JP5102327B2

JP5102327B2 - エジェクタ装置

Info

Publication number: JP5102327B2
Application number: JP2010100200A
Authority: JP
Inventors: 周市池山
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: JP2011230307A

Description

本発明は、射出成形された成形品を金型から突き出すエジェクタ装置に関するものであり、より詳しくは、２枚のエジェクタプレートを備え、複数本のエジェクタロッドやゲートカットピンを独立して駆動できるエジェクタ装置に関するものである。

一対の金型には、パーティング面に所定の凹部やコアが形成されており、型締すると、成形品を得るためのキャビティが形成される。ところで金型には、射出成形機のノズルが当接するスプルと、このノズルから射出された溶融樹脂をキャビティに導く流路、すなわちランナも設けられている。そして、ランナは、ゲートを介してキャビティに接続されている。一対の金型を型締し、射出成形機によって溶融樹脂を射出する。そうすると溶融樹脂はスプル、ランナ、ゲートを経由してキャビティに充填される。冷却固化を待って金型を開くと成形品が得られる。このようにして成形された成形品には、スプル、ランナ、ゲートに充填された樹脂、つまりスプル部、ランナ部、ゲート部も接続した状態になる。従って、成形品からゲート部を切断する必要がある。例えば、成形品の突き出しのタイミングをずらして、ゲート部を切断する方法が周知である。この方法においては、ゲート部が切断され易いように、金型においてゲートは小径に形成されている。そして射出成形された成形品を金型からエジェクタロッドによって突き出すときに、成形品の突き出しとランナー部の突き出しのタイミングをずらす。そうすると、ゲート部が切断され、成形品が得られる。

いわゆるゲートカットピン、もしくはゲートシールピンによってゲートを遮断して、成形品にゲート部が残らないようにする方法も周知である。この方法を採る場合、軸方向に駆動可能なゲートカットピンを、その先端の端面がゲートに臨むように金型内に設ける。金型を型締して溶融樹脂を射出充填後、溶融樹脂が固化する前にゲートカットピンを駆動する。そうすると、ゲートカットピンの先端部分によってゲートが遮断される。冷却固化を待って金型を開くと、ゲート部のない成形品が得られる。この成形方法によると、成形後にゲート部を切断する必要がないので切断面を仕上げる必要がなく、外観に優れた成形品を容易に得ることができる。さらにはゲートを小径にする必要がないのでキャビティ内に溶融樹脂を充填し易く、ショートショット、やけ、シルバーフラッシュ等の成形不良も生じにくい。このゲートカットピンをエジェクタ装置によって駆動する方法も周知である。エジェクタ装置から見ると、突き出す機構は同じであるので、ゲートカットピンもエジェクタロッドの一種と見なすことができる。

成形品の突き出しのタイミングをずらす方法においても、エジェクタ装置によってゲートカットピンを駆動する方法においても、エジェクタ装置には、複数本のエジェクタロッドを独立して駆動できることが要求される。エジェクタロッドは駆動可能なプレート、すなわちエジェクタプレートに固定されており、所定の駆動機構によってエジェクタプレートを駆動するとエジェクタロッドが軸方向に駆動される。エジェクタプレートが１枚しか設けられていない場合には、複数本のエジェクタロッドを独立して駆動することはできない。従って、この場合には特定のエジェクタロッドについてはエジェクタプレートによってではなく、ピストンシリンダユニット等によって、他のエジェクタロッドとは独立して駆動する必要がある。しかしながら、油圧機器、エア機器等が格別に必要になってしまうし、必要な駆動の推力を確保するために大型のピストンシリンダユニットを設ける必要がある。そうすると、エジェクタ装置が大型化してしまい型締装置の駆動の妨げになってしまう。独立して駆動可能な２枚のエジェクタプレートが設けられているエジェクタ装置も周知であり、このようなエジェクタ装置によれば容易に複数本のエジェクタロッドを独立して駆動することができる。

