JP2014113785A - 射出成形機のノズルタッチ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機において、射出成形機における固定プラテンの倒れを防止するノズルタッチ機構を有した射出成形機を提供することを目的とする。
【解決手段】射出成形機において、基台上に設けられた固定プラテンに対向して配置された射出装置に、一方に永久磁石からなる磁気発生ユニットを設け、他方に磁性体を設けて、磁気発生ユニットと磁性体との磁気による吸着により、金型に射出ユニットのノズルを当接させる。これにより、経済的で安定して固定プラテンと射出ユニットとの結合を行うことができ、固定プラテンの傾きや倒れもなくすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機に関し、特に射出成形機における固定プラテンの倒れを防止するノズルタッチ機構を有した射出成形機に関する。

射出成形機の型締機構部においては、固定プラテン、可動プラテン、及び可動プラテンの背後に配置されたリアプラテンが複数のタイバーによって結合されており、タイバーに沿って可動プラテン及びリアプラテンが移動する。また、固定プラテンと可動プラテンの互いに対向する加工面には、それぞれ金型が取りつけられており、型締及び型開き動作を行う。
また、射出ユニットを固定プラテンに対して前後進させ、射出ユニットの射出シリンダ先端のノズルを、固定プラテンの樹脂注入口に密着させて、射出シリンダを経由して樹脂を供給する。ここで、射出ユニットの射出シリンダ先端のノズルを、固定プラテンの樹脂注入口に密着又は離間させるためのノズルタッチ機構が設けられている。そして、連続成形運転中には、ノズルタッチ機構によって、射出シリンダ先端のノズルは、固定プラテンの樹脂注入口に押し付けられるように構成されている。

図１１及び図１２は、ノズルタッチ機構部を含んだ射出成形機の全体構成を示した図であり、図１１はノズルタッチしていない状態、図１２はノズルタッチしている状態を示している。
射出成形機は、図示しない機台上に型締部Ｍｃ及び射出部Ｍｉを備える。射出部Ｍｉは樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型４０のキャビティ内に射出するものである。型締部Ｍｃは主に金型４０（４０ａ，４０ｂ）の開閉を行うものである。

まず、射出部Ｍｉを説明する。射出シリンダ１の先端にはノズル２が取り付けられ、射出シリンダ１内には、スクリュ３が挿通されている。スクリュ３には、スクリュ３にかかる圧力により樹脂圧力を検出するロードセル等を用いた樹脂圧力センサ５が設けられている。
スクリュ３は、スクリュ回転用サーボモータＭにより、プーリ，ベルト等で構成された伝動機構６を介して回転させられる。また、スクリュ３は、射出装置前後進機構８によって、スクリュ３の軸方向に移動させられる。符号４は射出シリンダ１に樹脂を供給するホッパである。

次に、型締部Ｍｃを説明する。型締部Ｍｃは、リアプラテン３１、可動プラテン３０、タイバー３２、基台９上に固定された固定プラテン３３、クロスヘッド３４、エジェクタ機構３５を備える。リアプラテン３１と固定プラテン３３とは複数本のタイバー３２で連結されており、可動プラテン３０はタイバー３２にガイドされるように配置されている。可動プラテン３０に可動側金型４０ａ，固定プラテン３３に固定側金型４０ｂが取り付けられている。クロスヘッド３４を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン３０が前進させられて型閉じが行われる。

上記射出成形機を用いた成形動作を説明する。可動プラテン前後進モータを正方向に回転させると、ボールねじ軸３８が正方向に回転させられ、ボールねじ軸３８に螺合したクロスヘッド３４は前進（図１における右方向）させられ、可動プラテン３０が前進させられる。

可動プラテン３０に取り付けられた可動側金型４０ａが固定側金型４０ｂと接触すると（型閉状態）、リアプラテン位置補正を行った後に、型締工程に移行する。型締工程では、可動プラテン前後進モータを更に正方向に駆動することで、金型４０に型締力が発生する。そして、射出部Ｍｉに設けられた射出装置前後進機構８のスクリュ前後進用ギヤードモータＭ１が駆動されてスクリュ３の軸方向に前進することにより、金型４０内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。型開きを行う場合、可動プラテン前後進モータを逆方向に駆動すると、ボールねじ軸３８が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド３４が後退し、トグル機構が屈曲する方向に作動し、可動プラテン３０がリアプラテン３１の方向に後退する。型開工程が完了すると、エジェクタピン（図示せず）が可動側金型４０ａの内面から突きだされ、可動側金型４０ａ内の成形品は可動側金型４０ａより突き出される。

