JPWO2018159722A1 - 射出成形機 - Google Patents

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Abstract

固定子、前記固定子に対し回転させられる回転子、および前記回転子の回転を検出するエンコーダを含むモータと、前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向に前記モータから間隔をおいて、前記モータの回転軸に平行に配置される回転部材と、前記モータの前記回転軸の回転駆動力を前記回転部材に伝達するベルトと、前記モータが取付けられる取付ベースと、前記取付ベースに対して前記モータを支持するモータ支持具とを有し、前記モータ支持具は、前記モータを前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向両側から挟持する一対の挟持部を有する、射出成形機。

Description

本発明は、射出成形機に関する。
特許文献1に記載の射出成形機の射出装置は、タイミングプーリおよびタイミングベルトからなる動力伝達装置によって、計量用モータの回転をスクリュに伝達する。スクリュは、計量用モータを取付けた取付部材に回転自在に支承される。計量工程において、計量用モータに通電すると動力伝達装置を介して回転軸が回転し、これに一体的に連結しているスクリュが回転させられ、スクリュの前方に材料樹脂が蓄積計量される。
日本国特開平11−138598号公報
特許文献1の計量モータは取付部材に固定されており、タイミングベルトのテンション調整が困難である。
ベルトのテンションの調整可能とするためには、モータ周辺に、モータの回転軸方向に直交する軸直角方向にモータを移動させる空間を設ける必要がある。モータ周辺の空間は、メンテナンス作業の空間として用いられることもある。その空間のために、モータの振動が生じやすくなる。
モータの振動は、モータのエンコーダの破損の原因になりうる。モータの振動は、特に高トルクのかかる成形やハイサイクル成形において顕著である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ベルトのテンションを調整可能で、ベルトを駆動するモータの振動を低減可能な、射出成形機の提供を主な目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
固定子、前記固定子に対し回転させられる回転子、および前記回転子の回転を検出するエンコーダを含むモータと、
前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向に前記モータから間隔をおいて、前記モータの回転軸に平行に配置される回転部材と、
前記モータの前記回転軸の回転駆動力を前記回転部材に伝達するベルトと、
前記モータが取付けられる取付ベースと、
前記取付ベースに対して前記モータを支持するモータ支持具とを有し、
前記モータ支持具は、前記モータを前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向両側から挟持する一対の挟持部を有する、射出成形機が提供される。
本発明の一態様によれば、ベルトのテンションを調整可能で、ベルトを駆動するモータの振動を低減可能な、射出成形機が提供される。
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。 一実施形態による射出装置の構造を示す上面図である。 図3のIV−IV線に沿った射出装置の断面図である。 図3のV−V線に沿った射出装置の断面図である。 図3のVI−VI線に沿った射出装置の断面図である。 一実施形態による可動プレートに対して計量モータを支持する計量モータ支持具を示す斜視図である。 図7Aに示す計量モータ支持具によって計量モータを支持した状態を示す斜視図である。 図7Aに示す計量モータ支持具によって計量モータを支持した状態を示す背面図である。 別の一実施形態による可動プラテンに対するエジェクタモータの取付構造を示す断面図である。
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。
(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〜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方向は射出成形機の幅方向である。図1〜図2に示すように、射出成形機は、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Frとを有する。以下、射出成形機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10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Fr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11が取付けられる。
可動プラテン120は、フレームFrに対し型開閉方向に移動自在とされる。フレームFr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12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11と可動金型12とで金型装置10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Fr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Fr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Frに対し固定され、トグルサポート130がフレームFr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Frに対し固定され、固定プラテン110がフレームFr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12を固定金型11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12と固定金型11との間にキャビティ空間14(図2参照)が形成され、射出装置300がキャビティ空間14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14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12を固定金型11から離間させる。その後、エジェクタ装置200が可動金型12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10の交換や金型装置10の温度変化などにより金型装置10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12が固定金型11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。
