JPH07286651A - ボール転動スピンドル機構を空転しないよう固定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ボール転動スピンドルを空転しないよう固定す
る装置に関し、特に装置の寿命および耐摩耗性を適切に
向上する。 【構成】ボール転動スピンドル１６とナット１４とから
なり、別の構造グループの当接まで第１構造グループの
線形運動を形成するためボール転動スピンドル機構を空
転しないよう固定する装置に、双方の構造グループの当
接時に、外力によって誘起される反力にもとづき且つも
どし手段１８の力の克服にもとづきボール転動スピンド
ル機構の回転部材を回転しないよう確保するブロック手
段１７が設けてある。当接時、ブロック手段１７が第１
構造グループから離隔され、駆動装置を介して外力が現
れた場合、第１構造グループとブロック手段１７との間
の間隔ｂが消失するまで、回転自在の部材を回転しない
よう確保することによって、装置の寿命および耐摩耗性
が好適に向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボール転動スピンドル
を空転しないよう固定する装置に関し、特に請求項１の
前置部に記載の形式のものに関する。即ち、この形式の
装置としては、

【０００２】ボール転動スピンドル機構を空転しないよ
う固定する装置であって、

【０００３】一方においてボール転動スピンドルの形の
且つ他方において該ボール転動スピンドルと共働するナ
ットの形の少なくとも２つの部材（但しこれら２つの部
材のうち第１部材は、空転しないよう軸支され、一方、
これら２つの部材のうち他方の回転自在の部材は、弾性
もどし手段の力に抗してボール転動スピンドルの縦方向
へ可動なよう軸支されている）と；

【０００４】該ボール転動スピンドルの該他方の回転自
在の部材を支持する支持要素と；

【０００５】別の構造グループに当接するまで第１構造
グループの線形運動を形成するため該他方の回転自在の
部材を回転する駆動装置と；

【０００６】上記当接時に、外力によって誘起される反
力にもとづき該弾性もどし手段の力を克服して第１構造
グループまたは支持要素に該他方の回転自在の部材を回
転しないよう固定するブロック手段と；

【０００７】を有する形式のものがある。

【０００８】

【従来の技術】ＥＰ−Ｂ２７１５８８（特に、図３参
照、特開昭63-7924号）に記載のこの種の装置の場合、
合成樹脂射出成形機の型締運動時に、一方では、可動の
型ホルダを駆動し、他方では、閉鎖力を加える２つのス
ピンドル系が順次に配置されている。この公報の最初の
２つの実施例の場合、不要なスピンドルを動力ラインか
ら外すため、電磁クラッチが設けてあるが、第３実施例
の場合、制動手段またはかみ合いクラッチを設ける。か
み合いクラッチの場合、射出成形の保持力の形成時にバ
ネ力に拘わらず形状結合が可能であるよう設計されたバ
ネ力に抗して結合が行われる。この限りにおいて、かみ
合いクラッチの形状結合接触まで、スピンドルは逆回転
され、従って、閉鎖力の調節が困難となる。しかしなが
ら、制動手段のみを設けた場合、多数回の負荷サイクル
にもとづき、クラッチが著しく摩耗される。

【０００９】射出成形ユニットの分野において、２つの
スピンドル駆動装置を順次に設置し、１つのスピンドル
駆動装置をバネ力に抗して定置の型ホルダに支持するこ
とは、ＥＰ−Ａ５７６９２５から公知である。この範囲
には、射出成形中、射出成形ユニットのノズル載置運動
のための電動機をオフできる蓄力器（Kraftspeicher）
が設けてある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
先行技術から出発して、冒頭に述べた形式の装置の寿命
および耐摩耗性を適切に向上することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
特徴部（基本構成と称する）によって解決される。即
ち、本発明は、冒頭に示す形式のボール転動スピンドル
機構を空転しないよう固定する装置において、

