JP3537650B2 - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

射出成形機の型締装置

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JP3537650B2 JP30062097A JP30062097A JP3537650B2 JP 3537650 B2 JP3537650 B2 JP 3537650B2 JP 30062097 A JP30062097 A JP 30062097A JP 30062097 A JP30062097 A JP 30062097A JP 3537650 B2 JP3537650 B2 JP 3537650B2
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の型締
装置に係り、特に、サーボモータの回転力を金型の型締
動作に利用する電動式の型締装置に関する。
【0002】
【従来の技術】射出成形機は、射出工程時に金型が開か
ないような強い力で金型を閉め付ける型締装置を備えて
いる。この型締装置としては、移動ダイプレートが型締
めラムに直結されている直圧式のもの、トグルリンク機
構によって金型を開閉し型締め力を発生させるトグル式
のもの、あるいは、電動機を動力源として移動ダイプレ
ートを動かして型の開閉と型締めをするものなどがあ
る。
【0003】このうち、電動式型締装置では、特公平3
−77047号に開示されているように、サーボモータ
の回転力をタイミングベルト、ボールネジ、ナットなど
を用いた伝達機構を介して移動ダイプレートの推力に変
換して、型の開閉および最終型締をする方式が採用され
ている。
【0004】図2は、その電動式型締装置の構成を示す
図である。この図2において、1は、ベースであり、こ
のベース1の上には、固定ダイプレート2が固定され、
この固定ダイプレート2に固定金型3が取り付けられて
いる。また、固定金型3に対向させて移動金型4が移動
ダイプレート5に取り付けられている。移動ダイプレー
ト5は、タイバー6を案内として進退動可能になってい
る。
【0005】12はサーボモータであり、このサーボモ
ータ12の回転力はボールネジ・ナット機構を利用した
伝達機構を用いて、移動ダイプレート5の推力として伝
達される。ボールネジ軸7には、ナット8が螺合してい
るとともに、その先端部は移動ダイプレート5に固着さ
れている。ナット8は、円筒形状の回転体9によって保
持されていて、この回転体9は、ベアリング10を介し
て支持プレート11によって回転自在に支持されてい
る。また、回転体9の反ナット側の端部には、タイミン
グベルト13が巻き掛けられるプーリ14が取り付けら
れている。他方のプーリ15は、サーボモータ12の回
転軸に取り付けられている。サーボモータ12の回転力
は、タイミングベルト13を介して回転体9を回転させ
る。この回転体9とナット8とは一体で回転するので、
ボールナット8の回転運動は、ボールネジ軸7の直進運
動に変換され、移動ダイプレート5の直進力として伝達
される。なお、16は、射出装置の加熱シリンダを示し
ている。
【0006】このような従来の電動式の型締装置では、
型の送り動作ばかりでなく、型を閉じてからの最終的な
型締めをもボールネジ・ナット機構により行なわれるよ
うになっているのが普通である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図2の従来の電動式型
締め装置のように、金型を閉めたあとの最終型締を、ボ
ールネジ・ナット機構によって行う場合には、ボールネ
ジ軸7には、非常に大きな最終型締力が作用する。この
力に耐えられるように、ボールネジ軸7には、通常の送
り機構用のものでは不適当であり、高強度な大径の高価
なボールネジが採用される。
【0008】しかしながら、射出成形機で同一の金型、
あるいは型厚の同じ金型を継続して使用した場合、ナッ
ト8は、型開閉、型締の動作の過程を通して、常に、ボ
ールネジ軸7の同じ部分に噛み合う。このことが特に問
題になるのは、最終型締めをするときのボールネジ軸7
とナット8の噛み合い面は常に同じになるからである。
つまり、金型を最終的に型締めした時の非常に大きな最
