(57)【要約】  片持ち支持構造のボールねじを用いつつ、ボールねじ軸が危険速度に達するのを避けることのできる型開閉装置を提供する。本発明の型締装置１０は、ボールねじ軸３４と、ボールねじ軸３４に噛み合うボールねじナット３５と、を有するボールねじ３３と、ボールねじ３３を駆動する電動機３１と、を備える。ボールねじ軸３４は、一端側が、固定盤１２又は可動盤１３に、回転可能又は回転不能に、かつ、軸方向への移動が拘束されて、支持されることで固定端Ｅ１とされ、他端側が、自由端Ｅ２とされる。そして、ボールねじナット３５と固定端Ｅ１との間隔Ｄ１が、固定盤１２と可動盤１３の間隔Ｄ２よりも短い、ことを特徴とする。
2016181643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を保持する固定盤に対して、可動金型を保持する可動盤を進退移動させる型開閉装置であって、
前記型開閉装置は、
ボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に噛み合うボールねじナットと、を有するボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構を駆動する電動機と、を備え、
前記ボールねじ軸は、
一端側が、前記固定盤又は前記可動盤に、回転可能又は回転不能に、かつ、軸方向への移動が拘束されて、支持されることで固定端とされ、
他端側が、自由端とされており、
前記ボールねじナットと前記固定端との間隔Ｄ１が、
前記固定盤と前記可動盤の間隔Ｄ２よりも短い、
ことを特徴とする型開閉装置。
【請求項２】
前記ボールねじナットは、
その一部又は全部が、前記固定盤と前記可動盤の間に配置される、
請求項１に記載の型開閉装置。
【請求項３】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が、前記固定盤と前記可動盤の間に配置される、
請求項１又は請求項２に記載の型開閉装置。
【請求項４】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記固定盤に回転可能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記可動盤に回転不能に支持され、
前記電動機は、
前記固定盤に設けられて、前記ボールねじ軸を回転駆動させる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項５】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記可動盤に回転可能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記固定盤に回転不能に支持され、
前記電動機は、
前記可動盤に設けられて、前記ボールねじ軸を回転駆動させる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項６】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記可動盤に回転不能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記固定盤に回転可能に支持され、
前記電動機は、
前記固定盤に設けられて、前記ボールねじナットを回転駆動させる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項７】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記固定盤に回転不能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記可動盤に回転可能に支持され、
前記電動機は、
前記可動盤に設けられて、前記ボールねじナットを回転駆動させる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項８】
少なくとも二つの前記型開閉装置が、
前記可動盤及び前記固定盤を正面視して、対称の位置に配置される、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項９】
一方の前記型開閉装置は、相対的に低い位置に配置され、
他方の前記型開閉装置は、相対的に高い位置に配置される、
請求項８に記載の型開閉装置。
【請求項１０】
一方の前記型開閉装置と他方の前記型開閉装置とは、
前記可動盤及び前記固定盤を正面視して、対角の位置に配置される、
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１１】
前記ボールねじナットにより前記ボールねじ軸を支持する部位と、前記ボールねじナットより前記自由端の側に、前記ボールねじ軸が挿入、離脱可能でかつ、挿入時には摺動可能にねじ軸を支持するねじ軸摺動部材を備える、
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１２】
前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材とは、
前記ボールねじ軸の固有振動数における振動モードにおいて、１つ又は複数の振動モードにおける腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材の間隔が設定される、
請求項１１に記載の型開閉装置。
【請求項１３】
前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材とは、
前記ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも一つの振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材の間隔が設定される、
請求項１１又は請求項１２に記載の型開閉装置。
【請求項１４】
前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材のいずれか一方あるいは両方の軸方向長さは、前記ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも二つの異なる振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔を同時に包含するように設定される、
請求項１１〜請求項１３のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１５】
前記ボールねじナットを回転不能に固定する支持部材は、前記ボールねじ軸より曲げ剛性が低い、
請求項４又は請求項５に記載の型開閉装置。
【請求項１６】
前記ボールねじ軸の前記固定端を回転不能に固定する支持部材は、前記ボールねじ軸より曲げ剛性が低い、
請求項６又は請求項７に記載の型開閉装置。
【請求項１７】
前記ねじ軸摺動部材の中心軸線の位置が、
前記ボールねじ軸の支持部の中心軸線の位置とずれるか、又は、前記ボールねじナットの中心軸線の位置とずれる、
請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１８】
前記ねじ軸摺動部材の内径が、前記ボールねじ軸の外径と同径であるか、又は、前記外径より小径である、
請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機、ダイカストマシンなどに適用される型締装置を構成する型開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２プラテン式の射出成形機の型締装置は、型締め機構と型開閉機構の二つの要素を備える。通常、型開閉機構により固定盤から離れた位置にある可動盤を固定盤に向けて移動さて型閉じを行った後に、型締め機構により固定盤と機械的に結合された可動盤を固定盤に所定の圧力で型締めを行う。１ショットの射出成形が終わると、型締め機構による型締めを開放した後に、型開閉機構により可動盤を固定盤から遠ざけて型開きする。
特許文献１は、固定盤と可動盤からなる２プラテン式の射出成形機において、型閉じ後に固定盤と可動盤を結合して型締めを行う型締め機構と、一対の電動機で駆動される一対のボールねじを備える型開閉機構と、を備える型締装置を開示している。特許文献１の型開閉機構は、ボールねじのねじ軸の両端が架台に回転可能に支持され、ボールねじナットは可動盤に固定されている。つまり、特許文献１の型開閉機構は、ボールねじ軸が、ボールねじナットを含めると三点で支持されている。【０００３】
