JP2016221872A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転駆動される射出用ボールネジ軸を確実に停止させることが可能な射出成形機を提供する。
【解決手段】回転駆動される射出用ボールネジ軸１１と、射出用ボールネジ軸１１に同心状に設けられた射出用従動プーリ１３と、射出用ボールネジ軸１１を回転させるときの駆動源である射出用駆動モータ１４と、射出用駆動モータ１４の回転軸に設けられた射出用駆動プーリ１５と、射出用ボールネジ軸１１の回転を阻止するときに用いられる射出用ブレーキ付きモータ１６と、射出用ブレーキ付きモータ１６の回転軸に設けられた射出用ブレーキプーリ１８と、射出用駆動プーリ１５と射出用従動プーリ１３とに掛け回された射出駆動用ベルト１７と、射出用ブレーキプーリ１８と射出用従動プーリ１３とに掛け回された射出用ブレーキベルト１９とを備える。射出用駆動プーリ１５の径よりも射出用ブレーキプーリ１８の径を大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形体を成形するときに動作される駆動軸を備えた射出成形機に関し、特に、駆動軸の回転を強制的に停止させたり保持することが可能な射出成形機に関する。

従来から用いられている一般的な射出成形機は、大別すると、金型の型開閉を行う型開閉ユニットと、型閉された金型のキャビティに樹脂材料を射出する射出ユニットとを備えている。型開閉ユニットや射出ユニットには、回転運動を直線運動に変換する、ボールネジ軸と該ボールネジ軸に螺合されたボールナットとからなるボールネジ機構を備えたものがある。

特許文献１には、ボールネジ機構を備えた型締装置が開示されている。当該型締装置においては、型開閉動作を強制的に停止できるよう、型開閉するときに動作されるボールネジ軸の駆動を、強制的に阻止するブレーキ装置を備えている。

特開２００９−２８６１３７号公報

特許文献１においては、電動モータのモータ軸に取り付けられた駆動プーリと従動プーリとに掛け渡されたベルトが破断したとしても、ブレーキ装置が作動されることにより、ボールネジ軸を停止させることが可能であるが、故障等により、ブレーキ装置を作動させたときの制動力よりも、ボールネジ軸を回転駆動させる電動モータの駆動力が大きくなると、ボールネジ軸を強制的に停止させることが困難となることから、安全性等の観点から確実にボールネジ軸を停止させることが可能な技術が望まれていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回転駆動されるボールネジ軸等の駆動軸を備えた射出成形機において、当該駆動軸をできるだけ確実に停止させることが可能な射出成形機を提供することを目的とする。

本射出成形機の発明は、
回転駆動される駆動軸と、
該駆動軸に一体であって該駆動軸に同心状に設けられた従動プーリと、
前記駆動軸を回転させるときに駆動源として用いられる駆動モータと、
該駆動モータの回転軸に設けられた駆動プーリと、
前記駆動軸の回転を阻止するときに用いられるブレーキ付きモータと、
該ブレーキ付きモータの回転軸に設けられたブレーキプーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとに掛け回された駆動用ベルトと、
前記ブレーキプーリと前記従動プーリとに掛け回されたブレーキベルトと、を備え、
前記駆動プーリの径よりも前記ブレーキプーリの径を大きくしたことを特徴とする。

本射出成形機の発明は、
前記ブレーキ付きモータの最大制動力は、前記駆動モータの最大回転力と同等又はこれを超えるものであることを特徴とする。

本射出成形機の発明は、
前記駆動軸は、金型のキャビティに樹脂材料を射出するときに、前記駆動モータを駆動源として回転される射出駆動軸であることを特徴とする。

本射出成形機の発明は、
前記駆動軸は、金型を型開閉するときに、前記駆動モータを駆動源として回転される型開閉軸であることを特徴とする。

本発明によれば、駆動プーリの径よりもブレーキプーリの径を大きくしたことから、駆動プーリと従動プーリとの減速比よりも、ブレーキプーリと従動プーリとの減速比を大きくすることができ、これにより、駆動軸を回転させようとする力よりも当該駆動軸を停止状態で保持する力を増大することが可能となる。よって、仮にブレーキ付きモータの制動力と駆動モータの回転力とが同等のものを採用した場合であっても、駆動軸の回転中に故障等の不具合が生じたときに、ブレーキ付きモータの作動により駆動軸を確実に停止させることができる。さらには、停止させた駆動軸が回転されることがないよう確実に保持することも可能となる。

