JP3811606B2 - Clamping drive device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締駆動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なっている。
【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、型締装置のトグル機構を作動させることによって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り、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【0004】
そして、前記トグル機構を作動させる手段としてモータを使用するようにした型締装置においては、前記モータを駆動することによって発生させられた回転運動をボールねじによって直線運動に変換し、該直線運動を前記トグル機構に伝達するようにしている。そのために、前記モータの出力軸と、ボールねじを構成するボールナット及びボールねじ軸のうちの一方、例えば、ボールねじ軸とを連結し、かつ、前記トグル機構を構成するクロスヘッドと前記ボールナットとを連結するとともに、出力軸の回転をボールねじ軸に伝達することによって、ボールナットを進退させ、前記クロスヘッドを進退させるようになっている。
【0005】
そして、前記モータを駆動するために制御装置が配設され、該制御装置は、型開閉位置制御を行うことによって、可動金型の位置を制御したり、型締力を制御したりする。この場合、出力軸とボールねじ軸とをプーリ、タイミングベルト等を介して連結すると、出力軸の回転とボールねじ軸の回転とを完全に同期させることができず、可動金型の位置、型締力等を正確に制御することができない。そこで、出力軸とボールねじ軸とを直接連結し、型締装置をダイレクトドライブ方式で作動させるようにしている。なお、前記ボールねじ、クロスヘッド、モータ等によって型締駆動装置が構成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の型締駆動装置においては、モータを駆動してボールナットを進退させたときに反力が発生させられるが、該反力が出力軸に伝達されるので、出力軸を回転自在に支持するベアリングの機能が低下してしまう。
【0007】
そして、該ベアリングの機能が低下すると、出力軸の回転をボールねじ軸に正確に伝達することができなくなり、可動金型の位置、型締力等を正確に制御することができなくなってしまう。
【0008】
本発明は、前記従来の型締駆動装置の問題点を解決して、出力軸を支持するベアリングの機能が低下することがなく、可動金型の位置、型締力等を正確に制御することができる型締駆動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の型締駆動装置においては、ケーシングと、該ケーシングに取り付けられたステータと、前記ケーシング内において回転自在に配設された出力軸と、該出力軸の両端を支持する第1、第2のベアリングと、前記ステータより径方向内方において前記出力軸に取り付けられたロータと、進退自在に配設された進退部材と、前記出力軸と連結された第1の部材、及び前記進退部材に取り付けられた第2の部材を備え、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換手段と、前記第1、第2のベアリングに当接させて配設された第1、第2のベアリング押えと、該第1、第2のベアリング押え間を連結し、前記第1、第2のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付ける引張手段とを有する。
【0010】
本発明の他の型締駆動装置においては、さらに、前記第1の部材はボールねじ軸である。そして、前記第2の部材はボールナットである。
【0011】
本発明の更に他の型締駆動装置においては、さらに、前記引張手段は、前記第1の部材と第2のベアリング押えとを連結するテンションボルトであり、第1の部材及び第1のベアリング押えを介して第1のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付け、第2のベアリング押えを介して第2のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付ける。
【0012】
本発明の更に他の型締駆動装置においては、さらに、前記テンションボルトと前記第1の部材とは螺(ら)合によって連結される。そして、前記テンションボルトを第1の部材に対して相対的に回動させることによって、前記テンションボルトと前記第1の部材との螺合量が変化させられる。
【0013】
本発明の更に他の型締駆動装置においては、さらに、前記テンションボルトの回転方向における位置を保持する位置保持手段が配設される。
【0014】
【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。
【0015】
図2は本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置の概略図である。
【0016】
図において、10は型締装置、11は固定プラテン、12はベースプレートとしてのトグルサポートであり、前記固定プラテン11とトグルサポート12との間に図示されないタイバーが架設される。また、14は前記固定プラテン11と対向させて配設され、前記タイバーに沿って進退(図における左右方向に移動)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11における可動プラテン14と対向する面に固定金型15が、前記可動プラテン14における前記固定プラテン11と対向する面に可動金型16がそれぞれ取り付けられる。なお、固定金型15及び可動金型16によって金型装置が構成される。また、前記可動プラテン14の後端 (図における左端) には、図示されないエジェクタ装置が配設され、トグルサポート12の後端には、駆動手段としてのモータ、例えば、サーボモータ48が配設される。
【0017】
そして、前記トグルサポート12と可動プラテン14との間には、トグル機構43が配設される。該トグル機構43は、前記トグルサポート12に対してピンp1を介して揺動自在に配設されたトグルレバー44、前記可動プラテン14の後端面(図における左端面)に形成されたブラケット14aに対してピンp2を介して、かつ、前記トグルレバー44に対してピンp3を介して揺動自在に配設されたトグルアーム45、及び前記トグルレバー44に対してピンp4を介して揺動自在に配設され、かつ、進退自在に配設された進退部材としてのクロスヘッド41に対してピンp5を介して揺動自在に配設されたトグルレバー46を備える。
【0018】
また、サーボモータ48を駆動することによって発生させられた回転運動を直線運動に変換し、該直線運動を前記クロスヘッド41に伝達するために運動方向変換手段としてのボールねじ21が配設される。該ボールねじ21は、サーボモータ48の出力軸35と連結された第1の部材としてのボールねじ軸51、及びボールねじ軸51と螺合させて配設され、クロスヘッド41に取り付けられた第2の部材としてのボールナット23から成る。なお、前記ボールねじ21、クロスヘッド41、サーボモータ48等によって型締駆動装置が構成される。
【0019】
したがって、サーボモータ48を駆動し、クロスヘッド41を進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。すなわち、型閉じ時に、サーボモータ48を正方向に駆動し、クロスヘッド41を前進(図における右方に移動)させることによって、可動プラテン14を前進させ、可動金型16を固定金型15に当接させることができる。このようにして型閉じが行われる。これに伴って、可動金型16と固定金型15との間に図示されないキャビティ空間が形成される。
