JP3835948B2

JP3835948B2 - Electric mold clamping device

Info

Publication number: JP3835948B2
Application number: JP14968399A
Authority: JP
Inventors: 貴司水野; 健石和田; 淳治村瀬; 重隆塩田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: JP2000334799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機に利用される型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、型締力や射出ユニットのノズルタッチ力が比較的小さくて良いため、この種の成形機の型締装置には、電動モータによりボールスクリューのスクリューシャフトまたはスクリューナットを回転駆動して型開および型締を行なう電動方式のものが使用されている。この電動式型締装置は、構造が簡単なため、大きな容量の射出成形機にも利用される傾向にある。
【０００３】
電動式型締装置としては、従来、可動盤と端盤をトグル機構を含むリンクで繋ぎ、ボールスクリューによって前記リンクを開くことにより樹脂射出に対して必要な型締力を得るメカニカル方式のもの、ボールスクリューの駆動に高速小トルクモータと低速大トルクモータとの２台の電動モータを用い、型閉後にボールスクリューを低速大トルクモータで駆動して必要な型締力を得る方式のもの、ボールスクリューの後部に油圧シリンダを設け、電動モータによりボールスクリューを駆動して型閉した後、油圧シリンダでボールスクリューを押圧して必要な型締力を得るいわゆるハイブリッド方式のものなどがある。
【０００４】
図５は２台の電動モータを用いる型締装置を備えた射出成形機の正面図であり、固定金型１は固定盤３に支持され、可動金型２は、前記固定金型１に対して接離移動可能に設けられた可動盤６に支持されている。
【０００５】
前記可動盤６は、固定盤３と端盤４を結合するタイバー５に、その長さ方向に摺動可能に支持されており、この可動盤６に固設されたスクリューナット８と、このスクリューナット８に図示しないボールを介して係合され、端盤４にベアリング１０を介して支持されたスクリューシャフト９とからなるボールスクリュー７により移動される。
【０００６】
前記スクリューシャフト９は、端盤４に、軸方向の運動を拘束されて回転自在に支承されており、端盤４に設けられた高速小トルクモータ１１と、低速大トルクモータ１２との２台の電動モータにより、ベルト１３,１４を介して選択的に回転駆動される。
【０００７】
この射出成形機の電動式型締装置は、高速小トルクモータ１１でボールスクリュー７のスクリューシャフト９を回転駆動することにより、可動盤６を固定金型方向に移動させて型閉を行い、その後、前記スクリューシャフト９の回転駆動を低速大トルクモータ１２に切換え、さらに可動盤６を僅かに前進させて型締を行うものである。
【０００８】
図６はハイブリッド方式の型締装置を備えた射出成形機の正面図である。なお、図６において、図５に示したものと対応するものについては、図に同符号を付してその説明を省略する。
【０００９】
この射出成形機では、可動金型を支持する可動盤６が、この可動盤６に一端を固定して設けられたスクリューシャフト１６および前記スクリューシャフト１６にボール（図示せず）を介して係合するスクリューナット１７とからなるボールスクリュー１５と、前記ボールスクリュー１５のスクリューナット１７を可動盤方向に押圧する油圧シリンダ１８とにより移動される。
【００１０】
前記ボールスクリュー１５のスクリューナット１７は、端盤４′に回転自在に、かつ軸方向に移動可能に支承されており、端盤４′に設けられた高速小トルクの電動モータ１９によりベルト２０を介して回転駆動される。また、前記油圧シリンダ１８は、端盤４′内に形成されており、図示しない油圧供給手段により駆動され、スクリューナット１７を固定金型方向に押圧する。
【００１１】
この射出成形機の電動式型締装置は、高速小トルクの電動モータ１９でボールスクリュー１５のスクリューナット１７を回転駆動させることにより、可動盤６を固定金型方向に移動させて型閉を行い、その後、油圧シリンダ１８でスクリューナット１７を押圧してボールスクリュー１５全体を固定金型方向にさらに押圧することにより、可動盤６を僅かに前進させて型締を行うものであり、この方式の詳細は、特公平７―７１８０７号公報に記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の電動式型締装置は、いずれも、可動盤６に与える型締力の全てをボールスクリュー７，１５を介して伝達するものであるため、ボールスクリュー７，１５に加わる荷重が大きく、したがってボールスクリュー７，１５を高強度に設計する必要があるため、コスト高となる問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、ボールスクリューに加わる加重を軽減し、前記ボールスクリューの高強度化を不要としてコストの低減を図ることができる電動式型締装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動式型締装置は、固定金型に対して接離移動可能に設けられた可動金型を支持する可動盤と、前記可動盤の金型支持面とは反対面に前記可動盤の移動方向と平行に設けられたシリンダと、中心部にシリンダ孔を有し、前記シリンダ内にその軸方向に摺動可能に嵌装された大径ピストンと、前記大径ピストンのシリンダ孔内にその軸方向に摺動可能に嵌装された小径ピストンと、前記シリンダ内に封入された非圧縮性流体と、前記小径ピストンに一端を結合されたスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトに係合されたスクリューナットと、前記スクリューナットを回転駆動する電動モータと、前記スクリューナットをその軸方向の移動を拘束して回転自在に支承する端盤と、前記大径ピストンに突設され、前記スクリューシャフトと平行に設けられた複数本のステーロッドと、前記端盤に前記複数本のステーロッドにそれぞれ対応させて設けられた複数のステーロッド受入れ孔と、前記端盤の前記大径ピストンに対向する面に設けられ、型開時に前記ステーロッド受入れ孔を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔を閉鎖して前記ステーロッドの先端を受け止めるシャッタ部材とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の電動式型締装置において、前記大径ピストンの受圧面（非圧縮性流体との接触）の面積は、前記小径ピストンの受圧面の面積よりも大きく設定するのが望ましい。
【００１６】
また、前記大径ピストンは、圧縮ばねによりシリンダ底面方向に付勢されているのが好ましい。
【００１７】
さらに、前記大径ピストンは、前記シリンダに周方向に回り止めして嵌装し、この大径ピストンの前記シリンダ孔に前記小径ピストンを周方向に回り止めして嵌装するとともに、前記スクリューシャフトを、その一端を前記小径ピストンに固定して設けるのが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明の一実施例を示しており、図１は本実施例の電動式型締装置を備えた射出成形機の型開状態の正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図1のIII−III線に沿う断面図、図４は前記射出成形機の型締状態の正面図である。
【００１９】
この射出成形機において、固定金型２１は固定盤２３に支持され、可動金型２２は、前記固定金型２１に対して接離移動可能に設けられた可動盤２６に支持されている。
【００２０】
前記可動盤２６は、この可動盤２６をはさんで固定盤２３とは反対側に配置された端盤２４と前記固定盤２３とを結合する複数本（この実施例では４本）のタイバー２５に、その長さ方向に小さい摩擦力で摺動可能に支持されており、この可動盤２６の型支持面とは反対面側に円筒体２７が突設され、この円筒体２７の端部に、端盤２４に対向する面が開放するシリンダ２８が、可動盤２６の移動方向と平行に形成されている。なお、このシリンダ２８は、その直径よりも深さが小さい浅底シリンダである。
【００２１】
前記シリンダ２８内には、中心部に円形なシリンダ孔２９ａを有する大径ピストン２９が軸方向に摺動可能に嵌装され、さらに、この大径ピストン２９の前記シリンダ孔２９ａ内に、小径ピストン３０が軸方向に摺動可能に嵌装されている。
【００２２】
前記シリンダ２８と大径ピストン２９との摺動面は、シリンダ２８の内周に設けられたパッキンリング３１によりシールされ、大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａと小径ピストン３０との摺動面は、前記シリンダ孔２９ａの内周に設けられたＯリング３２によりシールされている。
【００２３】
なお、図１及び図４では、シリンダ２８と大径ピストン２９との摺動面をシールするパッキンリング３１を簡略化して示しているが、このパッキンリング３１は、例えば複数のＶパッキンからなっており、シリンダ２８の開放端に固定されたパッキン押えリング３１ａにより抜け止めされている。
【００２４】
そして、前記シリンダ２８内の大径ピストン２９及び小径ピストン３０とシリンダ底面との間の流体室には、例えばポリブデンのような非圧縮性流体３３が充満状態で封入されている。
【００２５】
