JP7009280B2 - エジェクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エジェクタ装置に関する。

射出成形機のエジェクタ装置は、エジェクタロッドと呼ばれる製品押し出し用のロッドを１本または複数本有する。エジェクタロッドは、エジェクタ装置のクロスヘッドに取り付けられ、クロスヘッドはボールねじによって前後移動する構造となっている。クロスヘッドには、ボールねじナットが固定される。ボールねじの回転に応じて、クロスヘッドと、これに締結されるエジェクタロッドが前後移動する。このような構造は、例えば特許文献１に記載されている。

特開平１１－１９８１９７号公報

上記構造のエジェクタ装置では、エジェクタロッドとボールねじナットは共にクロスヘッドに取り付けられる。エジェクタロッドは、金型の大きさや種類などによって所定のパターンで配置される。ボールねじナットをクロスヘッドに取り付けるためのフランジ部がある領域には、フランジ部と干渉するためエジェクタロッドを取りつけることができない。

ここで、使用する樹脂によってはエジェクタ装置の突き出し力が大きい力が必要なものがある。このため、成形機サイズに比べてエジェクタモータのサイズが大きくなる場合がある。このとき、ボールねじも太くなり、これに応じてボールねじナットのフランジ部も大きくなるので、ボールねじナットの取付け領域が大きくなり、エジェクタロッドの取り付け孔の位置と干渉しやすくなる。

エジェクタロッドのクロスヘッドへの取り付け位置は、金型によって限定されてしまう場合がある。このため、取り付け位置がフランジ部と干渉すると、エジェクタロッドを金型に応じた所望の位置に設置できない可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、エジェクタロッドの取り付け位置の制約を緩和できるエジェクタ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るエジェクタ装置は、エジェクタロッドと、前記エジェクタロッドが取り付けられるクロスヘッドと、前記クロスヘッドに取り付けられるボールねじナットと、前記ボールねじナットと螺合するボールねじ軸と、を有し、前記ボールねじナットと前記ボールねじ軸とで、前記クロスヘッドに取り付けられたエジェクタロッドを前後進させるエジェクタ装置であって、前記ボールねじナットは、前記クロスヘッドとの取り付け部を構成するフランジ部を有し、前記クロスヘッドは、前記フランジ部が取り付けられる領域であって、取り付けられる前記フランジ部の外縁の内側領域であるフランジ取付領域を有し、前記フランジ取付領域に、前記エジェクタロッドが取り付けられる。

本発明の一態様によれば、エジェクタロッドの取り付け位置の制約を緩和できるエジェクタ装置を提供することができる。

一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。 エジェクタ装置の構成の一例を示す斜視断面図である。 図３中のＩＶ－ＩＶ断面図である。 エジェクタロッドの取付孔とボールねじナットの取付け部との干渉が生じる構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るボールねじナットを図５の配置パターンのクロスヘッドに取り付けた状態を示す図である。 ロッド締結孔とエジェクタロッドの軸心方向に沿った縦断面図である。 第１変形例に係るロッド締結孔とエジェクタロッドの軸心方向に沿った縦断面図である。 第２変形例に係るボールねじナットの平面図である。 第３変形例に係るロッド締結孔とエジェクタロッドの軸心方向に沿った縦断面図である。 第４変形例に係るロッド締結孔とエジェクタロッドの軸心方向に沿った縦断面図である。 第５変形例に係るロッド締結孔とエジェクタロッドの軸心方向に沿った縦断面図である。

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

まず図１及び図２を参照して、本実施形態に係る射出成形機１０の全体の概略構成について説明する。

（射出成形機）
図１は、一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。図１及び図２において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向を表し、Ｚ方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ方向は型開閉方向であり、Ｙ方向は射出成形機１０の幅方向である。図１及び図２に示すように、射出成形機１０は、型締装置１００と、エジェクタ装置２００と、射出装置３００と、移動装置４００と、制御装置７００と、フレーム９００とを有する。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。