特許文献１の型開閉機構は、ボールねじのねじ軸の両端が架台に支持されており、一対のボールねじの双方が可動盤の低い位置に設置されているために、ボールねじによる駆動点は可動盤の低い位置となる。したがって、型開閉移動の際に、慣性により可動盤の高い部位が低い部位に比べて移動が遅れて固定盤と可動盤の平行度の精度が低下する場合がある。また、型開閉機構の一対のボールねじの双方の駆動合力が可動盤の重心又は重心近傍を通らないために、可動盤慣性力によって当該ボールねじの駆動軸に発生する曲げモーメントに対してボールねじが耐えられるように、大容量型で高価なボールねじを適用しなければならない場合がある。【０００４】
これらの対策として、例えば、可動盤の重心又は重心近傍を挟むように、一対のボールねじの一方を高い位置に設け他方を低い位置に設ければよい。ところが、少なくとも高い位置に設けられるボールねじは、架台から離れているので、特許文献１のように、２プラテン構造の型締め装置の場合、ボールねじの一方の支持端を可動盤あるいは固定盤に固定したとしても、他方の支持端を固定する部材がないので、両端支持の構造にすることが難しい。このために、ボールねじ軸の一端だけを可動盤又は固定盤で支持し、他端は自由端とする支持構造を採用することになる。また高い位置に設けられるボールねじは、取り付けスペースの自由度が低いこと、および高い位置での取り付け構造であることによる下支え剛性が弱いことから、小型化、軽量化が必要となる。型開閉機構のねじ軸を、一端を固定盤に支持し、他端を自由端とする支持構造は、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２の支持構造は、３プラテン式の型締装置に関するものであり、ねじ軸の自由端に近い側は、連結盤に固定されたナット部材により支持されている。つまり、ねじ軸の一端が支持、他端が自由端とする支持構造は、ナット部材を含めると二点で支持される。なお、この支持構造を、以下では、片持ち支持構造と呼称する。
ところが、特許文献２に開示されている片持ち支持構造の場合、支持されているボールねじ軸の一端部からナット部材までの長さが長いために、あるいは軽量化によってボールねじ軸径が細径化されている場合はボールねじ軸の細長比が大きくなる。これによりボールねじ軸が振れ回り易く、運転条件によっては危険速度に達する場合があるので、ボールねじによる可動盤の移動速度の上限許容値の自由度が制限される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５４１４６号公報
【特許文献２】特許第３２０６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、片持ち支持構造のボールねじを用いつつ、ボールねじ軸が危険速度に達するのを避けることのできる型開閉装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもとなされた本発明は、固定金型を保持する固定盤に対して、可動金型を保持する可動盤を進退移動させる型開閉装置であって、この型開閉装置は、ボールねじ軸と、ボールねじ軸に噛み合うボールねじナットと、を有するボールねじ機構と、ボールねじ機構を駆動する電動機と、を備える。
本発明におけるボールねじ軸は、一端側が、固定盤又は可動盤に、回転可能又は回転不能に、かつ、軸方向への移動が拘束されて、支持されることで固定端とされ、他端側が、自由端とされている。つまり、本発明におけるボールねじ軸は、片持ち支持構造をなしている。
そして本発明における型開閉装置は、ボールねじナットと固定端との間隔Ｄ１が、固定盤と可動盤の間隔Ｄ２よりも短いことを特徴とする。【０００８】
本発明における型開閉装置において、ボールねじナットと固定端との間隔Ｄ１を、固定盤と可動盤の間隔Ｄ２よりも短くするために、少なくとも二つの形態を含んでいる。
一つ目の形態は、ボールねじナットの一部又は全部を、固定盤と可動盤の間に配置する、というものである。
二つ目の形態は、ボールねじ軸の固定端を、固定盤と可動盤の間に配置する、というものである。【０００９】
また、本発明における型開閉装置において、ボールねじ軸の回転可能又は回転不能の支持部の配置に応じて、以下の四つの形態を含んでいる。
一つ目の形態は、ボールねじ軸の固定端が固定盤に回転可能に支持され、ボールねじナットが可動盤に回転不能に支持され、電動機が、固定盤に設けられて、ボールねじ軸を回転駆動させる。
また、二つ目の形態は、ボールねじ軸の固定端が可動盤に回転可能に支持され、ボールねじナットが固定盤に回転不能に支持され、電動機が、可動盤に設けられて、ボールねじ軸を回転駆動させる。
また、三つ目の形態は、ボールねじ軸の固定端が可動盤に回転不能に支持され、ボールねじナットが固定盤に回転可能に支持され、電動機が、固定盤に設けられて、ボールねじナットを回転駆動させる。
また、四つ目の形態は、ボールねじ軸の固定端が固定盤に回転不能に支持され、ボールねじナットが可動盤に回転可能に支持され、電動機が、可動盤に設けられて、ボールねじナットを回転駆動させる。
一つ目の形態と二つ目の形態において、ボールねじナットを回転不能に固定する支持部材は、ボールねじ軸より曲げ剛性が低いことが好ましい。
また、三つ目の形態と四つ目の形態において、ボールねじ軸の固定端を回転不能に固定する支持部材は、ボールねじ軸より曲げ剛性が低いことが好ましい。【００１０】
本発明の型開閉装置において、少なくとも二つの型開閉装置が、可動盤及び固定盤を正面視して、対称の位置に配置されることが好ましい。その中で、一方の型開閉装置が相対的に低い位置に配置され、他方の型開閉装置が相対的に高い位置に配置されることが好ましく、さらに、一方の型開閉装置と他方の型開閉装置が対角の位置に配置されることがより好ましい。このとき、一対の型開閉装置が可動盤を含む可動部材の重心点の近傍を含む中央部に対して対称に配置されることが好ましい。【００１１】
また本発明の型開閉装置において、ボールねじナットによりボールねじ軸を支持する部位と、ボールねじナットより自由端側に、ボールねじ軸が挿入、離脱可能でかつ、挿入時には摺動可能に支持するねじ軸摺動部材を備えることが好ましい。可動盤が開く際に摺動部材からボールねじ軸が離脱し、可動盤が閉じる際に摺動部材にボールねじ軸が挿入された後に摺動支持される。
この場合、ボールねじナットとねじ軸摺動部材とは、ボールねじ軸の固有振動数における振動モードにおいて、ボールねじナットとねじ軸摺動部材の間隔を、１つ又は複数の振動モードにおける腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように設定することが好ましい。これにより、可動盤が移動してもボールねじ軸を支持する複数の支持部位が同時に振動の腹又は節の位置に存在しないように配置される。このとき、１つ又は複数の振動モードにおける腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔が、ボールねじナットとねじ軸摺動部材の間隔と一致しないように設定することを容易にするために、ねじ軸摺動部材を複数個所に設けてもよい。この場合、複数のねじ軸摺動部材の間隔は一定でもよいし、抑制したい振動モードに合わせて異なってもよい。
さらに、ボールねじナットとねじ軸摺動部材とは、ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも一つの振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、ボールねじナットとねじ軸摺動部材の間隔を設定することが好ましい。
また、ボールねじナットとねじ軸摺動部材のいずれか一方あるいは両方の軸方向長さは、ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも二つの異なる振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔を同時に包含するように設定されることが好ましい。具体的には、例えば一次振動モードの腹の位置から二次振動モードの腹の位置までの相対距離以上の長さを持つように、ボールねじナット又はねじ軸摺動部材の軸方向長さを設定することが好ましい。【００１２】
