WO2002062556A1 - Dispositif de fermeture electrique - Google Patents

Description

明細

電動型開閉装置 技術分野

本発明は射出成形機の型開閉装置に関し、 特に型締めは油圧シ リ ンダで行い、 型締め前後の可動ダイ プレートの開閉移動は電動で行 う油圧と電動の複合型開閉装置に関する。 背景技術

射出成形機の型開閉型締装置においては、 型締めには強大な力が 必要であ り、 金型の開閉のための可動ダイ プレー トの移動には大き な力を持続して使う必要はないが、 可動ダイ プレー トの移動ス ト ロ —クは成形品の取り 出しのため長く する必要がある。 以前は同一の 油圧シリ ンダで型締と可動ダイ プレ一 トの移動を行っていたが、 こ の構成では油圧シリ ンダ.は大径で長いス トロ一ク とな り、 可動ダィ プレー トの移動は遅く な り、 油量は多く、 不経済であった。 近年は この機能を分担し、 ダイ プレ一 卜の移動には小径で長いス トロ一ク の油圧シリ ンダ、 又は、 電動モー夕の回転力を直線方向の力に換え た機械的な移動手段を使用し、 型締工程では大径で短いス ト ローク の油圧シ リ ンダを使用する等の経済的な構成が用いられるよう にな つてきた。

特開昭 6 2 - 8 7 3 1 8号において公示された従来例は、 固定金 型を保持した固定ダイ プレー ト と、 可動金型を保持した可動ダイ プ レー ト と、 サーボモー夕の駆動力によ り上記可動ダイ プレー トを固 定ダイ プレー トに向けて進退動させるボールねじ式送り機構と、 上 記可動ダイ プレー トが上記固定ダイ プレー トに近接し、 固定金型と 可動金型とが型閉じする直前に可動ダイ プレー ト と型締ビス ト ンと を関係的に結合固定させる手段とを包含する型締装置である。

また、 実用新案登録第 2 5 3 1 5 2 2号において公示された型締 装置は、 前述の特閧昭 6 2 - 8 7 3 1 8号と同様な可動ダイ プレー ト を固定ダイ プレー トに向けて進退動させるボールねじ式送り機構 と、 固定金型と可動金型とを結合固定する型締ピス ト ン と直結して いる夕ィバ一を備えてお り、 可動ダイ プレー トが固定ダイ プレー ト に近接し、 固定金型と可動金型とが型閉じする直前に、 可動ダイ プ レー トに設けられたタイバーとほぼ直角方向に開閉するハーフナツ トがタイバーに設けられたリ ング溝に係合してタイバーと可動ダイ プレートを結合する手段とを有し、 夕ィバ一と可動ダイ プレー トが 結合後、 型締ピス ト ンを油圧で作動して夕ィバ一を介して可動ダイ プレー トを引き寄せて型締めする型諦装置である。

前述の可.動ダイ プレー トを固定ダイ プレートに向けて進退動させ るボールね'じ式送り機構のボ^ルね—じは、 モー夕軸の回転を直接ボ —ルねじ軸に伝達する機構と、 モー夕軸の回転を減速してボールね じ軸に伝える機構との 2段速度機構を備え、 両機構間を電磁クラ ッ チで切換えるように構成して、 離型時に大きな力を必要とする とき モー夕軸の回転を減速してボールねじに大きな トルクが加えられる よう構成した型締装置である。 ボールねじ式送り機構は、 可動ダイ プレー トに対する負荷のバラ ンスをとるため、 対称位置に 2組設け られてお り、 したがって、 可動ダイ プレー トの移動時にはボールね じ軸を同期回転させる必要がある。

