JP2016137633A - 縦型射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】射出ユニットが自重により大きく下降してしまうことを、可及的に回避できるようにした縦型射出成形機の提供。
【解決手段】金型にノズルタッチするときに下降される射出ユニット１を備えた縦型射出成形機であって、回転運動を直線運動に変換して、加熱筒取付けブラケット２を昇降させることで、射出ユニット１を直接的に昇降させるボールネジ機構４ｃと、ボールネジ機構４ｃの駆動源である電動モータ３と、電動モータ３の駆動力が伝達される駆動伝達ベルト９，１１と、駆動伝達ベルト１１が掛け回され、回転に伴いボールネジ機構４ｃを駆動するボールネジ機構４ｃに一体に設けられた従動プーリ８とを備え、ボールネジ機構４ｃが駆動されるときに回転されるナット体に孔部を形成し、射出ユニット１を昇降させるときに駆動される電動モータ３が停止されている状態にあるときに、孔部に挿入される突出しピンを設ける縦型射出成形機。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型の型開閉を縦方向に行って成形体を成形する縦型射出成形機に関し、特に、当該縦型射出成形機に昇降可能に設けられた射出ユニットが、自重により下降してしまうことを抑止可能な縦型射出成形機に関する。

従来から、ターンテーブルを回転させることにより、１つの上側金型に対して、ターンテーブルに取り付けた２つの下側金型の各々を型開閉可能な対向位置に移動させ、縦方向に型開閉を行う、いわゆる２ステーション方式の縦型射出成形機が用いられている。こうした上側金型と複数の下側金型とを型締めする縦型射出成形機においては、成形体を成形する型締め工程の間に、型締めされている下側金型の反対側に配置された下側金型にインサート成形用の金属製の部品を組み付け、その組み付け後にターンテーブルを所定位置に回転し、金属製の部品を組み付けた下側金型と上側金型とを型締することで、金属製のインサート部品と樹脂とを一体成形する製造方法が採られており、型閉された金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填するに際しては、上側金型の上方に配設された射出ユニットが下降され、それに伴い射出ユニット先端（下端）に装着された射出ノズルが、上側金型にタッチされ、その状態にて金型のキャビティへ溶融樹脂の射出充填が、射出スクリューの駆動により行われる。そして、前記射出スクリューの駆動には、プーリ、駆動ベルト等を介してモータ等の駆動源を用いて行われる。

前記従来技術に関連するものとして、特許文献１には縦型射出成形機が開示されており、当該特許文献１においては、固定金型に対し可動金型を昇降させるための型開閉機構、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出充填するときに下方へ前進される昇降自在に設けられた射出駆動部、該射出駆動部を駆動するボールネジ機構、射出駆動部の駆動源となる電動サーボモータ、ノズルタッチする際に下降される、前記射出駆動部の備えられた昇降自在な射出ユニットを備え、駆動伝達ベルトが切断されたときや電動サーボモータが停止したとき、突出しピンが従動プーリの円弧溝に挿入されることにより、当該従動プーリの回転に伴いボールネジ機構を介して昇降される射出駆動部を、自重により下降することがないよう抑止することが開示されている。

再公表特許２０１２／１２４１９９

しかし、特許文献１の縦型射出成形機においては、従動プーリの回転を規制することで、金型のキャビティへ溶融樹脂を射出するときに用いられる射出駆動部を、自重により下降することがないよう抑止することができるものの、従動プーリと、該従動プーリの回転に伴い駆動される、射出駆動部を直接的に駆動するボールネジ機構との連結が、破損等の不具合によりできていない場合には、たとえ従動プーリの回転を規制できたとしても、射出スクリューの設けられた射出駆動部は自重により下降してしまう。そのため、電動サーボモータから従動プーリまでの駆動伝達系に破損が生じたとしても、昇降可能に設けられた射出駆動部等の部材が自重により下降されてしまうことを、できるだけ確実に防止できるようにする技術が望まれていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、金型にノズルタッチさせるときに下降される昇降自在な射出ユニットを備えた縦型射出成形機において、射出ユニットが自重により大きく下降してしまうことを、可及的に回避できるようにした縦型射出成形機を提供することである。

