JP2002018900A - ノズルタッチ機構を備えた射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノズルタッチ力の精度を高くすることができ、
射出ノズルと固定金型との間から樹脂が漏れることがな
く、ノズルタッチを行うために必要な時間を短くするこ
とができるようにする。 【解決手段】金型部材と、射出ノズル１３を備えた射出
装置１０と、駆動手段と、該駆動手段が駆動されるのに
伴って付勢され、ノズルタッチ力を発生させる付勢手段
と、該付勢手段の付勢を選択的に解除する付勢解除手段
と、射出工程において前記駆動手段を駆動して付勢手段
を付勢し、ノズルタッチ力を発生させ、射出工程が完了
したときに、前記付勢解除手段によって付勢を解除する
ノズルタッチ制御手段とを有する。射出工程が完了した
ときに、前記付勢解除手段によって付勢手段の付勢が解
除され、ノズルタッチ力が零にされる。したがって、ノ
ズルタッチ力の精度を高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルタッチ機構
を備えた射出成形機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、前記射出装置は、射出工程において前進させ
られ、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なっている。ま
た、前記金型装置は固定金型及び可動金型から成り、該
可動金型を進退させることによって、金型装置の型閉
じ、型締め及び型開きが行われ、型締めに伴ってキャビ
ティ空間が形成される。そして、金型装置の型締めが行
われた状態で、射出ノズルから射出された樹脂は、前記
キャビティ空間に充填（てん）され、冷却されて固化
し、成形品になる。続いて、金型装置の型開きが行わ
れ、成形品が取り出される。

【０００３】ところで、前記射出成形機にはノズルタッ
チ機構が配設され、該ノズルタッチ機構によって、射出
装置が前進させられてノズルタッチが行われ、射出工程
において樹脂が充填されている間、射出ノズルによって
固定金型が押圧されるようになっている。この場合、固
定金型は、充填される樹脂によって発生させられる力よ
り大きいノズルタッチ力で押圧される。そのために、前
記ノズルタッチ機構は、ノズルタッチ用のモータを備
え、該モータを駆動することによってスプリングを撓
（たわ）ませながら前記射出装置を前進させ、前記スプ
リングの撓み量に対応するノズルタッチ力を発生させる
ようになっている。

【０００４】ところで、射出工程が行われている間、前
記固定金型が取り付けられた固定プラテンは、ノズルタ
ッチ力を受けるとともに、型締めに伴って発生させられ
る型締力をバックアップ力として受けるが、射出工程以
外においては、型締力が発生させられず、固定プラテン
は前記バックアップ力を受けない。したがって、射出工
程以外において、前記射出ノズルによって前記ノズルタ
ッチ力で固定金型を押圧すると、固定プラテンが変形し
て金型装置の寿命を著しく短くしてしまう。

【０００５】この場合、射出工程以外においてはノズル
タッチを行わず、射出装置を後退させることが考えられ
るが、射出ノズルと固定金型とが分離させられると、射
出ノズルと固定金型との間から樹脂が漏れてしまう。そ
こで、射出工程以外においては、ノズルタッチを行った
ままノズルタッチ力を零（０）にするようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のノズルタッチ機構においては、ノズルタッチ力を零
にするために、タイマーによって計時しながら所定の時
間だけ前記モータを逆方向に駆動し、前記射出ノズルを
固定金型に接触させるだけの状態を形成するようにして
いるので、ノズルタッチ力の精度を高くすることができ
ず、射出ノズルと固定金型とが分離させられ、射出ノズ
ルと固定金型との間から樹脂が漏れてしまうことがあ
る。

【０００７】そこで、ノズルタッチ力の精度を高くする
ために前記スプリングのばね定数を小さくすることが考
えられるが、ばね定数を小さくすると、前記スプリング
のストロークが長くなり、ノズルタッチを行うために必
要な時間が長くなってしまう。

【０００８】本発明は、前記従来の射出成形機の問題点
を解決して、ノズルタッチ力の精度を高くすることがで
き、射出ノズルと固定金型との間から樹脂が漏れること
がなく、ノズルタッチを行うために必要な時間を短くす
ることができるノズルタッチ機構を備えた射出成形機を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のノ
ズルタッチ機構を備えた射出成形機においては、金型部
材と、射出ノズルを備えた射出装置と、駆動手段と、該
駆動手段が駆動されるのに伴って付勢され、ノズルタッ
チ力を発生させる付勢手段と、該付勢手段の付勢を選択
的に解除する付勢解除手段と、射出工程において前記駆
動手段を駆動して付勢手段を付勢し、ノズルタッチ力を
発生させ、射出工程が完了したときに、前記付勢解除手
段によって付勢を解除するノズルタッチ制御手段とを有
する。

