JP2020124840A - バレル支持装置および射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バレルの自重による撓みを効果的に低減できるようにする射出装置のバレル支持装置を提供する。【解決手段】本発明の実施形態によるバレル支持装置は、バレル１２を下から支えるバレル支持部材３２と、バレル支持部材３７を支持し、前記バレルの前進、後退に追従して移動可能な脚部３８と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、バレル支持装置および射出装置に関する。

射出成形機の射出装置は、スクリューが嵌装されているバレルを備えている。バレル内に投入された樹脂材料は、後退しながら回転するスクリューにより前方に送られ、溶融樹脂がスクリューの前方に蓄積される。そして、スクリューの前進により、溶融樹脂の射出が行われる。このようなバレルは、射出装置の本体部に片持ち支持されている。大型の射出装置ともなると、バレルは相当に長く重いものになる。

射出装置には、前進、後退だけでなく、射出装置全体を旋回する旋回機構を備えたものがある。バレルを旋回するのは、例えば、射出装置をメンテナンスするために、スクリューをバレルから引き抜いて交換するときが代表的な例である。この場合、バレルを旋回させないと、スクリューが固定ダイプレートに当たって、引き抜くことができないからである。
このような旋回機構を備えた射出装置に係る従来技術としては、例えば、特許文献１に記載されている射出装置を挙げることができる。この射出装置では、射出装置の本体部を構成するフレームが支持ピンを旋回中心として旋回するように構成されている。

特開２０１０−１１１０２０号公報

射出装置では、ノズルタッチおよび離反の際には、バレルは前進および後退をするようになっている。射出装置の場合、バレルは本体部に片持ち支持されているので、この状態のままバレルの前進および後退が行われる。

特に、大型の射出装置では、片持ち支持されているバレルは相当に長く重いものになる。このため、バレルには、自重による撓みが生じる。バレルの撓みを放置しておくと、バレルとスクリューが同心にならなくなり、スクリューに齧りが生じてしまう。また、バレルとスクリューの調芯は非常に困難な作業となる。

本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、バレルの自重による撓みを効果的に低減できるようにしたバレル支持装置および射出装置を提供することを目的としている。

また、本発明の他の目的は、スクリューのメンテナンス等のために、バレルを旋回させる場合に、簡便に旋回動作を行うことができ、しかも、旋回作業後は、高さの再調整の必要なく旋回前の元の位置に回復できるようにしたバレル支持装置および射出装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るバレル支持装置は、前進および後退可能な射出装置のバレルを水平に支持するバレル支持装置であって、前記バレルを下から支えるバレル支持部材と、前記バレル支持部材を支持し、前記バレルの前進、後退に追従して移動可能な脚部と、を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の一実施形態に係る射出装置は、上記バレル支持装置により、バレルが水平に支持されたことを特徴とするものである。

本発明の第１実施形態による射出成形機の射出装置を示す側面図である。 第１実施形態によるバレル支持装置の正面図である。 本発明の第２実施形態による射出成形機の射出装置を示す側面図である。 第２実施形態によるバレル支持装置の正面図である。 第２実施形態によるバレル支持装置の側面図である。 バレルを支持している状態のバレル支持装置を示す一部断面側面図である。 バレルを支持しているバレル支持装置を上から見た平面図である。 バレルの旋回時（図８（Ａ））と、メンテナンスが終わってバレルを元の位置で水平に支持する時（図８（Ｂ））でのバレル支持部材と支持台との位置関係を対比して示す図である。

以下、本発明によるバレル支持装置および射出装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による射出成形機の射出装置を示す側面図である。図１において、参照番号１０は、射出装置を示す。２０は、固定ダイプレートを示し、２１は、固定金型を示している。射出装置１０は、バレル１２と射出ブラケット１４を備えている。バレル１２は、バレル取付部１５によって水平な姿勢に片持ち支持されている。射出ブラケット１４には、バレル１２の内部に挿入されているスクリューを回転する可塑化モータ（図示せず）やスクリューを軸方向に前進させる射出モータ（図示せず）が設けられている。

