JP3835948B2

JP3835948B2 - 電動式型締装置

Info

Publication number: JP3835948B2
Application number: JP14968399A
Authority: JP
Inventors: 貴司水野; 健石和田; 淳治村瀬; 重隆塩田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: JP2000334799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機に利用される型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、型締力や射出ユニットのノズルタッチ力が比較的小さくて良いため、この種の成形機の型締装置には、電動モータによりボールスクリューのスクリューシャフトまたはスクリューナットを回転駆動して型開および型締を行なう電動方式のものが使用されている。この電動式型締装置は、構造が簡単なため、大きな容量の射出成形機にも利用される傾向にある。
【０００３】
電動式型締装置としては、従来、可動盤と端盤をトグル機構を含むリンクで繋ぎ、ボールスクリューによって前記リンクを開くことにより樹脂射出に対して必要な型締力を得るメカニカル方式のもの、ボールスクリューの駆動に高速小トルクモータと低速大トルクモータとの２台の電動モータを用い、型閉後にボールスクリューを低速大トルクモータで駆動して必要な型締力を得る方式のもの、ボールスクリューの後部に油圧シリンダを設け、電動モータによりボールスクリューを駆動して型閉した後、油圧シリンダでボールスクリューを押圧して必要な型締力を得るいわゆるハイブリッド方式のものなどがある。
【０００４】
図５は２台の電動モータを用いる型締装置を備えた射出成形機の正面図であり、固定金型１は固定盤３に支持され、可動金型２は、前記固定金型１に対して接離移動可能に設けられた可動盤６に支持されている。
【０００５】
前記可動盤６は、固定盤３と端盤４を結合するタイバー５に、その長さ方向に摺動可能に支持されており、この可動盤６に固設されたスクリューナット８と、このスクリューナット８に図示しないボールを介して係合され、端盤４にベアリング１０を介して支持されたスクリューシャフト９とからなるボールスクリュー７により移動される。
【０００６】
前記スクリューシャフト９は、端盤４に、軸方向の運動を拘束されて回転自在に支承されており、端盤４に設けられた高速小トルクモータ１１と、低速大トルクモータ１２との２台の電動モータにより、ベルト１３,１４を介して選択的に回転駆動される。
【０００７】
この射出成形機の電動式型締装置は、高速小トルクモータ１１でボールスクリュー７のスクリューシャフト９を回転駆動することにより、可動盤６を固定金型方向に移動させて型閉を行い、その後、前記スクリューシャフト９の回転駆動を低速大トルクモータ１２に切換え、さらに可動盤６を僅かに前進させて型締を行うものである。
【０００８】
図６はハイブリッド方式の型締装置を備えた射出成形機の正面図である。なお、図６において、図５に示したものと対応するものについては、図に同符号を付してその説明を省略する。
【０００９】
この射出成形機では、可動金型を支持する可動盤６が、この可動盤６に一端を固定して設けられたスクリューシャフト１６および前記スクリューシャフト１６にボール（図示せず）を介して係合するスクリューナット１７とからなるボールスクリュー１５と、前記ボールスクリュー１５のスクリューナット１７を可動盤方向に押圧する油圧シリンダ１８とにより移動される。
【００１０】
前記ボールスクリュー１５のスクリューナット１７は、端盤４′に回転自在に、かつ軸方向に移動可能に支承されており、端盤４′に設けられた高速小トルクの電動モータ１９によりベルト２０を介して回転駆動される。また、前記油圧シリンダ１８は、端盤４′内に形成されており、図示しない油圧供給手段により駆動され、スクリューナット１７を固定金型方向に押圧する。
【００１１】
