JP4485928B2

JP4485928B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP4485928B2
Application number: JP2004361573A
Authority: JP
Inventors: 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006168058A

Description

本発明は、横型のインラインスクリュ式の射出成形機に係り、特に、横型のインラインスクリュ式の射出成形機における射出系メカニズムの構造に関する。

横型のインラインスクリュ式の射出成形機においては、従来は、スクリュー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を、２本または４本のタイバーに挿通・案内させる構成をとるのが一般的であった。

ところで、移動体に挿通し移動体をガイドするタイバーが２本であると、移動体の安定したガイドを行うために、タイバーピッチを大きく確保する必要があり、このため、タイバーの両端を固定する保持プレートや移動体の横寸法もその分だけ大きくなって、機構のコンパクト化を阻害する。また、移動体の重量が嵩むので、射出駆動系（移動体を直線移動させる駆動系）の回転トルクが大きくなる。また、この種のインラインスクリュ式の射出成形機においては、射出用のサーボモータを１対設けることが多いが、２本のタイバーが保持プレートや移動体の縦方向（高さ方向）の中間位置にあるため、射出用のサーボモータをタイバーの外側に配置せざるを得なく、このため、一層、機構のコンパクト化を阻害する。

他方、移動体に挿通し移動体をガイドするタイバーが４本であると、隣り合うタイバー間のピッチを小さくすることが可能ではあるが、上下のタイバーの間に射出用のサーボモータを配設することが困難となるため、やはり、機構のコンパクト化を阻害する。また、タイバーが４本であると、各タイバーの長さ誤差（公差範囲内の長さ誤差）に起因して、４角形配置の４本のタイバーのうちの３本と他の１本とで力の受け方に不均衡を生じやすく、このため、射出圧力が不均一に作用して、スクリューのカジリの要因となったり、射出圧力を不安定にさせる要因となる。

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、横型のインラインスクリュ式の射出成形機における射出系メカニズムを、コンパクトなものにすることにある。

本発明は、上記した目的を達成するため、加熱シリンダの基端部を保持した第１保持プレートと、該第１保持プレートと所定距離をおいて対向する第２保持プレートと、前記第１保持プレートと前記第２保持プレートとの間で前後進可能な移動体と、該移動体と一体となって前後進するスクリューと、射出用のサーボモータによる回転力を直線移動力に変換して前記移動体に伝達するボールネジ機構と、その一端を前記第１保持プレートに固定され、その他端を前記第２保持プレートに固定されて前記第１保持プレートと前記第２保持プレートとを結合して射出圧力を受けるタイバーと、前記第１保持プレート、前記第２保持プレート及び前記移動体を支承するベース盤を備えた横型のインラインスクリュ式の射出成形機において、前記移動体に前記タイバーを挿通せず、かつ、前記移動体の全重量を、直動軸受部材を介して前記ベース盤に固設されたレール部材にて支承すると共に、前記タイバーの本数を３本として、これら３本のタイバーを、各タイバーの軸線と直交する面で見て逆正三角形の頂点の位置に配設するという構成にした。
また、前記射出用のサーボモータを２つ設けて、２つの射出用のサーボモータにより前記スクリューを前後進駆動するように構成すると共に、前記３本のタイバーのうち上側に位置する２本のタイバーの下方に、前記２つの射出用のサーボモータの少なくとも一部を配置するという構成にした。
さらに、前記３本のタイバーのうち上側に位置する２本のタイバーの間に、前記スクリューを回転駆動する計量用のサーボモータの下部を配置するという構成にした。

本発明によれば、射出系メカニズムのタイバーを３本構造としているので、サーボモータをタイバーの下側やタイバーの間に配置することが容易に可能となり、射出系メカニズムをコンパクトなものにすることができる。また、同一円周上で等間隔な３角形配置の３本タイバー構造であるので、各タイバーの長さに公差内の誤差があっても、各タイバーは等間隔な３点支承で略均等に射出圧力を受けることができ、スクリューにカジリを生じさせる虞や射出圧力を不安定にさせる虞もなくなる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１〜図５は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機の全体外観を示す斜視図である。

