JP6867978B2 - 射出成形機及びその成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリュを少なくとも油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部を有する射出装置を備える射出成形機及びその成形方法に関する。

従来、加熱筒に挿通させたスクリュを回転させるスクリュ回転駆動部，及びこのスクリュを少なくとも油圧シリンダ、特に、左右一対の油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部を備える射出成形機としては、特許文献１に開示される射出装置を備える射出成形機及び特許文献２に開示される射出成形機が知られている。

同文献１に開示される射出成形機（射出装置）は、射出スクリュを回転可能にかつ軸方向へ摺動可能に内蔵する射出シリンダ（加熱筒）と、この加熱筒内へ樹脂材料を供給するホッパと、このホッパを取り付けられ、当該加熱筒と一体的に設けられたホッパジャケットと、当該加熱筒に対して射出スクリュを摺動させる左右一対の射出用の油圧シリンダとを備え、当該ホッパジャケットと当該左右一対の射出用の油圧シリンダとを一体化して構成したものである。

また、同文献２に開示される射出成形機は、射出シリンダ（加熱筒）内の射出スクリュを回転しながら後進させて樹脂を可塑化し、加熱筒の左右に設けた一対の射出スクリュ移動用の油圧シリンダにより同射出スクリュを一気に前進させて同射出スクリュの先端に溜まった上記樹脂を上記加熱筒の先端の射出ノズルから金型のキャビティ内に射出する射出ユニットを設けて構成したものである。

特開平１０−１４６８６４号公報 特開平０８−３１８５５１号公報

しかし、上述した従来の射出成形機（射出装置）は、次のような問題点があった。

第一に、射出成形機を使用するユーザーは、様々な製品や部品等の成形品を生産するが、必ずしも一台の射出成形機により各種成形品の全てを生産できるわけではない。したがって、所有する射出成形機により、例えば、より大型サイズの成形品を生産したい場合には、部品交換により対応、具体的には、大型サイズに対応できるスクリュ及び加熱筒に変更しているのが実情である。この場合、スクリュ及び加熱筒は、精密部品又は大型部品になるため、部品交換に伴う大幅なコストアップを強いられるとともに、大型部品になることから交換作業も大変な労力を伴う難点があった。

第二に、高い精度が要求される精密成形品を生産する場合、金型キャビティの細部まで樹脂を浸透させる必要があるため、高圧の射出能力が要求される。この場合、スクリュ及び加熱筒の交換によりある程度は対応可能になるとしても、様々な成形品に対する的確な成形条件を設定できない事態も生じる。特に、樹脂に対する可塑化を担うスクリュ及び加熱筒の変更を伴うため、可塑化環境（可塑化性能）が変化し、成形品質の変動や未可塑樹脂の混入を招く難点があった。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機及びその成形方法の提供を目的とするものである。

本発明に係る射出成形機１は、上述した課題を解決するため、加熱筒２に挿通させたスクリュを回転させるスクリュ回転駆動部４，及びスクリュを少なくとも油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部５を有する射出装置１ｉを備える射出成形機を構成するに際して、射出装置１ｉに、スクリュ長Ｌ及びスクリュ径ＤのときのＬ／Ｄ比を、射出装置１ｉに対する特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３ｓと、この固有スクリュ３ｓにより成形可能な成形品に対して適合可能となる二以上の異なる種類の各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを選定して着脱可能なシリンダ着脱部７ｍを有するシリンダ取付機構５ｍとを設けるとともに、このシリンダ取付機構５ｍを、加熱筒２の後端２ｒを支持する加熱筒固定部１２，及びこの加熱筒固定部１２の両側に配し、かつ油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する左右一対の前着脱部１３ｐ，１３ｑを一体に有する、位置を固定した固定ブロック部１１と、この固定ブロック部１１の後方に配し、かつ加熱筒２に挿通させた固有スクリュ３ｓの後端を回転させるスクリュ回転駆動部４，及びこのスクリュ回転駆動部４の両側に配し、かつ各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…から突出したピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…の先端をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する左右一対の後着脱部１５ｐ，１５ｑを一体に有する支持ブロック部１４を設けて構成したことを特徴とする。

一方、本発明に係る射出成形機の成形方法は、上述した課題を解決するため、加熱筒２に挿通させたスクリュを回転させるスクリュ回転駆動部４，及びスクリュを少なくとも油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部５を有する射出装置１ｉを備える射出成形機１により成形するに際し、射出装置１ｉに、スクリュ長Ｌ及びスクリュ径ＤのときのＬ／Ｄ比を、射出装置１ｉに対する特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３と、この固有スクリュ３ｓにより成形可能な成形品に対して適合可能となる二以上の異なる種類の各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃが着脱可能なシリンダ着脱部７ｍを有するシリンダ取付機構５ｍとを設けるとともに、このシリンダ取付機構５ｍを、加熱筒２の後端２ｒを支持する加熱筒固定部１２，及びこの加熱筒固定部１２の両側に配し、かつ油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する左右一対の前着脱部１３ｐ，１３ｑを一体に有する、位置を固定した固定ブロック部１１と、この固定ブロック部１１の後方に配し、かつ加熱筒２に挿通させた固有スクリュ３ｓの後端を回転させるスクリュ回転駆動部４，及びこのスクリュ回転駆動部４の両側に配し、かつ各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…から突出したピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…の先端をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する左右一対の後着脱部１５ｐ，１５ｑを一体に有する支持ブロック部１４を設けて構成し、成形を行う際に、予め、各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…から、成形を行う成形品及び固有スクリュ３ｓに対して、適合する油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）を選定し、この選定した油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）をシリンダ取付機構５ｍに取付けて成形を行うようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、発明の好適な態様により、特定値Ｎｓは、１８〜２５の範囲から選定することが望ましい。さらに、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、出力する最大圧力及び／又は最大速度を異ならせることができる。なお、油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、両ロッドタイプの油圧シリンダであってもよいし、片ロッドタイプの油圧シリンダであってもよい。