バレル１２の先端には、ノズル１６が取り付けられている。固定ダイプレート２０には、ノズルタッチシリンダ２４が取り付けられており、このノズルタッチシリンダ２４のピストンロッド２５は、射出ブラケット１４に連結されている。ノズルタッチシリンダ２４のピストンロッド２５が後退すると、バレル１２は前進してノズル１６が固定金型のスプルーブッシュに押し付けられ、ピストンロッド２５が伸びると、ノズル１６は固定金型２１から離反するようになっている。２２は、このような射出装置１０の前進、後退を案内するリニアガイドである。射出装置１０の基台２６は、リニアガイド２２に沿って摺動するようになっている。

本実施形態の射出装置１０では、長さのあるバレル１２が片持ち支持されているので、バレル１２および中に入っているスクリューには自重による曲げモーメントが作用する。曲げモーメントがかからないように、バレル１２は、バレル支持装置３０によって支持されている。

ここで、図２は、第１実施形態によるバレル支持装置３０の正面を示す図である。このバレル支持装置３０は、主要な構成要素として、バレル１２を水平な姿勢で下支えするバレル支持部材３２と、このバレル支持部材３２を支える脚部３４を備えている。

バレル支持部材３２は、上部に半円形の溝３１が大きく形成されている板状の部材である。溝３１には、水平なバレル１２の下面が着脱可能に嵌合する。バレル１２の上半分側には、Ｃ字形のクランプ部材３３が装着され、このクランプ部材３３は、ボルトによってバレル支持部材３２に締結されている。バレル支持部材３２は、バレル１２の軸方向と直角になっている。

脚部３４の上端は、バレル支持部材３２の下部に形成されたフランジ部２９に固定されている。脚部３４の下端は、固定プレート３５に固定されている。固定プレート３５の下面には、キャスタ４７が取り付けられている。キャスタ４７は、走行台４８上を転動する。
本実施形態によるバレル支持装置３０は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用および効果について説明する。
射出サイクルが連続して行われている間は、図１に示されるように、バレル１２はバレル支持装置３０によって水平に支持されている。バレル１２が前進、後退しても、バレル支持装置３０は、その脚部３４にキャスタ４７があるので、バレル１２を支持したまま追従していく。バレル１２は、完全な剛体ではないので、曲げモーメントにより撓みが完全に無くなるようにはできない。しかし、本実施形態では、バレル１２はバレル支持装置３０によって水平に支持されるので、バレル１２の撓みを効果的に低減することは可能である。また、バレル支持装置３０は、バレル１２の移動に追従していくので、バレル１２の支持点は変わらず、バレル１２が水平に支持され撓みが低減されている状態に変化は生じない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３乃至図８を参照しながら説明する。なお、第１実施形態の図１、図２と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。

図３は、本発明の第２実施形態による射出成形機の射出装置を示す側面図である。
この第２実施形態では、射出装置１０は、前進、後退をする他、射出装置１０全体が、旋回軸を中心に旋回することが可能である。射出ブラケット１４と基台２６は、旋回ピン２７によって連結されている。通常、射出ブラケット１４は固定ボルト２８によって基台２６に固定されており、この状態で射出装置１０は前進し、後退する。射出装置１０の後退限で固定ボルト２８を取り外し、ピストンロッド２６を伸ばすと、射出ブラケット１４は旋回ピン２７を中心に旋回する。旋回時は、図示しない旋回用シリンダによって駆動される。

本実施形態の射出装置１０は、長さのあるバレル１２が片持ち支持されているので、バレル１２および中に入っているスクリューには自重による曲げモーメントが作用する。曲げモーメントがかからないように、バレル１２は、第２実施形態によるバレル支持装置５０によって支持されている。

ここで、図４は、バレル支持装置５０の正面を示す図であり、図５は、バレル支持装置５０の側面を示す図である。本実施形態によるバレル支持装置５０は、主要な構成要素として、バレル１２を下支えするバレル支持部材３２と、このバレル支持部材３２が載る支持台３７と、支持台３７を支える一対のばね構造を有する脚部３８を備えている。

