JP2949660B2 - 電動式型締装置 - Google Patents

電動式型締装置

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JP2949660B2
JP2949660B2 JP7327017A JP32701795A JP2949660B2 JP 2949660 B2 JP2949660 B2 JP 2949660B2 JP 7327017 A JP7327017 A JP 7327017A JP 32701795 A JP32701795 A JP 32701795A JP 2949660 B2 JP2949660 B2 JP 2949660B2
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64Mould opening, closing or clamping devices
    • B29C45/66Mould opening, closing or clamping devices mechanical
    • B29C45/661Mould opening, closing or clamping devices mechanical using a toggle mechanism for mould clamping
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    • B29C2045/1794Machine parts driven by an electric motor, e.g. electric servomotor by a rotor or directly coupled electric motor, e.g. using a tubular shaft motor

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動式型締装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形機においては、加熱シリ
ンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を高圧で金
型装置のキャビティ空間に充填(てん)し、該キャビテ
ィ空間内において樹脂を冷却し、固化させることによっ
て成形品を成形するようにしている。
【0003】そのために、前記金型装置は固定金型及び
可動金型から成り、トグル機構により前記可動金型を進
退させ、前記固定金型に対して接離させることによっ
て、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができるよう
になっている。そして、前記トグル機構は、油圧シリン
ダ、電動モータ等によって作動させられる。
【0004】図2は従来の電動式型締装置の概略図、図
3は従来の電動式型締装置の側面図である。図におい
て、25は可動プラテンであり、該可動プラテン25の
前端 (図2における右端) には図示しない可動金型が取
り付けられる。前記可動プラテン25は、後述するトグ
ル機構によって、図示しない固定プラテンとトグルサポ
ート18との間に架設されたタイバー24に沿って進退
させられる。また、前記可動プラテン25の後端 (図2
における左端) にはエジェクタピン送り装置16が配設
される。
【0005】そして、前記トグルサポート18と可動プ
ラテン25との間には、トグル機構が配設され、クロス
ヘッド17をトグルサポート18側と可動プラテン25
側との間で進退させることによって、トグル倍率を乗じ
た型締力を発生させ、該型締力によって前記可動プラテ
ン25を前進(図2における右方に移動)させ、型締め
を行うことができるようになっている。
【0006】そのために、前記トグル機構は、前記クロ
スヘッド17に対して揺動自在に支持されたトグルレバ
ー19、前記トグルサポート18に対して揺動自在に支
持されたトグルレバー20、前記可動プラテン25に対
して揺動自在に支持されたトグルアーム21から成り、
前記両トグルレバー19、20間、及びトグルレバー2
0とトグルアーム21との間がそれぞれリンク結合され
る。
【0007】また、ボールねじ軸15が、ベアリング1
5aを介して前記トグルサポート18に対して回転自在
に支持され、前記ボールねじ軸15と前記クロスヘッド
17の内側に配設された図示しないボールナットとが螺
(ら)合させられる。そして、前記ボールねじ軸15を
回転させるために、前記トグルサポート18の側面にサ
ーボモータ11が取り付けられる。そして、該サーボモ
ータ11のプーリ13aと、前記ボールねじ軸15の先
端に取り付けられたプーリ13bとの間にベルト12が
張設される。
