(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュと、該スクリュを回転方向と軸方向とに駆動する駆動装置とからなり、前記スクリュの後端部のスクリュ軸は、前記駆動装置により回転方向と軸方向とに駆動される駆動軸と、回転力伝達手段と軸方向力伝達手段とにより結合され、前記スクリュを前記駆動装置により前記回転力伝達手段を介して回転駆動すると、射出材料が前記加熱シリンダの前方の計量室に溶融射出材料として蓄積され、このとき前記スクリュは蓄積される溶融射出材料の圧力、前記軸方向力伝達手段を介して前記スクリュを後退させるサックバック力等により後退し、前記スクリュを前記駆動装置により軸方向に駆動すると、溶融射出材料が金型のキャビテイに射出充填されるようになっている射出成形機であって、
前記軸方向力伝達手段は、前記スクリュ軸と前記駆動軸とに間に設けられ、サックバック時に前記スクリュ軸と前記駆動軸との間の軸方向力を伝達する連結筒と、前記スクリュ軸と前記連結筒との間に介在されている複数個の拘束球と、該拘束球を保持している保持スリーブとからなり、前記保持スリーブは、保持バネにより所定位置に保持され、前記保持スリーブを前記保持バネに抗して移動させると、前記拘束球が移動して前記スクリュ軸は前記連結筒から開放されることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形機において、保持スリーブが、エアシリンダ等からなる駆動装置により、保持バネに抗して移動させるようになっている射出成形機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の射出成形機において、該射出成形機が、金属材料用である射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機に関し、特にマグネシウム合金、アルミニウム合金等の金属材料用として好適な射出成形機に関し、さらに具体的には加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュと、該スクリュを回転方向と軸方向とに駆動する駆動装置とからなり、スクリュの後端部のスクリュ軸は、駆動装置により回転方向と軸方向とに駆動される駆動軸と、回転力伝達手段と軸方向力伝達手段とにより結合され、スクリュを駆動装置により回転力伝達手段を介して回転駆動すると、射出材料が加熱シリンダの前方の計量室に溶融射出材料として蓄積され、このときスクリュは蓄積される溶融射出材料の圧力、軸方向力伝達手段を介してスクリュを後退させるサックバック力等により後退し、スクリュを駆動装置により軸方向に駆動すると、溶融射出材料が金型のキャビテイに射出充填されるようになっている射出成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機例えば金属材料用の射出成形機は、一般に図３に示されているように構成されている。すなわち、図３は従来の金属材料用の射出成形機の一部を示す正面断面図であるが、同図に示されているように、金属材料用の射出成形機は、加熱シリンダ７０、この加熱シリンダ７０の内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ７２、スクリュ７２の後端部に設けられている駆動装置８０等から構成されている。加熱シリンダ７０の図３の（イ）において左方の前方端には、射出ノズルが、そして後方部寄りには粒状、破砕片、切削片の金属材料Ｋ供給用のホッパ７４が設けられている。このような加熱シリンダ７０と射出ノズルの外周部には加熱ヒータ７１が設けられている。
【０００３】
