JP6113636B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、ボールねじ軸やボールねじナットなどの摩擦部材を有する（例えば特許文献１参照）。摩擦部材間の潤滑には主にグリースが用いられる。グリースは、潤滑油に増ちょう剤を混ぜて半固体状にかためたもので、摩擦部材間に保持しやすい。

特開２０１１−１８３７０５号公報

摩擦部材間の潤滑にグリースよりも流動性の良い潤滑油が用いられる場合、摩擦部材間から潤滑油が流失しやすかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、摩擦部材間に潤滑油を保持できる射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
ベースと、
前記ベースに固定される前方サポート及び後方サポートと、
前記前方サポートに固定されるシリンダと、
前記シリンダ内に回転自在に且つ進退自在に配設されるスクリュと、
前記ベースに対して固定されると共に、前記スクリュを回転させる計量モータと、
前記スクリュを進退させる射出モータと、
前記前方サポートと前記後方サポートの間に配設され、前記射出モータにより前記ベースに対して進退させられて前記スクリュを進退させる可動部材と、
前記後方サポートの前方に配設され、前記計量モータにより回転させられる回転軸と、
前記可動部材の後方に配設され、前記回転軸とスプライン結合されて前記回転軸の回転を前記スクリュに伝達する駆動軸と、
前記後方サポートと前記可動部材の間の前記回転軸と前記駆動軸の周りに配設される伸縮部材と、を備え、
前記伸縮部材の一端部は前記後方サポートに取付けられ、前記伸縮部材の他端部は前記可動部材に取付けられ、
前記後方サポートに対する前記可動部材の位置と、前記回転軸に対する前記駆動軸の位置とは連動して変位し、
前記伸縮部材は、スプライン結合される前記回転軸および前記駆動軸の周りに前記回転軸および前記駆動軸の間に供給される潤滑油を貯留する貯留空間を形成し、前記射出モータによって相対的に進退させられる前記後方サポートと前記可動部材との間隔に応じて伸縮する、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、摩擦部材間に潤滑油を保持できる射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機を示す一部断面図である。 図１の一部拡大図である。 図２のIII−III線に沿った断面図であって、スプライン連結機構の周りに潤滑油を溜める貯留空間の周辺装置を示す図である。 図２の上面図である。 図４のV−V線に沿った断面図である。 図５のVI−VI線に沿った断面図であって、ボールねじ機構の周りに潤滑油を溜める貯留空間の周辺装置を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型締装置を示す図である。 本発明の別の一実施形態による射出成形機の要部を示す断面図であって、図２に相当する断面図である。 図８のIX−IX線に沿った断面図である。 図８のX-X線に沿った断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、シリンダから成形材料を吐出する際のスクリュの移動方向を前方とし、シリンダの前部に成形材料を蓄積する際のスクリュの移動方向を後方として説明する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機を示す一部断面図である。図２は、図１の一部拡大図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面図であって、スプライン連結機構の周りに潤滑油を溜める貯留空間の周辺装置を示す図である。図４は、図２の上面図である。図５は、図４のV−V線に沿った断面図である。図６は、図５のVI−VI線に沿った断面図であって、ボールねじ機構の周りに潤滑油を溜める貯留空間の周辺装置を示す図である。

図１や図４に示すように、射出成形機１０は、シリンダ１１、シリンダ１１内に配設されるスクリュ１３、スクリュ１３を回転させる回転駆動部としての計量モータ１５、およびスクリュ１３を前進させる移動駆動部としての射出モータ１６などを備える。

シリンダ１１の後部には、シリンダ１１の内部に成形材料（例えば樹脂ペレット）を供給する材料供給部としてのホッパ１４が設けられる。尚、本実施形態の材料供給部は、ホッパ１４で構成されるが、供給量を調整できるフィードスクリュなどで構成されてもよい。

スクリュ１３は、シリンダ１１内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ１３には螺旋状の溝１３ａが形成され、溝１３ａ内にはホッパ１４から成形材料が供給される。スクリュ１３が回転すると、螺旋状の溝１３ａに沿って成形材料が前方に送られる。溝１３ａの深さは、一定でもよいし、場所によって異なってもよい。

スクリュ１３から後方に延びる軸部２１は、カップリング２２を介して駆動軸２３に連結される。駆動軸２３は、スクリュ１３と共に回転し、スクリュ１３と共に進退する。駆動軸２３には回転軸２４が連結される。スクリュ１３、軸部２１、駆動軸２３、および回転軸２４は、この順で同軸的に配設される。また、駆動軸２３および回転軸２４などで回転伝達部２６（図１参照）が構成される。

回転伝達部２６は、スクリュ１３の軸方向後方に配設され、計量モータ１５の回転をスクリュ１３に伝達する。回転伝達部２６は、計量モータ１５からスクリュ１３への回転伝達経路において、計量モータ１５側に配設される第１の伝達部材としての回転軸２４と、スクリュ１３側に配設される第２の伝達部材としての駆動軸２３とを有する。回転軸２４と駆動軸２３とが相対移動自在に接続される。

回転軸２４は、駆動軸２３と共に回転し、駆動軸２３の進退を許容する。例えば図２に示すように、駆動軸２３に形成されるスプラインナット部２３ａと、回転軸２４に形成されるスプライン軸部２４ａとが噛み合う。スプライン軸部２４ａは、例えば図３に示すように、棒状部と、棒状部の外周に設けられる複数の凸条部とで構成される。スプラインナット部２３ａは、例えば筒状部と、筒状部の内周に設けられる複数の凹条部とで構成される。スプラインナット部２３ａの凹条部とスプライン軸部２４ａの凸条部とが噛み合う。スプラインナット部２３ａとスプライン軸部２４ａとでスプライン連結機構が構成される。