【0008】したがって、前記サーボモータ11を駆動
して前記ボールねじ軸15を矢印A方向に回転させる
と、ボールねじ軸15の回転運動が前記ボールナットの
直線運動に変換させられ、前記クロスヘッド17は矢印
B方向に進退させられる。すなわち、前記クロスヘッド
17を図2の上半分のように前進させると、トグル機構
が伸展して可動プラテン25が前進させられ、型閉じ及
び型締めが行われ、前記クロスヘッド17を図2の下半
分のように後退させると、トグル機構が屈曲して可動プ
ラテン25が後退させられ、型開きが行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電動式型締装置においては、成形を行うために可動
プラテン25が繰り返し進退させられるので、前記ベル
ト12が摩耗したり破断したりして耐久性が低下してし
まう。したがって、ベルト12を比較的短時間で交換す
る必要が生じるとともに、該ベルト12の摩耗粉によっ
て射出成形機の周囲を汚してしまう。
【0010】また、ベルト12を強力に張る必要がある
ので、ボールねじ軸15に偏心荷重が加わり、該ボール
ねじ軸15の作動効率が低くなってしまう。さらに、ベ
ルト12に伸びが発生するので、セミクローズド制御に
なり、電動式型締装置の制御精度が低くなってしまう。
そこで、前記ベルト12の硬度を高くして耐久性を向上
させることが考えられるが、硬度の高いベルト12を使
用して高速で型締装置を作動させると、騒音が発生して
しまう。
【0011】また、サーボモータによってボールねじ軸
を直接駆動することも考えられるが、通常のサーボモー
タは、スラスト力を受けることができない。したがっ
て、スラスト力を受けるためにベアリング、ベアリング
ケース等を取り付ける必要がある。さらに、サーボモー
タの出力軸は一般に中実であるので、ボールねじ軸と連
結するために、所定の連結部品が必要になってしまう。
【0012】そして、サーボモータ自体の軸方向寸法が
大きいだけでなく、ベアリング、ベアリングケース、連
結部品等を配設する必要があるので、電動式型締装置が
その分だけ大型化してしまう。本発明は、前記従来の電
動式型締装置の問題点を解決して、耐久性を向上させる
ことができ、射出成形機の周囲を汚すことがなく、制御
精度を高くすることができ、かつ、小型化することがで
きる電動式型締装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電
動式型締装置においては、固定プラテンと、トグルサポ
ートと、前記固定プラテンと対向させてタイバーに沿っ
て進退自在に配設された可動プラテンと、該可動プラテ
ンとトグルサポートとの間に配設され、可動プラテンを
進退させるトグル機構と、前記トグルサポートの後端面
に配設されたサーボモータと、該サーボモータのロータ
に固定された中空の出力軸と、該出力軸に固定されたボ
ールナットと、該ボールナットと螺合し、ボールナット
の回転に伴って前記出力軸内を進退させられるボールね
じ軸と、該ボールねじ軸に固定され、前記トグル機構と
連結されたクロスヘッドとを有する。
【0014】本発明の他の電動式型締装置においては、
さらに、前記サーボモータによって発生させられた回転
を直接検出するエンコーダを有する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
実施の形態における電動式型締装置の外観図、図4は本
発明の実施の形態におけるサーボモータの断面図、図5
は本発明の実施の形態におけるサーボモータの外観図で
ある。
【0016】図において、36は固定プラテン、41は
トグルサポート、34は前記固定プラテン36とトグル
サポート41との間に架設されたタイバー、35は前記
固定プラテン36と対向させて配設され、前記タイバー
34に沿って進退自在に配設された可動プラテンであ
り、前記固定プラテン36における可動プラテン35と
対向する面に図示しない固定金型が、前記可動プラテン
35における前記固定プラテン36と対向する面に図示
しない可動金型が取り付けられる。
【0017】また、前記可動プラテン35の後端 (図1
における左端) には、離型時に図示しないエジェクタピ
ンを突き出すためのエジェクタピン送り装置26が配設
される。該エジェクタピン送り装置26においては、エ
ジェクタ用のサーボモータ32によってエジェクタロッ
ド27をストロークSaだけ進退させるようになってい
る。
【0018】そして、前記可動プラテン35とトグルサ
ポート41との間には、後述するトグル機構が配設さ
れ、型締め用のサーボモータ31を駆動し、クロスヘッ
ド38を進退させることによって、トグル倍率を乗じた
型締力を発生させ、該型締力によって前記可動プラテン
