JP2007260688A - 溶融材料の射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティ内圧の立ち上がり遅れを招くことなくサージ圧の発生を防ぐ。
【解決手段】緩衝手段２０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置の変化に応じて伸縮する平行ばね３８及び交差ばね４２が、一つのばねの弾性力の減少を、他のばねの弾性力の増加で補う態様で組み合わされている。よって、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置が変化しても、緩衝手段２０は、常時一定の弾性力を発生させることができる。キャビティへの溶融材料の充填完了によりプランジャーロッド１６が急停止する際に、プランジャーロッド１６を駆動する駆動手段１８の慣性重量は、緩衝手段２０によって、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置が変化することにより吸収され、キャビティ内の溶融材料の圧力が異常に上昇する「サージ圧」の発生を回避する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイカストマシン等に用いられる溶融材料の射出装置に関するものである。

ダイカスト等に代表される、金型に形成されたキャビティに溶融材料を射出充填する射出成形装置において、プランジャースリーブ内に供給された溶融材料を、プランジャーチップが先端部に設けられたプランジャーロッドにより金型のキャビティへと射出する射出装置が用いられている。
この射出装置は、キャビティへの溶融材料の充填完了によるプランジャーロッドの急停止により、プランジャーロッドを駆動する駆動手段の慣性重量に起因する衝撃力により、キャビティ内の溶融材料の圧力が異常に上昇する「サージ圧」が発生することが知られている。そして、サージ圧が発生すると、キャビティは押し広げられ、それにより生ずる金型の隙間に溶融材料が侵入し、成形品にバリを生じる原因となる。この問題を解決するための一手法として、駆動手段とプランジャーロッドとを分離し、弾性体を介して両者を連結することにより、衝撃力を緩和した例がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−１５５９２５号公報

しかしながら、ばねに代表される弾性体は、フックの法則により、伸縮量の増減に応じて発生する弾性力も変化するものである。このため、サージ圧の発生を確実に防ぐためには、弾性体の最大変形時に、キャビティ内圧が設定圧となるように、プランジャーロッドの推力を調整する必要があり、弾性体の諸元もこれらの要請に基づき決定される。すると、キャビティに対する溶融材料の充填完了直後の時点、すなわち、弾性体が未だ伸縮していない時点では、駆動手段からプランジャーロッドへの推力の伝達が不十分となり、弾性体が所定の伸縮状態になるまでキャビティ内圧が設定値に到達しない、圧力の立ち上がり遅れが生じることとなる。この、圧力の立ち上がり遅れは、溶融材料の凝固進行と供にキャビティの隅々まで十分な圧力が伝わらない状態を招き、製品の品質悪化につながるものである。
又、射出速度やキャビティ内圧の設定変更をする場合には、弾性体も、新たな設定条件に合致した諸元のものへと交換する必要があり、迅速かつ柔軟な対応ができないといった問題も指摘されていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶融材料の射出装置において、キャビティ内圧の立ち上がり遅れを招くことなく「サージ圧」の発生を確実に防ぐことにより、高品質の成形品を製造することにある。又、溶融材料の射出装置における射出速度やキャビティ内圧の設定変更を容易とすることにある。

上記課題を解決するための、本発明に係る溶融材料の射出装置は、プランジャースリーブ内に供給された溶融材料を、金型のキャビティへと射出する射出装置であって、プランジャーチップが先端部に設けられたプランジャーロッドと、該プランジャーロッドを駆動する駆動手段との間に、緩衝手段が設けられ、該緩衝手段が、前記駆動手段に対する前記プランジャーロッドの軸心方向の相対位置を変更可能に、前記プランジャーロッドをガイドするガイド手段と、二本の等長アーム及び該二本の等長アームの一端同士を軸着するピボットからなり、該二本の等長アームの各他端が前記プランジャーロッド又は前記駆動手段に各々軸着されたリンクと、所定のプリロードストロークが与えられ、かつ、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとが接近することにより弾性力を増大させる第一ばねと、前記二本の等長アームが一直線状に並ぶとき自然長をなすように前記リンクに固定され、なおかつ、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとが接近することによる前記リンクの屈折角度の増加に伴い、前記リンクを介して前記駆動手段と前記プランジャーロッドとに対する両者を離間させる方向の分力を減少させる、第二ばねとを備えることを特徴とする
ものである。

