JP2008062558A - 電動式射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイバーに丸棒の一部を板状部に形成した棒鋼を採用し、規格品の歪み検出器を板状部に取付けてタイバーの歪み量から圧力測定を正確に行えるようにする。
【解決手段】 電動射出成形機が備えた射出装置や型締装置のタイバーを、丸棒の両端部を除く側面を長く平坦面に形成して断面積が部分的に減少した板状部に形成した棒鋼とする。その板状部に歪み検出器を取付ける。射出装置の射出プレートや型締装置の可動盤のタイバー挿通孔の直径をタイバー径よりも大径に形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電動モータを駆動源とする射出装置又は型締装置を備えた電動式射出成形機に関するものである。

従来の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、タイバーにハーフ部材をボルト止めした環状の歪み検出器を取付けている。またトグル機構により型開閉と型締を行う電動式型締装置でも、型締力の検出手段としてタイバーに環状の歪み検出器を取付けている。
特開２０００−２４６７７３公報 特開２００１−３１５１３１公報

タイバーの歪みによる射出圧力や背圧力、型締力等の検出では、タイバーが中間プレートや可動盤を貫通して架設された状態にあることから、それら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検出精度が低下し易い。またタイバーの伸びによる歪み量は断面積と長さによって異なることから、射出装置の小型化によるプレート間距離又は盤間距離の短縮に伴いタイバー径を小径にして、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、タイバーに取付ける歪み検出器は汎用成形機のタイバー径に対応して規格化されていることから、規格化されていない小径のタイバーには歪み検出器を取付けることができず、また適合するように小型化することは、取付精度や検出精度の点から技術的に難しく、価格も高いものとなる。

この発明の目的は、丸棒の一部を板状部に形成した棒鋼をタイバーに採用することによって、射出装置や型締装置の小型化に伴うタイバーの課題を解決し、通常に採用されている規格品の歪み検出器をタイバーに取付けて、タイバーの歪み量から射出圧力及び背圧力や型締力を正確に測定することができ、また板状部により歪み検出器の取付けも容易な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、射出加熱筒を取付けた前プレートと電動射出駆動手段を取付けた後プレートとをタイバーにより連結し、両プレート間に射出プレートを射出駆動手段と接続して進退自在に設けた射出装置と、固定盤と電動型締駆動手段を取付けた受圧盤とをタイバーにより連結し、両盤間に可動盤を型締駆動手段と接続して進退自在に設けた型締装置とを備えた射出成形機において、上記射出装置及び／又は型締装置の上記タイバーを、丸棒の両端部を除く側面を長く平坦面に形成して断面積が部分的に減少した板状部に形成した棒鋼とし、その板状部に歪み検出器を取付けてなる、というものである。

また上記板状部は、丸棒の一端部に片寄せて長く形成され、その板状部側を上記後プレート又は上記圧受盤側にしてタイバーを配置してなるというものであり、また上記射出プレートと可動盤は上記タイバーの挿通孔を備え、その挿通孔の直径を射出プレート又は可動盤の荷重がタイバーに干渉しないようにタイバー径よりも大径に形成してなる、というものである。

上記構成では、タイバーが丸棒の鋼棒であっても、板状部の断面積と長さから設定された射出圧力や背圧力、型締力等の圧力に対応した伸びを発生させることができるので、射出装置や型締装置が小型化されても小径のタイバーを使用せずに済む。また板状部が平坦面であることから、平面用の規格品の歪み検出器を板状部に取付けて歪み量が検出できるため、射出装置のプレート間距離や型締装置の盤間距離が著しく短い超小型成形機（例えば型締力１０ＫＮ以下）であってもタイバーの伸びから射出圧力及び背圧力、型締力等の圧力測定を確実に行い得る。

また射出プレートや可動盤のタイバー挿通孔をタイバー径よりも大径にして、それらの荷重がタイバーに干渉しないようにしたので、タイバーの板状部における歪み量が荷重による撓みや移動に伴う摩擦抵抗の影響も受けず、板状部の歪み量をもって圧力検出を高精度に行えるようになる。

