JP4783809B2 - 射出成形機の射出装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機の射出装置に関し、特に駆動装置の前部輪状プレートに設けられた補正リングを介してスクリュシリンダ組立体をスプライン軸に接続し、射出シリンダの内孔芯とスプライン軸の軸芯を同芯又は同芯に近づけ、もって、射出シリンダの内孔芯とスクリュの軸芯の芯合せを容易に行わせるための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の射出成形機の射出装置としては、特に、特許文献１の構成を図５で示すことができる。
すなわち、図５において符号１で示されるものは、その内孔１ａ内で回転及び軸方向移動自在に設けられたスクリュ２を有する射出シリンダであり、この射出シリンダ１の外周にはヒータ３が設けられていると共に、射出シリンダ１の後部にはホッパ４が設けられている。

前記射出シリンダ１の後部には駆動装置１０が設けられ、この駆動装置１０の前端に設けられ前部輪状プレート１１の射出シリンダ取付孔１２には、前記射出シリンダ１の後部の取付段部１Ａが嵌合する状態で取付けられている。

前記駆動装置１０の前記前部輪状プレート１１の対向側である後部側には、後部プレート１１Ａが設けられ、前記前部輪状プレート１１と後部プレート１１Ａとの間には、４本（図５では２本のみ図示）のガイドバー１３が設けられ、この４本のガイドバー１３によって前記前部輪状プレート１１と後部プレート１１Ａとが一体状に接続されている。

前記各ガイドバー１３上には、ブッシュ１４を介して可動プレート１５が矢印Ａの方向に沿って往復移動自在に設けられ、この可動プレート１５の前部側の内側には、一対のベアリング１６を介してスプライン軸１７が回転自在に設けられている。

前記スプライン軸１７の前部側には、断面コ字型をなす回転用プーリ１８が設けられ、この回転用プーリ１８は図示しないモータに接続され、このスプライン軸１７及びスクリュ２が回転するように構成されている。
前記スプライン軸１７の軸芯位置には、軸方向に沿ってスプライン孔１９が形成され、このスプライン孔１９内には、前記スクリュ２のスプライン状後端部２ａを挿入して接続されている。

前記後部プレート１１Ａには、小プーリ２１を有する射出モータ２０が設けられると共に、ベアリング２２を介して大プーリ２３を有するボールネジ２４が回転自在に設けられ、前記小プーリ２１はタイミングベルト２３Ａを介して前記大プーリ２３に連結されている。

前記ボールネジ２４に設けられたボールナット２５は、ロードセル２６を介して前記可動プレート１５に接続され、前記ボールネジ２４の回転によって前記ボールナット２５、ロードセル２６及びスプライン軸１７を介して前記スクリュ２が矢印Ａの方向に沿って往復移動することができるように構成されている。
尚、前述の射出シリンダ１及びスクリュ２とによりスクリュシリンダ組立体３０を構成している。

従って、前述の構成において、前記ホッパ４から原料である樹脂ペレットを供給し、ヒータ３で射出シリンダ１を加熱しつつ前記回転用プーリ１８を介してスクリュ２が回転することにより、樹脂ペレットは射出シリンダ１内で溶融・混錬されつつ射出シリンダ１の先端側に溶融蓄積され、この状態で、前記射出モータ２０の回転により、ボールネジ２４が回転してボールナット２５が前進して可動プレート１５を介してスクリュ２を前進させ、射出シリンダ１内の溶融樹脂は射出シリンダ１の先端部１ｂから図示しない金型内に射出される。

