JP7576017B2

JP7576017B2 - Ball screw mechanism, mold clamping device, and injection molding machine

Info

Publication number: JP7576017B2
Application number: JP2021190687A
Authority: JP
Inventors: 聡麻三谷
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2024-10-30
Anticipated expiration: 2041-11-25
Also published as: WO2023095649A1; JP2023077448A

Description

本発明は、産業用機械に設けられているボールねじ機構、および型締装置、ならびに射出成形機に関するものである。 The present invention relates to a ball screw mechanism, a mold clamping device, and an injection molding machine that are installed in industrial machinery.

産業機械には、射出成形機、プレス機、工作機械等、色々な種類があり、これらにはモータの回転力を直線方向への駆動力に変換するボールねじ機構が設けられている。例えば、特許文献１には射出成形機もしくはプレス機に設けられ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。 There are many types of industrial machines, including injection molding machines, presses, and machine tools, and these are equipped with ball screw mechanisms that convert the rotational force of a motor into linear driving force. For example, Patent Document 1 describes a mold clamping device installed in an injection molding machine or press. This mold clamping device is composed of a fixed platen, a movable platen, four sets of ball screw mechanisms that connect the fixed platen and the movable platen, and four servo motors installed in each ball screw mechanism. When the four servo motors are driven, the four sets of ball screw mechanisms are driven and the movable platen slides relative to the fixed platen. In other words, the mold opens and closes.

特開平５－２６９７４８号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-269748

ボールねじ機構は、ボールねじと、このボールねじが螺合しているボールナットとから構成されている。ボールねじは産業機械の部材に対して回転自在に設けられている。例えば、特許文献１の型締装置において示されているように、ボールねじは固定盤に対して軸受機構を介して接続されている。特許文献１には詳しく説明されていないが、固定盤側には軸受押さえが設けられ、ボールねじには雄ねじが形成されてロックナットが設けられている。軸受機構は、固定盤側の軸受押さえとボールねじ側のロックナット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が固定盤に対して回転可能に接続されている。 The ball screw mechanism is composed of a ball screw and a ball nut into which the ball screw is screwed. The ball screw is provided so as to be freely rotatable relative to a member of an industrial machine. For example, as shown in the mold clamping device of Patent Document 1, the ball screw is connected to a fixed platen via a bearing mechanism. Although not explained in detail in Patent Document 1, a bearing holder is provided on the fixed platen side, and a male thread is formed on the ball screw and a lock nut is provided. The bearing mechanism is sandwiched between the bearing holder on the fixed platen side and the lock nut on the ball screw side. In this way, the ball screw is connected so as to be rotatable relative to the fixed platen.

ところで、ボールねじには産業機械の部材からスラスト荷重を受ける。スラスト荷重はロックナットにも作用する。ロックナットには軸受機構と接する接触端面が形成されており、この接触端面と、雌ねじとにおいて、このスラスト荷重を受けることになる。ロックナットはこの荷重に耐えるように、大型のものを選定しなければならないという問題がある。例えば特許文献１に記載の型締装置の場合には、型締め時においてロックナットに大きな荷重が作用する。したがって大型のロックナットを設けなければならない。しかしながらロックナットが大型化すると、固定盤においてボールねじを設けるために大きなスペースが必要になってしまう。つまり、ロックナットが大型化すれば、産業機械の部材におけるボールねじ機構が専有するスペースが大きくなり、ボールねじ機構の配置や部材の大きさ、形状等の設計において制約が生じてしまう。 The ball screw receives a thrust load from the components of the industrial machine. The thrust load also acts on the lock nut. The lock nut has a contact end surface that contacts the bearing mechanism, and this thrust load is received by this contact end surface and the female thread. There is a problem that a large lock nut must be selected so that it can withstand this load. For example, in the case of the clamping device described in Patent Document 1, a large load acts on the lock nut during clamping. Therefore, a large lock nut must be provided. However, if the lock nut becomes large, a large space is required to provide the ball screw on the fixed platen. In other words, if the lock nut becomes large, the space occupied by the ball screw mechanism in the components of the industrial machine becomes large, which creates restrictions on the design of the arrangement of the ball screw mechanism and the size and shape of the components.