なお、図では省略しているが、前記円筒体２７には、シリンダ２８内（流体室内）に非圧縮性流体３３を充填するための２つの小孔が設けられており、前記非圧縮性流体３３は、一方の小孔を流体中入孔、他方の小孔をシリンダ内空気の排出孔として、シリンダ２８内に空気が残らないように所定量充満され、その後前記２つの小孔の両方を盲蓋により塞ぐことにより密封されている。
【００２６】
また、この実施例では、前記大径ピストン２９の中心部に設けるシリンダ孔２９ａを、この大径ピストン２９の外径に比べて充分に小さい径に形成し、大径ピストン２９の受圧面（非圧縮性流体３３との接触面）の面積を、前記シリンダ孔２９ａに嵌装された小径ピストン３０の受圧面よりも充分に大きくしている。
【００２７】
前記シリンダ２８の開放端には、前記大径ピストン２９の外周縁部をその外面側から受け止める抜け止めリング３４が、複数のボルト３５によって前記パッキン押えリング３１ａと一緒に固定されており、大径ピストン２９は、前記抜け止めリング３４によりシリンダ２８外への抜け出しを阻止されるとともに、前記抜け止めリング３４の内面にその周方向に沿わせて等間隔に突設された複数の回り止めピン３６を大径ピストン２９の外周縁部の外面に設けられた複数のピン挿入孔３７に嵌合することにより、シリンダ２８に対して周方向に回り止めされている。
【００２８】
また、前記大径ピストン２９の外周縁部には、前記複数のピン挿入孔３７の形成位置を避けて、ピストン外面に開放する複数のばね挿入穴３８が設けられており、この大径ピストン２９は、前記複数のばね挿入穴３８内にそれぞれ挿入され、外端を抜け止めリング３４により受け止められた複数の圧縮ばね（コイルばね）３９によりシリンダ底面方向に付勢されている。
【００２９】
前記複数の圧縮ばね３９の押圧力は、ほぼ均等に設定されており、大径ピストン３９を、そのシリンダ孔２９ａ内周に設けられた小径ピストン３１とともに鉛直な姿勢に保っている。
【００３０】
一方、前記小径ピストン３０は、前記大径ピストン２９の外面から突出するボス部３０ａを有しており、このボス部３０ａの両側面は、互いに平行な平坦面となっている。
【００３１】
また、前記大径ピストン２９の外面には、前記小径ピストン３０の抜け止め用ストッパ４０がボルト止め固定されている。この抜け止め用ストッパ４０は、両側縁を互いに平行な直線縁としたボス嵌合孔４０ａを有しており、前記小径ピストン３０は、抜け止め用ストッパ４０により抜け止めされるとともに、前記ボス部３０ａを前記ボス嵌合孔４０ａに軸方向に摺動自在に嵌合することにより、大径ピストン２９に対して周方向に回り止めされている。
【００３２】
前記小径ピストン３０は、スクリューシャフト４２と、このスクリューシャフト４２にボール４４を介して係合されたスクリューナット４３とからなるボールスクリュー４１により進退移動される。
【００３３】
このボールスクリュー４１は、スクリューナット４３の回転によりスクリューシャフト４２をその軸方向に進退移動させるものであり、前記スクリューシャフト４２は、その一端を前記大径ピストン２９に対して周方向に回り止めされた小径ピストン３０の中心部の外面に固定結合してタイバー２５と平行に設けられている。
【００３４】
また、前記スクリューナット４３は、前記端盤２４の中心部に設けられたナット保持孔内に、ベアリング４５を介して、軸方向の移動を拘束された状態で回転自在に支承されており、電動サーボモータ４７により回転駆動される。
【００３５】
なお、前記スクリューナット４３の一端は、端盤２４の小径ピストン３０に対向する面から突出しており、その突出端に受動ギヤ４６が固定されている。そして、前記サーボモータ４７は、端盤２４に図示しないモータ支持部材を介して固定されており、このサーボモータ４７の回転軸に固定された駆動ギヤ４８が、前記スクリューナット４３の突出端に固定された受動ギヤ４６に噛合している。
【００３６】
一方、前記大径ピストン２９の外面には、その周方向に沿って等間隔に、スクリューシャフト４２と平行な複数本（この実施例では４本）のステーロッド４９が突設されており、また、端盤２４には、前記複数本のステーロッド４９にそれぞれ対応する複数（この実施例では４つ）のステーロッド受入れ孔５０が設けられている。
【００３７】
前記ステーロッド４９の長さは、可動盤２６を、可動金型２２が固定金型２１に接触するまで、またはその直前まで前進移動させたときに、前記ステーロッド受入れ孔５０から完全に抜け出し、ロッド端が、端盤２４の大径ピストン２９に対向する面から、後述するシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂが入り込めるように離間した位置（図１に鎖線Ｐで示した位置）にくるように設定されている。また、前記ステーロッド受入れ孔５０は、前記ステーロッド４９が抵抗無く入り込むように、ステーロッド４９の径よりもある程度大きな径に形成されている。
【００３８】
さらに、前記端盤２４の大径ピストン２９に対向する面には、型開時に前記複数のステーロッド受入れ孔５０を開放し、型締時に前記複数のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖してステーロッド４９の先端を受け止めるシャッタ５１が設けられている。
【００３９】
このシャッタ部材５１は、端盤２４の複数のステーロッド受入れ孔５０を通る円と同心円状で、外周縁が前記ステーロッド受入れ孔５０よりも端盤２４の中心方向に若干偏った位置に対応する径を有するリング部５１ａと、このリング部５１ａの外周に前記複数のステーロッド受入れ孔５０の配置間隔に対応する間隔で一体に突設された複数のシャッタ板５１ｂとからなっており、前記リング部５１ａの外周縁を端盤２４に設けられた複数のフランジ付きローラ５２により支持されて、周方向に所定角度回動可能に設けられている。
【００４０】
このシャッタ部材５１は、ストッパ回動機構５３により、シャッタ板５１ｂが複数のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖する位置にくる状態と、シャッタ板５１ｂが前記複数のステーロッド受入れ孔５０を開放する位置にくる状態とに往復回動される。
【００４１】
なお、この実施例で用いたストッパ回動機構５３は油圧シリンダであり、このシリンダは、その基端を端盤２４に回動可能に支持され、ピストンロッドの先端を前記シャッタ部材５１の複数のシャッタ板５１ｂのいずれかに回動可能に連結して設けられている。
【００４２】
すなわち、この射出成形機の電動式型締装置は、可動金型２２を支持する可動盤２６と、前記可動盤２６に設けられたシリンダ２８と、中心部にシリンダ孔２９ａを有し、前記シリンダ２８内にその軸方向に摺動可能に嵌装された大径ピストン２９と、前記大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内にその軸方向に摺動可能に嵌装された小径ピストン３０と、前記シリンダ２８内に封入された非圧縮性流体３３と、前記小径ピストン３０に一端を結合されたスクリューシャフト４２と、前記スクリューシャフト４２に係合されたスクリューナット４３と、前記スクリューナット４３を回転駆動する電動サーボモータ４７と、前記スクリューナット４２をその軸方向の移動を拘束して回転自在に支承する端盤２４と、前記大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９と、前記端盤２４に前記複数本のステーロッド４９にそれぞれ対応させて設けられた複数のステーロッド受入れ孔５０と、前記端盤２４の前記大径ピストン２９に対向する面に設けられ、型開時に前記ステーロッド受入れ孔５０を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔５０を閉鎖して、前記ステーロッド４９の先端を受け止めるシャッタ部材５１とにより構成されている。
【００４３】
この電動式型締装置は、型開状態では、図１のように、スクリューシャフト４２及び小径ピストン３０が後退するとともに、シャッタ部材５１が端盤２４の複数のステーロッド受入れ孔５０を開放する状態に回動され、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９がステーロッド受入れ孔５０に入り込んだ状態にある。
【００４４】
このとき、大径ピストン２９は、圧縮ばね３９によりシリンダ底面方向に付勢された状態にあり、小径シリンダ３０は、その受圧面が大径ピストン２９の受圧面よりもシリンダ孔２９ａ内に入り込んだ状態で、ピストン外面（ボス部３０ａが突設された面の周縁部）を抜け止め用ストッパ４０により受け止められている。また、シリンダ２８の流体室の容積（大径ピストン２９及び小径ピストン３０とシリンダ底面との間隔）は、この型開状態ににおいて最小になる。
【００４５】
この電動式型締装置による型閉及び型締について説明すると、型閉を行うときは、まず、サーボモータ４７を高速小トルクで回転させることにより、ボールスクリュー４１のスクリューナット４３を高速で回転駆動し、スクリューシャフト４２をシリンダ２８方向に高速で移動させる。
【００４６】
このようにスクリューシャフト４２を移動させると、このスクリューシャフト４２で押されて小径ピストン３０がシリンダ底面方向に前進し、シリンダ２８内の非圧縮流体３３の圧力上昇によりシリンダ２８がその底面方向に移動し、可動盤２６が可動金型２２を固定金型２１に接近させる方向に前進移動する。
【００４７】
このとき、タイバー２５と可動盤２６との摩擦力は小さいので、シリンダ２８内の非圧縮流体３３の圧力上昇は比較的小さく、したがって、大径ピストン２９は、圧縮ばね３９によりシリンダ底面方向に付勢された状態のままシリンダ２８とともに移動する。
【００４８】