尚、本実施形態では、ねじナット182がトグルサポート130に対し回転自在に保持され、ねじ軸181が形成されるタイバー140が固定プラテン110に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ねじナット182が固定プラテン110に対し回転自在に保持され、タイバー140がトグルサポート130に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット182を回転させることで、間隔Lを調整できる。
また、ねじナット182がトグルサポート130に対し固定され、タイバー140が固定プラテン110に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー140を回転させることで、間隔Lを調整できる。
さらにまた、ねじナット182が固定プラテン110に対し固定され、タイバー140がトグルサポート130に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー140を回転させることで間隔Lを調整できる。
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、本実施形態の型厚調整機構180は、間隔Lを調整するため、タイバー140に形成されるねじ軸181とねじ軸181に螺合されるねじナット182とを有するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、型厚調整機構180は、タイバー140の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー140に取付けられ、複数本のタイバー140の温度を連携して調整する。タイバー140の温度が高いほど、タイバー140は熱膨張によって長くなり、間隔Lが大きくなる。複数本のタイバー140の温度は独立に調整することも可能である。
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー140の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー140の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
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。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常3本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
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10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12の内部に進退自在に配設される可動部材15と接触する。エジェクタロッド230の前端部は、可動部材15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15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15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Fr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10に対し進退自在とされる。射出装置300は、金型装置10にタッチし、金型装置10内のキャビティ空間14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10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10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10内のキャビティ空間14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10に向けて押す。金型装置10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10内のキャビティ空間14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14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14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14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。
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10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10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11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11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。
(射出装置の構造)
図3は、一実施形態による射出装置の構造を示す上面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿った射出装置の断面図である。図5は、図3のV−V線に沿った射出装置の断面図である。図5では、説明の都合上、図6に示すテンション調整ボルト396の図示を省略する。図6は、図3のVI−VI線に沿った射出装置の断面図である。以下の各図面において、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方向は計量モータ340の回転軸方向である。射出装置300が横型である場合、X方向およびY方向が水平方向、Z方向が上下方向である。