バレル支持部材３２は、上部に半円形の溝３１が大きく形成されている板状の部材である。溝３１には、水平なバレル１２の下面が着脱可能に嵌合する。バレル１２の上半分側には、Ｃ字形のクランプ部材３３が装着され、このクランプ部材３３は、ボルトによってバレル支持部材３２に締結されている。バレル支持部材３２は、バレル１２の軸方向と直角になっている。バレル支持部材３２は、支持台３７の上面に載っているだけであり、ボルト等によって固定されているわけではない。３９ａ、３９ｂは、バレル支持部材の水平方向（前後、左右）の位置を規制する（鉛直方向は規制しない）ストッパである。

次に、支持台３７を支持する脚部３８について説明する。支持台３７は、２本のコイルばね４０によって水平に支持されている。この場合、コイルばね４０は、ばね軸４１に同心に嵌装されている。ばね軸４１の上端部は、支持台３７に固定され、下端部は可動プレート３６を貫通して、その下の固定プレート３５まで延びるようになっている。このようにコイルばね４０は、支持台３７と可動プレート３６の間に配置され、コイルばね４０の弾性力は、支持台３７を鉛直上方に押し上げ、これにより支持台３７はバレル１２を弾性支持する。

図６に示されるように、固定プレート３５には穴４２が形成されている。ばね軸４１の下端部は穴４２に挿入されている。ばね軸４１の下端面には、雌ねじ４３が形成されており、この雌ねじ４３には、引き込みボルト４４が同軸に螺合するようになっている。引き込みボルト４４の頭は、穴４２を塞ぐように設けられた座金４５に着座している。
固定プレート３５の下面には、ブラケット４６を介してキャスタ４７が取り付けられている。キャスタ４７は、走行台４８上を転動する。
なお、図６において、５１、５３は、支持台３８の高さを微調整するための高さ調整ボルトである。

第２実施形態によるバレル支持装置５０は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用および効果について説明する。
射出サイクルが連続して行われている間は、図３に示されるように、バレル１２はバレル支持装置５０によって水平に支持されている。バレル１２が前進、後退しても、バレル支持装置５０はバレル１２を支持したまま追従していく。バレル１２は、完全な剛体ではないので、曲げモーメントにより撓みが完全に無くなるようにはできない。しかし、本実施形態では、バレル１２はバレル支持装置５０によって水平に支持されるので、バレル１２の撓みを効果的に低減することは可能である。また、バレル支持装置５０は、バレル１２の移動に追従していくので、バレル１２の支持点は変わらず、バレル１２が水平に支持され撓みが低減されている状態に変化は生じない。

図６に示されるように、バレル支持装置５０においては、バレル１２の自重はコイルばね４０の弾性力のみによって支持されている。このとき、引き込みボルト４４は、弛んだ状態になっている。

なお、バレル支持部材３２の下端は、断熱材５４を介して支持台３７に載るようにするとよい。バレル１２の熱が支持台３７やコイルばね４０に伝わるのを防止し、熱変位による高さの誤差を抑制することが可能である。

次に、図７、図８参照して、バレル１２を旋回させる場合のバレル支持装置５０の作用について説明する。
図７は、バレル支持装置５０を上から見た図である。支持台３７では、ストッパ３９ａ、３９ｂがバレル支持部材３２の角に当たってバレル１２の旋回を規制しているので、このうち、旋回方向が矢印で示す方向であれば、ストッパ３９ｂを取り外しておく。

図８は、バレル１２の旋回時（図８（Ａ））と、メンテナンスが終わってバレル１２を元の位置で水平に支持する時（図８（Ｂ））のバレル支持部材３２と支持台３７との位置関係を対比して示す図である。
図８（Ａ）において、六角レンチなどの工具を用いて、引き込みボルト４４を締め込む方向に回していくと、コイルばね４０の弾性力に抗してコイルばね４０が圧縮されるので、ばね軸４１といっしょに支持台３７の位置を下げることができる。これによって、バレル支持部材３２の下面と支持台３７の上面との間には隙間５２ができる。つまり、バレル支持部材３２は、支持台３７から切り離された状態になる。以後、バレル１２を旋回させることが可能になる。このように第２実施形態によれば、バレル支持装置３０は、バレル１２の旋回動作を妨げる障害となることがない。

