JP6224046B2 - 電動射出成形機の安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、型締装置を駆動するボールネジ機構のプーリがモータにより駆動される電動射出成形機において、該電動射出成形機の停止中に型締装置が動かないようにする安全装置に関するものである。

射出成形機は、金型を型締めする型締装置、型締めされた金型に射出材料を射出する射出装置、金型から成形品を突き出す突出装置等から構成され、電動射出成形機はこれらの装置がモータによって駆動されるようになっている。電動射出成形機も、金型の交換やメンテナンス時には作業員の安全を確保するために各装置を停止して実施するが、各装置が誤動作しないようにする必要がある。型締装置が水平に設けられて水平方向に型開閉する一般的な電動射出成形機においても当然に各装置が動作しないようにする必要があるが、例えば型締装置が垂直に設けられて可動盤が垂直方向にスライドして型締めするようになっている電動竪型射出成形機においては可動盤の落下を確実に防止することが重要である。そこで電動射出成形機においては、各装置が動かないように安全装置が設けられている。安全装置は色々な種類があり、特許文献において提案されている。

特許第３２０１３０４号公報 特開２０００−２６３６１９号公報 特開２０００−６２２２号公報

特許文献１には、電動竪型射出成形機の安全装置が記載されている。この文献に記載の電動竪型射出成形機は、型締装置がボールねじ機構によって駆動されるようになっており、ボールねじ機構は所定のモータによってプーリ、タイミングベルト等の伝達機構を介して駆動されるようになっている。モータにはブレーキが設けられており、このブレーキが安全装置になっている。すなわちモータの電源を切るとブレーキが作動するようになっており、ブレーキの摩擦力によってモータの回転が規制されるようになっている。これによって可動盤の落下が防止されている。

特許文献２にも、電動竪型射出成形機の安全装置が記載されている。この安全装置は、型締装置の駆動用のボールねじ軸に設けられている。すなわちボールねじ軸回転駆動用プーリと歯車の歯が噛み合うようアイドルプーリが、アイドルプーリと歯車の歯が噛み合うよう大径プーリが配置され、大径プーリには電磁クラッチに連結するブレーキ装置が設けられている。ブレーキ装置は、通電時には電磁クラッチを解放するため大径プーリおよびボールねじ軸プーリが自在に回転でき、消電時には電磁クラッチをロックするため、大径プーリおよびボールねじ軸プーリの回転を停められる。これによって可動盤の落下を防止することができる。

特許文献３にも、電動竪型射出成形機の安全装置が記載されている。この文献の竪型電動射出成形機の可動盤には可動盤の移動方向に沿って複数の係止部を有する係止ロッドが、固定盤には被係止体を有するストッパ機構部が設けられている。この被係止体をエアシリンダ等で押し当て、係止ロッドの係止部に噛み合わせることで可動盤の落下を防止するようになっている。

特許文献によって格別に示すことはしないが、型締装置が水平に設けられて水平方向に型開閉する一般的な電動射出成形機においても安全装置が設けられ、例えば特許文献３に記載のような安全装置が設けられている。つまり可動盤に、ノコギリ状の係止部が複数形成された係止ロッドが設けられ、ベッドに対して固定的にくさび状の係止具からなるロック機構が設けられ、このロック機構が係止ロッドに係合するようになっている。ロック機構の係止具が係止ロッドの係止部に係合すると、可動盤の動作が規制されて完全に停止するようになっている。ところで型締装置が水平に設けられている一般的な電動射出成形機は型締装置が安全カバーと安全ドアによって覆われている。安全ドアを開くと安全装置が連動して作動するようになっている。

