JP4382730B2 - 電動式射出装置 - Google Patents

Description

この発明は、射出加熱筒からの伝熱による前プレートの昇温を制御した電動式射出装置に関するものである。

射出装置では、射出加熱筒に供給された材料樹脂を成形温度に加熱しながら射出スクリのュの回転により可塑化したのち、射出加熱筒先端のノズルから可塑化された樹脂を金型に射出している。このため射出加熱筒からの伝熱が他の個所に及んで不具合が生じないように、供給ブロックに加熱を制御する温調手段を設け、また供給ブロックと射出加熱筒の保持体との間に断熱材を設けたりしている。また電動式射出装置では駆動用のボールねじ軸の高温化を冷却により防止したり、ボールねじ軸とボールナットの螺合部の潤滑不良を防止するために、ボールナットを水冷又は空冷することが試みられている。
特開２００４−１６０６８８１号公報 実開平５−１６２６６号公報 特開２００２−２７３７７０号公報

前後一対の支持用のプレートに連結した複数本のガイドシャフトに、スクリュ駆動体を挿通支持した電動式射出装置、またはガイドシャフトと平行にして前後プレートに２本のボールねじ軸を回転自在に設けた電動式射出装置では、前部プレートに射出加熱筒を取付けていることから、射出加熱筒からの伝熱により前プレートの温度が高くなる傾向にある。前プレートが高温になると熱膨張による歪みが大きくなり易く、これが前プレートと後プレートさらにはスクリュ駆動体との熱膨張差による装置の歪みとなって、装置精度にも影響するようになる。

前プレートの昇温は、射出加熱筒からの伝熱を遮断することによって防止できる。しかし、従来の供給ブロックの温調による伝熱の制御では、射出加熱筒における加熱効率を考慮して行う必要があることから限界があり、このため供給ブロックの温調をもって前プレートの温度を制御することは難しい。また断熱材による遮断効率は肉厚に比例するので、厚肉の断熱材でなければ充分といえず、供給ブロックの温調手段と併用しても、前プレートに装着した射出加熱筒の後端部からの伝熱は防止できないので効率としてはあまり期待できない。またボールねじ軸を冷却したり、スクリュ駆動体のボールナット部材を冷却しても、その冷却により前プレートまでをも温度制御することは困難なことである。

この発明の目的は、ガイドシャフトやボールねじ軸、供給ブロック及び射出加熱筒の取付けによって、装置の前部構造の一部をなす前プレートの伝熱による高温化を、前プレート自体の温度制御を以て防止することができる電動式射出装置を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、前後一対の支持用のプレートに連結した複数本のガイドシャフトと、そのガイドシャフトと平行にして前後一対の支持用のプレートにボール軸受をもって回転自在に設けた２本のボールねじ軸と、ガイドシャフトに挿通するとともにボールナット部材をボールねじ軸に螺合して、プレート間に進退自在に設けたスクリュ駆動体と、後プレートに取付けたスクリュ駆動体の電動駆動機構と、前プレートの前面中央に取付けた供給ブロックと、その供給ブロックと前プレートの中央穴部とに後端部を貫通して該供給ブロックに固設した射出加熱筒とからなる電動式射出装置において、上記前プレートの内部に該前プレートと上記ボール軸受の加熱を制御する冷媒の冷却路を、上記中央穴部の左右に並設して中央穴部とボール軸受の間に設ける一方、上記供給ブロックの内部に冷却路を設け、その冷却路の冷媒による温調手段を供給ブロックに設けてなる、というものである。

またこの発明の上記前プレートの冷却路は、前プレートの上面から中央穴部の左右に並設して中央穴部とボール軸受の間に介在させ、両下端を外部の管路と接続してプレート上面の左右開口のいずれか一方を入口、他方を出口とする穿孔からなるというものであり、また上記前プレートと供給ブロックとの間に断熱板を設けてなる、というものである。

