(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動駆動によりトグル機構を屈伸させて金型の開閉を行うトグル式の、射出成形機の型締装置において、
内巻き式のトグル機構（１２）に連結され、ボールナット（１３）を備えているクロスヘッド（８）を、前後に移動させるボールネジ軸（１４）の一端を回転可能に支持する軸受と、
前記ボールネジ軸（１４）の他端である先端部（１４ａ）を回転可能に支持するサポート用軸受（１１）と、
ベッド（１）上に支持されたエンドハウジング（４）に形成された延長部（５ａ）に結合されたタイバー支え（９）と、前記タイバー支え（９）に固定され、前記サポート用軸受（１１）が組み込まれた支持プレート（１０）とを有することを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項２】
前記タイバー支え（９）と前記支持プレート（１０）とは一体構造である、請求項１に記載の射出成形機の型締装置。
【請求項３】
前記トグル機構（１２）が、前記エンドハウジング（４）の外端部（４ａ）にそれぞれ一端が枢着された第１のリンク部材（１２ａ）と、その両端が前記第１のリンク部材（１２ａ）の他端および可動盤（３）の外端部（３ａ）にそれぞれ枢着された第２のリンク部材（１２ｂ）と、前記第１のリンク部材（１２ａ）の中間部（１２ａ'）に一端が枢着され、他端が前記クロスヘッド（８）に枢着された第３のリンク部材（１２ｃ）とを有する、請求項１または２に記載の射出成形機の型締装置。
【請求項４】
電動駆動によりトグル機構を屈伸させて金型の開閉を行うトグル式の、射出成形機の型締装置において、
外巻き式のトグル機構（３２）に連結され、ボールナット（３３）を備えているクロスヘッド（２８）を、前後に移動させるボールネジ軸（３４）の一端を回転可能に支持する軸受と、
前記ボールネジ軸（３４）の他端である先端部（３４ａ）を回転可能に支持するサポート用軸受（３１）と、
ベッド（２１）上に支持されたエンドハウジング（２４）の後部プレート（３０ａ）の上下に設けられた延長部（２４ａ）に結合され、前記サポート用軸受（３１）が組み込まれた支持プレート（３０）とを有することを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項５】
前記後部プレート（３０ａ）と前記支持プレート（３０）との中央近傍に、前記トグル機構（３２）の一端を支持する支持部材（３８）が固定されている、請求項４に記載の射出成形機の型締装置。
【請求項６】
前記トグル機構（３２）が、前記支持部材（３８）の前方の上下にそれぞれ一端が枢着された第１のリンク部材（３９ａ）と、その両端が第１のリンク部材（３９ａ）の他端および可動盤（２３）の中央近傍に枢着された第２のリンク部材（３９ｂ）と、第１のリンク部材（３９ａ）の中間部（３９ｃ'）に一端が枢着され、他端が前記クロスヘッド（２８）に枢着された第３のリンク部材（３９ｃ）とを有する、請求項５に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、射出成形機やダイカスト成形機に用いられる型締装置に関し、特に電動駆動式の型締装置に関するものである。
【０００２】
なお、本明細書において、「内巻き式」、あるいは「内巻きトグル式」とは、型開の際、トグル機構を構成するリンク部材がボールネジ軸の軸線、すなわち、機械の中心に向かって屈曲する方式を指すものとする。また、「外巻き式」、あるいは「外巻きトグル式」とは、「内巻き式」と逆に、型開の際、リンク部材が機械の中心から離れる方向に屈曲する方式を指すものとする。
【０００３】
【従来の技術】
射出成形機の電動駆動型締装置の１つとして、トグル式型締装置が知られている。
【０００４】
従来のトグル式型締装置の一例である内巻きトグル式の型締装置を図３に示す。
【０００５】
