JP3785368B2 - 射出成形機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば複数種類の樹脂を射出成形する多色成形機に適した射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば実公昭６３−５００９８号公報や、実公平３−５６３４６号公報などに記載されているように、多色成形樹脂製品を成形するために、複数の射出ユニットを備えた射出成形機（多色成形機）が知られている。この種の射出成形機は、射出成形機のほぼ軸線上に位置するセンタ射出ユニットと、センタ射出ユニットの側方に配置されたサイド射出ユニットを備えている。これら複数の射出ユニットによって、互いに異なる色の樹脂を同一の金型内に射出することにより、多色成形品が射出成形される。
【０００３】
多色成形機は、金型の内部に複数種類（複数色）の樹脂を射出する必要があるため、金型の正面や側面あるいは上面などに、各々の樹脂を射出するための注入ポートが設けられている。これら注入ポートに、各射出ユニットのノズル部が接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多色成形機は、枢軸を中心に旋回する回動ベース上にサイド射出ユニットを搭載し、この回動ベースを油圧シリンダ等によって旋回させることにより、サイド射出ユニットのノズル先端を金型の注入ポートに押付け嵌合させるようにしている。すなわち油圧による旋回式の射出ユニットが採用されている。
【０００５】
しかしながら旋回式の射出ユニットを備えた多色成形機の場合、ノズル先端の位置を注入ポートの位置に正確に合わせることが難しく、位置合わせのための特殊な構造やオペレータの熟練を必要としている。特に、金型の種類に応じて注入ポートの位置が異なった場合などに、油圧式の駆動機構を用いた多色成形機では各注入ポートの位置に応じた最適位置にノズル先端の位置を合わせることが難しく、ノズル位置の再現性も良くないなど、改善の余地があった。
【０００６】
従って本発明の目的は、ノズル部の位置を調整することが容易となり、しかも多色成形機の電動化に寄与できる射出成形機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点に基く本発明の射出成形機は、成形機フレームと、電動モータによって駆動される型締機構を備えた型締装置と、金型側面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いているサイド射出ユニットと、前記ノズル部の先端を前記注入ポートの位置に応じて移動させるよう前記射出ユニットを駆動するサイドユニット移動手段とを具備した射出成形機であって、前記サイドユニット移動手段は、前記成形機フレームの側部に配置された架台と、前記架台上に設けられ前記成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備している。
【０００８】
第２の観点に基く本発明の射出成形機は、成形機フレームと、電動モータによって駆動される型締機構を備えた型締装置と、金型正面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有するセンタ射出ユニットと、金型側面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いているサイド射出ユニットと、前記サイド射出ユニットのノズル部を移動させるようサイド射出ユニットを駆動するサイドユニット移動手段と、金型上面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いている上部射出ユニットと、前記上部射出ユニットのノズル部を上下方向に移動させるよう上部射出ユニットを駆動する上部ユニット移動手段と、前記型締装置および前記各射出ユニットの各電動モータをそれぞれ電気的に制御するコントローラとを具備した射出成形機であって、前記サイドユニット移動手段は、前記成形機フレームの側部に配置された架台と、前記架台上に設けられ前記成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型側面の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、前記上部ユニット移動手段は、前記上部射出ユニットを上下方向に駆動する電動モータと、前記上部射出ユニットのノズル部の先端を前記金型上面の注入ポートに向かって付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備している。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、前記第１の駆動機構は、前記成形機フレームの長手方向に延びる送りねじと、該送りねじに螺合しかつ前記第１の可動ベースと共に移動するナット部材と、該送りねじを回転させる前記第１の電動モータとを備えている。前記第２の駆動機構は、前記成形機フレームの幅方向に延びる送りねじと、該送りねじに螺合しかつ前記第２の可動ベースと共に移動するナット部材と、該送りねじを回転させる前記第２の電動モータとを備えている。
【００１１】
本発明の好ましい形態では、前記第１の電動モータと前記第２の電動モータがそれぞれサーボモータである。これら第１の電動モータと前記第２の電動モータがそれぞれギヤードモータであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、複数種類（例えば４色）の樹脂をほぼ同時に射出成形可能な電動式射出成形機１０を示している。
【００１３】
この射出成形機１０は、射出成形機１０の骨格をなす基体としての成形機フレーム１１と、成形機フレーム１１に組付けたセンタ射出ユニット１２と、センタ射出ユニット１２の左右両側に配置された一対のサイド射出ユニット１３，１４と、センタ射出ユニット１２の上側に配置された上部射出ユニット１５と、金型１（図３に一部を示す）を開閉駆動する型締装置１６と、射出成形機１０の作動を電気的に制御するコントローラ１７（図１に模式的に示す）を備えている。
【００１４】
センタ射出ユニット１２は、図３に示すようにノズル部２０とバレル２１とを備えている。バレル２１の内部には図示しないスクリューが設けられている。バレル２１の外部に、樹脂を加熱するためのヒータが設けられている。図５に示すようにセンタ射出ユニット１２は、スクリュー回転用の電動モータ２２と射出用の電動モータ２３等を備えている。
【００１５】
センタ射出ユニット１２のノズル部２０の先端は、金型１（図３に示す）の正面に形成された注入ポートに対向している。このセンタ射出ユニット１２は、金型１に対して射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動することができ、かつ、バレル２１やスクリュー等のメンテナンス等を行う際に、枢軸２５（図７に示す）を中心として、２点鎖線Ｐ１で示す位置まで旋回させることができる。センタ射出ユニット１２はカバー２６によって覆われている。
【００１６】
金型１を開閉するための型締装置１６は、固定型１ａを取付ける固定側ダイプレート３０と、移動型１ｂを取付ける移動側ダイプレート３１と、移動側ダイプレート３１を射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動させる型締・型開き用の電動モータ３３およびトグル機構等の型締機構３４（カバー３２の内側にある）などを備えている。
【００１７】
一対のサイド射出ユニット１３，１４のうち、操作者（オペレータ）が立つ側に位置するサイド射出ユニット１３は、以下に説明するオペレータ側のサイドユニット移動機構４０によって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向と、Ｌ軸方向とにそれぞれ独立して移動することができるようになっている。
【００１８】
操作者の反対側に位置するサイド射出ユニット１４も、サイドユニット移動機構４１（図３に一部を示す）によって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動できるようになっている。この明細書で言うＸ軸とＬ軸は、射出成形機１０の軸線Ｏに沿う方向、すなわち成形機フレーム１１の長手方向である。Ｙ軸は射出成形機１０の幅方向すなわちＸ軸と直角をなす方向である。Ｚ軸は、射出成形機１０の高さ方向である。
【００１９】
図２，図５等に示すようにオペレータ側のサイドユニット移動機構４０は、成形機フレーム１１の下部に設けた互いに平行な一対のガイドレール４２と、ガイドレール４２の上をＬ軸方向に走行可能な移動架台４３と、ガイドシャフト４４などを備えている。移動架台４３は、本発明で言う架台の一例である。ガイドレール４２とガイドシャフト４４は、それぞれＬ軸に沿って水平方向に延びている。
