JP2022104324A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールねじ機構又は伸縮カバーを分解することなく、ボールねじ機構と伸縮カバーとを分離する、技術を提供する。【解決手段】射出成形機は、固定プラテンと、可動プラテンと、トグルサポートと、トグル機構と、ボールねじ機構と、駆動部と、伸縮カバーとを備える。前記トグルサポートは、タイバーを介して前記固定プラテンに接続される。前記トグル機構は、前記可動プラテンと前記トグルサポートとの間に配設され、前記可動プラテンを移動させる。前記ボールねじ機構は、ボールねじ軸及びボールねじナットを含み、前記トグル機構のクロスヘッドを移動させる。前記駆動部は、前記ボールねじ軸を回転させる。前記伸縮カバーは、筒状であり、回転する前記ボールねじ軸を囲み、前記ボールねじ機構の動作に伴って前記ボールねじ軸の軸方向に伸縮する。前記伸縮カバーの内径は、前記ボールねじナットの外径よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機に関する。

特許文献１の射出成形機は、モータと、モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじと、備える。ボールねじは、ボールねじ軸と、ボールねじナットと、を含む。特許文献１の射出成形機は、ボールねじ軸を囲む筒状の伸縮カバーを備える。伸縮カバーは、ボールねじ軸とボールねじナットの潤滑剤が遠心力によって飛散するのを抑制する。

独国特許出願公開第１０２００４０４２７４４号明細書

特許文献１の伸縮カバーは、ボールねじナットの外径よりも小さい内径を有しており、ボールねじナットを通過できなかった。それゆえ、ボールねじ機構をボールねじナットとボールねじ軸とに分解したり、伸縮カバーを周方向に分割したりすることなく、伸縮カバーを交換できなかった。

本発明の一態様は、ボールねじ機構をボールねじナットとボールねじ軸とに分解したり、ボールねじ軸の周方向に伸縮カバーを分割したりすることなく、伸縮カバーを交換できる、技術を提供する。

本発明の一態様に係る射出成形機は、固定プラテンと、可動プラテンと、トグルサポートと、トグル機構と、ボールねじ機構と、駆動部と、伸縮カバーとを備える。前記固定プラテンは、固定金型が取り付けられる。前記可動プラテンは、可動金型が取り付けられる。前記トグルサポートは、タイバーを介して前記固定プラテンに接続される。前記トグル機構は、前記可動プラテンと前記トグルサポートとの間に配設され、前記可動プラテンを移動させる。前記ボールねじ機構は、ボールねじ軸及びボールねじナットを含み、前記トグル機構のクロスヘッドを移動させる。前記駆動部は、前記ボールねじ軸を回転させる。前記伸縮カバーは、筒状であり、回転する前記ボールねじ軸を囲み、前記ボールねじ機構の動作に伴って前記ボールねじ軸の軸方向に伸縮する。前記伸縮カバーの内径は、前記ボールねじナットの外径よりも大きい。

本発明の一態様によれば、伸縮カバーの内径をボールねじナットの外径よりも大きくすることで、ボールねじ軸の軸方向にボールねじ機構と伸縮カバーとを相対的に移動させるだけでボールねじ機構と伸縮カバーとを分離でき、伸縮カバーを交換できる。

図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。 図３は、一実施形態に係るボールねじ機構と伸縮カバーとを示す鉛直断面図である。 図４は、図３の伸縮カバーの前端を拡大して示す鉛直断面図である。 図５は、図３の伸縮カバーの後端を拡大して示す鉛直断面図である。 図６は、図３に示すボールねじ機構と伸縮カバーの分離作業を示す鉛直断面図である。 図７は、図６に続く分離作業を示す鉛直断面図である。 図８は、図７に続く分離作業を示す鉛直断面図である。 図９は、一実施形態に係るボールねじ機構と伸縮カバーと支持部とを示す水平断面図である。 図１０は、図９の一部を拡大して示す水平断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。

（射出成形機）
図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を表し、Ｚ軸方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ軸方向は型開閉方向であり、Ｙ軸方向は射出成形機１０の幅方向である。Ｙ軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正側を反操作側と呼ぶ。

図１～図２に示すように、射出成形機１０は、金型装置８００を開閉する型締装置１００と、金型装置８００で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置２００と、金型装置８００に成形材料を射出する射出装置３００と、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる移動装置４００と、射出成形機１０の各構成要素を制御する制御装置７００と、射出成形機１０の各構成要素を支持するフレーム９００とを有する。フレーム９００は、型締装置１００を支持する型締装置フレーム９１０と、射出装置３００を支持する射出装置フレーム９２０とを含む。型締装置フレーム９１０および射出装置フレーム９２０は、それぞれ、レベリングアジャスタ９３０を介して床２に設置される。射出装置フレーム９２０の内部空間に、制御装置７００が配置される。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。

