JP5813176B1 - 射出成形機の射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の構成部材に偏荷重をかけずに寿命を保持しつつ、容易に加熱シリンダとプッシャプレートとの間の芯を合わせることが可能な射出成形機の射出装置を提供する。【解決手段】射出成形機の射出装置において、射出スクリュを取り付けた第一の部材と、第一の部材の後方において、第一の部材と結合部材によって結合可能な第二の部材と、を備え、結合部材による第一の部材と第二の部材との結合が解除された状態では、第一の部材と第二の部材は互いに異なる支持部材によって支持される。これにより、第一の部材と第二の部材の両方の荷重が同一の支持部材にかかることがなく、支持部材に大きな偏荷重がかかってたわみが生じたり、支持部材の寿命の低下を防止することが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機の射出装置に関する。

従来の射出成形機の射出装置としては、加熱シリンダが取り付けられて、射出装置のベースに固定されたフロントプレートと、フロントプレートとタイバーで連結されたリアプレートとを備え、フロントプレートとリアプレートの間に、射出スクリュを回転自在かつ軸方向移動不能に取り付けたプッシャプレートを設け、プッシャプレートとリアプレートの間にプッシャプレートを前後進させる駆動機構を配置し、プッシャプレートはタイバーでガイドされて前後進して、射出スクリュを前後進させるものがある。

このような構成の射出成形機の射出装置においては、通常フロントプレートに取り付けられた加熱シリンダとプッシャプレートに取り付けられた射出スクリュとの芯を合わせるため、プッシャプレートの姿勢を調整する必要がある。
プッシャプレートの姿勢を調整する方法として、下記の特許文献に開示されているような技術がある。

特許文献１には、射出成形機において、連結ボルトと加圧板との間に遊動すきまを形成して、加圧板と連結ボルトとの接触を防止して、ロードセルによる圧力検出の精度を損なうことがないようにする技術が開示されている。
特許文献２には、電動式射出機構において、射出加熱筒とスクリュー駆動体との芯合わせのために、スクリュー駆動体の下部両側に設置部材との間に介在してスクリュー駆動体を摺動自在に支え、かつ高さ調整手段を備えた芯合わせ部材を設ける技術が開示されている。

特許文献３には、射出成形機の射出装置において、移動プレートの下方への芯ずれを防止するために、移動プレートの下部に高さ調整機能を有するリニアガイドを設ける技術が開示されている。
特許文献４には、スクリュ保持部材とプッシャプレートがロードセルを介してボルト結合され、スクリュ保持部材がタイロッドに、プッシャプレートがタイロッドとガイドロットによって支持される技術が開示されている。

特開平１０−２１７２９７号公報 特開２００２−１６６４４３号公報 特開２００１−２６９９７４号公報 特開２０００−２１８６６３号公報

特許文献１に開示されている技術は、連結ボルトと加圧板との間に遊動すきまを設けてはいるが、プッシャプレートの位置を調整することはできない。
特許文献２及び３に開示されている技術は、設置部材や移動プレートによってプッシャプレートを支持するものであるが、プッシャプレートを調整するだけでは、各部品の精度のバラツキによっては加熱シリンダとスクリュの芯が合わない場合や、ボールネジ部に偏荷重が加わる場合が生じる場合がある。逆に、フロントプレートに取り付けられた加熱シリンダに対するスクリュの芯を合わせるように、プッシャプレートの位置を調整することもできるが、その場合にはタイバーにたわみが生じたり、プッシャプレートに結合されたボールネジナットとリアプレートに結合されたボールネジ軸との間で芯ずれが発生し、その結果ボールネジに偏荷重が加わって、ボールネジの寿命が低下してしまうおそれがある。

特許文献４に開示されている技術は、スクリュ保持部材とプッシャプレートがいずれもタイロッドによって支持されているため、スクリュ保持部材とプッシャプレートの荷重がいずれもタイバーにかかってしまい、タイバーがたわんで加熱シリンダとスクリュの芯ずれ、プッシャプレートの摺動抵抗の増加、プッシャプレートを駆動するためのボールネジ等の駆動機構への偏荷重による寿命の低下が生じるおそれがある。