本開示において、大型化することなく大きな荷重でも十分に耐えることができるロックナットを備えたボールねじ機構、型締装置および射出成形機を提供する。 This disclosure provides a ball screw mechanism, a mold clamping device, and an injection molding machine equipped with a lock nut that can adequately withstand a large load without increasing the size.

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。 Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本開示は、産業機械用のボールねじ機構を次のように構成する。ボールねじ機構は、ボールねじと、ボールナットと、ボールねじの一部に形成された雄ねじに設けられているロックナットと、ボールねじを回転可能に支持する軸受機構と、軸受押さえと、から構成されている。軸受機構は軸受押さえとロックナットとの間に挟み込まれている。つまりロックナットは接触端面を備え、この接触端面が軸受機構と接している。本開示は、ロックナットに対して、その内部に形成されている雌ねじの各山に作用する荷重が、接触端面近傍の山に集中するのを緩和する荷重集中緩和部を設けるようにする。具体的には、ロックナットに形成されている雌ねじの各山のうち、少なくとも接触端面近傍の複数の山について頂部の高さが低くなるようにし、頂部の高さは接触端面に近づくにつれて徐々に低くなるようにする。
The present disclosure provides a ball screw mechanism for industrial machinery as follows. The ball screw mechanism includes a ball screw, a ball nut, a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw, a bearing mechanism for rotatably supporting the ball screw, and a bearing presser. The bearing mechanism is sandwiched between the bearing presser and the lock nut. In other words, the lock nut has a contact end surface, and this contact end surface is in contact with the bearing mechanism. The present disclosure provides the lock nut with a load concentration relief portion that relieves the load acting on each thread of the female thread formed inside the lock nut from concentrating on the threads near the contact end surface. Specifically, the height of the apex of at least a few of the threads near the contact end surface among the threads of the female thread formed on the lock nut is made low, and the height of the apex is made gradually lower as it approaches the contact end surface.

大型化することなく大きな荷重でも十分に耐えることができるロックナットを備えたボールねじ機構、型締装置および射出成形機を提供することができる。 It is possible to provide a ball screw mechanism, a mold clamping device, and an injection molding machine equipped with a lock nut that can adequately withstand a large load without increasing the size.

本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。1 is a front view showing an injection molding machine according to an embodiment of the present invention; 本実施の形態に係る型締装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a mold clamping device according to an embodiment of the present invention. 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。1 is a front cross-sectional view showing a part of a mold clamping device according to an embodiment of the present invention. 本実施の形態に係るボールねじ機構に設けられているボールナットを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a ball nut provided in the ball screw mechanism according to the present embodiment. 本実施の形態に係るボールねじ機構に設けられているボールナットを示す正面断面図である。2 is a front cross-sectional view showing a ball nut provided in the ball screw mechanism according to the present embodiment. FIG. ボールナットの雌ねじの各山に作用する荷重を示すグラフである。4 is a graph showing a load acting on each thread of the female thread of a ball nut. 本実施の第２の形態に係るボールナットを示す正面断面図である。FIG. 6 is a front cross-sectional view showing a ball nut according to a second embodiment of the present invention.

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。 Specific embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. To clarify the explanation, the following description and drawings have been simplified as appropriate. In each drawing, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary. In addition, hatching has been omitted in some areas to avoid cluttering the drawings.

＜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。 <Injection molding machine according to the present embodiment>
As shown in FIG. 1, an injection molding machine 1 according to this embodiment is made up of a mold clamping device 2 provided on a bed B, and an injection device 4.

＜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。 <Injection unit>
First, the injection device 4 will be described. The injection device 4 is composed of a heating cylinder 6, a screw 7 contained in the heating cylinder 6, and a screw drive device 8 that drives the screw 7. The heating cylinder 6 is provided with a hopper 10, and an injection nozzle 11 is provided at the tip. The injection material is charged from the hopper 10, and when the injection material is melted by rotating the screw 7, it is metered to the tip of the screw 7. When the screw 7 is driven in the axial direction, the injection material is injected.

