特許 7543241 型締装置、および射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-23

(45)【発行日】2024-09-02

(54)【発明の名称】型締装置、および射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/64 20060101AFI20240826BHJP

   B29C 45/03 20060101ALI20240826BHJP

   B29C 45/17 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

B29C45/64

B29C45/03

B29C45/17

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021190777

(22)【出願日】2021-11-25

(65)【公開番号】P2023077496

(43)【公開日】2023-06-06

【審査請求日】2024-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【氏名又は名称】杉谷 嘉昭

(74)【代理人】

【識別番号】100147072

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 裕通

(72)【発明者】

【氏名】三谷 聡麻

【審査官】久慈 純平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２５６２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－２６９７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３６５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／６４

Ｂ２９Ｃ ４５／０３

Ｂ２９Ｃ ４５／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１、第２の型盤と、
前記第１、第２の型盤を連結する複数組のボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構を駆動する型開閉用サーボモータと、を備え、
前記ボールねじ機構は、ボールねじと、
該ボールねじに螺合しているボールナットと、を備え、
前記ボールねじは、軸受機構を介して前記第１の型盤に回転可能に支持されていると共に、その端部が前記型開閉用サーボモータの回転軸になっており、
前記ボールナットは前記第２の型盤に固定されており、
前記型開閉用サーボモータは、前記第１の型盤に対して断熱手段を介して設けられている、型締装置。

【請求項2】

前記ボールねじ機構は４組からなる、請求項１に記載の型締装置。

【請求項3】

前記断熱手段は断熱材からなる、請求項１または２に記載の型締装置。

【請求項4】

前記第１の型盤の、前記型開閉用サーボモータの取り付け箇所には突起部が設けられて前記型開閉用サーボモータとの間に空気層が形成されており、前記断熱手段は前記空気層である、請求項１または２に記載の型締装置。

【請求項5】

金型を型締めする型締装置と、
射出材料を射出する射出装置とからなり、
前記型締装置は、第１、第２の型盤と、
前記第１、第２の型盤を連結する複数組のボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構を駆動する型開閉用サーボモータと、を備え、
前記ボールねじ機構は、ボールねじと、
該ボールねじに螺合しているボールナットと、を備え、
前記ボールねじは、軸受機構を介して前記第１の型盤に回転可能に支持されていると共に、その端部が前記型開閉用サーボモータの回転軸になっており、
前記ボールナットは前記第２の型盤に固定されており、
前記型開閉用サーボモータは、前記第１の型盤に対して断熱手段を介して設けられている、射出成形機。

【請求項6】

前記ボールねじ機構は４組からなる、請求項５に記載の射出成形機。

【請求項7】

前記断熱手段は断熱材からなる、請求項５または６に記載の射出成形機。

【請求項8】

前記第１の型盤の、前記型開閉用サーボモータの取り付け箇所には突起部が設けられて前記型開閉用サーボモータとの間に空気層が形成されており、前記断熱手段は前記空気層である、請求項５または６に記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１、２の型盤と第１、２の型盤を連結する複数組のボールねじ機構とを備えた型締装置、ならびに射出成形機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

射出成形機もしくはプレス機には、金型を型締めする型締装置が設けられている。型締装置には色々な種類があるが、特許文献１にはいわゆる２プラテンからなる型締装置が記載されている。この型締装置は、第１、２の型盤つまり固定盤と可動盤と、これらを連結する４組のボールねじ機構と、それぞれのボールねじ機構に設けられている４個の型開閉用サーボモータとから構成されている。４個の型開閉用サーボモータを駆動すると４組のボールねじ機構が駆動されて、可動盤が固定盤に対してスライドする。すなわち型開閉することになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－２６９７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の型締装置は、型盤が２個からなるので、型締装置をコンパクトに構成できる。したがって、比較的接地面積を小さくすることができるという優れた効果を奏する。しかしながら、解決すべき課題も見受けられる。具体的には型開閉用サーボモータの性能低下の問題が見受けられる。金型は射出材料が射出されるので必然的に高温になるが、金型の熱は固定盤に伝導し、固定盤も高温になる。特許文献１に記載の型締装置は型開閉用サーボモータが固定盤に固定されているので、固定盤の熱は型開閉用サーボモータにも伝導する。つまり型開閉用サーボモータも高温になる。そうすると永久磁石に影響を及ぼして、出力トルクが低下させる問題がある。

