate, and a pressure receiving plate are arranged in this order from the bottom. Further, it may be of various arrangements such as a case where the pressure platen, the fixed platen, and the movable platen are arranged in this order from the bottom. The first board in which the ball screw is disposed so as not to move in the axial direction and the second board in which the ball screw is held so as to be movable in the axial direction may be either a fixed board or a pressure receiving board.
11 型締装置
12 射出成形機
16 固定盤
18 可動盤
20 受圧盤
23 型締機構
28 型開閉機構
29 型開閉用サーボモータ
32 ボールネジ
33 軸受部
34 ボールネジナット
37 外筒部材
38 内筒部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記型開閉機構は、
ボールネジまたはボールネジナットのいずれかを回転させる電動機と、
第1の盤に対して軸方向に移動不能に配設されたボールネジと、
前記ボールネジに対して相対的に移動自在に配設されるボールネジナットと、
前記ボールネジナットが取付けられる可動盤と、
第2の盤に配設され、前記ボールネジの端部または端部近傍を軸方向に移動自在に保持する軸受部とを備えたことを特徴とする型締装置。 In addition to the mold clamping mechanism, in a mold clamping device in which a mold opening / closing mechanism including a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor is disposed.
The mold opening / closing mechanism is
An electric motor that rotates either a ball screw or a ball screw nut;
A ball screw disposed so as not to be axially movable with respect to the first board;
A ball screw nut that is arranged to be movable relative to the ball screw;
A movable plate to which the ball screw nut is attached;
A mold clamping device comprising: a bearing portion disposed on the second board and holding an end portion of the ball screw or the vicinity of the end portion so as to be movable in the axial direction.
前記型開閉機構は、
固定盤に配設された電動機と、
前記電動機によって回転自在かつ軸方向に移動不能に配設されたボールネジと、
前記ボールネジに対して移動自在に配設されるボールネジナットと、
前記ボールネジナットが配設された可動盤と、
受圧盤に配設され、前記ボールネジの端部または端部近傍を回転自在かつ軸方向に移動自在に保持する軸受部とを備えたことを特徴とする型締装置。 In addition to the mold clamping mechanism, in a mold clamping device in which a mold opening / closing mechanism including a ball screw, a ball screw nut, and an electric motor is disposed.
The mold opening / closing mechanism is
An electric motor disposed on the stationary platen;
A ball screw that is rotatable by the electric motor and immovable in the axial direction;
A ball screw nut movably disposed with respect to the ball screw;
A movable platen provided with the ball screw nut;
A mold clamping device, comprising: a bearing portion disposed on a pressure receiving plate and configured to hold an end portion of the ball screw or a vicinity of the end portion so as to be rotatable and movable in an axial direction.
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