＜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。 <Clamping device>
The mold clamping device 2 according to this embodiment is a so-called two-platen mold clamping device. That is, as shown in Fig. 2, the mold clamping device 2 is equipped with first and second mold platens 13, 14, i.e., a fixed platen 13 and a movable platen 14. The fixed platen 13 is fixed on a bed B, and the movable platen 14 is placed on linear guides 15, 15 provided on the bed B. That is, the movable platen 14 is slidable in a direction approaching and moving away from the fixed platen 13. A fixed-side mold 16 is attached to the fixed platen 13, and a movable-side mold 17 is attached to the movable platen 14.

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。 The mold clamping device 2 according to this embodiment is characterized in that the fixed platen 13 and the movable platen 14 are connected by four sets of ball screw mechanisms 18, 18, .... Each ball screw mechanism 18, 18, ... includes a ball screw 19, 19, ... and a ball nut 20, 20, ... with which the ball screw 19, 19, ... is screwed.

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。 Although not shown in FIG. 2, the movable platen 14 has through holes, and the ball nuts 20, 20, ... are fixed to the through holes. In other words, the ball screws 19, 19, ... are connected to the movable platen 14 via the ball nuts 20, 20, .... On the other hand, the ball screws 19, 19, ... penetrate the fixed platen 13 and are supported rotatably relative to the fixed platen 13, as will be described in detail below. The fixed platen 13 is provided with servo motors 22, 22, ... and connected to the ball screws 19, 19, .... Therefore, when the servo motors 22, 22, ... are driven, the ball screws 19, 19, ... rotate, and the movable platen 14 slides. In other words, the molds 16, 17 (see FIG. 1) are opened and closed.

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、次に説明する本実施の形態に係るロックナット２８がこの雄ねじに螺合している。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。サーボモータ２２はステータ３０とロータ３１とからなり、ボールねじ１９の端部にロータ３１が固定されている。 The connection between the ball screws 19, 19, ... and the fixed platen 13 will be described. As shown in FIG. 3, a through hole 24 is opened in the fixed platen 13, and the ball screw 19 is inserted in this through hole 24. A step 25 with a reduced outer diameter is formed in the ball screw 19, and a bearing mechanism 26 is inserted in this step 25. A male thread is formed in a portion of the step 25, and a lock nut 28 according to the present embodiment described next is screwed onto this male thread. An annular bearing holder 29 is fixed to the fixed platen 13, and the bearing mechanism 26 is sandwiched between the bearing holder 29 on the fixed platen 13 side and the lock nut 28 on the ball screw 19 side. In this way, the ball screw 19 is rotatably attached to the fixed platen 13 via the bearing mechanism 26. The servo motor 22 is composed of a stator 30 and a rotor 31, and the rotor 31 is fixed to the end of the ball screw 19.

＜ロックナット＞
本実施の形態に係るロックナット２８は、図４に示されているように、その外観は従来のロックナットに類似している。つまりロックナット２８は、内周面に雌ねじ３３が形成されており、その外周面には六角ナット部３４が形成されている。なお、このロックナット２８には、その外周面に小径のネジ穴３５が形成されているが、このネジ穴３５は回り止めを目的として適宜イモネジ等を挿入するためのものであり、必須ではない。 <Lock nut>
As shown in Figure 4, the appearance of the lock nut 28 according to this embodiment is similar to that of a conventional lock nut. That is, the lock nut 28 has a female thread 33 formed on its inner peripheral surface, and a hexagonal nut portion 34 formed on its outer peripheral surface. The lock nut 28 has a small diameter screw hole 35 formed on its outer peripheral surface, but this screw hole 35 is for inserting a set screw or the like as appropriate to prevent rotation, and is not essential.

ロックナット２８には、軸受機構２６（図３参照）と接触する接触端面３８が形成されている。この接触端面３８において軸受機構２６との間に強いスラスト荷重が作用することになる。雌ねじ３３の各山にはそれぞれ荷重が作用するが、接触端面３８の近傍の山において荷重が集中する。つまり荷重の偏りが発生する。 The lock nut 28 is formed with a contact end surface 38 that comes into contact with the bearing mechanism 26 (see FIG. 3). A strong thrust load acts on this contact end surface 38 between the lock nut 28 and the bearing mechanism 26. A load acts on each thread of the female thread 33, but the load is concentrated on the threads near the contact end surface 38. In other words, an uneven load occurs.