図３において、ベッド４１上には、固定盤４２と、可動盤４３、エンドハウジング４４が順次配置されている。固定盤４２とエンドハウジング４４とは、可動盤４３を貫通した４本のタイバー４５の両端で連結されている。固定盤４２と可動盤４３には半割の金型４６がそれぞれ取り付けられている。
【０００６】
エンドハウジング４４には、型開閉駆動装置４７が設けられており、この型開閉駆動装置４７により前後動するクロスヘッド４８、可動盤４３、およびエンドハウジング４４は、トグル機構５２で連結されている。このトグル機構５２と可動盤４３およびエンドハウジング４４はそれぞれ、上下端に近い位置で連結されている。
【０００７】
型開閉駆動装置４７は、クロスヘッド４８に組み込まれているボールナット５３と、ボールネジ軸５４とからなる、回転運動を直線運動に変換するネジ機構と、このネジ機構を駆動する電動モータ５５、ベルト・プーリ５６などの駆動機構とから構成されている。ボールネジ軸５４は、ベアリングケース部５７側のみで支持され、ボールネジ軸５４と螺合しているボールナット５３は、クロスヘッド４８にのみ固着されている。ボールネジ軸５４はいわば片持ち支持された構成であり、ボールナット５３と螺合しているボールネジ軸５４の先端はフリーな状態になっている。
【０００８】
次に動作について説明する。
【０００９】
上記内巻きトグル式型締装置では、型開閉駆動装置４７によってクロスヘッド４８が移動してトグル機構５２は屈伸される。トグル機構５２は、型閉、型締する時、機械の中心から離れる方向に伸び、型開する時、機械の中心側へ折れ曲がる。これにより、金型４６は型閉、型締、型開する。トグル機構５２は、クロスヘッド４８の移動距離、速度、力を拡大して可動盤４３に伝達する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記トグル式型締装置は、ボールネジ軸がエンドハウジング側の片側のみで支持されており、他方の先端は支持されていない。このため、トグル機構の作動による負荷およびクロスヘッド、ボールナットなどの荷重を受けてボールネジ軸はたわみやすく、支持されていない先端に振れが発生する。
【００１１】
このたわみや振れはボールナットにモーメント荷重を負荷することとなり、ボールナットの寿命を著しく低下させてしまう。また、ボールネジ軸はベアリングケース部内の軸受にも大きな片持ち荷重を負荷するため、ベアリングケース部内の軸受の寿命をも低下させてしまう原因となっていた。
【００１２】
そこで、本発明は、ボールナット、およびボールネジ軸を支持する軸受にモーメント荷重が負荷されず、高寿命で信頼性が高い型締装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による射出成形機の型締装置は、電動駆動によりトグル機構を屈伸させて金型の開閉を行うトグル式の、射出成形機の型締装置において、内巻き式のトグル機構に連結され、ボールナットを備えているクロスヘッドを、前後に移動させるボールネジ軸の一端を回転可能に支持する軸受と、ボールネジ軸の他端である先端部を回転可能に支持するサポート用軸受と、ベッド上に支持されたエンドハウジングに形成された延長部に結合されたタイバー支えと、タイバー支えに固定され、サポート用軸受が組み込まれた支持プレートとを有することを特徴とする。
【００１４】
上記の通り構成された本発明の射出成形機の型締装置は、ボールネジ軸の両端が軸受およびサポート用軸受によりそれぞれ回転可能に支持されているため、金型の開閉時にボールネジ軸に負荷される荷重をボールネジ軸の両端で分担して負荷することができる。これにより、軸受が受ける荷重を小さくすることができるとともに、ボールネジ軸のたわみ、先端部の振れを防止することができるため、ボールナットにモーメント荷重が負荷し難くなる。
【００１５】
また、本発明の射出成形機の型締装置は、タイバー支えと支持プレートとは一体構造であってもよい。また、本発明の射出成形機の型締装置の内巻き式のトグル機構は、エンドハウジングの外端部にそれぞれ一端が枢着された第１のリンク部材と、その両端が第１のリンク部材の他端および可動盤の外端部にそれぞれ枢着された第２のリンク部材と、第１のリンク部材の中間部に一端が枢着され、他端がクロスヘッドに枢着された第３のリンク部材とを有するものであってもよい。