本発明の型開閉装置において、ねじ軸摺動部材の中心軸線の位置を、ボールねじ軸の支持部の中心軸線の位置とずらすか、又は、ボールねじナットの中心軸線の位置とずらす、ことができる。
本発明の型開閉装置において、ねじ軸摺動部材の内径を、ボールねじ軸の外径と同径とするか、又は、外径より小径にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の型開閉装置によれば、ボールねじ軸を片持ち支持構造にすることで、架台に支持部材を設ける必要がなくなるので、少なくとも一方の型開閉装置を架台から離れた型開閉装置の高い位置に設けることができる。これにより、型開閉装置から可動盤に負荷される荷重が、高さ方向で均等にできるので、型開閉動作の際に、固定盤と可動盤の平行度の精度が低下したり、可動盤の慣性力による曲げモーメント対策として大容量型で高価なボールねじを適用したりする必要をなくすことができる。
しかも本発明の型開閉装置は、ボールねじナットと固定端との間隔Ｄ１を固定盤と可動盤の間隔Ｄ２よりも短くすることにより、型開閉装置の支持部の間隔を必要最小限の間隔とできる。これにより、ボールねじの危険速度領域がより高速度領域にシフトするので、細長比の大きなボールねじ軸を使用した場合でも、ボールねじの危険速度をより高速領域にすることができる。またこれにより安全に駆動できる型開閉速度の上限を高めることが容易となり、さらなるハイサイクル成形が可能となる。若しくは、型開閉速度は変えずに、ボールねじ軸を細くすることでボールねじのコストを下げることができる。
また、細長比の小さなボールねじ軸を使用可能にすることによりボールねじ径の小径化が容易となるので、これにともなうボールねじの回転慣性の低減により型開閉動作の応答性と制御精度を向上することができる。
また、ボールねじナットよりボールねじ軸の自由端側にボールねじ軸を支持する摺動部材を設けることで、ボールねじ軸の自由端側の片持ち長さを短くすることができるため、ボールねじの危険速度が上がり、前記と同様な効果を得ることができる。
ボールねじナットを回転不能に固定する支持部材の剛性、又は、ボールねじ軸の固定端を回転不能に固定する支持部材の剛性を、ボールねじ軸より小さくすることで、可動盤慣性力等による曲げモーメントが支持部材の変形で吸収されるため、ボールねじナット、又は、ボールねじ軸へ作用する可動盤慣性力等による曲げモーメントが軽減され、ボールねじの破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る型締装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図２】図１の型締装置の正面の構成の概略を示す図である。
【図３】図１の型締装置を示し、（ａ）は可動盤が固定盤に接近した状態を示し、（ｂ）は可動盤が固定盤から離された状態を示している。
【図４】本発明の第２実施形態に係る型締装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例に係る型締装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の変形例に係る型締装置の概略構成を示す図である。
【図７】ボールねじナットがボールねじ軸を支持する部位と、ボールねじ軸の自由端との間に、ボールねじ軸を摺動可能に支持するねじ軸摺動部材を備える実施形態を示す図である。
【図８】ボールねじ軸が撓むことによる不都合を解消する手段を説明し、（ａ）はボールねじ軸の自由端Ｅ２が鉛直方向の上向きに撓む様子を示し、（ｂ）はその解決例を示し、（ｃ）はボールねじ軸の自由端Ｅ２が鉛直方向の下向き又は水平方向に撓む様子を示し、（ｄ）はその解決例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
［第１実施形態］
型締装置１０は、図１に示すように、架台１１の一端側に、図示を省略する固定金型が保持される固定盤１２が固定されている。
架台１１には固定盤１２に対向して、図示を省略する可動金型を保持する可動盤１３が前後方向に進退移動可能に設けられている。可動盤１３は、例えばガイドレールや摺動板を架台１１との間に備え、架台１１の上を前後方向に摺動する摺動部材１４の上に固定されており、摺動部材１４と一体となって往復移動する。なお、本実施形態において、固定盤１２が設けられる側を前（図中のＢ）と、また、可動盤１３が設けられる側を後（図中のＦ）と定義して、以下の説明を進める。
【００１６】
型締装置１０は、図１に示すように、型締め機構２０と型開閉機構（型開閉装置）３０を備えており、型開閉機構３０により可動盤１３を前方に向けて移動させて可動金型を固定金型に当接させた後に、型締め機構２０により可動金型と固定金型を所定の型締め力で型締めを行う。この後、金型キャビティ内に溶融樹脂を充填し、成形品の冷却固化が完了すると、型締め機構２０による型締めを開放してから、型開閉機構３０により可動金型を後方に移動させて型開きする。
【００１７】
型締め機構２０は、駆動源として油圧シリンダ２１を備えており、この油圧シリンダ２１でタイバー２５を駆動することで型締めを行う。型締め機構２０は、固定盤１２と可動盤１３の四隅のそれぞれに一つずつ設けられている。
それぞれのタイバー２５は、図１及び図２に示すように、固定盤１２と可動盤１３を前後方向に連結する部材であり、後方側にはリング状の複数の山部が設けられている。型締め時には、リング状の複数の山部が可動盤１３を貫通して、可動盤１３に設けられた半割りナット３８のリング状の複数の溝部に係合される。タイバー２５の前端は、固定盤１２を貫通して油圧シリンダ２１のラム２３に固定されている。油圧シリンダ２１の第１油圧室２１Ａに作動油を供給するとともに第２油圧室２１Ｂから作動油を排出させることにより、タイバー２５を可動盤１３と反対方向に向けて移動させる。これにより、半割りナット３８を介して可動盤１３を固定盤１２に向けて引っ張ることで移動させて、型締めを行う。
【００１８】
型開閉機構３０は、電動機３１でボールねじ３３を駆動することにより、可動盤１３の開閉を行う。本実施形態は、図１に示すように、型開閉機構３０のボールねじ軸３４を片持ち支持しながら、固定支持端とボールねじナット３５の間の距離を短くする構造を採用するところに特徴を有する。また、本実施形態は、ナット支持部材４０が可動盤１３から固定盤１２に向けて突き出しており、そこにボールねじナット３５が固定されることによって、ボールねじナット３５とボールねじ軸３４を支持するねじ軸受３７との間隔Ｄ１が、固定盤１２と可動盤１３の間隔Ｄ２よりも短い間隔で設けられているところにも特徴を有している。さらに、本実施形態は、図２（ａ）に示すように、型締装置１０を正面視して、二つの型開閉機構３０（３０Ａ，３０Ｂ）を互いに対称の位置、より具体的には対角の位置に配置しているところにも特徴を有している。なお、図２は、電動機３１などの一部の要素の記載を省略している。
【００１９】
型開閉機構３０のボールねじ３３は、図1に示すように、ボールねじ軸３４と、ボールねじ軸３４に噛み合うボールねじナット３５とを備えている。ボールねじ軸３４は、図１中の右側に位置する一端側がねじ軸受３７に回転可能に支持される固定端Ｅ１とされ、図中の左側に位置する他端側は自由端Ｅ２とされている。また、ボールねじ軸３４は、軸方向への移動ができないように拘束されている。
【００２０】
ボールねじ軸３４は、固定端Ｅ１と自由端Ｅ２との間にボールねじナット３５が噛み合わされているが、このボールねじナット３５が、可動盤１３に固定されるナット支持部材４０に固定、支持されている。ナット支持部材４０は、支持筒４１と、支持筒４１を軸方向に貫通する空隙からなるねじ軸収容室４２と、を備えている。
ナット支持部材４０は、支持筒４１の軸方向が型締装置１０の前後方向と一致するように配置される。ナット支持部材４０は、一方の端部が可動盤１３の側面に固定されているが、他方の端部は可動盤１３と固定盤１２の間に配置されており、可動盤１３から固定盤１２に向けて突き出している。そのために、同じ可動盤１３のストロークを前提にすると、可動盤１３の側面に固定されているナット支持部材４０が固定盤１２の側に突き出している分だけボールねじナット３５の動作ストローク端がボールねじ軸の３４の固定端Ｅ１の側に近づいている。このことから、ボールねじ軸３４上でボールねじナット３５の有効ストロークにはならない無駄な領域を短縮できるので、ボールねじ軸３４の全長を短くできる。
