JP2702332B2

JP2702332B2 - 電動式縦型射出成形装置

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Publication number: JP2702332B2
Application number: JP3252395A
Authority: JP
Inventors: 省三笠井; 容三東方; 弘文菅原; 宣雄二階堂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: US5332382A; JPH0584792A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボールねじ機構によっ
てスクリュを上下駆動する電動式縦型射出成形装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電動式縦型射出成形装置
におけるスクリュの上下駆動機構としては、図１４に示
すものが知られている。

【０００３】図１４に示すように、成形装置本体として
の上ベース２７３には、鉛直方向に延びるボールねじ２
７０が、軸方向に移動不能でかつ回転自在に設けられて
いる。ボールねじ２７０の上端部には、射出モータ（不
図示）の回転力が伝達される歯付プーリ２７６が固定さ
れており、射出モータの回転によってボールねじ２７０
が回転させられる。

【０００４】一方、回転不能に設けられたスクリュ保持
体２５８の下部には、鉛直方向に延びるスクリュ（不図
示）が保持されており、スクリュ保持体２５８の上端部
には、ボールねじ２７０と螺合するボールナット２７５
が固定されている。

【０００５】以上の構成により、射出モータを回転させ
てボールねじ２７０を回転させると、ボールナット２７
５を介してスクリュ保持体２５８は上下方向に駆動され
る。この際、スクリュ保持体２５８が上昇すると、ボー
ルねじ２７０はボールナット２７５の下方に突出するの
で、スクリュ保持体２５８が上昇してもボールねじ２７
０とスクリュ保持体２５８とが当接しないようにするた
めに、スクリュ保持体２５８の、ボールナット２７５ａ
の下方には、逃げ部２５８ｂが形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した成形装置は、
設置面積が小さいので、小さなスペースでも設置できる
という利点があるが、横型射出成形装置と比較して高さ
が高くなるので、天井の低いクリーンルーム等には設置
できない場合があるという問題点があった。特に、上述
した、スクリュの上下駆動機構においては、ボールねじ
を成形装置本体に設けているので、スクリュ保持体に、
ボールナットと、ボールねじの逃げ部を設けている。こ
のため、スクリュ保持体は、ボールナットと逃げ部の分
だけ高さを高くしなければならず、その結果、電動式縦
型射出成形装置全体の高さが高くなっていた。

【０００７】本発明の目的は、スクリュの上下駆動機構
の配置を工夫することにより全体の高さを低くする電動
式縦型射出成形装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、加熱筒内に収納され、かつ鉛直方向に延びる
スクリュを、回転自在に保持するスクリュ保持体と、前
記スクリュを直進させるために、回転力を直進力に変換
する上下駆動機構を介して前記スクリュ保持体に接続さ
れた射出モータとを有する電動式縦型射出成形装置にお
いて、前記上下駆動機構は、前記スクリュ保持体に一体
的に設けられた、鉛直方向に延びるボールねじと、成形
装置本体に回転自在に埋設され、前記ボールねじに螺合
するボールナットと、前記ボールナットの上部に設けら
れるとともに前記ボールねじが遊嵌する貫通孔が形成さ
れ、前記射出モータの回転力を前記ボールナットに伝達
する回転動伝達手段とで構成され、前記ボールねじの長
さは、前記ボールねじが最上限まで上昇しても、前記ボ
ールねじの上端が前記回転動伝達手段より突出しない長
さとなっていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】成形装置本体に回転自在に埋設されたボールナ
ットは、射出モータの回転により、回転動伝達手段を介
して回転される。一方、ボールねじはボールナットと螺
合しており、ボールナットの回転により上下駆動され
る。ボールねじはスクリュ保持体に一体的に設けられて
いるので、ボールねじの上下駆動によってスクリュ保持
体ひいてはスクリュは、ボールねじと一体となって上下
駆動される。

【００１０】ここで、ボールねじをスクリュ保持体に一
体的に設けることにより、スクリュ保持体にボールナッ
トや逃げ部を設ける必要がなくなる。そして、ボールナ
ットを成形装置本体に埋設させることにより、ボールナ
ットの高さを成形装置本体の厚み内に吸収させることが
できる。また、ボールねじが上昇したときに、ボールナ
ット上部に設けられた回転動伝達手段の貫通孔にボール
ねじが遊嵌する構造とし、かつ、ボールねじの長さを回
転動伝達手段から突出しない長さとすることで、逃げ部
に相当する高さすなわちボールねじがボールナットから
突出する高さを、回転動伝達の高さ内に吸収させること
ができる。このように、スクリュの上下駆動機構を工夫
することで電動式縦型射出成形装置の高さは、ボールナ
ットと逃げ部との分だけ低くなる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。

【００１２】本実施例の縦型射出成形装置（以下「成形
装置」という）は、図４に示すように、型締ユニット
１、シリンダユニット２および射出ユニット３が鉛直線
上に配設されるとともに、成形品取出ユニット（ロボッ
ト）４をも備えたものであり、以下に各ユニット１、
２、３、４の詳細構造について順次説明する。