尚、駆動軸２３および回転軸２４の構成は、多種多様であってよい。例えば、スプライン軸部２４ａとスプラインナット部２３ａの配置は逆でもよく、駆動軸２３にスプライン軸部が形成され、回転軸２４にスプラインナット部が形成されてもよい。また、スプライン軸部の棒状部の外周には、１つ以上の凸条部か、または１つ以上の凹条部が設けられていればよい。スプライン軸部の棒状部の外周に凹条部が設けられる場合、スプラインナット部の筒状部の内周に凸条部が設けられる。さらに、駆動軸２３および回転軸２４のうち、一方にはピンが固定され、他方にはピンと係合する凹条部が形成されてもよい。一方に固定されたピンは、他方に形成される凹条部に対して進退自在に挿入される。

計量モータ１５（図４参照）は、シリンダ１１内においてスクリュ１３を回転させる。計量モータ１５の回転は、ベルトやプーリを介して減速機２５に伝達する。減速機２５の減速比に応じたトルクで回転軸２４が回転され、回転軸２４と共にスクリュ１３が回転される。尚、ベルトやプーリ、減速機２５などはなくてもよく、計量モータ１５の出力軸が回転軸２４に対して同軸的に連結されてもよい。

計量モータ１５は図４に示すようにベース３１に対して固定され、ベース３１には図１や図２に示すように前方サポート３２および後方サポート３３が固定される。ベース３１は、シリンダ１１のノズル１２を金型装置８７（図７参照）に対して接離するため、射出成形機１０のフレームＦｒに対して進退自在となっている。前方サポート３２には、シリンダ１１の後端部が取り付けられる。前方サポート３２と後方サポート３３とは、複数本（例えば４本）のガイドバー３４で連結される。ガイドバー３４は、前方サポート３２と後方サポート３３との間に配設されるプレッシャプレート３５の進退を案内する。プレッシャプレート３５には、ガイドバー３４を挿通させる挿通孔が形成される。ベース３１、前方サポート３２、後方サポート３３、およびガイドバー３４によって射出フレーム３０が構成される。計量モータ１５は、射出フレーム３０に対して固定されていればよく、ベース３１、前方サポート３２、後方サポート３３、およびガイドバー３４のいずれに固定されてもよい。

尚、本実施形態の射出フレーム３０は、ベース３１、前方サポート３２、後方サポート３３、およびガイドバー３４によって構成されるが、その構成は特に限定されない。例えば、ガイドバー３４の代わりに、ガイドレールがベース３１上に設けられ、ガイドレールがプレッシャプレート３５の進退を案内してもよい。

プレッシャプレート３５は、ベース３１に対して進退自在な可動部材である。プレッシャプレート３５は、図２に示すように駆動軸２３を回転自在に支持する軸受３６、３７を保持し、ベース３１に対して駆動軸２３と共に進退する。

射出モータ１６（図４、図５参照）は、シリンダ１１内においてスクリュ１３を移動させる。射出モータ１６は、例えばベース３１に対してプレッシャプレート３５を進退させることで、駆動軸２３を進退させる。射出モータ１６の回転運動は図５に示すボールねじ機構２７によって駆動軸２３の直線運動に変換され、駆動軸２３と共にスクリュ１３が進退される。

ボールねじ機構２７は、ボールねじ軸２７ａと、ボールねじ軸２７ａと螺合するボールねじナット２７ｂとで構成される。ボールねじ軸２７ａは、射出モータ１６の出力軸と同軸的に連結されるが、ベルトやプーリなどを介して射出モータ１６の出力軸と連結されてもよい。射出モータ１６はプレッシャプレート３５に対して固定され、ボールねじナット２７ｂは前方サポート３２に対して固定される。

射出モータ１６を駆動すると、ボールねじ軸２７ａが回転しながら進退し、プレッシャプレート３５が進退する。尚、射出モータ１６を駆動したときのボールねじ機構２７の動作は、上記の動作に限定されない。例えば、射出モータ１６を駆動すると、ボールねじ軸２７ａが回転し、ボールねじナット２７ｂが進退することにより、プレッシャプレート３５が進退してもよい。このような場合としては、例えば、ボールねじナット２７ｂがプレッシャプレート３５に固定され、射出モータ１６が前方サポート３２または後方サポート３３に固定される場合が挙げられる。また、射出モータ１６を駆動すると、ボールねじナット２７ｂが回転し、ボールねじ軸２７ａが進退することにより、プレッシャプレート３５が進退してもよい。このような場合としては、例えば、ボールねじ軸２７ａから延びる軸部を回転自在に支持する軸受がプレッシャプレート３５に固定され、ボールねじナット２７ｂを回転自在に支持する軸受が前方サポート３２または後方サポート３３に固定される場合が挙げられる。

図１に示すように、スクリュ１３の軸方向後方に配設され計量モータ１５の回転をスクリュ１３に伝達する回転伝達部２６は、互いに相対移動自在に接続される駆動軸２３と回転軸２４とを有する。よって、射出モータ１６を駆動して駆動軸２３を移動させるとき、駆動軸２３と接続される回転軸２４や回転軸２４を回転させる計量モータ１５が移動しなくてよい。そのため、従来のように射出モータが計量モータを移動させる場合に比べて、射出モータ１６の消費エネルギーが削減できる。また、射出モータ１６の小型化が可能である。

射出モータ１６は、図４に示すように複数設けられてよく、射出モータ１６の回転をプレッシャプレート３５の進退に変換するボールねじ機構２７が複数設けられてよい。複数のボールねじ機構２７は、スクリュ１３の中心線を中心に対称に配設される。プレッシャプレート３５を前方に押す力がスクリュ１３の中心線を中心に対称に生じ、スクリュ１３の撓み変形が抑制できる。

図７は、本発明の一実施形態による射出成形機の型締装置を示す図である。型締装置の説明では、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。

射出成形機１０の型締装置は、固定プラテン８１、可動プラテン８２、トグルサポート８３、タイバー８４、トグル機構９０、および型締めモータ９６などで構成される。

固定プラテン８１は、フレームＦｒに固定されてよい。固定プラテン８１と間隔をおいてトグルサポート８３が配設される。トグルサポート８３と、固定プラテン８１とは、複数本（例えば４本）のタイバー８４で連結されている。型締め時のタイバー８４の伸びを許容するため、トグルサポート８３はフレームＦｒに対して進退可能に載置される。

