JP4727379B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、１つの金型に対して１対の射出ユニットを設けたツインノズル射出を行う射出成形機に関する。

１つの金型に対して１対の射出ユニットを設け、ツインノズルで射出を行うようにした射出成形機は、金型に設けた２つの樹脂注入口を通して金型内に、２つの射出ユニットのノズルからそれぞれ樹脂（溶融樹脂）を射出することが可能であるので、１つの金型にキャビティを１つだけ設けた場合には、２つの射出ユニットからの射出量を足し合わせた射出量を得ることができて、大型の成形品を得ることができ、また、２つの射出ユニットからの異種の樹脂を射出することも可能であるので、２色成形を容易に行える。さらに、１つの金型に互いに独立した２つのキャビティを設けた場合には、１つの射出ユニットから、樹脂注入口、スプル、ランナーを経由して２つのキャビティに樹脂を射出する場合のように、スプルと２つのキャビティとを連通させるランナーを設ける必要がないので、ランナーの分だけ樹脂の無駄をなくすことができる。

上記のような１つの金型に対して１対の射出ユニットを設けた射出成形機は、種々の構成が提案されており、例えば、特許文献１に示されたような技術が挙げられる。
特開２００４−２３７４５８号公報

１つの金型に対して１対の（２つの）射出ユニットを設けた射出成形機では、２つの射出ユニットを上下に２連に並べると、下側の射出ユニットへの原料供給困難であったり、上側の射出ユニットのノズルから滴下した樹脂が下側のそれに付着することから、２つの射出ユニットは水平に２連に並べた構成を採るのが、一般的である。

ところで、１つの金型に対して、水平配置された互いに平行な１対の射出ユニットを設けた射出成形機においては、金型の樹脂注入口、スプルを経由してキャビティ内に射出される樹脂の広がり挙動をできるだけ均等なものとするため等の理由から、金型の樹脂注入口は、金型の辺部に近い位置ではなく、ある程度金型の中央に近い位置に形成されるべきである。このように、金型の中央に近い位置に、２つの射出ユニットのノズルがそれぞれ押し付けられる２つの樹脂注入口が形成されることを前提とすると、２つの射出ユニットはできるだけ近接して配置されることが望まれる。しかしながら、１つの金型に対してツインノズル射出を行う従来の射出成形機においては、２つの射出ユニットを接近配置すること、すなわち、２つの射出ユニットのノズル軸中心の間隔を狭めることに関しては、さほどの考慮が払われていなかった。特に、２つの射出ユニットを互いに独立してノズルタッチ／ノズルバック動作させるようにした射出成形機においては、各射出ユニットにそれぞれ１対のノズルタッチ機構を設ける必要があることから、２つの射出ユニットのノズル軸中心の間隔を狭めることを難しくしており、このような、２つの射出ユニットが互いに独立してノズルタッチ／ノズルバック動作可能な射出成形機では、２つの射出ユニットのノズル軸中心の間隔を狭めることへの要求がより切実であった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、１つの金型に対して１対の射出ユニットを設けた射出成形機において、２つの射出ユニットのノズル軸中心の間隔を、良好な樹脂挙動による射出が可能なように、好適設定することにある。

上記した目的を達成するため、本発明は、１つの金型に対して水平配置された互いに平行な１対の射出ユニットが設けられており、型開閉ユニットにおける４本のタイバーのうちで横方向で相対する２本のタイバー間の寸法の６０％以下の範囲内に、２つの前記射出ユニットのノズル軸中心を配置した射出成形機において、前記各射出ユニットはそれぞれ対をなすノズルタッチ機構をもち、前記各射出ユニットにおけるそれぞれ２つのノズルタッチ機構は、射出軸中心に対して対称に、かつ、互いの配置高さを変えて各ノズルタッチ機構の軸中心を結ぶ線分が斜めになるように配置され、前記各射出ユニットにおいて内側（射出成形機の中心側）に配置された隣り合う前記ノズルタッチ機構同士は、上下関係をとることを特徴とする。
また、上記構成において、前記各射出ユニットには、他方のノズルタッチ機構の一部の配置を許容する凹部が設けられたことを特徴とする。