（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

型締装置１００は、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と可動金型８２０とを含む。

型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定金型８１０が取付けられる固定プラテン１１０と、可動金型８２０が取付けられる可動プラテン１２０と、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる移動機構１０２と、を有する。

固定プラテン１１０は、型締装置フレーム９１０に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。

可動プラテン１２０は、型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム９１０上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。

移動機構１０２は、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開を行う。移動機構１０２は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配置されるトグルサポート１３０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０を連結するタイバー１４０と、トグルサポート１３０に対して可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させるトグル機構１５０と、トグル機構１５０を作動させる型締モータ１６０と、型締モータ１６０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０の間隔を調整する型厚調整機構１８０と、を有する。

トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム９１０上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、型締装置フレーム９１０上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。

タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。複数本のタイバー１４０は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。

尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。

トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配置され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、型開閉方向に移動するクロスヘッド１５１と、クロスヘッド１５１の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２と第２リンク１５３とを有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２と第２リンク１５３とが屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。

尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。

型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２と第２リンク１５３とを屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。

運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。

型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。

尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。

昇圧工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。

型締工程では、型締モータ１６０を駆動して、クロスヘッド１５１の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。

キャビティ空間８０１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間８０１の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間８０１の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。

脱圧工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。

型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。

型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。

脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。

尚、クロスヘッド１５１の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。

ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。

金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

型締装置１００は、型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構１８０は、例えば、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。

ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転駆動力は、回転駆動力伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。

回転駆動力伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に従動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の従動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。

型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させる。その結果、トグルサポート１３０のタイバー１４０に対する位置が調整され、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。

間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。

型締装置１００は、金型装置８００の温度を調節する金型温調器を有してもよい。金型装置８００は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調器は、金型装置８００の流路に供給する温調媒体の温度を調節することで、金型装置８００の温度を調節する。

尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。

尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動部として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取付けられ、可動プラテン１２０と共に進退する。エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出すエジェクタロッド２１０と、エジェクタロッド２１０を可動プラテン１２０の移動方向（Ｘ軸方向）に移動させる駆動機構２２０とを有する。

エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動金型８２０のエジェクタプレート８２６と接触する。エジェクタロッド２１０の前端部は、エジェクタプレート８２６と連結されていても、連結されていなくてもよい。

駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド２１０を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、エジェクタプレート８２６を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド２１０を設定移動速度で後退させ、エジェクタプレート８２６を元の待機位置まで後退させる。

エジェクタロッド２１０の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２１０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２１０の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。

（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

射出装置３００はスライドベース３０１に設置され、スライドベース３０１は射出装置フレーム９２０に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ３１０と、シリンダ３１０の前端部に設けられるノズル３２０と、シリンダ３１０内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ３３０と、スクリュ３３０を回転させる計量モータ３４０と、スクリュ３３０を進退させる射出モータ３５０と、射出モータ３５０とスクリュ３３０の間で伝達される荷重を検出する荷重検出器３６０と、を有する。

シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。

シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（例えばＸ軸方向）に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

スクリュ３３０は、シリンダ３１０内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。

スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。

一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。

尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。

計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。

射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。

荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される荷重を検出する。検出した荷重は、制御装置７００で圧力に換算される。荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の荷重の伝達経路に設けられ、荷重検出器３６０に作用する荷重を検出する。

荷重検出器３６０は、検出した荷重の信号を制御装置７００に送る。荷重検出器３６０によって検出される荷重は、スクリュ３３０と成形材料との間で作用する圧力に換算され、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。

尚、成形材料の圧力を検出する圧力検出器は、荷重検出器３６０に限定されず、一般的なものを使用できる。例えば、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。ノズル圧センサは、ノズル３２０に設置される。型内圧センサは、金型装置８００の内部に設置される。

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。

計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転速度で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。

計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。

計量工程におけるスクリュ３３０の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。

充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定移動速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換（所謂、Ｖ／Ｐ切換）が行われる。Ｖ／Ｐ切換が行われる位置をＶ／Ｐ切換位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定移動速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。

充填工程におけるスクリュ３３０の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）、移動速度切換位置およびＶ／Ｐ切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。

スクリュ３３０の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ３３０の圧力の上限値が設定される。スクリュ３３０の圧力は、荷重検出器３６０によって検出される。スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下である場合、スクリュ３３０は設定移動速度で前進される。一方、スクリュ３３０の圧力が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下となるように、スクリュ３３０は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。

尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置がＶ／Ｐ切換位置に達した後、Ｖ／Ｐ切換位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切換が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切換の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。

保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。

保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。

また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。

（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。

液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切換えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。

モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。

液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。

一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。

尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。

（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。

制御装置７００は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の完了は型開工程の開始と一致する。

尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。

尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。

例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ３３０の急激な後退を防止できる。

また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル３２０からの成形材料の漏出を防止できる。

制御装置７００は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置７５０や画面を表示する表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネル７７０で構成され、一体化されてよい。表示装置７６０としてのタッチパネル７７０は、制御装置７００による制御下で、画面を表示する。タッチパネル７７０の画面には、例えば、射出成形機１０の設定、現在の射出成形機１０の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネル７７０の画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の操作部が表示されてもよい。操作装置７５０としてのタッチパネル７７０は、ユーザによる画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。これにより、例えば、ユーザは、画面に表示される情報を確認しながら、画面に設けられた操作部を操作して、射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）等を行うことができる。また、ユーザが画面に設けられた操作部を操作することにより、操作部に対応する射出成形機１０の動作を行わせることができる。なお、射出成形機１０の動作は、例えば、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００、移動装置４００等の動作（停止も含む）であってもよい。また、射出成形機１０の動作は、表示装置７６０としてのタッチパネル７７０に表示される画面の切り替え等であってもよい。

尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、タッチパネル７７０として一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。操作装置７５０および表示装置７６０は、型締装置１００（より詳細には固定プラテン１１０）の操作側（Ｙ軸負方向）に配置される。

（ボールねじ機構と伸縮カバー）
図３は、一実施形態に係るボールねじ機構と伸縮カバーとを示す鉛直断面図である。図４は、図３の伸縮カバーの前端を拡大して示す鉛直断面図である。図５は、図３の伸縮カバーの後端を拡大して示す鉛直断面図である。

図３に示すように、射出成形機１０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換するボールねじ機構１７０を備える。ボールねじ機構１７０は、ボールねじ軸１７１と、ボールねじナット１７２と、を含む。

ボールねじ軸１７１は、回転軸１７３及びスプライン軸１７４と同軸的に設けられ、一体化されている。回転軸１７３は、ベアリング１７５によって回転自在に支持されている。ベアリング１７５は、回転軸１７３を介してボールねじ軸１７１を回転自在に支持する。

図５に示すように、ベアリング１７５は、外輪１７６と、内輪１７７と、転動体１７８とを含む。内輪１７７は、回転軸１７３に対して固定される。例えば、内輪１７７は、回転軸１７３とボールねじ軸１７１との段差と、押さえ板１７９とで挟持される。外輪１７６は、ベアリングホルダ１９０で保持される。

ベアリングホルダ１９０は、外輪１７６を収容する筒体１９１と、筒体１９１の前面に設けられる前フランジ１９２と、筒体１９１の後面に設けられる後フランジ１９３と、を含む。前フランジ１９２と後フランジ１９３の内径は、筒体１９１の内径よりも小さく、内輪１７７の外径よりも大きい。前フランジ１９２と後フランジ１９３とは、外輪１７６を挟持する。

ベアリングホルダ１９０は、筒体１９１の外周から突出する外フランジ１９４を更に含む。外フランジ１９４は、トグルサポート１３０に対して不図示のボルトなどで締結される。外フランジ１９４の前面には、位置決めリング１９５が設けられる。位置決めリング１９５は、トグルサポート１３０の貫通穴１３１に嵌め込まれ、ベアリング１７５の回転中心線の位置を決めることで、ボールねじ軸１７１の回転中心線の位置を決める。

型締モータ１６０は、固定子１６２と、固定子１６２に対し回転させられる回転子１６３と、を含む。また、型締モータ１６０は、固定子１６２を収容する筒状のモータフレーム１６４と、モータフレーム１６４の前面に設けられる前フランジ１６５とを含む。前フランジ１６５の前面には、位置決めリング１６６が設けられる。位置決めリング１６６は、ベアリングホルダ１９０の後面の位置決め穴１９６に嵌め込まれ、型締モータ１６０の回転中心線と、ベアリング１７５の回転中心線（ひいては、ボールねじ軸１７１の回転中心線）とを合わせる。

型締モータ１６０の前フランジ１６５は、固定子１６２に対し回転子１６３を回転自在に支持するベアリング１６７を保持する。回転子１６３には、ボルトなどでスプラインナット１６８が締結される。スプラインナット１６８は、筒状の回転子１６３の内部に配置され、回転子１６３と共に回転する。スプラインナット１６８とスプライン軸１７４とは、スプライン締結される。

