JP2008080640A

JP2008080640A - 射出成形機

Info

Publication number: JP2008080640A
Application number: JP2006263069A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakaya; 浩之中家
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】計量時の溶融樹脂の圧力を高精度に検出することが可能な射出成形機を提供する。
【解決手段】フロントプレート２２とリアプレート２８とを結合したタイバー３７、ロードセル４０の設けられたプッシャープレート２６を移動させるボールネジ機構６０を備え、プッシャープレート２６を敷設されたリニアガイド３８で支持する。スクリュー２４の後退と連動してプッシャープレート２６が移動され、ロードセル４０が溶融樹脂の圧力を検出する際、撓まないよう敷設されたリニアガイド３８でプッシャープレート２６を案内するので、ロードセル４０は、プッシャープレート２６の移動により生じる背圧を高精度に検出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、金型を用いて成形体を成形する射出成形機に関し、特に、溶融樹脂の計量時における樹脂圧力を高精度で検出することが可能な射出成形機に関する。

従来から用いられている一般的な射出成形機においては、加熱シリンダ内に原料である粒状の熱可塑性樹脂を送り、加熱シリンダ内に設けられた進退可能なスクリューにより樹脂を溶融しながらスクリュー先端のノズル側に送り出し、スクリューの先端側に設けたノズルから金型のキャビティに溶融樹脂を射出させ、キャビティ内で溶融樹脂を冷却させ固化させた後、金型装置を開き、突出しピンなどにより金型に張り付いている成形体を金型から外すことによって成形体が成形されている。

このような成形体を製造する射出成形機においては、その構成を大別すると、型締めユニットと及び射出ユニットから構成されており、型締めユニットにおいては、一般的に固定金型と可動金型を有すると共に、トグル機構若しくは直圧方式などの型締めを可能とする可動手段によって、固定金型に対し可動金型を進退させ、型締めの際の型閉じ、及び型開きを行っている。

また、前述した型締めユニットの金型の型締め時に形成されるキャビティに、粒状の樹脂であるペレットを溶融樹脂として供給する際には射出ユニットが用いられ、この射出ユニットには、駆動源たるモータなどの駆動手段が備えられ、モータの回転力をプーリやベルトなどを介して順次伝達させ、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構などにより、加熱シリンダ内に組み付けられたスクリューを回転させることにより溶融樹脂をノズル先端側に搬送させ、その際、加熱シリンダ内の溶融樹脂の圧力をロードセルで検出させて、しかるのちにスクリューを前進させることにより、ノズルの先端から金型のキャビティに溶融樹脂の射出を行なっている。また、一般的な射出ユニットにおいては、両端部が固定された比較的長い円柱状のタイバーに、摺動自在にプッシャープレートが取り付けられており、このプッシャープレートと接続されたスクリューを前進する動作に伴い、金型のキャビティに溶融樹脂の射出を行なうものが多く採用されている。

ところで、特許文献１には射出ユニットが開示されている。この特許文献１においては、樹脂を溶融する加熱シリンダ内でスクリューを前進させ、加熱シリンダの先端に備えたノズルからキャビティに溶融樹脂を射出する射出ユニットにおいて、フロントプレートとリアプレートを複数のタイバーで連結し、このタイバーに摺動自在に挿通された中間プレートをリニアガイドで支持した構造が開示されている。

特開２００３−８０５５９号公報

上記特許文献１においては、加熱シリンダ先端のノズルからキャビティに溶融樹脂を射出するため、中間プレートを介してスクリューを前進させた際、タイバーの長手方向に沿って移動する中間プレートがリニアガイドで支持されていることから、中間プレートの自重の全てがタイバーに加わることを抑えることは可能ではあるものの、中間プレートは、フロントプレートとリアプレートとに架設されたタイバーに挿通されていることから、中間プレートの移動時には、タイバーと中間プレートとに必然的に摺動抵抗が生じてしまう。また、タイバーは、比較的長物であると共に、フロントプレートとリアプレートとに両端部が固定されているので、タイバーに対する中間プレートの摺動抵抗などが原因で撓んでしまう懸念があることから、タイバーが撓んだ際には、このタイバーの撓みが影響し中間プレートの移動方向に誤差が生じてしまうので、中間プレートに設けられたロードセルは、タイバーの撓みによる中間プレートの移動方向の誤差により、計量時の樹脂圧力の検出を高精度に検出することが難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、溶融樹脂の計量時における樹脂圧力を高精度に検出することが可能な射出成形機を提供することを目的とする。