本発明において、射出装置は、駆動手段とプランジャーロッドとを分離して、両者を緩衝手段で連結した構造を有している。そして、緩衝手段のガイド手段によって、駆動手段に対しプランジャーロッドがその軸心方向に正確にガイドされて、駆動手段とプランジャーロッドとは離間接近自在となっている。又、駆動手段とプランジャーロッドとは、二本の等長アームとピボットとからなるリンクにより連結されている。
そして、駆動手段とプランジャーロッドとが接近することにより弾性力を増大させる第一ばねによって、駆動手段とプランジャーロッドとの間に所定のプリロードが与えられた状態で、両者は離間する方向に付勢されている。更に、リンクを介して、第二ばねの弾性力に基づく分力も、駆動手段とプランジャーロッドとを離間させる方向に作用する。ここで、第二ばねに基づく駆動手段とプランジャーロッドとを離間させる方向の分力は、リンクの屈折角度の増加に伴い減少するように付与されるものである。したがって、駆動手段とプランジャーロッドとが接近して、駆動手段とプランジャーロッドとを離間させる方向の第一ばねの弾性力が増大するとき、第二ばねによる弾性力の作用は減少する。又、これとは逆に、駆動手段とプランジャーロッドとが離間して、駆動手段とプランジャーロッドとを離間させる方向の第一ばねの弾性力が減少するとき、第二ばねによる弾性力の作用は増大する。
換言すれば、駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置の変化に応じて伸縮する第一ばね及び第二ばねが、一つのばねの弾性力の減少を他のばねの弾性力の増加で補う態様で組み合わされていることから、駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置が変化しても、緩衝手段は、常時一定の弾性力を発生させることができる。

又、本発明においては、前記第一ばねは、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとの間で、前記プランジャーロッドの軸心方向と平行に配置されていることが望ましい。
この構成により、第一ばねは駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置の変化を受けてプランジャーロッドの軸心方向に伸縮し、駆動手段とプランジャーロッドとの間に所定のプリロードを与えることができる。又、第一ばねは、駆動手段とプランジャーロッドとが接近することにより、その弾性力を増大させるものとなる。

又、本発明において、前記第一ばねのプリロードストローク調節機構が設けられていることが望ましい。
この構成により、射出速度やキャビティ内圧の設定変更をする場合に、それに応じて、緩衝手段が発生する弾性力を適宜調整することが可能となる。
なお、前記第一ばねのプリロードストローク調節機構は、前記駆動手段に設けられ、前記第一ばねの一端部を他端部に対し任意に離間接近させるばねホルダを備えるものとすれば、ばねホルダの位置を調整することのみによって、緩衝手段が発生する弾性力を調整することが可能となる。

又、本発明においては、前記リンクは、前記プランジャーロッドの軸心を挟んだ対象位置に少なくとも二組設けられており、前記第二ばねは、前記各リンクのピボット同士を連結するように組み付けられていることが望ましい。
この構成によると、第二ばねの弾性力がリンクのピボットに作用することで、リンクの屈折角度が減少する方向へと付勢される。すなわち、第二ばねの弾性力は、リンクを介して、駆動手段とプランジャーロッドとを離間させる方向へと働くこととなる。ここで、リンクを構成する二本の等長アームから、駆動手段及びプランジャーロッドに対し、両者を離間させる方向へと作用する分力は、駆動手段とプランジャーロッドとが接近することに伴うリンクの屈折角度の増加により減少し、かかる状態において増加する第一ばねの弾性力と相補的な関係となる。したがって、緩衝手段は、駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置の如何にかかわらず、常時一定の弾性力を発生させることができる。
又、本発明によれば、前記プランジャーロッドの軸心を挟んで対称構造となることから、各構成部品が受ける力の均衡が得られ、構造の単純化が図られる。

又、本発明においては、前記第一ばねのばね定数と、前記第二ばねのばね定数とがいずれも同一値ｋに設定され、かつ、前記二本の等長アームの長さＬ、前記第一ばねのプリロードストロークｐ、前記駆動手段に対する前記プランジャーロッドの全ストロークＳ、前記駆動手段の等価慣性重量Ｍ、前記プランジャーロッドの移動速度ｖ、及び、前記プランジャーロッドのキャビティ与圧時の推力Ｆが、ｋ・（２Ｌ＋ｐ）≒Ｆ、かつ、ｋ・（２Ｌ＋ｐ）・Ｓ＞Ｍｖ^２／２の関係を満たすものとする。
かかる諸元を満たすことで、駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置の如何にかかわらず、緩衝手段は、常時一定の弾性力を発生するものとなる。

