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発明の名称 射出成形機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−170980(P2001−170980A)
公開日 平成13年6月26日(2001.6.26)
出願番号 特願2000−332435(P2000−332435)
出願日 平成6年12月21日(1994.12.21)
代理人 【識別番号】100096426
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 (外2名)
発明者 鷹觜 龍一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 (a)ステータコアと、(b)該ステータコアの内周側において回転自在に配設されたロータコアと、(c)該ロータコアに取り付けられ、ロータコアに発生させられた回転を出力する中空の出力軸と、(d)該出力軸と連結され、出力軸の回転による回転運動を直線運動に変換するボールねじ軸及びボールねじナットと、(e)前記直線運動を受けて、前記ボールねじ軸及びボールねじナットに偏心荷重を加えることなく進退させられる部材とを有することを特徴とする射出成形機。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機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(てん)し、該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】前記射出成形機は型締装置及び射出装置を有し、前記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。
【0004】一方、前記射出装置は、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、前記加熱シリンダ内にスクリューが進退自在に配設される。そして、該スクリューを前進させることによって樹脂を射出し、回転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。
【0005】ところで、前記可動プラテンを進退させるためにサーボモータを使用した射出成形機が提供されている。
【0006】図2は従来の型締装置の正面図、図3は従来の型締装置の側面図である。なお、図2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。
【0007】図において、11は図示されない可動金型が取り付けられた可動プラテン、12はトグルサポートであり、該トグルサポート12と図示されない固定プラテンとがタイバー13によって連結され、該タイバー13に沿って前記可動プラテン11が摺(しゅう)動させられて金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。そのために、前記トグルサポート12と可動プラテン11との間にトグル機構15が配設され、該トグル機構15が型締駆動用のサーボモータ16によって作動させられることにより、前記可動プラテン11が進退(図2における左右方向に移動)させられる。
【0008】前記トグル機構15は、前記トグルサポート12に対して揺動自在に支持されたトグルレバー18、該トグルレバー18と可動プラテン11とを連結し、トグルレバー18及び可動プラテン11に対して揺動自在に支持されたアーム19、クロスヘッド21、並びに前記トグルレバー18とクロスヘッド21とを連結し、かつ、トグルレバー18及びクロスヘッド21に対して揺動自在に支持されたトグルレバー22から成る。
【0009】前記トグルサポート12の中央には、ベアリング24によってボールねじ軸25が矢印方向に回転自在に支持され、該ボールねじ軸25と前記クロスヘッド21に形成されたナットとが螺(ら)合させられる。そして、前記ボールねじ軸25を回転させることによってクロスヘッド21を矢印方向に進退させ、該クロスヘッド21の後退限位置において、トグル機構15を図2における中心線より下側に示される状態にして型締装置の型開状態を形成し、クロスヘッド21の前進限位置において、トグル機構15を図2における中心線より上側に示される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】また、前記サーボモータ16とボールねじ軸25との間には、ベルト伝動機構26が配設される。該ベルト伝動機構26は、前記サーボモータ16の出力軸に配設されたプーリ27、前記ボールねじ軸25の先端に配設されたプーリ28、及びプーリ27、28間に張設されたタイミングベルト29から成る。
【0011】したがって、サーボモータ16を駆動すると、該サーボモータ16の回転がベルト伝動機構26を介してボールねじ軸25に伝達される。そして、該ボールねじ軸25及びナットによって回転運動が直線運動に変換され、トグル機構15が作動させられ、金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。なお、前記可動プラテン11のトグル機構15側には、型開き後の離型時に図示されないエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ機構31が配設される。
【0012】図4は従来の他の型締装置におけるエジェクタ装置取付部分を示す図である。
【0013】図において、32はエジェクタ用のサーボモータ、33、34はエジェクタ用のボールねじ軸、35〜37はプーリ、38は該プーリ35〜37間に張設されたタイミングベルト、39はエジェクタプレート、41はガイドバーである。
【0014】この場合、前記ボールねじ軸33、34を2本に分けて、中央部をあけて配設することによって、型開き時に型締用のボールねじ軸25(図2)とエジェクタ用のボールねじ軸33、34とが干渉しないようにしている。なお、図において、11は可動プラテン、13はタイバーである。
【0015】図5は従来の更に他の型締装置の正面図である。なお、図5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。
