(57)【要約】【課題】  射出成形機のコストを上昇させることなく、成形型のキャビティ面の全部に型締め力が作用するようにすることである。【解決手段】  一対の可動型３，４を取り付ける可動型取付盤１２，１３の周縁部に、３本のボールねじ１７，１８，１９を取り付ける。このとき、３本のボールねじ１７，１８，１９の軸心１７ａ，１８ａ，１９ａを結ぶ直線５５，５６，５７によって形成される三角形（型締め力作用中心部５８）の内側に、固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの大部分が配置されるようにし、かつ三角形の周囲に形成される型締め力作用部５９の内側に、それらの全部が配置されるようにする。【選択図】  図７
2010142959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に接近・離間する１組の成形型を型締め装置によって型締めした状態で前記成形型に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形品を得る射出成形機において、
前記型締め装置は、前記成形型の少なくとも一方のキャビティを構成しない部分を貫通するようにねじ嵌合され、前記１組の成形型の少なくとも一方を移動させる３本のボールねじを備え、
前記３本のボールねじを、それらの軸心同士を結んだ三角形の内部及びその周囲に形成される型締め力作用部に、前記成形型のキャビティを形成するキャビティ面の全部が含まれるように配置したことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記３本のボールねじは、前記成形型を取り付ける成形型取付盤において、前記成形型のキャビティを構成しない部分を貫通するようにねじ嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記成形型取付盤における成形型の取付面は方形状であり、
前記３本のボールねじは、前記成形型取付盤の取付面における特定辺の両端部と、前記特定辺と対向する辺の中央部とに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記３本のボールねじの軸心同士を結んだ三角形の内部に形成される型締め力作用中心部に、射出時に前記キャビティ面において最も内部圧力が高くなる部分が含まれていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記成形品は、ブロック状の厚肉部と、該厚肉部から延設される長尺状の薄肉部とを有するベルトクランプであって、
前記厚肉部が前記型締め力作用中心部に含まれていることを特徴とする請求項４に記載の射出成形機。
【請求項６】
型閉じ状態の成形型のキャビティに射出される溶融樹脂は、前記成形型の型締め方向と交差する方向に配置された射出ノズルから、前記成形型のパーティング面又はそれと平行な面内に形成されたスプルーを介して射出され、
前記射出ノズルは、前記３本のボールねじと干渉しない位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機に関するものであり、詳細には、成形型の型締め装置にボールねじを使用した射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の射出成形機は、成形型のうちの固定型を取り付ける固定型取付盤と、同じく可動型を取り付ける可動型取付盤とを備えている。固定型取付盤は、射出成形機のフレームに固着されており、可動型取付盤は、固定型取付盤に対して接近・離間可能である。通常の射出成形機では、可動型取付盤を固定型取付盤に接近させ、型閉じ状態の成形型の間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出し、所定時間保圧することによって溶融樹脂を固化させて成形品を形成する。そして、可動型取付盤を固定型取付盤から離間させて型開きを行い、成形品を排出する。
【０００３】
近時、射出成形機（特に、小型の射出成形機）において、成形型を型締めする装置としてボールねじを使用する構成のもの（電動式射出成形機）が多く使用されている。この種の電動式射出成形機は、従来の油圧式射出成形機と比較して省エネルギー性に優れ、取扱いが容易であるという利点を有している（特許文献１を参照）。
【０００４】
