(57)【要約】【課題】  射出スクリュを移動させるボールねじに偏荷重がかからない射出装置を得る。【解決手段】  フロントプレート２とリアプレート３間のガイドロッド４にガイドされて移動するプッシャープレート５を備える。プッシャープレート５には射出スクリュ１３及びボールねじ６が回転可能で軸方向移動不能に取り付けられている。ボールねじ６はリアプレート３に回転及び軸方向移動不能に取り付けられたナット７に螺合する。プッシャープレート５には連結ロッド２１でサポートプレート２０が連結されている。ボールねじ６の他端はサポートプレート２０に回転自在で軸方向移動不能に軸支されている。プッシャープレート５及びサポートプレート２０は直線移動ガイド２２，２３でベース１に支持されている。ボールねじ６は、ベース１に支持されたプッシャープレート５及びサポートプレート２０で両端が支持されるから、傾くことはなく偏荷重は発生せず、寿命を延ばす。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアプレートと、該リアプレートに回転不能且つ軸方向移動不能に取り付けられたボールナットと、該ボールナットに螺合するボールねじと、射出スクリュを取り付けたプッシャープレートとを備え、前記ボールねじが回転すると共に移動することにより前記プッシャープレートを移動させ、射出スクリュを移動させるようにした射出装置において、プッシャープレートに連結され、該プッシャープレートと共に移動するサポートプレートを設け、前記ボールねじの一端を前記プッシャープレートに、他端を前記サポートプレートにそれぞれ回転自在かつ軸方向移動不能に取り付け、前記プッシャープレートと前記サポートプレートをベース上に設けた支持部材によって支持する射出成形機の射出装置。
【請求項２】
前記ボールねじを回転駆動するモータが前記プッシャープレートに支持され、前記ボールねじに取り付けられた従動プーリと前記モータに取り付けられた駆動プーリにタイミングベルトがかけらていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置。
【請求項３】
前記ボールねじを回転駆動するモータが前記サポートプレートに支持され、前記ボールねじの後端部が前記サポートプレートの後側でカップリングを介して前記モータと連結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の射出装置。
【請求項４】
前記ボールねじを回転駆動するモータが前記サポートプレートに支持され、前記ボールねじに取り付けられた従動プーリと前記モータに取り付けられた駆動プーリとにタイミングベルトが巻き付けら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の射出装置。
【請求項５】
前記射出スクリュが挿入されている加熱シリンダを備えるフロントプレートと前記リアプレートを一体形状とし、前記プッシャープレートは前記支持部材のみによって支持されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の射出成形機の射出装置。
【請求項６】
前記プッシャープレートと前記サポートプレートは一体とされていることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の射出成形機の射出装置。
【請求項７】
前記ベース上に前記支持部材を載置するための部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の射出成形機の射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機に関し、特にボールねじの移動によって射出動作を行う射出成形機の射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式射出成形機においては、モータによってボールねじ／ナット機構を駆動し、プッシャープレートを軸方向に駆動して、該プッシャープレートに回転自在で軸方向移動不能に取り付けられた射出スクリュを軸方向に移動させて射出を行わせる射出装置が多く用いられている。  
図９（ａ），（ｂ）は、この従来から一般的に用いられている射出装置の説明図である。射出装置のベース１には、フロントプレート２とリアプレート３が固定されている、該フロントプレート２とリアプレート３の間には複数のガイドロッド４が取り付けられ、該ガイドロッド４にガイドされてプッシャープレート５が射出方向（図面における左右方向）に移動するように構成されている。プッシャープレート５にはボールねじ６が回転自在で軸方向移動不能に固定され、且つ、該ボールねじ６は、ロードセル１２を介してリアプレート３に回転不能で且つ軸方向移動不能に固定されたボールナット７と螺合している。
【０００３】
プッシャープレート５には射出用のモータ８が取り付けられており、該モータ８の出力軸に設けられた駆動プーリ９とボールねじ６に取り付けられた従動プーリ１０の間にはタイミングベルト１１がかけられ、該モータ８によってボールねじ６は回転駆動される。  
