成形機
【課題】 成形機におけるボールを用いた直動ガイド機構やボールネジ機構の耐久性、クリーン性を高め、低騒音化を図り、また、成形機におけるボールネジ機構の可及的な高速回転化を可能とすること。
【解決手段】 直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および／または、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、直動ガイド機構またはボールネジ機構に、ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムを用いる。
【解決手段】 直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および／または、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、直動ガイド機構またはボールネジ機構に、ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に係り、特に、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、あるいは、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の射出成形機などの成形機に用いられる、ボールを用いた直動ガイド機構や、ボールネジ機構においては、ボール同士が接触しつつ転動して、ボール列が循環する構造をとっており、また、転動子としてのボールは、一般的に、軸受け炭素鋼（ＳＵＪ２）によりなる鋼球が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
鋼球のボール同士が接触する従来の直動ガイド機構あるいはボールネジ機構においては、ボール同士が完全な点接触をするので、単位面圧が高くなり、油膜切れを起こし易いので、相互摩擦による摩耗を生じ易く、また、発熱も生じ易いので、寿命が短くなり、かつ、騒音や摩耗塵の発生も問題となる。また、鋼球のボールを用いているので、鋼球の許容圧縮荷重から来る制約で、ボールネジ機構においては、ＤＮ値（軸径×回転数）で置き換えて表される許容回転数を所定以上には高めることができず、ボールネジ機構の高速回転化を阻害する要因となっていた。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、成形機におけるボールを用いた直動ガイド機構やボールネジ機構の耐久性、クリーン性を高め、低騒音化を図ることにある。また、本発明の目的とするところは、成形機におけるボールネジ機構の可及的な高速回転化を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記した目的を達成するため、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および／または、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、直動ガイド機構またはボールネジ機構に、ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムを用いる。
【０００６】
また、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構を備えた成形機において、直動ガイド機構のボールにセラミックスボールを用いる。
【０００７】
また、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、直動ガイド機構およびボールネジ機構のボールにセラミックスボールを用いる。
【発明の効果】
【０００８】
ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムをとる直動ガイド機構あるいはボールネジ機構においては、ボールの間にプラスチック製のリテーナが介在するので、従来のようにボール同士が接触せず、ボールとリテーナが接触するので面圧が低くなり、また、ボール同士の衝突による騒音の発生も皆無となり、さらに、ボールが均一に整列されて循環するので、ころがり抵抗変動がなく滑らかな動きが得られ、さらにまた、グリースがリテーナに保持されて循環して、グリースポケット部でボールが回転されると油膜が形成されるので、ボール表面の油膜が切れにくくなる。その結果、ボール同士が接触しないことと、面圧が低くなることと、良好な油膜維持効果などが相俟って、長寿命化が達成できて、かつ、発熱や発塵や騒音や振動を抑えることが可能となり、さらに、グリース保持能力が高まるので、補給するグリースの量を大幅に低減できて、長期にわたりメンテナンスフリーとすることも可能となり、クリーニング性が高まり、ランニングコストも抑えることができる。
【０００９】
また、セラミックスボールを用いた直動ガイド機構あるいはボールネジ機構においては、セラミックスボールの質量が鋼球に較べると格段に小さいので、単位衝撃エネルギーを大幅に小さくでき、また、セラミックスボールの縦弾性係数は、鋼球のそれと比較すると約１．５倍であり、負荷に対する剛性が高いので（つまり、許容圧縮荷重が鋼球のそれと比較すると約１．５倍であるので）、耐久性を高めることができる。さらに、セラミックスボールは油膜形成に優れ、潤滑条件が良好となるので、鋼球同士が接触する従来構造に比較すると、使用するグリース量を約１／５程度に低減できて、クリーン性が良くなり、ランニングコストも抑えられる上、故障寿命が約１．５倍程度延びる。さらにまた、セラミックスボールは鋼球に較べると、許容圧縮荷重が大きいので、ボールネジ機構においては、鋼球を用いたボールネジ機構よりもＤＮ値を大幅に向上させることができ（許容回転数を大幅に高めることができ）、したがって、鋼球を用いたボールネジ機構よりも大幅な高速回転が可能となり、運転の可及的な高速化を図ることができる。また、許容圧縮荷重が鋼球の約１．５倍であるため、ボールネジ径を小さくしてもメカ信頼性を保つことが保証されるので、ボールネジ径を小さくすることで慣性を小さくでき、これにより、加減速の過渡応答性が高まり、この点でも、運転の高速化に大きく寄与する。
【００１０】
さらにまた、ボールリテーナメカニズムをとる直動ガイド機構あるいはボールネジ機構において、使用するボールをセラミックスボールとすると、上述したボールリテーナメカニズムによる利点とセラミックスボールによる利点との相乗効果によって、より一層の長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る射出成形機における型開閉メカニズム系の要部構成を示す図である。
【００１３】
