JP6693837B2 - 成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機及びダイカストマシン等の成形機に係り、特に、成形品を金型装置から取り出すエジェクト装置に関する。

射出成形機及びダイカストマシン等の成形機には、金型装置から成形品を取り出すためのエジェクト装置が備えられている（例えば、特許文献１参照）。図５及び図６に、従来知られている成形機のエジェクト装置を示す。図５は従来例に係る成形機の要部拡大図、図６は図５のＢ部拡大図である。

図５及び図６において、符号１０１は移動ダイプレート、符号１０２は移動ダイプレート１０１に取り付けられたエジェクト装置、符号１０３は移動ダイプレート１０１と図示しないテールストックとの間に両端が連結ピンを介して連結されたトグルリンク機構を示している。なお、これらの各図は、トグルリンク機構１０３が収縮動作されて、図示しない金型装置が型開状態にあり、かつエジェクト装置１０２が成形品取り出し前の待機位置にある状態を示している。

エジェクト装置１０２は、複数のベアリングの組み合わせからなる軸受１０４を介して移動ダイプレート１０１に回転自在に保持されたナット体１０５と、ナット体１０５に螺合されたねじ軸１０６と、ねじ軸１０６の一端に連結されたエジェクトプレート１０７と、一端がエジェクトプレート１０７に固定された複数本のエジェクトピン１０８とから構成されている。

ナット体１０５は、図６に拡大して示すように、断面中央部にねじ孔１１１と、ねじ孔１１１よりも大径のストレート孔１１２とが同軸に開設された筒状に形成されており、ねじ孔１１１には、ねじ軸１０６が螺合されている。ねじ孔１１１は、ナット体１０５の全長の約１／２の長さに亘って形成される。ストレート孔１１２は、ねじ軸１０６を挿通可能な直径に形成される。

ナット体１０５の外観形状について説明すると、ナット体１０５の長さ方向の略中央部には、リング状のフランジ１１３が外向きに突設されており、図上、フランジ１１３の形成部よりも右側がナット体１０５の保持部１１４、左側がプーリ取付部１１５になっている。プーリ１１７は、プーリ取付部１１５に装着され、ナット体１０５にボルト１１９で固定される。これにより、従来例に係るプーリ１１７は、フランジ１１３の側面部分に近接して配置される。

移動ダイプレート１０１には、ナット体収納凹部１２１と、ねじ軸挿通孔１２２とが形成されている。

ナット体１０５は、軸受１０４が装着された保持部１１４を移動ダイプレート１０１に形成されたナット体収納凹部１２１内に収容することにより、軸受１０４を介して移動ダイプレート１０１に回転自在に保持される。保持部１１４は、フランジ１１３の側面が移動ダイプレート１０１の端面に突き当たる位置まで、ナット体収納凹部１２１内に押し込まれる。ナット体収納凹部１２１内に押し込まれた保持部１１４は、移動ダイプレート１０１にボルト１２３を用いて取り付けられた脱落防止部材１２４により、脱落が防止される。

プーリ１１７には、図示しないタイミングベルトが掛け回され、移動ダイプレート１０１に備えられた図示しないエジェクト用電動サーボモータにより回転駆動される。

従来例に係る成形機は、このように構成されているので、図示しないエジェクト用電動サーボモータを所定の一方向に回転駆動すると、図示しないタイミングベルト及びプーリ１１７を介してナット体１０５が所定の一方向に回転駆動され、ナット体１０５の回転に伴って、ねじ軸１０６及びエジェクトプレート１０７が所定の一方向に直進駆動される。

そして、エジェクトプレート１０７が移動ダイプレート１０１に接近する方向に直進駆動された場合には、エジェクトピン１０８の先端部が移動ダイプレート１０１の端面より突出されて、成形品の取り出しが行われる。これに対して、エジェクトプレート１０７が移動ダイプレート１０１から離隔する方向に直進駆動された場合には、エジェクトピン１０８の先端部が移動ダイプレート１０１内に収容されて、次回の成形動作が可能になる。