【００１０】本発明の他のノズルタッチ機構を備えた射
出成形機においては、さらに、前記駆動手段が駆動され
るのに伴って回転させられる回転部材と、前記射出装置
に取り付けられ、前記回転部材が回転させられるのに伴
って相対的に移動させられる移動部材とを有する。

【００１１】そして、前記付勢手段は、前記移動部材が
移動させられるのに伴って付勢される。

【００１２】本発明の更に他のノズルタッチ機構を備え
た射出成形機においては、さらに、前記付勢解除手段
は、作動させられたときに前記回転部材の回転を阻止
し、解放されたときに前記回転部材の回転を許容するブ
レーキである。

【００１３】本発明の更に他のノズルタッチ機構を備え
た射出成形機においては、さらに、前記ノズルタッチ制
御手段は、計量工程において前記ブレーキを作動させ
る。

【００１４】

【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。

【００１５】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２は本発明の実施の形態におけるノズ
ルタッチ機構の要部を示す図、図３は本発明の実施の形
態における検出部を示す図である。

【００１６】図において、１０は進退（図における左右
方向に移動）自在に配設された射出装置であり、該射出
装置１０は加熱シリンダ１１及び該加熱シリンダ１１の
前端（図における左端）に配設された射出ノズル１３を
備える。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る。
そして、前記加熱シリンダ１１の後方（図における右
方）に駆動部１７が配設され、該駆動部１７の図示され
ない射出用モータを駆動することによって、スクリュー
を進退させることができ、駆動部１７の図示されない計
量用モータを駆動することによって、スクリューを回転
させることができるようになっている。なお、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（ら）旋状
のフライトが形成され、該フライトによって溝が形成さ
れる。

【００１７】そして、計量工程時に、前記計量用モータ
を駆動することによって、前記スクリューを正方向に回
転させると、ホッパ１８内の成形材料としての図示され
ないペレット状の樹脂が、加熱シリンダ１１内に落下
し、前記溝内を前進させられ、前記加熱シリンダ１１に
配設された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。この
とき、前記スクリューは樹脂の圧力によって後退させら
れる。

【００１８】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、第１の金型部
材としての固定金型１５及び第２の金型部材としての可
動金型１６から成り、前記固定金型１５は固定プラテン
６１に、可動金型１６は可動プラテン６２にそれぞれ取
り付けられる。そして、図示されない型締装置によって
可動プラテン６２を進退させ、可動金型１６を固定金型
１５に対して接離させることによって、金型装置１４の
型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締めに伴って前
記キャビティ空間が形成される。また、射出装置１０を
進退させることによって射出ノズル１３を固定金型１５
に対して接離させることができる。

【００１９】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、樹脂が固化して成形品になると、型開きが行わ
れ、成形品が取り出される。

【００２０】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、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。

【００２１】そこで、射出工程が開始される前に、ノズ
ルタッチ機構によってノズルタッチが行われ、射出ノズ
ル１３によって固定金型１５を所定のノズルタッチ力で
押圧するようになっている。

【００２２】そのために、射出成形機のフレーム２１に
所定の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が固定プラテン６１の方向に
摺（しゅう）動自在に配設される。そして、固定プラテ
ン６１に、ノズルタッチ力を検出するための検出部７６
が配設され、該検出部７６と駆動部１７との間に、ノズ
ルタッチ力を発生させるためのノズルタッチ力発生部７
８が配設される。なお、検出部７６、ノズルタッチ力発
生部７８等によってノズルタッチ機構が構成される。

