(57)【要約】【課題】部品点数の削減とメカニズムの簡素化を図り、コストダウンが可能な射出成形機を提供すること。【解決手段】ボールネジ機構用の螺旋溝とボールスプライン機構用の直線溝とがクロスするように形成されたネジ・スプライン軸の一端を、固定ダイプレート側に取り付け、加熱シリンダの根本部を保持した保持盤に、ネジ・スプライン軸にネジ結合されてノズルタッチ用サーボモータの回転を伝達されるナット体を回転可能に保持させると共に、ネジ・スプライン軸にスプライン結合されたスプライン外筒体を取り付け、また、スクリューの根本部を回転可能に保持すると共に、スクリューと一体となって前後進する移動体に、ネジ・スプライン軸にスプライン結合されたスプライン外筒体を取り付けた構成とする。【選択図】      図１
2004243687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルタッチ用サーボモータの回転をノズルタッチ用ボールネジ機構によって直線運動に変換して、可塑化・射出ユニットを固定ダイプレートに対して前後進させ、射出時には可塑化・射出ユニットの加熱シリンダ先端のノズルを固定ダイプレートに搭載された固定側金型の樹脂注入口に押し付け、また、射出用サーボモータの回転を射出用ボールネジ機構によって直線運動に変換して、前記加熱シリンダに内蔵されたスクリューを前進させて金型内へ溶融樹脂を射出する射出成形機において、
ボールネジ機構用の螺旋溝とボールスプライン機構用の直線溝とがクロスするように形成されたネジ・スプライン軸の一端を、前記固定ダイプレート側に取り付け、前記加熱シリンダの根本部を保持した保持盤に、前記ネジ・スプライン軸にネジ結合されて前記ノズルタッチ用サーボモータの回転を伝達されるナット体を回転可能に保持させると共に、前記ネジ・スプライン軸にスプライン結合されたスプライン外筒体を取り付けたことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
請求項１記載において、
前記スクリューの根本部を回転可能に保持すると共に、前記スクリューと一体となって前後進する移動体に、前記ネジ・スプライン軸にスプライン結合されたスプライン外筒体を取り付けたことを特徴とする射出成形機。
【請求項３】
請求項２記載において、
前記ネジ・スプライン軸は３本が並設され、各ネジ・スプライン軸は正３角形配置されたことを特徴とする射出成形機。
【請求項４】
請求項２記載において、
前記射出成形機は縦型の射出成形機であり、前記ネジ・スプライン軸の一端は、前記固定ダイプレートから所定量離間して固設された支持プレートに取り外し可能に固定され、前記ネジ・スプライン軸の一端を前記支持プレートから取り外した状態では、前記ネジ・スプライン軸の一部を、前記固定ダイプレートと前記支持プレートとの間の空間に収納可能であることを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式のインラインスクリュータイプの射出成形機に係り、特に、射出成形機におけるノズルタッチ機構、およびスクリューと一体となって前後進する移動体の移動ガイド機構にかかわる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の縦型の電動式射出成形機の要部断面図である。なお、図７における断面は、構成が理解し易い模式断面として表わされており、実際のマシンとしての各構成要素の配置とは異なっている。
【０００３】
図７において、１０１は可塑化・射出ユニット、１０２は、可塑化・射出ユニット１０１の加熱シリンダ保持用の保持盤、１０３は、保持盤１０２に対して前後進可能な可塑化・射出ユニット１０１の移動体である。保持盤１０２には、その先端部にノズル１０５を設けた加熱シリンダ１０４の根本部が固定されており、加熱シリンダ１０４内には、回転並びに前後進可能であるようにスクリュー１０６が配設されている。スクリュー１０６の根本部は、移動体１０３に回転可能に保持された回転体１０７に固定されており、回転体１０７に固着されたプーリ１０８には、移動体１０３に搭載された計量用サーボモータ１０９の回転が伝達されるようになっている。
【０００４】
また、保持盤１０２には、射出用ボールネジ機構のナット体１１０が固定されており、このナット体１１０にボールネジ結合（螺合）された射出用ボールネジ機構のネジ軸１１１と一体の非ネジ部１１１ａが、移動体１０３に回転可能に保持されている。非ネジ部１１１ａにはプーリ１１２が固着されており、このプーリ１１２に、移動体１０３に搭載された射出用サーボモータ１１３の回転が伝達されるようになっている。