そこで本発明は、射出成形機の構成部材にかける偏荷重を低減して寿命を保持しつつ、容易に加熱シリンダとプッシャプレートとの間の芯を合わせることが可能な射出成形機の射出装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、射出スクリュを前後方向に移動させる射出成形機の射出装置において、前後方向に移動可能に配置され、前記射出スクリュを取り付けた第一の部材と、該第一の部材の後方において、該第一の部材と結合部材によって結合可能な第二の部材と、該第二の部材に取り付けられ、前記第二の部材を介して前記第一の部材を前後方向に移動可能な駆動手段と、を備え、前記結合部材による前記第一の部材と前記第二の部材との結合は解除可能であり、前記結合部材による前記第一の部材と前記第二の部材との結合が解除された状態では、前記第一の部材と前記第二の部材は互いに異なる支持部材によって支持されることを特徴とする射出成形機の射出装置が提供される。

請求項１に係る発明では、第一の部材と第二の部材との結合が解除された状態において、第一の部材と第二の部材が互いに異なる支持部材によって支持されているため、第一の部材と第二の部材の両方の荷重が同一の支持部材にかかることがなく、支持部材に大きな偏荷重がかかってたわみが生じたり、支持部材の寿命の低下を防止することが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、前記第一の部材を支持する支持部材に位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置が提供される。
請求項２に係る発明では、第一の部材を支持する支持部材に位置調整機構を設けることによって、支持部材にかかる偏荷重を防止しつつ、第一の部材の位置を調整することが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、前記第一の部材と前記第二の部材を支持する互いに異なる支持部材にそれぞれ位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置が提供される。
請求項３に係る発明では、第一の部材を支持する支持部材と、第二の部材を支持する支持部材のそれぞれに位置調整機構を設けることによって、支持部材にかかる偏荷重を防止しつつ、第一の部材及び第二の部材の位置を調整することが可能となる。

本発明により、射出成形機の構成部材にかける偏荷重を低減して寿命を保持しつつ、容易に加熱シリンダとプッシャプレートとの間の芯を合わせることが可能な射出成形機の射出装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における射出装置の側面図である。 本発明の第１の実施形態における射出装置の第一のプッシャプレートの正面側から見た図である。 本発明の第１の実施形態におけるスクリュの芯の調整方法を示した図である。 本発明の第２の実施形態における射出装置の側面図である。 本発明の第２の実施形態における射出装置の第一のプッシャプレートの正面側から見た図である。 本発明の変形例における射出装置を示した図である。 従来技術における射出装置の側面図である。 従来技術における射出装置のプッシャプレートの正面側から見た図である。

まず、従来技術におけるスクリュ５と加熱シリンダ６との芯の調整方法について説明する。図７は、従来技術における射出装置の概観図であり、射出装置の側面図である。７はフロントプレート、８はリアプレートであり、両者はタイバー１０により連結されている。また、タイバー１０は両端においてタイバーナット１１によって固定されている。

フロントプレート７とリアプレート８との間にはプッシャプレート２０が配置されている。プッシャプレート２０は、図示しない穴を有しており、その穴をタイバー１０が貫通するようにされており、穴に固定されたブッシュを介してタイバー１０によりガイドされて前後進する。また、プッシャプレート２０にはスクリュ５とボールねじ１４が設けられており、スクリュ５は図示しない軸受けを介して回転可能な状態でプッシャプレート２０に支持されており、ボールねじ１４はプッシャプレート２０とリアプレート８との間において設けられ、ボールねじナット１４ａによってプッシャプレート２０に固定され、ボールねじ軸１４ｂは軸受け１９を介してリアプレート８に連結されている。

１８はスクリュ前後進用モータであり、回転伝達部材１３を介してボールねじ１４に連結されている。また、１５はスクリュ回転用モータであり、その軸が回転すると、軸に取り付けられた駆動プーリ１６、駆動プーリ１６にかけられているタイミングベルト１７を介して、さらに図示しない従動プーリ及びスクリュ連結部材を介してスクリュ５に動力が伝達される。

次に、従来技術における射出装置の動きについて説明する。スクリュ回転用モータ１５の回転は、駆動プーリ１６、タイミングベルト１７、図示しない従動プーリ及びスクリュ連結部材によってスクリュ５へ伝達される。また、スクリュ前後進用モータ１８の回転は、ボールねじ１４によってプッシャプレート２０の前後進の動きに変換される。

このように構成された従来技術における芯の調整方法について説明する。図７は、加熱シリンダ６の芯とスクリュ５の芯が合っていない状態を示している。このような状態から両者の芯を合わせるためには、プッシャプレート２０の位置を調整する必要がある。図８は、加熱シリンダ６の芯に対してスクリュ５の芯を合わせるように、プッシャプレート２０の位置を調整した従来技術の射出装置の概観図である。図８においては、加熱シリンダ６の芯とスクリュ５の芯が一致しているものの、プッシャプレート２０の位置を動かすため、タイバー１０のたわみやボールねじナット１４ａとボールねじ軸１４ｂとの間の芯ずれが生じるおそれがある。