【００２３】前記検出部７６は、前端が固定プラテン６
１に固定され、後方に向けて水平方向に延在させて片持
ち梁（はり）式に配設された支持部材としての一対のロ
ッド７１、該各ロッド７１に対して摺動自在に支持され
た連結部材としての板状のブラケット８１、該ブラケッ
ト８１を前方（図における左方）に向けて所定の付勢力
で押す付勢手段としての一対のスプリング８２、及び前
記フレーム２１に取り付けられ、前記各スプリング８２
の変位量、すなわち、圧縮量を検出する検出手段として
のセンサ８３を備える。前記スプリング８２は後述され
るモータ７５が駆動されるのに伴って圧縮され、付勢さ
れ、ノズルタッチ力を発生させる。また、前記ブラケッ
ト８１の後端面（図における右端面）には、前記スプリ
ング８２を部分的に包囲して環状のストッパ８９が固定
される。なお、該ストッパ８９は、スプリング８２が所
定の圧縮量以上に圧縮されるのを規制する規制手段を構
成する。

【００２４】前記センサ８３は、スプリング８２に隣接
させて、かつ、スプリング８２と対向させて所定の位
置、すなわち、ブラケット８１の後端面から距離Ａだけ
離れた箇所に配設され、モータ７５が駆動されるのに伴
って前記ブラケット８１が後退させられてスプリング８
２が設定された圧縮量だけ圧縮され、ストッパ８９の後
端（図における右端）がセンサ８３と対向する位置に到
達すると、センサ８３の検出信号がオンになる。そし
て、スプリング８２が更に圧縮され、ストッパ８９の後
端がスプリングリテーナ８７の前端と接触すると、スプ
リング８２はそれ以上圧縮されない。なお、前記ストッ
パ８９の軸方向における長さＨ１は前記距離Ａより短く
設定される。

【００２５】また、前記ロッド７１は、大径部８４、該
大径部８４より後方に形成され、大径部８４より径が小
さい案内部８５、及び該案内部８５より後方に形成され
た位置調整部としてのボルト部８６を備える。前記案内
部８５は、ブラケット８１を貫通して延在させられ、該
ブラケット８１を摺動自在に支持する。また、前記スプ
リング８２は、案内部８５を包囲して配設され、前端が
ブラケット８１に、後端がスプリングリテーナ８７に当
接させられる。

【００２６】そして、前記ボルト部８６とナット８８と
が螺合させられ、該ナット８８はスプリングリテーナ８
７を介してスプリング８２を圧縮した状態で保持する。
これに伴って、前記ブラケット８１は大径部８４と案内
部８５との間の段差部に押し付けられる。したがって、
前記ナット８８を回転させ、スプリングリテーナ８７の
位置を変化させることによって、前記スプリング８２に
予圧を加えることができるだけでなく、前記スプリング
８２の圧縮量を調整し、スプリング８２によるノズルタ
ッチ力を調整することができる。

【００２７】なお、本実施の形態においては、検出部７
６を固定プラテン６１に配設し、ロッド７１を固定プラ
テン６１に固定するようになっているが、検出部をフレ
ーム２１に配設し、ロッドを所定のブラケット等を介し
てフレーム２１に固定することもできる。

【００２８】また、本実施の形態においては、各スプリ
ング８２のうちの一方と対向させてセンサ８３を配設す
るようになっているが、各スプリング８２のそれぞれと
対向させてセンサを配設することもできる。さらに、本
実施の形態においては、各スプリング８２にそれぞれス
トッパ８９を配設するようになっているが、一方のスプ
リング８２にだけストッパを配設することもできる。

【００２９】前記ノズルタッチ力発生部７８は、前記ブ
ラケット８１に取り付けられ、図示されないステータ及
びロータを備えた駆動手段としてのモータ７５、前記ロ
ータの回転を選択的に停止させる図示されないブレー
キ、前記モータ７５の出力軸６３に固定された回転部材
としてのボールねじ軸６４、並びに前記射出装置１０に
取り付けられ、かつ、前記ボールねじ軸６４と螺合させ
られた移動部材としてのボールナット６５から成る。本
実施の形態において、前記モータ７５としてサーボモー
タが使用される。また、前記ブレーキは、作動させられ
たときにボールねじ軸６４の回転を阻止し、解放された
ときにボールねじ軸６４の回転を許容する。

【００３０】前記ステータは、ステータコア及び該ステ
ータコアに巻装させられたステータコイルから成り、該
ステータコイルに電流を供給することによってモータ７
５を駆動したり、電流の供給を停止することによってモ
ータ７５を停止させたりすることができる。また、前記
ロータは出力軸６３を介してボールねじ軸６４と連結さ
れ、ロータを回転させることによってボールねじ軸６４
を回転させることができる。なお、前記ステータコイル
への電流の供給、及びブレーキの作動は、図示されない
制御装置によって行われる。

