JP2000071287A - 射出成形機のノズルタッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】目標のノズルタッチ力を小さくし、金型装置の
寿命を長くするとともに、射出ノズル内の樹脂の温度を
高くする。 【解決手段】フレーム２１と、移動自在に配設され、射
出ノズル１３を備えた射出装置１０と、該射出装置１０
を進退させるためのモータ２５と、該モータ２５の回転
力を推力に変換し、該推力を前記射出装置１０に伝達す
る変換手段と、該変換手段と前記射出装置１０との間に
配設され、ノズルタッチ力ｆを蓄える蓄積手段とを有す
る。前記射出装置１０は射出力Ｆに対応して変位する変
位部材を備え、前記蓄積手段は変位部材に取り付けられ
る。射出力Ｆが発生するのに伴って変位部材が変位する
ので、変位部材の変位量Δｘに対応するノズルタッチ力
ｆが蓄えられる。射出力Ｆの大きさに対応させて十分な
だけのノズルタッチ力ｆを発生させることができるの
で、目標のノズルタッチ力がその分小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機のノズ
ルタッチ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機は射出装置及び金型装
置を備え、前記射出装置の加熱シリンダ内において、加
熱されて溶融させられた樹脂を射出ノズルから射出する
ようにしている。そして、射出された樹脂が、金型装置
内のキャビティ空間に充填（てん）され、冷却されて固
化された後、金型装置を開いて成形品を取り出すように
なっている。

【０００３】図２は従来の射出成形機の概念図、図３は
従来の射出成形機のノズルタッチ特性図である。なお、
図３において、横軸に時間ｔを、縦軸に射出力Ｆ及びノ
ズルタッチ力ｆを採ってある。図において、１０は射出
装置、１１は加熱シリンダ、１３は該加熱シリンダ１１
の前端（図２における左端）に配設された射出ノズルで
ある。前記加熱シリンダ１１内には、図示されないスク
リューが回転自在に、かつ、進退自在に配設され、該ス
クリューを回転させたり、進退させたりすることができ
るようになっている。

【０００４】そのために、前記加熱シリンダ１１の後端
（図２における右端）にフロントプレート３１が、該フ
ロントプレート３１の後方（図２における右方）に所定
の距離を置いてリヤプレート３２が配設され、前記フロ
ントプレート３１とリヤプレート３２との間に４本のガ
イドロッド３３（図２において、２本のガイドロッド３
３だけが示される。）が架設される。また、前記フロン
トプレート３１とリヤプレート３２との間には、ガイド
ロッド３３に沿ってプレッシャプレート３４が移動自在
に配設され、該プレッシャプレート３４に前記スクリュ
ーの後端が回転自在に支持される。そして、前記プレッ
シャプレート３４にボールナット３６が固定され、リヤ
プレート３２にボールねじ軸３７が回転自在に支持さ
れ、前記ボールナット３６とボールねじ軸３７とが螺
（ら）合させられるとともに、前記ボールねじ軸３７は
図示されない射出用モータに連結される。

【０００５】したがって、該射出用モータを駆動してボ
ールねじ軸３７を回転させると、前記ボールナット３６
が進退させられ、該ボールナット３６と共にスクリュー
も進退させられる。該スクリューは、前端にスクリュー
ヘッドを有する。また、前記スクリューのメータリング
部の表面には、螺旋状のフライトが形成され、該フライ
トに沿って溝が形成される。

【０００６】前記構成の射出装置１０において、計量工
程時に、図示されない計量用モータを駆動することによ
って、前記スクリューを正方向に回転させながら後退
（図２における右方に移動）させると、図示されないホ
ッパ内のペレット状の樹脂が、加熱シリンダ１１内に進
入し、前記溝内を前進（図２における左方に移動）させ
られ、図示されないヒータによって加熱され溶融させら
れて、スクリューヘッドの前方に蓄えられる。