図中１は射出装置で、本体を４本のタイバー１１，１１により連結した前プレート１２及び後プレート１３と、タイバー１１，１１を通して両プレート間に進退自在に設けた射出プレート１４とから構成し、その本体の各プレートを機台２の上面両側に敷設したリニアガイドレール２０により支持して機台上に移動自在に載置してある。

上記前プレート１２の前面中央にはスクリュ内装の射出加熱筒１５が取付けてあり、後プレート１３にはサーボモータによる射出駆動用の電動モータ１６と、その電動モータ１６により回転駆動する射出駆動用のボールねじ軸１７とが取付けてある。またボールねじ軸１７は後プレート１３の中央部に内側に向けて回転自在に水平に軸承してあり、プレート外に突出した軸端にはプーリ１７ａが取付けてある。このプーリ１７ａと電動モータ１６のプーリ１６ａとに巻回した伝動ベルトによりボールねじ軸１７は回転駆動される。

上記射出プレート１４は、プレート中央部内の回転軸１８と、プレート後面に取付けたボールナット部材１９とを備える。回転軸１８には射出加熱筒１５の後部から突出した射出スクリュ１５ａの後端と、計量用の電動モータ（図は省略）の回転を伝達するプーリ１８ａとが取付けてあり、ボールナット部材１９には上記ボールねじ軸１７が螺合してある。またプレートに穿設したタイバー１１の挿通孔１４′は、プレート荷重がタイバー１１に干渉しないようにタイバー径よりも大径に形成してある。

３は型締装置で、本体を４本のタイバー３１，３１により連結した固定盤３２及び圧受盤３３と、タイバー３１，３１を通して両盤間に進退自在に設けた可動盤３４とから構成し、その本体の各盤を機台２の上面両側に敷設したリニアガイドレール２０により支持して機台上に移動自在に載置してある。

上記固定盤３２は固定型３２ａを備え、圧受盤３３はサーボモータによる型締駆動用の電動モータ３５と、その電動モータ３５により回転駆動する型締駆動用のボールねじ軸３６とを備えている。ボールねじ軸３６は圧受盤３３の中央部に内側に向けて回転自在に水平に軸承してあり、プレート外に突出した軸端にはプーリ３６ａが取付けてある。このプーリ３６ａと電動モータ３５のプーリ３５ａとに巻回した伝動ベルトによりボールねじ軸３６は回転駆動される。

上記可動盤３４は可動型３４ａを備え、プレートに穿設したタイバー３１の挿通孔３４′は、プレート荷重がタイバー３１に干渉しないようにタイバー径よりも大径に形成してある。この可動盤３４と上記圧受盤３３との間には型締用のトグル機構３７が設けてあり、そのトグル機構３７は上記ボールねじ軸３６と螺合したボールナットを内部に有するクロスヘッド３７ａと、そのクロスヘッド３７ａと連結して進退移動ごとに屈伸するトグルリンク３７ｂとからなる。

上記タイバー１１，３１は同一仕様のもので、図３に示すように、丸棒の両端部１１ａ，３１ａを除く両側面を、一端部に片寄せて長く平坦面に形成して断面積を部分的に減少した板状部１１ｂ，３１ｂに形成した棒鋼からなる。このタイバーでは引張力により板状部１１ｂ，３１ｂが伸びて歪むので、板状部の断面積と長さによって伸び量を設定することができる。また両端部が丸棒であることによって、通常のタイバーと同様に両端部を両プレートや両盤に挿通してナット部材により止着することができる。

このようなタイバー１１，３１は、射出装置１では上記電動モータ１６を取付けた後プレート１２側に、また型締装置４では上記電動モータ３５を取付けた圧受盤３３側に板状部１１ｂ，３１ｂを配置され、その板状部に規格品の歪み検出器２１（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取付けてある。これにより外力によるタイバー１１，３１の伸びによる歪みを検出して、歪み量から射出圧力や背圧力、型締力等の圧力測定を容易にかつ高精度に行うことができる。