35を前進(図1における右方に移動)させ、型締めを
行うことができるようになっている。
【0019】そのために、前記トグル機構は、前記クロ
スヘッド38に対して揺動自在に支持されたトグルレバ
ー39、前記トグルサポート41に対して揺動自在に支
持されたトグルレバー40、前記可動プラテン35に対
して揺動自在に支持されたトグルアーム33から成り、
前記両トグルレバー39、40間、及びトグルレバー4
0とトグルアーム33との間がそれぞれリンク結合され
る。
【0020】次に、前記サーボモータ31について説明
する。該サーボモータ31は、前記トグルサポート41
に取り付けるための皿状の第1フランジ54、該第1フ
ランジ54と所定の距離を置いて配設された皿状の第2
フランジ55、及び前記第1フランジ54と第2フラン
ジ55との間に配設された筒状のフレーム62から成る
モータケースを備え、該モータケースに対して中空の出
力軸50が回転自在に支持される。
【0021】そのために、該出力軸50の後端(図4に
おける左端)がスラストベアリング57によって、前端
(図4における右端)がスラストベアリング58によっ
てスラスト方向及びラジアル方向に回転自在に支持され
る。そして、前記出力軸50を回転させるために、前記
フレーム62にステータ61が、前記出力軸50にロー
タ60がそれぞれ固定され、また、前記ステータ61に
コイル45が配設される。なお、前記第1フランジ54
と第2フランジ55との間にボルト59が配設され、該
ボルト59を締め付けることによって、前記ステータ6
1を第1フランジ54と第2フランジ55とによって挟
むことができる。
【0022】また、前記出力軸50の後端には固定用ナ
ット46が螺合され、出力軸50の前端にはボールナッ
ト51がボルト53によって固定される。したがって、
該ボルト53を締め付けることによって、両スラストベ
アリング57、58を前記固定用ナット46とボールナ
ット51とによって挟むことができる。そして、前記ボ
ールナット51と螺合させ、前記出力軸50を貫通させ
てボールねじ軸63が配設され、該ボールねじ軸63の
先端に前記クロスヘッド38が固定される。なお、該ク
ロスヘッド38は回り止めされる。
【0023】したがって、前記コイル45に電流を供給
すると、ロータ60に回転が発生させられ、その回転が
出力軸50を介してボールナット51に伝達される。そ
の結果、ボールナット51とボールねじ軸63との螺合
によって、ボールナット51の矢印A方向の回転運動が
ボールねじ軸63の矢印B方向の直線運動に変換され、
ボールねじ軸63及びクロスヘッド38がストロークS
bだけ進退させられる。すなわち、前記クロスヘッド3
8を前進させると、トグル機構が伸展して可動プラテン
35が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われ、前記
クロスヘッド38を後退させると、トグル機構が屈曲し
て可動プラテン35が後退させられ、型開きが行われ
る。
【0024】このように、本実施の形態においては、サ
ーボモータ31によって発生させられた回転運動を直線
運動に変換し、トグル機構を直接作動させるようになっ
ているので、ベルトを使用する必要がない。したがっ
て、電動式型締装置の耐久性を向上させることができる
とともに、射出成形機の周囲を汚すことがなくなる。ま
た、フルクローズド制御を行うことができるので、電動
式型締装置の制御精度を高くすることができる。
【0025】そして、出力軸50内においてボールねじ
軸63を進退させてサーボモータ31とボールねじ軸6
3とを一体化し、かつ、サーボモータ31を扁平(へん
ぺい)化するようしているので、電動式型締装置の軸方
向寸法を小さくすることができるだけでなく、従来の油
圧式型締装置との置換えが可能になり、取付けも容易に
なる。
【0026】また、前記サーボモータ31を制御するた
めに、前記出力軸50の後端を包囲させてブラケット4
7が配設され、該ブラケット47にエンコーダ48が固
定され、該エンコーダ48によってロータ60の回転数
を直接検出することができるようになっている。したが
って、クロスヘッド38の位置を正確に検出することが
できる。
【0027】ところで、前記サーボモータ31を駆動す
ることによって出力軸50及びボールナット51を回転
させるようになっているので、イナーシャが大きいと回
転数を制御する際に遅れが発生することがある。そこ
で、出力軸50及びボールナット51を肉薄化し、イナ
ーシャを小さくしている。また、サーボモータ31の出
力軸50に加わるラジアル荷重、及び型締力の反力とし
て加わるスラスト力を一つのスラストベアリング58に
よって受けることができるので、部品点数を少なくする
ことができる。
【0028】したがって、コストを低くすることがで