【００２０】
移動架台４３の上部に、ガイドシャフト４４が挿通するスライドブッシュ４５が設けられている。移動架台４３の下部に、ガイドレール４２に転接する走行用ローラ４６が設けられている。
【００２１】
移動架台４３は、Ｌ軸駆動機構５０によって、例えばメンテナンス時などに、Ｌ軸方向に大きなストロークで移動させることができるようになっている。ボールねじを用いたＬ軸駆動機構５０の一例は、成形機フレーム１１に設けた水平方向に延びる送りねじ５２と、送りねじ５２に螺合するナット部材５３と、送りねじ５２を回転させるためのハンドルの形態をとる操作部５４とを有している。ナット部材５３は移動架台４３に取付けられている。
【００２２】
移動架台４３は、操作部５４を回転させることにより、図５，図６に示す前進位置と、図７に示す後退位置とにわたって、Ｌ軸方向に往復移動させることができる。そしてこの移動架台４３は、ロックピン５５（図４，図５等に示す）によって、前進位置および後退位置に固定することができるようになっている。
【００２３】
ロックピン５５は、移動架台４３に設けたブラケット６０に形成された孔６１と、成形機フレーム１１に形成された孔６２との双方に、上方から挿入することにより、移動架台４３を図５に示す前進位置に固定することができる。また、後退位置においては、孔６１と、成形機フレーム１１に形成された孔６２´との双方にロックピン５５を挿入することにより、移動架台４３を前記後退位置に固定することができる。
【００２４】
なお、ロックピン５５を手動によって孔６１，６２あるいは６２´に出し入れする代わりに、ソレノイドやモータ等の電動アクチュエータによって、ロックピン５５を孔６１，６２あるいは６２´に出し入れするように構成してもよい。
【００２５】
また、手動式の操作部５４の代わりに、サーボモータ等の電動モータによって送りねじ５２を回転させるようにしてもよい。サーボモータによって移動架台４３のＬ軸方向の位置制御を行うとともに、所望位置にてサーボオフすることにより、移動架台４３を所望位置にロックすることができる。あるいは、ボールねじを用いない自走式の移動架台が採用されてもよい。
【００２６】
図１に示すようにＬ軸駆動機構５０の送りねじ５２は、その全長にわたって、踏み台を兼ねるカバー６５によって覆われている。このカバー６５は、丈夫な金属板等によって作られており、必要に応じて射出成形機１０の操作者（オペレータ）がカバー６５の上に乗っても、変形しないような剛性を有している。カバー６５の上面は滑り止めの凹凸加工が施されている。このカバー６５は、移動架台４３を図７に示す後退位置に移動させる際に、射出成形機１０から取り外すことができる。
【００２７】
移動架台４３の上部に昇降台７０（図２に示す）が内蔵されている。昇降台７０は、Ｚ軸駆動機構７１によって、上下方向（Ｚ軸方向）に移動させることができる。ボールねじを用いたＺ軸駆動機構７１の一例は、上下方向に延びる送りねじ７２と、送りねじ７２に螺合するナット部材７３と、送りねじ７２を回転させるためのサーボモータ等の電動モータ７５等を含んでいる。なお、Ｚ軸駆動機構７１として、ボールねじの代わりに、くさび部材あるいはシム等を用いた高さ調整手段を用いてもよい。
【００２８】
昇降台７０の上に、例えば４箇所のスライドガイド部材７９と、これらスライドガイド部材７９に沿ってＸ軸方向に移動可能なＸ軸可動テーブル８０と、この可動テーブル８０をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸駆動機構８１が設けられている。Ｘ軸可動テーブル８０は、本発明で言う第１の可動ベースの一例である。
【００２９】
ボールねじを用いたＸ軸駆動機構８１は、本発明で言う第１の駆動機構の一例であり、Ｘ軸に沿う送りねじ８２と、送りねじ８２に螺合するナット部材８３と、送りねじ８２を回転させるＡＣサーボモータ等の第１の電動モータ８５などを備えている。電動モータ８５は、コントローラ１７等のメモリに記憶したデジタルデータに基いて数値制御される。
【００３０】
Ｘ軸駆動機構８１のナット部材８３は、Ｘ軸可動テーブル８０に取付けられている。このため、モータ８５によって送りねじ８２を回転させることにより、Ｘ軸可動テーブル８０をＸ軸方向に所望量移動させることができる。
【００３１】
なお、電動モータ８５にギヤードモータ（減速機付モータ）を用いてもよい。ギヤードモータを用いる場合には、図１０に示すように、Ｘ軸方向に延びるポテンシオメータ等の位置センサ（スケール）８６を移動架台４３の昇降台７０に取付け、Ｘ軸可動テーブル８０に設けたポインタ部材８７のＸ軸方向の位置に応じた電気信号を、コントローラ１７に入力するようになっている。
【００３２】
Ｘ軸可動テーブル８０上に、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸可動テーブル９０と、このＹ軸可動テーブル９０をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸駆動機構９１が設けられている。Ｙ軸可動テーブル９０は、本発明で言う第２の可動ベースの一例である。Ｙ軸駆動機構９１は本発明で言う第２の駆動機構の一例である。
【００３３】
図６に示すように、ボールねじを用いたＹ軸駆動機構９１は、Ｙ軸方向に延びる送りねじ９２と、送りねじ９２に螺合するナット部材９３と、送りねじ９２を回転させるＡＣサーボモータ等の第２の電動モータ９４と、互いに平行な一対のガイド軸９５などを含んでいる。電動モータ８５は、コントローラ１７等のメモリに記憶したデジタルデータに基いて数値制御される。
【００３４】
図１３に示すように送りねじ９２と電動モータ９４は、Ｘ軸可動テーブル８０の上面に取付けられている。なお、電動モータ９４にギヤードモータを用いてもよい。ギヤードモータを用いる場合、Ｘ軸可動テーブル８０に対するＹ軸可動テーブル９０のＹ軸方向の位置は、図１０に示した位置センサ８６と同様のセンサ（スケール）によって検出される。各ガイド軸９５は、Ｘ軸可動テーブル８０の上面に取付けられた一対の支持部材９５ａ（図６に一部のみ示す）にその両端が支持されている。
【００３５】
Ｙ軸可動テーブル９０の両側部の近傍に、図１１に示すボールブッシュ９６が一対ずつ設けられている。これら一対のボールブッシュ９６のそれぞれにガイド軸９５を挿通することにより、Ｙ軸可動テーブル９０がガイド軸９５に沿ってＹ軸方向に案内される。
【００３６】
ボールブッシュ９６の内部には、その周方向に複数の無限軌道溝が形成され、各軌道溝に多数のボール等の転動体９７（図１１に示す）が収容されている。これらの転動体９７が、ボールブッシュ９６の内周面の周方向複数箇所においてガイド軸９５に転接するため、ボールブッシュ９６は、一般のリニアガイドに比べて高剛性でかつ荷重の方向が問題になることがない。
【００３７】
図６と図１３と図１４に示すように、ナット部材９３に第１のばね受け部材９８ａが取付けられている。Ｙ軸可動テーブル９０には、第２のばね受け部材９８ｂが固定されている。これらばね受け部材９８ａ，９８ｂは、連結部材９８ｃによって、互いに所定の距離以上離れないようにして連結されている。送りねじ９２の端部は、ベアリング９８ｄを備えた支持部材９８ｅによって回転自在に支持されている。支持部材９８ｅはＹ軸可動テーブル８０上に固定されている。
【００３８】
そして第１のばね受け部材９８ａと第２のばね受け部材９８ｂとの間に、ノズル押圧手段として機能する圧縮ばね９９が設けられている。このばね９９は、Ｙ軸可動テーブル９０を、図６中の矢印Ｐ２方向（下記ノズル部１００を金型１の注入ポートに押付ける方向）に付勢するよう取付けられている。
【００３９】
モータ９４によって送りねじ９２を回転させると、ナット部材９３と第１のばね受け部材９８ａがＹ軸方向に螺進することにより、Ｙ軸可動テーブル９０がＹ軸方向に移動する。ノズル部１００の先端が金型１の注入ポートに当接し、送りねじ９２がさらに所定量回転することにより、図１４に２点鎖線Ｐ４で示すように第１のばね受け部材９８ａが第２のばね受け部材９８ｂに向かって移動し、ばね９９が圧縮される。このばね９９の反発力によって、ノズル部１００が金型に当接する力が維持される。
【００４０】
以上説明したＸ軸駆動機構８１とＹ軸駆動機構９１は、本発明で言うサイドユニット移動手段としてのサイドユニット移動機構４０を構成している。
【００４１】
Ｙ軸可動テーブル９０上に前述のサイド射出ユニット１３が搭載されている。この射出ユニット１３は、ノズル部１００と、バレル１０１と、スクリュー回転用の電動モータ１０２と、射出用の電動モータ１０３などを備えている。バレル１０１やモータ１０２，１０３等は射出ユニット本体１０４を構成している。
【００４２】