射出装置300は、シリンダ310の後端部を保持する前方サポート302と、前方サポート302の後方に設けられる後方サポート303とを有する。前方サポート302および後方サポート303は、スライドベース301上に固定される。
前方サポート302と後方サポート303との間には、可動プレート304が進退自在に設けられる。可動プレート304のガイド305は、前方サポート302と後方サポート303との間に架け渡される。尚、ガイド305は、スライドベース301上に敷設されてもよい。
可動プレート304は、スクリュ330を回転自在に保持するものである。前方サポート302に対し可動プレート304を進退させることで、シリンダ310の内部においてスクリュ330を進退させることができる。スクリュ330の進退には、例えば射出モータ350が用いられる。
射出モータ350は、後方サポート303に取付けられてよい。射出モータ350の回転運動は、運動変換機構370によって可動プレート304の直線運動に変換されたうえで、スクリュ330に伝達される。
運動変換機構370は、射出モータ350によって回転させられる回転伝達軸371と、回転伝達軸371の回転によって回転させられるねじ軸372と、ねじ軸372に螺合され、ねじ軸372の回転によって進退させられるねじナット373とを有する。
回転伝達軸371は、例えば、射出モータ350の回転子の内部において回転子とスプライン結合される。回転伝達軸371は、外周部に、周方向に間隔をおいて複数のキーを有する。一方、射出モータ350の回転子は、内周部に、複数のキーが摺動自在に挿入される複数のキー溝を有する。キーの数やキー溝の数は1つでもよい。
尚、本実施形態の回転伝達軸371は、射出モータ350の回転子の内部において回転子とスプライン結合されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転伝達軸371は、射出モータ350の回転子と摩擦力で結合されてもよい。この場合、回転伝達軸371と回転子との間に、くさびなどが打ち込まれてもよい。
回転伝達軸371は、ねじ軸372と一体に形成されてもよいし、ねじ軸372と別に形成され、ねじ軸372と連結されてもよい。
回転伝達軸371やねじ軸372は、図6に示すように軸受374、軸受374の外輪を保持する軸受ホルダ375を介して、後方サポート303に対し進退不能に且つ回転自在に取付けられる。一方、ねじナット373は、可動プレート304に対し固定される。
運動変換機構370、軸受374、軸受ホルダ375などで運動変換機構アセンブリが構成される。運動変換機構アセンブリは、予め組立てられたうえで、射出モータ350を介して後方サポート303に取付けられる。
射出モータ350を駆動して回転伝達軸371を回転させると、ねじ軸372が回転させられ、ねじナット373が進退させられる。これにより、可動プレート304が進退して、シリンダ310の内部においてスクリュ330が進退させられる。
尚、ねじ軸372を回転させる射出モータ350と、ねじナット373の配置は逆でもよい。つまり、射出モータ350が前方サポート302に取付けられ、ねじナット373が可動プレート304に対し固定されてもよい。この場合、射出モータ350を駆動してねじ軸372を回転させると、ねじナット373が進退して可動プレート304が進退する。
射出モータ350および運動変換機構370は、図3に示すように、スクリュ330の中心線を中心に対称に配されてよい。尚、射出モータ350および運動変換機構370の数は1つでもよく、射出モータ350および運動変換機構370はスクリュ330の中心線上に配されてもよい。
計量モータ340は、可動プレート304に取付けられる。計量モータ340の回転運動は、駆動プーリ377やベルト378、受動プーリ379などによってスクリュ330に伝達される。駆動プーリ377は計量モータ340の回転軸348に固定され、受動プーリ379はスクリュ330の後端部に固定され、ベルト378は駆動プーリ377と受動プーリ379とに架け渡される。
スクリュ330は、例えば受動プーリ379や圧力検出器360を介して可動プレート304に取付けられる。尚、圧力検出器360の設置場所は別の場所でもよく、スクリュ330は、受動プーリ379を介して可動プレート304に取付けられてもよい。可動プレート304には、スクリュ330を回転させる計量モータ340が取付けられる。圧力検出器360は、ねじナット373と可動プレート304との間に設けられてもよい。
(可動プレートに対する計量モータの取付構造)
図3〜図6に加えて図7A、図7Bおよび図7Cを参照して、可動プレート304に対する計量モータ340の取付構造について説明する。図7Aは、一実施形態による可動プレートに対して計量モータを支持する計量モータ支持具を示す斜視図である。図7Bは、図7Aに示す計量モータ支持具によって計量モータを支持した状態を示す斜視図である。図7Cは、図7Aに示す計量モータ支持具によって計量モータを支持した状態を示す背面図である。
計量モータ340は、図4に示すように、固定子342と、固定子342に対し回転させられる回転子343と、回転子343の回転を検出する計量モータエンコーダ341とを有する。また、計量モータ340は、固定子342に対し回転子343を回転自在に支持するモータ軸受344と、前側のモータ軸受344を保持する前フランジ345と、後側のモータ軸受344を保持する後フランジ346とを有する。また、計量モータ340は、前フランジ345と後フランジ346とを前後方向に間隔をおいて連結するモータフレーム347とを有する。
計量モータ340は、スクリュ330を回転させるものである。計量モータ340の回転軸方向は、X方向とされる。計量モータ340の回転軸348と、スクリュ330とは、計量モータ340の回転軸方向に直交する軸直角方向(例えばZ方向)に間隔をおいて平行に配置される。計量モータ340の回転軸348の回転駆動力は、ベルト378などを介してスクリュ330に伝達される。
本実施形態では、計量モータ340が特許請求の範囲に記載のモータに、スクリュ330が特許請求の範囲に記載の回転部材に、可動プレート304が特許請求の範囲に記載の取付ベースに、それぞれ対応する。
可動プレート304は、運動変換機構370や受動プーリ379などを支持する可動プレート本体部306と、可動プレート本体部306からZ方向に突出する一対の可動プレート突出部307とを有する。一対の可動プレート突出部307は、Y方向に間隔をおいて設けられる。一対の可動プレート突出部307の間には、計量モータ340の回転軸348が配される。計量モータ340と可動プレート本体部306とは、ベルト378のテンション調整のため、Z方向に間隔をおいて設けられる。