【００２１】
ナット支持部材４０のねじ軸収容室４２は、ボールねじ３３のボールねじ軸３４の外径よりも僅かに大きな開口径を有しており、ボールねじ軸３４は支持筒４１に触れないようにねじ軸収容室４２に挿通されている。
ナット支持部材４０の固定盤１２の側の端部には、ボールねじ３３と噛み合うボールねじナット３５が支持筒４１と中心軸が一致するように固定されている。つまり、ボールねじ３３は、ボールねじ軸３４が回転する（回転可能）が、ボールねじナット３５は回転しない（回転不能）タイプのものである。したがって、ボールねじ軸３４が正逆回転すれば、ボールねじナット３５及びボールねじナット３５が固定されるナット支持部材４０が前後方向に往復直線運動し、これに伴って可動盤１３が直線往復運動をして、型開閉がなされる。
ナット支持部材４０の固定盤１２の側の端部に固定されるボールねじナット３５は、固定盤１２と可動盤１３の間に配置される。固定盤１２と可動盤１３の間に配置されるのは、ボールねじナット３５の軸方向の一部でもよいし全部でもよい。
【００２２】
型開閉機構３０は、ボールねじ３３の駆動源である電動機３１が固定盤１２の側面に固定されている。電動機３１の回転出力は、プーリ３２Ａ，３２Ｂ及びベルト３２Ｃからなる伝達機構３２を介してボールねじ軸３４に伝えられる。
【００２３】
型締装置１０は、二つの型開閉機構３０を備え、図２（ａ）に示すように、一方の型開閉機構３０Ａは正面から向かって左側面の下方に配置され、他方の型開閉機構３０Ｂは右側面の上方に配置されている。なお、型開閉機構３０Ａ，３０Ｂは、両者を区別するために用いており、両者を総称する場合には、これまでと同様に単に型開閉機構３０と称する。
二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂは、同期して作動することで、可動盤１３を固定盤１２に近づけるように移動させ、又は、可動盤１３を固定盤１２から遠ざけるように移動させることで、型開閉を行う。
【００２４】
さて、型開閉機構３０を用いて型開閉を行う動作について、図３を参照して説明する。
型開閉機構３０は、図３（ａ）に示す可動盤１３が固定盤１２に近づいている位置と、図３（ｂ）に示す可動盤１３が固定盤１２から離れる位置と、の間で可動盤１３を移動させて型の開閉動作を行う。
例えば、図３（ｂ）に示すように、図示を省略する固定金型及び可動金型がそれぞれ取り付けられた固定盤１２及び可動盤１３を、可動盤１３が固定盤１２から離れている状態から型閉じの動作を行う。
型開閉の動作を行うには、型開閉機構３０Ａ，３０Ｂ（図２（ａ））のそれぞれの電動機３１を駆動させる。そうすると、ボールねじ軸３４が回転（正転又は逆転）するが、これに噛み合うボールねじナット３５は回転が拘束されているので、ボールねじナット３５及びナット支持部材４０は固定盤１２に近づく方向に、又は、固定盤１２から遠ざかる方向に推力が負荷される。この推力によって、ナット支持部材４０に固定されている可動盤１３が固定盤１２に近づくように、又は、遠ざかるように移動して型閉じ又は型開きをする。
【００２５】
以上説明した型締装置１０によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態による型開閉機構３０は、ボールねじ軸３４を一端のみを固定した片持ち支持構造にすることによって、ボールねじ軸３４の他端を架台１１に取り付ける必要がなくなり、型締装置１０の高さ方向の任意の位置に取り付けることができる。その結果、図２（ａ）に示すように、一方の型開閉機構３０Ａを可動盤１３の中心よりも型締装置１０の低い位置に設ける一方、他方の型開閉機構３０Ｂを可動盤１３の中心よりも高い位置であって、可動盤１３の重心を挟むように型開閉機構３０Ａと対角をなす位置に設けることができる。これにより、型開閉機構３０Ａ，３０Ｂから可動盤１３に負荷される合力荷重点の位置を、可動盤１３の重心近傍に置くことができる。したがって、型開閉動作の際に、固定盤１２と可動盤１３の平行度の精度が低下するのを防止できる。また、可動盤１３の重心に作用する可動盤１３の慣性力によりボールねじ軸３４に発生する曲げモーメントを抑制できるので、高曲げ剛性を有する大容量型で高価なボールねじを適用したりする対策をなくすことができる。
【００２６】
また、型開閉機構３０は、固定盤１２に向けて突き出すナット支持部材４０を可動盤１３に固定し、ボールねじナット３５をこのナット支持部材４０に固定した片持ち支持構造としているが、さらにボールねじナット３５とボールねじ軸３４を支持するねじ軸受３７との間隔Ｄ１が固定盤１２と可動盤１３の間隔Ｄ２よりも短く、ボールねじ軸３４の全長に比べて二点の支持間の距離を短くしている。これにより、ボールねじ軸３４の固有振動数を高くすることができるので、型開閉動作時に使用するボールねじ軸３４の回転数範囲が危険速度に達するおそれが小さくなる。このとき型開閉機構３０のボールねじのリードを必要推力、電動機容量、ボールねじ軸径のバランスにおいて許容できる範囲で極力大きなリードとすることが好ましい。これによると、型開閉機構３０の所望の型開閉速度を得るためのボールねじの回転速度を低くできるので、片持ち支持構造であっても危険速度に達するのを避けることが容易となる。
また、この二点間の距離を短くできるので、ボールねじ軸３４に座屈が生じるのを防止できる。つまり、可動盤１３が固定盤１２に向けて移動する過程の減速時には、可動盤１３の慣性に起因してボールねじ軸３４に圧縮応力が負荷されるが、圧縮応力が負荷される二点間の距離を短くできるので、ボールねじ軸３４の実質的な細長比が小さくなり、座屈を防止できる。
【００２７】
また、本実施形態において、図１に示されるボールねじ軸３４の回転駆動部Ｐ１と自由端Ｅ２との距離、及び、回転駆動部Ｐ１と固定端Ｅ１との距離を短くできるので、ボールねじ軸３４の振動の振幅を小さくでき、ボールねじ３３の駆動時の騒音、異音を小さくできる。
さらに、本実施形態では、可動盤１３から固定盤１２の側に突きだした端面にボールねじナット３５を固定できるナット支持部材４０を設けることにより、高価なボールねじ軸３４を短くすることができるので、型締装置１０としてのコストを下げることができる。
【００２８】
以上説明した型締装置１０は、図２（ａ）に示すように、二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂを対角の位置に設けたが、図２（ｂ）に示すように、四つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを四隅に設けることもできる。この場合には、型開閉機構３０Ａと型開閉機構３０Ｂが対角をなし、型開閉機構３０Ｃと型開閉機構３０Ｄが対角をなしている。
このように四隅に型開閉機構３０を配置し互いに同期制御することにより、発泡成形時に型締装置１０で可動盤１３を固定盤１２から離間させてコアバック動作する場合に、四隅に配置したボールねじ３３により可動盤１３の姿勢を平行に制御して開くことができる。これにより、可動盤１３と固定盤１２の平行度を高精度に維持したコアバック動作を実現できる。また、型開閉機構３０が四つに増えることで、コアバック力を大きくできるのでキャビティ内樹脂の発泡力が小さい場合でも容易にコアバックが可能となる。また、型開閉機構３０の数が増えると、溶融樹脂を射出して金型に充填・冷却後に成形品を型から剥がす離型動作の際に、大きな力を作用させることができるので、各型開閉機構３０が小容量型の小型のアクチュエータでも成形品を型から剥がすのが容易になる。
【００２９】
また、型締装置１０は、二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂを片持ち支持構造にしたが、架台１１に近い下方の型開閉機構３０については、特許文献１に記載されているのと同様に、架台１１を用いて両端支持構造の型開閉機構にしてもよい。つまり、本発明の特徴的な構成は、架台１１で支持するのが難しい高い位置に設けられる型開閉機構に適用すればよい。
【００３０】
この場合、下方の型開閉機構３０Ａを架台１１に支持された高剛性な支持方法とすることができるので、より安定した型開閉動作が可能となる。
また、下方は比較的取り付けスペースを確保しやすく、かつ高剛性である架台１１に支持させることができるので、型開閉機構３０Ａは大重量で大容量型の大型のアクチュエータとすることができる。この場合、可動盤１３の型開閉動作時に架台１１と摺動部材１４の下面の摺動部、つまり大重量物である可動盤１３の重量を支えながら摺動し動作抵抗の最も大きな摺動部近傍に配置され直接該動作抵抗力を受ける。したがって、当該摺動部より離れた上方の型開閉機構３０Ｂよりも大駆動力が必要な下方の型開閉機構３０Ａを大容量型のアクチュエータとすることができるので、安定した型開閉動作を行うことができる。