上記構成では、冷媒による温度制御によって長時間にわたり成形作業を継続しても前プレートが高温とならず、ガイドシャフトにも伝熱の影響が及ばないので、ガイドシャフトにより前プレートと連結されている後プレートとの熱膨張差、さらにはスクリュ駆動体との熱膨張差による装置の歪みが生じ難くなる。また前プレートに内設したボール軸受も伝熱により高温とならず、摩擦による発熱も抑制されることから潤滑剤の加熱劣化も防止されるようになる。

また前プレートに加えて供給ブロックにも冷媒による温調手段を設けたので、供給ブロックにおいてある程度の伝熱の抑制が行えることから、前プレートへの伝熱量が低減し、前プレートにおける冷媒の吸熱効率が一段と向上する。さらに断熱材により前プレートと供給ブロックとを断熱することによって前プレートへの伝熱量が著しく低減するので、成形温度が高い樹脂を材料として成形を行う場合でも前プレートにおける温度制御を効率よく行え、しかも前プレートと供給ブロックの両方が冷媒により温度制御されているので、断熱材は薄いものでも充分にその効果を発揮する。これにより断熱材が介在しても前プレートと供給ブロックの連結が容易に堅牢に行うことができ、断熱材の介在がない場合と同様な取付け強度を有する。

図中１，２は前後一対の支持用のプレートで、四隅部にガイドシャフト３，３が連結してある。４は中央に射出スクリュ４ａの後端部を回転自在に連結したスクリュ駆動体で、図では省略したが、射出スクリュ４ａを回転して材料計量を行う電動モータが取付けてある。このスクリュ駆動体４はガイドシャフト３，３に挿通して前後のプレート１，２の間に進退自在に設けてある。

また前プレート１の前面中央には、上部に供給口１１を有する供給ブロック１２が設けてあり、その供給ブロック１２に加熱手段を外周に有する射出加熱筒１３が、後端部を供給ブロック１２と前プレート１に設けた中央穴部１０（図４参照）に貫通して、該供給ブロック１２に固設してある。

駆動用のボールねじ軸が二軸の電動式射出装置では、前後のプレート１，２に連結したガイドシャフト３，３と平行に２本のボールねじ６，６を、プレート１，２にわたりボール軸受１４を用いて回転自在に設け、そのボールねじ６，６に両側内に設けたボールナット部材５，５をそれぞれ螺合して、スクリュ駆動体４をプレート間に進退自在に設けている。またボールねじ軸６，６の回転は、図では省略するが後プレート２に取付けた電動駆動機構により同時に行えるようにしてある。

上記前プレート１の内部と供給ブロック１２の内部には、図２以下に示すように冷却路１５，１６が設けてあり、その冷却路１５，１６を流動する冷媒により前プレート１と供給ブロック１２の温度を冷媒温度付近まで温調できるようにしてある。

また前プレート１と供給ブロック１２との間に板状の断熱材１７を設け、その断熱材１７により供給ブロック１２から前プレート１への伝熱が低減するようにしてある。この供給ブロック１２の温度制御と断熱材１７による伝熱の低減は、樹脂の成形温度が高く、前プレート１の冷媒による温度制御では伝熱の影響を充分に抑え難いときに併用される。

図２及び図３に示す前プレート１の冷却路１５は、図４に示すように、前プレート１の上面から中央穴部１０の左右に穿孔を並設し、その穿孔の下端を外部の管路１５ａにより接続して、上面の左右開口のいずれか一方を入口、他方を出口とする冷却路１５に形成している。このような冷却路１５は中央穴部１０とボール軸受１４の間に介在するので、これによりボール軸受１４の温調が可能となる。

また供給ブロック１２の冷却路１６は、ブロック下面から中央穴部１０の左右に前後一対の穿孔を並設し、その左右の穿孔の下部を中央穴部１０の下側のブロック側面からの穿孔により接続するとともに、片側の前後一対の穿孔の上部をブロック正面からの穿孔により接続し、側面及び正面からの穿孔の開口を閉塞して前後一対の連通孔に形成し、その連通孔の上部のそれぞれをブロック側面からの穿孔と接続して、左右開口のいずれか一方が入口、他方が出口となった冷却路１６に形成している。