図１において、１はベースフレーム、２は、ベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、３は、ベースフレーム１上に固設された固定ダイプレート、４は、固定ダイプレート３に搭載された固定側金型、５は、型締め駆動源（型開閉駆動源）である図示せぬ型締め用サーボモータなどを搭載した保持プレート（テールストック）、６は、固定ダイプレート３の４隅と保持プレート５の４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、７は、各タイバー６に挿通・案内されて前後進可能な可動ダイプレート、８は、可動ダイプレート７に搭載された可動側金型、９は、保持プレート５に回転可能であるように保持され、型締め用サーボモータの回転が伝達される被動プーリ、１０は、被動プーリ９と一体に回転するナット体（図示せず）と、該ナット体が螺合したボールネジ軸１０ａとを持つボールネジ機構、１１は、その力の入力端であるクロスヘッド１１ａに、ボールネジ機構１０の直線運動部であるボールネジ軸１０ａの先端が固定され、型締め用サーボモータにより伸張／折り畳み駆動されることにより、可動ダイプレート７を前後進させるトグルリンク機構、１２は、タイバー６の一端側を固定ダイプレート３に固定する締付けナット、１３は、保持プレート５に回転可能であるように保持されるとともに、タイバー６の他端側に螺合されて、保持プレート５に搭載された図示せぬダイハイト（型厚）調整用サーボモータにより回転駆動される調整ナット体、１４Ａ、１４Ｂは、保持プレート５の下部および可動ダイプレート７の下部にそれぞれ取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材であり、直動部材１４Ａとレール２とにより保持プレート５の直動ガイド機構が構成されており、直動部材１４Ｂとレール２とにより可動ダイプレート７の直動ガイド機構が構成されている。
【００１４】
図１に示す構成において、ダイハイト調整時には、図示せぬダイハイト調整用サーボモータにより各調整ナット体１３を同期回転させて、直動部材１４Ａに担持された保持プレート５をレール２に沿って直線移動させ、ダイハイト調整後は、保持プレート５の位置を維持するようにされる。
【００１５】
また、図１に示す構成において、成形運転時には、固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口には、後記する射出メカニズム系のノズルが押し付けられた状態となっている。そして、型開き状態から型閉じを行う際には、図示せぬ型締め用サーボモータを所定方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で右行方向に前進させて、トグルリンク機構１１を伸張駆動し、これにより、直動部材１４Ｂに担持された可動ダイプレート７を、レール２に沿って固定ダイプレート３の方向に前進駆動する。そして、トグルリンク機構１１を完全に突っ張らせることによりタイバー６を弾性的に伸ばし、このタイバー６の弾性回復力により型締め力を発生させる。また、型締め状態から型開きを行う際には、型締め用のサーボモータを先とは逆方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で左行方向に後退させて、トグルリンク機構１１を折り畳み駆動し、これにより、直動部材１４Ｂに担持された可動ダイプレート７を、レール２に沿って固定ダイプレート３から離間する方向に後退駆動するようになっている。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る射出成形機における射出メカニズム系の要部構成を示す図である。
【００１７】
図２において、１はベースフレーム、２１は、ベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、２２は射出ユニットのベース盤、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、ベース盤２２の下部に取り付けられてレール部材２１上を直線移動可能な部材であり、レール２１との協働によってベース盤２２の直動ガイド機構を構成する直動部材、２４は、ベース盤２３上に固設された保持プレート（ヘッドストック）、２５は、保持プレート２４と所定距離をおいて対向するように配置された保持プレート、２６は、２つの保持プレート２４、２５の間に架け渡された複数本のガイドバー、２７は、その基部を保持プレート２４に固定された加熱シリンダ、２８は、加熱シリンダ１の先端に取り付けられたノズル、２９は、加熱シリンダ２７およびノズル２８に巻装されたバンドヒータ、３０は、図示せぬホッパーから原料樹脂（樹脂ペレット）を加熱シリンダ２７の内部へ供給するため保持プレート２４に穿設された樹脂供給穴、３１は、樹脂供給穴３０と連通するように加熱シリンダ２７の基端側に穿設された樹脂供給穴、３２は、加熱シリンダ１内に回転並びに前後進可能であるように配設されたスクリュー、３３は、ガイドバー２６に直線移動可能に挿通されたスクリュー移送体、３４は、スクリュー移送体３３に回転可能であるように保持されると共に、スクリュー３２の基端部が固定された回転体、３５は、回転体３４に固定されると共に、図示せぬ計量用サーボモータによって回転駆動される被動プーリ、３６は、スクリュー移送体３３に固定されたナット体３６ｂと、該ナット体３６ｂが螺合すると共に、その非ネジ部を保持プレート２５に取り付けられた軸保持体３７によって回転可能に保持されたボールネジ軸３６ａとを、持つボールネジ機構、３８は、ベース盤２２上に保持材３９を介して取り付けられた射出用サーボモータ、４０は、ボールネジ軸３６ａの非ネジ部の端部と、射出用サーボモータ３８の出力軸とを、両者が一体回転するように同一直線上で連結したカップリングである。
【００１８】
図２に示す構成において、ノズルタッチ動作時には、図示せぬノズルタッチ／ノズルバック用サーボモータの回転で、図示せぬボールネジ機構により、直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに担持されたベース盤２２がレール部材２１に沿って直線移動（図示左行方向）され、これにより、射出ユニット全体が直線移動されて、射出ユニットのノズル２８が固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口に押し付けられる。また、ノズルバック動作時には、同様に図示せぬノズルタッチ／ノズルバック用サーボモータの回転で、図示せぬボールネジ機構により、直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに担持されたベース盤２２がレール部材２１に沿って直線移動（図示右行方向）され、これにより、射出ユニット全体が直線移動されて、ノズル２８が固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口から引き離される。
【００１９】
また、図２に示す構成において、計量行程時には、図示せぬ計量用サーボモータが回転駆動され、これにより、被動プーリ３５、回転体３４が回転駆動され、回転体３４と一体のススクリュー３２が所定方向に回転する。このスクリュー３２の回転によって、スクリュー３２の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュー３２のネジ送り作用によって前方に移送され、スクリュー３２の前方に溶融樹脂が貯まるにしたがって、スクリュー３２は後退する。このとき、射出用サーボモータ３８が圧力フィードバック制御で駆動制御されて、カップリング４０を介してボールネジ軸３６ａが適宜に回転駆動され、これにより、ボールネジ軸３６ａに螺合したナット体３６ｂ、スクリュー移送体３３、回転体３４を介して、スクリュー３２にかかる背圧が制御されつつ、スクリュー３２が後退する。そして、スクリュー３２の前方に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、図示せぬ計量用サーボモータによるスクリュー３２の回転駆動は停止される。