【００１２】当接時には、ブロック手段が、第１構造グ
ループまたは支持要素から離隔され、

【００１３】駆動装置によって外力が発生した際には、
第１構造グループとブロック手段との間のまたは支持要
素とブロック手段との間の間隔が消失するまで、前記他
方の回転自在の部材が回転しないよう確保される。なお
請求項に付記した図面参照符号は、理解を助けるための
ものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図
しない。

【００１４】

【作用】線形移動をわずかな力で行うことができるボー
ル転動スピンドル機構を空転しないよう固定するこの種
の装置は、線形運動を実施する各種の装置に使用でき
る。例として、工作機械などの加工機械、合成樹脂、粉
状物質、その他セラミック材料、複合材料などを加工す
る射出成形機またはロボットを挙げる。

【００１５】合成樹脂射出成形機の型締ユニットの場
合、しばしば、高い効率の達成のためボール転動スピン
ドルが自動的に逆回転されるような高圧も加えなければ
ならない。他方、このような運動の場合にはまさに、概
ね、調節された推移を実現するのが望ましいが、このた
めには、このような逆回転によって誤謬を生ずるような
被駆動部材の位置を正確に把握する必要がある。さて、
本発明にもとづき、ロック自体が、本来の加圧要素から
なり、従って、パワーラインに直接に組込まれたスピン
ドル逆回転防止機構が得られる。閉鎖力は、補助の、場
合によっては、補助装置によって誘起される運動によっ
て形成するのが好ましく、かくして、摩擦力が避けら
れ、従って、ブロック手段の摩耗が避けられる。スピン
ドルがブロックされると直ちに、スピンドル駆動電動機
をオフしてエネルギを節減できる。スピンドル自体は、
保持力伝達機構としてのみ使用され、保持力発生機構と
して使用されないので、スピンドルを対応して小さく設
計でき、あるいは、かくして動的負荷が減少されるの
で、大きいスピンドルを使用した場合には、対応して、
寿命が延長される。しかしながら、動的負荷は、直接、
スピンドル系の全寿命と関連する。

【００１６】請求項３の構成の場合、スピンドル軸受に
は、可動の型ホルダの加速時または制動時に現れる力の
みが負荷される。成形型保持の本来の高圧範囲におい
て、スピンドル軸受に負荷される最大力は、もどし手段
の力である。

【００１７】請求項４，５にもとづき、加えられる運動
および力は、各構造グループに適切に分配される。ボー
ル転動スピンドル機構は、可動の型ホルダの駆動に役立
ち、一方、閉鎖力は、成形型（ダイ）の統合後、第２装
置を介して加えられ、この場合、閉鎖力は、同時に、ネ
ジスピンドルのブロッキングに役立つ。閉鎖力の印加
時、ボール転動スピンドル機構、支持要素および可動の
型ホルダは、閉鎖力を加える装置から負荷され、この限
りにおいて、保持力伝達機構に過ぎない。明確に分割さ
れた力分布にもとづき、駆動電動機をその当該の機能に
正確に調和させることができるので、スピンドル機構に
は、より適切な小形の駆動電動機を使用できる。

【００１８】請求項７にもとづき、可動の型ホルダは、
それ自体、剛に構成され、案内要素を介してスタンドに
関して正確に案内できる運動ユニットの部分である。か
くして、特に、スピンドルストロークに依存する、閉鎖
方向へ測定した可動の型ホルダと支持要素との間の間隔
にもとづき、案内精度が向上され、従って、大形機の場
合も、運動ユニットの長さおよび支持状態を改善でき
る。しかも、全型締ユニットの精度が向上される。

【００１９】本発明のより以上の実施態様及び利点は、
従属請求項および以下の図面の説明からあきらかであろ
う。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。

