(57)【要約】【課題】ノズルタッチ力によって固定ダイプレートが変形することを防止できる射出成形機を提供する。【解決手段】射出成形機１０Ａは、固定ダイプレート１２と、バレル部１３と、射出部１４と、ノズルタッチ機構３０と、射出ベース移動機構７０などを備えている。バレル部１３は、バレル２０と、バレルベース部２１とを含んでいる。バレル２０にスクリュー２２が挿入される。射出部１４は、スクリュー２２を軸線Ｘ方向に移動させる射出駆動部４１と、射出駆動部４１に設けた射出ベース部４２とを有している。ノズルタッチ機構３０は、バレル部１３を軸線Ｘ方向に移動させる。射出ベース移動機構７０は、バレル部１３と射出部１４が所定の相対距離に保たれるよう、バレル部１３の位置に応じて射出部１４を軸線Ｘ方向に移動させる。【選択図】　　図１
2004106388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を支持する固定ダイプレートと、
前記固定ダイプレートに対向して配置されるバレルを有するとともに該バレルに設けるバレルベース部を有するバレル部と、
前記バレル部を前記バレルの軸線方向に移動させるノズルタッチ機構と、
前記バレルに挿入されるスクリューまたはプランジャを前記軸線方向に移動させる射出駆動部を有するとともに該射出駆動部に設ける射出ベース部を有する射出部と、
前記固定ダイプレートに接続されかつ前記バレル部と前記射出部とが所定の相対距離に保たれるよう前記バレル部の位置に応じて前記射出部を前記軸線方向に移動させる射出ベース移動機構と、
を具備したことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記射出ベース移動機構は、
前記射出部を前記軸線方向に移動させるモータと、
前記バレル部と前記射出部との相対位置を検出するセンサと、
前記センサが出力する信号に基き前記バレル部と前記射出部とが所定の相対位置に保たれるよう前記モータの回転を制御するコントローラと、
を具備した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】
前記ノズルタッチ機構は、
前記固定ダイプレートと前記バレルベース部とをつなぐ連結部材と、
該連結部材を前記軸線方向に移動させるノズルタッチ駆動源とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂や金属あるいはゴム等を射出成形するための射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に従来の射出成形機１００の一例が示されている。この射出成形機１００は、金型１０１を支持する固定ダイプレート１０２と、ノズル１０３を有するバレル１０４と、ノズルタッチ機構１０５と、スクリュー１０６を回転させるスクリュー回転機構１０７と、スクリュー１０６を軸線方向に移動させる射出駆動部１１０などを備えている。射出駆動部１１０としては、図７に示すような電動モータ１１２とボールねじ１１３などが使用されることもあるし、油圧シリンダが使用されることもある。
【０００３】
バレル１０４と射出駆動部１１０が共通のフレーム構造体１１１に固定されている。このためバレル１０４と射出駆動部１１０は、ノズルタッチ動作時に、ノズルタッチ機構１０５によって、スクリュー１０６の軸線方向に一体に往復駆動される。
【０００４】
バレル１０４の内部で材料を溶融させる。そしてノズルタッチ機構１０５によってノズル１０３を金型１０１の注入口に当接させた状態で、射出駆動部１１０によってスクリュー１０６を前進させることにより、材料が金型１０１内に射出される。
【０００５】
この射出成形機１００のように、共通のフレーム構造体１１１にバレル１０４と射出駆動部１１０が固定されているものでは、射出時の反力がフレーム構造体１１１を介してバレル１０４と射出駆動部１１０の双方に伝わることになる。
【０００６】
すなわち、スクリュー１０６を前進させる反力（射出反力）が射出駆動部１１０に伝わるとともに、射出反力がバレル１０４を押し戻す方向に加わることにより、ノズル１０３を金型１０１から離す力が生じる。ノズル１０３が金型１０１から離れると、ノズル１０３と金型１０１との間から材料が漏れてしまう。このためノズルタッチ機構１０５によって、射出反力以上の力でノズル１０３を金型１０１に押付ける必要がある。
【０００７】
その結果、図７に２点鎖線Ｐで誇張して示すように、固定ダイプレート１０２が傾いたり、撓むことになる。これにより、固定側金型１０１ａと移動側金型１０１ｂが片当たりを生じたり、型締装置（図示せず）のタイバーが金型１１の案内孔と干渉するなどの問題が発生する。
【０００８】
固定ダイプレート１０２が傾くことを防止するために、ノズルタッチ機構を改良する従来技術が提案されている。（例えば下記特許文献１，２を参照）