この射出成形機の電動式型締装置は、高速小トルクの電動モータ１９でボールスクリュー１５のスクリューナット１７を回転駆動させることにより、可動盤６を固定金型方向に移動させて型閉を行い、その後、油圧シリンダ１８でスクリューナット１７を押圧してボールスクリュー１５全体を固定金型方向にさらに押圧することにより、可動盤６を僅かに前進させて型締を行うものであり、この方式の詳細は、特公平７―７１８０７号公報に記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の電動式型締装置は、いずれも、可動盤６に与える型締力の全てをボールスクリュー７，１５を介して伝達するものであるため、ボールスクリュー７，１５に加わる荷重が大きく、したがってボールスクリュー７，１５を高強度に設計する必要があるため、コスト高となる問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、ボールスクリューに加わる加重を軽減し、前記ボールスクリューの高強度化を不要としてコストの低減を図ることができる電動式型締装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動式型締装置は、固定金型に対して接離移動可能に設けられた可動金型を支持する可動盤と、前記可動盤の金型支持面とは反対面に前記可動盤の移動方向と平行に設けられたシリンダと、中心部にシリンダ孔を有し、前記シリンダ内にその軸方向に摺動可能に嵌装された大径ピストンと、前記大径ピストンのシリンダ孔内にその軸方向に摺動可能に嵌装された小径ピストンと、前記シリンダ内に封入された非圧縮性流体と、前記小径ピストンに一端を結合されたスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトに係合されたスクリューナットと、前記スクリューナットを回転駆動する電動モータと、前記スクリューナットをその軸方向の移動を拘束して回転自在に支承する端盤と、前記大径ピストンに突設され、前記スクリューシャフトと平行に設けられた複数本のステーロッドと、前記端盤に前記複数本のステーロッドにそれぞれ対応させて設けられた複数のステーロッド受入れ孔と、前記端盤の前記大径ピストンに対向する面に設けられ、型開時に前記ステーロッド受入れ孔を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔を閉鎖して前記ステーロッドの先端を受け止めるシャッタ部材とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の電動式型締装置において、前記大径ピストンの受圧面（非圧縮性流体との接触）の面積は、前記小径ピストンの受圧面の面積よりも大きく設定するのが望ましい。
【００１６】
また、前記大径ピストンは、圧縮ばねによりシリンダ底面方向に付勢されているのが好ましい。
【００１７】
さらに、前記大径ピストンは、前記シリンダに周方向に回り止めして嵌装し、この大径ピストンの前記シリンダ孔に前記小径ピストンを周方向に回り止めして嵌装するとともに、前記スクリューシャフトを、その一端を前記小径ピストンに固定して設けるのが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明の一実施例を示しており、図１は本実施例の電動式型締装置を備えた射出成形機の型開状態の正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図1のIII−III線に沿う断面図、図４は前記射出成形機の型締状態の正面図である。
【００１９】
この射出成形機において、固定金型２１は固定盤２３に支持され、可動金型２２は、前記固定金型２１に対して接離移動可能に設けられた可動盤２６に支持されている。
【００２０】
前記可動盤２６は、この可動盤２６をはさんで固定盤２３とは反対側に配置された端盤２４と前記固定盤２３とを結合する複数本（この実施例では４本）のタイバー２５に、その長さ方向に小さい摩擦力で摺動可能に支持されており、この可動盤２６の型支持面とは反対面側に円筒体２７が突設され、この円筒体２７の端部に、端盤２４に対向する面が開放するシリンダ２８が、可動盤２６の移動方向と平行に形成されている。なお、このシリンダ２８は、その直径よりも深さが小さい浅底シリンダである。
【００２１】
前記シリンダ２８内には、中心部に円形なシリンダ孔２９ａを有する大径ピストン２９が軸方向に摺動可能に嵌装され、さらに、この大径ピストン２９の前記シリンダ孔２９ａ内に、小径ピストン３０が軸方向に摺動可能に嵌装されている。
【００２２】
前記シリンダ２８と大径ピストン２９との摺動面は、シリンダ２８の内周に設けられたパッキンリング３１によりシールされ、大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａと小径ピストン３０との摺動面は、前記シリンダ孔２９ａの内周に設けられたＯリング３２によりシールされている。
【００２３】
なお、図１及び図４では、シリンダ２８と大径ピストン２９との摺動面をシールするパッキンリング３１を簡略化して示しているが、このパッキンリング３１は、例えば複数のＶパッキンからなっており、シリンダ２８の開放端に固定されたパッキン押えリング３１ａにより抜け止めされている。