本実施の形態に係るロックナット２８は、雌ねじ３３の一部の山に荷重が集中し、荷重が偏ることを緩和するための、荷重集中緩和部を備えている点に特徴がある。本実施の形態における荷重集中緩和部３９は、雌ねじ３３の一部の範囲に形成されている。図５には、本実施の形態に係るロックナット２８の正面断面が示され、雌ねじ３３が強調して示されている。雌ねじ３３は断面で見ると複数の山から構成されている。これらの各山３７ａ、３７ｂ、…のうち、接触端面３８近傍の山について頂部が少しずつカットされ、全体としてテーパ状になっている。これによって山の高さは接触端面３８近傍で一番低い。つまり接触端面３８に一番近い１個目の山３７ａにおいてその高さが最も低い。次いで、２個目の山３７ｂにおいてわずかに高くなり、３個目の山３７ｃ、４個目の山３７ｄ、…と内部に向かうに従って、その高さが高くなっている。 The lock nut 28 according to this embodiment is characterized in that it is provided with a load concentration relief portion for alleviating the load concentration on some of the threads of the female thread 33 and the uneven load. The load concentration relief portion 39 in this embodiment is formed in a part of the female thread 33. FIG. 5 shows a front cross section of the lock nut 28 according to this embodiment, with the female thread 33 highlighted. When viewed in cross section, the female thread 33 is composed of multiple threads. Of these threads 37a, 37b, ..., the tops of the threads near the contact end surface 38 are gradually cut off, making the threads tapered as a whole. As a result, the height of the threads is lowest near the contact end surface 38. In other words, the height of the first thread 37a, which is closest to the contact end surface 38, is the lowest. Next, the second thread 37b is slightly higher, and the height of the third thread 37c, the fourth thread 37d, ... increases as the threads move inward.

＜ロックナットの作用＞
本実施の形態に係るロックナット２８は、軸受機構２６（図３参照）とボールねじ１９とからスラスト荷重が作用する。このとき、雌ねじ３３（図５参照）を構成している各山３７ａ、３７ｂ、…のうち、接触端面３８近傍の山に集中的に作用する荷重が緩和されるようになっている。これによって比較的小型のロックナット２８であっても、十分に大きな荷重に耐えることができるようになっている。これを説明する。 <Function of the lock nut>
Lock nut 28 according to this embodiment is subjected to a thrust load from bearing mechanism 26 (see FIG. 3) and ball screw 19. At this time, the load that acts intensively on the crests 37a, 37b, ... that constitute female thread 33 (see FIG. 5) near contact end surface 38 is alleviated. This allows lock nut 28, which is relatively small, to withstand a sufficiently large load. This will be explained.

図６には、従来のロックナットについて、雌ねじの各山に作用する荷重の分担率が示されている。例えば、雌ねじの山数が６個のロックナットについて、グラフ４０で示されているように、全体荷重が各山に分散している。つまり１個目の山において全体荷重の２３％が、２個目～６個目の山においてそれぞれ１９％、１６％、１４％、１３％、１６％が作用している。つまり、荷重の分担率は１個目の山で最も大きく、２個目、３個目になるに従って低下する。ただし、最後の山において分担率は若干大きくなっている。同様に、グラフ４１、４２、４３で示されているように、雌ねじの山数が８個、１０個、１２個のそれぞれのロックナットについても、最初の１個目の山で荷重の分担率が最も大きく、２個目、３個目になるに従って分担率が低下し、最後の山で若干大きくなっている。このようになっているので従来のロックナットは接触端面の近傍の１個目の山に集中的に大きな荷重が作用する。 Figure 6 shows the load distribution rate acting on each female thread of a conventional lock nut. For example, for a lock nut with six female threads, as shown in graph 40, the total load is distributed to each thread. That is, 23% of the total load acts on the first thread, and 19%, 16%, 14%, 13%, and 16% act on the second to sixth threads, respectively. That is, the load distribution rate is the largest on the first thread, and decreases as it goes to the second and third threads. However, the distribution rate is slightly larger on the last thread. Similarly, as shown in graphs 41, 42, and 43, for lock nuts with eight, ten, and twelve female threads, the load distribution rate is the largest on the first thread, decreases as it goes to the second and third threads, and is slightly larger on the last thread. As a result, a large load acts intensively on the first thread near the contact end face of a conventional lock nut.