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２７７３０６号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００１−３８７６４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によって、固定ダイプレートの傾きをある程度小さくすることができるが、金型とノズルとが離れないように、射出反力以上の力でノズルを金型に押付けることに変わりはない。このため、例えば高速射出成形のように、射出反力が増大する場合には、通常のノズルタッチ機構では適正なノズルタッチ力を得ることが難しくなる。
【００１２】
従ってこの発明の目的は、固定ダイプレートが変形することを防止でき、適正なノズルタッチ力を得ることができる射出成形機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機は、金型を支持する固定ダイプレートと、前記固定ダイプレートに対向して配置されるバレルを有するとともに該バレルに設けるバレルベース部を有するバレル部と、前記バレル部を前記バレルの軸線方向に移動させるノズルタッチ機構と、前記バレルに挿入されるスクリューまたはプランジャを前記軸線方向に移動させる射出駆動部を有するとともに該射出駆動部に設ける射出ベース部を有する射出部と、前記固定ダイプレートに接続されかつ前記バレル部と前記射出部とが所定の相対距離に保たれるよう前記バレル部の位置に応じて前記射出部を前記軸線方向に移動させる射出ベース移動機構とを具備している。
【００１４】
電動式射出成形機の場合には、射出駆動部にモータとボールねじなどの電動機構が使用される。油圧式射出成形機では、射出駆動部に油圧シリンダなどの油圧装置が使用される。インライン式射出成形機の場合、前記バレルの内部にスクリューが挿入され、計量機構を構成するモータ等によってスクリューが回転駆動される。このスクリューは、前記射出駆動部によって軸線方向に駆動される。
【００１５】
プリプラプランジャ式射出成形機の場合、バレルの内部にプランジャが挿入され、このプランジャが前記射出駆動部によって軸線方向に駆動される。そしてこのバレルとは別のシリンダの内部にスクリューが挿入され、モータ等によってスクリューが回転駆動される。
【００１６】
本発明の好ましい形態では、前記射出ベース移動機構は、前記射出部を前記軸線方向に移動させるモータと、前記バレル部と前記射出部との相対位置を検出するセンサと、前記センサが出力する信号に基き前記バレル部と前記射出部とが所定の相対位置に保たれるよう前記モータの回転を制御するコントローラとを具備している。
【００１７】
本発明の好ましい形態では、前記ノズルタッチ機構は、前記固定ダイプレートと前記バレルベース部とをつなぐ連結部材と、該連結部材を前記軸線方向に移動させるノズルタッチ駆動源とを備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。
図１に示すインライン式射出成形機１０Ａは、金型１１を支持する固定ダイプレート１２と、バレル部１３と、射出部１４などを備えている。金型１１は、固定ダイプレート１２に固定される固定側金型１１ａと、図示しない移動ダイプレートに設ける移動側金型１１ｂとによって構成されている。固定側金型１１ａに材料の注入口１１ｃが形成されている。
【００１９】
バレル部１３は、固定ダイプレート１２に対向して配置される円筒形のバレル２０と、バレル２０の基部に設けるバレルベース部２１を有している。バレル２０の内部にスクリュー２２が挿入される。バレル２０には、樹脂等の材料を加熱し溶融させるためのヒータ（図示せず）が付属している。
【００２０】
バレル２０の先端にノズル２５が設けられている。ノズル２５は、金型１１の注入口１１ｃの軸線上に位置している。バレル２０の基部に、バレル２０の内部に材料を供給するためのホッパ２６が設けられている。
【００２１】
固定ダイプレート１２とバレルベース部２１との間にノズルタッチ機構３０が設けられている。ノズルタッチ機構３０は、バレル２０の軸線Ｘ方向に延びるロッド状の連結部材３１と、ノズルタッチ駆動源として機能する油圧シリンダ３２を備えている。ノズルタッチ機構３０の連結部材３１は、油圧ユニット３３によってシリンダ３２に供給される油圧により、前記軸線Ｘ方向に移動させることができる。なお、ノズルタッチ駆動源として、油圧シリンダ３２の代りに、モータとボールねじ等を用いた電動アクチュエータを採用してもよい。
【００２２】
射出部１４は、射出駆動源として機能する油圧シリンダ４０を備えた射出駆動部４１と、油圧シリンダ４０を支持する射出ベース部４２と、計量機構４３と、スクリュー２２に接続されるスクリュー駆動軸４４などを含んでいる。
【００２３】
射出駆動源の一例である油圧シリンダ４０は、シリンダ本体５０と、シリンダ本体５０の内部に設けるピストン５１を備えている。ピストン５１とスクリュー駆動軸４４との間に、ピストン５１に対してスクリュー駆動軸４４が相対回転することができるように、スラスト軸受５２が設けられている。
【００２４】
前記油圧ユニット３３から油圧シリンダ４０に供給される油圧により、ピストン５１を軸線Ｘ方向に移動させることができる。なお、射出駆動源として、油圧シリンダ４０の代わりに、モータとボールねじ等を用いた電動アクチュエータを採用してもよい。
【００２５】
