JP3748804B2 - 電動式射出成形機の射出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式射出成形機において、原料樹脂を可塑化して金型内に充填するために使用される射出装置に係り、特に、バレル内でスクリュを前進させるための駆動機構に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動式射出成形機における射出装置の構成は、例えば、特開平１０−２８６８４８号公報及び特許公報第２６３１５２１号などに記載されている。
【０００３】
図２に、従来の射出装置の構成の一例として、上記の特開平１０−２８６８４８号公報に記載されているものを示す。
【０００４】
この射出装置は、バレル１（加熱シリンダ）、スクリュ２、フロントプレート３（支持ブロック）、リアプレ−ト４（支持ブロック）、中間プレート６（スライド体）などから構成されている。
【０００５】
バレル１は、その先端側（図では左側）で射出ノズル（図示せず）を介して金型（図示せず）の背面に接続される。バレル１の内部には、スクリュ２が収容されている。バレル１の後端部は、フロントプレート３の中央に支持されている。フロントプレート３の後方には、フロントプレート３に対向してリアプレート４が配置されている。フロントプレート３とリアプレート４の間には、４本のガイドバー５が架け渡され、このガイドバー５を介して両者が互いに結合されている。
【０００６】
フロントプレート３とリアプレート４の間には、中間プレート６が配置されている。中間プレート６の周縁部の四隅には貫通孔が設けられ、これら貫通孔の中を上記のガイドバー５が貫通している。中間プレート６は、ガイドバー５によってガイドされ、前後方向（図では左右方向）に移動することができる。
【０００７】
中間プレート６の中央には、軸受７が組み込まれ、この軸受７によってスクリュ２の後端部が回転自在に支持されている。更に、中間プレート６には、計量用のサーボモータ９が支持されている。スクリュ２の後端部近傍には、プーリ８が取り付けられ、このプーリ８は、タイミングベルトを介してサーボモータ９の回転シャフトに接続されている。
【０００８】
中間プレート６の背面の周縁部の２箇所には、ボールネジのナット３２が固定されている。リアプレート４の周縁部の２箇所には、軸受３４が組み込まれ、ボールネジのネジ軸３１はこれらの軸受３４で支持されている。ボールネジのネジ軸３１の後端部は、リアプレート４の背面から突出し、その部分にプーリ３６が取り付けられている。これらプーリ３６は、タイミングベルトを介して射出用のサーボモータ（図示せず）に接続されている。
【０００９】
更に、この例では、中間プレート６の背面の中央に、射出の際にスクリュ２に作用する反力を検出するための圧力検出体３５が取り付けられている。
【００１０】
上記の射出装置では、サーボモータ９を用いてスクリュ２を回転することによって、バレル１内に樹脂原料を導入するとともに溶融する。また、ボールネジ３０で中間プレート６を駆動してスクリュ２を前進させることによって、溶融樹脂をバレル１内から金型内に充填する。
【００１１】
上記の例のように、ボールネジのナット３２を、中間プレート６の背面に取り付けた場合、ナット３２の長さが、射出装置の全長に直接、影響を与える。このため、ナット３２の長さが増えると、その分、射出装置の全長が増えるという問題が生ずる。
【００１２】
ところで、電動式射出成形機の射出装置では、充填速度の加減速応答の良さが要求されるので、スクリュの軸方向の駆動機構（一般的には、上記の例のようにボールネジが使用される）のイナーシャをできるだけ小さく抑える必要がある。そのためには、できるだけ細い径のボールネジを使用して、イナーシャを小さくする必要がある。
【００１３】
他方、射出の推力に耐えられるようにするためには、ネジ軸とナットの間で力を伝達するボールの数を増やす必要がある。ボールの数を増やすには、巻数及び列数を増やす必要があるが、それらを増やすとナットの長さが増大する。ナットを短くするには、ネジ軸の径を大きくして、軸外径１周あたりのボール数を増やすことにより対応できるが、前記のイナーシャが大きくなり加減速応答が悪くなってしまう。
【００１４】
更に、上記の例の様に、スクリュの軸方向駆動用のボールネジ３０とは別に、スクリュの背圧検出機構（圧力検出体３５）を設けると、各ボールネジ３０の負荷を個別に検出することができない。このため、片方のボールネジに過大な力が作用した場合でも、異常と判断することができず、ボールネジが早期破損に至るケースがあった。
【００１５】
なお、先に挙げた特許公報第２６３１５２１号では、ボールネジのナットと中間プレートの接続部に、圧力検出機構（「圧力検出用環状体」）を挿入することによって、後者の問題を解決している。