このような本発明に係る射出成形機１及びその成形方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 射出装置１ｉに、Ｌ／Ｄ比を特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３ｓにより成形可能な成形品に対して適合可能となる少なくとも二以上の異なる種類の各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃが着脱可能なシリンダ着脱部７ｍを有するシリンダ取付機構５ｍを備えるため、様々な製品や部品等の成形品を生産する場合であっても、スクリュ及び加熱筒の変更を行うことなく、選定した油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）の交換により対応できるとともに、特に、汎用性のある市販の油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）により対応可能となり、部品交換に伴う全体の大幅なコストダウンを実現できる。しかも、スクリュ及び加熱筒に比較して小型サイズの部品交換になることから交換作業も比較的簡単かつ容易に行うことができる。

（２） Ｌ／Ｄ比を射出装置１ｉに対する特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３ｓを備えるため、予め各種成形品の成形を広くカバーできる固有スクリュ３ｓを選定することができる。したがって、大型成形品或いは精密成形品等に対する最適な油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）を選定することにより、様々な成形品に対する的確な成形条件を設定できる。しかも、固有スクリュ３ｓ及び加熱筒２を変更しないため、可塑化環境（可塑化性能）を固定することができ、可塑化不足等の成形品質に影響する無用な可塑化変動を回避し、様々な成形品の品質向上に寄与できる。

（３） シリンダ取付機構５ｍを構成するに際し、加熱筒２の後端２ｒを支持する加熱筒固定部１２，及びこの加熱筒固定部１２の両側に配し、かつ油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する左右一対の前着脱部１３ｐ，１３ｑを一体に有する、位置を固定した固定ブロック部１１を備えて構成したため、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、シリンダ本体の取付座となる前着脱部１３ｐ，１３ｑに取付ければよい。これにより、取付構造の簡略化による、取付けの容易化、更には小型化及び低コスト化に寄与できる。

（４） シリンダ取付機構５ｍを構成するに際し、固定ブロック部１１の後方に配し、かつ加熱筒２に挿通させた固有スクリュ３ｓの後端を回転させるスクリュ回転駆動部４，及びこのスクリュ回転駆動部４の両側に配し、かつ各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…から突出したピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…の先端をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する左右一対の後着脱部１５ｐ，１５ｑを一体に有する支持ブロック部１４を備えて構成したため、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃにおけるピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…は、後着脱部１５ｐ，１５ｑに取付ければよい。これにより、取付構造の簡略化による、取付けの容易化、更には小型化及び低コスト化に寄与できる。

（５） 好適な態様により、特定値Ｎｓとして、１８〜２５の範囲から選定すれば、一般にＬ／Ｄ比の値として望ましい２２〜２４前後の値を包含することに加え、特に、本発明では、樹脂ボリュームが固定される固有スクリュ３ｓの使用を前提とするため、予め想定される各種成形条件（成形品）の成形をカバーする観点からも望ましい値を容易に選定できる。なお、特定値Ｎｓは、２５を越えた場合、高速化には適するも高圧の要求に対応できなくなる虞れがあるとともに、１８を下回った場合、高圧化には適するも高速の要求に対応できなくなる虞れがある。

（６） 好適な態様により、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを異ならせるに際し、出力する最大圧力及び／又は最大速度を異ならせれば、固有スクリュ３ｓ及び加熱筒２の変更を伴わないとともに、樹脂ボリュームＱｍは固定されるため、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを選定するに際しては、最大圧力及び／又は最大速度の選定のみで足り、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃの選定を容易に行うことができる。

（７） 好適な態様により、油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、両ロッドタイプの油圧シリンダであってもよいし、片ロッドタイプの油圧シリンダであってもよいなど、使用できる油圧シリンダのタイプは限定されない。したがって、油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃの選定自由度を高めることができるとともに、油圧制御系の設計自由度も高めることができるため、両ロッドタイプと片ロッドタイプのそれぞれ利点を考慮した的確な油圧制御系を構築できる。

本発明の好適実施形態に係る射出成形機における油圧シリンダを取外した状態を示す射出装置の平面図、 同射出成形機における射出装置の全体斜視図、 同射出成形機における射出装置の全体平面図、 同射出成形機における射出装置に備えるシリンダ取付機構の固定ブロック部の斜視図、 同固定ブロック部の断面側面図、 同固定ブロック部の背面図、 同射出成形機における射出装置に備えるシリンダ取付機構の支持ブロック部の斜視図、 同射出成形機における射出装置に備える固有スクリュの模式的説明図、 同射出成形機の原理を説明するための油圧シリンダのサイズに対する樹脂容量と射出圧力の関係図、 同射出成形機における射出装置に備えるシリンダ取付機構への油圧シリンダの取付方法を示す一部断面側面図、 同射出成形機の成形方法の原理を説明するためのフローチャート、 同射出成形機に備えるシリンダ取付機構に変更例に係る片ロッドタイプの油圧シリンダを取付けた状態を示す斜視図、 同射出成形機に備えるシリンダ取付機構に変更例に係る油圧シリンダをアタッチメントを用いた取付方法を説明するための側面図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る射出成形機１の構成について、図１〜図７を参照して具体的に説明する。

