JP2011000796A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルタッチ時に固定ダイプレートに倒れ方向のモーメントが生じることを抑制できる射出成形機を提供する。
【解決手段】固定ダイプレート１５と射出ベース４０との間にノズルタッチ機構６０が設けられている。ノズルタッチ機構６０は、ノズルタッチシリンダ７０を有する駆動機構６１と、リンク機構６２とを含んでいる。リンク機構６２は、第１リンク部材８０，８１と第２リンク部材８２とを有している。ノズルタッチシリンダ７０が縮み側に移動すると、リンク機構６２が伸びた状態となって射出ベース４０が固定ダイプレート１５に向って前進する。ノズルタッチシリンダ７０が伸び側に移動すると、リンク機構６２が屈曲した状態となって射出ベース４０が後退するとともに、リンク部材８０，８１，８２が下方に退避する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ノズルタッチ時に固定ダイプレートに倒れ方向のモーメントが生じることを抑制できる射出成形機に関する。

図７は従来の射出成形機１を示している。フレーム２上に固定ダイプレート３と射出ベース４などが設けられている。また固定ダイプレート３に固定金型５が取付けられている。射出ベース４にはバレル６が設けられている。射出ベース４は、ノズルタッチシリンダ７等を含むノズルタッチ機構によって、矢印Ｘ１で示す方向に移動するようになっている。ノズルタッチシリンダ７はバレル６の下方に配置されている。そしてバレル６の先端に射出ノズル８が設けられている。

射出成形を行う際にノズルタッチシリンダ７を縮み側に作動させ、射出ベース４を固定ダイプレート３に向けて前進させることにより、射出ノズル８を固定金型５に接触（ノズルタッチ）させることができる。逆に、ノズルタッチシリンダ７を伸び側に移動させることにより、射出ベース４を後退させることができる。射出ベース４を後退させると、射出ノズル８が固定ダイプレート３から離れるため、バレル６を水平方向に旋回させることができ、バレル６のメンテナンスやスクリューの交換等を行うことが可能となる。

前記射出成形機１は、ノズルタッチシリンダ７が射出ノズル８の下方に距離Ｈ１だけオフセットした位置にあるため、ノズルタッチ時に射出ノズル８が固定金型５に当接すると、その荷重によって固定ダイプレート３に矢印Ｍ１で示す方向のモーメントが働く。このモーメントＭ１によって固定ダイプレート３が僅かでも倒れる（傾く）と、固定金型５と可動金型（図示せず）との相対位置がずれることによって成形品の品質が低下したり、金型５が損傷したりするおそれがある。

固定ダイプレート３が前記モーメントＭ１によって倒れることを抑制するために、例えば下記特許文献１に開示されているように、フレームや固定ダイプレートを補強することが提案されている。また固定ダイプレートの倒れを抑制するために、下記特許文献２に開示されているように、バレルの中心軸と同じ高さにノズルタッチシリンダを配置した射出成形機が提案されている。

すなわち図８に示す射出成形機１´のように、バレル６の両側面に沿って一対のノズルタッチシリンダ７（一方のみ示す）を射出ノズル８と同等の高さＨ２に配置することにより、ノズルタッチ時に固定ダイプレート３に倒れ方向のモーメントが生じることを防いでいる。

特開２０００−２８９０６９号公報 特開平９−２７７３０６号公報

特許文献１のように、フレームや固定ダイプレートを補強することによって固定ダイプレートの倒れを防止する構造では、フレームや固定ダイプレート等を補強するためにコストがかかるだけでなく、射出成形機の重量が増加し、サイズも大きくなるなどの問題がある。

特許文献２あるいは図８に示す従来の射出成形機１´のように、バレル６の両側に一対のノズルタッチシリンダ７を射出ノズル８と同じ高さに配置したものでは、バレル６を水平方向に旋回させる際に、バレル６がノズルタッチシリンダ７と干渉することを避けるためには、ノズルタッチシリンダ７を切離すなどの大掛かりな作業が必要となる。このためバレル６のメンテナンスやスクリュー交換等に際して多くの手間がかかる。しかもバレル６と平行に２本のノズルタッチシリンダ７を配置する必要があるため部品数が多く、構造も複雑となり、コスト高になることが避けられない。

従ってこの発明の目的は、ノズルタッチ時に固定ダイプレートに倒れ方向のモーメントが生じることを抑制でき、かつ、バレルを水平方向に旋回させる際にバレルがノズルタッチ機構と干渉することを回避できる射出成形機を提供することにある。