特許文献１〜３に記載の電動竪型射出成形機の安全装置、あるいは型締装置が水平に設けられている電動射出成形機の安全装置にはそれぞれ優れた点も多いが、解決すべき問題も見受けられる。まず特許文献１に記載の安全装置については、安全が確実に確保される保証がない点に問題がある。この安全装置はモータに設けられているブレーキの摩擦力によってモータの回転を規制し、それによって型締装置が動くことを防止しているが、型締装置に強い外力が作用したらブレーキの摩擦力だけではモータの回転を規制することができず、型締装置が動いてしまう。さらにブレーキは長期の使用によって摩耗してしまう。またブレーキにグリスが付着する場合もある。摩耗やグリス付着により摩擦力は低下するが、摩擦力が低下するとモータを完全に停止できなくなる。つまり安全を確実に確保できる保証がない。さらには安全装置が作動しているか否かについて確認できない点にも問題がある。ブレーキは外部から視認できないので、これが作動しているか否かが分からないからである。次に、特許文献２に記載の安全装置については、本来ゴム系統のタイミングベルトと歯車の歯が噛み合うよう製作されているボールねじ軸プーリが、金属製のアイドルプーリと接触することで歯が摩耗する可能性がある。摩耗抑制のためにボールねじ軸プーリに特殊な加工処理を施すことも考えられるが、完全に摩耗を防ぐことはできないだけでなく、コストアップ要因となる。また、電磁クラッチは型開閉装置の下部に装備されるため、型開閉装置から落ちるグリス、油等の付着により電磁クラッチが作動しなくなる可能性もある。そうするとこの安全装置も確実に型締装置を停止できる保証はない。特許文献３に記載の安全装置の場合には、係止ロッドに設けられている複数個の係止部は所定の間隔で配置されている。ストッパ機構部の被係止体により係止ロッドの係止部に噛み合わせようとするときに、最大でこの間隔だけ可動盤が動いた後に、噛み合うことになる。つまり可動盤の停止位置はこの間隔により規定されることになり、所望の位置で停止することはできず、多くの場合、可動盤はわずかに落下する。また安全装置のコストが大きい点にも問題がある。可動盤には比較的大きな外力が作用する可能性があるが、係止ロッドとストッパ機構部には、可動盤に作用する外力と等しい大きさの力が作用することになる。そうすると可動盤を確実に停止させるためには、頑丈な係止ロッドとストッパ機構部を設ける必要があり安全装置のコストが大きくなってしまう。型締装置が水平に設けられている一般的な電動射出成形機の安全装置についても問題がある。まずこの安全装置は、係止ロッドとロック機構とから構成されているので、特許文献３に記載の安全装置と同様に、これらが係合するまでに可動盤が動作してしまう問題がある。また可動盤に作用する外力と等しい大きさの力がこの安全装置に作用するので、安全装置は頑丈に設計する必要がありコストが大きくなる。さらには他の問題もある。前記したように安全装置は安全ドアと連動して作動するようになっているが、安全ドアを閉じた状態でも安全装置を作動させたい場合もある。このような場合に対応できない。

本発明は、上記したような問題点を解決した、電動射出成形機の安全装置を提供することを目的としており、具体的にはコストが小さく、任意の位置で型締装置を停止することができ、大きな外力が装置に作用しても、そして安全装置にグリスが付着したりしても確実かつ安全に型締装置を停止状態に維持することができ、摩耗の問題も実質的にない、電動射出成形機の安全装置を提供することを目的としている。

本発明は、本発明の目的を達成するために、電動式射出成形機の安全装置を型締装置を駆動するボールネジ機構のプーリに設ける。安全装置は、プーリに固定的に設けられて一体的に回転する制動ディスクと、該制動ディスクの表面近傍に設けられているパッドと、該パッドを駆動する駆動機構とから構成する。そして制動ディスクにはその表面に円周方向に等間隔にくさび状を呈する段部を形成する。またパッドはその表面にくさび状を呈する爪部を形成する。駆動機構を駆動してパッドを制動ディスクに押し付けると、爪部が段部に係合して回転部材の回転が規制されるようになっている。

かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、型締装置を駆動するボールネジ機構のプーリがモータにより駆動されるようになっている電動射出成形機の安全装置であって、前記安全装置は、制動ディスクと、パッドと、該パッドを駆動する駆動機構とから構成され、前記制動ディスクは、その表面に円周方向に等間隔にくさび状を呈する段部が形成され、前記プーリに一体的に設けられており、前記パッドは、その表面にくさび状を呈する爪部が形成され、前記制動ディスクの表面近傍に設けられており、前記駆動機構を駆動して前記パッドを前記制動ディスクに押し付けると、前記爪部が前記段部に係合して前記モータの回転が規制されるようになっていることを特徴とする電動射出成形機の安全装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の安全装置において、前記パッドは複数個からなり前記制動ディスクの円周方向に互いに離間して複数個が配置され、前記段部と前記爪部の整合位置はパッド毎にずれており、それによって前記駆動装置によって前記複数個のパッドが駆動されると、前記制動ディスクの回転位置に応じていずれかの前記パッドの前記爪部が前記段部に係合するようになっていることを特徴とする電動射出成形機の安全装置として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の安全装置において、前記安全装置は前記パッドの位置を検出するセンサを備えていることを特徴とする電動射出成形機の安全装置として構成される。

以上のように本発明は、型締装置を駆動するボールネジ機構のプーリがモータにより駆動されるようになっている電動射出成形機の安全装置であって、安全装置は制動ディスクと、パッドと、該パッドを駆動する駆動機構とから構成されている。制動ディスクは、その表面に円周方向に等間隔にくさび状を呈する段部が形成され、プーリに一体的に設けられており、パッドは、その表面にくさび状を呈する爪部が形成され、前記制動ディスクの表面近傍に設けられている。そして駆動機構を駆動してパッドを制動ディスクに押し付けると、爪部が段部に係合してモータの回転が規制されるようになっている。つまり本発明の安全装置は、パッドの爪部が制動ディスクの段部に係合して制動ディスクの回転を規制するので、摩擦力によってではなく係合状態によって回転部材を停止することになる。そうするとパッドは摩耗し難い。また仮に多少摩耗したとしても、回転部材を停止する作用には変化はない。さらにパッドや制動ディスクがグリスに汚染されても係合状態が解除さる虞もない。つまり安全かつ確実にプーリを停止した状態に維持することができる。本発明の安全装置は制動ディスクの段部とパッドの爪部が係合して回転部材の回転を停止するようになっており、段部と爪部が係合するまでに回転部材は若干回転する。この回転量は最大で隣り合う２個の段部の間隔になる。つまり実質的にわずかな間隔であり、型締装置の動きを所望の位置で停止することができる。型締装置の駆動機構においては一般的にタイミングベルトが設けられておりタイミングベルトが切断したときが問題になるが本発明はその問題はなく安全に停止できる。他の発明によると、パッドは複数個からなり制動ディスクの円周方向に互いに離間して複数個が配置され、段部と爪部の整合位置はパッド毎にずれており、それによって駆動装置によって複数個のパッドが駆動されると、前記制動ディスクの回転位置に応じていずれかの前記パッドの前記爪部が前記段部に係合するようになっている。そうすると、任意の回転位置において、いずれかのパッドの爪部が制動ディスクの段部に係合ことになり、実質的にモータは任意の回転位置で停止させることができる。そうすると装置は所望の位置で停止させることが可能になる。他の発明によると、安全装置はパッドの位置を検出するセンサを備えている。このセンサによりパッドが制動ディスクに押し当てられているか否かが検出できるので、安全装置が作動しているか否かを確実に判断することができる。さらに他の発明によると、回転部材はモータの回転軸からなり、制動ディスクは該回転軸に一体的に設けられている。つまりモータを直接制動することになる。一般的にモータの回転は所定のギア比により回転数を低下させて伝達し、低下させた回転数の回転力により各装置は駆動されている。そうすると装置に大きな外力が作用したとしてもモータの回転力に作用する力は小さい。つまりこの発明によるとモータを直接制動するので、小さい制動力によってモータの回転を停止することができ、それによって装置が動かないようにすることができる。制動力が小さくて済むので安全装置は小型で構成することができ安全装置のコストを小さくすることができる。

本発明の実施の形態に係る電動射出成形機を示す正面断面図である。 本発明の実施の形態に係る安全装置とモータとを示す斜視図である。 本発明の実際の形態に係る安全装置を示す図で、その（ア）は安全装置の制動ディスクと第１〜３のパッドを軸方向から示す正面図、その（イ）〜（エ）はそれぞれ第１〜３のパッドと制動ディスクの一部を示す側面断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電動射出成形機を示す正面断面図である。

