JP5830106B2 - 縦型射出成形機 - Google Patents

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Description

本発明は、金型の型開閉を縦方向に行って成形体を成形する縦型射出成形機に関し、特に縦型射出成形機を高速で稼動したとしても、当該高速稼動に伴い縦型射出成形機に揺れや浮き上がりが生じぬよう、縦型射出成形機上方に配設した射出ユニットの上下の重量比等を適切に設定した縦型射出成形機に関する。
従来から、ターンテーブルを回転させることにより、1つの上側金型に対して、ターンテーブルに取り付けた2つの下側金型の各々を型開閉可能な対向位置に移動させ、縦方向に型開閉を行う、いわゆる2ステーション方式の縦型射出成形機が用いられている。こうした上側金型と複数の下側金型とを型締めするいわゆる2ステーション方式等の縦型射出成形機においては、成形体を成形する型締め工程の間に、型締めされている下側金型の反対側に配置された下側金型にインサート成形用の金属製の部品を組み付け、その組み付け後にターンテーブルを所定位置に回転し、金属製の部品を組み付けた下側金型と上側金型とを型締めすることで、金属製のインサート部品と樹脂とを一体成形する製造方法が採られている。
前記縦型射出成形機に係る従来技術が特許文献1に開示されており、特許文献1には、加熱筒を縦方向に保持するフロントプレートと、加熱筒内に挿入されたスクリューを射出駆動するプッシャープレートとを備えた2プレート方式の射出装置を備え、スクリュー用サーボモータによってスクリュー回転機構を介してスクリューを回転させて樹脂の溶融、計量を行い、射出用サーボモータによって作動されるボールねじ機構を介してプッシャープレートを前進移動させて計量された溶融樹脂の射出充填を行う縦型射出成形機において、計量等を行なうときの駆動源である前記スクリュー用サーボモータと前記射出用サーボモータが、フロントプレートに固定されていることが開示されている。また、特許文献2には、フロントプレートとプッシャープレートを備えた2プレート方式の射出成形機の射出装置が開示されている。
特許第3855129号公報 特公平8−9184号公報
特許文献2に開示されているような長手方向が横方向で設置される射出装置においては、当該射出装置の重心が比較的低いということもあり、射出成形機の稼動に伴いプッシャープレートが高速で動作されたとしても、射出成形機全体が比較的大きく揺れたり浮き上がったりすることはないのだが、特許文献1に示されているような縦型射出成形機においては、その重心が比較的高い位置であるということもあり、超高速でプッシャープレートを動作させた場合には、縦型射出成形機自体が床から浮き上がったり、揺れたりすることがあった。そのため、浮き上がりや揺れを抑止するために、縦型射出成形機下部の重量を増加して安定させるということも考えが及ばないわけではないが、低重心化のために部材を設けるとなると、コスト高や機器を移動させるときの搬送作業性が悪くなるといった問題がある
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フロントプレートとプッシャープレートとからなる2プレート方式の縦型射出成形機において、比較的重量の軽量化を図りながらも、高速で溶融樹脂の射出充填が行われる場合であっても、それに伴い、浮き上がりや揺れが発生しないよう抑止することができる縦型射出成形機を提供することをその目的とする。
縦型射出成形機の発明は、
金型を縦方向に型開閉する型開閉ユニットと、
該型開閉ユニットの上部に配設され型閉された前記金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出ユニットとを備え、
前記溶融樹脂を射出充填する際に下方に前進される射出スクリューを回転可能に設けたプッシャープレートと、前記射出スクリューを内部に挿通した加熱筒を保持し前記プッシャープレートよりも下方に配置されたフロントプレートとを前記射出ユニットに備えた2プレート方式の縦型射出成形機であって、
前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行っているときに進退される前記プッシャープレートと、該プッシャープレートに一体に保持されて移動する部材とを移動体とし、その合計重量を移動体の重量m(kg)とし、
前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行っているときに移動されることのない前記フロントプレートと、該フロントプレートに一体に保持されて成形品を成形するときにも移動されない部材とを固定体とし、その合計重量を固定体の重量M(kg)とし、