一方、 電動モ一夕の回転をスク リ ュに伝え、 このスク リ ュに螺合 するナツ ト を使用して直線移動に置き換えて トグル機構を駆動し、 トグル機構の作動端の速い移動動作を型開閉に、 ト グル機構の作動 端の上死点近くの大きな力が出る部分を型締に使用する トグル式型 締装置が射出成形機に用いられている。 この トグル式型締装置は構 造がシンプルであ り、 安価に作るこ とができるが、 強大な型締め力 を出すためには トグル機構全体も頑丈なものにならざるを得ず、 小 型の射出成形機には問題無いが、 大型の射出成形機に対しては却つ て構造部材が過大となり、 電動モー夕、 ボールねじ、 ボールねじナ ッ ト等の要素部品も標準型を外れた高価なものになるので、 不経済 な設備となる。 - サーボモー夕の駆動力によ り可動ダイ プレー トを固定ダイ プレー トに向けて進退動させる従来のボールねじ式送り機構は、 通常、 型 諦装置の両側で対称の位置に一対設けられてお り、 各ボールねじ軸 の回転数及び回転位置がずれないよう に、同期速度制御されている。' しかし、 負荷のバランスが崩れた り、 速度制御の同調がずれた り し て、 運転中に一対のボールねじの位置がずれたとき、 或いは、 ボー ルねじ軸とボールね,じナッ トの組立のときの取付け誤差で、 ボール ねじナツ ト取付部が傾く ようなこ とがあれば、 ボールねじナッ トに 片当た り してボールねじナツ トからボールねじ軸に曲げ力が作用す るこ とにな り、 ボールねじ軸が損傷した り、 早期に異常摩耗を生じ た りするおそれがある。

また、 ボールねじ軸とボールねじナツ トを 2組、 それに関連する サ一ボモ一夕や動力伝達機構も 2組設けられ、 かつ 2組のボールね じ軸の回転は同期運転制御が必要であるので高価となる。 また、 ボ —ルねじ軸とボールねじナツ トを可動ダイ プレー トの両側に取付け る とき、モー夕を含めて射出成形機の全体レイァゥ 卜からはみ出し、 占有床面積が広く なる。 また、 ボールねじナツ トは可動ダイ プレー トに固定して取付けられているので、 型締めのときにダイ プレー ト の変形の影響を受けることになる。 発明の開示

本発明は、 可動ダイ プレー トを固定ダイ プレー ト に向けて進退動 させるボールねじ式送り機構を簡単化し、ボールねじ軸の回転速度、 回転位置の同期運転制御を不要にする と共に、 ボールねじ軸とボー ルねじナッ トの組み合わせに、 片当た りや曲げ力が作用しないで衝 撃荷重の吸収を行う ことができるような取付け構成を有する電動型 開閉装置を提供することを目的とする。

上記の問題点に対して本発明は、 以下の各項に記載した特徴を有 する構成手段によ り解決を図っている。

( 1 ) 固定金型を保持する固定ダイ プレー ト と、 可動金型を保持 する可動ダイ プレー ト と、 可動ダイ プレー トを固定ダイ プレー ト に 対し進退動作させる手段と、 可動ダイ プレー トが固定ダイ プレー ト こ接近し固定金型と可動金型が型閉じした後に可動ダイ プレー ト と, 固定ダイ プレー トを結合するタイバーと、 夕ィバ一に設けられた複 数の リ ング状溝、 またはねじに係合するよう に設置されタイバーの 軸と直角方向に開閉する複数の リ ング状溝、 またはねじを有するハ ーフナッ ト とによ り構成されたダイ プレー トの結合手段と、 射出成 形時の型締手段とを備えた射出成形機の型開閉装置において、 前記 可動ダイ プレー トを前記固定ダイ プレー 卜に対し進退動作させる手 段は、 上面に可動ダイ プレー トを取付け下面両側にスライ ドュニ ヅ トを取付けた移動台と、 本機基盤に敷設され前記スライ ドュニッ ト と係合して リニアガイ ドを形成する一対の ト ラ ヅク レールと、 本機 基盤に固設された軸受によって前記 トラ ック レールと平行に支持さ れ、 回転可能に軸方向は拘束されているボールねじ軸と、 同ボール ねじ軸を駆動するサーボモ一夕 と、 このボールねじ軸に螺合し前記 移動台の下面に取付けられたボールねじナツ ト とによ り構成され、 前記ボールねじ軸及び前記ボールねじナツ トは前記一対のリ ニアガ ィ ドの トラ ック レール間の任意の位置に設置されている電動型開閉

( 2 ) ( 1 )に記載する電動型開閉装置において、 前記ボールねじ 軸及び前記ボールねじナッ トは、 前記一対のリニアガイ ドの トラ ヅ ク レール間の片側の トラ ックレールに近寄せた位置に設置されてい る電動型開閉装置。