図中、１は、型締装置を省略した射出成形機、即ち、射出装置１ｉを示す。射出装置１ｉは、左右一対のガイドレール２１ｒを兼ねるベースフレーム２１を備え、このベースフレーム２１は図示を省略した成形機ベッド上にスライド機構を介して設置される。したがって、ベースフレーム２１は、成形機ベッド上において、前後方向Ｆｓへスライド変位自在に支持されるとともに、不図示のノズルタッチ用シリンダにより前後方向Ｆｓへ移動せしめられる。

また、ベースフレーム２１の上には、シリンダ取付機構５ｍを設置する。このシリンダ取付機構５ｍは、前後一対のユニット、即ち、前側のユニットとなる固定ブロック部１１と後側のユニットとなる支持ブロック部１４を備える。

固定ブロック部１１は、ベースフレーム２１の中間位置に位置決めして固定する。実施形態では、図５に示すように、複数の取付プレート２２…を介して固定ブロック部１１とベースフレーム２１を固定した例を示している。部品として一体に構成した固定ブロック部１１を、図４〜図６に示す。この固定ブロック部１１は、左右方向Ｆｈの中央位置に加熱筒固定部１２を有し、この加熱筒固定部１２の前面１２ｆに、前端に射出ノズル２ｎを有する加熱筒２の後端２ｒを取付固定する。したがって、加熱筒固定部１２の前後方向Ｆｓには、後述する固有スクリュ３ｓを挿通させる断面円形のスクリュ挿通孔１２ｓを貫通形成するとともに、加熱筒固定部１２の上面１２ｕの前寄り位置は、ホッパー取付面１２ｕｃに形成し、このホッパー取付面１２ｕｃからスクリュ挿通孔１２ｓに材料落下孔２５を形成する。このホッパー取付面１２ｕｃには、図２に仮想線で示すホッパー２６を取付ける。

そして、加熱筒固定部１２の左右両側に、シリンダ着脱部７ｍの前側（一方側）を構成する左右一対の前着脱部１３ｐ，１３ｑを一体に設ける。右側の前着脱部１３ｐは、上側に配した上前着脱部１３ｐｕと下側に配した下前着脱部１３ｑｄにより構成し、それぞれ水平方向右方へ平行に突出させるとともに、左側の前着脱部１３ｑは、上側に配した上前着脱部１３ｑｕと下側に配した下前着脱部１３ｑｄにより構成し、それぞれ水平方向左方へ平行に突出させる。

これにより、上下左右の四つの前着脱部１３ｐｕ，１３ｐｄ，１３ｑｕ，１３ｑｄが設けられるため、前後方向Ｆｓに対して直角面となる、各前着脱部１３ｐｕ，１３ｐｄ，１３ｑｕ，１３ｑｄの前端面には、それぞれ複数（例示は四つ）のネジ孔２７…を形成する。この場合、一方の前着脱部１３ｐと他方の前着脱部１３ｑは、左右対称となる点を除いて同一に構成するとともに、いずれも十分な強度と剛性を確保する。

したがって、後述する各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…は、複数のボルト２８…（図１０参照）により、各前着脱部１３ｐｕ，１３ｐｄ，１３ｑｕ，１３ｑｄの前端面に取付固定できる。即ち、各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…の前側は、ボルト２８…の締付け又は離脱により、固定ブロック部１１に対して着脱可能となる。なお、２９は、加熱筒固定部１２の上面１２ｕの後寄り位置に設けた上面部が開口した凹部を示す。

このように、シリンダ取付機構５ｍの一方側（前側）を構成するに際し、加熱筒２の後端２ｒを支持する加熱筒固定部１２，及びこの加熱筒固定部１２の両側に配し、かつ油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する一対の前着脱部１３ｐ，１３ｑを有する、位置を固定した固定ブロック部１１を用いて構成すれば、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、シリンダ本体の取付座となる前着脱部１３ｐ，１３ｑに取付ければよいため、取付構造の簡略化による、取付けの容易化、更には小型化及び低コスト化に寄与できる利点がある。

一方、支持ブロック部１４は、ガイドレール２１ｒを兼ねるベースフレーム２１の後部上に、矢印Ｆｓ方向（前後方向）へスライド変位自在に支持される。部品として一体に構成した支持ブロック部１４を、図７に示す。この支持ブロック部１４は、左右方向Ｆｈの中央位置にモータ取付部３１を有し、図２及び図３に示すように、このモータ取付部３１に、計量モータ４ｍを取付けることにより、スクリュを回転させるスクリュ回転駆動部４を構成する。したがって、加熱筒２の内部に挿通させた固有スクリュ３ｓの後シャフト部３ｓｒは、固定ブロック部１１のスクリュ挿通孔１２ｓを通して固定ブロック部１１の後端から後方へ突出させ、後シャフト部３ｓｒの後端部を、計量モータ４ｍの回転出力シャフト４ｍｓに結合する。

そして、図７に示すように、支持ブロック部１４におけるモータ取付部３１の左右両側に、シリンダ着脱部７ｍの後側（他方側）を構成する左右一対の後着脱部１５ｐ，１５ｑを一体に設ける。具体的には、支持ブロック部１４の右側部位に、前後に貫通するロッドボルト挿通孔３２ｐを設けて右側の後着脱部１５ｐを構成するとともに、支持ブロック部１４の左側部位に、前後に貫通するロッドボルト挿通孔３２ｑを設けて左側の後着脱部１５ｑを構成する。