射出成形機においては、金型の形状が例えば正４角形（型開閉方向から見て正４角形）である場合には、金型に形成されるキャビティは、上記の正４角形の横寸法、縦寸法それぞれのおおよそ半分強の寸法以下の範囲内に形成されるのが、一般的である。ここで、固定ダイプレートに取り付けられる固定側金型および可動ダイプレートに取り付けられる可動側金型は、その外形寸法を、固定ダイプレートの４隅とテールストックの４隅との間に掛け渡された４本のタイバーによって規制されるので、つまり、金型の外形寸法は、４本のタイバーのうちで横方向で相対する（横並びする）２本のタイバー間の寸法以内、および、縦方向で相対する（縦並びする）２本のタイバー間の寸法以内に規制されるので、横方向で相対する２本のタイバー間の寸法よりも若干小さい寸法が、金型の横方向寸法の許容最大値となる。本発明では、横方向で相対する２本のタイバー間の寸法の６０％以下の範囲内に、２つの射出ユニットのノズル軸中心を配置しているので、金型の横方向寸法が許容最大値程度の値の場合には、２つの射出ユニットのノズル軸中心は、金型の横寸法のおおよそ半分強の寸法以下の範囲内に形成されるキャビティの投影面積内にほぼ収まることになり、良好な樹脂挙動による射出が可能となる。
また、２つの射出ユニットが互いに独立してノズルタッチ／ノズルバック動作可能なように、各射出ユニットにそれぞれ１対のノズルタッチ機構を設けた構成をとっても、各射出ユニットにおける２つのノズルタッチ機構は、射出軸中心に対して対称に、かつ、互いの配置高さを変えて各ノズルタッチ機構の軸中心を結ぶ線分が斜めになるように配置され、各射出ユニットにおいて隣り合うノズルタッチ機構同士は、上下関係をとるように構成しているので、２つの射出ユニットのノズル軸中心の間隔を可及的に狭めることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１〜図４は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機の全体概要を示す斜視図である。

図１において、１は、射出成形機の下部骨格を構成するフレーム、２は、フレーム１の左側上部に設けられた横型の型開閉ユニット、３は、フレーム１の右側上部に設けられた１対の横型の（水平配置された）射出ユニットであり、対をなす射出ユニット３は互いに平行に配設されていて、ここでは、２つの射出ユニット３は同一の能力をもつものとして構成されている。

型開閉ユニット２において、４は、フレーム１上に固設され、図示せぬ固定側金型を搭載した固定ダイプレート、５は、固定ダイプレート４と対向するように配置され、図示せぬ型開閉用サーボモータを搭載すると共に、成形運転状態では固定位置をとるテールストック、６は、固定ダイプレート４の４隅とテールストック５の４隅との間に掛け渡らされた４本のタイバーで、ここでは、各タイバー６の軸中心は、正４角形の各頂点にあるように配置されている。７は、各タイバー６に挿通されて各タイバー６をガイドとして前後進可能であると共に、図示せぬ可動側金型を搭載した可動ダイプレート、８は、その回転部を図示せぬ型開閉用サーボモータにより回動駆動され、テールストック５に回転可能に保持された上記の回転部に螺合されると共に、回転部の回転で直線移送される直動部をもつボールネジ機構（図では、ボールネジ機構８の直動部のみが描かれている）、９は、テールストック５と可動ダイプレート７とを連結するように配設され、ボールネジ機構８の直動部により駆動されて、可動ダイプレート７を固定ダイプレート４に対して前進または後退させるトグルリンク機構である。なお、図示せぬ固定側金型と可動側金型とで、１対の射出ユニット３に対して、１つの金型が構成されており、型締め状態では、金型によって成形空間であるキャビティが形づくられるようになっている。

上記した図示せぬ型開閉用サーボモータの所定方向の回転は、図示せぬ回転伝達機構（プーリ、ベルトによる回転伝達機構）を介してボールネジ機構８に伝達され、型開閉用サーボモータの回転は、ボールネジ機構８により直線運動に変換されてトグルリンク機構９のクロスヘッドに伝達され、これによりトグルリンク機構９が伸張駆動されることで、可動ダイプレート７が固定ダイプレート４に対して前進駆動されて型閉じが行われる。型閉じによって、図示せぬ可動側金型が図示せぬ固定側金型にタッチした後も、型開閉用サーボモータの所定方向の回転は所定量だけ継続され、これにより、金型（可動側金型と固定側金型）に対して所定の型締め力が付与される。型開き時には、型開閉用サーボモータは先とは逆方向に回転駆動され、この型開閉用サーボモータの回転は、ボールネジ機構８により直線運動に変換されてトグルリンク機構９のクロスヘッドに伝達され、これによりトグルリンク機構９が折り畳み駆動されることで、可動ダイプレート７が固定ダイプレート４に対して後退駆動されて、これにより型閉じが行われる。このような型閉じ・型締め動作、型開き動作は、公知のものと同様である。

