JP2679917B2

JP2679917B2 - 射出成形機における型締装置

Info

Publication number: JP2679917B2
Application number: JP4181807A
Authority: JP
Inventors: 操藤川
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1992-06-16
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JPH05345340A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機における型
締装置に係り、詳しくは回転モータと油圧アクチュエー
タを用いるハイブリットタイプの型締装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、電動モータと油圧アクチュエータ
を用いたハイブリットタイプの型締装置として、例えば
特開平２−４５１１１号公報、特開平２−１２１８０７
号公報及び特開平２−１４３８１２号公報にて示される
ものが提案されている。

【０００３】該ハイブリットタイプの型締装置は、伝動
モータにて駆動されるボールネジ及びナットと、油圧に
より型締力を発生する型締ラムと、該型締ラムの当接に
より前記ボールナットの回転を停止する摩擦クラッチ部
と、を有している。

【０００４】そして、型開及び型閉時は、電動モータに
基づきボールナットを回転し、これによりボールネジを
進退して該ネジ先端に連結されている可動盤を移動す
る。また、型締時は、油圧により型締ラムを移動し、該
ラムの摩擦クラッチ部がボールナットに当接することに
よりボールナットがボールネジのリードに沿って自転す
ることを阻止して、該型締ラムが、ナットと共にボール
ネジを移動して可動盤に大きな締付力を発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述型締装
置は、型締時に摩擦クラッチ部によりボールナットの自
転を阻止する関係上、ボールナットを回転してボールネ
ジを移動する型開及び型閉時に上記摩擦クラッチ部を開
放する必要がある。このため、型締ラムは、油圧による
型締ストロークに加えて摩擦クラッチ部の係脱ストロー
ク分移動する必要があり、該クラッチ係脱ストローク用
として特別な圧油室（特開平２−４５１１１号公報、）
及びスプリング（特開平２−１２１８０７号公報、特開
平２−１４３８１号公報）を設けている。

【０００６】従って、上述型締装置は、構造が複雑にな
ると共に、締付ラムの移動制御が複雑になっている。

【０００７】また、上述型締装置にあっては、大きな力
を必要とする型締時には油圧を用い、大きな力を必要と
しない型開・型閉時には電動モータを用いているが、型
開開始時、即ち成形樹脂から金型を離す離型時は、樹脂
の接着力に抗して金型を移動するため比較的大きな力を
要する。しかし、上述型締装置は、該離型時においても
電動モータにて可動盤を移動するので、比較的大きな電
動モータを必要とし、イナーシャの大きなボールネジ装
置の採用と相俟って、型締装置を大型化するとともにコ
ストアップの原因となっている。

【０００８】そこで、本発明は、上述クラッチ部をなく
して型締ラムの移動を単純化し、かつ離型時、油圧によ
り可動盤を作動することにより、上述課題を解決した射
出成形機における型締装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、可動盤（３）に固定された雄
ネジ（９）と、回転モータ（Ｍ）に連動しかつ該雄ネジ
に螺合しているナット部材（１３）と、該ナット部材を
回転自在に支持すると共にバック盤（５）に軸方向に所
定量移動自在に支持されている型締ラム（１２）と、を
備えてなる、射出成形機における型締装置において、型
締時、油圧が供給されて前記型締ラム（１２）を型閉方
向に移動する型締用油圧室（Ｂ）と、離型時、油圧が供
給されて前記型締ラム（１２）を型開方向に移動する離
型用油圧室（Ａ）と、型締時及び離型時に、前記ナット
部材（１３）が前記雄ネジ（９）との間で回転すること
を阻止する回転防止手段（２７，２７´）（Ｍ，９）
と、前記ナット部材の側面（１３ａ）と前記型締ラムの
平面部（４０）とで構成され、型開及び型閉時、前記回
転モータ（Ｍ）に基づく前記ナット部材（１３）の回転
を滑りにより許容し、かつ型締時、前記型締ラム（１
２）の移動を前記ナット部材（１３）に伝達する滑り当
接面（Ｓ）と、を備えてなることを特徴とする。