【００２０】
また、図２に示す構成において、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、射出用サーボモータ３８が速度フィードバック制御で駆動制御され、カップリング４０を介してボールネジ軸３６ａが高速回転駆動されて、ナット体３６ｂが高速前進駆動され、これによって、スクリュー移送体３３、回転体３４を介して、スクリュー３２が高速に前進駆動されて、スクリュー３２の前方に貯えられた溶融樹脂が、型締め状態の金型のキャビティ内に射出充填される。この射出充填後は、射出用サーボモータ３８が圧力フィードバック制御で駆動制御され、これにより、ボールネジ軸３６ａに螺合したナット体３６ｂ、スクリュー移送体３３、回転体３４を介して、スクリュー３２に所定の圧力がかけられて、キャビティ内の樹脂に保圧力が印加される。
【００２１】
本実施形態では、前記直動体１４Ａ、１４Ｂとレール部材２とで構成される直動ガイド機構、および、前記直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとレール部材２１で構成される直動ガイド機構に、図３に示すような、ボールリテーナメカニズムを採用している。
【００２２】
図３において、５１はレール部材、５２は直動部材であり、同図では、直動部材５２の内部を示すために、直動部材５２の端面シール板の一部を取り去って描いてある。また、図３において、５３は鋼球よりなるボール、５４はプラスチック製の円筒状のリテーナであり、リテーナ５４はボール５３の間に挟み込まれるように配置されて、ボール５３とリテーナ５４の両者は、直動部材５２のころがり案内部５２ａを循環するように、直動部材５２内に収納されると共に、レール部材５１の直動ころがり案内部５１ａを移動可能となっている。ころがり案内部５２ａ、直動ころがり案内部５１ａを転動しつつ循環するボール５３は、リテーナ５４を間に挟んでおり、ボール５３同士が接触することはなく、また、図示していないがエンドレスのベルトでリテーナ５４を保持しているので、ボール５３は均一に整列されて循環し、ころがり抵抗変動がなく滑らかに動作するようになっている。
【００２３】
このように、本実施形態では、ボールリテーナメカニズムを採用した直動ガイド機構を用いるようにしているので、従来のようにボール同士が接触せず、ボール５３とリテーナ５４が接触するので面圧が低くなり、また、ボール５３同士の衝突による騒音の発生も皆無となり、さらに、ボール５３が均一に整列されて循環するので、ころがり抵抗変動がなく滑らかな動きが得られ、さらにまた、グリースがリテーナ５４に保持されて循環して、グリースポケット部でボールが回転されると油膜が形成されるので、ボール表面の油膜が切れにくくなる。その結果、ボール同士が接触しないことと、面圧が低くなることと、良好な油膜維持効果などが相俟って、長寿命化が達成できて、かつ、発熱や発塵や騒音や振動を抑えることが可能となり、さらに、グリース保持能力が高まるので、補給するグリースの量を大幅に低減できて、長期にわたりメンテナンスフリーとすることも可能となり、クリーニング性が高まり、ランニングコストも抑えることができる。
【００２４】
また、本実施形態では、前記ボールネジ機構１０、前記ボールネジ機構３６などのボールネジ機構に、図４に示すような、ボールリテーナメカニズムを採用している。
【００２５】
図４において、６１はボールネジ軸、６２はナット体であり、同図では、ナット体６２の内部を示すために、ナット体６２の一部を破断して描いてある。また、図４において、６３は鋼球よりなるボール、６４はプラスチック製の円筒状のリテーナであり、リテーナ６４はボール６３の間に挟み込まれるように配置されて、ボール６３とリテーナ６４の両者は、ナット体６２のヘリカルころがり案内部６２ａを循環するように、ナット体６２内に収納されると共に、ボールネジ軸６１のヘリカルころがり案内部６１ａを移動可能となっている。ヘリカルころがり案内部６２ａ、ヘリカルころがり案内部６１ａを転動しつつ循環するボール６３は、リテーナ６４を間に挟んでおり、ボール６３同士が接触することはなく、また、ボール６３は均一に整列されて循環し、ころがり抵抗変動がなく滑らかに動作するようになっている。
【００２６】
このように、本実施形態では、ボールリテーナメカニズムを採用したボールネジ機構を用いるようにしているので、従来のようにボール同士が接触せず、ボール６３とリテーナ６４が接触するので面圧が低くなり、また、ボール６３同士の衝突による騒音の発生も皆無となり、さらに、ボール６３が均一に整列されて循環するので、ころがり抵抗変動がなく滑らかな動きが得られ、さらにまた、グリースがリテーナ６４に保持されて循環して、グリースポケット部でボールが回転されると油膜が形成されるので、ボール表面の油膜が切れにくくなる。その結果、ボール同士が接触しないことと、面圧が低くなることと、良好な油膜維持効果などが相俟って、長寿命化が達成できて、かつ、発熱や発塵や騒音や振動を抑えることが可能となり、さらに、グリース保持能力が高まるので、補給するグリースの量を大幅に低減できて、長期にわたりメンテナンスフリーとすることも可能となり、クリーニング性が高まり、ランニングコストも抑えることができる。さらに、面圧が低くなり、滑らかな動きが得られるので、リテーナがなく鋼球のボール同士が接触する従来のボールネジ機構に較べると、ＤＮ値を大幅に向上させることができる。つまり、リテーナがなく鋼球のボール同士が接触する従来のボールネジ機構のＤＮ値は概ね７万程度であるのに対し、本実施形態のボールネジ機構のＤＮ値は略２１万を達成でき、このように、ＤＮ値を大幅に向上させることで、許容回転数を大幅に高めることがで可能となり、よって、大幅な高速回転が可能となり、運転の可及的な高速化を図ることができる。したがって、このようなボールリテーナメカニズムを採用したボールネジ機構を射出系に用いることで、射出成形機にとって重要な射出充填速度を大幅に上げることができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
本第２実施形態は、前記第１実施形態における、前記直動体１４Ａ、１４Ｂとレール部材２とで構成される直動ガイド機構、および、前記直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとレール部材２１で構成される直動ガイド機構として、リテーナのないボール同士が接触する構造の直動ガイド機構を採用し、かつ、直動ガイド機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックス（Ｓｉ３Ｎ４）よりなるセラミックスボールを用いる共に、前記第１実施形態における、前記ボールネジ機構１０、前記ボールネジ機構３６などのボールネジ機構として、リテーナのないボール同士が接触する構造のボールネジ機構を採用し、かつ、ボールネジ機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックスよりなるセラミックスボールを用いたものである。
【００２８】