この場合、一方の後着脱部１５ｐと他方の後着脱部１５ｑは、左右対称となる点を除いて同一に構成する。これにより、各ロッドボルト挿通孔３２ｐ，３２ｑには、後述する各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…から突出したピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…の先端側に形成したロッドボルト部６ａｒｎ…，６ｂｒｎ…，６ｃｒｎ…を挿通させ、それぞれナット３３…により取付固定できる。即ち、各ピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…（各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…後側）は、各ナット３３…の締付け又は離脱により、支持ブロック部１４に対して着脱可能となる。なお、３４は、ガイドレール２１ｒにより前後方向Ｆｓへスライド変位自在に支持されるとともに、後着脱部１５ｐ，１５ｑ及びモータ取付部３１の下部に一体に設けたスライダ基部を示す。

このように、シリンダ取付機構５ｍの他方側（後側）を構成するに際し、固定ブロック部１１の後方に配し、かつ加熱筒２に挿通させた固有スクリュ３ｓの後端を回転させるスクリュ回転駆動部４，及びこのスクリュ回転駆動部４の両側に配し、かつ各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…から突出したピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…の先端をそれぞれ着脱可能にする、シリンダ着脱部７ｍを構成する一対の後着脱部１５ｐ，１５ｑを有する支持ブロック部１４を用いて構成すれば、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃにおけるピストンロッド６ａｒ…，６ｂｒ…，６ｃｒ…は、後着脱部１５ｐ，１５ｑに取付ければよいため、取付構造の簡略化による、取付けの容易化、更には小型化及び低コスト化に寄与できる利点がある。

以上の構成により、固定ブロック部１１と支持ブロック部１４間には、選択した左右一対の油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…を着脱可能となる。これにより、油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…を装着すれば、少なくとも選択した油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…により、固有スクリュ３ｓを前進又は後退させるスクリュ進退駆動部５が構成される。なお、射出装置１ｉにおける油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…を装着していない図１に示す射出装置１ｉの状態は、射出装置基部１ｉｍを構成する。

本発明に係る射出成形機１は、以上のように構成するため、次に示す二つの重要な構成要素を備えている。以下、これらの各構成要素について、図８及び図９を参照して説明する。

まず、スクリュには、スクリュ長Ｌ及びスクリュ径ＤのときのＬ／Ｄ比を、射出装置１ｉに対する特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３ｓを使用する。したがって、この固有スクリュ３ｓは、搭載する射出成形機１に固有のスクリュとなり、加熱筒２と一緒に変更することはない。この固有スクリュ３ｓの使用が、本発明における重要な第一の構成要素となる。

この場合、Ｌ／Ｄ比は、スクリュの形状的特性を示す値であり、図８に示すように、スクリュ長Ｌは、スクリュ本体４１におけるフライト部４１ｆを設けた部位の軸方向（前後方向Ｆｓ）における長さであり、また、スクリュ径Ｄは、フライト部４１ｆの外径である。特定値Ｎｓとしては、１８〜２５の範囲から選定することが望ましい。この条件で選定すれば、一般にＬ／Ｄ比の値として望ましい２２〜２４前後の値を包含することに加え、特に、本発明では、樹脂ボリュームが固定される固有スクリュ３ｓの使用を前提とするため、予め想定される各種成形条件（成形品）の成形をカバーする観点からも望ましい値を容易に選定できる。

したがって、固有スクリュ３ｓのサイズとしては、想定する最大の大型成形品を計量可能な樹脂ボリューム（樹脂体積）Ｑｍを考慮して設定することができる。例えば、樹脂ボリュームＱｍを４００リットルとした場合、４００リットルを最大の大型成形品とした射出成形機のグレードとして設定できるとともに、樹脂ボリュームＱｍを６００リットルとした場合、６００リットルを最大の大型成形品とした射出成形機のグレードとして設定できる。

また、スクリュ進退駆動部５を構成する油圧シリンダとして、固有スクリュ３ｓにより成形可能な成形品に対して適合可能となる少なくとも二以上（例示は三つ）の異なる種類の油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを用意する。選択可能な異なる種類の油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃの使用が本発明における重要な第二の構成要素となる。

実施形態では、図１に示すように、一例として、異なる種類の三つの油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを用いた。本発明では、固有スクリュ３ｓの使用が前提となるため、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃの軸方向（前後方向Ｆｓ）の長さは同一ディメンションになることが望ましいが、必ずしも同一であることを要しない。例示の場合、油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃにおける前後方向Ｆｓの長さを同一に設定するとともに、シリンダ径をそれぞれ異ならせた。即ち、油圧シリンダ６ａには、シリンダ径Ｄａが最も小さい小径シリンダを使用し、油圧シリンダ６ｃには、シリンダ径Ｄｃが最も大きい大径シリンダを使用し、油圧シリンダ６ｂには、シリンダ径Ｄｂを、シリンダ径ＤａとＤｃの中間となる中径シリンダを使用した。

これにより、図９に示すように、油圧シリンダ６ａを使用した場合には、最大圧力Ｐｍａを最も小さく設定できるとともに、油圧シリンダ６ｃを使用した場合には、最大圧力Ｐｍｃを最も大きく設定でき、さらに、油圧シリンダ６ｂを使用した場合には、最大圧力Ｐｍｂを最大圧力ＰｍａとＰｍｃの中間に設定できる。また、固有スクリュ３ｓの使用を前提とするため、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃのいずれを使用しても、樹脂ボリュームＱｍは同じとなる。したがって、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃの選定に際しては、樹脂ボリュームＱｍを考慮することなく、最大圧力（最大射出圧力）Ｐｍの大きさにより選定可能となる。なお、最大圧力Ｐｍａ，Ｐｍｂ，Ｐｍｃに基づいて選定した場合を示したが、最大速度に基づいて、或いは最大圧力Ｐｍａ，Ｐｍｂ，Ｐｍｃと最大速度の双方に基づいて選定してもよい。