可動プラテン８２は、固定プラテン８１とトグルサポート８３との間に配設され、フレームＦｒに敷設されるガイドＧｄに沿って進退自在とされる。可動プラテン８２における固定プラテン８１との対向面には、可動金型８５が取り付けられる。一方、固定プラテン８１における可動プラテン８２との対向面には、固定金型８６が取り付けられる。固定金型８６と可動金型８５とで金型装置８７が構成される。可動プラテン８２が前進すると、可動金型８５と固定金型８６とが接触し、型閉じが行われる。また、可動プラテン８２が後退すると、可動金型８５と固定金型８６とが離れ、型開きが行われる。

トグル機構９０は、可動プラテン８２とトグルサポート８３との間に配設される。トグル機構９０は、例えば、フレームＦｒに対して進退自在なクロスヘッド９１、クロスヘッド９１に入力される推進力を可動プラテン８２に伝達する複数のリンクとで構成される。

型締めモータ９６は、トグル機構９０を作動させるものであって、サーボモータであってよい。型締めモータ９６は、回転運動を直線運動に変換する運動変換部としてのボールねじ機構９７などを介して、トグル機構９０を作動させる。

ボールねじ機構９７は、ボールねじ軸９７ａと、ボールねじ軸９７ａと螺合するボールねじナット９７ｂとで構成される。ボールねじ軸９７ａは、ベルトやプーリなどを介して型締めモータ９６の出力軸と連結されているが、出力軸と同軸的に連結されてもよい。ボールねじ軸９７ａを回転自在に支持する軸受がトグルサポート８３で保持され、ボールねじナット９７ｂはクロスヘッド９１に固定される。

型締めモータ９６を駆動すると、ボールねじ軸９７ａが回転し、ボールねじナット９７ｂが進退することにより、クロスヘッド９１が進退し、可動プラテン８２が固定プラテン８１に対して接離する。尚、型締めモータ９６を駆動したときのボールねじ機構９７の動作は上記の動作に限定されない。

次に、射出成形機１０の動作について説明する。射出成形機１０は、金型装置８７を閉じる型閉じ工程、金型装置８７を締める型締め工程、型締め状態の金型装置８７内に溶融した成形材料を流し込む充填工程、流し込んだ成形材料に圧力をかける保圧工程、保圧工程後に金型装置８７内で成形材料を固化させる冷却工程、次の成形品のための成形材料を計量する計量工程、金型装置８７を開く型開き工程、および型開き後の金型装置８７から成形品を突き出す突き出し工程を行う。射出成形機１０は、これらの工程を繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形サイクルの短縮のため、計量工程は、冷却工程の間に行われてよい。

計量工程では、計量モータ１５を駆動して、スクリュ１３を回転させ、スクリュ１３に形成される螺旋状の溝１３ａ内に供給された成形材料を前方に送る。シリンダ１１の外周には複数のバンドヒータ１７が設けられ、複数のバンドヒータ１７の熱はシリンダ１１に伝わりシリンダ１１内を前進する成形材料を徐々に溶融させる。溶融させた成形材料がスクリュ１３の前方に送られ、シリンダ前部に蓄積されるにつれて、スクリュ１３が後退させられる。

計量工程では、スクリュ１３の急激な後退を制限すべく、スクリュ１３に対して所定の背圧を加えるように、射出モータ１６を駆動してよい。スクリュ１３が所定位置まで後退し、スクリュ１３の前方に所定量の成形材料が蓄積すると、計量モータ１５や射出モータ１６が駆動停止される。

充填工程では、射出モータ１６を駆動して、スクリュ１３を設定速度で前進させ、スクリュ１３の前方に蓄積された成形材料を、シリンダ前部に設けられるノズル１２から吐出させ、ノズル１２と接触する金型装置８７内のキャビティ空間に充填させる。スクリュ１３が所定位置（所謂Ｖ／Ｐ切換位置）まで前進すると、保圧工程が開始される。尚、充填工程開始からの経過時間が所定時間に達すると、保圧工程が開始されてもよい。スクリュ１３の設定速度は、一定でもよいし、スクリュ位置または経過時間に応じて変更してもよい。

保圧工程では、射出モータ１６を駆動して、スクリュ１３を設定圧力で前方に押し、キャビティ空間における成形材料の冷却による体積収縮分の成形材料を補充する。キャビティ空間の入口（所謂ゲート）が固化した成形材料でシールされ、キャビティ空間からの成形材料の逆流が防止された後、冷却工程が開始される。冷却工程の間に、次の成形品のための成形材料を計量する計量工程が行われてよい。スクリュ１３の設定圧力は、一定でもよいし、経過時間などに応じて変更してもよい。

次に、図２〜図３を再度参照して射出成形機１０の一特徴について説明する。射出成形機１０は、図２〜図３に示すように、回転軸（第１の摩擦部材）２４および駆動軸（第２の摩擦部材）２３の周りに潤滑油４２を溜める貯留空間４３を形成する伸縮部材４１を備える。第１の摩擦部材は軸部材であって、第２の摩擦部材は軸部材に対して軸方向における位置を変位可能に連結され、軸部材を挿入させる挿入孔を有する孔部材である。

伸縮部材４１は、後方サポート（第１の取付部材）３３とプレッシャプレート３５（第２の取付部材）との間に配設され、その間隔に応じて伸縮する。伸縮部材４１の一端部は後方サポート３３に取り付けられ、伸縮部材４１の他端部はプレッシャプレート３５に取り付けられる。後方サポート３３に対するプレッシャプレート３５の位置と、回転軸２４に対する駆動軸２３の位置とは連動して変位する。