【０００７】また、射出工程時に、前記射出用モータを
駆動してスクリューを前進させると、前記スクリューヘ
ッドの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射
出され、金型装置１４内の図示されないキャビティ空間
に充填される。なお、前記金型装置１４は、固定金型１
５及び可動金型１６から成り、図示されない型締装置に
よって可動金型１６を進退させ、固定金型１５に対して
接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きが
行われる。

【０００８】続いて、前記キャビティ空間への樹脂の充
填が終了すると、金型装置１４内に形成された図示され
ない冷却流路に冷却水が流され、樹脂が冷却される。そ
して、樹脂が固化すると、型開きが行われ、成形品が取
り出される。ところで、前記キャビティ空間に樹脂が充
填されている間に射出ノズル１３と固定金型１５とが所
定の押圧力、すなわち、ノズルタッチ力ｆで接触してい
ないと、射出ノズル１３と固定金型１５との間から樹脂
が漏れてしまう。

【０００９】そこで、射出が開始される前に、ノズルタ
ッチ装置によって前記射出装置１０が前進させられ、射
出ノズル１３を固定金型１５に所定のノズルタッチ力ｆ
で押圧することによってノズルタッチが行われるように
なっている。そのために、射出成形機のフレーム２１に
所定距離にわたってガイド４１が配設され、該ガイド４
１上に前記射出装置１０が摺（しゅう）動自在に配設さ
れる。なお、前記フロントプレート３１の下端にスライ
ドブロック４３が、前記リヤプレート３２の下端にスラ
イドブロック４４が取り付けられ、それぞれ前記ガイド
４１上に置かれる。

【００１０】また、前記フレーム２１にブレーキ付きの
モータ２５が固定され、該モータ２５の出力軸２５ａと
ボールねじ軸２３とがカップリング２２を介して連結さ
れる。そして、前記スライドブロック４３の後端面にス
プリングシリンダ５１が固定され、該スプリングシリン
ダ５１内にピストン５３が進退自在に配設され、該ピス
トン５３と図示されないボールナットとが固定され、該
ボールナットとボールねじ軸２３とが螺合させられる。
また、前記スプリングシリンダ５１内におけるピストン
５３より前方の室にスプリング５４が配設され、前記ス
プリングシリンダ５１内においてピストン５３を後方に
向けて付勢する。

【００１１】そして、該ピストン５３に対向させてセン
サ２８が配設され、該センサ２８によって前記スプリン
グ５４の撓（たわ）みの位置を検出することにより、撓
み量ｘが検出される。この場合、前記モータ２５を駆動
してボールねじ軸２３を回転させることによって、ボー
ルナット及びピストン５３が後退限位置から前進させら
れ、射出装置１０が前進させられる。そして、射出装置
１０がノズルタッチ位置に到達して射出ノズル１３が固
定金型１５に接触する。続いて、射出ノズル１３が固定
金型１５に接触させられた状態において、モータ２５を
更に駆動すると、スプリング５４の付勢力に抗してピス
トン５３がスプリングシリンダ５１内を前進させられ、
前記ピストン５３が前進した距離だけスプリング５４が
撓み、そのとき、スプリング５４の撓み量ｘに対応する
分だけ射出ノズル１３が固定金型１５を押圧する。した
がって、スプリング５４の撓みの位置を検出することに
よって、ノズルタッチ力ｆを検出することができる。そ
して、前記撓み量ｘが設定値ｘ１に到達し、目標のノズ
ルタッチ力ｆ１と等しいノズルタッチ力ｆ１が発生させ
られると、モータ２５が停止させられる。