このように、使用する各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを異ならせるに際し、出力可能な最大圧力を異ならせれば、固有スクリュ３ｓ及び加熱筒２の変更を伴わないとともに、樹脂ボリュームＱｍは固定されるため、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを選定するに際しては、最大圧力の選定のみで足り、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを容易に選定できる利点がある。

また、例示の各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃには、両ロッドタイプの油圧シリンダを用いている。したがって、一つの油圧シリンダ、例えば、油圧シリンダ６ｂは、図１及び図２に示すように、シリンダ本体５１ｂを備え、このシリンダ本体５１ｂの両端面からピストンロッド６ｂｒ及び６ｂｆがそれぞれ突出する。この場合、ピストンロッド６ｂｒは、シリンダ本体５１ｂの後端面から突出し、先端側は所定の長さにわたり、ロッドボルト部６ｂｒｎ（図１）を形成するとともに、ピストンロッド６ｂｆは、シリンダ本体５１ｂの前端面から突出するため、筒形に形成した別途の安全カバー５２ｂにより覆う。さらに、シリンダ本体５１ｂの軸方向中間位置の外周面には、取付用フランジ部５３ｂを一体に設ける。この取付用フランジ部５３ｂにおける、前述した各前着脱部１３ｐｕ，１３ｐｄ，１３ｑｕ，１３ｑｄの前端面に設けたネジ孔２７…に対応する位置にはネジ挿通孔５４…を形成する（図１０参照）。

一つの油圧シリンダ６ｂについて説明したが、他の油圧シリンダ６ａ，６ｃの基本的構成も油圧シリンダ６ｂと同じである。なお、油圧シリンダ６ａにおいて、５１ａはシリンダ本体、５３ａは取付用フランジ部、６ａｒはピストンロッド、６ａｒｎはロッドボルト部をそれぞれ示すとともに、油圧シリンダ６ｃにおいて、５１ｃはシリンダ本体、５３ｃは取付用フランジ部、６ｃｒはピストンロッド、６ｃｒｎはロッドボルト部をそれぞれ示す。これらの各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれ同一の油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…を二本ずつ用意する。また、各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…を変更した場合であっても、各油圧シリンダ６ａ…，６ｂ…，６ｃ…を駆動制御する図１に示す油圧ポンプ４５を含む油圧回路４６の変更は行わない。

次に、本実施形態に係る成形方法を含む射出成形機１の使用方法及び機能について、図１〜図１０を参照しつつ、図１１に示すフローチャートに従って説明する。

今、標準システムにより生産を行う場合を想定する（ステップＳ１）。標準システムでは、図１（ｂ）に示す油圧シリンダ６ｂ（中径シリンダ）を使用する。したがって、標準システムを構成する場合、図１に示す射出装置基部１ｉｍに対して、図１（ｂ）に示す油圧シリンダ６ｂを取付ける。即ち、図２及び図３に示すように、用意した一対の油圧シリンダ６ｂ，６ｂを射出装置基部１ｉｍにおけるシリンダ取付機構５ｍの右側と左側にそれぞれ取付けることにより射出成形機１を構成する。

この場合、シリンダ取付機構５ｍに対する油圧シリンダ６ｂ…の着脱は、次のように行うことができる。

まず、図１０に示すように、一方（左側）の油圧シリンダ６ｂのシリンダ本体５１ｂを、前側に配される固定ブロック部１１の左側の前着脱部１３ｑ、即ち、上前着脱部１３ｑｕと下前着脱部１３ｑｄ間に収容するとともに、図１及び図７に示すように、シリンダ本体５１ｂから突出するピストンロッド６ｂｒのロッドボルト部６ｂｒｎを、後側に配される支持ブロック部１４の左側の後着脱部１５ｑのロッドボルト挿通孔３２ｑに挿通させる。なお、ロッドボルト部６ｂｒｎには、予め一つのナット３３を螺合させておく。

そして、図１０に示すように、別途用意した８つのボルト２８…を、シリンダ本体５１ｂの取付用フランジ部５３ｂに設けた合計８つのネジ挿通孔５４…に挿通させた後、各ボルト２８…の先端を、上前着脱部１３ｑｕ及び下前着脱部１３ｑｄの前端面に設けた計８つのネジ孔２７…（図４参照）にそれぞれ螺着し、かつ締付けを行うことにより、シリンダ本体５１ｂを固定ブロック部１１の左側位置に固定する。

次いで、後着脱部１５ｑのロッドボルト挿通孔３２ｑに挿通させたロッドボルト部６ｂｒｎに螺合するナット３３を回し操作し、図２及び図３に示すように、後着脱部１５ｑの前端面に当接させるとともに、この後、ロッドボルト部６ｂｒｎの先端側に、割リング３３ｒを装着し、さらに、ナット３３を螺着し、かつ締付けを行うことにより、ピストンロッド６ｂｒを支持ブロック部１４の左側位置に固定する。