図１において、１はベース盤、２は射出系メカニズム、３は型開閉系メカニズムである。射出系メカニズム２において、４は前側保持プレート、５は、前側保持プレート４と所定距離をおいて対向配置された後側保持プレート、６は、その基端部を前側保持プレート４に固定され、その内部に回転並びに前後進可能であるように図示せぬスクリューを配設した加熱シリンダ、７は、前側保持プレート４と後側保持プレート５との間に架け渡らされた３本のタイバー、８は、前側保持プレート４と後保持プレート５との間で前後進可能な移動体、９は、移動体８に搭載された計量用のサーボモータ、１０は、後側保持プレート５に搭載された１対の射出用のサーボモータ（図１では片側のサーボモータ１０のみが示されている）である。なお、移動体８には、図示せぬスクリューの基端部を固定した図示せぬ回転体が回転可能に保持されており、この回転体と一体の後記する被動大プーリ１５が計量用のサーボモータ９で回転駆動されることで、スクリューが回転するようになっている。また、移動体８には、ボールネジ機構の直線移動部材（ここではナット体）１１の一端が固定されており、この直線移動部材１１に螺合しかつ後側保持プレート５に回転可能に保持されたボールネジ機構の回転部材（ここではネジ軸）に固定された後記する被動大プーリ２０が、射出用のサーボモータ１０で回転駆動されることで、移動体８、図示せぬ回転体、スクリューなどが直線移動するようになっている。

また、型開閉系メカニズム３において、３１は型開閉駆動源保持プレート、３２は図示せぬ固定側金型を搭載した固定ダイプレート、３３は、型開閉駆動源保持プレート３１と固定ダイプレート３２との間に架け渡らされた３本のタイバー、３４は、図示せぬ可動側金型を搭載し、型開閉駆動源保持プレート３１と固定ダイプレート３２との間で前後進可能な可動ダイプレート、３５は、型開閉駆動源保持プレート３１に搭載された型開閉用のサーボモータ、３６は、伸張駆動あるいは折り畳み駆動されることで、可動ダイプレート３４を前進／後退させるトグルリンク機構である。なお、トグルリンク機構３６の力の入力端であるクロスヘッドには、図示せぬボールネジ機構の直線移動部材の一端が固定されており、この直線移動部材（ここではネジ軸）に螺合しかつ型開閉駆動源保持プレート３１に回転可能に保持されたボールネジ機構の回転部材（ここではナット体）に固定された図示せぬ被動大プーリが、型開閉用のサーボモータ３５で回転駆動されることで、トグルリンク機構３６により可動ダイプレート３４が前進後駆動されるようになっている。

図２は、本実施形態の射出成形機における、計量用のサーボモータ９から被動大プーリに至る回転伝達機構を示すために、一部を破断し、かつタイバー７のうちの１本や、ノズルタッチロッドのうちの１本などを割愛した状態の要部斜視図である。図２において、１３は計量用のサーボモータ９の回転軸、１４は回転軸１３に固定された駆動小プーリ（歯付きプーリ）、１５は、図示せぬスクリューの基端部を固定した前記した図示せぬ回転体と一体の被動大プーリ（歯付きプーリ）、１６は、駆動小プーリ１４と被動大プーリ１５とに掛け回されたタイミングベルト（歯付きベルト）、１７は、駆動小プーリ１４、タイミングベルト１６、被動大プーリ１５を覆うカバー体である。計量用のサーボモータ９の回転軸１３の回転は、駆動小プーリ１４からタイミングベルト１６を介して被動大プーリ１５へと伝達され、これにより、前記したように図示せぬスクリューが回転する。

図３は、本実施形態の射出成形機における、射出用のサーボモータ１０から被動大プーリに至る回転伝達機構を示すために、一部を破断した状態の要部斜視図である。なお、図３においては、１対の射出用のサーボモータ１０のうちの一方だけの回転伝達機構を示しているが、他方のサーボモータ１０の回転伝達機構についても同様である。図３において、１８は射出用のサーボモータ１０の回転軸、１９は回転軸１８に固定された駆動小プーリ（歯付きプーリ）、２０は、前記したボールネジ機構の直線移動部材１１に螺合しかつ後側保持プレート５に回転可能に保持されたボールネジ機構の回転部材１２に、固定された被動大プーリ（歯付きプーリ）、２１は、駆動小プーリ１９と被動大プーリ２０とに掛け回されたタイミングベルト（歯付きベルト）、２２は、駆動小プーリ１９、タイミングベルト２１、被動大プーリ２０を覆うカバー体である。１対の射出用のサーボモータ１０の回転軸１８の回転は、それぞれ駆動小プーリ１９からタイミングベルト２１を介して、被動大プーリ２０へと同期して合成して伝達され、これにより、ボールネジ機構（回転部材１２→直線移動部材１１）を介して、前記したように、移動体８、図示せぬ回転体、スクリューなどが前後進駆動される。

