(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備える射出成形機の型締装置において、第一駆動モータ部及び第一ボールねじ機構部により可動盤を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部と、前記可動盤の中央に配した単一の駆動モータを用いた第二駆動モータ部及び単一のボールねじ機構を用いた第二ボールねじ機構部を有するとともに、当該第二ボールねじ機構部により駆動せしめられるトグルリンク機構部を有し、第二駆動モータ部，第二ボールねじ機構部及びトグルリンク機構部により加圧盤を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部と、前記可動盤が型閉位置にあるときに、前記加圧盤により前記可動盤を加圧可能に接続するクラッチ機構部とを有する駆動機構を備えることを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項２】
前記第一駆動機構部は、前記第二駆動機構部の両側に配した一対の駆動モータ及びボールねじ機構を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置。
【請求項３】
駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備える射出成形機の型締装置において、第一駆動モータ部及び第一ボールねじ機構部により可動盤を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部と、第二駆動モータ部及び第二ボールねじ機構部により加圧盤を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部と、前記可動盤が型閉位置にあるときに、前記加圧盤により前記可動盤を加圧可能に接続するクラッチ機構部とを有する駆動機構を備えるとともに、前記可動盤に、後方に突出した被加圧部を設けるとともに、前記加圧盤に、当該被加圧部が挿通する挿通孔を設けることを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項４】
前記クラッチ機構部は、前記加圧盤に配設し、前記被加圧部と当該加圧盤間に進入又は退出する対称に配した一対のクラッチプレートを備えることを特徴とする請求項３記載の射出成形機の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備える射出成形機の型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構を備えた射出成形機の型締装置は、例えば、実公平８−１８４７号公報で知られている。
【０００３】
この型締装置は、可動盤に回転自在に設けた第１ボールナットと、この第１ボールナットを回転させる型締用モータと、基台に設けた可動盤に回転自在に螺合した第２ボールねじと、この第２ボールねじを回転させる型開閉用モータと、第１ボールナットと螺合する第１ボールねじに形成したスプライン部と、スプライン部を保持する孔部を有する基台上に設けた型締ハウジングと、孔部の近傍に設けてスプライン部を保持するサポート板と、孔部を塞ぐ移動自在に設けたクラッチプレートを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の型締装置は、次のような問題点があった。
【０００５】
第一に、高速型開閉側と高圧型締側の駆動系が相互に独立し、かつそれぞれの駆動系が対称性（平衡性）を有しないため、円滑な動作を確保しにくいとともに、高速化及び高圧化を図るには限界がある。
【０００６】
第二に、各機構部分が独立分散し、構成及びレイアウトの合理性に欠けるため、装置全体の大型化を招く。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、円滑な動作を確保し、かつ十分な高速化及び高圧化を実現できるとともに、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる射出成形機の型締装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構２を備える射出成形機Ｍの型締装置１を構成するに際して、第一駆動モータ部３及び第一ボールねじ機構部４により可動盤５を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部６と、可動盤５の中央に配した単一の駆動モータ７ｏを用いた第二駆動モータ部７及び単一のボールねじ機構８ｏを用いた第二ボールねじ機構部８を有するとともに、当該第二ボールねじ機構部８により駆動せしめられるトグルリンク機構部１２を有し、第二駆動モータ部７，第二ボールねじ機構部８及びトグルリンク機構部１２により加圧盤９を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部１０と、可動盤５が型閉位置Ｘｃにあるときに、加圧盤９により可動盤５を加圧可能に接続するクラッチ機構部１１とを有する駆動機構２を備えることを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、第一駆動機構部６は、第二駆動機構部１０の両側に配した一対の駆動モータ３ｐ，３ｑ及びボールねじ機構４ｐ，４ｑを備えて構成する。
【０００９】
また、本発明は、駆動モータ及びボールねじ機構を用いて型開閉及び型締を行う駆動機構２を備える射出成形機Ｍの型締装置１を構成するに際して、第一駆動モータ部３及び第一ボールねじ機構部４により可動盤５を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部６と、第二駆動モータ部７及び第二ボールねじ機構部８により加圧盤９を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部１０と、可動盤５が型閉位置Ｘｃにあるときに、加圧盤９により可動盤５を加圧可能に接続するクラッチ機構部１１とを有する駆動機構２を備えるとともに、可動盤５に、後方に突出した被加圧部１３を設けるとともに、加圧盤９には、当該被加圧部１３が挿通する挿通孔１４を設けたことを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、クラッチ機構部１１には、加圧盤９に配設し、被加圧部１３と当該加圧盤９間に進入又は退出する対称に配した一対のクラッチプレート１５ｐ，１５ｑを設ける。
【００１０】
これにより、第一駆動機構部６を構成する駆動モータ３ｐ，３ｑ及びボールねじ機構４ｐ，４ｑにより可動盤５が進退移動し、高速型開閉が行われる。また、可動盤５が前進移動（型閉）し、型閉位置に達すれば、クラッチ機構部１２により加圧盤９と可動盤５を接続することができる。即ち、可動盤５が型閉位置に達すれば、被加圧部１３と当該加圧盤９間に所定の隙間が生じ、一対のクラッチプレート１５ｐ，１５ｑを当該隙間に進入させることができる。よって、第二駆動機構部１０を構成する駆動モータ７ｏ及びボールねじ機構８ｏによりトグルリンク機構部１２を介して加圧盤９を前進させれば、加圧盤９は、クラッチプレート１５ｐ，１５ｑを介して被加圧部１３を加圧する。これにより、可動盤５が加圧され、高圧型締が行われる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
まず、本実施例に係る型締装置１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１３】
図中、Ｍは射出成形機であり、本実施例に係る型締装置１と仮想線で示す射出装置５０を備える。型締装置１は離間して配した固定盤２０と駆動台２１を備え、固定盤２０は不図示の機台上に固定されるとともに、駆動台２１は駆動台位置設定機構部２２により位置調整可能に支持される。また、固定盤２０と駆動台２１間には、四本のタイバー２３…（図３参照）を架設し、このタイバー２３…に、可動盤５をスライド自在に装填するとともに、この可動盤５と駆動台２１間におけるタイバー２３…には、加圧盤９をスライド自在に装填する。なお、駆動台２１に対してタイバー２３…は挿通する。そして、可動盤５には可動型Ｃｍを取付けるとともに、固定盤２０には固定型Ｃｃを取付ける。この可動型Ｃｍと固定型Ｃｃは金型Ｃを構成する。
【００１４】
一方、駆動台２１を利用して駆動機構２を配設する。まず、可動盤５と加圧盤９間には第一駆動機構部６を配設する。第一駆動機構部６は、加圧盤９における左右対称位置にそれぞれ取付けた一対のサーボモータ（駆動モータ）３ｐ，３ｑと、各サーボモータ（駆動モータ）３ｐ，３ｑにより駆動せしめられる左右一対のボールねじ機構４ｐ，４ｑを備える。この場合、可動盤５の後部に左右対称のナット取付部２４ｐ，２４ｑを設け、このナット取付部２４ｐ，２４ｑに、ボールねじ機構４ｐ，４ｑを構成するナット部４ｐｎ，４ｑｎをそれぞれ取付けるとともに、各ナット部４ｐｎ，４ｑｎに螺合する各ボールねじ部４ｐｓ，４ｑｓの後端は、加圧盤９に設けた挿通孔を通して、サーボモータ３ｐ，３ｑのロータシャフトに結合（直結）する。各ボールねじ部４ｐｓ，４ｑｓにはそれぞれ順ねじと逆ねじが形成されている。なお、各サーボモータ３ｐ，３ｑは、第一駆動モータ部３を構成するとともに、各ボールねじ機構４ｐ，４ｑは、第一ボールねじ機構部４を構成する。第一駆動機構部６は、可動盤５を進退移動させて高速型開閉を行う機能を有するため、サーボモータ３ｐ，３ｑ及びボールねじ機構４ｐ，４ｑは比較的小型のタイプで足りる。図３には、四本のタイバー２３…と左右一対のボールねじ部４ｐｓ，４ｑｓの位置関係を示す。