これにより、一方（左側）の油圧シリンダ６ｂのシリンダ取付機構５ｍにおける左側位置への取付けが完了する。さらに、他方（右側）の油圧シリンダ６ｂのシリンダ取付機構５ｍへの取付けも、上述した一方の油圧シリンダ６ｂの取付手順及び取付操作に従うことにより、同様に、シリンダ取付機構５ｍにおける右側位置への取付けを行うことができる。この際、固定ブロック部１１及び支持ブロック部１４は、共に位置が固定された状態にあるが、シリンダ取付機構５ｍにおける右側に配した固定ブロック部１１における前着脱部１３ｐ、即ち、上前着脱部１３ｐｕと下前着脱部１３ｐｄ間は、横方が開放された状態に構成されているため、支持ブロック部１４における後着脱部１５ｐの右側のロッドボルト挿通孔３２ｐに対する油圧シリンダ６ｂにおけるロッドボルト部６ｂｒｎの挿入、及び固定ブロック部１１における前着脱部１３ｐ、即ち、上前着脱部１３ｐｕと下前着脱部１３ｐｄ間に対する油圧シリンダ６ｂにおけるシリンダ本体５１ｂの収容は、いずれも容易に行うことができる。

したがって、この標準システムでは、成形材料（ペレット）をホッパー２６から加熱筒２の内部へ供給し、スクリュ回転駆動部４の計量モータ４ｍにより固有スクリュ３ｓを回転させれば、成形材料は可塑化溶融され、溶融した樹脂は、固有スクリュ３ｓの前方における加熱筒２内に計量蓄積される。そして、スクリュ進退駆動部５を構成する一対の油圧シリンダ６ｂ，６ｂを油圧ポンプ４５を含む油圧回路４６により駆動制御し、固有スクリュ３ｓを前進させれば、計量された樹脂が射出ノズル２ｎから射出され、不図示の金型キャビティ内に充填される一連の成形工程が実行される。

一方、この標準システムの射出成形機１において、金型の変更により、この標準システムでは成形できない成形品又は成形に無理が生じる成形品が発生し、システム変更の必要性が生じた場合を想定する（ステップＳ２）。この場合、まず、射出装置基部１ｉｍから油圧シリンダ６ｂ，６ｂの取外しを行う（ステップＳ３）。油圧シリンダ６ｂ，６ｂの取外しは、上述した油圧シリンダ６ｂ，６ｂの取付手順及び取付操作に対して逆の手順及び操作により容易に取外すことができる。

この際、変更に伴う次の成形品が、比較的大型の成形品であって、さほど成形精度が要求されない成形品、例えば、日用雑貨等の場合には、高い射出圧力は要求されないため、射出速度をより高速化した成形条件が可能になり、この場合には、高速化システムに変更することができる（ステップＳ４）。

したがって、高速化システムでは、図１（ａ）に示す油圧シリンダ６ａ（小径シリンダ）を使用することができる。高速化システムを構成する場合、射出装置基部１ｉｍに対して、図１（ａ）に示す油圧シリンダ６ａを取付ける。即ち、図２及び図３に示すように、用意した一対の油圧シリンダ６ａ，６ａを射出装置基部１ｉｍのシリンダ取付機構５ｍの右側及び左側にそれぞれ取付けることにより射出成形機１を構成する（ステップＳ５）。油圧シリンダ６ａ，６ａの取付けも前述した油圧シリンダ６ｂの取付けと同様の取付手順及び取付操作により行うことができる。これにより、射出成形機１を、標準システムから高速化システムへ変更し、射出速度を高速化できる一対の油圧シリンダ６ａ，６ａ（小径シリンダ）を使用した射出成形機１により、一連の成形工程を実行することができる（ステップＳ６）。

他方、変更に伴う次の成形品が、高度の成形精度が要求される成形品、例えば、ＣＤ等の場合には、高い射出圧力が要求されるため、この場合には、射出圧力をより高圧化できる高圧化システムに変更することができる（ステップＳ７）。したがって、高圧化システムでは、図１（ｃ）に示す油圧シリンダ６ｃ（大径シリンダ）を使用することができる。高圧化システムを構成する場合、射出装置基部１ｉｍに対して、図１（ｃ）に示す油圧シリンダ６ｃを取付ける。即ち、図２及び図３に示すように、用意した一対の油圧シリンダ６ｃ，６ｃを射出装置基部１ｉｍのシリンダ取付機構５ｍの右側及び左側にそれぞれ取付けることにより射出成形機１を構成する（ステップＳ８）。油圧シリンダ６ｃ，６ｃの取付けも前述した油圧シリンダ６ｂの取付けと同様の取付手順及び取付操作により行うことができる。これにより、射出成形機１を、標準システムから高圧化システムへ変更し、射出圧力を高圧化できる一対の油圧シリンダ６ｃ，６ｃ（大径シリンダ）を使用した射出成形機１により、一連の成形工程を実行することができる（ステップＳ９）。

一方、これらの高速化システム又は高圧化システムによる生産が終了し、再度、システム変更が生じた場合を想定する（ステップＳ１０）。この場合、まず、射出装置基部１ｉｍのシリンダ取付機構５ｍから油圧シリンダ６ａ，６ａ、又は油圧シリンダ６ｃ，６ｃの取外しを行う（ステップＳ１１）。そして、標準システムに戻す場合には、シリンダ取付機構５ｍに対して油圧シリンダ６ｂ，６ｂの取付けを行う（ステップＳ１２，Ｓ１３）。これにより、標準システムの射出成形機１に戻すことができる（ステップＳ１）。これに対して、高速化システムから高圧化システムにシステム変更する場合には、シリンダ取付機構５ｍに対して油圧シリンダ６ｃ，６ｃの取付けを行う（ステップＳ１２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８）。これにより、高圧化システムとなる射出成形機１に変更することができる（ステップＳ９）。また、高圧化システムから高速化システムにシステム変更する場合には、シリンダ取付機構５ｍに対して油圧シリンダ６ａ，６ａの取付けを行う（ステップＳ１２，Ｓ４，Ｓ５）。これにより、高速化システムとなる射出成形機１に変更することができる（ステップＳ６）。