図４は、ノズルタッチ／バック用のサーボモータとその駆動プーリを割愛した状態の、図２に対応する要部斜視図である。図２〜図４において、４１は、ベース盤１上に固設された１対の平行なレール部材、４２は、前側保持プレート４の下部を固定・担持し、レール部材４１上を直線運動可能なようにレール部材４１に係合された直動軸受部材（図２〜図４）、４３は、後側保持プレート５の下部を固定・担持し、レール部材４１上を直線運動可能なようにレール部材４１に係合された直動軸受部材（図３）、４４は、移動体８の下部を固定・担持し、レール部材４１上を直線運動可能なようにレール部材４１に係合された直動軸受部材（図２〜図４）である。本実施形態では、３本のタイバー７は移動体８には挿通されておらず、移動体８はタイバー７とは完全にフリーな関係をとるようになっており、移動体８はレール部材４１上に直動軸受部材４４を介して担持されて、この直動軸受部材４４により前側保持プレート４と後保持プレート５との間で直線移動可能なようになっている。また、３本のタイバー７により連結された前側保持プレート４と後側保持プレート５、および、ボールネジ機構（回転部材１２、直線移動部材１１）を介して後側保持プレート５に連結された移動体８は、すなわち、前側保持プレート４、後側保持プレート５、移動体８の３者およびそれらに搭載された部材は（つまり、射出ユニットである射出系メカニズム２は）、一体となって、後記するノズルタッチ／バック用のサーボモータの駆動力によって、レール部材４１上を直動軸受部材４２、４３、４４により直線移動可能なようになっている。

また、図３において、５１は、前側保持プレート４に搭載された１対のノズルタッチ／バック用のサーボモータ、５２は、ノズルタッチ／バック用の各サーボモータ５１の回転軸に固定された駆動プーリ、５３は、前側保持プレート４に回転可能に保持され、駆動プーリ５２の回転を図示せぬタイミングベルトを介して伝達される、ボールネジ機構のナット体と一体化された被動プーリ兼ナット体、５４は、その一端を固定ダイプレート３２に固定され、そのネジ部を被動プーリ兼ナット体５３に螺合された１対のノズルタッチ／バックロッドである。なお、図３では、片側のサーボモータ５１、駆動プーリ５２、被動プーリ兼ナット体５３のみが示されている。ノズルタッチ／バック用のサーボモータの回転は、駆動プーリ５２、図示せぬタイミングベルトによって被動プーリ兼ナット体５３に伝達され、被動プーリ兼ナット体５３が回転することで、そのネジ部（ボールネジ機構を構成するネジ部）を被動プーリ兼ナット体５３に螺合させたノズルタッチ／バックロッド５４が、被動プーリ兼ナット体５３に対して前後進し、これによって、射出系メカニズム２全体がレール部材４１に沿って前後進する。そして、連続成形運転時には、射出系メカニズム２が前進した位置をとって、前記加熱シリンダ６の先端の図示せぬノズルが図示せぬ固定側金型の樹脂注入口に押し付けられた、ノズルタッチ状態をとるようになっている。また、ノズルバック状態時には、射出系メカニズム２が後退して、前記加熱シリンダ６の先端の図示せぬノズルが図示せぬ固定側金型の樹脂注入口から離間した状態をとるようになっている。

図５は、タイバー７と、移動体８、計量用のサーボモータ９、１対の射出用サーボモータ１０との、配置関係を示す図である。なお、図５においては、移動体８は中間部分の断面を２点鎖線で描いてある。