ノズル部１００は、Ｙ軸可動テーブル９０に設けた連結部１０５に、ボルト等の締結部品によって着脱可能に固定されている。ノズル部１００の先端は金型１（図３に一部を示す）の分割面の側部に形成された注入ポートに対向している。バレル１０１の内部にスクリューが設けられている。バレル１０１の外部にヒータが設けられている。バレル１０１の基部には、樹脂を投入するホッパ１０９（図４などに示す）が装着される。
【００４３】
バレル１０１の熱膨張を吸収するために、射出ユニット本体１０４は、図６に示すガイド１０６に沿って、バレル１０１の軸線方向にスライドできるようにしている。このため、ヒータの熱によってバレル１０１が熱膨張しても、射出ユニット本体１０４に熱応力が作用することを回避できるとともに、射出時にノズル部１００の反力が射出ユニット本体１０４に加わることを回避できる。ノズル部１００の反力は、連結部１０５とＹ軸可動テーブル９０を介して、ばね９９によって支持される。
【００４４】
サイド射出ユニット１３は、常時は図６に示すようにノズル部１００が連結部１０５に固定され、ノズル部１００が射出成形機１０の軸線Ｏと直角をなす方向を向いている。例えばメンテナンス時など、サイド射出ユニット１３を前記後退位置（図７に示す位置）に移動させる際には、ノズル部１００を連結部１０５から分離させることにより、軸１０７を中心として図７に示す位置に旋回させることが可能である。射出ユニット本体１０４はカバー１０８によって覆われている。
【００４５】
一対のサイド射出ユニット１３，１４のうち、オペレータの反対側に位置するサイド射出ユニット１４（図３と図４に示す）も、サイドユニット移動機構４１によって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させることができるように構成されている。このサイドユニット移動機構４１は、前述のＬ軸駆動機構５０を備えていない点を除き、オペレータ側のサイドユニット移動機構４０と同様に構成されている。このためオペレータ側のサイドユニット移動機構４０と共通の部位に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。ただしこの移動機構４１もオペレータ側の移動機構４０と同様に、Ｌ軸駆動機構５０を備えていてもよい。
【００４６】
図８と図９に示すように、上部射出ユニット１５は、上部フレーム１２０に設けた傾動ベース１２１に搭載されている。傾動ベース１２１は、射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動可能なスライドベース１２２によって支持されている。スライドベース１２２は、水平方向駆動機構１２７によって、射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動させることができる。水平方向駆動機構１２７は、送りねじ１２３と、送りねじ１２３に螺合するナット部材１２４と、送りねじ１２３を回転させるギヤードモータ等の電動モータ１２６などによって構成されている。
【００４７】
傾動ベース１２１は、ボールねじを用いた上下駆動機構１３０によって、軸１３１を中心に上下方向に回動させることができる。上下駆動機構１３０は、送りねじ１３５と、送りねじ１３５に螺合するナット部材１３６と、送りねじ１３５を回転させるギヤードモータ等の電動モータ１３８と、傾動ベース１２１の傾斜角度等に関する位置信号をコントローラ１７に出力する位置センサ（図示せず）などを備えている。
【００４８】
電動モータ１３８と送りねじ１３５は、上下方向に延びる連結プレート１４０に取付けられている。連結プレート１４０の下部は、軸１４１を中心に前後方向に回動することができる。
【００４９】
傾動ベース１２１の後端部にリンク１４３が取付けられている。リンク１４３には、ベアリング１５０（図１２に示す）によって第１のばね受け部材１５１が回動自在に取付けられている。ナット部材１３６に第２のばね受け部材１５２が設けられている。
【００５０】
これらばね受け部材１５１，１５２の間に、ノズル押圧手段として機能する圧縮ばね１５３が設けられている。ばね１５３は、リンク１４３を介して傾動ベース１２１を図８中の矢印Ｐ３方向に付勢している。第１のばね受け部材１５１と第２のばね受け部材１５２は、連結部材１５５によって、互いに所定の距離以上離れることが阻止されている。リンク１４３とばね受け部材１５１とは、互いにベアリング１５０によって軸１５４を中心に円滑に回動することができる。
【００５１】
以上説明した水平方向駆動機構１２７と上下駆動機構１３０は、本発明で言う上部ユニット移動手段を構成している。
【００５２】
上部射出ユニット１５は、ノズル部１６０と、バレル１６１と、スクリュー回転用の電動モータ１６２と、射出用電動モータ１６３（図９に示す）などを備えている。バレル１６１とモータ１６２，１６３等は、射出ユニット本体１６４を構成している。ノズル部１６０の先端は、金型１の分割面の上端に形成された注入ポートに対向している。
【００５３】
バレル１６１の内部にスクリューが設けられている。バレル１６１の外部にヒータが設けられている。バレル１６１の熱膨張を吸収するために、射出ユニット本体１６４は、傾動ベース１２１に対してバレル１６１の軸線方向にスライド可能としている。射出ユニット本体１６４はカバー１６５によって覆われている。
【００５４】
図８に示すように、上部フレーム１２０の一端側は、固定側ダイプレート３０を設ける固定盤の上部１７０によって支持されている。上部フレーム１２０の他端側は一対の支柱１７１，１７２によって支持されている。このように固定盤の上部１７０と支柱１７１，１７２とによって上部フレーム１２０の両端部を支持することにより、上部フレーム１２０に加わる上部射出ユニット１５や駆動機構１２７，１３０等の大荷重に耐えることができる。
【００５５】
図９に示すように支柱１７１，１７２は、射出成形機１０の軸線方向に互いに位置をずらして設けられているため、図７に示すようにセンタ射出ユニット１２を枢軸２５を中心に旋回させる際に、センタ射出ユニット１２と支柱１７１，１７２との干渉を避けることができる。また、支柱１７１または１７２は、センタ射出ユニット１２の旋回のストッパとして機能させることができる。
【００５６】
次に、上記構成の射出成形機１０の動作について説明する。
型締装置１６によって金型１を閉じ、センタ射出ユニット１２を前進させることにより、センタ射出ユニット１２のノズル部２０の先端を金型１の注入ポートに嵌合させる。また、サイド射出ユニット１３，１４を、それぞれＹ軸駆動機構９１によってＹ軸方向に移動させることにより、各ノズル部１００の先端を金型側面の注入ポートに嵌合させる。ノズル部１００は、ばね９９（図６に示す）の弾力によって注入ポートに押圧される。ばね９９が撓むことにより、ノズル部１００のＹ軸方向のノズル押圧力を維持することができる。
【００５７】
なお、金型１の注入ポートの位置に応じて、ノズル部１００の位置を調整することができる。例えばＸ軸駆動機構８１によって、ノズル部１００のＸ軸方向の位置を調整する。また、Ｚ軸駆動機構７１によって、ノズル部１００のＺ軸方向の位置を調整することができる。
【００５８】
上部射出ユニット１５は、上下駆動機構１３０のモータ１３８を作動させ、傾動ベース１２１を回動降下させることにより、ノズル部１６０の先端を金型上面の注入ポートに嵌合させる。ノズル部１６０は、ばね１５３（図１２に示す）の弾力によって注入ポートに押圧される。このばね１５３が圧縮されて撓むため、ノズル部１６０の上下方向のノズル押圧力を維持することができる。
【００５９】
また、上部射出ユニット１５のスライドベース１２２を、水平方向駆動機構１２７によって射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動させることにより、ノズル部１６０の軸線Ｏ方向の位置を調整することができる。
【００６０】
こうして各ノズル部２０，１００，１６０を金型１の注入ポートに嵌合させた状態で、射出・充填工程等を経て所定の色彩の樹脂を金型１内に射出成形する。そののち、冷却・計量工程等を経てノズル部２０，１００，１６０を金型１から離し、型締装置１６によって金型１を開くとともに、成形後の製品をエジェクタ機構によって突き出すことにより、１サイクル分の射出成形工程が終了する。
【００６１】
各射出ユニット１２，１３，１４，１５によって、異なる色彩の樹脂を金型１に射出すれば、１台の射出成形機１０によって多色の射出成形を行うことができる。あるいは、各射出ユニット１２，１３，１４，１５によって性質の異なる樹脂を射出すれば、要求される製品の機能に応じた性質を有する複数種類の樹脂部品を同時に成形することもできる。
【００６２】