【００１３】型締ユニット１について：図１および図２
に示すように、この成形装置の架台４ａの上面には、鉛
直方向（上下方向）に延びる４本のタイバー５が一体的
に突設されており、各タイバー５の上端には、後述する
金型６の固定型（上型）７を有する固定プラテン９が固
定支持されている。また、金型の可動型（下型）８を有
する可動プラテン１０は、後述する型締エアシリンダ１
２により４本のタイバー５に案内されつつ鉛直方向に移
動されるものである。可動プラテン１０の下方には突当
て部材３１が位置しており、この突当て部材３１は、突
当て部材支持スティ３０を介して架台４ａに支持されて
おり、可動プラテン１０が下降すると、突当て部材３１
は可動プラテン１０を貫通する構成となっている。ま
た、この可動プラテン１０には、位置検出用の後述する
検出片１３が一体的に設けられている。

【００１４】架台４ａにはブラケット２５が一体的に突
設されており、このブラケット２５には、可動プラテン
１０の駆動源としての型締エアシリンダ１２の後端部が
型締エアシリンダ支持ピン２７を介して回動自在に支持
されている。型締エアシリンダ１２のロッド２６ａに
は、連結部材２８を介してトグルリンク機構２９が連結
され、該トグルリンク機構２９の両端部は、それぞれ可
動プラテン１０および架台４ａに回動自在に連結されて
いる。型締エアシリンダ１２のロッド２６ａを引込ませ
ると、トグルリンク機構２９が伸び、これにより、可動
プラテン１０は４本のタイバー５に沿って上昇し、金型
６が型閉じおよび型締めされる（図１および図２の状
態）。一方、型締エアシリンダ１２のロッド２６ａを突
出させると、トグルリンク機構２９が屈曲し、可動プラ
テン１０は４本のタイバー５に沿って下降し、金型６が
型開きされる（図４および図５の状態）。

【００１５】ここで、金型６の詳細構造について、図６
を参照して説明する。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は
それぞれ金型６が型閉じされている状態、型開きされつ
つある状態、完全に型開きされている状態を示してい
る。この金型は公知のホットランナタイプのものであ
り、その固定型７は、固定プラテン９（図１および図２
参照）に固定される固定側取付板１４と、固定側型板１
５と、ホットチップ・ブッシング１６等から構成され、
一方、可動型８は、可動プラテン１０（図１および図２
参照）に固定される、通し孔１７が形成された可動側取
付板１８と、２つの直方体形状のスペーサブロック１９
と、可動側型板２０等から構成されている。

【００１６】前記２つのスぺーサブロック１９間には突
出し板２１が上下方向に移動自在に設けられており、こ
の突出し板２１の上面には、可動側型板２０を貫通し
て、成形品２２を突出するための２本の突出しピン２３
がそれぞれ一体的に突設されている。各突出しピン２３
には、２つのスぺーサブロック１９間にそれぞれ設けら
れた圧縮コイルばね２４がそれぞれ巻回されていること
で、突出し板２１は２つの圧縮コイルばね２４により下
方へ付勢されている。

【００１７】前述のトグルリンク機構２９（図１および
図２参照）により金型６が型開きされると、図６の
（ｃ）に示すように、上述した突当て部材３１が、可動
プラテン１０（図１および図２参照）および可動側取付
板１８の通し孔１７を貫通して突出し板２１に突き当た
り、２つの圧縮コイルばね２４のばね力に対抗して突出
し板２１を押し上げることにより、２本の突出しピン２
３は可動側型板２０のキャビティ底面より突出して成形
品２２を突き出し、保持する構成になっている。

【００１８】図１および図２に戻って説明を続ける。架
台４ａに突設されている第１のセンサ支持スティ３２に
は、上方より順次第１、第２および第３のセンサ３３
ａ、３３ｂ、３３ｃが固定支持されており、各第１、第
２および第３のセンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの位置
は、可動プラテン１０が型閉じ完了直前位置に達する
と、可動プラテン１０の検出片１３が第１のセンサ３３
ａで検出され、可動プラテン１０が型閉じあるいは型開
き途中位置にあるとき、可動プラテン１０の検出片１３
が第２のセンサ３３ｂで検出され、可動プラテン１０が
型開き完了位置に達すると、可動プラテン１０の検出片
１３が第３のセンサ３３ｃで検出されるように、それぞ
れ設定されている。また、架台４ａには、２つの直動式
ピストン形のショックアブソーバ３４、３５が固定支持
されており、各ショックアブソーバ３４、３５は、同一
構造を有するものであって、鉛直方向に延びている上、
可動プラテン１０の両側部下方にそれぞれ位置してい
る。

【００１９】ここで、１つのショックアブソーバ３４の
詳細構造について説明する。図７に示すように、ショッ
クアブソーバ３４は、架台４ａに固定された本体３４ａ
と、該本体３４ａに螺合されたシリンダとしてのねじ軸
部材３４ｃと、該ねじ軸部材３４ｃ内に摺動自在に設け
られたピストン（不図示）と一体のロッド３４ｂと、ね
じ軸部材３４ｃに螺合された、ねじ軸部材３４ｃひいて
はロッド３４ｂの本体３４ａに対する高さ位置を調節す
るための高さ調整ナット３４ｄと、ねじ軸部材３４ｃに
順次螺合された回り止めナット３４ｅおよびストッパナ
ット３４ｆ等から構成されている。