【００１０】一例として、前記回転防止手段が、前記回
転モータ（Ｍ）から前記ナット部材（１３）への伝達経
路に作用して該ナット部材の回転を停止するブレーキ
（２７，２７´）である。

【００１１】他の例として、前記雄ネジ（９）及びナッ
ト部材（１３）が、角ネジ又は台形ネジ等の送りネジで
あり、かつ前記回転防止手段が、停止保持状態にある前
記回転モータ自体（Ｍ）及び／又は前記リード角を小さ
く設定した前記送りネジ自体（９，１３）である。

【００１２】

【作用】以上構成に基づき、型閉時、回転モータ（Ｍ）
を正方向に回転してナット部材（１３）を回転する。す
ると、該ナット部材（１３）に螺合している雄ネジ
（９）は矢印Ｃ方向に移動して型閉位置に至る。この
際、滑り当接面（Ｓ）は当接状態にあるが、型閉時の押
圧力は小さいので、ナット部材（１３）の回転支持（２
０）と相俟って、該滑り当接面（Ｓ）は滑りによりナッ
ト部材（１３）のなめらかな回転を許容する。

【００１３】型締時、ブレーキ（２７）等の回転防止手
段によりナット部材（１３）の回転を阻止した状態で、
型締用油圧室（Ｂ）に油圧を供給する。すると、型締ラ
ム（１２）は、滑り当接面（Ｓ）の当接によりナット部
材（１３）を矢印Ｃ方向に移動し、油圧に基づく大きな
力にて雄ネジ（９）及び可動盤（３）を移動する。そし
て、射出成形工程にあっては、該大きな締付力にて、可
動盤（３）を該型締位置に保持する。

【００１４】離型時、回転防止手段によりナット部材
（１３）の回転を阻止したままで、型締用油圧室（Ｂ）
の油圧をドレーンすると共に、離型用油圧室（Ａ）に油
圧を供給する。すると、型締ラム（１２）はナット部材
（１３）と共に矢印Ｄ方向に移動し、これにより油圧に
よる比較的大きな力にて、可動盤（３）を離型位置に移
動する。

【００１５】型開時、回転防止手段を解除すると共に、
回転モータ（Ｍ）を逆転方向に回転し、ナット部材（１
３）を回転する。これにより、雄ネジ（９）は矢印Ｄ方
向に移動して、可動盤（３）は型開位置となる。この
際、型閉時と同様に、滑り当接面（Ｓ）は滑って、ナッ
ト部材（１３）の自由な回転を阻害することはない。

【００１６】なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものではあるが、何等本発明の構成を限定す
るものではない。

【００１７】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。

【００１８】射出成形機の型締装置１は、図１に示すよ
うに、固定盤２、可動盤３及びバック盤５を有してお
り、固定盤２とバック盤５との間に複数のタイバー６が
延びており、該タイバー６に前記可動盤３が往復動自在
に案内されている。そして、固定盤２及び可動盤３には
それぞれ金型７ａ，７ｂが装着されており、これら金型
は協働して、固定盤２方向から射出される樹脂を充填す
るキャビィティを構成する。また、可動盤３の背面には
雄ネジ９が固定されており、該雄ネジ９はバック盤５を
貫通して延び、該バック盤５に装備されたナット部材及
び油圧室等と相俟って、電気・油圧ハイブリットタイプ
の型締駆動装置１０を構成している。更に、バック盤５
にはリニアスケール１１が固定されており、該スケール
１１は可動盤３に固定されているバー部材１１ａを検知
して、可動盤３の位置を電気的に検知し得る。また、バ
ック盤５には１個のＡＣモータ等の電気モータＭが設置
されている。

【００１９】そして、ハイブリットタイプの型締駆動装
置１０は、図２に示すように、雄ネジ９、型締ラム１２
及びナット部材１３を備えており、型締ラム１２はバッ
ク盤５の中央部分に成形された段付き孔５ａに軸方向所
定量移動自在に嵌合されている。該型締ラム１２は内側
部に環状切欠き１２ａが形成されており、かつ該切欠き
１２ａに嵌合するリング板１５が前記バック盤５に固定
されている。そして、該切欠き１２ａを囲むように複数
のＯリングが装着されて油密状に構成され、これにより
離型用油圧室Ａを構成している。