この射出成形機１０は、各射出ユニット１２，１３，１４，１５をはじめとして、型締装置１６や駆動機構８１，９１，１２７，１３０などの可動部の駆動手段が電動化され、コントローラ１７等のメモリに記憶したデジタルデータに基いて数値制御するようにしている。このため、一度設定されたノズル位置を何度でも再現することができ、油圧式の駆動機構を用いる多色成形機と比較して再現性がきわめて優れている。さらに、Ｌ軸駆動機構５０やＺ軸駆動機構７１等についても電動化して数値制御を行ってもよく、こうすることにより、多色成形機のさらなる電動化（全電動化）を実現できる。
【００６３】
センタ射出ユニット１２のメンテナンス等を行う際には、図７に示すように、サイド射出ユニット１３のノズル部１００をＹ軸可動テーブル９０の連結部１０５から取外し、軸１０７を中心に射出ユニット本体１０４を移動の邪魔にならない位置まで旋回させる。また、ロックピン５５を成形機フレーム１１の孔６２から外す。そしてＬ軸駆動機構５０によって、サイド射出ユニット１３を、Ｌ軸方向に、後退位置まで大きなストロークで移動させることにより、センタ射出ユニット１２の側方の空間Ｓを確保する。
【００６４】
この状態で、センタ射出ユニット１２を２点鎖線Ｐ１で示す位置に旋回させることにより、例えばバレル２１からスクリューを取り出したり、ノズル周りを清掃するなどのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００６５】
本発明で言う架台は、前記実施形態のようにＬ軸方向に移動可能な移動架台４３であってもよいが、成形機フレーム１１と一体に設けた固定式の架台であってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、サイドユニット移動手段は、成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、型締装置や射出ユニットおよびユニット移動手段の電動化により、ノズル位置の設定等を数値制御によって正確に行うことができ、油圧式の駆動機構を用いる多色成形機と比較してノズル位置の設定が容易でかつ再現性に優れている。
【００６７】
請求項２に記載した発明によれば、サイドユニット移動手段は請求項１に記載した発明と同様に構成され、また上部ユニット移動手段は上部射出ユニットを上下方向に駆動する電動モータと上部射出ユニットのノズル部の先端を前記金型上面の注入ポートに向かって付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、型締装置やセンタ射出ユニット、サイド射出ユニットおよび上部射出ユニットなどが電動化され、コントローラによって電気的に数値制御することができる。このため、一度設定されたノズル位置を何度でも再現することができ、ノズル部の先端を所定の正確な位置に設定できるとともに、再現性がきわめて優れている。
【００６８】
本発明によれば、架台上に設けられた第１の可動ベースと第１の駆動機構および第２の可動ベースと第２の駆動機構を用いて、サイド射出ユニットを成形機フレームの長手方向と幅方向に移動させることにより、金型の注入ポートの位置に応じてノズル部の位置を調整することができる。
【００６９】
請求項３に記載した発明によれば、第１の駆動機構として、送りねじとナット部材および電動モータを用いることにより、前記第１の可動ベースを成形機フレームの長手方向に移動させることができ、この方向へのノズル部の位置を微調整することが可能である。
【００７０】
請求項４に記載した発明によれば、第２の駆動機構として、送りねじとナット部材および電動モータを用いることにより、前記第２の可動ベースを成形機フレームの幅方向に移動させることができ、この方向へのノズル部の位置を微調整することが可能である。
【００７１】
請求項５に記載した発明によれば、サーボモータを使用することにより、サイド射出ユニットを正確に位置決めすることができ、位置検出用のスケールを省略することが可能である。また、サーボオフすることによって所望位置にてロックすることが可能であり、保持電流が不要である。
【００７２】
請求項６に記載した発明によれば、比較的安価に入手できかつ制御の容易なギヤードモータを用いることで、多色成形機の電動化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す射出成形機の斜視図。
【図２】 図１に示された射出成形機の側面図。
【図３】 図１に示された射出成形機の上部射出ユニットを省略して示す平面図。
【図４】 図１に示された射出成形機の背面図。
【図５】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットとサイド射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す側面図。
【図６】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットとサイド射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す平面図。
【図７】 図６に示されたサイド射出ユニットをＬ軸方向に後退させた状態の平面図。
【図８】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットと上部射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す側面図。
【図９】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットと上部射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す平面図。
【図１０】 位置センサの一例を示す側面図。
【図１１】 図１に示された射出成形機に使用されるボールブッシュの一例を示す斜視図。
【図１２】 図８中のＦ１２−Ｆ１２線に沿う断面図。
【図１３】 図１に示された射出成形機のＹ軸駆動機構を示す断面図。
【図１４】 図１３中のＦ１４−Ｆ１４線に沿うＹ軸駆動機構の断面図。
【符号の説明】
１０…射出成形機
１１…成形機フレーム
１２…センタ射出ユニット
１３，１４…サイド射出ユニット
１５…上部射出ユニット
１６…型締装置
２０…ノズル部
４０，４１…サイドユニット移動機構（サイドユニット移動手段）
４３…移動架台（架台）
８０…Ｘ軸可動テーブル（第１の可動ベース）
８１…Ｘ軸駆動機構（第１の駆動機構）
８５…第１の電動モータ
９０…Ｙ軸可動テーブル（第２の可動ベース）
９１…Ｙ軸駆動機構（第２の駆動機構）
９４…第２の電動モータ
９９…ばね（ノズル押圧手段）
１００…ノズル部
１２７…水平方向駆動機構（上部ユニット移動手段）
１３０…上下駆動機構（上部ユニット移動手段）
１６０…ノズル部
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば複数種類の樹脂を射出成形する多色成形機に適した射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば実公昭６３−５００９８号公報や、実公平３−５６３４６号公報などに記載されているように、多色成形樹脂製品を成形するために、複数の射出ユニットを備えた射出成形機（多色成形機）が知られている。この種の射出成形機は、射出成形機のほぼ軸線上に位置するセンタ射出ユニットと、センタ射出ユニットの側方に配置されたサイド射出ユニットを備えている。これら複数の射出ユニットによって、互いに異なる色の樹脂を同一の金型内に射出することにより、多色成形品が射出成形される。
【０００３】
多色成形機は、金型の内部に複数種類（複数色）の樹脂を射出する必要があるため、金型の正面や側面あるいは上面などに、各々の樹脂を射出するための注入ポートが設けられている。これら注入ポートに、各射出ユニットのノズル部が接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多色成形機は、枢軸を中心に旋回する回動ベース上にサイド射出ユニットを搭載し、この回動ベースを油圧シリンダ等によって旋回させることにより、サイド射出ユニットのノズル先端を金型の注入ポートに押付け嵌合させるようにしている。すなわち油圧による旋回式の射出ユニットが採用されている。
【０００５】
しかしながら旋回式の射出ユニットを備えた多色成形機の場合、ノズル先端の位置を注入ポートの位置に正確に合わせることが難しく、位置合わせのための特殊な構造やオペレータの熟練を必要としている。特に、金型の種類に応じて注入ポートの位置が異なった場合などに、油圧式の駆動機構を用いた多色成形機では各注入ポートの位置に応じた最適位置にノズル先端の位置を合わせることが難しく、ノズル位置の再現性も良くないなど、改善の余地があった。
【０００６】