前記スクリューナット４３の回転駆動速度は、可動金型２２が固定金型２１に接近するまで高速に保ち、可動金型２２が固定金型２１に接近したら、サーボモータ４７の回転速度を下げることにより、スクリューナット４３の回転駆動速度を下げてスクリューシャフト４２の移動速度を減速し、両金型２１，２２が接触したとき、またはその直前に、サーボモータ４７を停止させ、可動盤２６の前進移動を停止させて型閉を終える。
【００４９】
このとき、大径ピストン２９に突設されたステーロッド４９は、端盤２４のステーロッド受入れ孔５０から完全に抜け出し、そのロッド端が、図１に鎖線Ｐで示した位置にきて、このロッド端と端盤２４との間に、シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂが入り込めるようになる。
【００５０】
上記型閉を行った後は、シャッタ部材５１を、ストッパ回動機構５３により、シャッタ板５１ｂが端盤２４のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖する位置にくる状態に回動させ、その後に型締を開始する。
【００５１】
この型締を行うときは、サーボモータ４７８を低速大トルクで回転させてスクリューシャフト４２を低速で前進移動させることにより、小径ピストン３０をさらに前進させる。
【００５２】
このとき、型閉を終えた状態が、可動金型２２が固定金型２１に接触した状態であるときは、小径ピストン３０をさらに前進させるのにともなって、大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内の非圧縮流体３３がシリンダ２８の流体室内に押し出され、この流体室内の流体圧が上昇する。
【００５３】
また、型閉を終えた状態が、可動金型２２が固定金型２１に接触する直前の状態であるときは、小径ピストン３０の前進により、まず可動盤２６が低速で前進移動して可動金型２２が固定金型２１に接触し、その後、小径ピストン３０をさらに前進させるのにともなって、大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内の非圧縮流体３３がシリンダ２８の流体室内に押し出され、この流体室内の流体圧が上昇する。
【００５４】
前記シリンダ２８の流体室内の流体圧が上昇すると、その流体圧により、大径ピストン２９が、圧縮ばね３９の押圧力に抗して後退移動し、大径ピストン２９に突設されたステーロッド４９の先端が、端盤２４のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖しているシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接する。
【００５５】
このとき、ステーロッド４９は、流体圧と圧縮ばね３９の押圧力との差に応じた移動力を受けてゆっくりと後退するため、ステーロッド４９の先端を、シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに、衝撃を発生することなく当接させることができる。
【００５６】
このように、ステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接すると、それ以上の大径ピストン２９の後退が阻止され、それ以後は、小径ピストン３１の前進にともなって、シリンダ２８の流体室内の流体圧がさらに上昇する。
【００５７】
そのため、ステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接した後は、シリンダ２８の流体室内の流体圧の上昇にともなって可動盤２６が強く押され、可動金型２２が固定金型２１に押圧されて、図４に示した型締が行われる。なお、シリンダ２８の流体室の容積（大径ピストン２９及び小径ピストン３０とシリンダ底面との間隔）は、この型締状態において最大になる。
【００５８】
この型締による反力、つまり型締力は、可動盤２６及びシリンダ２８内の非圧縮性流体３３を介して大径ピストン２９と小径ピストン３０の両方に加わり、小径ピストン３０に結合されたスクリューシャフト４２と、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９とに、小径ピストン３０の受圧面と、大径ピストン２９の受圧面との面積比に比例して按分される。
【００５９】
この実施例では、大径ピストン２９の受圧面の面積を、小径ピストン３０の受圧面の面積よりも大きくしているため、前記型締力は、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９により多く按分される。
【００６０】
そして、スクリューシャフト４２と複数本のステーロッド４９とに按分された型締力は、端盤２４に軸方向の移動を拘束して回転自在に支承されたスクリューナット４３と、端盤２４の複数のステーロッド受入れ孔５０を閉塞して複数本のステーロッド４９の先端を受け止めているシャッタ部材５１とを介して端盤２４に伝達される。
【００６１】
そのため、この電動式型締装置は、ボールスクリュー４１にかかる負荷が、型締力に対して非常に小さくて済み、したがって、ボールスクリュー４１に加わる加重を軽減し、前記ボールスクリュー４１の高強度化を不要として、コストの低減を図ることができる。
【００６２】
なお、この実施例では、型締力が、小径ピストン３０に結合されたスクリューシャフト４２よりも、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９により多く按分されるが、１本のステーロッド４９に加わる加重は少ないため、ステーロッド４９も高強度にする必要化はない。
【００６３】
また、離型及び型開を行うときは、まず、サーボモータ４７を低速高トルクで逆回転させることにより、スクリューシャフト４２を低速で後退移動させる。
【００６４】
このときは、小径ピストン３０はスクリューシャフト４２の後退移動により後退するが、可動盤２６には後退力は作用せず、シリンダ２８の流体室内の流体３３が、小径ピストン３０の後退にともなって大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内に引込まれて、シリンダ２８の流体室内の流体圧が下がる。
【００６５】
このようにシリンダ２８の流体室内の流体圧が下がると、それにともって、大径ピストン２９が、圧縮ばね３９の押圧力によりシリンダ底面方向に前進移動し、この大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂから離れる。
【００６６】
次に、前記ステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂから離れるのを待って、ストッパ回動機構５３によりシャッタ板５１ｂをステーロッド受入れ孔５０を開放する状態に回動させ、その状態でサーボモータ４７を低速で逆回転させ続ける。
【００６７】
このように、ステーロッド受入れ孔５０を開放した状態でサーボモータ４７を低速で逆回転させ続けると、スクリューシャフト２８の後退移動による引力が、小径ピストン３０、およびその抜け止め用ストッパ４０を介して大径ピストン２９に作用し、大径ピストン２９が後退し始める。このときは、端盤２４のステーロッド受入れ孔５０が開放されているため、大径ピストン２９は、ステーロッド４９を前記ステーロッド受入れ孔５０に入り込ませて後退する。
【００６８】
そして、大径ピストン２９が後退し始めると、その後退力が、圧縮ばね３９及び大径ピストン抜け止めリング３４を介してシリンダ２８に作用し、可動盤２６が低速で後退して離型が行われる。
【００６９】
なお、大径ピストン２９をシリンダ底面方向に付勢する複数の圧縮ばね３９の全押圧力は、離型に必要な力以上に設定されており、したがって離型は、大径ピストン２９が後退し始めるのと同じに開始される。
【００７０】
この後は、サーボモータ４７の逆転を、高速低トルク回転に切換えればよく、それにより、可動盤２４が速やかに後退し、図１に示した型開状態に戻る。
【００７１】
上述したように、この実施例の電動式型締装置は、可動金型２２を支持する可動盤２６に設けられたシリンダ２８内に、中心部にシリンダ孔２９ａを有する大径ピストン２９と、この大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内に嵌装された小径ピストン３０とを設け、前記シリンダ２８内に非圧縮性流体３３を封入するとともに、前記小径ピストン３０にスクリューシャフト４２の一端を結合し、このスクリューシャフト４２を、端板２４に軸方向の移動を拘束して回転自在に支承され、電動サーボモータ４７により回転駆動されるスクリューナット４３により送り移動させるようにし、さらに、前記大径ピストン２９に複数本のステーロッド４９を突設し、前記端盤２４に前記複数本のステーロッド４９にそれぞれ対応させて複数のステーロッド受入れ孔５０を設けるとともに、前記端盤２４の大径ピストン対向面に、型開時に前記ステーロッド受入れ孔５０を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔５０を閉鎖して前記ステーロッド４９の先端を受け止めるシャッタ部材５１を設けることにより、型締力が、前記可動盤２６及びシリンダ２８内の非圧縮性流体３３を介して大径ピストン２９と小径ピストン３０の両方に加わるようにしたものである。
【００７２】
したがって、この電動式型締装置によれば、型締力が、小径ピストン３０に結合された前記スクリューシャフト４２と、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９とに、按分され、その力が、スクリューナット４３と、シャッタ部材５１とを介して端盤２４に伝達されるため、ボールスクリュー４１にかかる負荷が、型締力に対して非常に小さくて済み、したがって、ボールスクリュー４１に加わる加重を軽減し、ボールスクリュー４１の高強度化を不要として、コストの低減を図ることができる。
