JP2007030390A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 射出装置の射出軸方向の長さを可及的に短くした射出成形機を提供する。
【解決手段】射出装置を、射出シリンダ２０の反射出側端部を固定する固定プレート２４と、これに対向する移動プレート２６を設け、同移動プレートに射出スクリュまたは射出プランジャ２２の反射出側端部を取付け、さらに前記固定プレートと移動プレート間に、前記射出スクリュまたは射出プランジャと平行なボールネジ軸３０を有する移動機構を配置して射出動作の際にはボールネジ軸を介して前記移動プレートを固定プレートへ引き込むようによう構成されている。これにより射出スクリュまたは射出プランジャ軸上に移動機構がないので射出装置の長さを可及的に短くすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形機に係り、特に射出装置側の射出方向長さを短くした射出成形機に関する。

射出成形機においては、射出プランジャあるいは射出スクリュを射出方向に進退移動させるため、通常は、射出プランジャあるいは射出スクリュの反射出側に進退用の移動機構あるいは、射出スクリュの回転も行うようにした回転・移動機構が配置されている。電動射出成形機の場合は、後者の回転・移動機構が配置されるため射出スクリュの長さに対しさらに前記回転・移動機構の軸方向長さが加わるので、射出装置全体の軸方向が長くなり、射出成形機の設置スペースや部品点数が増えるという問題がある。（特許文献１）
また、射出成形機の能率向上を図るため、従来、可塑化装置と射出装置とを分離すると共に、これらの間にアキュムレータを設け、可塑化装置によって可塑化された樹脂をアキュムレータに貯え、このアキュムレータから間欠的に可塑化樹脂を射出装置へ供給することにより、可塑化装置の稼働率を高めるようにした装置が提案されており、特に、可塑化装置を連続運転可能にするため、アキュムレータから射出装置へ可塑化樹脂を供給しているときにも可塑化装置から射出装置へ可塑化樹脂を供給することのできる連続可塑化式の射出成形装置すなわち、オンラインブレンド型射出成形機が提案されている。（特許文献２）
このようなオンラインブレンド型射出成形機は、通常の射出成形機に比べさらに前記可塑化装置およびアキュムレータ装置を一体的に結合した構造であるため上下方向の長さが大きくなっており、その上さらに射出プランジャを進退させる移動機構を結合しているので、射出成形機としての大きさすなわち、上下方向および軸方向長さが非常に大きくなり、したがって、射出装置自体の長さを短くすることが望まれている。

図５は従来のオンラインブレンド型射出成形機の主要構成部分の縦断面図を示す。図５において、参照符号１０は前述した可塑化装置を構成している２軸押出機であって、その上方に配置されているメインフィーダ装置ＭＦから主たる合成樹脂材料例えばポリプロピレン（ＰＰ）がホッパー１０Ａに供給される。その左方にはサブフィーダ装置ＳＦが配置され補助の成形材料例えばタルクが同様にホッパー１０Ａへ供給される。ホッパー１０Ａから２軸押出機１０の加熱筒１０Ｃ内に供給された成形材料は、モータ１０Ｄによりギヤボックスを介して結合された２本のスクリュ軸１０Ｂにより溶融・混練され可塑化される。なお、ＶＴ１、ＶＴ２はそれぞれオープンベント、真空ベントである。

前記２軸押出機１０の左端側には加熱筒１０Ｃと一体に形成されたアキュムレータ１２が配置されている。アキュムレータ１２の上部および下部シリンダ室１２Ａ、１２Ｂにはプランジャ１２Ｄの下端部に設けたプランジャチップ１２Ｃが配置されており、プランジャ１２Ｄの上端部はピストンＰＳ１と結合され油圧シリンダ装置１２Ｅにより同ピストンＰＳ１が上下に移動可能である。
図中矢視で示すように、溶融状態の樹脂すなわち可塑化樹脂は、２軸押出機１０の左端部から流出口ＦＧ１を介して前記シリンダ室１２Ｂへ流入する。２軸押出機１０の吐出圧は比較的低いのでシリンダ室１２Ｂへ流入した可塑化樹脂の流入時の樹脂圧を低く抑えるため前記ピストンＰＳは上方向へ移動されるようになっている。この間アキュムレータ１２の下部に設けたバルブＶＬ１は閉じている。なお、図示しないが、プランジャ１２Ｄの中間部にロードセルが配置されており、同ロードセルにより、シリンダ室１２Ｂ内の樹脂圧が所定の範囲あるようピストンＰＳ１が油圧制御される。

