JP4571336B2 - 射出成形機の電動直圧式型締装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の型締装置に係り、特に、駆動源の推進力をトグルリンク機構を使用せずに移動ダイプレートに伝達する電動式の直圧式型締装置の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
図６に、従来の電動直圧式型締装置の概略構成を示す。
【０００３】
ベース１の両端には、固定ダイプレート３及びバックプレート６２が、互いに対向するように配置されている。バックプレート６２の前方には、固定ダイプレート３に対向して、移動ダイプレート４が配置されている。固定ダイプレート３の前面には固定金型５が保持され、移動ダイプレート４の前面には移動金型６が保持されている。
【０００４】
バックプレート６２と固定ダイプレート３の間は、４本のタイロッド６７によって連結されている。移動ダイプレート４の四隅には、それぞれ貫通孔が形成され、各タイロッド６７はこれらの各貫通孔を貫通している。移動ダイプレート４は、これらの各タイロッド６７に沿って摺動し、前後方向（即ち、型締め方向及び型開き方向）に移動することができる。
【０００５】
移動ダイプレート４は、バックプレート６２の前面にボールネジ７０を介して連結されている。移動ダイプレート４の背面にはロードセル７５が固定され、ボールネジのネジ軸７１の先端は、このロードセル７５の背面側に固定されている。ボールネジのナット７２は、バックプレート６２にベアリング７７を介して回転自在に支持されている。
【０００６】
ベース１の下側にはモータ８０が収容されている。ボールネジのナット７２の端面（移動ダイ側の端面）にはプーリ８２が取り付けられ、モータ８０の軸にはプーリ８１が取り付けられている。プーリ８１とプーリ８２の間には、タイミングベルト８３が架け渡されている。モータ８０を用いてナット７２を回転することによってネジ軸７１が軸方向に駆動され、これにより、移動ダイプレート４がタイロッド６７に沿って前後方向に移動する。
【０００７】
以上のように、従来の電動直圧式型締装置では、ボールネジ７０を用いて移動ダイプレート４を駆動することによって型締め及び型開きの動作を行っている。
【０００８】
（従来の直圧式型締装置の問題点）
従来の装置では、型締めの際、その反力を４本のタイロッド６７のみで受けていた。タイロッド６７は、合計の断面積が大きく、従って剛性が高いので、型締力の反力が作用したときの伸び代が、比較的小さい。このため、固定金型５と移動金型６の型面が互いに接触した直後に、型締力（型面に生ずる圧縮荷重）が急速に立ち上がり、型締力にオーバーシュートが発生したり、あるいは型締力の精度が悪くなるなどの問題があった。
【０００９】
更に、その結果、型締装置の構成部品に過大な負荷が作用して、それらの寿命を縮めると言う問題もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の射出成形機の電動直圧式型締装置についての問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、型締めの際の型締力の急速な立ち上がりを抑制し、それによって、型締力のオーバーシュートの発生を防止するとともに、型締力の精度を高めることができる電動直圧式型締装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機の電動直圧式型締装置は、
固定金型を保持する固定ダイプレートと、
固定ダイプレートに対向して配置され、移動金型を保持する移動ダイプレートと、
移動ダイプレートの後方に配置されたバックアッププレートと、
移動ダイプレートと前記バックアッププレートの間を接続し、型締め方向に対して伸縮可能な弾性部材と、
固定ダイプレートと前記バックアッププレートの間を連結し、そのネジ軸の先端が前記固定ダイプレートに回転自在に接続され、そのナットが前記バックアッププレートに固定された複数のボールネジと
前記複数のボールネジのネジ軸を、互い同期させて回転させるモータと、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記弾性部材として、コイルスプリングを使用する。
【００１３】
本発明の電動直圧式型締装置の動きについて説明する。
【００１４】
前記複数のボールネジを互いに同期させて駆動することによって、バックアッププレートを固定ダイプレートに対して前進または後退させることができる。バックアッププレートの前方に接続された移動ダイプレートは、バックアッププレートとともに前進または後退する。
【００１５】