【0005】

本開示において、型開閉用サーボモータの性能の低下を防止する型締装置、および射出成形機を提供する。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、第１、２の型盤と、これらを連結する複数組のボールねじ機構と、型開閉用サーボモータと、を備えた型締装置を対象とする。ボールねじ機構は、ボールねじとボールナットとを備えており、ボールねじは、軸受機構を介して第１の型盤に回転可能に支持されていると共に、その端部が型開閉用サーボモータの回転軸になっている。一方、ボールナットは第２の型盤に固定されている。本開示は、型開閉用サーボモータを、第１の型盤に対して断熱手段を介して設けるようにする。

【発明の効果】

【0008】

型締装置において型開閉用サーボモータの性能の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。

【図2】本実施の形態に係る型締装置を示す斜視図である。

【図3】本実施の形態に係る型締装置の一部を示す正面断面図である。

【図4】本実施の形態に係る断熱材を示す斜視図である。

【図5】本実施の第２の形態に係る固定盤の一部であって、型開閉用サーボモータが取り付けられるサーボモータ取り付け箇所を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、具体的な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。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

【0011】

＜本実施の形態に係る射出成形機＞
本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、ベッドＢに設けられている型締装置２と、射出装置４とから構成されている。

【0012】

＜射出装置＞
最初に射出装置４を説明する。射出装置４は加熱シリンダ６と、この加熱シリンダ６に入れられているスクリュ７と、スクリュ７を駆動するスクリュ駆動装置８とから構成されている。加熱シリンダ６にはホッパ１０が設けられ、そして先端に射出ノズル１１が設けられている。ホッパ１０から射出材料が投入され、そしてスクリュ７を回転して射出材料を溶融するとスクリュ７の先端に計量される。スクリュ７を軸方向に駆動すると射出材料が射出されるようになっている。

【0013】

＜型締装置＞
本実施の形態に係る型締装置２は、いわゆる２プラテンの型締装置からなる。すなわち型締装置２は、図２に示されているように、第１、２の型盤１３、１４、つまり固定盤１３と可動盤１４とを備えている。固定盤１３はベッドＢ上に固定されており、可動盤１４はベッドＢ上に設けられたリニアガイド１５、１５に載せられている。すなわち可動盤１４は固定盤１３に接近・離間する方向にスライド自在になっている。図１に示されているように、固定盤１３には固定側金型１６が、そして可動盤１４には可動側金型１７がそれぞれ取り付けられている。

【0014】

本実施の形態に係る型締装置２は、図２に示されているように、固定盤１３と可動盤１４とが４組のボールねじ機構１８、１８、…によって連結されている点に特徴がある。それぞれのボールねじ機構１８、１８、…は、ボールねじ１９、１９、…と、ボールねじ１９、１９、…が螺合するボールナット２０、２０、…とを備えている。

【0015】

図２には示されていないが、可動盤１４には貫通孔が開けられており、この貫通孔にボールナット２０、２０、…が固着されている。つまりボールねじ１９、１９、…はボールナット２０、２０、…を介して可動盤１４に接続されている。一方、ボールねじ１９、１９、…は、次に詳しく説明するように固定盤１３を貫通し、固定盤１３に対して回転可能に支持されている。固定盤１３には型開閉用サーボモータ２２、２２、…が設けられ、ボールねじ１９、１９、…と接続されている。したがって、型開閉用サーボモータ２２、２２、…を駆動するとボールねじ１９、１９、…が回転し、可動盤１４がスライドすることになる。すなわち金型１６、１７（図１参照）が型開閉される。

【0016】

ボールねじ１９、１９、…と、固定盤１３との接続について説明する。図３に示されているように、固定盤１３には貫通孔２４が開けられており、ボールねじ１９はこの貫通孔２４に入れられている。ボールねじ１９には、外径が小さくなっている段部２５が形成されており、この段部２５に軸受機構２６が入れられている。段部２５には、一部の範囲に雄ねじが形成されており、ロックナット２８が螺合している。固定盤１３には環状の軸受押さえ２９が固定されており、軸受機構２６は固定盤１３側の軸受押さえ２９と、ボールねじ１９側のロックナット２８とによって挟み込まれている。このようにしてボールねじ１９は、軸受機構２６を介して固定盤１３に回転可能に取り付けられている。