【０００５】
また、保持盤１０２には、ノズルタッチ用ボールネジ機構のナット体１１４が回転可能に保持されており、このナット体１１４に固着されたギヤ１１５に、保持盤１０２に搭載されたノズルタッチ用サーボモータ１１６の回転が伝達されるようになっている。ナット体１１４には、ノズルタッチ用ボールネジ機構のネジ軸１１７がボールネジ結合（螺合）されている。
【０００６】
また、保持盤１０２には、ボールスプライン機構のノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１１８が固定されており、移動体１０３には、ボールスプライン機構の射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１１９が固定されており、この２つのスプライン外筒体１１８、１１９に、ボールスプライン機構のスプライン軸１２０がボールスプライン結合されている。
【０００７】
１２１は、型開閉ユニットの構成要素の１つである固定ダイプレートで、この固定ダイプレート１２１に立設・固定された支柱１２２の先端に固定された支持プレート１２３に、ノズルタッチ用ボールネジ機構のネジ軸１１７およびボールスプライン機構のスプライン軸１２０の一端がそれぞれ固定されている。なお、ネジ軸１１７およびスプライン軸１２０は、それぞれ複数本が並設されている。
【０００８】
図７に示す構成において、ノズルタッチを行う際には、ノズルタッチ用サーボモータ１１６によってギヤ１１５およびナット体１１４を所定方向に回転させ、これによってナット体１１４をネジ軸１１７に沿って前進させ、ナット体１１４を保持した保持盤１０２、および保持盤１０２に射出用ボールネジ機構などによって連結された移動体１０３を（すなわち、可塑化・射出ユニット１０１全体を）前進させ、加熱シリンダ１０４先端のノズル１０５を、固定ダイプレート１２１に搭載された図示せぬ固定側金型の樹脂注入口に押し付けるようになっている。この際、ボールスプライン機構のスプライン軸１２０に沿って、ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１１８および射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１１９がスライドすることによって、円滑なノズルタッチガイド動作がなされるようになっている。
【０００９】
また、計量時には、計量用サーボモータ１０９によって、プーリ１０８および回転体１０７を介してスクリュー１０６を所定方向に回転させ、これによって、加熱シリンダ１０４の根本側に供給された原料樹脂を混練・可塑化しつつ、スクリュー１０６のネジ送り作用によってスクリュー先端側に送り込む。そして、スクリュー先端側に溶融樹脂が蓄えられるに従って、スクリュー１０６が背圧を制御されつつ後退し、スクリュー先端側に所定量の溶融樹脂が蓄えられた時点で、計量用サーボモータ１０９を停止させてスクリュー１０６の回転を停止させるようになっている。この際、ボールスプライン機構のスプライン軸１２０に沿って射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１１９がスライドすることによって、円滑なスクリュー後退（移動体後退）ガイド動作がなされるようになっている。
【００１０】
また、射出時には、射出用サーボモータ１１３によって、プーリ１１２およびネジ軸１１１を所定方向に回転させ、これによって、保持盤１０２側に保持されたナット体１１０に対してネジ軸１１１を前進させ、ネジ軸１１１を保持した移動体１０３を保持盤１０２に対して前進させることによって、スクリュー１０６を加熱シリンダ１０４内で前進させて、スクリュー１０６の先端に蓄えられた溶融樹脂を金型内に射出・充填するようになっている。この際、ボールスプライン機構のスプライン軸１２０に沿って射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１１９がスライドすることによって、円滑な射出ガイド動作がなされるようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示し上述した従来構成においては、ノズルタッチ用ボールネジ機構のネジ軸１１７と、ボールスプライン機構のスプライン軸１２０とを、それぞれ複数本づつ用いた構成となっているため、軸の本数が多くコストアップにつながり、メカニズムも複雑となって設計の自由度も阻害される。
【００１２】
