JP2000071298A - 型締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ナット外径をなるべく小径にして駄肉をなく
した低イナ−シヤ型ボ−ルねじを提供するとともに、ナ
ット回転用ボ−ルねじの型締装置への固定方法を工夫し
て、イナ−シャ低減を図る。 【解決手段】 ボ−ルねじナットとこれに螺合するボ−
ルねじ軸より成り、モ−タの中空の出力軸内でボ−ルね
じを進退させて型締・型開きを行なう型締装置におい
て、ボ−ルねじナットが出力軸の前端部に設けられ、前
記出力軸の後端部が第１ベアリングにより、前端部が第
２ベアリングにより回転自在に支持され、かつ、前記第
２ベアリングが前記ボ−ルねじナットにも支持されると
共に、前記出力軸の後端には固定用ナットが螺合され、
該固定用ナットを締め付けることにより、前記第１ベア
リング及び第２ベアリングに予圧を与えながら挟んで固
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、型締装置に関する
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て溶融させられた樹脂を高圧で
射出し、金型のキャビティに充填し、キャビティ内にお
いて冷却して固化させ、金型を開いて成形品を取り出す
ようになっている。

【０００３】射出成形機は型締装置及び射出装置を有
し、型締装置は固定プラテン及び可動プラテンを備え、
型締用シリンダが可動プラテンを進退させることによっ
て金型を接離させるようになっている。一方、射出装置
は、ホッパから供給された樹脂を加熱し溶融させる加熱
シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズ
ルを備え、加熱シリンダ内にスクリュ−が進退自在に配
設される。そして、スクリュ−を前進させることによっ
て樹脂を射出し、後退させることによって計量を行うこ
とができるようになっている。ところで、型締装置を進
退させるためにモ−タを使用した射出成形機が提供され
ている。

【０００４】図３は従来の型締装置の正面図、図４は型
締装置の側面図、図５はモ−タの詳細図である。なお、
図３の中心線より上側は型締装置の型閉状態を、中心線
より下側は型締装置の型開状態を示す。

【０００５】図３〜図５において、１１は図示しない可
動金型が取り付けられた可動プラテン、１２はリアプレ
−トであり、リアプレ−ト１２と図示しない固定プラテ
ンとをタイバ−１３が連結し、タイバ−１３に沿って可
動プラテン１１が摺動して型閉じ、型締め及び型開きを
行う。そのために、リアプレ−ト１２と可動プラテン１
１との間にトグル機構１４が配設され、該トグル機構１
４を型締モ−タ１５によって作動させ、可動プラテン１
１を進退させるようになっている。

【０００６】トグル機構１４は、リアプレ−ト１２に対
して揺動自在に支持されたトグルレバ−１６、トグルレ
バ−１６と可動プラテン１１とを連結し、トグルレバ−
１６及び可動プラテン１１に対して揺動自在に支持され
たア−ム１７、ボ−ルねじ軸１８にナット１９を介して
固定されたクロスヘッド２０、並びにトグルレバ−２１
とクロスヘッド２０とを連結し、トグルレバ−１６及び
クロスヘッド２０に対して揺動自在に支持されたトグル
レバ−２１から成っている。

【０００７】そして、リアプレ−ト１２の中央には、後
方に突出させて型締モ−タ１５が配設される。型締モ−
タ１５はボルト２２によって直接リアプレ−ト１２に固
定される。また、型締モ−タ１５はモ−タケ−ス２３、
モ−タケ−ス２３内に配設されたステ−タコア２９、ス
テ−タコイル２４及びモ−タケ−ス２３に対して回転自
在に支持され、モ−タの回転を出力する出力軸としての
中空の回転スリ−ブ２５及び回転スリ−ブ２５に配設さ
れたロ−タコア３０から成っている。

【０００８】モ−タケ−ス２３は、リアプレ−ト１２に
当接させて配設された側壁２６、及び側壁２６と対向さ
せて配設された側壁２７、及び両側壁２６、２７を連結
する筒状のステ−タフレ−ム２８から成っている。ま
た、ステ−タコア２９はステ−タフレ−ム２８に固定さ
れている。さらに、回転スリ−ブ２５は大径部２５ａ及
び大径部２５ａから後方に向けて形成された小径部２５
ｂから成り、前記大径部２５ａはベアリング３１によっ
て側壁２６に対して回転自在に支持され、小径部２５ｂ
はベアリング３１によって側壁２７に対して回転自在に
支持される。また、大径部２５ａは、ボ−ルねじナット
３２を挿入できるような筒状になっている。また、筒状
部にボルト３３のねじ穴が形成されている。