本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る電動射出成形機２０は、図１に示されているように従来の電動射出成形機と同様に構成され、金型２４、２５を型締めする型締装置２１、型締めされた金型２４、２５に射出材料を射出する射出装置２２、等から概略構成されている。型締装置２１は本実施の形態においてはトグル式からなり、固定側金型２５が設けられている固定盤２６と、可動側金型２４が設けられている可動盤２７と、型締ハウジング２８と、固定盤２６と型締ハウジング２８とを連結しているタイバー３０、３０、…と、型締ハウジング２８と可動盤２７の間に設けられているトグル機構３１とから概略構成されている。トグル機構３１はボールねじ機構によって駆動されるようになっており、トグル機構３１のクロスヘッド３３が、ボールねじ機構を構成しているボールナット３４に固定されている。ボールねじ機構のボールねじ３５は、プーリ３７が設けられ、このプーリ３７は型開閉モータ３８に設けられている駆動プーリ３９と共にタイミングベルト４０が掛け回されている。従って、型開閉モータ３８を回転するとボールねじ３５が回転してクロスヘッド３３が軸方向に駆動され、トグル機構３１により可動盤２７が駆動されることになる。射出装置２２は、加熱シリンダ４１、図には示されていないが加熱シリンダ４１内に設けられているスクリュ、等から構成され、加熱シリンダ４１の先端に設けられている射出ノズル４２が固定側金型２５のスプルに当接している。

電動射出成形機２０を構成している装置には、図１には示されていないが型締装置２１と射出装置２２以外にも突出装置等、色々な装置があり、これらの各装置は型開閉モータ３８のようにそれぞれ電動モータによって駆動されるようになっている。電動射出成形機２０において金型２４、２５を交換する等、メンテナンスをするときには、作業員の安全を確保するために各装置が動作しないようにする必要がある。そのために、少なくとも動作すると最も危険が大きい型締装置２１については、本実施の形態に係る安全装置１が設けられている。本実施の形態において安全装置１は型開閉モータ３８に設けられているが、型開閉モータ３８以外の、他の回転部材、例えば駆動プーリ３９、プーリ３７に設けられていてもよい。以下、型開閉モータ３８に設けられている安全装置１について説明する。

本実施の形態に係る安全装置１は、図２に示されているように、型開閉モータ３８に直接設けられている。安全装置１は、このモータの回転軸２に固定されて回転軸２と一体的に回転する円盤状の部材、すなわち制動ディスク３と、この制動ディスク３の表面近傍に設けられているパッド４ａと、図２には示されていないがパッド４を駆動する駆動機構とから構成されている。制動ディスク３は、一方の面に円周方向に等間隔に段部６、６、…が形成されている。これらの段部６、６、…は斜めにカットされた傾斜面７、７、…と垂直な係止面８、８、…とから形成され、略くさび状を呈している。パッド４ａは、本実施の形態においては第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃから構成されているが、図２には第１のパッド４ａのみ示されている。パッド４ａはその表面に制動ディスク３の段部６、６、…に係合する爪部１０、１０が形成されている。従って駆動装置によりパッド４ａを駆動すると爪部１０、１０が段部６、６、…に係合して制動ディスク３の回転を規制し、これによって型開閉モータ３８が回転しないようにすることができるようになっている。すなわち安全が確保される。

第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃは、図３の（ア）に示されているように制動ディスク３の円周方向に沿って互いに離間するように３カ所に配置され、駆動装置によって同時に駆動されるようになっているが、これらの第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃの配置についても特徴がある。図３には、所定の回転位置で第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃが押し当てられて停止した状態の制動ディスク３が実線で描かれている。これに対して第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃは点線で描かれているが、第１のパッド４ａは、図３の（イ）にも示されているように、爪部１０、１０が段部６、６に係合しておらず、符号１１によって示される距離だけ離間している。第２のパッド４ｂも、図３の（ウ）にも示されているように、爪部１０、１０が段部６、６に係合していないが、離間している距離は符号１２に示されているように符号１１の距離より短い。しかしながら第３のパッド４ｃは、図３の（エ）にも示されているように、爪部１０、１０が段部６、６に係合している。つまりこの回転位置において、制動ディスク３は第３のパッド４ｃによって回転が規制されていることになる。このようになっているのは、制動ディスク３において円周方向に等間隔に形成されている段部６、６、…に対して、第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃが、それぞれ段部６、６、…に対して少しずつズレるように配置されているからである。従って、制動ディスク３の回転位置に応じて、第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃのいずれか１個が、その爪部１０、１０が段部６、６に係合することになる。このように構成されているので、第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃにより制動ディスク３を停止させるとき、停止するまでに制動ディスク３が回転する回転角は、最大でも隣り合う２個の段部６、６からなる角度の１／３程度になる。つまり制動ディスク３は、実質的にほとんど回転することなく第１〜３のパッド４ａ、４ｂ、４ｃのいずれかに係合して停止する。これによって型締装置２１は所望の型開位置で停止することができる。

