JP3708769B2 - 射出成形機の型締装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備える射出成形機の型締装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備えた射出成形機の型締装置は、例えば、実公平8−1847号公報で知られている。
【0003】
この型締装置は、可動盤に回転自在に設けた第1ボールナットと、この第1ボールナットを回転させる型締用モータと、基台に設けた可動盤に回転自在に螺合した第2ボールねじと、この第2ボールねじを回転させる型開閉用モータと、第1ボールナットと螺合する第1ボールねじに形成したスプライン部と、スプライン部を保持する孔部を有する基台上に設けた型締ハウジングと、孔部の近傍に設けてスプライン部を保持するサポート板と、孔部を塞ぐ移動自在に設けたクラッチプレートを備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の型締装置は、次のような問題点があった。
【0005】
第一に、高速型開閉側と高圧型締側の駆動系が相互に独立し、かつそれぞれの駆動系が対称性(平衡性)を有しないため、円滑な動作を確保しにくいとともに、高速化及び高圧化を図るには限界がある。
【0006】
第二に、各機構部分が独立分散し、構成及びレイアウトの合理性に欠けるため、装置全体の大型化を招く。
【0007】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、円滑な動作を確保し、かつ十分な高速化及び高圧化を実現できるとともに、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる射出成形機の型締装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構2を備える射出成形機Mの型締装置1を構成するに際して、第一駆動モータ部3及び第一ボールねじ機構部4により可動盤5を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部6と、可動盤5の中央に配した単一の駆動モータ7oを用いた第二駆動モータ部7及び単一のボールねじ機構8oを用いた第二ボールねじ機構部8を有するとともに、当該第二ボールねじ機構部8により駆動せしめられるトグルリンク機構部12を有し、第二駆動モータ部7,第二ボールねじ機構部8及びトグルリンク機構部12により加圧盤9を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部10と、可動盤5が型閉位置Xcにあるときに、加圧盤9により可動盤5を加圧可能に接続するクラッチ機構部11とを有する駆動機構2を備えることを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、第一駆動機構部6は、第二駆動機構部10の両側に配した一対の駆動モータ3p,3q及びボールねじ機構4p,4qを備えて構成する。
【0009】
また、本発明は、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構2を備える射出成形機Mの型締装置1を構成するに際して、第一駆動モータ部3及び第一ボールねじ機構部4により可動盤5を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部6と、第二駆動モータ部7及び第二ボールねじ機構部8により加圧盤9を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部10と、可動盤5が型閉位置Xcにあるときに、加圧盤9により可動盤5を加圧可能に接続するクラッチ機構部11とを有する駆動機構2を備えるとともに、可動盤5に、後方に突出した被加圧部13を設けるとともに、加圧盤9には、当該被加圧部13が挿通する挿通孔14を設けたことを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、クラッチ機構部11には、加圧盤9に配設し、被加圧部13と当該加圧盤9間に進入又は退出する対称に配した一対のクラッチプレート15p,15qを設ける。
【0010】