（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。

型締装置１００は、金型装置８００の型閉、型締、型開を行う。型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、トグルサポート１３０、タイバー１４０、トグル機構１５０、型締モータ１６０、運動変換機構１７０、および型厚調整機構１８０を有する。

固定プラテン１１０は、フレーム９００に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。

可動プラテン１２０は、フレーム９００に対し型開閉方向に移動自在とされる。フレーム９００上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。

固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型８１０と可動金型８２０とで金型装置８００が構成される。

トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて連結され、フレーム９００上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、フレーム９００上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１１０がフレーム９００に対し固定され、トグルサポート１３０がフレーム９００に対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート１３０がフレーム９００に対し固定され、固定プラテン１１０がフレーム９００に対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。

タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。各タイバー１４０は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。

尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。

トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配設され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、クロスヘッド１５１、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２および第２リンク１５３を有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２および第２リンク１５３が屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。

尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。

型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２および第２リンク１５３を屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。

運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸１７１と、ねじ軸１７１に螺合するねじナット１７２とを含む。ねじ軸１７１と、ねじナット１７２との間には、ボールまたはローラが介在してよい。

型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程などを行う。

型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の速度を検出するクロスヘッド速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の速度を検出する可動プラテン速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。

型締工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。キャビティ空間８０１の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。

型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。

型閉工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、１つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。

型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、型開工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置を含む）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、１つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型締位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。

尚、クロスヘッド１５１の速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。

ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。

金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

型締装置１００は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。

ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転は、回転伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。

回転伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。

型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させることで、ねじナット１８２を回転自在に保持するトグルサポート１３０の固定プラテン１１０に対する位置を調整し、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。

型厚調整機構１８０は、互いに螺合するねじ軸１８１とねじナット１８２の一方を回転させることで、間隔Ｌを調整する。複数の型厚調整機構１８０が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ１８３が用いられてもよい。

尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。

尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

（エジェクタ装置）

エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。

エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出す。エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２１０、運動変換機構２２０、およびエジェクタロッド２３０などを有する。

エジェクタモータ２１０は、可動プラテン１２０に取付けられる。エジェクタモータ２１０は、運動変換機構２２０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構２２０に連結されてもよい。

運動変換機構２２０は、エジェクタモータ２１０の回転運動をエジェクタロッド２３０の直線運動に変換する。運動変換機構２２０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。運動変換機構２２０の具体的な構成については後述する。

エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型８２０の内部に進退自在に配設される可動部材８３０と接触する。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動部材８３０と連結されていても、連結されていなくてもよい。

エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。

突き出し工程では、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材８３０を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で後退させ、可動部材８３０を元の待機位置まで後退させる。エジェクタロッド２３０の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ２１１を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ２１１は、エジェクタモータ２１０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２３０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２３０の速度を検出するエジェクタロッド速度検出器は、エジェクタモータエンコーダ２１１に限定されず、一般的なものを使用できる。

（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。

射出装置３００は、フレーム９００に対し進退自在なスライドベース３０１に設置され、金型装置８００に対し進退自在とされる。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、圧力検出器３６０などを有する。

シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。

シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（図１および図２中左右方向）に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

スクリュ３３０は、シリンダ３１０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３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。

スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。

一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。

尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。

計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。

射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。

圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の圧力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する圧力を検出する。

圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。

計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転数で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転数は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転数を検出するスクリュ回転数検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。

計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。

充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替（所謂、Ｖ／Ｐ切替）が行われる。Ｖ／Ｐ切替が行われる位置をＶ／Ｐ切替位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。

尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切替が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切替の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の速度を検出するスクリュ速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。

保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。

保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融され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内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。

また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。

（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。

移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。

液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切り替えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。

モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。

液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。

一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。

尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。

（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。

制御装置７００は、型閉工程や型締工程、型開工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。また、制御装置７００は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の開始から型締工程の終了までの間に行われる。型締工程の終了は型開工程の開始と一致する。尚、成形サイクル時間の短縮のため、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。