ここで、ノズルタッチ機構において、図１１の状態から図１２の状態となってノズルタッチが発生すると、（固定プラテンの下面からノズルセンタまでの距離）×（ノズルタッチ力）のモーメントが発生し、固定プラテンの傾きや倒れにつながるおそれがあった。

特許文献１には、ノズルタッチ機構において、対をなす回転直線運動変換メカニズムを、射出ユニットのセンターに対して軸対称に配設することで、各回転直線運動変換メカニズムのねじ軸が固定プラテンに作用する作用点が、射出シリンダのノズルの作用点に対して軸対称となって、固定プラテンの傾きや倒れをなくすようにする技術が開示されている。
また、特許文献２には、射出成形機のノズルタッチ機構において、電磁石を用いてノズルを金型に所定の力で圧着して接触させるようにする技術が開示されている。

特開平９−２７７３０６号公報 特開２００１−３１５１５７号公報

特許文献１に開示されている技術は、射出シリンダのノズルの作用点が、各回転直線運動変換メカニズムのねじ軸が固定プラテンに作用する作用点に対して軸対称となることによって、固定プラテンの傾きや倒れをなくすようにすることはできるものの、連結棒が邪魔となって、射出ユニットのスイベルやノズル先端のメンテナンスがしにくかったり、射出成形機のフロントプレート付近にノズルタッチ機構部を設けることによって、スクリュ結合部のメンテナンスがしにくくなるという問題点がある。
また、特許文献２に開示されている技術は、電磁石を用いているために、力を発生している間は常に電流を流しておく必要があるため、電力量の使用量が多くなったり、力を発生するべき期間に停電が発生すると、ノズルの押しつけ力が弱まって、樹脂が外部に流出してしまうといった問題点がある。

そこで本発明は、ノズルタッチ機構において固定プラテンの傾きや倒れを防止しつつ、経済的で確実にノズルタッチを行わせることが可能となる射出成形機のノズルタッチ機構を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、前記シリンダに併設されると共に、前記射出装置に設けられた複数の接続部材と、前記接続部材および固定プラテンの一方に永久磁石からなる磁気発生ユニットを設け、他方に磁性体を設け、前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性体を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
すなわち、請求項１〜４に係る発明では、固定プラテンと射出ユニットの接続部材との結合の形態として永久磁石を用いることにより、経済的で安定して固定プラテンと射出ユニットとの結合を行うことができ、固定プラテンの傾きや倒れもなくすことができる。

また、本願の請求項２に係る発明では、基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、前記シリンダに併設されると共に、前記シリンダ基部に一端が支持された複数の磁性接続部材と、前記固定プラテンの前記接続部材の他端に対向する位置に設けられた永久磁石からなる磁気発生ユニットと、を有し、前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性接続部材を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
すなわち、請求項２に係る発明においては、接続部材自体に磁性を備えるようにしたため、部品点数を減らして、経済的で安定して固定プラテンと射出ユニットとの結合を行うことができ、固定プラテンの傾きや倒れもなくすことができる。

本願の請求項３に係る発明では、基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、前記シリンダに併設されると共に、前記シリンダ基部に一端が支持された複数の接続部材と、該接続部材の他端に設けられ、着脱可能な磁性の着脱板と、前記固定プラテンの前記接続部材の他端に対向する位置に設けられた永久磁石からなる磁気発生ユニットと、を有し、前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性の着脱板を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
本願の請求項４に係る発明では、基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、前記シリンダに併設されると共に、前記シリンダ基部に一端が支持された複数の接続部材と、該接続部材の他端に設けられた永久磁石からなる磁気発生ユニットと、前記固定プラテンの前記接続部材の他端に対向する位置に設けられた磁性体と、を有し、前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性体を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
すなわち、請求項３，４に係る発明では、固定プラテンと射出ユニットの接続部材との結合の形態として永久磁石を用いることにより、経済的で安定して固定プラテンと射出ユニットとの結合を行うことができ、固定プラテンの傾きや倒れもなくすことができる。