駆動装置８０は、回転モータ８１を備えている。そして、この回転モータ８１により、駆動軸８２が回転駆動されるようになっている。また、駆動軸８２は、図３には示されていないが、駆動装置８０のケーシング８３の中に設けられている油圧ピストン・シリンダユニットによって軸方向にも駆動されるようになっている。このように回転方向と軸方向とに駆動される駆動軸８２には、図３の（イ）において左方に開口した所定深さの凹部が設けられ、この凹部の内周壁に複数個のスプライン溝８４が形成されている。なお、この凹部の底部８５は、スクリュ７２を射出方向に押す押圧部となっている。スクリュ７２の後方は、スクリュ軸７３となってケーシング８３の中まで延び、そしてその先端部に、駆動軸８２のスプライン溝８４と噛み合うスプライン歯７４が形成されている。図３の（イ）は、スクリュ軸７３のスプライン歯７４が駆動軸８２のスプライン溝８４と噛み合い、駆動軸８２とスクリュ軸７３とが接合された状態を示しているが、接合するために２つ割構造の連結部材８６、８６’が適用されている。連結部材８６、８６’の前後両端部には、中心部に向いたフランジ部が形成され、これらのフランジ部が駆動軸８２の円周溝とスクリュ軸７３の円周溝のそれぞれに嵌り、そして図３の（ロ）、（ハ）に示されているように締付ボルト８７、８７で締め付け固定されている。したがって、サックバック時の駆動軸８２の引っ張り力は、これらの連結部材８６、８６’を介してスクリュ７２に伝達されることになる。なお、射出時には駆動軸８２の押圧部８５がスクリュ軸７３の後端部を直接押すことになる。
【０００４】
従来の金属材料用の射出成形機も上記のように構成されているので、次のようにして金属成形品を得ることができる。回転モータ８１を起動すると、駆動軸８２が回転し、スプライン結合されているスクリュ軸７３が回転駆動される。ホッパ７４から金属材料Ｋを加熱シリンダ７０に供給すると、金属材料Ｋはスクリュ７２により前方へ送られるが、このとき加熱ヒータ７１、７１、…から加えられる熱と、スクリュ７２の回転による摩擦熱等により溶融し、そして加熱シリンダ７０の前方の計量室に蓄積される。スクリュ７２は、蓄積される溶融金属材料の圧力、あるいは駆動軸８２から引かれるサックバック力により後退する。所定量蓄積したら計量を終わり、油圧ピストン・シリンダユニットにより、駆動軸８２を軸方向すなわち射出方向に駆動する。そうすると、駆動軸８２の押圧部８５がスクリュ軸７３の後端部を押す。したがって、計量された溶融金属材料が金型のキャビテイに射出充填される。冷却固化を待って金型を開いて金属成形品を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属材料用の射出成形機も、上記のようにして金属成形品を得ることはできるし、ケーシング８３には作業窓Ｍ、Ｍが明けられているので、スクリュ７２を駆動軸８２から外す必要が生じたときには、これらの作業窓Ｍ、Ｍを利用して工具を挿入し、ボルト８７、８７を緩めて連結部材８６、８６’を外すと、スクリュ７２を駆動軸８２から引き出すことはできる。同様にして取り付けることもできる。しかしながら、スクリュ７２の脱着の作業性が悪く、色々な問題もある。例えば、作業性が悪いので、締付ボルト８７、８７の締め付けが不十分になると、成形中に連結部材８６、８６’が脱落し、成形不能に陥ることもあり得る。また、スクリュ軸７３が停止したときの回転位置すなわち締付ボルト８７、８７の位置によっては作業窓Ｍ、Ｍから締付ボルト８７、８７を操作することができず、回転モータ８１を起動して回転位置の調節をしなければならない煩わしさもある。このような作業中に油圧ピストン・シリンダユニットが起動すると、重大な人身事故にもなる。特に、金属材料を用いて成形しているとき、成形を中断すると、スクリュ７２の螺旋溝に残留した溶融金属材料が冷却固化したり、あるいは酸化化合物、窒素化合物等の化合物が生成されて加熱シリンダ７０の内周壁に固着することがあるが、中断したしたときの締付ボルト８７、８７の位置が作業窓Ｍ、Ｍからずれていると、すなわち駆動軸８２が前進した位置で固化し、油圧ピストン・シリンダユニットでも後退しないようなときには、連結部材８６、８６’を外すこともできない。
【０００６】