前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの前記射出スクリューの加速時間をt(s)とし、
前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの前記射出スクリューの加速時間t(s)後の速度をV(m/s)としたとき、
下記数1の数式を満たすようにして構成したことを特徴とする。
Figure 0005830106
本縦型射出成形機の発明によれば、数1の数式を満たすようにすることで、縦型射出成形機の稼働中に、射出スクリューが高速で動作されても、当該縦型射出成形機が床から浮き上がったり、大きく揺れたりすることを防止することができる。すなわち、従来の縦型射出成形機においては、当該縦型射出成形機の稼働中に床から浮き上がったり、揺れたりすることを抑止するために、縦型射出成形機下部の重量を増加させることで姿勢の安定化を図っていたため、コスト高や搬送作業性が悪くなるといった問題があったが、本発明においては、こうした問題を解消しつつ、高速で溶融樹脂の射出充填が行われるような状況下であっても、それに伴い縦型射出成形機が浮き上がったり揺れたりすることを防止することが可能となる。
本発明の一例の射出スクリューと共にプッシャープレートを後退(上昇)させた状態の縦型射出成形機に構成される射出ユニットを示す正面図である。 本発明の一例の射出スクリューと共にプッシャープレートを前進(下降)させた状態の縦型射出成形機に構成される射出ユニットを示す正面図である。 縦型射出成形機に構成される射出ユニットを上方から視た状態を示す概略平面図である。 射出スクリューの加速度aと固定体が地面を押す力R(kg)との関係を示す説明図である。
以下、本発明を実施するための形態を図1〜図4により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
本実施形態の縦型射出成形機は大別すると、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出充填する射出ユニット1、金型の型開閉を行う型開閉ユニット(図示せず)から構成され、型開閉ユニットの上部に構成される可動ダイプレート2にはユニットベース3が装着され、ユニットベース3の上部には射出ユニット1が保持される。
本実施形態の射出ユニット1には、図1及び図2に示すように、加熱筒取付ブラケットとしてのフロントプレート5と、フロントプレート5の上部に設けられた移動体としてのプッシャープレート6とが構成された、いわゆる2プレート方式を採用しており、これらフロントプレート5とプッシャープレート6とは、ユニットベース3の上部で縦方向に設けられた昇降用ボールネジ軸7に縦方向に摺動可能に設けられている。
フロントプレート5には、成形体の材料となるペレットを加熱溶融する加熱筒10、加熱筒10の先端(下部)に装着された射出ノズル11、フロントプレート5を進退させる駆動源としてのノズルタッチ用モータ12、ノズルタッチ用モータ12の駆動力をフロントプレート5へ伝達して、当該フロントプレート5を縦方向に進退させるためのノズルタッチ用駆動伝達機構(具体的には、昇降用ボールネジ軸7に螺合されたノズルタッチ用ボールネジナット21、ノズルタッチ用ボールネジナット21に一体に設けられたノズルタッチ用従動プーリ22、ノズルタッチ用従動プーリ22に駆動力を伝達するノズルタッチ用ベルト23、ノズルタッチ用ベルト23にノズルタッチ用モータ12の駆動力を伝達するノズルタッチ用駆動プーリ24等)20のほか、縦型射出成形機の稼動時にプッシャープレート6を進退させる駆動源としての一対の射出用モータ30、射出用モータ30の駆動力をプッシャープレート6へ伝達して、当該プッシャープレート6に回転可能に設けられると共に加熱筒10内に挿通された射出スクリュー31を縦方向に進退させるための射出用駆動伝達機構(具体的には、射出用モータ30に設けた射出用駆動プーリ41、射出用駆動プーリ41の駆動力を伝達する射出用ベルト42、射出用ベルト42に伝達された駆動力が伝達される射出用従動プーリ43、射出用従動プーリ43が螺合された射出用ボールネジ軸44)40が一体に保持されている。なお、本実施形態においては、フロントプレート5と当該フロントプレート5に一体に保持されているものについて、縦型射出成形機で成形体を成形するときに移動されずに保持されていることから「固定体」として定義するものとする。