特開昭６１−１６２３１２号公報

特許文献１には、２枚のエジェクタプレートを備え、それによって複数本のエジェクタロッドを独立して駆動することができるエジェクタ装置が記載されている。特許文献１に記載のエジェクタ装置８０は、固定盤８１と可動盤８２とからなる型盤装置の可動盤８２に設けられている。固定盤８１には固定側金型８１ａが、可動盤８２には可動側金型８２ａが設けられており、エジェクタ装置８０は、可動側金型８２ａの反対側に位置するように可動盤８２に設けられている。エジェクタ装置８０には、独立して駆動可能な第１、２のエジェクタプレート８３、８４が設けられ、これらは筐体８６の内壁８７にガイドされてスライドすることができるようになっている。内壁８７には、仕切８８が設けられているので、第１、２のエジェクタプレート８３、８４は仕切８８によって可動範囲が規制されている。このような第１、２のエジェクタプレート８３、８４は、ボールネジからなる第１、２の駆動ロッド９０、９１に固定されており、サーボモータ９２、９３とボールナット９４、９５等からなる駆動機構によってそれぞれ独立して駆動できるようになっている。特許文献１に記載のエジェクタ装置８０はこのように構成されているので、第１のエジェクタプレート８３に固定されている第１、２のエジェクタロッド９６、９７と、第２のエジェクタプレート８４に固定されている第３のエジェクタロッド９８を、独立して駆動することができる。

特許文献１に記載のエジェクタ装置８０によっても、複数本のエジェクタロッドを独立して駆動することはできる。従って、成形品の突き出しのタイミングをずらして成形品からゲート部を切断することもできるし、エジェクタ装置によってゲートカットピンを駆動してゲート部の無い成形品を成形することもできる。しかしながら、解決すべき課題も見受けられる。例えば、力の作用するバランスが悪いという問題をあげることができる。特許文献１に記載のエジェクタ装置８０においては、第１、２のエジェクタプレート８３、８４は、それぞれ１本のロッド、すなわち第１、２の駆動ロッド９０、９１によってのみ支持され駆動されている。エジェクタロッドの固定位置と、第１、２の駆動ロッド９０、９１とは必ずしも同一の作用線上には載っていないので、第１、２のエジェクタプレート８３、８４にはモーメントが作用してしまう。そうすると、第１、２のエジェクタプレート８３、８４に負荷がかかって装置寿命が短くなってしまう。エジェクタ装置が大型化してしまう問題もある。特許文献１に記載のエジェクタ装置８０においては、筐体８６の内壁８７には仕切８８が設けられており、第１、２のエジェクタプレート８３、８４は、仕切８８で仕切られたそれぞれの範囲内でしか駆動できない。そうすると、筐体８６は、第１、２のエジェクタプレート８３、８４の可動範囲を確保するために、高さが必要になってしまう。また、第１、２のエジェクタプレート８３、８４を駆動する駆動機構は、第２のエジェクタプレート８４の背部に設けられているので、エジェクタ装置が大型化してしまう。このようにエジェクタ装置が大型化すると、型締装置の妨げになって、十分な型開閉ストロークを確保できなくなってしまう。

本発明は、上記したような問題点を解決したエジェクタ装置を提供することを目的としており、具体的には、２枚のエジェクタプレートを備え、それによって複数本のエジェクタロッドを独立して駆動することができ、エジェクタプレートに作用する力のバランスが良く、これによって十分な耐久性が得られ、さらにはエジェクタロッドの駆動ストロークが十分に確保されているにも拘わらず装置全体は十分に小型であり、従って型締装置の妨げになることがなく型開閉ストロークを十分に確保することができるエジェクタ装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、平行に並べて設けられている第１、２のエジェクタプレートを備えたエジェクタ装置として構成される。エジェクタ装置には支持プレートを設け、支持プレートには複数本のガイドロッドを固定する。第１、２のエジェクタプレートには複数個のガイド孔を明け、複数本のガイドロッドを挿通して、第１、２のエジェクタプレートがガイドされるようにする。第１のエジェクタプレートは第１、２のボールネジ機構によって、第２のエジェクタプレートは第３、４のボールネジ機構によって駆動されるようにする。第１、２のボールネジ機構と第３、４のボールネジ機構は、軸方向から見てたすき掛け状に配置する。

