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。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。
≪第1実施形態≫
(射出成形機)
図1は、第1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、第1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~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~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。
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。
≪トグル機構のクロスヘッド≫
次に、トグル機構150のクロスヘッド151を前後進させる構成について、図3および図4を用いて説明する。図3は、第1実施形態に係る射出成形機10が備えるトグル機構150におけるクロスヘッド151周りの斜視図である。図4は、第1実施形態に係る射出成形機10が備えるトグル機構150におけるクロスヘッド151周りの水平断面図である。
型締装置100は、クロスヘッド151を案内するガイドバー20を有する。そのガイド方向は、X方向である。ガイドバー20の撓みを抑制するため、ガイドバー20の軸方向両端部はトグルサポート130などに固定されてよい。
トグルサポート130は、図4に示すように、トグルサポート本体部130aと、トグルサポート本体部130aから前方に延び途中でY方向に折れ曲がる腕部130bとを有する。トグルサポート本体部130aと腕部130bとは鋳造などで一体に成形されてよい。ガイドバー20の後端部はトグルサポート本体部130aに固定され、ガイドバー20の前端部は腕部130bの先端部に固定される。
トグルサポート本体部130aは、X方向視で略矩形状に形成される板状部を有する。板状部は、運動変換機構170のねじ軸171が挿し通される貫通穴を中央部に有する。尚、トグルサポート本体部130aは、板状部の他に、板状部の外周縁部からX方向一方向(前方)に突出する筒状部をさらに有してもよい。筒状部は、X方向視で四角枠状に形成され、クロスヘッド151が移動する空間を内部に形成する。
腕部130bは、トグルサポート本体部130aにおける可動プラテン120との対向面(前面)のZ方向中央部に、Y方向に間隔をおいて一対設けられる。腕部130bは、トグルサポート本体部130aのY方向両端部に一対設けられる。一対の腕部130bは、トグルサポート本体部130aからX方向一方向(前方)に延び、途中で互いにY方向内側に折れ曲がり、先端部で一対のガイドバー20の前端部を保持する。各ガイドバー20の後端部は、トグルサポート本体部130aで保持される。各ガイドバー20は、例えば円柱状に形成され、X方向に延びる。
クロスヘッド151は、運動変換機構170が取付けられる本体部151aと、本体部151aからZ方向に延在して第3リンク154が揺動自在に結合されるリンク結合部151bと、本体部151aからY方向に延在してガイドバー20が挿通されるガイド部151cとを有する。本体部151a、リンク結合部151b、およびガイド部151cは、鋳造などで一体に成形されてよい。
本体部151aは、運動変換機構170が取付けられるものである。例えば本体部151aには、ねじ軸171が固定される。本体部151aは、例えば、X方向に対し垂直な板状に形成され、X方向視で矩形状に形成される。X方向視で、本体部151aの中心部に、運動変換機構170が取付けられる。
リンク結合部151bは、図3に示すように、本体部151aからZ方向に突出する。リンク結合部151bの先端部には第3リンク154がピンなどで揺動自在に取付けられる。リンク結合部151bは、本体部151aを挟みZ方向両側に設けられてよい。
リンク結合部151bは、Y方向に対し垂直なリンク取付板を、Y方向に間隔をおいて複数有する。各リンク取付板は、本体部151aのZ方向両端面からZ方向に延びる。各リンク取付板の先端部には、リンク取付板をY方向に貫通する貫通穴が形成される。その貫通穴にピンが挿通されることで、ピンを介して第3リンク154がリンク結合部151bに揺動自在に結合される。
ガイド部151cは、X方向に延びる筒状に形成され、図4に示すようにガイドバー20が挿通されるガイド穴151dを有し、ガイドバー20に沿って摺動する。ガイド部151cは、本体部151aを挟みY方向両側に設けられてよい。ガイド部151cは、本体部151aのY方向両端面のZ方向中央部に設けられる。