一対の可動プレート突出部307には、ボルト308などで計量モータ取付板309が取付けられる。計量モータ取付板309には、計量モータ340の前フランジ345が固定される。ボルト308の頭部は、計量モータ取付板309を、可動プレート突出部307に締め付ける。
計量モータ取付板309は、一対の可動プレート突出部307に対しZ方向に変位可能に取付けられてよい。これにより、可動プレート304に対し計量モータ340をZ方向に変位させることができ、ベルト378のテンションを調整することができる。
ボルト308は、計量モータ取付板309に形成される長穴を貫通し、各可動プレート突出部307に形成されるボルト穴に螺合される。計量モータ取付板309の長穴は、可動プレート突出部307のボルト穴よりも、Z方向に長く形成される。
ボルト308を緩めることで、可動プレート突出部307に対する計量モータ取付板309のZ方向変位が可能になり、ベルト378のテンション調整が可能になる。ベルト378のテンション調整の後、ボルト308を絞めることにより、ボルト308の頭部と可動プレート突出部307とで計量モータ取付板309を挟んで固定する。
尚、長穴とボルト穴の配置は逆でもよく、計量モータ取付板309にボルト穴が形成され、各可動プレート突出部307に長穴が形成されてもよい。この場合、ボルト308の頭部と計量モータ取付板309とが、可動プレート突出部307を挟んで固定する。
尚、ベルト378のテンション調整のため、長穴が形成される領域に、長穴の代わりに、複数の丸穴がZ方向に間隔をおいて配置されてもよい。ボルト308は、Z方向に間隔をおいて配置される複数の丸穴のうちの1つに挿通され、ボルト穴に螺合される。ボルト308が挿通される丸穴を変更することで、ベルト378のテンションを調整できる。また、ベルト378のテンション調整のため、可動プレート突出部307と計量モータ取付板309とを相対的に移動させるアクチュエータが設けられてもよい。
計量モータ支持具380は、図7Cに示すように計量モータ340の回転軸方向(例えばX方向)に直交する軸直角方向(例えばY方向)両側から計量モータ340を挟持する一対の挟持部381を有する。一対の挟持部381は、例えばY方向に間隔をおいて設けられ、計量モータ340をY方向両側から挟持する。
計量モータ支持具380は、一対の挟持部381を間隔をおいて接続する接続部382を有する。一対の挟持部381と接続部382とで、X方向視で略U字状の組立体が構成される。接続部382は、可動プレート304(より詳細には、可動プレート本体部306)に取付けられる。
接続部382は、図7Aに示すように、可動プレート本体部306が当接される直方体状の垂直板部382aと、垂直板部382aの可動プレート本体部306が当接される面とは反対側の面にY方向に間隔をおいて設けられる一対の直方体状の水平板部382bと、一対の水平板部382bをつなぐ直方体状の中間板部382cとを有する。垂直板部382a、一対の水平板部382bおよび中間板部382cは、個別に形成され溶接で固定されてもよいし、削り出し加工によって形成されてもよい。
接続部382は、垂直板部382aの上面に形成される直方体状の切欠き部382dとを有する。切欠き部382dよりも下方において、垂直板部382aの可動プレート本体部306が当接される反対側の面に、一対の水平板部382bおよび中間板部382cが設けられる。中間板部382cのZ方向寸法(板厚)は、水平板部382bのZ方向寸法(板厚)よりも小さい。また、中間板部382cのX方向寸法は、水平板部382bのX方向寸法よりも小さい。
計量モータ支持具380は、可動プレート本体部306からZ方向に離れている計量モータ340をY方向両側から挟んで押さえることにより、計量モータ340の振動を抑制する。
計量モータ340の振動を抑制することにより、計量モータエンコーダ341の破損を抑制できる。計量モータエンコーダ341は、図4に示すように、回転子343と共に回転する回転検出軸349の回転を検出する。回転検出軸349が後フランジ346から突出すると共に、計量モータエンコーダ341が後フランジ346に固定され、計量モータエンコーダ341の内部に回転検出軸349の先端部が配される。計量モータ340の振動を抑制することにより、回転検出軸349と計量モータエンコーダ341との軸ずれを抑制でき、計量モータエンコーダ341の破損を抑制できる。
また、計量モータ340の振動を抑制することにより、計量モータ340に取付けられる空冷ファン500(図7B、図7C参照)の破損を抑制できる。空冷ファン500は、ファン取付カバー501を介して計量モータ340に取付けられ、計量モータ340を冷却する。
計量モータ340の振動を抑制する効果は、特に高トルクのかかる成形やハイサイクル成形において顕著に得られる。また、計量モータ支持具380で計量モータ340を支持することによって、計量モータ340の傾きを抑制でき、ベルト378の偏摩耗を抑制できる。
各挟持部381は、計量モータ340に対し固定される第1支持部391、可動プレート304に対し固定される第2支持部392、および第1支持部391と第2支持部392とのZ方向位置を調整可能に第1支持部391と第2支持部392とを連結する連結部393を備える。第2支持部392は、接続部382を介して可動プレート304に対し固定される。
第1支持部391は、図7Cに示すように、例えばY方向に垂直な板で構成され、モータフレームボルト384などで計量モータ340のモータフレーム347に固定される。モータフレーム347が変形しないように、モータフレームボルト384の締め付けトルクが管理される。モータフレームボルト384の締め付けトルクは、熟練の作業者が管理する。
第1支持部391は、図7Aに示すように、計量モータ340の横側面が当接される直方体状の垂直板部391aを有する。垂直板部391aは、接続部382の垂直板部382aおよび接続部382の水平板部382bに対し垂直に配置される。
第1支持部391は、垂直板部391aの上面の中央部に形成される半円柱状の切欠き部391bを有する。切欠き部391bは、空冷ファン500(図7Bおよび図7C参照)から計量モータ340の横側面に送られる風が通る通風路を形成する。切欠き部391bの半径は、空冷ファン500の半径よりも大きくてよい。空冷ファン500は、ファン取付カバー501を介して計量モータ340に取り付けられる。