【００１２】このようにしてノズルタッチが行われる
と、前記射出用モータが駆動され、ボールねじ軸３７が
回転させられ、ボールナット３６及びプレッシャプレー
ト３４が前進させられるとともに、スクリューが前進さ
せられる。そして、加熱シリンダ１１内の樹脂が射出ノ
ズル１３から射出され、キャビティ空間に充填される。
このとき、スクリューが前進しようとする力、すなわ
ち、射出力Ｆは、樹脂が射出されるのに伴って大きくな
り、樹脂がキャビティ空間内に満たされるとピーク値Ｆ
１に達する。そして、前記樹脂がキャビティ空間内に満
たされ、射出工程が完了すると、前記射出用モータが停
止させられる。その結果、前記射出力Ｆは小さくなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出成形機のノズルタッチ装置においては、射出力
Ｆが大きくなるのに伴って、加熱シリンダ１１内の樹脂
の圧力が高くなり、射出ノズル１３と固定金型１５との
間の隙間（すきま）から樹脂が漏れやすくなる。そこ
で、前記目標のノズルタッチ力ｆ１をその分大きくする
必要が生じるが、目標のノズルタッチ力ｆ１が大きくな
るように設定すると、固定金型１５に大きな圧力が加わ
るので、金型装置１４の寿命が短くなってしまう。

【００１４】また、前記目標のノズルタッチ力ｆ１が大
きくなる分だけ射出ノズル１３と固定金型１５との接触
が緊密になるので、射出ノズル１３の熱が多量に金型装
置１４に伝達され、射出ノズル１３内の樹脂の温度がそ
の分低下してしまう。本発明は、前記従来の射出成形機
のノズルタッチ装置の問題点を解決して、目標のノズル
タッチ力を小さくすることができ、金型装置の寿命を長
くすることができ、射出ノズル内の樹脂の温度を高くす
ることができる射出成形機のノズルタッチ装置を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出成形機のノズルタッチ装置においては、フレームと、
該フレームに対して移動自在に配設され、射出ノズルを
備えた射出装置と、該射出装置を進退させるためのモー
タと、該モータによって発生させられた回転力を推力に
変換し、該推力を前記射出装置に伝達する変換手段と、
該変換手段と前記射出装置との間に配設され、ノズルタ
ッチ力を蓄える蓄積手段とを有する。

【００１６】そして、前記射出装置は射出力に対応して
変位する変位部材を備え、前記蓄積手段は変位部材に取
り付けられる。本発明の他の射出成形機のノズルタッチ
装置においては、さらに、前記蓄積手段は、ノズルタッ
チ力を変化させるための付勢力を発生させる付勢手段を
備える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施の形態における射出成形機の概念図、図４は本発明
の実施の形態における射出成形機の動作説明図、図５は
本発明の実施の形態における射出成形機のノズルタッチ
特性図である。なお、図５において、横軸に時間ｔを、
縦軸に射出力Ｆ及びノズルタッチ力ｆを採ってある。

【００１８】図において、１０は射出装置、１１は加熱
シリンダ、１３は該加熱シリンダ１１の前端（図１にお
ける左端）に配設された射出ノズルである。前記加熱シ
リンダ１１内には、図示されないスクリューが回転自在
に、かつ、進退自在に配設され、該スクリューを回転さ
せたり、進退させたりすることができるようになってい
る。

【００１９】そのために、前記加熱シリンダ１１の後端
（図１における右端）にフロントプレート３１が、該フ
ロントプレート３１の後方（図１における右方）に所定
の距離を置いて変位部材としてのリヤプレート３２が配
設され、前記フロントプレート３１とリヤプレート３２
との間に４本のガイドロッド３３（図１において、２本
のガイドロッド３３だけが示される。）が架設される。
また、前記フロントプレート３１とリヤプレート３２と
の間には、ガイドロッド３３に沿ってプレッシャプレー
ト３４が移動自在に配設され、該プレッシャプレート３
４に前記スクリューの後端が回転自在に支持される。そ
して、前記プレッシャプレート３４にボールナット３６
が固定され、リヤプレート３２にボールねじ軸３７が回
転自在に支持され、前記ボールナット３６とボールねじ
軸３７とが螺合させられるとともに、前記ボールねじ軸
３７は図示されない射出用モータに連結される。