型締モータ１６０は、スプライン軸１７４を回転させることで、回転軸１７３およびボールねじ軸１７１を回転させる。図３に示すように、ボールねじ軸１７１にはボールねじナット１７２が螺合されており、ボールねじナット１７２はクロスヘッド１５１に対して固定されている。クロスヘッド１５１は、ボールねじ軸１７１が差し通される貫通穴１５１１を含む。貫通穴１５１１の内壁面には、ボールねじナット１７２を固定する取付座１５１２が設けられる。型締モータ１６０がボールねじ軸１７１を回転させると、ボールねじナット１７２が進退させられ、クロスヘッド１５１が進退させられる。

ボールねじナット１７２は、ボールねじナット１７２とボールねじ軸１７１の間に介装されるボールを保持するスリーブ１７２１と、スリーブ１７２１の後面に設けられるフランジ１７２２と、を含む。フランジ１７２２は、クロスヘッド１５１の貫通穴１５１１に後方から差し込まれ、取付座１５１２にボルトなどで固定される。

射出成形機１０は、ボールねじナット１７２とボールねじ軸１７１の摺動面を潤滑する潤滑剤を、ボールねじナット１７２に対して供給する潤滑剤供給部５００を備える。潤滑剤としては、グリース又は潤滑油が用いられる。潤滑剤は、ボールねじナット１７２の径方向外側から径方向内側に流れ、ボールねじ軸１７１に達した後、ボールねじ軸１７１に沿って前後に流れる。

射出成形機１０は、ボールねじ軸１７１の周りを囲む筒状の固定カバー５１０を備える。固定カバー５１０は、例えばボールねじナット１７２に対して固定され、ボールねじナット１７２と共に進退する。固定カバー５１０は、ボールねじナット１７２の前方において、回転するボールねじ軸１７１から遠心力によって潤滑剤が飛散するのを防止する。ボールねじナット１７２が進退させられる際に、ボールねじ軸１７１の前端が固定カバー５１０から露出しないように、固定カバー５１０の長さが決められる。

固定カバー５１０は、例えば、ボールねじ軸１７１の周りを囲む筒体５１１と、筒体５１１の後端に形成される取付フランジ５１２と、を含む。固定カバー５１０は、筒体５１１の前端の開口を塞ぐ不図示の蓋を更に含んでもよい。取付フランジ５１２は、例えば中間部材５１３を介してボールねじナット１７２に対して固定されるが、直接にボールねじナット１７２に対して固定されてもよい。

また、射出成形機１０は、ボールねじ軸１７１の周りを囲み、ボールねじ機構１７０の動作（例えばボールねじナット１７２の進退）に伴ってボールねじ軸１７１の軸方向に伸縮する筒状の伸縮カバー５２０を備える。伸縮カバー５２０は、本実施形態では蛇腹カバーであるが、テレスコカバーであってもよい。

伸縮カバー５２０は、ボールねじナット１７２の後方において、回転するボールねじ軸１７１から遠心力によって潤滑剤が飛散するのを防止する。伸縮カバー５２０は、トグルサポート１３０とクロスヘッド１５１の間に配置され、クロスヘッド１５１の進退に伴って伸縮させられる。

伸縮カバー５２０の外径は、トグルサポート１３０の貫通穴１３１の直径よりも小さい。これにより、図６に示すように、伸縮カバー５２０をボールねじ機構１７０などと共に、トグルサポート１３０の貫通穴１３１からトグルサポート１３０の後方に引き抜くことができる。ボールねじナット１７２の外径も、トグルサポート１３０の貫通穴１３１の直径よりも小さい。

伸縮カバー５２０の内径は、ボールねじナット１７２の外径よりも大きい。これにより、図８に示すように、ボールねじ軸１７１の軸方向にボールねじ機構１７０と伸縮カバー５２０とを相対的に移動させることで、ボールねじ機構１７０と伸縮カバー５２０とを分離できる。従来とは異なり、ボールねじ機構１７０をボールねじナット１７２とボールねじ軸１７１とに分解したり、伸縮カバー５２０を周方向に分割したりすることなく、伸縮カバー５２０を交換できる。

図３に示すように、射出成形機１０は、伸縮カバー５２０の一端（例えば前端）が取外し可能に取付けられる取付部５３０を、伸縮カバー５２０とボールねじナット１７２との間に備えてもよい。取付部５３０は、ボールねじ軸１７１が挿通される挿通穴５３１を含んでおり、ボールねじ軸１７１の周方向に分割される複数の分割片５３２、５３３を含む。