また、下方の型開閉機構３０Ａを大容量型のアクチュエータとするとともに、型開閉機構３０の型開閉動作制御をマスタースレーブ制御とし、大駆動力を出力可能な型開閉機構３０Ａをマスター制御とし、型開閉機構３０Ｂをスレーブ制御とする。そうすれば、型開閉動作の駆動力を型開閉機構３０Ａで受け持たせ、型開閉機構３０Ｂは可動盤１３の慣性により遅れが発生した対角部に型開閉機構３０Ｂの駆動力を補助推進力として負荷して遅れを補正することができる。これによると、二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂの出力する駆動力を不均等として、下方の大型のアクチュエータである型開閉機構３０Ａの配分を大きくし、上方の型開閉機構３０Ｂの配分を小さくしても安定した型開閉動作が可能になるので、型開閉機構３０Ｂのさらに小型化できる場合がある。
またこの場合、摺動部材１４及び可動盤１３からなる可動部材の重心と、上方に設ける小型の型開閉機構３０Ｂとの距離を、該重心と下方に設ける大型の型開閉機構３０Ａとの距離より長くすることが好ましい。これによると、上方に設ける型開閉機構３０Ｂの推力が小さくても、重心からの距離が遠いため重心周りのモーメント力を大きくできるので、下方に設けられる大型の型開閉機構３０Ａによる重心周りのモーメント力とバランスをとりやすくなり、可動盤１３と固定盤１２の平行度を高精度に制御するのが容易となる。
【００３１】
また、型締装置１０は、対称の位置の一例として、二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂを対角の位置に配置したが、本発明における対称の位置はこれに限定されない。例えば、図２（ｃ）に示すように、鉛直方向に間隔をあけて並ぶタイバー２５Ａ，２５Ｂの間及びタイバー２５Ｃ，２５Ｄのそれぞれ中間位置に二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂを、図中左右方向に互いに対称の位置に配置することもできる。この配置の場合、金型は水平方向に並ぶタイバー２５Ａ，２５Ｃの間において鉛直方向に可動盤１３と固定盤１２の間に搬入することになる。または、図２（ｃ）に示すように、水平方向に間隔をあけて並ぶタイバー２５Ａ、２５Ｃ及びタイバー２５Ｂ、２５Ｄの間のそれぞれの中間位置に二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂを、図中上下方向に互いに対称の位置に配置することもできる。この場合、金型は鉛直方向に並ぶタイバー２５Ａ，２５Ｂの間から水平方向に可動盤１３と固定盤１２の間に搬入することになる。これらのいずれかの配置によっても、型開閉移動の際に可動盤１３が傾いたり移動が不安定になったりするのを防止することができる。これらの場合においても、互いに対角に位置する型開閉機構３０Ａ、３０Ｂ及び型開閉機構３０Ｃ，３０Ｄは、可動盤１３の重心を挟むように対象に備えることが好ましい。
ただし、型開閉機構３０の配置については、２プラテン型の型締装置１０が適用される大型の射出成形機における金型の搬入は、鉛直方向に並ぶタイバー２５Ａ，２５Ｂの間から水平方向に可動盤１３と固定盤１２の間に搬入する方式が多い。したがって、鉛直方向に並ぶタイバー２５，２５の間は空けておくことが好ましい。したがって、好ましくは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂは、対角の位置に設けることが好ましい。
【００３２】
また、型締装置１０は、電動機３１及びねじ軸受け３７を固定盤１２の側に固定する一方、ナット支持部材４０を可動盤１３の側に固定しているため、大重量物である電動機３１が固定盤１２に配置されており、移動体である可動盤１３が重くならないので、出力の小さい電動機３１で足りる。また、電動機３１が移動しないので、電動機３１への配線も容易である。また、この逆、つまり、電動機３１及びねじ軸受け３７を可動盤１３の側に固定する一方、ナット支持部材４０を固定盤１２の側に固定してもよい。この形態は、ボールねじ軸３４が、固定端Ｅ１が可動盤１３に回転可能に支持され、ボールねじナット３５が、可動盤１３に回転不能に支持され、この電動機３１がボールねじ軸３４を回転駆動させる。
第１実施形態で示した電動機３１が固定盤１２に配置される形態においては、移動体である可動盤１３が重くならないので、出力の小さい電動機３１で足りることに加え、可動盤１３の慣性を抑えることができる。また、電動機３１が移動しないので、電動機３１への配線も容易である。この効果は、第２実施形態についても同様である。
【００３３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る型締装置５０について、図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、型締装置５０の型開閉機構６０は、ボールねじナット３５が回転するが、ボールねじ軸３４は回転しない点で、第１実施形態の型締装置１０の型開閉機構３０と異なる。また、第２実施形態において、第１実施形態と同じ構成部分については、第１実施形態と同じ符号を図４に付しており、以下では第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３４】
型開閉機構６０は、電動機３１でボールねじナット３５を回転させることにより、可動盤１３の開閉を行う。第２実施形態も第１実施形態と同様に、ボールねじ軸３４を片持ち支持しながら、固定支持端とボールねじナット３５の間の距離を短くする構造を採用し、二つの型開閉機構３０Ａ，３０Ｂを対角の位置に配置している。
【００３５】
型開閉機構６０のボールねじ軸３４は、図中の左側である一端側がねじ軸固定部材６１を介して可動盤１３に回転不能に支持される固定端Ｅ１とされ、他端側は自由端Ｅ２とされている。ボールねじ軸３４は、軸方向の移動ができないように拘束されている。
ボールねじ軸３４に噛み合わされているボールねじナット３５は、ナット支持部材４０の可動盤１３の側の端部に固定、支持されており、ナット支持部材４０は固定盤１２に固定されたナット軸受６３に回転可能に支持されている。ナット支持部材４０は、一方の端部が固定盤１２の側面に回転可能に支持されているが、可動盤１３の側の端部は固定盤１２と可動盤１３の間に配置されており、固定盤１２から可動盤１３に向けて突き出している。ナット軸受６３としては、ボール、ころなどの複数の転動体と、転動体を支持する内輪及び外輪とを備えるラジアル軸受を用いることができ、外輪を固定盤１２に固定する一方、内輪でボールねじナット３５を支持すればよい。
【００３６】
型開閉機構６０は、ボールねじナット３５の駆動源である電動機３１が固定盤１２の側面に固定されており、電動機３１の回転出力は、実施形態と同様の伝達機構３２を介してボールねじナット３５に伝えられる。
型開閉機構６０は、固定盤１２に固定されるナット支持部材４０が可動盤１３に向けて突出しており、その可動盤１３の側の端部にボールねじナット３５が固定されており、その結果、第１実施形態と同様に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ボールねじナット３５とねじ軸固定部材６１との間隔Ｄ１は、固定盤１２と可動盤１３の間隔Ｄ２よりも短い。
【００３７】
型開閉機構６０を用いて型開閉の動作を行う際に電動機３１を駆動させると、ボールねじナット３５が回転（これを正転とする）し、これに噛み合うボールねじ軸３４はねじ軸固定部材６１により回転が拘束されているので、ボールねじ軸３４には可動盤１３に向かう方向（図中左方向）の推力が負荷される。この推力によって、ボールねじ軸３４にねじ軸固定部材６１を介して固定されている可動盤１３が固定盤１２から離れる向きに移動する。
【００３８】
以上の型開閉機構６０において、第１実施形態の基本的な効果と同様の効果を奏するのに加えて、ボールねじ軸３４が回転しないため、ボールねじ軸３４に塗布されたグリスなどの潤滑剤が回転により飛散することがない。