特開２０１５−１２８８７４号公報

ところで、断面中央部に小径のねじ孔１１１と大径のストレート孔１１２とが同心に形成されたナット体１０５と、ねじ孔１１１に螺合されたねじ軸１０６とから構成されるボールねじ機構においては、必然的にねじ孔１１１が形成されたプーリ取付部１１５の内部にボールねじ機構を構成するボール循環経路１２０が形成される。

然るに、従来の成形機は、図５及び図６に示すように、エジェクト用電動サーボモータの駆動力をナット体１０５に伝達するプーリ１１７が、プーリ取付部１１５の端部に取り付けられているので、プーリ１１７の回転駆動に伴って大きな歪みがナット体１０５に作用し、しかもナット体１０５に作用する歪みがボール循環経路１２０に対してアンバランスに作用する。このため、従来の成形機においては、エジェクト装置１０２が円滑に動作しにくく、その結果、エジェクト装置１０２の耐久性も害されるという問題があり、この点に改善の余地がある。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、動作性及び耐久性に優れたエジェクト装置を備えた成形機を提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するため、移動ダイプレートを備えた型締ユニットと、該型締ユニットにより型締された金型装置のキャビティ内に成形材料を射出・充填する射出ユニットと、成形品を前記金型装置から取り出すエジェクト装置とを備えた成形機において、前記エジェクト装置は、前記移動ダイプレートに回転自在に保持されたナット体及び該ナット体に螺合されたねじ軸から構成されるボールねじ機構と、前記移動ダイプレートに搭載されたエジェクト用電動サーボモータと、前記ナット体に取り付けられ、前記エジェクト用電動サーボモータの駆動力を前記ナット体に伝達するプーリを含んで構成され、前記ナット体は、前記ボールねじ機構のボール循環経路が形成され、前記プーリは、前記ボール循環経路の中央部に取り付けられていることを特徴とする。

かかる構成によると、プーリをボール循環経路の中央部に取り付けるので、プーリの回転駆動に伴うナット体の歪みが低減されると共に、その歪みがボール循環経路に均等に作用する。よって、エジェクト装置の動作性及び耐久性が改善される。

また本発明は、前記構成の成形機において、前記ナット体は、長さ方向の中央部にリング状のフランジが形成され、前記フランジを介して前記ナット体の片側には軸受が装着され、前記フランジを介して前記ナット体の他の片側には前記ボール循環経路が形成されていて、前記フランジ及び前記軸受が前記移動ダイプレートに形成されたナット体収納凹部内に収容され、前記ナット体が前記軸受を介して前記移動ダイプレートに回転自在に保持されていることを特徴とする。

かかる構成によると、フランジ及び軸受を移動ダイプレートに形成されたナット体収納凹部内に収容するので、フランジを移動ダイプレートの端面に突き当てる場合に比べて、移動ダイプレートの端面からのエジェクト装置の突出量を減少することができ、成形機の小型化を図ることができる。

本発明によると、成形機に備えられるエジェクト装置の動作性及び耐久性を改善できると共に、成形機の小型化を図ることができる。

実施形態に係る成形機の構成図である。 実施形態に係る成形機に備えられる移動ダイプレートのテールストック側から見た正面図である。 実施形態に係る成形機の要部断面図である。 図３のＡ部拡大図である。 従来例に係る成形機の要部断面図である。 図５のＢ部拡大図である。

以下、実施形態に係る成形機につき、射出成形機を例にとって説明する。なお、本発明の範囲は、以下に記載する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨に反しない範囲で様々な設計変更を加えて実施することが可能であることは言うまでもない。

図１に示すように、本例の成形機１は、射出成形機であって、機台２と、型締ユニット３と、射出ユニット４と、金型装置５と、エジェクト装置６と、これら型締ユニット３、射出ユニット４及びエジェクト装置６の動作状態を表示する表示装置７と、これら型締ユニット３、射出ユニット４、エジェクト装置６及び表示装置７の駆動を制御する制御装置８とを有している。

型締ユニット３は、固定ダイプレート１１と、該固定ダイプレート１１と対向に配置されたテールストック１２と、これら固定ダイプレート１１とテールストック１２とに両端が橋架された複数本のタイバー１３と、タイバー１３に案内されて固定ダイプレート１１とテールストック１２との間で移動する移動ダイプレート１４とを有する。固定ダイプレート１１は、機台２の上面の所定位置に固定される。一方、テールストック１２は、型厚を調整可能な範囲で機台２の上面に移動可能に取り付けられ、型厚調整後に機台２の上面に固定される。

