JPH10286854A - 電動式型締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動式型締装置の耐久性を向上させ、制御精度
を高くし、かつ、電動式型締装置を小型化することがで
きるようにする。 【解決手段】可動プラテン３５と、回転を発生させ、該
回転に基づいて前記可動プラテン３５を進退させるモー
タと、該モータによって発生させられた回転を出力する
出力軸と、該出力軸の回転運動を直線運動に変換するボ
ールねじ軸及びボールナットとを有する。前記モータに
よって発生させられた回転による位置が直接検出され
る。この場合、モータによって発生させられた回転によ
る出力軸の回転運動を前記ボールねじ軸及びボールナッ
トによって直線運動に変換し、可動プラテン３５を進退
させるようになっているので、ベルトを使用する必要が
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式型締装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機においては、加熱シリ
ンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を高圧で金
型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビテ
ィ空間内において樹脂を冷却し、固化させることによっ
て成形品を成形するようにしている。

【０００３】そのために、前記金型装置は固定金型及び
可動金型から成り、トグル機構により前記可動金型を進
退させ、前記固定金型に対して接離させることによっ
て、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができるよう
になっている。そして、前記トグル機構は、油圧シリン
ダ、電動モータ等によって作動させられる。

【０００４】図２は従来の電動式型締装置の概略図、図
３は従来の電動式型締装置の側面図である。図におい
て、２５は可動プラテンであり、該可動プラテン２５の
前端 (図２における右端) には図示しない可動金型が取
り付けられる。前記可動プラテン２５は、後述するトグ
ル機構によって、図示しない固定プラテンとトグルサポ
ート１８との間に架設されたタイバー２４に沿って進退
させられる。また、前記可動プラテン２５の後端 (図２
における左端) にはエジェクタピン送り装置１６が配設
される。

【０００５】そして、前記トグルサポート１８と可動プ
ラテン２５との間には、トグル機構が配設され、クロス
ヘッド１７をトグルサポート１８側と可動プラテン２５
側との間で進退させることによって、トグル倍率を乗じ
た型締力を発生させ、該型締力によって前記可動プラテ
ン２５を前進（図２における右方に移動）させ、型締め
を行うことができるようになっている。

【０００６】そのために、前記トグル機構は、前記クロ
スヘッド１７に対して揺動自在に支持されたトグルレバ
ー１９、前記トグルサポート１８に対して揺動自在に支
持されたトグルレバー２０、前記可動プラテン２５に対
して揺動自在に支持されたトグルアーム２１から成り、
前記両トグルレバー１９、２０間、及びトグルレバー２
０とトグルアーム２１との間がそれぞれリンク結合され
る。

【０００７】また、ボールねじ軸１５が、ベアリング１
５ａを介して前記トグルサポート１８に対して回転自在
に支持され、前記ボールねじ軸１５と前記クロスヘッド
１７の内側に配設された図示しないボールナットとが螺
（ら）合させられる。そして、前記ボールねじ軸１５を
回転させるために、前記トグルサポート１８の側面にサ
ーボモータ１１が取り付けられ、該サーボモータ１１の
プーリ１３ａと、前記ボールねじ軸１５の先端に取り付
けられたプーリ１３ｂとの間にベルト１２が張設され
る。

【０００８】したがって、前記サーボモータ１１を駆動
して前記ボールねじ軸１５を矢印Ａ方向に回転させる
と、ボールねじ軸１５の回転運動が前記ボールナットの
直線運動に変換させられ、前記クロスヘッド１７は矢印
Ｂ方向に進退させられる。すなわち、前記クロスヘッド
１７を図２の上半分のように前進させると、トグル機構
が伸展して可動プラテン２５が前進させられ、型閉じ及
び型締めが行われ、前記クロスヘッド１７を図２の下半
分のように後退させると、トグル機構が屈曲して可動プ
ラテン２５が後退させられ、型開きが行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電動式型締装置においては、成形を行うために可動
プラテン２５が繰り返し進退させられるので、前記ベル
ト１２が摩耗したり破断したりして電動式型締装置の耐
久性が低下してしまう。したがって、ベルト１２を比較
的短時間で交換する必要が生じるとともに、該ベルト１
２の摩耗粉によって射出成形機の周囲を汚してしまう。

【００１０】また、ベルト１２を強力に張る必要がある
ので、ボールねじ軸１５に偏心荷重が加わり、該ボール
ねじ軸１５の作動効率が低くなってしまう。さらに、ベ
ルト１２に伸びが発生するので、セミクローズド制御に
なり、電動式型締装置の制御精度が低くなってしまう。
そこで、前記ベルト１２の硬度を高くして電動式型締装
置の耐久性を向上させることが考えられるが、硬度の高
いベルト１２を使用して高速で型締装置を作動させる
と、騒音が発生してしまう。