本実施の形態に係る安全装置１は、図２に示されているようにパッド４ａ、４ｂ、４ｃの位置を検出するリミットスイッチからなるセンサ１４が設けられている。従ってパッド４ａ、４ｂ、４ｃが駆動されているか否か、つまり安全装置１が作動しているか否かをセンサ１４によって検出することができる。

本実施の形態に係る安全装置１は色々な変形が可能である。例えばパッド４ａ、４ｂ、４ｃは３個からなるように説明したが１個であっても、２個、あるいは４個以上であってもよい。また制動ディスク３には一方の面にのみ段部６が形成されているように説明したが、両面に段部６、６、…が形成され、そしてパッド４ａ、４ｂ、…も制動ディスク３の両面に設けられていてもよい。さらには制動ディスク３に設けられている段部６、６は、制動ディスク３の縁部近傍にのみ設けられているが、制動ディスク３の中心部近傍に渡って設けられていてもよい。

前記したように、安全装置１は型開閉モータ３８以外の、他の回転部材に設けられていてもよい。例えば図４に示されているように、安全装置１’をプーリ３７に設けることもできる。この場合安全装置１’は所定の部材４４により型締ハウジング２８に対して固定的に設けるようにする。そして図には詳しく示されていないが、制動ディスク３は、プーリ３７に一体的に設けるようにする。このように安全装置１’が設けられている電動射出成形機２０’は、タイミングベルト４０が切断されたときであっても、プーリ３７の回転を制動できるので、確実かつ安全に型締装置２１’を停止させることができる。

１ 安全装置 ２ 回転軸
３ 制動ディスク
４ａ、４ｂ、４ｃ 第１〜３のパッド
６ 段部 ７ 傾斜面
８ 係止面 １０ 爪部
１４ センサ ２０ 電動射出成形機
２１ 型締装置 ２２ 射出装置
２４ 可動側金型 ２５ 固定側金型
２６ 固定盤 ２７ 可動盤
２８ 型締ハウジング ３０ タイバー
３１ トグル機構 ３８ 型開閉モータ

Claims (3)

1. 型締装置を駆動するボールネジ機構のプーリがモータにより駆動されるようになっている電動射出成形機の安全装置であって、
   前記安全装置は、制動ディスクと、パッドと、該パッドを駆動する駆動機構とから構成され、
   前記制動ディスクは、その表面に円周方向に等間隔にくさび状を呈する段部が形成され、前記プーリに一体的に設けられており、
   前記パッドは、その表面にくさび状を呈する爪部が形成され、前記制動ディスクの表面近傍に設けられており、
   前記駆動機構を駆動して前記パッドを前記制動ディスクに押し付けると、前記爪部が前記段部に係合して前記モータの回転が規制されるようになっていることを特徴とする電動射出成形機の安全装置。
2. 請求項１に記載の安全装置において、前記パッドは複数個からなり前記制動ディスクの円周方向に互いに離間して複数個が配置され、
   前記段部と前記爪部の整合位置はパッド毎にずれており、それによって前記駆動装置によって前記複数個のパッドが駆動されると、前記制動ディスクの回転位置に応じていずれかの前記パッドの前記爪部が前記段部に係合するようになっていることを特徴とする電動射出成形機の安全装置。
3. 請求項１または２に記載の安全装置において、前記安全装置は前記パッドの位置を検出するセンサを備えていることを特徴とする電動射出成形機の安全装置。

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