【００２０】一方、型締ラム１２の外側部は段付き状に
構成されており、該段付き部は前記バック盤５の段付き
孔部と相俟って型締用油圧室Ｂを構成している。該型締
用油圧室ＢはＯリングにより油密状に構成され、かつ前
記離型用油圧室Ａに比して大きな受圧面積を有してい
る。更に、該型締ラム１２の小径環状部１２ｂには外方
に突出したピン１６が植設されており、該ピン１６は、
バック盤５から延びているブラケット１７に形成された
孔１７ａに嵌挿して、型締ラム１２が回転することを阻
止している。

【００２１】また、型締ラム１２の中心部にも段付き孔
１９が形成されている。そして、該段付き孔１９の大径
部１９ａにはボールベアリング２０が装着されており、
該ベアリング２０にてナット部材１３が回転自在に支持
されている。該ナット部材１３は前述した可動盤３に固
定されている雄ネジ９に螺合しており、かつ該雄ネジ９
及びナット部材１３は角ネジ又は台形ネジ等の送りネジ
からなる。また、ナット部材１３にはタイミングプーリ
２１が固定されており、また前記電動モータＭの出力軸
２２にもプーリ２３がスプライン係合されており、これ
ら両プーリ２１，２３にタイミングベルト２５が巻き掛
けられている。また電動モータＭの出力軸２２にはパル
スエンコーダ２６が連結されており、モータＭの回転
数、従ってナット部材１３の回転数から可動盤３の位置
を検出し得る。更に、プーリ２３に臨んで油圧ブレーキ
２７が配設されており、該ブレーキ２７はプーリ２３を
挟んで、プーリ２３及びナット部材１３の回転を停止し
得る。なお、ブレーキは油圧キャリパーブレーキに限ら
ず、モータＭに一体に組み込まれた電磁ブレーキ２７´
又は他の油圧ブレーキでもよいことは勿論である。

【００２２】一方、前記段付き孔１９の小径部１９ｂに
は前記雄ネジ９を覆うように円筒状のケース２９が固定
されており、また大径部１９ａの開放部にはオイルシー
ル３０が装着されており、該ケース２９及びオイルシー
ル３０にてオイル溜り２８が形成されている。更に、ナ
ット部材１３の内端側にはネジシール３１が装着されて
おり、また該ナット部材１３の内端側面に環状のオイル
ハネ板３２（またシール）が固定されている。更に、型
締ラム１２からブラケット３３を介してオイル受け３５
が設けられており、該オイル受け３５はオイルハネ板３
２を囲むように、かつ雄ネジ９に臨んで配置されてい
る。そして、該オイル受け３５の底部から油路３６がフ
ィルタ３７及びポンプ３９に向けて延びており、更に該
ポンプ３９から前記オイル溜り２８に延びている。これ
により、雄ネジ９及びナット部材１３の接合面に常に潤
滑オイルが介在する潤滑装置を構成している。なお、図
中２９ａはオイル溜り２８のエアー通路である。

【００２３】そして、前記段付き孔１９の段部１９ｃに
は焼入ワッシャ４０が固定されており、またナット部材
１３は黄銅等の潤滑性能の高い材料からなり、かつ該ナ
ット部材の外方側面１３ａには環状のオイル溝ａが形成
されている。また、ナット部材１３に型開閉に伴う通常
の軸方向力が作用している状態にあっては、ボールベア
リング２０は焼入ワッシャ４０とナット部材側面１３ａ
とが軽く接触するように設定されており、従って該ワッ
シャ４０と側面１３ａはその間にオイル溜り２８のオイ
ルを油膜として介在して滑り当接面Ｓを構成している。