又、本発明においては、前記二本の等長アームが一直線状に並ぶことを阻止するストッパーが設けられていることが望ましい。
この構成によれば、リンクを構成する二本の等長アームは、ピボットを挟んで常時屈折角度を持つこととなるので、ピボットの摩擦の影響を受けて、二本の等長アームが一直線状に並んだ状態でロックされ、リンクの屈折が阻害されることを、確実に回避することが可能となる。

又、上記課題を解決するための、溶融材料の射出装置は、プランジャースリーブ内に供給された溶融材料を、金型のキャビティへと射出する射出装置であって、プランジャーチップが先端部に設けられたプランジャーロッドと、該プランジャーロッドを駆動する駆動手段との間に、緩衝手段が設けられ、該緩衝手段が、前記駆動手段に対する前記プランジャーロッドの軸心方向の相対位置を変更可能に、前記プランジャーロッドをガイドするガイド手段と、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとの相対位置の変化に応じて伸縮する複数のばねが、一つのばねの弾性力の減少を他のばねの弾性力の増加で補う態様で組み合わされることで、常時一定の弾性力を発生させる推力伝達手段とを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、射出装置は、駆動手段とプランジャーロッドとを分離して、両者を緩衝手段で連結した構造を有している。そして、緩衝手段のガイド手段によって、駆動手段に対しプランジャーロッドがその軸心方向に正確にガイドされて、駆動手段とプランジャーロッドとは離間接近自在となっている。
又、駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置の変化に応じて伸縮する第一ばね及び第二ばねが、一つのばねの弾性力の減少を他のばねの弾性力の増加で補う態様で組み合わされていることから、駆動手段とプランジャーロッドとの相対位置が変化しても、緩衝手段は、常時一定の弾性力を発生させることができる。

本発明はこのように構成したので、溶融材料の射出装置において、キャビティ内圧の立ち上がり遅れを招くことなく「サージ圧」の発生を確実に防ぎ、高品質の成形品を製造することが可能となる。又、溶融材料の射出装置における射出速度やキャビティ内圧の設定変更を容易に行うことが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る溶融材料の射出装置１０は、プランジャースリーブ１２内に供給された溶融材料を、金型のキャビティへと射出する射出装置であって、図１に示されるように、プランジャーチップ１４が先端部に設けられたプランジャーロッド１６と、プランジャーロッド１６を駆動する駆動手段１８との間に、緩衝手段２０が設けられている。なお、図１の例では、駆動手段１８は、所定の射出パターンを実現するように、電子計算機等によって構成された制御手段２２に制御されるサーボモータ２４と、サーボモータ２４の回転運動を直進運動に変換するボールねじ２６とで構成されている。そして、制御手段２２は、キャビティ充填完了によりプランジャーチップ１４及びプランジャーロッド１６が急停止すると、駆動手段１８の急減速を、サーボモータ２４の回転数の低下、負荷の増大から検出して、駆動手段１８を停止させる。更に、制御手段２２は、サーボモータ２４の回転数が０に低下したことを検知した時点で、キャビティ与圧のための駆動制御指令を、サーボモータ２４に発信するものである。なお、かかる電動式駆動手段に変えて、油圧シリンダを用いた油圧式駆動手段を用いることも可能である。

図２に示されるように、緩衝手段２０は、駆動手段１８に対するプランジャーロッド１６の軸心方向の相対位置を変更可能に、プランジャーロッド１６をガイドするガイド手段２８を備えている。図２の例では、ガイド手段２８は、プランジャーロッド１６の中心部に設けられた穴１６ａに対し、駆動手段１８から延びるガイドロッド３０が摺動自在に挿入されることで、駆動手段１８に対し、プランジャーロッド１６がその軸心方向へと正確にガイドされる構造となっている。
又、緩衝手段２０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを連結するリンク３２を備えている。リンク３２は、二本の等長アーム３４及び二本の等長アーム３４の一端同士を軸着するピボット３６からなり、二本の等長アーム３４の各他端がプランジャーロッド１６又は駆動手段１８に各々軸着されたリンク構造を有している。そして、図示の例では、二本の等長アーム３４が一直線状に並ぶとき、二本の等長アーム３４はプランジャーロッド１６の軸心方向と平行となるように、プランジャーロッド１６及び駆動手段１８に軸着されている。又、二本の等長アーム３４が一直線状に並んだ状態が、プランジャーロッド１６及び駆動手段１８との最大離間状態となる。なお、本発明の実施の形態では、図２、図４に示されるように、リンク３２は、プランジャーロッド１６の軸心を挟んだ対象位置に二組設けられており、いわゆるパンタグラフ状のリンク構造を構成している。