これに対し、ノズルタッチ用ボールネジ機構のネジ軸として機能する部分と、ボールスプライン機構のスプライン軸として機能する部分とを、軸方向に直列にそれぞれ形成した構成も知られているが、このような構成を採ると、軸の長さが嵩んで、特に縦型の射出成形機においてはマシンの全高が極端に大きくなり、調整や保守などの作業性が悪くなる。
【００１３】
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、部品点数の削減とメカニズムの簡素化を図り、コストダウンが可能な射出成形機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本願による代表的な１つの発明では、
ノズルタッチ用サーボモータの回転をノズルタッチ用ボールネジ機構によって直線運動に変換して、可塑化・射出ユニットを固定ダイプレートに対して前後進させ、射出時には可塑化・射出ユニットの加熱シリンダ先端のノズルを固定ダイプレートに搭載された固定側金型の樹脂注入口に押し付け、また、射出用サーボモータの回転を射出用ボールネジ機構によって直線運動に変換して、前記加熱シリンダに内蔵されたスクリューを前進させて金型内へ溶融樹脂を射出する射出成形機において、
ボールネジ機構用の螺旋溝とボールスプライン機構用の直線溝とがクロスするように形成されたネジ・スプライン軸の一端を、前記固定ダイプレート側に取り付け、前記加熱シリンダの根本部を保持した保持盤に、前記ネジ・スプライン軸にネジ結合されて前記ノズルタッチ用サーボモータの回転を伝達されるナット体を回転可能に保持させると共に、前記ネジ・スプライン軸にスプライン結合されたスプライン外筒体を取り付け、また、前記スクリューの根本部を回転可能に保持すると共に、前記スクリューと一体となって前後進する移動体に、前記ネジ・スプライン軸にスプライン結合されたスプライン外筒体を取り付けた、構成とされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１６】
図１〜図６は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）の射出成形機（縦型で電動式のインラインスクリュータイプの射出成形機）に係り、図１は本実施形態の射出成形機におけるノズル離間時の要部断面図、図２は本実施形態の射出成形機におけるノズルタッチ時の要部断面図、図３は本実施形態の射出成形機の軸配置を示す説明図、図４は本実施形態の射出成形機における加熱シリンダへの原料樹脂供給部などを示すための要部断面図、図５は本実施形態の射出成形機におけるネジ・スプライン軸およびそれと協働する部材の拡大断面図、図６は本実施形態の射出成形機における梱包・搬送時の要部断面図である。なお、図１、図２、図４、図６における断面は、構成が理解し易い模式断面として表わされており、実際のマシンとしての各構成要素の配置とは異なっている。
【００１７】
図１〜図６において、１は可塑化・射出ユニット、２は、可塑化・射出ユニット１の加熱シリンダ保持用の保持盤、３は、保持盤２に対して前後進可能な可塑化・射出ユニット１の移動体である。保持盤２には、その先端部にノズル５を設けた加熱シリンダ４の根本部が固定されており、加熱シリンダ４内には、回転並びに前後進可能であるようにスクリュー６が配設されている。スクリュー６の根本部は、移動体３に回転可能に保持された回転体７に固定されており、回転体７に固着されたプーリ８には、移動体３に搭載された計量用サーボモータ９の回転が伝達されるようになっている。
【００１８】
また、保持盤２には、射出用ボールネジ機構のナット体１０が固定されており、このナット体１０にボールネジ結合（螺合）された射出用ボールネジ機構のネジ軸１１と一体の非ネジ部１１ａが、移動体３に回転可能に保持されている。非ネジ部１１ａにはプーリ１２が固着されており、このプーリ１２に、移動体３に搭載された射出用サーボモータ１３の回転が伝達されるようになっている。
【００１９】
また、保持盤２には、ノズルタッチ用ボールネジ機構のナット体１４が回転可能に保持されており、このナット体１４に固着されたギヤ１５に、保持盤２に搭載されたノズルタッチ用サーボモータ１６の回転が伝達されるようになっている。１７は、ボールネジ機構用の螺旋溝１７ａとボールスプライン機構用の直線溝１７ｂとがクロスするように形成されたネジ・スプライン軸１７で、このネジ・スプライン軸１７の螺旋溝１７ａに、ノズルタッチ用ボールネジ機構のナット体１４がボールネジ結合（螺合）されている。さらに、保持盤２には、ボールスプライン機構のノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１８が固定されており、このスプライン外筒体１８が、ネジ・スプライン軸１７の直線溝１７ｂにボールスプライン結合されている。