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、平行に並べられて軸方向に駆動可能に設けられている第１、２のエジェクタプレートを備え、これらのエジェクタプレートのそれぞれに成形品を突き出すエジェクタロッドあるいはゲートを遮断するゲートカットピンが設けられているエジェクタ装置であって、前記第１のエジェクタプレートは少なくとも２本の第１、２のボールネジ機構によって、前記第２のエジェクタプレートは少なくとも２本の第３、４のボールネジ機構によって、それぞれ独立して駆動されるように構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエジェクタ装置において、前記第１〜４のボールネジ機構は、それぞれの第１〜４のボールネジと第１〜４のボールナットとから構成され、前記第１のエジェクタプレートには、前記第１、２のボールナットが固定され、前記第３、４のボールネジは挿通され、前記第２のエジェクタプレートには、前記第３、４のボールナットが固定され、前記第１、２のボールネジは挿通されるように構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のエジェクタ装置において、前記第１〜４のボールネジを軸方向から見ると、前記第１、２のボールネジと、前記第３、４のボールネジはたすき掛け状に配置されるように構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載のエジェクタ装置において、前記エジェクタ装置には、複数本のガイドロッドが固定されている支持プレートが設けられ、前記第１、２のエジェクタプレートのそれぞれには、複数個のガイド孔が明けられ、前記第１、２のエジェクタプレートは、前記複数本のガイドロッドに前記複数個のガイド孔が挿通され、それにより前記第１、２のエジェクタプレートは前記ガイドロッドによりガイドされるように構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のエジェクタ装置において、前記第１〜４のボールネジには、それぞれ第１〜４のプーリが設けられ、前記第１、２のプーリは第１のベルトを介して第１のサーボモータによって同期して駆動されるようになっていると共に、前記第３、４のプーリは第２のベルトを介して第２のサーボモータによって同様に同期して駆動されるようになっており、前記第１、２のサーボモータは、実質的に前記支持プレートの側方に設けられるように構成される。

以上のように、本発明によると、独立して駆動できる第１、２のエジェクタプレートを備えているので、複数本のエジェクタロッドあるいはゲートカットピンを独立して駆動することができる。そうすると、複数本のエジェクタロッドによって成形品とランナ部の突き出しのタイミングをずらし、成形品からゲート部を切断することもできるし、金型内のキャビティに溶融樹脂を射出した直後にゲートカットピンを駆動してゲートを遮断し、溶融樹脂が冷却固化されて型開したときにエジェクタロッドで成形品を突き出すこともできる。また、第１のエジェクタプレートは少なくとも２本の第１、２のボールネジ機構によって、第２のエジェクタプレートは少なくとも２本の第３、４のボールネジ機構によって、それぞれ独立して駆動されるので、すなわち第１、２のエジェクタプレートは、それぞれ２本以上のボールネジ機構によって駆動されるので、エジェクタプレートに作用する力のバランスは良い。また第１〜４のボールネジ機構は、それぞれの第１〜４のボールネジと第１〜４のボールナットとから構成されているが、他の発明によると、この第１、２のボールネジと、第３、４のボールネジはたすき掛け状に配置されているので、さらに力のバランスがよい。従って装置の耐久性は十分に高い。また他の発明によると第１のエジェクタプレートには、第１、２のボールナットが固定され、第３、４のボールネジは挿通され、第２のエジェクタプレートには、第３、４のボールナットが固定され、第１、２のボールネジは挿通されているので、装置全体を軸方向にコンパクトに構成することができる。そして他の発明によると第１、２のエジェクタプレートは、単にガイドロッドによってガイドされるだけであり、可動範囲はガイドロッドによって格別に制限されていない。つまりそれぞれの可動範囲を区切る仕切は格別に設けられていないので、可動の自由度が高い。そうすると可動範囲を確保するために装置を大型にする必要はない。さらには、他の発明によると、駆動機構を構成しているサーボモータも実質的に支持プレートの側方に設けられているので、装置全体が軸方向に長くならない。このように装置全体を小型に構成することができるので、型締装置の妨げにならず、型開閉ストロークを十分に確保できることが保障されることになる。