【００２４】ついで、上述実施例の作用を、図３に沿っ
て説明する。

【００２５】型開位置において、成形品のエジェクトが
終了する等によりスタート信号が入力すると（Ｓ１）、
まず電動モータＭが正転する（Ｓ２）。すると、プーリ
２３、タイミングベルト２５及びプーリ２１を介してナ
ット部材１３が図２右方からみて反時計方向に回転して
雄ネジ９及び可動盤３を矢印Ｃ方向に移動する。この
際、雄ネジ９の矢印Ｃ方向の移動に基づきナット部材１
３に矢印Ｄ方向の反力が作用するが、該型閉作動時にあ
っては該反力は小さく、該反力は、ボールベアリング２
０にて受けられると共に、ワッシャ４０とナット部材側
面１３ａとの間に油膜を介在した滑り当接面Ｓにて受け
られる。これにより、ナット部材１３は、自由な回転を
保証されつつ、上記反力によるスラスト力が型締ラム１
２にて担持され、更に該型締ラム１２が矢印Ｄ方向の移
動端にあることに基づきバック盤５にて担持される。

【００２６】そして、リニアスケール１１又はパルスエ
ンコーダ２６により、可動盤３が所定型閉位置になった
ことを検知すると（Ｓ３）、モータＭを停止すると共に
（Ｓ４）、ブレーキ２７（２７´）を作動して（Ｓ
５）、ナット部材１３の回転を停止状態に保持する。こ
の状態で、図示しない切換えバルブを操作して、型締用
油圧室Ｂに圧油を供給する（Ｓ６）。すると、型締ラム
１２は油圧による大きな型締力にて矢印Ｃ方向に移動
し、また金型７ａ，７ｂから雄ネジ９に大きな反力が作
用する。この際、ボールベアリング２０は、すきま及び
静負荷容量内の弾性変形に基づき、ナット部材１３が僅
かに軸方向に移動することを許容し、これにより型締ラ
ム１２からの大きな力がベアリング２０を経由すること
なく、ワッシャ４０及び側面１３ａの滑り当接面Ｓを介
して直接ナット部材１３に伝達される。従って、型締ラ
ム１２の矢印Ｃ方向の移動はナット部材１３そして停止
保持状態にある雄ネジ９を介して可動盤３に伝達され、
該可動盤は型締位置となる（Ｓ７）。

【００２７】この状態で、図示しない射出装置により金
型７ａ，７ｂのキャビィティ内に樹脂が射出されて成形
され（Ｓ８）、また該射出成形工程が終了するまで、型
締用油圧室Ｂには圧油が保持され（Ｓ９）、可動盤３及
び金型は型締状態に保持される。そして、射出工程が終
了すると、切換えバルブが切換えられて、型締用油圧室
Ｂの油圧がドレーンされ（Ｓ１１）、かつ離型用油圧室
Ａに圧油が供給される（Ｓ１２）。これにより、型締ラ
ム１２は矢印Ｄ方向に移動し、更にボールベアリング２
０を介してナット部材１３も同方向に移動し、そしてブ
レーキ２７（２７´）にて停止状態にある雄ネジ９を介
して可動盤３を矢印Ｄ方向に移動する。この際、金型の
形状によっては離型時に比較的大きな力を必要とするが
（型締時の約２０％）、該離型作動時は、ナット部材１
３の回転を阻止して油圧により行うので、上記大きな力
に対応する軸方向力を得ることができる。

【００２８】なお、型締時及び離型時にあっては、型締
ラム１２の移動に基づきナット部材１３は軸方向に移動
し、これによりナット部材１３に設けられたプーリ２１
も移動して、モータ側のプーリ２３との間での整列状態
がくずれるが、型締（離型）ストロークは僅かであっ
て、かつこの際ナット部材１３に回転が伝達されていな
いことが相俟って、一般にはタイミングベルト２５によ
り吸収される。また、型締ストロークが大きい場合、入
力軸２２のスプライン又はナット部材側プーリ２１をス
プライン係合して吸収し得る。