また、電動機３１が固定盤１２に配置されると、移動体である可動盤１３が重くならないので、出力の小さい電動機３１で足りることに加え、可動盤１３の慣性を抑えることができる。また、電動機３１が移動しないので、電動機３１への配線も容易である。
また、ボールねじナット３５を回転可能に支持するねじ軸受３７、電動機３１、図示を省略する減速機が集結するため、型開閉機構３０のモジュール化が可能になり、型開閉機構３０の組み付けや組み付け後の交換作業が容易となる。
【００３９】
ただし、図５に示すように、ボールねじナット３５が可動盤１３に回転可能に支持されるとともに、ボールねじナット３５を回転させる電動機３１を可動盤１３に配置し、ボールねじ軸３４の一方の軸端はねじ軸固定部材６１を介して固定盤１２に回転不能に固定することもできる。
このとき、図５の型開閉機構６０に示すように、固定盤１２に固定されるねじ軸固定部材６１が可動盤１３に向けて突出して、ねじ軸固定部材６１の前端であるボールねじ軸３４の固定端Ｅ１を固定盤１２と可動盤１３の間に配置する。そうすれば、ボールねじナット３５とねじ軸固定部材６１との間隔Ｄ１が、固定盤１２と可動盤１３の間隔Ｄ２よりも短くなるので、第１実施形態と同様の効果を得られる。
またさらに、ねじ軸固定部材６１を固定盤１２から可動盤１３の側に突き出すように固定すれば、ボールねじ軸３４及びねじ軸固定部材６１が固定盤１２から図示しない射出装置の側に突出する長さを最低限に抑えることができる。ここで、固定盤１２と射出装置の間の空間は、成形樹脂の色替えや樹脂替えの際に射出装置から排出された溶融樹脂（パージ樹脂）を取り除いたり、成形を開始するために射出装置のノズルを金型に当接させる際にノズルから垂れ出た溶融樹脂などを除去したりする作業者が出入りする空間となる。この空間にボールねじ軸３４及びねじ軸固定部材６１が突出しないので、作業者が誤って、ボールねじ軸３４及びねじ軸固定部材６１に頭部などの身体の一部を接触させるリスクを回避できる。
また、この図５に示す構造にする場合においても、ボールねじナット３５を回転可能に支持するナット軸受６３、電動機３１、図示を省略する減速機を集結できるため、型開閉機構６０のモジュール化が可能になり、型開閉機構６０の組み付けや組み付け後の交換作業が容易となる。
【００４０】
なお、第２実施形態において、図６（ａ）に示すように、ナット支持部材４０を、図４で示した構造と同様に、ボールねじ軸３４に噛み合わされているボールねじナット３５の固定盤１２の反対側、つまり前方側の端部に固定、支持するように設けて、ナット支持部材４０がボールねじナット３５と一体で回転するように備えられている。または、図示を省略するが、ナット支持部材４０をボールねじナット３５には固定せず、ナット支持部材４０がボールねじナット３５とともに回転しないように、可動盤１３に固定してもよい。これらの構成により、ボールねじ軸３４をその自由端Ｅ２の側でも支持することができるので、ボールねじ軸３４の振動をより安定して抑制することができる。このとき、ボールねじナット３５が固定盤１２から相当程度に離れる場合には、図６（ｂ）に示すようにボールねじ軸３４をねじ軸摺動部材３９から離脱させてもよい。または、図示を省略するが、ボールねじ軸３４の長さを十分に長くして、ボールねじナット３５が固定盤１２から相当程度に離れても、ボールねじ軸３４がねじ軸摺動部材３９から離脱しないようにしてもよい。なお、ねじ軸摺動部材３９については、後述する。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。また、本発明のボールねじ軸の適用部位は上述の型開閉用のボールねじ軸に限ることはなく、例えば、射出用ボールねじ軸、エジェクタ用ボールねじ軸など、射出成形機に使用されるボールねじ軸であれば、他のボールねじ軸にも適用できる。
以上の実施形態は、ボールねじ軸３４を固定盤１２あるいは可動盤１３に固定する固定点と、ボールねじナット３５により支持する支持点の二点で支持するが、ボールねじナット３５がボールねじ軸３４を支持する部位と、ボールねじ軸３４の自由端Ｅ２との間に、ボールねじ軸３４を摺動可能に支持するねじ軸摺動部材を備えることができる。
図７（ａ）は第１実施形態に対応する例を示し、ナット支持部材４０の内部にねじ軸摺動部材３９を設けている。ねじ軸摺動部材３９にボールねじ軸３４が挿入されている間は、ボールねじ軸３４は、ボールねじナット３５、ねじ軸受３７及びねじ軸摺動部材３９の３点で支持されている。ただし、図６（ａ）に破線で示すように、ボールねじナット３５が固定盤１２から相当程度に離れると、ボールねじ軸３４はねじ軸摺動部材３９から離脱する。
【００４２】
図７（ｂ），（ｃ）は第２実施形態に対応する例を示しているが、いずれも、ボールねじナット３５がボールねじ軸３４を支持する部位と、ボールねじ軸３４の自由端Ｅ２との間に、ボールねじ軸３４を摺動可能に支持するねじ軸摺動部材３９を備えている。
以上のように、ねじ軸摺動部材３９によりボールねじ軸３４を支持する点を増やすことにより、可動盤１３の移動によって、片持ち梁構造であるボールねじ軸３４の支持部から自由端Ｅ２までの距離が長くなっても、ボールねじ軸３４に振れ回りが起こるのを防止することができる。これにより、ボールねじ軸３４の破損を防止しつつ、可動盤１３の移動速度を速くできる。
なお、図７（ａ）は、ねじ軸摺動部材３９が、ボールねじ軸３４の回転運動と往復運動を案内する、つまり回転と往復の摺動が発生するのに対し、図７（ｂ），（ｃ）は、ねじ軸摺動部材３９を固定盤１２に固定され回転しないナット軸受６３に固定すれば、ボールねじ軸３４の往復運動のみの摺動のみにできるため、ねじ軸摺動部材の摩耗が少ないという利点がある。
【００４３】
図８は、ボールねじナット３５が固定盤１２から相当程度に離れた際に、ボールねじ軸３４がねじ軸摺動部材３９から離脱した状態を示している。なお、図８のボールねじ３３は、図３（ｂ）の構成を備えている。このとき、ねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９の位置を、ボールねじ軸３４の支持部であるねじ軸受３７の中心軸線Ｃ３７の位置又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置と、鉛直方向Ｖ及び水平方向Ｈにおいて一致しないように偏芯させて、ねじ軸摺動部材３９とボールねじ軸３４とを嵌合してもよい。以下、具体例を説明する。
【００４４】
図８（ａ）に示すように、固定端Ｅ１と自由端Ｅ２を有するボールねじ軸３４は、固定端Ｅ１とボールねじナット３５のそれぞれで支持される構造となる。この構造において、ボールねじ軸３４の長さが直径に対して非常に大きいと、ボールねじ軸３４は自重により固定端Ｅ１とボールねじナット３５による支持位置の間の領域で、下方に凸の撓みＢが生ずることがある。この場合、図８（ａ）に示すように、ボールねじナット３５から自由端Ｅ２の側に突き出した部分のボールねじ軸３４は鉛直方向Ｖに反り上がる。そうすると、ボールねじ軸３４の自由端Ｅ２の中心軸線ＣＥ２の位置は、ボールねじ軸３４の固定端Ｅ１、つまりねじ軸受３７の中心軸線Ｃ３７の位置よりも上方にずれるか、又は、中心軸線ＣＥ２の位置は、ボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置よりも上方にずれる。このずれが生じたままでは、ボールねじ軸３４は、ねじ軸摺動部材３９に挿入することができない。
【００４５】
そこで、図８（ｂ）に示すように、ねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９の位置を、中心軸線Ｃ３７の位置又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置に対し、上方に偏芯させる。そうすれば、可動盤１３の後退によりボールねじナット３５が自由端Ｅ２の側に移動してボールねじ軸３４がねじ軸摺動部材３９から離脱した状態から、可動盤１３が前進してねじ軸摺動部材３９がボールねじ軸３４に嵌合する際に、ねじ軸摺動部材３９がボールねじ軸３４の自由端Ｅ２と干渉することを防止できる。また、これは図３の場合と同様にボールねじナット３５が固定盤１２から相当程度に離れた際に、ボールねじ軸３４がねじ軸摺動部材３９から離脱する図６（ｂ）の構造の場合も同様である。
【００４６】