≪クロスヘッドにおける潤滑構造≫
前述のように、クロスヘッド151は、ガイドバー20に案内されて、運動変換機構170により前後進することができるように構成されている。次に、クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造について、図5および図6を用いて説明する。図5(a)は、第1実施形態に係る射出成形機10におけるクロスヘッド151およびガイドバー20周りの垂直断面図である。図5(b)は、シールブロック40の断面図である。図6は、クロスヘッド151のブッシュ30とガイドバー20との潤滑構造における潤滑剤の流れを説明する斜視断面図である。
図5(a)に示すように、クロスヘッド151のガイド部151cには、ガイド穴151dが形成されている。ガイド穴151dには、ブッシュ30が圧入されている。ブッシュ30の軸受穴にガイドバー20が挿通され、ブッシュ30の内周面とガイドバー20の外周面とが摺動面となる。ブッシュ30の内周面とガイドバー20の外周面との間には、潤滑剤が供給される軸受隙間54が形成される。
クロスヘッド151のガイド部151cには、ガイド部151cの上側外周面に設けられた供給接続口50からガイド穴151dの内周面と連通する第1供給路51が設けられている。また、ブッシュ30には、外周面から内周面へと連通する第2供給路52が設けられている。ブッシュ30は、第1供給路51と第2供給路52とが連通するように配置される。第2供給路52は、ブッシュ30の内周面に設けられた供給路開口部53で開口している。なお、ブッシュ30の外周面側にはリング状の凹溝52aが形成されている。また、ブッシュ30の内周面側にはリング状の凹溝52bが形成されており、供給路開口部53から供給された潤滑剤が凹溝52bでガイドバー20の周方向に回り込みやすくなっている。
なお、図5(a)では、1つのガイド穴151dに対して1つのブッシュ30が配置される構成としているが、これに限られるものではない。1つのガイド穴151dに対して2つのブッシュがガイド穴151dの両側からそれぞれ圧入する構成としてもよい。この構成の場合、2つのブッシュの間に形成される隙間を第2供給路52とすることができる。
クロスヘッド151のガイド部151cの両端面には、シールリング45を有するシールブロック40が配置される。
ここで、図5(b)に示すように、シールブロック40は、ガイドバー20が挿通される挿通穴41と、挿入部42と、フランジ部43と、シール溝44と、回収路57と、回収接続口58と、を備えている。
挿通穴41には、ガイドバー20が挿通される。これにより、シールブロック40の挿通穴41の内周面とガイドバー20の外周面との間には、潤滑剤が供給される軸受隙間55が形成される。なお、シールブロック40の挿通穴41の内径はブッシュ30の軸受穴の内径よりも大きくしていてもよい。挿入部42は、クロスヘッド151のガイド穴151dに挿入される。フランジ部43は、取付穴43a(図6参照)が設けられており、ボルト等によりシールブロック40をクロスヘッド151のガイド部151cに固定する。
また、挿通穴41の内周面には、シールリング45を配置するためのリング状の凹溝であるシール溝44が形成されている。図5(a)に示すように、シールリング45は、シール面でガイドバー20の外周面と接してシールすることにより、シールブロック40-ガイドバー20間の隙間から潤滑剤が漏れることを防止する。
ここで、シール溝44にシールリング45を配置した際、シール溝44の側面とシールリング45の側面との間には隙間を有している。即ち、シール溝44にシールリング45を配置した状態において、シール溝44のガイド部151cの側の側面と、シール溝44の円周底面と、シールリング45のガイド部151cの側の側面と、からなる凹溝が形成され、これを回収溝56と称するものとする。換言すれば、回収溝56は、シールリング45よりもガイド部151cの側に形成されているリング状の凹溝である。これにより、ガイドバー20の軸方向にみて、シールリング45、回収溝56、軸受隙間54、供給路開口部53、軸受隙間54、回収溝56、シールリング45の順に配置されている。
また、下方向に延びる回収路57は、上側で回収溝56と連通する、換言すれば、シール溝44のうちガイド部151cの側で連通する。下側はフランジ部43の下側外周面に設けられた回収接続口58と連通する。
なお、シールブロック40の外周側とクロスヘッド151の内周側との間には、シール部材46が配置されており、クロスヘッド151の端面とシールブロック40との間の隙間から潤滑剤が漏れることを防止する。
<潤滑剤の動作>