本発明の射出成形機は、フレームと、前記フレーム上に固定されノズル挿入孔を有する固定ダイプレートと、前記フレーム上に設けられ前記固定ダイプレートに対して近付く方向と離れる方向とに移動可能な射出ベースと、前記射出ベースに設けられ、先端に射出ノズルが設けられたバレルと、前記固定ダイプレートと前記射出ベースとの間に配置されたノズルタッチ機構とを有している。このノズルタッチ機構は、駆動機構と、リンク機構とを具備している。前記駆動機構は、縮み側と伸び側とにわたって移動可能でかつ前記バレルの下方に配置された射出ベース側連結部を介して前記射出ベースに接続されている。前記リンク機構は、前記固定ダイプレートの前記ノズル挿入孔の両側に配置された一対のダイプレート側連結部と前記駆動機構との間に設けられ、前記駆動機構が縮み側に移動するとき伸びた状態となって前記射出ベースを前記固定ダイプレートに向けて前進させるとともに前記射出ノズルを固定金型に接触させ、前記駆動機構が伸び側に移動するとき屈曲した状態となって前記射出ベースを後退させるとともに下方に退避するリンク部材を備えている。

本発明の好ましい形態では、前記リンク機構は、前記ダイプレート側連結部に上下方向に回動可能に接続された一対の第１リンク部材と、前記第１リンク部材にピンを介して上下方向に回動可能に接続された第２リンク部材とを有している。

本発明の１つの形態では、前記駆動機構が前記バレルに沿って該バレルの真下に配置された１つのノズルタッチ用駆動体を有し、前記第２リンク部材が、前記バレルの両側に位置する一対の腕部と、これら腕部どうしを前記バレルの下方においてつなぐ基部とを有し、該基部が前記ノズルタッチ用駆動体に接続されている。

前記ノズルタッチ用駆動体は、例えば流体の圧力によって伸縮するノズルタッチシリンダである。あるいは前記ノズルタッチ用駆動体は、モータによって回転する送りねじと該送りねじに螺合するボールナット部材とを含むボールねじ機構である。

本発明によれば、ノズルタッチ時に固定ダイプレートに倒れ方向のモーメントが生じることを抑制でき、かつ、メンテナンス等のためにバレルを後退させた状態において前記リンク機構のリンク部材がバレルおよび射出ノズルと干渉しない位置に退避することにより、バレルを水平方向に旋回させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る射出成形機の側面図。 図１に示された射出成形機の一部の平面図。 図１に示された射出成形機において固定ダイプレート等に生じる力を示す側面図。 図１に示された射出成形機のバレルが後退した状態の側面図。 図４に示された射出成形機の一部の平面図。 本発明の第２の実施形態に係る射出成形機の側面図。 従来の射出成形機を示す側面図。 従来の射出成形機の他の例を示す側面図。

以下に本発明の第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示す射出成形機１０は、図１中の右側に位置する射出装置１１と、図１中の左側に位置する型締装置１２（一部のみ示す）とを備えている。射出装置１１は、本体ベースとして機能するフレーム１３の上に配置されている。

型締装置１２は、固定ダイプレート１５と、可動ダイプレート１６と、可動ダイプレート１６を図１中の矢印Ａ１方向に移動させるための駆動機構（図示せず）などを含んでいる。固定ダイプレート１５の下部はボルト等の固定用部材２０によって、フレーム１３に固定されている。固定ダイプレート１５の中心部にノズル挿入孔２１が形成されている。

固定ダイプレート１５に固定金型３０が取付けられている。可動ダイプレート１６に移動金型３１が取付けられている。固定金型３０と移動金型３１とが互いに閉じた状態において、固定金型３０と移動金型３１との間にキャビティ３２が形成される。キャビティ３２は、固定金型３０に形成された注入ポート３３に連通している。

射出装置１１は、射出ベース４０と、射出ベース４０に搭載された射出ブラケット４１と、スクリュー駆動機構４２と、バレル４３などを含んでいる。射出ベース４０は、フレーム１３上に互いに平行に配置された一対のリニヤガイドレール４５に沿って、図１に矢印Ａ２で示す方向（射出装置１１の前後方向）に移動することが可能である。つまり射出ベース４０は、リニヤガイドレール４５に嵌合するキャリッジ４６によって上方への移動が阻止された状態で、リニヤガイドレール４５に沿って水平方向にスライドできるようになっている。

バレル４３の内部にスクリュー（図示せず）が収容されている。スクリュー駆動機構４２は、前記スクリューを回転させるためのモータ５０を含んでいる。バレル４３の基部付近に、射出成形品の材料を供給するホッパ５１が設けられている。バレル４３の先端部に射出ノズル５２が設けられている。射出ノズル５２は、固定ダイプレート１５に形成されたノズル挿入孔２１の中心軸線Ｘ上に位置している。