参照符号１４は射出装置であって、前記バルブＶＬ１が開かれているとき、シリンダ室１２Ｂに蓄積されている可塑化樹脂を流入口ＦＧ２を介して射出装置１２の射出側に形成された射出シリンダ１４Ａ内に受け入れる。すなわち、計量工程中は前記流入口ＦＧ２から可塑化樹脂が射出シリンダ１４Ａ内に供給され、それによりプランジャ１４Ｄの左端部に設けたコーン形状のプランジャチップ１４Ｃは右方へ後退移動する。その場合、前記シリンダ室１２Ｂおよび射出シリンダ１４Ａ内の樹脂圧すなわち、２軸押出機１０の吐出圧が所定値より高くならないように、射出シリンダ装置１４Ｅへの圧油の給排によりピストンＰＳ２を後退移動させるようになっている。この計量動作中バルブＶＬ２は閉じており、計量完了後に開かれ射出シリンダ１４Ａ内の溶融樹脂はピストンＰＳ２を左方へ移動させることによりノズルＮＺを介して金型装置１６に形成された金型キャビティ内へ射出される。

図５に示される従来のオンラインブレンド型射出成形機において２軸押出機１０からアキュムレータ１２へ供給される可塑化樹脂は、アキュムレータ１２内においてはシリンダ室１２Ｂ内で下端部から順に蓄積されていき、計量中にはその下端部から流入口ＦＧ２を介して射出シリンダ１４Ａへ供給され、計量完了後ノズルＮＺから射出される。
特開平５−１６９４９９（図１） 特許第３３０３２１３号（図１〜図３）

しかしながら、従来の射出成形機においては、前記特許文献１、２に示されるように、射出スクリュまたは射出プランジャの軸上または同軸の反射出側に進退移動機構を結合配置しているので、射出装置を短くすることができなかった。

本発明者は、上記の問題点を解決すべく種々検討・研究を行った結果、従来のように射出スクリュまたは射出プランジャの移動機構をそれらの軸の後方側に配置せず、前記射出スクリュまたは射出プランジャを進退可能に収容する射出シリンダの反射出側端部を固定する固定プレートと、これに対向する移動プレートを設け、同移動プレートに射出スクリュまたは射出プランジャの反射出側端部を取付け、さらに前記固定プレートと移動プレート間に、前記射出スクリュまたは射出プランジャと平行なボールネジ軸を有する移動機構を配置して射出動作の際にはボールネジ軸を介して前記移動プレートを固定プレートへ引き込むようにすることによって前記問題点が解決できることを見出した。
したがって、本発明の一般的な目的は、射出スクリュまたは射出プランジャを備えた射出装置の長さを可及的に短くした射出成形機を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、射出プランジャを備えた射出装置の長さを可及的に短くしたオンラインブレンド型射出成形機を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形機は、
スクリュまたは射出プランジャを進退可能に収容する射出シリンダの反射出側端部を固定する固定プレートと、前記スクリュまたは射出プランジャの反射出側端部を保持する移動プレートを設けるとともに、前記固定プレートと移動プレート間には前記射出スクリュまたは射出プランジャを前記移動プレートを介して軸方向に進退移動させる駆動機構を前記射出スクリュまたは射出プランジャ軸を中心に軸対称に配置してなり、射出動作の際には前記駆動機構を介して前記移動プレートを固定プレートへ引き込むように駆動することを特徴とする。

その場合、前記各駆動機構は固定プレート側に設けた電動機を駆動源とする一対のボールネジ軸およびボールナットから構成することができる。
またその場合、前記移動プレートはリニアガイドにより案内されるよう構成することができる。
またその場合、前記各駆動機構は、固定プレート側にボールナットを回転自在且つ軸方向移動を規制して取付け、同ボールナットに螺合するボールネジ軸の一端を前記移動プレートに固定保持するよう構成することができる。
さらにその場合、前記各駆動機構は、移動プレート側にボールナットを回転自在且つ軸方向移動を規制して取付け、同ボールナットに螺合するボールネジ軸の一端を前記固定プレート側に回転可能に支持するよう構成することができる。

さらに、前記射出成形機は、連続可塑化装置とアキュムレータ装置とを備え、計量工程中前記アキュムレータ装置から前記射出シリンダへ可塑化された樹脂を供給するよう構成したオンラインブレンド型射出成形機であることができる。
またその場合、前記リニアガイドのガイドブロックは前記移動プレートに対し回動可能に取付けられていることが好ましい。
また、前記目的を達成するために本発明による射出成形機は、射出スクリュまたは射出プランジャの一端部を保持する移動プレートをリニアガイドにより案内する射出装置を備えた射出成形機において、前記リニアガイドのガイドブロックを前記移動プレートに対し回動可能に取付けて構成することを特徴とする。

本発明によれば、射出装置を、射出シリンダの反射出側端部を固定する固定プレートと、これに対向する移動プレートを設け、同移動プレートに射出スクリュまたは射出プランジャの反射出側端部を取付け、さらに前記固定プレートと移動プレート間に、前記射出スクリュまたは射出プランジャと平行なボールネジ軸を有する移動機構を配置して射出動作の際にはボールネジ軸を介して前記移動プレートを固定プレートへ引き込むようによう構成したので射出装置の長さを可及的に短くすることができる。