従来の射出成形機で、ボールねじを使用した型締め装置の概略構成について説明する。図１１に示されるように、従来の射出成形機１００’で成形型９１にパーティングライン射出する場合、射出ノズル９２との干渉を避けるため、可動型取付盤９３の周縁部で一方の対角線方向に２本のボールねじ９４が取り付けられている。他方の対角線方向には、それぞれタイバー９５が取り付けられている。このとき、２本のボールねじ９４の軸心同士を結んだ直線９６の周囲に、型締め力が作用する型締め力作用部９７が形成される。そして、成形型９１のキャビティ面９８が型締め力作用部９７内に配置されていれば問題はない。しかし、キャビティ面９８の一部が型締め力作用部９７から外れた部分に配置され、しかもこのキャビティ面９８の内部圧力が高いと、当該部分に充分な型締め力が作用せず、成形品にバリが形成される等の不具合が発生してしまう。これを防止するために、成形型９１を斜めに配置すると、成形品の排出が困難になってしまう。
【０００５】
もし、可動型取付盤の四隅に、それぞれボールねじ９４を配置する（即ち、４本のボールねじ９４を配置する。）と、射出成形機１００’がコストアップしてしまう。
【特許文献１】特開２００８−１００４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した不具合に鑑み、射出成形機のコストを上昇させることなく、成形型のキャビティ面の全部に型締め力が作用するようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
上記した課題を解決するための本発明は、
相対的に接近・離間する１組の成形型を型締め装置によって型締めした状態で前記成形型に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形品を得る射出成形機において、
前記型締め装置は、前記成形型の少なくとも一方のキャビティを構成しない部分を貫通するようにねじ嵌合され、前記１組の成形型の少なくとも一方を移動させる３本のボールねじを備え、
前記３本のボールねじを、それらの軸心同士を結んだ三角形の内部及びその周囲に形成される型締め力作用部に、前記成形型のキャビティを形成するキャビティ面の全部が含まれるように配置したことを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る射出成形機は、上記したように構成されていて、成形型のキャビティ面の全部が、３本のボールねじによって形成される型締め力作用部に含まれる。これにより、成形型のキャビティ面の全部に充分な型締め力を作用させることができ、成形品にバリ等の不具合が発生しにくくなる。
【０００９】
特に、前記３本のボールねじを、前記成形型を取り付ける成形型取付盤において、前記成形型のキャビティを構成しない部分を貫通するようにねじ嵌合することにより、成形型の交換が容易になる。この結果、射出成形機の成形範囲が広くなる。
【００１０】
そして、前記成形型取付盤における成形型の取付面は方形状であり、
前記３本のボールねじは、前記成形型取付盤の取付面における特定辺の両端部と、前記特定辺と対向する辺の中央部とに配置することができる。
【００１１】
これにより、３本のボールねじによって形成される三角形が二等辺三角形となり、成形型のキャビティ面に作用する型締め力を均一にし易くなる。
【００１２】
そして、前記３本のボールねじの軸心同士を結んだ三角形の内部に形成される型締め力作用中心部に、射出時に前記キャビティ面において最も内部圧力が高くなる部分が含まれているようにすることが望ましい。例えば、前記成形品が、ブロック状の厚肉部と、該厚肉部から延設される長尺状の薄肉部とを有するベルトクランプである場合、厚肉部（内部圧力が高くなる部分）が型締め力作用中心部に含まれていることが望ましい。
【００１３】
これにより、キャビティ面において内部圧力が高くなる部分（即ち、バリ等の不具合が発生し易い部分）に充分な型締め力を作用させることができ、不具合の発生を抑止することができる。
【００１４】
本発明は、通常の射出成形機（溶融樹脂の射出方向が型締め方向に沿っているもの）はもちろん、パーティングライン射出する射出成形機（溶融樹脂を型締め方向と交差する方向から射出するもの）にも実施することができる。当然のことながら、このときの射出ノズルは、３本のボールねじと干渉しない位置に取り付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例の射出成形機１００の正面図、図２は同じく平面図、図３は同じく左側面図、図４は同じく右側面図、図５は図１の要部の拡大図である。
