(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にノズルを備えたバレルと、
バレルの中に組み込まれたスクリュと、
バレルの後端部近傍を支持するフロントプレートと、
フロントプレートの後方に配置され、タイバーを介してフロントプレートと結合されたリアプレートと、
フロントプレートとリアプレートの間に配置され、前記タイバーが貫通する貫通孔を有し、前記タイバーによりガイドされて前後方向に移動し、スクリュの後端部を軸受けを介して支持する中間プレートと、
中間プレートに取り付けられ、スクリュを回転駆動するモータと、
リアプレートに取り付けられ、中間プレートを前後方向に駆動する直線運動機構とを備え、
バレル内でスクリュを前進させて金型内に溶融樹脂を注入する射出成形機の射出ユニットにおいて、
固定ベースの上に前後方向に移動可能な移動ベースを設置し、この移動ベースの上に前記フロントプレート及び前記リアプレートを支持するとともに、この移動ベースの上に前記中間プレートを前後方向に移動可能なリニアガイドを介して支持したことを特徴とする射出成形機の射出ユニット。
【請求項２】
前記リアプレートを、前記移動ベースの上に前後方向に移動可能なリニアガイドを介して支持したことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出ユニット。
【請求項３】
前記直線運動機構はボールネジであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の射出成形機の射出ユニット。
【請求項４】
先端にノズルを備えたバレルと、
バレルの中に組み込まれたスクリュと、
バレルの後端部近傍を支持するフロントプレートと、
フロントプレートの後方に配置され、タイバーを介してフロントプレートと結合されたリアプレートと、
フロントプレートとリアプレートの間に配置され、前記タイバーが貫通する貫通孔を有し、前記タイバーによりガイドされて前後方向に移動し、スクリュの後端部を軸受けを介して支持する中間プレートと、
中間プレートに取り付けられ、スクリュを回転駆動するモータと、
リアプレートに取り付けられ、中間プレートを前後方向に駆動する直線運動機構とを備え、
バレル内でスクリュを前進させて金型内に溶融樹脂を注入する射出成形機の射出ユニットにおいて、
前記フロントプレート、前記リアプレート及び前記中間プレートを、固定ベースの上に前後方向に移動可能なリニアガイドを介して支持したことを特徴とする射出成形機の射出ユニット。
【請求項５】
前記直線運動機構はボールネジであることを特徴とする請求項４に記載の射出成形機の射出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の射出ユニットに係り、特に、いわゆる３プレート構造の射出ユニットに係る。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来の３プレート構造の射出ユニットの概要を示す。
【０００３】
ベース１上には、フロントプレート５及びリアプレート６が配置され、フロントプレート５とリアプレート６は、複数のタイバー８を介して互いに結合されている。フロントプレート５とリアプレート６の間には中間プレート７が配置されている。中間プレート７は、タイバー８により支持され、タイバー８によりガイドされて前後方向（図の左右方向）に移動することができる。
【０００４】
バレル２は、先端にノズル３を備え、このノズル３を介して金型（図示せず）の背面に接続される。バレル２の内部にはスクリュ４が組み込まれている。バレル２内でスクリュ４を回転させることよって、原料樹脂がバレル２内に導入され、加熱及び混練されながらバレル２の先端側に送り込まれる。バレル２の先端側に所定量の溶融樹脂が貯えられた後、バレル２内でスクリュ４を前進させることよって、溶融樹脂が金型内に射出される。
【０００５】
バレル２の後端部は、フロントプレート５の中央に固定されて支持されている。スクリュ４の後端部は、中間プレート７の中央に軸受け１１を介して支持されている。中間プレート７の上にはサーボモータ１２が載せられている。このサーボモータ１２は、バレル２内に原料樹脂を導入する際、スクリュ４を回転させるために使用される。
【０００６】
リアプレート６の中央にはボールネジ１３が組み込まれている。ボールネジ１３の先端は、ロードセル１４を介して中間プレート７の背面の中央に固定されている。リアプレート６の上にはサーボモータ１５が載せられている。このサーボモータ１５は、バレル２から金型内に溶融樹脂を注入する際、ボールネジ１３を駆動してスクリュ４を前進させるために使用される。
【０００７】
（従来の３プレート構造の射出ユニットの問題点）