図２は、２つの射出ユニット３の構成を示す平面図であり、同図では、後述するノズルタッチ機構２０についてはその図示を割愛してある。図１、図２に示す各射出ユニット３において、１１は、フレーム１上に設けられたヘッドストック、１２は、ヘッドストック１１と対向するようにフレーム１上に設けられた保持プレート、１３は、ヘッドストック１１と保持プレート１２との間に掛け渡らされた複数本（ここでは、各射出ユニット３につき４本）の連結軸、１４は、ヘッドストック１１にその基端部を固定され、その先端にノズル１５を固定すると共に、その内部に図示せぬスクリューを回転並びに前後進可能であるように内蔵した加熱シリンダ、１６は、連結軸１３にガイドされ、ヘッドストック１１と保持プレート１２との間で前後進可能な直動プレート（ロードセルが一体化された直動するプレート部材）、１７は、直動プレート１６に搭載された計量用サーボモータ、１８は、保持プレート１２に搭載された射出用サーボモータである。

上記の直動プレート１６には、図示せぬスクリューの後端を固着した図示せぬ回転体が回転可能に保持されており、この回転体に、図示せぬ計量用サーボモータの所定方向の回転が、図示せぬ回転伝達機構（プーリ、ベルトによる回転伝達機構）を介して伝達されることで、スクリューが所定方向に回転して、これにより、加熱シリンダ１４内に供給された原料樹脂が、混練・可塑化されつつスクリューの前方側に送り込まれて、この樹脂の送り込みによりスクリューが後退する。スクリューの後退に際して、上記した図示せぬ射出用サーボモータにより、スクリューの前方の溶融樹脂に付与する背圧が制御され、スクリューの前方側に１ショット分の溶融樹脂が貯えられたタイミングで、計量用サーボモータの回転は停止される。このような計量動作は、公知のものと同様である。また、上記した図示せぬ射出用サーボモータの所定方向の回転は、図示せぬ回転伝達機構（プーリ、ベルトによる回転伝達機構）を介して図示せぬボールネジ機構に伝達され、射出用サーボモータの回転は、図示せぬボールネジ機構により直線運動に変換されて直動プレート１６に伝達され、これにより、直動プレート１６と共に、図示せぬ回転体、スクリュー等が前進駆動されて、型締めされた金型のキャビティ内に溶融樹脂が射出・充填される。このような射出動作も、公知のものと同様である。

本実施形態では、２つの射出ユニット３は、互いに独立してノズルタッチ／ノズルバック動作が可能なように構成されていて、各射出ユニット３は、フレーム１上に敷設された２つのレール部材１９上に、それぞれ前後進可能なように配置されている。各射出ユニット３には、それぞれ対をなすノズルタッチ機構２０が設けられており、また、各ノズルタッチ機構２０には、ノズルタッチ用サーボモータ２１がそれぞれ１対１に対応付けられて設けられており、ノズルタッチ用サーボモータ２１はヘッドストック１１に搭載されている（各ヘッドストック１１につき２つのノズルタッチ用サーボモータ２１が搭載されている）。ノズルタッチ機構２０は主としてボールネジ機構によって構成されており、このノズルタッチ機構２０の図示せぬナット体は、ヘッドストック１１に回転可能に保持されており、図示せぬナット体に螺合したノズルタッチ機構２０のネジ軸２０ａの一端が、固定ダイプレート４に固着されている。各ノズルタッチ用サーボモータ２１の回転は、プーリ、ベルトによる回転伝達機構を介して、対応するノズルタッチ機構２０の図示せぬナット体に伝達されて、ナット体が回転駆動され、これにより、ナット体がノズルタッチ機構２０のネジ軸２０ａに沿って前後進することで、ナット体と一体となって射出ユニット３がレール部材１９上を前後進して、公知のノズルタッチ動作またはノズルバック動作が行われるようになっている。

図３は、ヘッドストック１１などを左側面から見た図である。図３において、２２は、上記のノズルタッチ用サーボモータ２１の出力軸に固着された図示せぬ駆動プーリに巻回されたタイミングベルト、２０ｂは、タイミングベルト２２が巻回されてノズルタッチ用サーボモータ２１の回転を伝達される被動プーリであり、この被動プーリ２０ｂは、上記のノズルタッチ機構２０の図示せぬナット体に固定されていて、ノズルタッチ機構２０の一部を構成するようになっている。そして、１つの射出ユニット３に対応する２つのノズルタッチ用サーボモータ２１が同期して回転駆動されることで、１つの射出ユニット３に対応する２つの被動プーリ２０ｂが同期回転し、これにより、２つの被動プーリ２０ｂにそれぞれ対応する図示せぬ２つのナット体が回転駆動されることで、ある１つの射出ユニット３がレール部材１９上を前後進するようになっている（ある１つの射出ユニット３が、他の１つの射出ユニット３に対して独立して前後進するようになっている。）。