請求項１に係る射出成形機は、フロントプレートとリアプレートとを結合したタイバーと、前記フロントプレートと前記リアプレートとの間に配置されたプッシャープレートと、該プッシャープレートを移動させるボールネジ機構と、供給されてきた樹脂を溶融する加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に進退可能に設けられると共に該加熱シリンダの先端に設けたノズル側に溶融樹脂を送るスクリューとを備えた射出成形機において、前記スクリューの回転により前記ノズル側に前記溶融樹脂が貯えられるのに従い、該貯えられた溶融樹脂の圧力により前記スクリューを後退させ、該後退動作と連動して前記プッシャープレートを後退させ、該プッシャープレートの後退移動により押圧されるロードセルを前記プッシャープレートに設けると共に、該プッシャープレートをその下方に敷設したリニアガイドのみで支持したことを特徴とする。

請求項１の構成によれば、スクリューの回転に伴い、ノズル側に送られた溶融樹脂に圧力が生じると、この圧力によりスクリューが後退され、スクリューを後退させる圧力が、スクリュー、プッシャープレート、ロードセルの順に伝わり、ロードセルがスクリューの後退に伴う圧力を検出することで、計量時における溶融樹脂の圧力の検出が行なわれる。

請求項２に係る射出成形機は、請求項１記載の射出成形機において、前記リニアガイドの高さ調整を行なうための高さ調整機構を設けたことを特徴とする。

請求項２の構成によれば、高さ調整機構により、所定位置になるようリニアガイドの高さを調整することが可能となる。

請求項３に係る射出成形機は、請求項２記載の射出成形機において、前記高さ調整機構には、楔状の高さ調整部と、前記高さ調整部を移動させる調整ボルトとを有することを特徴とする

請求項３の構成によれば、調整ボルトを回転すると、楔状の高さ調整部が調整ボルトの軸線方向に移動され、この移動に伴いリニアガイドの固定されたベースなどが、楔状の高さ調整部により上方又は下方に移動される。従って、リニアガイドの高さ調整を調整ボルトを回転することで簡単に行なうことができる。

請求項１に係る射出成形機の発明によれば、フロントプレートとリアプレートとを結合したタイバーと、前記フロントプレートと前記リアプレートとの間に配置されたプッシャープレートと、該プッシャープレートを移動させるボールネジ機構と、供給されてきた樹脂を溶融する加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に進退可能に設けられると共に該加熱シリンダの先端に設けたノズル側に溶融樹脂を送るスクリューとを備えた射出成形機において、前記スクリューの回転により前記ノズル側に前記溶融樹脂が貯えられるのに従い、該貯えられた溶融樹脂の圧力により前記スクリューを後退させ、該後退動作と連動して前記プッシャープレートを後退させ、該プッシャープレートの後退移動により押圧されるロードセルを前記プッシャープレートに設けると共に、該プッシャープレートをその下方に敷設したリニアガイドのみで支持したものである。これにより、従来から用いられている一般的な射出成形機では、両端部を架け渡したタイバーによりプッシャープレートは案内されていたことから、プッシャープレートの自重の影響などによって、プッシャープレートを支持するタイバーは撓んだりしたものの、本発明では、プッシャープレートを支持するリニアガイドが、機台などに敷設されているので、プッシャープレートを支持するリニアガイドの撓みを可及的に抑止することが可能となり、撓みの抑えられたリニアガイドでプッシャープレートを所定方向に高精度に案内することができる。よって、プッシャープレートに設けられたロードセルは、スクリューの後退により生じる圧力を、計量時における溶融樹脂の圧力の検出として、高精度に検出することができる。さらに、従来の一般的な射出成形機においては、プッシャープレートがタイバーで支持されていたため、プッシャープレートの自重に耐え得るよう、比較的径の大きいタイバーを採用していたものの、本発明では、タイバーでプッシャープレートを支持するわけではないので、小径のタイバーを採用することで小型且つコストを抑えた射出成形機を提供することができる。