大型締荷重をボールネジ軸7は、常に同じ面で受けるこ
とになる。
【0009】最終型締時には、通常、極低速かつ高トル
クで回転されるナット8からボールネジ軸7に高荷重が
かかる状態であるので、常に同じ噛み合い面でその荷重
を受けることは、ボールネジ軸7の寿命を縮めることに
直結する。
【0010】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、同一の金型あるいは同じ型厚の
金型を長期間継続して使用した場合に、最終型締時のボ
ールネジ軸とナットの噛み合い面を適宜ずらせるように
することによって、最終型締時の高荷重が同じ噛み合い
面に作用しないようにし、ボールネジ軸の寿命を延ばす
ことのできる射出成形機の型締装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、サーボモータの回転力をナット、ボー
ルネジ軸を有する伝達機構により型締動作に必要な推力
に変換して移動ダイプレートに伝達するようにした射出
成形機の型締装置において、前記ボールネジ軸と移動ダ
イプレートとの連結部に、前記ボールネジ軸の軸方向の
位置を調整する位置調整手段を設けたことを特徴とする
ものである。
【0012】この発明によれば、同一金型や同一型厚の
金型を長期間に渡って継続して使用する場合に、ボール
ネジ軸の軸方向の位置を適宜ずらすことができるので、
最終型締時のボールネジとナットとの噛み合い面の位置
を変えることにより、同一の箇所に最終型締時の大荷重
を受けるのを未然に回避できるので、ボールネジ軸の寿
命を延ばすことができる。
【0013】本発明の実施形態によれば、前記位置調整
手段は、ボールネジ軸の先端部に設けられ傾斜面を有す
る従動体と、前記従動体に傾斜面同士で接触し前記ボー
ルネジ軸から推力を移動ダイプレートに伝達するクサビ
部材と、前記クサビ部材を前進・後退させるアクチュエ
ータとを備えるものである。
【0014】このように構成される位置調整手段によれ
ば、アクチュエータを作動させて、クサビ部材を所定量
前進させると、このクサビ部材に傾斜面で接触する従動
体に楔作用が作用し、ボールネジ軸を移動させる大きな
力が作用する。
【0015】また、前記位置調整手段は、さらに、前記
クサビ部材の背面が摺動する平坦面を有し、移動ダイプ
レートに固定された受台と、前記受台と協働して前記ク
サビ部材および従動体を拘束し、ボールネジ軸の軸方向
位置を固定可能な位置固定手段とを備えるものである。
この位置固定手段は、前記ボールネジ軸が嵌装されかつ
前記従動体に係合するナット部材を有し、このナット部
材を前記受台の雄ねじ部に螺合させて締め付けることに
より、前記ボールネジ軸を調整後の位置に固定するよう
にすることができる。前記ナット部材は手動で操作する
ようにしてもよいが、巻掛伝動機構によって回転駆動装
置と接続されていることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明による射出成形機の
型締装置の一実施形態について、添付の図面を参照して
説明する。図1は、本発明の一実施形態による型締装置
を示す断面図である。この型締装置では、サーボモータ
12の回転力をボールネジ・ナット機構を利用した伝達
機構を用いて、移動ダイプレート5の推力として伝達す
る機構および金型部は、図2の型締装置と同一の構成で
あり、同一の構成要素には、図2と同一の符号を付して
その詳細な説明は省略する。
【0017】この型締装置には、ボールネジ軸7の軸方
向の位置を調整するための位置調整装置20が、ボール
ネジ軸7の移動ダイプレート5との連結部に設けられて
いる。以下、この位置調整装置20について説明する。
この位置調整装置20は、楔の原理を利用してボールネ
ジ軸7の軸方向の位置を調整するものである。21がク
サビ部材である。このクサビ部材21は、ボールネジ軸
7の先端部に設けられた従動体としてのフランジ部22
に傾斜面同士で接触するようになっている。
【0018】この場合、クサビ部材21は、ボールネジ
軸7の軸方向と直角な方向に前進・後退可能なように配
置され、その傾斜面21aは、フランジ部22の端面に
形成されている傾斜面22aにぴったりと接するように
なっている。これらの傾斜面21a、22aは、クサビ
部材21が前進するとボールネジ軸7が後退するような