制御装置７００は、操作装置７５０や表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。表示装置７６０は、制御装置７００による制御下で、操作装置７５０における入力操作に応じた操作画面を表示する。

操作画面は、射出成形機１０の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置７６０で表示される操作画面を見ながら、操作装置７５０を操作することにより射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）などを行う。

操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。

（エジェクタ装置の詳細）
次に図３、図４を参照して、エジェクタ装置２００の主要な構成について説明する。図３は、エジェクタ装置２００の構成の一例を示す斜視断面図である。図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ断面図であり、クロスヘッド２２２の主面上におけるエジェクタロッド２３０、ガイドバー２２５、ボールねじナット２２４の配置の一例を示す図である。

上述したように、エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２１０と、運動変換機構２２０と、エジェクタロッド２３０とを有し、可動プラテン１２０の後方に設置される。

運動変換機構２２０は、上述のとおり、エジェクタモータ２１０の回転運動をエジェクタロッド２３０の直線運動に変換する要素であり、この例では、支持体２２１と、クロスヘッド２２２と、一対のボールねじ軸２２３と、ボールねじナット２２４と、一対のガイドバー２２５とを有する。

支持体２２１は、ボールねじ軸２２３及びガイドバー２２５を介して可動プラテン１２０の後方に所定距離をとって固定される。支持体２２１は、ベアリングを介してボールねじ軸２２３の一端を回転自在に支持する。また、ボールねじ軸２２３の他端は可動プラテン１２０に支持されている。また、ガイドバー２２５は、一端が支持体２２１に固定され、他端が可動プラテン１２０に固定されている。

支持体２２１と可動プラテン１２０との間にはクロスヘッド２２２がＸ方向に移動自在に設置される。クロスヘッド２２２には、上記の一対のボールねじ軸２２３、一対のガイドバー２２５が貫通し、ガイドバー２２５に沿ってＸ方向に移動可能である。クロスヘッド２２２は、エジェクタロッド２３０の進行方向（Ｘ方向）に正対する主面２２２ａ、２２２ｂを有する板状部材である。

ボールねじナット２２４は、内周においてボールねじ軸２２３と螺合させられ、クロスヘッド２２２に固定される。ボールねじナット２２４は、径方向外側に延びるフランジ部２２４ａを有し、このフランジ部２２４ａを介してクロスヘッド２２２の主面２２２ａに固定される。すなわちフランジ部２２４ａが、ボールねじナット２２４のクロスヘッド２２２との取付け部を構成する。フランジ部２２４ａには複数のナット締結孔２２４ｂがＸ方向に貫通して設けられている。ボールねじナット２２４は、フランジ部２２４ａがクロスヘッド２２２の主面２２２ａに面接触された状態で、ナット締結孔２２４ｂを通してボルトがクロスヘッドに締結されることによってクロスヘッド２２２に固定される。なお、本実施形態では、クロスヘッド２２２の後側（Ｘ負方向側）の主面２２２ａにフランジ部２２４ａが固定される構成を例示しているが、フランジ部２２４ａがクロスヘッド２２２の前側（Ｘ正方向側）の主面２２２ｂに固定される構成でもよい。

また、クロスヘッド２２２の主面２２２ｂにはエジェクタロッド２３０の基端部も固定される。エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０の貫通孔に進退自在に配設される。したがって、ボールねじ軸２２３を回転させることによって、クロスヘッド２２２をＸ方向に進退させ、エジェクタロッド２３０を進退させることができる。

エジェクタ装置２００はエジェクタモータ２１０によって作動させられ、エジェクタモータ２１０とボールねじ軸２２３との間には、プーリやタイミングベルトを含むベルト伝動機構２２６が配設される。