【００７３】
しかも、上記実施例では、前記大径ピストン２９の受圧面の面積を、前記小径ピストン３０の受圧面の面積よりも大きくしているため、型締力を、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９により多く按分し、ボールスクリュー４１に加わる加重をより軽減することができる。
【００７４】
また、上記実施例では、前記大径ピストン２９を、圧縮ばね３９によりシリンダ底面方向に付勢しているため、この大径ピストン２９に突設されたステーロッド４９の先端を前記シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接させて型締を行う際に、前記ステーロッド４９を、シリンダ２８内の流体圧と前記圧縮ばね３９の押圧力との差に応じてゆっくりと後退させ、このステーロッド４９の先端を、前記シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに、衝撃を発生することなく当接させることができる。
【００７５】
さらに、上記実施例では、シリンダ２８に嵌装された大径ピストン２９を、その抜け止めリング３４に設けた回り止めピン３６によりシリンダ周方向に回り止めし、この大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａに嵌装された小径ピストン３０を、そのボス部３０ａを前記大径ピストン２９に設けた小径ピストン抜け止め用ストッパ４０により周方向に回り止めするとともに、スクリューシャフト４２の一端を前記小径ピストン３０に固定しているため、前記スクリューシャフト４２を、小径ピストン３０及び大径ピストン２９とシリンダ２８とにより回り止めすることができ、したがって、スクリューシャフト４２の回り止め機構を別に設ける必要はない。
【００７６】
なお、上記実施例では、大径ピストン２９を、その抜け止めリング３４に設けた回り止めピン３６によりシリンダ２８に対して回り止めし、小径ピストン３０を、その抜け止め用ストッパ４０により大径ピストン２９に対して周方向に回り止めしているが、大径ピストン２９及び小径ピストン３０の回り止めは、他の手段によってもよく、また、スクリューシャフト４２の回り止め機構を別に設ける場合は、大径ピストン２９及び小径ピストン３０を回り止めしなくてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の電動式型締装置は、可動金型を支持する可動盤に設けられたシリンダ内に、中心部にシリンダ孔を有する大径ピストンと、この大径ピストンのシリンダ孔内に嵌装された小径ピストンとを設け、前記シリンダ内に非圧縮性流体を封入するとともに、前記小径ピストンにスクリューシャフトの一端を結合し、このスクリューシャフトを、端板に軸方向の移動を拘束して回転自在に支承され、電動サーボモータにより回転駆動されるスクリューナットにより送り移動させるようにし、さらに、前記大径ピストンに複数本のステーロッドを突設し、前記端盤に前記複数本のステーロッドにそれぞれ対応させて複数のステーロッド受入れ孔を設けるとともに、前記端盤の大径ピストン対向面に、型開時に前記ステーロッド受入れ孔を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔を閉鎖して前記ステーロッドの先端を受け止めるシャッタ部材を設けたものであるため、型締力が、前記可動盤及びシリンダ内の非圧縮性流体を介して前記大径ピストンと小径ピストンの両方に加わる。
【００７８】
そのため、この電動式型締装置によれば、型締力が、前記小径ピストンに結合された前記スクリューシャフトと、前記大径ピストンに突設された複数本のステーロッドとに、前記小径ピストンと大径ピストンのそれぞれの受圧面の面積比に比例して按分され、その力が、前記スクリューナットと、前記シャッタ部材とを介して前記端盤に伝達される。そのため、ボールスクリューにかかる負荷が、型締力に対して非常に小さくて済み、したがって、ボールスクリューに加わる加重を軽減し、前記ボールスクリューの高強度化を不要として、コストの低減を図ることができる。
【００７９】
この発明の電動式型締装置において、前記大径ピストンの受圧面の面積は、前記小径ピストンの受圧面の面積よりも大きくするのが望ましく、このようにすることにより、型締力を、前記大径ピストンに突設された複数本のステーロッドにより多く按分し、ボールスクリューに加わる加重をより軽減することができる。
【００８０】
また、前記大径ピストンは、圧縮ばねによりシリンダ底面方向に付勢しておくのが好ましく、このような構成によれば、前記大径ピストンに突設されたステーロッドの先端を前記シャッタ部材に当接させて型締を行う際に、前記ステーロッドを、シリンダ内の流体圧と前記圧縮ばねの押圧力との差に応じてゆっくりと後退させ、前記ステーロッドの先端を、前記シャッタ部材のシャッタ板に、衝撃を発生することなく当接させることができる。
【００８１】
さらに、前記大径ピストンは前記シリンダに周方向に回り止めして嵌装し、この大径ピストンのシリンダ孔に、前記小径ピストンを周方向に回り止めして嵌装するとともに、前記スクリューシャフトの一端を前記小径ピストンに固定するのが望ましく、このようにすれば、前記スクリューシャフトを、前記小径ピストン及び大径ピストンとシリンダとにより回り止めすることができるため、前記スクリューシャフトの回り止め機構を別に設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電動式型締装置を備えた射出成形機の型開状態の正面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図。
【図４】前記射出成形機の型締状態の正面図。
【図５】従来の２台の電動モータを用いる型締装置を備えた射出成形機の正面図。
【図６】従来のハイブリッド方式の型締装置を備えた射出成形機の正面図。
【符号の説明】
２１…固定金型
２２…可動金型
２３…固定盤
２４…端盤
２６…可動盤
２８…シリンダ
２９…大径ピストン
２９ａ…シリンダ孔
３０…小径ピストン
３３…非圧縮性流体
３９…圧縮ばね
４１…ボールスクリュー
４２…スクリューシャフト
４３…スクリューナット
４７…電動サーボモータ
４９…ステーロッド
５０…ステーロッド受入れ孔
５１…シャッタ部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold clamping device used for an injection molding machine.
[0002]
[Prior art]
Since an injection molding machine may require a relatively small mold clamping force and nozzle touch force of an injection unit, the mold clamping device of this type of molding machine is driven by an electric motor to rotate the screw shaft or screw nut of a ball screw. Electric type that performs mold opening and clamping is used. Since this electric mold clamping device has a simple structure, it tends to be used for a large capacity injection molding machine.
[0003]
As an electric mold clamping device, conventionally, a mechanical system that obtains a mold clamping force required for resin injection by connecting a movable plate and an end plate with a link including a toggle mechanism and opening the link with a ball screw, A ball screw that uses two electric motors, a high-speed small-torque motor and a low-speed large-torque motor, to drive the ball screw and drive the ball screw with a low-speed large-torque motor after closing the mold to obtain the required clamping force. There is a so-called hybrid type in which a hydraulic cylinder is provided at the rear of the screw, the ball screw is driven by an electric motor to close the mold, and then the ball screw is pressed by the hydraulic cylinder to obtain a necessary clamping force.