特開２００２−１７５５号公報

従来の射出成形機の射出装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、スクリュ２が加熱された射出シリンダ１内で回転方向と軸方向に駆動されるが、射出シリンダ１とスクリュ２の半径隙間は溶融樹脂の逆流を防ぐためにスクリュ径により異なるが一般には０．０５から０．１ｍｍと小さい隙間で組み合わされており、射出シリンダ１の内孔１ａとスクリュ２は同芯で回転方向及び軸方向に駆動されないと、スクリュ２の外周と射出シリンダ１の内孔１ａが擦れることによって、摺動面の異常磨耗や溶融樹脂に焼けが発生し、機械寿命の低下や成形品の不良原因となり生産性を阻害するため、射出シリンダ１とスクリュ２の同芯性に注意が払われて設計及び製造されている。
しかしながら、従来の射出装置は以上のように構成されているため、射出シリンダ１は前部輪状プレート１１の中央に嵌合されているが、スクリュ２は可動プレート１５の中央に回転可能に配備されたスプライン軸１７にスプライン結合されているため、スプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯と前部輪状プレート１１の射出シリンダ１を嵌合するための射出シリンダ取付孔１２の軸芯とが一致することが重要となる。しかしながら、可動プレート１５は、ブッシュ１４を介してガイドバー１３に支持されて軸方向に摺動する構造のために、ブッシュ１４とガイドバー１３の半径隙間だけ可動プレート１５が下方に下がるために前部輪状プレート１１の射出シリンダ取付孔１２の軸芯に対してスプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯間には芯ずれ量が発生することになる。また、スプライン軸１７はベアリング１６を介して可動プレート１５に回転可能に支持されているが、ベアリング１６の隙間や加工誤差による芯ずれ量が発生することは避けられない。
以上のように、前部輪状プレート１１の射出シリンダ取付孔１２の軸芯に対するスプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯は一致せず、前述の各芯ずれ量を加算した合計の芯ずれ量が発生することは避けられず、この合計の芯ずれ量は機械毎にばらつくために合計の芯ずれ量の小さい機械と大きい機械が存在するという厄介な問題があり、この合計の芯ずれ量を小さくする努力がなされてきたが限界があった。
一方、射出成形用樹脂材料の進歩は目覚しいものがあるが、スクリュシリンダ組立体３０における可塑化工程及び射出充填工程で、射出シリンダ１とスクリュ２の擦れによって機械部品の異常磨耗や樹脂焼けを起こしやすい樹脂材料が増加しており、前記の合計の芯ずれ量の許容値が小さくなってきており、従来の合計の芯ずれ量の許容値ではスクリュ２或いは射出シリンダ１の異常磨耗や樹脂焼けによる不良率が増加し生産性を阻害する状態が徐々に増加しているという問題があった。
本発明は上記のような従来のものの課題を解決するためになされたものであって、前記の合計の芯ずれ量を小さくすることが出来る装置を提供することを目的としている。

本発明による射出成形機の射出装置は、射出シリンダの内孔内に回転及び直動自在にスクリュが設けられてなるスクリュシリンダ組立体と、前記スクリュシリンダ組立体に前部輪状プレートを介して接続された駆動装置と、前記駆動装置に回転自在に設けられ前記スクリュのスプライン状後端部に接続されるスプライン軸と、を備え、前記スプライン軸を介して前記スクリュの回動及び直動を行うようにした射出成形機の射出装置において、前記前部輪状プレートの内周に形成された補正リング取付段部と、前記補正リング取付段部に設けられ前記射出シリンダを貫通させて保持するための補正リングとを備え、前記補正リングはその外径の第１軸芯に対して内径の第２軸芯が偏芯された偏芯量を有し、前記射出シリンダの内孔芯と前記スプライン軸のスプライン孔の軸芯とを前記補正リングの偏芯量を介して調整可能とした構成であり、また、前記補正リングは、互いに前記偏芯量が異なる複数個のうちの１個が用いられる構成であり、また、前記補正リングの周縁部には、所定ピッチで偶数のボルト孔が形成され、前記補正リングは前記前部輪状プレートに対して前記各ボルト孔のボルト孔ピッチ毎に位置を変えて固定することで、前記偏芯の方向が変えられるようにした構成である。

本発明による射出成形機の射出装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、射出シリンダの内孔内に回転及び直動自在にスクリュが設けられてなるスクリュシリンダ組立体と、前記スクリュシリンダ組立体に前部輪状プレートを介して接続された駆動装置と、前記駆動装置に回転自在に設けられ前記スクリュのスプライン状後端部に接続されるスプライン軸と、を備え、前記スプライン軸を介して前記スクリュの回動及び直動を行うようにした射出成形機の射出装置において、
前記前部輪状プレートの内周に形成された補正リング取付段部と、前記補正リング取付段部に設けられ前記射出シリンダを貫通させて保持するための補正リングとを備え、
前記補正リングはその外径の第１軸芯に対して内径の第２軸芯が偏芯された偏芯量を有し、前記射出シリンダの内孔芯と前記スプライン軸のスプライン孔芯とを前記補正リングの偏芯量を介して調整可能とした構成であるため、芯ずれ量を小さく補正することが出来、スクリュが射出シリンダの内孔内で擦れることなく回転方向あるいは軸方向に駆動できるため、機械的寿命が伸び、樹脂焼けが起きにくいので不良率が低減し、生産性を阻害しないで安定した成形品を得ることが出来る。
また、前記補正リングは、互いに前記偏芯量が異なる複数個のうちの１個が用いられることにより、幅広い芯ずれ量に対応して容易に補正を行うことができる。
また、前記補正リングの周縁部には、所定ピッチで偶数のボルト孔が形成され、前記補正リングは前記前部輪状プレートに対して前記各ボルト孔のボルト孔ピッチ毎に位置を変えて固定されることにより、前部輪状プレートへの補正リングの内径の第２軸芯の偏芯の方向を変えることが可能となり、芯ずれ量の補正がさらに容易で精度良く行うことができる。