したがって、エジェクタモータ２１０を駆動すると、エジェクタモータ２１０の回転がベルト伝動機構２２６を介してボールねじ軸２２３に伝達され、ボールねじ軸２２３はエジェクタモータ２１０と連動して回転する。そして、ボールねじ軸２２３及びボールねじナット２２４によって回転運動が直線運動に変換され、ボールねじナット２２４が固定されているクロスヘッド２２２と、クロスヘッド２２２に固定されているエジェクタロッド２３０とがＸ方向に進退させられる。つまり、エジェクタ装置２００は、所謂、軸回転ナット移動型の移動装置である。

図４に示すように、クロスヘッド２２２では、略矩形状の主面において、一対のボールねじ軸２２３が一方の対角線上に配置され、一対のガイドバー２２５が他方の対角線上に配置される。

さらに、クロスヘッド２２２の主面２２２ａには、エジェクタロッド２３０を固定するための複数の取付孔２２７が設けられる。複数の取付孔２２７は、クロスヘッド２２２をＸ方向に沿って貫通して設けられ、所定のパターンで配置される。例えば図４の例では５個の取付孔２２７が略十字状に配置されている。取付孔２２７の配置パターンは、可動プラテン１２０に取り付ける可動金型８２０の大きさや成形品の形状、材料などに応じて設定できる。

エジェクタロッド２３０は、例えばクロスヘッド２２２の前方の主面２２２ｂに端面を面接触させた状態で、後方の主面２２２ａ側からボルトを取付孔２２７に通して締結することによって、すなわちボルト締結によってクロスヘッド２２２に固定される（図７参照）。なお、エジェクタロッド２３０のクロスヘッド２２２への固定手法は、ナット締結（図１１参照）でもよいし、ねじ込み式（図１２参照）でもよい。

図５は、エジェクタロッド２３０の取付孔２２７とボールねじナット２２４の取付け部との干渉が生じる構成の一例を示す図である。図６は、本実施形態に係るボールねじナット２２４を図５の配置パターンのクロスヘッド２２２に取り付けた状態を示す図である。

図５に示すように、取付孔２２７の複数の配置パターンを同一のクロスヘッド２２２に設けてもよい。しかし、配置パターンが複雑化して多量の取付孔２２７を設けると、図５に示すように、取付孔２２７がボールねじナット２２４の取付け領域Ａに配置されてしまい、取付孔２２７の位置と、ボールねじナット２２４の取付け領域Ａとが干渉する場合がある。特に、例えば成形品の樹脂の影響など、エジェクタ装置２００の突き出し力が大きい力が必要なものにも対応しようとすると、成形機サイズに比べてエジェクタモータ２１０のサイズが大きくなる場合がある。このとき、ボールねじ軸２２３も太くなり、これに応じてボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａの径も大きくなるので、ボールねじナット２２４の取付け領域Ａが大きくなり、エジェクタロッド２３０の取付孔２２７の位置と干渉しやすくなる。なお、ボールねじナット２２４の取付け領域Ａは、クロスヘッド２２２にボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａが取り付けられる領域であって、取り付けられるフランジ部２２４ａの外縁の内側領域である「フランジ取付領域」とも表現できる。

ボールねじナット２２４の取付け領域Ａとエジェクタロッド２３０の取付け位置とが干渉すると、エジェクタロッド２３０を所望の位置に設置できず、使用できる金型や材料に制約を受ける場合がある。

そこで本実施形態では、ボールねじナット２２４とエジェクタロッド２３０の取付孔２２７とが干渉する位置では、図６に示すように、ボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａにエジェクタロッド２３０を取り付けるためのロッド固定用孔２２８が設けられる。具体的には、ナット締結孔２２４ｂではエジェクタロッド２３０の取付け用のボルト２２９（図７参照）の頭部が通らないので、取付孔２２７の位置では、エジェクタロッド２３０を締結するためのボルト２２９の頭部が通る程度の大きさの径に拡大されて、ロッド固定用孔２２８が形成される。なお、ロッド固定用孔２２８の大きさに応じてフランジ部２２４ａの径方向寸法を増やしてもよいし、ロッド固定用孔２２８の位置に応じてナット締結孔２２４ｂの周方向位置をずらしてもよい。