【００２９】そして、型締ラム１２が矢印Ｄ方向の移動
端まで移動した離型位置（図２参照）になると（Ｓ１
３）、離型用油圧室Ａは油圧が保持された保持状態とな
り（Ｓ１４）、そしてブレーキ２７（２７´）が解放さ
れる（Ｓ１５）。なお、該離型位置は前記型閉位置と同
じであって、型締ラム１２が矢印Ｄ方向に移動してバッ
ク盤５に当接した位置である。この状態で、電動モータ
Ｍは逆方向に回転し、タイミングベルト２５を介してナ
ット部材１３を図２の右方向からみて時計方向に回転し
て（Ｓ１６）、雄ネジ９を矢印Ｄ方向に移動する。この
際、ナット部材１３には矢印Ｃ方向の反力が生じ、該反
力はベアリング２０を介して型締ラム１２に伝わるが、
該ラムは離型用油圧室Ａの保持圧が作用して図２の位置
に保持されているので、該ナット部材１３の反力は型締
ラム１２に更にバック盤５にて担持される。

【００３０】そして、型開位置になると（Ｓ１７）、離
型用油圧室Ａの保持圧がドレーンされ、かつ電動モータ
Ｍが停止され（Ｓ１９）、一行程が終了する（Ｓ２
０）。そして、この状態で、成形品が金型からエジェク
トされ、再び型閉信号が入ると、型閉作動が開始される
（Ｓ１）。

【００３１】また、ナット部材１３の回転により雄ネジ
９が移動する際、ナット部材１３と雄ネジ９との摺接面
にはオイル溜り２８のオイルが介在し、充分な潤滑状態
にて螺合する。また、雄ネジ９が矢印Ｃ方向に移動する
際、雄ネジに付着しているオイルはネジシール３１によ
り大部分が拭き取られるが、一部は雄ネジ９に付いたま
まナット部材１３から突出する。そして、雄ネジ９が矢
印Ｄ方向に移動すると、該ナット部材から突出した部分
に付着しているオイルは、ネジシール３１に入る際に該
シールにより掻取られ、ナット部材１３と一体に回転す
るオイルハネ板３２の回転により、該掻取られた付着オ
イルは、オイル受け３５に回収され、更に油路３６、フ
ィルタ３７及びポンプ３９によりオイル溜り２８に戻さ
れる。

【００３２】なお、上述実施例は、雄ネジ９及びナット
部材１３に角ネジ又は台形ネジ等の送りネジを用いてい
るが、これはボールネジでもよく、またオイル溜り２８
による潤滑に限らず、ネジ摺動面に強制的に潤滑オイル
を供給する静圧軸受け方式としてもよい。更に、電動モ
ータは、パルスモータ、サーボモータ等の他の電動モー
タでもよく、また電動に限らず、油圧モータ等の他の回
転モータ等でもよい。

【００３３】ついで、一部変更した実施例について説明
する。

【００３４】上記実施例にあっては、送りネジからなる
雄ネジ９及びナット部材１３のリード角を、雄ネジ９の
軸方向力によりナット部材１３が自転するように設定し
ているが、本実施例にあっては、リード角を小さく設定
し、例えば所定摩擦係数において、雄ネジ９の軸方向力
によってはナット部材が自転しない自己係止角以下又は
その近傍に設定する。そして、上記実施例におけるブレ
ーキ２７（２７´）を省略する。

【００３５】本実施例にあっては、図３のステップＳ６
及びＳ１５において、型締用油圧室Ｂ及び離型用油圧室
Ａへの圧油の供給により型締ラム１２を移動して可動盤
５を移動する際、電動モータＭの停止のみによって、自
動的にナット部材１３の自転を阻止し、ナット部材１３
は型締ラム１２と一体に雄ネジ９を移動する。この際、
送りネジのリード角は、自己係止角よりいくらか大きく
設定しても、電動モータＭの停止による停止保持力に基
づき、ナット部材１３の自転は阻止される。

【００３６】従って、本実施例にあっては、ナット部材
１３の回転を阻止する回転防止手段として、電動モータ
Ｍの停止保持力及び送りネジの小さいリード角に起因す
る摩擦力、又はそのいずれか一方を利用することとな
る。また、図３に示すステップＳ５，Ｓ１５のような特
別なブレーキ操作を必要とせず制御が更に簡単となる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
型締ラムとナット部材は、滑り当接面等により、相対回
転を許容しつつ軸方向に対しては一体的な関係になって
いるので、型締ラムは、型締ストロークだけ移動可能に
すれば足り、型締ラムの移動作動及び制御が簡単になる
と共に、回転モータからナット部材への動力伝達も簡単
な構造で足りる。

