JP5057688B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、１つの固定ダイプレートに対して２つの射出ユニットを配設した射出成形機における、ノズルタッチ機構（ノズルタッチ／ノズルバック機構）にかかわる技術に関する。

１つの固定ダイプレートに対して、水平方向において互いに平行であるように２つの射出ユニットを配設した射出成形機は、各射出ユニット毎に異なる樹脂が射出可能なので、２色成形などに用いられる。このような２色成形用の射出成形機では、各射出ユニットに対応して、各射出ユニットの左右にそれぞれ対をなすノズルタッチ用（ノズルタッチ／ノズルバック用）のボールネジ機構が設けられており、各射出ユニット毎に１つずつ設けられたノズルタッチ用（ノズルタッチ／ノズルバック用）モータにより、射出ユニットの対をなす２つのボールネジ機構は同期して駆動可能となっており、これによって、各射出ユニット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となっている。上記の各ボールネジ機構は、各射出ユニットのヘッドストックに回転可能に保持されて回転運動が伝達されるナット体と、該ナット体に螺合されてナット体が軸方向に移動可能なネジ軸とを有している。そして、４本の各ネジ軸の先端をそれぞれ固定した４つの取り付け金具を、取り付けボルトによって固定ダイプレートにゆるみなく固定することで、ネジ軸の先端を固定ダイプレートに固定するようになっている。

上記のような構成とすることで、各射出ユニット毎にノズルタッチ用モータによって２つのナット体を同期回転させて、ナット体をネジ軸に沿って直線移動させ、これにより、ナット体を保持した射出ユニットを、レール部材上で前進または後退させることができるようにしている。

ところで、公知のように、射出成形機の型開閉系メカニズムは、型開閉用駆動源を搭載したテールストックと、固定側金型を搭載した固定ダイプレートと、テールストックと固定ダイプレートとの間に架け渡した複数本のタイバーと、可動側金型を搭載してテールストックと固定ダイプレートとの間で前後進可能な可動ダイプレートとをもつ構成となっている。そして、型閉じ（型締め）には、型開閉用駆動源の駆動力により可動ダイプレートを前進させて、可動側金型を固定側金型に対してタッチさせ、金型タッチ後もさらに型開閉用駆動源を型閉じ方向に所定量だけ駆動することで、タイバーを弾性的に引き伸ばし、この引き伸ばされたタイバーの弾性復元力により、金型に所定の型締め力を付与するようになっている。このため、型締め状態においては、テールストックと固定ダイプレートのタイバー取り付け箇所近傍には、大きな力が作用して、テールストックと固定ダイプレートにはたわみが発生する。固定ダイプレートにおいては中心から端に向かって金型側に湾曲し、たわみは固定ダイプレート端で最大であり、また中心に対して対称となる。

固定ダイプレートに対して単一の射出ユニットを配した一般的な射出成形機では、単一の射出ユニットの左右に配設したボールネジ機構のネジ軸の先端は、固定ダイプレートの中心からそれぞれ等距離の位置に配置されるので、型締め時に固定ダイプレートがたわんでも、前記のようにたわみは中心に対して対称であるのでこのたわみによる影響は２つのボールネジ機構に均等に作用し、また、固定ダイプレートに対して単一の射出ユニットを配する構成なので、固定ダイプレートに対して２つの射出ユニットを配する構成と較べると、固定ダイプレートの面積が小さい（タイバーの配置間隔が小さい）ので、型締め時の固定ダイプレートのたわみも少ない。したがって、ボールネジ機構のネジ軸の先端を固定した取り付け金具を、取り付けボルトによって固定ダイプレートにゆるみなく固定する構成としても、ボールネジ機構の螺合部が受ける固定ダイプレートのたわみに起因するストレスは比較的に小さく、ボールネジ機構の耐久性を保証できる。