固定ダイプレート１１の移動ダイプレート１４との対向面には、金型装置５を構成する固定側金型１５が取り付けられ、移動ダイプレート１４の固定ダイプレート１１との対向面には、金型装置５を構成する移動側金型１６が取り付けられる。固定側金型１５の合わせ面１５ａと移動側金型１６の合わせ面１６ａとの間には、型締時に所定形状となるキャビティ１７が形成される。

移動ダイプレート１４は、テールストック１２と移動ダイプレート１４とに両端が連結されたトグルリンク機構２０を収縮駆動又は伸長駆動することにより、型開方向又は型閉・型締方向に移動される。

即ち、トグルリンク機構２０を構成するリンク部材の両端部は、それぞれテールストック１２と移動ダイプレート１４とに連結ピン２１、２２を介して連結されている。また、トグルリンク機構２０のクロスヘッド２３には、ボールねじ機構の直進部１９が連結されている。ボールねじ機構の直進部１９は、図示しないボールねじ機構の回転部に螺合され、当該ボールねじ機構の回転部は、図示しない型開閉用電動サーボモータを用いて回転駆動される。なお、図１の例にあっては、ボールねじ機構の直進部１９としてねじ軸が用いられているが、ねじ軸に螺抗されたナット体をボールねじ機構の直進部１９とすることもできる。

従って、テールストック１２を機台２に固定した状態で、型開閉用電動サーボモータを駆動し、トグルリンク機構２０を伸長すると、移動ダイプレート１４がタイバー１３に案内されて固定ダイプレート側に移動し、型閉及びそれに引き続く型締が行われる。反対に、テールストック１２を機台２に固定した状態で、型開閉用電動サーボモータを駆動し、トグルリンク機構２０を収縮すると、移動ダイプレート１４がタイバー１３に案内されてテールストック１２側に移動し、型開が行われる。

射出ユニット４は、図１に示すように、先端に射出ノズル３３が取り付けられた筒型の加熱シリンダ３２と、加熱シリンダ３２の内部に回転可能かつ前後進可能に収納されたスクリュ３４と、原料樹脂を投入するホッパ３５と、ホッパ３５内に投入された原料樹脂を加熱シリンダ３２内に供給するホッパブロック３１を有する。加熱シリンダ３２の外周には、加熱シリンダ３２内に供給された樹脂を加熱するバンドヒータ３６が巻装される。

なお、射出ユニット４は、図示しない計量用電動サーボモータ及び射出用電動サーボモータを備えており、各モータの動力をそれぞれ所要の動力伝達機構を介してスクリュ３４に伝達している。

計量用電動サーボモータは、スクリュ３４を一方向に回転駆動する。制御装置８からの指令に応じてスクリュ３４が回転駆動されると、ホッパ３５内に投入された原料樹脂が自重によってスクリュ３４に形成されたスクリュ溝内に落下し、加熱シリンダ３２内に導入される。加熱シリンダ３２内に導入された原料樹脂は、スクリュ３４の回転駆動に伴って発生する摩擦熱や剪断熱、それにバンドヒータ３６の発熱により溶融され、順次加熱シリンダ３２の先端部に取り付けられた射出ノズル３３側に移送される。

射出用電動サーボモータは、スクリュ３４を前進方向又は後退方向に直進駆動する。所定量の溶融樹脂が加熱シリンダ３２の先端部に貯えられると、制御装置８からの指令に応じて射出用電動サーボモータが起動され、スクリュ３４が前進駆動されて、加熱シリンダ３２の先端部に貯えられた所定量の溶融樹脂が、射出ノズル３３から金型装置５のキャビティ１７に射出・充填される。これにより、所定形状の成形品が得られる。