【００２４】
そして、前記シリンダ２８内の大径ピストン２９及び小径ピストン３０とシリンダ底面との間の流体室には、例えばポリブデンのような非圧縮性流体３３が充満状態で封入されている。
【００２５】
なお、図では省略しているが、前記円筒体２７には、シリンダ２８内（流体室内）に非圧縮性流体３３を充填するための２つの小孔が設けられており、前記非圧縮性流体３３は、一方の小孔を流体中入孔、他方の小孔をシリンダ内空気の排出孔として、シリンダ２８内に空気が残らないように所定量充満され、その後前記２つの小孔の両方を盲蓋により塞ぐことにより密封されている。
【００２６】
また、この実施例では、前記大径ピストン２９の中心部に設けるシリンダ孔２９ａを、この大径ピストン２９の外径に比べて充分に小さい径に形成し、大径ピストン２９の受圧面（非圧縮性流体３３との接触面）の面積を、前記シリンダ孔２９ａに嵌装された小径ピストン３０の受圧面よりも充分に大きくしている。
【００２７】
前記シリンダ２８の開放端には、前記大径ピストン２９の外周縁部をその外面側から受け止める抜け止めリング３４が、複数のボルト３５によって前記パッキン押えリング３１ａと一緒に固定されており、大径ピストン２９は、前記抜け止めリング３４によりシリンダ２８外への抜け出しを阻止されるとともに、前記抜け止めリング３４の内面にその周方向に沿わせて等間隔に突設された複数の回り止めピン３６を大径ピストン２９の外周縁部の外面に設けられた複数のピン挿入孔３７に嵌合することにより、シリンダ２８に対して周方向に回り止めされている。
【００２８】
また、前記大径ピストン２９の外周縁部には、前記複数のピン挿入孔３７の形成位置を避けて、ピストン外面に開放する複数のばね挿入穴３８が設けられており、この大径ピストン２９は、前記複数のばね挿入穴３８内にそれぞれ挿入され、外端を抜け止めリング３４により受け止められた複数の圧縮ばね（コイルばね）３９によりシリンダ底面方向に付勢されている。
【００２９】
前記複数の圧縮ばね３９の押圧力は、ほぼ均等に設定されており、大径ピストン３９を、そのシリンダ孔２９ａ内周に設けられた小径ピストン３１とともに鉛直な姿勢に保っている。
【００３０】
一方、前記小径ピストン３０は、前記大径ピストン２９の外面から突出するボス部３０ａを有しており、このボス部３０ａの両側面は、互いに平行な平坦面となっている。
【００３１】
また、前記大径ピストン２９の外面には、前記小径ピストン３０の抜け止め用ストッパ４０がボルト止め固定されている。この抜け止め用ストッパ４０は、両側縁を互いに平行な直線縁としたボス嵌合孔４０ａを有しており、前記小径ピストン３０は、抜け止め用ストッパ４０により抜け止めされるとともに、前記ボス部３０ａを前記ボス嵌合孔４０ａに軸方向に摺動自在に嵌合することにより、大径ピストン２９に対して周方向に回り止めされている。
【００３２】
前記小径ピストン３０は、スクリューシャフト４２と、このスクリューシャフト４２にボール４４を介して係合されたスクリューナット４３とからなるボールスクリュー４１により進退移動される。
【００３３】
このボールスクリュー４１は、スクリューナット４３の回転によりスクリューシャフト４２をその軸方向に進退移動させるものであり、前記スクリューシャフト４２は、その一端を前記大径ピストン２９に対して周方向に回り止めされた小径ピストン３０の中心部の外面に固定結合してタイバー２５と平行に設けられている。
【００３４】
また、前記スクリューナット４３は、前記端盤２４の中心部に設けられたナット保持孔内に、ベアリング４５を介して、軸方向の移動を拘束された状態で回転自在に支承されており、電動サーボモータ４７により回転駆動される。
【００３５】
なお、前記スクリューナット４３の一端は、端盤２４の小径ピストン３０に対向する面から突出しており、その突出端に受動ギヤ４６が固定されている。そして、前記サーボモータ４７は、端盤２４に図示しないモータ支持部材を介して固定されており、このサーボモータ４７の回転軸に固定された駆動ギヤ４８が、前記スクリューナット４３の突出端に固定された受動ギヤ４６に噛合している。
【００３６】
一方、前記大径ピストン２９の外面には、その周方向に沿って等間隔に、スクリューシャフト４２と平行な複数本（この実施例では４本）のステーロッド４９が突設されており、また、端盤２４には、前記複数本のステーロッド４９にそれぞれ対応する複数（この実施例では４つ）のステーロッド受入れ孔５０が設けられている。
【００３７】