本発明の実施の形態に係るエジェクタ装置を模式的に示す図で、エジェクタ装置が分解された状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係るエジェクタ装置の正面断面図である。本発明の実施の形態に係るエジェクタ装置の作用を説明するエジェクタ装置の正面断面図である。従来例のエジェクタ装置の正面断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るエジェクタ装置１も射出成形機を構成している装置であり、図２に示されているように、従来のエジェクタ装置と同様に型締装置２に設けられている。より詳しく説明するとエジェクタ装置１は、型締装置２を構成している可動盤３に支持部材５、５を介して固定されており、可動側金型４ａの反対側に配置されている。そして、可動側金型４ａの背面からゲートカットピンやエジェクタロッドを駆動できるようになっている。

本実施の形態に係るエジェクタ装置１は、図１に示されているように、長方形状の鋼板からなる支持プレート７と、同様に長方形状の鋼板からなる第１のエジェクタプレート８と第２のエジェクタプレート９とから概略構成されている。支持プレート７は、支持部材５、５を介して可動盤３に固定される部材でもあるが、エジェクタ装置１全体を支持するプレートになっている。第１、２のエジェクタプレート８、９は、エジェクタロッドやゲートカットピンを固定して、これらを駆動するプレートであり、支持プレート７と平行に配置されている。

支持プレート７には、第１、２のエジェクタプレート８、９をガイドする４本のガイドロッド１１、１１、…が、支持プレート７に対して垂直に固定されている。これらの固定位置を詳しく説明すると、４本のガイドロッド１１、１１、…のうち２本は、支持プレート７の長方形の対角の位置に固定され、他の２本はそれら２本の近傍の位置に固定されている。このように配置されているのは、後で説明する駆動機構のベルトや、エジェクタロッド、ゲートカットピンが干渉しないようにするためである。これらのガイドロッド１１、１１、…は、図２に示されているように軸方向に長いロッドであるが、図１には便宜上切断された状態で示されている。

第１のエジェクタプレート８には、４個のガイド孔１２、１２、…が明けられており、ガイド孔１２、１２、…にガイドロッド１１、１１、…が挿通されている。これによって第１のエジェクタプレート８はガイドロッド１１、１１、…にガイドされて、支持プレート７に対して近接する方向と離間する方向とにスライドできるようになっている。同様に第２のエジェクタプレート９にも、４個のガイド孔１３、１３、…が明けられており、ガイド孔１３、１３、…にガイドロッド１１、１１、…が挿通されている。従って、第２のエジェクタプレート９もガイドロッド１１、１１、…にガイドされてスライドすることができる。ガイドロッド１１、１１、…の端部には雄ネジが形成されており、図２に示されているようにナット１４、１４、…が固定されている。

本実施の形態においては、第１のエジェクタプレート８は第１、２のボールネジ機構１６、１７によって、第２のエジェクタプレート９は第３、４のボールネジ機構１８、１９によって、それぞれ駆動されるようになっている。第１〜４のボールネジ機構１６〜１９は、それぞれ１本のボールネジと１個のボールナットとから構成されており、第１〜４のボールネジ機構１６〜１９に対応する第１〜４のボールネジ２１〜２４は、支持プレート７に対して垂直に、軸回転可能に設けられている。これらのボールネジ２１〜２４を軸方向から見ると、第１のボールネジ２１と第２のボールネジ２２は、支持プレート７の長方形において互いに対角に位置するように設けられている。第３のボールネジ２３と第４のボールネジ２４も支持プレート７の長方形において他の頂角に位置すると共に互いに対角になるように設けられている。従って、第１、２のボールネジ２１、２２と第３、４のボールネジ２３、２４とは、たすき掛け状に配置されている。第１〜４のボールネジ２１〜２４は、図２に示されているように所定の長さのボールネジであるが、図１には便宜上切断された状態で示されている。

第１のエジェクタプレート８には、対角に位置するように第１のボールナット２６と第２のボールナット２７が設けられている。そして、他の対角の位置には、比較的大径の穴、すなわち第１、２のくり抜き３１、３２が明けられている。第１、２のボールネジ２１、２２には、第１、２のボールナット２６、２７のそれぞれが螺合している。従って、第１、２のボールネジ２１、２２を回転すると、第１のエジェクタプレート８を駆動することができる。第１、２のくり抜き３１、３２には第３、４のボールネジ２３、２４が挿通されている。