図７は、ロッド固定用孔２２８とエジェクタロッド２３０の軸心方向に沿った縦断面図である。図７に示すように、ロッド固定用孔２２８は、エジェクタロッド取付け用のボルト２２９の頭部が通過できる径で形成されている。ロッド固定用孔２２８に挿入されたボルト２２９は、フランジ部２２４ａのロッド固定用孔２２８を貫通して、クロスヘッド２２２の取付孔２２７を貫通し、反対側の主面２２２ｂに進出して、エジェクタロッド２３０に螺合する。ボルト２２９の頭部がクロスヘッド２２２の主面２２２ａと接触し、エジェクタロッド２３０の基端側の端面がクロスヘッド２２２の主面２２２ｂと接触した状態で、エジェクタロッド２３０がクロスヘッド２２２に固定される。

このように、本実施形態では、フランジ取付領域Ａにエジェクタロッド２３０が取り付けられる。より詳細には、Ｘ方向から視たときにエジェクタロッド２３０の少なくとも一部がボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａと重なる位置にロッド固定用孔２２８を設け、エジェクタロッド２３０はクロスヘッド２２２のロッド固定用孔２２８に対応する位置に取り付けられる。これにより、ボールねじナット２２４とエジェクタロッド２３０の取付け位置が干渉する場合でも、エジェクタロッド２３０をクロスヘッド２２２に固定することが可能となり、エジェクタロッド２３０の取り付け位置の制約を緩和できる。

つまり、本実施形態では、ロッド固定用孔２２８が、フランジ部２２４ａを介してエジェクタロッド２３０をクロスヘッド２２２に固定可能とする固定手段として機能する。

図８を参照して第１変形例を説明する。図８は、第１変形例に係るロッド固定用孔２２８Ａ（固定手段）とエジェクタロッド２３０の軸心方向に沿った縦断面図である。図８に示すようにロッド固定用孔２２８Ａは、エジェクタロッド２３０の締結用のボルト２２９の頭部を埋め込み可能なざぐり孔としてもよい。この構成では、ボルト２２９の頭部がボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａの底面と接触し、エジェクタロッド２３０の基端側の端面がクロスヘッド２２２の主面２２２ｂと接触し、フランジ部２２４ａを挟持した状態で、エジェクタロッド２３０がクロスヘッド２２２に固定される。これにより、単一のボルト２２９で、エジェクタロッド２３０のクロスヘッド２２２への固定と、ボールねじナット２２４のクロスヘッド２２２への固定を同時に行うことができ、ボルト数低減などの低コスト化を図れる。

図９は、第２変形例に係るボールねじナット２２４の平面図である。図９に示すように、ロッド固定用孔２２８Ｂ（固定手段）は、ボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａに、ボールねじ軸２２３まわりの周方向に沿って延在する長円形状のざぐり孔としてもよい。これにより、取付孔２２７の位置に基づきフランジ部２２４ａにロッド固定用孔を位置決めして作る必要がなくなり、ボールねじナット２２４の汎用性を向上できる。

図１０は、第３変形例に係るロッド固定用孔２２８Ｃとエジェクタロッド２３０の軸心方向に沿った縦断面図である。ロッド固定用孔２２８Ｃは、ナット締結孔２２４ｂを流用したものである。この場合、ボルト２２９Ａの頭部は孔を通過できず、従来のエジェクタロッド２３０締結用のボルト２２９ではエジェクタロッド２３０を締結できないが、例えば図１０に示すように、ボルト２２９Ａの軸をフランジ部２２４ａの厚み分だけ長くすることで、エジェクタロッド２３０をクロスヘッド２２２に固定することができる。この場合、ボルト２２９Ａの頭部がフランジ部２２４ａのＸ負方向側の表面と接触し、エジェクタロッド２３０の基端側の端面がクロスヘッド２２２の主面２２２ｂと接触した状態で、エジェクタロッド２３０がクロスヘッド２２２に固定される。