請求項２に係る射出成形機の発明によれば、請求項１記載の射出成形機において、前記リニアガイドの高さ調整を行なうための高さ調整機構を設けたので、リニアガイドの高さ位置を調整することができる。

請求項３に係る射出成形機の発明によれば、請求項２記載の射出成形機において、前記高さ調整機構には、楔状の高さ調整部と、前記高さ調整部を移動させる調整ボルトとを有するので、調整ボルトを回転することにより、簡単にリニアガイドを所定位置に保持することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図１〜図４により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１は本発明の一例を示す射出成形機の全体構成を示す側面図であり、図２は射出成形機に構成される射出ユニットを示す側面図、図３はリニアガイドと係合部が嵌合された状態の要部を示す概略断面図、図４は射出ユニットを示す平面図である。

図１に示すように、射出成形機１は機台２を有し、この機台２上に型締めユニット１０及び射出ユニット２０が配置されている。型締めユニット１０は、固定金型１１と可動金型１２を有し、可動金型１２をトグル機構１３などの型締め力を増幅する可動手段によって、固定金型１１に対し可動金型１２を進退させ、型締め（型閉じ）、及び型開きを行うものである。

また、射出ユニット２０は、図２及び図４に示すように、先端にノズル１９の設けられた筒型の加熱シリンダ２１が取り付けられたフロントプレート２２、加熱シリンダ２１内でスクリュー２４を回転させ溶融樹脂を送り出すためのスクリュー回転駆動用モータ４２が組み付けられたプッシャープレート２６、固定金型１１と可動金型１２からなるキャビティＣに溶融樹脂を射出するための射出駆動用モータ５０の組み付けられたリアプレート２８が構成されている。

機台２には、複数のローラ３０が取り付けられた第１のベース３１が載置されており、さらに第１のベース３１の上部には、第２のベース３２が支点ボルト３３と固定ボルト（図示せず）により固定される。なお、第１のベース３１には回動自在なローラ３０を備えていることから前後（図２に示す左右方向）に進退させることができ、また、第２のベース３２に螺合された調整ボルト３４を回転することにより、第２のベース３２は、第１のベース３１に対して支点ボルト３３を支点として高さ調整することができる。なお、より詳しくは、高さ調整機構として、楔状の高さ調整部３５と調整ボルト３４とを有しており、楔状の高さ調整部３５の上部に第２のベース３２が設置されており、調整ボルト３４を回転すると、高さ調整部３５が調整ボルト３４の軸線方向に移動（図２に示す矢印方向）すると共に、高さ調整部３５の形状が楔状になっていることで、支点ボルト３３の反対側に位置する第２のベース３２の一方側が、調整ボルト３４の回転に伴い上方又は下方に移動するようになっている。

また、固定ボルト３６により第２のベース３２に固定されたフロントプレート２２とリアプレート２８とは円柱状の２本のタイバー３７により結合され、フロントプレート２２とリアプレート２８との間には、プッシャープレート２６が配置されている。

図２及び図３に示すように、第２のベース３２の上部には、タイバー３７の長手方向と同方向に延設されたリニアガイド３８が２つ固定されており、このリニアガイド３８に、プッシャープレート２６の下部に一体的に設けた凹状の係合部３９が摺動自在に嵌合されている。

また、前記プッシャープレート２６の背面部には圧力センサたるロードセル４０がボルト４１で固定されている。

プッシャープレート２６に組み付けられたスクリュー回転駆動用モータ４２は、このスクリュー回転駆動用モータ４２の回転軸部４３に固定されている第１のプーリ４４が、スクリュー回転駆動用タイミングベルト４５を介して、プッシャープレート２６の前部に設けた第２のプーリ４６を回転するようになっており、第２のプーリ４６には、スクリュー２４が固定されているので、第２のプーリ４６が回転されるとこの回転に従って、スクリュー２４も同方向に回転される。