【0020】
続いて、型締め時に、前記サーボモータ48を更に正方向に駆動すると、前記トグル機構43によってトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、該型締力で可動金型16を固定金型15に押し付けることができる。このようにして型締めが行われる。このとき、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された成形材料としての樹脂が前記キャビティ空間に充填される。
【0021】
また、型開き時に、サーボモータ48を逆方向に駆動し、クロスヘッド41を後退(図における左方に移動)させることによって、可動プラテン14を後退させ、可動金型16を固定金型15から離すことができる。このようにして型開きが行われる。
【0022】
次に、型締駆動装置について説明する。
【0023】
図1は本発明の実施の形態における型締駆動装置の概略図、図3は本発明の実施の形態における型締駆動装置の要部を示す概略図、図4は本発明の実施の形態におけるベアリング押えの断面図、図5は本発明の実施の形態におけるベアリング押えの側面図、図6は本発明の実施の形態における回動部材の正面図、図7は本発明の実施の形態における回動部材の右側面図、図8は本発明の実施の形態における回動部材の左側面図である。
【0024】
図において、12はトグルサポートであり、該トグルサポート12にサーボモータ48が図示されないボルトによって取り付けられる。前記サーボモータ48は、環状の端部プレート27、28及び筒状のフレーム29から成るケーシングMC、該ケーシングMCに取り付けられ、ステータコア32及びステータコイル33から成るステータ31、前記ケーシングMC内において回転自在に配設された中空の出力軸35、並びに前記ステータ31の径方向内方において回転自在に配設され、かつ、前記出力軸35に取り付けられたロータ34を備える。前記端部プレート27、28はボルト17によって互いに連結される。
【0025】
前記出力軸35は、ケーシングMCに対して回転自在に配設され、両端が第1の支持機構及び第1のベアリングとしての一対のベアリングb1、b2、並びに第2の支持機構及び第2のベアリングとしてのベアリングb3によってそれぞれ支持される。そのために、出力軸35の前端(図1における右端)がベアリングb1、b2を介して端部プレート27に、出力軸35の後端(図1及び3における左端)がベアリングb3を介して端部プレート28に取り付けられる。そして、前記端部プレート27に嵌(かん)入穴27aが形成され、該嵌入穴27aにベアリングb1、b2が嵌入され、前記出力軸35の前端部(図1における右端部)が前記べアリングb1、b2内に嵌入される。また、端部プレート28に嵌入穴28aが形成され、該嵌入穴28aにベアリングb3が嵌入され、出力軸35の後端部(図1及び3における左端部)がベアリングb3内に嵌入される。
【0026】
そして、前記ロータ34の回転をボールねじ軸51に伝達するために、出力軸35とボールねじ軸51とが直接連結される。そのために、前記ボールねじ軸51は、ねじ部53、及び該ねじ部53より後方(図における左方)に形成され、ねじ部53よりわずかに径が小さい連結部54から成り、該連結部54が出力軸35の前端部内に挿入される。また、前記連結部54の後端面(図1における左端面)に開口させてねじ穴54aが形成される。そして、出力軸35の前端部の内周面及び連結部54の外周面において軸方向に形成されたキー溝55に図示されないキーが挿入され、出力軸35と連結部54との相対的な回転が規制される。したがって、ステータ31を駆動することによってロータ34を回転させると、ロータ34の回転が出力軸35及びキーを介してボールねじ軸51に伝達され、それに伴ってボールナット23及びクロスヘッド41が進退(図1における左右方向に移動)させられる。なお、前記キー溝55及びキーによって第1の相対回転規制手段が構成される。
【0027】
したがって、前記サーボモータ48を駆動することによって発生させられた回転運動をボールねじ21によって直線運動に変換し、該直線運動を前記トグル機構43(図2)に伝達することができる。すなわち、サーボモータ48を正方向に駆動することによってボールねじ軸51を正方向に回転させると、ボールナット23が前進(図1における右方に移動)させられ、それに伴ってクロスヘッド41が前進させられる。また、サーボモータ48を逆方向に駆動することによってボールねじ軸51を逆方向に回転させると、ボールナット23が後退(図1における左方に移動)させられ、それに伴ってクロスヘッド41が後退させられる。
【0028】
この場合、クロスヘッド41を進退させるためにボールねじ軸51を回転させるようになっていて、ボールナット23を回転させる必要がない。そして、ボールねじ軸51の外径がボールナット23の外径より小さいので、ボールナット23を回転させる場合より、回転モーメントを小さくすることができる。
【0029】
そして、前記サーボモータ48を駆動するために図示されない制御装置が配設され、該制御装置は、型開閉位置制御を行うことによって、可動金型16の位置を制御したり、型締力を制御したりする。この場合、出力軸35とボールねじ軸51とがプーリ、タイミングベルト等を介することなく直接連結され、型締装置がダイレクトドライブ方式で作動させられるので、出力軸35の回転とボールねじ軸51の回転とを完全に同期させることができ、可動金型16の位置、型締力等を正確に制御することができる。
【0030】
ところで、サーボモータ48を駆動してボールナット23を進退させたときに反力が発生させられ、該反力が出力軸35に伝達されることによってベアリングb1〜b3の機能が低下すると、出力軸35の回転をボールねじ軸51に正確に伝達することができなくなり、可動金型16の位置、型締力等を正確に制御することができなくなってしまう。
【0031】
そこで、前記ベアリングb1〜b3として、いずれもスラスト荷重を受けることが可能なボールベアリングが使用される。すなわち、ベアリングb1、b2として、出力軸35が正方向に回転させられ、ボールナット23が前進させられるときにスラスト荷重を受けることが可能なアンギュラベアリングが、ベアリングb3として、出力軸35が逆方向に回転させられ、ボールナット23が後退させられるときにスラスト荷重を受けることが可能なアンギュラベアリングが使用される。なお、ベアリングb1、b2として、出力軸35が逆方向に回転させられ、ボールナット23が後退させられるときにスラスト荷重を受けることが可能なアンギュラベアリングを、ベアリングb3として、出力軸35が正方向に回転させられ、ボールナット23が前進させられるときにスラスト荷重を受けることが可能なアンギュラベアリングを使用することもできる。
【0032】
そして、前記端部プレート27に対してベアリングb1、b2を、端部プレート28に対してベアリングb3を、それぞれ位置決めするとともに、安定させて取り付けるために、出力軸35の前端に、ベアリングb1、b2と当接させて環状の第1のベアリング押え56が、出力軸35の後端に、ベアリングb3と当接させて筒状の第2のベアリング押え57が配設され、前記第1、第2のベアリング押え56、57間に前記連結部54及び引張手段としてのテンションボルト58が配設され、前記連結部54及びテンションボルト58を介して第1、第2のベアリング押え56、57が連結される。
【0033】
前記第1のベアリング押え56は、内径が出力軸35の内径と等しく、外径が出力軸35の外径より大きく、出力軸35に対してフランジを構成し、溶接、又は図示されないボルト等の固定手段によって出力軸35の前端に固定される。なお、出力軸35と第1のベアリング押え56とを一体に形成することもできる。