前記ステーロッド４９の長さは、可動盤２６を、可動金型２２が固定金型２１に接触するまで、またはその直前まで前進移動させたときに、前記ステーロッド受入れ孔５０から完全に抜け出し、ロッド端が、端盤２４の大径ピストン２９に対向する面から、後述するシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂが入り込めるように離間した位置（図１に鎖線Ｐで示した位置）にくるように設定されている。また、前記ステーロッド受入れ孔５０は、前記ステーロッド４９が抵抗無く入り込むように、ステーロッド４９の径よりもある程度大きな径に形成されている。
【００３８】
さらに、前記端盤２４の大径ピストン２９に対向する面には、型開時に前記複数のステーロッド受入れ孔５０を開放し、型締時に前記複数のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖してステーロッド４９の先端を受け止めるシャッタ５１が設けられている。
【００３９】
このシャッタ部材５１は、端盤２４の複数のステーロッド受入れ孔５０を通る円と同心円状で、外周縁が前記ステーロッド受入れ孔５０よりも端盤２４の中心方向に若干偏った位置に対応する径を有するリング部５１ａと、このリング部５１ａの外周に前記複数のステーロッド受入れ孔５０の配置間隔に対応する間隔で一体に突設された複数のシャッタ板５１ｂとからなっており、前記リング部５１ａの外周縁を端盤２４に設けられた複数のフランジ付きローラ５２により支持されて、周方向に所定角度回動可能に設けられている。
【００４０】
このシャッタ部材５１は、ストッパ回動機構５３により、シャッタ板５１ｂが複数のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖する位置にくる状態と、シャッタ板５１ｂが前記複数のステーロッド受入れ孔５０を開放する位置にくる状態とに往復回動される。
【００４１】
なお、この実施例で用いたストッパ回動機構５３は油圧シリンダであり、このシリンダは、その基端を端盤２４に回動可能に支持され、ピストンロッドの先端を前記シャッタ部材５１の複数のシャッタ板５１ｂのいずれかに回動可能に連結して設けられている。
【００４２】
すなわち、この射出成形機の電動式型締装置は、可動金型２２を支持する可動盤２６と、前記可動盤２６に設けられたシリンダ２８と、中心部にシリンダ孔２９ａを有し、前記シリンダ２８内にその軸方向に摺動可能に嵌装された大径ピストン２９と、前記大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内にその軸方向に摺動可能に嵌装された小径ピストン３０と、前記シリンダ２８内に封入された非圧縮性流体３３と、前記小径ピストン３０に一端を結合されたスクリューシャフト４２と、前記スクリューシャフト４２に係合されたスクリューナット４３と、前記スクリューナット４３を回転駆動する電動サーボモータ４７と、前記スクリューナット４２をその軸方向の移動を拘束して回転自在に支承する端盤２４と、前記大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９と、前記端盤２４に前記複数本のステーロッド４９にそれぞれ対応させて設けられた複数のステーロッド受入れ孔５０と、前記端盤２４の前記大径ピストン２９に対向する面に設けられ、型開時に前記ステーロッド受入れ孔５０を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔５０を閉鎖して、前記ステーロッド４９の先端を受け止めるシャッタ部材５１とにより構成されている。
【００４３】
この電動式型締装置は、型開状態では、図１のように、スクリューシャフト４２及び小径ピストン３０が後退するとともに、シャッタ部材５１が端盤２４の複数のステーロッド受入れ孔５０を開放する状態に回動され、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９がステーロッド受入れ孔５０に入り込んだ状態にある。
【００４４】
このとき、大径ピストン２９は、圧縮ばね３９によりシリンダ底面方向に付勢された状態にあり、小径シリンダ３０は、その受圧面が大径ピストン２９の受圧面よりもシリンダ孔２９ａ内に入り込んだ状態で、ピストン外面（ボス部３０ａが突設された面の周縁部）を抜け止め用ストッパ４０により受け止められている。また、シリンダ２８の流体室の容積（大径ピストン２９及び小径ピストン３０とシリンダ底面との間隔）は、この型開状態ににおいて最小になる。
【００４５】
この電動式型締装置による型閉及び型締について説明すると、型閉を行うときは、まず、サーボモータ４７を高速小トルクで回転させることにより、ボールスクリュー４１のスクリューナット４３を高速で回転駆動し、スクリューシャフト４２をシリンダ２８方向に高速で移動させる。