図５に示すように、３本のタイバー７は、タイバーの軸線と直交する面で見て逆３角形に配置され、各タイバー７は同一円周上に等間隔に配設されており、先にも述べたように、タイバー７と移動体８とは完全にフリーな関係をとるようになっている。つまり、タイバー７は、従来のように移動体８を挿通し移動体の重量を支える部材としての機能はなく、前側保持プレート４と後側保持プレート５とを一体に連結して、射出圧力を受ける機能のみを担わせてある。このように構成することで、従来のようにタイバーが移動体を挿通した構成をとり、移動体にタイバー摺動用のブッシュを設けているため、ブッシュから滴下するグリースによる汚損が生じていたものに較べて、非常にクリーンな構成とすることが可能となる。さらに、従来のようにタイバーが移動体を挿通した構成をとり、移動体の自重が移動体を前後進させるボールネジ機構にもかかるため、ボールネジに曲げ応力がかかるものに較べて、移動体８は、直動軸受部材４４を介してレール部材４１にその全重量を支承されているので、ボールネジに曲げ応力がかかる虞もないものとなる。さらにまた、同一円周上で等間隔な３角形配置の３本タイバー構造であるので、各タイバーの長さに公差内の誤差があっても、各タイバーは等間隔な３点支承で略均等に射出圧力を受けることができ、スクリューにカジリを生じさせる虞や射出圧力を不安定にさせる虞もなくなる。

また、図５に示すように、本実施形態では、３本のタイバー７のうち上側に位置する２本のタイバー７の下方に、２つの射出用のサーボモータ１０の少なくとも一部がそれぞれ位置するように構成し、３本のタイバー７のうち上側に位置する２本のタイバー７の間に、計量用のサーボモータ９の下部が位置するように構成してある。したがって、３つのサーボモータが、射出系メカニズム２の中心寄りに配設されるので、射出系メカニズム２をコンパクトなものとできるようになっている。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の全体外観を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機おける、計量用のサーボモータから被動大プーリに至る回転伝達機構を示すために、一部を破断し、一部の部材を割愛した状態の要部斜視図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機おける、射出用のサーボモータから被動大プーリに至る回転伝達機構を示すために、一部を破断した状態の要部斜視図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機おける、図２に対応する、一部の部材を割愛した状態の要部斜視図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機おける、タイバーと、移動体、計量用のサーボモータ、１対の射出用サーボモータとの、配置関係を示す説明図である。

符号の説明

１ベース盤
２射出系メカニズム
３型開閉系メカニズム
４前側保持プレート
５後側保持プレート
６加熱シリンダ
７タイバー
８移動体
９計量用のサーボモータ
１０射出用のサーボモータ
１１ボールネジ機構の直線移動部材
１２ボールネジ機構の回転部材
１３計量用のサーボモータの回転軸
１４駆動小プーリ
１５被動大プーリ
１６タイミングベルト
１７カバー体
１８射出用のサーボモータの回転軸
１９駆動小プーリ
２０被動大プーリ
２１タイミングベルト
３１型開閉駆動源保持プレート
３２固定ダイプレート
３３タイバー
３４可動ダイプレート
３５型開閉用のサーボモータ
３６トグルリンク機構
４１レール部材
４２、４３、４４直動軸受部材
５１ノズルタッチ／バック用のサーボモータ
５２駆動プーリ
５３被動プーリ兼ナット体
５４ノズルタッチ／バックロッド

Claims

加熱シリンダの基端部を保持した第１保持プレートと、該第１保持プレートと所定距離をおいて対向する第２保持プレートと、前記第１保持プレートと前記第２保持プレートとの間で前後進可能な移動体と、該移動体と一体となって前後進するスクリューと、射出用のサーボモータによる回転力を直線移動力に変換して前記移動体に伝達するボールネジ機構と、その一端を前記第１保持プレートに固定され、その他端を前記第２保持プレートに固定されて前記第１保持プレートと前記第２保持プレートとを結合して射出圧力を受けるタイバーと、前記第１保持プレート、前記第２保持プレート及び前記移動体を支承するベース盤を備えた横型のインラインスクリュ式の射出成形機において、
前記移動体に前記タイバーを挿通せず、かつ、前記移動体の全重量を、直動軸受部材を介して前記ベース盤に固設されたレール部材にて支承すると共に、
前記タイバーの本数を３本として、これら３本のタイバーを、各タイバーの軸線と直交する面で見て逆正三角形の頂点の位置に配設したことを特徴とする射出成形機。
請求項１に記載の射出成形機において、
前記射出用のサーボモータを２つ設けて、２つの射出用のサーボモータにより前記スクリューを前後進駆動するように構成すると共に、前記３本のタイバーのうち上側に位置する２本のタイバーの下方に、前記２つの射出用のサーボモータの少なくとも一部を配置したことを特徴とする射出成形機。
請求項１に記載の射出成形機において、
前記３本のタイバーのうち上側に位置する２本のタイバーの間に、前記スクリューを回転駆動する計量用のサーボモータの下部を配置したことを特徴とする射出成形機。