【実施例１】
【００１６】
図１ないし図４に示されるように、本実施例の射出成形機１００のフレーム１（機枠）には、型締め装置１１０と射出装置１２０が搭載されている。本実施例の射出成形機１００は、両側面部に鏡像状態でキャビティ面２ａ，２ｂ（図７参照）が形成された１つの固定型２と、ボールねじ装置１３０により、固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂに対して同時に接近・離間する２つの可動型３，４を備えている。以降、可動型３，４の移動方向（接近・離間方向）を、型締め方向Ａと記載する。そして、型締め方向Ａと直交する水平方向に沿って移動する射出シリンダ５の射出ノズル６から射出された溶融樹脂が、固定型２の厚み方向（型締め方向Ａ）のほぼ中央部に設けられた樹脂導入部７からスプルー８及びランナ９（これらについては、図７を参照）を介して、固定型２の各キャビティ面２ａ，２ｂに導入される（パーティングライン射出）。
【００１７】
最初に、型締め装置１１０について説明する。図１及び図５に示されるように、本実施例の射出成形機１００の型締め装置１１０は、固定型２を支持する固定型取付盤１１と、一対の可動型３，４を固着する各可動型取付盤１２，１３と、各可動型取付盤１２，１３を固定型取付盤１１に対して接近・離間させるためのボールねじ装置１３０を備えている。一対の可動型取付盤１２，１３の構成は、鏡像関係に配置されていることを除いてほぼ同一なので、本明細書では、図１における右側の可動型取付盤１２についてのみ説明する。
【００１８】
フレーム１の上面には、型締め方向Ａに沿って一対のガイドレール１４が取り付けられている。可動型取付盤１２は、一対のガイドレール１４に装着されたガイド体１５に支持されていて、一対のガイドレール１４に案内されて型締め方向Ａに沿って移動可能である。なお、固定型２も、固定型取付盤１１を介して一対のガイドレール１４に装着されたガイド体１６に支持されていて、型締め方向Ａに沿って微小移動可能である。これにより、締め力が一定になるように固定型２と一対の可動型３，４との間隔を調整することができる。
【００１９】
ボールねじ装置１３０について説明する。図１、図２、図５ないし図７に示されるように、可動型取付盤１２の周縁部で、固定型２及び可動型３と干渉しない位置には、３本のボールねじ１７，１８，１９が取り付けられている。即ち、図６及び図７に示されるように、可動型取付盤１２における奥側（射出ノズル６が設けられている側）において、射出ノズル６の上方位置と下方位置で、かつ射出ノズル６の軸線６ａに対して対称となる位置には、第１及び第２のボールナット２１，２２が固着され、それらに第１及び第２のボールねじ１７，１８がねじ嵌合されている。また、可動型取付盤１２における手前側（射出ノズル６が設けられていない側）で、射出ノズル６の軸線６ａの延長線上には、第３のボールナット２３が固着され、該ボールナット１８に第３のボールねじ１９が螺合されている。図１における左側の可動型取付盤１３にも、第１ないし第３のボールナット２４，２５，２６が鏡像配置されている。なお、可動型取付盤１２において、各ボールナット２１，２２，２３の取付け部分に設けられた溝部は、各ボールねじ１７，１８，１９の精度調整（心合せ）用のものである。
【００２０】
図５に示されるように、第１ないし第３のボールねじ１７，１８，１９には、軸方向のほぼ中央部に設けられたねじ部が形成されていない部分（軸部２７）から、それらの両先端部に向かって互いに逆向きのねじ部が設けられている。即ち、可動型取付盤１２の側には左ねじ部２８が設けられ、可動型取付盤１３の側には右ねじ部２９が設けられている。このため、可動型取付盤１２に固着された各ボールナット２１，２２，２３は左ねじであり、可動型取付盤１３に固着された各ボールナット２４，２５，２６は右ねじである。
【００２１】