（第１の実施形態）
これらの課題を踏まえて、以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１及び図２は、本実施形態を示す概略図であり、図１は側面図であり、図２は第一のプッシャプレート１の正面側から見た図である。従来技術と同様の箇所については、同じ符号を付して説明は省略する。本実施形態における従来技術との主たる相違点は、プッシャプレートが第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２とに分かれている点である。

本実施形態においては、フロントプレート７とリアプレート８との間に、第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２とが設けられている。そして、第二のプッシャプレート２とリアプレート８との間にボールねじ１４が設けられ、ボールねじナット１４ａは第二のプッシャプレート２にボールねじ軸１４ｂは軸受け１９を介してリアプレート８に連結されている。第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２は連結ボルト３によって固定されているが、連結ボルト３が貫通する、第一のプッシャプレート１の図示しない貫通穴と連結ボルト３との間には若干の隙間が形成されており、第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２との互いの結合位置を調整可能に形成されている。

第一のプッシャプレート１は、ベース９上に設けられたリニアガイド１２の上に設けられた位置調整機構４を介して固定されており、リニアガイド１２を前後に移動させることによって、第一のプッシャプレート１も前後進する。位置調整機構４はシムにより構成されており、第一のプッシャプレート１をボルトにより持ち上げ、リニアガイド１２との間に生じた隙間に挟み込むシムの厚みによって高さを調整しているが、位置調整機構４としては他の構成を用いることも可能である。

第二のプッシャプレート２は、図示しない貫通穴を備え、貫通穴に固定されたブッシュを介してタイバー１０が貫通し、タイバー１０によってガイドされて前後進する。また、第一のプッシャプレート１は図示しない軸受けを備えており、この図示しない軸受けを介してスクリュ５が回転可能な状態で支持されている。

次に、本実施形態の射出装置の動作について説明する。スクリュ回転用モータ１５の回転は駆動プーリ１６及びタイミングベルト１７、図示しない従動プーリ及びスクリュ連結部材によりスクリュ５へ伝達される。また、スクリュ前後進用モータ１８の回転は、ボールねじ１４により第二のプッシャプレート２の前後進の動きに変換される。なお、本実施形態においては、ボールねじ１４とスクリュ前後進用モータ１８が回転伝達部材１３を介して直結された構造となっているが、間にプーリやベルトを用いて減速しながら動力を伝達することも可能である。

第二のプッシャプレート２には第一のプッシャプレート１が接続されており、第一のプッシャプレート１にスクリュ５が接続されているため、スクリュ前後進用モータ１８の回転に伴って、スクリュ５が前後進する。加熱シリンダ６内において、スクリュ５が回転及び前後進することによって、樹脂の溶融、混合、射出が行われる。ここで、樹脂の溶融、混合、射出を適切に行うためには、加熱シリンダ６とスクリュ５の芯を合わせる必要がある。

図３に基づいて、本実施形態における芯の調整方法を説明する。第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２とを連結する連結ボルト３をゆるめて、第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２との結合を解除する。このとき、第一のプッシャプレート１の図示しないねじ穴（開口）と連結ボルト３との間に隙間があるため、その隙間の分だけ位置調整機構４を用いて第一のプッシャプレート１を動かして調整することができる。第二のプッシャプレート２は、タイバー１０によって支持されているため、タイバー１０によって第二のプッシャプレート２の位置を維持したまま、第一のプッシャプレート１の位置を位置調整機構４を用いて調整することが可能である。

従来技術においては、タイバー１０にプッシャプレート全体の重量がかかっていたが、本実施形態においては、第一のプッシャプレート１はリニアガイド１２と位置調整機構４によって支持され、第二のプッシャプレート２はタイバー１０によって支持されているため、タイバー１０には第二のプッシャプレート２の重量がかかるのみとなるため、タイバー１０のたわみはわずかなものとなり、ボールねじ１４への偏荷重の影響が小さくなり、ボールねじ１４の寿命低下を防止することができる。

また、わずかなタイバー１０のたわみを防止し、さらに高精度にボールねじナット１４ａとボールねじ軸１４ｂとの芯ずれを調整するために、第二のプッシャプレート２にさらに位置調整機構を設けるようにすることもできる。この場合の位置調整機構としては、タイバー１０と第二のプッシャプレート２との間に設けたシムなどを用いて行うこともできるし、タイバー１０をタイバーナット１１で固定する際に、あらかじめ隙間を設けておくなどして、タイバー１０の位置を調整することによって、第二のプッシャプレート２の位置を調整するようにすることもできる。