さらに、ブレーキ付きモータの最大制動力は、駆動モータの最大回転力と同等又はこれを超えるものであることから、駆動プーリ側とブレーキプーリ側とのプーリ比によって、たとえ駆動モータの回転駆動に伴い駆動軸が高速回転されていたりしても、駆動軸を確実に停止させることができる。しかも、停止させた駆動軸が回転されることがないよう、より確実に保持することも可能となる。

また、駆動軸は、金型のキャビティに樹脂材料を射出するときに、駆動モータを駆動源として回転される射出駆動軸であり、仮に、金型のキャビティへの樹脂材料の射出中に不具合が生じたとしても、上述した作用効果により、射出動作を緊急的に確実に中断することができる。

また、駆動軸は、金型を型開閉するときに、駆動モータを駆動源として回転される型開閉軸であることから、仮に、金型の型開閉中に不具合が生じたとしても、上述した作用効果により、型開閉動作を緊急的に確実に中断することができる。さらに、当該中断中等に、金型の開閉動作が行われることがないよう確実に保持することができることから、金型のメンテナンス等を行うときの安全性を高めることができる。

本発明の一例の射出成形機に構成される射出ユニットを示す構成図である。 本発明の一例の射出成形機に構成される型開閉ユニットを示す構成図である。

以下、本発明の実施形態の射出成形機について図１及び図２により説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

本実施形態の射出成形機は、大別すると、金型のキャビティに樹脂材料を射出す射出ユニット１と金型の型開閉を行う型開閉ユニット２とから構成されている。

図１に示す射出ユニット１には、相対向して設けられたフロントプレート３とリヤプレート４、フロントプレート３とリヤプレート４とを連結した射出用タイバー５、樹脂材料の投入されるホッパ口６、ホッパ口６を通じて供給された樹脂材料を内部で溶融する加熱シリンダ７、加熱シリンダ７の先端に装着され、型閉された金型のキャビティへ溶融された樹脂材料を射出する射出ノズル８、加熱シリンダ７の内部に軸方向に進退自在にかつ周方向に回転自在に設けられたスクリュー９、スクリュー８の基端部を回転自在に支持するプッシャープレート１０、リヤプレート４に回転自在に支持された射出駆動軸たる射出用ボールネジ軸１１、射出用ボールネジ軸１１と螺合された、プッシャープレート１０に固定されたボールナット１２、射出用ボールネジ軸１１に一体であって、該射出用ボールネジ軸１１に同心状に設けられた射出用従動プーリ１３、射出工程を行うときに駆動源として用いられる射出用駆動モータ１４、射出用駆動モータ１４の回転軸に設けられた射出用駆動プーリ１５、射出用ボールネジ軸１１の回転を阻止するときに用いられる射出用ブレーキ付きモータ１６、射出用駆動プーリ１５と射出用従動プーリ１３とに掛け回された射出駆動用ベルト１７、射出用ブレーキ付きモータ１６の回転軸に設けられた射出用ブレーキプーリ１８、射出用ブレーキプーリ１８と射出用従動プーリ１３とに掛け回された射出用ブレーキベルト１９、計量工程のときに計量用ベルト２０と計量用プーリ２１を介してスクリュー９を回転させる計量用モータ２２、及び、圧力検出手段たるロードセル２３等を備える。

なお、前記射出用駆動モータ１４を回転駆動した際には、その駆動力が、射出用駆動プーリ１５、射出用駆動用ベルト１７、射出用従動プーリ１３、射出用ボールネジ軸１１の順に伝達され、射出用ボールネジ軸１１が回転されるのに伴いボールナット１２が進退されると、これに伴いスクリュー９が進退される。そして、スクリュー９が前進されるときには、この前進動作に伴い、射出ノズル８から金型のキャビティに樹脂材料が射出される。

また、本実施形態においては、射出用ブレーキプーリ１８の径は、射出用駆動プーリ１５の径よりも大きいものを採用し、射出用ブレーキ付きモータ１６の最大制動力は、射出用駆動モータ１４の最大回転力を超えるものを採用しているが、射出用ブレーキ付きモータ１６の最大制動力と、射出用駆動モータ１５の最大回転力とは同等であってもよい。