伸縮部材４１は、潤滑油４２の飛散を防止するため、駆動軸２３および回転軸２４の周りを囲むように筒状に形成されてよい。伸縮部材４１は、例えばテレスコピック型であってよく、プレッシャプレート３５に取り付けられる可動側筒状部４１ａと、後方サポート３３に取り付けられる固定側筒状部４１ｂとで構成される。

伸縮部材４１は、プレッシャプレート３５と後方サポート３３との間において駆動軸２３および回転軸２４の周りに潤滑油４２を溜める貯留空間４３を形成する。潤滑油４２は、駆動軸２３と回転軸２４との間に供給され、駆動軸２３と回転軸２４との間を潤滑する。潤滑油４２は、駆動軸２３や回転軸２４の少なくとも一部と接触していればよい。潤滑油４２は、貯留空間４３に保持できるので、駆動軸２３と回転軸２４との間に保持できる。

貯留空間４３内の潤滑油４２は、駆動軸２３を回転自在に支持する軸受３６、３７、および、回転軸２４を回転自在に支持する軸受３８の摺動部分に供給されてよい。例えば転がり軸受の場合、外輪と内輪との間の空間が貯留空間４３と連通しており、外輪と内輪との間に配設される転動体（ボール、または、ころ）に潤滑油４２が供給される。

駆動軸２３はプレッシャプレート３５に形成される挿通孔３５ａに挿通され、挿通孔３５ａの壁面と駆動軸２３との間の隙間はシール５６で塞がれる。このシール５６は、駆動軸２３の軸受３６、３７の前方に配設され、当該軸受３６、３７の潤滑油が貯留空間４３と反対側に流出するのを防止する。

同様に、回転軸２４は後方サポート３３に形成される挿通孔３３ａに挿通され、挿通孔３３ａの壁面と回転軸２４との間の隙間はシール５７で塞がれる。このシール５７は、挿通孔３３ａ内に配設される回転軸２４の軸受３８の後方に配設され、当該軸受３８の潤滑油が貯留空間４３と反対側に流出するのを防止する。

供給部５０は、図３に示すように、貯留空間４３に潤滑油４２を供給する。供給部５０は、例えば供給モータ５１、供給ポンプ５２、供給タンク５３、および供給管５４などで構成される。供給モータ５１は、供給ポンプ５２を駆動して、供給タンク５３内に蓄えられた潤滑油を供給管５４に送り貯留空間４３に供給する。尚、供給部５０の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、供給管５４はなくてもよく、貯留空間４３の入口４４に供給ポンプ５２が直結されてもよい。

貯留空間４３の入口４４は、伸縮部材４１に形成される場合、可動側筒状部４１ａではなく、固定側筒状部４１ｂに形成されてよい。供給ポンプ５２が射出フレーム３０に固定される場合、プレッシャプレート３５の進退時に供給ポンプ５２と貯留空間４３の入口４４との位置関係が変わらないので、供給ポンプ５２と貯留空間４３の入口４４との接続が容易である。尚、貯留空間４３の入口４４は、固定側筒状部４１ｂが取り付けられる後方サポート３３に形成されてもよい。

排出部６０は、貯留空間４３から外部に潤滑油４２を排出する。排出部６０は、例えば排出管６１などで構成される。排出管６１は、貯留空間４３内の余分な潤滑油を重力によって自然に排出させ、供給タンク５３に戻す。伸縮部材４１の伸縮に伴って貯留空間４３の容積が変動するとき、余分な潤滑油４２が重力によって自然に排出され、貯留空間４３における潤滑油４２の量が自動で調節できる。潤滑油４２の量が自動で調節されるため、供給部５０は貯留空間４３に対して潤滑油４２を所定の流量で連続的に供給してよい。

尚、排出部６０の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、排出部６０は、貯留空間４３内の潤滑油４２を吸引する排出ポンプと、排出ポンプを駆動する排出モータとを含んでもよい。貯留空間４３内の潤滑油４２の量が上限値を超えたとき、貯留空間４３内の潤滑油４２を強制的に排出させることができる。また、排出部６０は、貯留空間４３から排出された潤滑油を回収する回収タンクを含んでもよい。

貯留空間４３内の潤滑油４２は、駆動軸２３や回転軸２４の運動によって撹拌され、温められる。潤滑油４２が貯留空間４３から外部に排出されることで、熱が外部に持ち出され、貯留空間４３の温度上昇が抑制できる。

貯留空間４３から排出された潤滑油が供給タンク５３に戻される場合、潤滑油４２を冷却する冷却器５５が設けられてよい。冷却器５５は、例えば供給管５４に設けられ、供給管５４と熱交換することで、潤滑油を冷却する。尚、冷却器５５は、潤滑油の循環経路のどこに設けてもよい。

貯留空間４３の出口４５は、駆動軸２３や回転軸２４の少なくとも一部が潤滑油４２に浸るように、駆動軸２３の下端や回転軸２４の下端よりも上方に設けられる。貯留空間４３の出口４５は、伸縮部材４１に形成される場合、可動側筒状部４１ａではなく、固定側筒状部４１ｂに形成されてよい。供給タンク５３が射出フレーム３０に固定される場合、プレッシャプレート３５の進退時に供給タンク５３と貯留空間４３の出口４５との位置関係が変わらないので、供給タンク５３と貯留空間４３の出口４５との接続が容易である。尚、出口４５は、固定側筒状部４１ｂの代わりに、固定側筒状部４１ｂが取り付けられる後方サポート３３に形成されてもよい。

検出部４６は、貯留空間４３における潤滑油４２の量を検出する。貯留空間４３における潤滑油４２の量が管理できる。検出部４６は、液面レベルセンサなどで構成される。液面レベルセンサは、非接触式、接触式のいずれでもよい。非接触式としては、例えば潤滑油４２の液面に向けて超音波などを発信してから、反射波を受信するまでの時間を計測するものがある。超音波の代わりに、光などの電磁波が用いられてもよい。接触式としては、例えば潤滑油４２の液面の変動に応じて上下するフロートの位置を検出するものがある。