【００１６】
また、複数のボールネジを用いてスクリュの軸方向駆動機構を構成する際、図３に示す様に、スクリュ２の軸とボールネジ３０の軸が、同一直線上にないので、中間プレート６に曲げモーメントが作用してたわみが生ずる。この曲げモーメントが、ボールネジ３０にサイドロードとして作用するため、ナット３２とネジ軸３１の間に装着されているボールに過大な力が作用し、ボールネジ３０の寿命の低下を招く要因となる。
【００１７】
このような問題に対しては、中間プレート６の剛性を高めることによって、その変形量を抑える対策が考えられる。しかし、中間プレート６の厚みを増やすと、その分、装置の全長が長くなってしまうと言う問題がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の射出成形機の射出装置の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、射出装置の全長を短くすることが可能で、スクリュの軸方向駆動機構の寿命が長く、且つ充填速度の加減速応答性にも優れた射出装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動式射出成形機の射出装置は、
先端に射出ノズルを備えたバレルと、
先端側がバレル内に収容されたスクリュと、
バレルの後端部を支持するフロントプレートと、
フロントプレートに対向してフロントプレートの後方に配置されたリアプレートと、
フロントプレートとリアプレートの間に架け渡され、両者を互いに結合するガイドバーと、
フロントプレートとリアプレートの間に配置され、ガイドバーに沿って前後方向に移動し、スクリュの後端部近傍を回転自在に支持する中間プレートと、
中間プレートに取り付けられ、スクリュを回転させる回転駆動機構と、
リアプレートに取り付けられ、中間プレートを前後方向に移動させるボールネジと、
を備えた電動式射出成形機の射出装置において、
前記ボールネジのナットは、前記リアプレートの前面に回転自在に取り付けられ、
前記中間プレートには、前記ボールネジのネジ軸の先端及び前記ナットの前端部分が挿入される貫通孔が形成され、
前記中間プレートの前面には、前記貫通孔の前方を塞ぐように荷重検出器が固定され、
前記ネジ軸の先端は、前記荷重検出器の背面に接続されること、
を特徴とする。
【００２０】
本発明の電動式射出成形機の射出装置によれば、射出圧力を増やすためにボールネジのナットの長さを増やした場合にも、ナットの前端部が中間プレートに設けられた前記貫通孔の中に収容されるので、装置の全長を増大させる必要がない。
【００２１】
また、装置の全長を増やすことなく、中間プレートの厚さを増やすことができるので、中間プレートの厚さを増やしてその剛性を増すことにより、中間プレートのたわみを抑えると言う対策が採用し易くなる。これにより、ボールネジに作用する曲げモーメントを小さく抑えて、ボールネジの寿命を増大させることができる。
【００２２】
好ましくは、前記中間プレートの前面に前記貫通孔の前方を塞ぐように荷重検出器を固定し、この荷重検出器の背面に前記ネジ軸の先端を固定する。
【００２３】
このように、前記ネジ軸と前記中間プレートの接続部に荷重検出器を挿入することによって、各ネジ軸に加わる負荷を直接検出することが可能になる。また、荷重検出器が中間プレートの前面側に配置されるので、荷重検出器のために射出装置の全長を増大させる必要がない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の電動式射出成形機の射出装置の一例を示す。図中、１はバレル、２はスクリュ、３はフロントプレート、４はリアプレ−ト、５はガイドバー、６は中間プレート、１０はボールネジ、１１はボールネジのネジ軸、１２はボールネジのナット、１５は荷重検出器を表わす。
【００２５】
バレル１は、その先端側（図では左側）で射出ノズル１ａを介して金型（図示せず）の背面に接続される。バレル１の内部には、スクリュ２の先端側が収容されている。バレル１の後端部は、フロントプレート３の中央に支持されている。フロントプレート３の後方には、フロントプレート３に対向してリアプレート４が配置されている。フロントプレート３とリアプレート４の間には、４本のガイドバー５が架け渡され、これらガイドバー５を介して両者が互いに結合されている。
【００２６】
フロントプレート３とリアプレート４の間には、中間プレート６が配置されている。中間プレート６の周縁部の四隅には貫通孔が設けられ、これら貫通孔の中を上記のガイドバー５が貫通している。中間プレート６は、ガイドバー５によってガイドされ、前後方向（図では左右方向）に移動することができる。
【００２７】