縦型射出成形機の発明は、
金型を縦方向に型開閉する型締ユニットと、
前記金型にノズルタッチするときに下降される昇降可能に設けられた射出ユニットと、を備えた縦型射出成形機であって、
前記射出ユニットに設けられたフレームと、
該フレームに設けられ、回転運動を直線運動に変換して、該直線運動により前記フレームを昇降させることで前記射出ユニットを直接的に昇降させる動力変換部材と、
該動力変換部材の駆動源である電動モータと、
該電動モータの駆動力が伝達される駆動伝達ベルトと、
該駆動伝達ベルトが掛け回され、回転に伴い前記動力変換部材を駆動する該動力変換部材に設けられた従動プーリと、を備え、
前記動力変換部材が駆動されるときに動作される当該動力変換部材に構成された可動部材に孔部を形成し、
前記射出ユニットを昇降させるときに駆動される前記電動モータが停止されている状態にあるときに、前記可動部材の孔部に挿入され前記可動部材の動作を規制する進退可能な突出しピンを設けたことを特徴とする。

さらに、縦型射出成形機の発明は、
前記射出ユニットを昇降させるときに回転運動を直線運動に変換する前記動力変換部材は、縦方向に設けられたボールネジ軸と該ボールネジ軸に螺合されたナット体とからなるボールネジ機構であり、前記可動部材は前記ナット体であることを特徴とする。

さらに、縦型射出成形機の発明は、
前記フレームに前記ナット体を回転可能に組み付け、該ナット体と前記従動プーリとを一体に設けたことを特徴とする。

さらに、縦型射出成形機の発明は、
前記フレームの側面に前記突出しピンを挿脱可能な孔を形成し、
前記射出ユニットが自重により下降され、当該下降による直線運動が前記ボールネジ機構により回転運動に変換され、前記ナット体が回転されるとき、
前記突出しピンが前記フレームの孔を通じて前記ナット体の孔部に自動的に挿入されるよう、前記突出しピンの先端側を前記ナット体に向かって押圧する押圧装置を設けたことを特徴とする。

さらに、縦型射出成形機の発明は、
前記ナット体の側面に前記孔部を複数形成したことを特徴とする。

さらに、縦型射出成形機の発明は、
前記押圧手段は、前記電動モータが駆動されることにより、前記射出ユニットが昇降されるときを除いて、前記突出しピンの先端側を前記ナット体に向かって押圧することを特徴とする。

さらに、縦型射出成形機の発明は、
前記フレームは、前記金型のキャビティに射出される樹脂を溶融する加熱筒が装着される加熱筒取付けブラケットであることを特徴とする。

本縦型射出成形機の発明によれば、電動モータにより射出ユニットを昇降させるときを除いて、射出ユニットが自重により大きく降下してしまうことを防止することができるので、安全性に優れた縦型射出成形機を得ることができる。

さらに、射出ユニットを昇降する駆動伝達系のうち最も下流側に位置する動力変換部材としてのボールネジ機構の動作が突出しピンにより規制されることから、射出ユニットを昇降させる駆動伝達系に破損等が生じていたとしても、射出ユニットが自重により大きく下降してしまうことを、可及的に回避することができる。

本発明の縦型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。 図１におけるＡ−Ａ線で切り欠いた状態を示す平面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線で切り欠いた状態を示す断面図であり、突出しピンを前進させナット体の孔部に挿入した状態を示している。 図２におけるＢ−Ｂ線で切り欠いた状態を示す断面図であり、突出しピンを後退させナット体の孔部から脱した状態を示している。

以下、本発明を実施するための形態を図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、本実施形態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。

本発明の一例の縦型射出成形機は大別すると、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出充填する昇降可能な射出ユニット１、該射出ユニット１の下部に設けられ、金型の型開閉を縦方向に行う型締めユニット（図示せず）から構成されている。射出ユニット１には、先端に射出ノズルが装着され、成形体の材料となるペレットを内部で加熱溶融する加熱筒を備える。当該射出ノズルの装着された加熱筒は、図示省略しているが、フレームとしての加熱筒取付けブラケット２に一体に装着されるものである。