これにより、第一駆動機構部6を構成する駆動モータ3p,3q及びボールねじ機構4p,4qにより可動盤5が進退移動し、高速型開閉が行われる。また、可動盤5が前進移動(型閉)し、型閉位置に達すれば、クラッチ機構部12により加圧盤9と可動盤5を接続することができる。即ち、可動盤5が型閉位置に達すれば、被加圧部13と当該加圧盤9間に所定の隙間が生じ、一対のクラッチプレート15p,15qを当該隙間に進入させることができる。よって、第二駆動機構部10を構成する駆動モータ7o及びボールねじ機構8oによりトグルリンク機構部12を介して加圧盤9を前進させれば、加圧盤9は、クラッチプレート15p,15qを介して被加圧部13を加圧する。これにより、可動盤5が加圧され、高圧型締が行われる。
【0011】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0012】
まず、本実施例に係る型締装置1の構成について、図1〜図3を参照して説明する。
【0013】
図中、Mは射出成形機であり、本実施例に係る型締装置1と仮想線で示す射出装置50を備える。型締装置1は離間して配した固定盤20と駆動台21を備え、固定盤20は不図示の機台上に固定されるとともに、駆動台21は駆動台位置設定機構部22により位置調整可能に支持される。また、固定盤20と駆動台21間には、四本のタイバー23…(図3参照)を架設し、このタイバー23…に、可動盤5をスライド自在に装填するとともに、この可動盤5と駆動台21間におけるタイバー23…には、加圧盤9をスライド自在に装填する。なお、駆動台21に対してタイバー23…は挿通する。そして、可動盤5には可動型Cmを取付けるとともに、固定盤20には固定型Ccを取付ける。この可動型Cmと固定型Ccは金型Cを構成する。
【0014】
一方、駆動台21を利用して駆動機構2を配設する。まず、可動盤5と加圧盤9間には第一駆動機構部6を配設する。第一駆動機構部6は、加圧盤9における左右対称位置にそれぞれ取付けた一対のサーボモータ(駆動モータ)3p,3qと、各サーボモータ(駆動モータ)3p,3qにより駆動せしめられる左右一対のボールねじ機構4p,4qを備える。この場合、可動盤5の後部に左右対称のナット取付部24p,24qを設け、このナット取付部24p,24qに、ボールねじ機構4p,4qを構成するナット部4pn,4qnをそれぞれ取付けるとともに、各ナット部4pn,4qnに螺合する各ボールねじ部4ps,4qsの後端は、加圧盤9に設けた挿通孔を通して、サーボモータ3p,3qのロータシャフトに結合(直結)する。各ボールねじ部4ps,4qsにはそれぞれ順ねじと逆ねじが形成されている。なお、各サーボモータ3p,3qは、第一駆動モータ部3を構成するとともに、各ボールねじ機構4p,4qは、第一ボールねじ機構部4を構成する。第一駆動機構部6は、可動盤5を進退移動させて高速型開閉を行う機能を有するため、サーボモータ3p,3q及びボールねじ機構4p,4qは比較的小型のタイプで足りる。図3には、四本のタイバー23…と左右一対のボールねじ部4ps,4qsの位置関係を示す。
【0015】
また、加圧盤9と駆動台21を利用して第二駆動機構部10を配設する。第二駆動機構部10は、駆動台21の中央に取付けた単一のサーボモータ(駆動モータ)7oと、このサーボモータ7oにより駆動せしめられる単一のボールねじ機構8oを備える。この場合、ボールねじ機構8oを構成するボールねじ部8osの後端は、サーボモータ7oのロータシャフトに結合(直結)し、ボールねじ部8osの前端側は、駆動台21に設けた挿通孔を通して前方へ突出させる。そして、ボールねじ部8osに螺合するナット部8onは、トグルリンク機構部12を介して駆動台21及び加圧盤9に連結する。なお、サーボモータ7oは、第二駆動モータ部7を構成するとともに、ボールねじ機構8oは、第二ボールねじ機構部8を構成する。第二駆動機構部10は、トグルリンク機構部12を介して加圧盤9を加圧して高圧型締を行う機能を有するため、低速かつ駆動トルクの大きいサーボモータ7oを用いるとともに、比較的小ピッチ(小リード)のボールねじ部8osを有するボールねじ機構8oを用いる。
【0016】
さらに、加圧盤9における可動盤5に対向する面には、クラッチ機構部11を配設する。この場合、クラッチ機構部11を機能させるため、可動盤5の後端中央には、後方に突出した被加圧部13を設けるとともに、加圧盤9には、当該被加圧部13が挿通可能な挿通孔14を設ける。一方、クラッチ機構部11は、図3に示すように、駆動モータ30と、この駆動モータ30により回転するボールねじ部32を有するボールねじ機構部31と、このボールねじ機構部31に有する左右一対のナット部33p,33qを、一端側にそれぞれ組込んだ左右一対のクラッチプレート15p,15qと、駆動モータ30とボールねじ部32を接続する弾性継手34を備える。この場合、ボールねじ部32の左半分と右半分には、それぞれ順ねじと逆ねじが形成されており、駆動モータ30を作動させれば、クラッチプレート15p,15qを左右対称に移動させることができる。また、クラッチプレート15p,15qの他端はガイドレール35によりスライド自在に支持される。なお、弾性継手34を設けることにより、クラッチプレート15p,15qを移動させる際におけるいわゆるカジリ等を回避できる。よって、駆動モータ30を作動させれば、クラッチプレート15pと15q同士を接近又は離間させることができる。なお、クラッチ機構部11は例示であり、左右対称に独立して配した左クラッチ機構と右クラッチ機構により、各クラッチプレート15p,15qをそれぞれ独立して移動させても勿論よい。