【0034】
また、第2のベアリング押え57は、出力軸35の後端部に嵌入される本体部61及び該本体部61より後方(図4における左方)に一体に形成されたフランジ部62から成り、該フランジ部62は、外径が出力軸35の外径より大きくされる。そして、前記第2のベアリング押え57は、内部に、小径部63、該小径部63より後方に形成された中径部64、及び該中径部64より後方に形成された大径部65から成る貫通穴66を有する。さらに、前記本体部61の外周面には長溝70が軸方向に延在させて形成される。
【0035】
なお、前記出力軸35の後端部の内周面には、前記長溝70に対応させて長溝71が形成され、長溝70、71によってキー溝81が構成される。そして、該キー溝81に図示されないキーを挿入することによって、出力軸35と第2のベアリング押え57との相対的な回転が規制される。したがって、ステータ31のステータコイル33に電流を供給することによってロータ34を回転させると、ロータ34の回転が出力軸35及びキーを介してテンションボルト58及びボールねじ軸51に伝達され、それに伴ってボールナット23及びクロスヘッド41が進退させられる。なお、前記キー溝81及びキーによって第2の相対回転規制手段が構成される。
【0036】
また、前記テンションボルト58は、出力軸35内において延在させられ、本体部67、前端部に形成されたねじ部68、及び後端部に形成され、本体部67より径が大きいヘッド部69から成る。そして、本体部67が小径部63内を貫通させられ、ヘッド部69が中径部64内に置かれ、前記ねじ部68に形成された雄ねじと前記ねじ穴54aに形成された雌ねじとが螺合させられる。その結果、テンションボルト58は螺合によって第2のベアリング押え57とボールねじ軸51とを連結する。そして、前記ヘッド部69には、後端面に開口させて六角形の形状を有するボルト係止穴73が形成される。この場合、該ボルト係止穴73に、回動部材75の係止部83を挿入し、回動部材75を回転させることによってテンションボルト58を回動させることができる。
【0037】
そのために、前記回動部材75は、中央のフランジ部82、フランジ部82より前方(図6における右方)に突出させて形成された前記係止部83、及びフランジ部82より後方(図6における左方)に突出させて形成された操作部84を備え、フランジ部82の円周方向における2箇所に貫通孔e1が、互いに等ピッチで形成され、フランジ部82の円周方向における4箇所に、前記貫通孔e1よりわずかに径が大きい貫通孔e2が、互いに等ピッチで形成される。また、係止部83は前記ボルト係止穴73に対応するボルトのヘッドの形状を有し、操作部84は外周面における2箇所に、互いに平行に平坦(たん)部85、86が形成される。したがって、前記係止部83をボルト係止穴73に挿入し、前記平坦部85、86を所定の工具によって挟んで係止部83を回動させると、テンションボルト58がボールねじ軸51に対して相対的に回動させられ、テンションボルト58が回動させられた分だけ前記雄ねじと雌ねじとを螺合させることができる。
【0038】
なお、前記端部プレート27には、ベアリングb2の後方に隣接させて、径方向内方に向けて突出させて環状の突起27bが、端部プレート28には、ベアリングb3の前方に隣接させて、径方向内方に向けて突出させて環状の突起28bが形成され、それぞれ段部が形成される。
【0039】
そして、雄ねじと雌ねじとを所定の量だけ螺合させ、テンションボルト58にテンションを発生させると、ねじ部53と連結部54との間の段部が第1のベアリング押え56に当たり、第1のベアリング押え56が所定の押付力でベアリングb1に押し付けられるとともに、フランジ部62が前記押付力でベアリングb3に押し付けられる。その結果、ベアリングb1、b2が端部プレート27の所定の部分としての突起27bに、ベアリングb3が端部プレート28の所定の部分としての突起28bにそれぞれ押し付けられるので、前記ベアリングb1、b2を端部プレート27に対して、ベアリングb3を端部プレート28に対して位置決めすることができる。また、ベアリングb1〜b3に所定の予圧を加えることができるので、ベアリングb1〜b3をケーシングMCに安定して取り付けることができる。そして、前記テンションボルト58をボールねじ軸51に対して相対的に回動させることによって、前記テンションボルト58とボールねじ軸51との螺合量を変化させると、予圧が調整される。
【0040】
したがって、サーボモータ48を駆動してボールナット23を進退させたときに反力が発生させられ、該反力が出力軸35に伝達されても、ベアリングb1〜b3の機能が低下することがなく、出力軸35の回転をボールねじ軸51に正確に伝達することができ、可動金型16の位置、型締力等を正確に制御することができる。
【0041】
ところで、前記サーボモータ48を駆動したり、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行ったりする際に、出力軸35、ボールねじ軸51、テンションボルト58等に振動が伝達されるが、その振動が伝達されるのに伴って雄ねじと雌ねじとの螺合が緩み、ボールねじ軸51に対してテンションボルト58が回動してしまうと、ベアリングb1〜b3に加えられる予圧が変化してしまう。
【0042】
そこで、ボールねじ軸51に対してテンションボルト58が不用に回動するのを防止するために、前記大径部65の前端面(図4における右端面)の円周方向における12箇所にねじ穴e3が形成される。そして、係止部83をボルト係止穴73内に挿入し、かつ、フランジ部82を大径部65内に挿入した後、位置保持用のボルト87、88を、互いに対応する所定の貫通孔e1、e2及び所定のねじ穴e3を貫通させ、第2のベアリング押え57に形成されたボルト穴にねじ込むことによって、ボールねじ軸51に対するテンションボルト58の回転方向における位置を保持することができる。したがって、雄ねじと雌ねじとの螺合が緩むことがなくなり、ボールねじ軸51に対してテンションボルト58が回動することがなくなるので、ベアリングb1〜b3に加えられる予圧が変化するのを防止することができる。この場合、回動部材75は位置保持手段として機能する。
【0043】
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。
【0044】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、型締駆動装置においては、ケーシングと、該ケーシングに取り付けられたステータと、前記ケーシング内において回転自在に配設された出力軸と、該出力軸の両端を支持する第1、第2のベアリングと、前記ステータより径方向内方において前記出力軸に取り付けられたロータと、進退自在に配設された進退部材と、前記出力軸と連結された第1の部材、及び前記進退部材に取り付けられた第2の部材を備え、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換手段と、前記第1、第2のベアリングに当接させて配設された第1、第2のベアリング押えと、該第1、第2のベアリング押え間を連結し、前記第1、第2のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付ける引張手段とを有する。
【0045】
この場合、引張手段によって、前記第1、第2のベアリングが前記ケーシングの端部プレートに押し付けられるので、第1、第2のベアリングを位置決めすることができる。また、第1、第2のベアリングに所定の予圧を加えることができるので、第1、第2のベアリングをケーシングに安定して取り付けることができる。