加熱筒取付けブラケット２には、金型に射出ノズルをノズルタッチのため下降させたり、上昇させたりするときに射出ユニット１を昇降させる駆動源としての電動モータ３、電動モータ３を駆動源として、回転運動を直線運動に変換して、該直線運動により加熱筒取付けブラケット２を昇降させることで射出ユニット１を直接的に昇降させる動力変換部材としてのボールネジ機構（第１〜第３のボールネジ機構４ａ〜４ｃ）、押圧装置としてのエアーシリンダー５が設けられている。

ボールネジ機構は、本実施形態では、図１及び図２に示すように、第１〜第３のボールネジ機構４ａ〜４ｃとして３つ有しており、各ボールネジ機構は、縦方向に並列的に固定されたボールネジ軸６と該ボールネジ軸６に螺合されたナット体７から構成されている。

各ナット体７は、加熱筒取付けブラケット２に回転可能に組み付けられており、ナット体７に同心状に配置された従動プーリ８は、ナット体７と共に回転するよう該ナット体７に一体に設けられている。

また、第１〜第３のボールネジ機構４ａ〜４ｃの各々のナット体７に対応して設けられた従動プーリ８は、図２に示すように、１本の従動用駆動伝達ベルト９が掛け回されており、第１のボールネジ機構４ａのナット体７に対応して設けられた従動プーリ８と、電動モータ３に設けられた主動プーリ１０とには主動用駆動伝達ベルト１１が掛け回され、これにより、電動モータ３の駆動力は、プーリ１０，８、駆動伝達ベルトを介して、第１〜第３のボールネジ機構４ａ〜４ｃに伝達される。

また、前記エアーシリンダー５は、Ｌ字型の取付けブラケット１２により加熱筒取付けブラケット２の側面に装着されている。エアーシリンダー５には第３のボールネジ機構４ｃに構成されたナット体７に向かって進退可能な突出しピン１３が設けられている。

エアーシリンダー５は、電動モータ３が駆動されることにより、射出ユニット１が昇降されるときを除いて、突出しピン１３の先端側を第３のボールネジ機構４ｃのナット体７に向かって押圧するようになっていて、突出しピン１３は、図３に示すように、加熱筒取付けブラケット２の側面に形成した孔１４を通じて、第３のボールネジ機構４ｃのナット体７に形成した孔部１５に挿通されることで、孔部１５の形成されたナット体７の動作を規制する。なお、動作の規制される第３のボールネジ機構４ｃのナット体７には、孔部１５がその外周面に９０度間隔で４つ形成されていて、これらの孔部１５の何れかがナット体７の回転に伴い、突出しピン１３と対向して配置されたとき、当該突出しピン１３は、エアーシリンダー５による押圧作用によりナット体７の孔部１５に挿通される。

以上のように本実施形態の縦型射出成形機によれば、射出ユニット１が自重によりゆっくりと僅かに下降され、当該下降による直線運動がボールネジ機構４ａ〜４ｃにより回転運動に変換され、ナット体７が回転されるとき、第３のボールネジ機構４ｃのナット体７の孔部１５が、突出しピン１３と対向する位置に配置されると、当該突出しピン１３は、エアーシリンダー５による押圧作用により、加熱筒取付けブラケット２の孔１４を通じて、第３のボールネジ機構４ｃのナット体７の孔部１５に自動的に挿通される。これにより、電動モータ３により射出ユニット１を意図的に昇降させるときを除いて、射出ユニット１が自重により大きく降下してしまうことを防止することができるので、安全性やメンテナンス性に優れた縦型射出成形機を得ることができる。