【0017】
次に、本実施例に係る型締装置1の動作、特に、型締工程における動作について、図5〜図8を参照しつつ図4に示すフローチャートに従って説明する。
【0018】
今、型締装置1は、図5に示す型開位置Xoにあるものとする。この場合、駆動盤21の位置は、駆動台位置設定機構部22により予め設定されている。なお、この点については後述する。また、可動盤5及び加圧盤9は、それぞれ最後退位置にスタンバイさせる。一方、クラッチ機構部11はクラッチプレート15pと15qが離間する非接続位置にあるとともに、被加圧部13は、加圧盤9の挿通孔14に挿入されている。
【0019】
型締工程では、まず、サーボモータ3p,3q(第一駆動モータ部3)が作動し、ボールねじ機構4p,4qのボールねじ部4ps,4qsが回転する(ステップS1)。これにより、可動盤5は型開位置Xoから型閉方向へ前進移動して高速型閉が行われる(ステップS2)。そして、可動盤5が前進移動し、型閉位置Xcに達すれば、サーボモータ3p,3qの作動を停止させる(ステップS3,S4)。なお、型閉位置Xcとは、可動型Cmは閉じられるも型締力は付与されない状態を意味し、可動型Cmが固定型Ccに接しているか否かは問わない。したがって、射出圧縮成形時における圧縮開始前の状態である可動型Cmが固定型Ccに対して僅かに開いている位置も含む概念である。図6は、可動盤5が型閉位置Xcに達した状態を示す。この状態では、被加圧部13が挿通孔14から抜け出し、被加圧部13の後端と加圧盤9間には、クラッチプレート15pと15qが進入できるだけの隙間Gが生ずる。したがって、この時点でクラッチ機構部11の駆動モータ30を作動させ、クラッチプレート15pと15q同士を接近する方向に移動させることにより、クラッチ機構部11を接続状態にする(ステップS5)。この状態を図7に示す。
【0020】
一方、クラッチ機構部11を接続状態にしたなら、サーボモータ7o(第二駆動モータ部7)を作動させる(ステップS6)。これにより、ボールねじ機構8oのボールねじ部8osが回転し、ナット部8onが前進するとともに、加圧盤9も前進する(ステップS7)。よって、加圧盤9はクラッチプレート15p,15qを介して被加圧部13を加圧し、さらに、可動盤5が加圧されることにより高圧型締が行われる(ステップS8,S9)。この場合、高圧型締時における加圧盤9の前進ストロークは僅かである。したがって、この僅かな前進ストロークで高圧型締が行われるように、型締工程の開始前にサーボモータ7oを作動させ、加圧盤9を前進させることにより当該加圧盤9の位置設定を行う。そして、この状態で可動盤5が型閉位置Xcに達した際に、被加圧部13の後端と加圧盤9間に所定の隙間Gが生ずるように、駆動台位置設定機構部22により駆動盤21の位置を設定する。
【0021】
このように、本実施例に係る型締装置1は、各駆動系に対称性(平衡性)を有するため、円滑な動作を確保でき、加えて、十分な高速化及び高圧化を図ることができる。また、合理的な構成及びレイアウトにより、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる。
【0022】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。例えば、各駆動モータのロータシャフトとボールねじ機構は直結した場合を示したが、必要により減速用の遊星歯車機構等の回転伝達機構を介在させて接続してもよい。また、実施例は、駆動モータを、加圧盤(又は駆動盤)に取付ける場合を例示したが、固定盤に取付けることにより可動盤を引張る構成であっても同様に実施できる。なお、ボールねじ機構には、いわゆるローラねじ機構も含まれる。
【0023】
【発明の効果】