以下、本発明の好適な実施例について、添付図面を参照し詳細に説明する。

図１は、本発明による射出成形機の射出装置構成部分の軸方向縦断面を示す。同図１において、参照符号２０は射出シリンダ、参照符号２２は射出シリンダ２０に進退可能に収容された射出プランジャである。前記射出シリンダ２０の右端部すなわち、反射出側端部は固定プレート２４により支持固定されている。この固定プレート２４の右方側にはリニアガイドＬＧによって案内される移動プレート２６が配置されており、射出プランジャ２２の右端部２２Ａが移動プレート２６の中央部に取り付けられている。

図の下方側に示すように、固定プレート２４には、軸受３４、回転部材３２、ボールナット３６を介して、同ボールナット３６と螺合するボールネジ軸３０が配置されている。このボールネジ軸３０の右端側はキーを介して移動プレート２６に結合されている。なお、参照符号ＬＤＣはロードセルである。さらに、固定プレート２４の下端部にはサーボモータＳＶＭが部材ＰＬを介して取付けられている。このサーボモータＳＶＭの出力軸はプーリ、タイミングベルト２８を経て前記回転部材３２の軸部３２Ａに設けたプーリを介して回転部材３２を正方向（射出方向に対応）または逆方向に回転させるようになっている。前記ボールナット３６はこの回転部材３２と一体的に回転するように且つ軸方向の移動を規制されて結合されている。なお、図１の固定プレート２４上方側は下方側と同様に構成されているので、その説明を省略する。このような構成により、サーボモータＳＶＭを正回転させると回転伝達部を構成するプーリ、タイミングベルト２８、プーリを経てボールナット３６を回転させ、したがって、ボールネジ軸３０は左方へ直動し、それとともに移動プレート２６も左方すなわち、射出方向へ前進するので射出プランジャ２２も前進する。これにより、例えば図５に示したアキュムレータ装置から計量工程により供給され射出シリンダ２０の先端部に貯留された可塑化樹脂ＲＳがノズルＮＺから図示しない金型キャビティ内へ射出される。

なお、射出プランジャ２２の軸上の右端側に一点鎖線で示した部分は、射出プランジャが射出スクリュである場合に同スクリュを回転させるためのサーボモータＳＶＭが移動プレート２６に取付けられることを示す。

図２は、図１と同様に、固定プレート２４に対し移動プレート２６を移動させる構成を示す。図１と相違する点は、ボールナット３６Ａを移動プレート２６側に設けボールネジ軸３０Ａを回転させるようにしたことである。
したがって、固定プレート２４にはボールネジ軸３０Ａを回転可能に軸支する軸受３４Ａが設けられている。また、ロードセルＬＤＣは、移動プレート２６の中心部に配置されており部材２２Ｂを介してスラスト軸受２２Ｃに与えられる射出時の射出反力を検出する。

図３は、図１、図２の射出装置構成部分のリニアガイド部の詳細断面図である。同図３において、移動プレート２６の下面には中心部に下方へ伸びる軸部を有する部材２６Ｃが取付けられている。図示のように、部材２６Ｃの下方にはスラスト軸受２６Ａを介して回動部材２６Ｄが設けられ、さらに、回動部材２６Ｄ内径部には前記軸部外周との間に軸受２６Ｂが設けられている。参照符号２６Ｅは回動部材２６Ｄの下面に取付けられたガイドブロックであって、複数の針状転動体で形成される側面はリニアガイドＬＧの案内面ＧＳＦに当接している。参照符号ＰＡは前記軸部の中心線Ｐ−ＰとリニアガイドＬＧの底部転動面の交点を示す。なお、図３において、スラスト軸受２６Ａをすべり軸受としてもよい。また、回転支持用の前記軸受２６Ｂとスラスト軸受２６Ａとを単１つの転がり軸受またはすべり軸受により構成してもよい。

図４は、図１、図２に示す射出装置構成部分のリニアガイド部におけるガイドブロックの取付け状態を説明する図である。
図４の右方側に示す図において、実線で示す移動プレート２６の端部下面にはリニアガイドＬＧのガイド溝ＧＡ内に収納されるガイドブロック２６Ｅが破線で示される。このガイドブロック２６Ｅが移動プレート２６下面に固定して取付けられているとすると、射出動作時には、移動プレート２６の射出プランジャ軸上に射出反力が左方から作用し、同時に移動プレート２６の両端部近傍にはボールネジ軸駆動による引込み力が右方から作用する。したがって、移動プレート２６は、１点鎖線で強調して示すように、弾性変形し、それに固定されているガイドブロックは２６Ｅ’のように一対の対角線上の角部が案内面ＧＳＦからはみ出ようとする。したがって、ガイドブロック２６Ｅ’の側面と案内面ＧＳＦとは適度な接触状態ではなくなり、前記弾性変形に対応した押圧状態となり、移動プレート２６の射出前進移動を阻害する恐れがある。