次に、図２により型開閉ユニット２について説明する。同図に示すように、型開閉ユニット２には、固定金型３０の装着される固定ダイプレート３１、型開閉駆動軸たる型開閉用ボールネジ軸３２、型開閉用ボールネジ軸３２が回転自在に支持されたテールストック３３、固定ダイプレート３１とテールストック３３とに架設された型開閉用タイバー３４、型開閉用タイバー３４の長手方向（横方向）に摺動自在に設けられた、可動金型３５の装着される可動ダイプレート３６、型開閉用ボールネジ軸３２が回転されるのに伴い可動ダイプレート３６を進退させ、固定金型３０に対し可動金型３５の型開閉を行うトグルリンク機構３７、型開閉用ボールネジ軸３２に一体であって、該型開閉用ボールネジ軸３２に同心状に設けられた型開閉用従動プーリ３８、型開閉工程を行うときに駆動源として用いられる型開閉用駆動モータ３９、型開閉用駆動モータ３９の回転軸に設けられた型開閉用駆動プーリ４０、型開閉用ボールネジ軸３２の回転を阻止するときに用いられる型開閉用ブレーキ付きモータ４１、型開閉用駆動プーリ４０と型開閉用従動プーリ３８とに掛け回された型開閉駆動用ベルト４２、型開閉用ブレーキ付きモータ４１の回転軸に設けられた型開閉用ブレーキプーリ４３、及び、型開閉用ブレーキプーリ４３と型開閉用従動プーリ３８とに掛け回された型開閉用ブレーキベルト４４等を備える。

なお、前記型開閉用駆動モータ３９を回転駆動した際には、その駆動力が、型開閉用駆動プーリ４０、型開閉駆動用ベルト４２、型開閉用従動プーリ３８、型開閉用ボールネジ軸３２の順に伝達され、型開閉用ボールネジ軸３２が回転されるのに伴い、トグルリンク機構３７が伸長・屈曲されることにより、金型の型開閉が行われる。

また、本実施形態においては、型開閉用ブレーキプーリ４３の径は、型開閉用駆動プーリ４０の径よりも大きいものを採用し、型開閉用ブレーキ付きモータ４１の最大制動力は、型開閉用駆動モータ３９の最大回転力を超えるものを採用しているが、型開閉用ブレーキ付きモータ４１の最大制動力と、型開閉用駆動モータ３９の最大回転力とは同等であってもよい。

以上のような本実施形態の射出成形機によれば、駆動プーリ（射出用駆動プーリ１５，型開閉用駆動プーリ４０）の径よりもブレーキプーリ（射出用ブレーキプーリ１８，型開閉用ブレーキプーリ４３）の径を大きくしたことから、駆動プーリ（射出用駆動プーリ１５，型開閉用駆動プーリ４０）と従動プーリ（射出用従動プーリ１３，型開閉用従動プーリ３８）との減速比よりも、ブレーキプーリ（射出用ブレーキプーリ１８，型開閉用ブレーキプーリ４３）と従動プーリ（射出用従動プーリ１３，型開閉用従動プーリ３８）との減速比を大きくすることができ、これにより、駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）を回転させようとする力よりも当該駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）を停止状態で保持する力を増大することが可能となる。よって、仮にブレーキ付きモータ（射出用ブレーキ付きモータ１６，型開閉用ブレーキ付きモータ４１）の制動力と駆動モータ（射出用駆動モータ１４，型開閉用駆動モータ３９）の回転力とが同等のものを採用した場合であっても、駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）の回転中に故障等の不具合が生じたときに、ブレーキ付きモータ（射出用ブレーキ付きモータ１６，型開閉用ブレーキ付きモータ４１）の作動により、駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）を確実に停止させることができる。さらには、停止させた駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）が回転されることがないよう確実に保持することも可能となる。

さらに、ブレーキ付きモータ（射出用ブレーキ付きモータ１６，型開閉用ブレーキ付きモータ４１）の最大制動力は、駆動モータ（射出用駆動モータ１４，型開閉用駆動モータ３９）の最大回転力と同等又はこれを超えるものであることから、駆動プーリ（射出用駆動プーリ１５，型開閉用駆動プーリ４０）側とブレーキプーリ（射出用ブレーキプーリ１８，型開閉用ブレーキプーリ４３）側とのプーリ比によって、たとえ駆動モータ（射出用駆動モータ１４，型開閉用駆動モータ３９）の回転駆動に伴い駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）が高速回転されていたりしても、駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）を確実に停止させることができる。しかも、停止させた駆動軸（射出用ボールネジ軸１１，型開閉用ボールネジ軸３２）が回転されることがないよう、より確実に保持することも可能となる。