固定ダイプレート１５と射出ベース４０との間に、ノズルタッチ機構６０が配置されている。ノズルタッチ機構６０は、縮み側と伸び側とにわたって長さを変化させることが可能な駆動機構６１と、駆動機構６１に接続されたリンク機構６２とを含んでいる。

図２等に示すようにリンク機構６２は、ダイプレート側連結部（第１の連結部）６５，６６を介して、固定ダイプレート１５の背面１５ａに接続されている。ダイプレート側連結部６５，６６は、固定ダイプレート１５のノズル挿入孔２１の両側において射出ノズル５２と対応した高さに配置されている。

射出ベース４０に射出ベース側連結部（第２の連結部）６７が設けられている。射出ベース側連結部６７は、バレル４３の真下に配置されている。前記駆動機構６１は射出ベース側連結部６７を介して射出ベース４０に接続されている。

駆動機構６１は、１つのノズルタッチシリンダ７０を有している。ノズルタッチシリンダ７０は、ノズルタッチ用駆動体の一例である。このノズルタッチシリンダ７０は、シリンダ本体７１と、シリンダ本体７１に挿入されたロッド部材７２とを有している。

ノズルタッチシリンダ７０は、バレル４３の中心軸線Ｘ（図１に示す）に沿ってバレル４３の真下に配置されている。シリンダ本体７１には第１の作動流体出入口７５と、第２の作動流体出入口７６とが設けられている。これらの作動流体出入口７５，７６は、作動流体供給ユニット７７に接続されている。

図３に示すように、第１の作動流体出入口７５からシリンダ本体７１内に作動流体を供給するとともに、第２の作動流体出入口７６から作動流体を排出することによって、ロッド部材７２をシリンダ本体７１に引き込む方向（縮み側）に移動させることができる。

図４に示すように、第２の作動流体出入口７６からシリンダ本体７１内に作動流体を供給するとともに、第１の作動流体出入口７５から作動流体を排出することによって、ロッド部材７２をシリンダ本体７１から押し出す方向（伸び側）に移動させることができる。すなわちノズルタッチシリンダ７０は、流体の圧力によって伸縮する液圧シリンダである。シリンダ本体７１は、ピン８５によって射出ベース側連結部６７に接続されている。

リンク機構６２は、図２に示すように２つの第１リンク部材８０，８１と、１つの第２リンク部材８２とを含んでいる。第１リンク部材８０，８１は、それぞれピン８６によって、ダイプレート側連結部６５，６６に上下方向に回動自在に接続されている。

第２リンク部材８２は、上方から見て二股に分かれた形状の一対の腕部８２ａ，８２ｂと、バレル４３の下方において腕部８２ａ，８２ｂどうしをつなぐ基部８２ｃとを有している。基部８２ｃは、ノズルタッチシリンダ７０のロッド部材７２に接続されている。腕部８２ａ，８２ｂ間の距離Ｗ１（図２に示す）は、バレル４３の幅Ｗ２よりも大きく、腕部８２ａ，８２ｂ間にバレル４３が入り込むことができるようになっている。腕部８２ａ，８２ｂは、それぞれピン９０によって第１リンク部材８０，８１に接続されている。

前記リンク機構６２は、駆動機構６１が縮み側に移動するとき、すなわちノズルタッチシリンダ７０が縮み側に作動したとき、図３に示すように第１リンク部材８０，８１と第２リンク部材８２が真っ直ぐに伸びた状態となることにより、射出ベース４０を固定ダイプレート１５に近付ける方向に前進させることができるようになっている。

駆動機構６１が伸び側に移動するとき、すなわちノズルタッチシリンダ７０が伸び側に作動するときには、図４に示すように第１リンク部材８０，８１が回動降下し、かつ、第２リンク部材８２がバレル４３の下方に移動することにより、第１リンク部材８０，８１と第２リンク部材８２とがピン９０を中心に「Ｖ形」に屈曲した状態となることにより、リンク機構６２がバレル４３および射出ノズル５２と干渉しない下方位置に退避するようになっている。固定ダイプレート１５の背面１５ａには、第１リンク部材８０，８１が回動降下した状態において第１リンク部材８０，８１と接する受け止め部材９５が設けられている。