【００２０】したがって、該射出用モータを駆動してボ
ールねじ軸３７を回転させると、前記ボールナット３６
が進退させられ、該ボールナット３６と共にスクリュー
も進退させられる。なお、前記ボールナット３６及びボ
ールねじ軸３７によって、回転力を推力に変換する第１
の変換手段が構成される。また、本実施の形態において
は、ボールナット３６が固定され、ボールねじ軸３７が
回転させられるようになっているが、ボールナットを射
出用モータによって回転させ、ボールねじ軸を固定する
こともできる。

【００２１】前記スクリューは、前端にスクリューヘッ
ドを有する。また、前記スクリューのメータリング部の
表面には、螺旋状のフライトが形成され、該フライトに
沿って溝が形成される。なお、前記射出装置１０は、加
熱シリンダ１１、射出ノズル１３、フロントプレート３
１、リヤプレート３２、ガイドロッド３３、プレッシャ
プレート３４、ボールナット３６及びボールねじ軸３７
によって構成される。

【００２２】前記構成の射出装置１０において、計量工
程時に、図示されない計量用モータを駆動することによ
って、前記スクリューを正方向に回転させながら後退
（図１における右方に移動）させると、図示されないホ
ッパ内のペレット状の樹脂が、加熱シリンダ１１内に進
入し、前記溝内を前進（図１における左方に移動）させ
られ、図示されないヒータによって加熱され溶融させら
れて、スクリューヘッドの前方に蓄えられる。

【００２３】また、射出工程時に、前記射出用モータを
駆動してスクリューを前進させると、前記スクリューヘ
ッドの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射
出され、金型装置１４内の図示されないキャビティ空間
に充填される。なお、前記金型装置１４は、固定金型１
５及び可動金型１６から成り、図示されない型締装置に
よって可動金型１６を進退させ、固定金型１５に対して
接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きが
行われる。

【００２４】続いて、前記キャビティ空間への樹脂の充
填が終了すると、金型装置１４内に形成された図示され
ない冷却流路に冷却水が流され、樹脂が冷却される。そ
して、樹脂が固化すると、型開きが行われ、成形品が取
り出される。ところで、前記キャビティ空間に樹脂が充
填されている間に射出ノズル１３と固定金型１５とが所
定のノズルタッチ力で接触していないと、射出ノズル１
３と固定金型１５との間から樹脂が漏れてしまう。

【００２５】そこで、射出が開始される前に、ノズルタ
ッチ装置によって前記射出装置１０が前進させられ、射
出ノズル１３を固定金型１５に所定のノズルタッチ力で
押圧することによってノズルタッチが行われるようにな
っている。そのために、射出成形機のフレーム２１に所
定距離にわたってガイド４１が配設され、該ガイド４１
上に前記射出装置１０が摺動自在に配設される。なお、
前記フロントプレート３１の下端にスライドブロック４
３が、前記リヤプレート３２の下端にスライドブロック
４４が取り付けられ、それぞれ前記ガイド４１上に置か
れる。

【００２６】また、前記フレーム２１にブレーキ付きの
モータ２５が固定され、該モータ２５の出力軸２５ａと
ボールねじ軸２３とがカップリング２２を介して連結さ
れる。そして、前記スライドブロック４４の後端面にス
プリングシリンダ６１が固定され、該スプリングシリン
ダ６１内にピストン６３が進退自在に配設され、該ピス
トン６３と図示されないボールナットとが固定され、該
ボールナットとボールねじ軸２３とが螺合させられる。
なお、前記ボールナット及びボールねじ軸２３によっ
て、回転力を推力に変換する第２の変換手段が構成され
る。また、前記スプリングシリンダ６１内におけるピス
トン６３より前方の室に付勢手段としてのスプリング６
４が配設され、前記スプリングシリンダ６１内におい
て、ピストン６３を後方に向けて、スライドブロック４
４を前方に向けて所定の付勢力で付勢する。前記スプリ
ングシリンダ６１、ピストン６３及びスプリング６４に
よって蓄積手段が構成され、力の伝達系において、前記
スプリングシリンダ６１、ピストン６３及びスプリング
６４は、前記ボールねじ軸２３及びボールナットと前記
射出装置１０との間に配設され、前記付勢力に対応する
ノズルタッチ力ｆを蓄える。