よって、このような本実施形態に係る射出成形機１又はその成形方法によれば、基本的に、スクリュ長Ｌ及びスクリュ径ＤのときのＬ／Ｄ比を、射出装置１ｉに対する特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３を用いるとともに、射出装置１ｉに、固有スクリュ３ｓにより成形可能な成形品に対して適合可能となる少なくとも二以上の異なる種類の各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃが着脱可能なシリンダ着脱部７ｍを有するシリンダ取付機構５ｍを設け、成形を行う際に、予め、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃから、成形を行う成形品及び固有スクリュ３ｓに対して、適合する油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）を選定し、この選定した油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）をシリンダ取付機構５ｍに取付けて成形を行うようにしたため、様々な製品や部品等の成形品を生産する場合であっても、固有スクリュ部３ｓ及び加熱筒２の変更を行うことなく、選定した油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）の交換により対応できるとともに、特に、汎用性のある市販の油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）により対応可能となり、部品交換に伴う全体の大幅なコストダウンを実現できる。しかも、スクリュ及び加熱筒に比較して小型サイズの部品交換になることから交換作業も比較的簡単かつ容易に行うことができる。

また、Ｌ／Ｄ比を、射出装置１ｉに対する特定値Ｎｓとして設定した固有スクリュ３ｓを備えるため、予め各種成形品の成形を広くカバーできる固有スクリュ３ｓを選定することができる。したがって、大型成形品或いは精密成形品等に対する最適な油圧シリンダ６ａ（又は６ｂ，６ｃ）を選定することにより、様々な成形品に対する的確な成形条件を設定できる。しかも、固有スクリュ３ｓ及び加熱筒２を変更しないため、可塑化環境（可塑化性能）を固定することができ、可塑化不足等の成形品質に影響する無用な可塑化変動を回避し、様々な成形品の品質向上に寄与できる。

次に、本実施形態に係る射出成形機１に使用する油圧シリンダ６ａ…の変更例について、図１２及び図１３を参照して説明する。

図１２は、油圧シリンダ６ａ…のロッドタイプ変更例したものである。図１（図２）に示した油圧シリンダ６ａ…は、両ロッドタイプの油圧シリンダであり、シリンダ本体５１ｂに内蔵するピストンの両端面からピストンロッド６ｂｒ及び６ｂｆがそれぞれ突出する構成を備えている。

これに対して、変更例に係る図１２に示す油圧シリンダ６ａ…は、片ロッドタイプの油圧シリンダを使用したものである。したがって、シリンダ本体５１ｂの他方（前側）の端面は閉塞端面６１として構成し、シリンダ本体５１ｂに内蔵するピストンは、一方の端面からのみピストンロッド６ｂｒが突出する構成を備えている。

このように、使用する油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、両ロッドタイプの油圧シリンダであってもよいし、片ロッドタイプの油圧シリンダであってもよいなど、使用できる油圧シリンダのタイプは限定されない。したがって、油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃの選定自由度を高めることができるとともに、油圧制御系の設計自由度も高めることができるため、両ロッドタイプと片ロッドタイプのそれぞれ利点を考慮した的確な油圧制御系を構築できる。

図１３は、油圧シリンダ６ａ…の形態（外観形状等）が異なる場合の変更例を示す。図１（図２）に示した実施形態は、例えば、市販品として存在する油圧シリンダ６ａ…にマッチングしたシリンダ取付機構５ｍを構成した場合の構成例、或いは最適化したシリンダ取付機構５ｍにマッチングする油圧シリンダ６ａ…をいわば特注品とした場合の構成例を示したものであり、シリンダ取付機構５ｍと各油圧シリンダ６ａ…は、予めマッチングさせることが条件となる。

これに対して、変更例に係る図１３に示す油圧シリンダ６ａ…は、市販品として存在する汎用性のある油圧シリンダ６ａ…に対して、最適化したシリンダ取付機構５ｍがマッチングしていない場合であり、この場合には、油圧シリンダ６ａ…とシリンダ取付機構５ｍ間に介在させる別体に形成したアタッチメント（取付アダプタ）６５を用いることができる。

一例となる図１３に示すアタッチメント６５は、一枚のドーナツ形状のプレート盤を用いたものであり、アタッチメント６５の中心寄りの面に設けた複数のネジ挿通孔６５ｓｆ…に、複数の固定ボルト６６…をそれぞれ挿通させた後、油圧シリンダ６ａの端面６ａｓに設けた複数のネジ孔６ａｓｎ…にそれぞれ螺着し、締付けることにより固定することができる。この結果、この油圧シリンダ６ａに対して後付けのフランジ部を付加できるため、さらに、このアタッチメント６５の周縁寄りの面に設けた複数のネジ挿通孔６５ｓｓ…に、複数の固定ボルト６７…をそれぞれ挿通させた後、固定ブロック部１１における前着脱部１３ｑの上前着脱部１３ｑｕ及び下前着脱部１３ｑｄの各前端面に設けた複数のネジ孔２７…にそれぞれ螺着し、締付けることにより固定すればよく、様々な形態を有する油圧シリンダ６ａ…であっても、対応するアタッチメント（取付アダプタ）６５を用意することにより、シリンダ取付機構５ｍへの取付けを容易に行うことができる。図１３は、アタッチメント６５を、油圧シリンダ６ａの端面６ａｓに直接固定した場合を示したが、市販の油圧シリンダは、シリンダ外面にフランジを一体に備えるフランジ付油圧シリンダとして構成されるものも少なくないため、このフランジにアタッチメント６５を固定してもよいなど、各種固定方法を適用可能である。