[0004]
FIG. 5 is a front view of an injection molding machine provided with a mold clamping device using two electric motors. The fixed mold 1 is supported by a fixed platen 3 and the movable mold 2 is in relation to the fixed mold 1. And is supported by a movable plate 6 provided so as to be movable toward and away.
[0005]
The movable platen 6 is supported by a tie bar 5 that joins the fixed platen 3 and the end plate 4 so as to be slidable in the length direction, and a screw nut 8 fixed to the movable platen 6 and the screw. The nut 8 is engaged by a ball (not shown) and is moved by a ball screw 7 including a screw shaft 9 supported by the end plate 4 via a bearing 10.
[0006]
The screw shaft 9 is supported on the end plate 4 so as to be free to rotate with its axial movement restricted, and includes two units, a high-speed small torque motor 11 provided on the end plate 4 and a low-speed large torque motor 12. The electric motor is selectively rotated via the belts 13 and 14.
[0007]
The electric mold clamping device of this injection molding machine rotates the screw shaft 9 of the ball screw 7 with a high-speed small torque motor 11 to move the movable plate 6 in the direction of the fixed mold, and then closes the mold. The rotational drive of the screw shaft 9 is switched to the low speed large torque motor 12, and the movable platen 6 is slightly advanced to perform mold clamping.
[0008]
FIG. 6 is a front view of an injection molding machine provided with a hybrid mold clamping device. 6 that correspond to those shown in FIG. 5 are given the same reference numerals in FIG.
[0009]
In this injection molding machine, a movable plate 6 supporting a movable mold is engaged with a screw shaft 16 provided with one end fixed to the movable plate 6 and the screw shaft 16 via a ball (not shown). It is moved by a ball screw 15 composed of a screw nut 17 and a hydraulic cylinder 18 that presses the screw nut 17 of the ball screw 15 toward the movable platen.
[0010]
The screw nut 17 of the ball screw 15 is supported on the end plate 4 'so as to be rotatable and movable in the axial direction. The belt 20 is driven by a high-speed and small torque electric motor 19 provided on the end plate 4'. It is rotationally driven through. The hydraulic cylinder 18 is formed in the end plate 4 'and is driven by a hydraulic supply means (not shown) to press the screw nut 17 in the direction of the fixed mold.
[0011]
The electric mold clamping device of this injection molding machine performs mold closing by moving the movable plate 6 in the direction of the fixed mold by rotating the screw nut 17 of the ball screw 15 with a high-speed and small torque electric motor 19. After that, the screw nut 17 is pressed by the hydraulic cylinder 18 and the entire ball screw 15 is further pressed in the direction of the fixed mold, whereby the movable platen 6 is slightly advanced to perform the mold clamping. Details are described in Japanese Patent Publication No. 7-71807.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional electric mold clamping devices described above all transmit the mold clamping force applied to the movable platen 6 via the ball screws 7 and 15, the load applied to the ball screws 7 and 15 is large. Therefore, since it is necessary to design the ball screws 7 and 15 with high strength, there is a problem that the cost increases.
[0013]
An object of the present invention is to provide an electric mold clamping device that can reduce the load applied to the ball screw and can reduce the cost without increasing the strength of the ball screw.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The electric mold clamping apparatus according to the present invention includes a movable plate that supports a movable die provided to be movable toward and away from a fixed die, and the movable plate on a surface opposite to the die support surface of the movable plate. A cylinder provided in parallel with the moving direction of the cylinder, a large-diameter piston having a cylinder hole in the center, and slidably fitted in the axial direction in the cylinder, and in the cylinder hole of the large-diameter piston A small-diameter piston slidably fitted in its axial direction, an incompressible fluid sealed in the cylinder, a screw shaft having one end coupled to the small-diameter piston, and the screw shaft. A screw nut, an electric motor that rotationally drives the screw nut, an end plate that rotatably supports the screw nut while restricting movement in the axial direction thereof, and a projecting projection on the large-diameter piston. A plurality of stay rods provided in parallel with the shaft, a plurality of stay rod receiving holes provided in the end plate corresponding to the plurality of stay rods, respectively, and the large diameter piston of the end plate. And a shutter member that opens the stay rod receiving hole when the mold is opened and closes the stay rod receiving hole when the mold is clamped to receive the tip of the stay rod. is there.
[0015]
In the electric mold clamping device of the present invention, it is preferable that the area of the pressure receiving surface (contact with the incompressible fluid) of the large diameter piston is set larger than the area of the pressure receiving surface of the small diameter piston.
[0016]
The large-diameter piston is preferably biased toward the cylinder bottom by a compression spring.
[0017]
Further, the large diameter piston is fitted to the cylinder while preventing the small diameter piston from rotating in the circumferential direction, and the small diameter piston is fitted to the cylinder hole of the large diameter piston while preventing the rotation of the small diameter piston in the circumferential direction. It is desirable that one end is fixed to the small-diameter piston.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view of an injection molding machine equipped with an electric mold clamping device of this embodiment, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1, and FIG. 4 is a front view of the injection molding machine in a mold-clamping state.
[0019]
In this injection molding machine, the fixed mold 21 is supported by a fixed platen 23, and the movable mold 22 is supported by a movable platen 26 that can be moved toward and away from the fixed mold 21.
[0020]
The movable plate 26 includes a plurality of (four in this embodiment) tie bars 25 that connect the end plate 24 and the fixed plate 23 disposed on the opposite side of the fixed plate 23 across the movable plate 26. Further, the movable body 26 is supported so as to be slidable with a small frictional force in the length direction. A cylindrical body 27 protrudes from the surface of the movable plate 26 opposite to the mold support surface. A cylinder 28 whose surface facing the end plate 24 is opened is formed in parallel with the moving direction of the movable plate 26. The cylinder 28 is a shallow cylinder whose depth is smaller than its diameter.
[0021]
In the cylinder 28, a large-diameter piston 29 having a circular cylinder hole 29a in the center is fitted so as to be slidable in the axial direction. Further, in the cylinder hole 29a of the large-diameter piston 29, a small-diameter piston is inserted. 30 is slidably fitted in the axial direction.
[0022]
The sliding surface between the cylinder 28 and the large diameter piston 29 is sealed by a packing ring 31 provided on the inner periphery of the cylinder 28, and the sliding surface between the cylinder hole 29a of the large diameter piston 29 and the small diameter piston 30 is Sealed by an O-ring 32 provided on the inner periphery of the cylinder hole 29a.
[0023]
1 and 4, the packing ring 31 that seals the sliding surface between the cylinder 28 and the large-diameter piston 29 is shown in a simplified manner. The packing ring 31 is composed of, for example, a plurality of V packings. And is retained by a packing retainer ring 31 a fixed to the open end of the cylinder 28.
[0024]
A fluid chamber between the large-diameter piston 29 and the small-diameter piston 30 in the cylinder 28 and the bottom surface of the cylinder is filled with an incompressible fluid 33 such as polybden.
[0025]
Although not shown in the figure, the cylindrical body 27 is provided with two small holes for filling the incompressible fluid 33 in the cylinder 28 (fluid chamber), and the incompressible fluid 33 is filled with a predetermined amount so that air does not remain in the cylinder 28, with one small hole serving as a fluid entry hole and the other small hole serving as a discharge hole for air in the cylinder. Thereafter, both of the two small holes are filled. Sealed by closing with a blind lid.
[0026]
In this embodiment, the cylinder hole 29 a provided in the center of the large-diameter piston 29 is formed to have a diameter sufficiently smaller than the outer diameter of the large-diameter piston 29, so The area of the contact surface with the compressive fluid 33) is made sufficiently larger than the pressure receiving surface of the small diameter piston 30 fitted in the cylinder hole 29a.
[0027]
At the open end of the cylinder 28, a retaining ring 34 that receives the outer peripheral edge of the large-diameter piston 29 from the outer surface side is fixed together with the packing presser ring 31 a by a plurality of bolts 35. The piston 29 is prevented from slipping out of the cylinder 28 by the retaining ring 34, and a plurality of detent pins 36 that are projected on the inner surface of the retaining ring 34 at equal intervals along the circumferential direction thereof. Is fitted in a plurality of pin insertion holes 37 provided on the outer peripheral surface of the outer peripheral edge of the large-diameter piston 29, thereby being prevented from rotating in the circumferential direction with respect to the cylinder 28.