検出部４６は、流路４７を介して貯留空間４３と連通する検出空間４８における潤滑油の液面レベルを検出することで、貯留空間４３における潤滑油４２の液面レベルを検出してよい。検出空間４８は検出容器４９内に形成され、検出空間４８の容積は一定とされる。伸縮部材４１の伸縮に伴って貯留空間４３の容積が変動するとき、貯留空間４３における潤滑油４２の液面レベルが変動し、潤滑油４２が流路４７を通る。このとき、流動抵抗が生じ、検出空間４８における潤滑油４２の液面レベルの変動が抑えられる。液面レベルの検出結果が平滑化できる。

検出部４６は、検出結果をコントローラ１８に出力する。コントローラ１８は、ＣＰＵやメモリなどを備え、メモリなどに記憶されるプログラムをＣＰＵで実行させることにより各種機能を実現する。

コントローラ１８は、検出部４６の検出結果に基づいて、警報を出力する出力部１９を作動させる。例えば、コントローラ１８は、貯留空間４３における潤滑油４２の量が設定範囲から外れたとき（上限値を超えたとき、または、下限値を下回るとき）、出力部１９を作動させる。出力部１９が出力する警報は、画像や文字、音などの形態で発せられる。

また、コントローラ１８は、検出部４６の検出結果に基づいて、貯留空間４３における潤滑油４２の量を制御してもよい。例えば、コントローラ１８は、貯留空間４３における潤滑油４２の量が下限値を下回るとき、供給モータ５１を駆動して、貯留空間４３における潤滑油４２の量を増やす。また、コントローラ１８は、貯留空間４３における潤滑油４２の量が上限値を超えるとき、図示されない排出モータを駆動して、貯留空間４３における潤滑油４２の量を減らしてよい。

次に、図５〜図６を再度参照して射出成形機１０の他の一特徴について説明する。射出成形機１０は、図５〜図６に示すように、ボールねじ軸（第１の摩擦部材）２７ａおよびボールねじナット（第２の摩擦部材）２７ｂの周りに潤滑油１４２を溜める貯留空間１４３を形成する伸縮部材１４１を備える。第１の摩擦部材は軸部材であって、第２の摩擦部材は軸部材に対して軸方向における位置を変位可能に連結され、軸部材を挿入させる挿入孔を有する孔部材である。

伸縮部材１４１は、前方サポート（第１の取付部材）３２と、プレッシャプレート（第２の取付部材）３５との間に配設され、その間隔に応じて伸縮する。伸縮部材１４１の一端部は前方サポート３２に取り付けられ、伸縮部材１４１の他端部はプレッシャプレート３５に取り付けられる。前方サポート３２に対するプレッシャプレート３５の位置と、ボールねじナット２７ｂに対するボールねじ軸２７ａの位置とは連動して変位する。

伸縮部材１４１は、潤滑油１４２の飛散を防止するため、ボールねじ軸２７ａおよびボールねじナット２７ｂの周りを囲むように筒状に形成されてよい。伸縮部材１４１は、例えばテレスコピック型であってよく、プレッシャプレート３５に取り付けられる可動側筒状部１４１ａと、前方サポート３２に取り付けられる固定側筒状部１４１ｂとで構成される。

伸縮部材１４１は、プレッシャプレート３５と前方サポート３２との間においてボールねじ軸２７ａおよびボールねじナット２７ｂの周りに潤滑油１４２を溜める貯留空間１４３を形成する。潤滑油１４２は、ボールねじ軸２７ａとボールねじナット２７ｂとの間に供給され、ボールねじ軸２７ａとボールねじナット２７ｂとの間を潤滑する。潤滑油１４２は、ボールねじ軸２７ａやボールねじナット２７ｂの少なくとも一部と接触していればよい。潤滑油１４２は、貯留空間１４３に保持できるので、ボールねじ軸２７ａとボールねじナット２７ｂとの間に保持できる。

貯留空間１４３内の潤滑油１４２は、ボールねじ軸２７ａと射出モータ１６の出力軸とをつなぐ軸部２８を回転自在に支持する軸受１３６、１３７の摺動部分に供給されてよい。例えば転がり軸受の場合、外輪と内輪との間の空間が貯留空間１４３と連通しており、外輪と内輪との間に配設される転動体（ボール、または、ころ）に潤滑油１４２が供給される。

軸部２８はプレッシャプレート３５に形成される挿通孔３５ｂに挿通され、挿通孔３５ｂの壁面と軸部２８との間の隙間はシール１５６で塞がれる。このシール１５６は、軸部２８の軸受１３６、１３７の後方に配設され、当該軸受１３６、１３７の潤滑油が貯留空間１４３と反対側に流出するのを防止する。

ボールねじ軸２７ａは、前方サポート３２に形成される挿通孔３２ｂに挿通される。挿通孔３２ｂを介して貯留空間１４３から供給される潤滑油１４２を内部に溜めるカバー部材１３８が前方サポート３２に設けられてよい。

供給部１５０は、図６に示すように、貯留空間１４３に潤滑油１４２を供給する。供給部１５０は、例えば供給モータ１５１、供給ポンプ１５２、供給タンク１５３、および供給管１５４などで構成される。供給モータ１５１は、供給ポンプ１５２を駆動して、供給タンク１５３内に蓄えられた潤滑油を供給管１５４に送り貯留空間１４３に供給する。尚、供給部１５０の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、供給管１５４はなくてもよく、貯留空間１４３の入口１４４に供給ポンプ１５２が直結されてもよい。

貯留空間１４３の入口１４４は、伸縮部材１４１に形成される場合、可動側筒状部１４１ａではなく、固定側筒状部１４１ｂに形成されてよい。供給ポンプ１５２が射出フレーム３０に固定される場合、プレッシャプレート３５の進退時に供給ポンプ１５２と貯留空間１４３の入口１４４との位置関係が変わらないので、供給ポンプ１５２と貯留空間１４３の入口１４４との接続が容易である。尚、貯留空間１４３の入口１４４は、固定側筒状部１４１ｂが取り付けられる前方サポート３２に形成されてもよい。