【００４６】
このようにスクリューシャフト４２を移動させると、このスクリューシャフト４２で押されて小径ピストン３０がシリンダ底面方向に前進し、シリンダ２８内の非圧縮流体３３の圧力上昇によりシリンダ２８がその底面方向に移動し、可動盤２６が可動金型２２を固定金型２１に接近させる方向に前進移動する。
【００４７】
このとき、タイバー２５と可動盤２６との摩擦力は小さいので、シリンダ２８内の非圧縮流体３３の圧力上昇は比較的小さく、したがって、大径ピストン２９は、圧縮ばね３９によりシリンダ底面方向に付勢された状態のままシリンダ２８とともに移動する。
【００４８】
前記スクリューナット４３の回転駆動速度は、可動金型２２が固定金型２１に接近するまで高速に保ち、可動金型２２が固定金型２１に接近したら、サーボモータ４７の回転速度を下げることにより、スクリューナット４３の回転駆動速度を下げてスクリューシャフト４２の移動速度を減速し、両金型２１，２２が接触したとき、またはその直前に、サーボモータ４７を停止させ、可動盤２６の前進移動を停止させて型閉を終える。
【００４９】
このとき、大径ピストン２９に突設されたステーロッド４９は、端盤２４のステーロッド受入れ孔５０から完全に抜け出し、そのロッド端が、図１に鎖線Ｐで示した位置にきて、このロッド端と端盤２４との間に、シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂが入り込めるようになる。
【００５０】
上記型閉を行った後は、シャッタ部材５１を、ストッパ回動機構５３により、シャッタ板５１ｂが端盤２４のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖する位置にくる状態に回動させ、その後に型締を開始する。
【００５１】
この型締を行うときは、サーボモータ４７８を低速大トルクで回転させてスクリューシャフト４２を低速で前進移動させることにより、小径ピストン３０をさらに前進させる。
【００５２】
このとき、型閉を終えた状態が、可動金型２２が固定金型２１に接触した状態であるときは、小径ピストン３０をさらに前進させるのにともなって、大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内の非圧縮流体３３がシリンダ２８の流体室内に押し出され、この流体室内の流体圧が上昇する。
【００５３】
また、型閉を終えた状態が、可動金型２２が固定金型２１に接触する直前の状態であるときは、小径ピストン３０の前進により、まず可動盤２６が低速で前進移動して可動金型２２が固定金型２１に接触し、その後、小径ピストン３０をさらに前進させるのにともなって、大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内の非圧縮流体３３がシリンダ２８の流体室内に押し出され、この流体室内の流体圧が上昇する。
【００５４】
前記シリンダ２８の流体室内の流体圧が上昇すると、その流体圧により、大径ピストン２９が、圧縮ばね３９の押圧力に抗して後退移動し、大径ピストン２９に突設されたステーロッド４９の先端が、端盤２４のステーロッド受入れ孔５０を閉鎖しているシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接する。
【００５５】
このとき、ステーロッド４９は、流体圧と圧縮ばね３９の押圧力との差に応じた移動力を受けてゆっくりと後退するため、ステーロッド４９の先端を、シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに、衝撃を発生することなく当接させることができる。
【００５６】
このように、ステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接すると、それ以上の大径ピストン２９の後退が阻止され、それ以後は、小径ピストン３１の前進にともなって、シリンダ２８の流体室内の流体圧がさらに上昇する。
【００５７】
そのため、ステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接した後は、シリンダ２８の流体室内の流体圧の上昇にともなって可動盤２６が強く押され、可動金型２２が固定金型２１に押圧されて、図４に示した型締が行われる。なお、シリンダ２８の流体室の容積（大径ピストン２９及び小径ピストン３０とシリンダ底面との間隔）は、この型締状態において最大になる。
【００５８】