【００２１】装置は、ボール転動スピンドル１６および
ボール転動スピンドルと共働するナット１４の形の少な
くとも２つの部材からなるボール転動スピンドル機構を
空転しないよう固定するのに役立つ。ネジスピンドル１
６またはナット１４の一方は、第１部材として空転しな
いよう軸支され、一方、他方の部材は、回転自在であ
り、弾性もどし手段１８の力に抗してネジスピンドル１
６の縦方向へ可動に支持される。この場合、ボール転動
スピンドル機構は、一方では、ネジスピンドル１６また
はナット１４が支持される支持要素１３に軸支される。
ボール転動スピンドル機構１０は、他方では、ボール転
動スピンドル機構１０の回転自在の部材を回転する駆動
装置１５を介して線形に駆動される第１構造グループ
（運動ユニット４７）に可動に軸支される。この場合、
上記線形運動によって、第１構造グループは別の構造グ
ループに当接される。ボール転動スピンドル機構１０の
第１部材は、第１構造グループに空転しないよう不動に
支持するのが好ましい。

【００２２】負荷時にボール転動スピンドル１６の逆回
転を避けるため、第１構造グループが第２構造グループ
に当接した場合、他方の回転自在な部材は、ボール転動
スピンドル機構の次の支持点または第１構造グループに
当接することによって、外力によって誘起される反力に
もとづきもどし手段１８の力を克服して回転しないよう
確保される。しかしながら、ブロック手段１７は、双方
の構造グループの相互当接時にも、第１構造グループま
たは支持要素１３から離隔されるよう配置されている。
外力が現れた場合、第１構造グループとブロック手段１
７との間または支持要素１３とブロック手段１７との間
の間隔が消失されるまで、他方の回転自在の部材は、駆
動装置１５を介して回転しないよう確保される。

【００２３】この装置は、種々のマシン（特に、合成樹
脂等の射出成形機）に多重に使用できる。なぜならば、
この場合、２段運動が多重に行われるからである。従っ
て、以下では、図示の合成樹脂射出成形機を参照して、
更に詳細に云えば、この種の成形機の型締ユニットを参
照して本発明を説明する。

【００２４】この限りにおいて、第１構造グループは、
ボール転動スピンドル機構によって駆動される可動の型
ホルダ１１である。この型ホルダは、別の構造グループ
として構成された定置の型ホルダ１２に当接する。この
場合、閉鎖力を加える装置２４を介して外力が形成され
る。

【００２５】閉鎖力を加える装置は、形状結合中、ボー
ル転動スピンドル機構にもとづき作動される。ボール転
動スピンドル機構１０は、力伝達手段２５によって定置
の型ホルダと結合される支持要素１３に支持されてい
る。

【００２６】閉鎖方向へ可動の型ホルダ１１から見て、
第１支持要素１３の後ろには、閉鎖力を加える装置を支
持するための別の支持要素３１が設けてある。この装置
は、作動時に、全体として保持力伝達装置をなすボール
転動スピンドル機構１０、支持要素１３および可動の型
ホルダ１１に負荷する。一方、閉鎖力発生機構は、単一
の装置である。

【００２７】即ち、力結合状態（力の伝達可能な結合状
態）は、可動の型ホルダ１１から出発して、まず、第１
装置を介して、伝達要素を介して別の支持要素３１に結
合された支持要素１３まで行われる。この限りにおい
て、支持要素１３および可動の型ホルダは、力伝達手段
にも可動に保持される。この場合、力結合は、図示の実
施例の場合には支持ロッド（Holme）として構成された
力伝達手段２５を介して定置の型ホルダ１２まで行われ
る。しかしながら、力伝達手段として、上記支持ロッド
の代わりに、閉鎖力（ないし締付力）を型取付スペース
のまわりに導く要素を設けることもでき、あるいは、マ
シン脚を力伝達手段として設けることができる。型締ユ
ニット全体は、定置の型ホルダ１２においてのみ、固定
手段３６を介してマシン脚２６に結合されている。