【００２０】
また、移動体３には、ボールスプライン機構の射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１９が固定されており、このスプライン外筒体１９と、ネジ・スプライン軸１７の直線溝１７ｂとがボールスプライン結合されている。
【００２１】
２１は、型開閉ユニットの構成要素の１つである固定ダイプレートで、この固定ダイプレート２１に立設・固定された支柱２２の先端に固定された支持プレート２３に、ネジ・スプライン軸１７の一端が、取り付け具２４を介して着脱可能に固定されている。
【００２２】
前記ネジ・スプライン軸１７は、図３に示すように、３本が並設され、各ネジ・スプライン軸１７は正３角形配置されていて、正３角形の各頂点に位置する３本のネジ・スプライン軸１７で形づくられる正３角形の重心Ａが、ノズル５の中心と一致するようになっている。したがって、後述するノズルタッチ動作や射出動作において、可塑化・射出ユニット１の移動や、移動体３の移動が安定して行えるようになっている。なお、各ネジ・スプライン軸１７にそれぞれ対応して、ナット体１４、ギヤ１５、スプライン外筒体１８、スプライン外筒体１９が設けられていることは言うまでもなく、３つのギヤ１５に、１つのノズルタッチ用サーボモータ１６の回転が、適宜のギヤ列を介して同時に同期して伝達されるようになっている。
【００２３】
なお、図３に示すように、射出用ボールネジ機構は、ノズル中心を中心として対称位置に１対が設けられており、各射出用ボールネジ機構のプーリ１２に、１つの射出用サーボモータ１３の回転が、適宜のタイミングベルトを介して同時に同期して伝達されるようになっている。
【００２４】
本実施形態のマシン（射出成形機）において、図１に示したノズル離間状態からノズルタッチを行う際には、ノズルタッチ用サーボモータ１６によってギヤ１５およびナット体１４を所定方向に回転させ、これによってナット体１４をネジ・スプライン軸１７に沿って前進させ、ナット体１４を保持した保持盤２、および保持盤２に射出用ボールネジ機構などによって連結された移動体３を（すなわち、可塑化・射出ユニット１全体を）前進させ、図２に示すように、加熱シリンダ４先端のノズル５を、固定ダイプレート２１に搭載された固定側金型２５の樹脂注入口２５ａに押し付けるようになっている。この際、ネジ・スプライン軸１７に沿って、ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１８および射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１９がスライドすることによって、円滑なノズルタッチガイド動作がなされるようになっている。
【００２５】
また、計量時には、計量用サーボモータ９によって、プーリ８および回転体７を介してスクリュー６を所定方向に回転させ、これによって、図示せぬホッパーから原料供給穴２ａ、４ａ（図４参照）を介して加熱シリンダ４の根本側に供給された原料樹脂を、混練・可塑化しつつ、スクリュー６のネジ送り作用によってスクリュー先端側に送り込む。そして、スクリュー先端側に溶融樹脂が蓄えられるに従って、スクリュー６（移動体２）が背圧を制御されつつ後退し、スクリュー先端側に所定量の溶融樹脂が蓄えられた時点で、計量用サーボモータ９を停止させてスクリュー６の回転を停止させるようになっている。この際、ネジ・スプライン軸１７に沿って射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１９がスライドすることによって、円滑なスクリュー後退（移動体後退）ガイド動作がなされるようになっている。
【００２６】
また、射出時には、射出用サーボモータ１３によって、プーリ１２およびネジ軸１１を所定方向に回転させ、これによって、保持盤２側に保持されたナット体１０に対してネジ軸１１を前進させ、ネジ軸１１を保持した移動体３を保持盤２に対して前進させることによって、スクリュー６を加熱シリンダ４内で前進させて、スクリュー６の先端に蓄えられた溶融樹脂を金型内に射出・充填するようになっている。この際、ネジ・スプライン軸１７に沿って射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体１９がスライドすることによって、円滑な射出ガイド動作がなされるようになっている。
【００２７】