【００３１】したがって、モータ７５を駆動し、ボール
ねじ軸６４を回転させると、ボールねじ軸６４に対して
ボールナット６５が、かつ、ボールナット６５に対して
ボールねじ軸６４が相対的に移動させられ、これに伴っ
て、ブラケット８１を進退させることができる。例え
ば、モータ７５を正方向に駆動し、ボールねじ軸６４を
正方向に回転させると、スプリング８２の付勢力に抗し
てブラケット８１を後退（図における右方に移動）させ
ることができる。また、モータ７５を逆方向に駆動し、
ボールねじ軸６４を逆方向に回転させると、ブラケット
８１を前進させることができる。

【００３２】前記ボールねじ軸６４及びボールナット６
５によって、ボールねじ軸６４の回転運動をボールナッ
ト６５の直線運動に変換する運動方向変換手段、及び射
出装置１０を移動させるための推進力を発生させる推進
力発生手段が構成される。なお、前記ブレーキは、モー
タ７５に対して外付けにされても、内蔵させられてもよ
い。また、前記出力軸６３とボールねじ軸６４とを連結
し、モータ７５を駆動することによってボールねじ軸６
４を回転させるようにしているが、出力軸６３をボール
ナットと連結し、ボールナットを回転させることもでき
る。

【００３３】前記構成のノズルタッチ機構において、射
出装置１０はあらかじめノズルタッチ位置に置かれ、射
出ノズル１３が固定金型１５に接触させられている。そ
して、前記制御装置のノズルタッチ制御手段は、金型装
置１４の型締めが終了すると、前進制御信号を発生さ
せ、該前進制御信号を前記モータ７５に送り、該モータ
７５を駆動してボールねじ軸６４を正方向に回転させ
る。

【００３４】これにより、ボールねじ軸６４がボールナ
ット６５に対して、かつ、ボールナット６５がボールね
じ軸６４に対して相対的に後退させられ、それに伴って
ブラケット８１が案内部８５に対して相対的に後退させ
られ、大径部８４から離れるとともに、スプリング８２
が圧縮され、付勢される。そして、前記スプリング８２
があらかじめ設定された圧縮量だけ圧縮され、センサ８
３によってストッパ８９の後端が検出されると、センサ
８３の検出信号がオンになる。このとき、前記圧縮量に
対応するノズルタッチ力が発生させられ、該ノズルタッ
チ力で射出ノズル１３が固定金型１５を押圧する。

【００３５】続いて、前記ノズルタッチ制御手段は、前
記モータ７５を停止させるとともに、ブレーキを作動さ
せてロータを停止させ、ボールねじ軸６４が回転するの
を阻止して前記ノズルタッチ力を保持する。そして、射
出工程が開始され、前記制御装置の図示されない射出制
御手段は、射出用モータを駆動し、スクリューを前進さ
せて加熱シリンダ１１内の樹脂を射出ノズル１３から射
出し、キャビティ空間に充填する。

【００３６】このようにして前記射出工程が完了する
と、前記ノズルタッチ制御手段は、モータ７５を駆動し
ないまま、前記ブレーキを解放する。その結果、前記ス
プリング８２の付勢力によってブラケット８１が前進さ
せられ、それに伴って、ロータ及びボールねじ軸６４が
逆方向に回転させられ、スプリング８２の付勢が解除さ
れて伸長させられ、ノズルタッチ力は零になる。なお、
その間、射出装置１０は移動せず、射出ノズル１３を固
定金型１５に接触させたままノズルタッチ位置に置かれ
る。また、前記ブレーキは、解放されるのに伴って付勢
解除手段として機能し、スプリング８２を伸長させ、ス
プリング８２の付勢を解除する。

【００３７】続いて、計量工程が開始され、前記ノズル
タッチ制御手段は、前記ブレーキを再び作動させてロー
タを停止させ、ボールねじ軸６４の回転を阻止する。そ
して、前記制御装置の図示されない計量制御手段は、計
量用モータを駆動し、スクリューを回転させて樹脂をス
クリューヘッドの前方に蓄える。この間、ボールねじ軸
６４の回転が阻止されるので、スクリューヘッドの前方
に蓄えられた樹脂の圧力によって射出装置１０が後退さ
せられることがない。