[0028]
A plurality of spring insertion holes 38 that are open to the outer surface of the piston are provided at the outer peripheral edge of the large diameter piston 29 so as to avoid the positions where the plurality of pin insertion holes 37 are formed. Are urged toward the cylinder bottom surface by a plurality of compression springs (coil springs) 39 inserted into the plurality of spring insertion holes 38 and having their outer ends received by the retaining ring 34.
[0029]
The pressing forces of the plurality of compression springs 39 are set substantially evenly, and the large-diameter piston 39 is kept in a vertical posture together with the small-diameter piston 31 provided on the inner periphery of the cylinder hole 29a.
[0030]
On the other hand, the small diameter piston 30 has a boss portion 30a protruding from the outer surface of the large diameter piston 29, and both side surfaces of the boss portion 30a are flat surfaces parallel to each other.
[0031]
A stopper 40 for retaining the small-diameter piston 30 is fixed to the outer surface of the large-diameter piston 29 with bolts. The stopper 40 has a boss fitting hole 40a with both side edges parallel to each other. The small-diameter piston 30 is prevented by the stopper 40 and the boss portion. By fitting 30a into the boss fitting hole 40a so as to be slidable in the axial direction, it is prevented from rotating in the circumferential direction with respect to the large-diameter piston 29.
[0032]
The small diameter piston 30 is moved forward and backward by a ball screw 41 including a screw shaft 42 and a screw nut 43 engaged with the screw shaft 42 via a ball 44.
[0033]
The ball screw 41 moves the screw shaft 42 forward and backward in the axial direction by the rotation of the screw nut 43, and one end of the screw shaft 42 is prevented from rotating in the circumferential direction with respect to the large-diameter piston 29. The small-diameter piston 30 is fixedly coupled to the outer surface of the center portion and provided in parallel with the tie bar 25.
[0034]
Further, the screw nut 43 is rotatably supported in a nut holding hole provided in the center portion of the end plate 24 via a bearing 45 in a state in which movement in the axial direction is restricted. The servomotor 47 is rotationally driven.
[0035]
One end of the screw nut 43 protrudes from the surface of the end plate 24 facing the small diameter piston 30, and a passive gear 46 is fixed to the protruding end. The servo motor 47 is fixed to the end plate 24 via a motor support member (not shown), and a drive gear 48 fixed to the rotating shaft of the servo motor 47 is fixed to the protruding end of the screw nut 43. Is engaged with the passive gear 46.
[0036]
On the other hand, on the outer surface of the large-diameter piston 29, a plurality (four in this embodiment) of stay rods 49 parallel to the screw shaft 42 are projected at equal intervals along the circumferential direction. The end plate 24 is provided with a plurality of (four in this embodiment) stay rod receiving holes 50 respectively corresponding to the plurality of stay rods 49.
[0037]
The length of the stay rod 49 is such that when the movable plate 26 is moved forward until the movable mold 22 comes into contact with the fixed mold 21 or just before it, the stay rod 49 comes out of the stay rod receiving hole 50 completely, The rod end is set to a position (a position indicated by a chain line P in FIG. 1) spaced from a surface of the end plate 24 facing the large-diameter piston 29 so that a shutter plate 51b of a shutter member 51 described later can enter. Has been. The stay rod receiving hole 50 is formed to have a diameter somewhat larger than the diameter of the stay rod 49 so that the stay rod 49 can enter without resistance.
[0038]
Further, the plurality of stay rod receiving holes 50 are opened on the surface of the end plate 24 facing the large diameter piston 29 when the mold is opened, and the plurality of stay rod receiving holes 50 are closed when the mold is clamped. A shutter 51 for receiving the leading end of 49 is provided.
[0039]
The shutter member 51 is concentric with a circle passing through the plurality of stay rod receiving holes 50 of the end plate 24, and corresponds to a position where the outer peripheral edge is slightly deviated from the stay rod receiving hole 50 toward the center of the end plate 24. A ring portion 51a having a diameter, and a plurality of shutter plates 51b integrally projecting on the outer periphery of the ring portion 51a at intervals corresponding to the arrangement intervals of the plurality of stay rod receiving holes 50. The outer peripheral edge of the portion 51a is supported by a plurality of flanged rollers 52 provided on the end plate 24, and is provided so as to be rotatable by a predetermined angle in the circumferential direction.
[0040]
The shutter member 51 is in a state in which the shutter plate 51 b comes to a position where the plurality of stay rod receiving holes 50 are closed by the stopper rotating mechanism 53, and a position where the shutter plate 51 b opens the plurality of stay rod receiving holes 50. It is reciprocally rotated to the coming state.
[0041]
The stopper rotation mechanism 53 used in this embodiment is a hydraulic cylinder, and this cylinder is rotatably supported by the end plate 24 at its base end, and the distal end of the piston rod is connected to a plurality of shutter members 51. It is rotatably connected to any one of the shutter plates 51b.
[0042]
That is, the electric mold clamping device of this injection molding machine has a movable plate 26 that supports the movable mold 22, a cylinder 28 provided on the movable plate 26, and a cylinder hole 29a in the center, and the cylinder A large-diameter piston 29 that is slidably fitted in the axial direction in 28, a small-diameter piston 30 that is slidably fitted in the cylinder hole 29a of the large-diameter piston 29 in the axial direction, An incompressible fluid 33 enclosed in a cylinder 28, a screw shaft 42 having one end coupled to the small-diameter piston 30, a screw nut 43 engaged with the screw shaft 42, and the screw nut 43 are driven to rotate. An electric servo motor 47 that rotates, an end plate 24 that rotatably supports the screw nut 42 in the axial direction, and a projecting projection on the large-diameter piston 29 A plurality of stay rods 49, a plurality of stay rod receiving holes 50 provided in the end plate 24 so as to correspond to the plurality of stay rods 49, and the large-diameter piston 29 of the end plate 24, respectively. The shutter member 51 is provided on the opposing surface, and opens the stay rod receiving hole 50 when the mold is opened, closes the stay rod receiving hole 50 when the mold is clamped, and receives the tip of the stay rod 49. Yes.
[0043]
In the mold open state, the electric mold clamping device is in a state in which the screw shaft 42 and the small diameter piston 30 are retracted and the shutter member 51 opens the plurality of stay rod receiving holes 50 of the end plate 24 as shown in FIG. The plurality of stay rods 49 projecting from the large-diameter piston 29 are in a state where they enter the stay rod receiving hole 50.
[0044]
At this time, the large-diameter piston 29 is biased toward the cylinder bottom by the compression spring 39, and the small-diameter cylinder 30 has a pressure receiving surface that enters the cylinder hole 29 a more than the pressure receiving surface of the large-diameter piston 29. In this state, the outer surface of the piston (the peripheral edge of the surface on which the boss portion 30a is projected) is received by the stopper 40 for retaining. Further, the volume of the fluid chamber of the cylinder 28 (intervals between the large-diameter piston 29 and the small-diameter piston 30 and the cylinder bottom surface) is minimized in this mold open state.
[0045]
The mold closing and mold clamping by the electric mold clamping device will be described. When performing mold closing, first, the servo nut 47 of the ball screw 41 is rotated at high speed by rotating the servo motor 47 with high speed and small torque. Then, the screw shaft 42 is moved in the direction of the cylinder 28 at a high speed.
[0046]
When the screw shaft 42 is moved in this manner, the small-diameter piston 30 is pushed by the screw shaft 42 and advances in the cylinder bottom surface direction, and the cylinder 28 moves in the bottom surface direction due to the pressure increase of the incompressible fluid 33 in the cylinder 28. Then, the movable platen 26 moves forward in the direction in which the movable mold 22 approaches the fixed mold 21.
[0047]
At this time, since the frictional force between the tie bar 25 and the movable platen 26 is small, the pressure rise of the non-compressed fluid 33 in the cylinder 28 is relatively small. Therefore, the large-diameter piston 29 is attached to the cylinder bottom surface by the compression spring 39. It moves together with the cylinder 28 while being energized.