方向に傾斜しているものである。このようなクサビ部材
21を前進・後退させるアクチュエータとして空圧シリ
ンダ23が移動ダイプレート5の上部にブラケット24
を介して取り付けられ、クサビ部材21はこの空圧シリ
ンダ23のビストンロッドに連結されている。
【0019】この実施形態では、クサビ部材21の運動
により直角方向に移動する従動体としては、ボールネジ
軸7の先端部に一体に形成したその軸径よりも大径のフ
ランジ部22を利用しているが、傾斜面22aを有する
別体の従動体をボールネジ軸7に固定するようにしても
よい。
【0020】26は、クサビ部材21の背面が摺動する
受台である。この受台26は、移動ダイプレート5の反
金型側の取付面に固定されている。クサビ部材21は、
ボールネジ軸7の推力を受台26を介して移動ダイプレ
ート5に伝えるようになっている。
【0021】受台26は、クサビ部材21を前進・後退
可能なように収容する凹部27を有している。この凹部
27の底に相当する平坦面にクサビ部材21の背面が摺
動する。また、クサビ部材21を取り囲む外壁部28は
円筒状であって、その外周部には、次に説明するナット
部材30が螺合する雄ねじ部が形成されている。
【0022】ナット部材30は、中央部に孔部31が形
成されており、この孔部31にボールネジ軸7が遊嵌す
るようになっている。この場合、孔部31の直径は、ボ
ールネジ軸7の外径よりもわずかに大きく、フランジ部
22の外径よりは小さい寸法に設定されている。したが
って、ナット部材30は、フランジ部22の肩部に係合
することができる。また、ナット部材30の内径部に形
成される雌ねじ部は、受台26の雄ねじ部に螺合し、ナ
ット部材30を締め込むことで、ナット部材30と受台
26が協働してフランジ部22とクサビ部材21を挟持
し、ボールネジ軸7の軸方向の位置が固定されるように
なっている。
【0023】この実施の形態では、ナット部材30を締
め付け、あるいはネジを戻すための回転駆動源としてサ
ーボモータ32が用いられている。このサーボモータ3
2の回転トルクをタイミングベルト33でナット部材3
0に伝達するために、ナット部材30の外周部には、タ
イミングベルト33が巻き掛けられる溝34が形成され
ている。したがって、タイミングベルト33は、サーボ
モータ32の出力軸に取り付けられたプーリー35と、
ナット部材30に直接巻き掛けられるようになってい
る。
【0024】本実施形態による型締装置は、以上のよう
に構成されるものであり、次に、作用について説明す
る。まず、型開閉、型締め動作について説明する。サー
ボモータ12を高速、低トルク回転で回転させると、そ
の回転力は、タイミングベルト13を介して回転体9を
回転させる。この回転体9とナット8とは一体で回転す
るので、ボールナット8の回転運動は、ボールネジ軸7
を前進させる直進運動に変換される。このときのボール
ネジ軸7の推力は、フランジ部22、クサビ部材21、
受台26を介して移動ダイプレート5を前進させる直進
力として伝達され、金型が閉じる。そして、固定金型3
に移動金型4が型接合してから、サーボモータ12を極
低速、高トルク回転に切り替え、所定の最終型締力を発
生させる。
【0025】溶融樹脂が金型内に射出された後、所定の
冷却時間が経過すると、サーボモータ12が逆転して金
型が開かれる。
【0026】次に、最終型締時における位置の調整、す
なわち、ボールネジ軸7の軸方向の位置の調整について
説明する。この調整に先だって、まず、型締用のサーボ
モータ12を回転フリーの状態にして、ナット8が自由
に回転するようにしておく。
【0027】そして、サーボモータ32を起動し、ナッ
ト部材30をねじが戻る方向に回転させる。受台26に
螺合しているナット部材30が戻されることにより、フ
ランジ部22とクサビ部材21との拘束が緩められる。
【0028】こうして、クサビ部材21が前進できる状
態に緩めておいてから、空圧シリンダ23を作動させ
て、クサビ部材21を所定量前進させる。このクサビ部
材21の前進により、このクサビ部材21に傾斜面21
a、22aで接触するフランジ部22に楔作用が作用
し、ボールネジ軸7を後退させる大きな力が作用する。
この結果、クサビ部材21の前進量に対応する距離をボ
ールネジ軸7は後退する。