これに対して、前述したように、１つの固定ダイプレートに対して２つの射出ユニットを配設した構成では、固定ダイプレートの面積が大きく（タイバーの配置間隔が大きく）、型締め時の固定ダイプレートのたわみも大きくなる。また、２つの射出ユニットの左右にそれぞれ対をなすノズルタッチ用のボールネジ機構を設け、計４つのボールネジ機構を設けた構成としているので、４つのボールネジ機構のネジ軸の先端の固定ダイプレートへの取り付け箇所は、内側の２本のネジ軸と外側の２本のネジ軸とで、固定ダイプレートの中心からの距離が異なったものとなり、このため、型締め時に固定ダイプレートがたわむと、本構成においてもたわみは固定ダイプレートの中心に対して対称であるので、このたわみによる影響は、内側の２つのボールネジ機構と外側の２つのボールネジ機構とで異なってしまう（外側の２つのボールネジ機構の方が内側の２つのボールネジ機構よりもたわみによる影響を大きく受ける）。したがって、射出ユニット毎に左右のボールネジ機構の螺合部が受ける固定ダイプレートのたわみに起因するストレスが異なり、一方のボールネジ機構（外側のボールネジ機構）の螺合部が主としてストレスの受け止めを担うこととなって、この主としてストレスの受け止めを担うボールネジ機構の耐久性が著しく劣化するという問題がある。

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つの固定ダイプレートに対して、水平方向において互いに平行であるように２つの射出ユニットを配設し、各射出ユニットの左右にそれぞれ対をなすノズルタッチ用のボールネジ機構を設けた射出成形機において、ボールネジ機構の寿命の延命化を図ることにある。

本発明は上記した目的を達成するため、１つの固定ダイプレートに対して２つの射出ユニットを配設し、該２つの射出ユニットは水平方向で互いに平行であるように配置されると共に、各射出ユニットに対応して、各射出ユニットの左右にそれぞれ対をなすノズルタッチ／ノズルバック用のボールねじ機構が設けられた射出成形機であって、前記各ボールねじ機構は、前記各射出ユニットのヘッドストックに回転可能に保持されて回転運動が伝達されるナット体と、該ナット体に螺合されてナット体が軸方向に移動可能なネジ軸とを有し、４本の前記各ネジ軸の先端にそれぞれ固定した４つの取り付け金具を、段付きの取り付けボルトにより前記固定ダイプレートに取り付け、前記段付きの取り付けボルトは、その先端の細径ネジ部をねじ込むことで前記固定ダイプレートに固定し、前記各取り付けボルトの頭部と前記各取り付け金具との間に生じる所定量の隙間には、それぞれ前記固定ダイプレートのたわみによるストレスを吸収するためのバネ材を緩みなく介在させたことを特徴とする。

本発明では、各ネジ軸の先端をそれぞれ固定した各取り付け金具を、取り付けボルトにより固定ダイプレートに取り付け、各取り付けボルトの頭部と各取り付け金具との間には例えば皿バネよりなるバネ材をそれぞれ介在させた構成としているので、型締め時に固定ダイプレートがたわんで、４つのボールネジ機構のうちで、外側の２つのボールネジ機構に対して固定ダイプレートのたわみに起因するストレスが主としてかかっても、取り付けボルトの頭部と取り付け金具との間に介在するバネ部材が弾性変形することでストレスを吸収し、ボールネジ機構の螺合部に対して大きな荷重がかかることがなくなり、したがって、ボールネジ機構の寿命の延命化を図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７は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による横型の射出成形機に係り、図１は本実施形態の射出成形機の正面図、図２は本実施形態の射出成形機の平面図である。

図１、図２において、１はベースフレーム、２は、ベースフレーム１上に配置された１つの型開閉ユニット、３は、水平方向で互いに平行であるようにベースフレーム１上に配置された２つの射出ユニットである。

型開閉ユニット２は、型開閉用モータ（図示せず）を搭載したテールストック４と、固定側金型（金型の図示は割愛してある）を搭載した固定ダイプレート５と、テールストック４と固定ダイプレート５との間に架け渡した複数本のタイバー６と、可動側金型（金型の図示は割愛してある）を搭載してテールストック４と固定ダイプレート５との間で前後進可能な可動ダイプレート７などを含んで、構成されている。本実施形態では、固定ダイプレート５には２つの固定側金型を搭載し、可動ダイプレート７には、回転テーブル８を保持させて回転テーブル８上に２つの可動側金型を搭載している。回転テーブル８は、１成形サイクル毎に１８０°づつ間欠回転駆動され、固定ダイプレート５上の固定側金型は、１成形サイクル毎に交番的にペアとなる可動側金型を替えるようになっている。また、２つの射出ユニット３はそれぞれ異なる樹脂を射出するようになっていて、一方の射出ユニット３でまず単色の射出を行い、他方の射出ユニット３で単色成形品を保持した金型に対して射出を行うことで、２色成形（２つの樹脂材料による成形）を行うようになっている。