次に前記射出成形機１０の動作について説明する。
図３に示すように、ノズルタッチシリンダ７０の第１の作動流体出入口７５からシリンダ本体７１に高圧の作動流体を供給する。これにより、ノズルタッチシリンダ７０が縮み側に移動するとともに、リンク機構６２が真っ直ぐに伸びた状態となることにより、射出ベース４０を固定ダイプレート１５に近付ける方向の力が発生する。そして射出ベース４０が前進することによって、射出ノズル５２が固定ダイプレート１５のノズル挿入孔２１に挿入されるとともに、射出ノズル５２が固定金型３０の注入ポート３３に当接することにより、ノズルタッチ状態となる。

このノズルタッチ状態でノズルタッチシリンダ７０に発生する力Ｆ（図３に示す）は、射出ベース側連結部６７のピン８５と、ダイプレート側連結部６５，６６のピン８６との間に発生し、吊り合った状態となる。ダイプレート側連結部６５，６６は左右に１個ずつあるため、各連結部６５，６６にそれぞれＦ／２の力が働くが、ここでは説明の都合上、２個合わせた力Ｆとして扱う。

射出ベース側連結部６７に発生する力Ｆ２は、射出ベース４０を持ち上げる力Ｆ１と、射出ベース４０を水平方向に移動させる力Ｆ２とに分解される。ここで射出ベース４０を持ち上げる方向の力Ｆ１が生じるが、リニヤガイドレール４５に嵌合しているキャリッジ４６によって射出ベース４０の上方への移動が阻止されているため、射出ベース４０が持ち上がってしまうことが防止される。そしてダイプレート側連結部６５，６６に作用する水平方向の力Ｆ２がノズルタッチ力となる。

ダイプレート側連結部６５，６６のピン８６は射出ノズル５２の中心軸線Ｘとほぼ同じ高さに位置している。このためダイプレート側連結部６５，６６に作用する水平方向の力Ｆ２が、射出ノズル５２の中心軸線Ｘとほぼ同じ高さに作用する。このため水平方向の力Ｆ２が射出ノズル５２を介して固定ダイプレート１５に入力しても、実質的に固定ダイプレート１５に曲げモーメントは発生しない。これにより、ノズルタッチ力による固定ダイプレート１５の倒れがなくなる。

このように本実施形態の射出成形機１０によれば、ノズルタッチ力によって曲げモーメントが生じることを抑制できるため、ノズルタッチ時に固定ダイプレート１５が倒れることを回避できる。また１本のノズルタッチシリンダ７０の動作によって射出ベース４０を前進および後退させることができるため、ノズルタッチシリンダを複数用いる場合と比較して、駆動機構６１の構成を簡略化することができ、部品点数も少なくすることができる。

図４に示すようにノズル後退時には、ノズルタッチシリンダ７０の第２の作動流体出入口７６からシリンダ本体７１に高圧流体が供給される。これにより、ノズルタッチシリンダ７０が伸び側に移動するため、第１リンク部材８０，８１が回動降下するとともに、第２リンク部材８２がバレル４３の下方に移動する。そして第１リンク部材８０，８１と第２リンク部材８２とがピン９０を中心に「Ｖ」形に屈曲することにより、リンク機構６２が下方に退避するとともに、回動降下した第１リンク部材８０，８１が受け止め部材９５に当たる。

これにより、射出ベース４０を後退させる力ＦＦ２（図４に示す後退荷重）が、受け止め部材９５を介して固定ダイプレート１５によって支持される。そして射出ベース４０が固定ダイプレート１５から離れる方向に後退することにより、射出ノズル５２が固定金型３０から離れる。

射出ベース４０が後退する際にノズルタッチシリンダ７０に発生する力ＦＦは、射出ベース４０を押し下げる力ＦＦ１と、射出ベース４０を後退させる力ＦＦ２とに分解される。射出ベース４０を後退させる方向の力ＦＦ２によって、固定ダイプレート１５を倒そうとするモーメントＭ（図４に示す）が生じる。ここで固定ダイプレート１５に働くモーメントＭは、Ｍ＝ＦＦ２×Ｌとなる。

つまり射出ベース４０の後退時には、回動降下した第１リンク部材８０，８１と受け止め部材９５とを介して、固定ダイプレート１５に後退荷重が入力する。この後退荷重によって、固定ダイプレート１５に曲げモーメントＭが作用するが、この曲げモーメントＭは、前述のノズルタッチ力Ｆ２と比較するとはるかに小さく、しかも成形が行われないので、金型３０，３１や成形品に悪影響を与えることがない。

こうして射出ベース４０が後退するとともに、射出ノズル５２が固定ダイプレート１５から離れ、かつ、第１リンク部材８０，８１が回動降下するとともに第２リンク部材８２がバレル４３の下方に退避するため、バレル４３を水平方向に旋回する際にバレル４３がノズルタッチ機構６０と干渉することが回避される。