第２のエジェクタプレート９にも、対角に位置するように第３のボールナット２８と第４のボールナット２９が設けられている。そして、他の対角の位置には、比較的大径の穴、すなわち第３、４のくり抜き３３、３４が明けられている。第３、４のボールネジ２３、２４には、第３、４のボールナット２８、２９のそれぞれが螺合している。従って、第３、４のボールネジ２３、２４を回転すると、第２のエジェクタプレート９を駆動することができる。第３、４のくり抜き３３、３４には第１、２のボールネジ２１、２２が挿通されている。

第１〜４のボールネジ２１〜２４のそれぞれには、支持プレート７の近傍において第１〜４のプーリ３６〜３９が固着されている。より詳しく説明すると、第１、２のプーリ３６、３７は支持プレート７に近接しており、第３、４のプーリ３８、３９は支持プレート７から所定の間隔だけ離間しており、それぞれに掛け回されているベルトが干渉しないようになっている。図１には示されていないが、支持プレート７の側方には第１、２のサーボモータが設けられている。これらの第１、２のサーボモータには、それぞれ第１の駆動プーリ４１と第２の駆動プーリ４２が設けられている。そして、第１、２のプーリ３６、３７と第１の駆動プーリ４１は、第１のベルト４４によって掛け回されており、第３、４のプーリ３８、３９と第２の駆動プーリ４２は第２のベルト４５によって掛け回されている。従って、第１のサーボモータを駆動すると、第１、２のプーリ３６、３７は回転して、その結果第１、２のボールネジ２１、２２が同期して回転することになる。また、第２のサーボモータを駆動すると、第３、４のプーリ３８、３９は回転して、その結果第３、４のボールネジ２３、２４が同期して回転することになる。

第１、２のエジェクタプレート８、９には、複数個の小径の貫通孔、すなわちエジェクタロッド取付用孔４７、４７、…が、それぞれ同じ位置に明けられている。エジェクタロッドやゲートカットピンは、任意のエジェクタロッド取付用孔４７、４７、…に固定することができる。なお、これらの孔はいずれも貫通孔なので、例えば第２のエジェクタプレート９にゲートカットピンが固定されている場合には、ゲートカットピンは第１のエジェクタプレート８のエジェクタロッド取付用孔４７を挿通することになる。支持プレート７にも、エジェクタロッドやゲートカットピンを挿通する孔が複数個明けられているが、図１には示されていない。

このように構成されている本実施の形態に係るエジェクタ装置１は、既に説明したように、可動盤３に支持部材５、５によって固定されている。そして、図２に示されているように、第１のエジェクタプレート８には、成形品を突き出す成形品用エジェクタロッド５１と、ランナ部を突き出すランナ部用エジェクタロッド５２が固定され、可動盤３と可動側金型４ａのそれぞれに明けられている貫通孔に挿通されている。そして、成形品用エジェクタロッド５１は、可動側金型４ａと固定側金型４ｂとからなるキャビティ５３に臨んでおり、ランナ部用エジェクタロッド５２は、ランナ５４に臨んでいる。第２のエジェクタプレート９には、ゲートカットピン５６が固定され、可動盤３と可動側金型４ａのそれぞれに明けられている貫通孔に挿通されている。このゲートカットピン５６の先端部は、ゲート５７に臨んでいる

本実施の形態に係るエジェクタ装置１を備えた射出成形機の作用を説明する。
型締装置２を駆動して型締めする。そうすると固定側金型４ｂと可動側金型４ａが型締されて、キャビティ５３が形成される。このとき、第１、２のエジェクタプレート８、９はいずれも図２において左側に後退させておく。図２には示されていないが射出成形機から溶融樹脂を金型４ａ、４ｂ内に射出する。そうすると溶融樹脂はランナ５４、ゲート５７を経由してキャビティ５３に充填される。エジェクタ装置１において、第２のサーボモータを駆動する。図３に示されているように、第２の駆動プーリ４２が回転して、第２のベルト４５によって第３、４のプーリ３８、３９が回転し、第３、４のボールネジが同期して回転する。そうすると、第３、４のボールナット２８、２９が設けられている第２のエジェクタプレート９は図３において右方向に駆動される。ゲートカットピン５６がゲート５７を遮断する。