スクリュー駆動軸４４は、軸受５５によって、射出ベース部４２に回転自在に支持されている。スクリュー駆動軸４４に形成されたスプライン部５６にプーリ等の回転体５７がスプライン係合している。スクリュー回転用モータ５９の回転力が、ベルトあるはギヤ等の力伝達部材５８を介して、スクリュー駆動軸４４に伝達されるようになっている。回転体５７や力伝達部材５８およびモータ５９等によって、計量機構４３が構成されている。
【００２６】
射出ベース部４２にブラケット６５が設けられている。ブラケット６５と固定ダイプレート１２とが、射出ベース移動機構７０によって接続されている。射出ベース移動機構７０の一例は、モータ７１と、ボールねじ装置７２などによって構成されている。
【００２７】
ボールねじ装置７２は、バレル２０の軸線Ｘ方向に延びる送りねじ７３と、送りねじ７３に螺合するナット部材７４を有している。モータ７１によって送りねじ７３を回転させることにより、ナット部材７４とブラケット６５を介して、射出ベース部４２を軸線Ｘ方向に所望量移動させることができる。なお、送りねじ７３を固定ダイプレート１２に固定し、モータ７１によってナット部材７４を回転させることにより、射出ベース部４２を軸線Ｘ方向に移動させるように構成してもよい。
【００２８】
バレル部１３と射出部１４との相対位置を検出するために、センサ８０が設けられている。センサ８０の検出信号がコントローラ８１に入力される。モータ７１はコントローラ８１によって制御される。すなわちこのコントローラ８１は、センサ８０が出力する信号に基き、バレル部１３と射出部１４とが所定の相対位置に保たれるよう、モータ７１の回転を制御するようになっている。
【００２９】
なお、バレル部１３と射出部１４との軸線Ｘ方向の相対位置を検出する手段として、前記センサ８０以外に、各種のリニアスケールや近接センサあるはポテンショメータ、エンコーダを用いてもよい。また、バレル部１３の位置と射出部１４の位置を個々に検出し、それぞれの位置に基いてバレル部１３と射出部１４との相対距離をマイクロコンピュータ等の演算手段によって算出するようにしてもよい。
【００３０】
次に、上記構成の射出成形機１０Ａの動作について説明する。
バレル部１３がノズルタッチ機構３０によって軸線Ｘ方向に前進し、ノズル２５の先端が金型１１の注入口１１ｃに当接する。このバレル部１３の前進に伴って、射出ベース移動機構７０が作動する。すなわち、バレル部１３と射出部１４が互いに一定の距離に保たれるよう、センサ８０からの信号に基いてモータ７１が回転することにより、射出部１４がバレル部１３と同じ方向に同じ距離だけ前進する。
【００３１】
また、スクリュー回転用モータ５９によってスクリュー２２が回転することにより、ホッパ２６から供給されるペレット状の材料（例えば樹脂）がバレル２０内でスクリュー２２によって混練され、加熱されることにより溶融する。溶融した材料はスクリュー２２の先端側に溜まる。
【００３２】
そののちスクリュー２２が所定量後退することにより、スクリュー２２の先端側に所望量の材料が溜まると、油圧シリンダ４０に油圧が供給されることによって、スクリュー２２を所定量前進させ、バレル２０内の溶融した材料を金型１１内に押し出す。
【００３３】
この実施形態の射出成形機１０Ａは、射出時にスクリュー２２およびスクリュー駆動軸４４を介して射出駆動部４１に加わる射出反力が、射出ベース部４２と射出ベース移動機構７０を介して固定ダイプレート１２に伝達される。このため射出反力が固定ダイプレート１２によって支持される。
【００３４】
一方、バレルベース部２１は射出ベース部４２と分離しており、ノズルタッチ機構３０によって金型１１に押付けられているため、射出駆動部４１に入力した射出反力がバレルベース部２１とバレル２０に伝わることはない。
【００３５】
このためノズル２５の先端を所定のノズルタッチ力で金型１１に密接させておくことができる。従って、射出反力によってノズルタッチ力が不安定になることを回避でき、ノズル２５を押付ける力が比較的小さくてすむため、固定ダイプレート１２が変形したり、ノズル２５と金型１１との接続部から材料が漏れるなどの不具合も防止できる。
【００３６】
射出後に、スクリュー回転用モータ５９によってスクリュー駆動軸４４を回転させることにより、スクリュー２２を回転させる。これにより、材料をバレル２０の先端側に送りながら混練するとともに、溶融樹脂の計量を行なう。金型１１内に射出された樹脂が冷却したのち、金型１１を開き、成形された製品をエジェクタ機構によって突き出すことにより、１サイクル分の射出成形工程が終了する。
【００３７】
ノズル２５を金型１１から離す際には、バレル部１３がノズルタッチ機構３０によって所定量後退する。この場合も、バレル部１３の後退に伴い、バレル部１３と射出部１４とが一定の距離に保たれるよう、センサ８０からの信号に基いてモータ７１が回転することにより、射出部１４がバレル部１３と同じ方向に同じ距離だけ後退する。
【００３８】