また、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示す例とは異なりボールねじ軸３４の剛性が低くない場合には、図８（ｃ）に示すようにボールねじナット３５から自由端Ｅ２の側に突き出した部分のボールねじ軸３４は単純に鉛直方向Ｖに垂れ下がる撓むＢが生じる。この場合には、ボールねじ軸３４の自由端Ｅ２の中心軸線ＣＥ２の位置は、中心軸線Ｃ３７の位置又は中心軸線Ｃ３５の位置に対し相対的に下方にずれる。この場合、可動盤１３が後退しボールねじナット３５が自由端Ｅ２の側に移動してボールねじ軸３４はねじ軸摺動部材３９から離脱した状態から、可動盤１３が前進してねじ軸摺動部材３９がボールねじ軸３４に嵌合する際に、ねじ軸摺動部材３９がボールねじ軸３４の自由端Ｅ２と干渉するのを避ける必要がある。そこで、図８（ｄ）に示すように、ねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９の位置を、中心軸線Ｃ３７の位置又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置に対し、下方に偏芯させるとよい。
【００４７】
また、例えば、ボールねじ軸３４の真直度が低く微少に曲がりが残存していると、曲がりが図８（ｃ）に示すような下方ではなく水平方向Ｈに発生することがある。この場合には、ねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９の位置を、図８（ｄ）に示すような下方ではなく、ボールねじ軸３４の中心軸線Ｃ３７の位置又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置に対し、ボールねじ軸３４に生じている曲りの向きに合うように、水平方向Ｈのいずれかに偏芯させてもよい。また、複数のねじ軸摺動部材３９を設ける場合は、ねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９の位置が、ボールねじ軸３４の支持部の中心軸線Ｃ３７の位置又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置に対して偏芯する方向を、同一方向としてもよいし、異なる方向（例えば、反対方向あるいは直角方向）としてもよい。また、少なくとも１つのねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９を、ボールねじ軸３４の支持部の中心軸線Ｃ３７又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５と同じ位置、つまり同芯にしてもよい。
【００４８】
以上のように、ねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９の位置を、ボールねじ軸３４の支持部の中心軸線Ｃ３７の位置又はボールねじナット３５の中心軸線Ｃ３５の位置と、鉛直方向及び水平方向が一致しないように偏芯させることにより、以下の効果を奏する。
ねじ軸摺動部材３９とボールねじ軸３４とを嵌合した際に、ねじ軸摺動部材３９によってボールねじ軸３４の撓みが矯正あるいは曲げ変形することが想定される。この場合、ボールねじ軸３４の振動の自由度が縮小するので、ボールねじ３３の回転駆動などによるボールねじ軸３４の自励振動を回避するための設計が容易化できることが期待できる。
なお、ここでは典型例として鉛直方向と水平方向を示したが、ボールねじ軸３４の自由端Ｅ２の側が、それ以外の方向に撓むこともあり得るので、その場合には、撓みが生ずる向きにねじ軸摺動部材３９の中心軸線Ｃ３９をずらすとよい。
【００４９】
また、ナット支持部材４０がねじ軸摺動部材３９を備える場合、ねじ軸摺動部材３９の内径φ３９をボールねじ軸３４の外径φ３４と同径又は外径φ３４よりも小さい径として、ねじ軸摺動部材３９とボールねじ軸３４とを嵌合した際に圧入状態となるようにしてもよい。これによるとねじ軸摺動部材３９によってボールねじ軸３４の外径部に付着したグリスなどの潤滑剤を拭き取って、ナット支持部材４０の外部に該潤滑剤が飛散するのを抑制できる。このとき、ねじ軸摺動部材３９は、嵌合面圧を管理し易い樹脂系材料製のものを用いることが好ましく、かつねじ軸摺動部材３９とボールねじ軸３４の摺動抵抗を増大させるボールねじ軸３４のボール溝へのねじ軸摺動部材３９の食い込みを小さくするために弾性率が小さい材質を用いることが好ましい。
【００５０】
ねじ軸摺動部材３９によるボールねじ軸３４の支持を行う場合には、ボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９との距離を配慮するのが好ましい。具体的にはボールねじ軸３４による片持ち構造の固有振動数における振動モードにおいて、１つ又は複数の振動モードにおける腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、ボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９の間隔が配置されることが好ましい。これによりボールねじ軸３４に対して、間隔が固定されたボールねじナット３５及びねじ軸摺動部材３９が移動するストローク中のいずれの位置においても、ボールねじナット３５及びねじ軸摺動部材３９が同時にボールねじ軸の節に位置することがなく、少なくともボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９のいずれか一方は振動の振幅部に位置することができるため、振幅が増大するのを抑制できるので、振動の増大によるボールねじ破損を防止できる。
さらに、ボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９とは、ボールねじ軸３４の固有振動数において、射出成形機実機の型開閉動作時に実用的に使用される電動機回転数領域の最も近傍領域である、一次から三次の振動モードのいずれか一つあるいはいずれか二つあるいは全てにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、ボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９の間隔が配置されることが好ましい。またボールねじ軸３４の固有振動数における一次から三次の振動モードにおいて、最も型開閉動作時に実用的に使用される電動機回転数領域に近く、最も揺動の自由度が大きく振動が増大しやすい一次の振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、ボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９の間隔が配置されることが好ましい。
また、ボールねじナット３５とねじ軸摺動部材３９のいずれか一方あるいは両方の軸方向長さは、ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも二つの異なる振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔を同時に包含するように設定することが好ましい。具体的には、例えば一次振動モードの腹の位置から二次振動モードの腹の位置までの相対距離以上の長さを持つように、ボールねじナット３５又はねじ軸摺動部材３９の軸方向長さを設定することが好ましい。これによりねじ軸摺動部材３９が一つのコンパクトな部材でも複数の振動モードによる振動の増大によるボールねじ破損を防止できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０    型締装置
１１    架台
１２    固定盤
１３    可動盤
１４    摺動部材
２０    型締め機構
２１    油圧シリンダ
２１Ａ  第１油圧室
２１Ｂ  第２油圧室
２３    ラム
２５    タイバー
２５Ａ  タイバー
２５Ｂ  タイバー
２５Ｃ  タイバー
２５Ｄ  タイバー
３０    型開閉機構
３０Ａ  型開閉機構
３０Ｂ  型開閉機構
３０Ｃ  型開閉機構
３０Ｄ  型開閉機構
３１    電動機
３２    伝達機構
３２Ａ  プーリ
３２Ｂ  プーリ
３２Ｃ  ベルト
３４    ボールねじ軸
３５    ボールねじナット
３７    ねじ軸受
３８    半割りナット
３９    ねじ軸摺動部材
４０    ナット支持部材
４１    支持筒
４２    ねじ軸収容室
５０    型締装置
６０    型開閉機構
６１    ねじ軸固定部材
６３    ナット軸受
Ｄ１    間隔
Ｄ２    間隔