（第２の実施形態）
図４及び図５に基づいて、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態においては、第一のプッシャプレート１がリニアガイド１２及び位置調整機構４によって支持される点は第１の実施形態と同様であるが、第二のプッシャプレート２がタイバー１０に加えて、リニアガイド２１により支持されている点が第１の実施形態と異なっている。リニアガイド１２とリニアガイド２１はいずれもベース９上に設置されているが、別のリニアガイドとしてそれぞれ設けられており、独立して移動させることが可能である。本実施形態においては、リニアガイド１２とリニアガイド２１はベース９上における互いに異なる高さの位置に設けられているが、これは必ずしも異なる高さにしなければならないものではない。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に第一のプッシャプレート１を支持するリニアガイド１２上に位置調整機構４が設けられており、連結ボルト３をゆるめて第一のプッシャプレート１と第二のプッシャプレート２との結合を解除した状態で、第一のプッシャプレート１の位置を調整することで、スクリュ５の位置を調整する。

なお、本実施形態においても、第二のプッシャプレート２にさらに位置調整機構を設けるようにすることもできる。この場合の位置調整機構としては、第１の実施形態と同様に、タイバー１０と第二のプッシャプレート２との間に設けたシムなどを用いて行うこともできるし、タイバー１０をタイバーナット１１で固定する際に、あらかじめ隙間を設けておくなどして、タイバー１０の位置を調整することによって、第二のプッシャプレート２の位置を調整するようにすることもできる。また、リニアガイド１２に設けられている位置調整機構４と同様の機構をリニアガイド２１に設けることで、位置調整を行うようにすることも可能である。

これまで説明した実施の形態においては、第一のプッシャプレート１がリニアガイド１２によって支持され、第二のプッシャプレート２がタイバー１０、又はタイバー１０と別のリニアガイド２１によって支持される構成であったが、逆に、第一のプッシャプレート１がブッシュを介してタイバー１０、又はタイバー１０とリニアガイドによって支持され、第二のプッシャプレート２がリニアガイドによって支持される構成とすることも可能である。

図６は、本発明の実施形態の変形例を示した図である。これまで説明した実施の形態においては、スクリュ５の前後進のために用いられる駆動手段として、スクリュ前後進用モータ１８を１つ用いる構成であったが、図６に示されているように、駆動手段としてのスクリュ前後進用モータを複数用いるようにすることもできる。この場合には、ボールねじ１４の精度のばらつきや運転中の同期誤差によってプッシャプレートに傾きが生じて、ボールねじ１４に偏荷重が加わるおそれが高くなる。そのため、本変形例のように駆動手段を複数用いる場合には、本発明の構成は特に有用であり、初期組み付け状態におけるボールねじへの偏荷重の影響を小さくすることが可能となる。

１ 第一のプッシャプレート
２ 第二のプッシャプレート
３ 連結ボルト
４ 位置調整機構
５ スクリュ
６ 加熱シリンダ
７ フロントプレート
８ リアプレート
９ ベース
１０ タイバー
１１ タイバーナット
１２ リニアガイド
１３ 回転伝達部材
１４ ボールねじ
１４ａ ボールねじナット
１４ｂ ボールねじ軸
１５ スクリュ回転用モータ
１６ 駆動プーリ
１７ タイミングベルト
１８ スクリュ前後進用モータ
１９ 軸受け
２０ プッシャプレート
２１ リニアガイド

Claims (3)

1. 射出スクリュを前後方向に移動させる射出成形機の射出装置において、
   前後方向に移動可能に配置され、前記射出スクリュを取り付けた第一の部材と、
   該第一の部材の後方において、該第一の部材と結合部材によって結合可能な第二の部材と、
   該第二の部材に取り付けられ、前記第二の部材を介して前記第一の部材を前後方向に移動可能な駆動手段と、を備え、
   前記結合部材による前記第一の部材と前記第二の部材との結合は解除可能であり、
   前記結合部材による前記第一の部材と前記第二の部材との結合が解除された状態では、
   前記第一の部材と前記第二の部材は互いに異なる支持部材によって支持されることを
   特徴とする射出成形機の射出装置。
2. 前記第一の部材を支持する支持部材に位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置。
3. 前記第一の部材と前記第二の部材を支持する互いに異なる支持部材にそれぞれ位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置。