【００２７】そして、前記ピストン６３に対向させてセ
ンサ２８が配設され、該センサ２８は、前記スプリング
６４の撓み位置を検出することにより、撓み量ｘを検出
する。この場合、前記モータ２５を駆動してボールねじ
軸２３を回転させることによって、ボールナット及びピ
ストン６３が後退限位置から前進させられ、射出装置１
０が前進させられる。ここで、スプリング６４の付勢力
は、前記スライドブロック４３、４４とガイド４１との
間に生じる摩擦力より大きく設定される。したがって、
射出ノズル１３が固定金型１５に接触するまで、スプリ
ング６４は撓まない。

【００２８】そして、射出装置１０がノズルタッチ位置
に到達して射出ノズル１３が固定金型１５に接触させら
れ、この状態において、モータ２５を更に駆動すると、
スプリング６４の付勢力に抗してピストン６３がスプリ
ングシリンダ６１内を前進させられ、ピストン６３の前
進した距離だけスプリング６４が撓み、そのとき、スプ
リング６４の撓み量ｘに対応する分だけ射出ノズル１３
が固定金型１５に押圧される。したがって、スプリング
６４の撓みの位置を検出することによって、ノズルタッ
チ力ｆを検出することができる。そして、前記撓み量ｘ
が設定値ｘ０に到達し、目標のノズルタッチ力ｆ３と等
しいノズルタッチ力ｆが発生させられると、モータ２５
が停止させられる。

【００２９】このようにしてノズルタッチが行われる
と、前記射出用モータが駆動され、ボールねじ軸３７が
回転させられ、ボールナット３６及びプレッシャプレー
ト３４が前進させられるとともに、スクリューが前進さ
せられる。そして、加熱シリンダ１１内の樹脂が射出ノ
ズル１３から射出され、キャビティ空間に充填される。
このとき、射出力Ｆは、樹脂が射出されるのに伴って大
きくなり、樹脂がキャビティ空間内に満たされるとピー
ク値Ｆ２に達する。そして、前記樹脂がキャビティ空間
内に満たされ、射出工程が完了すると前記射出用モータ
が停止させられる。その結果、前記射出力Ｆは小さくな
る。

【００３０】この場合、射出力Ｆが大きくなるのに伴っ
て、加熱シリンダ１１内の樹脂の圧力が高くなり、射出
ノズル１３と固定金型１５との間の隙間から樹脂が漏れ
やすくなる。ところが、前記スプリングシリンダ６１が
スライドブロック４４に取り付けられているので、射出
力Ｆが小さいときにノズルタッチ力ｆを小さく、射出力
Ｆが大きいときにノズルタッチ力ｆを大きくすることが
でき、射出力Ｆがピーク値Ｆ２になるときにノズルタッ
チ力ｆをピーク値ｆ２にすることができる。

【００３１】すなわち、前記射出力Ｆは、加熱シリンダ
１１内の樹脂が射出ノズル１３から射出されることによ
って発生させられ、加熱シリンダ１１外においては、ガ
イドロッド３３を伸長させるように働く。そして、該ガ
イドロッド３３の前端はフロントプレート３１に固定さ
れ、該フロントプレート３１は、加熱シリンダ１１及び
射出ノズル１３を介して固定金型１５に押し付けられる
ので、移動しない。したがって、ガイドロッド３３の伸
長に伴ってリヤプレート３２が変位して後方に移動させ
られ、しかも、前記リヤプレート３２の変位量は射出力
Ｆに対応する。