【００２０】型開き完了直前で、可動プラテン１０の下
面に２つのショックアブソーバ３４、３５の各ロッド３
４ｂ、３５ｂの上端が当接し、さらに、可動プラテン１
０の下降にともない、可動プラテン１０によって各ロッ
ド３４ｂ、３５ｂが各ねじ軸部材３４ｃ、３５ｃ内に押
し込まれ、可動プラテン１０の下面に各ストッパナット
３４ｆ、３５ｆが当接した時点で、可動プラテン１０は
最下限位置に達し、その下降が停止され、金型（不図
示）の型開きが完了する。金型の型開き完了直前で、可
動プラテン１０の下面に各ロッド３４ｂ、３５ｂが当接
することで、可動プラテン１０の加速度が緩和される。
そして、前記当接と同時あるいは直後に、図６に示した
ように、金型の２本の突出しピン２３が突当て部材３１
によって押上げられるので、突出しピン２３の立ち上が
りの加速度やそれに加わる衝撃力が緩和される。可動プ
ラテン１０が上昇すると、各ロッド３４ｂ、３５ｂは弾
性復帰してそれぞれ上昇する。

【００２１】また、ショックアブソーバ３４、３５の各
ロッド３４ｂ、３５ｂの弾性移動距離は、２本の突出し
ピン２３の突出し長さとほぼ等しくなっているため、各
ショックアブソーバ３４、３５の長さが必要最小限とな
り、それによる占有スペースが小さく済む。

【００２２】さらに、高さ調整ナット３４ｄ、３５ｄに
より、各ねじ軸部材３４ｃ、３５ｃひいては各ロッド３
４ｂ、３５ｂの本体３４ａ、３５ａに対する高さ位置を
調整できる上、各回り止めナット３４ｅ、３５ｅおよび
各ストッパナット３４ｆ、３５ｆの各ねじ軸部材３４
ｃ、３５ｃへの螺合位置を調節することにより、各スト
ッパナット３４ｆ、３５ｆの本体３４ａ、３５ａに対す
る高さ位置を調整できるため、可動プラテン１０の最下
限位置を調整できる。

【００２３】ここで、型締エアシリンダへのエア供給回
路について説明する。

【００２４】図８は型開き状態時のエア供給回路の構成
図であり、この図に示すように、ロッド２６ａやピスト
ン２６ｂを有する型締エアシリンダ１２の型開き側ポー
トＰ ₂ と空気圧源１０１との間には、空気圧源１０１側
よりソレノイド１０２ａを有する２方口弁１０２および
２つのソレノイド１０３ａ、１０３ｂを有する３位置５
ポートオールポートブロックタイプの第１の４方口弁１
０３が順次介在されている。また、型締エアシリンダ１
２の型締側ポートＰ₁ と第１の４方口弁１０３との間に
は圧力切換回路が介在されており、この圧力切換回路
は、２つのソレノイド１０４ａ、１０４ｂを有する２位
置５ポートタイプの第２の４方口弁１０４と、スピード
コントローラ１０５ａおよび低圧レギュレータ１０６が
直列に接続されてなる回路とスピードコントローラ１０
５ｂおよび高圧レギュレータ１０７が直接に接続されて
なる回路とが並列に接続されてなる回路とが、直列に接
続された回路よりなる。上述した第１および第２の４方
口弁１０３、１０４の各ソレノイド１０３ａ、１０３
ｂ、１０４ａ、１０４ｂは、図示しない制御装置により
後述する所定のタイミングで通電（駆動）されるもので
ある。

【００２５】上述したエア供給回路において、図１およ
び図７に示すように、型締めの際には、予め第２の４方
口弁１０４の一方のソレノイド１０４ｂが通電されて高
圧レギュレータ１０７側へ切換わり、すなわち型締圧力
を高圧側に設定しておく。そして、第１の４方口弁１０
３の一方のソレノイド１０３ｂが通電されて切換わる
と、型締側ポートＰ₁ より型締エアシリンダ１２内へ加
圧空気が供給され、金型６が高圧によりスムースに型閉
じされる。該型閉じの際、可動プラテン１０の検出片１
３が第２のセンサ３３ｂで検出されると、前記制御装置
により第２の４方口弁１０４の他のソレノイド１０４ａ
が通電され、低圧レギュレータ１０６側へ切換わる、す
なわち型締圧力が低圧側に設定され、金型６が低圧で型
閉じされる。可動プラテン１０の検出片１３が第１のセ
ンサ３３ａで検出されると、再び一方のソレノイド１０
４ｂが通電されて高圧レギュレータ１０７側へ切り換わ
り、型締が完了する。前記低圧による型閉じの際、金型
パーティング面への異物侵入などによる金型６の損傷が
防止される。型開きの際には、第１の４方口弁１０３の
他方のソレノイド１０３ａが通電される。

【００２６】シリンダユニットについて：図１、図２お
よび図３に示すように、固定プラテン９の端部上面には
２つのエアシリンダ３６の下端がそれぞれ固定されてお
り、各エアシリンダ３６のロッド３６ａには、それぞれ
下ベース連結部材３８を介して下ベース３９が連結され
ており、各エアシリンダ３６のロッド３６ａをそれぞれ
突出あるいは引込ませることにより、前記下ベース３９
が上昇あるいは下降するように構成されている。