【0017】

このようにボールねじ１９と固定盤１３とが接続されているので、ボールねじ１９と固定盤１３との間に作用するスラスト方向の荷重は、軸受押さえ２９と、軸受機構２６とロックナット２８とによって受けられることになる。したがって、ボールねじ１９の端部には、スラスト方向の荷重は作用しない。型開閉用サーボモータ２２はステータ３０とロータ３１とからなるが、このボールねじ１９の端部にロータ３１が固定されている。つまり型開閉用サーボモータ２２には、スラスト方向の荷重が作用しないようになっている。

【0018】

＜断熱材＞
本実施の形態に係る型締装置２は、固定盤１３に対して型開閉用サーボモータ２２が断熱手段を介して設けられている点に特徴がある。本実施の形態において断熱手段は断熱材３５からなる。断熱材３５は断熱作用を備えていると共に耐熱性を備えていればどのような素材から構成してもよい。例えばシリカウール、セラミックファイバー、グラスウール等から構成することができる。図４には、本実施の形態に係る断熱材３５が示されている。断熱材３５は円盤状に形成され、中心にはボールねじ１９（図３参照）が貫通する孔３６が開けられている。そして断熱材３５の円盤の外周近傍にはボルトを貫通させるためのボルト孔３７、３７、…が開けられている。型開閉用サーボモータ２２は、図３に示されているように、断熱材３５を介して固定盤１３に接触するようになっており、ボルト３９、３９、…によって取り付けられている。

【0019】

＜型締装置の作用＞
本実施の形態に係る型締装置２は、型開閉用サーボモータ２２が断熱材３５を介して固定盤１３に設けられているので、固定盤１３の熱が型開閉用サーボモータ２２に伝導しにくい。したがってサーボモータ２２の温度上昇を抑制することができる。型開閉用サーボモータ２２には永久磁石が設けられ、永久磁石はいわゆる熱減磁により高温になると磁力が低下する。しかしながら、本実施の形態に係る型締装置２は型開閉用サーボモータ２２の温度上昇が抑制されているので、磁力低下に伴う出力トルクの低下を防止することができる。さらには型開閉用サーボモータ２２内に設けられている電気部品についても高温にさらされることがないので、寿命低下を抑制することができる。

【0020】

＜第２の実施の形態に係る型締装置＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば断熱手段を変形することができる。図５には第２の実施の形態に係る固定盤１３Ａの一部である、型開閉用サーボモータが取り付けられるサーボモータ取り付け箇所４１が示されている。サーボモータ取り付け箇所４１には所定の肉厚の複数の突起部４３、４３、…が形成されている。これらの突起部４３、４３、…は全体として環状に配置され、頂部にはボルト孔４５、４５、…が形成されている。

【0021】

型開閉用サーボモータ２２（図３参照）はこれらの突起部４３、４３、…に直接接するようにして固定盤１３に取り付けられるようになっている。型開閉用サーボモータ２２（図３参照）が図５に示されているサーボモータ取り付け箇所４１に設けられると、突起部４３、４３、…によって型開閉用サーボモータ２２と固定盤１３との間に空気の層が形成される。この空気の層が断熱手段になり、型開閉用サーボモータ２２の温度上昇が抑制される。さらに突起部４３、４３、…が複数からなり分離しているので、空気の層は外部と交換されて温度上昇が抑制される効果もある。なお、突起部４３、４３、…は別部品として固定盤１３に設けられてもよい。

【0022】

＜他の変形例＞
本実施の形態において、第１、２の型盤つまり固定盤１３と可動盤１４とを連結しているボールねじ機構１８、１８、…は４組であると説明した。しかしながら、２組あるいは３組であってもよいし、５組以上であってもよい。

【0023】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

【符号の説明】

【0024】

１ 射出成形機 ２ 型締装置
４ 射出装置 ６ 加熱シリンダ
７ スクリュ ８ スクリュ駆動装置
１０ ホッパ １１ 射出ノズル
１３ 固定盤 １４ 可動盤
１５ リニアガイド １６ 固定側金型
１７ 可動側金型 １８ ボールねじ機構
１９ ボールねじ ２０ ボールナット
２２ 型開閉用サーボモータ ２４ 貫通孔
２５ 段部 ２６ 軸受機構
２８ ロックナット ２９ 軸受押さえ
３０ ステータ ３１ ロータ
３５ 断熱材 ３６ 孔
３７ ボルト孔 ３９ ボルト
４１ サーボモータ取り付け箇所 ４３ 突起部
４５ ボルト孔
Ｂ ベッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】