【００１１】また、サーボモータによってボールねじ軸
を直接駆動することも考えられるが、通常のサーボモー
タは、スラスト力を受けることができない。したがっ
て、スラスト力を受けるためにベアリング、ベアリング
ケース等を取り付ける必要がある。さらに、サーボモー
タの出力軸は一般に中実であるので、ボールねじ軸と連
結するために所定の連結部品が必要になってしまう。

【００１２】そして、サーボモータ自体の軸方向寸法が
大きくなるだけでなく、ベアリング、ベアリングケー
ス、連結部品等を配設する必要があるので、電動式型締
装置がその分大型化してしまう。本発明は、前記従来の
電動式型締装置の問題点を解決して、耐久性を向上させ
ることができ、射出成形機の周囲を汚すことがなく、制
御精度を高くすることができ、かつ、小型化することが
できる電動式型締装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電
動式型締装置においては、可動プラテンと、回転を発生
させ、該回転に基づいて前記可動プラテンを進退させる
モータと、該モータによって発生させられた回転を出力
する出力軸と、該出力軸の回転運動を直線運動に変換す
るボールねじ軸及びボールナットとを有する。

【００１４】そして、前記モータによって発生させられ
た回転による位置が直接検出される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施の形態における電動式型締装置の外観図、図４は本
発明の実施の形態におけるサーボモータの断面図、図５
は本発明の実施の形態におけるサーボモータの外観図で
ある。

【００１６】図において、３６は固定プラテン、４１は
トグルサポート、３４は前記固定プラテン３６とトグル
サポート４１との間に架設されたタイバー、３５は前記
固定プラテン３６と対向させて配設され、前記タイバー
３４に沿って進退自在に配設された可動プラテンであ
り、前記固定プラテン３６における可動プラテン３５と
対向する面に図示しない固定金型が、前記可動プラテン
３５における前記固定プラテン３６と対向する面に図示
しない可動金型が取り付けられる。

【００１７】また、前記可動プラテン３５の後端 (図１
における左端) には、離型時に図示しないエジェクタピ
ンを突き出すためのエジェクタピン送り装置２６が配設
される。該エジェクタピン送り装置２６においては、エ
ジェクタ用のサーボモータ３２によってエジェクタロッ
ド２７をストロークＳａだけ進退させるようになってい
る。

【００１８】そして、前記可動プラテン３５とトグルサ
ポート４１との間には、後述するトグル機構が配設さ
れ、型締め用のサーボモータ３１を駆動し、クロスヘッ
ド３８を進退させることによって、トグル倍率を乗じた
型締力を発生させ、該型締力によって前記可動プラテン
３５を前進（図１における右方に移動）させ、型締めを
行うことができるようになっている。

【００１９】そのために、前記トグル機構は、前記クロ
スヘッド３８に対して揺動自在に支持されたトグルレバ
ー３９、前記トグルサポート４１に対して揺動自在に支
持されたトグルレバー４０、前記可動プラテン３５に対
して揺動自在に支持されたトグルアーム３３から成り、
前記両トグルレバー３９、４０間、及びトグルレバー４
０とトグルアーム３３との間がそれぞれリンク結合され
る。

【００２０】次に、前記サーボモータ３１について説明
する。該サーボモータ３１は、前記トグルサポート４１
に取り付けるための皿状の第１フランジ５４、該第１フ
ランジ５４と所定の距離を置いて配設された皿状の第２
フランジ５５、及び前記第１フランジ５４と第２フラン
ジ５５との間に配設された筒状のフレーム６２から成る
モータケースを備え、該モータケースに対して中空の出
力軸５０が回転自在に支持される。

【００２１】そのために、該出力軸５０の後端（図４に
おける左端）がスラストベアリング５７によって、前端
（図４における右端）がスラストベアリング５８によっ
てスラスト方向及びラジアル方向に回転自在に支持され
る。そして、前記出力軸５０を回転させるために、前記
フレーム６２にステータ６１が、前記出力軸５０にロー
タ６０がそれぞれ固定され、また、前記ステータ６１に
コイル４５が配設される。なお、前記第１フランジ５４
と第２フランジ５５との間にボルト５９が配設され、該
ボルト５９を締め付けることによって、前記ステータ６
１を第１フランジ５４と第２フランジ５５とによって挟
むことができる。

【００２２】また、前記出力軸５０の後端には固定用ナ
ット４６が螺合され、出力軸５０の前端にはボールナッ
ト５１がボルト５３によって固定される。したがって、
該ボルト５３を締め付けることによって、両スラストベ
アリング５７、５８を前記固定用ナット４６とボールナ
ット５１とによって挟むことができる。そして、前記ボ
ールナット５１と螺合させ、前記出力軸５０を貫通させ
てボールねじ軸６３が配設され、該ボールねじ軸６３の
先端に前記クロスヘッド３８が固定される。なお、該ク
ロスヘッド３８は回り止めされる。