本実施形態では、直動ガイド機構、ボールネジ機構の転動子としてのボールを、窒化珪素系セラミックスよりなるセラミックスボールを用いており、このセラミックスボールは、鋼球に較べて、質量が半分以下で単位衝撃エネルギーが大幅に小さく、したがって、高速回転の際、循環部への衝突エネルギーが小さく、損傷の大幅な低減が図れ、また、質量が軽いので衝突音も小さくなる（騒音も小さくなる）。また、セラミックスボールの線膨張係数は、鋼球のそれに較べると１／４以下であるので、熱変形が少なく、熱的損傷の虞が殆どなく、かつ、発熱の低減にも繋がる。また、セラミックスボールを用いると、セラミックスボールは油膜形成に優れているので、潤滑条件が良好となり、使用するグリース量を鋼球の場合の約１／５程度に低減できて、クリーン性が良くなり、ランニングコストも抑えられる上、たとえボール同士が接触する構造ではあっても、故障寿命も鋼球のそれと比較すると、約１．５倍程度延ばすことができる。
【００２９】
また、セラミックスボールの縦弾性係数は、鋼球のそれに較べると約１．５倍であるので、（つまり、許容圧縮荷重が鋼球のそれと比較すると約１．５倍であるので）、セラミックスボールを用いたボールネジ機構においては、たとえボール同士が接触する構造ではあっても、鋼球を用いたボールネジ機構よりもＤＮ値を大幅に向上させることができ（許容回転数を大幅に高めることができ）、したがって、鋼球を用いたボールネジ機構よりも大幅な高速回転が可能となり、運転の可及的な高速化を図ることができる。また、許容圧縮荷重が鋼球の約１．５倍であるため（負荷に対する剛性が鋼球のそれより約５０％アップしているので）、ボールネジ径を小さくしてもメカ信頼性を保つことが保証されるので、ボールネジ径を小さくすることができる。いま、例えば鋼球を用いた場合のボールネジ径が５０ｍｍであったものが、セラミックスボールを用いるとボールネジ径を４０ｍｍにできると仮定すると、概ね、鋼球のボールネジ機構のＤＮ値が７万であるのに対して、セラミックスボールのボールネジ機構のＤＮ値は１５万であるので、鋼球のボールネジ機構の許容回転数がＮ＝７００００／５０＝１４００（ｒｐｍ）であるのに対して、セラミックスボールのボールネジ機構の許容回転数はＮ＝１５００００／４０＝３７５０（ｒｐｍ）となるので、このようなセラミックスボールを採用したボールネジ機構を射出系に用いることで、許容回転数の大幅なアップにより、射出成形機にとって重要な射出充填速度を大幅に上げることができる。また、前記のようにボールネジ径を５０ｍｍから４０ｍｍに小さくすることで、回転円柱体のＧＤ２（慣性）は径の４乗に比例することから、ボールネジ軸のＧＤ２（慣性）は約半分に小さくできる。さらに、ボールネジ軸の径を小さくすることで、射出系のボールネジ機構３６の回転部であるボールネジ軸３６ａを保持する軸保持体（軸受けベアリング）の回転部分の径を小さくできるので、それらの部材の慣性を小さくできることも相俟って、射出駆動部全体の慣性が約半分以下に小さくすることが可能で、射出成形機にとって重要な射出充填加減速時間を大幅に短縮することができるとともに、加減速の過渡応答性が高まり、この点でも、運転の高速化に大きく寄与する。
【００３０】
＜第３実施形態＞
本第３実施形態は、前記第１実施形態における、前記直動体１４Ａ、１４Ｂとレール部材２とで構成される直動ガイド機構、および、前記直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとレール部材２１で構成される直動ガイド機構として、ボールリテーナメカニズムをもつ直動ガイド機構を採用し、かつ、直動ガイド機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックス（Ｓｉ３Ｎ４）よりなるセラミックスボールを用いる共に、前記第１実施形態における、前記ボールネジ機構１０、前記ボールネジ機構３６などのボールネジ機構として、ボールリテーナメカニズムをもつボールネジ機構を採用し、かつ、ボールネジ機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックスよりなるセラミックスボールを用いたものである。
【００３１】
このように本実施形態では、ボールリテーナメカニズムをとる直動ガイド機構あるいはボールネジ機構において、使用するボールをセラミックスボールとしているので、上述したボールリテーナメカニズムによる利点とセラミックスボールによる利点との相乗効果によって、より一層の長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る射出成形機における、型開閉メカニズム系の要部構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る射出成形機における、射出メカニズム系の要部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る射出成形機において用いる直動ガイド機構を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る射出成形機において用いるボールネジ機構を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ ベースフレーム
２ レール部材
３ 固定ダイプレート
４ 固定側金型
５ 保持プレート（テールストック）
６ タイバー
７ 可動ダイプレート
８ 可動側金型
９ 被動プーリ
１０ ボールネジ機構
１０ａ ボールネジ軸
１１ トグルリンク機構
１１ａ クロスヘッド
１２ 締付けナット
１３ 調整ナット体
１４Ａ、１４Ｂ 直動部材
２１ レール部材
２２ 射出ユニットのベース盤
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ 直動部材
２４ 保持プレート（ヘッドストック）
２５ 保持プレート
２６ ガイドバー
２７ 加熱シリンダ
２８ ノズル
２９ バンドヒータ、
３０、３１ 樹脂供給穴
３２ スクリュー
３３ スクリュー移送体
３４ 回転体
３５ 被動プーリ
３６ ボールネジ機構
３６ａ ボールネジ軸
３６ｂ ナット体
３７ 軸保持体
３８ 射出用サーボモータ
３９ 保持材
４０ カップリング
５１ レール部材
５１ａ 直動ころがり案内部
５２ 直動部材
５２ａ ころがり案内部
５３ ボール
５４ リテーナ
６１ ボールネジ軸
６１ａ ヘリカルころがり案内部
６２ ナット体
６２ａ ヘリカルころがり案内部
６３ ボール
６４ リテーナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に係り、特に、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、あるいは、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の射出成形機などの成形機に用いられる、ボールを用いた直動ガイド機構や、ボールネジ機構においては、ボール同士が接触しつつ転動して、ボール列が循環する構造をとっており、また、転動子としてのボールは、一般的に、軸受け炭素鋼（ＳＵＪ２）によりなる鋼球が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