排出部１６０は、貯留空間１４３から外部に潤滑油１４２を排出する。排出部１６０は、例えば排出管１６１などで構成される。排出管１６１は、貯留空間１４３内の余分な潤滑油を重力によって自然に排出させ、供給タンク１５３に戻す。伸縮部材１４１の伸縮に伴って貯留空間１４３の容積が変動するとき、余分な潤滑油１４２が重力によって自然に排出され、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量が自動で調節できる。潤滑油１４２の量が自動で調節されるため、供給部１５０は貯留空間１４３に対して潤滑油１４２を所定の流量で連続的に供給してよい。

尚、排出部１６０の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、排出部１６０は、貯留空間１４３内の潤滑油１４２を吸引する排出ポンプと、排出ポンプを駆動する排出モータとを含んでもよい。貯留空間１４３内の潤滑油１４２の量が上限値を超えたとき、貯留空間１４３内の潤滑油１４２を強制的に排出させることができる。また、排出部１６０は、貯留空間１４３から排出された潤滑油を回収する回収タンクを含んでもよい。

貯留空間１４３内の潤滑油１４２は、ボールねじ軸２７ａの運動によって撹拌され、温められる。潤滑油１４２が貯留空間１４３から外部に排出されることで、熱が外部に持ち出され、貯留空間１４３の温度上昇が抑制できる。

貯留空間１４３から排出された潤滑油が供給タンク１５３に戻される場合、潤滑油１４２を冷却する冷却器１５５が設けられてよい。冷却器１５５は、例えば供給管１５４に設けられ、供給管１５４と熱交換することで、潤滑油を冷却する。尚、冷却器１５５は、潤滑油の循環経路のどこに設けてもよい。

貯留空間１４３の出口１４５は、ボールねじ軸２７ａやボールねじナット２７ｂの少なくとも一部が潤滑油１４２に浸るように、ボールねじ軸２７ａの下端やボールねじナット２７ｂの下端よりも上方に設けられる。貯留空間１４３の出口１４５は、伸縮部材１４１に形成される場合、可動側筒状部１４１ａではなく、固定側筒状部１４１ｂに形成されてよい。供給タンク１５３が射出フレーム３０に固定される場合、プレッシャプレート３５の進退時に供給タンク１５３と貯留空間１４３の出口１４５との位置関係が変わらないので、供給タンク１５３と貯留空間１４３の出口１４５との接続が容易である。尚、出口１４５は、固定側筒状部１４１ｂの代わりに、固定側筒状部１４１ｂが取り付けられる前方サポート３２に形成されてもよい。

検出部１４６は、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量を検出する。貯留空間１４３における潤滑油１４２の量が管理できる。検出部１４６は、液面レベルセンサなどで構成される。液面レベルセンサは、非接触式、接触式のいずれでもよい。

検出部１４６は、流路１４７を介して貯留空間１４３と連通する検出空間１４８における潤滑油の液面レベルを検出することで、貯留空間１４３における潤滑油１４２の液面レベルを検出してよい。検出空間１４８は検出容器１４９内に形成され、検出空間１４８の容積は一定とされる。伸縮部材１４１の伸縮に伴って貯留空間１４３の容積が変動するとき、貯留空間１４３における潤滑油１４２の液面レベルが変動し、潤滑油１４２が流路１４７を通る。このとき、流動抵抗が生じ、検出空間１４８における潤滑油１４２の液面レベルの変動が抑えられる。液面レベルの検出結果が平滑化できる。

検出部１４６は、検出結果をコントローラ１８に出力する。コントローラ１８は、検出部１４６の検出結果に基づいて、警報を出力する出力部１９を作動させる。例えば、コントローラ１８は、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量が設定範囲から外れたとき（上限値を超えたとき、または、下限値を下回るとき）、出力部１９を作動させる。出力部１９が出力する警報は、画像や文字、音などの形態で発せられる。

また、コントローラ１８は、検出部１４６の検出結果に基づいて、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量を制御してもよい。例えば、コントローラ１８は、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量が下限値を下回るとき、供給モータ１５１を駆動して、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量を増やす。また、コントローラ１８は、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量が上限値を超えるとき、図示されない排出モータを駆動して、貯留空間１４３における潤滑油１４２の量を減らしてよい。

図８は、本発明の別の一実施形態による射出成形機の要部を示す断面図であって、図２に相当する断面図である。図９は、図８のIX−IX線に沿った断面図である。図９において、供給部を図示する。図１０は、図８のX-X線に沿った断面図である。図１０において、排出部、検出容器、および給排気弁を図示する。

図８〜図１０に示すように、伸縮部材４１Ａの一端部は後方サポート３３に取り付けられ、伸縮部材４１Ａの他端部はプレッシャプレート３５に取り付けられる。伸縮部材４１Ａは、後方サポート３３とプレッシャプレート３５との間隔に応じて伸縮する。ここでは、後方サポート３３が特許請求の範囲に記載の第１の取付部材に相当し、プレッシャプレート３５が特許請求の範囲に記載の第２の取付部材に相当する。尚、後方サポート３３が第２の取付部材に、プレッシャプレート３５が第１の取付部材に相当してもよい。図２などに示す実施形態において同様である。

伸縮部材４１Ａは、潤滑油４２の飛散を防止するため、駆動軸２３および回転軸２４の周りを囲むように筒状に形成されてよい。ここでは、回転軸２４が特許請求の範囲に記載の第１の摩擦部材に相当し、駆動軸２３が特許請求の範囲に記載の第２の摩擦部材に相当する。尚、回転軸２４が第２の摩擦部材に、駆動軸２３が第１の摩擦部材に相当してもよい。図２などに示す実施形態において同様である。

伸縮部材４１Ａは、例えばテレスコピック型であってよく、可動側のプレッシャプレート３５に取り付けられる可動側筒状部４１Ａａと、固定側の後方サポート３３に取り付けられる固定側筒状部４１Ａｂとで構成される。