これに対して本実施の形態に係るロックナット２８（図５参照）は、荷重集中緩和部３９を備えている。つまり雌ねじ３３の各山３７ａ、３７ｂ、…についてその頂部がカットされ、全体としてテーパ状になっている。このようになっているので、１個目の山３７ａに作用する荷重は、必然的に小さくなる。つまり荷重分担率は抑制される。２個目の山３７ｂについては荷重分担率が抑制されるが抑制の割合は低下する。３個目、４個目の山３７ｃ、…にいくに従って荷重分担率の抑制の割合は低下することになる。このようになるので、本実施の形態に係るロックナット２８の雌ねじの各山３７ａ、３７ｂ、…における荷重分担率は、図６のグラフ４５のようになる。このように荷重分担率が平均化することによって本実施の形態に係るロックナット２８は大きな荷重に耐えることができる。従って、ロックナット２８を小型化することができる、という効果が得られる。 In contrast, the lock nut 28 according to this embodiment (see FIG. 5) is provided with a load concentration relief portion 39. That is, the tops of the threads 37a, 37b, ... of the female thread 33 are cut, and the overall shape is tapered. Because of this, the load acting on the first thread 37a is inevitably small. That is, the load sharing rate is suppressed. The load sharing rate of the second thread 37b is suppressed, but the suppression rate decreases. The suppression rate of the load sharing rate decreases as it moves to the third and fourth threads 37c, .... As a result, the load sharing rate of each thread 37a, 37b, ... of the female thread of the lock nut 28 according to this embodiment is as shown in graph 45 in FIG. 6. By averaging the load sharing rate in this way, the lock nut 28 according to this embodiment can withstand a large load. Therefore, the effect of making the lock nut 28 smaller in size is obtained.

＜第２の実施の形態に係るロックナット＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えばロックナット２８について変形することができ、図７には、第２の実施の形態に係るロックナット２８‘が示されている。このロックナット２８’は、雌ねじ３３‘についての各山３７ａ’、３７ｂ‘、…は格別に加工が施されていない。すなわち各山３７ａ’、３７ｂ‘、…の頂部の高さは一定になっており、この点において従来のロックナットの雌ねじと同様になっている。しかしながら、このロックナット２８’は、その外周面４８がテーパ状に形成されている。つまり一方の端面３８‘に近づくにつれてロックナット２８’の外径が小さくなるように、形成されている。このようにテーパ状に形成されている外周面４８が、雌ねじ３３‘の荷重を分散する荷重集中緩和部３９’になっている。 <Lock nut according to the second embodiment>
This embodiment can be modified in various ways. For example, the lock nut 28 can be modified, and FIG. 7 shows a lock nut 28' according to a second embodiment. In this lock nut 28', the threads 37a', 37b', ... of the female thread 33' are not specially processed. That is, the height of the top of each thread 37a', 37b', ... is constant, and in this respect it is similar to the female thread of a conventional lock nut. However, the outer circumferential surface 48 of this lock nut 28' is tapered. That is, the outer diameter of the lock nut 28' is formed so as to become smaller as it approaches one end face 38'. The outer circumferential surface 48 formed in such a tapered shape serves as a load concentration mitigation portion 39' that distributes the load of the female thread 33'.