【０００９】そして、大径部２５ａの内周にボ−ルねじ
ナット３２がボルト３３によって固定されるとともに、
小径部２５ｂの外周にロ−タコア３０が嵌入固定され
る。要するに、型締モ−タ１５に対しボ−ルねじナット
３２は、独立した部品となっている。また、ボ−ルねじ
軸１８は、クロスヘッド２０から後方に延び、リアプレ
−ト１２を貫通してボ−ルねじナット３２と螺合させら
れる。そして、ステ−タコイル２４に電流を流すことに
よりロ−タコア３０及び回転スリ−ブ２５、ボ−ルねじ
ナット３２を回転させることによってボ−ルねじ軸１８
を進退させ、ボ−ルねじ軸１８の後退限位置において、
トグル機構１４を図３における中心線より下側に示す状
態にして型締装置の型開状態を形成し、ボ−ルねじ軸１
８の前進限位置において、トグル機構１４を図３におけ
る中心線より上側に示す状態にして型締装置の型閉状態
を形成することができる。

【００１０】このように、モ−タを駆動してボ−ルねじ
ナット３２を回転させると、ボ−ルねじナット３２及び
ボ−ルねじ軸１８によって回転運動が直線運動に変換さ
れ、トグル機構１４が作動し、金型の型閉じ、型締め及
び型開きが行われる。

【００１１】図６はこのようなトグル機構を前後進させ
る公知ボ−ルねじを示す。ボ−ルねじは雄ねじのねじ溝
３４と雌ねじのねじ溝３５とを対向させてできるコイル
状の空間にころがり軸受用のボ−ル３６を一列に入れた
ねじで、ナットの一端から出たボ−ルは図６に示すよう
にナット本体中の穴またはチュ−ブ３７の中を通って再
びナット他端のねじ溝部へもどされる。ボ−ルねじは、
一般のすべり接触のねじに比べて摩擦係数がきわめて小
さいことが特徴である。

【００１２】図６から明らかなごとく、ボ−ル３６はボ
−ルねじナット３２内に設けた螺旋状の通路に沿って循
環する。このようにボ−ル３６の通路をナット内に設け
るため、ナットの肉厚ｔは大きくならざるを得ない。こ
のように肉厚ｔが大となると、ボ−ルねじ軸１８を前後
進させるのにナットを回転させると、ナットの回転イナ
−シヤが問題となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は回転スリ−ブ
の大径部の構造を簡単にすると共に軽量化を計り、回転
スリ−ブのイナ−シャを低減させると共に、ナット回転
用ボ−ルねじを改良し、ボ−ルねじナットを回転させ
て、ボ−ルねじを前後進するため、回転時にイナ−シヤ
が大きくなるのを防ぐため、また、ナットの回転バラン
スを良くするために、リタ−ンチュ−ブ取付部の面加工
部分を極力小さくするよう、ナット外径をなるべく小径
にして駄肉をなくした低イナ−シヤ型ボ−ルねじを提供
するとともに、ナット回転用ボ−ルねじの型締装置への
固定方法を工夫して、さらなるイナ−シャ低減を図るこ
とを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る型締装置は、ボ−ルねじナットとこ
れに螺合するボ−ルねじ軸より成り、モ−タの中空の出
力軸内でボ−ルねじを進退させて型締・型開きを行なう
型締装置において、ボ−ルねじナットが出力軸の前端部
に設けられ、前記出力軸の後端部が第１ベアリングによ
り、前端部が第２ベアリングにより回転自在に支持さ
れ、かつ、前記第２ベアリングが前記ボ−ルねじナット
にも支持されると共に、前記出力軸の後端には固定用ナ
ットが螺合され、該固定用ナットを締め付けることによ
り、前記第１ベアリング及び第２ベアリングに予圧を与
えながら挟んで固定するようにしたことを特徴とする。
なお、前記ボ−ルねじナットは、肉厚が薄く、かつリタ
−ンチュ−ブを取付ける為の面加工部を少なくし、該面
加工部にボ−ルねじナットの外径より外に張出すリタ−
ンチュ−ブを取付けることが望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１(ａ)は本発明に係る型締装置
の断面図である。モ−タ４１は、前記リアプレ−ト４２
に取り付けるための皿状の第１フランジ４３、該第１フ
ランジ４３と所定の距離を置いて配設された皿状の第２
フランジ４４、及び前記第１フランジ４３と第２フラン
ジ４４との間に配設された筒状のフレ−ム４５から成る
モ−タケ−スを備え、該モ−タケ−スに対して中空の出
力軸３が回転自在に支持される。