型締めの際、移動ダイプレートを固定ダイプレートに対して前進させることによって、固定金型と移動金型の型面を互いに接触させる。このとき、型締力（型面に生ずる圧縮荷重）の反力は、前記弾性部材及びバックアッププレートを介して、ボールネジのネジ軸に伝達される。これによって、ネジ軸が弾性的に伸びるとともに、前記弾性部材が縮まる方向に弾性変形する。
【００１６】
ここで、前記弾性部材のバネ定数を適切に設計することによって、ネジ軸の伸びと比較して大きな弾性変形を前記弾性部材に発生させることができる。これによって、型締めの際、型面の接触時に型締力が緩やかに立ち上がるようにすることができる。また、型締力の分解能が向上する。
【００１７】
その結果、本発明の射出成形機の電動直圧式型締装置によれば、型締力のオーバーシュートの発生を防止するとともに、型締力の精度を高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１及び２に、本発明の射出成形機の電動直圧式型締装置の概略構成を示す。
なお、図１は正面図、図２は装置の軸方向に対して平行方向の断面図である。図中、３は固定ダイプレート、４は移動ダイプレート、５は固定金型、６は移動金型、２はバックアッププレート、９はコイルスプリング（弾性部材）、１０はボールネジ、１１はボールネジのネジ軸、１２はボールネジのナットを表す。
【００１９】
ベース１の両端には、固定ダイプレート３及びサポートプレート７が、互いに対向するように配置されている。固定ダイプレート３の前方には、固定ダイプレート３に対向して、移動ダイプレート４が配置されている。固定ダイプレート３の前面には固定金型５が保持され、移動ダイプレート４の前面には移動金型６が保持されている。移動ダイプレート４はベース１上を摺動することができる。
【００２０】
サポートプレート７と移動ダイプレート４の間には、バックアッププレート２が配置されている。バックアッププレート２はベース１上を摺動することができる。バックアッププレート２の互いに対角位置にある二隅には、それぞれ、ボールネジ１０のナット１２が固定されている。ボールネジ１０のネジ軸１１は、ナット１２を介してバックアッププレート２を貫通している。ネジ軸１１の先端部（図では右端側）は、固定ダイプレート３に回転自在に接続されている。ネジ軸１１の後端部（図では左端側）は、サポートプレート７にベアリング１９を介して回転自在に支持され、サポートプレート７を貫通している。バックアッププレート２の前面には、後述するように、４本のコイルスプリング９等を介して移動ダイプレート４が接続されている。
【００２１】
ベース１の下側にはモータ２０が収容されている。各ボールネジのネジ軸１１の後端部（図では左端側）には、それぞれプーリ２２が取り付けられ、モータ２０の軸にはプーリ２１が取り付けられている。プーリ２１と各プーリ２２の間には、後述するように、タイミングベルト２３が架け渡されている。
【００２２】
図３に、バックアッププレート２と移動ダイプレート４の接続部分の詳細を示す。移動ダイプレート４の背面には、ロードセル１５を間に挟んで、スプリング受け部材８が取り付けられている。バックアッププレート２とスプリング受け部材８との間は、４本のコイルスプリング９を介して接続されている。
【００２３】
図４（左側面図）に、モータ２０とネジ軸１１の連結部分の詳細を示す。各ボールネジのネジ軸１１の後端部には、それぞれプーリ２２が取り付けられ、モータ２０の軸にはプーリ２１が取り付けられている。プーリ２１と各プーリ２２の間には、タイミングベルト２３が架け渡されている。
【００２４】
図５に、ボールネジ１０の部分詳細図を示す。なお、この図は、図４のＥ−Ｅ断面に該当している。ボールネジ１０のナット１２はバックアッププレート２に固定されている。ボールネジ１０のネジ軸１１は、ナット１２を介してバックアッププレート２を貫通している。ボールネジ１０のネジ軸１１の先端部（図では右端側）は、固定ダイプレート３の前面に、ベアリング１７及び固定部材１８を介して回転自在に接続されている。ネジ軸１１の後端部（図では左端側）は、ベアリング１９を介してサポートプレート７に回転自在に支持され、サポートプレート７を貫通している。ネジ軸１１の後端部には、前述のプーリ２２が取り付けられている。
【００２５】
モータ２０を用いて各ネジ軸１１を回転することによって、各ナット１２が軸方向に駆動され、これにより、バックアッププレート２がネジ軸１１に沿って前後方向に移動する。バックアッププレート２の移動に伴い、バックアッププレート２の前面にコイルスプリング９を介して接続されている移動ダイプレート４も移動する。以上のように、型締め及び型開きの動作は、ボールネジ１０を駆動することによって行われる。
【００２６】