取付部５３０が複数の分割片５３２、５３３を含むことで、図７に示すように、ボールねじ軸１７１とボールねじナット１７２とを組み立てた状態のまま、ボールねじナット１７２と伸縮カバー５２０の間にて取付部５３０を複数の分割片５３２、５３３に分離でき、取付部５３０を取外すことができる。

取付部５３０の外径は、トグルサポート１３０の貫通穴１３１の直径よりも小さくてもよい。これにより、図６に示すように、ボールねじ機構１７０などと共に取付部５３０を、トグルサポート１３０の貫通穴１３１からトグルサポート１３０の後方に引き抜くことができる。

取付部５３０は、いわゆる割フランジであり、例えば、ボールねじ軸１７１の周方向に２つの分割片５３２、５３３に分割される。２つの分割片５３２、５３３は、それぞれ、ボルトなどでボールねじナット１７２の後端面に取外し可能に取付けられる。なお、取付部５３０の分割数は、本実施形態では２つであるが、３つ以上であってもよい。

図４に示すように、取付部５３０は、ボールねじ軸１７１とボールねじナット１７２の潤滑剤を回収する回収部５３４を含む。潤滑剤は、上記の通り、ボールねじナット１７２の径方向外側から径方向内側に流れ、ボールねじ軸１７１に達した後、ボールねじ軸１７１に沿って前後に流れる。

取付部５３０は、ボールねじナット１７２と伸縮カバー５２０との間に設けられる。潤滑剤材は、ボールねじナット１７２から流出した後、伸縮カバー５２０に到達する前に、回収部５３４によって回収できる。伸縮カバー５２０に潤滑剤が溜まるのを抑制でき、伸縮カバー５２０の垂れを抑制できる。

回収部５３４は、例えば、取付部５３０のボールねじナット１７２との対向面に凹部５３５を有し、凹部５３５に溜まる潤滑剤を排出する排出部５３６を有する。凹部５３５は、ボールねじ軸１７１の周りに、例えば円環状に形成される。排出部５３６が潤滑剤を凹部５３５から排出することで、凹部５３５に空きスペースを確保でき、凹部５３５から伸縮カバー５２０に潤滑剤が漏れるのを抑制できる。

排出部５３６は、例えば取付部５３０の下端に設けられ、重力によって潤滑剤を排出する。排出部５３６の下方には、回収パンが配置されてもよい。排出部５３６によって排出された潤滑剤は、フィルターなどを通過した後、再び、潤滑剤供給部５００に戻されてもよい。潤滑剤の使用量を低減できる。

伸縮カバー５２０の一端（例えば前端）は、取付部５３０に対して取外し可能に取付けられる。伸縮カバー５２０は、その前端に円環状の前プレート５２１を含む。前プレート５２１が、取付部５３０の後端面にボルトなどで取外し可能に取付けられる。

図５に示すように、伸縮カバー５２０の他端（例えば後端）は、ベアリングホルダ１９０に対して取外し可能に取付けられる。伸縮カバー５２０は、その後端に円環状の後プレート５２２を含む。後プレート５２２が、ベアリングホルダ１９０の外フランジ１９４の前面にボルトなどで取外し可能に取付けられる。

後プレート５２２の固定方法は、上記の固定方法には限定されない。例えば、後プレート５２２の断面形状をＬ字形状又はＵ字形状として、後プレート５２２をベアリングホルダ１９０の前面に押し付けるように、ベアリングホルダ１９０の後方から後プレート５２２を固定してもよい。後プレート５２２をトグルサポート１３０に固定する場合も同様である。

伸縮カバー５２０は、上記の通り、ベアリングホルダ１９０に対して取外し可能に取付けられる。それゆえ、図８に示すように、伸縮カバー５２０をベアリングホルダ１９０から取外すことで、ボールねじ機構１７０とベアリング１７５とベアリングホルダ１９０とを組み立てた状態のまま、伸縮カバー５２０を交換できる。

図５に示すように、伸縮カバー５２０は、ベアリングホルダ１９０の少なくとも一部を収容する。ベアリングホルダ１９０は、潤滑剤を回収する第２回収部１９７を含む。第２回収部１９７は、ボールねじナット１７２から伸縮カバー５２０に漏れ出した潤滑剤を、伸縮カバー５２０から回収する。伸縮カバー５２０の内部に潤滑剤が溜まるのを抑制でき、潤滑剤の重みで伸縮カバー５２０が撓むことを抑制できる。