中間プレート６の中央には、軸受７が組み込まれ、この軸受７によってスクリュ２の後端部の近傍が回転自在に支持されている。スクリュ２の後端部は、中間プレート６の背面から突出し、その部分にプーリ８が取り付けられている。このプーリ８は、タイミングベルトを介して計量用のサーボモータ（図示せず）の回転シャフトに接続されている。
【００２８】
リアプレート４には、ガイドバー５との接続部の内側に当たる２箇所に、それぞれ軸受１４が組み込まれている。リアプレート４の前面には、上記各軸受１４及び中空軸１２ａを介して、ボールネジのナット１２が取り付けられている。即ち、各ナット１２の後端面に中空軸１２ａが固定され、各中空軸１２ａは各軸受１４によって支持されている。各中空軸１２ａの後端部は、リアプレート４の背面から突出し、その突出部分にプーリ１６が取り付けられている。各プーリ１６は、タイミングベルトを介して射出用のサーボモータ（図示せず）に接続されている。ボールネジのネジ軸１１の後端部は、ナット１２の後端面から突出し、上記の中空軸１２ａの中に収容されている。
【００２９】
中間プレート６には、ガイドバー５が通る貫通孔の内側に当たる２箇所に、更に貫通孔６ｂが設けられている。中間プレート６の前面には、上記の貫通孔６ｂの前方を塞ぐように、荷重検出器１５が固定されている。貫通孔６ｂの中には、ボールネジのネジ軸１１の先端部分及びナット１２の前端部分が収容されている。ネジ軸１１の先端は、荷重検出器１５の背面に固定されている。
【００３０】
上記の射出装置では、サーボモータ（図示せず）を用いてスクリュ２を回転することによって、バレル１内に樹脂原料を導入するとともに溶融する。また、ボールネジ３０で中間プレート６を駆動してスクリュ２を前進させることによって、溶融樹脂をバレル１内から金型内に充填する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の電動式射出成形機の射出装置によれば、射出圧力を増やすためにボールネジのナットの長さを増やした場合にも、装置の全長を増大させる必要がない。
【００３２】
また、装置の全長を増やすことなく、中間プレートの厚さを増やすことができるので、ボールネジに作用する曲げモーメントを小さく抑えて、ボールネジの寿命を増大させることができる。
【００３３】
更に、ナット長が長い高負荷小径ボールネジを使用することができるので、イナーシャが小さく加減速応答が良い射出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出装置の概要を示す図。
【図２】従来の射出装置の一例を示す図。
【図３】従来の射出装置において、スクリュからの反力により生ずるボールネジの変形について説明する図。
【符号の説明】
１・・・バレル、
１ａ・・・射出ノズル、
２・・・スクリュ、
３・・・フロントプレート、
４・・・リアプレート、
５・・・ガイドバー、
６・・・中間プレート、
６ｂ・・・貫通孔、
７・・・軸受、
８・・・プーリ、
９・・・サーボモ−タ、
１０、３０・・・ボールネジ、
１１、３１・・・ネジ軸、
１２、３２・・・ナット、
１２ａ・・・中空軸、
１４、３４・・・軸受、
１５・・・荷重検出器、
３５・・・圧力検出体、
１６、３６・・・プーリ。

Claims (2)

1. 先端に射出ノズルを備えたバレルと、
   先端側がバレル内に収容されたスクリュと、
   バレルの後端部を支持するフロントプレートと、
   フロントプレートに対向してフロントプレートの後方に配置されたリアプレートと、
   フロントプレートとリアプレートの間に架け渡され、両者を互いに結合するガイドバーと、
   フロントプレートとリアプレートの間に配置され、ガイドバーに沿って前後方向に移動し、スクリュの後端部近傍を回転自在に支持する中間プレートと、
   中間プレートに取り付けられ、スクリュを回転させる回転駆動機構と、
   リアプレートに取り付けられ、中間プレートを前後方向に移動させるボールネジと、
   を備えた電動式射出成形機の射出装置において、
   前記ボールネジのナットは、前記リアプレートの前面に回転自在に取り付けられ、
   前記中間プレートには、前記ボールネジのネジ軸の先端部分及び前記ナットの前端部分が挿入される貫通孔が形成され、
   前記ネジ軸の先端は、前記中間プレートの前面に接続されること、
   を特徴とする電動式射出成形機の射出装置。
2. 前記中間プレートの前面に前記貫通孔の前方を塞ぐように荷重検出器が固定され、この荷重検出器の背面に前記ネジ軸の先端が固定されることを特徴とする請求項１に記載の電動式射出成形機の射出装置。

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