又、緩衝手段２０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との間に、プランジャーロッド１６の軸心方向と平行に配置された平行ばね（第一ばね）３８を備えている。平行ばね３８は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが接近することにより、弾性力を増大させるものであり、常時、プリロードストロークが与えられた状態で組み込まれている。なお、平行ばね３８は、並列又は多重に複数組み込まれて構成されたものであってもよい。
又、緩衝手段２０は第一ばねのプリロードストローク調節機構を備えている。図２の例では、プリロードストローク調節機構は、前記駆動手段に設けられたばねホルダ４０が、平行ばね３８の一端部（図２の左端部）を他端部（図２の右端部）に対し任意に離間接近させるものである。なお、ばねホルダ４０は、手動又は自動（油圧シリンダ、ステッピングモータ等の動力を利用）により、プランジャーロッド１６の軸心方向の位置を、自在に調整することが可能である。

更に、緩衝手段２０は、平行ばね３８と交差する方向に配置された交差ばね４２を備えている。本実施の形態では、図４に示されるように、交差ばね４２は二組のリンク３２の各ピボット３６同士を連結するように、両側に一本づつ合計二本が組み付けられている。そして、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが接近することによるリンク３２の屈折角度θ（図３参照）の増加に伴い、リンク３２を介して駆動手段１８とプランジャーロッド３４とに対し付与する、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを離間させる方向の分力Ｆｃ‘を減少させる構成となっている。なお、二組のリンク３２の付け根間隔ｄ（図３参照）と、交差ばね４２の自然長とが一致しており、二本の等長アーム３４が一直線状に並ぶときに、交差ばね４２は自然長をなすものである。ただし、図示の例では、プランジャーロッド１６の、二組のリンク３２の付け根部分に、二本の等長アーム３４が一直線状に並ぶことを阻止するストッパー４４が設けられていることから、交差ばね４２が自然長へと復帰する状態とはならない。

更に、緩衝手段２０は、平行ばね３８のばね定数と、交差ばね４２のばね定数（二本の交差ばね４２の、ばね定数の合計。なお、平行ばね３８についても複数用いられている場合には、全ての平行ばねの、ばね定数の合計。）とがいずれも同一値ｋに設定されている。そして、二本の等長アーム３４の長さＬ、平行ばねのプリロードストロークｐ、駆動手段１８に対するプランジャーロッド１６の全ストロークＳ、駆動手段１８の等価慣性重量Ｍ、プランジャーロッド１６の移動速度ｖ、及び、キャビティ与圧時の推力Ｆが、
ｋ・（２Ｌ＋ｐ）≒Ｆ、かつ、ｋ・（２Ｌ＋ｐ）・Ｓ＞Ｍｖ^２／２ ‥‥（１）
の関係を満たすように、各諸元が決定されている。

さて、上記諸元を有する緩衝手段２０において、キャビティ与圧時の推力Ｆは、以下のように求められる。図３に示されるように、平行ばね３８の弾性力をＦｐ、交差ばね４２の弾性力をＦｃ、交差ばね４２の弾性力がリンク３２に作用することにより得られる、プランジャーロッド１６の軸心方向の成分をＦｃ’としたとき、リンク３２の屈折角度θが０°＜θ＜９０°の範囲内で、
Ｆｐ＝ｋ・｛２Ｌ（１−ｃｏｓθ）＋ｐ｝
Ｆｃ＝ｋ・（２Ｌｓｉｎθ）
Ｆｃ’＝Ｆｃ／ｔａｎθ＝ｋ・（２Ｌｃｏｓθ）
Ｆ＝Ｆｐ＋Ｆｃ’＝ ｋ・（２Ｌ＋ｐ） ‥‥（２）
となる。