鋼球のボール同士が接触する従来の直動ガイド機構あるいはボールネジ機構においては、ボール同士が完全な点接触をするので、単位面圧が高くなり、油膜切れを起こし易いので、相互摩擦による摩耗を生じ易く、また、発熱も生じ易いので、寿命が短くなり、かつ、騒音や摩耗塵の発生も問題となる。また、鋼球のボールを用いているので、鋼球の許容圧縮荷重から来る制約で、ボールネジ機構においては、ＤＮ値（軸径×回転数）で置き換えて表される許容回転数を所定以上には高めることができず、ボールネジ機構の高速回転化を阻害する要因となっていた。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、成形機におけるボールを用いた直動ガイド機構やボールネジ機構の耐久性、クリーン性を高め、低騒音化を図ることにある。また、本発明の目的とするところは、成形機におけるボールネジ機構の可及的な高速回転化を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記した目的を達成するため、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および／または、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、直動ガイド機構またはボールネジ機構に、ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムを用いる。
【０００６】
また、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構を備えた成形機において、直動ガイド機構のボールにセラミックスボールを用いる。
【０００７】
また、直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、直動ガイド機構およびボールネジ機構のボールにセラミックスボールを用いる。
【発明の効果】
【０００８】
ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムをとる直動ガイド機構あるいはボールネジ機構においては、ボールの間にプラスチック製のリテーナが介在するので、従来のようにボール同士が接触せず、ボールとリテーナが接触するので面圧が低くなり、また、ボール同士の衝突による騒音の発生も皆無となり、さらに、ボールが均一に整列されて循環するので、ころがり抵抗変動がなく滑らかな動きが得られ、さらにまた、グリースがリテーナに保持されて循環して、グリースポケット部でボールが回転されると油膜が形成されるので、ボール表面の油膜が切れにくくなる。その結果、ボール同士が接触しないことと、面圧が低くなることと、良好な油膜維持効果などが相俟って、長寿命化が達成できて、かつ、発熱や発塵や騒音や振動を抑えることが可能となり、さらに、グリース保持能力が高まるので、補給するグリースの量を大幅に低減できて、長期にわたりメンテナンスフリーとすることも可能となり、クリーニング性が高まり、ランニングコストも抑えることができる。
【０００９】
また、セラミックスボールを用いた直動ガイド機構あるいはボールネジ機構においては、セラミックスボールの質量が鋼球に較べると格段に小さいので、単位衝撃エネルギーを大幅に小さくでき、また、セラミックスボールの縦弾性係数は、鋼球のそれと比較すると約１．５倍であり、負荷に対する剛性が高いので（つまり、許容圧縮荷重が鋼球のそれと比較すると約１．５倍であるので）、耐久性を高めることができる。さらに、セラミックスボールは油膜形成に優れ、潤滑条件が良好となるので、鋼球同士が接触する従来構造に比較すると、使用するグリース量を約１／５程度に低減できて、クリーン性が良くなり、ランニングコストも抑えられる上、故障寿命が約１．５倍程度延びる。さらにまた、セラミックスボールは鋼球に較べると、許容圧縮荷重が大きいので、ボールネジ機構においては、鋼球を用いたボールネジ機構よりもＤＮ値を大幅に向上させることができ（許容回転数を大幅に高めることができ）、したがって、鋼球を用いたボールネジ機構よりも大幅な高速回転が可能となり、運転の可及的な高速化を図ることができる。また、許容圧縮荷重が鋼球の約１．５倍であるため、ボールネジ径を小さくしてもメカ信頼性を保つことが保証されるので、ボールネジ径を小さくすることで慣性を小さくでき、これにより、加減速の過渡応答性が高まり、この点でも、運転の高速化に大きく寄与する。
【００１０】
さらにまた、ボールリテーナメカニズムをとる直動ガイド機構あるいはボールネジ機構において、使用するボールをセラミックスボールとすると、上述したボールリテーナメカニズムによる利点とセラミックスボールによる利点との相乗効果によって、より一層の長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る射出成形機における型開閉メカニズム系の要部構成を示す図である。
【００１３】
図１において、１はベースフレーム、２は、ベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、３は、ベースフレーム１上に固設された固定ダイプレート、４は、固定ダイプレート３に搭載された固定側金型、５は、型締め駆動源（型開閉駆動源）である図示せぬ型締め用サーボモータなどを搭載した保持プレート（テールストック）、６は、固定ダイプレート３の４隅と保持プレート５の４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、７は、各タイバー６に挿通・案内されて前後進可能な可動ダイプレート、８は、可動ダイプレート７に搭載された可動側金型、９は、保持プレート５に回転可能であるように保持され、型締め用サーボモータの回転が伝達される被動プーリ、１０は、被動プーリ９と一体に回転するナット体（図示せず）と、該ナット体が螺合したボールネジ軸１０ａとを持つボールネジ機構、１１は、その力の入力端であるクロスヘッド１１ａに、ボールネジ機構１０の直線運動部であるボールネジ軸１０ａの先端が固定され、型締め用サーボモータにより伸張／折り畳み駆動されることにより、可動ダイプレート７を前後進させるトグルリンク機構、１２は、タイバー６の一端側を固定ダイプレート３に固定する締付けナット、１３は、保持プレート５に回転可能であるように保持されるとともに、タイバー６の他端側に螺合されて、保持プレート５に搭載された図示せぬダイハイト（型厚）調整用サーボモータにより回転駆動される調整ナット体、１４Ａ、１４Ｂは、保持プレート５の下部および可動ダイプレート７の下部にそれぞれ取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材であり、直動部材１４Ａとレール２とにより保持プレート５の直動ガイド機構が構成されており、直動部材１４Ｂとレール２とにより可動ダイプレート７の直動ガイド機構が構成されている。
【００１４】
図１に示す構成において、ダイハイト調整時には、図示せぬダイハイト調整用サーボモータにより各調整ナット体１３を同期回転させて、直動部材１４Ａに担持された保持プレート５をレール２に沿って直線移動させ、ダイハイト調整後は、保持プレート５の位置を維持するようにされる。
【００１５】