【００２７】前記下ベース３９の中央部下面には、下端
部（先端部）にオープンタイプのノズル４０を有するシ
リンダヘッド４１を備えた加熱筒（バレル）４２が、加
熱筒取付部材４３を介して固定されており、この加熱筒
４２内にはスクリュ４４が挿入されている。このスクリ
ュ４４は、図９に詳細に示すように、その先端部にスク
リュヘッド４５や溶融樹脂４６の逆流を防ぐための逆流
防止リング４７を備え、後述する各別の駆動手段により
上下移動および回転されるものである。

【００２８】図１、図２および図３に戻って、前記加熱
筒４２の外周面には、加熱筒４２を加熱するための３つ
のバンドヒータ４８ａがそれぞれ装着されており、これ
と同様に加熱筒４２のシリンダヘッド４１にもバンドヒ
ータ４８ｂが装着されている。各バンドヒータ４８ａ，
４８ｂで巻かれた加熱筒４２およびシリンダヘッド４１
の各部位の温度は４つの熱電対４９でそれぞれ検出され
る。加熱筒４２の上端部には、図１０に示すように、加
熱筒４２に一体的に設けられた連結部材４２ａおよび管
部材であるシュート５０を順次介してホッパ５１が連通
されており、シャッタ５１ａが開いているときに、ホッ
パ５１より落下する成形材料（ペレット）５１ｂはシュ
ート５０を介して加熱筒４２の上端部内に供給される。
また、シャッタ５１ａを閉じることにより、加熱筒４２
内への成形材料の供給は遮断される。加熱筒４２内へ供
給された成形材料は、加熱筒４２からの熱や回転するス
クリュ４４と加熱筒４２とによる剪断作用によって溶融
されつつ、スクリュ４４の下方部へ移送される。スクリ
ュ４４の下方部に溜った溶融樹脂量が所定量となると、
後述する駆動手段によりスクリュ４４は下方へ素早く移
動され、これにより、前記溶融樹脂はノズル４０（図３
参照）より、予め型締めされた金型６（図１および図２
参照）内に射出されるものである。

【００２９】前記シュート５０の下端部すなわち加熱筒
４２への接続部付近にはドレン口５２が形成されてお
り、該ドレン口５２を閉塞するための管形状の閉塞部材
５３がシュート５０の外周面に摺動自在に嵌め込まれて
いる。成形材料の材料替えや色替え等の際、この閉塞部
材５３を、矢印Ａで示すように、シュート５０に沿って
斜め上方へ移動させると、ドレン口５２が開放され、シ
ュート５０内の不要な成形材料をドレン口５２を介して
効率よく排出できるように構成されている。

【００３０】射出ユニットについて：射出ユニットは、
スクリュを回転させることにより、成形材料を溶融し、
該溶融樹脂を背圧をかけつつシリンダユニットの先端部
すなわちスクリュの下方部に移送するという計量や、ス
クリュを下降（前進）させることにより、前記計量され
た溶融樹脂を、予め型締めした金型内に射出するための
駆動部である。

【００３１】図２および図３に示すように、前記下ベー
ス３９の端部上面には、所定の間隔をおいて鉛直方向に
に延びる２本のガイド軸５４が突設されており、この２
本のガイド軸５４には後述するスクリュ保持体５８が上
下方向に移動自在に支持されている。すなわち、スクリ
ュ保持体５８はその両側にガイド孔を有する突出部５８
ａを備え、各突出部５８ａに各ガイド軸５４が挿通され
ていることにより、スクリュ保持体５８は２本のガイド
軸５４に案内されて上下方向（鉛直方向）に移動自在と
なっている。また、各ガイド軸５４の上端には、成形装
置本体としての上ベース７３が固定されている。

【００３２】上述したスクリュ４４の上端はスクリュ固
定ピン５５によりスクリュ延長軸５６の下端に回転不能
に一体的に連結されている。このスクリュ延長軸５６の
中途部は一対のベアリング５９を介してスクリュ保持体
５８に回転自在に支持されている。また、スクリュ延長
軸５６の下端部には第１の歯付きプーリ５６ａが嵌挿さ
れ、キーやナットで固定されている。

【００３３】計量モータ６０は、計量モータ保持スティ
６１を介してスクリュ保持体５８に一体的に固定され、
この計量モータ６０の回転力は第１のベルト６２を介し
て第１の歯付きプーリ５６ａに伝達されることで、スク
リュ延長軸５６とともにスクリュ４４が回転される構成
になっている。

【００３４】２本のガイド軸５４のそれぞれの上下部位
には、上ストッパ部材６４、下ストッパ部材６５がビス
止めによりそれぞれ固定されており、２つの上ストッパ
部材６４および２つの下ストッパ部材６５により、スク
リュ保持体５８の最上限位置および最下限位置がそれぞ
れ規制される。

【００３５】また、一方の下ストッパ部材６５には、第
２のセンサ支持スティ６３を介して、それぞれ原点セン
サ６６ａおよび下限センサ６６ｂが設けられている。原
点センサ６６ａは、スクリュ保持体５８の原点を検出す
るためのものである。下限センサ６６ｂは、原点センサ
６６ａの下方に設けられ、スクリュ保持体５８の下限を
検出するためのものである。これら原点センサ６６ａお
よび下限センサ６６ｂは、射出ユニット３の原点出しの
ときに使用されるものである。