ファン取付カバー501は、図7Cに示すように、計量モータ340の上面に固定される天井部502と、計量モータ340の横側面に対向する側壁部503とを有する。側壁部503は、Y方向に間隔をおいて一対設けられ、それぞれ、垂直板部391aにカバー取付ボルト505で固定される。空冷ファン500は、天井部502に1つ取付けらえれ、一対の側壁部503のそれぞれに3つずつ取り付けられる。尚、空冷ファン500の数は、特に限定されない。
図7Aに示すように、垂直板部391aの上端部には、カバー取付ボルト505(図7Bおよび図7C参照)が螺合されるボルト穴391cが形成される。ボルト穴391cは、垂直板部391aの可動プレート本体部306とは反対側(X方向正側)の端部に形成される。
垂直板部391aの上端部には、モータフレームボルト384が挿通される貫通孔が形成される。この貫通穴は、計量モータ340の回転軸方向(X方向)に間隔をおいて一対形成され、切欠き部391bを挟んで一対形成される。モータフレームボルト384は、垂直板部391aの貫通穴に挿通され、モータフレーム347のボルト穴に螺合される。
垂直板部391aの上端部には、後述の位置決め部397としてのピンが圧入されるピン穴391dが形成される。ピン穴391dは、垂直板部391aのモータフレームボルト384が挿通される貫通穴と、切欠き部391bとの間に形成される。
垂直板部391aの下端部には、後述のテンション調整ボルト396が螺合されるボルト穴394(図5参照)が形成される。ボルト穴394は、計量モータ340の回転軸方向(X方向)に間隔をおいて一対形成される。
第2支持部392は、例えばY方向に垂直な板で構成され、溶接などで接続部382に固定される。溶接の代わりにボルトが用いられてもよい。第2支持部392は、図7Cでは第1支持部391を基準として計量モータ340とは反対側に配設されるが、第1支持部391を基準として計量モータ340と同じ側に配設することも可能である。
第2支持部392は、図7Aに示すように、第1支持部391(より詳細には垂直板部391a)が当接される直方体状の上板部392aと、上板部392aに平行な直方体状の下板部392bと、上板部392aおよび下板部392bをつなぐ直角台形柱状の中間板部392cとを有する。
中間板部392cは、上板部392aに接する上面と、下板部392bに接する下面とを有する。中間板部392cの下面は、中間板部392cの上面に平行であって、中間板部392cの上面よりもX方向に短い。中間板部392cと上板部392aとは一体に形成されてよい。また、中間板部392cと下板部392bとは一体に形成されてよい。
第2支持部392は、下板部392bおよび中間板部392cに亘って形成される直方体状の切欠き部392dを有する。切欠き部392dの逆L字状の壁面は、接続部382の垂直板部382aに当接される。
上板部392aには、計量モータ340の回転軸方向(X方向)に間隔をおいて一対の長穴395が形成される。長穴395の長手方向は、計量モータ340の回転軸方向に直交する軸直角方向(例えばZ方向)である。
連結部393は、第1支持部391と第2支持部392とのZ方向位置を調整可能に第1支持部391と第2支持部392とを連結する。例えば、連結部393は、第1支持部391に形成されるボルト穴394(図5参照)と、第2支持部392に形成される長穴395(図5参照)と、長穴395を貫通しボルト穴394に螺合されるテンション調整ボルト396(図6参照)とを含む。長穴395は、ボルト穴394よりもZ方向に長い穴である。
テンション調整ボルト396を緩めることで、第1支持部391と第2支持部392とのZ方向位置を調整でき、ベルト378のテンションを調整できる。ベルト378のテンション調整の後、テンション調整ボルト396を絞めることで、第1支持部391と第2支持部392とが固定される。
尚、本実施形態の連結部393は、ボルト穴394と、長穴395と、テンション調整ボルト396とで構成されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、長穴395が形成される領域に、長穴395の代わりに、複数の丸穴がZ方向に間隔をおいて配置されてもよい。テンション調整ボルト396は、Z方向に間隔をおいて配置される複数の丸穴のうちの1つに挿通され、ボルト穴394に螺合される。テンション調整ボルト396が挿通される丸穴を変更することで、ベルト378のテンションを調整できる。また、連結部393は、第1支持部391と第2支持部392とを相対的に移動させるアクチュエータを有してもよい。
第1支持部391と第2支持部392とが連結部393によってZ方向位置を調整可能に連結されているため、ベルト378のテンション調整の際にモータフレームボルト384を緩めたり絞めたりする作業が不要になる。そのため、作業者の熟練度に関係なく、ベルト378のテンション調整が可能である。締め付けトルクを管理しなければならないボルトを緩めたり絞めたりする作業を減らせるので、誤ってモータフレーム347を変形させてしまうことも防止できる。
尚、ボルト穴394と長穴395の配置は逆でもよい。具体的には、ボルト穴394は第2支持部392に形成され、長穴395は第1支持部391に形成されてもよい。この場合、テンション調整ボルト396の頭部と第2支持部392とが、第1支持部391を挟んで固定する。
第1支持部391は、計量モータ340と嵌合することにより、計量モータ340と第1支持部391とのX方向における位置決めを行う位置決め部397(図7A参照)を有する。位置決め部397は、例えば、計量モータ340のモータフレーム347に形成されるピン穴347a(図7C参照)に嵌合されるピンで構成される。
計量モータ340のピン穴347aは、詳しくは後述するが計量モータ340と第1支持部391とをモータフレームボルト384で締結した後、第1支持部391に予め形成されたピン穴391dにドリルを挿し込んで形成する。これにより、第1支持部391のピン穴391dと、計量モータ340のピン穴347aとを連続的に形成できる。その後、位置決め部397としてのピンが、第1支持部391のピン穴391dおよび計量モータ340のピン穴347aに圧入される。
位置決め部397としてのピンは、誤ってモータフレームボルト384を緩めたときの計量モータ340と第1支持部391とのX方向位置ずれを制限することにより、第1支持部391と第2支持部392とのX方向位置ずれを制限する。これにより、第1支持部391のボルト穴394と、第2支持部392の長穴395とのX方向位置ずれを制限できる。
ここで、計量モータ支持具380の取付方法について説明する。
先ず、接続部382と可動プレート本体部306とを締付部383としてのボルトで仮止めすると共に、第1支持部391と計量モータ340とをモータフレームボルト384で仮止めする。また、第2支持部392と第1支持部391とをテンション調整ボルト396によって仮止めする。第2支持部392と接続部382とは予め一体化されている。仮止めは、各種のボルトを、それぞれのボルト穴に緩く螺合することにより行われる。