又、プッシャープレート５のボールねじ６の取り付け面と反対側の面には、射出スクリュ１３が回転自在で軸方向移動不能に取り付けられている。又、該射出スクリュ１３には該射出スクリュ１３を回転させるためのプーリ１５が取り付けられており、図示しないスクリュ回転用のモータで駆動されるようになっている。射出スクリュ１３は、フロントプレート２に固定された加熱シリンダ１４内に挿入されている。
【０００４】
図９（ａ）の状態から、射出スクリュ１３を回転させて加熱シリンダ１４に投入された樹脂を混練り溶融させ、このとき発生する溶融樹脂圧力により、射出スクリュ１３は射出用のモータ８等によって与えられた背圧に抗して後退し、樹脂を混練り計量する。図９（ｂ）はこの計量混練り工程において、射出スクリュ１３、プッシャープレート５、ボールねじ６が後退した状態を示している。なお、この後退時にはボールねじ６は回転しながら軸方向に後退することになる。又、モータ８を駆動し、駆動プーリ９、タイミングベルト１１、従動プーリ１０の伝動機構を介してボールねじ６を回転させることによって射出動作を行う。ボールねじ６が回転すると、該ボールねじ６に螺合するナット７はリアプラテンに回転不能で軸方向移動不能に固定されているから、ボールねじ６は軸方向に移動することになりプッシャープレート５を介して射出スクリュ１３を射出方向（射出スクリュ１３の軸方向）に移動させて溶融された樹脂を図示しない金型内に射出する。
【０００５】
以上がこの射出装置の動作であるが、図９（ｂ）に示すように、射出スクリュ１３、プッシャープレート５、ボールねじ６が後退したとき、該ボールねじ６はプッシャープレート５でその１端が軸支されているだけであり、支えられていない他端は、図９（ｂ）に「θ」として示すようにボールねじ６自身の自重で傾き、ボールねじ６に偏荷重がかかることになる。そのためナット７との螺合にも偏荷重がかかり、ボールねじ／ナット機構の寿命を短くする原因となる。
【０００６】
本発明は、このボールねじに偏荷重がかかることを防止しようとするものであり、本発明に関係して、プッシャープレートとガイドロッドで連結された補助部材を設け、ボールねじの後端を軸受けし、且つこの補助部材に取り付けられたサーボモータでこのボールねじの後端を回転駆動させるようにした発明は公知である（特許文献１，２参照）。  
又、射出方向に移動するプッシャープレートを直線移動ガイドで支えて直線移動させるものも公知である（特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２１８６６３号公報
【特許文献２】特許第２７５４３５６号公報
【特許文献３】特開２００１−２６９９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題点を改善し、射出スクリュを軸方向に移動させるためのボールねじに偏荷重がかからない射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、リアプレートと、該リアプレートに回転不能且つ軸方向移動不能に取り付けられたボールナットと、該ボールナットに螺合するボールねじと、射出スクリュを取り付けたプッシャープレートとを備え、前記ボールねじが回転すると共に移動することにより前記プッシャープレートを移動させ、射出スクリュを移動させるようにした射出装置に関するもので、プッシャープレートに連結され、該プッシャープレートと共に移動するサポートプレートを設け、前記ボールねじの一端を前記プッシャープレートに、他端を前記サポートプレートにそれぞれ回転自在かつ軸方向移動不能に取り付け、前記プッシャープレートと前記サポートプレートをベース上に設けた支持部材によって支持する構成としたことを特徴とするものである。
【００１０】
前記ボールねじを回転駆動するモータを、前記プッシャープレートに支持し、前記ボールねじに取り付けられた従動プーリと前記モータに取り付けられた駆動プーリとの間にタイミングベルトをかけて構成した伝動機構によって、ボールねじを駆動するようにした。又は、前記モータを前記サポートプレートで支持し、前記ボールねじの後端部を前記サポートプレートの後側でカップリングを介して前記モータと連結して駆動構成でもよい。若しくは、前記モータを前記サポートプレートに支持し、前記ボールねじに取り付けられた従動プーリと前記モータに取り付けられた駆動プーリとの間タイミングベルトをかけてボールねじを駆動するようにしてもよい。
【００１１】
又、前記射出スクリュが挿入されている加熱シリンダを備えるフロントプレートと前記リアプレートを一体形状とし、前記プッシャープレートは前記支持部材のみによって支持するようにした。また、前記プッシャープレートと前記サポートプレートは一体とした。さらに、前記ベース上に前記支持部材を載置するための部材を設けるようにもした。
【発明の効果】
【００１２】