スクリュ４の大径化に伴い、スクリュ４の前進推力も大きくなり、数百トン程度になる場合がある。溶融樹脂の射出圧力を制御するためには、通常、スクリュ４の前進推力を検出する必要がある。このスクリュ４の前進推力を検出する際、通常、図３に示したように、ロードセル１４が使用されている。しかし、数百トンの荷重を検出するロードセルは、一般的ではない上、製作しても非常に大きなものになる。サイズの小さいロードセルを複数個取付けて推力を検知する方法もあるが、この場合、取付スペースが大きくなり射出ユニット自体の大型化につながる。
【０００８】
なお、この様な問題を回避するため、ロードセルを使用せずに、構成部品の歪みから前進推力を検出する方法が提案されている。しかし、リアプレート６や中間プレート７の歪みから前進推力を検出する方法の場合、中間プレート７とガイドバー８の間の摺動部の摩擦抵抗の影響を大きく受けるので、十分な検出精度が得られない。
【０００９】
中間プレート７（従って、スクリュ４）を前後方向に駆動するため、一般的にボールネジ１３が使用されている。しかし、取付部の剛性が低いとサイドロードが作用し、ボールネジ１３の寿命が急激に低下する。そのため、リアプレート６や中間プレート７は、撓みが小さくなるように高い剛性を備えている必要がある。従って、そのような微少な撓みから前進推力を検出しようとすると、分解能が小さくなり制御性が悪くなる。
【００１０】
また、歪みを検出しやすい構成部品としてタイバー８が考えられるが、その場合も、中間プレート７との間の摺動部の摩擦抵抗の影響を受けるので、十分な検出精度が得られない。更に、前進推力によってタイバー８が引伸ばされるため、リアプレート６がベース１上で微少なすべりを起して僅かに後退するが、その摩擦抵抗が、タイバー８の伸びの量に影響を与える。従って、微少な前進推力の変化を検出することができない。
【００１１】
中間プレート７の重量が増大すると、タイバー８に作用する曲げモーメントが増大し、図３に示したように、タイバー８に生ずる撓みを無視することができなくなる。その様な場合、中間プレート７の位置によって曲げモーメントの分布が変わるので、タイバー８の歪にもその影響が現われ、前進推力の検出精度の低下を招く。
【００１２】
更に、中間プレート７の重量によりタイバー８の撓みが増大すると、中間プレート７が傾く結果、ボールネジ１３のロッドの接続部に芯ずれが発生する。これがサイドロードとして作用するため、ボールネジ１３の寿命の低下を招く。
【００１３】
タイバーの撓みを小さくするには、タイバー８の径を太くする方法が考えられる。しかし、それに伴い前進推力による伸びが小さくなるので、分解能が小さくなる。また、タイバー８の径を太くすることは、装置を大型化することにつながるので、望ましくない。
【００１４】
その他、タイバー８の撓みを小さくするには、タイバー８を短くする（即ち、フロントプレート５とリアプレート６の間隔を縮める）方法も考えられる。しかし、タイバー８の長さは、スクリュ４の軸方向のストローク及びボールネジ１３の設置スペースにより制約されるので、この方法にも限界がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の射出成形機の射出ユニットの問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、スクリュの前進推力を高い精度で検出することが可能で、且つ、装置の小型化が可能な射出ユニットを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機の射出ユニットは、
先端にノズルを備えたバレルと、
バレルの中に組み込まれたスクリュと、
バレルの後端部近傍を支持するフロントプレートと、
フロントプレートの後方に配置され、タイバーを介してフロントプレートと結合されたリアプレートと、
フロントプレートとリアプレートの間に配置され、前記タイバーが貫通する貫通孔を有し、前記タイバーによりガイドされて前後方向に移動し、スクリュの後端部を軸受けを介して支持する中間プレートと、
中間プレートに取り付けられ、スクリュを回転駆動するモータと、
リアプレートに取り付けられ、中間プレートを前後方向に駆動する直線運動機構とを備え、
バレル内でスクリュを前進させて金型内に溶融樹脂を注入する射出成形機の射出ユニットにおいて、
固定ベースの上に前後方向に移動可能な移動ベースを設置し、この移動ベースの上に前記フロントプレート及び前記リアプレートを支持するとともに、この移動ベースの上に前記中間プレートを前後方向に移動可能なリニアガイドを介して支持したことを特徴とする。
【００１７】
本発明の射出成形機の射出ユニットによれば、中間プレートを移動ベースの上にリニアガイドを介して支持することによって、従来のように中間プレートの重量をタイバーで支える必要がなくなる。従って、タイバーには中間プレートが前後方向（スクリュの軸方向）に移動する際のガイド機能のみを持たせれば良いことになる。その場合の中間プレートとリニアガイドの間の摩擦力は、中間プレートの重量をタイバーで支えた場合の中間プレートとタイバーの間の摩擦力と比べて、遥かに小さく抑えることができる。その結果、中間プレートの背面と直線運動機構の間にロードセルを取り付け、このロードセルの出力からスクリュの前進推力（射出圧力）を求める際、その測定精度を高めることができる。