上記前プレート１では、冷却路１５を流動する冷媒により前プレート１の熱が吸熱されて冷媒とほぼ同じ温度に維持されるので、射出加熱筒１３の後端部からの伝熱により前プレート１が加熱を受けると、その熱量は吸熱により減少して長時間にわたり成形作業を継続しても前プレート１が高温にならない。このためガイドシャフト３，３にも伝熱の影響が及ばないので、ガイドシャフト３，３により前プレート１と連結されている後プレート２との熱膨張差、さらにはスクリュ駆動体４との熱膨張差による装置の歪みが生じ難くなって、装置精度が保たれるようになる。またボールねじ軸６，６を回転自在に軸承する前プレート１の両側のボール軸受１４，１４にも伝熱が及ばず、回転摩擦による発熱も抑制されることから潤滑剤の加熱劣化も防止されるようになる。

また前プレート１に加えて供給ブロック１２にも冷却路１６を設けて、その冷却路１６を流動する冷媒により温度制御を行うと、供給ブロック１２においても伝熱の制御が行えることから、前プレート１への伝熱量が低減して前プレート１における冷媒の吸熱効率が一段と向上する。さらに断熱材１７により前プレート１と供給ブロックとを断熱することによって、前プレート１への伝熱量が著しく低減するので、成形温度が高い樹脂を材料として成形を行う場合でも、前プレート１における温度制御が効率よく行え、しかも前プレート１と供給ブロック１２の両方が冷媒により温度制御されているので、断熱材１７は薄いものでも充分にその効果を発揮する。これにより断熱材１７が介在しても前プレート１と供給ブロック１２の連結が容易に堅牢に行うことができ、断熱材１７の介在がない場合と同様な取付け強度を有する。

同じく二軸のボールねじ軸を備えた電動式射出装置の略示平面図である。 この発明による二軸のボールねじ軸を備えた電動式射出装置の前部構造の平面図である。 同じく他の実施形態の平面図でる。 同じく他の実施形態の前部構造の平面図である。

１ 前プレート
２ 後プレート
３ ガイドシャフト
４ スクリュ駆動体
５ ボールナット部材
６ ボールねじ軸
１０ 中央穴部
１１ 供給口
１２ 供給ブロック
１３ 射出加熱筒
１４ ボール軸受
１５ 前プレートの冷却路
１６ 供給ブロックの冷却路
１７ 断熱部材

Claims (3)

1. 前後一対の支持用のプレートに連結した複数本のガイドシャフトと、そのガイドシャフトと平行にして前後一対の支持用のプレートにボール軸受をもって回転自在に設けた２本のボールねじ軸と、ガイドシャフトに挿通するとともにボールナット部材をボールねじ軸に螺合して、プレート間に進退自在に設けたスクリュ駆動体と、後プレートに取付けたスクリュ駆動体の電動駆動機構と、前プレートの前面中央に取付けた供給ブロックと、その供給ブロックと前プレートの中央穴部とに後端部を貫通して該供給ブロックに固設した射出加熱筒とからなる電動式射出装置において、
   上記前プレートの内部に該前プレートと上記ボール軸受の加熱を制御する冷媒の冷却路を、上記中央穴部の左右に並設して中央穴部とボール軸受の間に設ける一方、上記供給ブロックの内部に冷却路を設け、その冷却路の冷媒による温調手段を供給ブロックに設けてなることを特徴とする電動式射出装置。
2. 上記前プレートの冷却路は、前プレートの上面から中央穴部の左右に並設して中央穴部とボール軸受の間に介在させ、両下端を外部の管路と接続してプレート上面の左右開口のいずれか一方を入口、他方を出口とする穿孔からなることを特徴とする請求項１記載の電動式射出装置。
3. 上記前プレートと上記供給ブロックとの間に断熱板を設けてなることを特徴とする請求項１記載の電動式射出装置。

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