本願の請求項５に係る発明では、前記接続部材は、連結棒と連結棒調整部材からなり、該連結棒調整部材により前記接続部材の長さを調整することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
すなわち、請求項５に係る発明では、連結棒調整部材によって接続部材の長さを調整することができるため、異なる長さの射出シリンダやノズルであっても、適切に長さの調整を行うことができる。

本願の請求項６に係る発明では、前記接続部材は前記シリンダ基部に固定されたベースに摺動可能に支持されると共に、ばねを介して押さえ板に固定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
すなわち、請求項６に係る発明では、永久磁石と磁性体による結合に加えて、ばねによる与圧を与えることができるため、温度膨張や樹脂圧の反力によって、ノズルやシリンダの長さに変化が生じたりした場合であっても、ノズルの先端を確実に金型に密着させることが可能となる。

本願の請求項７に係る発明では、前記磁気発生ユニットは極性切換可能な磁石と、該極性切換可能な磁石の周囲に配置され前記極性切換可能な磁石の極性を切り換える極性切換用コイルと、を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の射出成形機のノズルタッチ機構が提供される。
すなわち、請求項７に係る発明では、磁気発生ユニットとして、極性切換可能な磁石と、極性切換可能な磁石の周囲に配置された極性切換用コイルを有することによって、極性切換用コイルの通電による磁石の極性の反転によって、容易に着磁状態と脱磁状態を切り換えることができつつ、極性切換用コイルへの通電は、磁石の極性の切換時のみであるため、コイルに常時通電する必要がなく、電力量の使用量が低減でき、仮に結合時に停電が起きたとしても、それによって結合が解かれてしまうといったこともない。

本発明により、ノズルタッチ機構において固定プラテンの傾きや倒れを防止しつつ、経済的で確実にノズルタッチを行わせることが可能となる射出成形機のノズルタッチ機構を提供することが可能となる。

本発明の実施例１における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施例１における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施例２における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施例３における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図である。 着磁状態の磁気発生ユニットの拡大図である。 脱磁状態の磁気発生ユニットの拡大図である。 図５の点線Ｈで囲まれた部分を拡大した拡大図である。 連結棒調整部材付近の拡大図である。 連結棒調整部材付近の拡大図である。 ばね周辺の拡大図である。 射出成形機の全体構成を示し、ノズルタッチしていない状態を示した図である。 射出成形機の全体構成を示し、ノズルタッチしている状態を示した図である。

（実施例１）
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。射出成形機のおおよその全体構成は、従来例として示した図１１及び図１２のような構成となっている。
図１及び図２は、本発明の実施例１における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図であり、１は射出シリンダ、１０は磁気発生ユニット、２１は連結棒、２２は着脱板、３３は固定プラテン、５１はフロントプレート、５２はプレート、５３はウォータージャケット、５４はベース、５５はばね、５６はガイドである。連結棒２１及び着脱板２２は、射出シリンダ１に併設され、射出シリンダ１に対して対称となる位置に配置されている。ノズルタッチ機構部の前後進は、従来と同様にギヤードモータ、サーボモータのトルク変動時を使用したり、近接スイッチを使用して行い、連結棒２１と着脱板２２とともに射出シリンダ１が固定プラテン３３側に前進して、磁気発生ユニット１０と着脱板２２との磁気による結合によりノズル先端のノズルタッチを行いつつ、保持することができる。磁気発生ユニット１０の構成については後述する。

また、ノズルタッチにおいては、磁気発生ユニット１０と着脱板２２との間の磁力による結合に加えて、ばね５５によって与圧が与えられている。これにより、温度膨張や樹脂圧の反力を受けてノズル・シリンダの長さが変化しても、ノズル先端を確実に金型に密着させることができる。