次に、接続部382と可動プレート本体部306とを締付部383としてのボルトで本止めすると共に、第1支持部391と計量モータ340とをモータフレームボルト384で本止めする。また、第2支持部392と第1支持部391とをテンション調整ボルト396によって本止めする。本止めは、ボルト穴に緩く螺合されたボルトを増し締めすることにより行われる。
次に、第1支持部391のピン穴391dに差し込んだドリルによって、計量モータ340の横側面にピン穴347aを形成する。これにより、第1支持部391のピン穴391dと、計量モータ340のピン穴347aとを連続的に形成できる。その後、位置決め部397としてのピンが、第1支持部391のピン穴391dおよび計量モータ340のピン穴347aに圧入される。このようにして、計量モータ支持具380の取付けが行われる。
尚、位置決め部397は、計量モータ340のモータフレーム347に形成されるピンに嵌合されるピン穴で構成されてもよい。
計量モータ支持具380は、接続部382を可動プレート304に対し計量モータ340の回転軸方向(X方向)に締め付ける締付部383を有する。接続部382は、可動プレート304のX方向に対し垂直な面に締め付けられてよい。締付部383は、例えばボルトなどで構成され、接続部382を可動プレート本体部306に締め付ける。締付部383としてのボルトは、計量モータ340の回転軸方向(X方向)に平行に配置され、水平板部382bの貫通孔および垂直板部382aの貫通孔に挿通され、可動プレート本体部306のボルト穴に螺合される。計量モータ340の回転軸方向(X方向)の振動を抑制できる。
計量モータ支持具380は、図5に示すように、締付部383を構成するボルトとボルト308とによって、可動プレート304に対し取付けられる。締付部383を構成するボルトと、ボルト308とは、可動プレート304をX方向に挟むように配設され、対向するように配設される。そのため、計量モータ支持具380の取付け性が良く、メンテナンス性が良い。
図5に示すように、計量モータ340の回転軸348は前向きであってよく、駆動プーリ377やベルト378、受動プーリ379などは可動プレート304の前方に配設されてよい。この場合、スクリュ330は、可動プレート304を貫通せずに、可動プレート304の前方において受動プーリ379と接続される。スクリュ330が可動プレート304を貫通しないため、スクリュ330の長さが同じ場合、可動プレート304の前方のスペースが大きく、スクリュ330のメンテナンス性が良い。
尚、計量モータ340の回転軸348は後向きでもよく、駆動プーリ377やベルト378、受動プーリ379などは可動プレート304の後方に配設されてもよい。この場合、スクリュ330は、可動プレート304を貫通し、可動プレート304の後方において受動プーリ379と接続される。この場合、可動プレート304の後方に設けられるカバーの内部に、スクリュ330の後端部や受動プーリ379、ベルト378、駆動プーリ377などを収容でき、これらの騒音を低減できる。
(可動プラテンに対するエジェクタモータの取付構造)
図8は、別の一実施形態による可動プラテンに対するエジェクタモータの取付構造を示す断面図である。エジェクタモータ210は、計量モータ340と同様に、固定子と、固定子に対し回転させられる回転子と、回転子の回転を検出するエジェクタモータエンコーダ211とを有する。
エジェクタモータ210は、可動プラテン120の一部である取付プレート121に取付けられる。エジェクタモータ210の回転軸方向は、X方向とされる。エジェクタモータ210の回転軸218と、ねじ軸221とは、エジェクタモータ210の回転軸方向に直交する軸直角方向(例えばZ方向)に間隔をおいて平行に配置される。エジェクタモータ210の回転駆動力は、ベルト228などを介してねじ軸221に伝達される。
ねじ軸221と、ねじ軸221に螺合するねじナット222とで運動変換機構220が構成される。ねじナット222は、可動プラテン120に固定されるX軸ガイド223に沿ってスライドするスライドベース224に固定される。スライドベース224には、エジェクタロッド230の後端部が固定される。
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やスライドベース224、エジェクタロッド230が進退する。尚、ねじ軸221とねじナット222の配置は特に限定されない。例えば、エジェクタモータ210は、ねじナット222を回転させることで、ねじ軸221を進退させてもよい。
本実施形態では、エジェクタモータ210が特許請求の範囲に記載のモータに、ねじ軸221が特許請求の範囲に記載の回転部材に、取付プレート121が特許請求の範囲に記載の取付ベースに、それぞれ対応する。
尚、本実施形態では、エジェクタモータ210とねじ軸221とは、Z方向に間隔をおいて設けられるが、Y方向に間隔をおいて設けられてもよい。エジェクタモータ210とねじ軸221とは、エジェクタモータ210の回転軸方向(X方向)に直交する軸直角方向に間隔をおいて設けられればよい。
取付プレート121は、取付プレート本体部122と、取付プレート本体部122からZ方向に突出する一対の取付プレート突出部123とを有する。一対の取付プレート突出部123は、Y方向に間隔をおいて設けられる。一対の取付プレート突出部123の間には、エジェクタモータ210の回転軸218が配される。エジェクタモータ210と取付プレート本体部122とは、ベルト228のテンション調整のため、Z方向に間隔をおいて設けられる。
一対の取付プレート突出部123には、ボルト124などでエジェクタモータ取付板125が取付けられる。エジェクタモータ取付板125には、エジェクタモータ210の前フランジが固定される。ボルト124の頭部は、エジェクタモータ取付板125を、取付プレート突出部123に締め付ける。
エジェクタモータ取付板125は、一対の取付プレート突出部123に対しZ方向に変位可能に取付けられてよい。これにより、取付プレート121に対しエジェクタモータ210をZ方向に変位させることができ、ベルト228のテンションを調整することができる。
ボルト124は、エジェクタモータ取付板125に形成される長穴を貫通し、各取付プレート突出部123に形成されるボルト穴に螺合される。エジェクタモータ取付板125の長穴は、取付プレート突出部123のボルト穴によりも、Z方向に長く形成される。