また、射出用ブレーキ付きモータ１６を作動させ射出用ボールネジ軸１１を確実に停止させることができることから、仮に、金型のキャビティへの樹脂材料の射出中に不具合が生じたとしても、射出動作を緊急的に確実に中断することができる。

また、型開閉用ブレーキ付きモータ４１を作動させ型開閉用ボールネジ軸３２を確実に停止させることができることから、仮に、金型の型開閉中に不具合が生じたとしても、型開閉動作を緊急的に確実に中断することができる。さらに、当該中断中等に、金型の開閉動作が行われることがないよう確実に保持することができることから、金型のメンテナンス等を行うときの安全性を高めることができる。

また、本実施形態の従動プーリ（射出用従動プーリ１３，型開閉用従動プーリ３８）においては、駆動用ベルト（射出駆動用ベルト１７，型開閉駆動用ベルト４２）と、ブレーキベルト（射出用ブレーキベルト１９，型開閉用ブレーキベルト４４）とを掛け回すことができるように、幅広のものを採用しているが、こうした幅広の従動プーリを、既存の射出成形機の幅狭の従動プーリに代えて採用することで、駆動軸の回転を制動する機能のない既存の射出成形機においても、駆動軸の制動機能を後付けで容易に組み付けることができる。

以上本実施形態の射出成形機について説明したが、種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態では、駆動軸が、射出駆動軸（射出用ボールネジ軸１１）や型開閉駆動軸（型開閉用ボールネジ軸３２）であることについて説明したが、駆動軸として、金型に張り付けた成形体を取り出すときに用いられるイジェクト軸であってもよい。

１ 射出ユニット
２ 型開閉ユニット
３ フロントプレート
４ リヤプレート
５ 射出用タイバー
６ ホッパ口
７ 加熱シリンダ
８ 射出ノズル
９ スクリュー
１０ プッシャープレート
１１ 射出用ボールネジ軸（（射出）駆動軸）
１２ ボールナット
１３ 射出用従動プーリ（従動プーリ）
１４ 射出用駆動モータ（駆動モータ）
１５ 射出用駆動プーリ（駆動プーリ）
１６ 射出用ブレーキ付きモータ（ブレーキ付きモータ）
１７ 射出駆動用ベルト（駆動用ベルト）
１８ 射出用ブレーキプーリ（ブレーキプーリ）
１９ 射出用ブレーキベルト（ブレーキベルト）
２０ 計量用ベルト
２１ 計量用プーリ
２２ 計量用モータ
２３ ロードセル
３０ 固定金型
３１ 固定ダイプレート
３２ 型開閉用ボールネジ軸（（型開閉）駆動軸）
３３ テールストック
３４ 型開閉用タイバー
３５ 可動金型
３６ 可動ダイプレート
３７ トグルリンク機構
３８ 型開閉用従動プーリ（従動プーリ）
３９ 型開閉用駆動モータ（駆動モータ）
４０ 型開閉用駆動プーリ（駆動プーリ）
４１ 型開閉用ブレーキ付きモータ（ブレーキ付きモータ）
４２ 型開閉駆動用ベルト（駆動用ベルト）
４３ 型開閉用ブレーキプーリ（ブレーキプーリ）
４４ 型開閉用ブレーキベルト（ブレーキベルト）

Claims (4)

1. 回転駆動される駆動軸と、
   該駆動軸に一体であって該駆動軸に同心状に設けられた従動プーリと、
   前記駆動軸を回転させるときに駆動源として用いられる駆動モータと、
   該駆動モータの回転軸に設けられた駆動プーリと、
   前記駆動軸の回転を阻止するときに用いられるブレーキ付きモータと、
   該ブレーキ付きモータの回転軸に設けられたブレーキプーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリとに掛け回された駆動用ベルトと、
   前記ブレーキプーリと前記従動プーリとに掛け回されたブレーキベルトと、を備え、
   前記駆動プーリの径よりも前記ブレーキプーリの径を大きくしたことを特徴とする射出成形機。
2. 前記ブレーキ付きモータの最大制動力は、前記駆動モータの最大回転力と同等又はこれを超えるものであることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記駆動軸は、金型のキャビティに樹脂材料を射出するときに、前記駆動モータを駆動源として回転される射出駆動軸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
4. 前記駆動軸は、金型を型開閉するときに、前記駆動モータを駆動源として回転される型開閉軸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。

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