【００２８】閉鎖力印加装置２４として、液圧駆動装置
が設けてあり、突起１３ｃは、ボルト２９を介して液圧
駆動ユニットのピストン２４ａに結合される。液圧駆動
ユニットは、シリンダカバー２４ｂによって閉鎖された
シリンダチャンバ２８を有する。運動は、型開放時にも
第１支持要素１３と別の支持要素３１との間に明確な間
隔を保持する弾性もどし手段２７の力に抗して行われ
る。

【００２９】ボール転動スピンドル機構は、２つのボル
ト転動スピンドルを有する。なぜならば、かくして、大
きいもどし回転モーメントが、成形型保持時に、部分的
に消失し、従って、案内系に殆ど負荷しないからであ
る。ボルト転動スピンドル１６は、支持要素３７を介し
て型締ユニットに支持されたナット１４と共働する。支
持要素３７は、更に、引張アンカ３８を介して可動の型
ホルダに結合されている。引張アンカ３８は、支持要素
３７と可動の型ホルダとの間に筒体４６を締付固定す
る。かくして、それ自体で剛で案内し易い運動ユニット
４７は、上記の諸部材から形成され、従って、マシン精
度が向上される。この運動ユニットの長さは、ボルト転
動スピンドルを受容する筒体４６によって、即ち、スピ
ンドルストロークによって決定される。ボルト転動スピ
ンドル１６−１つだけ設けてあってもよい−の駆動は、
ベルト車２０，２１を駆動する２つのベルトを電動機シ
ヤフト１５ａを介して駆動する駆動装置１５を介して行
う。

【００３０】閉鎖力を加えた際にボルト転動スピンドル
１６の逆回転を避けるため、ブロック手段１７が設けて
ある。ブロック手段１７は、収縮ばめ（焼ばめ）手段４
３を介してネジスピンドル１６の軸１６ａに固定したブ
ロックデイスク１７ａを含む。軸１６ａ自体は、軸受５
０を介して軸支され、弾性もどし手段１８の力に抗して
スピンドルの縦方向へ可動である。閉鎖力を加えると、
ブロックデイスク１７ａが支持要素１３と当接する。ブ
ロックデイスク１７ａは、ボルト転動スピンドル１６の
縦方向へ延びブロック操作時に支持リング１９の逆方向
へ向く環状突起１９ａと力結合（当接−圧接・摩擦結
合）可能に配された周囲のリング１７ｂを有する。リン
グ１７ｂおよび環状突起１９ａには、場合によっては、
形状結合のため歯列を設けることもできる。支持リング
１９は、ボルト３２を介して突起１３ｃに結合され、こ
れら双方の要素は、相互間に、軸１６ａの軸受を受容す
る。図示の実施例の場合、ブロックデイスク１７ａは、
同時に、ベルト車２０，２１のボスを成す。なお、ナッ
トの役割とスピンドルの役割とは置換できる。

【００３１】ブロックデイスク１７ａのリング１７ｂと
支持リング１９の環状突起１９ａとの間の間隔ｂは、成
形型は閉鎖されているが閉鎖力を加えてない状態では、
ピストン２４ａのストロークａよりも小さい。閉鎖力印
加装置２４において、液圧駆動装置以外の駆動装置（例
えば、電磁式偏心カム駆動装置）も考えられる。