( 3 ) ( 1 )及び（ 2 )に記載する電動型開閉装置において、 前記ボ ールねじナツ トの前記移動台への取付けは、 前記移動台に取付けら れ前記ポールねじ軸が通っている貫通孔を有する接続ブラケッ ト と. 同接続ブラケッ 卜の貫通孔の両側に設置された複数個の皿ばねと、 同皿ばねを付勢して収納した皿ばねケースと、 同皿ばねケースに取 付けたボールねじナッ ト とで構成され、 前記ボールねじ軸及び前記 ボールねじナツ ト を前記皿ばねの調心作用と緩衝作用によ り ボール ねじ部の片当たり を防止し、 衝撃を緩和するよう にじた電動型開閉 装置。 - 図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施の形態に係る電動型開閉装置を備えた射出成 形機の型締装置を示す側面図（一部断面）である。

図 2 は図 1 め A— A線断面においてボールねじ軸の配置を示す図 である。 図 3 は図 1 の電動型開閉装置のボールねじ軸及びボールねじナツ トの取付け構造を示す拡大側面断面図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 図 1 は電動型開閉 装置を備えた射出成形機の型締装置を示す側面図（一部断面）、 図 2 は図 1の A— A線断面においてボールねじ軸の配置を示す図、 図 3 は図 1 の電動型閧閉装置のボールねじ軸及びボールねじナツ トの取 付け構造を示す拡大側面断面図.である。 - 図 1 において、 基盤 1上には固定金型 3 を取付けた固定ダイ プレ ー ト 5 が固設されている。 また、 基盤 1上には、 リニアガイ ドの ト ラ ック レール 2 3 が敷設され、 この トラ ック レール 2 3 にガイ ドさ れる リニアガイ ドのスライ ドュニッ ト 2 1 は、 可動ダイ プレー ト 9 と一体に結合されている移動台 1 7の下面に取付けられている。 可' 動金型 7 を取付けた可動ダイ プレー ト 9 は、 固定ダイ プレー ト 5 に 対向して配置され、 移動可能に構成されている。

固定ダイ プレ一 ト 5 には、 ス ト ロークが短ぐ大径の油圧式型締シ リ ンダ 1 1 が複数（本例では 4基）設けられ、 この型締シリ ンダ 1 1 の中を大径のラム 1 3が摺動するよう になっている。 このラム 1 3 にはタイバー 1 5 が直結されてお り、 この夕ィバ一 1 5は.、 対向す る可動ダイ プレー ト 9が型閉のために近づいてきたとき、 可動ダイ プレー ト 9 に設けた複数の孔に揷通するように配設されている。 夕 ィバ一 1 5 の先端部には、 それぞれ等ピッチの複数のリ ング溝部 1 5 aが形成されている。

可動ダイ プレー ト 9の金型取付面と反対側の側面には、 タイバー 1 5 のリ ング溝部 1 5 a と嚙合する対になったハーフナツ ト 2 9 が. タイバー 1 5 を挟むように、 直角方向に油圧シ リ ンダ等で作動する よう に設けられている。 なお、 1 9 は射出シ リ ンダを示している。 図 1 の 2点鎖線は、 金型閉の時の可動ダイ プレー ト 9の位置を示し たものである。

図 2 に示すよう に、 ボールねじ軸 3 5 は射出成形機の長手方向の 中心線 Lから片寄って 1本設置されている。 ボールねじ軸 3 5 は、 基盤 1 に取付けられ、軸受を備えた支え台 4 1 と支え台 4 3 によ り、 回転自在に軸方向を拘束して軸支されている。

ボールねじ軸 3 5 は、 サ一ボモ一夕 4 5 によ り プーリー 4 7、 歯 付きベル ト 4 9及びプーリ ー 3 9 を介して駆動ざれるよう になって いる。 図 3 に示すよう に、 ボールねじ軸 3 5 にはボールねじナッ ト 3 7が螺合してお り、 ボールねじナツ ト 3 7は皿ばね 5 1 を介して 接続ブラケッ ト 2 7 によ り移動台 1 7 の下面に取付けられている。 ボールねじ軸 3 5の先端には、 ボールねじ軸 3 5 の回転を検出する エンコーダ 3 3が設置されている。 図示しない制御装置を用いて、 エンコーダ 3 3の回転数と回転角度位置を制御するこ とによ り、 可 動ダイ プレ " ト 9 の移動速度と停止位置が制御されるようになって いる。