第１の実施の形態に係るロックナット２８（図５参照）に関して説明したように、ボールねじ１９（図３参照）にスラスト荷重が作用すると、雌ねじ３３のうち、接触端面３８‘に近い山３７ａ’において最大の荷重が作用する。そして次の山３７ｂ‘、その次の山３７ｃ’、…になるに従って順次荷重が低下する。この第２の実施の形態に係るロックナット２８‘においても同様になるが、荷重集中緩和部３９’では外周面４８がテーパ状になっていることにより各山３７ａ’、３７ｂ‘、３７ｃ’、…の荷重の集中が緩和される。なぜならば、より荷重が作用する３７ａ’ において外径が小さくなっているので、肉厚が薄くわずかに弾性変形しやすいからである。山３７ａ’、次の山３７ｂ‘、その次の山３７ｃ’、…になるに従って、肉厚が少しずつ厚くなり、それぞれ許容される弾性変形がわずかになっていく。このように弾性変形の許容度を変化させることによって、各山３７ａ’、３７ｂ‘、３７ｃ’、…の荷重の集中が緩和される。 As explained with respect to the lock nut 28 (see FIG. 5) according to the first embodiment, when a thrust load acts on the ball screw 19 (see FIG. 3), the maximum load acts on the crest 37a' of the female thread 33, which is closest to the contact end surface 38'. The load then decreases successively as it moves to the next crest 37b', the next crest 37c', ... The same is true for the lock nut 28' according to the second embodiment, but the load concentration relaxation part 39' has a tapered outer circumferential surface 48, which relaxes the concentration of the load on each of the crests 37a', 37b', 37c', ... This is because the outer diameter is smaller at 37a', where more load acts, so the wall thickness is thin and it is easily subject to slight elastic deformation. As it moves to the crest 37a', the next crest 37b', the next crest 37c', ... the wall thickness gradually increases, and the allowable elastic deformation of each becomes smaller. By changing the tolerance for elastic deformation in this way, the concentration of load on each of the peaks 37a', 37b', 37c', ... is alleviated.

＜他の変形例＞
第１の実施の形態に係るロックナット２８（図５参照）において、荷重集中緩和部３９は雌ねじ３３の一部の範囲に形成されているように説明した。しかしながら、雌ねじ３３の全ての範囲の山３７ａ、３７ｂ、…についてそれらの頂部をカットして全体としてテーパ状にしてもよい。つまり雌ねじ３３の全範囲を荷重集中緩和部３９とすることもできる。 <Other Modifications>
In the lock nut 28 according to the first embodiment (see FIG. 5 ), the load concentration mitigating portion 39 has been described as being formed in a partial range of the female thread 33. However, the tops of the crests 37 a, 37 b, ... in the entire range of the female thread 33 may be cut to form a tapered shape as a whole. In other words, the entire range of the female thread 33 may be formed as the load concentration mitigating portion 39.

本実施の形態に係るボールねじ機構１８は、３個の型盤を備えトグル機構によって型開閉される従来の型締装置に対しても、適用することができる。トグル機構のクロスヘッドを駆動するボールねじ機構に本実施の形態に係るボールねじ機構１８を適用することができる。さらには、射出装置４のスクリュ駆動装置８に本実施の形態に係るボールねじ機構１８を適用することもできる。射出成形機だけでなく、他の産業機械、例えばプレス機、工作機械等に対しても本実施の形態に係るボールねじ機構１８を適用することができる。 The ball screw mechanism 18 according to this embodiment can also be applied to a conventional mold clamping device that has three mold plates and opens and closes the mold using a toggle mechanism. The ball screw mechanism 18 according to this embodiment can be applied to the ball screw mechanism that drives the crosshead of the toggle mechanism. Furthermore, the ball screw mechanism 18 according to this embodiment can also be applied to the screw drive device 8 of the injection device 4. The ball screw mechanism 18 according to this embodiment can be applied not only to injection molding machines, but also to other industrial machines, such as presses and machine tools.

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。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments already described, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the gist of the invention. The multiple examples described above can also be implemented in appropriate combinations.