【００３８】また、型締ラムの側面とナット部材の平面
部にて構成される滑り当接面は、型開時及び型閉時にあ
ってはナット部材の回転を阻害することなく、かつ油圧
による大きな型締力が作用する型締時にあっては、該大
きな力を直接ナット部材に作用するので、ボールベアリ
ング等のナット部材の回転支持部材に過度な負荷を与え
ることを防止して、型締装置の寿命及び信頼性を向上す
ることができる。

【００３９】また、型締時には、型締用油圧室に圧油を
供給して大きな型締力を作用し、かつ離型時には、離型
用油圧室に圧油を供給して油圧により離型するので、大
きな型締力により確実に型締作動及びその保持を行うこ
とができると共に、比較的大きな力を必要とする離型作
動を確実に行うことができる。

【００４０】更に、該離型時に回転モータによる駆動を
必要としないので、回転モータは、大きな力を必要とし
ない型閉時及び型開時のみに対応する小型のものを用い
ることができ、かつ前記滑り当接面による型締力の直接
担持に基づき、ナット部材の回転支持部材の容量を低下
して小型なものを用いることができることと相俟って、
型締装置の小型化を図ることができる。

【００４１】また、ナット部材の回転防止手段として、
ブレーキを用いると、ナット部材の回転防止を適時にか
つ確実に行うことができ、信頼性を向上することができ
る。

【００４２】また、該回転防止手段として、回転モータ
自体及び／又はリード角を小さく設定した送りネジ自体
とすると、ブレーキ等の特別な回転防止手段を必要とせ
ず、構造が簡単となり、また必要時に自動的にナット部
材の回転が阻止されるので、該回転防止のための特別な
制御を必要とせず、型締装置の制御を一層簡単にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形機における型締装置を示
す全体正面図。

【図２】その要部を示す縦断面図。

【図３】該型締装置の作用を示すフロー図。

【符号の説明】

１型締装置２固定盤３可動盤５バック盤７ａ，７ｂ金型９雄ネジ１０型締駆動装置１２型締ラム１３ナット部材１３ａ（外方）側面２０回転支持部材（ボールベアリング）４０平面部（焼入ワッシャ）Ａ離型用油圧室Ｂ型締用油圧室Ｍ回転（電動）モータＳ滑り当接面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】可動盤に固定された雄ネジと、回転モー
タに連動しかつ該雄ネジに螺合しているナット部材と、
該ナット部材を回転自在に支持すると共にバック盤に軸
方向に所定量移動自在に支持されている型締ラムと、を
備えてなる、射出成形機における型締装置において、型締時、油圧が供給されて前記型締ラムを型閉方向に移
動する型締用油圧室と、離型時、油圧が供給されて前記型締ラムを型開方向に移
動する離型用油圧室と、型締時及び離型時に、前記ナット部材が前記雄ネジとの
間で回転することを阻止する回転防止手段と、前記ナット部材の側面と前記型締ラムの平面部とで構成
され、型開及び型閉時、前記回転モータに基づく前記ナ
ット部材の回転を滑りにより許容し、かつ型締時、前記
型締ラムの移動を前記ナット部材に伝達する滑り当接面
と、を備えてなることを特徴とする射出成形機における型締
装置。
【請求項２】前記回転防止手段が、前記回転モータか
ら前記ナット部材への伝達経路に作用して該ナット部材
の回転を停止するブレーキである、請求項１記載の射出成形機における型締装置。
【請求項３】前記雄ネジ及びナット部材が、角ネジ又
は台形ネジ等の送りネジであり、かつ前記回転防止手段が、停止保持状態にある前記回転
モータ自体及び／又は前記リード角を小さく設定した前
記送りネジ自体である、請求項１記載の射出成形機における型締装置。