そして、図１ないし図３に示されるように、左側の可動型取付盤１３から突出した各ボールねじ１７，１８，１９の先端部には、支持盤３１に内装された軸受（図示せず）を介して、それぞれプーリ３２，３３，３４が装着されている。また、フレーム１には、型締めモータ３５が取り付けられていて、そのモータ軸にモータプーリ３６が装着されている。これらのプーリ３２，３３，３４及びモータプーリ３６には、タイミングベルト３７が掛装されている。型締めモータ３５を作動させて、モータプーリ３６を所定方向に回転させると、プーリ３２，３３，３４が同期して回転し、３本のボールねじ１７，１８，１９を同一方向に回転させる。これにより、一対の可動型取付盤１２，１３は、一対のガイドレール１４に案内されて固定型取付盤１１に対して接近・離間する。なお、図３及び図４における３８は、各可動型取付盤１２，１３に取り付けられたエジェクタピン（図示せず）を進退させるための空気圧シリンダである。
【００２２】
次に、射出成形機１００の射出装置１２０について、簡単に説明する。図２ないし図４に示されるように、フレーム１の奥側の上面には、型締め方向Ａに沿って一対のガイドレール３９が取り付けられていて、各ガイドレール３９に装着されたガイド体４０にベース４１が取り付けられている。ベース４１の上面には、型締め方向Ａと直交する方向に一対のガイドレール４２が取り付けられていて、各ガイドレール４２に装着されたガイド体４３に取り付けられたブラケット４４，４５に、射出シリンダ５の駆動部が支持されている。射出シリンダ５は、図示しない移動装置（例えば、空気圧シリンダ）により、一対のガイドレール４２に案内されて固定型２の樹脂導入部７に接近・離間することができる。
【００２３】
射出シリンダ５に内装されている射出スクリュー（図示せず）は、ブラケット４５に取り付けられたボールねじ４６の作用によって前進しながら、型締め状態固定型２と各可動型３，４との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出する。このボールねじ４６は、プーリ４７及びベルト４８を介してブラケット４５の上部に取り付けられた射出モータ４９のモータプーリ５１に連結されている。射出モータ４９のモータ軸を所定方向に回転させることにより、ボールねじ４６を回転させ、射出スクリューを進退させることができる。
【００２４】
次に、本実施例の射出成形機１００によって成形される成形品について説明する。この成形品は、図８に示されるように、ブロック状のクランプ部５２と、クランプ部５２から延設される薄い長尺状のベルト部５３とを有するベルトクランプ５４である。このベルトクランプ５４を成形するためのキャビティ面２ａ，２ｂは、図７に示されるように、固定型２の双方の面に２個ずつ上下に設けられていて、１組の成形型（固定型２と可動型３，４）により２本のベルトクランプ５４が同時に成形される。本実施例の射出成形機１００の場合、２組の成形型が設けられているため、４本のベルトクランプ５４が同時に成形される。
【００２５】
本実施例の射出成形機１００の作用について説明する。図９の（ａ）に示されるように、固定型取付盤１１に固定型２が取り付けられ、一対の可動型取付盤１２，１３に各可動型３，４が取り付けられる。型締めモータ３５を作動させ、図９の（ｂ）に示されるように、３本のボールねじ１７，１８，１９を所定方向に回転させる。各ボールねじ１７，１８，１９には、互いに逆向きのねじ（左ねじ部２８と右ねじ部２９）が設けられているため、一対の可動型３，４は同期して固定型２に接近し、型締めされる。この状態で、射出シリンダ５が固定型２に向かって前進し、射出ノズル６が固定型２の樹脂導入部７に当接する（ノズルタッチ）。射出モータ４９の作用により、射出シリンダ５内の射出スクリューが前進し、固定型２と各可動型３，４との間に形成されたキャビティに溶融樹脂を射出する。
【００２６】
ここで、本実施例の射出成形機１００の場合、図７に示されるように、３本のボールねじ１７，１８，１９の軸心１７ａ，１８ａ，１９ａ同士を結ぶ直線５５，５６，５７により、三角形が形成される。本実施例の場合、この三角形は、それらの斜辺（直線５６，５７）の長さが等しい二等辺三角形となる。固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの大部分が、三角形の内部に配置される。そして、型締め状態における型締め力は、この三角形の内部に形成される型締め力作用中心部５８内と、三角形よりも大きな略相似形状で三角形の周囲に形成される型締め力作用部５９（型締め力作用中心部５８を含む。）内で作用する。本実施例の固定型２では、該固定型２におけるベルトクランプ５４を形成するための２つのキャビティ面２ａ，２ｂの大部分が型締め力作用中心部５８内に配置され、しかも、その全部が型締め力作用部５９内に配置されている。これにより、キャビティ面２ａ，２ｂの全体に均一な型締め力を作用させることができる。