第２回収部１９７は、例えば、ベアリングホルダ１９０の外フランジ１９４の前面から後方に延び、途中から下方に延びるに流路を含む。その流路は、外フランジ１９４の下端に開口を有しており、その開口から下方に潤滑剤を重力によって排出する。伸縮カバー５２０の内部に溜まる潤滑剤の液面レベルの高さを、第２回収部１９７の高さに制限できる。

次に、主に図６～図８を参照して、ボールねじ機構１７０と伸縮カバー５２０の分離作業について説明する。図６は、図３に示すボールねじ機構と伸縮カバーの分離作業を示す鉛直断面図である。図７は、図６に続く分離作業を示す鉛直断面図である。図８は、図７に続く分離作業を示す鉛直断面図である。

先ず、作業者又は作業ロボットは、図３に示す固定カバー５１０をボールねじナット１７２から取外す。ボールねじナット１７２を取付ける取付座１５１２がクロスヘッド１５１の貫通穴１５１１に形成されており、固定カバー５１０が貫通穴１５１１を通り抜けることができないからである。なお、取付座１５１２が固定カバー５１０の通り抜けを妨げない程度に小さい場合、固定カバー５１０をボールねじナット１７２から取外す作業は不要である。

また、作業者又は作業ロボットは、潤滑剤供給部５００の配管をボールねじナット１７２から取外す。更に、作業者又は作業ロボットは、ボールねじナット１７２とクロスヘッド１５１との締結を解除する。更にまた、作業者又は作業ロボットは、ベアリングホルダ１９０とトグルサポート１３０との締結を解除する。

次に、作業者又は作業ロボットは、図６に示すように、駆動アセンブリ１９９をトグルサポート１３０の貫通穴１３１からトグルサポート１３０の後方に引き抜く。駆動アセンブリ１９９は、少なくとも、型締モータ１６０と、ボールねじ機構１７０と、伸縮カバー５２０とを含む。駆動アセンブリ１９９は、更に、取付部５３０を含んでもよい。また、駆動アセンブリ１９９は、更に、ベアリング１７５と、ベアリングホルダ１９０とを含んでもよい。

次に、作業者又は作業ロボットは、図７に示すように、伸縮カバー５２０の前端を取付部５３０から取外し、続いて取付部５３０をボールねじナット１７２から取外し、取付部５３０を複数の分割片５３２、５３３に分離する。取付部５３０を取外すことで、図８に示すように、伸縮カバー５２０をボールねじナット１７２の前方に引き抜くことができる。

次に、作業者又は作業ロボットは、図８に示すように、伸縮カバー５２０の後端をベアリングホルダ１９０から取外し、伸縮カバー５２０をボールねじナット１７２の前方に引き抜く。これにより、古い伸縮カバー５２０の分離作業が完了する。分離作業の完了後、新しい伸縮カバー５２０の取付作業が行われる。取付作業は、伸縮カバー５２０の一端（例えば後端）を射出成形機１０の固定部に取付け、伸縮カバー５２０の他端（例えば前端）を射出成形機１０の可動部に取付ける。取付作業は、分離作業とは逆の手順で行われるので、詳細な説明を省略する。

射出成形機１０は、伸縮カバー５２０の一端（例えば後端）が取付けられる固定部と、伸縮カバー５２０の他端（例えば前端）が取付けられる可動部と、を備える。本実施形態では、ベアリングホルダ１９０が固定部に相当し、取付部５３０が可動部に相当する。ボールねじ機構１７０の動作に伴って、固定部に対して可動部が進退させられ、伸縮カバー５２０が伸縮させられる。

なお、固定部と可動部の組み合わせは、特に限定されない。例えば、伸縮カバー５２０の前端はクロスヘッド１５１に取付けられ、伸縮カバー５２０の後端はトグルサポート１３０に取付けられてもよい。この場合、トグルサポート１３０が固定部に相当し、クロスヘッド１５１が可動部に相当する。

ボールねじ機構１７０の動作は、ボールねじ軸１７１が回転することで、ボールねじナット１７２が進退することに限定されない。例えば、ボールねじナット１７２がトグルサポート１３０に対して固定され、ボールねじ軸１７１が回転しながら進退してもよい。この場合、クロスヘッド１５１は、ボールねじ軸１７１の前端を回転自在に支持するベアリングを保持する。ボールねじ軸１７１が回転しながら進退することで、クロスヘッド１５１が進退する。