[0048]
The rotational drive speed of the screw nut 43 is kept high until the movable mold 22 approaches the fixed mold 21. When the movable mold 22 approaches the fixed mold 21, the rotational speed of the servo motor 47 is decreased. Then, the rotational drive speed of the screw nut 43 is lowered to reduce the moving speed of the screw shaft 42, and the servo motor 47 is stopped when the two dies 21 and 22 come into contact with each other, or just before that, so that the movable plate 26 moves forward. To stop mold closing.
[0049]
At this time, the stay rod 49 protruding from the large-diameter piston 29 completely comes out of the stay rod receiving hole 50 of the end plate 24, and the rod end comes to the position indicated by the chain line P in FIG. The shutter plate 51 b of the shutter member 51 can enter between the rod end and the end plate 24.
[0050]
After the mold is closed, the shutter member 51 is rotated by the stopper rotating mechanism 53 so that the shutter plate 51b comes to a position where the stay rod receiving hole 50 of the end panel 24 is closed. To start.
[0051]
When this mold clamping is performed, the small-diameter piston 30 is further advanced by rotating the servo motor 478 at a low speed and a large torque and moving the screw shaft 42 forward at a low speed.
[0052]
At this time, when the state where the mold is closed is a state where the movable mold 22 is in contact with the fixed mold 21, as the small diameter piston 30 is further advanced, the inside of the cylinder hole 29 a of the large diameter piston 29 is increased. The incompressible fluid 33 is pushed out into the fluid chamber of the cylinder 28, and the fluid pressure in the fluid chamber increases.
[0053]
When the state where the mold is closed is the state immediately before the movable mold 22 contacts the fixed mold 21, the movable plate 26 first moves forward at a low speed by the advance of the small-diameter piston 30. As the mold 22 comes into contact with the fixed mold 21 and then the small-diameter piston 30 is further advanced, the incompressible fluid 33 in the cylinder hole 29a of the large-diameter piston 29 is pushed into the fluid chamber of the cylinder 28. The fluid pressure in the fluid chamber increases.
[0054]
When the fluid pressure in the fluid chamber of the cylinder 28 rises, the large-diameter piston 29 moves backward against the pressing force of the compression spring 39 due to the fluid pressure, and the stay rod 49 protruding from the large-diameter piston 29. The front end of the shutter contacts the shutter plate 51 b of the shutter member 51 that closes the stay rod receiving hole 50 of the end plate 24.
[0055]
At this time, the stay rod 49 slowly moves backward in response to the moving force corresponding to the difference between the fluid pressure and the pressing force of the compression spring 39, so that the tip of the stay rod 49 is moved to the shutter plate 51b of the shutter member 51. The contact can be made without generating an impact.
[0056]
As described above, when the tip of the stay rod 49 comes into contact with the shutter plate 51 b of the shutter member 51, further retreat of the large-diameter piston 29 is prevented, and thereafter, as the small-diameter piston 31 moves forward, the cylinder 28 The fluid pressure in the fluid chamber further increases.
[0057]
Therefore, after the tip of the stay rod 49 comes into contact with the shutter plate 51b of the shutter member 51, the movable plate 26 is strongly pressed as the fluid pressure in the fluid chamber of the cylinder 28 increases, and the movable die 22 is fixed. The mold 21 is pressed by the mold 21 and the mold clamping shown in FIG. 4 is performed. Note that the volume of the fluid chamber of the cylinder 28 (intervals between the large-diameter piston 29 and the small-diameter piston 30 and the cylinder bottom surface) is maximized in this clamping state.
[0058]
The reaction force due to the mold clamping, that is, the mold clamping force is applied to both the large diameter piston 29 and the small diameter piston 30 via the incompressible fluid 33 in the movable plate 26 and the cylinder 28, and the screw coupled to the small diameter piston 30. The shaft 42 and the plurality of stay rods 49 protruding from the large-diameter piston 29 are proportionally proportional to the area ratio of the pressure-receiving surface of the small-diameter piston 30 and the pressure-receiving surface of the large-diameter piston 29.
[0059]
In this embodiment, since the area of the pressure receiving surface of the large diameter piston 29 is larger than the area of the pressure receiving surface of the small diameter piston 30, the clamping force is applied to a plurality of protrusions projecting from the large diameter piston 29. It is apportioned more by the stay rod 49.
[0060]
Then, the clamping force apportioned by the screw shaft 42 and the plurality of stay rods 49 restrains the axial movement of the end plate 24 and rotatably supports the screw nut 43 and the end plate 24. The stay rod receiving hole 50 is closed and the shutter member 51 receiving the tips of the plurality of stay rods 49 is transmitted to the end plate 24.
[0061]
Therefore, in this electric mold clamping device, the load applied to the ball screw 41 is very small with respect to the mold clamping force. Therefore, the load applied to the ball screw 41 is reduced and the strength of the ball screw 41 is increased. The cost can be reduced.
[0062]
In this embodiment, the mold clamping force is more apportioned by the plurality of stay rods 49 protruding from the large-diameter piston 29 than the screw shaft 42 coupled to the small-diameter piston 30. Since the load applied to the stay rod 49 is small, the stay rod 49 does not need to have high strength.
[0063]
When releasing and opening the mold, first, the servo motor 47 is reversely rotated at a low speed and a high torque, so that the screw shaft 42 is moved backward at a low speed.
[0064]
At this time, the small-diameter piston 30 retreats by the reciprocating movement of the screw shaft 42, but no retreating force acts on the movable plate 26, and the fluid 33 in the fluid chamber of the cylinder 28 becomes large as the small-diameter piston 30 retreats. By being drawn into the cylinder hole 29 a of the diameter piston 29, the fluid pressure in the fluid chamber of the cylinder 28 decreases.
[0065]
When the fluid pressure in the fluid chamber of the cylinder 28 decreases in this way, the large-diameter piston 29 is moved forward in the direction of the cylinder bottom by the pressing force of the compression spring 39 and protruded from the large-diameter piston 29. The tips of the plurality of stay rods 49 are separated from the shutter plate 51 b of the shutter member 51.
[0066]
Next, after waiting for the tip of the stay rod 49 to move away from the shutter plate 51b of the shutter member 51, the stopper rotating mechanism 53 rotates the shutter plate 51b to a state where the stay rod receiving hole 50 is opened. Then, the servo motor 47 is continuously rotated at a low speed.
[0067]
As described above, if the servo motor 47 is continuously rotated in the reverse direction at a low speed with the stay rod receiving hole 50 opened, the attractive force due to the backward movement of the screw shaft 28 is passed through the small-diameter piston 30 and its stopper 40. Acting on the large diameter piston 29, the large diameter piston 29 begins to retract. At this time, since the stay rod receiving hole 50 of the end plate 24 is opened, the large-diameter piston 29 moves backward with the stay rod 49 entering the stay rod receiving hole 50.
[0068]
When the large-diameter piston 29 starts to retract, the retracting force acts on the cylinder 28 via the compression spring 39 and the large-diameter piston retaining ring 34, and the movable plate 26 retracts at a low speed to release the mold. Is called.
[0069]
Note that the total pressing force of the plurality of compression springs 39 that urge the large-diameter piston 29 in the cylinder bottom direction is set to be greater than the force required for mold release. It starts just as it starts.
[0070]
Thereafter, the reverse rotation of the servo motor 47 may be switched to high speed and low torque rotation, whereby the movable platen 24 is quickly retracted and returned to the mold open state shown in FIG.
[0071]
As described above, the electric mold clamping device of this embodiment includes a large-diameter piston 29 having a cylinder hole 29a in the center in a cylinder 28 provided on a movable plate 26 that supports the movable mold 22, and this A small-diameter piston 30 fitted in the cylinder hole 29a of the large-diameter piston 29, and an incompressible fluid 33 is enclosed in the cylinder 28, and one end of a screw shaft 42 is coupled to the small-diameter piston 30; The screw shaft 42 is supported by the end plate 24 so as to be free to rotate while restricting the movement in the axial direction, and is fed and moved by a screw nut 43 that is rotationally driven by an electric servo motor 47. A plurality of stay rods 49 project from each other, and a plurality of stay rods are provided on the end plate 24 so as to correspond to the plurality of stay rods 49 respectively. And the stay rod receiving hole 50 is opened on the large diameter piston facing surface of the end plate 24 when the mold is opened, and the stay rod receiving hole 50 is closed when the mold is clamped. By providing the shutter member 51 for receiving the tip of the cylinder, the mold clamping force is applied to both the large diameter piston 29 and the small diameter piston 30 via the incompressible fluid 33 in the movable plate 26 and the cylinder 28. It is.