このため図５に示すように旋回軸Ｃを中心にバレル４３を水平方向に旋回させることが可能となる。バレル４３を旋回させることにより、バレル４３や射出ノズル５２のメンテナンスあるいはスクリュー交換等の作業を、バレル４３を旋回させた位置で行うことができる。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る射出成形機１０´を示している。この射出成形機１０´のノズルタッチ機構６０は、ノズルタッチ用駆動体として機能するボールねじ機構１００を備えている。ボールねじ機構１００の一例は、バレル４３の中心軸線Ｘに沿う送りねじ１０５と、送りねじ１０５を回転させるモータ１０６と、送りねじ１０５に螺合するボールナット部材１０７などを含んでいる。ボールナット部材１０７は支持部材１０８に取付けられている。支持部材１０８は、バレル４３の中心軸線Ｘに沿う方向に延びている。

モータ１０６によって送りねじ１０５を第１の方向Ｒ１に回転させると、送りねじ１０５が支持部材１０８に引き込まれる方向（縮み側）に移動することにより、射出ベース４０が前進するとともに、射出ノズル５２が固定金型３０に当接する。モータ１０６によって送りねじ１０５を第２の方向Ｒ２に回転させると、送りねじ１０５が支持部材１０８から突出する方向（伸び側）に移動することにより、射出ベース４０が後退し、射出ノズル５２が固定金型３０から離れる。それ以外の構成と作用については第１の実施形態の射出成形機１０と共通であるから、両者に共通の部位に共通の符号を付して説明を省略する。

なお本発明を実施するに当たって、射出成形機のフレームをはじめとして、射出装置や固定ダイプレート、ノズルタッチ機構等を、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変形して実施できることは言うまでもない。例えばノズルタッチシリンダ等のノズルタッチ用駆動体がバレルの両側に配置されていてもよい。また本発明は合成樹脂以外に金属やゴム、その他の材料からなる製品を成形するための射出成形機に適用することができる。

１０，１０´…射出成形機
１３…フレーム
１５…固定ダイプレート
２１…ノズル挿入孔
４０…射出ベース
４３…バレル
５２…射出ノズル
６０…ノズルタッチ機構
６１…駆動機構
６２…リンク機構
６５，６６…ダイプレート側連結部
６７…射出ベース側連結部
７０…ノズルタッチシリンダ（ノズルタッチ用駆動体）
８０，８１…第１リンク部材
８２…第２リンク部材
１００…ボールねじ機構（ノズルタッチ用駆動体）

Claims (5)

1. フレームと、
   前記フレーム上に固定されノズル挿入孔を有する固定ダイプレートと、
   前記フレーム上に設けられ前記固定ダイプレートに対して近付く方向と離れる方向とに移動可能な射出ベースと、
   前記射出ベースに設けられ、先端に射出ノズルが設けられたバレルと、
   前記固定ダイプレートと前記射出ベースとの間に配置されたノズルタッチ機構とを有し、
   前記ノズルタッチ機構は、
   縮み側と伸び側とにわたって移動可能でかつ前記バレルの下方に配置された射出ベース側連結部を介して前記射出ベースに接続された駆動機構と、
   前記固定ダイプレートの前記ノズル挿入孔の両側に配置された一対のダイプレート側連結部と前記駆動機構との間に設けられ、前記駆動機構が縮み側に移動するとき伸びた状態となって前記射出ベースを前記固定ダイプレートに向けて前進させるとともに前記射出ノズルを固定金型に接触させ、前記駆動機構が伸び側に移動するとき屈曲した状態となって前記射出ベースを後退させるとともに下方に退避するリンク部材を有するリンク機構と、
   を具備したことを特徴とする射出成形機。
2. 前記リンク機構は、前記ダイプレート側連結部に上下方向に回動可能に接続された一対の第１リンク部材と、前記第１リンク部材にピンを介して上下方向に回動可能に接続された第２リンク部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記駆動機構が、前記バレルに沿って該バレルの真下に配置された１つのノズルタッチ用駆動体を有し、
   前記第２リンク部材が、前記バレルの両側に位置する一対の腕部と、これら腕部どうしを前記バレルの下方においてつなぐ基部とを有し、該基部が前記ノズルタッチ用駆動体に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
4. 前記ノズルタッチ用駆動体が、流体の圧力によって伸縮するノズルタッチシリンダであることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
5. 前記ノズルタッチ用駆動体が、モータによって回転する送りねじと該送りねじに螺合するボールナット部材とを含むボールねじ機構であることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。

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