また、図１に示す構成において、成形運転時には、固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口には、後記する射出メカニズム系のノズルが押し付けられた状態となっている。そして、型開き状態から型閉じを行う際には、図示せぬ型締め用サーボモータを所定方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で右行方向に前進させて、トグルリンク機構１１を伸張駆動し、これにより、直動部材１４Ｂに担持された可動ダイプレート７を、レール２に沿って固定ダイプレート３の方向に前進駆動する。そして、トグルリンク機構１１を完全に突っ張らせることによりタイバー６を弾性的に伸ばし、このタイバー６の弾性回復力により型締め力を発生させる。また、型締め状態から型開きを行う際には、型締め用のサーボモータを先とは逆方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で左行方向に後退させて、トグルリンク機構１１を折り畳み駆動し、これにより、直動部材１４Ｂに担持された可動ダイプレート７を、レール２に沿って固定ダイプレート３から離間する方向に後退駆動するようになっている。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る射出成形機における射出メカニズム系の要部構成を示す図である。
【００１７】
図２において、１はベースフレーム、２１は、ベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、２２は射出ユニットのベース盤、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、ベース盤２２の下部に取り付けられてレール部材２１上を直線移動可能な部材であり、レール２１との協働によってベース盤２２の直動ガイド機構を構成する直動部材、２４は、ベース盤２３上に固設された保持プレート（ヘッドストック）、２５は、保持プレート２４と所定距離をおいて対向するように配置された保持プレート、２６は、２つの保持プレート２４、２５の間に架け渡された複数本のガイドバー、２７は、その基部を保持プレート２４に固定された加熱シリンダ、２８は、加熱シリンダ１の先端に取り付けられたノズル、２９は、加熱シリンダ２７およびノズル２８に巻装されたバンドヒータ、３０は、図示せぬホッパーから原料樹脂（樹脂ペレット）を加熱シリンダ２７の内部へ供給するため保持プレート２４に穿設された樹脂供給穴、３１は、樹脂供給穴３０と連通するように加熱シリンダ２７の基端側に穿設された樹脂供給穴、３２は、加熱シリンダ１内に回転並びに前後進可能であるように配設されたスクリュー、３３は、ガイドバー２６に直線移動可能に挿通されたスクリュー移送体、３４は、スクリュー移送体３３に回転可能であるように保持されると共に、スクリュー３２の基端部が固定された回転体、３５は、回転体３４に固定されると共に、図示せぬ計量用サーボモータによって回転駆動される被動プーリ、３６は、スクリュー移送体３３に固定されたナット体３６ｂと、該ナット体３６ｂが螺合すると共に、その非ネジ部を保持プレート２５に取り付けられた軸保持体３７によって回転可能に保持されたボールネジ軸３６ａとを、持つボールネジ機構、３８は、ベース盤２２上に保持材３９を介して取り付けられた射出用サーボモータ、４０は、ボールネジ軸３６ａの非ネジ部の端部と、射出用サーボモータ３８の出力軸とを、両者が一体回転するように同一直線上で連結したカップリングである。
【００１８】
図２に示す構成において、ノズルタッチ動作時には、図示せぬノズルタッチ／ノズルバック用サーボモータの回転で、図示せぬボールネジ機構により、直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに担持されたベース盤２２がレール部材２１に沿って直線移動（図示左行方向）され、これにより、射出ユニット全体が直線移動されて、射出ユニットのノズル２８が固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口に押し付けられる。また、ノズルバック動作時には、同様に図示せぬノズルタッチ／ノズルバック用サーボモータの回転で、図示せぬボールネジ機構により、直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに担持されたベース盤２２がレール部材２１に沿って直線移動（図示右行方向）され、これにより、射出ユニット全体が直線移動されて、ノズル２８が固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口から引き離される。
【００１９】
また、図２に示す構成において、計量行程時には、図示せぬ計量用サーボモータが回転駆動され、これにより、被動プーリ３５、回転体３４が回転駆動され、回転体３４と一体のススクリュー３２が所定方向に回転する。このスクリュー３２の回転によって、スクリュー３２の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュー３２のネジ送り作用によって前方に移送され、スクリュー３２の前方に溶融樹脂が貯まるにしたがって、スクリュー３２は後退する。このとき、射出用サーボモータ３８が圧力フィードバック制御で駆動制御されて、カップリング４０を介してボールネジ軸３６ａが適宜に回転駆動され、これにより、ボールネジ軸３６ａに螺合したナット体３６ｂ、スクリュー移送体３３、回転体３４を介して、スクリュー３２にかかる背圧が制御されつつ、スクリュー３２が後退する。そして、スクリュー３２の前方に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、図示せぬ計量用サーボモータによるスクリュー３２の回転駆動は停止される。
【００２０】
また、図２に示す構成において、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、射出用サーボモータ３８が速度フィードバック制御で駆動制御され、カップリング４０を介してボールネジ軸３６ａが高速回転駆動されて、ナット体３６ｂが高速前進駆動され、これによって、スクリュー移送体３３、回転体３４を介して、スクリュー３２が高速に前進駆動されて、スクリュー３２の前方に貯えられた溶融樹脂が、型締め状態の金型のキャビティ内に射出充填される。この射出充填後は、射出用サーボモータ３８が圧力フィードバック制御で駆動制御され、これにより、ボールネジ軸３６ａに螺合したナット体３６ｂ、スクリュー移送体３３、回転体３４を介して、スクリュー３２に所定の圧力がかけられて、キャビティ内の樹脂に保圧力が印加される。
【００２１】
本実施形態では、前記直動体１４Ａ、１４Ｂとレール部材２とで構成される直動ガイド機構、および、前記直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとレール部材２１で構成される直動ガイド機構に、図３に示すような、ボールリテーナメカニズムを採用している。
【００２２】
図３において、５１はレール部材、５２は直動部材であり、同図では、直動部材５２の内部を示すために、直動部材５２の端面シール板の一部を取り去って描いてある。また、図３において、５３は鋼球よりなるボール、５４はプラスチック製の円筒状のリテーナであり、リテーナ５４はボール５３の間に挟み込まれるように配置されて、ボール５３とリテーナ５４の両者は、直動部材５２のころがり案内部５２ａを循環するように、直動部材５２内に収納されると共に、レール部材５１の直動ころがり案内部５１ａを移動可能となっている。ころがり案内部５２ａ、直動ころがり案内部５１ａを転動しつつ循環するボール５３は、リテーナ５４を間に挟んでおり、ボール５３同士が接触することはなく、また、図示していないがエンドレスのベルトでリテーナ５４を保持しているので、ボール５３は均一に整列されて循環し、ころがり抵抗変動がなく滑らかに動作するようになっている。