射出スクリュを軸方向に駆動するボールねじは、プッシャープレートとサポートプレートによりその両端が支持され、且つ、このプッシャープレートとサポートプレートは支持部材でベースに支持されるから、ボールねじの傾きは発生せず、ボールねじに偏荷重がかかることはなく、ボールねじ／ナット機構の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面と共に本発明の各実施形態について説明する。  
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の説明図であり、射出装置を側面から見た図である。図９に示した従来の射出装置と相違する点は、リアプレート３の後にサポートプレート２０を設けた点と、該サポートプレート２０及びプッシャープレート５を射出装置のベース１に設けた支持部材（直線移動ガイド２２、２３）で支持した点である。
【００１４】
射出装置のベース１には間隔をあけてフロントプレート２とリアプレート３が固定され、該フロントプレート２とリアプレート３との間は複数のガイドロッド４で連結されている。該ガイドロッド４にガイドされてプッシャープレート５が射出方向（図面における左右方向）に移動するように構成されている。プッシャープレート５にはボールねじ６が回転自在で軸方向移動不能に固定され、且つ、該ボールねじ６は、ロードセル１２を介してリアプレート３に回転不能で且つ軸方向移動不能に固定されたボールナット７と螺合している。  
プッシャープレート５には射出用のモータ８が取り付けられており、該モータ８の射出軸に設けられた駆動プーリ９とボールねじ６に取り付けられた従動プーリ１０の間にはタイミングベルト１１がかけられ、該モータ８によってボールねじ６は回転駆動される。又、プッシャープレート５のボールねじ６の取り付け面と反対側の面には、射出スクリュ１３が回転自在で軸方向移動不能に取り付けられている。又、該射出スクリュ１３には該射出スクリュ１３を回転させるためのプーリ１５が取り付けられており、図示しないスクリュ回転用のモータで駆動されるようになっている。射出スクリュ１３は、フロントプレート２に固定された加熱シリンダ１４内に挿入されている。
【００１５】
以上の構成までは、従来の図９に示した射出装置と同一である。本発明の第１の実施形態はさらに、プッシャープレート５に複数の連結ロッド２１を介してサポートプレート２０が取り付けられ、プッシャープレート５とサポートプレート２０は一体的に移動するよう構成されている。一端がプッシャープレート５に回転自在で軸方向移動不能に取り付けられたボールねじ６の他端は、サポートプレート２０に回転自在で軸方向移動不能に取り付けられている。なお、この第１の実施形態ではリアプレート３に連結ロッド２１を貫通させる穴が設けられこの穴に遊貫された連結ロッド２１でプッシャープレート５とサポートプレート２０が連結固定されている。さらに、プッシャープレート５とサポートプレート２０は射出装置のベース１にガイドロッド４と平行（射出方向と平行）に設けられた支持部材の直線移動ガイド２２，２３で各々支えられ、直線移動がガイドされる構成となっている。
【００１６】
図１（ａ）に示す状態は、射出スクリュ１３を前進（図１中、右から左方向）させて射出を完了したときの状態である。又、図１（ｂ）の状態は、計量混練り工程を終了し射出スクリュ１３が後退しているときの状態を表している。図１（ａ）に示す状態から、計量混練り工程に入り、射出スクリュ１３が回転させられると、この射出スクリュ１３の回転等により加熱シリンダ１４内等に投入された樹脂は溶融し、その溶融樹脂の圧力によって、射出スクリュ１３が後退する。この射出スクリュ１３を回転自在で軸方向移動不能に取り付けているプッシャープレート５もガイドロッド４及び直線移動ガイド２２にガイドされて後退する。又、連結ロッド２１で連結されたサポートプレート２０も直線移動ガイド２３でガイドされて後退し図１（ｂ）の状態となる。次の射出工程では、モータ８が駆動されて駆動プーリ９、タイミングベルト１１、従動プーリ１０の伝動機構を介してボールねじ６が回転駆動されることによって、回転不能で且つ軸方向移動不能にリアプレート３に固定されたナット７に該ボールねじ６は螺合していることにより、該ボールねじ６は回転しながら前進し、プッシャープレート５、射出スクリュ１３を前進させて図示しない金型内に溶融樹脂を射出する。このとき、サポートプレート２０は直線移動ガイド２３にガイドされて前進し、プッシャープレート５はガイドロッド４及び直線移動ガイド２２にガイドされて前進し、図１（ａ）のような状態となる。以下これを繰り返して連続的に成形品を成形する。
【００１７】
この第１の実施形態では、ボールねじ６の両端がプッシャープレート５とサポートプレート２０で回転自在で軸方向移動不能に軸支されている。さらに、プッシャープレート５とサポートプレート２０は直線移動ガイド２２，２３で支持されていることから、ボールねじ６は常に射出方向と平行に保持され、図９（ｂ）に示したような、自重で傾くことはない。
【００１８】