【００３２】作動は、基本的に、まず、ボール転動スピ
ンドルによって成形型３３が閉鎖されるよう、行われ
る。間隔ｂは、成形型の双方の半部が互いに当接するま
で、弾性もどし手段１８によって一定に保持される。次
いで、閉鎖力印加装置２４を始動する。この場合、ま
ず、間隔ｂがゼロとなる。この時点において、駆動装置
１５は、逆回転が阻止されるよう、なお作動しなければ
ならない。しかしながら、間隔ｂが消失すると直ちに、
力結合状態にもとづき、ボール転動スピンドル１６がブ
ロックされ、かくして、力の印加中、ブロック装置は、
なお、パワーラインに組込まれた加圧要素としての役割
を有するに過ぎない。即ち、軸受には、なお、型ホルダ
の運動時にはブロッキングがおこらず、閉鎖力印加装置
２４が始動されて始めてブロッキングが開始されるよう
調整された板バネの力が負荷されている。ブロッキング
後、駆動装置１５は停止され、従って、エネルギが節減
される。ブロック装置は、ブロックデイスク１７ａと支
持リング１９との間にスリップが生じないよう構成する
のが好ましい。従って、閉鎖力印加装置２４の作動にも
とづき双方の部材が当接するまで、駆動装置１５は運転
されるので、双方の部材は、停止状態において、即ち、
ブロックデイスクの停止時、相互にぶつかり、かくし
て、力結合（摩擦圧接）または形状結合（噛合）による
圧接を行う。

【００３３】型締ユニット全体は、垂直中心線に関して
十分に対称に構成されている。装置の双方のベルト車
は、閉鎖方向へ見て相互にずれている（図２，７）。し
かしながら、特に２つのボール転動スピンドルの対称配
置には、必要に応じて、双方のスピンドルの間にエゼク
タユニットを設けることができるという利点もある。更
に、定置の型ホルダには、射出成形型のキヤビテイまで
射出成形ユニットを送るための貫通口１２ａが設けてあ
る。

【００３４】閉鎖力印加装置２４は、更に、閉鎖力の調
節を行うことができる。即ち、一方では、まず、型半部
を当接させることができ（図１に破線で示した形状結合
状態にける間隙寸法ｃ＝０に対応）、次いで、装置を所
定の如く作動し、かくして、所望の設定可能な所定保持
力を構成する。これは、型締ユニットの全力を受けては
ならない射出成形型が成形機内にある場合に特に望まし
い。

【００３５】他方、例えば、まず、任意の間隙寸法ｃが
生ずるよう型半部を統合し、第２装置で型締ユニットを
その終点位置に移行させることによって、射出成形を実
施できる。かくして、加える最大力の上限を制限でき
る。

【００３６】調節には、調節パラメータを求める各種の
補助手段が必要であり、このため、例えば、可動の型ホ
ルダの位置測定のため、絶対値測定系を含むサーボモー
タを設けることができる。増分ストローク測定系を有す
るモータを使用する場合、更に、スピンドル軸線に平行
に設置され、可動の型ホルダの実際位置を確実に指示す
る別個の線形ポテンシヨメータを使用できる。しかも、
支持ロッドの力測定ボルトによって正しい閉鎖力を調整
できる。しかしながら、力測定ボルトまたは圧力測定箱
は、パワーライン内の任意の箇所に（例えば、偏心器の
場合には支持ボルトに）設けることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１に示す基本構成によっ
て、射出成形ユニット等の如く、線形移動の比較的大き
なストロークと、締付後の大きな閉鎖力（ないし締付力
の印加・保持を必要とする装置において、装置の寿命及
び耐摩擦性を、適切に向上することができる。即ち、線
形移動は、ボール転動スピンドルによって行い、当接後
は、ボール転動スピンドルの空転を阻止する機構を備え
ると共に弾性もどし機構を備えることにより、当接後に
大きな閉鎖力を無理なく印加できる。本発明に基本構成
と基づき、各従属項に示す態様のさらなる展開が可能と
なる。その効果、利点は、前述の通りである。