【００３６】一方、固定プラテン９の上面には、各エア
シリンダ３６と平行に延びる２本の射出ユニットガイド
軸８０が一体的に設けられている。この射出ユニットガ
イド軸８０は上ベース７３および下ベース３９に固定さ
れたガイド部材８１を貫通して、ガイド部材８１が上下
方向に移動可能に支持しており、各ロッド３６ａをそれ
ぞれ突出あるいは引込ませることで、スクリュ保持体５
８ひいては射出ユニット３が各射出ユニットガイド軸８
０に案内されつつ上昇あるいは下降するように構成され
ている。この構成に基づいて、通常の射出成形時におい
て、両エアシリンダ３６の各ロッド３６ａを引込ませる
ことにより、金型６内の溶融樹脂の反力に対抗してシリ
ンダユニット２を金型側へ押付けることで、前記反力で
シリンダユニット２が金型６より離れることはない。ま
た、対象製品としての成形品の変更に伴ない、金型６を
交換するときには、両エアシリンダ３６の各ロッド３６
ａをそれぞれ突出させて、射出ユニット３を上昇させる
ことにより、射出ユニット３の加熱筒４２と金型６との
間に大きな空間を形成できるため、金型６の交換作業が
容易になる。

【００３７】スクリュ保持体５８の上端部には後述する
ロードセル６７が嵌挿されており、このロードセル６７
は、金型６内の溶融樹脂の反力を検出するためのもので
ある。

【００３８】ここで、ロードセル部の詳細構造につい
て、図１１を参照して説明する。ロードセル６７の中央
部には、中央部にねじ部を有する側方視Ｔ字形状のコネ
クタ板６８が、ロードセル６７の上面と一様に間隔をお
いて螺合されて固定されている。このコネクタ板６８に
は、取付板６９を介してボールねじ７０の下端が一体的
に固定されている。また、コネクタ板６８の両端部に
は、ピン７１を一体的に有するガイド板７２のピン７１
がそれぞれ貫通しており、各ピン７１の下端部は、それ
ぞれスクリュ保持体５８の２つの穴に挿入されている。

【００３９】再び、図１、図２および図３を参照し、こ
れらの構成に基づいて、スクリュ４４にかかる（上向き
の）反力は、スクリュ延長軸５６およびスクリュ保持体
５８を介してロードセル６７の外周部下面に伝動される
ことにより、ロードセル６７にたわみ力が発生し、この
たわみ力が電圧信号に変換されることで、スクリュ４４
にかかる反力を測定できる。

【００４０】上ベース７３の中央部には一対のベアリン
グ７４を介してボールナット７５が回転自在に埋設支持
されている。このボールナット７５には、前述のボール
ねじ７０が螺合されるとともに、第２の歯付きプーリ７
６がビス止めにより固定されている。この第２の歯付き
プーリ７６には第２のベルト７７を介して射出モータ７
８の回転力が伝達され、これら第２の歯付プーリ７６と
第２のベルト７７とで回転動伝達手段を構成している。
また、第２の歯付プーリ７６の中央部には、ボールねじ
７０が遊嵌する貫通孔が形成されており、ボールねじ７
０が上昇しても、ボールねじ７０が第２の歯付プーリ７
６に当接しない構成となっている。さらに、ボールねじ
７０の長さは、ボールねじ７０が最上端まで上昇しても
第２の歯付プーリ７６から突出しない長さとなってい
る。これにより、射出モータ７８の回転力がボールねじ
機構により直進力に変換され、スクリュ保持体５８ひい
てはスクリュ４４を上下移動させることができる。ここ
で、射出モータ７８は射出モータ保持スティ７９を介し
て上ベース７３に一体的に固定されている。

【００４１】上述したようにボールねじ機構を構成する
ことで、ボールねじ７０の移動スペースおよびボールナ
ット７５のスペースが有効に利用され、従来の、ボール
ナットをスクリュ保持体に設けた成形装置に比較して高
さを低くすることができる。

【００４２】成形品取出しユニット（ロボット）につい
て、図４に示すように、固定プラテン９にはロボット本
体８２が固定支持されており、このロボット本体８２に
はアーム８３が取付けられている。アーム８３は、図示
しない駆動手段によりロボット本体８２に対して上下方
向および水平方向に移動されるものであり、その先端部
には、ワークハンドリング用のハンド８４が取付けられ
ている。このハンド８４は、アーム８３がピックアップ
位置Ｌにあるときに、２本の突出しピン２３（図６参
照）上の成形品２２（図６参照）をピックし、アーム８
３がワーク開放位置Ｎにあるときに、前記ピックされた
成形品２２を開放し、さらに、射出成形中には、アーム
８３がピックアップ位置Ｌとワーク開放位置Ｎの中間位
置である待機位置Ｍで待機するものである。ロボット本
体８２には待機位置センサ８５が設けられており、この
待機位置センサ８５は、成形開始時にアーム８３が待機
位置Ｍにあるか否かを検出するためのものである。