図１０は、ばね５５の周囲の拡大図である。２１は連結棒であり、５４はベース、５５はばね、５６はガイド、５７，５９はブッシュ、５８はナット、６０はボルト、６１は押さえ板である。連結棒２１の一端は、シリンダの一部である、ウォータージャケット５３又はフロントプレート５１のいずれかに固定されたベース５４に摺動可能に支持されており、ばね５５を介して押さえ板６１に固定されている。また、ガイド５６の押さえ板６１側の一端は他の部分よりも径が大きくなっており、押さえ板６１がフロントプレート５１方向に移動することを規制している。

図５、図６は磁気発生ユニット１０の拡大図であり、図５が着磁状態、図６が脱磁状態を示している。１１は電磁コイル、１２はアルニコ磁石、１３はネオジム磁石、１４はマグネットコア、２１は連結棒、２２は着脱板である。アルニコ磁石１２は、電磁コイル１１の間に配置されている。また、図７は、図５の点線Ｈで囲まれた部分を拡大した拡大図であり、図７に示されているように、電磁コイル１１はアルニコ磁石１２からネオジム磁石１３に向かう方向に延びる軸心にコイル線１５が巻きつけられており、組となる隣接する電磁コイル１１ではコイル線１５の巻き方向が互いに逆方向となっている。

アルニコ磁石１２は、電磁コイル１１に通電させる度に極性が変化するようになっており、脱磁状態から電磁コイル１１に通電させると、図５に示されている着磁状態となり、アルニコ磁石１２とネオジム磁石１３とが同極化することによって、図５に点線で示したような磁力線１６となってマグネットコア１４が強力な磁石となることで、着脱板２２と結合する。
次に、着磁状態から脱磁状態にするには、着磁状態から電磁コイル１１に通電させることによって、図６に示されている脱磁状態となる。脱磁状態となると、図６に点線で示したような磁力線となって、磁力線１６がマグネットコア１４の表面に出なくなり、着脱板２２と分離する。

（実施例２）
図３は、本発明の実施例２における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図であり、実施例１との相違点は、連結棒２１と着脱板２２との間に連結棒調整部材２３を設けた点である。射出シリンダ１やノズル２の長さには多種類あるが、連結棒調整部材２３を設けることによって、ノズル２の先端が金型の固定プラテン３３に適切に接触するように長さを調整することができる。

図８及び図９は、連結棒調整部材２３付近の拡大図である。図８の例では、連結棒２１、着脱板２２、連結棒調整部材２３の内部を貫通し、内側面にねじ溝が形成された穴を設け、かかる穴の内部を着脱板２２に固定されたねじ２４が貫通している。ねじ２４とねじ溝とのかみ合わせにより、着脱板２２を回転させることによって、連結棒２１、着脱板２２、連結棒調整部材２３からなる全体部材の長さを調整することができる。図９の例では、連結棒調整部材２３の先端の形状が、連結棒２１の内部にはまり込むような形状となっており、着脱板２２と連結棒調整部材２３との内部を貫通する穴を設け、かかる穴の内部を着脱板２２に固定されたねじが貫通している。図９の例は、図８の例と比べて調整範囲は若干狭くなるものの、本例においても、連結棒２１、着脱板２２、連結棒調整部材２３からなる全体部材の長さを調整することができる。

（実施例３）
図４は、本発明の実施例３における射出成形機において、ノズルタッチ機構の部分を拡大して示した斜視図である。実施例１との相違点は、実施例１における着脱板２２をなくし、連結棒２１に磁性を有したものとした点である。このように、着脱板２２をなくした構造とすることにより、部品点数を減らして実現することができる。

なお、本実施形態においては、固定プラテン３３側に磁気発生ユニット１０を備え、連結棒２１側に磁性を有する着脱板２２を備えたり、連結棒２１自体に磁性を持たせたりしているが、両者が磁性による力で結合するのであればこれに限ったものではなく、例えば固定プラテン側に磁性体等、磁性を有する部材を設け、連結棒２１側に磁気発生ユニットを設けることもできる。