【００２３】
このように、本実施形態では、ボールリテーナメカニズムを採用した直動ガイド機構を用いるようにしているので、従来のようにボール同士が接触せず、ボール５３とリテーナ５４が接触するので面圧が低くなり、また、ボール５３同士の衝突による騒音の発生も皆無となり、さらに、ボール５３が均一に整列されて循環するので、ころがり抵抗変動がなく滑らかな動きが得られ、さらにまた、グリースがリテーナ５４に保持されて循環して、グリースポケット部でボールが回転されると油膜が形成されるので、ボール表面の油膜が切れにくくなる。その結果、ボール同士が接触しないことと、面圧が低くなることと、良好な油膜維持効果などが相俟って、長寿命化が達成できて、かつ、発熱や発塵や騒音や振動を抑えることが可能となり、さらに、グリース保持能力が高まるので、補給するグリースの量を大幅に低減できて、長期にわたりメンテナンスフリーとすることも可能となり、クリーニング性が高まり、ランニングコストも抑えることができる。
【００２４】
また、本実施形態では、前記ボールネジ機構１０、前記ボールネジ機構３６などのボールネジ機構に、図４に示すような、ボールリテーナメカニズムを採用している。
【００２５】
図４において、６１はボールネジ軸、６２はナット体であり、同図では、ナット体６２の内部を示すために、ナット体６２の一部を破断して描いてある。また、図４において、６３は鋼球よりなるボール、６４はプラスチック製の円筒状のリテーナであり、リテーナ６４はボール６３の間に挟み込まれるように配置されて、ボール６３とリテーナ６４の両者は、ナット体６２のヘリカルころがり案内部６２ａを循環するように、ナット体６２内に収納されると共に、ボールネジ軸６１のヘリカルころがり案内部６１ａを移動可能となっている。ヘリカルころがり案内部６２ａ、ヘリカルころがり案内部６１ａを転動しつつ循環するボール６３は、リテーナ６４を間に挟んでおり、ボール６３同士が接触することはなく、また、ボール６３は均一に整列されて循環し、ころがり抵抗変動がなく滑らかに動作するようになっている。
【００２６】
このように、本実施形態では、ボールリテーナメカニズムを採用したボールネジ機構を用いるようにしているので、従来のようにボール同士が接触せず、ボール６３とリテーナ６４が接触するので面圧が低くなり、また、ボール６３同士の衝突による騒音の発生も皆無となり、さらに、ボール６３が均一に整列されて循環するので、ころがり抵抗変動がなく滑らかな動きが得られ、さらにまた、グリースがリテーナ６４に保持されて循環して、グリースポケット部でボールが回転されると油膜が形成されるので、ボール表面の油膜が切れにくくなる。その結果、ボール同士が接触しないことと、面圧が低くなることと、良好な油膜維持効果などが相俟って、長寿命化が達成できて、かつ、発熱や発塵や騒音や振動を抑えることが可能となり、さらに、グリース保持能力が高まるので、補給するグリースの量を大幅に低減できて、長期にわたりメンテナンスフリーとすることも可能となり、クリーニング性が高まり、ランニングコストも抑えることができる。さらに、面圧が低くなり、滑らかな動きが得られるので、リテーナがなく鋼球のボール同士が接触する従来のボールネジ機構に較べると、ＤＮ値を大幅に向上させることができる。つまり、リテーナがなく鋼球のボール同士が接触する従来のボールネジ機構のＤＮ値は概ね７万程度であるのに対し、本実施形態のボールネジ機構のＤＮ値は略２１万を達成でき、このように、ＤＮ値を大幅に向上させることで、許容回転数を大幅に高めることがで可能となり、よって、大幅な高速回転が可能となり、運転の可及的な高速化を図ることができる。したがって、このようなボールリテーナメカニズムを採用したボールネジ機構を射出系に用いることで、射出成形機にとって重要な射出充填速度を大幅に上げることができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
本第２実施形態は、前記第１実施形態における、前記直動体１４Ａ、１４Ｂとレール部材２とで構成される直動ガイド機構、および、前記直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとレール部材２１で構成される直動ガイド機構として、リテーナのないボール同士が接触する構造の直動ガイド機構を採用し、かつ、直動ガイド機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックス（Ｓｉ３Ｎ４）よりなるセラミックスボールを用いる共に、前記第１実施形態における、前記ボールネジ機構１０、前記ボールネジ機構３６などのボールネジ機構として、リテーナのないボール同士が接触する構造のボールネジ機構を採用し、かつ、ボールネジ機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックスよりなるセラミックスボールを用いたものである。
【００２８】
本実施形態では、直動ガイド機構、ボールネジ機構の転動子としてのボールを、窒化珪素系セラミックスよりなるセラミックスボールを用いており、このセラミックスボールは、鋼球に較べて、質量が半分以下で単位衝撃エネルギーが大幅に小さく、したがって、高速回転の際、循環部への衝突エネルギーが小さく、損傷の大幅な低減が図れ、また、質量が軽いので衝突音も小さくなる（騒音も小さくなる）。また、セラミックスボールの線膨張係数は、鋼球のそれに較べると１／４以下であるので、熱変形が少なく、熱的損傷の虞が殆どなく、かつ、発熱の低減にも繋がる。また、セラミックスボールを用いると、セラミックスボールは油膜形成に優れているので、潤滑条件が良好となり、使用するグリース量を鋼球の場合の約１／５程度に低減できて、クリーン性が良くなり、ランニングコストも抑えられる上、たとえボール同士が接触する構造ではあっても、故障寿命も鋼球のそれと比較すると、約１．５倍程度延ばすことができる。
【００２９】
また、セラミックスボールの縦弾性係数は、鋼球のそれに較べると約１．５倍であるので、（つまり、許容圧縮荷重が鋼球のそれと比較すると約１．５倍であるので）、セラミックスボールを用いたボールネジ機構においては、たとえボール同士が接触する構造ではあっても、鋼球を用いたボールネジ機構よりもＤＮ値を大幅に向上させることができ（許容回転数を大幅に高めることができ）、したがって、鋼球を用いたボールネジ機構よりも大幅な高速回転が可能となり、運転の可及的な高速化を図ることができる。また、許容圧縮荷重が鋼球の約１．５倍であるため（負荷に対する剛性が鋼球のそれより約５０％アップしているので）、ボールネジ径を小さくしてもメカ信頼性を保つことが保証されるので、ボールネジ径を小さくすることができる。いま、例えば鋼球を用いた場合のボールネジ径が５０ｍｍであったものが、セラミックスボールを用いるとボールネジ径を４０ｍｍにできると仮定すると、概ね、鋼球のボールネジ機構のＤＮ値が７万であるのに対して、セラミックスボールのボールネジ機構のＤＮ値は１５万であるので、鋼球のボールネジ機構の許容回転数がＮ＝７００００／５０＝１４００（ｒｐｍ）であるのに対して、セラミックスボールのボールネジ機構の許容回転数はＮ＝１５００００／４０＝３７５０（ｒｐｍ）となるので、このようなセラミックスボールを採用したボールネジ機構を射出系に用いることで、許容回転数の大幅なアップにより、射出成形機にとって重要な射出充填速度を大幅に上げることができる。また、前記のようにボールネジ径を５０ｍｍから４０ｍｍに小さくすることで、回転円柱体のＧＤ２（慣性）は径の４乗に比例することから、ボールネジ軸のＧＤ２（慣性）は約半分に小さくできる。さらに、ボールネジ軸の径を小さくすることで、射出系のボールネジ機構３６の回転部であるボールネジ軸３６ａを保持する軸保持体（軸受けベアリング）の回転部分の径を小さくできるので、それらの部材の慣性を小さくできることも相俟って、射出駆動部全体の慣性が約半分以下に小さくすることが可能で、射出成形機にとって重要な射出充填加減速時間を大幅に短縮することができるとともに、加減速の過渡応答性が高まり、この点でも、運転の高速化に大きく寄与する。