【００４３】また、本実施例の成形装置の側方には、前
述のロボットによりピックされた成形品が組付けられる
被組付部品を搬送するコンベアが配置されている。

【００４４】図４および図５に示すようにコンベア８６
は、床に固定された支柱８８に、モータ８９により回転
駆動されるプーリ（不図示）を介して、搬送ベルト８７
が水平方向に移動可能に支持される構成となっている。
床から搬送ベルト８７の搬送面までの高さ、すなわちコ
ンベア８６の高さは、通常、人が作業しやすい高さ（９
００mm前後）となっており、２本の突出しピン２３（図
６参照）の高さ位置すなわち取出し高さもコンベア８６
の高さとほぼ等しくなっている。搬送ベルト８７の搬送
面には、成形品２２（図６参照）が組付けられる被組付
部品９１を載置するパレット９０が設けられている。

【００４５】このパレット９０に載って搬送ベルト８７
上を流れてきた被組付部品９１は、アーム８３がワーク
開放位置Ｎにあるときのハンド８４の下方に達すると、
不図示の位置決めユニットによってパレット９０ととも
に搬送ベルト８７から浮上されて位置決めされる。そし
て、位置決めされた被組付部品９１に、成形装置で成形
された直後の成形品２２が、上述したロボットによって
組付けられ、再び搬送ベルト８７を移動させる。このよ
うに、被組付部品９１への成形品２２の組付すなわち部
品供給が非常に簡単かつ迅速になり、成形後の成形品を
組付工程まで運んだり保管する必要がなくなるので、成
形品への塵埃等の付着が防止されるとともに、部品供給
コストの大幅な低減が可能になる。

【００４６】図１２に示すように、成形装置の側方に
は、上述したコンベアのかわりに、テープカセット（ス
トッカ）１１２を配置してもよい。テープカセット１１
２は、成形装置によって成形された成形品２２（図６参
照）をテープに収納して、自動機等による成形品２２の
組付を容易にするためのものであり、テープカセット１
１２の動作と成形装置の動作は、非接触通信手段である
光通信インターフェイスを介して同期がとられる。

【００４７】図１３はテープカセット（ストッカ）１１
２を示し、同図（Ａ）はその概略斜視図、同図（Ｂ）は
（Ａ）の要部詳細斜視図、すなわち成形品保持テープへ
のカバーテープのかけわたし部の斜視図である。以下
に、テープカセット１１２の詳細構造について説明す
る。

【００４８】テープカセット本体としての枠体９２は複
数個のキャスタ９３を備え、床上を全方向に容易に移動
できるものである。枠体９２に支持される巻取り従動ロ
ーラ９５には、成形品の形状と合致する凹部９４ａが長
手方向に所定の間隔（ピッチＰ）をおいて多数形成され
た、成形品保持テープ９４が予め巻かれており、枠体９
２の支持されるカバーテープ用ローラ９７には、カバー
テープ９６が予め巻かれている。また、巻取り駆動ロー
ラ１０８はその外周面において駆動ローラ１１１と接し
ており、巻取りモータ１１０によって駆動ローラ１１１
を回転させることで、巻取り駆動ローラ１０８と駆動ロ
ーラ１１１との間の摩擦力で巻取り駆動ローラ１０８が
回転する。スプロケット９８は、スプロケット駆動モー
タ９９によって前記ピッチＰずつ回転されるものであ
る。

【００４９】このテープカセット１１２を使用するに際
しては、成形品保持テープ９４の一端を、スプロケット
９８を通したのち巻取り駆動ローラ１０８に固定すると
ともに、カバーテープ９６の一端を、カバーガイド１０
９を通して（空の）成形品保持テープ９４の一端に固定
する。

【００５０】そして、スプロケット駆動モータ９９およ
び巻取りモータ１１０を駆動すると、成形品保持テープ
９４は巻取り駆動ローラ１０８側へピッチＰずつ送られ
てカバーテープ９６がかけられるとともに、巻取り駆動
ローラ１０８に巻かれる。このとき、スプロケット駆動
モータ９９による送り速度より、巻取りモータ１１０に
よる巻取り速度を速くすることで、成形品保持テープ９
４のたるみを防止できる。成形品保持テープ９４を巻取
り駆動ローラ１０８に巻取る際、成形品保持テープ９４
にカバーテープ９６がかけられる直前の位置であるハン
ドリングゾーン（図示斜線部）１１３において、ロボッ
トのハンド８４（図４および図５参照）に保持された成
形品２２（図６参照）を成形品保持テープ９４の凹部９
４ａに置く。

【００５１】このような動作が多数回繰返されること
で、成形品保持テープ９４に多数の成形品が整列収納さ
れる。このように、成形装置、ロボットおよびテープカ
セットを組合せることで、成形、成形品の取出しおよび
成形品の整列収納を連続的かつ自動的に行なうことがで
きる。

【００５２】次に、図１〜４を主に参照しつつ、本実施
例の成形装置の動作について説明する。

【００５３】先ず、予め金型６の清掃やホッパ５１（図
１０参照）への成形材料（ペレット）５１ｂの供給等の
成形準備が行なわれる。

【００５４】成形準備が完了し、電源が投入されると、
各バンドヒータ４８ａ、４８ｂの温度制御を行ない、さ
らに、原点センサ６６ａおよび下限センサ６６ｂによっ
てスクリュ保持体５８の突出部５８ａを検出させ、原点
出しを行なう。原点出し終了時におけるスクリュ保持体
５８の位置ひいてはスクリュ４４の位置が原点位置とな
る。