次に、潤滑剤の流れについて説明する。供給接続口50から供給された潤滑剤は、矢印A1に示すように、第1供給路51、第2供給路52を流れ、ブッシュ30の内周面に形成された供給路開口部53へと供給される。そして、供給路開口部53から流出した潤滑剤は、供給路開口部53から軸受隙間54へと供給されることで摺動面を潤滑する。そして、摺動面を潤滑した潤滑剤は、クロスヘッド151が前後進することにより、ガイドバー20の軸方向の両外側へと流れ、軸受隙間55に流入する。また、供給接続口50から潤滑剤が順次供給されることにより押し出されて、ガイドバー20の軸方向の両外側へと流れ、軸受隙間55に流入する。
図6は、第1実施形態に係る射出成形機10におけるクロスヘッド151のブッシュ30とガイドバー20との潤滑構造における潤滑剤の流れを説明する斜視断面図である。ここで、図6に示すように、クロスヘッド151が矢印Bの方向に移動する場合、軸受隙間54,55の潤滑剤は矢印Bとは逆向きの矢印A2に示す向きに流れる。矢印A2の向きに流れた潤滑剤は、シールリング45で隙間がシールされていることにより、シールリング45の手前側に形成された回収溝56に流入する。
回収溝56に流入した潤滑剤は、矢印A3に示すように下方へと流れ、矢印A4に示すようにリング状の回収溝56の下端部に形成された回収路57へと流入する。そして、回収接続口58に接続された配管を通り、外部の潤滑剤タンク(図示せず)等で回収される。なお、回収溝56に流入した潤滑剤を回収する方法は、潤滑剤が自重で落ちることにより回収するようにしてもよく、吸引機構を備えて潤滑剤を吸引するようにしてもよい。
以上、第1実施形態に係る射出成形機10によれば、クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造において、クロスヘッド151のガイド部151cの両端面にシールリング45を有するシールブロック40を配置することにより、軸受隙間内の潤滑剤が外空間に流出することを抑制できる。これにより、クロスヘッド151が前後進する際の潤滑剤の飛散や垂れを防止することができ、射出成形機10の清掃性・メンテナンス性が向上する。また、成形品に潤滑剤が付着することを防止できる。
また、クロスヘッド151が前後進することにより、シールリング45でシールされた軸方向の両端付近に使用済みの潤滑剤が溜まることとなる。これに対し、第1実施形態に係る射出成形機10の潤滑構造では、回収溝56を両端に設けることで効率的に使用済みの潤滑剤を回収することができる。
ところで、シールリング45を交換するためには、トグルサポート130からガイドバー20を取り外す必要があり、そのためにはトグルサポート130を型締装置100から取り外す必要があるため、シールリング45の交換頻度は少ない方が好ましい。ここで、ブッシュ30の摩耗により金属粉などの異物が発生し、軸受隙間内の潤滑剤に含まれる異物の量が増加するほど、ガイドバー20とシールリング45のシール面45aとの間を通る異物も多くなり、シールリング45のシール面45aの摩耗が促進され、シールリング45の寿命が低下するおそれがある。
これに対し、第1実施形態に係る射出成形機10の潤滑構造では、潤滑剤を供給路開口部53から軸受隙間54,55に供給し、回収溝56を介して回収する構成となっているので、ブッシュ30の摩耗により金属粉などの異物が発生しても、異物を潤滑剤とともに回収溝56から回収路57へ流すことができるので、軸受隙間54,55内の潤滑剤に含まれる異物の量を低減することができる。これにより、シールリング45のシール面45aの摩耗を抑制し、シールリング45の交換頻度を少なくすることができる。
なお、第1実施形態に係る射出成形機10の潤滑構造では、潤滑剤が回収溝56を流れる際、シールリング45の側面45bに異物を含んだ潤滑剤が流れることとなるが、この面は回収溝56を形成する面であり、他の面と摺動する面ではない。このため、シールリング45の側面45bに異物を含んだ潤滑剤が流れても、シールリング45のシール性の劣化に与える影響は小さい。
また、第1実施形態に係る射出成形機10の潤滑構造では、潤滑剤を回収接続口58に接続された配管を通り、外部の潤滑剤タンク(図示せず)等で回収することができるので、回収した潤滑剤を再利用するようにしてもよい。これにより、高価な潤滑剤を使用してもランニングコストを抑えることができる。
≪第2実施形態≫
次に、第2実施形態に係る射出成形機について説明する。なお、第2実施形態に係る射出成形機は、第1実施形態に係る射出成形機と比較して、クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造が異なっている。その他の構成は同様であり重複する説明を省略する。
クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造について、図7を用いて説明する。図7(a)は、第2実施形態に係る射出成形機10におけるクロスヘッド151およびガイドバー20周りの垂直断面図である。図7(b)は、シールブロック40Aの断面図である。
図7に示す第2実施形態の潤滑構造は、図5に示す第1実施形態の潤滑構造と比較して、シールブロック40Aの構成が異なっている。即ち、第1実施形態のシールブロック40では、シール溝44の内部の一部(残部は、シールリング45が配置される。)を回収溝56としていたのに対し、第2実施形態のシールブロック40Aでは、シール溝44Aとは別に回収溝56Aを設けている。
図7(b)に示すように、シールブロック40Aは、ガイドバー20が挿通される挿通穴41Aと、挿入部42Aと、フランジ部43Aと、シール溝44Aと、回収溝56Aと、回収路57Aと、回収接続口58Aと、を備えている。
回収溝56Aは、挿通穴41Aの内周面に設けられたリング状の凹溝であり、シール溝44Aよりも挿入部42Aの側、即ち、供給路開口部53に近い側に設けられている。これにより、ガイドバー20の軸方向にみて、シールリング45、回収溝56A、軸受隙間54、供給路開口部53、軸受隙間54、回収溝56A、シールリング45の順に配置されている。回収路57Aは、一端が回収溝56Aと連通し、他端が回収接続口58と連通する。
以上、第2実施形態に係る射出成形機10によれば、クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造において、シールブロック40Aを配置することにより、第1実施形態の潤滑構造と同様に、軸受隙間内の潤滑剤が外空間に流出することを抑制できる。これにより、クロスヘッド151が前後進する際の潤滑剤の飛散や垂れを防止することができ、射出成形機10の清掃性・メンテナンス性が向上する。また、成形品に潤滑剤が付着することを防止できる。また、回収溝56Aをシールリング45に近い両端側に設けることで、クロスヘッド151が前後進する際に、効率的に使用済みの潤滑剤を回収することができる。また、潤滑剤を供給路開口部53から軸受隙間54,55に供給し、回収溝56Aを介して回収する構成となっているので、ブッシュ30の摩耗により発生した金属粉等の異物を潤滑剤とともに回収溝56Aから回収路57Aへ流すことができ、シールリング45のシール面45aの摩耗を抑制し、シールリング45の交換頻度を少なくすることができる。また、回収した潤滑剤を再利用することでランニングコストを抑えることができる。
以下、第1実施形態の潤滑構造と第2実施形態の潤滑構造を比較する。
第2実施形態の潤滑構造と比較して第1実施形態の潤滑構造の方がシールリング45により近い位置に回収溝56を形成することができるので、使用済みの潤滑剤を効率的に回収する点では、第1実施形態の潤滑構造の方がより好ましい。また、第2実施形態の潤滑構造では、シール溝44Aと回収溝56Aを分けて設けるため、フランジ部43Aが厚くなる。このため、第1実施形態の潤滑構造を有する射出成形機の方が、第2実施形態の潤滑構造を有する射出成形機と比較して、装置を小型化することができる点で好ましい。
一方、第1実施形態の潤滑構造ではシールリング45の側面に潤滑剤が流れる回収溝56が形成されるのに対し、第2実施形態の潤滑構造ではシールリング45の側面において潤滑剤の流れは形成されない。このため、シールリング45の側面の摩耗に関しては、第2実施形態の潤滑構造の方が第1実施形態の潤滑構造よりも好ましい。また、第1実施形態のシールブロック40よりも第2実施形態のシールブロック40Aの方が、加工の点では、第2実施形態の潤滑構造の方が第1実施形態の潤滑構造よりも好ましい。
≪第3実施形態≫
次に、第3実施形態に係る射出成形機について説明する。なお、第3実施形態に係る射出成形機は、第1,2実施形態に係る射出成形機と比較して、クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造が異なっている。その他の構成は同様であり重複する説明を省略する。
クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造について、図8を用いて説明する。図8(a)は、第3実施形態に係る射出成形機10におけるクロスヘッド151およびガイドバー20周りの垂直断面図である。図8(b)は、シールブロック40Bの断面図である。
図5に示す第1実施形態の潤滑構造および図7に示す第2実施形態の潤滑構造では、回収溝56,56Aをシールブロック40,40Aに設けたのに対し、図8に示す第3実施形態の潤滑構造は、ブッシュ30Bの側に設けた点で異なっている。
