JPWO2020138213A1

JPWO2020138213A1 - 射出装置

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Publication number: JPWO2020138213A1
Application number: JP2020563370A
Authority: JP
Inventors: 一樹荻原; 信介高橋
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: WO2020138213A1; EP3904039C0; JP7373505B2; EP3904039B1; EP3904039A1; CN113498374A; EP3904039A4; CN113498374B; US20220097271A1

Abstract

側方支持プレート（１８）の上面には、中間部材（１９）をスライド移動させるように案内する案内部材（２２）が設けられた構成において、側方支持プレート（１８）における案内部材（２２）が設けられた部分よりも外側の第１の領域（Ｓ１）に、案内部材（２２）が設けられている第２の領域（Ｓ２）よりも撓み変形し易い撓み緩衝部（４０）が設けられているようにする。

Description

本開示は、射出装置に関する。

従来、射出成形機や射出ブロー成形機で用いられる射出装置には、前方プレート、後方プレート及び中間部材（中間プレート、プッシャープレートとも呼ばれる）を備えた３プレート式のフレームを有するものが存在する。このフレームは、前方プレートと後方プレートをタイバーや側方支持プレートで連結し、その間に中間部材をスライド移動可能に支持した構造となっている。前方プレートには加熱シリンダ（加熱筒）が設けられ、後方プレートにはスクリューを進退させるための進退機構が設けられ、中間部材にはスクリューやその駆動機構等が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

タイバーで中間部材をガイドする方式では、タイバーの平行度不良、たわみ等の影響により、中間部材とタイバーとの間の摺動抵抗が大きくなると、中間部材の移動に悪影響を及ぼしてしまう。例えば、射出工程時、タイバーは、前方プレート及び後方プレートを介して射出圧（射出力）を受けて不可避的に撓み変形する。撓み変形量が大きくなると摺動抵抗も大きくなり、中間部材の直進性や平行度を確保できず、中間部材の移動が不安定になる。

この結果、中間部材に軸支されたスクリューの芯ズレやボールねじ等の駆動機構に余計な負荷が生じてしまう虞がある。また、タイバーと中間部材との摺動抵抗が大きくなると、計量工程時における溶融樹脂の圧力（背圧）の検出精度も悪くなり、樹脂計量の安定性も確保できなくなる虞がある。

一方、側方支持プレートで中間部材をガイドする方式では、側方支持プレート上面に配された案内部材（例えば、リニアガイド等）によって中間部材が移動可能に支持される。このような構成とすることで、フレームの剛性度は、タイバーを用いたものよりも一般的に高くなり、中間部材の直進性や平行度を確保し易く、摺動抵抗も低減することができる。

日本国特開２０１７−０１３３４８号公報

しかしながら、側方支持プレートで中間部材をガイドする方式においても、射出圧による側方支持プレートの撓み変形を完全になくすことは難しく、この撓み変形に起因して、中間部材の移動が不安定になる虞がある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、中間部材の移動の安定性を向上することができる射出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本開示の一つの態様は、加熱シリンダとスクリューとを備える射出装置であって、前記加熱シリンダが固定される前方プレートと、前記スクリューを軸方向で進退させる進退機構が設けられる後方プレートと、前記前方プレートと前記後方プレートとを左右の端部でそれぞれ接続する一対の側方支持プレートと、該側方支持プレート上にスライド可能に搭載され前記スクリューの後端部が軸支される中間部材と、を備え、前記側方支持プレートの上面には、前記中間部材をスライド移動させるように案内する案内部材が設けられ、前記側方支持プレートにおける前記案内部材が設けられた部分よりも外側の第１の領域には、前記案内部材が設けられている第２の領域よりも撓み変形し易い撓み緩衝部が設けられている、射出装置にある。

ここで、前記撓み緩衝部は、前記第２の領域よりも厚さが薄くなっていることが好ましい。また前記側方支持プレートの少なくとも外面に凹部が形成されて、前記撓み緩衝部の厚さが前記第２の領域よりも薄くなっていることが好ましい。さらに前記凹部が、前記側方支持プレートの幅方向に亘って連続的に設けられていることが好ましい。

また前記撓み緩衝部は、前記第２の領域の両外側の前記第１の領域にそれぞれ設けられていることが好ましい。

さらに、前記側方支持プレートは、所定幅の本体部と、該本体部の長さ方向の端部に設けられて前記本体部よりも幅の広い幅広部と、を備えており、前記撓み緩衝部は、前記本体部の前記幅広部との境界近傍に設けられていることが好ましい。