【００１６】そのために、該出力軸３の後端（図１にお
ける左端）が第１スラストベアリング４６によって、前
端（図１における右端）が第２スラストベアリング４７
によってスラスト方向及びラジアル方向に回転自在に支
持される。そして、前記出力軸３を回転させるために、
前記フレ−ム４５にステ−タコア４８が、前記出力軸３
にロ−タコア４９がそれぞれ固定される。また、前記ス
テ−タコア４８にステ−タコイル５０が配設される。な
お、前記第１フランジ４３と第２フランジ４４との間に
ボルト５１が配設され、該ボルト５１を締め付けること
によって、前記フレ−ム４５を第１フランジ４３と第２
フランジ４４とによって挟むことができる。出力軸３の
大径部は、小径部に対し鍔が出た様な形状であり、ボ−
ルねじナット１が取付けられて、ベアリング４７を支持
できるものであればよい。

【００１７】また、前記出力軸３の後端には固定用ナッ
ト４０が螺合され、出力軸３の前端にはボ−ルねじナッ
ト１がボルト６によって固定される。したがって、固定
用ナット４０を締め付けることによって、第１スラスト
ベアリング４６及び第２スラストベアリング４７に予圧
を与えながら挟んで固定することができる。そして、前
記ボ−ルねじナット１と螺合させ、前記出力軸３を貫通
させてボ−ルねじ軸２が配設され、該ボ−ルねじ軸２の
先端に図示しないクロスヘッドが固定される。

【００１８】したがって、前記ステ−タコイル５０に電
流を供給すると、ロ−タコア４９に回転が発生させら
れ、その回転が出力軸３を介してボ−ルねじナット１に
伝達される。その結果、ボ−ルねじナット１とボ−ルね
じ軸２との螺合によって、ボ−ルねじナット１の矢印Ａ
方向の回転運動がボ−ルねじ軸２の矢印Ｂ方向の直線運
動に変換され、ボ−ルねじ軸２及びクロスヘッドがスト
ロ−クＳｂだけ進退させられる。すなわち、前記クロス
ヘッドを前進させると、トグル機構が伸展して可動プラ
テンが前進させられ、型閉じ及び型締めが行われ、前記
クロスヘッドを後退させると、トグル機構が屈曲して可
動プラテンが後退させられ、型開きが行われる。

【００１９】ボ−ルねじＡは図６に示す従来型に示すよ
うな構成、即ちボ−ルがすべてボ−ルねじナット３２の
肉厚ｔ内に納まるのをさけ、図１(ｄ)又は図２(ａ)に示
すように、ボ−ル循環用のリタ−ンチュ−ブ４をボ−ル
ねじナット１の外径より外に張り出させた構成としてい
る。

【００２０】図２は、本発明(図２(ａ))と従来型(同じ
く(ｂ))のボ−ルねじナットを比較したもので、図２
(ｂ)の従来構造においては、ボ−ルねじナットの一部に
面加工部５を形成して切り落し（一般にはフライス加工
による）、この部分にリタ−ンチュ−ブ４を取付ける
が、このリタ−ンチュ−ブ４はボ−ルねじナット１９の
外径Ｄ₁より内側に納っている。従って、ボ−ルはすべ
てボ−ルねじナットの肉厚（Ｄ₁−ｄ）／２内に存在し
ている。

【００２１】これに対し本発明に係るボ−ルねじナット
においては、図２(ａ)の如く、面加工部５が従来より少
なく、しかも上部にリタ−ンチュ−ブ４を取付けるが、
このリタ−ンチュ−ブ４の外側端面までの張出寸法Ｒは
Ｄ／２より大である（Ｒ＞Ｄ／２）。この張出し分（Ｒ
−１／２Ｄ）だけ、ボ−ルねじナット１の肉厚ｔを小さ
くできる。

【００２２】ボ−ルねじナットの場合、その肉厚ｔが大
であると、当然質量が大となる。従ってその回転時のバ
ランスとイナ−シヤが問題となる。本発明ではナット外
径Ｄと肉厚ｔを減らし、フライス盤加工による面加工部
５を従来より少なくすることにより、回転バランスの振
れを小さくでき、かつイナ−シヤを小さくできるように
した。このように肉厚ｔを小さくすることにより、回転
イナ−シヤが小さくなるので、ボ−ルねじナットの回転
開始時における立ち上がりが早く、操作指令に対し早く
反転するようになる。