即ち、 可動ダイ プレー ト 9の基準位置、 例えば、 型開限度位置を エンコーダ 3 3の回転位氍の始点（回転数又は回転角度 0位置）とす るこ とによ り、 ボールねじ軸 3 5 に対するボールねじナヅ ト 3 7の 位置（即ち可動ダイ プレー ト 9 の位置）をエンコーダ 3 3 の回転数 (又は回転角度）で示すことができ、 エンコーダ 3 3の単位時間当た りの回転数を移動距離に換算すれば、 可動ダイ プレー ト 9の移動速 度を示すことができる。

図示しない制御装置は、 予め、 可動ダイ プレー ト 9 の移動速度と 加速度を設定し、 この設定値をボールねじ軸 3 5 の回転速度と回転 加速度に換算して記憶しており、 可動ダイ プレー ト 9の移動時に、 エンコーダ 3 3でポールねじ軸 3 5の回転速度と回転加速度の検出 値を設定値と比較し、 ボールねじ軸 3 5の回転速度、 回転加速度が 設定値に合う よう に、 フ ィ ー ドバック制御するこ とによ り、 可動ダ ィ プレー ト 9の移動速度と加速度を制御することが可能となってい る。

図 3の拡大図によ り、 ボールねじナツ ト 3 7 と皿ばね 5 1 の取付 け状態を説明する。 移動台 1 7の下面に取付けられた接続ブラケッ ト 2 7は、 その貫-通孔の中心線に合わせるよう にボールねじ軸 3 5 が隙間を設けて挿入配置されている。 接続ブラケッ ト 2 7 を挟んで 両側には、 背中合わせに 2枚づっ 4枚の皿ばね 5 1 が設置されてお り、 これら 4枚の皿ばね 5 1 は、 ばねケース 5 3 とばねケース蓋 5 5 とで形成されたばね室内に収納されている。 ばねケース蓋 5 5の 外側面には、 ボールねじナツ ト 3 7が固設されている。 皿ばね 5 1 は、 ばねケース 5 3 とばねケース蓋 5 5 とによって圧縮され、 強い 予圧がかけられている と共に、 ばねケ一ス 5 3·及びばねケース蓋 5 5 は、接読ズラ ッケ ト 2 7 との間に全周にわたる隙間を有している。 次に、 電動型開閉装置の作用について説明する。

図 1の金型が開いた状態、 即ち、 可動ダイ プレー ト 9が、 実線で- 示すよう に、 充分に固定ダイ プレー ト 5から離れた状態から固定金 型 3及び可動金型 7が閉じた状態となるまで、 可動ダイ プレー ト 9 はサーボモ一夕 4 5で駆動されるボールねじ軸 3 5 の回転によって 移動する。 図示しない制御装置は、 可動ダイ プレー ド 9 をゆっ く り 加速し、 一定速度で移動させた後、 減速して可動金型 7が固定金型 3 に接触する寸前に停止させる。 この可動ダイ プレー ト 9 の停止位置でハーフナツ ト 2 9が作動し、 ハーフナツ ト 2 9 の内側リ ング溝がタイバー 1 5 の リ ング溝 1 5 a と係合して、 ハーフ ナ ヅ ト 2 9 は夕ィバ一 1 5 と結合する。 次に、 型締シ リ ンダ 1 1 に圧油が送り込まれ、 金型の型締が行われ、 溶融 樹脂が金型のキヤピティ に射出される。 キヤ ビティ 内の溶融樹脂は 冷却固化して成形品とな り、 冷却固化後、 型締シ リ ンダ 1 1 の逆作 動側に圧油が送り込まれ、 ラム 1 3が押し出されて金型が小寸法だ け離型する。 この型締カを開放した段階で、 ハーフ ナ ヅ ト 2 9が逆 作動してハーフナツ ト 2 9 と夕ィバ一 1 5 との結合を外し、 ボール ねじ軸 3 5が上述と逆回転して可動金型 7及び可動ダイ プレー ト 9 を移動させ、 元の位置に停止させる。 成形品が取り 出された後、 次 の型閉動作が始まる。