【0046】
したがって、駆動手段を駆動して第2の部材を進退させたときに反力が発生させられ、該反力が出力軸に伝達されても、第1、第2のベアリングの機能が低下することがなく、出力軸の回転を第1の部材に正確に伝達することができ、可動金型の位置、型締力等を正確に制御することができる。
【0047】
本発明の他の型締駆動装置においては、さらに、前記テンションボルトと前記第1の部材とは螺合によって連結される。そして、前記テンションボルトを第1の部材に対して相対的に回動させることによって、前記テンションボルトと前記第1の部材との螺合量が変化させられる。
【0048】
この場合、前記テンションボルトと前記第1の部材との螺合量を変化させることによって、第1、第2のベアリングに加わる予圧を調整することができる。
【0049】
本発明の更に他の型締駆動装置においては、さらに、前記テンションボルトの回転方向における位置を保持する位置保持手段が配設される。
【0050】
この場合、前記テンションボルトの回転方向における位置が保持されるので、雄ねじと雌ねじとの螺合が緩むことがなくなり、第1の部材に対して引張手段が回動することがなくなる。したがって、第1、第2のベアリングに加えられる予圧が変化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における型締駆動装置の概略図である。
【図2】本発明の実施の形態における金型装置及び型締装置の概略図である。
【図3】本発明の実施の形態における型締駆動装置の要部を示す概略図である。
【図4】本発明の実施の形態におけるベアリング押えの断面図である。
【図5】本発明の実施の形態におけるベアリング押えの側面図である。
【図6】本発明の実施の形態における回動部材の正面図である。
【図7】本発明の実施の形態における回動部材の右側面図である。
【図8】本発明の実施の形態における回動部材の左側面図である。
【符号の説明】
21 ボールねじ
23 ボールナット
27b、28b 突起
31 ステータ
34 ロータ
35 出力軸
41 クロスヘッド
48 サーボモータ
51 ボールねじ軸
56、57 第1、第2のベアリング押え
58 テンションボルト
75 回動部材
b1〜b3 ベアリング
MC ケーシング
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold clamping drive device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an injection molding machine, the resin heated and melted in a heating cylinder is filled in the cavity space of the mold apparatus, and the resin is cooled and solidified in the cavity space. It is designed to be molded.
[0003]
For this purpose, the mold apparatus is composed of a fixed mold and a movable mold, and the movable mold is advanced and retracted by operating a toggle mechanism of the mold clamping apparatus, and is brought into and out of contact with the fixed mold. The mold apparatus is closed, clamped and opened.
[0004]
In a mold clamping apparatus that uses a motor as a means for operating the toggle mechanism, the rotational motion generated by driving the motor is converted into a linear motion by a ball screw, and the linear motion is converted into a linear motion. This is transmitted to the toggle mechanism. For this purpose, the output shaft of the motor is connected to one of a ball nut and a ball screw shaft constituting a ball screw, for example, a ball screw shaft, and the cross head and the ball nut constituting the toggle mechanism. And the rotation of the output shaft to the ball screw shaft, the ball nut is advanced and retracted, and the crosshead is advanced and retracted.
[0005]
A control device is provided to drive the motor, and the control device controls the position of the movable mold and the mold clamping force by performing mold opening / closing position control. In this case, if the output shaft and the ball screw shaft are connected via a pulley, a timing belt, etc., the rotation of the output shaft and the rotation of the ball screw shaft cannot be completely synchronized. The tightening force cannot be accurately controlled. Therefore, the output shaft and the ball screw shaft are directly connected, and the mold clamping device is operated by a direct drive system. A mold clamping driving device is constituted by the ball screw, the cross head, the motor and the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional mold clamping drive device, a reaction force is generated when the motor is driven and the ball nut is advanced and retracted. However, since the reaction force is transmitted to the output shaft, the output shaft can be rotated freely. The function of the bearing that supports it will be reduced.