【００１６】
あるいは、本発明の射出成形機の型締装置は、電動駆動によりトグル機構を屈伸させて金型の開閉を行うトグル式の、射出成形機の型締装置において、外巻き式のトグル機構に連結され、ボールナットを備えているクロスヘッドを、前後に移動させるボールネジ軸の一端を回転可能に支持する軸受と、ボールネジ軸の他端である先端部を回転可能に支持するサポート用軸受と、ベッド上に支持されたエンドハウジングの後部プレートの上下に設けられた延長部に結合され、サポート用軸受が組み込まれた支持プレートとを有することを特徴とする。
また、本発明の射出成形機の型締装置は、後部プレートと支持プレートとの中央近傍に、トグル機構の一端を支持する支持部材が固定されているものであってもよい。また、本発明の射出成形機の型締装置のトグル機構は、支持部材の前方の上下にそれぞれ一端が枢着された第１のリンク部材と、その両端が第１のリンク部材の他端および可動盤の中央近傍に枢着された第２のリンク部材と、第１のリンク部材の中間部に一端が枢着され、他端がクロスヘッドに枢着された第３のリンク部材とを有するものであってもよい。このような構成の外巻き式のトグル機構とすることで、トグル機構と可動盤、エンドハウジングの連結位置がボールネジ軸の軸線の近傍に位置することとなり、これにより、力の作用点が、金型の取り付けスペース範囲の近傍となるため、可動盤、エンドハウジングに作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による射出成形機の型締装置の側面図を、図１に示す。
【００１８】
本実施形態の型締装置は、いわゆる内巻きトグル式の型締装置であり、ボールネジ軸１４の先端を回転可能に支持した構成となっている。
【００１９】
図１において、ベッド１上には、ベッド１に固定されている固定盤２と、エンドハウジング４と、固定盤２とエンドハウジング４とを所定の間隔で結合している４本のタイバー５と、これらタイバー５の軸方向に摺動可能に設けられている可動盤３と、この可動盤３をタイバー５の軸方向に摺動させるための、駆動機構１８とを有する。固定盤２および可動盤３には金型６がそれぞれ固定されている。
【００２０】
駆動機構１８は、屈伸することで可動盤３をタイバー５の軸方向に摺動させるトグル機構１２と、トグル機構１２を屈伸させるための型開閉駆動装置７とを有する。
【００２１】
トグル機構１２は、エンドハウジング４の外端部４ａにそれぞれ一端がピン１９ｅを介して枢着された第１のリンク部材１２ａと、その両端が第１のリンク部材１２ａの他端および可動盤３の外端部３ａにそれぞれピン１９ｃおよびピン１９ｄを介して枢着された第２のリンク部材１２ｂと、第１のリンク部材１２ａの中間部１２ａ’に、一端がピン１９ｂを介して枢着され、他端がクロスヘッド８にピン１９ａを介して枢着された第３のリンク部材１２ｃとを有する。
【００２２】
型開閉駆動装置７は、回転運動を直線運動に変換するための機構であり、クロスヘッド８に組み込まれたボールナット１３と、このボールナット１３に螺合しているボールネジ軸１４と、ボールネジ軸１４を回転駆動させる電動モータ１５と、ボールネジ軸１４の一端を回転可能に支持する不図示の軸受を備えたベアリングケース部１７と、電動モータ１５の駆動力をボールネジ軸１４に伝達するためのベルト・プーリ１６と、ボールネジ軸１４の他端である先端部１４ａを回転可能に支持するサポート用軸受１１と、サポート用軸受１１が組み込まれた支持プレート１０と、支持プレート１０を固定するタイバー支え９とを有する。このタイバー支え９は、エンドハウジング４の外縁部の延長部５ａに固定されている。なお、支持プレート１０とタイバー支え９とは一体的な構造であってもよい。
【００２３】
このように、本実施形態の型締装置のボールネジ軸１４は、その両端がベアリングケース部１７内の軸受およびサポート用軸受１１によりそれぞれ回転可能に支持されている。
【００２４】