本発明は、上記したような従来の問題点を解決した射出成形機を提供することを目的とし、具体的にはスクリュ軸すなわちスクリュを駆動軸に対して容易に、しかも安全に脱着できる射出成形機を提供することを目的とし、限定するものではないが、特に金属材料用として好適な射出成形機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、スクリュ軸の後端部と、回転方向と軸方向とに駆動される駆動軸との連結に筒状部材を採用し、この筒状部材とスクリュ軸との間に必要時に容易に移動させ、拘束を解除することができる複数個の拘束球を設けることにより達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は上記目的を達成するために、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュと、該スクリュを回転方向と軸方向とに駆動する駆動装置とからなり、前記スクリュの後端部のスクリュ軸は、前記駆動装置により回転方向と軸方向とに駆動される駆動軸と、回転力伝達手段と軸方向力伝達手段とにより結合され、前記スクリュを前記駆動装置により前記回転力伝達手段を介して回転駆動すると、射出材料が前記加熱シリンダの前方の計量室に溶融射出材料として蓄積され、このとき前記スクリュは蓄積される溶融射出材料の圧力、前記軸方向力伝達手段を介して前記スクリュを後退させるサックバック力等により後退し、前記スクリュを前記駆動装置により軸方向に駆動すると、溶融射出材料が金型のキャビテイに射出充填されるようになっている射出成形機であって、前記軸方向力伝達手段は、前記スクリュ軸と前記駆動軸とに間に設けられ、サックバック時に前記スクリュ軸と前記駆動軸との間の軸方向力を伝達する連結筒と、前記スクリュ軸と前記連結筒との間に介在されている複数個の拘束球と、該拘束球を保持している保持スリーブとからなり、前記保持スリーブは、保持バネにより所定位置に保持され、前記保持スリーブを前記保持バネに抗して移動させると、前記拘束球が移動して前記スクリュ軸は前記連結筒から開放されるように構成される。  請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形機において、保持スリーブが、エアシリンダ等からなる駆動装置により、保持バネに抗して移動させるように構成され、そして請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の射出成形機において、該射出成形機が、金属材料用に選定されている。
【０００８】
【実施の形態】
以下、図１、２により本発明の実施の形態を説明する。図１の（イ）は、本実施の形態に係わる射出成形機１の概略を示す正面図であるが、同図に示されているように、本実施の形態に係わる射出成形機１は、ロック解除装置６０を備え、このロック解除装置６０の解除板６１をエアシリンダ６５で矢印Ａ方向の後方へ駆動すると、スクリュ１０が駆動軸２７から開放あるいは連結が解かれるように構成されている。
【０００９】
以下、さらに詳しく説明する。本実施の形態に係わる射出成形機１も、加熱シリンダ２、この加熱シリンダ２の内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ１０、スクリュ１０の後端部に設けられている駆動装置２０等から構成されている。加熱シリンダ２の、図１の（イ）において左方の前方端には、図には示されていないが射出ノズルが設けられ、この射出ノズルの外周部と加熱シリンダ２の外周部には個々に加熱温度が制御される複数個の加熱ヒータ３、３、…が設けられ、そして図１の（イ）において右方の後方部寄りには射出材料Ｋ供給用のホッパ４が設けられている。スクリュ１０の後端部は、ススクリュ軸１１となって駆動装置２０のハウジング２１の中へ延びている。そして、スクリュ軸１１の中間部寄りの外周部に、図１の（ハ）あるいは図２の（イ）、（ハ）に示されているように、断面形状が半球形の拘束溝１２が形成され、その後方端部寄りの外周部に複数個のスプライン歯１３が軸方向に形成されている。なお、ススクリュ軸１１の後端部は、射出時の押圧面１４となっている。
【００１０】
駆動装置２０は、後述する連結装置４０部分以外は従来周知のように構成されているので、詳しい説明はしないが、ハウジング２１を備えている。そして、このハウジング２１の後方部分は、図１の（ハ）に示されているように駆動シリンダ部２２となり、前方部分は機械室部２３となっている。この機械室部２３の両側部には操作窓２４、２４が明けられている。このようなハウジング２１は、その前端部が加熱シリンダ２の後端部に取り付けられ、そして、ハウジング２１の後端部の端板２５に回転モータ２６が設けられている。この回転モータ２６の出力軸は、スプライン継手、キー等の軸方向にスライド可能な機械的手段を介して駆動軸２７に接続されている。したがって、駆動軸２７は回転モータ２６により回転駆動されるが、軸方向には移動可能である。