[0007]
If the function of the bearing is reduced, the rotation of the output shaft cannot be accurately transmitted to the ball screw shaft, and the position of the movable mold, the clamping force, etc. cannot be accurately controlled.
[0008]
The present invention solves the problems of the conventional mold clamping drive device and accurately controls the position of the movable mold, the mold clamping force, etc. without deteriorating the function of the bearing that supports the output shaft. An object of the present invention is to provide a mold-clamping drive device that can perform the above-described operation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, in the mold clamping drive device of the present invention, the casing, the stator attached to the casing, the output shaft disposed rotatably in the casing, and the first end supporting both ends of the output shaft. A second bearing, a rotor attached to the output shaft radially inward from the stator, an advancing / retracting member disposed to advance and retract, a first member connected to the output shaft, and A second member attached to the advancing / retracting member; a moving direction converting means for converting a rotary motion into a linear motion; and a first and a second arranged in contact with the first and second bearings. A bearing retainer and a tension means for connecting the first and second bearing retainers and pressing the first and second bearings against the end plate of the casing.
[0010]
In another mold clamping drive device of the present invention, the first member is a ball screw shaft. The second member is a ball nut.
[0011]
In still another mold-clamping drive device of the present invention, the tension means is a tension bolt that connects the first member and the second bearing retainer, and the first member and the first bearing retainer are connected. The first bearing is pressed against the end plate of the casing via the second bearing, and the second bearing is pressed against the end plate of the casing via the second bearing retainer.
[0012]
In still another mold-clamping drive device of the present invention, the tension bolt and the first member are coupled by screwing. Then, the amount of screwing between the tension bolt and the first member is changed by rotating the tension bolt relative to the first member.
[0013]
In still another mold clamping drive device of the present invention, a position holding means for holding the position of the tension bolt in the rotation direction is further provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 2 is a schematic view of a mold apparatus and a mold clamping apparatus in the embodiment of the present invention.
[0016]
In the figure, 10 is a mold clamping device, 11 is a fixed platen, 12 is a toggle support as a base plate, and a tie bar (not shown) is installed between the fixed platen 11 and the toggle support 12. Reference numeral 14 denotes a movable platen that is disposed so as to face the fixed platen 11 and can be freely moved back and forth (moved in the horizontal direction in the drawing) along the tie bar. A fixed mold 15 is attached to the facing surface, and a movable mold 16 is attached to the surface of the movable platen 14 facing the fixed platen 11. The fixed mold 15 and the movable mold 16 constitute a mold apparatus. An ejector device (not shown) is disposed at the rear end (left end in the figure) of the movable platen 14, and a motor, for example, a servo motor 48, as drive means is disposed at the rear end of the toggle support 12. The
[0017]
A toggle mechanism 43 is disposed between the toggle support 12 and the movable platen 14. The toggle mechanism 43 is provided on a toggle lever 44 which is swingably disposed with respect to the toggle support 12 via a pin p1, and a bracket 14a formed on a rear end surface (left end surface in the drawing) of the movable platen 14. On the other hand, a toggle arm 45 that is swingably disposed via the pin p2 and via the pin p3 with respect to the toggle lever 44, and is swingable with respect to the toggle lever 44 via the pin p4. And a toggle lever 46 that is swingably disposed via a pin p5 with respect to the cross head 41 as an advancing / retreating member that is disposed so as to be freely reciprocated.
[0018]
In addition, a ball screw 21 is disposed as a motion direction converting means for converting the rotational motion generated by driving the servo motor 48 into a linear motion and transmitting the linear motion to the cross head 41. . The ball screw 21 is arranged to be screwed to the ball screw shaft 51 as a first member connected to the output shaft 35 of the servo motor 48 and the ball screw shaft 51, and is attached to the cross head 41. It consists of a ball nut 23 as a second member. The ball screw 21, the cross head 41, the servo motor 48 and the like constitute a mold clamping drive device.
[0019]
Therefore, the mold closing, mold clamping and mold opening of the mold apparatus can be performed by driving the servo motor 48 and moving the cross head 41 back and forth. That is, when the mold is closed, the servo motor 48 is driven in the forward direction, and the cross head 41 is moved forward (moved to the right in the figure), thereby moving the movable platen 14 forward and moving the movable mold 16 to the fixed mold 15. It can be made to contact. In this way, the mold is closed. Accordingly, a cavity space (not shown) is formed between the movable mold 16 and the fixed mold 15.
[0020]
Subsequently, when the servo motor 48 is further driven in the forward direction at the time of mold clamping, a mold clamping force multiplied by a toggle magnification is generated by the toggle mechanism 43, and the movable mold 16 is fixed to the fixed mold by the mold clamping force. 15 can be pressed. In this way, mold clamping is performed. At this time, the cavity space is filled with resin as a molding material injected from an injection nozzle of an injection device (not shown).
[0021]
Further, when the mold is opened, the servo motor 48 is driven in the opposite direction, and the cross head 41 is moved backward (moved to the left in the drawing), thereby moving the movable platen 14 backward, and the movable mold 16 is moved from the fixed mold 15. Can be released. In this way, mold opening is performed.
[0022]
Next, the mold clamping drive device will be described.
[0023]
FIG. 1 is a schematic diagram of a mold clamping drive device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram showing a main part of the mold clamping drive device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a side view of the bearing retainer in the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of the rotating member in the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a rotation in the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a left side view of the rotating member in the embodiment of the present invention.