なお、図１２及び図１３において、図１〜図１０に示した部分と同一部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

以上、変更例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、二以上の異なる種類の油圧シリンダとして、三種類の油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃを例示したが、二種類であってもよいし四種類以上であってもよい。また、特定値Ｎｓは、１８〜２５の範囲から選定することが望ましいが、他の値を排除するものではなく、特定した値とすることが重要な技術的要素となる。さらに、各油圧シリンダ６ａ，６ｂ，６ｃは、出力する最大圧力をそれぞれ異ならせた場合を示したが、最大圧力以外の特性値を異ならせる場合や最大圧力に加えて他の特性値（最大ストローク等）を加える場合を排除するものではない。

本発明は、スクリュを少なくとも油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部を備える各種の射出成形機に利用できるとともに、その射出成形機を用いる成形方法として利用できる。

１：射出成形機，１ｉ：射出装置，２：加熱筒，２ｒ：加熱筒の後端，３ｓ：固有スクリュ，４：スクリュ回転駆動部，５：スクリュ進退駆動部，５ｍ：シリンダ取付機構，６ａ…：油圧シリンダ，６ｂ…：油圧シリンダ，６ｃ…：油圧シリンダ，６ａｒ…：ピストンロッド，６ｂｒ…：ピストンロッド，６ｃｒ…：ピストンロッド，７ｍ：シリンダ着脱部，１１：固定ブロック部，１２：加熱筒固定部，１３ｐ：前着脱部，１３ｑ：前着脱部，１４：支持ブロック部，１５ｐ：後着脱部，１５ｑ：後着脱部，Ｌ：スクリュ長，Ｄ：スクリュ径，Ｎｓ：特定値

Claims (8)

1. 加熱筒に挿通させたスクリュを回転させるスクリュ回転駆動部，及び前記スクリュを少なくとも油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部を有する射出装置を備える射出成形機であって、前記射出装置に、スクリュ長Ｌ及びスクリュ径ＤのときのＬ／Ｄ比を、射出装置に対する特定値として設定した固有スクリュと、この固有スクリュにより成形可能な成形品に対して適合可能となる二以上の異なる種類の各油圧シリンダを選定して着脱可能なシリンダ着脱部を有するシリンダ取付機構とを設けるとともに、このシリンダ取付機構を、前記加熱筒の後端を支持する加熱筒固定部，及びこの加熱筒固定部の両側に配し、かつ前記油圧シリンダをそれぞれ着脱可能にする、前記シリンダ着脱部を構成する左右一対の前着脱部を一体に有する、位置を固定した固定ブロック部と、この固定ブロック部の後方に配し、かつ前記加熱筒に挿通させた前記固有スクリュの後端を回転させる前記スクリュ回転駆動部，及びこのスクリュ回転駆動部の両側に配し、かつ前記各油圧シリンダから突出したピストンロッドの先端をそれぞれ着脱可能にする、前記シリンダ着脱部を構成する左右一対の後着脱部を一体に有する支持ブロック部を設けて構成したことを特徴とする射出成形機。
2. 前記特定値は、１８〜２５の範囲から選定することを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
3. 前記各油圧シリンダは、出力する最大圧力及び／又は最大速度が異なることを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
4. 前記各油圧シリンダは、両ロッドタイプの油圧シリンダを用いることを特徴とする請求項１又は３記載の射出成形機。
5. 前記各油圧シリンダは、片ロッドタイプの油圧シリンダを用いることを特徴とする請求項１又は３記載の射出成形機。
6. 加熱筒に挿通させたスクリュを回転させるスクリュ回転駆動部，及び前記スクリュを少なくとも油圧シリンダにより前進又は後退させるスクリュ進退駆動部を有する射出装置を備える射出成形機の成形方法であって、前記射出装置に、スクリュ長Ｌ及びスクリュ径ＤのときのＬ／Ｄ比を、射出装置に対する特定値として設定した固有スクリュと、この固有スクリュにより成形可能な成形品に対して適合可能となる二以上の異なる種類の各油圧シリンダが着脱可能なシリンダ着脱部を有するシリンダ取付機構とを設けるとともに、前記シリンダ取付機構を、前記加熱筒の後端を支持する加熱筒固定部，及びこの加熱筒固定部の両側に配し、かつ前記油圧シリンダをそれぞれ着脱可能にする、前記シリンダ着脱部を構成する左右一対の前着脱部を一体に有する、位置を固定した固定ブロック部と、この固定ブロック部の後方に配し、かつ前記加熱筒に挿通させた前記固有スクリュの後端を回転させる前記スクリュ回転駆動部，及びこのスクリュ回転駆動部の両側に配し、かつ前記各油圧シリンダから突出したピストンロッドの先端をそれぞれ着脱可能にする、前記シリンダ着脱部を構成する左右一対の後着脱部を一体に有する支持ブロック部を設けて構成し、成形を行う際に、予め、前記各油圧シリンダから、成形を行う成形品及び前記固有スクリュに対して、適合する油圧シリンダを選定し、この選定した油圧シリンダを前記シリンダ取付機構に取付けて成形を行うことを特徴とする射出成形機の成形方法。
7. 前記特定値は、１８〜２５の範囲から選定することを特徴とする請求項６記載の射出成形機の成形方法。
8. 前記各油圧シリンダは、出力する最大圧力及び／又は最大速度が異なることを特徴とする請求項６記載の射出成形機の成形方法。

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