図３に示すように、各射出ユニット３における２つのノズルタッチ機構２０は、射出軸中心（すなわち、射出軸であるスクリューの軸中心と一致するノズル１５の軸中心）に対して対称に、かつ、互いの配置高さを変えて配置されており、これにより、２つのノズルタッチ機構２０の軸中心を結ぶ線分は、斜めに（図３では右下がりに）なるように構成されている。また、各射出ユニット３において隣り合うノズルタッチ機構２０同士は、上下関係をとるようになっており、これにより、２つの射出ユニット３のノズル軸中心の間隔Ｌ２を可及的に狭めることを可能としている。つまり、図３で右側の射出ユニット３における左上のノズルタッチ機構２０と、図３で左側の射出ユニット３における右下のノズルタッチ機構２０とは、水平方向では可及的に接近配置されるも、互いに干渉しないように上下配置することで、上記の間隔Ｌ２を可及的に狭めることを可能としてある。したがって、２つの射出ユニット３が互いに独立してノズルタッチ／ノズルバック動作が可能なように、各射出ユニット３にそれぞれ１対のノズルタッチ機構２０を設けて、１対のノズルタッチ機構２０を射出軸中心に対して対称に配置した構成をとっても、２つの射出ユニット３のノズル軸中心の間隔Ｌ２を可及的に狭めることが可能となっている。さらに、本実施形態では、各射出ユニット３のヘッドストック１１には、他方の射出ユニット３のノズルタッチ機構２０の一部が、入り込んで配置されることを許容する凹部１１ａが設けられており、これによっても、上記の間隔Ｌ２を可及的に狭めることを可能としている。

図４は、上記した２つの射出ユニット３のノズル軸中心の間隔Ｌ２と、型開閉ユニット２のタイバー６との関係を示す図である。図４において、Ｌ１は、型開閉ユニット２における４本のタイバー６のうちで横方向で相対する（横並びする）２本のタイバー間の寸法（２本のタイバーの内側間の間隔）で、この寸法（間隔）Ｌ１の６０％以下の範囲内に、２つの射出ユニット３のノズル軸中心が位置するように構成されている。すなわち、上記の間隔Ｌ１の中心から見て、左右にＬ１×３０％以内の範囲内に、それぞれ射出ユニット３のノズル軸中心が位置するように構成されており、（Ｌ１×６０％）≧Ｌ２の関係をとるようになっている。したがって、金型の横方向寸法が許容最大値程度の値の場合には、２つの射出ユニット３のノズル軸中心は、金型の横寸法のおおよそ半分強の寸法以下の範囲内に形成されるキャビティの投影面積内にほぼ収まることになり、良好な樹脂挙動による射出が可能となる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の全体概要を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、対をなす射出ユニットの概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、ヘッドストックなどを左側面から見た要部側面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、２つの射出ユニットのノズル軸中心の間隔と、型開閉ユニットのタイバーとの関係を示す説明図である。

符号の説明

１ フレーム
２ 型開閉ユニット
３ 射出ユニット
４ 固定ダイプレート
５ テールストック
６ タイバー
７ 可動ダイプレート
８ ボールネジ機構
９ トグルリンク機構
１１ ヘッドストック
１２ 保持プレート
１３ 連結軸
１４ 加熱シリンダ
１５ ノズル
１６ 直動プレート
１７ 計量用サーボモータ
１８ 射出用サーボモータ
１９ レール部材
２０ ノズルタッチ機構
２０ａ ネジ軸
２０ｂ 被動プーリ
２１ ノズルタッチ用サーボモータ
２２ タイミングベルト

Claims (2)

1. １つの金型に対して、水平配置された互いに平行な１対の射出ユニットが設けられており、型開閉ユニットにおける４本のタイバーのうちで横方向で相対する２本のタイバー間の寸法の６０％以下の範囲内に、２つの前記射出ユニットのノズル軸中心を配置した射出成形機において、
   前記各射出ユニットはそれぞれ対をなすノズルタッチ機構をもち、前記各射出ユニットにおけるそれぞれ２つのノズルタッチ機構は、射出軸中心に対して対称に、かつ、互いの配置高さを変えて各ノズルタッチ機構の軸中心を結ぶ線分が斜めになるように配置され、前記各射出ユニットにおいて内側（射出成形機の中心側）に配置された隣り合う前記ノズルタッチ機構同士は、上下関係をとることを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１に記載の射出成形機において、
   前記各射出ユニットには、他方のノズルタッチ機構の一部の配置を許容する凹部が設けられたことを特徴とする射出成形機。

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