【００２３】金型の厚さが変更されたとき、設定ミスに
より、可動金型が固定金型に衝突することがあるが、こ
のようにイナ−シヤ低減により、破損等のダメ−ジも小
さくできる。又イナ−シヤが大であると、金型破損され
たり、トグルやモ−タ機構等の部品を破損する危険がす
るが、本発明によりこれを避けることができる。

【００２４】因みに、表１は従来の一般的なボ−ルねじ
のナット寸法を、表２は本発明のボ−ルねじのナット寸
法を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】上表で明らかな通り、本発明（表１）に於
ては従来と同じ軸径、ねじのリ−ド並びにボ−ル径であ
っても、ナット外径Ｄを小さくでき、従ってナットの内
径と外径比を大きくしうることが判る。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に係る型締装置では、中空の出
力軸とボ−ルねじナットとを直接ボルト固定し、固定用
ナットによりスラストベアリング支持も同時に行うよう
にしたので、ボ−ルねじ軸ではなく、回転するボ−ルね
じナットのボ−ルねじイナ−シヤを低減できるので、射
出成形機の運転開始時の立上りを早くすることができ
る。また、請求項２に係る型締装置では、ボ−ルねじナ
ットの寸法を小さくし、より一層イナ−シヤを小さくで
きるので、金型を変更した場合、設定ミスがあっても可
動型が固定金型に衝突して金型等が破損するのを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)は本発明に係る型締装置の断面図、(ｂ)は
ボ−ルねじ軸及びこれに螺合するボ−ルねじナットの正
面図、(ｃ)は(ａ)のＸ矢視図、(ｄ)は(ａ)のＹ矢視図。

【図２】ボ−ルねじナットの公知のものと本発明との比
較図。

【図３】従来の型締装置の正面図。

【図４】図３の側面図。

【図５】図３のサ−ボモ−タの詳細図。

【図６】公知ボ−ルねじの詳細を示し、(ａ)は縦断面
図、(ｂ)は横断面図。

【符号の説明】

１ ボ−ルねじナット ２ ボ−ルねじ軸 ３ 出力軸 ４ リタ−ンチュ−
ブ ５ 面加工部 ６ ボルト 11 可動プラテン 12 リアプレ−ト 13 タイバ− 14 トグル機構 15 型締モ−タ 16 トグルレバ− 17 ア−ム 18 ボ−ルねじ軸 19 ナット 20 クロスヘッド 21 トグルレバ− 22 ボルト 23 モ−タケ−ス 24 ステ−タコイル 25 回転スリ−ブ 26 側壁 25a 大径部 25b 小径部 27 側壁 28 筒状カバ− 29 ステ−タコア 30 ロ−タコア 31 ベアリング 32 ボ−ルねじナッ
ト 33 ボルト 34 (雄ねじの)ねじ
溝 35 (雌ねじの)ねじ溝 36 ボ−ル 40 固定用ナット 41 サ−ボモ−タ 42 リアプレ−ト 43 第１フランジ 44 第２フランジ 45 フレ−ム 46 第１スラストベアリング 47 第２スラストベ
アリング 48 ステ−タコア 49 ロ−タコア 50 コイル 51 ボルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボ−ルねじナットとこれに螺合するボ−
   ルねじ軸より成り、モ−タの中空の出力軸内でボ−ルね
   じを進退させて型締・型開きを行なう型締装置におい
   て、ボ−ルねじナットが出力軸の前端部に設けられ、前
   記出力軸の後端部が第１ベアリングにより、前端部が第
   ２ベアリングにより回転自在に支持され、かつ、前記第
   ２ベアリングが前記ボ−ルねじナットにも支持されると
   共に、前記出力軸の後端には固定用ナットが螺合され、
   該固定用ナットを締め付けることにより、前記第１ベア
   リング及び第２ベアリングに予圧を与えながら挟んで固
   定するようにしたことを特徴とする型締装置。
2. 【請求項２】 前記ボ−ルねじナットは、肉厚が薄く、
   かつリタ−ンチュ−ブを取付ける為の面加工部を少なく
   し、該面加工部にボ−ルねじナットの外径より外に張出
   すリタ−ンチュ−ブを取付けたことを特徴とする請求項
   １記載の型締装置。