上記構成の射出装置では、本体の下部に挿通してねじ軸部２２ａを前プレート１２と螺合し、上記固定盤３２に取付けたバネ部材によるノズルタッチ発生器２３に先端を連結した回転軸２２と、電動モータ２４とによるノズルタッチ機構によりノズルタッチが行えるようにしてある。

この射出装置１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１７の回転により射出プレート１４が射出スクリュ１５ａと共に前進移動し、射出加熱筒内の計量した溶融樹脂を射出すると、射出圧力に対する反力がボールねじ軸１７を介して後プレート１３に作用する。後プレート１３は機台上に固定されずに前プレート１２と共にリニアガイドレール２０により支持され、またタイバー１１，１１により前プレート１２と連結されていることから、反力はタイバー１１，１１に引張力として集中し、板状部１１ｂが伸びて歪みが発生する。

また射出スクリュ１５ａ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１３の後退移動をボールねじ軸１７の回転制御により制御して、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１３に作用する。これにより射出時と同様にタイバー１１の板状部１１ｂが引張られて歪みが発生する。この板状部１１ｂの歪み量は歪み検出器２１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、そこに検出された歪み量から射出圧力や背圧力を測定することができる。

上記型締装置では、図１に示す型開状態において、ボールねじ軸３６が回転するとクロスヘッド３７ａが前進してトグル機構３７が伸長作動し、可動盤３４が前進移動して固定型３２ａと可動型３４ａの型閉が行われ、さらに可動盤３４が金型を介して固定盤３２を加圧する。これによりタイバー３１，３１が引張られて伸びが生じ、その伸びにより発生した弾性力が型締力として金型に作用する。このタイバーの伸びによる歪みは主として板状部３１ｂにおいて生じるので、板状部３１ｂの歪み量を歪み検出器２１により検出して型締力を測定することができる。またトグル機構３７の屈曲作動による型開により生ずるタイバー３１，３１の縮み量も検出器２１により検出することができる。

なお、図は省略するが、上記歪み検出器２１は両側のタイバー１１，３１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。また射出駆動手段のボールねじ軸は単一軸であるが二軸でもよく、この場合には盤体の対向隅部に一対のボールねじ軸を配置し、反対側の対向隅部に一対のタイバーが配設されることになる。

この発明に係る射出成形機の側面図である。 射出装置の後プレートと射出プレート間の縦断面図である。 タイバーの側面（Ａ）と平面（Ｂ）及び断面（Ｃ）を示す図である。

符号の説明

１ 射出装置
２ 機台
３ 型締装置
１１ タイバー
１１ｂ 板状部
１２ 前プレート
１３ 後プレート
１４ 射出プレート
１４′ タイバーの挿通孔
２１ 歪み検出器
３１ タイバー
３１ｂ 板状部
３２ 固定盤
３３ 圧受盤
３４ 可動盤
３４′ タイバーの挿通孔
３７ トグル機構

Claims (3)

1. 射出加熱筒を取付けた前プレートと電動射出駆動手段を取付けた後プレートとをタイバーにより連結し、両プレート間に射出プレートを射出駆動手段と接続して進退自在に設けた射出装置と、固定盤と電動型締駆動手段を取付けた受圧盤とをタイバーにより連結し、両盤間に可動盤を型締駆動手段と接続して進退自在に設けた型締装置とを備えた射出成形機において、
   上記射出装置及び／又は型締装置の上記タイバーを、丸棒の両端部を除く側面を長く平坦面に形成して断面積が部分的に減少した板状部に形成した棒鋼とし、その板状部に歪み検出器を取付けてなることを特徴とする電動式射出成形機。
2. 上記板状部は、丸棒の一端部に片寄せて長く形成され、その板状部側を上記後プレート又は上記圧受盤側にしてタイバーを配置してなることを特徴とする請求項１記載の電動式射出成形機。
3. 上記射出プレートと可動盤は上記タイバーの挿通孔を備え、その挿通孔の直径を射出プレート又は可動盤の荷重がタイバーに干渉しないようにタイバー径よりも大径に形成してなることを特徴とする請求項１記載の電動式射出成形機。

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