一方、図４の左方側に示す図では、移動プレート２６が図示のように変形しても、ガイドブロック２６Ｅは前記軸部の周りで回動した状態となり、ガイド溝ＧＡ内に収納される。
この場合、各ガイドブロック２６Ｅは中心軸線Ｐ−Ｐに対称配置されていることが好ましい。

以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明はこれら例示したものに限定されるものではなく当業者であれば種々の変形が可能である。例えば、各ガイドブロック２６Ｅは中心軸線Ｐ−Ｐに対称配置されているものとしたが、単一のガイドブロックで形成されていてもよく、要するに移動プレートとガイドブロックとが回動可能であればよい。
また、上記図１、図２では、好適な実施例として各ボールネジ軸は同一水平面上に配置されているものとして説明したが、これに限るものではなく、射出プランジャ軸に対称で同一平面状に配置されておればよい。さらにまた、リニアガイドを移動プレート用のガイドとして例示したが、固定プレートおよび移動プレートを貫通する軸部材を取付け、移動プレートが同軸部材の外周面により摺動可能に案内されるようにしてもよい。
また、図３、図４に例示したリニアガイドにおけるガイドブロックを移動プレートに対し回転可能に取付ける点については、本発明の趣旨からこの移動プレートの移動機構を同移動プレートの左方側の固定プレートとの間に形成されていることを前提として示したが、当業者であれば、従来の移動プレートのように、その移動機構を移動プレートの右方側に配置し、且つリニアガイドを使用する場合にも容易に採用できるものである。

本発明による射出成形機の射出装置構成部分の軸方向縦断面図である。 本発明による射出成形機の他の射出装置構成部分の軸方向縦断面図である。 図１、図２の射出装置構成部分のリニアガイド部の詳細断面図である。 図１、図２の射出装置構成部分のリニアガイド部におけるガイドブロックの取付け状態を説明する図である。 従来のオンラインブレンド型射出成形機の主要構成部分の縦断面図である。

符号の説明

１０ ２軸押出機
１２ アキュムレータ
１４ 射出装置
１６ 金型装置
２０ 射出シリンダ
２２ 射出プランジャ
２４ 固定プレート
２６ 移動プレート
２８ タイミングベルト
３０ ボールネジ軸
３２ 回転部材
３４ 軸受
３６ ボールナット

Claims (8)

1. スクリュまたは射出プランジャを進退可能に収容する射出シリンダの反射出側端部を固定する固定プレートと、前記スクリュまたは射出プランジャの反射出側端部を保持する移動プレートを設けるとともに、前記固定プレートと移動プレート間には前記射出スクリュまたは射出プランジャを前記移動プレートを介して軸方向に進退移動させる駆動機構を前記射出スクリュまたは射出プランジャ軸を中心に軸対称に配置してなり、射出動作の際には前記駆動機構を介して前記移動プレートを固定プレートへ引き込むように駆動することを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。
2. 請求項１記載の射出装置を備えた射出成形機において、前記各駆動機構は固定プレート側に設けた電動機を駆動源とする一対のボールネジ軸およびボールナットから構成することを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。
3. 請求項１または２記載の射出成形機において、前記移動プレートはリニアガイドにより案内されるよう構成したことを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の射出装置を備えた射出成形機において、前記各駆動機構は、固定プレート側にボールナットを回転自在且つ軸方向移動を規制して取付け、同ボールナットに螺合するボールネジ軸の一端を前記移動プレートに固定保持するよう構成したことを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の射出装置を備えた射出成形機において、前記各駆動機構は、移動プレート側にボールナットを回転自在且つ軸方向移動を規制して取付け、同ボールナットに螺合するボールネジ軸の一端を前記固定プレート側に回転可能に支持するよう構成したことを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の射出装置を備えた射出成形機であって、同射出成形機は、連続可塑化装置とアキュムレータ装置とを備え、計量工程中前記アキュムレータ装置から前記射出シリンダへ可塑化された樹脂を供給するよう構成したことを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
7. 請求項３乃至６のいずれかに記載の射出装置を備えた射出成形機であって、前記リニアガイドのガイドブロックは前記移動プレートに対し回動可能に取付けられていることを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。
8. 射出スクリュまたは射出プランジャの一端部を保持する移動プレートをリニアガイドにより案内する射出装置を備えた射出成形機において、前記リニアガイドのガイドブロックを前記移動プレートに対し回動可能に取付けたことを特徴とする射出装置を備えた射出成形機。

Images