要するに、上記（２）式から明らかなように、平行バネ３８の弾性力Ｆｐと、交差ばね４２の、プランジャーロッド１６の軸心方向成分Ｆｃ’との合計が、キャビティ与圧時のプランジャーロッド１６の推力Ｆであり、この推力Ｆは、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との距離の如何に関わらず、常に一定となる。又、推力Ｆは、平行ばねのプリロードストロークｐを変えることによって、自由に変更することが可能である。実用上は、推力Ｆの変動をどの程度許容するかによって、平行ばね３８のばね定数（複数在る場合は全数の合計）と、交差ばね４２のばね定数（複数在る場合は全数の合計）の、一致精度が定まるものである。

上記構成を有する本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。
本発明の実施の形態に係る溶融材料の射出装置１０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを分離して、両者を緩衝手段２０で連結した構造を有している。そして、緩衝手段２０のガイド手段２８によって、駆動手段１８に対しプランジャーロッド１６がその軸心方向に正確にガイドされて、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とは離間接近自在となっている。しかも、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とは、二本の等長アーム３４及びピボット３６からなるリンク３２により連結されている。

そして、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが接近することにより弾性力を増大させる平行ばね３８によって、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との間に所定のプリロードが与えられた状態で、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とは離間する方向（図２の矢印Ａ）に付勢されている。更に、交差ばね４２の弾性力も、リンク３４を介して、駆動手段１８とプランジャーロッドとを離間させる方向（図２の矢印Ａ）に作用する。ここで、交差ばね４２の弾性力Ｆｃは、リンク３２の屈折角度θ（図３）の増加に伴い、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを離間させる方向の分力Ｆｃ’を減少させるように付与されるものである。したがって、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが接近して、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを離間させる方向の平行ばね３８の弾性力Ｆｐが増大するとき、交差ばねによる弾性力Ｆｃ（分力Ｆｃ’）は減少する。又、これとは逆に、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが離間して、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを離間させる方向の平行ばね３８の弾性力が減少するとき、交差ばね４２による弾性力は増大する。

換言すれば、本発明の実施の形態に係る緩衝手段２０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置の変化に応じて伸縮する平行ばね３８及び交差ばね４２が、一つのばねの弾性力の減少を他のばねの弾性力の増加で補う態様で組み合わされていることから、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置が変化しても、緩衝手段２０は、常時一定の弾性力を発生させることができる。すなわち、緩衝手段２０は、リンク３２、平行ばね３８、交差ばね４２とで構成された、常時一定の弾性力を発生させる推力伝達手段を具備するものである。

そして、キャビティへの溶融材料の充填完了によりプランジャーロッド１６が急停止する際に、プランジャーロッド１６を駆動する駆動手段１８の慣性重量（等価慣性重量Ｍ）は、緩衝手段２０によって、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置が変化することにより吸収される。その結果として、駆動手段１８の慣性重量に起因する衝撃力により、キャビティ内の溶融材料の圧力が異常に上昇する「サージ圧」が発生することを、回避することができる。
しかも、緩衝手段２０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置の如何に関わらず、常時一定の弾性力（Ｆｐ＋Ｆｃ’）を発生させるものであることから、この一定の弾性力により、プランジャーロッド１６に要求される一定の推力Ｆが維持され、キャビティに対する溶融材料の充填完了時点で、キャビティ内圧は確実に設定値に到達し、キャビティ内圧の立ち上がり遅れを生じない。よって、本発明の実施の形態によれば、キャビティ内圧の立ち上がり遅れを招くことなく「サージ圧」の発生を確実に防ぐことにより、高品質の成形品を製造することが可能となる。