【００１１】
ハウジング２１の駆動シリンダ部２２の内部には、ピストン３０が軸方向に駆動可能に設けられている。そして、このピストン３０の後端部と駆動シリンダ部２２の内周面と端板２５とで形成される空間が押出側圧力室３１となり、ピストン３０の筒部の外周面と駆動シリンダ部２２の内周面とで形成される空間が引込側圧力室３２となっている。ピストン３０の内周面に挿入された駆動軸２７は、軸受３３、３３’によって回転自在でかつ軸方向にピストン３０と連動するように保持されている。したがって、ピストン３０が後方すなわちサックバック方向へ駆動されると、駆動軸２７も後方へ駆動されることになる。このように、回転モータ２６とピストン３０とにより回転方向と軸方向とに駆動されるようになっている駆動軸２７には、図１の（ハ）において左方に開口した所定深さの凹部が形成され、この凹部の内周壁に、詳しくは図２の（ハ）、（ニ）に示されているように複数個のスプライン溝２８が軸方向に形成されている。このスプライン溝２８に、前述したスクリュ軸１１のスプライン歯１３がスライド的に噛み合う。なお、この凹部の底部は、図２の（ハ）、（ホ）に示されているように、スクリュ１０を射出方向に押す押圧部２９となっている。また、駆動軸２７の先端部の外周部には、円周溝２９’が形成されている。
【００１２】
連結装置４０は、図２の（イ）、（ハ）に示されているように、本実施の形態では、連結筒４１、保持スリーブ４６、保持バネ５１、複数個例えば４個の拘束球５２、５２、…等から構成されている。連結筒４１は、全体として筒状を呈し、その内部にスクリュ軸１１が挿通されるようなになっている。そして、その後方端部に駆動軸２７の円周溝２９’に嵌るフランジ部４２が形成されている。このフランジ部４２と駆動軸２７の円周溝２９’との係合により、駆動軸２７のサックバック力がスクリュ軸１１に伝わることになる。連結筒４１は段状に縮径され、その前方寄りに複数個本実施の形態では４個の拘束球５２、５２、…を保持する独立した拘束球保持孔４３、４３、…が明けられ、そしてその先端部に半径外方へ延びたフランジ状のストッパ４４が設けられている。これらの拘束球保持孔４３、４３、…の径は、拘束球５２、５２、…と見合った所定径に選定され、軸の中心部に向かってテーパ状に小さくなっている。したがって、拘束球５２、５２、…をこれらの拘束球保持孔４３、４３、…の外周部から入れると、拘束球５２、５２、…の一部分は、拘束球保持孔４３、４３、…から内部へ突き出るが、スクリュ軸１１を抜き出したときでも、内部へ抜け落ちるようなことはない。なお、連結筒４１は、組立の関係上２つ割の構造に構成され、組み立てた後ボルト等で一体化されるようになっている。
【００１３】
保持スリーブ４６は、拘束球５２、５２、…を保持するもので、全体として筒状を呈している。そして、軸方向の略中心部の内面に小径のロック部４７が形成され、その前方寄りに比較的深いロック解除溝４８が形成されている。このロック部４７とロック解除溝４８は、前方に向かって拡径したテーパ部４９により連絡されている。したがって、拘束球５２、５２、…は、これらのロック部４７とロック解除溝４８間をテーパ部４９に案内されて、必要時には容易に移動することができる。保持スリーブ４６の先端部には、半径内方へ延びた当接部５０が設けられ、保持スリーブ４６の後方端部と連結筒４１との間には、保持スリーブ４６を前方へ押す保持バネすなわちコイルスプリング５１が装着されている。このコイルスプリング５１により、保持スリーブ４６は、その先端部の当接部５０が連結部材４１の前端の全周またはその一部に取り付けられたストッパ４４に当接して所定のロック位置に保持される。この状態が図２の（イ）に示されている。
【００１４】