各射出ユニット３は、ベースフレーム１上に射出系ベース盤９を介して搭載されていて、各射出ユニット３は、射出系ベース盤９に設けられたレール部材１０に沿って、それぞれ独立して所定量だけ前後進可能であるようになっている。

図３は、主として射出ユニット３を示す要部平面図で、同図は、図１、図２における射出ユニット３のカバーを取り去り、かつ、一方の射出ユニット３を旋回させた状態を描いてある。

図３に示すように、各射出ユニット３は、レール部材１０上を移動可能な第１の基台１１上に、成形運転時にはボルト止めにより固定されたヘッドストック１２と、レール部材１０上を移動可能であるとともに第１の基台１１と一体に連結された（連結部は図示されていない）第２の基台１３上に、成形運転時にはボルト止めにより固定された保持ブロック１４と、ヘッドストック１２と保持ブロック１４とを連結した複数本の連結バー１５と、連結バー１５にガイドされて、ヘッドストック１２と保持ブロック１４との間で前後進可能な直動ブロック１６と、ヘッドストック１２にその基端部を固定され、その先端部にノズル１７を取り付けた加熱シリンダ１８と、加熱シリンダ１８内に回転並びに前後進可能であるように配設され、直動ブロック１６に回転可能であるように保持されるとともに、直動ブロック１６と一体となって前後進する図示せぬスクリューなどを含んで、構成されている。

次に、ノズルタッチ機構（ノズルタッチ／ノズルバック機構）について説明する。図４は、一方の射出ユニット３の一部切断した要部平面図であり、同図は、成形運転時のノズルタッチ状態（ノズル１７の先端が図示せぬ固定側金型の樹脂注入口近傍に押し付けられた状態）を描いてある。

図４に示すように、射出ユニット３の左右には、同一高さで対をなすノズルタッチ／ノズルバック用のボールネジ機構１９が設けられており、各ボールネジ機構１９は、ヘッドストック１２に回転可能に保持されたナット体２０と、該ナット体２０に螺合されたネジ軸２１とを備えたものとなっている。各ナット体２０には被動プーリ２２がそれぞれ固定されていて、対をなす被動プーリ２２は、ヘッドストック１２に搭載されたノズルタッチ／ノズルバック用のモータ２３の出力軸に固着した駆動プーリ２４と、ベルト２５によりベルト結合されており、対をなすナット体２０は、１つのモータ２３によって同期して回転駆動されるようになっている。図５は、図４の右側面であり、上記のベルト結合の様子を示している。また、各ネジ軸２１の先端には、それぞれ取り付け金具２６が固定されており、この取り付け金具２６は、成形運転時には、取り付けボルトによって、型開閉ユニット２の固定ダイプレート５に取り付けられている。

取り付け金具２６が固定ダイプレート５に取り付けられた状態では、ノズルバック状態において、モータ２３を所定方向に回転させることによって、対をなすナット体２０を所定方向に同期回転させ、ナット体２０をネジ軸２１に沿って固定ダイプレート５に近づく方向に移動させることで、ナット体２０を保持したヘッドストック１２とともに射出ユニット３全体をレール部材１０に沿って前進させ、これによって、ノズル１７の先端を図示せぬ固定側金型の樹脂注入口近傍に押し付ける、ノズルタッチ動作が行われる。また、ノズルタッチ状態において、モータ２３を先とは逆方向に回転させることによって、対をなすナット体２０を同期回転させ、ナット体２０をネジ軸２１に沿って固定ダイプレート５から離間させる方向に移動させることで、射出ユニット３全体をレール部材１０に沿って後退させることで、ノズル１７を固定側金型から離間させる、ノズルバック動作が行われる。