[0024]
In the figure, reference numeral 12 denotes a toggle support, and a servo motor 48 is attached to the toggle support 12 by a bolt (not shown). The servo motor 48 is a casing MC composed of annular end plates 27 and 28 and a cylindrical frame 29, is attached to the casing MC, is a stator 31 composed of a stator core 32 and a stator coil 33, and is rotatable within the casing MC. And a rotor 34 that is rotatably disposed inward in the radial direction of the stator 31 and attached to the output shaft 35. The end plates 27 and 28 are connected to each other by bolts 17.
[0025]
The output shaft 35 is rotatably arranged with respect to the casing MC, and both ends thereof are a pair of bearings b1 and b2 as a first support mechanism and a first bearing, and a second support mechanism and a second bearing. Are respectively supported by bearings b3. Therefore, the front end of the output shaft 35 (right end in FIG. 1) is the end plate 27 via the bearings b1 and b2, and the rear end (left end in FIGS. 1 and 3) is the end portion via the bearing b3. Attached to the plate 28. A fitting hole 27a is formed in the end plate 27, bearings b1 and b2 are fitted in the fitting hole 27a, and the front end portion (the right end portion in FIG. 1) of the output shaft 35 is the bearing. It is inserted into b1 and b2. Further, a fitting hole 28a is formed in the end plate 28, the bearing b3 is fitted into the fitting hole 28a, and the rear end portion (the left end portion in FIGS. 1 and 3) of the output shaft 35 is fitted into the bearing b3.
[0026]
In order to transmit the rotation of the rotor 34 to the ball screw shaft 51, the output shaft 35 and the ball screw shaft 51 are directly connected. For this purpose, the ball screw shaft 51 includes a threaded portion 53 and a connecting portion 54 that is formed behind the threaded portion 53 (leftward in the drawing) and has a slightly smaller diameter than the threaded portion 53. Is inserted into the front end of the output shaft 35. Further, a screw hole 54a is formed in the rear end surface of the connecting portion 54 (left end surface in FIG. 1). Then, a key (not shown) is inserted into the key groove 55 formed in the axial direction on the inner peripheral surface of the front end portion of the output shaft 35 and the outer peripheral surface of the connecting portion 54, and the relative rotation between the output shaft 35 and the connecting portion 54 is performed. Is regulated. Therefore, when the rotor 34 is rotated by driving the stator 31, the rotation of the rotor 34 is transmitted to the ball screw shaft 51 through the output shaft 35 and the key, and the ball nut 23 and the crosshead 41 are moved forward and backward (accordingly). 1). The key groove 55 and the key constitute a first relative rotation restricting means.
[0027]
Therefore, the rotational motion generated by driving the servo motor 48 can be converted into a linear motion by the ball screw 21, and the linear motion can be transmitted to the toggle mechanism 43 (FIG. 2). That is, when the ball screw shaft 51 is rotated in the forward direction by driving the servo motor 48 in the forward direction, the ball nut 23 is moved forward (moved to the right in FIG. 1), and the crosshead 41 is moved forward accordingly. Be made. When the ball screw shaft 51 is rotated in the reverse direction by driving the servo motor 48 in the reverse direction, the ball nut 23 is moved backward (moved to the left in FIG. 1), and the crosshead 41 is moved back accordingly. Be made.
[0028]
In this case, the ball screw shaft 51 is rotated in order to move the cross head 41 forward and backward, and there is no need to rotate the ball nut 23. Since the outer diameter of the ball screw shaft 51 is smaller than the outer diameter of the ball nut 23, the rotational moment can be made smaller than when the ball nut 23 is rotated.
[0029]
A control device (not shown) is provided to drive the servo motor 48. The control device controls the position of the movable mold 16 and the mold clamping force by performing mold opening / closing position control. To do. In this case, the output shaft 35 and the ball screw shaft 51 are directly connected without using a pulley, a timing belt or the like, and the mold clamping device is operated by a direct drive system. Therefore, the rotation of the output shaft 35 and the ball screw shaft 51 The rotation can be completely synchronized, and the position of the movable mold 16 and the clamping force can be accurately controlled.
[0030]
By the way, when the servo motor 48 is driven and the ball nut 23 is advanced and retracted, a reaction force is generated. When the reaction force is transmitted to the output shaft 35 and the function of the bearings b1 to b3 is lowered, the output shaft The rotation of 35 cannot be accurately transmitted to the ball screw shaft 51, and the position of the movable mold 16, the clamping force, and the like cannot be accurately controlled.
[0031]
Therefore, ball bearings that can receive a thrust load are used as the bearings b1 to b3. That is, an angular bearing that can receive a thrust load when the output shaft 35 is rotated in the forward direction and the ball nut 23 is advanced as the bearings b1 and b2, and the output shaft 35 is the reverse direction as the bearing b3. An angular bearing is used that is capable of receiving a thrust load when the ball nut 23 is rotated backward. As the bearings b1 and b2, an angular bearing capable of receiving a thrust load when the output shaft 35 is rotated in the reverse direction and the ball nut 23 is retracted, and as the bearing b3, the output shaft 35 is in the forward direction. It is also possible to use an angular bearing that can be rotated by the ball nut 23 and receive a thrust load when the ball nut 23 is advanced.
[0032]
The bearings b1 and b2 are positioned at the front end of the output shaft 35 in order to position and stably mount the bearings b1 and b2 with respect to the end plate 27 and the bearing b3 with respect to the end plate 28, respectively. And a cylindrical second bearing retainer 57 is disposed at the rear end of the output shaft 35 in contact with the bearing b3. The first and second bearing retainers 57 are disposed in contact with the bearing b3. The connecting portion 54 and a tension bolt 58 as a tension means are disposed between the bearing retainers 56 and 57, and the first and second bearing retainers 56 and 57 are connected via the connecting portion 54 and the tension bolt 58. The
[0033]
The first bearing retainer 56 has an inner diameter equal to the inner diameter of the output shaft 35 and an outer diameter larger than the outer diameter of the output shaft 35. The first bearing retainer 56 forms a flange with respect to the output shaft 35 and is welded or a bolt (not shown) or the like. It is fixed to the front end of the output shaft 35 by a fixing means. Note that the output shaft 35 and the first bearing retainer 56 can be integrally formed.