また、 ボールねじ軸 3 5 と螺合しているボールねじナヅ ト 3 7 に 皿ばね 5 1 を用いた取付部の作用について説明する.。

ボールねじ軸 3 5 は射出成形機の長手方向の中心線 Lから片寄つ て設置されているが、 可動ダイ プレー ト 9 を載せた移動台 1 7は両 側を剛性の高いリニアガイ ドの トラ ック レール 2 3 とスライ ドュニ ッ ト 2 1 によ り しつかり ガイ ドされ、 開閉移動時は可動ダイ プレー ト 9の重量にともなぅ憒性負荷と摩擦負荷以外は負荷されないので 可動ダイ プレー ト 9 が傾く ことはな-い。 しかし、 何らかの原因で、 ボールねじ軸 3 5 とボールねじナツ ト 3 7 との組立てのときに取付 け誤差を生じ、 これによ り ボールねじナッ ト 3 7の取付部が傾き、 ボールねじナッ ト 3 7 に片当た り したとき、 皿ばね 5 1 が橈み、 偏 荷重を緩和するこ とになる。 したがって、 ボールねじナッ ト 3 7か らボールねじ軸 3 5 に曲げ力が作用するこ とを避けるこ とができる また、 接続ブラケッ ト 2 7 と、 ばねケース 5 3及びばねケース蓋 5 5 との全周に設けられた隙間によ り、 ボールねじ軸 3 5の水平 - 平行度等の取付精度が悪いとき、 又は軸橈みが大きいときでも相互 に接触するこ とがないため、 片当 り による偏荷重の負荷を避けるこ とができる。

本発明の電動型開閉装置の可動ダイ プレー トを固定ダイ プレー ト に対し進退動作させる手段は、 上面を可動ダイ.プレー ト と一体に結 合し、 下面両側に リニアガイ ドのスライ ドュニッ トを取付けた移動 台と、 本機基盤に敷設された一対の リニアガイ ドの トラ ック レール と、 本機基盤に設けられた軸受によって回転可能に軸方向は拘束し て支持された 1本のボールねじ軸と、 同ボールねじ軸を駆動するサ

—ボモ一夕 と、 前記移動台に取付けられ前記ボールねじ軸に螺合す るボールねじナツ ト とによ り構成され、 前記ボールねじ軸及びボー ルねじナツ トは前記一対のリニアガイ ドの トラ ック レール間の任意 の位置、 特に中央部を避けた片側の トラ ック レール側に片寄って設 置されているので、 ボールねじ軸、 ボールねじナッ ト、 サ一ボモ一 夕等は本機の基盤内に収ま り、 設備の設置面積を少なく するこ とが できる と同時に、 可動ダイ プレー トの下側に利用空間を充分に設け る こ とができ、 誤って落下した成形品の除去や、 保全作業時の作業 を容易にする効果があ り、 また、 ボールねじ軸、 ボールねじナツ ト を 2龃設けたものに比べ、 部品点数が少なく、 ボールねじ軸回転数 の同期制御が不要となり、コス ト低減の効果もある（請求項 1、 2 )。

ボールねじ軸は射出成形機の長手方向の中心線から片寄って設置 されているが、 可動ダイ プレー トを載せた移動台は、 両側を剛性の 高い リニアガイ ドによ り しつかり ガイ ドされ、 型開閉移動時は可動 ダイ プレー トの重量にともなう慣性負荷と摩擦負荷以外は負荷され ないので、 負荷量のアンバラ ンスによる リニアガイ ドへの偏り負荷 は僅かであ り、 リニアガイ ドの負荷容量に影響はない。 また、 ボー ルねじ軸とボールねじナツ 卜 とを組立てする ときの取付け誤差等で、 ボールねじナッ トの取付部が傾き、 ボールねじナッ トに片当た り し ている ときでも、 皿ばねが橈み、 調心作用が働き、 偏荷重を緩和す るので、 ボールねじナツ トからボールねじ軸に曲げ力が作用するこ とを避けることができる。 さ らに、 型締工程で、 可動ダイ プレー ト が僅かに変形したときは、 ボールねじ軸、 ボールねじナ ヅ ト に直接 の負荷は掛からず、 皿ばねが橈み、 ボールねじナツ トからボールね じ軸への作用を避けることができ、 また、 予期できない負荷が衝撃 的に作用する場合には、 皿ばねが撓み衝撃荷重を吸収す-るこ とがで き、ボールねじナツ ト とボールねじ軸を保護する効果がある（請求項