従って本発明の目的は、ノズル部の位置を調整することが容易となり、しかも多色成形機の電動化に寄与できる射出成形機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点に基く本発明の射出成形機は、成形機フレームと、電動モータによって駆動される型締機構を備えた型締装置と、金型側面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いているサイド射出ユニットと、前記ノズル部の先端を前記注入ポートの位置に応じて移動させるよう前記射出ユニットを駆動するサイドユニット移動手段とを具備した射出成形機であって、前記サイドユニット移動手段は、前記成形機フレームの側部に配置された架台と、前記架台上に設けられ前記成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備している。
【０００８】
第２の観点に基く本発明の射出成形機は、成形機フレームと、電動モータによって駆動される型締機構を備えた型締装置と、金型正面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有するセンタ射出ユニットと、金型側面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いているサイド射出ユニットと、前記サイド射出ユニットのノズル部を移動させるようサイド射出ユニットを駆動するサイドユニット移動手段と、金型上面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いている上部射出ユニットと、前記上部射出ユニットのノズル部を上下方向に移動させるよう上部射出ユニットを駆動する上部ユニット移動手段と、前記型締装置および前記各射出ユニットの各電動モータをそれぞれ電気的に制御するコントローラとを具備した射出成形機であって、前記サイドユニット移動手段は、前記成形機フレームの側部に配置された架台と、前記架台上に設けられ前記成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型側面の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、前記上部ユニット移動手段は、前記上部射出ユニットを上下方向に駆動する電動モータと、前記上部射出ユニットのノズル部の先端を前記金型上面の注入ポートに向かって付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備している。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、前記第１の駆動機構は、前記成形機フレームの長手方向に延びる送りねじと、該送りねじに螺合しかつ前記第１の可動ベースと共に移動するナット部材と、該送りねじを回転させる前記第１の電動モータとを備えている。前記第２の駆動機構は、前記成形機フレームの幅方向に延びる送りねじと、該送りねじに螺合しかつ前記第２の可動ベースと共に移動するナット部材と、該送りねじを回転させる前記第２の電動モータとを備えている。
【００１１】
本発明の好ましい形態では、前記第１の電動モータと前記第２の電動モータがそれぞれサーボモータである。これら第１の電動モータと前記第２の電動モータがそれぞれギヤードモータであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、複数種類（例えば４色）の樹脂をほぼ同時に射出成形可能な電動式射出成形機１０を示している。
【００１３】
この射出成形機１０は、射出成形機１０の骨格をなす基体としての成形機フレーム１１と、成形機フレーム１１に組付けたセンタ射出ユニット１２と、センタ射出ユニット１２の左右両側に配置された一対のサイド射出ユニット１３，１４と、センタ射出ユニット１２の上側に配置された上部射出ユニット１５と、金型１（図３に一部を示す）を開閉駆動する型締装置１６と、射出成形機１０の作動を電気的に制御するコントローラ１７（図１に模式的に示す）を備えている。
【００１４】
センタ射出ユニット１２は、図３に示すようにノズル部２０とバレル２１とを備えている。バレル２１の内部には図示しないスクリューが設けられている。バレル２１の外部に、樹脂を加熱するためのヒータが設けられている。図５に示すようにセンタ射出ユニット１２は、スクリュー回転用の電動モータ２２と射出用の電動モータ２３等を備えている。
【００１５】
センタ射出ユニット１２のノズル部２０の先端は、金型１（図３に示す）の正面に形成された注入ポートに対向している。このセンタ射出ユニット１２は、金型１に対して射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動することができ、かつ、バレル２１やスクリュー等のメンテナンス等を行う際に、枢軸２５（図７に示す）を中心として、２点鎖線Ｐ１で示す位置まで旋回させることができる。センタ射出ユニット１２はカバー２６によって覆われている。
【００１６】
金型１を開閉するための型締装置１６は、固定型１ａを取付ける固定側ダイプレート３０と、移動型１ｂを取付ける移動側ダイプレート３１と、移動側ダイプレート３１を射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動させる型締・型開き用の電動モータ３３およびトグル機構等の型締機構３４（カバー３２の内側にある）などを備えている。
【００１７】
一対のサイド射出ユニット１３，１４のうち、操作者（オペレータ）が立つ側に位置するサイド射出ユニット１３は、以下に説明するオペレータ側のサイドユニット移動機構４０によって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向と、Ｌ軸方向とにそれぞれ独立して移動することができるようになっている。
【００１８】
操作者の反対側に位置するサイド射出ユニット１４も、サイドユニット移動機構４１（図３に一部を示す）によって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動できるようになっている。この明細書で言うＸ軸とＬ軸は、射出成形機１０の軸線Ｏに沿う方向、すなわち成形機フレーム１１の長手方向である。Ｙ軸は射出成形機１０の幅方向すなわちＸ軸と直角をなす方向である。Ｚ軸は、射出成形機１０の高さ方向である。
【００１９】
図２，図５等に示すようにオペレータ側のサイドユニット移動機構４０は、成形機フレーム１１の下部に設けた互いに平行な一対のガイドレール４２と、ガイドレール４２の上をＬ軸方向に走行可能な移動架台４３と、ガイドシャフト４４などを備えている。移動架台４３は、本発明で言う架台の一例である。ガイドレール４２とガイドシャフト４４は、それぞれＬ軸に沿って水平方向に延びている。
【００２０】
移動架台４３の上部に、ガイドシャフト４４が挿通するスライドブッシュ４５が設けられている。移動架台４３の下部に、ガイドレール４２に転接する走行用ローラ４６が設けられている。
【００２１】
移動架台４３は、Ｌ軸駆動機構５０によって、例えばメンテナンス時などに、Ｌ軸方向に大きなストロークで移動させることができるようになっている。ボールねじを用いたＬ軸駆動機構５０の一例は、成形機フレーム１１に設けた水平方向に延びる送りねじ５２と、送りねじ５２に螺合するナット部材５３と、送りねじ５２を回転させるためのハンドルの形態をとる操作部５４とを有している。ナット部材５３は移動架台４３に取付けられている。
【００２２】
移動架台４３は、操作部５４を回転させることにより、図５，図６に示す前進位置と、図７に示す後退位置とにわたって、Ｌ軸方向に往復移動させることができる。そしてこの移動架台４３は、ロックピン５５（図４，図５等に示す）によって、前進位置および後退位置に固定することができるようになっている。
【００２３】
ロックピン５５は、移動架台４３に設けたブラケット６０に形成された孔６１と、成形機フレーム１１に形成された孔６２との双方に、上方から挿入することにより、移動架台４３を図５に示す前進位置に固定することができる。また、後退位置においては、孔６１と、成形機フレーム１１に形成された孔６２´との双方にロックピン５５を挿入することにより、移動架台４３を前記後退位置に固定することができる。
【００２４】
なお、ロックピン５５を手動によって孔６１，６２あるいは６２´に出し入れする代わりに、ソレノイドやモータ等の電動アクチュエータによって、ロックピン５５を孔６１，６２あるいは６２´に出し入れするように構成してもよい。
【００２５】
また、手動式の操作部５４の代わりに、サーボモータ等の電動モータによって送りねじ５２を回転させるようにしてもよい。サーボモータによって移動架台４３のＬ軸方向の位置制御を行うとともに、所望位置にてサーボオフすることにより、移動架台４３を所望位置にロックすることができる。あるいは、ボールねじを用いない自走式の移動架台が採用されてもよい。