図２は、本発明の第２の実施形態の説明図である。この第２の実施形態ではガイドロッド４が省略され、設けられていないものである。また、フロントプレート２とリアプレート３が一体化されて射出装置のベース１に取り付けられているものである。他は第１の実施形態と同一である。
【００１９】
プッシャープレート５及び該プッシャープレート５と連結ロッド２１で連結され、一体となったサポートプレート２０は直線移動ガイド２２，２３によって支持されその移動がガイドされるから、図１に示した第１の実施形態のようにガイドロッド４を必要としないので、このガイドロッド４を省略し直線移動ガイド２２，２３のみでプッシャープレート５及びサポートプレート２０の直線移動をガイドするようにしたものである。又、この射出装置の動作は前述した第１の実施形態の動作と同一であるのでその説明を省略する。
【００２０】
図３は、本発明の第３の実施形態の説明図である。この第３の実施形態は第１の実施形態と比較し、ボールねじ６の駆動の形態が相違するのみである。この第３の実施形態は、ボールねじ６を回転駆動するモータ８をサポートプレート２０に設けたもので、サポートプレート２０に回転自在で軸方向移動不能に軸支されたボールねじ６の後端を延長しサポートプレート２０に取り付けられたモータ８のモータ軸とカップリング２４によって連結されている。他の構成は第１の実施形態と同一である。モータ８を駆動するとカップリング２４を介してボールねじ６は回転駆動されて、前述したようにプッシャープレート５、サポートプレート２０が直線移動ガイド２２，２３でガイドされ、さらにはガイドロッド４でガイドされて前進し、射出スクリュ１３を前進させて金型内に溶融樹脂を射出する。又、計量工程時には、射出スクリュ１３の回転等によって溶融された樹脂の圧力によって射出スクリュ１３、プッシャープレート５、サポートプレート２０が後方に押圧されて、直線移動ガイド２２，２３及びガイドロッド４にガイドされて後方に移動する。  
この第３の実施形態も、ボールねじ６の両端がプッシャープレート５とサポートプレート２０で回転自在で軸方向移動不能に軸支されている。さらに、プッシャープレート５及びサポートプレート２０は、直線移動ガイド２２，２３で支持されていることから、ボールねじ６は自重で傾くことはない。
【００２１】
図４は、本発明の第４の実施形態の説明図である。第３の実施形態ではボールねじ６とモータ８を直接接続してボールねじ６を駆動したが、この第４の実施形態は伝動機構を設けてボールねじ６を駆動するようにした点で相違するものである。ボールねじ６を駆動するモータ８はサポートプレート２０に取り付けられ、該モータ８の出力軸に設けられた駆動プーリ９とボールねじ６の後端に取り付けられた従動プーリ１０間にはタイミングベルト１１がかけられている。この駆動プーリ９、従動プーリ１０、タイミングベルト１１で構成される伝動機構を介してボールねじ６が回転駆動される点が第３の実施形態と相違するのみで、他の構成は第３の実施形態と同一である。又、動作の点においても、モータ８によってボールねじ６を回転駆動して射出スクリュ１３、プッシャープレート５、サポートプレート２０を前進させて射出し、又、計量混練りの工程では射出スクリュ１３、プッシャープレート５、サポートプレート２０を後退させるものであるが、このとき直線移動ガイド２２，２３、ガイドロッド４で前後進をガイドするものであり、第３の実施形態と同一であり、この実施形態においてもボールねじ６の傾きは防止される。
【００２２】
図５は、本発明の第５の実施形態の説明図である。この第５の実施形態は、プッシャープレート５及びサポートプレート２０をベース１で支持する支持部材が直線移動ガイドの変わりにローラを設けた点において第１の実施形態と相違するものである。この第５の実施形態では、プッシャープレート５及びサポートプレート２０のベース１との対向面には、ローラ２５，２６が回転自在に軸支され、プッシャープレート５及びサポートプレート２０はこのローラ２５，２６に支えられて射出方向（図５において左右方向）に前進、後退させられるものである。そして、この前後進のガイドは、ガイドロッド４で行われるものである。他の構成、作用、動作、ボールねじの傾き防止は第１の実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００２３】
図６（ａ）は、本発明の第６の実施形態の説明図で、図６（ｂ）は、この第６の実施形態におけるプッシャープレート５及びサポートプレート２０のガイド部分の説明図である。  
この第６の実施形態は第５の実施形態からガイドロッド４をなくしたもので、このガイドロッド４の代わりにプッシャープレート５及びサポートプレート２０の移動をガイドするガイドローラ２７，２８を、プッシャープレート５及びサポートプレート２０のベース１との対向面に設けたものである。
【００２４】