一例として、サーボモータ２４、ボールねじ２６の慣性モーメントを等価慣性重量換算して加えた駆動手段１８全体の等価慣性重量Ｍ＝４３０ｋｇ、キャビティ充填完了直前に到達するプランジャーロッド１６の移動速度（射出速度）ｖ＝２ｍ／ｓ、鋳造圧Ｐ＝２０ＭＰａ、プランジャースリーブ１２の内径φ＝４０ｍｍであるとき、鋳造圧からキャビティ与圧時出力を計算すると、２５ｋＮとなる。又、キャビティ充填完了直前の駆動手段１８の運動エネルギーを計算すると８６０Ｊとなる。これらの条件から、緩衝手段２０に要求される諸元を求めると、上記（１）式から、
ｋ・（２Ｌ＋ｐ）≒２５（ｋＮ）、かつ、ｋ・（２Ｌ＋ｐ）・Ｓ＞８６０（Ｊ）
となる。そして、かかる二式を満たす設定値として、平行ばね３８のばね定数及び二本の交差ばね４２のばね定数の合計が、いずれも、ｋ＝１０４Ｎ／ｍｍ、Ｌ＝１２０ｍｍ、ｄ＝２５０ｍｍ、Ｓ＝２００ｍｍ、ｐ＝０ｍｍを与える。
この条件において、プランジャーチップ１４が２ｍ／ｓで射出され、キャビティ充填完了によりプランジャーチップ１４及びプランジャーロッド１６が急停止すると、駆動手段１８も急減速を受ける。この際、緩衝手段２０が３４．５ｍｍほど縮むことで、駆動手段の減速度が５８ｍ／ｓ^２に抑えられ、駆動手段１８の発生する慣性力は２５ｋＮとなり、設定鋳造圧２０ＭＰａを超えてサージ圧がキャビティ内に発生することは無い。

又、本発明の実施の形態では、平行ばね３８は、その名の通り、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との間で、プランジャーロッド１６の軸心方向と平行に配置されている。従って、平行ばね３８は駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置の変化を受けてプランジャーロッド１６の軸心方向に伸縮し、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との間に所定のプリロード（ｋ・ｐ）を与えることができる。又、平行ばね３８は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが接近することにより、その弾性力Ｆｐを増大させるものとなる。なお、本実施の形態では、平行ばね３８を圧縮コイルばねとしているが、これと同一の機能を、引っ張りばねその他の弾性体により確保することとしても良い。

又、本発明の実施の形態では、平行ばね３８のプリロードストローク調節機構が設けられていることから、射出速度やキャビティ内圧の設定変更をする場合に、それに応じて、緩衝手段２０が発生する弾性力を適宜調整することが可能となる。本発明の実施の形態では、平行ばね３８のプリロードストローク調節機構は、駆動手段１８に設けられ、平行ばね３８の一端部を他端部に対し任意に離間接近させるばねホルダ４０を備えるものであることから、ばねホルダ４０の位置を、手動又は自動調整することのみによって、緩衝手段２０が発生する弾性力を調整することが可能となる。

又、本発明の実施の形態では、リンク３２は、プランジャーロッド１６の軸心を挟んだ対象位置に二組設けられており、交差ばね４２は、各リンク３２のピボット３６同士を連結するように組み付けられていることから、交差ばね４２の弾性力Ｆｃがリンク３２のピボット３６に作用し、リンク３６の屈折角度θが減少する方向へと付勢される。よって、交差ばね４２の弾性力は、リンク３２を介して、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とを離間させる方向（図１の矢印Ａ）へと働くこととなる。ここで、リンク３２を構成する二本の等長アーム３４から、駆動手段１８及びプランジャーロッド１６に対し、両者を離間させる方向へと作用する分力Ｆｃ’は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６とが接近することに伴うリンク３２の屈折角度θの増加により減少し、かかる状態において増加する平行ばね３８の弾性力Ｆｐと相補的な関係となる。したがって、緩衝手段２０は、駆動手段１８とプランジャーロッド１６との相対位置の如何にかかわらず、常時一定の弾性力を発生させることができる。
なお、かかる構造を採用することにより、緩衝手段２０の各構成部品は、プランジャーロッド１６の軸心を挟んで対称構造となるので、各構成部品が受ける力の均衡が得られ、構造の単純化が図られる。しかしながら、必要に応じリンク３２を更に複数対設けることも可能であり、それとは逆に、構造上は非対称となるが、一つのリンク３２によって上記機能を担持することも可能である。

又、本発明の実施の形態においては、二本の等長アーム３４が一直線状に並ぶことを阻止するストッパー４４が設けられていることから、リンク３２を構成する二本の等長アーム３４は、ピボット３６を挟んで常時屈折角度を持つこととなる。よって、ピボット３６の摩擦の影響を受けて、二本の等長アーム３４が一直線状に並んだ状態でロックされ、リンク３２の屈折が阻害されることを、確実に回避することが可能となる。
なお、本発明の実施の形態では、リンク３２と、緩衝手段２０の他の構成部品との干渉を避けるために、リンク３２は外側へと屈折するように構成されており、交差ばね４２は引っ張りばねの態様で用いられているが、本発明が原理上上記（１）、（２）式に基づくものであることから、リンク３２の屈折方向、及び、交差ばね４２の伸縮方向は問題とならない。従って、各部品の干渉を回避可能であれば、リンク３２が内側へと屈折する構造も採用可能である。