き、電動式型締装置を小型化することができる。この場
合、プーリ13a、13bの減速作用を利用することは
できないので、高トルクのサーボモータ31が必要にな
るが、容量の大きなモータ用のステータ61を利用し、
多くの電流を供給するようにしている。また、サーボモ
ータ31の側面に大きな風穴71、72を形成し、冷却
用ファン73によって吸気及び排気を行い、コイル45
及びステータ61の温度が上昇するのを抑制するように
している。
【0029】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
【0030】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、電動式型締装置においては、固定プラテンと、ト
グルサポートと、前記固定プラテンと対向させてタイバ
ーに沿って進退自在に配設された可動プラテンと、該可
動プラテンとトグルサポートとの間に配設され、可動プ
ラテンを進退させるトグル機構と、前記トグルサポート
の後端面に配設されたサーボモータと、該サーボモータ
のロータに固定された中空の出力軸と、該出力軸に固定
されたボールナットと、該ボールナットと螺合し、ボー
ルナットの回転に伴って前記出力軸内を進退させられる
ボールねじ軸と、該ボールねじ軸に固定され、前記トグ
ル機構と連結されたクロスヘッドとを有する。
【0031】この場合、サーボモータによって発生させ
られた回転運動を直線運動に変換することによって、可
動プラテンが進退させられるので、ベルトを使用する必
要がない。
【0032】したがって、電動式型締装置の耐久性を向
上させることができるとともに、射出成形機の周囲を汚
すことがなくなる。また、フルクローズド制御を行うこ
とができるので、電動式型締装置の制御精度を高くする
ことができる。しかも、出力軸内においてボールねじ軸
を進退させるようにしているので、電動式型締装置の軸
方向寸法を小さくすることができるだけでなく、油圧式
型締装置との置換えが可能になり、取付けも容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における電動式型締装置の
外観図である。
【図2】従来の電動式型締装置の概略図である。
【図3】従来の電動式型締装置の側面図である。
【図4】本発明の実施の形態におけるサーボモータの断
面図である。
【図5】本発明の実施の形態におけるサーボモータの外
観図である。
【符号の説明】
31 サーボモータ 33 トグルアーム 34 タイバー 35 可動プラテン 36 固定プラテン 38 クロスヘッド 39、40 トグルレバー 41 トグルサポート 50 出力軸 51 ボールナット 60 ロータ 63 ボールねじ軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/64 - 45/68 B29C 33/20 - 33/24 B22D 17/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)固定プラテンと、 (b)トグルサポートと、 (c)前記固定プラテンと対向させてタイバーに沿って
    進退自在に配設された可動プラテンと、 (d)該可動プラテンとトグルサポートとの間に配設さ
    れ、可動プラテンを進退させるトグル機構と、 (e)前記トグルサポートの後端面に配設されたサーボ
    モータと、 (f)該サーボモータのロータに固定された中空の出力
    軸と、 (g)該出力軸に固定されたボールナットと、 (h)該ボールナットと螺合し、ボールナットの回転に
    伴って前記出力軸内を進退させられるボールねじ軸と、 (i)ボールねじ軸に固定され、前記トグル機構と連
    結されたクロスヘッドとを有することを特徴とする電動
    式型締装置。
  2. 【請求項2】 前記サーボモータによって発生させられ
    た回転を直接検出するエンコーダを有する請求項1に記
    載の電動式型締装置。
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KR100473926B1 (ko) * 1998-06-18 2005-03-07 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 전동식 형체장치 및 형체방법
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JP6225022B2 (ja) * 2013-12-27 2017-11-01 東洋機械金属株式会社 成形機

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