ボルト124を緩めることで、取付プレート突出部123に対するエジェクタモータ取付板125のZ方向変位が可能になり、ベルト228のテンション調整が可能になる。ベルト228のテンション調整の後、ボルト124を絞めることにより、ボルト124の頭部と取付プレート突出部123とでエジェクタモータ取付板125を挟んで固定する。
尚、長穴とボルト穴の配置は逆でもよく、エジェクタモータ取付板125にボルト穴が形成され、各取付プレート突出部123に長穴が形成されてもよい。この場合、ボルト124の頭部とエジェクタモータ取付板125とが、取付プレート突出部123を挟んで固定する。
尚、ベルト228のテンション調整のため、長穴が形成される領域に、長穴の代わりに、複数の丸穴がZ方向に間隔をおいて配置されてもよい。ボルト124は、Z方向に間隔をおいて配置される複数の丸穴のうちの1つに挿通され、ボルト穴に螺合される。ボルト124が挿通される丸穴を変更することで、ベルト228のテンションを調整できる。また、ベルト228のテンション調整のため、取付プレート突出部123とエジェクタモータ取付板125とを相対的に移動させるアクチュエータが設けられてもよい。
エジェクタモータ支持具280は、エジェクタモータ210の回転軸方向(例えばX方向)に直交する軸直角方向(例えばY方向)両側からエジェクタモータ210を挟持する一対の挟持部281を有する。一対の挟持部281は、例えばY方向に間隔をおいて設けられ、エジェクタモータ210をY方向両側から挟持する。エジェクタモータ支持具280の一対の挟持部281は、計量モータ支持具380の一対の挟持部381と同様に形成される。
エジェクタモータ支持具280は、一対の挟持部281を間隔をおいて接続する接続部282を有する。一対の挟持部281と接続部282とで、X方向視で略U字状の組立体が構成される。接続部282は、取付プレート121(より詳細には、取付プレート本体部122)に取付けられる。エジェクタモータ支持具280の接続部282は、計量モータ支持具380の接続部382と同様に形成される。
エジェクタモータ支持具280は、取付プレート本体部122からZ方向に離れているエジェクタモータ210をY方向両側から挟んで押さえることにより、エジェクタモータ210の振動を抑制する。
エジェクタモータ210の振動を抑制することにより、エジェクタモータエンコーダ211の破損を抑制できる。エジェクタモータエンコーダ211は、その回転子と共に回転する回転検出軸の回転を検出する。回転検出軸がエジェクタモータ210の後フランジから突出すると共に、エジェクタモータエンコーダ211がエジェクタモータ210の後フランジに固定され、エジェクタモータエンコーダ211の内部に回転検出軸の先端部が配される。エジェクタモータ210の振動を抑制することにより、回転検出軸とエジェクタモータエンコーダ211との軸ずれを抑制でき、エジェクタモータエンコーダ211の破損を抑制できる。
また、エジェクタモータ210の振動を抑制することにより、エジェクタモータ210に取付けられる空冷ファンの破損を抑制できる。空冷ファンは、ファン取付けカバーを介してエジェクタモータ210に取付けられ、エジェクタモータ210を冷却する。
エジェクタモータ210の振動を抑制する効果は、特に高トルクのかかる成形やハイサイクル成形において顕著に得られる。また、エジェクタモータ支持具280でエジェクタモータ210を支持することによって、エジェクタモータ210の傾きを抑制でき、ベルト228の偏摩耗を抑制できる。
各挟持部281は、エジェクタモータ210に対し固定される第1支持部291、取付プレート121に対し固定される第2支持部292、および第1支持部291と第2支持部292とのZ方向位置を調整可能に第1支持部291と第2支持部292とを連結する連結部293を備える。第2支持部292は、接続部282を介して取付プレート121に対し固定される。
エジェクタモータ支持具280の第1支持部291、第2支持部292および連結部293は、計量モータ支持具380の第1支持部391、第2支持部392および連結部393と同様に形成される。
第1支持部291は、例えばY方向に垂直な板で構成され、モータフレームボルト284などでエジェクタモータ210のモータフレームに固定される。モータフレームが変形しないように、モータフレームボルト284の締め付けトルクが管理される。モータフレームボルト284の締め付けトルクは、熟練の作業者が管理する。
第2支持部292は、例えばY方向に垂直な板で構成され、溶接などで接続部282に固定される。溶接の代わりにボルトが用いられてもよい。第2支持部292は、第1支持部291を基準としてエジェクタモータ210とは反対側に配設されるが、第1支持部291を基準としてエジェクタモータ210と同じ側に配設することも可能である。
連結部293は、第1支持部291と第2支持部292とのZ方向位置を調整可能に第1支持部291と第2支持部292とを連結する。例えば、連結部293は、第1支持部291に形成されるボルト穴294と、第2支持部292に形成される長穴295と、長穴295を貫通しボルト穴294に螺合されるテンション調整ボルト(不図示)とを含む。長穴295は、ボルト穴294よりもZ方向に長い穴である。
テンション調整ボルトを緩めることで、第1支持部291と第2支持部292とのZ方向位置を調整でき、ベルト228のテンションを調整できる。ベルト228のテンション調整の後、テンション調整ボルトを絞めることで、第1支持部291と第2支持部292とが固定される。
尚、本実施形態の連結部293は、ボルト穴294と、長穴295と、テンション調整ボルトとで構成されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、長穴295が形成される領域に、長穴295の代わりに、複数の丸穴がZ方向に間隔をおいて配置されてもよい。テンション調整ボルトは、Z方向に間隔をおいて配置される複数の丸穴のうちの1つに挿通され、ボルト穴294に螺合される。テンション調整ボルトが挿通される丸穴を変更することで、ベルト228のテンションを調整できる。また、連結部293は、第1支持部291と第2支持部292とを相対的に移動させるアクチュエータを有してもよい。
第1支持部291と第2支持部292とが連結部293によってZ方向位置を調整可能に連結されているため、ベルト228のテンション調整の際にモータフレームボルト284を緩めたり絞めたりする作業が不要になる。そのため、作業者の熟練度に関係なく、ベルト228のテンション調整が可能である。締め付けトルクを管理しなければならないボルトを緩めたり絞めたりする作業を減らせるので、誤ってモータフレームを変形させてしまうことも防止できる。
尚、ボルト穴294と長穴295の配置は逆でもよい。具体的には、ボルト穴294は第2支持部292に形成され、長穴295は第1支持部291に形成されてもよい。この場合、テンション調整ボルトの頭部と第2支持部292とが、第1支持部291を挟んで固定する。