表示装置７は、図１に示すように、機台２の前面のオペレータが目視しやすい位置に配置される。なお、表示装置７には、入力装置７ａを一体に備えることができる。制御装置８は、機台２の内部に設置される。表示装置７には、型締ユニット３、射出ユニット４及びエジェクト装置６に備えられた各種のセンサ類（図示省略）の検出データや、これらの検出値に基づく制御装置８の演算データを、一覧表示やグラフ表示などの所望の形式で表示することができる。

制御装置８は、型締ユニット３、射出ユニット４、エジェクト装置６及び表示装置７を含む成形機１の制御全体を司る。

以下、実施形態に係る成形機のエジェクト装置６につき、図２乃至図４を用いて詳細に説明する。

図２乃至図４に示すように、実施形態に係るエジェクト装置６も、基本的な構成については図５及び図６に示した従来例に係るエジェクト装置１０２と同じであり、トグルリンク機構２０により型開方向及び型閉・型締方向に移動される移動ダイプレート１４に取り付けられる。図３及び図４も、トグルリンク機構２０が収縮動作されて、固定側金型１５及び移動側金型１６が型開状態にあり、かつエジェクト装置６が成形品取り出し前の待機位置にある状態を示している。

実施形態に係るエジェクト装置６は、図３及び図４に示すように、複数のベアリングの組み合わせからなる軸受４１を介して移動ダイプレート１４に回転自在に保持されたナット体４２と、ナット体４２に螺合されたねじ軸４３と、ねじ軸４３の一端に連結されたエジェクトプレート４４と、一端がエジェクトプレート４４に固定された複数本のエジェクトピン４５とを含んで構成されている。

ナット体４２は、図４に拡大して示すように、断面中央部にねじ孔５１とねじ孔５１よりも大径のストレート孔５２とが同軸に開設された筒状に形成されており、ねじ孔５１には、ねじ軸４３が螺合されている。ねじ孔５１は、ナット体４２の全長の約１／２の長さに亘って形成される。ストレート孔５２は、ねじ軸４３を挿通可能な直径に形成される。本構成のナット体４２においては、図４に示すように、ねじ孔５１と対応する部分にボールねじ機構のボール循環経路４６が形成される。

ナット体４２の長さ方向の略中央部には、リング状のフランジ５３が外向きに突設されており、図上、フランジ５３の形成部よりも右側がナット体４２の保持部５４、左側がプーリ取付部５５になっている。プーリ５７は、プーリ取付部５５に装着され、ナット体４２にボルト５９で固定される。これにより、実施形態に係るプーリ５７は、プーリ取付部５５の略中央部、即ち、ボール循環経路４６の略中央部に配置される。

図３及び図４に示すように、移動ダイプレート１４には、ナット体収納凹部６０とねじ軸挿通孔６１とが同軸に形成されており、ナット体収納凹部６０にナット体４２が回転自在に保持されている。

本実施形態においては、ナット体４２の保持部５４と、フランジ５３と、プーリ取付部５５の一部とが、移動ダイプレート１４に形成されたナット体収納凹部６０内に収容される。これにより、ナット体４２は、軸受４１を介して移動ダイプレート１４に回転自在に保持される。ナット体収納凹部６０内へのナット体４２の押し込み位置は、プーリ４７が移動ダイプレート１４と干渉しない所定の位置とする。ナット体収納凹部６０内に押し込まれたナット体４２は、移動ダイプレート１４にボルト６２を用いて取り付けられた脱落防止部材６３により、脱落が防止される。

図２に示すように、移動ダイプレート１４には、エジェクト用電動サーボモータ７０が搭載されており、当該エジェクト用電動サーボモータ７０の主軸に取り付けられたプーリ７１とナット体４２のプーリ取付部５５に取り付けられたプーリ５７とには、タイミングベルト７２が掛け回されている。従って、ナット体４２は、エジェクト用電動サーボモータ７０により所定の方向に回転駆動される。

実施形態に係る成形機は、このように構成されているので、エジェクト用電動サーボモータ７０を所定の一方向に回転駆動すると、タイミングベルト７２及びプーリ５７を介してナット体４２が所定の一方向に回転駆動され、ナット体４２の回転に伴って、ねじ軸４３及びエジェクトプレート４４が所定の一方向に直進駆動される。