図8(a)に示すように、ブッシュ30Bの軸受穴の開口端部においてリング状に切欠きが形成されており、シールブロック40Bの挿入部42Bの端面とで、リング状の凹溝である回収溝56Bを形成する。これにより、ガイドバー20の軸方向にみて、シールリング45、回収溝56B、軸受隙間54、供給路開口部53、軸受隙間54、回収溝56B、シールリング45の順に配置されている。また、ブッシュ30Bには、回収溝56Bと連通する第1回収路57Bが形成されている。また、ガイド部151cにも第2回収路58Bが設けられ、ガイド部151cの下側外周面に設けられた回収接続口59Bと連通する。
また、図8(b)に示すように、シールブロック40Bは、ガイドバー20が挿通される挿通穴41Bと、挿入部42Bと、フランジ部43Bと、シール溝44Bと、を備えている。
以上、第3実施形態に係る射出成形機10によれば、クロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造において、シールブロック40Bを配置することにより、第1,2実施形態の潤滑構造と同様に、軸受隙間内の潤滑剤が外空間に流出することを抑制できる。これにより、クロスヘッド151が前後進する際の潤滑剤の飛散や垂れを防止することができ、射出成形機10の清掃性・メンテナンス性が向上する。また、成形品に潤滑剤が付着することを防止できる。また、回収溝56Bをシールリング45に近い両端側に設けることで、クロスヘッド151が前後進する際に、効率的に使用済みの潤滑剤を回収することができる。また、潤滑剤を供給路開口部53から軸受隙間54,55に供給し、回収溝56Bを介して回収する構成となっているので、ブッシュ30の摩耗により発生した金属粉等の異物を潤滑剤とともに回収溝56Bから回収路57B,58Bへ流すことができ、シールリング45のシール面45aの摩耗を抑制し、シールリング45の交換頻度を少なくすることができる。また、回収した潤滑剤を再利用することでランニングコストを抑えることができる。
以下、第1,2実施形態の潤滑構造と第3実施形態の潤滑構造を比較する。
第3実施形態の潤滑構造と比較して第1,2実施形態の潤滑構造の方がシールリング45により近い位置に回収溝56を形成することができるので、使用済みの潤滑剤を効率的に回収する点では、第1,2実施形態の潤滑構造の方がより好ましい。
一方、第3実施形態の潤滑構造では、回収溝56Bをブッシュ30Bの側に設けるので、フランジ部43Bを薄くすることができる。このため、第3実施形態の潤滑構造を有する射出成形機の方が、第1,2実施形態の潤滑構造を有する射出成形機と比較して、装置を小型化することができる点で好ましい。
≪第4実施形態≫
次に、第4実施形態に係る射出成形機について説明する。ここで、第1~3実施形態に係る射出成形機10では、型締装置100が備えるクロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造について説明したが、第4実施形態に係る射出成形機10では、エジェクタ装置200が備えるクロスヘッド240とガイドバー20Cの摺動面における潤滑構造に、前述の潤滑構造を適用する。
エジェクタ装置200が備えるクロスヘッド240の動作について、図9および図10を用いて説明する。図9は、エジェクタ装置200の待機時の状態を示す図である。図10は、エジェクタ装置200の成形品突き出し時の状態を示す図である。
エジェクタ装置200は、可動プラテン120に取付けられる。可動プラテン120は、可動金型820が取り付けられる可動プラテン本体部121と、第1リンク152の揺動軸が取付けられる可動プラテンリンク取付部125とを有する。可動プラテン本体部121と可動プラテンリンク取付部125とは、鋳造などで一体に形成されてよい。
可動プラテン本体部121は、型開閉方向視で略矩形状に形成される板状部を有する。板状部の4つの隅部には、タイバー140に沿って切欠きが形成されてよい。切欠きの代わりに、タイバー140が挿し通される貫通穴が形成されてもよい。板状部は、エジェクタロッド230が挿し通される貫通穴122を中央部に有する。
尚、可動プラテン本体部121は、板状部の他に、板状部の外周縁部から後方に突出する筒状部をさらに有してもよい。筒状部は、型開閉方向視で四角枠状に形成され、エジェクタ装置200の少なくとも一部を収容する空間を内部に形成する。
可動プラテンリンク取付部125は、可動プラテン本体部121におけるトグルサポート130との対向面(後面)に、例えば上下一対設けられる。各可動プラテンリンク取付部125の先端部には貫通穴が形成され、その貫通穴に揺動軸が挿通されることで、揺動軸を介して第1リンク152が可動プラテンリンク取付部125に揺動自在に取付けられる。