【００５５】そして、上述したエア供給回路（図８参
照）の動作に基づき、２段階の圧力制御で型閉じを行な
う。ついで、射出ユニット３の２つのエアシリンダ３６
の各ロッド３６ａをそれぞれ引込ませることで、射出ユ
ニット３を下降させ、その加熱筒４２のノズル４０（図
９参照）を固定型（上型）７側に押付けておく。

【００５６】射出モータ７８によってスクリュ４４を最
前進位置（最下降位置）に前進させておき、計量モータ
６０を起動してスクリュ４４を回転させる。ホッパ５１
からシュート５０を介して加熱筒４２内に供給された成
形材料は、スクリュ４４の回転によって、その先端部に
移送される。このとき、加熱筒４２内の成形材料は各バ
ンドヒータ４８ａによって外周から加熱されるが、それ
とともに、スクリュ４４と加熱筒４２の混練作用にとも
なう摩擦熱の発生によって、内部的にも発熱して温度が
上昇する。スクリュ４４が回転している間、その先端部
に移送されて貯えられた溶融樹脂４６（図９参照）の反
力によってスクリュ４４は上方へ押戻され、該反力がロ
ードセル６７で検出されるが、その後退量を、射出モー
タ７８の回転力を制御することで、規制することにより
（背圧）、エアー等の混入を防いで所要の射出量が得ら
れる（計量）。計量後、スクリュ４４の回転を停止し、
さらにノズル４０からの樹脂たれ防止のため、射出モー
タ７８によってスクリュ４４を若干引上げる（サックバ
ック）。

【００５７】サックバック後、射出モータ７８によって
スクリュ４４が急速前進（下降）して、その先端部の溶
融樹脂４６は、ノズル４０から、型締めした金型６内に
高速度で射出される（射出動作）。こののち、射出モー
タ７８によってスクリュ４４が停止され、射出圧力を保
持する保圧を行う。金型６を所要時間冷却後、金型６が
型開きされる。型開き完了直前に、架台４ａに支持され
ている突き当て部材３１が金型６の突出し板２１（図６
参照）に突き当たることにより、２本の突出しピン２３
（図６参照）が可動型８のキャビティ底面より突出し、
成形品２２（図６参照）を突出して保持する。

【００５８】型開きが完了すると、待機位置Ｍに位置し
ていた、成形品取出ユニット４のアーム８３が、水平方
向に移動してピックアップ位置Ｌで停止し、そのバンド
８４が、２本の突出しピン２１上の成形品２２をピック
し、そののちアーム８３がワーク解放位置Ｎに移動した
後、ハンド８４が成形品２２を、コンベア８６上のパレ
ット９０に載った１つの被組付部品９１へ供給して組付
ける。こののち、上述した成形品の射出成形、成形品の
取出し（ピック）、および組付けが連続的に行われ、そ
して、上述した動作が複数サイクル連続的の繰返される
と、成形品がそれぞれ組付けられた多数個の被組付部品
が得られる。

【００５９】次に、図３および図９を参照しつつ、本実
施例の成形装置における、スクリュヘッドおよび逆流防
止リングの交換手順について説明する。

【００６０】先ず、２つのエアシリンダ３６によって射
出ユニット３を上昇させた後、シリンダヘッド４１を加
熱筒４２より取外すとともに、両ガイド軸５４にビス止
めされた２つの下ストッパ部材６５を両ガイド軸５４よ
りそれぞれ取外すと、スクリュ保持体５８はその自重に
よってスクリュ４４とともに下降し、スクリュ保持体５
８およびスクリュ４４は最下限位置に達する。これによ
り、スクリュヘッド４５および逆流防止リング４７は加
熱筒４２外へ現われる。ここで、スクリュヘッド４５お
よび逆流防止リング４７を取外してそれぞれ新規なもの
を取付けて交換する。ついで、スクリュ４４を若干上昇
させた後、前記取外した２つの下ストッパ部材６５を両
ガイド軸５４にそれぞれ装着し、最後にシリンダヘッド
４１を加熱筒４２に螺合して取付け、スクリュヘッド４
５および逆流防止リング４７の交換が完了する。

【００６１】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００６２】スクリュ保持体にはボールねじを一体的に
設け、一方、成形装置本体にはボールねじと螺合するボ
ールナットを回転自在に埋設することで、従来のように
スクリュ保持体にボールナットおよびボールねじの逃げ
部を設ける必要がなくなるとともに、ボールナットの高
さ分および逃げ部の高さ分は、それぞれ成形装置本体の
厚みおよび回転動伝達手段の高さで吸収される。そのた
め、従来に比較してボールナットの高さと逃げ部の高さ
の分だけ電動式縦型射出成形装置の高さを低くすること
ができる。そのことによって、従来設置できなかった天
井の低いクリーンルーム等にも設置も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縦型射出成形装置の一実施例の概略正
面図であり、金型が型閉じされている状態を示してい
る。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】図１および図２にそれぞれ示した射出ユニット
の縦断面図である。