【００１５】
また、加圧盤９と駆動台２１を利用して第二駆動機構部１０を配設する。第二駆動機構部１０は、駆動台２１の中央に取付けた単一のサーボモータ（駆動モータ）７ｏと、このサーボモータ７ｏにより駆動せしめられる単一のボールねじ機構８ｏを備える。この場合、ボールねじ機構８ｏを構成するボールねじ部８ｏｓの後端は、サーボモータ７ｏのロータシャフトに結合（直結）し、ボールねじ部８ｏｓの前端側は、駆動台２１に設けた挿通孔を通して前方へ突出させる。そして、ボールねじ部８ｏｓに螺合するナット部８ｏｎは、トグルリンク機構部１２を介して駆動台２１及び加圧盤９に連結する。なお、サーボモータ７ｏは、第二駆動モータ部７を構成するとともに、ボールねじ機構８ｏは、第二ボールねじ機構部８を構成する。第二駆動機構部１０は、トグルリンク機構部１２を介して加圧盤９を加圧して高圧型締を行う機能を有するため、低速かつ駆動トルクの大きいサーボモータ７ｏを用いるとともに、比較的小ピッチ（小リード）のボールねじ部８ｏｓを有するボールねじ機構８ｏを用いる。
【００１６】
さらに、加圧盤９における可動盤５に対向する面には、クラッチ機構部１１を配設する。この場合、クラッチ機構部１１を機能させるため、可動盤５の後端中央には、後方に突出した被加圧部１３を設けるとともに、加圧盤９には、当該被加圧部１３が挿通可能な挿通孔１４を設ける。一方、クラッチ機構部１１は、図３に示すように、駆動モータ３０と、この駆動モータ３０により回転するボールねじ部３２を有するボールねじ機構部３１と、このボールねじ機構部３１に有する左右一対のナット部３３ｐ，３３ｑを、一端側にそれぞれ組込んだ左右一対のクラッチプレート１５ｐ，１５ｑと、駆動モータ３０とボールねじ部３２を接続する弾性継手３４を備える。この場合、ボールねじ部３２の左半分と右半分には、それぞれ順ねじと逆ねじが形成されており、駆動モータ３０を作動させれば、クラッチプレート１５ｐ，１５ｑを左右対称に移動させることができる。また、クラッチプレート１５ｐ，１５ｑの他端はガイドレール３５によりスライド自在に支持される。なお、弾性継手３４を設けることにより、クラッチプレート１５ｐ，１５ｑを移動させる際におけるいわゆるカジリ等を回避できる。よって、駆動モータ３０を作動させれば、クラッチプレート１５ｐと１５ｑ同士を接近又は離間させることができる。なお、クラッチ機構部１１は例示であり、左右対称に独立して配した左クラッチ機構と右クラッチ機構により、各クラッチプレート１５ｐ，１５ｑをそれぞれ独立して移動させても勿論よい。
【００１７】
次に、本実施例に係る型締装置１の動作、特に、型締工程における動作について、図５〜図８を参照しつつ図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００１８】
今、型締装置１は、図５に示す型開位置Ｘｏにあるものとする。この場合、駆動盤２１の位置は、駆動台位置設定機構部２２により予め設定されている。なお、この点については後述する。また、可動盤５及び加圧盤９は、それぞれ最後退位置にスタンバイさせる。一方、クラッチ機構部１１はクラッチプレート１５ｐと１５ｑが離間する非接続位置にあるとともに、被加圧部１３は、加圧盤９の挿通孔１４に挿入されている。
【００１９】
型締工程では、まず、サーボモータ３ｐ，３ｑ（第一駆動モータ部３）が作動し、ボールねじ機構４ｐ，４ｑのボールねじ部４ｐｓ，４ｑｓが回転する（ステップＳ１）。これにより、可動盤５は型開位置Ｘｏから型閉方向へ前進移動して高速型閉が行われる（ステップＳ２）。そして、可動盤５が前進移動し、型閉位置Ｘｃに達すれば、サーボモータ３ｐ，３ｑの作動を停止させる（ステップＳ３，Ｓ４）。なお、型閉位置Ｘｃとは、可動型Ｃｍは閉じられるも型締力は付与されない状態を意味し、可動型Ｃｍが固定型Ｃｃに接しているか否かは問わない。したがって、射出圧縮成形時における圧縮開始前の状態である可動型Ｃｍが固定型Ｃｃに対して僅かに開いている位置も含む概念である。図６は、可動盤５が型閉位置Ｘｃに達した状態を示す。この状態では、被加圧部１３が挿通孔１４から抜け出し、被加圧部１３の後端と加圧盤９間には、クラッチプレート１５ｐと１５ｑが進入できるだけの隙間Ｇが生ずる。したがって、この時点でクラッチ機構部１１の駆動モータ３０を作動させ、クラッチプレート１５ｐと１５ｑ同士を接近する方向に移動させることにより、クラッチ機構部１１を接続状態にする（ステップＳ５）。この状態を図７に示す。
【００２０】