また、プッシャープレート6には、射出用ボールネジ軸44に螺合されると共にプッシャープレート6に一体に設けられた射出用ボールネジナット50、加熱筒10内に挿通された前述した射出スクリュー31、計量用駆動伝達機構(具体的には、溶融樹脂の計量時に射出スクリュー31を回転駆動するための駆動力を伝達する計量用従動プーリ61、計量用従動プーリ61に駆動力を伝達する計量用ベルト62、計量用ベルト62に駆動力を伝達する計量用駆動プーリ63)60、計量用駆動プーリ63を駆動する駆動源としての計量用モータ64が一体に保持されている。なお、本実施形態においては、プッシャープレート6と当該プッシャープレート6に一体に保持されているものについて、縦型射出成形機で成形体を成形するとき、上下に進退移動されることから「移動体」として定義するものとする。
そして、縦型射出成形機を稼動して、溶融樹脂の計量を行なっているときには、前記射出スクリュー31は、計量用モータ64を駆動源とし、計量用駆動プーリ63、計量用ベルト62、計量用従動プーリ61を介して回転され、射出ノズル11の先端側へ溶融樹脂の供給を行う一方で、計量された溶融樹脂を射出ノズル11の先端から射出するときには、射出用モータ30を駆動源とし、射出用駆動プーリ41、射出用ベルト42、射出用従動プーリ43、射出用ボールネジ軸44、射出用ボールネジナット50、プッシャープレート6を介して、該プッシャープレート6に回転可能に設けられた射出スクリュー31がプッシャープレート6と共に下降されることで、射出ノズル5から可動ダイプレート2の下面に取り付けられた金型のキャビティ内へ溶融樹脂の射出がなされる。
また、金型に射出ノズル11をノズルタッチするため、昇降可能に設けられたフロントプレート5を下降させ、該フロントプレート5に一体に設けた加熱筒10に装着された射出ノズル11を下降するときは、ノズルタッチ用モータ12を駆動源とし、この駆動力が、ノズルタッチ用モータ12の回転軸に装着されたノズルタッチ用駆動プーリ24、ノズルタッチ用駆動プーリに24に掛け回されたノズルタッチ用ベルト23、ノズルタッチ用ベルト23が掛け回されたノズルタッチ用従動プーリ22、ノズルタッチ用ボールネジナット21へと伝達され、ノズルタッチ用ボールネジナット21と一体となってフロントプレート5が下降されることで、当該フロントプレートに加熱筒10を介して装着された射出ノズル11が下降される。
ここで、縦型射出成形機を稼動したときに、当該成形機が設置されている地面から浮き上がる現象の実験結果について、下記表1及び図5に基づき説明する。なお、表1において、左側に、移動体の重量を650kgとし固定体の重量を3650kgとしたときを、中央に、移動体の重量を400kgとし固定体の重量を3900kgとしたときを、右側に、移動体の重量を350kgとし固定体の重量を3950kgとしたときの条件で、縦型射出成形機を稼働したときの各種数値を示しており、本実施形態の縦型射出成形機においては、(a)に示す、移動体の重量を650kg、固定体の重量を3650kg、縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの射出スクリューの速度Vを0.85m/sとして高速な速度で行なったものであり、それ以外((b)〜(q))は、発明を理解する上で参考例である。また、表1及び図5において、「固定体が地面押す力R(kg)」が、0以上(0及び正数)であるときは、縦型射出成形機を稼動したときに、当該縦型射出成形機が地面から浮き上がることがない状況を指し、一方、0未満であるときには、縦型射出成形機を稼動したときに、当該縦型射出成形機が地面から浮き上がることを指している。
Figure 0005830106
表1の(a)及び図4に示すように、移動体の重量mを650(kg)とし、固定体の重量Mを3650(kg)とし、前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの前記射出スクリューの加速時間tを0.038(s)とし、前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの前記射出スクリューの加速時間tである0.038(s)後の速度Vを0.85(m/s)としたときには、m+m×V/t/9.8=650+650×0.85/0.038/9.8=2134(kg)になり、また、(m+M)/2=(650+3650)/2=2150(kg)になる。
Figure 0005830106
よって、上記数1の数式の要件を満たすこととなる(2150>2134)。
そして、上記数1の数式の要件を満たす表1の(a)や、参考例である(h)〜(k)、(m)〜(q)においては、固定体が地面押す力R(kg)が、0以上となり、縦型射出成形機を稼動したときに、当該縦型射出成形機が地面から浮き上がることがないという実験結果が得られた。他方、それ以外である、(b)〜(g)、(l)においては、固定体が地面押す力R(kg)が、0未満となり、縦型射出成形機を稼動したときに、当該縦型射出成形機が地面から浮き上がるという実験結果が得られた。そして、以上の結果により、実験を行なわなくても、前記数1の数式の要件を満たす場合には、縦型射出成形機を稼動したときに、当該縦型射出成形機が地面から浮き上がることがないという結論に至った。