上記のノズルタッチ動作およびノズルバック動作は、各射出ユニット３毎に個別に独立して行われる。

本実施形態の射出成形機は、２つの射出ユニット３の左右にそれぞれ対をなすノズルタッチ用のボールネジ機構１９を設け、計４つのボールネジ機構１９を設けた構成となっているので、先にも述べたように、型締め時に固定ダイプレート５がたわむと、このたわみによる影響は、内側の２つのボールネジ機構１９と外側の２つのボールネジ機構１９とで異なったものとなり、外側の２つのボールネジ機構１９の方が内側の２つのボールネジ機構１９よりも、固定ダイプレート５のたわみによる影響を大きく受ける。そこで、本実施形態では、この点に対処するため、各ボールネジ機構１９のネジ軸２１の先端をそれぞれ固定した各取り付け金具２６を、取り付けボルトにより固定ダイプレート５に取り付けるとともに、各取り付けボルトの頭部と各取り付け金具との間に、皿バネを介在させた構成としている。

図６は、取り付け金具２６の固定ダイプレート５への取り付け構造を示す、一部切断した要部正面図である。図６では、１つの取り付け金具２６の取り付け構造を示しているが、他の３つの取り付け金具２６の取り付け構造についても同様である。

図６に示すように、ボールネジ機構１９のネジ軸２１の先端には、取り付け金具２６をネジ止めするためのネジ部（ボールネジ機構１９のネジ部とは異なるネジ部）が形成されており、このネジ部に取り付け金具２６の雌ネジ部を完全に締め込み、さらに、緩み止め用のナット２７を締め込むことで、ネジ軸２１の先端と取り付け金具２６とは固定されている。ネジ軸２１の先端と一体化された取り付け金具２６には、段付きの貫通孔２８が２つ穿設されており（図中では１つだけが断面で描かれている）、この各貫通穴２８を通して、取り付けボルト２９がそれぞれ固定ダイプレート５に固定されることで、取り付け金具２６が固定ダイプレート５に取り付けられるようになっている。取り付けボルト２９は段付きボルトとなっており、その先端の細径ネジ部２９ａが固定ダイプレート５に完全にねじ込まれることで、取り付けボルト２９は固定ダイプレート５に固定されるようになっている。細径ネジ部２９ａを完全にねじ込んだ状態で、取り付けボルト２９の頭部２９ｂと貫通孔２８の段部との間には所定量の隙間が生じるように設定されており、この隙間に複数枚の皿バネ３０が緩みなく（皿バネ３０が取り付けボルト２９の頭部２９ｂと貫通孔２８の段部とに弾接するように）介装されるようになっている。

以上のように、本実施形態では、各ネジ軸２１の先端をそれぞれ固定した各取り付け金具２６を、取り付けボルト２９により固定ダイプレート５に取り付け、各取り付けボルト２９の頭部２９ｂと各取り付け金具２６との間に皿バネ３０をそれぞれ介在させた構成としているので、型締め時に固定ダイプレート５がたわんで、４つのボールネジ機構１９のうちで、外側の２つのボールネジ機構１９に対して固定ダイプレート５のたわみに起因するストレスが主としてかかっても、取り付けボルト２９の頭部２９ｂと取り付け金具２６との間に介在する皿バネ３０が弾性変形することでストレスを吸収し、ボールネジ機構１９の螺合部に対して大きな荷重がかかることがなくなり、したがって、ボールネジ機構１９の寿命の延命化を図ることが可能となる。

ここで、射出ユニット３の旋回動作について補足する。本実施形態のようなインラインスクリュー式の射出成形機においては、加熱シリンダ１８に内蔵されたスクリュー抜きなどの作業を行う際には、射出ユニット３を旋回させてスクリューを引き抜き可能なスペースを確保するようにされる。前記した図３は、一方の射出ユニット３を旋回させた様子を示している。射出ユニット３を旋回させる際には、まず、ノズルバック動作を行った後、対となったネジ軸２１の先端に固定されている２つの取り付け金具２６を、取り付けボルト２９を取り外すことで、固定ダイプレート５から切り離す。この後、モータ２３を所定方向に回転させて、これによって、ボールネジ機構１９のネジ軸２１を後退させる。次に、ヘッドストック１２を第１の基台１１に固定しているボルトを抜くとともに、保持ブロック１４を第２の基台１３に固定しているボルトを抜くことで、射出ユニット３を旋回可能な状態に移行させる。射出ユニット３は、第２の基台１３に設けられた図示せぬ支軸を回転中心として旋回可能となっており、作業者が射出ユニット３を上記の支軸廻りに旋回させることで、射出ユニット３が図３に示すように旋回した状態に移行する。