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
３３雌ねじ３４六角ナット部
３７山３８接触端面
３９荷重集中緩和部４８外周面
Ｂベッド
REFERENCE SIGNS LIST 1 injection molding machine 2 mold clamping device 4 injection device 6 heating cylinder 7 screw 8 screw drive device 10 hopper 11 injection nozzle 13 fixed platen 14 movable platen 15 linear guide 16 fixed mold 17 movable mold 18 ball screw mechanism 19 ball screw 20 ball nut 22 servo motor 24 through hole 25 step portion 26 bearing mechanism 28 lock nut 29 bearing retainer 30 stator 31 rotor 33 female thread 34 hexagonal nut portion 37 thread 38 contact end surface 39 load concentration relief portion 48 outer peripheral surface B bed

Claims

A ball screw mechanism for industrial machinery, comprising:
A ball screw;
a ball nut screwed onto the ball screw;
a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw;
a bearing mechanism that rotatably supports the ball screw;
a bearing holder for sandwiching the bearing mechanism between the bearing holder and the lock nut,
a ball screw mechanism, wherein the lock nut has a contact end surface that contacts the bearing mechanism, and among the threads of the female thread formed in the lock nut, at least a few of the threads near the contact end surface have a reduced apex height, and the apex height gradually decreases toward the contact end surface.

A ball screw mechanism for industrial machinery, comprising:
A ball screw;
a ball nut screwed onto the ball screw;
a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw;
a bearing mechanism that rotatably supports the ball screw;
a bearing holder for sandwiching the bearing mechanism between the bearing holder and the lock nut,
A ball screw mechanism, wherein the lock nut has a contact end surface that contacts the bearing mechanism, at least a portion of an outer peripheral surface of the lock nut is tapered, and an outer diameter of the lock nut is smaller near the contact end surface.

3. The ball screw mechanism according to claim 1, wherein the industrial machine is an injection molding machine, and the ball screw mechanism is provided in a mold clamping device constituting the injection molding machine.

3. The ball screw mechanism according to claim 1, wherein the industrial machine is an injection molding machine, and the ball screw mechanism is provided in a screw drive device that drives a screw of an injection device constituting the injection molding machine.

The first and second mold plates,
four sets of ball screw mechanisms connecting the first and second mold plates;
The ball screw mechanism includes a ball screw and
a ball nut screwed onto the ball screw;
a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw;
a bearing mechanism that rotatably supports the ball screw;
a bearing holder for sandwiching the bearing mechanism between the bearing holder and the lock nut,
the lock nut has a contact end surface that contacts the bearing mechanism, and among the threads of the female thread formed in the lock nut, at least a few of the threads near the contact end surface have a lower apex height, and the apex height gradually decreases toward the contact end surface.

The first and second mold plates,
four sets of ball screw mechanisms connecting the first and second mold plates;
The ball screw mechanism includes a ball screw and
a ball nut screwed onto the ball screw;
a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw;
a bearing mechanism that rotatably supports the ball screw;
a bearing holder for sandwiching the bearing mechanism between the bearing holder and the lock nut,
The lock nut has a contact end surface that contacts the bearing mechanism, at least a portion of an outer peripheral surface of the lock nut is tapered, and an outer diameter of the lock nut is smaller near the contact end surface.

a mold clamping device that clamps the mold;
an injection device for injecting the injection material;
The mold clamping device includes first and second mold plates,
four sets of ball screw mechanisms connecting the first and second mold plates;
The ball screw mechanism includes a ball screw and
a ball nut screwed onto the ball screw;
a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw;
a bearing mechanism that rotatably supports the ball screw;
a bearing holder for sandwiching the bearing mechanism between the bearing holder and the lock nut,
the lock nut has a contact end surface that comes into contact with the bearing mechanism, and among the threads of the female thread formed in the lock nut, at least a few of the threads in the vicinity of the contact end surface have a reduced crest height, and the height of the crests gradually decreases toward the contact end surface.

a mold clamping device that clamps the mold;
an injection device for injecting the injection material;
The mold clamping device includes first and second mold plates,
four sets of ball screw mechanisms connecting the first and second mold plates;
The ball screw mechanism includes a ball screw and
a ball nut screwed onto the ball screw;
a lock nut provided on a male thread formed on a part of the ball screw;
a bearing mechanism that rotatably supports the ball screw;
a bearing holder for sandwiching the bearing mechanism between the bearing holder and the lock nut,
the lock nut has a contact end surface that contacts the bearing mechanism, at least a portion of an outer circumferential surface of the lock nut is tapered, and an outer diameter of the lock nut is reduced in the vicinity of the contact end surface.