この型締による反力、つまり型締力は、可動盤２６及びシリンダ２８内の非圧縮性流体３３を介して大径ピストン２９と小径ピストン３０の両方に加わり、小径ピストン３０に結合されたスクリューシャフト４２と、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９とに、小径ピストン３０の受圧面と、大径ピストン２９の受圧面との面積比に比例して按分される。
【００５９】
この実施例では、大径ピストン２９の受圧面の面積を、小径ピストン３０の受圧面の面積よりも大きくしているため、前記型締力は、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９により多く按分される。
【００６０】
そして、スクリューシャフト４２と複数本のステーロッド４９とに按分された型締力は、端盤２４に軸方向の移動を拘束して回転自在に支承されたスクリューナット４３と、端盤２４の複数のステーロッド受入れ孔５０を閉塞して複数本のステーロッド４９の先端を受け止めているシャッタ部材５１とを介して端盤２４に伝達される。
【００６１】
そのため、この電動式型締装置は、ボールスクリュー４１にかかる負荷が、型締力に対して非常に小さくて済み、したがって、ボールスクリュー４１に加わる加重を軽減し、前記ボールスクリュー４１の高強度化を不要として、コストの低減を図ることができる。
【００６２】
なお、この実施例では、型締力が、小径ピストン３０に結合されたスクリューシャフト４２よりも、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９により多く按分されるが、１本のステーロッド４９に加わる加重は少ないため、ステーロッド４９も高強度にする必要化はない。
【００６３】
また、離型及び型開を行うときは、まず、サーボモータ４７を低速高トルクで逆回転させることにより、スクリューシャフト４２を低速で後退移動させる。
【００６４】
このときは、小径ピストン３０はスクリューシャフト４２の後退移動により後退するが、可動盤２６には後退力は作用せず、シリンダ２８の流体室内の流体３３が、小径ピストン３０の後退にともなって大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内に引込まれて、シリンダ２８の流体室内の流体圧が下がる。
【００６５】
このようにシリンダ２８の流体室内の流体圧が下がると、それにともって、大径ピストン２９が、圧縮ばね３９の押圧力によりシリンダ底面方向に前進移動し、この大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂから離れる。
【００６６】
次に、前記ステーロッド４９の先端がシャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂから離れるのを待って、ストッパ回動機構５３によりシャッタ板５１ｂをステーロッド受入れ孔５０を開放する状態に回動させ、その状態でサーボモータ４７を低速で逆回転させ続ける。
【００６７】
このように、ステーロッド受入れ孔５０を開放した状態でサーボモータ４７を低速で逆回転させ続けると、スクリューシャフト２８の後退移動による引力が、小径ピストン３０、およびその抜け止め用ストッパ４０を介して大径ピストン２９に作用し、大径ピストン２９が後退し始める。このときは、端盤２４のステーロッド受入れ孔５０が開放されているため、大径ピストン２９は、ステーロッド４９を前記ステーロッド受入れ孔５０に入り込ませて後退する。
【００６８】
そして、大径ピストン２９が後退し始めると、その後退力が、圧縮ばね３９及び大径ピストン抜け止めリング３４を介してシリンダ２８に作用し、可動盤２６が低速で後退して離型が行われる。
【００６９】
なお、大径ピストン２９をシリンダ底面方向に付勢する複数の圧縮ばね３９の全押圧力は、離型に必要な力以上に設定されており、したがって離型は、大径ピストン２９が後退し始めるのと同じに開始される。
【００７０】
この後は、サーボモータ４７の逆転を、高速低トルク回転に切換えればよく、それにより、可動盤２４が速やかに後退し、図１に示した型開状態に戻る。
【００７１】
上述したように、この実施例の電動式型締装置は、可動金型２２を支持する可動盤２６に設けられたシリンダ２８内に、中心部にシリンダ孔２９ａを有する大径ピストン２９と、この大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａ内に嵌装された小径ピストン３０とを設け、前記シリンダ２８内に非圧縮性流体３３を封入するとともに、前記小径ピストン３０にスクリューシャフト４２の一端を結合し、このスクリューシャフト４２を、端板２４に軸方向の移動を拘束して回転自在に支承され、電動サーボモータ４７により回転駆動されるスクリューナット４３により送り移動させるようにし、さらに、前記大径ピストン２９に複数本のステーロッド４９を突設し、前記端盤２４に前記複数本のステーロッド４９にそれぞれ対応させて複数のステーロッド受入れ孔５０を設けるとともに、前記端盤２４の大径ピストン対向面に、型開時に前記ステーロッド受入れ孔５０を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔５０を閉鎖して前記ステーロッド４９の先端を受け止めるシャッタ部材５１を設けることにより、型締力が、前記可動盤２６及びシリンダ２８内の非圧縮性流体３３を介して大径ピストン２９と小径ピストン３０の両方に加わるようにしたものである。