【0016】図において、11は図示されない可動金型が取り付けられた可動プラテン、12はトグルサポートであり、該トグルサポート12と図示されない固定プラテンとがタイバー13によって連結され、該タイバー13に沿って前記可動プラテン11が摺動させられて金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。そのために、前記トグルサポート12と可動プラテン11との間にトグル機構15が配設され、該トグル機構15が型締駆動用のサーボモータ16(図3)によって作動させられることにより、前記可動プラテン11が進退(図における左右方向に移動)させられる。
【0017】前記トグル機構15は、前記トグルサポート12に対して揺動自在に支持されたトグルレバー18、該トグルレバー18と可動プラテン11とを連結し、トグルレバー18及び可動プラテン11に対して揺動自在に支持されたアーム19、ボールねじ軸25に固定されたクロスヘッド21、並びに前記トグルレバー18とクロスヘッド21とを連結し、かつ、トグルレバー18及びクロスヘッド21に対して揺動自在に支持されたトグルレバー22から成る。
【0018】前記トグルサポート12の中央には、ベアリング24によってナット40が回転自在に配設され、該ナット40と前記ボールねじ軸25とが螺合させられる。そして、前記ボールねじ軸25を回転させることによってクロスヘッド21を進退させ、該クロスヘッド21の後退限位置において、トグル機構15を図における中心線より下側に示される状態にして型締装置の型開状態を形成し、クロスヘッド21の前進限位置において、トグル機構15を図における中心線より上側に示される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。
【0019】また、前記ナット40にはプーリ28が配設され、前記サーボモータ16の回転がプーリ28を介してボールねじ軸25に伝達される。そして、該ボールねじ軸25及びナット40によって回転運動が直線運動に変換され、トグル機構15が作動させられ、金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【0020】この場合、型開状態において、ボールねじ軸25が後退(図における左方向に移動)させられるので、該ボールねじ軸25とトグル機構15とが干渉することがない。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の射出成形機において、各タイミングベルト29、38は、耐久性が比較的低く、型締装置を繰り返し作動させている間に摩耗するので、摩耗粉が発生して周囲を汚してしまう。したがって、射出成形機の保守・管理が困難になる。
【0022】また、各タイミングベルト29、38の張力によって各プーリ28、35、36、37に偏心荷重が加わり、ボールねじ軸25の効率が低くなってしまう。
【0023】そして、タイミングベルト29、38は、耐久性が低いので、のびが発生して型締装置の制御精度が低下したり、破断が発生したりして比較的短時間で交換する必要が生じる。そこで、各タイミングベルト29、38の材質を変えて、耐久性を高くすることも考えられるが、その場合、高速運転時に騒音が発生してしまう。
【0024】また、図2及び3に示される型締装置の場合、型開状態において、クロスヘッド21が後退させられるのに伴って可動プラテン11が後退するが、このとき、前記ボールねじ軸25はそのまま残るので、該ボールねじ軸25とトグルレバー18、アーム19、トグルレバー22等とが干渉することがないような構造を形成する必要がある。さらに、トグルサポート12の側面にサーボモータ16が張り出してしまうので、型締装置の奥行方向の寸法も大きくなってしまう。
【0025】そして、図4に示されるような2個のボールねじ軸33、34を備えた2軸タイプのエジェクタ装置の場合、ボールねじ軸33、34とトグル機構とが干渉するのを防止することができるが、その分、部品点数が多くなり、型締装置のコストが高くなるだけでなく、タイミングベルト38の交換が困難になる。さらに、可動プラテン11の側面にサーボモータ32が張り出してしまうので、型締装置の奥行方向の寸法も大きくなってしまう。
【0026】また、図5に示される型締装置の場合、型開状態において、ボールねじ軸25が後退させられて後方に突出するので、型締装置の軸方向の寸法が大きくなってしまう。
【0027】本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、保守・管理を容易にすることができ、ボールねじ軸の効率を高くすることができるとともに、奥行方向の寸法を小さくすることができる射出成形機を提供することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射出成形機においては、ステータコアと、該ステータコアの内周側において回転自在に配設されたロータコアと、該ロータコアに取り付けられ、ロータコアに発生させられた回転を出力する中空の出力軸と、該出力軸と連結され、出力軸の回転による回転運動を直線運動に変換するボールねじ軸及びボールねじナットと、前記直線運動を受けて、前記ボールねじ軸及びボールねじナットに偏心荷重を加えることなく進退させられる部材とを有する。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0030】図1は本発明の実施の形態における型締装置の正面図、図6は本発明の実施の形態における型締装置の側面図、図7は本発明の実施の形態におけるサーボモータの詳細図である。なお、図1における中心線より上側は型締装置の型閉状態を、図1における中心線より下側は型締装置の型開状態を示す。
【0031】図において、11は図示されない可動金型が取り付けられた可動プラテン、12はトグルサポートであり、該トグルサポート12と図示されない固定プラテンとがタイバー13によって連結され、該タイバー13に沿って前記可動プラテン11が摺動させられて金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。そのために、前記トグルサポート12と可動プラテン11との間にトグル機構15が配設され、該トグル機構15が駆動装置50によって作動させられることにより、前記可動プラテン11が進退(図1における左右方向に移動)させられる。