【００２７】
特に、本実施例の成形品であるベルトクランプ５４のように、厚肉部であるクランプ部５２と、薄肉部であるベルト部５３とを有するものの場合、厚肉部（クランプ部５２）を形成するキャビティ（キャビティ面２ａ，２ｂとほぼ同一概念である。）に先に溶融樹脂が射出され、その溶融樹脂が薄肉部（ベルと部５３）を形成するキャビティへと流動される。このため、キャビティ面２ａ，２ｂに作用する溶融樹脂の内部圧力は、ベルト部５３のキャビティよりもクランプ部５２のキャビティの方が遥かに大きい。しかし、本実施例の射出成形機１００の場合、クランプ部５２のキャビティの近傍に２本のボールねじ１７，１８が配置されているため、クランプ部５２のキャビティに作用する大きな内部圧力に対抗することができる。この結果、成形品であるベルトクランプ５４のクランプ部５２に、バリ等の不具合が発生するおそれが小さくなる。
【００２８】
型締め状態で固定型２と各可動型３，４が所定時間だけ保圧されると、型締めモータ３５のモータ軸が反対方向に回転し、一対の可動型取付盤１２，１３を固定型取付盤１１から離間させる。一対の可動型取付盤１２，１３に取り付けられた空気圧シリンダ３８の作用により、エジェクタピンが突き出され、固化された成形品（ベルトクランプ５４）が排出される。
【００２９】
本出願人は、従来の射出成形機１００’（ボールねじが２本の場合の射出成形機）と、本実施例の射出成形機１００（ボールねじが３本の場合の射出成形機）とを使用してベルトクランプ５４の成形試験を行った。その比較結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2010142959.tif 000003
【００３１】
表１に示されるように、従来の射出成形機１００’では、２本のボールねじ９４（図１１参照）を使用し、１８ｔｏｎｆの型締め力でベルトクランプ５４を成形した。このとき、固定型９１における上側のキャビティ面９８で成形されたベルトクランプ５４は良好であったが、下側のキャビティ面９８で成形されたベルトクランプ５４のクランプ部５２にバリか発生した。これは、下側のキャビティ面９８において、クランプ部５２を形成する部分が型締め力作用部９７から外れていることに起因していると考えられる。
【００３２】
次に、本実施例の射出成形機１００では、３本のボールねじ１７，１８，１９（図７参照）を使用し、１２ｔｏｎｆの型締め力でベルトクランプ５４を成形した。このとき得られたベルトクランプ５４は、いずれも良好であった。これは、固定型２における上下のキャビティ面２ａ，２ｂの大部分（特に、内部圧力が高くなる厚肉部５２）が型締め力作用中心部５８内に配置され、その全部が型締め力作用部５９内に配置されていることによるものと考えられる。
【００３３】
しかも、本実施例の射出成形機１００では、従来の射出成形機１００’の型締め力（１８ｔｏｎｆ）よりも小さな型締め力（１２ｔｏｎｆ）で成形しても、得られたベルトクランプ５４は良好なものであるため、３本のボールねじ１７，１８，１９を、従来の射出成形機１００’のボールねじ９４よりも小径のものとすることができた。そして、従来の射出成形機１００’で２本の大径ボールねじ９４にかかるコストは４０万円であったが、本実施例の射出成形機１００で３本の小径ボールねじ１７，１８，１９にかかるコストは３６万円であった。即ち、本実施例の射出成形機１００では、使用するボールねじ１７，１８，１９の本数が増えたにも拘らず、コスト低減が図られることとなった。
【実施例２】
【００３４】
図１０に示される第２実施例の型締め装置１４０のように、第１ボールねじ１７を固定型２の奥行方向の上部に配置し、第２及び第３のボールねじ１８，１９を固定型取付盤１１の手前側と奥側に配置して、二等辺三角形を形成してもよい。この場合であっても、３本のボールねじ１７，１８，１９と射出ノズル６との干渉を回避し、かつ固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの大部分を含む型締め力作用中心部６１と、それらの全部を含む型締め力作用部６２が形成されるため、第１実施例の型締め装置１１０と同様な効果が奏される。
【００３５】