本実施形態では、本発明の伸縮カバーを型締装置１００のボールねじ機構に適用したが、本発明の伸縮カバーをエジェクタ装置２００のボールねじ機構又は射出装置３００のボールねじ機構に適用してもよい。伸縮カバーは、ボールねじ機構の動作に伴ってボールねじ軸の軸方向に伸縮するものであればよい。いずれにしろ、伸縮カバーの内径がボールねじナットの外径よりも大きければ、ボールねじ軸の軸方向にボールねじ機構と伸縮カバーとを相対的に移動させるだけでボールねじ機構と伸縮カバーとを分離でき、伸縮カバーを交換できる。

次に、主に図９～図１０を参照して、伸縮カバー５２０を支持する支持部５４０について説明する。図９は、一実施形態に係るボールねじ機構と伸縮カバーと支持部とを示す水平断面図である。図１０は、図９の一部を拡大して示す水平断面図である。

図９に示すように、射出成形機１０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換するボールねじ機構１７０を備える。また、射出成形機１０は、ボールねじ軸１７１の周りを囲み、ボールねじ機構１７０の動作（例えばボールねじナット１７２の進退）に伴ってボールねじ軸１７１の軸方向に伸縮する筒状の伸縮カバー５２０を備える。伸縮カバー５２０は、本実施形態では蛇腹カバーであるが、テレスコカバーであってもよい。

射出成形機１０は、伸縮カバー５２０を支持する支持部５４０を備える。伸縮カバー５２０の内部に潤滑剤が溜まっても、支持部５４０が伸縮カバー５２０を支持すれば、伸縮カバー５２０の撓みを抑制できる。よって、伸縮カバー５２０とボールねじ軸１７１との接触を抑制でき、摩耗による粉塵の発生を抑制できる。その結果、粉塵の発生によるボールねじ機構１７０の機械寿命の低下を抑制できる。

支持部５４０は、例えば、伸縮カバー５２０をボールねじ軸１７１の軸方向にガイドするガイド部５４１を含む。ボールねじ軸１７１の軸方向は、例えばＸ軸方向である。ガイド部５４１は、伸縮カバー５２０の撓みを抑制すると共に、伸縮カバー５２０の伸縮方向を規定する。

ガイド部５４１は、例えば、ボールねじ軸１７１の軸方向に平行なロッドである。ガイド部５４１は、トグルサポート１３０とクロスヘッド１５１のいずれか一方のみに対して固定される。トグルサポート１３０に対してクロスヘッド１５１が進退させられるからである。

ガイド部５４１は、本実施形態ではトグルサポート１３０に対して固定される。ガイド部５４１の後端は、ベアリングホルダ１９０の外フランジ１９４に取付けられる。一方、ガイド部５４１の前端は、クロスヘッド１５１の進退を許容するように、クロスヘッド１５１の挿通穴１５１３に差し込まれる。

なお、本実施形態のガイド部５４１は、トグルサポート１３０に対して固定されるが、クロスヘッド１５１に対して固定され、クロスヘッド１５１と共に進退させられてもよい。この場合、ガイド部５４１の後端は、例えば、ベアリングホルダ１９０の挿通穴１９８に、進退自在に差し込まれる。

ガイド部５４１は、例えば、ボールねじ軸１７１を中心に対称に設けられる。ボールねじ軸１７１を中心に対称な形状に、伸縮カバー５２０の形状を保持できる。ガイド部５４１は、例えば一対設けられる。ガイド部５４１の数は、２つには限定されず、３つ以上でもよい。なお、ガイド部５４１の数は、１つでもよい。

ガイド部５４１は、伸縮カバー５２０の外部に設けられる。ガイド部５４１とボールねじ機構１７０との接触を防止できる。また、伸縮カバー５２０の外部で、支持部５４０の消耗部品の摩耗状況を確認できる。消耗部品としては、例えばガイド部５４１に沿って滑るブッシュ５４２などが挙げられる。ブッシュ５４２などの消耗部品を、伸縮カバー５２０の外部で交換できる。従って、消耗部品の交換作業が容易である。

ガイド部５４１は、トグルサポート１３０の貫通穴１３１の内部に設けられてもよい。これにより、ガイド部５４１を伸縮カバー５２０などと共に、トグルサポート１３０の貫通穴１３１からトグルサポート１３０の後方に引き抜くことができる。

支持部５４０は、伸縮カバー５２０を補強する補強部５４３を含む。補強部５４３は、伸縮カバー５２０の剛性を向上し、伸縮カバー５２０の撓みを低減する。伸縮カバー５２０は、ボールねじ軸１７１の軸方向に並び、ボールねじ軸１７１の軸方向に伸縮する複数の分割カバー５２３～５２６を含む。分割カバー５２３～５２６は、蛇腹カバーであるが、テレスコカバーであってもよい。補強部５４３は、隣り合う分割カバー５２３～５２６の間に配置され、隣り合う分割カバー５２３～５２６を連結する。補強部５４３は、例えば、円環状のプレートである。

