JP4565660B2 - 電動式射出装置 - Google Patents

Description

この発明は、射出加熱筒内のスクリュの射出駆動を電動モータにより行う電動式射出装置に関するものである。

電動式射出装置では、射出加熱筒を備えた前プレートと、射出駆動用の電動モータを備えた後プレートとの間に、射出加熱筒内のスクリュの後端を回転自在に保持した中間プレート（射出プレート）を進退自在に設け、その中間プレートを貫通して設けた鋼棒によるタイバーにより前後プレートを連結し、電動モータの回転を直線運動に変換する射出駆動手段を後プレートと射出プレートとにわたり設けている。また射出圧力の測定手段として、ロードセルを射出駆動手段のボールねじ軸の先端と中間プレートの背面中央との間に設けるか、またはタイバーに歪み検出器を取付けている。
特開２００３−８０５５９号公報

上記ロードセルによる射出圧力の検出では、ボールねじ軸の中心軸線上にロードセルを配設して偏荷重による検出誤差を防止している。このため中間プレートにロードセルの収容部を設ける必要があり、それだけ中間プレートの内部構造が複雑となるので、電動式射出装置が小型化されるほど採用し難い課題を有する。

またタイバーの歪みによる射出圧力の検出では、タイバーに歪み検出器を取付けるだけで済むので、ロードセルによる場合よりも簡単に済むが、タイバーが中間プレートを貫通して前後プレートに架設された状態にあることから、中間プレートの荷重を受けて撓んだり、移動時に摩擦抵抗を受けるなどして射出圧力の検出精度が低下し易い。またタイバーの長さは前後プレート間の距離に制約され、その伸びによる歪み量も長さに比例することから、射出装置の小型化による前後プレート間の距離の短縮に伴いタイバーの径も小径にして、射出圧力に対応した伸びが生ずるようにする必要がある。しかし、規格品である歪み検出器を小径のタイバーに適合するように小型化することは検出精度の点から難しく、取付精度の点からも難しい場合がある。

この発明の目的は、前後プレートの連結に長尺の鋼板を採用し、その鋼板を圧力検出用の歪み部材とすることによって、電動式射出成形機の小型化（例えば型締力５ｔ以下）に伴う射出装置の小型化においても、通常に使用されている規格品の歪み検出器の採用が可能となり、また前後プレート間の射出プレートによる荷重の干渉を受けることなく、射出圧力や背圧力を鋼板の歪み量から正確に測定することができる新たな電動式射出装置を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、射出加熱筒を備えた前プレートと、射出駆動用の電動モータを備えた後プレートと、両プレート間に進退自在に位置して射出加熱筒内のスクリュの後端を回転自在に保持した射出プレートと、上記電動モータの回転を直線運動に変換して射出プレートを前進移動する射出駆動手段とからなり、それらプレートを機台上面に敷設したガイド手段の摺動台に固着して機台上に移動自在に立設するとともに、上記前プレートと後プレートを上記射出プレートから離してプレート両側に架設した長尺の鋼板により連結し、その鋼板の少なくとも一方を側面に歪み検出器を添設して圧力検出用の歪み部材としてなる、というものである。

また上記射出駆動手段は、上記射出プレートを貫通して前プレートと後プレートの面内両側に平行に軸承した一対の回転自在なボールねじ軸と、射出プレートの各ボールねじ軸の貫通部位内にボールねじと螺合して設けた一対のボールナット部材とからなり、そのボールねじ軸と平行に上記長尺の鋼板を前プレートと後プレートの両側に架設してなる、というものである。

また上記ガイド手段は、機台上面の両側に敷設したリニアガイドレールと、そのリニアガイドレールに摺動自在に嵌合したリニアガイド部材と、そのリニアガイド部材を下面に取付けてリニアガイドレールに設けた上記摺動台とからなる、というものである。

上記構成では、前後プレートを連結している長尺の鋼板が、射出プレートから離れているので、射出プレートの荷重による撓みの影響や移動に伴う摩擦抵抗の影響も受けず、また前後プレートを射出プレートとともに機台上面のガイド手段により支持して、プレート下部の支持部における摩擦抵抗をも低減したことから、鋼板を歪み部材として圧力検出を行うものであっても、鋼板の歪み量から射出圧力と背圧力の両方を正確に測定することができる。