ロック解除装置６０は、本実施の形態では、図１に示されているように、解除板６１、この解除板６１を駆動するエアシリンダ６５、解除板６１を案内する複数本のガイド棒６７、６７、…等から構成されている。解除板６１は、保持スリーブ４６の前方端を後方へ押し、連結装置４０のロックを解除するもので、図１の（ロ）に示されているように、ハウジング２１内を横断し、その両端部は両操作窓２４、２４から外部へ出ている。そして、その中心部には透孔６２が、両端部には複数本個のガイド孔６３、６３、…が明けられている。この透孔６２内をスクリュ軸１１が通っている。エアシリンダ６５は、本実施の形態ではハウジング２１の側部に２個設けられている。そして、そのピストンロッド６６、６６は、前方へ延びて解除板６１に取り付けられている。また、解除板６１のガイド孔６３、６３、に挿通され、これを案内するガイド棒６７、６７、…は、本実施の形態では左右に２本宛計４本取り付けられている。
【００１５】
次に、上記射出成形機を使用した成形例に付いて説明する。ロック解除装置６０のエアシリンダ６５を伸張して解除板６１を前方へ駆動しておく。解除板６１は、図１の（ハ）に示されているように保持スリーブ４６から離間し、連結装置４０のロック状態が維持される。すなわち、連結筒４１の拘束球保持孔４３、４３、…内に保持されている拘束球５２、５２、…の一部分が、図２の（イ）に拡大して示されているように、保持スーリブ４６によりスクリュ軸１１の拘束溝１２に落ち込んだ状態に維持される。これにより、連結筒４１とスクリュ軸１１とが連結される。
【００１６】
回転モータ２６を起動する。そうすると、駆動軸２７が回転され、この駆動軸２７とスプラインにより結合されているスクリュ１０が回転駆動される。ホッパ４から例えば金属材料Ｋを加熱シリンダ２に供給する。そうすると、金属材料Ｋは、スクリュ１０により加熱シリンダ２の前方の計量室に送られるが、このとき従来周知のように、加熱ヒータ３、３、…から加えられる熱と、スクリュ１０の回転による摩擦作用、剪断作用等により生じる熱とにより溶融され、溶融射出材料として計量室に蓄積される。スクリュ１０は、蓄積される溶融射出材料の圧力により後退する。このとき、金属材料Ｋの溶融状態での粘性は小さいので、必要なときには引込側圧力室３２に所定の圧力油を供給する。そうすると、ピストン３０したがって駆動軸２７は後退する。駆動軸２７と連結装置４０を介して接続されているスクリュ１０も後退する。これによりサックバックが行われる。なお、回転モータ２６の出力軸と駆動軸２７は、軸方向にスライド可能な機械的手段により接合されているのが、連結筒４１のフランジ部４２が駆動軸２７の円周溝２９’に係合されているので、スクリュ１０は駆動軸２７、ピストン３０等と共に後退する。スクリュ１０が所定位置まで後退したら計量を終わる。
【００１７】
次いで、押出側圧力室３１に圧力油を供給する。ピストン３０が射出方向に駆動され、これと機械的に接合されている駆動軸２７も射出方向に駆動される。スクリュ軸１１の後端部が、駆動軸２７の押圧部２９で射出方向に駆動される。これにより、計量された溶融射出材料が金型のキャビテイに射出される。冷却固化を待って金型を開き成形品を取り出す。以下、同様にして成形する。
【００１８】
スクリュ１０を駆動軸２７から外すときは、ロック解除装置６０のエアシリンダ６５に圧縮空気を供給して解除板６１を、図１の（イ）、（ハ）において右方の後方へ駆動する。そうすると、保持スリーブ４６はコイルスプリング５１を圧縮して後退し、保持スリーブ４６のロック解除溝４８がスクリュ軸１１の拘束溝１２と整合する。拘束溝１２と保持スリーブ４６とに拘束されていた拘束球５２、５２、…は、開放されて保持スリーブ４６のロック解除溝４８へ落ち込む。これにより、図２の（ハ）、（ニ）に示されているように、連結装置４０の連結状態が解除される。スクリュ１０を引き出す。引き出した状態は図２の（ホ）、（ヘ）に示されている。なお、スクリュ１０を引き出しても、拘束球保持孔４３、４３、…は、前述したように軸心方向に向かってテーパ状に縮径されているので、軸心方向へ落下するようなことはない。
【００１９】