【0032】前記トグル機構15は、前記トグルサポート12に対して揺動自在に支持されたトグルレバー18、該トグルレバー18と可動プラテン11とを連結し、トグルレバー18及び可動プラテン11に対して揺動自在に支持されたアーム19、ボールねじ軸25にナット21aを介して固定されたクロスヘッド21、並びに前記トグルレバー18とクロスヘッド21とを連結し、かつ、トグルレバー18及びクロスヘッド21に対して揺動自在に支持されたトグルレバー22から成る。
【0033】そして、前記トグルサポート12の中央には、後方(図1及び7における左方)に突出させて駆動装置50が配設され、該駆動装置50はボルト51によって直接トグルサポート12に固定される。また、前記駆動装置50は、駆動装置ケース52、該駆動装置ケース52内に配設されたサーボモータ53、及び駆動装置ケース52に対して回転自在に支持され、前記サーボモータ53の回転を出力する出力軸としての中空の回転スリーブ54から成る。
【0034】前記駆動装置ケース52は、前記トグルサポート12に当接させて配設された側壁52a、該側壁52aと対向させて配設された側壁52b、及び両側壁52a、52bを連結する筒状カバー52cから成る。また、前記サーボモータ53は、前記駆動装置ケース52に固定されたステータコア53a、及び該ステータコア53aの内周側において回転自在に配設されたロータコア53bから成る。さらに、前記回転スリーブ54は、大径部54a、及び該大径部54aから後方に向けて形成された小径部54bから成り、前記大径部54aはベアリング56によって前記側壁52aに対して回転自在に支持され、前記小径部54bはベアリング57によって前記側壁52bに対して回転自在に支持される。
【0035】そして、前記大径部54aの内周にボールねじナット59がボルト60によって固定されるとともに、前記小径部54bの外周にロータコア53bが嵌(かん)入され固定される。また、前記ボールねじ軸25は、前記クロスヘッド21から後方に延び、トグルサポート12を貫通して前記ボールねじナット59と螺合させられる。そして、前記サーボモータ53を駆動してボールねじナット59を矢印方向に回転させることによってボールねじ軸25を矢印方向に進退させ、該ボールねじ軸25の後退限位置において、トグル機構15を図1における中心線より下側に示される状態にして型締装置の型開状態を形成し、ボールねじ軸25の前進限位置において、トグル機構15を図1における中心線より上側に示される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。
【0036】この場合、ボールねじ軸25は、前記小径部54b内を進退し、後退限位置においても小径部54b内に収容されるので、型締装置の軸方向の寸法をあまり大きくする必要はない。
【0037】また、タイミングベルトを使用しないので、タイミングベルトの摩耗粉が発生して周囲を汚してしまうことがなくなり、射出成形機の保守・管理を容易にすることができる。さらに、トグルサポート12の側面にサーボモータが張り出すことがないので、型締装置の奥行方向の寸法を小さくすることができる。
【0038】そして、ボールねじ軸25及びボールねじナット59に偏心荷重が加わらないので、ボールねじ軸25及び型締装置の効率を高くすることができる。
【0039】また、型開状態において、ボールねじ軸25が後退させられるので、ボールねじ軸25とトグル機構15とが干渉することがない。したがって、従来の油圧式のトグル機構を、そのまま電動式のトグル機構に置き換えることが可能である。さらに、型開状態において、ボールねじ軸25が後退させられるので、図示されないエジェクタ装置とトグル機構15とが干渉することがない。したがって、エジェクタ装置を、タイミングベルトを使用する2軸タイプにする必要がないので、部品点数が少なくなり、射出成形機のコストを低くすることができる。
【0040】このように、サーボモータ53を駆動してボールねじナット59を回転させると、該ボールねじナット59及びボールねじ軸25によって回転運動が直線運動に変換され、トグル機構15が作動させられ、金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【0041】また、前記側壁52bの後端(図7における左端)にはエンコーダ61が配設され、該エンコーダ61によって、小径部54b又はボールねじナット59の回転を直接検出することができるようになっている。したがって、回転数の検出精度を高くすることができる。
【0042】本実施の形態においては、前記サーボモータ53として誘導型、同期型等のいずれも使用することができる。
【0043】なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0044】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機においては、ステータコアと、該ステータコアの内周側において回転自在に配設されたロータコアと、該ロータコアに取り付けられ、ロータコアに発生させられた回転を出力する中空の出力軸と、該出力軸と連結され、出力軸の回転による回転運動を直線運動に変換するボールねじ軸及びボールねじナットと、前記直線運動を受けて、前記ボールねじ軸及びボールねじナットに偏心荷重を加えることなく進退させられる部材とを有する。
【0045】この場合、前記ロータコアに発生させられた回転運動がボールねじ軸及びボールねじナットによって直線運動に変換され、部材が、前記ボールねじ軸及びボールねじナットに偏心荷重を加えることなく進退させられる。
【0046】したがって、前記ボールねじ軸及びボールねじナットに偏心荷重が加えられないので、射出成形機の効率を高くすることができる。
【0047】また、タイミングベルトを使用しないので、タイミングベルトの摩耗粉が発生して周囲を汚してしまうことがなくなり、射出成形機の保守・管理を容易にすることができる。さらに、射出成形機の側面にステータコア及びロータコアが張り出すことがないので、射出成形機の奥行方向の寸法を小さくすることができる。




 

 


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