【００２６】
図１に示すようにＬ軸駆動機構５０の送りねじ５２は、その全長にわたって、踏み台を兼ねるカバー６５によって覆われている。このカバー６５は、丈夫な金属板等によって作られており、必要に応じて射出成形機１０の操作者（オペレータ）がカバー６５の上に乗っても、変形しないような剛性を有している。カバー６５の上面は滑り止めの凹凸加工が施されている。このカバー６５は、移動架台４３を図７に示す後退位置に移動させる際に、射出成形機１０から取り外すことができる。
【００２７】
移動架台４３の上部に昇降台７０（図２に示す）が内蔵されている。昇降台７０は、Ｚ軸駆動機構７１によって、上下方向（Ｚ軸方向）に移動させることができる。ボールねじを用いたＺ軸駆動機構７１の一例は、上下方向に延びる送りねじ７２と、送りねじ７２に螺合するナット部材７３と、送りねじ７２を回転させるためのサーボモータ等の電動モータ７５等を含んでいる。なお、Ｚ軸駆動機構７１として、ボールねじの代わりに、くさび部材あるいはシム等を用いた高さ調整手段を用いてもよい。
【００２８】
昇降台７０の上に、例えば４箇所のスライドガイド部材７９と、これらスライドガイド部材７９に沿ってＸ軸方向に移動可能なＸ軸可動テーブル８０と、この可動テーブル８０をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸駆動機構８１が設けられている。Ｘ軸可動テーブル８０は、本発明で言う第１の可動ベースの一例である。
【００２９】
ボールねじを用いたＸ軸駆動機構８１は、本発明で言う第１の駆動機構の一例であり、Ｘ軸に沿う送りねじ８２と、送りねじ８２に螺合するナット部材８３と、送りねじ８２を回転させるＡＣサーボモータ等の第１の電動モータ８５などを備えている。電動モータ８５は、コントローラ１７等のメモリに記憶したデジタルデータに基いて数値制御される。
【００３０】
Ｘ軸駆動機構８１のナット部材８３は、Ｘ軸可動テーブル８０に取付けられている。このため、モータ８５によって送りねじ８２を回転させることにより、Ｘ軸可動テーブル８０をＸ軸方向に所望量移動させることができる。
【００３１】
なお、電動モータ８５にギヤードモータ（減速機付モータ）を用いてもよい。ギヤードモータを用いる場合には、図１０に示すように、Ｘ軸方向に延びるポテンシオメータ等の位置センサ（スケール）８６を移動架台４３の昇降台７０に取付け、Ｘ軸可動テーブル８０に設けたポインタ部材８７のＸ軸方向の位置に応じた電気信号を、コントローラ１７に入力するようになっている。
【００３２】
Ｘ軸可動テーブル８０上に、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸可動テーブル９０と、このＹ軸可動テーブル９０をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸駆動機構９１が設けられている。Ｙ軸可動テーブル９０は、本発明で言う第２の可動ベースの一例である。Ｙ軸駆動機構９１は本発明で言う第２の駆動機構の一例である。
【００３３】
図６に示すように、ボールねじを用いたＹ軸駆動機構９１は、Ｙ軸方向に延びる送りねじ９２と、送りねじ９２に螺合するナット部材９３と、送りねじ９２を回転させるＡＣサーボモータ等の第２の電動モータ９４と、互いに平行な一対のガイド軸９５などを含んでいる。電動モータ８５は、コントローラ１７等のメモリに記憶したデジタルデータに基いて数値制御される。
【００３４】
図１３に示すように送りねじ９２と電動モータ９４は、Ｘ軸可動テーブル８０の上面に取付けられている。なお、電動モータ９４にギヤードモータを用いてもよい。ギヤードモータを用いる場合、Ｘ軸可動テーブル８０に対するＹ軸可動テーブル９０のＹ軸方向の位置は、図１０に示した位置センサ８６と同様のセンサ（スケール）によって検出される。各ガイド軸９５は、Ｘ軸可動テーブル８０の上面に取付けられた一対の支持部材９５ａ（図６に一部のみ示す）にその両端が支持されている。
【００３５】
Ｙ軸可動テーブル９０の両側部の近傍に、図１１に示すボールブッシュ９６が一対ずつ設けられている。これら一対のボールブッシュ９６のそれぞれにガイド軸９５を挿通することにより、Ｙ軸可動テーブル９０がガイド軸９５に沿ってＹ軸方向に案内される。
【００３６】
ボールブッシュ９６の内部には、その周方向に複数の無限軌道溝が形成され、各軌道溝に多数のボール等の転動体９７（図１１に示す）が収容されている。これらの転動体９７が、ボールブッシュ９６の内周面の周方向複数箇所においてガイド軸９５に転接するため、ボールブッシュ９６は、一般のリニアガイドに比べて高剛性でかつ荷重の方向が問題になることがない。
【００３７】
図６と図１３と図１４に示すように、ナット部材９３に第１のばね受け部材９８ａが取付けられている。Ｙ軸可動テーブル９０には、第２のばね受け部材９８ｂが固定されている。これらばね受け部材９８ａ，９８ｂは、連結部材９８ｃによって、互いに所定の距離以上離れないようにして連結されている。送りねじ９２の端部は、ベアリング９８ｄを備えた支持部材９８ｅによって回転自在に支持されている。支持部材９８ｅはＹ軸可動テーブル８０上に固定されている。
【００３８】
そして第１のばね受け部材９８ａと第２のばね受け部材９８ｂとの間に、ノズル押圧手段として機能する圧縮ばね９９が設けられている。このばね９９は、Ｙ軸可動テーブル９０を、図６中の矢印Ｐ２方向（下記ノズル部１００を金型１の注入ポートに押付ける方向）に付勢するよう取付けられている。
【００３９】
モータ９４によって送りねじ９２を回転させると、ナット部材９３と第１のばね受け部材９８ａがＹ軸方向に螺進することにより、Ｙ軸可動テーブル９０がＹ軸方向に移動する。ノズル部１００の先端が金型１の注入ポートに当接し、送りねじ９２がさらに所定量回転することにより、図１４に２点鎖線Ｐ４で示すように第１のばね受け部材９８ａが第２のばね受け部材９８ｂに向かって移動し、ばね９９が圧縮される。このばね９９の反発力によって、ノズル部１００が金型に当接する力が維持される。
【００４０】
以上説明したＸ軸駆動機構８１とＹ軸駆動機構９１は、本発明で言うサイドユニット移動手段としてのサイドユニット移動機構４０を構成している。
【００４１】
Ｙ軸可動テーブル９０上に前述のサイド射出ユニット１３が搭載されている。この射出ユニット１３は、ノズル部１００と、バレル１０１と、スクリュー回転用の電動モータ１０２と、射出用の電動モータ１０３などを備えている。バレル１０１やモータ１０２，１０３等は射出ユニット本体１０４を構成している。
【００４２】
ノズル部１００は、Ｙ軸可動テーブル９０に設けた連結部１０５に、ボルト等の締結部品によって着脱可能に固定されている。ノズル部１００の先端は金型１（図３に一部を示す）の分割面の側部に形成された注入ポートに対向している。バレル１０１の内部にスクリューが設けられている。バレル１０１の外部にヒータが設けられている。バレル１０１の基部には、樹脂を投入するホッパ１０９（図４などに示す）が装着される。
【００４３】
バレル１０１の熱膨張を吸収するために、射出ユニット本体１０４は、図６に示すガイド１０６に沿って、バレル１０１の軸線方向にスライドできるようにしている。このため、ヒータの熱によってバレル１０１が熱膨張しても、射出ユニット本体１０４に熱応力が作用することを回避できるとともに、射出時にノズル部１００の反力が射出ユニット本体１０４に加わることを回避できる。ノズル部１００の反力は、連結部１０５とＹ軸可動テーブル９０を介して、ばね９９によって支持される。
【００４４】
サイド射出ユニット１３は、常時は図６に示すようにノズル部１００が連結部１０５に固定され、ノズル部１００が射出成形機１０の軸線Ｏと直角をなす方向を向いている。例えばメンテナンス時など、サイド射出ユニット１３を前記後退位置（図７に示す位置）に移動させる際には、ノズル部１００を連結部１０５から分離させることにより、軸１０７を中心として図７に示す位置に旋回させることが可能である。射出ユニット本体１０４はカバー１０８によって覆われている。
【００４５】
一対のサイド射出ユニット１３，１４のうち、オペレータの反対側に位置するサイド射出ユニット１４（図３と図４に示す）も、サイドユニット移動機構４１によって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させることができるように構成されている。このサイドユニット移動機構４１は、前述のＬ軸駆動機構５０を備えていない点を除き、オペレータ側のサイドユニット移動機構４０と同様に構成されている。このためオペレータ側のサイドユニット移動機構４０と共通の部位に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。ただしこの移動機構４１もオペレータ側の移動機構４０と同様に、Ｌ軸駆動機構５０を備えていてもよい。