また歪み部材が鋼板であることによって、前後プレートへの取付けは板面を背としてプレート側面に当接して行われることから、鋼板が前後プレートに架設された状態にあっても自重により撓むこともなく、板面によって歪み検出器の取付けスペースも確保されるので、射出装置の前後プレート間の距離が著しく短い超小型成形機（例えば型締力１０ＫＮ以下）であっても射出圧力及び背圧力の検出を正確に行い得る。

図中１は前プレート、２は後プレート、３は射出プレートで、それらは機台４の上面両側に敷設したガイド手段５に設けた摺動台６に個々に設置してある。ガイド手段５はリニアガイドレール５ａと、各摺動台６の下部内に取付けてレールに摺動自在に嵌合したリニアガイド部材５ｂからなる。

前プレート１は前部中央に射出用のスクリュ７を回転かつ進退自在に内装した射出加熱筒８を備え、後プレート２はサーボモータによる射出駆動用の電動モータ９を備えている。また射出プレート３は前後プレート１，２の間に進退自在に位置しており、前プレート１の射出加熱筒８の後部から突出した上記スクリュ７の後端を、中央部内に設けた回転軸７ａに連結して、該スクリュ７を回転自在に保持している。回転軸７ａの前端には計量用の電動モータ（図は省略）の回転を伝達するプーリ１０が取付けてある。

上記前プレート１と後プレート２の対角線上の面内両側には、上記射出プレート３を貫通して一対の回転自在なボールねじ軸１１，１１が平行に軸承してある。また射出プレート３の各ボールねじ軸１１，１１が貫通する部位内には、一対のボールナット部材１２，１２が各ボールねじ軸１１，１１と螺合して設けあり、そのボールナット部材１２，１２によりボールねじ軸１１，１１の回転が射出プレート３の直線移動に変換されて、射出プレート３が上記スクリュ７と共に前進して射出駆動するようにしてある。このボールねじ軸１１，１１の電動モータ９による回転は、後プレート２の後面から突出した軸端のプーリ１３，１３と、電動モータ９の駆動軸端のプーリ１４とにわたり掛け設けた駆動ベルト１５を介して行われる。

また前プレート１と後プレート２は、両側の上下位置に架設した長尺の鋼板１６′，１６″により連結してある。この鋼板１６′，１６″は断面が長方形で同一断面積からなり、その断面積は射出圧力の検出に必要な歪み量と、鋼板材質とを考慮して、必要な断面積となるように設定されている。また鋼板１６′，１６″は上記ボールねじ軸１１，１１と平行に射出プレート３から離して、幅広に形成した両端を両プレートの側面に板面を背として取付けてあり、上部鋼板１６′に歪み検出器１７（ミネベア社製タイバーセンサ：ＵＸ０１０）がボルトにより締着して両側面に添設してある。これにより上部鋼板１６′を圧力検出用の歪み部材として、鋼板１６′の歪み量から射出圧力や背圧力を測定できるようにしてある。

１８はノズルタッチ手段で、先端部がボールねじ軸の回動軸１５ａを、後プレート２と射出プレート３の下部中央に挿通して、ボールねじ部を前プレート１の下部中央に内設したボールナット部材１５ｂに螺入し、前プレート１から突出した軸先端と型締装置の固定盤１９との間に、バネによる通常構造のノズルタッチ力発生器１８ｃを配設したものからなる。

このノズルタッチ手段１８では、回動軸１８ａの軸後端を機台４の上面中央に設置したブレーキ付き電動モータ２０に連結して、該電動モータにより回動軸１８ａを正逆回転できるようにしてあり、正回転（左回転）では前プレート１と共に後プレート２及び射出プレート３が前進移動して、図示のように射出加熱筒８の先端のノズルが金型１９ａとタッチするとともに、ノズルタッチ力発生器１８ｃを弾撥作動する。また逆回転（右回転）では後退移動してノズルが金型１９ａから離れる。