次に動作について説明する。
【００２５】
本実施形態の型締装置は、型開閉駆動装置７によってクロスヘッド１０が前後動してトグル機構１２が屈伸される。型閉、型締する際には、ボールナット１３を矢印ａ方向に前進させる。これによりトグル機構１２がａ1方向に開き、クロスヘッド１０の移動距離、速度、力が拡大されて可動盤３に伝達されて、金型６の型閉、型締がなされる。また、金型６の型開の際は、これとは逆に、ボールナット１３を矢印ｂ方向に後退させることでトグル機構１２をｂ1方向に閉じる。このように、内巻きトグル式の場合、型閉、型締が完了した状態で第１のリンク部材１２ａおよび第２のリンク部材１２ｂが直線状となり、型開の際は、第１のリンク部材１２ａおよび第２のリンク部材１２ｂがボールネジ軸１４の軸線に向かって折れ曲がる、すなわち、内側に巻き込むように折れ曲がる構造となっている。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の型締装置においては、ボールネジ軸１４の両端がベアリングケース部１７内の軸受およびサポート用軸受１１によりそれぞれ支持されているため、金型６の開閉時にボールネジ軸１４に負荷される荷重をボールネジ軸１４の両端で分担して負荷することができる。これにより、従来、ボールネジ軸を片持ち支持していた軸受が受ける荷重に比べ、ベアリングケース部１７内の軸受が受ける荷重を小さくすることができる。さらには、ボールネジ軸１４のたわみ、先端部１４ａの振れを防止することができるため、ボールナット１３にモーメント荷重が負荷し難くなる。よって、本実施形態の型締装置は、軸受およびボールナット１３の高寿命化を図ることができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態による射出成形機の型締装置の側面図を、図２に示す。
【００２７】
本実施形態の型締装置は、いわゆる外巻きトグル式の型締装置である。
【００２８】
図２において、ベッド２１上には、固定盤２２と、可動盤２３、エンドハウジング２４が順次配置されている。固定盤２２とエンドハウジング２４は、可動盤２３を貫通した４本のタイバー２５の両端で連結されている。固定盤２２と可動盤２３には半割の金型２６がそれぞれ取り付けられている。
【００２９】
エンドハウジング２４は、型開閉駆動装置２７が設けられている後部プレート３０ａと、この後部プレート３０ａの上下外縁部より前方に延長している延長部２４ａに結合されている支持プレート３０とからなる。
【００３０】
後部プレート３０ａと支持プレート３０の上下対称位置には、クロスヘッド２８を前後動可能に支持するガイドバー２８ａが固定されている。また、後部プレート３０ａと支持プレート３０との中央近傍には、支持部材３８が固定されている。
【００３１】
クロスヘッド２８、可動盤２３、およびエンドハウジング２４は、トグル機構３２で連結されている。
【００３２】
トグル機構３２は、支持部材３８の前方の上下に、一端がそれぞれピン２９ｅを介して枢着された第１のリンク部材３９ａと、その両端が各々ピン２９ｃ、２９ｄを介して第１のリンク部材３９ａの他端および可動盤２３の中央近傍にそれぞれ設けられたクレビスに枢着された第２のリンク部材３９ｂと、第１のリンク部材３９ａの中間部３９ｃ’にピン２９ｂを介して一端が枢着され、他端がピン２９ａを介してクロスヘッド２８に設けられたクレビスに枢着された第３のリンク部材３９ｃとにより構成されている。このように外巻き式におけるトグル機構３２と可動盤２３およびエンドハウジング２４は、一般に、内巻き式に比べ、それぞれボールネジ軸３４の軸線に近い位置で連結されている。
【００３３】
型開閉駆動装置２７は、クロスヘッド２８に組み込まれているボールナット３３とボールネジ軸３４とからなる回転運動を直線運動に変換するネジ機構と、このネジ機構を駆動する電動モータ３５、ベルト・プーリ３６などの駆動機構とから構成されている。
【００３４】
ボールネジ軸３４の先端部３４ａには、サポート用軸受３１が装着され、この軸受２１は、支持プレート３０の中心部に組み込まれている。