以上のように本発明の縦型射出成形機によれば、金型を縦方向に型開閉する型開閉ユニットと、型開閉ユニットの上部に配設され型閉された金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出ユニット1とを備え、溶融樹脂を射出充填する際に下方に前進される射出スクリュー31を回転可能に設けたプッシャープレート6と、射出スクリュー31を内部に挿通した加熱筒10を保持しプッシャープレート6よりも下方に配置されたフロントプレート5とを射出ユニット1に備えた2プレート方式の縦型射出成形機であって、縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行っているときに進退されるプッシャープレート6と、プッシャープレート6に一体に保持されて移動する部材とを移動体とし、その合計重量を移動体の重量m(kg)とし、縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行っているときに移動されることのないフロントプレート5と、フロントプレート5に一体に保持されて成形品を成形するときにも移動されない部材とを固定体とし、その合計重量を固定体の重量M(kg)とし、縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの射出スクリュー31の加速時間をt(s)とし、縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの射出スクリュー31の加速時間t(s)後の速度をV(m/s)としたとき、数1の数式を満たすようにして構成したものである。これにより、数1の数式の要件を満たすように設定することで、縦型射出成形機の稼働中に、射出スクリュー31が高速等で動作されても、当該縦型射出成形機が床から浮き上がったり、それに付随して大きく揺れたりすることを防止することができる。すなわち、従来の縦型射出成形機においては、当該縦型射出成形機の稼働中に床から浮き上がったり、揺れたりすることを抑止するために、縦型射出成形機下部の重量を増加させることで姿勢の安定化を図っていたため、コスト高や搬送作業性が悪くなるといった問題があったが、本発明においては、こうした問題を解消しつつ、高速で溶融樹脂の射出充填が行われるような状況下であっても、それに伴い縦型射出成形機が浮き上がったり揺れたりすることを防止することが可能となる。
1 射出ユニット
5 フロントプレート
6 プッシャープレート
10 加熱筒
31 射出スクリュー

Claims (1)

  1. 金型を縦方向に型開閉する型開閉ユニットと、
    該型開閉ユニットの上部に配設され型閉された前記金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出ユニットとを備え、
    前記溶融樹脂を射出充填する際に下方に前進される射出スクリューを回転可能に設けたプッシャープレートと、前記射出スクリューを内部に挿通した加熱筒を保持し前記プッシャープレートよりも下方に配置されたフロントプレートとを前記射出ユニットに備えた2プレート方式の縦型射出成形機であって、
    前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行っているときに進退される前記プッシャープレートと、該プッシャープレートに一体に保持されて移動する部材とを移動体とし、その合計重量を移動体の重量m(kg)とし、
    前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行っているときに移動されることのない前記フロントプレートと、該フロントプレートに一体に保持されて成形品を成形するときにも移動されない部材とを固定体とし、その合計重量を固定体の重量M(kg)とし、
    前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの前記射出スクリューの加速時間をt(s)とし、
    前記縦型射出成形機を稼動して成形品の成形を行うときの前記射出スクリューの加速時間t(s)後の速度をV(m/s)としたとき、
    下記数1の数式を満たすようにして構成したことを特徴とする縦型射出成形機。
    Figure 0005830106
JP2013539441A 2011-10-19 2011-10-19 縦型射出成形機 Active JP5830106B2 (ja)

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