3 ) o

また、 接続ブラケッ ト と、 ばねケース及びばねケース蓋との全周 に設けられた隙間によ り、 ボールねじ軸の水平 · 平行度等の取付精 度が悪いとき、 又は軸たわみが大きいときでも相互に接触すること がないため、 片当 り による偏荷重の負荷を避けることができる。 産業上の利用可能性

以上詳述したよう に、 本発明の電動型開閉装置によれば、 可動ダ ィ プレ一 トを固定ダイ プレー ト 向けて進退動させるボールねじ式 送り機構を簡単化し、 ボールねじ軸の回転速度、 回転位置の同期運 転制御が不要になる と共に、 ボールねじ軸とボールねじナヅ トの組 み合わせに、 片当た りや曲げ力が作用しないで衝撃荷重の吸収を行 う ことができる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 固定金型を保持する固定ダイ プレー ト と、 可動金型を保持 する可動ダイ プレー ト と、 可動ダイ プレー トを固定ダイ プレー ト に 対し進退動作させる手段と、 可動ダイ プレー トが固定ダイ.プレー ト に接近し固定金型と可動金型が型閉じした後に可動ダイ プレー ト と 固定ダイ プレー トを結合する夕ィバ一と、 夕ィバ一に設けられた複 数の リ ング状溝、 またはねじに係合するよう に設置されタイバーの 軸と直角方向に開閉する複数の リ ング状溝、 またはねじを有するハ —フナッ ト とによ り構成されたダイ プレー ト の結合手段と、 射出成 形時の型締手段とを備えた射出成形機の型開閉装置において、.

前記可動ダイ プレー トを前記固定ダイ プレー トに対し進退動作さ せる手段は、 上面に可動ダイ プレー ト を取付け下面両側にスライ ド' ユニッ トを取付けた移動台と、 本機基盤に敷設され前記スライ ドュ' ニヅ ト と係合して リニアガイ ドを形成する一対の ト ラ ックレールと 本機基盤に固設された軸受によって前記 トラ ック レールと平行に支 持され、 回転可能に軸方向は拘束されているボールねじ軸と、 同ボ —ルねじ軸を駆動するサ一ボモ一夕 と、 このボールねじ軸に螺合し 前記移動台の下面に取付けられたボールねじナツ ト とによ り構成さ れ 前記ボールねじ軸及び前記ボールねじナツ トは前記一対の リ ニ ァガイ ドの ト ラ ック レール問の任意の位置に設置されているこ とを 特徴とする電動型開閉装置。

( 2 ) 請求項 （ 1 ) に記載する電動型開閉装置において、 前記ボ —ルねじ軸及び前記ボールねじナツ トは、 前記一対のリニア-ガイ ド の トラ ック レール間の片側の トラ ック レールに近寄せた位置-に設置 されていることを特徴とする電動型開閉装置。 ( 3 ) 請求項 （ 1 ) 及び （ 2 ) に記載する電動型開閉装置におい て、 前記ボールねじナツ トの前記移動台への取付けは、 前記移動台 に取付けられ前記ボールねじ軸が通っている貫通孔を有する接続ブ ラケッ ト と、 同接続ブラケッ トの貫通孔の両側に設置された複数個 の皿ばねと、 同皿ばねを付勢して収納した皿ばねケースと、 同皿ば ねケースに取付けたボ一ルねじナツ ト とで構成され、 前記ボールね じ軸及び前記ボールねじナツ トを前記皿ばねの調心作用と緩衝作用 によ りボールねじ部の片当た り を防止し、 衝撃を緩和するよう にし たこ とを特徴とする電動型開閉装置。 -