JP3835948B2 - 電動式型締装置 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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