【００４６】
図８と図９に示すように、上部射出ユニット１５は、上部フレーム１２０に設けた傾動ベース１２１に搭載されている。傾動ベース１２１は、射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動可能なスライドベース１２２によって支持されている。スライドベース１２２は、水平方向駆動機構１２７によって、射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動させることができる。水平方向駆動機構１２７は、送りねじ１２３と、送りねじ１２３に螺合するナット部材１２４と、送りねじ１２３を回転させるギヤードモータ等の電動モータ１２６などによって構成されている。
【００４７】
傾動ベース１２１は、ボールねじを用いた上下駆動機構１３０によって、軸１３１を中心に上下方向に回動させることができる。上下駆動機構１３０は、送りねじ１３５と、送りねじ１３５に螺合するナット部材１３６と、送りねじ１３５を回転させるギヤードモータ等の電動モータ１３８と、傾動ベース１２１の傾斜角度等に関する位置信号をコントローラ１７に出力する位置センサ（図示せず）などを備えている。
【００４８】
電動モータ１３８と送りねじ１３５は、上下方向に延びる連結プレート１４０に取付けられている。連結プレート１４０の下部は、軸１４１を中心に前後方向に回動することができる。
【００４９】
傾動ベース１２１の後端部にリンク１４３が取付けられている。リンク１４３には、ベアリング１５０（図１２に示す）によって第１のばね受け部材１５１が回動自在に取付けられている。ナット部材１３６に第２のばね受け部材１５２が設けられている。
【００５０】
これらばね受け部材１５１，１５２の間に、ノズル押圧手段として機能する圧縮ばね１５３が設けられている。ばね１５３は、リンク１４３を介して傾動ベース１２１を図８中の矢印Ｐ３方向に付勢している。第１のばね受け部材１５１と第２のばね受け部材１５２は、連結部材１５５によって、互いに所定の距離以上離れることが阻止されている。リンク１４３とばね受け部材１５１とは、互いにベアリング１５０によって軸１５４を中心に円滑に回動することができる。
【００５１】
以上説明した水平方向駆動機構１２７と上下駆動機構１３０は、本発明で言う上部ユニット移動手段を構成している。
【００５２】
上部射出ユニット１５は、ノズル部１６０と、バレル１６１と、スクリュー回転用の電動モータ１６２と、射出用電動モータ１６３（図９に示す）などを備えている。バレル１６１とモータ１６２，１６３等は、射出ユニット本体１６４を構成している。ノズル部１６０の先端は、金型１の分割面の上端に形成された注入ポートに対向している。
【００５３】
バレル１６１の内部にスクリューが設けられている。バレル１６１の外部にヒータが設けられている。バレル１６１の熱膨張を吸収するために、射出ユニット本体１６４は、傾動ベース１２１に対してバレル１６１の軸線方向にスライド可能としている。射出ユニット本体１６４はカバー１６５によって覆われている。
【００５４】
図８に示すように、上部フレーム１２０の一端側は、固定側ダイプレート３０を設ける固定盤の上部１７０によって支持されている。上部フレーム１２０の他端側は一対の支柱１７１，１７２によって支持されている。このように固定盤の上部１７０と支柱１７１，１７２とによって上部フレーム１２０の両端部を支持することにより、上部フレーム１２０に加わる上部射出ユニット１５や駆動機構１２７，１３０等の大荷重に耐えることができる。
【００５５】
図９に示すように支柱１７１，１７２は、射出成形機１０の軸線方向に互いに位置をずらして設けられているため、図７に示すようにセンタ射出ユニット１２を枢軸２５を中心に旋回させる際に、センタ射出ユニット１２と支柱１７１，１７２との干渉を避けることができる。また、支柱１７１または１７２は、センタ射出ユニット１２の旋回のストッパとして機能させることができる。
【００５６】
次に、上記構成の射出成形機１０の動作について説明する。
型締装置１６によって金型１を閉じ、センタ射出ユニット１２を前進させることにより、センタ射出ユニット１２のノズル部２０の先端を金型１の注入ポートに嵌合させる。また、サイド射出ユニット１３，１４を、それぞれＹ軸駆動機構９１によってＹ軸方向に移動させることにより、各ノズル部１００の先端を金型側面の注入ポートに嵌合させる。ノズル部１００は、ばね９９（図６に示す）の弾力によって注入ポートに押圧される。ばね９９が撓むことにより、ノズル部１００のＹ軸方向のノズル押圧力を維持することができる。
【００５７】
なお、金型１の注入ポートの位置に応じて、ノズル部１００の位置を調整することができる。例えばＸ軸駆動機構８１によって、ノズル部１００のＸ軸方向の位置を調整する。また、Ｚ軸駆動機構７１によって、ノズル部１００のＺ軸方向の位置を調整することができる。
【００５８】
上部射出ユニット１５は、上下駆動機構１３０のモータ１３８を作動させ、傾動ベース１２１を回動降下させることにより、ノズル部１６０の先端を金型上面の注入ポートに嵌合させる。ノズル部１６０は、ばね１５３（図１２に示す）の弾力によって注入ポートに押圧される。このばね１５３が圧縮されて撓むため、ノズル部１６０の上下方向のノズル押圧力を維持することができる。
【００５９】
また、上部射出ユニット１５のスライドベース１２２を、水平方向駆動機構１２７によって射出成形機１０の軸線Ｏ方向に移動させることにより、ノズル部１６０の軸線Ｏ方向の位置を調整することができる。
【００６０】
こうして各ノズル部２０，１００，１６０を金型１の注入ポートに嵌合させた状態で、射出・充填工程等を経て所定の色彩の樹脂を金型１内に射出成形する。そののち、冷却・計量工程等を経てノズル部２０，１００，１６０を金型１から離し、型締装置１６によって金型１を開くとともに、成形後の製品をエジェクタ機構によって突き出すことにより、１サイクル分の射出成形工程が終了する。
【００６１】
各射出ユニット１２，１３，１４，１５によって、異なる色彩の樹脂を金型１に射出すれば、１台の射出成形機１０によって多色の射出成形を行うことができる。あるいは、各射出ユニット１２，１３，１４，１５によって性質の異なる樹脂を射出すれば、要求される製品の機能に応じた性質を有する複数種類の樹脂部品を同時に成形することもできる。
【００６２】
この射出成形機１０は、各射出ユニット１２，１３，１４，１５をはじめとして、型締装置１６や駆動機構８１，９１，１２７，１３０などの可動部の駆動手段が電動化され、コントローラ１７等のメモリに記憶したデジタルデータに基いて数値制御するようにしている。このため、一度設定されたノズル位置を何度でも再現することができ、油圧式の駆動機構を用いる多色成形機と比較して再現性がきわめて優れている。さらに、Ｌ軸駆動機構５０やＺ軸駆動機構７１等についても電動化して数値制御を行ってもよく、こうすることにより、多色成形機のさらなる電動化（全電動化）を実現できる。
【００６３】
センタ射出ユニット１２のメンテナンス等を行う際には、図７に示すように、サイド射出ユニット１３のノズル部１００をＹ軸可動テーブル９０の連結部１０５から取外し、軸１０７を中心に射出ユニット本体１０４を移動の邪魔にならない位置まで旋回させる。また、ロックピン５５を成形機フレーム１１の孔６２から外す。そしてＬ軸駆動機構５０によって、サイド射出ユニット１３を、Ｌ軸方向に、後退位置まで大きなストロークで移動させることにより、センタ射出ユニット１２の側方の空間Ｓを確保する。
【００６４】
この状態で、センタ射出ユニット１２を２点鎖線Ｐ１で示す位置に旋回させることにより、例えばバレル２１からスクリューを取り出したり、ノズル周りを清掃するなどのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００６５】
本発明で言う架台は、前記実施形態のようにＬ軸方向に移動可能な移動架台４３であってもよいが、成形機フレーム１１と一体に設けた固定式の架台であってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、サイドユニット移動手段は、成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、型締装置や射出ユニットおよびユニット移動手段の電動化により、ノズル位置の設定等を数値制御によって正確に行うことができ、油圧式の駆動機構を用いる多色成形機と比較してノズル位置の設定が容易でかつ再現性に優れている。
【００６７】