固定側筒状部４１Ａｂは、後方サポート３３の貫通孔に後方から嵌め込まれ、後方サポート３３に後方から取り付けられてよい。作業性が良い。この場合、後方サポート３３が固定側筒状部４１Ａｂを介して回転軸２４の軸受３８（図２参照）を保持してもよいが、本実施形態では軸受３８は図１に示す減速機２５に備えられる。

固定側筒状部４１Ａｂと回転軸２４との間の隙間は、シール５７Ａで塞がれる。

伸縮部材４１Ａは、プレッシャプレート３５と後方サポート３３との間において駆動軸２３および回転軸２４の周りに潤滑油４２を溜める貯留空間４３を形成する。駆動軸２３と回転軸２４との間に潤滑油４２が保持できる。

伸縮部材４１Ａの下方には、伸縮部材４１Ａから漏出する潤滑油４２を貯める貯油槽６３が配設されてよい。貯油槽６３は、ベース３１の一部として形成されてよく、ベース３１の上面に形成されてよい。貯油槽６３は、例えば可動側筒状部４１Ａａと固定側筒状部４１Ａｂとの間から漏出する潤滑油４２を貯める。

プレッシャプレート３５には供給ポート５８（図９参照）が配設され、後方サポート３３には排出ポート６８（図１０参照）が配設される。供給ポート５８には供給部５０が接続され、排出ポート６８には排出部６０が接続される。供給ポート５８から供給された潤滑油は、貯留空間４３を通り、排出ポート６８から排出される。潤滑油４２が外部に持ち出す熱量が多く、冷却効率が良い。

供給ポート５８から供給された潤滑油４２は、駆動軸２３の軸受３６、３７を潤滑した後、貯留空間４３に供給され、排出ポート６８から排出されてよい。比較的温度の低い潤滑油４２が軸受３６、３７を潤滑するので、軸受３６、３７の過熱が防止しやすい。

尚、本実施形態では図２に示す軸受３８は減速機２５に備えられるが、上述のように後方サポート３３が固定側筒状部４１Ａｂを介して回転軸２４の軸受３８を保持する場合や図２に示すように後方サポート３３が回転軸２４の軸受３８を直接保持する場合も、潤滑油４２の流れは同様であってよい。つまり、潤滑油４２は、駆動軸２３の軸受３６、３７を潤滑した後、回転軸２４の軸受３８を潤滑してよい。駆動軸２３の軸受３６、３７は、回転軸２４の軸受３８と異なり、前方のスクリュ１３からスラスト荷重を受ける。駆動軸２３と回転軸２４とはスプライン結合されるため、後方の回転軸２４の軸受３８にはスラスト荷重がほとんどかからない。高いスラスト荷重を受ける軸受３６、３７は、先に潤滑されるため、後で潤滑される場合よりも低い温度の潤滑油４２によって冷却される。よって、高温になりうる軸受３６、３７の過熱が防止しやすい。供給ポート５８と排出ポート６８の配置は逆でもよく、供給ポート５８が後方サポート３３に、排出ポート６８がプレッシャプレート３５に配設されてもよい。但し、上述のように供給ポート５８がプレッシャプレート３５に、排出ポート６８が後方サポート３３に配設される方が軸受３６、３７の過熱防止には有利である。

後方サポート３３には、図１０に示すように、検出容器４９、給排気弁６４、メンテナンス用の排出ポート６９が配設されてよい。

検出容器４９は、後方サポート３３のブラケット６５に取り付けられてよい。検出容器４９と後方サポート３３との間には配管が設けられ、配管の流路４７−１、４７−２を介して検出空間４８と貯留空間４３とが連通する。検出容器４９は、潤滑油４２の液面レベルが見える透明窓４９ａを有してよい。検出空間４８の潤滑油４２の液面レベルは、貯留空間４３の潤滑油４２の液面レベルに対応する。

給排気弁６４は、後方サポート３３の上部に取り付けられ、潤滑油４２の液面レベルの変動に応じて給排気を行い、貯留空間４３内の気圧の変動を抑制する。給排気弁６４は、貯留空間４３の気圧が設定圧よりも高い場合に貯留空間４３から空気を排気し、貯留空間４３の気圧が設定圧よりも低い場合に貯留空間４３へ空気を給気する。給排気弁６４は、例えばエアブリーザで構成される。小型のエアブリーザが複数取り付けられてよい。幅や高さが抑制できる。

尚、給排気弁６４の取付位置は、後方サポート３３の上部に限定されず、後方サポート３３の上部、伸縮部材４１Ａの上部、およびプレッシャプレート３５の上部のいずれでもよく、これらのうちの複数でもよい。

メンテナンス用の排出ポート６９は、後方サポート３３に配設され、液面レベル調整用の排出ポート６８よりも下方から貯留空間４３の潤滑油４２を排出する。潤滑油４２の大部分が排出でき、メンテナンス作業が容易である。メンテナンス用の排出ポート６９は、通常時に閉塞され、メンテナンス時に開放される。

尚、メンテナンス用の排出ポート６９の配設位置は、後方サポート３３に限定されず、後方サポート３３、伸縮部材４１Ａ、およびプレッシャプレート３５のいずれでもよく、これらのうちの複数でもよい。

尚、本実施形態では駆動軸２３および回転軸２４の周りに形成される貯留空間４３の潤滑油４２の流れについて説明したが、ボールねじ軸２７ａおよびボールねじナット２７ｂの周りに形成される貯留空間１４３の潤滑油１４２の流れも同様であってよい。ボールねじ軸２７ａが特許請求の範囲に記載の第１の摩擦部材に相当し、ボールねじナット２７ｂが特許請求の範囲に記載の第２の摩擦部材に相当する。尚、ボールねじ軸２７ａが第２の摩擦部材に、ボールねじナット２７ｂが第１の摩擦部材に相当してもよい。図５などに示す実施形態において同様である。