上記したように、本実施例の射出成形機１００では、３本のボールねじ１７，１８，１９の軸心１７ａ，１８ａ，１９ａ同士を結んで形成される三角形（型締め力作用中心部５８，６１）内に、固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの大部分が配置され、それら三角形の周囲に型締め力作用中心部５８，６１を含んで形成される型締め力作用部５９，６２内に固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの全部が配置される。ここで、より確実に型締め力を作用させたい場合には、各三角形（型締め力作用中心部５８，６１）内に固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの全部が配置されるようにすることが望ましい。しかし、それが可能となるか否かは、成形品の形状（例えば、大きさ、厚み）、必要な型締め力の大きさ等に依存する。このため、例えば、三角形（型締め力作用中心部５８，６１）内に固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの９０％以上が配置され、型締め力作用部５９，６２内に固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂの全部が配置されるようにしてもよい。更に、固定型２のキャビティ面２ａ，２ｂを内部圧力の高い部分（本実施例のベルトクランプ５４の場合、クランプ部５２の部分）と低い部分（ベルト部５３の部分）とに分け、三角形（型締め力作用中心部５８，６１）内に内部圧力の高い部分の９０％以上が配置され、低い部分の８０％以上が配置されるようにしてもよい。
【００３６】
本明細書に記載した実施例の射出成形機１００は、パーティングライン射出されるものである。しかし、パーティングライン射出されず、型締め方向Ａに沿った方向から射出される通常の射出成形機であっても、本発明を実施することができる。
【００３７】
また、１つの固定型に対して１つの可動型が接近・離間する射出成形機（即ち、成形型が１組であるもの）であっても同様に、本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例の射出成形機１００の正面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】同じく左側面図である。
【図４】同じく右側面図である。
【図５】図１の要部の拡大図である。
【図６】図５のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図７】図５のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図８】（ａ）はベルトクランプ５４の正面図、（ｂ）は同じく側面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本実施例の射出成形機１００の型締め装置１１０の作用説明図である。
【図１０】第２実施例の型締め装置１４０を示す図である。
【図１１】従来の射出成形機１００’の概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  射出成形機
１１０，１４０  型締め装置
２  固定型（成形型）
２ａ，２ｂ  キャビティ面
３，４  可動型（成形型）
６  射出ノズル
８  スプルー
１１  固定型取付盤（成形型取付盤）
１２，１３  可動型取付盤（成形型取付盤）
１７，１８，１９  ボールねじ
１７ａ，１８ａ，１９ａ  軸心
５２  クランプ部（厚肉部、内部圧力が高くなる部分）
５３  ベルト部（薄肉部）
５４  ベルトクランプ
５８，６１  型締め力作用中心部（三角形）
５９，６２  型締め力作用部
Ａ  型締め方向
【図１】
2010142959.tif 000004
【図２】
2010142959.tif 000005
【図３】
2010142959.tif 000006
【図４】
2010142959.tif 000007
【図５】
2010142959.tif 000008
【図６】
2010142959.tif 000009
【図７】
2010142959.tif 000010
【図８】
2010142959.tif 000011
【図９】
2010142959.tif 000012
【図１０】
2010142959.tif 000013
【図１１】
2010142959.tif 000014