Ｅ１    固定端
Ｅ２    自由端
Ｐ１    回転駆動部
【図１】
2016181643.tif 000003
【図２】
2016181643.tif 000004
【図３】
2016181643.tif 000005
【図４】
2016181643.tif 000006
【図５】
2016181643.tif 000007
【図６】
2016181643.tif 000008
【図７】
2016181643.tif 000009
【図８】
2016181643.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月22日(2016.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を保持する固定盤に対して、可動金型を保持する可動盤を進退移動させる型開閉装置であって、
前記型開閉装置は、
ボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に噛み合うボールねじナットと、を有するボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構を駆動する電動機と、を備え、
前記ボールねじ軸は、
一端側が、前記固定盤又は前記可動盤に、回転可能又は回転不能に、かつ、軸方向への移動が拘束されて、支持されることで固定端とされ、
他端側が、自由端とされており、
前記ボールねじナットにより前記ボールねじ軸を支持する部位と、前記ボールねじナットより前記自由端の側に、前記ボールねじ軸が挿入、離脱可能でかつ、挿入時には摺動可能にねじ軸を支持するねじ軸摺動部材を備える、
ことを特徴とする型開閉装置。
【請求項２】
固定金型を保持する固定盤に対して、可動金型を保持する可動盤を進退移動させる型開閉装置であって、
前記型開閉装置は、
ボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に噛み合うボールねじナットと、を有するボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構を駆動する電動機と、を備え、
前記ボールねじ軸は、
一端側が、前記固定盤又は前記可動盤に、回転可能又は回転不能に、かつ、軸方向への移動が拘束されて、支持されることで固定端とされ、
他端側が、自由端とされており、
前記ボールねじナットと前記固定端との間隔Ｄ１が、
前記固定盤と前記可動盤の間隔Ｄ２よりも短い、
ことを特徴とする型開閉装置。
【請求項３】
前記ボールねじナットは、
その一部又は全部が、前記固定盤と前記可動盤の間に配置される、
請求項２に記載の型開閉装置。
【請求項４】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が、前記固定盤と前記可動盤の間に配置される、
請求項２又は請求項３に記載の型開閉装置。
【請求項５】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記固定盤に回転可能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記可動盤に回転不能に支持され、
前記電動機は、
前記固定盤に設けられて、前記ボールねじ軸を回転駆動させる、
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項６】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記可動盤に回転可能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記固定盤に回転不能に支持され、
前記電動機は、
前記可動盤に設けられて、前記ボールねじ軸を回転駆動させる、
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項７】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記可動盤に回転不能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記固定盤に回転可能に支持され、
前記電動機は、
前記固定盤に設けられて、前記ボールねじナットを回転駆動させる、
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項８】
前記ボールねじ軸は、
前記固定端が前記固定盤に回転不能に支持され、
前記ボールねじナットは、
前記可動盤に回転可能に支持され、
前記電動機は、
前記可動盤に設けられて、前記ボールねじナットを回転駆動させる、
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項９】
少なくとも二つの前記型開閉装置が、
前記可動盤及び前記固定盤を正面視して、対称の位置に配置される、
請求項２〜請求項８のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１０】
一方の前記型開閉装置は、相対的に低い位置に配置され、
他方の前記型開閉装置は、相対的に高い位置に配置される、
請求項９に記載の型開閉装置。
【請求項１１】
一方の前記型開閉装置と他方の前記型開閉装置とは、
前記可動盤及び前記固定盤を正面視して、対角の位置に配置される、
請求項２〜請求項１０のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１２】
前記ボールねじナットにより前記ボールねじ軸を支持する部位と、前記ボールねじナットより前記自由端の側に、前記ボールねじ軸が挿入、離脱可能でかつ、挿入時には摺動可能にねじ軸を支持するねじ軸摺動部材を備える、
請求項２〜請求項１１のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１３】
前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材とは、
前記ボールねじ軸の固有振動数における振動モードにおいて、１つ又は複数の振動モードにおける腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材の間隔が設定される、
請求項１２に記載の型開閉装置。
【請求項１４】
前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材とは、
前記ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも一つの振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔と一致しないように、前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材の間隔が設定される、
請求項１２又は請求項１３に記載の型開閉装置。
【請求項１５】
前記ボールねじナットと前記ねじ軸摺動部材のいずれか一方あるいは両方の軸方向長さは、前記ボールねじ軸の固有振動数における一次から三次の振動モードの少なくとも二つの異なる振動モードにおける、腹と腹の間隔あるいは節と節の間隔を同時に包含するように設定される、
請求項１２〜請求項１４のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１６】
前記ボールねじナットを回転不能に固定する支持部材は、前記ボールねじ軸より曲げ剛性が低い、
請求項５又は請求項６に記載の型開閉装置。
【請求項１７】
前記ボールねじ軸の前記固定端を回転不能に固定する支持部材は、前記ボールねじ軸より曲げ剛性が低い、
請求項７又は請求項８に記載の型開閉装置。
【請求項１８】
前記ねじ軸摺動部材の中心軸線の位置が、
前記ボールねじ軸の支持部の中心軸線の位置とずれるか、又は、前記ボールねじナットの中心軸線の位置とずれる、
請求項１２〜請求項１５のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【請求項１９】
前記ねじ軸摺動部材の内径が、前記ボールねじ軸の外径と同径であるか、又は、前記外径より小径である、
請求項１２〜請求項１５のいずれか一項に記載の型開閉装置。
【国際調査報告】
2016181643.tif 000011
2016181643.tif 000012