【００１８】
また、タイバーの撓みが無くなるので、直線運動機構に芯ずれを生じさせる要因が無くなり、サイドロードによる直線運動機構の寿命低下を防止することができる。
【００１９】
好ましくは、更に、前記リアプレートを、前記移動ベースの上に前後方向に移動可能なリニアガイドを介して支持する。
【００２０】
これによって、リアプレートと移動ベースの間の摩擦力が小さくなるので、スクリュの前進推力に対する反力のほぼ全てをタイバーで受けることができる。その結果、タイバーの弾性歪からスクリュの前進推力（射出圧力）を求める際、その測定精度を高めることができる。
【００２１】
なお、前記直線運動機構は、例えば、ボールネジである。
【００２２】
更に、上記の射出ユニットにおいて、移動ベースを省略することもできる。但し、その場合には、前記中間プレート及び前記リアプレートに加えて、更に、前記フロントプレートを固定ベースの上に前後方向に移動可能なリニアガイドを介して支持する必要がある。
【００２３】
このように構成すれば、射出ユニットの構成を簡略化することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（例１）
図１に、本発明に基づく射出成形機の射出ユニットの一例を示す。
【００２５】
図中、１はベース（固定ベース）、２はバレル、３はノズル、４はスクリュ、５はフロントプレート、６はリアプレート、７は中間プレート、８はタイバー、１２はモータ、１３はボールネジ（直線運動機構）、１７はリニアガイド、２３は摺動ベース（移動ベース）を表わす。
【００２６】
ベース１上にはスベリイタ２２が固定され、スベリイタ２２の上には摺動ベース２３が載せられている。スベリイタ２２の両側面に沿って、ガイド２４ａ、２４ｂがベース１上に取り付けられている。これによって、摺動ベース２３は、横方向（紙面に対して垂直方向）の動きが拘束された状態で、スベリイタ２２の上を前後方向（図の左右方向）に摺動することができる。
【００２７】
摺動ベース２３の上には、フロントプレート５及びリアプレート６が配置され、フロントプレート５とリアプレート６は、複数（２〜４本）のタイバー８で互いに結合されている。フロントプレート５とリアプレート６の間には中間プレート７が配置されている。中間プレート７は、周縁部にタイバー８が貫通する貫通孔を有し、タイバー８によりガイドされて前後方向（図の左右方向）に移動することができる。
【００２８】
この例では、フロントプレート５は、摺動ベース２３の上に固定されている。更に、摺動ベース２３の上には、リニアガイド１７を介して、リアプレート６及び中間プレート７が支持されている。なお、リニアガイド１７は、レール部１７ａ及び可動部１７ｂ、１７ｃから構成され、レール部１７ａは摺動ベース２３の上に固定され、可動部１７ｂはリアプレート６の下端部に固定され、可動部１７ｃは中間プレート７の下端部に固定されている。
【００２９】
バレル２は、先端部にノズル３を備え、このノズル３を介して金型（図示せず）の背面に接続される。バレル２の内部には、スクリュ４が組み込まれている。バレル２内でスクリュ４を回転させることよって、原料樹脂がバレル２内に導入され、加熱及び混練されながらバレル２の先端側に送り込まれる。バレル２の先端側に所定量の溶融樹脂が貯えられた後、バレル２の中でスクリュ４を前進させることよって、溶融樹脂が金型内に射出される。
【００３０】
バレル２の後端部は、フロントプレート５の中央に固定されて支持されている。スクリュ４の後端部は、中間プレート７の中央に軸受け１１を介して支持されている。中間プレート７の上にはサーボモータ１２が載せられている。このサーボモータ１２は、ベルト及びプーリ等を介してスクリュ４に接続されている。このサーボモータ１２は、バレル２内に原料樹脂を導入する際、スクリュ４を回転させるために使用される。
【００３１】
リアプレート６には、ボールネジ１３のハウジング１３ａが固定されている。ボールネジ１３のロッド１３ｂの先端は、ロードセル１４を介して、中間プレート７の背面に固定されている。リアプレート６の上にはサーボモータ１５が載せられている。このサーボモータ１５は、ベルト及びプーリ等を介してボールネジ１３のナット１３ｃに接続されている。このサーボモータ１５は、バレル２から金型内に溶融樹脂を射出する際、中間プレート７を介してスクリュ４を前進させるために使用される。
【００３２】
金型（図示せず）の背面にノズル３を接続する際、あるいは金型の背面からノズル３を切り離す際、アクチュエータ（図示せず）を用いて、摺動ベース２３をスベリイタ２２の上で前後方向に移動することによって、バレル２の前後方向の位置を制御する。
【００３３】