このように本実施形態においては、ボールネジ機構用の螺旋溝１７ａとボールスプライン機構用の直線溝１７ｂとがクロスするように形成されたネジ・スプライン軸１７が、ノズルタッチ・ノズル離脱のガイド動作と、計量時のスクリュー後退（移動体後退）のガイド動作と、射出時のスクリュー前進（移動体前進）のガイド動作とに兼用されるので、図７に示した従来構成に較べて、軸数を半減できる。また、ネジ・スプライン軸１７の全域をボールネジ機構とボールスプライン機構に利用できるので、ノズルタッチ用ボールネジ機構のネジ軸として機能する部分と、ボールスプライン機構のスプライン軸として機能する部分とを、軸方向に直列にそれぞれ形成した構成に較べると、マシンの全高を大幅に小さくできる。
【００２８】
また、本実施形態のマシンは、出荷時などのようにコンテナに梱包して搬送する際には、図６に示すように、ネジ・スプライン軸１７の一端を支持プレート２３から取り外し（取り付け具１８を取り外し）、例えば、自重で下降した保持盤２と支持プレート２３との間にスペーサ板２６をかませた状態とする。そして、ノズルタッチ用サーボモータ１６を所定方向に回転させることによって、ネジ・スプライン軸１７を軸方向に駆動し、これによって、ネジ・スプライン軸１７の一部を、固定ダイプレート２１と支持プレート２３との間の空間に収納するようになっている。したがって、マシンの全高を小さくでき、トラックに搭載可能な汎用のコンテナにマシンを収納できるようになっている。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ネジ・スプライン軸が、ノズルタッチ・ノズル離脱のガイド動作と、計量時のスクリュー後退（移動体後退）のガイド動作と、射出時のスクリュー前進（移動体前進）のガイド動作とに兼用されるので、射出成形機の軸数を大幅に削減でき、部品点数の削減とメカニズムの簡素化とが図れ、コストダウンが可能となる。また、ネジ・スプライン軸を３本として、各ネジ・スプライン軸を正３角形配置しているので、安定した信頼性の高い動作が可能となる。また、射出成形機の搬送時にはマシンの全高を小さくできので、搬送の際の利便性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機におけるノズル離間時の要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出成形機におけるノズルタッチ時の要部断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る射出成形機の軸配置を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る射出成形機における加熱シリンダへの原料樹脂供給部などを示すための要部断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る射出成形機におけるネジ・スプライン軸およびそれと協働する部材の拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る射出成形機における梱包・搬送時の要部断面図である。
【図７】従来の射出成形機の要部断面図である。
【符号の説明】
１  可塑化・射出ユニット
２  保持盤
２ａ  原料供給穴
３  移動体
４  加熱シリンダ
４ａ  原料供給穴
５  ノズル
６  スクリュー
７  回転体
８  プーリ
９  計量用サーボモータ
１０  射出用ボールネジ機構のナット体
１１  射出用ボールネジ機構のネジ軸
１１ａ  非ネジ部
１２  プーリ
１３  射出用サーボモータ
１４  ノズルタッチ用ボールネジ機構のナット体
１５  ギヤ
１６  ノズルタッチ用サーボモータ
１７  ネジ・スプライン軸
１７ａ  ボールネジ機構用の螺旋溝
１７ｂ  ボールスプライン機構用の直線溝
１８  ボールスプライン機構のノズルタッチガイド用のスプライン外筒体
１９  ボールスプライン機構の射出ガイド用兼ノズルタッチガイド用のスプライン外筒体
２１  固定ダイプレート
２２  支柱
２３  支持プレート
２４  取り付け具
２５  固定側金型
２５ａ  樹脂注入口
【図１】
2004243687.tif 000003
【図２】
2004243687.tif 000004
【図３】
2004243687.tif 000005
【図４】
2004243687.tif 000006
【図５】
2004243687.tif 000007
【図６】
2004243687.tif 000008
【図７】
2004243687.tif 000009