本発明の実施の形態に係る溶融材料の射出装置の概略図である。 図１に示される溶融材料の射出装置の要部拡大図である。 図２に示される緩衝手段の拡大図である。 図３に示される緩衝手段の正面図である。

符号の説明

１０：溶融材料の射出装置、１２：プランジャースリーブ、１４：プランジャーチップ、 １６：プランジャーロッド、１８：駆動手段、２０：緩衝手段、２８：ガイド手段、３２：リンク、３４：等長アーム、３６：ピボット、３８：平行ばね、４０：ばねホルダ、４２：交差ばね、４４：ストッパー

Claims (8)

1. プランジャースリーブ内に供給された溶融材料を、金型のキャビティへと射出する射出装置であって、プランジャーチップが先端部に設けられたプランジャーロッドと、該プランジャーロッドを駆動する駆動手段との間に、緩衝手段が設けられ、
   該緩衝手段が、前記駆動手段に対する前記プランジャーロッドの軸心方向の相対位置を変更可能に、前記プランジャーロッドをガイドするガイド手段と、
   二本の等長アーム及び該二本の等長アームの一端同士を軸着するピボットからなり、該二本の等長アームの各他端が前記プランジャーロッド又は前記駆動手段に各々軸着されたリンクと、
   所定のプリロードストロークが与えられ、かつ、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとが接近することにより弾性力を増大させる第一ばねと、
   前記二本の等長アームが一直線状に並ぶとき自然長をなすように前記リンクに固定され、なおかつ、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとが接近することによる前記リンクの屈折角度の増加に伴い、前記リンクを介して前記駆動手段と前記プランジャーロッドとに対する両者を離間させる方向の分力を減少させる、第二ばねとを備えることを特徴とする溶融材料の射出装置。
2. 前記第一ばねは、前記駆動手段と前記プランジャーロッドとの間で、前記プランジャーロッドの軸心方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載の溶融材料の射出装置。
3. 前記第一ばねのプリロードストローク調節機構が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の溶融材料の射出装置。
4. 前記第一ばねのプリロードストローク調節機構は、前記駆動手段に設けられ、前記第一ばねの一端部を他端部に対し任意に離間接近させるばねホルダを備えることを特徴とする請求項３記載の溶融材料の射出装置。
5. 前記リンクは、前記プランジャーロッドの軸心を挟んだ対象位置に少なくとも二組設けられており、前記第二ばねは、前記各リンクのピボット同士を連結するように組み付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の溶融材料の射出装置。
6. 前記第一ばねのばね定数と、前記第二ばねのばね定数とがいずれも同一値ｋに設定され、かつ、前記二本の等長アームの長さＬ、前記第一ばねのプリロードストロークｐ、前記駆動手段に対する前記プランジャーロッドの全ストロークＳ、前記駆動手段の等価慣性重量Ｍ、前記プランジャーロッドの移動速度ｖ、及び、前記プランジャーロッドのキャビティ与圧時の推力Ｆが、
   ｋ・（２Ｌ＋ｐ）≒Ｆ、かつ、ｋ・（２Ｌ＋ｐ）・Ｓ＞Ｍｖ^２／２
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の溶融材料の射出装置。
7. 前記二本の等長アームが一直線状に並ぶことを阻止するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の溶融材料の射出装置。
8. プランジャースリーブ内に供給された溶融材料を、金型のキャビティへと射出する射出装置であって、プランジャーチップが先端部に設けられたプランジャーロッドと、該プランジャーロッドを駆動する駆動手段との間に、緩衝手段が設けられ、
   該緩衝手段が、前記駆動手段に対する前記プランジャーロッドの軸心方向の相対位置を変更可能に、前記プランジャーロッドをガイドするガイド手段と、
   前記駆動手段と前記プランジャーロッドとの相対位置の変化に応じて伸縮する複数のばねが、一つのばねの弾性力の減少を他のばねの弾性力の増加で補う態様で組み合わされることで、常時一定の弾性力を発生させる推力伝達手段とを備えることを特徴とする溶融材料の射出装置。

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