上記の例のように、中間プレート７をリニアガイド１７を介して摺動ベース２３の上に支持することによって、中間プレート７の重量をタイバー８で支える必要がなくなる。従って、タイバー８にはスクリュ４の前進推力をフロントプレート５からリアプレート６に伝達する機能のみを持たせれば良いことになる。その場合の中間プレート７とリニアガイド１７の間の摩擦力は、従来（図３）の様に中間プレート７の重量をタイバー８で支えた場合の中間プレート７とタイバー８の間の摩擦力と比べて、遥かに小さく抑えることができる。これによって、ロードセル１４の出力からスクリュ４の前進推力（射出圧力）を求める際、その測定精度を高めることができる。
【００３４】
また、タイバー８の撓みが無くなるので、ボールネジ１７に芯ずれを生じさせる要因が無くなり、サイドロードによるボールネジ１７の寿命低下を防止することができる。
【００３５】
更に、上記の例のように、リアプレート６を摺動ベース２３の上にリニアガイド１７を介して支持することによって、リアプレート６と摺動ベース２３の間の摩擦力が小さくなるので、スクリュ４の前進推力に対する反力のほぼ全てをタイバー８で受けることができる。その結果、タイバー８に歪検出器９を取り付けて、タイバー８の弾性歪からスクリュ４の前進推力（射出圧力）を求める場合に、その測定精度を高めることができる。
【００３６】
（例２）
図２に、本発明に基づく射出成形機の射出ユニットの他の例を示す。
【００３７】
この例では、先に例における摺動ベース２３、スベリイタ２２、ガイド２４ａ、２４ｂを省略し、リニアガイド１７をベース１上に直接固定している。その代わりに、中間プレート７及びリアプレート６に加えて、更に、フロントプレート５をベース１上にリニアガイド１７を介して支持している。なお、このリニアガイド１７は、レール部１７ａ及び可動部１７ｂ、１７ｃ、１７ｄから構成され、可動部１７ｂはリアプレート６の下端部に固定され、可動部１７ｃは中間プレート７の下端部に固定され、可動部１７ｄはフロントプレート５の下端部に固定されている。
【００３８】
このように構成した場合、金型（図示せず）の背面にノズル３を接続する際、あるいは金型の背面からノズル３を切り離す際、アクチュエータ（図示せず）を用いて、フロントプレート５（または、リアプレート６）をリニアガイド１７の上で前後方向に移動することによって、バレル２の前後方向の位置を制御する。
【００３９】
この様に摺動ベース２３を省略することによって、射出ユニットの構成を簡略化することができる。
【００４０】
なお、上記の例においては、リニアガイド１７のレール部１７ａを、各可動部１７ｂ〜ｄで共通に使用しているが、各可動部１７ｂ〜ｄに対して、それぞれ個別にレール部を設けても良い。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の射出成形機の射出ユニットによれば、中間プレートを移動ベースの上にリニアガイドを介して支持することによって、従来のように中間プレートの重量をタイバーで支える必要がなくなる。その場合の中間プレートとリニアガイドの間の摩擦力は、中間プレートの重量をタイバーで支えた場合の中間プレートとタイバーの間の摩擦力と比べて、遥かに小さく抑えることができる。その結果、中間プレートの背面と直線運動機構の間にロードセルを取り付け、このロードセルの出力からスクリュの前進推力（射出圧力）を求める際、その測定精度を高めることができる。
【００４２】
また、リアプレートを移動ベースの上にリニアガイドを介して支持することによって、リアプレートと移動ベースの間の摩擦力が小さくなるので、スクリュの前進推力に対する反力のほぼ全てをタイバーで受けることができる。その結果、タイバーの弾性歪からスクリュの前進推力（射出圧力）を求める場合に、その測定精度を高めることができる。
【００４３】
更に、本発明の射出成形機の射出ユニットにおいて、移動ベース等を省略し、その代わりに、中間プレート及びリアプレートに加えて、フロントプレートを固定ベース上にリニアガイドを介して支持すれば、射出ユニットの構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく射出成形機の射出ユニットの一例を示す図。
【図２】本発明に基づく射出成形機の射出ユニットの他の例を示す図。
【図３】従来の射出成形機の射出ユニットの一例を示す図。
【符号の説明】
１・・・ベース（固定ベース）、
２・・・バレル、
３・・・ノズル、
４・・・スクリュ、
５・・・フロントプレート、
６・・・リアプレート、
７・・・中間プレート、
８・・・タイバー、
９・・・歪検出器、
１１・・・軸受け、
１２・・・サーボモータ、
１３・・・ボールネジ（直線運動機構）、
１４・・・ロードセル、
１５・・・サーボモータ、
１７・・・リニアガイド、
２２・・・スベリイタ、
２３・・・摺動ベース（移動ベース）、
２４、２４ａ・・・ガイド。
【図１】
0003871534.tif 000002
【図２】
0003871534.tif 000003
【図３】
0003871534.tif 000004