補強部５４３の外径は、トグルサポート１３０の貫通穴１３１の直径よりも小さい。これにより、図６に示すように、補強部５４３を伸縮カバー５２０などと共に、トグルサポート１３０の貫通穴１３１からトグルサポート１３０の後方に引き抜くことができる。

補強部５４３の内径は、ボールねじナット１７２の外径よりも大きい。これにより、図８に示すように、ボールねじ軸１７１の軸方向にボールねじ機構１７０と補強部５４３とを相対的に移動させることで、ボールねじ機構１７０と補強部５４３とを分離できる。

図１０に示すように、支持部５４０は、伸縮カバー５２０をボールねじ軸１７１の軸方向にガイドするガイド部５４１と、ガイド部５４１に沿って移動するリング部５４４と、リング部５４４が取付けられる補強部５４３と、を含む。リング部５４４は、ブッシュ５４２を保持する。

なお、本実施形態の支持部５４０はガイド部５４１と補強部５４３とを含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、支持部５４０は、伸縮カバー５２０を吊り下げる吊り具で構成されてもよい。伸縮カバー５２０の内部に潤滑剤が溜まっても、吊り具が伸縮カバー５２０を支持すれば、伸縮カバー５２０の撓みを抑制できる。

以上、本発明に係る射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

１０ 射出成形機
１７０ ボールねじ機構
１７１ ボールねじ軸
１７２ ボールねじナット
５２０ 伸縮カバー

Claims (9)

1. 固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
   可動金型が取り付けられる可動プラテンと、
   タイバーを介して前記固定プラテンに接続されるトグルサポートと、
   前記可動プラテンと前記トグルサポートとの間に配設され、前記可動プラテンを移動させるトグル機構と、
   ボールねじ軸及びボールねじナットを含み、前記トグル機構のクロスヘッドを移動させるボールねじ機構と、
   前記ボールねじ軸を回転させる駆動部と、
   回転する前記ボールねじ軸を囲み、前記ボールねじ機構の動作に伴って前記ボールねじ軸の軸方向に伸縮する筒状の伸縮カバーと、を備え、
   前記伸縮カバーの内径は、前記ボールねじナットの外径よりも大きい、射出成形機。
2. 前記ボールねじナットは、前記ボールねじ軸に螺合すると共に、前記クロスヘッドに対して固定される、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記伸縮カバーの一端が取外し可能に取付けられる取付部を、前記伸縮カバーと前記ボールねじナットとの間に備え、
   前記取付部は、前記ボールねじ軸が挿通される挿通穴を含んでおり、前記ボールねじ軸の周方向に分割される複数の分割片を含む、請求項１又は２に記載の射出成形機。
4. 前記ボールねじナットと前記ボールねじ軸の摺動面を潤滑する潤滑剤を、前記ボールねじナットに対して供給する潤滑剤供給部を備え、
   前記取付部は、前記潤滑剤を回収する回収部を含む、請求項３に記載の射出成形機。
5. 前記回収部は、前記取付部の前記ボールねじナットとの対向面に凹部を有し、前記凹部に溜まる前記潤滑剤を排出する排出部を有する、請求項４に記載の射出成形機。
6. 前記ボールねじ軸を回転自在に支持するベアリングと、
   前記ベアリングを保持するベアリングホルダと、を備え、
   前記伸縮カバーの一端が前記ベアリングホルダに取外し可能に取付られる、請求項１～５のいずれか１項に記載の射出成形機。
7. 前記伸縮カバーは、前記ベアリングホルダの少なくとも一部を収容し、
   前記ベアリングホルダは、前記ボールねじナットと前記ボールねじ軸の摺動面を潤滑する潤滑剤を回収する第２回収部を含む、請求項６に記載の射出成形機。
8. 前記伸縮カバーの一端が取付けられる固定部と、前記伸縮カバーの他端が取付けられる可動部と、を備え、
   前記ボールねじ機構の動作に伴って、前記固定部に対して前記可動部が進退させられ、前記伸縮カバーが伸縮させられる、請求項１に記載の射出成形機。
9. ボールねじ軸及びボールねじナットを含むボールねじ機構と、
   前記ボールねじ軸を回転させる駆動部と、
   回転する前記ボールねじ軸を囲み、前記ボールねじ機構の動作に伴って前記ボールねじ軸の軸方向に伸縮する筒状の伸縮カバーと、を備え、
   前記伸縮カバーの内径は、前記ボールねじナットの外径よりも大きい、射出成形機。

Images