このように、本発明に係る射出成形機の型締装置は、第一駆動モータ部及び第一ボールねじ機構部により可動盤を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部と、可動盤の中央に配した単一の駆動モータを用いた第二駆動モータ部及び単一のボールねじ機構を用いた第二ボールねじ機構部を有するとともに、当該第二ボールねじ機構部により駆動せしめられるトグルリンク機構部を有し、第二駆動モータ部,第二ボールねじ機構部及びトグルリンク機構部により加圧盤を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部と、可動盤が型閉位置にあるときに、加圧盤により可動盤を加圧可能に接続するクラッチ機構部とを有する駆動機構を備え、また、可動盤には、後方に突出した被加圧部を設けるとともに、加圧盤には、当該被加圧部が挿通する挿通孔を設けたため、次のような顕著な効果を奏する。
【0024】
▲1▼ 各駆動系に対称性(平衡性)を有するため、円滑な動作を確保でき、加えて、十分な高速化及び高圧化を図ることができる。
【0025】
▲2▼ 合理的な構成及びレイアウトにより、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係る型締装置の側面図、
【図2】同型締装置の平面図、
【図3】同型締装置におけるタイバーとボールねじ部の位置関係及びクラッチ機構部を抽出して示す一部断面正面図、
【図4】同型締装置による型締工程の動作を説明するためのフローチャート、
【図5】同型締装置の型締工程における動作状態を示す模式的側面図、
【図6】同型締装置の型締工程における他の動作状態を示す模式的側面図、
【図7】同型締装置の型締工程における他の動作状態を示す模式的側面図、
【図8】同型締装置の型締工程における他の動作状態を示す模式的側面図、
【符号の説明】
1 型締装置
2 駆動機構
3 第一駆動モータ部
3p 駆動モータ(サーボモータ)
3q 駆動モータ(サーボモータ)
4 第一ボールねじ機構部
4p ボールねじ機構
4q ボールねじ機構
5 可動盤
6 第一駆動機構部
7 第二駆動モータ部
7o 駆動モータ(サーボモータ)
8 第二ボールねじ機構部
8o ボールねじ機構
9 加圧盤
10 第二駆動機構部
11 クラッチ機構部
12 トグルリンク機構部
13 被加圧部
14 挿通孔
15p クラッチプレート
15q クラッチプレート
M 射出成形機
Xc 型閉位置
Claims (4)
- 駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備える射出成形機の型締装置において、第一駆動モータ部及び第一ボールねじ機構部により可動盤を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部と、前記可動盤の中央に配した単一の駆動モータを用いた第二駆動モータ部及び単一のボールねじ機構を用いた第二ボールねじ機構部を有するとともに、当該第二ボールねじ機構部により駆動せしめられるトグルリンク機構部を有し、第二駆動モータ部,第二ボールねじ機構部及びトグルリンク機構部により加圧盤を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部と、前記可動盤が型閉位置にあるときに、前記加圧盤により前記可動盤を加圧可能に接続するクラッチ機構部とを有する駆動機構を備えることを特徴とする射出成形機の型締装置。
- 前記第一駆動機構部は、前記第二駆動機構部の両側に配した一対の駆動モータ及びボールねじ機構を備え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。
- 駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備える射出成形機の型締装置において、第一駆動モータ部及び第一ボールねじ機構部により可動盤を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部と、第二駆動モータ部及び第二ボールねじ機構部により加圧盤を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部と、前記可動盤が型閉位置にあるときに、前記加圧盤により前記可動盤を加圧可能に接続するクラッチ機構部とを有する駆動機構を備えるとともに、前記可動盤に、後方に突出した被加圧部を設けるとともに、前記加圧盤に、当該被加圧部が挿通する挿通孔を設けることを特徴とする射出成形機の型締装置。
- 前記クラッチ機構部は、前記加圧盤に配設し、前記被加圧部と当該加圧盤間に進入又は退出する対称に配した一対のクラッチプレートを備えることを特徴とする請求項3記載の射出成形機の型締装置。
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