本発明は、射出シリンダを駆動装置の前部輪状プレートに設けた補正リングを介して前部輪状プレートに固体し、且つ、スクリュをスプライン軸に接続し、射出シリンダの内孔芯とスプライン軸のスプライン孔の軸芯を同芯又は同芯に近づけ、もって、射出シリンダの内孔芯とスクリュの軸芯の芯合せを容易に行わせることが出来るようにした射出成形機の射出装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による射出成形機の射出装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
また、図１の構成は、基本的には一部が異なるのみで図５の構成と同一であるため、図５と異なる部分についてのみ説明し、他の部分は図５の前述の説明を援用し、全体の説明を省略するものとする。
すなわち、図１において、前記前部輪状プレート１１の前部側の内面には補正リング取付段部３１が形成され、この補正リング取付段部３１には補正リング３２が装着されていると共に、この補正リング３２を貫通して前記射出シリンダ１が前部輪状プレート１１に固定されている。

前記補正リング３２は、図２及び図３で示されるように構成されており、この補正リング３２には、所定の同一間隔（ピッチ）で偶数（例えば、８個）のボルト孔３３が形成されている。
前記補正リング３２は、その外径の第１軸芯に対して内径の第２軸芯が偏芯された偏芯量Ｙを有しており、この補正リング３２を補正リング取付段部３１に固定する場合は、図２及び図３で示されるボルト孔３３内に図示しないボルトを挿入してねじ締めすることにより固定される。

円筒状の前記補正リング３２の外径の軸芯に対して内径の軸芯を偏芯させた１個の補正リング３２でも芯ずれ量の補正を行うことができるが、複数個、例えば３種類とし、偏芯量を変えた３種類の第１〜第３補正リング３２ａ〜３２ｃを準備しておき、駆動装置１０を組み上げた時点で前部輪状プレート１１の中央に設けられた補正リング取付段部３１の軸芯に対するスプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯間の芯ずれ量を計測し、３種類の補正リング３２ａ〜３２ｃの中から最適な偏芯量Ｙの補正リング３２ａ又は３２ｂ又は３２ｃを１ケ選択して組立して補正することで、芯ずれ量を大幅に小さくすることが出来る。

前記補正リング３２は複数個たとえば３種類の第１〜第3補正リング３２ａ，３２ｂ，３２ｃを、例えば、第１の補正リング３１ａは偏芯量Ｙを０．０ｍｍとし、第３の補正リング３１ｃは偏芯量Ｙを量産時の実績及び図面公差解析から導き出された起こりうる最大芯ずれ量Ｄの４／５倍とし、第２の補正リング３１ｂは偏芯量Ｙを（２／５）×Ｄとしておく。
次に、駆動装置１０を組立後ただし補正リング３２のみ未組立状態で、前部輪状プレート１１の補正リング取付孔段部３１の軸芯に対するスプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯間の芯ずれ量を計測しておき、３種類の補正リング３２ａ，３２ｂ，３２ｃの中から芯ずれ量に見合った偏芯量の補正リング３２を選択して組み立てる。

前記前部輪状プレート１１の補正リング取付段部３１の軸芯に対するスプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯間の芯ずれの方向は機械毎にばらつきがあり、一般的には上下方向が多いが上下方向以外の方向にずれることは避けられないので、補正リング３２を補正リング取付段部３１に固定する時に補正リング３２を回転させてボルト孔３３をずらして、補正リング３２の偏芯の方向を３６０°をボルト穴数で除した角度ピッチで芯ずれの方向に対応する。
このボルト穴３３が８ケの場合は３６０／８＝４５°ピッチで偏芯の方向を変えることで、偏芯方向を芯ずれの方向に最も近い方向に向けて組立することで芯ずれの方向に対応することが出来る。