例えば、前方サポート３２には供給ポートが配設され、プレッシャプレート３５には排出ポートが配設される。ここでは、前方サポート３２が特許請求の範囲に記載の第１の取付部材に相当し、プレッシャプレート３５が特許請求の範囲に記載の第２の取付部材に相当する。尚、前方サポート３２が第２の取付部材に、プレッシャプレート３５が第１の取付部材に相当してもよい。図５などに示す実施形態において同様である。

前方サポート３２の供給ポートから供給された潤滑油１４２は、貯留空間１４３を通り、プレッシャプレート３５の排出ポートから排出されてよい。潤滑油１４２が外部に持ち出す熱量が多く、冷却効率が良い。潤滑油１４２は、ボールねじ機構２７を潤滑した後、軸部２８の軸受１３６、１３７を潤滑してよい。

尚、ボールねじ機構２７と軸受１３６、１３７の配置が逆の場合、供給ポートと排出ポートの配置も逆であってよい。つまり、ボールねじナット２７ｂがプレッシャプレート３５に取り付けられ、軸受１３６、１３７が前方サポート３２に保持される場合、プレッシャプレート３５に供給ポートが配設され、前方サポート３２に排出ポートが配設されてよい。潤滑油１４２は、ボールねじ機構２７を潤滑した後、軸受１３６、１３７を潤滑する。

尚、潤滑油１４２は、軸受１３６、１３７を潤滑した後、ボールねじ機構２７を潤滑してもよい。供給ポートおよび排出ポートの配置は、摩擦部材の種類、軸受の種類に応じて適宜設定されてよい。

以上、射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の射出成形機１０は、スクリュ・インライン式であるが、スクリュ・プリプラ式でもよい。スクリュ・プリプラ式では、可塑化シリンダ内で溶融させた成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置８７内に成形材料を射出する。可塑化シリンダと射出シリンダとが別に設けられるため、可塑化シリンダ内に配設されるスクリュは充填工程や保圧工程で回転駆動させることが可能である。

また、上記実施形態の伸縮部材４１、４１Ａ、１４１は、テレスコピック型であるが、伸縮するものであればよく、例えば蛇腹型でもよい。

また、上記実施形態では、射出モータ１６の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構２７の周りに潤滑油を溜める貯留空間を形成するが、型締めモータ９６の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構９７の周りに潤滑油を溜める貯留空間を形成してもよい。この場合、伸縮部材の一端部はトグルサポート８３に取り付けられ、伸縮部材の他端部はクロスヘッド９１に取り付けられる。

また、上記実施形態では、ボールねじ軸２７ａとボールねじナット２７ｂとの間を潤滑するが、ボールを介さずに螺合するねじ軸とナットとの間を潤滑してもよい。

１０ 射出成形機
１１ シリンダ
１２ ノズル
１３ スクリュ
１４ ホッパ
１５ 計量モータ
１６ 射出モータ
１８ コントローラ
１９ 出力部
２１ 軸部
２３ 駆動軸
２３ａ スプラインナット部
２４ 回転軸
２４ａ スプライン軸部
２７ ボールねじ機構
２７ａ ボールねじ軸
２７ｂ ボールねじナット
３０ 射出フレーム
３１ ベース
３２ 前方サポート
３３ 後方サポート
３４ ガイドバー
３５ プレッシャプレート
４１ 伸縮部材
４１ａ 可動側筒状部
４１ｂ 固定側筒状部
４２ 潤滑油
４３ 貯留空間
５０ 供給部
５８ 供給ポート
６０ 排出部
６８ 排出ポート

Claims (8)

1. ベースと、
   前記ベースに固定される前方サポート及び後方サポートと、
   前記前方サポートに固定されるシリンダと、
   前記シリンダ内に回転自在に且つ進退自在に配設されるスクリュと、
   前記ベースに対して固定されると共に、前記スクリュを回転させる計量モータと、
   前記スクリュを進退させる射出モータと、
   前記前方サポートと前記後方サポートの間に配設され、前記射出モータにより前記ベースに対して進退させられて前記スクリュを進退させる可動部材と、
   前記後方サポートの前方に配設され、前記計量モータにより回転させられる回転軸と、
   前記可動部材の後方に配設され、前記回転軸とスプライン結合されて前記回転軸の回転を前記スクリュに伝達する駆動軸と、
   前記後方サポートと前記可動部材の間の前記回転軸と前記駆動軸の周りに配設される伸縮部材と、を備え、
   前記伸縮部材の一端部は前記後方サポートに取付けられ、前記伸縮部材の他端部は前記可動部材に取付けられ、
   前記後方サポートに対する前記可動部材の位置と、前記回転軸に対する前記駆動軸の位置とは連動して変位し、
   前記伸縮部材は、スプライン結合される前記回転軸および前記駆動軸の周りに前記回転軸および前記駆動軸の間に供給される潤滑油を貯留する貯留空間を形成し、前記射出モータによって相対的に進退させられる前記後方サポートと前記可動部材との間隔に応じて伸縮する、射出成形機。
2. 前記伸縮部材は、前記可動部材に取付けられる可動側筒状部と、前記後方サポートに取付けられる固定側筒状部とを有する、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記貯留空間に前記潤滑油を供給する供給部を備える、請求項１または２に記載の射出成形機。
4. 前記貯留空間から外部に前記潤滑油を排出する排出部を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
5. 前記貯留空間における前記潤滑油の量を検出する検出部を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記検出部の検出結果に基づいて、警報を出力する出力部を備える、請求項５に記載の射出成形機。
7. 前記検出部の検出結果に基づいて、前記貯留空間における前記潤滑油の量を制御するコントローラを備える、請求項５または６に記載の射出成形機。
8. 前記後方サポートおよび前記可動部材のうち、一方には前記潤滑油の供給ポートが配設され、他方には前記潤滑油の排出ポートが配設され、
   前記供給ポートから供給された前記潤滑油は、前記貯留空間を通り、前記排出ポートから排出される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出成形機。

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