エジェクタ装置200は、図9および図10に示すように、例えばエジェクタモータ210、運動変換機構220、エジェクタロッド230、クロスヘッド240、および継手260などを有する。
エジェクタモータ210は、可動プラテン120に対し固定される。エジェクタモータ210の回転運動は、ベルトやプーリを介して運動変換機構220に伝達されるが、直接に運動変換機構220に伝達されてもよい。
運動変換機構220は、エジェクタモータ210の回転運動をクロスヘッド240の直線運動に変換する。クロスヘッド240の直線運動は、継手260を介して、エジェクタロッド230に伝達される。
運動変換機構220は、ねじ軸221と、ねじ軸221に螺合されるねじナット222とを有する。ねじ軸221とねじナット222の間には、ボールまたはローラが介在してよい。取付板223は、可動プラテン本体部121の後方に可動プラテン本体部121と所定の間隔をおいて設けられる。ねじ軸221は、取付板223を貫通し、取付板223および可動プラテン120により回転自在且つ進退不能に保持されている。ねじナット222は、クロスヘッド240に固定されている。
エジェクタモータ210を駆動して、ねじ軸221を回転させると、ねじナット222およびクロスヘッド240が進退する。尚、ねじ軸221やねじナット222の配置は特に限定されない。例えば、ねじナット222が取付板223に回転自在に且つ進退不能に保持され、ねじナット222がクロスヘッド240に固定されてもよい。この場合、エジェクタモータ210を駆動してねじナット222を回転させると、ねじ軸221やクロスヘッド240が進退する。
クロスヘッド240は、取付板223と可動プラテン本体部121との間に架け渡されるガイドバー20Cに沿って進退自在とされる。ガイドバー20Cは、クロスヘッド240の回転防止のため、複数本設けられてよい。尚、ガイドバー20Cは、取付板223と可動プラテン本体部121のいずれか一方に片持ち支持されてもよい。
また、ガイドバー20Cが貫通するクロスヘッド240の両端面には、シールブロック40Cが配置される。また、ガイドバー20Cの後方側には、ストッパ250が設けられている。
エジェクタロッド230は、可動プラテン120(より詳細には可動プラテン本体部121)を前後方向に貫通する貫通穴122において進退自在とされ、クロスヘッド240の進退に伴い進退させられる。エジェクタロッド230の本数は、図9および図10では1本であるが、複数本でもよい。
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と連結されていないが、可動部材830と連結されていてもよい。尚、エジェクタロッド230の前端部が可動部材830と連結されている場合、ばね835は無くてもよい。
エジェクタモータ210を駆動してエジェクタロッド230を前進させると、可動部材830が前進して、成形品が可動金型820から突き出される。その後、エジェクタロッド230を駆動してエジェクタロッド230を後退させると、ばね835の弾性復元力によって可動部材830がエジェクタロッド230に押し当てられながら元の状態まで後退する。
金型装置800は、固定プラテン110に取付けられる固定金型810と、可動プラテン120に取付けられる可動金型820とを含む。図9に示すように型締時に固定金型810と可動金型820との間にキャビティ空間841が形成される。成形材料850は、固定金型810に形成されるスプルー842、スプルー842の終端部で分岐するランナー843、およびランナー843の終端部に設けられるゲート844を経て、キャビティ空間841に至る。
金型装置800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を有する。可動部材830は、前後方向に対し垂直な板状のエジェクタプレート831と、エジェクタプレート831から前方に延びる棒状のエジェクタピン832とを有する。
エジェクタプレート831は、エジェクタプレート831よりも後方に配置されるエジェクタロッド230によって前方に押される。また、エジェクタプレート831は、エジェクタプレート831よりも前方に配置されるばね835によって後方に押される。
エジェクタピン832は、エジェクタプレート831から前方に延びて、可動金型820を貫通する。エジェクタピン832の前端部には、図9に示すようにランナー843を流れる成形材料850が抱き付いて固化する。エジェクタピン832は、ランナー843で固化した成形材料850の突き出しに用いられる。
図11は、第4実施形態に係る射出成形機10が備えるエジェクタ装置200におけるクロスヘッド240周りの断面図である。