【００３２】ここで、前記射出力Ｆが発生しないときの
スプリング６４の撓み量が前記設定値ｘ０であるとき
に、前記射出力Ｆが発生したときのガイドロッド３３の
伸び量、すなわち、リヤプレート３２の変位量がΔｘで
ある場合、実際のスプリング６４の撓み量Ｘは、 Ｘ＝ｘ０＋Δｘ になる。したがって、射出力Ｆが大きくなる分だけノズ
ルタッチ力ｆを大きくすることができる。すなわち、射
出力Ｆの大きさに対応させて十分なだけのノズルタッチ
力ｆを発生させることができるので、目標のノズルタッ
チ力ｆ３をその分小さくすることができる。その結果、
固定金型１５に不必要に大きな圧力が加わることがない
ので、金型装置１４が破損することがなくなり、金型装
置１４の寿命を長くすることができる。

【００３３】また、前記目標のノズルタッチ力ｆ３が小
さくなる分だけ射出ノズル１３と固定金型１５との接触
を緊密にする必要がなくなる。したがって、射出ノズル
１３の熱が多量に金型装置１４に伝達されることがなく
なるので、射出ノズル１３内の樹脂の温度を高くするこ
とができる。なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、射出成形機のノズルタッチ装置においては、フレ
ームと、該フレームに対して移動自在に配設され、射出
ノズルを備えた射出装置と、該射出装置を進退させるた
めのモータと、該モータによって発生させられた回転力
を推力に変換し、該推力を前記射出装置に伝達する変換
手段と、該変換手段と前記射出装置との間に配設され、
ノズルタッチ力を蓄える蓄積手段とを有する。

【００３５】そして、前記射出装置は射出力に対応して
変位する変位部材を備え、前記蓄積手段は変位部材に取
り付けられる。この場合、射出力が発生するのに伴って
変位部材が変位するので、蓄積手段は前記変位部材の変
位量に対応するノズルタッチ力を蓄えることができる。
したがって、射出力の大きさに対応させて十分なだけの
ノズルタッチ力を発生させることができるので、目標の
ノズルタッチ力をその分小さくすることができる。その
結果、金型装置に大きな圧力が加わることがないので、
金型装置が破損することがなくなり、金型装置の寿命を
長くすることができる。

【００３６】また、前記目標のノズルタッチ力が小さく
なる分だけ射出ノズルと金型装置との接触を緊密にする
必要がなくなる。したがって、射出ノズルの熱が多量に
金型装置に伝達されることがなくなるので、射出ノズル
内の樹脂の温度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における射出成形機の概念
図である。

【図２】従来の射出成形機の概念図である。

【図３】従来の射出成形機のノズルタッチ特性図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態における射出成形機の動作
説明図である。

【図５】本発明の実施の形態における射出成形機のノズ
ルタッチ特性図である。

【符号の説明】

１０ 射出装置 １３ 射出ノズル ２１ フレーム ２５ モータ ３２ リヤプレート ３６ ボールナット ３７ ボールねじ軸 ６１ スプリングシリンダ ６３ ピストン ６４ スプリング Ｆ 射出力 ｆ ノズルタッチ力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）フレームと、（ｂ）該フレームに
   対して移動自在に配設され、射出ノズルを備えた射出装
   置と、（ｃ）該射出装置を進退させるためのモータと、
   （ｄ）該モータによって発生させられた回転力を推力に
   変換し、該推力を前記射出装置に伝達する変換手段と、
   （ｅ）該変換手段と前記射出装置との間に配設され、ノ
   ズルタッチ力を蓄える蓄積手段とを有するとともに、
   （ｆ）前記射出装置は射出力に対応して変位する変位部
   材を備え、（ｇ）前記蓄積手段は変位部材に取り付けら
   れることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ装置。
2. 【請求項２】 前記蓄積手段は、ノズルタッチ力を変化
   させるための付勢力を発生させる付勢手段を備える請求
   項１に記載の射出成形機のノズルタッチ装置。