次に、旋回したバレル１２を元の支持した状態に復元する場合について説明する。
この場合は、バレル支持部材３２が支持台３７の上に来るまで、バレル１２を旋回させると、図８（Ａ）に示されるように、バレル支持部材３２の下面と支持台３７の上面との間には隙間５２がある状態である。
そこで、図８（Ｂ）において、六角レンチなどの工具を用いて引き込みボルト４４を緩める方向に回していく。支持台３７は、コイルばね４０の弾性力に押されて徐々に上がり、やがて隙間５２はなくなり、支持台３７の上面はバレル支持部材３２の下面に接触するようになる。この場合、接触しはじめてもそこで止めずに、引き込みボルト４４に力がかかっていない状態になるまで緩め続ける。この状態まで引き込みボルト４４を緩めると、コイルばね４０の弾性力のみによってバレル１２を支持していた当初の状態が回復したことになる。その後は、図７示したようにストッパ３９ｂを取り付けるだけである。
このように第２実施形態によれば、旋回させたバレル１２を元に戻す場合に、高さ再調整の必要なく、引き込みボルト４４を単純に緩めるだけで、元の支持した状態に簡便に戻すことができる。なお、高さ調整は基本的に必要ないが、もし熱などの影響による誤差があり、バレル１２の高さを微調整する必要がある場合には、調整ボルト５１、５３を締めたり、緩めたりすることにより対応可能である。

以上、本発明に係るバレル支持装置および射出装置について、好適な実施形態を挙げて説明したが、これらの実施形態は、例示として挙げたもので、発明の範囲の制限を意図するものではない。もちろん、明細書に記載された新規な装置、方法およびシステムは、様々な形態で実施され得るものであり、さらに、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、種々の省略、置換、変更が可能である。請求項およびそれらの均等物の範囲は、発明の主旨の範囲内で実施形態あるいはその改良物をカバーすることを意図している。

１０…射出装置、１２…バレル、１４…射出ブラケット、１５…バレル取付部、１６…ノズル、２０…固定ダイプレート、２１…固定金型、２２…リニアガイド、２４…ノズルタッチシリンダ、２５…ピストンロッド、３０…バレル支持装置、３１…溝、３２…バレル支持部材、３３…クランプ部材、３５…固定プレート、３６…可動プレート、３７…支持台、３８…脚部、３９ａ、３９ｂ…ストッパ、４０…コイルばね、４１…ばね軸、４３…雌ねじ、４４…引き込みボルト、座金４５…座金、４７…キャスタ、５０…バレル支持部材、５１、５３…調整ボルト、５２…隙間

Claims (6)

1. 前進および後退可能な射出装置のバレルを水平に支持するバレル支持装置であって、
   前記バレルを下から支えるバレル支持部材と、
   前記バレル支持部材を支持し、前記バレルの前進、後退に追従して移動可能な脚部と、
   を備えることを特徴とするバレル支持装置。
2. 前記バレルは旋回可能であり、前記バレル支持部材は支持台に載置され、前記支持台を支持するばねの弾性力に抗して、前記バレルを支持する位置より下に引き下げ、前記バレル支持部材から前記支持台を前記バレルの旋回時に切り離す切り離し手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバレル支持装置。
3. 前記脚部は、
   前記支持台と、その下に配置される可動プレートとの間に配置されるコイルばねと、
   前記コイルばねが同軸に装着され、前記支持台と前記可動プレートの下に位置する固定プレートとを連結するばね軸を有し、
   前記切り離し手段は、前記固定プレートに取り付けられ、前記ばね軸の下端部に同軸に螺合する引き込みボルトからなることを特徴とする請求項２に記載のバレル支持装置。
4. 前記可動プレートと固定プレートとは、前記支持台の高さを微調整する調整ボルトによって連結されていることを特徴とする請求項３に記載のバレル支持装置。
5. 前記支持台の上面には、前記バレル支持部材の前後方向、左右方向の動きを規制するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載のバレル支持装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載されたバレル支持装置により、バレルが水平に支持されたことを特徴とする射出装置。