射出された溶融樹脂が冷却固化された後に、型締装置２を駆動して型開する。第１のサーボモータを駆動する。第１の駆動プーリ４１が回転して、第１のベルト４４によって第１、２のプーリ３６、３７が回転し、第１、２のボールネジ２１、２２が同期して回転する。そうすると、第１、２のボールナット２６、２７が設けられている第１のエジェクタプレート８が駆動され、成形品用エジェクタロッド５１とランナ部用エジェクタロッド５２が突き出される。ゲート部のない成形品と、ランナ部が突き出される。

本発明の実施の形態に係るエジェクタ装置１は色々な変形が可能である。例えば、第１、２のエジェクタプレート８、９は、それぞれ２本のボールネジ機構によって駆動されるように説明されているが、それぞれ３本のボールネジ機構によって駆動されるようにしてもよい。そして、駆動機構についても変形が可能であり、２個のサーボモータでなく４個のサーボモータによって駆動されるようにしてもいいし、油圧モータ等によって駆動されるようにしてもよい。また、４本のガイドロッド１１、１１、…の配置についても変形が可能であり、支持プレート７の長方形の各頂角の位置に対応するように設けられていてもよい。エジェクタ装置１の可動盤３への固定方法も変形が可能であり、支持プレート７が直接可動盤３に固着されるようにしてもよい。

１エジェクタ装置２型締装置
３可動盤４ａ可動側金型
４ｂ固定側金型７支持プレート
８、９第１、２のエジェクタプレート
１１ガイドロッド
１６〜１９第１〜４のボールネジ機構
２１〜２４第１〜４のボールネジ
２６〜２９第１〜４のボールナット
３１〜３４第１〜４のくり抜き
４１、４２第１、２の駆動プーリ
４４、４５第１、２のベルト
４７エジェクタロッド取付用孔

Claims

平行に並べられて軸方向に駆動可能に設けられている第１、２のエジェクタプレートを備え、これらのエジェクタプレートのそれぞれに成形品を突き出すエジェクタロッドあるいはゲートを遮断するゲートカットピンが設けられているエジェクタ装置であって、
前記第１のエジェクタプレートは少なくとも２本の第１、２のボールネジ機構によって、前記第２のエジェクタプレートは少なくとも２本の第３、４のボールネジ機構によって、それぞれ独立して駆動されるようになっていることを特徴とするエジェクタ装置。
請求項１に記載のエジェクタ装置において、前記第１〜４のボールネジ機構は、それぞれの第１〜４のボールネジと第１〜４のボールナットとから構成され、
前記第１のエジェクタプレートには、前記第１、２のボールナットが固定され、前記第３、４のボールネジは挿通され、
前記第２のエジェクタプレートには、前記第３、４のボールナットが固定され、前記第１、２のボールネジは挿通されていることを特徴とするエジェクタ装置。
請求項２に記載のエジェクタ装置において、前記第１〜４のボールネジを軸方向から見ると、前記第１、２のボールネジと、前記第３、４のボールネジはたすき掛け状に配置されていることを特徴とするエジェクタ装置。
請求項１〜３のいずれかの項に記載のエジェクタ装置において、前記エジェクタ装置には、複数本のガイドロッドが固定されている支持プレートが設けられ、
前記第１、２のエジェクタプレートのそれぞれには、複数個のガイド孔が明けられ、
前記第１、２のエジェクタプレートは、前記複数本のガイドロッドに前記複数個のガイド孔が挿通され、それにより前記第１、２のエジェクタプレートは前記ガイドロッドによりガイドされていることを特徴とするエジェクタ装置。
請求項４に記載のエジェクタ装置において、前記第１〜４のボールネジには、それぞれ第１〜４のプーリが設けられ、前記第１、２のプーリは第１のベルトを介して第１のサーボモータによって同期して駆動されるようになっていると共に、前記第３、４のプーリは第２のベルトを介して第２のサーボモータによって同様に同期して駆動されるようになっており、前記第１、２のサーボモータは、実質的に前記支持プレートの側方に設けられていることを特徴とするエジェクタ装置。