ところで、射出ユニット３には、射出ユニットの各部の電気系統に対して給電や制御信号の授受を行うための複数のケーブルが配線されるようになっている。射出ユニットが単一の通常の横型の射出成形機では、多数のケーブル類は、通常、マシン（射出成形機）の背面側に集中配置されるようになっており、マシンの正面側からはケーブル類はさほど目立たないようになっている。ところが、本実施形態のように、ツイン射出ユニットのマシンでは、ケーブル類をマシンの右横（各射出ユニット３の右横）から持ってくる構成を採らざるを得ない。このため、ケーブル類がマシンの正面から目立たないようにし、各射出ユニット３に対する配線をきれいに分離し、かつ、ケーブル類の損傷を防止するため、図３に示すように、複数のケーブル類をまとめて収納するケーブルベア４１を用いることが望まれる。このようなケーブルベア４１を用いた場合、ケーブルベア４１の一端を射出ユニット３の保持ブロック１４にダイレクトに固定すると、射出ユニット３の旋回に伴ってケーブルベア４１も回動し、この回動に伴ってケーブル類が損傷を受ける懸念がある。

そこで、本実施形態では、射出ユニット３が旋回しても、ケーブルベア４１が回動しない構成としてある。これを、図７を用いて説明する。図７は、ケーブルベア４１の端部周辺の構成を示す図である。図７において、４２は、保持ブロック１４の上部に固定された第１保持板、４３は、第１保持板４２と相対回転可能であるように、支軸４４を介して第１保持板４２と結合された第２保持板であり、この第２保持板４３にケーブルベア４１の端部が固定されている。ケーブルベア４１の他端側はベースフレーム１に固定されており、また、ケーブル類を収納したケーブルベア４１は比較的に重量が嵩むので、射出ユニット３が旋回しても、すなわち、第１保持板４２が回動しても、第２保持板４３は回動することはなく、したがって、ケーブルベア４１も回動しない。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の正面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機の平面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、主として射出ユニットを示す要部平面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、一方の射出ユニットの一部切断した要部平面図である。 図４の右側面である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、取り付け金具の固定ダイプレートへの取り付け構造を示す、一部切断した要部正面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機における、ケーブルベアの端部周辺の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ ベースフレーム
２ 型開閉ユニット
３ 射出ユニット
４ テールストック
５ 固定ダイプレート
６ タイバー
７ 可動ダイプレート
８ 回転テーブル
９ 射出系ベース盤
１０ レール部材
１１ 第１の基台
１２ ヘッドストック
１３ 第２の基台
１４ 保持ブロック
１５ 連結バー
１６ 直動ブロック
１７ ノズル
１８ 加熱シリンダ
１９ ボールネジ機構
２０ ナット体
２１ ネジ軸
２２ 被動プーリ
２３ ノズルタッチ／ノズルバック用のモータ
２４ 駆動プーリ
２５ ベルト
２６ 取り付け金具
２７ ナット
２８ 段付きの貫通孔
２９ 取り付けボルト
２９ａ 細径ネジ部
２９ｂ 頭部
３０ 皿バネ
４１ ケーブルベア
４２ 第１保持板
４３ 第２保持板
４４ 支軸

Claims (2)

1. １つの固定ダイプレートに対して２つの射出ユニットを配設し、該２つの射出ユニットは水平方向で互いに平行であるように配置されると共に、各射出ユニットに対応して、各射出ユニットの左右にそれぞれ対をなすノズルタッチ／ノズルバック用のボールねじ機構が設けられた射出成形機であって、
   前記各ボールねじ機構は、前記各射出ユニットのヘッドストックに回転可能に保持されて回転運動が伝達されるナット体と、該ナット体に螺合されてナット体が軸方向に移動可能なネジ軸とを有し、４本の前記各ネジ軸の先端にそれぞれ固定した４つの取り付け金具を、段付きの取り付けボルトにより前記固定ダイプレートに取り付け、前記段付きの取り付けボルトは、その先端の細径ネジ部をねじ込むことで前記固定ダイプレートに固定し、前記各取り付けボルトの頭部と前記各取り付け金具との間に生じる所定量の隙間には、それぞれ前記固定ダイプレートのたわみによるストレスを吸収するためのバネ材を緩みなく介在させた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、
   前記バネ部材は複数枚の皿バネよりなることを特徴とする射出成形機。

Images