請求項２に記載した発明によれば、サイドユニット移動手段は請求項１に記載した発明と同様に構成され、また上部ユニット移動手段は上部射出ユニットを上下方向に駆動する電動モータと上部射出ユニットのノズル部の先端を前記金型上面の注入ポートに向かって付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、型締装置やセンタ射出ユニット、サイド射出ユニットおよび上部射出ユニットなどが電動化され、コントローラによって電気的に数値制御することができる。このため、一度設定されたノズル位置を何度でも再現することができ、ノズル部の先端を所定の正確な位置に設定できるとともに、再現性がきわめて優れている。
【００６８】
本発明によれば、架台上に設けられた第１の可動ベースと第１の駆動機構および第２の可動ベースと第２の駆動機構を用いて、サイド射出ユニットを成形機フレームの長手方向と幅方向に移動させることにより、金型の注入ポートの位置に応じてノズル部の位置を調整することができる。
【００６９】
請求項３に記載した発明によれば、第１の駆動機構として、送りねじとナット部材および電動モータを用いることにより、前記第１の可動ベースを成形機フレームの長手方向に移動させることができ、この方向へのノズル部の位置を微調整することが可能である。
【００７０】
請求項４に記載した発明によれば、第２の駆動機構として、送りねじとナット部材および電動モータを用いることにより、前記第２の可動ベースを成形機フレームの幅方向に移動させることができ、この方向へのノズル部の位置を微調整することが可能である。
【００７１】
請求項５に記載した発明によれば、サーボモータを使用することにより、サイド射出ユニットを正確に位置決めすることができ、位置検出用のスケールを省略することが可能である。また、サーボオフすることによって所望位置にてロックすることが可能であり、保持電流が不要である。
【００７２】
請求項６に記載した発明によれば、比較的安価に入手できかつ制御の容易なギヤードモータを用いることで、多色成形機の電動化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す射出成形機の斜視図。
【図２】 図１に示された射出成形機の側面図。
【図３】 図１に示された射出成形機の上部射出ユニットを省略して示す平面図。
【図４】 図１に示された射出成形機の背面図。
【図５】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットとサイド射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す側面図。
【図６】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットとサイド射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す平面図。
【図７】 図６に示されたサイド射出ユニットをＬ軸方向に後退させた状態の平面図。
【図８】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットと上部射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す側面図。
【図９】 図１に示された射出成形機のセンタ射出ユニットと上部射出ユニットを、それぞれカバーを省略して示す平面図。
【図１０】 位置センサの一例を示す側面図。
【図１１】 図１に示された射出成形機に使用されるボールブッシュの一例を示す斜視図。
【図１２】 図８中のＦ１２−Ｆ１２線に沿う断面図。
【図１３】 図１に示された射出成形機のＹ軸駆動機構を示す断面図。
【図１４】 図１３中のＦ１４−Ｆ１４線に沿うＹ軸駆動機構の断面図。
【符号の説明】
１０…射出成形機
１１…成形機フレーム
１２…センタ射出ユニット
１３，１４…サイド射出ユニット
１５…上部射出ユニット
１６…型締装置
２０…ノズル部
４０，４１…サイドユニット移動機構（サイドユニット移動手段）
４３…移動架台（架台）
８０…Ｘ軸可動テーブル（第１の可動ベース）
８１…Ｘ軸駆動機構（第１の駆動機構）
８５…第１の電動モータ
９０…Ｙ軸可動テーブル（第２の可動ベース）
９１…Ｙ軸駆動機構（第２の駆動機構）
９４…第２の電動モータ
９９…ばね（ノズル押圧手段）
１００…ノズル部
１２７…水平方向駆動機構（上部ユニット移動手段）
１３０…上下駆動機構（上部ユニット移動手段）
１６０…ノズル部
Claims (6)
- 成形機フレームと、
電動モータによって駆動される型締機構を備えた型締装置と、
金型側面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いているサイド射出ユニットと、
前記ノズル部の先端を前記注入ポートの位置に応じて移動させるよう前記サイド射出ユニットを駆動するサイドユニット移動手段と、
を具備した射出成形機であって、
前記サイドユニット移動手段は、
前記成形機フレームの側部に配置された架台と、
前記架台上に設けられ前記成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、
前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、
前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、
前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを備えた第２の駆動機構と、
前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねと、
を具備したことを特徴とする射出成形機。 - 成形機フレームと、
電動モータによって駆動される型締機構を備えた型締装置と、
金型正面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有するセンタ射出ユニットと、
金型側面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いているサイド射出ユニットと、
前記サイド射出ユニットのノズル部を前記注入ポートの位置に応じて移動させるようサイド射出ユニットを駆動するサイドユニット移動手段と、
金型上面の注入ポートに接続されるノズル部を有しかつスクリュー回転用の電動モータおよび射出用電動モータを有し該ノズル部がバレルに対し斜め方向を向いている上部射出ユニットと、
前記上部射出ユニットのノズル部を上下方向に移動させるよう上部射出ユニットを駆動する上部ユニット移動手段と、
前記型締装置および前記各射出ユニットの各電動モータをそれぞれ制御するコントローラと、
を具備した射出成形機であって、
前記サイドユニット移動手段は、
前記成形機フレームの側部に配置された架台と、
前記架台上に設けられ前記成形機フレームの長手方向に移動可能な第１の可動ベースと、
前記第１の可動ベースを前記成形機フレームの長手方向に移動させる第１の電動モータを備えた第１の駆動機構と、
前記第１の可動ベース上に設けられ、前記成形機フレームの幅方向に移動可能で前記サイド射出ユニットが搭載された第２の可動ベースと、
前記第２の可動ベースを前記成形機フレームの幅方向に移動させる第２の電動モータを 備えた第２の駆動機構と、
前記サイド射出ユニットのノズル部の先端を前記金型側面の注入ポートに押付ける方向に前記第２の可動ベースを付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備し、
前記上部ユニット移動手段は、
前記上部射出ユニットを上下方向に駆動する電動モータと、前記上部射出ユニットのノズル部の先端を前記金型上面の注入ポートに向かって付勢するためのノズル押圧手段として機能するばねとを具備したことを特徴とする射出成形機。 - 前記第１の駆動機構は、前記成形機フレームの長手方向に延びる送りねじと、該送りねじに螺合しかつ前記第１の可動ベースと共に移動するナット部材と、該送りねじを回転させる前記第１の電動モータとを備えていることを特徴とする請求項２記載の射出成形機。
- 前記第２の駆動機構は、前記成形機フレームの幅方向に延びる送りねじと、該送りねじに螺合しかつ前記第２の可動ベースと共に移動するナット部材と、該送りねじを回転させる前記第２の電動モータとを備えていることを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
- 前記第１の電動モータと前記第２の電動モータがそれぞれサーボモータであることを特徴とする請求項４記載の射出成形機。
- 前記第１の電動モータと前記第２の電動モータがそれぞれギヤードモータであることを特徴とする請求項４記載の射出成形機。
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