【図４】成形品取出しユニットやコンベア等をも図示し
た図１と同様な図であり、金型が型開きされている状態
を示している。

【図５】成形品取出しユニットやコンベア等をも図示し
た図２と同様な図であり、金型が型開きされている状態
を示している。

【図６】金型の縦断面図であり、（Ａ）は金型が型閉じ
されている状態を、（Ｂ）は金型が型開きされつつある
状態を、（Ｃ）は金型が完全に型開きされている状態を
示している。

【図７】図１および図２に示したショックアブソーバの
拡大図であり、型開き完了時において可動プラテンの下
端面により各ショックアブソーバの各ロッドが押圧され
ている状態を示している。

【図８】型締エアシリンダのエア供給回路図である。

【図９】図３に示した射出ユニットの先端部（スクリュ
ヘッド部）の拡大縦断面図である。

【図１０】図１および図２に示した成形材料供給部の拡
大図である。

【図１１】図３に示したロードセル部の拡大図である。

【図１２】図４と同様な図であり、搬送装置（コンベ
ア）の代わりにテープカセットを用いた場合の図であ
る。

【図１３】図１２に示したテープカセットを示す図であ
り、（Ａ）は拡大斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図
である。

【図１４】従来の電動式縦型射出成形装置の射出ユニッ
トの要部の概略構成図である。

【符号の説明】

１型締ユニット２シリンダユニット３射出ユニット４成形品取出ユニット（ロボット）４ａ架台５タイバー６金型７固定型（上型）８可動型（下型）９固定プラテン１０可動プラテン１２型締エアシリンダＰ₁ 型締側ポートＰ₂ 型開き側ポート１３検出片１４固定側取付板１５固定側型板１６ホットチップ・ブッシング１７通し孔１８可動側取付板１９スぺーサブロック２０可動側型板２１突出し板２２成形品２３突出しピン２４圧縮コイルばね２５ブラケット２６型締エアシリンダ２６ａロッド２６ｂピストン２７型締エアシリンダ支持ピン２８連結部材２９トグルリンク機構３０突当て部材支持スティ３１突当て部材３２第１のセンサ支持スティ３３ａ第１のセンサ３３ｂ第２のセンサ３３ｃ第３のセンサ３４、３５ショックアブソーバ３４ａ、３５ａ本体３４ｂ、３５ｂロッド３４ｃ、３５ｃねじ軸部材３４ｄ、３５ｄ高さ調整ナット３４ｅ、３５ｅ回り止めナット３４ｆ、３５ｆストッパナット３６エアシリンダ３６ａロッド３８下ベース連結部材３９下ベース４０ノズル４１シリンダヘッド４２加熱筒（バレル）４２ａ連結部材４３加熱筒取付部材４４スクリュ４５スクリュヘッド４６溶融樹脂４７逆流防止リング４８ａ，４８ｂバンドヒータ４９熱電対５０シュート５１ホッパ５１ａシャッタ５１ｂ成形材料５２ドレン口５３閉塞部材５４ガイド軸５５スクリュ固定ピン５６スクリュ延長軸５６ａ第１の歯付きプーリ５７ガイド棒５８スクリュ保持体５８ａ突出部５９ベアリング６０計量モータ６１計量モータ保持スティ６２第１のベルト６３第２のセンサ支持スティ６４上ストッパ部材６５下ストッパ部材６６ａ原点センサ６６ｂ下限センサ６７ロードセル６８コネクタ板６９取付板７０ボールねじ７１ピン７２ガイド板７３上ベース７４ベアリング７５ボールナット７６第２の歯付きプーリ７７第２のベルト７８射出モータ７９射出モータ保持スティ８０射出ユニットガイド軸８１ガイド部材８２ロボット本体８３アーム８４ハンド８５待機位置センサ８６コンベア８７搬送ベルト８８支柱８９モータ９０パレット９１被組付部品９２枠体９３キャスタ９４成形品保持テープ（エンボステープ）９４ａ凹部９５巻取り従動ローラ９６カバーテープ９７カバーテープ用ローラ９８スプロケット９９スプロケット駆動モータ１０１空気圧源１０２２方口弁１０２ａ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ
ソレノイド１０３第１の４方口弁１０４第２の４方口弁１０５ａ、１０５ｂスピードコントローラ１０６低圧レギュレータ１０７高圧レギュレータ１０８巻取り駆動ローラ１０９カバーガイド１１０巻取りモータ１１１駆動ローラ１１２テープカセット１１３ハンドリングゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二階堂宣雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭61−154820（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−185423（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱筒内に収納され、かつ鉛直方向に延
びるスクリュを、回転自在に保持するスクリュ保持体
と、前記スクリュを直進させるために、回転力を直進力
に変換する上下駆動機構を介して前記スクリュ保持体に
接続された射出モータとを有する電動式縦型射出成形装
置において、前記上下駆動機構は、前記スクリュ保持体に一体的に設
けられた、鉛直方向に延びるボールねじと、成形装置本体に回転自在に埋設され、前記ボールねじに
螺合するボールナットと、前記ボールナットの上部に設けられるとともに前記ボー
ルねじが遊嵌する貫通孔が形成され、前記射出モータの
回転力を前記ボールナットに伝達する回転動伝達手段と
で構成され、前記ボールねじの長さは、前記ボールねじが最上限まで
上昇しても、前記ボールねじの上端が前記回転動伝達手
段より突出しない長さとなっていることを特徴とする電
動式縦型射出成形装置。