特許 7576018 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】2024-10-22

(45)【発行日】2024-10-30

(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 20060101AFI20241023BHJP

   B29C 45/03 20060101ALI20241023BHJP

   B29C 45/17 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

B29C45/64

B29C45/03

B29C45/17

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021190714

(22)【出願日】2021-11-25

(65)【公開番号】P2023077461

(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２０１０－０６４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５１２２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７０８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０２０４２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－０６６７７４（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】

固定盤と、
該固定盤に対してスライド自在に設けられている可動盤と、
前記固定盤と前記可動盤とを連結する４組のボールねじ機構と、を備え、
前記可動盤に４組の前記ボールねじ機構のそれぞれのボールナットが固定され、
前記ボールねじ機構を駆動すると型開閉するようになっており、
前記可動盤は、平面視で略正方形に形成されていると共に前記固定盤に対向する面と反対側の面にリブが形成されており、
前記リブは、前記可動盤を前記反対側の面から平面視したとき、前記可動盤の中心からそれぞれの前記ボールナットに向かうように放射状に形成されると共にそれぞれの前記ボールナットに近づくにつれて幅が次第に広くなって前記ボールナット近傍において前記ボールナットより幅広に形成され、前記ボールナットの周囲を一部囲んでいる、型締装置。

【請求項2】

前記リブは、前記可動盤を前記反対側の面から平面視したとき、前記可動盤の中心に対して４回対称に形成されている、請求項１に記載の型締装置。

【請求項3】

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、固定盤と、
該固定盤に対してスライド自在に設けられている可動盤と、
前記固定盤と前記可動盤とを連結する４組のボールねじ機構と、を備え、
前記可動盤に４組の前記ボールねじ機構のそれぞれのボールナットが固定され、
前記ボールねじ機構を駆動すると型開閉するようになっており、
前記可動盤は、平面視で略正方形に形成されていると共に前記固定盤に対向する面と反対側の面にリブが形成されており、
前記リブは、前記可動盤を前記反対側の面から平面視したとき、前記可動盤の中心からそれぞれの前記ボールナットに向かうように放射状に形成されると共にそれぞれの前記ボールナットに近づくにつれて幅が次第に広くなって前記ボールナット近傍において前記ボールナットより幅広に形成され、前記ボールナットの周囲を一部囲んでいる、射出成形機。

【請求項4】

前記リブは、前記可動盤を前記反対側の面から平面視したとき、前記可動盤の中心に対して４回対称に形成されている、請求項３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、固定盤と可動盤とを備え、これらが複数組のボールねじ機構で連結されている型締装置、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、固定盤と可動盤と、これら固定盤と可動盤とを連結する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個のサーボモータとから構成されている。４個の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３個ではなく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、型締めするときに可動盤がわずかに弾性変形して、４組のボールねじ機構に負担がかかって劣化しやすいという問題である。詳しく説明すると、型締めするとき可動盤には４組のボールねじ機構から引張力が作用し、そして可動盤の中央に取り付けられている金型から押力が作用する。これらによって可動盤は弾性変形によりわずかに湾曲する。湾曲すると４組のボールねじ機構のボールナットが傾く。ボールねじに対してボールナットが傾いた状態でボールねじが回転すると負荷がかかって劣化しやすい。

【0005】

可動盤の弾性変形を防止するために、可動盤の厚さを厚くして剛性を大きくすることもできる。しかしながら可動盤の重量が大きくなり型締装置が大型化してしまう。また重量が大きいと可動盤を駆動するサーボモータの負荷が大きくなり採用することはできない。

【0006】

本開示において、十分な剛性を備えていながら可動盤の重量が小さい型締装置、および射出成形機を提供する。

【0007】

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】

【0008】

本開示は、固定盤と、この固定盤に対してスライド自在に設けられている可動盤と、これらを連結する４組のボールねじ機構と、を備えた型締装置を対象とする。本開示は可動盤の固定盤に対向する面と反対側の面にリブを形成するようにする。可動盤は略正方形に形成され、４組のボールねじ機構のそれぞれのボールナットが固定されている。リブは、可動盤を平面視したとき、可動盤の中心からそれぞれのボールナットに向かうように放射状に形成すると共にそれぞれのボールナットに近づくにつれて幅を次第に広くしてボールナット近傍においてボールナットより幅広に形成し、ボールナットの周囲を一部囲むように構成する。

【発明の効果】

【0009】

本開示により、可動盤の剛性を大きく確保しながら重量を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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可動盤の平面図である。

【図4】本実施の形態に係る型締装置の正面図である。

【図5】第２の実施の形態に係る可動盤の平面図である。

【図6】第３の実施の形態に係る可動盤の平面図である。

【図7】第４の実施の形態に係る可動盤の平面図である。

【図8】第５の実施の形態に係る可動盤の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

＜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。

【0013】

＜射出装置＞
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。

【0014】

＜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。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。

【0015】

本実施の形態に係る型締装置２は、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。

【0016】

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、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、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。