型締めの際、ボールネジ１０を駆動し、移動ダイプレート４を固定ダイプレート３に対して前進させることによって、固定金型５と移動金型６の型面を互いに接触させる。このとき、型締力（型面に生ずる圧縮荷重）の反力は、ロードセル１５、スプリング受け部材８、コイルスプリング９及びバックアッププレート２を順に介して、ボールネジのネジ軸１１に伝達される。これによって、ネジ軸１１が弾性的に伸びると同時に、コイルスプリング９が縮む。
【００２７】
ここで、コイルスプリング９のバネ定数を適切に設計することによって、ネジ軸１１の伸びと比較して大きな弾性変形をコイルスプリング９に発生させることができる。これによって、型締めの際、型面の接触時に型締力が緩やかに立ち上がるようにすることができる。また、型締力の分解能が向上する。その結果、型締力のオーバーシュートの発生を防止するとともに、型締力の精度を高めることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の射出成形機の電動直圧式型締装置によれば、固定ダイプレートとバックアッププレートをボールネジを用いて連結するとともに、バックアッププレートの前面に弾性部材を介して移動ダイプレートを接続することによって、型締めの際、型面の接触時に型締力が緩やかに立ち上がるようにすることができる。また、型締力の分解能が向上する。その結果、型締めの際の型締力のオーバーシュートの発生を防止するとともに、型締力の精度を高めることができる。これに伴い、型締装置の構成部品に過大な負荷が作用することを防止することができるので、それらの構成部品の寿命を延ばすこともできる。
【００２９】
本発明の射出成形機の電動直圧式型締装置によれば、従来の装置におけるタイロッドの役割を、ボールネジのネジ軸に兼ねさせることができる。これによって、装置の構成部品の点数を減らし、装置の構成を簡素化することができる。
【００３０】
また、ボールネジを複数使用しているので、型締力等の負荷を分散させることができるので、ボールネジのサイズを小さくすることができる。
【００３１】
なお、固定ダイプレートとバックアッププレートの間を、２本のボールネジによって連結すれば、固定ダイプレートと移動ダイプレートの間に架け渡されるロッドの本数が減るので、従来の装置と比べて金型へのアクセスが容易になる。
【００３２】
また、従来の装置（図５）とは異なり、移動プレートが後退したときボールネジのネジ軸（図５中の符号７１）がハウジングの後方へ突出することがないので、装置の全長を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動直圧式型締装置の概略構成を示す正面図。
【図２】本発明の電動直圧式型締装置の概略構成を示す軸方向断面図。
【図３】バックアッププレートと移動ダイプレートの接続部分の詳細を示す図。
【図４】モータとネジ軸の連結部分の詳細を示す図。
【図５】ボールネジの部分詳細図であって、図４におけるＥ−Ｅ断面に当る図。
【図６】従来の電動直圧式型締装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１・・・ベース、
２・・・バックアッププレート、
３・・・固定ダイプレート、
４・・・移動ダイプレート、
５・・・固定金型、
６・・・移動金型、
７・・・サポートプレート、
８・・・スプリング受け部材、
９・・・コイルスプリング（弾性部材）、
１０、７０・・・ボールネジ、
１１、７１・・・ボールネジのネジ軸、
１２、７２・・・ボールネジのナット、
１５、７５・・・ロードセル、
１７、１９、７７・・・ベアリング、
１８・・・固定部材、
２０、８０・・・モータ、
２１、２２、８１、８２・・・プーリ、
２３、８３・・・タイミングベルト、
６２・・・バックプレート、
６７・・・タイロッド。

Claims (2)

1. 固定金型を保持する固定ダイプレートと、
   固定ダイプレートに対向して配置され、移動金型を保持する移動ダイプレートと、
   移動ダイプレートの後方に配置されたバックアッププレートと、
   移動ダイプレートと前記バックアッププレートの間を接続し、型締め方向に対して伸縮可能な弾性部材と、
   固定ダイプレートと前記バックアッププレートの間を連結し、そのネジ軸の先端が前記固定ダイプレートに回転自在に接続され、そのナットが前記バックアッププレートに固定された複数のボールネジと
   前記複数のボールネジのネジ軸を、互い同期させて回転させるモータと、
   を備えたことを特徴とする射出成形機の電動直圧式型締装置。
2. 前記弾性部材は、コイルスプリングであることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の電動直圧式型締装置。

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