スクリュ１０を駆動軸２７に装着するときは、解除板６１により保持スリーブ４６を、図２の（ハ）、（ニ）に示されているように駆動する。そうして、スクリュ１０を、スクリュ軸１１のスプライン歯１３が駆動軸２７のスプライン溝２８に噛み合った状態でスクリュ軸１１の拘束溝１２が連結筒４１の拘束球保持孔４３、４３、…と整合する位置まで挿入する。次いで、解除板６１を図１の（イ）、（ハ）に示されている位置まで駆動する。そうすると、保持スリーブ４６はコイルスプリング５１の復元力により、その当接部５０が連結筒４１のストッパ４４に突き当たるまで駆動される。このとき、ロック解除溝４８にあった拘束球５２、５２、…は、テーパ部４９に案内されてロック部４７へ移動する。これにより、連結筒４１とスクリュ軸１１は連結される。
【００２０】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば、拘束球５２、５２、…の数は、サックバック力に応じて増減できることは明らかである。また、ロック解除装置６０のエアシリンダ６５は、油圧シリンダに代えることも、また電気的な駆動装置に代えることもできるし、さらには、梃子などを用いて手動的に解除板６１を駆動するように実施することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上ように本発明によると、スクリュの後端部のスクリュ軸は、回転方向と軸方向とに駆動される駆動軸と、回転力伝達手段と軸方向力伝達手段とにより結合され、この軸方向力伝達手段はスクリュ軸と駆動軸とに間に設けられ、サックバック時にスクリュ軸と駆動軸との間の軸方向力を伝達する連結筒と、スクリュ軸と連結筒との間に介在されている複数個の拘束球と、該拘束球を保持している保持スリーブとからなり、保持スリーブを保持バネに抗して移動させると、拘束球が移動してスクリュ軸は連結筒から開放されるようになっいるので、保持スリーブを移動させるだけで、スクリュ軸すなわちスクリュを駆動軸に対して容易に、脱着できるという、本発明に特有の効果が得られる。また、移動させるだけであるから安全でもある。また、保持スリーブは保持バネにより所定位置に保持されているので、ボルト等の他の手段で保持されている場合に比較して、簡単に保持スリーブを保持バネに抗して移動させることができ、また他の発明によると、保持スリーブがエアシリンダ等からなる駆動装置により保持バネに抗して移動させるようになっているので、より簡単にそしてより安全にスクリュを駆動軸に対して脱着できる効果が付加される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係わる射出成形機を示す図で、その（イ）はその一部を断面にして示す正面図、その（ロ）は（イ）において矢視イーイで見た断面図、その（ハ）はその要部の縦断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係わる射出成形機の要部の拡大図で、その（イ）は連結状態にある連結装置の拡大断面図、その（ロ）は（イ）において矢視ローロで見た断面図、その（ハ）は連結解除状態にある連結装置の拡大断面図、その（ニ）は（ロ）において矢視ニーニで見た断面図、その（ホ）はスクリュを抜いた状態にある連結装置の拡大断面図、その（ヘ）は（ホ）において矢視ヘーヘで見た断面図である。
【図３】  従来の射出成形機を示す図で、その（イ）は一部を断面にして示す正面図、その（ロ）は連結装置部分の拡大断面図、その（ハ）は（イ）において矢視ハーハで見た断面図である。
【符号の説明】
１      射出成形機                 ２        加熱シリンダ
１０      スクリュ                 １１        スクリュ軸
１２      拘束溝                   ２０        駆動装置
２７      駆動軸                   ４０        連結装置
４１      連結筒                   ４３        拘束球保持孔
４６      保持スリーブ             ４８        ロック解除溝
５１      コイルスプリング         ５２        拘束球
６０      ロック解除装置           ６１        解除板
６５      エアシリンダ
【図１】
0003734980.tif 000002
【図２】
0003734980.tif 000003
【図３】
0003734980.tif 000004