【0017】

＜可動盤のリブ＞
本実施の形態に係る型締装置２は、可動盤１４に特徴があり、軽量化と剛性の確保とを両立させる構造になっている。具体的には、可動盤１４には、固定盤１３に対向する面と反対側の面において、リブ２４が形成されている。図３には、可動盤１３を平面視した様子が示されており、可動盤１３は略正方形に形成されている。この正方形に対して、正方形の中心２８から４組のボールねじ機構１８、１８、…に向かうように、リブ２４が放射状に形成されている。

【0018】

正方形には対辺の中点同士を結ぶ線分が２本存在する。すなわち線分２６、２７である。これら２本の線分２６、２７に対して、リブ２４は線対称に形成されている。あるいは、リブ２４を正方形の中心２８を中心に９０度回転させると、リブ２４に重なる。つまり９０度の回転対称つまり４回対称になっている。このようにリブ２４は対称に形成されているので、可動盤１４に作用する力が均一に分散することになる。なお、可動盤１３の厚さに対するリブ２４の高さは、本実施の形態において約０．５倍になっているが、０．２～０．８倍等にすることができる。

【0019】

＜リブの作用＞
型締装置２において型締めをすると、図４に示されているように、可動盤１４には複数の力が作用する。まず、４組のボールねじ機構１８、１８、によって引張力３０、３０が作用する。次いで金型１７から押力３１が作用する。引張力３０、３０は可動盤１４の端部に作用し、押力３１は可動盤１４の中央に作用する。これらの力３０、３は符号３３で示されているように、可動盤１４に対して弾性変形させるように作用する。このような弾性変形が生じてしまうと、可動盤１４に固定されているボールナット２０、２０が傾き、ボールねじ機構１８、１８に大きな負荷が生じる。

【0020】

しかしながら、本実施の形態に係る可動盤１４にはリブ２４が形成されているので、可動盤１４の剛性は十分に大きくほとんど弾性変形しない。したがって、本実施の形態に係る型締装置２において、ボールねじ機構１８、１８にはボールナット２０、２０の傾きに起因する負荷は発生しない。さらには、可動盤１４が弾性変形しないので、型締めが安定する効果も得られる。このように本実施の形態に係る可動盤１４の剛性はリブ２４によって得られるようになっているので、可動盤１４にはくり抜かれた部分が形成されている。したがって可動盤１４は軽量化されている。、サーボモータ２２、２２、…（図２参照）とボールねじ機構１８、１８、…とによって可動盤１４を駆動するとき、駆動力は少なくて済むという効果も得られる。

【0021】

＜変形例＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。図５には第２の実施の形態に係る可動盤１４Ａが示されている。この実施の形態に係る可動盤１４Ａに形成されているリブ２４Ａは第１の実施の形態に係る可動盤１４（図３参照）のリブ２４と形状が相違しているが、線分２６、２７に対して線対称に形成され、中心２８に対して４回対称になっている。図６には第３の実施の形態に係る可動盤１４Ｂが示されている。この可動盤１４Ｂにおいて正方形の中心２８の近傍にはリブ２４Ｂが形成されていない。しかしながら、線分２６、２７に対して線対称に形成され、中心２８に対して４回対称になっている。図５、６に記載の第２、３の可動盤１４Ａ、１４Ｂも、リブ２４Ａ、２４Ｂによって高い剛性を備えている。

【0022】

図７には、第４の実施の形態に係る可動盤１４Ｃが示されている。この可動盤１４Ｃは正方形ではなく、長方形状を呈している。この可動盤１４Ｃに形成されているリブ２４Ｃも、線分２６、２７に対して線対称に形成されている。この第４の実施の形態に係る可動盤１４Ｃも高い剛性を備えている。

【0023】

本実施の形態に係る型締装置２（図２参照）は、固定盤１３と可動盤１４とを連結するボールねじ機構１８、１８、…は４組になっている。このボールねじ機構１８、１８、…の組数を変形することができる。例えば固定盤１３と可動盤１４とを連結するボールねじ機構１８、１８を２組とすることができる。図８には、このような２組のボールねじ機構１８、１８を備えた型締装置２Ｄの一部、つまり第５の実施の形態に係る可動盤１４Ｄが示されている。２組のボールねじ機構１８、１８は、可動盤１４Ｄを平面視したとき、正方形の４個の頂点のうち、対角の２個の頂点に配置されている。この実施の形態において、正方形の他の２個の頂点には、ガイドロッド３５、３５が設けられている。

【0024】

第５の実施の形態に係る可動盤１４Ｄに形成されているリブ２４Ｄは、正方形の中心２８近傍から、対角線上に位置する２組のボールねじ機構１８、１８に向かって伸びた形状になっている。このような形状のリブ２４Ｄによって十分に可動盤１４Ｄの弾性変形を防止することができ、ボールねじ機構１８、１８、…のボールナット２０、２０、…の傾きを防止できる。型締力を発生させるとき、可動盤１４Ｄに対して２組のボールねじ機構１８、１８から引張力が作用するが、ガイドロッド３５、３５から引張力は作用しないからである。なお、この実施の形態にはガイドロッド３５、３５が設けられているが、ガイドロッド３５、３５は必須ではない。２組のボールねじ機構１８、１８によっても、可動盤１４Ｄを滑らかにスライドさせることができるからである。

【0025】

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】

【0026】

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 サーボモータ ２４ リブ
３５ ガイドロッド
Ｂ ベッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】