一方、クラッチ機構部１１を接続状態にしたなら、サーボモータ７ｏ（第二駆動モータ部７）を作動させる（ステップＳ６）。これにより、ボールねじ機構８ｏのボールねじ部８ｏｓが回転し、ナット部８ｏｎが前進するとともに、加圧盤９も前進する（ステップＳ７）。よって、加圧盤９はクラッチプレート１５ｐ，１５ｑを介して被加圧部１３を加圧し、さらに、可動盤５が加圧されることにより高圧型締が行われる（ステップＳ８，Ｓ９）。この場合、高圧型締時における加圧盤９の前進ストロークは僅かである。したがって、この僅かな前進ストロークで高圧型締が行われるように、型締工程の開始前にサーボモータ７ｏを作動させ、加圧盤９を前進させることにより当該加圧盤９の位置設定を行う。そして、この状態で可動盤５が型閉位置Ｘｃに達した際に、被加圧部１３の後端と加圧盤９間に所定の隙間Ｇが生ずるように、駆動台位置設定機構部２２により駆動盤２１の位置を設定する。
【００２１】
このように、本実施例に係る型締装置１は、各駆動系に対称性（平衡性）を有するため、円滑な動作を確保でき、加えて、十分な高速化及び高圧化を図ることができる。また、合理的な構成及びレイアウトにより、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる。
【００２２】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、各駆動モータのロータシャフトとボールねじ機構は直結した場合を示したが、必要により減速用の遊星歯車機構等の回転伝達機構を介在させて接続してもよい。また、実施例は、駆動モータを、加圧盤（又は駆動盤）に取付ける場合を例示したが、固定盤に取付けることにより可動盤を引張る構成であっても同様に実施できる。なお、ボールねじ機構には、いわゆるローラねじ機構も含まれる。
【００２３】
【発明の効果】
このように、本発明に係る射出成形機の型締装置は、第一駆動モータ部及び第一ボールねじ機構部により可動盤を進退移動させて高速型開閉を行う第一駆動機構部と、可動盤の中央に配した単一の駆動モータを用いた第二駆動モータ部及び単一のボールねじ機構を用いた第二ボールねじ機構部を有するとともに、当該第二ボールねじ機構部により駆動せしめられるトグルリンク機構部を有し、第二駆動モータ部，第二ボールねじ機構部及びトグルリンク機構部により加圧盤を加圧して高圧型締を行う第二駆動機構部と、可動盤が型閉位置にあるときに、加圧盤により可動盤を加圧可能に接続するクラッチ機構部とを有する駆動機構を備え、また、可動盤には、後方に突出した被加圧部を設けるとともに、加圧盤には、当該被加圧部が挿通する挿通孔を設けたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００２４】
▲１▼  各駆動系に対称性（平衡性）を有するため、円滑な動作を確保でき、加えて、十分な高速化及び高圧化を図ることができる。
【００２５】
▲２▼  合理的な構成及びレイアウトにより、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る型締装置の側面図、
【図２】同型締装置の平面図、
【図３】同型締装置におけるタイバーとボールねじ部の位置関係及びクラッチ機構部を抽出して示す一部断面正面図、
【図４】同型締装置による型締工程の動作を説明するためのフローチャート、
【図５】同型締装置の型締工程における動作状態を示す模式的側面図、
【図６】同型締装置の型締工程における他の動作状態を示す模式的側面図、
【図７】同型締装置の型締工程における他の動作状態を示す模式的側面図、
【図８】同型締装置の型締工程における他の動作状態を示す模式的側面図、
【符号の説明】
１      型締装置
２      駆動機構
３      第一駆動モータ部
３ｐ    駆動モータ（サーボモータ）
３ｑ    駆動モータ（サーボモータ）
４      第一ボールねじ機構部
４ｐ    ボールねじ機構
４ｑ    ボールねじ機構
５      可動盤
６      第一駆動機構部
７      第二駆動モータ部
７ｏ    駆動モータ（サーボモータ）
８      第二ボールねじ機構部
８ｏ    ボールねじ機構
９      加圧盤
１０    第二駆動機構部
１１    クラッチ機構部
１２    トグルリンク機構部
１３    被加圧部
１４    挿通孔
１５ｐ  クラッチプレート
１５ｑ  クラッチプレート
Ｍ      射出成形機
Ｘｃ    型閉位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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