【００７２】
したがって、この電動式型締装置によれば、型締力が、小径ピストン３０に結合された前記スクリューシャフト４２と、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９とに、按分され、その力が、スクリューナット４３と、シャッタ部材５１とを介して端盤２４に伝達されるため、ボールスクリュー４１にかかる負荷が、型締力に対して非常に小さくて済み、したがって、ボールスクリュー４１に加わる加重を軽減し、ボールスクリュー４１の高強度化を不要として、コストの低減を図ることができる。
【００７３】
しかも、上記実施例では、前記大径ピストン２９の受圧面の面積を、前記小径ピストン３０の受圧面の面積よりも大きくしているため、型締力を、大径ピストン２９に突設された複数本のステーロッド４９により多く按分し、ボールスクリュー４１に加わる加重をより軽減することができる。
【００７４】
また、上記実施例では、前記大径ピストン２９を、圧縮ばね３９によりシリンダ底面方向に付勢しているため、この大径ピストン２９に突設されたステーロッド４９の先端を前記シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに当接させて型締を行う際に、前記ステーロッド４９を、シリンダ２８内の流体圧と前記圧縮ばね３９の押圧力との差に応じてゆっくりと後退させ、このステーロッド４９の先端を、前記シャッタ部材５１のシャッタ板５１ｂに、衝撃を発生することなく当接させることができる。
【００７５】
さらに、上記実施例では、シリンダ２８に嵌装された大径ピストン２９を、その抜け止めリング３４に設けた回り止めピン３６によりシリンダ周方向に回り止めし、この大径ピストン２９のシリンダ孔２９ａに嵌装された小径ピストン３０を、そのボス部３０ａを前記大径ピストン２９に設けた小径ピストン抜け止め用ストッパ４０により周方向に回り止めするとともに、スクリューシャフト４２の一端を前記小径ピストン３０に固定しているため、前記スクリューシャフト４２を、小径ピストン３０及び大径ピストン２９とシリンダ２８とにより回り止めすることができ、したがって、スクリューシャフト４２の回り止め機構を別に設ける必要はない。
【００７６】
なお、上記実施例では、大径ピストン２９を、その抜け止めリング３４に設けた回り止めピン３６によりシリンダ２８に対して回り止めし、小径ピストン３０を、その抜け止め用ストッパ４０により大径ピストン２９に対して周方向に回り止めしているが、大径ピストン２９及び小径ピストン３０の回り止めは、他の手段によってもよく、また、スクリューシャフト４２の回り止め機構を別に設ける場合は、大径ピストン２９及び小径ピストン３０を回り止めしなくてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の電動式型締装置は、可動金型を支持する可動盤に設けられたシリンダ内に、中心部にシリンダ孔を有する大径ピストンと、この大径ピストンのシリンダ孔内に嵌装された小径ピストンとを設け、前記シリンダ内に非圧縮性流体を封入するとともに、前記小径ピストンにスクリューシャフトの一端を結合し、このスクリューシャフトを、端板に軸方向の移動を拘束して回転自在に支承され、電動サーボモータにより回転駆動されるスクリューナットにより送り移動させるようにし、さらに、前記大径ピストンに複数本のステーロッドを突設し、前記端盤に前記複数本のステーロッドにそれぞれ対応させて複数のステーロッド受入れ孔を設けるとともに、前記端盤の大径ピストン対向面に、型開時に前記ステーロッド受入れ孔を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔を閉鎖して前記ステーロッドの先端を受け止めるシャッタ部材を設けたものであるため、型締力が、前記可動盤及びシリンダ内の非圧縮性流体を介して前記大径ピストンと小径ピストンの両方に加わる。
【００７８】