【００３５】
次に動作について説明する。
【００３６】
上記外巻トグル式型締装置では、型開閉駆動装置２７によってクロスヘッド２８が移動してトグル機構３２の屈伸がなされる。トグル機構３２は、型閉、型締する時、ボールネジ軸３４の軸線側に向けて伸びることで第１のリンク部材３９ａおよび第２のリンク部材３９ｂが直線状になり、一方、型開する時、ボールネジ軸３４の軸線から離れる方向、すなわち、外向きに折れ曲がる。これにより、金型２６は型閉、型締、型開する。トグル機構３２は、クロスヘッド２８の移動距離、速度、力を拡大して可動盤２３に伝達する。
【００３７】
トグル機構３２と可動盤２３、エンドハウジング２４の連結位置がボールネジ軸３４の軸線に近い位置にあり、力の作用点が、金型２６の取り付けスペース範囲の近傍にあるため、可動盤２３、エンドハウジング２４に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００３８】
また、本実施形態の外巻きトグル式の型締装置も、第１の実施形態と同様に、ボールネジ軸３４の両端がベアリングケース部３７内の軸受およびサポート用軸受３１によりそれぞれ支持されているため、金型２６の開閉時にボールネジ軸３４に負荷される荷重をボールネジ軸３４の両端で分担して負荷することができる。これにより、従来、ボールネジ軸を片持ち支持していた軸受が受ける荷重に比べ、ベアリングケース部３７内の軸受が受ける荷重を小さくすることができる。さらには、ボールネジ軸３４のたわみ、先端部３４ａの振れを防止することができるため、ボールナット３３にモーメント荷重が負荷し難くなる。よって、本実施形態の型締装置も、軸受およびボールナット３３の高寿命化を図ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ボールネジ軸の両端が軸受およびサポート用軸受により支持されているため、金型の開閉時にボールネジ軸に負荷される荷重を両端で分担して負荷することができる。これにより、軸受が受ける荷重を小さくすることができるとともに、ボールネジ軸のたわみ、先端部の振れを防止でき、ボールナットにモーメント荷重が負荷し難くなる。よって、軸受、ボールナット、およびボールネジ軸の高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における、内巻きトグル式の型締装置の側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における、外巻きトグル式の型締装置の側面図である。
【図３】従来の内巻きトグル式の型締装置の一例の側面図である。
【符号の説明】
１、２１    ベッド
２、２２    固定盤
３、２３    可動盤
３ａ    外端部
４、２４    エンドハウジング
４ａ    エンドハウジング外端部
５、２５    タイバー
５ａ、２４ａ    延長部
６、２６    金型
７、２７    型開閉駆動装置
８、２８    クロスヘッド
９    タイバー支え
１０、３０    支持プレート
１１、３１    サポート用軸受
１２、３２    トグル機構
１２ａ、３９ａ    第１のリンク部材
１２ａ’、３９ｃ’    中間部
１２ｂ、３９ｂ    第２のリンク部材
１２ｃ、３９ｃ    第３のリンク部材
１３、３３    ボールナット
１４、３４    ボールネジ軸
１４ａ、３４ａ    先端部
１５、３５    電動モータ
１６、３６    ベルト・プーリ
１７、３７    ベアリングケース部
１８    駆動機構
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ    ピン
２１    軸受
２８ａ    ガイドバー
３０ａ    後部プレート
３８    支持部材
【図１】
0003759722.tif 000002
【図２】
0003759722.tif 000003
【図３】
0003759722.tif 000004