図２は本発明の第２の実施形態のプリプラプランジャ式射出成形機１０Ｂを示している。プリプラプランジャ式射出成形機１０Ｂは、プランジャ９０が収容されたバレル２０と、スクリュー２２が挿入されたシリンダ９１とを有している。スクリュー２２は、スクリュー回転用モータ５９と力伝達部材５８によって回転駆動される。それ以外の構成と作用は、前記第１の実施形態のインライン式射出成形機１０Ａと同様であるため、第１の実施形態と共通の部位に同一符号を付して説明は省略する。
【００３９】
このプリプラプランジャ式射出成形機１０Ｂも、バレルベース部２１と射出ベース部４２とが分離しており、バレル部１３と射出部１４とが所定の相対距離に保たれるよう、射出ベース移動機構７０によって射出部１４がバレル２０の軸線方向に移動する。このため射出時に射出駆動部４１に加わる射出反力がバレル２０に伝わらない。このためノズル２５の先端を、ノズルタッチ機構３０によって比較的小さなノズルタッチ力で金型１１に密接させておくことができる。
【００４０】
図３と図４は本発明の第３の実施形態の射出成形機１０Ｃを示している。この射出成形機１０Ｃのノズルタッチ機構３０は、ボールねじ装置９２とモータ９３を用いている。図４に示すように、射出ベース駆動機構７０は一対のボールねじ装置７２ａ，７２ｂによって構成されている。一方のボールねじ装置７２ａをモータ７１によって回転させると、その回転力がベルトあるいはギヤ等の力伝達部材９４を介して、他方のボールねじ装置７２ｂに伝達されるようになっている。
【００４１】
この実施形態の射出成形機１０Ｃは、モータ７１によってボールねじ装置７２ａ，７２ｂを回転させることにより、射出部１４をバレル２０の軸線方向に移動させることができる。それ以外の基本的な構成と作用は前記第１の実施形態の射出成形機１０Ａと同様であるため、第１の実施形態と共通の部位に同一符号を付して説明は省略する。
【００４２】
この射出成形機１０Ｃも、バレルベース部２１と射出ベース部４２とが分離しており、バレル部１３と射出部１４とが所定の相対距離に保たれるよう、射出ベース移動機構７０によって射出部１４が軸線方向に駆動される。このため、射出時に射出駆動部４１に加わる射出反力がバレル２０に伝わることがなく、ノズルタッチ機構３０によって、ノズル２５の先端を比較的小さなノズルタッチ力で金型１１に密接させておくことができる。
【００４３】
図５と図６は本発明の第４の実施形態の射出成形機１０Ｄを示している。この射出成形機１０Ｄは、固定ダイプレート１２と射出ベース部４２が、サブフレーム９５と射出ベース移動機構７０を介して互いに接続されている。一例として、サブフレーム９５の前端が固定ダイプレート１２に固定され、サブフレーム９５の後端がボールねじ装置７２ａ，７２ｂの送りねじ７３に接続されている。それ以外の構成と作用は前記第３の実施形態の射出成形機１０Ｃと同様であるため、第３の実施形態と共通の部位に同一符号を付して説明は省略する。
【００４４】
なお本発明を実施するに当たって、固定ダイプレートをはじめとして、バレル部やノズルタッチ機構、射出部、射出ベース移動機構、その他、本発明の構成要素を、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変形して実施できることは言うまでもない。スクリューに関しても、前記実施形態に限ることはなく、例えば２軸スクリューや、コーン型等のスクリューを用いることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、射出時に射出駆動部に加わる射出反力が、バレルベース部やバレルに伝わることがない。このため射出時にノズルの先端をノズルタッチ機構によって比較的小さなノズルタッチ力で金型に密接させておくことができる。このため、固定ダイプレートが撓んだり変形したりすることが回避され、安定したノズルタッチ力を得ることができ、例えば高速射出時等においてもノズルタッチ力が不足したり不安定になることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す射出成形機の断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す射出成形機の断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す射出成形機の正面図。
【図４】図３に示された射出成形機の平面図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す射出成形機の正面図。
【図６】図５に示された射出成形機の平面図。
【図７】従来の射出成形機を示す断面図。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…射出成形機
１１…金型
１２…固定ダイプレート
１３…バレル部
１４…射出部
２０…バレル
Ｘ　…軸線
２１…バレルベース部
２２…スクリュー
２５…ノズル
３０…ノズルタッチ機構
４１…射出駆動部
４２…射出ベース部
７０…射出ベース移動機構
９０…プランジャ
【図１】
2004106388.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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