【００３８】このようにして計量工程が完了すると、前
記ノズルタッチ制御手段は、モータ７５を駆動する。こ
れにより、スプリング８２があらかじめ設定された圧縮
量だけ圧縮され、センサ８３によってストッパ８９の後
端が検出されると、センサ８３の検出信号がオンにな
る。このとき、前記圧縮量に対応するノズルタッチ力が
発生させられ、該ノズルタッチ力で射出ノズル１３が固
定金型１５を押圧する。

【００３９】続いて、射出工程が開始され、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。

【００４０】このように、ブレーキを解放することによ
ってノズルタッチ力を零にすることができるので、ノズ
ルタッチ力の精度を高くすることができる。したがっ
て、射出ノズル１３と固定金型１５とが分離させられる
ことがなくなるので、射出ノズル１３と固定金型１５と
の間から樹脂が漏れることがない。

【００４１】また、ノズルタッチ力の精度を高くするた
めにスプリング８２のばね定数を小さくする必要がない
ので、前記スプリング８２のストロークを短くすること
ができる。したがって、ノズルタッチを行うために必要
な時間を短くすることができる。

【００４２】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。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ノズルタッチ機構を備えた射出成形機において
は、金型部材と、射出ノズルを備えた射出装置と、駆動
手段と、該駆動手段が駆動されるのに伴って付勢され、
ノズルタッチ力を発生させる付勢手段と、該付勢手段の
付勢を選択的に解除する付勢解除手段と、射出工程にお
いて前記駆動手段を駆動して付勢手段を付勢し、ノズル
タッチ力を発生させ、射出工程が完了したときに、前記
付勢解除手段によって付勢を解除するノズルタッチ制御
手段とを有する。

【００４４】この場合、射出工程が完了したときに、前
記付勢解除手段によって付勢手段の付勢が解除され、ノ
ズルタッチ力が零にされる。したがって、ノズルタッチ
力の精度を高くすることができる。そして、射出ノズル
と金型部材とが分離させられることがなくなるので、射
出ノズルと固定金型との間から樹脂が漏れることがな
い。

【００４５】また、付勢手段としてスプリングを使用し
た場合、ノズルタッチ力の精度を高くするためにばね定
数を小さくする必要がないので、前記スプリングのスト
ロークを短くすることができる。したがって、ノズルタ
ッチを行うために必要な時間を短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】本発明の実施の形態におけるノズルタッチ機構
の要部を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態における検出部を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 射出装置 １３ 射出ノズル １５ 固定金型 ６４ ボールねじ軸 ６５ ボールナット ７５ モータ ７６ 検出部 ７８ ノズルタッチ力発生部 ８２ スプリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）金型部材と、（ｂ）射出ノズルを
   備えた射出装置と、（ｃ）駆動手段と、（ｄ）該駆動手
   段が駆動されるのに伴って付勢され、ノズルタッチ力を
   発生させる付勢手段と、（ｅ）該付勢手段の付勢を選択
   的に解除する付勢解除手段と、（ｆ）射出工程において
   前記駆動手段を駆動して付勢手段を付勢し、ノズルタッ
   チ力を発生させ、射出工程が完了したときに、前記付勢
   解除手段によって付勢を解除するノズルタッチ制御手段
   とを有することを特徴とするノズルタッチ機構を備えた
   射出成形機。
2. 【請求項２】 （ａ）前記駆動手段が駆動されるのに伴
   って回転させられる回転部材と、（ｂ）前記射出装置に
   取り付けられ、前記回転部材が回転させられるのに伴っ
   て相対的に移動させられる移動部材とを有するととも
   に、（ｃ）前記付勢手段は、前記移動部材が移動させら
   れるのに伴って付勢される請求項１に記載のノズルタッ
   チ機構を備えた射出成形機。
3. 【請求項３】 前記付勢解除手段は、作動させられたと
   きに前記回転部材の回転を阻止し、解放されたときに前
   記回転部材の回転を許容するブレーキである請求項２に
   記載のノズルタッチ機構を備えた射出成形機。
4. 【請求項４】 前記ノズルタッチ制御手段は、計量工程
   において前記ブレーキを作動させる請求項３に記載のノ
   ズルタッチ機構を備えた射出成形機。