そして、エジェクトプレート４４が移動ダイプレート１４に接近する方向に直進駆動された場合には、エジェクトピン４５の先端部が移動ダイプレート１４の端面より突出されて、成形品の取り出しが行われる。これに対して、エジェクトプレート４４が移動ダイプレート１４から離隔する方向に直進駆動された場合には、エジェクトピン４５の先端部が移動ダイプレート１４内に収容されて、次回の成形動作が可能になる。

実施形態に係るエジェクト装置６は、エジェクト用電動サーボモータ７０の駆動力をナット体４２に伝達するプーリ５７が、ボール循環経路４６の略中央部に配置されているので、プーリ５７の回転駆動に伴うナット体４２の歪みを低減できると共に、その歪みをボール循環経路４６に対してバランス良く作用させることができる。このため、実施形態に係るエジェクト装置６は、従来のエジェクト装置１０２に比べて動作が円滑となり、それに伴って耐久性も高められる。

また、実施形態に係るエジェクト装置６は、ナット体４２の保持部５４とフランジ５３とプーリ取付部５５の一部を、移動ダイプレート１４に形成されたナット体収納凹部６０内に収容するので、ナット体１０５の保持部１１４のみを移動ダイプレート１０１に形成されたナット体収納凹部１２１内に収容する従来技術に比べて、移動ダイプレート１４からのエジェクト装置６の突出量を小さくすることができる。従って、図３と図５の比較から明らかなように、実施形態に係る成形機は、移動ダイプレート１４からのトグル連結部１４ａの突出量Ｌ１を、従来例に係る成形機における移動ダイプレート１０１からのトグル連結部１０１ａの突出量Ｌ２を小さくすることができ、成形機の小型化を図ることができる。

なお、実施形態に係るエジェクト装置６は、ナット体４２の保持部５４とフランジ５３とプーリ取付部５５の一部を、移動ダイプレート１４に形成されたナット体収納凹部６０内に収容したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、ナット体４２の保持部５４のみを、移動ダイプレート１４に形成されたナット体収納凹部６０内に収容する構成とすることもできる。

また、前記実施形態においては、所謂リターンピン方式のエジェクト装置６を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、所謂プレート方式のエジェクト装置を備えることもできる。

１ 成形機
２ 機台
３ 型締ユニット
４ 射出ユニット
５ 金型装置
６ エジェクト装置
１４ 移動ダイプレート
１４ａ トグル連結部
１５ 固定側金型
１６ 移動側金型
２０ トグルリンク機構
４１ 軸受
４２ ナット体
４３ ねじ軸
４４ エジェクトプレート
４５ エジェクトピン
４６ ボール循環経路
５１ ねじ孔
５２ ストレート孔
５３ フランジ
５４ 保持部
５５ プーリ取付部
６０ ナット体収納凹部
６１ ねじ軸挿通孔
７０ エジェクト用電動サーボモータ
７１ プーリ
７２ タイミングベルト

Claims (2)

1. 移動ダイプレートを備えた型締ユニットと、該型締ユニットにより型締された金型装置のキャビティ内に成形材料を射出・充填する射出ユニットと、成形品を前記金型装置から取り出すエジェクト装置とを備えた成形機において、
   前記エジェクト装置は、前記移動ダイプレートに回転自在に保持されたナット体及び該ナット体に螺合されたねじ軸から構成されるボールねじ機構と、前記移動ダイプレートに搭載されたエジェクト用電動サーボモータと、前記ナット体に取り付けられ、前記エジェクト用電動サーボモータの駆動力を前記ナット体に伝達するプーリを含んで構成され、
   前記ナット体は、前記ボールねじ機構のボール循環経路が形成され、前記プーリは、前記ボール循環経路の中央部に取り付けられていることを特徴とする成形機。
2. 前記ナット体は、長さ方向の中央部にリング状のフランジが形成され、前記フランジを介して前記ナット体の片側には軸受が装着され、前記フランジを介して前記ナット体の他の片側には前記ボール循環経路が形成されていて、前記フランジ及び前記軸受が前記移動ダイプレートに形成されたナット体収納凹部内に収容され、前記ナット体が前記軸受を介して前記移動ダイプレートに回転自在に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の成形機。