[0034]
The second bearing retainer 57 includes a main body portion 61 fitted into the rear end portion of the output shaft 35 and a flange portion 62 integrally formed behind the main body portion 61 (leftward in FIG. 4). The flange portion 62 has an outer diameter larger than the outer diameter of the output shaft 35. The second bearing retainer 57 includes a small diameter portion 63, a medium diameter portion 64 formed behind the small diameter portion 63, and a large diameter portion 65 formed behind the medium diameter portion 64. The through hole 66 is formed. Further, a long groove 70 is formed on the outer peripheral surface of the main body 61 so as to extend in the axial direction.
[0035]
A long groove 71 is formed on the inner peripheral surface of the rear end portion of the output shaft 35 so as to correspond to the long groove 70, and a key groove 81 is constituted by the long grooves 70 and 71. Then, by inserting a key (not shown) into the key groove 81, relative rotation between the output shaft 35 and the second bearing retainer 57 is restricted. Therefore, when the rotor 34 is rotated by supplying current to the stator coil 33 of the stator 31, the rotation of the rotor 34 is transmitted to the tension bolt 58 and the ball screw shaft 51 via the output shaft 35 and the key, and accordingly. The ball nut 23 and the cross head 41 are advanced and retracted. The key groove 81 and the key constitute second relative rotation restricting means.
[0036]
The tension bolt 58 extends in the output shaft 35, and is formed in the main body 67, the screw portion 68 formed in the front end portion, and the rear end portion, and the head portion 69 having a larger diameter than the main body portion 67. Consists of. The main body 67 is passed through the small-diameter portion 63, the head 69 is placed in the medium-diameter portion 64, and the male screw formed in the screw portion 68 and the female screw formed in the screw hole 54a are screwed. Can be combined. As a result, the tension bolt 58 connects the second bearing retainer 57 and the ball screw shaft 51 by screwing. The head portion 69 is formed with a bolt locking hole 73 having a hexagonal shape that is opened at the rear end surface. In this case, the tension bolt 58 can be rotated by inserting the locking portion 83 of the rotating member 75 into the bolt locking hole 73 and rotating the rotating member 75.
[0037]
For this purpose, the rotating member 75 has a central flange portion 82, a locking portion 83 formed to protrude forward (rightward in FIG. 6) from the flange portion 82, and a rear side from the flange portion 82 (FIG. 6). The operation portion 84 is formed so as to protrude to the left), and through holes e1 are formed at two positions in the circumferential direction of the flange portion 82 at an equal pitch, and four locations in the circumferential direction of the flange portion 82 are provided. In addition, through holes e2 having a diameter slightly larger than the through holes e1 are formed at equal pitches. The locking portion 83 has the shape of a bolt head corresponding to the bolt locking hole 73, and the operation portion 84 has flat portions 85 and 86 formed in parallel with each other at two locations on the outer peripheral surface. The Accordingly, when the locking portion 83 is inserted into the bolt locking hole 73 and the flat portions 85 and 86 are sandwiched by a predetermined tool and the locking portion 83 is rotated, the tension bolt 58 is moved relative to the ball screw shaft 51. The male screw and the female screw can be screwed together by the amount that the tension bolt 58 is rotated.
[0038]
The end plate 27 is adjacent to the rear of the bearing b2 and protrudes radially inward, and an annular protrusion 27b is adjacent to the end plate 28 in front of the bearing b3. The annular projections 28b are formed by projecting inward in the radial direction, and stepped portions are formed respectively.
[0039]
Then, when the male screw and the female screw are screwed together by a predetermined amount and tension is generated in the tension bolt 58, the stepped portion between the screw portion 53 and the connecting portion 54 hits the first bearing retainer 56, and the first The bearing retainer 56 is pressed against the bearing b1 with a predetermined pressing force, and the flange portion 62 is pressed against the bearing b3 with the pressing force. As a result, the bearings b1 and b2 are pressed against the protrusion 27b as a predetermined portion of the end plate 27, and the bearing b3 is pressed against the protrusion 28b as a predetermined portion of the end plate 28. The bearing b <b> 3 can be positioned with respect to the end plate 28 with respect to the part plate 27. Moreover, since a predetermined preload can be applied to the bearings b1 to b3, the bearings b1 to b3 can be stably attached to the casing MC. The preload is adjusted by changing the amount of engagement between the tension bolt 58 and the ball screw shaft 51 by rotating the tension bolt 58 relative to the ball screw shaft 51.
[0040]
Accordingly, a reaction force is generated when the servo motor 48 is driven and the ball nut 23 is advanced and retracted, and even if the reaction force is transmitted to the output shaft 35, the functions of the bearings b1 to b3 are not deteriorated. The rotation of the output shaft 35 can be accurately transmitted to the ball screw shaft 51, and the position of the movable mold 16, the clamping force and the like can be accurately controlled.
[0041]
By the way, vibration is transmitted to the output shaft 35, the ball screw shaft 51, the tension bolt 58 and the like when the servo motor 48 is driven or when the mold device is closed, clamped and opened. As the vibration is transmitted, when the male screw and the female screw are loosened and the tension bolt 58 is rotated with respect to the ball screw shaft 51, the preload applied to the bearings b1 to b3 changes. End up.