そのため、この電動式型締装置によれば、型締力が、前記小径ピストンに結合された前記スクリューシャフトと、前記大径ピストンに突設された複数本のステーロッドとに、前記小径ピストンと大径ピストンのそれぞれの受圧面の面積比に比例して按分され、その力が、前記スクリューナットと、前記シャッタ部材とを介して前記端盤に伝達される。そのため、ボールスクリューにかかる負荷が、型締力に対して非常に小さくて済み、したがって、ボールスクリューに加わる加重を軽減し、前記ボールスクリューの高強度化を不要として、コストの低減を図ることができる。
【００７９】
この発明の電動式型締装置において、前記大径ピストンの受圧面の面積は、前記小径ピストンの受圧面の面積よりも大きくするのが望ましく、このようにすることにより、型締力を、前記大径ピストンに突設された複数本のステーロッドにより多く按分し、ボールスクリューに加わる加重をより軽減することができる。
【００８０】
また、前記大径ピストンは、圧縮ばねによりシリンダ底面方向に付勢しておくのが好ましく、このような構成によれば、前記大径ピストンに突設されたステーロッドの先端を前記シャッタ部材に当接させて型締を行う際に、前記ステーロッドを、シリンダ内の流体圧と前記圧縮ばねの押圧力との差に応じてゆっくりと後退させ、前記ステーロッドの先端を、前記シャッタ部材のシャッタ板に、衝撃を発生することなく当接させることができる。
【００８１】
さらに、前記大径ピストンは前記シリンダに周方向に回り止めして嵌装し、この大径ピストンのシリンダ孔に、前記小径ピストンを周方向に回り止めして嵌装するとともに、前記スクリューシャフトの一端を前記小径ピストンに固定するのが望ましく、このようにすれば、前記スクリューシャフトを、前記小径ピストン及び大径ピストンとシリンダとにより回り止めすることができるため、前記スクリューシャフトの回り止め機構を別に設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電動式型締装置を備えた射出成形機の型開状態の正面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図。
【図４】前記射出成形機の型締状態の正面図。
【図５】従来の２台の電動モータを用いる型締装置を備えた射出成形機の正面図。
【図６】従来のハイブリッド方式の型締装置を備えた射出成形機の正面図。
【符号の説明】
２１…固定金型
２２…可動金型
２３…固定盤
２４…端盤
２６…可動盤
２８…シリンダ
２９…大径ピストン
２９ａ…シリンダ孔
３０…小径ピストン
３３…非圧縮性流体
３９…圧縮ばね
４１…ボールスクリュー
４２…スクリューシャフト
４３…スクリューナット
４７…電動サーボモータ
４９…ステーロッド
５０…ステーロッド受入れ孔
５１…シャッタ部材

Claims

固定金型に対して接離移動可能に設けられた可動金型を支持する可動盤と、前記可動盤の金型支持面とは反対面に前記可動盤の移動方向と平行に設けられたシリンダと、中心部にシリンダ孔を有し、前記シリンダ内にその軸方向に摺動可能に嵌装された大径ピストンと、前記大径ピストンのシリンダ孔内にその軸方向に摺動可能に嵌装された小径ピストンと、前記シリンダ内に封入された非圧縮性流体と、前記小径ピストンに一端を結合されたスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトに係合されたスクリューナットと、前記スクリューナットを回転駆動する電動モータと、前記スクリューナットをその軸方向の移動を拘束して回転自在に支承する端盤と、前記大径ピストンに突設され、前記スクリューシャフトと平行に設けられた複数本のステーロッドと、前記端盤に前記複数本のステーロッドにそれぞれ対応させて設けられた複数のステーロッド受入れ孔と、前記端盤の前記大径ピストンに対向する面に設けられ、型開時に前記ステーロッド受入れ孔を開放し、型締時に前記ステーロッド受入れ孔を閉鎖して前記ステーロッドの先端を受け止めるシャッタ部材とを備えたことを特徴とする電動式型締装置。
大径ピストンの受圧面の面積が、小径ピストンの受圧面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電動式型締装置。
大径ピストンは、圧縮ばねによりシリンダ底面方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の電動式型締装置。
大径ピストンが、シリンダに周方向に回り止めして嵌装され、この大径ピストンのシリンダ孔に小径ピストンが周方向に回り止めして嵌装されるとともに、スクリューシャフトの一端が前記小径ピストンに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動式型締装置。