また、リアプレート２８に組み付けられた射出駆動用モータ５０は、この射出駆動用モータ５０の回転軸部５１に固定されている第３のプーリ５２が、射出駆動用タイミングベルト５３を介して、第４のプーリ５４に駆動力を伝達し、リアプレート２８に回動自在に組み付けられた軸部５５を回転するようになっている。なお、軸部５５は、後述するボールネジ機構６０に構成されたボールネジ部６１の後部に同心円状に延設されていることから、射出駆動用モータ５０の回転に伴い、第３のプーリ５２、射出駆動用タイミングベルト５３、第４のプーリ５４、軸部５５の順に駆動力が伝達され、ボールネジ部６１が回転される。

次に、ボールネジ機構６０について説明する。このボールネジ機構６０には、前記ボールネジ部６１と、このボールネジ部６１に螺合されたナット部６２により構成されている。ナット部６２は、ロードセル４０の背面にボルトで固定されており、ボールネジ部６１が回転されるのに伴いナット部６２が進退されると、ロードセル４０及びプッシャープレート２６も共に進退されるようになっている。

上記構成に係る射出成形機１の動作について説明する。射出成形機１の型締めユニット１０に構成される固定金型１１に可動金型１２が型閉じされている状態において、図示しないホッパから加熱シリンダ２１に粒状の熱可塑性樹脂たるペレットが供給され、且つスクリュー回転駆動用モータ４２の回転駆動に伴い、第１のプーリ４４、射出駆動用タイミングベルト４５、第２のプーリ４６の順に駆動力が伝達されると、第２のプーリ４６に固定されているスクリュー２４の回転に伴い、ペレットは加熱シリンダ２１内で加熱シリンダ２１の先端に設けたノズル１９側に送られながら溶融される。

そして、加熱シリンダ２１の先端に設けたノズル１９側に溶融樹脂が送られることによりノズル１９側に溶融樹脂が溜まるに従い、貯えられた溶融樹脂の圧力（背圧）によって、加熱シリンダ２１内でスクリュー２４は後退され計量完了位置で停止する。プッシャープレート２６は、スクリュー２４の後退と連動して後退するので、スクリュー２４の後退により生じる圧力は、スクリュー２４、プッシャープレート２６、ロードセル４０の順に伝わり、ロードセル４０が、スクリュー２４の後退により生じる圧力を、溶融樹脂の圧力（背圧）として検出し、キャビティＣへ射出する溶融樹脂の計量がされる。なお、プッシャープレート２６が後退する際、プッシャープレート２６は、その下部の係合部３９が、第２のベース３２に固定されているリニアガイド３８に嵌合され支持されているので、従来のように、プッシャープレートがタイバーに摺動自在に取り付けられていないので、ロードセル４０が溶融樹脂の圧力（背圧）を検出する際、溶融樹脂の圧力（背圧）には、タイバー３７とプッシャープレート２６との摺動抵抗が加算されて検出されることはない。

次に、スクリュー回転駆動用モータ４２が停止されることでスクリュー２４の回転が停止された後、射出駆動用モータ５０が回転駆動され、第３のプーリ５２、射出駆動用タイミングベルト５３、第４のプーリ５４の順に駆動力が伝達され、さらにその駆動力が軸部５５を介してボールネジ部６１に伝達され、ボールネジ部６１が回転されると、このボールネジ部６１の回転に伴ってナット部６２は、ロードセル４０と共に前進し、第２のプーリ４６に固定されているスクリュー２４を前進させて、加熱シリンダ２１の先端側で加圧され溜まっている溶融樹脂を、ノズル１９からキャビティＣ内に押し出し射出する。

そして、キャビティＣ内に溶融樹脂が隙間無く充填されると、キャビティＣ内に充填された溶融樹脂は、しだいに固定金型１１及び可動金型１２の内面より放熱されることで冷却されて固体化され、固形化された成形体がキャビティＣから取り出される。