つまり、第３変形例では、ボルト２２９Ａが、フランジ部２２４ａを介してエジェクタロッド２３０をクロスヘッド２２２に固定可能とする固定手段として機能する。

図１１は、第４変形例に係るロッド固定用孔２２８Ｄ（固定手段）とエジェクタロッド２３０Ａの軸心方向に沿った縦断面図である。第４変形例では、エジェクタロッド２３０Ａは、Ｘ負方向側の端部からねじ軸２３１が突出して設けられ、クロスヘッド２２２の取付孔２２７を貫通して主面２２２ａ側に進出してナット２３２により締結することによって、すなわちナット締結によってクロスヘッド２２２に固定される。この構成では、ロッド固定用孔２２８Ｄを、エジェクタロッド２３０を締結するためのナット２３２が通過できる径で形成される。これにより、本実施形態をナット締結にも適用できる。

図１２は、第５変形例に係るロッド固定用孔２２８Ｅ（固定手段）とエジェクタロッド２３０Ａの軸心方向に沿った縦断面図である。第５変形例では、エジェクタロッド２３０Ａは、Ｘ負方向側の端部からねじ軸２３１が突出して設けられ、ボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａのロッド固定用孔２２８Ｅを通過して、クロスヘッド２２２のタップ加工された取付孔２２７Ａに螺合されることにより、すなわち、ねじこみ式の締結構造によってクロスヘッド２２２に固定される。この構成では、ボールねじナット２２４のフランジ部２２４ａは、クロスヘッド２２２の前方側の主面２２２ｂと当接して固定される。ロッド固定用孔２２８Ｅは、ねじ軸２３１が通過できる径で形成される。これにより、本実施形態をねじ込み式の締結構造にも適用できる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０ 射出成形機
１２０ 可動プラテン
２００ エジェクタ装置
２１０ エジェクタモータ
２２０ 運動変換機構
２２２ クロスヘッド
２２２ａ、２２２ｂ 主面
２２３ ボールねじ軸
２２４ ボールねじナット
２２４ａ フランジ部
２２８，２２８Ａ，２２８Ｂ，２２８Ｃ，２２８Ｄ，２２８Ｅ ロッド固定用孔（固定手段）
２２９Ａ ボルト（固定手段）
２３０ エジェクタロッド
Ａ フランジ取付領域

Claims (5)

1. エジェクタロッドと、
   前記エジェクタロッドが取り付けられるクロスヘッドと、
   前記クロスヘッドに取り付けられるボールねじナットと、
   前記ボールねじナットと螺合するボールねじ軸と、を有し、前記ボールねじナットと前記ボールねじ軸とで、前記クロスヘッドに取り付けられたエジェクタロッドを前後進させるエジェクタ装置であって、
   前記ボールねじナットは、前記クロスヘッドとの取り付け部を構成するフランジ部を有し、
   前記クロスヘッドは、前記フランジ部が取り付けられる領域であって、取り付けられる前記フランジ部の外縁の内側領域であるフランジ取付領域を有し、
   前記フランジ取付領域に、前記エジェクタロッドが取り付けられる、
   エジェクタ装置。
2. 前記フランジ部は、前記エジェクタロッドが取り付けられるロッド固定用孔を有し、
   前記エジェクタロッドは、前記クロスヘッドの前記ロッド固定用孔に対応する位置に取り付けられる、
   請求項１に記載のエジェクタ装置。
3. 前記ロッド固定用孔は、前記エジェクタロッドを締結するボルトまたはナットが通る径で形成される、
   請求項２に記載のエジェクタ装置。
4. 前記ロッド固定用孔は、前記エジェクタロッドを締結するボルトまたはナットを埋め込み可能なざぐり孔である、
   請求項２または３に記載のエジェクタ装置。
5. 前記ロッド固定用孔は、
   前記ボールねじナットの前記フランジ部に、前記ボールねじ軸まわりの周方向に沿って延在する長円形状のざぐり孔を含む、
   請求項２～４のいずれか１項に記載のエジェクタ装置。

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