エジェクタ装置200のクロスヘッド240は、エジェクタモータ210および運動変換機構220により前後進する。クロスヘッド240は、ガイド穴240dが形成されている。ガイド穴240dには、ブッシュ30Cが圧入されている。ブッシュ30Cの軸受穴にガイドバー20Cが挿通され、ブッシュ30Cの内周面とガイドバー20Cの円周面とが摺動面となる。クロスヘッド240のガイド部の両端面には、シールリングを有するシールブロック40Cが配置される。
クロスヘッド240とガイドバー20Cの摺動面における潤滑構造は、図5に示した第1実施形態のクロスヘッド151とガイドバー20の摺動面における潤滑構造を適用することができる。また、図7に示した第2実施形態の潤滑構造を適用してもよく、図8に示した第3実施形態の潤滑構造を適用してもよい。
以上、第4実施形態に係る射出成形機10によれば、エジェクタ装置200におけるクロスヘッド240とガイドバー20Cの摺動面における潤滑構造において、シールブロック40Cを配置することにより、軸受隙間内の潤滑剤が外空間に流出することを抑制できる。これにより、クロスヘッド240が前後進する際の潤滑剤の飛散や垂れを防止することができ、射出成形機10の清掃性・メンテナンス性が向上する。また、成形品に潤滑剤が付着することを防止できる。また、クロスヘッド240が前後進する際に、効率的に使用済みの潤滑剤を回収することができる。また、潤滑剤を供給路から軸受隙間に供給し、回収溝を介して回収する構成となっているので、ブッシュ30Cの摩耗により発生した金属粉等の異物を潤滑剤とともに回収溝から回収路へ流すことができ、シールリングのシール面の摩耗を抑制し、シールリングの交換頻度を少なくすることができる。また、回収した潤滑剤を再利用することでランニングコストを抑えることができる。
なお、エジェクタ装置200は、クロスヘッド240の移動を規制するストッパ250を備えているが、シールブロック40Cの厚みにより減った可動領域をストッパ250の長さを短くすることで調整することができる。
≪変形例≫
以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等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。
第1~3実施形態の潤滑構造では、ブッシュ30の軸方向にみて中心付近から潤滑剤を供給し、両外側のシールリング45の手前に形成された回収溝56で回収する構成としているが、これに限られるものではなく、両外側から潤滑剤を供給して、凹溝52bを回収溝として、内側から回収するようにしてもよい。なお、供給路はガイドバー20よりも上側に、回収路はガイドバー20よりも下側に設けるのが好ましい。
また、第3実施形態の潤滑構造では、ブッシュ30Bの開口端部とシールブロック40Bの挿入部42Bの端面とで回収溝56Bを形成するものとしているが、これに限られるものではない。例えば、ブッシュ30Bの内周面にリング状の凹溝を形成する構成としてもよい。ただし、第3実施形態の潤滑構造のほうが、より両外側に、換言すればシールリング45に近い位置に回収溝56Bを形成することができるので、第3実施形態の潤滑構造のように、ブッシュ30Bの開口端部に回収溝56Bを形成するのが好ましい。
また、第1~3実施形態の潤滑構造では、潤滑剤の供給と回収を行うものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、軸受隙間に潤滑剤を初期封入して、シールブロック40で端面を閉塞するようにしてもよい。このような構成でも、軸受隙間に供給されている潤滑剤の外空間への流出を防止できるので、射出成形機10の清掃性・メンテナンス性が向上する。また、成形品に潤滑剤が付着することを防止できる。
また、シールリング45はシールブロック40のシール溝44に配置されるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、ブッシュ30の軸受穴にガイドバー20が挿通され、ブッシュ30の軸受穴の内周面にシール溝を設け、このシール溝にシールリングを配置する構成としてもよい。本構成によれば、シールブロックを要しなくても、ブッシュ30の軸受穴の内周面とガイドバー20の外周面との隙間をシールすることができ、潤滑剤の漏れを防止することができる。なお、シールリングにより軸方向両側が閉塞されたガイドバー20とブッシュ30との軸受隙間に潤滑剤を供給する供給路を設けてもよい。さらに、ブッシュ30の軸受穴の内周面において、シール溝よりも軸方向内側にリング状の凹溝である回収溝を設け、さらに回収溝と連通する回収路を設けてもよい。本構成によれば、使用済みの潤滑剤を回収溝で回収して、回収路から排出することができ、潤滑剤の漏れを防止することができる。