この第６の実施形態では、射出装置のベース１には、プッシャープレート５及びサポートプレート２０をガイドするための段差又は溝の壁２９が射出方向（射出スクリュ１３の軸線方向）と平行に設けられている。プッシャープレート５及びサポートプレート２０の幅と概略同じの幅で両側に溝が射出方向と平行に設けられる。又は、プッシャープレート５及びサポートプレート２０の下面と対向するベース部分の両側に段差が設けられている。この溝又は段差による壁２９が射出方向と平行になるように形成されている。そして、プッシャープレート５及びサポートプレート２０の下面には、図６（ｂ）に示すように、その溝壁又は段差の壁２９と接し鉛直軸回りに回転するガイドローラ２７，２８が取り付けられている。その結果、プッシャープレート５及びサポートプレート２０はこのガイドローラ２７，２８と射出方向と平行な２つの溝壁又は段差の壁２９によってガイドされて前後進することになる。又、このプッシャープレート５及びサポートプレート２０は支持ローラ２５，２６でベース１に支持されて前後進する点は第５の実施形態と同一であり、その他の構成、作用は第５の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【００２５】
図７は、本発明の第７の実施形態の説明図である。この第７の実施形態は図１に示した第１の実施形態と比較し、プッシャープレート５とサポートプレート２０の連結方法が相違するものである。第１の実施形態ではプッシャープレート５とサポートプレート２０を連結ロッド２１で連結固定したが、この第５の実施形態では、プッシャープレート５とサポートプレート２０を一体化して構成したものであり、リアプレート３にプッシャープレート５とサポートプレート２０を連結するための連結ロッド２１等の部材が貫通する穴を設けずに、リアプレート３を迂回してプッシャープレート５とサポートプレート２０を一体的に構成したものである。この場合、図７に示すように、リアプレート３の上部をまたぐ板状部材でプッシャープレート５とサポートプレート２０を連結し一体化するようにしたものである。他の構成は第１の実施形態と同一であり、この射出装置の動作も第１の実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
【００２６】
図８（ａ），（ｂ）は本発明の８の実施形態の説明図である。  
この第８の実施形態は、図２に示した第２の実施形態と同様に、ガイドロッド４が設けられておらず、且つ、フロントプレート２とリアプレート３が一体化されて射出装置のベース１に取り付けられている。さらに、フロントプレート２とリアプレート３間及びリアプレート３の後方には、両側（射出方向に向かって両側）に支持部材を載置するための壁状の部材３０，３１が連結されている。そして、プッシャープレート５及びサポートプレート２０のそれぞれの両側には延出部を備え、該延出部下面と壁状部材３０，３１の上面間には、プッシャープレート５及びサポートプレート２０を支持しガイドする支持部材の直線移動ガイド２２，２３がそれぞれ設けられている。なお、図８（ｂ）では、プッシャープレート５を支持しガイドする部分を示している。他の構成は図２に示した第２の実施形態と同一である。
【００２７】
この第８の実施形態の動作は第２の実施形態と同じであるが、壁状部材３０，３１がフロントプレート２とリアプレート３間及びリアプレート３の後方に設けられていることから、射出を行ったときの射出圧力の反力が射出スクリュ１３、プッシャープレート５、ボールねじ６、ナット７及びリアプレートに加わったときのリアプレートの傾きをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の説明図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の説明図である。
【図６】本発明の第６の実施形態の説明図である。
【図７】本発明の第７の実施形態の説明図である。
【図８】本発明の第８の実施形態の説明図である。
【図９】従来の射出装置の一例の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  射出装置のベース
２  フロントプレート
３  リアプレート
４  ガイドロッド
５  プッシャープレート
６  ボールねじ
７  ナット
８  モータ
９  駆動プーリ
１０  従動プーリ
１１  タイミングベルト
１２  ロードセル
１３  射出スクリュ
１４  加熱シリンダ
２０  サポートプレート
２１  連結ロッド
２２，２３  直線移動ガイド
２４  カップリング
２５，２６  ローラ
２７，２８  ガイドローラ
２９  段差又は溝の壁
３０，３１  壁状部材
【図１】
2005262634.tif 000003
【図２】
2005262634.tif 000004
【図３】
2005262634.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005262634.tif 000008
【図７】
2005262634.tif 000009
【図８】
2005262634.tif 000010
【図９】
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