[0072]
Therefore, according to this electric mold clamping apparatus, the mold clamping force is apportioned between the screw shaft 42 coupled to the small diameter piston 30 and the plurality of stay rods 49 protruding from the large diameter piston 29. Since the force is transmitted to the end plate 24 via the screw nut 43 and the shutter member 51, the load applied to the ball screw 41 can be very small with respect to the mold clamping force. It is possible to reduce the load applied to 41 and eliminate the need for increasing the strength of the ball screw 41, thereby reducing the cost.
[0073]
Moreover, in the above embodiment, since the area of the pressure receiving surface of the large diameter piston 29 is larger than the area of the pressure receiving surface of the small diameter piston 30, the mold clamping force is projected from the large diameter piston 29. The plurality of stay rods 49 can be distributed more and the load applied to the ball screw 41 can be further reduced.
[0074]
In the above embodiment, the large-diameter piston 29 is urged toward the cylinder bottom surface by the compression spring 39, so that the tip of the stay rod 49 protruding from the large-diameter piston 29 is attached to the shutter member 51. When the mold is clamped in contact with the shutter plate 51 b, the stay rod 49 is slowly retracted according to the difference between the fluid pressure in the cylinder 28 and the pressing force of the compression spring 39, and the stay rod 49. Can be brought into contact with the shutter plate 51b of the shutter member 51 without generating an impact.
[0075]
Further, in the above embodiment, the large-diameter piston 29 fitted to the cylinder 28 is prevented from rotating in the cylinder circumferential direction by the non-rotating pin 36 provided on the retaining ring 34, and the cylinder hole 29 a of the large-diameter piston 29 is stopped. The small-diameter piston 30 fitted to the large-diameter piston 29 is locked in the circumferential direction by a small-diameter piston retaining stopper 40 provided on the large-diameter piston 29, and one end of a screw shaft 42 is secured to the small-diameter piston 30 Since the screw shaft 42 is fixed, the screw shaft 42 can be prevented from rotating by the small-diameter piston 30, the large-diameter piston 29, and the cylinder 28. Therefore, it is not necessary to separately provide a rotation-preventing mechanism for the screw shaft 42.
[0076]
In the above embodiment, the large-diameter piston 29 is prevented from rotating with respect to the cylinder 28 by the non-rotating pin 36 provided on the retaining ring 34, and the small-diameter piston 30 is secured by the retaining stopper 40. Although the rotation of the large-diameter piston 29 and the small-diameter piston 30 may be prevented by other means, and when the rotation prevention mechanism for the screw shaft 42 is separately provided, The diameter piston 29 and the small diameter piston 30 may not be prevented from rotating.
[0077]
【The invention's effect】
The electric mold clamping device of the present invention is fitted in a cylinder provided on a movable plate that supports a movable mold, a large-diameter piston having a cylinder hole in the center, and a cylinder hole of the large-diameter piston. A small-diameter piston is provided, an incompressible fluid is sealed in the cylinder, and one end of a screw shaft is coupled to the small-diameter piston, and the screw shaft is freely rotatable by restricting axial movement of the end plate. And a plurality of stay rods projecting from the large-diameter piston, and each of the plurality of stay rods is provided on the end plate. A plurality of stay rod receiving holes are provided correspondingly, and the stay rod receiving holes are opened on the large diameter piston facing surface of the end panel when the mold is opened, Since the shutter member for receiving the tip of the stay rod is provided by closing the stay rod receiving hole at the time of clamping, the mold clamping force is transferred to the large diameter via the movable plate and the incompressible fluid in the cylinder. Joins both pistons and small diameter pistons.
[0078]
Therefore, according to this electric mold clamping device, the mold clamping force is applied to the screw shaft coupled to the small diameter piston and the plurality of stay rods protruding from the large diameter piston. The pressure is proportionally proportional to the area ratio of each pressure receiving surface of the large-diameter piston, and the force is transmitted to the end plate via the screw nut and the shutter member. Therefore, the load applied to the ball screw can be very small with respect to the mold clamping force. Therefore, the load applied to the ball screw can be reduced, the high strength of the ball screw is not required, and the cost can be reduced. it can.
[0079]
In the electric mold clamping device according to the present invention, it is desirable that the area of the pressure receiving surface of the large-diameter piston is larger than the area of the pressure receiving surface of the small-diameter piston. The plurality of stay rods projecting from the large-diameter piston can be distributed more and the load applied to the ball screw can be further reduced.
[0080]
The large-diameter piston is preferably biased toward the bottom surface of the cylinder by a compression spring. According to such a configuration, the tip of a stay rod protruding from the large-diameter piston is used as the shutter member. When the mold is clamped by abutting, the stay rod is slowly retracted according to the difference between the fluid pressure in the cylinder and the pressing force of the compression spring, and the tip of the stay rod is moved toward the shutter member. It can be brought into contact with the shutter plate without generating an impact.
[0081]
Further, the large-diameter piston is fitted to the cylinder so as not to rotate in the circumferential direction, and the small-diameter piston is fitted to the cylinder hole of the large-diameter piston while preventing rotation of the small-diameter piston in the circumferential direction. It is desirable to fix one end to the small-diameter piston. In this way, the screw shaft can be prevented from rotating by the small-diameter piston, the large-diameter piston, and the cylinder. There is no need to provide it separately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an injection molding machine equipped with an electric mold clamping device according to an embodiment of the present invention in a mold open state.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a front view of a mold clamping state of the injection molding machine.
FIG. 5 is a front view of an injection molding machine provided with a mold clamping device using two conventional electric motors.
FIG. 6 is a front view of an injection molding machine including a conventional hybrid type mold clamping device.
[Explanation of symbols]
21 ... Fixed mold
22 ... Moveable mold
23 ... Fixed platen
24 ... Endboard
26. Movable board
28 ... Cylinder
29 ... Large diameter piston
29a ... Cylinder hole
30 ... Small diameter piston
33 ... Incompressible fluid
39 ... Compression spring
41 ... Ball screw
42 ... Screw shaft
43 ... Screw nut
47 ... Electric servo motor
49 ... Stay rod
50 ... Stay rod receiving hole
51. Shutter member

Claims

A movable plate that supports a movable mold provided so as to be movable toward and away from the fixed mold, and a cylinder that is provided on a surface opposite to the mold support surface of the movable plate in parallel with the moving direction of the movable plate. A large-diameter piston having a cylinder hole in the center and fitted in the cylinder so as to be slidable in the axial direction, and slidably fitted in the cylinder hole of the large-diameter piston in the axial direction. A small-diameter mounted piston, an incompressible fluid sealed in the cylinder, a screw shaft having one end coupled to the small-diameter piston, a screw nut engaged with the screw shaft, and rotating the screw nut An electric motor to be driven; an end plate that rotatably supports the screw nut while restricting its axial movement; and a compound that projects from the large-diameter piston and is provided in parallel with the screw shaft. Provided on the surface of the end plate facing the large-diameter piston, and a plurality of stay rod receiving holes provided in the end plate corresponding to the plurality of stay rods, respectively. An electric mold clamping device comprising: a shutter member that sometimes opens the stay rod receiving hole and closes the stay rod receiving hole during mold clamping to receive the tip of the stay rod.

2. The electric mold clamping apparatus according to claim 1, wherein an area of the pressure receiving surface of the large diameter piston is larger than an area of the pressure receiving surface of the small diameter piston.

2. The electric mold clamping apparatus according to claim 1, wherein the large-diameter piston is urged toward the cylinder bottom by a compression spring.

A large-diameter piston is fitted to the cylinder in the circumferential direction, and a small-diameter piston is fitted in the cylinder hole of the large-diameter piston in a circumferential direction, and one end of the screw shaft is connected to the small-diameter piston. The electric mold clamping apparatus according to claim 1, wherein the electric mold clamping apparatus is fixed to the electric mold.