[0042]
Therefore, in order to prevent the tension bolt 58 from rotating unnecessarily with respect to the ball screw shaft 51, screw holes are formed at 12 positions in the circumferential direction of the front end surface (the right end surface in FIG. 4) of the large diameter portion 65. e3 is formed. Then, after the locking portion 83 is inserted into the bolt locking hole 73 and the flange portion 82 is inserted into the large-diameter portion 65, the position holding bolts 87 and 88 are inserted into predetermined through holes corresponding to each other. By passing through e1 and e2 and a predetermined screw hole e3 and screwing into a bolt hole formed in the second bearing retainer 57, the position of the tension bolt 58 in the rotation direction with respect to the ball screw shaft 51 can be maintained. Therefore, the screw engagement between the male screw and the female screw is not loosened, and the tension bolt 58 is not rotated with respect to the ball screw shaft 51, so that the preload applied to the bearings b1 to b3 is prevented from changing. Can do. In this case, the rotating member 75 functions as a position holding unit.
[0043]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
[0044]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, in the mold clamping drive device, a casing, a stator attached to the casing, an output shaft rotatably disposed in the casing, and the output First and second bearings for supporting both ends of the shaft, a rotor attached to the output shaft radially inward from the stator, an advancing / retracting member disposed to be movable back and forth, and the output shaft. A first member and a second member attached to the advance / retreat member, and a movement direction converting means for converting a rotational movement into a linear movement, and abutting against the first and second bearings. First and second bearing retainers, and a tension means for connecting the first and second bearing retainers and pressing the first and second bearings against the end plate of the casing.
[0045]
In this case, since the first and second bearings are pressed against the end plate of the casing by the pulling means, the first and second bearings can be positioned. Further, since a predetermined preload can be applied to the first and second bearings, the first and second bearings can be stably attached to the casing.
[0046]
Accordingly, a reaction force is generated when the driving means is driven to advance and retract the second member, and even if the reaction force is transmitted to the output shaft, the functions of the first and second bearings are degraded. Therefore, the rotation of the output shaft can be accurately transmitted to the first member, and the position of the movable mold, the clamping force, etc. can be accurately controlled.
[0047]
In another mold clamping drive device of the present invention, the tension bolt and the first member are coupled by screwing. Then, the amount of screwing between the tension bolt and the first member is changed by rotating the tension bolt relative to the first member.
[0048]
In this case, the preload applied to the first and second bearings can be adjusted by changing the screwing amount between the tension bolt and the first member.
[0049]
In still another mold clamping drive device of the present invention, a position holding means for holding the position of the tension bolt in the rotation direction is further provided.
[0050]
In this case, since the position in the rotation direction of the tension bolt is maintained, the screwing of the male screw and the female screw does not loosen, and the tension means does not rotate with respect to the first member. Therefore, it is possible to prevent the preload applied to the first and second bearings from changing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a mold clamping drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a mold apparatus and a mold clamping apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a main part of the mold clamping drive device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a bearing retainer in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view of the bearing retainer in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a front view of a rotating member in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a right side view of the rotating member in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a left side view of the rotating member in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
21 Ball screw 23 Ball nut 27b, 28b Protrusion 31 Stator 34 Rotor 35 Output shaft 41 Cross head 48 Servo motor 51 Ball screw shaft 56, 57 First and second bearing retainers 58 Tension bolt 75 Rotating members b1 to b3 Bearing MC casing

Claims (5)

(a)ケーシングと、
(b)該ケーシングに取り付けられたステータと、
(c)前記ケーシング内において回転自在に配設された出力軸と、
(d)該出力軸の両端を支持する第1、第2のベアリングと、
(e)前記ステータより径方向内方において前記出力軸に取り付けられたロータと、
(f)進退自在に配設された進退部材と、
(g)前記出力軸と連結された第1の部材、及び前記進退部材に取り付けられた第2の部材を備え、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換手段と、
(h)前記第1、第2のベアリングに当接させて配設された第1、第2のベアリング押えと、
(i)該第1、第2のベアリング押え間を連結し、前記第1、第2のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付ける引張手段とを有することを特徴とする型締駆動装置。
(A) a casing;
(B) a stator attached to the casing;
(C) an output shaft rotatably disposed in the casing;
(D) first and second bearings that support both ends of the output shaft;
(E) a rotor attached to the output shaft radially inward from the stator;
(F) an advancing / retracting member disposed so as to freely advance and retract;
(G) a first direction member connected to the output shaft and a second member attached to the advance / retreat member, and a motion direction converting means for converting a rotational motion into a linear motion;
(H) first and second bearing retainers disposed in contact with the first and second bearings;
(I) A mold clamping drive device comprising tension means for connecting the first and second bearing retainers and pressing the first and second bearings against an end plate of the casing.
(a)前記第1の部材はボールねじ軸であり、
(b)前記第2の部材はボールナットである請求項1に記載の型締駆動装置。
(A) the first member is a ball screw shaft;
(B) The mold clamping drive device according to claim 1, wherein the second member is a ball nut.
前記引張手段は、前記第1の部材と第2のベアリング押えとを連結するテンションボルトであり、第1の部材及び第1のベアリング押えを介して第1のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付け、第2のベアリング押えを介して第2のベアリングを前記ケーシングの端部プレートに押し付ける請求項1に記載の型締駆動装置。The pulling means is a tension bolt that connects the first member and the second bearing retainer, and the first bearing is attached to the end plate of the casing via the first member and the first bearing retainer. The mold clamping drive device according to claim 1, wherein the second bearing is pressed against the end plate of the casing through the second bearing press. (a)前記テンションボルトと前記第1の部材とは螺合によって連結され、
(b)前記テンションボルトを第1の部材に対して相対的に回動させることによって、前記テンションボルトと前記第1の部材との螺合量が変化させられる請求項3に記載の型締駆動装置。
(A) The tension bolt and the first member are coupled by screwing,
(B) The mold clamping drive according to claim 3, wherein the amount of screwing between the tension bolt and the first member is changed by rotating the tension bolt relative to the first member. apparatus.
前記テンションボルトの回転方向における位置を保持する位置保持手段が配設される請求項4に記載の型締駆動装置。  The mold clamping drive device according to claim 4, wherein position holding means for holding a position of the tension bolt in a rotation direction is provided.
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