【００３０】
＜第３実施形態＞
本第３実施形態は、前記第１実施形態における、前記直動体１４Ａ、１４Ｂとレール部材２とで構成される直動ガイド機構、および、前記直動部材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとレール部材２１で構成される直動ガイド機構として、ボールリテーナメカニズムをもつ直動ガイド機構を採用し、かつ、直動ガイド機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックス（Ｓｉ３Ｎ４）よりなるセラミックスボールを用いる共に、前記第１実施形態における、前記ボールネジ機構１０、前記ボールネジ機構３６などのボールネジ機構として、ボールリテーナメカニズムをもつボールネジ機構を採用し、かつ、ボールネジ機構に用いるボールとして、窒化珪素系セラミックスよりなるセラミックスボールを用いたものである。
【００３１】
このように本実施形態では、ボールリテーナメカニズムをとる直動ガイド機構あるいはボールネジ機構において、使用するボールをセラミックスボールとしているので、上述したボールリテーナメカニズムによる利点とセラミックスボールによる利点との相乗効果によって、より一層の長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る射出成形機における、型開閉メカニズム系の要部構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る射出成形機における、射出メカニズム系の要部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る射出成形機において用いる直動ガイド機構を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る射出成形機において用いるボールネジ機構を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ ベースフレーム
２ レール部材
３ 固定ダイプレート
４ 固定側金型
５ 保持プレート（テールストック）
６ タイバー
７ 可動ダイプレート
８ 可動側金型
９ 被動プーリ
１０ ボールネジ機構
１０ａ ボールネジ軸
１１ トグルリンク機構
１１ａ クロスヘッド
１２ 締付けナット
１３ 調整ナット体
１４Ａ、１４Ｂ 直動部材
２１ レール部材
２２ 射出ユニットのベース盤
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ 直動部材
２４ 保持プレート（ヘッドストック）
２５ 保持プレート
２６ ガイドバー
２７ 加熱シリンダ
２８ ノズル
２９ バンドヒータ、
３０、３１ 樹脂供給穴
３２ スクリュー
３３ スクリュー移送体
３４ 回転体
３５ 被動プーリ
３６ ボールネジ機構
３６ａ ボールネジ軸
３６ｂ ナット体
３７ 軸保持体
３８ 射出用サーボモータ
３９ 保持材
４０ カップリング
５１ レール部材
５１ａ 直動ころがり案内部
５２ 直動部材
５２ａ ころがり案内部
５３ ボール
５４ リテーナ
６１ ボールネジ軸
６１ａ ヘリカルころがり案内部
６２ ナット体
６２ａ ヘリカルころがり案内部
６３ ボール
６４ リテーナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および／または、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、
前記直動ガイド機構または前記ボールネジ機構に、ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項２】
請求項１に記載の成形機において、
前記ボールにセラミックスボールを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項３】
直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構を備えた成形機において、
前記直動ガイド機構のボールにセラミックスボールを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項４】
直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、
前記直動ガイド機構および前記ボールネジ機構のボールにセラミックスボールを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項１】
直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および／または、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、
前記直動ガイド機構または前記ボールネジ機構に、ボールの間にリテーナを挟み込んだボールリテーナメカニズムを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項２】
請求項１に記載の成形機において、
前記ボールにセラミックスボールを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項３】
直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構を備えた成形機において、
前記直動ガイド機構のボールにセラミックスボールを用いたことを特徴とする成形機。
【請求項４】
直線移動する直線移動部材の直線移動をガイドするボールを用いた直動ガイド機構、および、サーボモータの回転を直線運動に変換して直線移動部材を直線移動させるボールネジ機構を備えた成形機において、
前記直動ガイド機構および前記ボールネジ機構のボールにセラミックスボールを用いたことを特徴とする成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−７４７９（Ｐ２００６−７４７９Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８５２７２（Ｐ２００４−１８５２７２）
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
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