【図面の簡単な説明】

【図１】射出成形機の型締ユニットに組込んだ装置を示
すための射出成形機の側面図である。

【図２】図１の射出成形機の正面図である。

【図３】図２の装置の範囲の部分拡大図である。

【図４】図３の部分拡大図である。

【符号の説明】

１０ ボルト転動スピンドル機構 １３ 支持要素 １４ ナット １５ 駆動装置（電動機） １６ ボルト転動スピンドル １７ ブロック手段 １８ もどし手段 ｂ 間隔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボール転動スピンドル機構（１０）を空転
   しないよう固定する装置であって、 一方においてボール転動スピンドル（１６）の形の且つ
   他方において該ボール転動スピンドル（１６）と共働す
   るナット（１４）の形の少なくとも２つの部材（但しこ
   れら２つの部材のうち第１部材は、空転しないよう軸支
   され、一方、これら２つの部材のうち他方の回転自在の
   部材は、弾性もどし手段（１８）の力に抗してボール転
   動スピンドル（１６）の縦方向へ可動なよう軸支されて
   いる）と；該ボール転動スピンドル（１６）の該他方の
   回転自在の部材を支持する支持要素（１３）と；別の構
   造グループに当接するまで第１構造グループの線形運動
   を形成するため該他方の回転自在の部材を回転する駆動
   装置（１５）と；上記当接時に、外力によって誘起され
   る反力にもとづき該弾性もどし手段（１８）の力を克服
   して第１構造グループまたは支持要素（１３）に該他方
   の回転自在の部材を回転しないよう固定するブロック手
   段（１７）と；を有する形式のものにおいて、 当接時には、ブロック手段（１７）が、第１構造グルー
   プまたは支持要素（１３）から離隔され、 駆動装置（１５）によって外力が発生した際には、第１
   構造グループとブロック手段（１７）との間のまたは支
   持要素とブロック手段（１７）との間の間隔（ｂ）が消
   失するまで、前記他方の回転自在の部材が回転しないよ
   う確保されることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】ボール転動スピンドル機構（１０）が、合
   成樹脂等の射出成形機の型締ユニットの第１構造グルー
   プとしての可動の型ホルダ（１１）を別の構造グループ
   として構成された定置の型ホルダ（１２）に当接させ、
   閉鎖力を加える装置（２４）が、外力を形成することを
   特徴とする請求項１の装置。
3. 【請求項３】前記ブロック手段（１７）として、前記弾
   性もどし手段（１８）の力に抗して第１支持要素（１
   ３）と結合されるブロック板（１７ａ）が前記ボール転
   動スピンドル（１６）の軸（１６ａ）に設けてあること
   を特徴とする請求項１または２の装置。
4. 【請求項４】閉鎖力および外力を加える装置（２４）を
   支持するため、作動時に前記ボール転動スピンドル機構
   （１０）と前記支持要素（１３）と可動の型ホルダ（１
   １）に負荷する別の支持要素（３１）が設けてあること
   を特徴とする請求項１〜３の１つに記載の装置。
5. 【請求項５】前記支持要素（１３）が、閉鎖方向（ｓ−
   ｓ）へ可動に保持され、突起（１３ｃ）を介して、閉鎖
   力を加える装置として構成された液圧駆動ユニットのピ
   ストン（２４ａ）に結合されており、上記ピストンが、
   好ましくは、弾性もどし手段（２７）に負荷でき、別の
   支持要素（３１）から力を伝達することを特徴とする請
   求項１〜４の１つに記載の装置。
6. 【請求項６】前記ブロック板（１７ａ）のリング（１７
   ｂ）と支持リング（１９）の環状突起（１９ａ）との間
   の間隔（ｂ）が、成形型の閉鎖時に且つ閉鎖力を加える
   前には、ピストン（２４ａ）のストローク（ａ）よりも
   小さいことを特徴とする請求項３〜５の１つに記載の装
   置。
7. 【請求項７】可動の型ホルダ（１１）が、ガイド（４
   ５）に案内され運動ユニット（４７）として構成された
   前記第１構造グループの部分であり、前記ボール転動ス
   ピンドル（１６）を受容するパイプ（４６）と、支持要
   素と、上記部分を固定する引張アンカ（３８）を有し、
   第１装置から負荷されることを特徴とする請求項１〜６
   の１つに記載の装置。