【0029】次には、サーボモータ32を逆方向に回転
させて、ナット部材30を締め、ナット部材30と受台
26とで、クサビ部材21とフランジ部22を挟んでそ
の相対位置がずれないように固定する。これにより、ボ
ールネジ軸7の軸方向の位置が調整後の位置に固定され
る。
【0030】このようにして、ボールネジ軸7の軸方向
の位置を調整することにより、調整前とは異なる位置
で、最終型締時のナット8がボールネジ軸7に噛み合う
ことになる。
【0031】最終型締時には、極低速かつ高トルクで回
転されるナット8からボールネジ軸7に高荷重がかかる
状態であるので、常に同じ噛み合い面でその荷重を受け
ることは、ボールネジ軸7の寿命を縮めることになる
が、前記のように噛み合い面を簡単に適宜変更調整でき
るので、同一金型または同一型厚の金型を長い期間継続
使用しても、ボールネジ軸7を痛めずに寿命を延ばすこ
とができる。
【0032】なお、噛み合い面をずらすためのボールネ
ジ軸7の位置の調整は、サーボモータ32を制御する図
示しないサーボ制御部により、ボールネジ軸7の位置を
検出しながら位置制御をすることにより自動化して行う
ことも可能である。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、最終型締時のボールネジ軸とナットの噛み合
い面を適宜簡便にずらせることができるので、射出成形
機で同一の金型あるいは同じ型厚の金型を長期間継続し
て使用した場合に、最終型締時の高荷重が常に同じ噛み
合い面にかかることを回避でき、これにより、ボールネ
ジ軸の寿命を大幅に延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による射出成形機の型締装置の一実施形
態を示す断面図。
【図2】従来の電動式型締装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
1 ベース 2 固定ダイプレート 5 移動ダイプレート 6 タイバー 7 ボールネジ軸 8 ナット 12 サーボモータ 13 タイミングベルト 20 位置調整装置 21 クサビ部材 22 フランジ部(従動体) 23 空圧シリンダ 26 受台 30 ナット部材 32 サーボモータ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サーボモータの回転力をナット、ボールネ
    ジ軸を有する伝達機構により型締動作に必要な推力に変
    換して移動ダイプレートに伝達するようにした射出成形
    機の型締装置において、 前記ボールネジ軸と移動ダイプレートとの連結部に、前
    記ボールネジ軸の軸方向の位置を調整する位置調整手段
    を設けたことを特徴とする射出成形機の型締装置。
  2. 【請求項2】前記位置調整手段は、ボールネジ軸の先端
    部に設けられ傾斜面を有する従動体と、前記従動体に傾
    斜面同士で接触し前記ボールネジ軸から推力を移動ダイ
    プレートに伝達するクサビ部材と、前記クサビ部材を前
    進・後退させるアクチュエータとを備えることを特徴と
    する請求項1に記載の射出成形機の型締装置。
  3. 【請求項3】前記位置調整手段は、さらに、前記クサビ
    部材の背面が摺動する平坦面を有し、移動ダイプレート
    に固定された受台と、前記受台と協働して前記クサビ部
    材および従動体を拘束し、ボールネジ軸の軸方向位置を
    固定可能な位置固定手段とを備えることを特徴とする請
    求項2に記載の射出成形機の型締装置。
  4. 【請求項4】前記位置固定手段は、前記ボールネジ軸に
    嵌装されかつ前記従動体に係合するナット部材を有し、
    このナット部材を前記受台の雄ねじ部に螺合させて締め
    付けることにより、前記ボールネジ軸を固定するように
    した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. 【請求項5】前記ナット部材は、巻掛伝動機構によって
    回転駆動装置と接続されていることを特徴とする請求項
    4に記載の射出成形機の型締装置。
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