【００２３】したがって、前記コイル４５に電流を供給
すると、ロータ６０に回転が発生させられ、その回転が
出力軸５０を介してボールナット５１に伝達される。そ
の結果、ボールナット５１とボールねじ軸６３との螺合
によって、ボールナット５１の矢印Ａ方向の回転運動が
ボールねじ軸６３の矢印Ｂ方向の直線運動に変換され、
ボールねじ軸６３及びクロスヘッド３８がストロークＳ
ｂだけ進退させられる。すなわち、前記クロスヘッド３
８を前進させると、トグル機構が伸展して可動プラテン
３５が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われ、前記
クロスヘッド３８を後退させると、トグル機構が屈曲し
て可動プラテン３５が後退させられ、型開きが行われ
る。

【００２４】このように、本実施の形態においては、サ
ーボモータ３１によって発生させられた回転運動を直線
運動に変換し、トグル機構を直接作動させるようになっ
ているので、ベルトを使用する必要がない。したがっ
て、電動式型締装置の耐久性を向上させることができる
とともに、射出成形機の周囲を汚すことがなくなる。ま
た、フルクローズド制御を行うことができるので、電動
式型締装置の制御精度を高くすることができる。

【００２５】そして、出力軸５０内においてボールねじ
軸６３を進退させてサーボモータ３１とボールねじ軸６
３とを一体化し、かつ、サーボモータ３１を扁平（へん
ぺい）化するようしているので、電動式型締装置の軸方
向寸法を小さくすることができるだけでなく、従来の油
圧式型締装置との置換えが可能になり、取付けも容易に
なる。

【００２６】また、前記サーボモータ３１を制御するた
めに、前記出力軸５０の後端を包囲させてブラケット４
７が配設され、該ブラケット４７にエンコーダ４８が固
定され、該エンコーダ４８によってロータ６０の回転数
を直接検出することができるようになっている。したが
って、クロスヘッド３８の位置を正確に検出することが
できる。

【００２７】ところで、前記サーボモータ３１を駆動す
ることによって出力軸５０及びボールナット５１を回転
させるようになっているので、イナーシャが大きいと回
転数を制御する際に遅れが発生することがある。そこ
で、出力軸５０及びボールナット５１を肉薄化し、イナ
ーシャを小さくしている。また、サーボモータ３１の出
力軸５０に加わるラジアル荷重、及び型締力の反力とし
て加わるスラスト力を一つのスラストベアリング５８に
よって受けることができるので、部品点数を少なくする
ことができる。

【００２８】したがって、電動式型締装置のコストを低
くすることができ、電動式型締装置を小型化することが
できる。この場合、プーリ１３ａ、１３ｂの減速作用を
利用することはできないので、高トルクのサーボモータ
３１が必要になるが、容量の大きなモータ用のステータ
６１を利用し、多くの電流を供給するようにしている。
また、サーボモータ３１の側面に大きな風穴７１、７２
を形成し、冷却用ファン７３によって吸気及び排気を行
い、コイル４５及びステータ６１の温度が上昇するのを
抑制するようにしている。

【００２９】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、電動式型締装置においては、可動プラテンと、回
転を発生させ、該回転に基づいて前記可動プラテンを進
退させるモータと、該モータによって発生させられた回
転を出力する出力軸と、該出力軸の回転運動を直線運動
に変換するボールねじ軸及びボールナットとを有する。

【００３１】そして、前記モータによって発生させられ
た回転による位置が直接検出される。この場合、モータ
によって発生させられた回転による出力軸の回転運動を
前記ボールねじ軸及びボールナットによって直線運動に
変換し、可動プラテンを進退させるようになっているの
で、ベルトを使用する必要がない。

【００３２】したがって、電動式型締装置の耐久性を向
上させることができるとともに、射出成形機の周囲を汚
すことがなくなる。また、フルクローズド制御を行うこ
とができるので、電動式型締装置の制御精度を高くする
ことができる。しかも、出力軸内においてボールねじ軸
を進退させるようにしているので、電動式型締装置の軸
方向寸法を小さくすることができるだけでなく、油圧式
型締装置との置換えが可能になり、取付けも容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における電動式型締装置の
外観図である。

【図２】従来の電動式型締装置の概略図である。

【図３】従来の電動式型締装置の側面図である。

【図４】本発明の実施の形態におけるサーボモータの断
面図である。

【図５】本発明の実施の形態におけるサーボモータの外
観図である。

【符号の説明】

３１ サーボモータ ３５ 可動プラテン ４８ エンコーダ ５０ 出力軸 ５１ ボールナット ６３ ボールねじ軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）可動プラテンと、（ｂ）回転を発
   生させ、該回転に基づいて前記可動プラテンを進退させ
   るモータと、（ｃ）該モータによって発生させられた回
   転を出力する出力軸と、（ｄ）該出力軸の回転運動を直
   線運動に変換するボールねじ軸及びボールナットとを有
   するとともに、（ｅ）前記モータによって発生させられ
   た回転による位置が直接検出されることを特徴とする電
   動式型締装置。