図４で、前述の３種類の補正リング３２ａ〜３２ｃの選択方法と本発明の効果を説明する。
前記前部輪状プレート１１の補正リング取付段部３１の軸芯に対するスプライン軸１７のスプライン孔１９の軸芯間の芯ずれ量を、量産時の実績および図面公差解析から導きだされた起こりうる最大値をＤとし、方向たとえば上下あるいは左右方向を考慮して±Ｄとすると、従来の射出装置では駆動装置が組み上がった時点での芯ずれ量そのままでスクリュシリンダ組立体３０を組み付けるしかなかったが、本発明によると、駆動装置１０を組立後ただし補正リング３２のみ未組立状態での芯ずれ量が±Ｄ／５以下の場合は第１の補正リング３２ａを組立し、芯ずれ量が±（１／５〜３／５）×Ｄの場合は第２の補正リング３２ｂを組立し、芯ずれ量が±（３／５〜１）×Ｄの場合は第３の補正リング３２ｃを組立することで、補正後の芯ずれ量をどの機械でも±Ｄ／５以内にすることが可能であり、射出シリンダ１の内孔芯とスクリュ２の軸芯の芯ずれ量を大幅に小さくすることが可能になるので、機差の無い安定した品質の射出装置を製造することが可能となり、機械部品の異常磨耗を起こすことなく樹脂焼けによる不良率が低減し、機械部品が長寿命になると共に安定した成形品が得られることで生産性が向上するという効果が得られる。

尚、補正リング３２のボルト孔３３の数は芯ずれの方向への対応精度と作業性から４〜８本の偶数が好ましい。
また、前述の説明では、電動射出成形機の射出装置で説明したが、本発明は油圧式の射出装置にも適用可能なことは明らかである。

本発明による射出成形機の射出装置の要部を示す断面図である。 図１の補正リングを示す正面図である。 図２の断面図である。 本発明における補正前と後の芯ずれ量を示す特性図である。 従来の射出成形機の射出装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 射出シリンダ
１ａ 内孔
１Ａ 取付段部
１ｂ 先端部
２ スクリュ
２ａ スプライン状後端部
３ ヒータ
４ ホッパ
１０ 駆動装置
１１ 前部輪状プレート
１１Ａ 後部プレート
１２ 射出シリンダ取付孔
１３ ガイドバー
１４ ブッシュ
１５ 可動プレート
１６ ベアリング
１７ スプライン軸
１８ 回転用プーリ
１９ スプライン孔
２０ 射出モータ
２１ 小プーリ
２２ ベアリング
２３ 大プーリ
２３Ａ タイミングベルト
２４ ボールネジ
２５ ボールナット
２６ ロードセル
３０ スクリュシリンダ組立体
３１ 補正リング取付段部
３２(32a〜32c) 補正リング
３３ ボルト孔

Claims (3)

1. 射出シリンダ(1)の内孔(1a)内に回転及び直動自在にスクリュ(2)が設けられてなるスクリュシリンダ組立体(30)と、前記スクリュシリンダ組立体(30)に前部輪状プレート(11)を介して接続された駆動装置(10)と、前記駆動装置(10)に回転自在に設けられ前記スクリュ(2)のスプライン状後端部(2a)に接続されるスプライン軸(17)と、を備え、前記スプライン軸(17)を介して前記スクリュ(2)の回動及び直動を行うようにした射出成形機の射出装置において、
   前記前部輪状プレート(11)の内周に形成された補正リング取付段部(31)と、前記補正リング取付段部(31)に設けられ前記射出シリンダ(1)を貫通させて保持するための補正リング(32)とを備え、
   前記補正リング(32)はその外径の第１軸芯に対して内径の第２軸芯が偏芯された偏芯量を有し、前記射出シリンダ(1)の内孔芯(1a)と前記スプライン軸(17)の軸芯とを前記補正リング(32)の偏芯量を介して、前記射出シリンダ(1)の内孔芯(1a)と前記スクリュ(2)の軸芯とを調整可能としたことを特徴とする射出成形機の射出装置。
2. 前記補正リング(32)は、互いに前記偏芯量が異なる複数個のうちの１個が用いられることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の射出装置。
3. 前記補正リング(32)の周縁部には、所定ピッチで偶数のボルト孔(33)が形成され、前記補正リング(32)は前記前部輪状プレート(11)に対して前記各ボルト孔(33)のボルト孔ピッチ毎に位置を変えて固定されることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の射出装置。

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