第1支持部291は、エジェクタモータ210と嵌合することにより、エジェクタモータ210と第1支持部291とのX方向における位置決めを行う位置決め部を有してよい。位置決め部は、例えば、エジェクタモータ210のモータフレームに形成されるピン穴に嵌合されるピンで構成される。位置決め部としてのピンは、誤ってモータフレームボルト284を緩めたときのエジェクタモータ210と第1支持部291とのX方向位置ずれを制限し、ひいては第1支持部291と第2支持部292とのX方向位置ずれを制限する。これにより、第1支持部291のボルト穴294と、第2支持部292の長穴295とのX方向位置ずれを制限できる。尚、位置決め部は、エジェクタモータ210のモータフレームに形成されるピンに嵌合されるピン穴で構成されてもよい。
エジェクタモータ支持具280は、接続部282を取付プレート121に対しエジェクタモータ210の回転軸方向(X方向)に締め付ける締付部283を有する。接続部282は、取付プレート121のX方向に垂直な面に締め付けられてよい。締付部283は、例えばボルトなどで構成され、接続部282を取付プレート本体部122に締め付ける。締付部283としてのボルトは、エジェクタモータ210の回転軸方向(X方向)に平行に配置され、接続部282の貫通孔に挿通され、取付プレート本体部122のボルト穴に螺合される。エジェクタモータ210の回転軸方向(X方向)の振動を抑制できる。
エジェクタモータ支持具280は、図8に示すように、締付部283を構成するボルトとボルト124とによって、取付プレート121に対し取付けられる。締付部283を構成するボルトと、ボルト124とは、対向するように配設される。そのため、エジェクタモータ支持具280の取付け性が良く、メンテナンス性が良い。
エジェクタモータ210の回転軸218は、図8に示すように前向きでもよいが、後向きでもよい。
(変形および改良)
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。
上記実施形態では本発明を計量モータ340、エジェクタモータ210に適用した場合について説明したが、本発明を型締モータ160、射出モータ350などに適用してもよい。ベルト駆動のモータであればよい。
本出願は、2017年2月28日に日本国特許庁に出願した特願2017−037775号に基づく優先権を主張するものであり、特願2017−037775号の全内容を本出願に援用する。
121 取付プレート(取付ベース)
200 エジェクタ装置
210 エジェクタモータ
211 エジェクタモータエンコーダ
218 回転軸
220 運動変換機構
221 ねじ軸(回転部材)
280 エジェクタモータ支持具
281 挟持部
282 接続部
283 締付部
291 第1支持部
292 第2支持部
293 連結部
294 ボルト穴
295 長穴
300 射出装置
304 可動プレート(取付ベース)
306 可動プレート本体部
307 可動プレート突出部
308 ボルト
309 計量モータ取付板
330 スクリュ(回転部材)
340 計量モータ
341 計量モータエンコーダ
342 固定子
343 回転子
348 回転軸
377 駆動プーリ
378 ベルト
379 受動プーリ
380 計量モータ支持具
381 挟持部
382 接続部
383 締付部
391 第1支持部
392 第2支持部
393 連結部
394 ボルト穴
395 長穴
396 テンション調整ボルト
397 位置決め部

Claims (7)

  1. 固定子、前記固定子に対し回転させられる回転子、および前記回転子の回転を検出するエンコーダを含むモータと、
    前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向に前記モータから間隔をおいて、前記モータの回転軸に平行に配置される回転部材と、
    前記モータの前記回転軸の回転駆動力を前記回転部材に伝達するベルトと、
    前記モータが取付けられる取付ベースと、
    前記取付ベースに対して前記モータを支持するモータ支持具とを有し、
    前記モータ支持具は、前記モータを前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向両側から挟持する一対の挟持部を有する、射出成形機。
  2. 前記モータ支持具は、一対の前記挟持部を間隔をおいて接続する接続部を有し、
    前記接続部は、前記取付ベースに取付けられる、請求項1に記載の射出成形機。
  3. 前記モータ支持具は、前記接続部を前記取付ベースに対し前記回転軸方向に締め付ける締付部を有する、請求項2に記載の射出成形機。
  4. 各前記挟持部は、前記モータに対し固定される第1支持部、前記取付ベースに対し固定される第2支持部、および前記モータの前記回転軸と前記回転部材とが間隔をおいて配置される軸直角方向における前記第1支持部と前記第2支持部との位置を調整可能に前記第1支持部と前記第2支持部とを連結する連結部を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の射出成形機。
  5. 前記第1支持部は、前記モータと嵌合することにより、前記モータと前記第1支持部との前記回転軸方向における位置決めを行う位置決め部を有する、請求項4に記載の射出成形機。
  6. 前記取付ベースは、本体部と、前記本体部から、前記モータの前記回転軸と前記回転部材とが間隔をおいて配置される軸直角方向に突出する一対の突出部とを含み、
    一対の前記突出部にはモータ取付板を介して前記モータが取付けられ、前記モータの前記回転軸は一対の前記突出部の間に配設される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の射出成形機。
  7. 固定子、前記固定子に対し回転させられる回転子、および前記回転子の回転を検出するエンコーダを含むモータと、前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向に前記モータから間隔をおいて、前記モータの回転軸に平行に配置される回転部材と、前記モータの前記回転軸の回転駆動力を前記回転部材に伝達するベルトと、前記モータが取付けられる取付ベースとを有する射出成形機における、前記取付ベースに対して前記モータを支持するモータ支持具であって、
    前記モータを前記モータの回転軸方向に直交する軸直角方向両側から挟持する一対の挟持部を有する、射出成形機用モータ支持具。
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