また、本実施形態においては、永久磁石としてネオジム磁石とアルニコ磁石を用いているが、磁石の種類としてはこれに限ったものではなく、他の磁石を用いてもよい。また、本実施形態においては、アルニコ磁石の周りに設けた電磁コイルに通電することによって、アルニコ磁石の極性を反転させて、着磁状態と脱磁状態を切り換えているが、他の手段によって極性の切り換えを行ってもよい。

さらに、本実施形態においては、連結棒調整部材における連結棒部の長さの調整を、着脱板２２、連結棒調整部材２３、連結棒２１を貫通するねじ２４、又は、着脱板２２、連結棒調整部材２３を貫通するねじによって行っているが、他の手段によって長さの調整を行ってもよい。

Ｍ 射出成形機
Ｍｉ 射出部
Ｍｃ 型締部
１ 射出シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
５ 樹脂圧力センサ
６ 伝動機構
８ 射出装置前後進機構
９ 基台
１０ 磁気発生ユニット
１１ 電磁コイル
１２ アルニコ磁石
１３ ネオジム磁石
１４ マグネットコア
１５ コイル線
１６ 磁力線
２１ 連結棒
２２ 着脱板
２３ 連結棒調整部材
２４ ねじ
３０ 可動プラテン
３１ リアプラテン
３２ タイバー
３３ 固定プラテン
３４ クロスヘッド
３５ エジェクタ機構
３８ ボールねじ軸
４０ 金型
４０ａ 可動側金型
４０ｂ 固定側金型
５１ フロントプレート
５２ プレート
５３ ウォータージャケット
５４ ベース
５５ ばね
５６ ガイド
５７ ブッシュ
５８ ナット
５９ ブッシュ
６０ ボルト
６１ 押さえ板

Claims (7)

1. 基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、
   前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、
   前記シリンダに併設されると共に、前記射出装置に設けられた複数の接続部材と、
   前記接続部材および固定プラテンの一方に永久磁石を備えた磁気発生ユニットを設け、他方に磁性体を設け、
   前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性体を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構。
2. 基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、
   前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、
   前記シリンダに併設されると共に、前記シリンダ基部に一端が支持された複数の磁性接続部材と、
   前記固定プラテンの前記接続部材の他端に対向する位置に設けられた永久磁石を備えた磁気発生ユニットと、
   を有し、
   前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性接続部材を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構。
3. 基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、
   前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、
   前記シリンダに併設されると共に、前記シリンダ基部に一端が支持された複数の接続部材と、
   該接続部材の他端に設けられ、着脱可能な磁性の着脱板と、
   前記固定プラテンの前記接続部材の他端に対向する位置に設けられた永久磁石からなる磁気発生ユニットと、
   を有し、
   前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性の着脱板を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構。
4. 基台上に固定された固定プラテンに対向して配置された射出装置のフロントプレートに固定されたシリンダの先端に設けられたノズルを所定のノズルタッチ力で前記固定プラテンに取り付けられた金型に押圧させる射出成形機のノズルタッチ機構において、
   前記射出装置を前後進させる射出装置前後進移動手段と、
   前記シリンダに併設されると共に、前記シリンダ基部に一端が支持された複数の接続部材と、
   該接続部材の他端に設けられた永久磁石を備えた磁気発生ユニットと、
   前記固定プラテンの前記接続部材の他端に対向する位置に設けられた磁性体と、
   を有し、
   前記磁気発生ユニットで磁気を発生させることにより前記磁性体を吸着させ、前記金型に前記ノズルを当接させることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ機構。
5. 前記接続部材は、連結棒と連結棒調整部材からなり、該連結棒調整部材により前記接続部材の長さを調整することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の射出成形機のノズルタッチ機構。
6. 前記接続部材は前記シリンダ基部に固定されたベースに摺動可能に支持されると共に、ばねを介して押さえ板に固定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の射出成形機のノズルタッチ機構。
7. 前記磁気発生ユニットは極性切換可能な磁石と、該極性切換可能な磁石の周囲に配置され前記極性切換可能な磁石の極性を切り換える極性切換用コイルと、極性切換不能な磁石と、
   を有し、前記永久磁石は、前記極性切換可能な磁石と、前記極性切換不能な磁石とからなることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の射出成形機のノズルタッチ機構。