以上のように、本実施例における射出成形機１によれば、スクリュー２４の後退に伴う圧力（背圧）により、計量時の溶融樹脂の圧力を検出するロードセル４０をプッシャープレート２６に設け、このプッシャープレート２６をその下方に敷設したリニアガイド３８のみで支持したので、スクリュー２４が後退される際、この後退移動に伴いプッシャープレート２６は、敷設されたリニアガイド３８のみに支持されながら後退移動（案内）され、ロードセル４０は、スクリュー２４の移動により生じる圧力を、計量時の溶融樹脂の圧力として検出する。よって、従来から用いられている一般的な射出成形機では、両端部を架け渡したタイバーによりプッシャープレートは案内されていたことから、プッシャープレートの自重の影響などによって、プッシャープレートを支持するタイバーは撓んだりしたものの、本発明では、ロードセル４０が溶融樹脂の圧力の検出を行なうため、スクリュー２４の後退動作と連動してプッシャープレート２６が後退される際、プッシャープレート２６を支持するリニアガイド３８が、機台２などに敷設されているので、プッシャープレート２６を支持するリニアガイド３８の撓みは可及的に抑止することができ、撓みの抑えられたリニアガイド３８でプッシャープレート２６を所定方向に高精度に案内することができる。従って、プッシャープレート２６に設けられたロードセル４０は、スクリュー２４の後退により生じる計量時の溶融樹脂の圧力を高精度に検出することができる。さらに、従来の一般的な射出成形機においては、プッシャープレートがタイバーで支持されていたため、プッシャープレートの自重に耐え得るよう、比較的径の大きいタイバーを採用していたものの、本発明では、タイバー３７でプッシャープレート２６を支持するわけではないので、小径のタイバー３７を採用することで小型且つコストを抑えた射出成形機１を提供することができる。

さらに、楔状の高さ調整部３５と、高さ調整部３５を移動させる調整ボルト３４とからなる高さ調整機構を設けたので、調整ボルト３４を回転することにより高さ調整部３５が調整ボルト３４の軸線方向に移動され、この移動に伴いリニアガイド３８の固定された第２のベース３２が、高さ調整部３５により上方又は下方に移動させることが可能なので、調整ボルト３４を回転することでリニアガイド３８の高さ調整を簡単に行なうことができる。

以上、本実施例の一実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明の一例を示す射出成形機の全体構成を示す側面図である。同上、射出成形機に構成される射出ユニットを示す側面図である。同上、リニアガイドと係合部が嵌合された状態の要部を示す概略断面図である。同上、射出成形機に構成される射出ユニットを示す平面図である。

符号の説明

１射出成形機
１９ノズル
２１加熱シリンダ
２２フロントプレート
２４スクリュー
２６プッシャープレート
２８リアプレート
３４調整ボルト
３５高さ調整部
３７タイバー
３８リニアガイド
４０ロードセル
６０ボールネジ機構

Claims

フロントプレートとリアプレートとを結合したタイバーと、前記フロントプレートと前記リアプレートとの間に配置されたプッシャープレートと、該プッシャープレートを移動させるボールネジ機構と、供給されてきた樹脂を溶融する加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に進退可能に設けられると共に該加熱シリンダの先端に設けたノズル側に溶融樹脂を送るスクリューとを備えた射出成形機において、前記スクリューの回転により前記ノズル側に前記溶融樹脂が貯えられるのに従い、該貯えられた溶融樹脂の圧力により前記スクリューを後退させ、該後退動作と連動して前記プッシャープレートを後退させ、該プッシャープレートの後退移動により押圧されるロードセルを前記プッシャープレートに設けると共に、該プッシャープレートをその下方に敷設したリニアガイドのみで支持したことを特徴とする射出成形機。
前記リニアガイドの高さ調整を行なうための高さ調整機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
前記高さ調整機構には、楔状の高さ調整部と、前記高さ調整部を移動させる調整ボルトとを有することを特徴とする請求項２記載の射出成形機。