上記構成では、図１に示すノズルタッチ状態において、ボールねじ軸１１，１１が正回転（左回転）すると、射出プレート３が射出スクリュ７と共に前進移動して、射出加熱筒８の先端部内に計量した溶融樹脂を射出スクリュ７が加圧し、ノズルから金型１９ａに溶融樹脂を射出する。この射出圧力に対する反力はボールねじ軸１１，１１を経て後プレート２に作用する。後プレート３は機台上に固定されずに前プレート１と共にリニアガイドレール５ａにより支持され、また両側の鋼板１６′，１６″により前プレート１と連結されていることから、反力は鋼板１６′，１６″に引張力として集中し、鋼板１６′，１６″が伸びて歪みが発生する。

また射出スクリュ７の回転による樹脂の可塑化及び計量に際しても、射出プレート３の後退移動をボールねじ軸１１，１１の回転制御（右回転）により制御して、樹脂圧に対応する背圧力を発生していることから、その背圧力の反力が後プレート３に作用する。これにより射出時と同様に鋼板１６′，１６″が引張られて歪みが発生する。

この鋼板１６′，１６″の歪み量は鋼板１６′の側面の歪み検出器１７により検出される。引張りによる歪み量は射出圧力や背圧力に応じて異なるので、そこに検出された鋼板１６′の歪み量から射出圧力や背圧力を測定することができる。また断面が長方形の鋼板１６′，１６″を、射出プレート３に挿通することなく、板面を背として前後プレートの側面に当接し、両プレートを連結したことから、射出プレート３の荷重の干渉による鋼板１６′，１６″の撓みは皆無となり、板体が前後プレートに架設された状態にあっても自重により撓むこともないので、射出圧力よりも著しく低い背圧力をも鋼板１６′の歪み量から正確に測定することができる。

なお、図は省略するが、上記歪み検出器１７は鋼板１６′，１６″の両方に取付けてもよく、この場合には両方から検出した歪み量の平均値を検出値とすることができるので、圧力測定の精度が更に向上するようになる。

この発明に係る電動式射出装置の側面図である。 同上の平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ 前プレート
２ 後プレート
３ 射出プレート
４ 機台
５ ガイド手段
５ａ リニアガイドレール
５ｂ リニアガイド部材
６ 摺動台
７ 射出スクリュ
８ 射出加熱筒
９ 射出駆動用の電動モータ
１１ ボールねじ軸
１２ ボールナット部材
１６′１６″ 鋼板
１７ 歪み検出器

Claims (3)

1. 射出加熱筒を備えた前プレートと、射出駆動用の電動モータを備えた後プレートと、両プレート間に進退自在に位置して射出加熱筒内のスクリュの後端を回転自在に保持した射出プレートと、上記電動モータの回転を直線運動に変換して射出プレートを前進移動する射出駆動手段とからなり、それらプレートを機台上面に敷設したガイド手段の摺動台に固着して機台上に移動自在に立設するとともに、上記前プレートと後プレートを上記射出プレートから離してプレート両側に架設した長尺の鋼板により連結し、その鋼板の少なくとも一方を側面に歪み検出器を添設して圧力検出用の歪み部材としてなることを特徴とする電動式射出装置。
2. 上記射出駆動手段は、上記射出プレートを貫通して前プレートと後プレートの面内両側に平行に軸承した一対の回転自在なボールねじ軸と、射出プレートの各ボールねじ軸の貫通部位内にボールねじと螺合して設けた一対のボールナット部材とからなり、そのボールねじ軸と平行に上記長尺の鋼板を前プレートと後プレートの両側に架設してなることを特徴とする請求項１記載の電動式射出装置。
3. 上記ガイド手段は、機台上面の両側に敷設したリニアガイドレールと、そのリニアガイドレールに摺動自在に嵌合したリニアガイド部材と、そのリニアガイド部材を下面に取付けてリニアガイドレールに設けた上記摺動台とからなることを特徴とする請求項１記載の電動式射出装置。

Images