さらに、射出ユニット１を昇降する駆動伝達系（主動プーリ１０、主動用駆動伝達ベルト１１、従動用駆動伝達ベルト９、従動プーリ８、第３のボールネジ機構４ｃ）のうち、最も下流側に位置する動力変換部材としての第３のボールネジ機構４ｃの動作が、突出しピン１３が第３のボールネジ機構４ｃのナット体７の孔部１５に挿通されることにより規制されることから、射出ユニット１を昇降させる上流側の駆動伝達系（主動プーリ１０、主動用駆動伝達ベルト１１、従動用駆動伝達ベルト９、従動プーリ８）に破損等が生じていたとしても、射出ユニット１が自重により大きく下降してしまうことを、可及的に回避することができる。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は、前記実施形態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。例えば、本実施形態では、第３のボールネジ機構４ｃのナット体７の外周面に、９０度間隔で４つの孔部１５を形成したが、等間隔角度で５つ、６つ、或いはそれ以上など、ナット体７のサイズ等に応じてその数を適宜選定するようにしてもよい。また、押圧装置としてはエアーシリンダー５を一例として挙げたが、それに代えて、油圧シリンダーやコイルスプリングなどの弾性体を適用してもよい。

１ 射出ユニット
２ 加熱筒取付けブラケット（フレーム）
３ 電動モータ
４ａ 第１のボールネジ機構
４ｂ 第２のボールネジ機構
４ｃ 第３のボールネジ機構
５ エアーシリンダー（押圧手段）
６ ボールネジ軸
７ ナット体
８ 従動プーリ
９ 従動用駆動伝達ベルト
１０ 主動プーリ
１１ 主動用駆動伝達ベルト
１２ 取付けブラケット
１３ 突出しピン
１４ 孔
１５ 孔部

Claims (7)

1. 金型を縦方向に型開閉する型締ユニットと、
   前記金型にノズルタッチするときに下降される昇降可能に設けられた射出ユニットと、を備えた縦型射出成形機であって、
   前記射出ユニットに設けられたフレームと、
   該フレームに設けられ、回転運動を直線運動に変換して、該直線運動により前記フレームを昇降させることで前記射出ユニットを直接的に昇降させる動力変換部材と、
   該動力変換部材の駆動源である電動モータと、
   該電動モータの駆動力が伝達される駆動伝達ベルトと、
   該駆動伝達ベルトが掛け回され、回転に伴い前記動力変換部材を駆動する該動力変換部材に設けられた従動プーリと、を備え、
   前記動力変換部材が駆動されるときに動作される当該動力変換部材に構成された可動部材に孔部を形成し、
   前記射出ユニットを昇降させるときに駆動される前記電動モータが停止されている状態にあるときに、前記可動部材の孔部に挿入され前記可動部材の動作を規制する進退可能な突出しピンを設けたことを特徴とする縦型射出成形機。
2. 前記射出ユニットを昇降させるときに回転運動を直線運動に変換する前記動力変換部材は、縦方向に設けられたボールネジ軸と該ボールネジ軸に螺合されたナット体とからなるボールネジ機構であり、前記可動部材は前記ナット体であることを特徴とする請求項１に記載の縦型射出成形機。
3. 前記フレームに前記ナット体を回転可能に組み付け、該ナット体と前記従動プーリとを一体に設けたことを特徴とする請求項２に記載の縦型射出成形機。
4. 前記フレームの側面に前記突出しピンを挿脱可能な孔を形成し、
   前記射出ユニットが自重により下降され、当該下降による直線運動が前記ボールネジ機構により回転運動に変換され、前記ナット体が回転されるとき、
   前記突出しピンが前記フレームの孔を通じて前記ナット体の孔部に自動的に挿入されるよう、前記突出しピンの先端側を前記ナット体に向かって押圧する押圧装置を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の縦型射出成形機。
5. 前記ナット体の側面に前記孔部を複数形成したことを特徴とする請求項４に記載の縦型射出成形機。
6. 前記押圧手段は、前記電動モータが駆動されることにより、前記射出ユニットが昇降されるときを除いて、前記突出しピンの先端側を前記ナット体に向かって押圧することを特徴とする請求項４又は５に記載の縦型射出成形機。
7. 前記フレームは、前記金型のキャビティに射出される樹脂を溶融する加熱筒が装着される加熱筒取付けブラケットであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の縦型射出成形機。

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