かかる本開示の射出装置によれば、射出圧による側方支持プレートの撓み変形を中間部材の可動領域外で吸収して可動領域内への影響を抑制（低減）しているため、スクリューが連結（軸支）される中間部材の移動の安定性を向上することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る射出装置を例示する正面図である。図２は、本開示の一実施形態に係る射出装置を例示する平面図である。図３は、本開示の一実施形態に係る射出装置を例示する左側面図であって、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、本開示の一実施形態に係る射出装置を例示する右側面図である。図５は、本開示の一実施形態に係る射出装置を例示する断面図である。図６は、本開示の一実施形態に係る側方支持プレートの概略構造を例示する斜視図である。図７は、本開示の一実施形態に係る側方支持プレートの撓み緩衝部を例示する拡大図である。図８は、本開示の一実施形態に係る側方支持プレートの撓み緩衝部を例示する拡大図である。

以下、本開示の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の射出装置は、射出成形機または射出ブロー成形機で用いられ、射出型締装置（図示は省略）に搭載された射出成形用金型に対して樹脂材料を射出できるように構成されている。

図１〜図５に例示するように、射出装置１０は、内部にスクリュー１１を備える加熱シリンダ（加熱筒）１２と、スクリュー１１を加熱シリンダ１２内で進退させる進退装置１３と、スクリュー１１を回転させる回転装置１４と、これら加熱シリンダ１２、進退装置１３及び回転装置１４が固定される固定フレーム１５と、を備えている。

固定フレーム１５は、前方プレート１６、後方プレート１７、側方支持プレート１８（１８Ａ，１８Ｂ）及び中間部材（中間プレート、プッシャープレート）１９を含んで構成されている。固定フレーム１５は、ベース部材２０上に固定されている。前方プレート１６と、後方プレート１７とは、一対の側方支持プレート１８によって連結されている。一対の側方支持プレート１８は、前方プレート１６及び後方プレート１７の間に設けられており、前方プレート１６及び後方プレート１７の左右の端部をそれぞれ連結している。本実施形態では、各側方支持プレート１８は、その前方側の端面が前方プレート１６に対して複数のボルト２１によって固定され、後方側の端面が後方プレート１７に対して複数のボルト２１によって固定されている。

また中間部材１９は、一対の側方支持プレート１８上に、前方プレート１６と後方プレート１７との間の所定範囲でスライド移動可能に設けられている。本実施形態では、側方支持プレート１８上には、案内部材としてのガイドレール２２が設けられ、中間部材１９には、ガイドレール２２に案内部材としてのリニアガイド部材２３が設けられている。リニアガイド部材２３は、ガイドレール２２に対して摺動自在に篏合しており、中間部材１９は、ガイドレール２２が設けられた範囲でスライド移動可能となっている。

そして、固定フレーム１５を構成する前方プレート１６には、内部にスクリュー１１を備える加熱シリンダ１２の後端近傍の部分が固定されている。図２に例示するように、スクリュー１１の後端近傍の部分は、加熱シリンダ１２の外側まで延設されており、スクリュー１１の端部が、中間部材１９によって回転可能に軸支されている。すなわち、スクリュー１１の後方側の端部は中間部材１９に連結されている。図１に例示するように、また中間部材１９の上部には、スクリュー１１を回転させるための例えば、電動モータ（サーボモータ）等で構成される回転装置１４が固定されている。なお回転装置１４は、図示は省略する固定部材によって中間部材１９の上部に固定されている。

図５に例示するように、スクリュー１１の後端部近傍には、第１のプーリ２４が設けられている。図１に例示するように、電動モータ（回転装置）１４の回転軸１４ａには、第２のプーリ２５が設けられている。図３に例示するように、第１のプーリ２４の第１の直径は、第２のプーリ２５の第２の直径よりも大きい。スクリュー１１と回転装置（電動モータ）１４とは、これら第１のプーリ２４及び第２のプーリ２５に巻き掛けられたタイミングベルト２６によって連結されている。

図１〜図５に例示するように、後方プレート１７には、中間部材１９によって支持されているスクリュー１１を、その軸方向で進退させるための進退装置１３が固定されている。進退装置１３は、進退機構部２７（図５参照）と、進退機構部２７を駆動させる進退駆動部２８（図１参照）とを備えている。進退機構部２７は、例えば、ボールねじで構成されており、ボールねじ軸２９の後端近傍の部分は、後方プレート１７によって回転可能に支持されている。

図５に例示するように、ボールねじ軸２９の前端近傍の部分は、中間部材１９によって回転可能に支持されている。すなわち、ボールねじ軸２９が螺合するボールナット３０が中間部材１９に固定されており、ボールねじ軸２９はこのボールナット３０を介して中間部材１９に支持されている。

図１に例示するように、進退駆動部２８は、例えば、電動モータ（サーボモータ）等で構成され、後方プレート１７の上部に固定されている。図１および図５に例示するように、進退機構部２７（図５参照）を構成するボールねじ軸２９は、後方プレート１７の外側（前方プレート１６とは反対側）まで延在しており、ボールねじ軸２９の端部近傍には、第３のプーリ３１（図１参照）が設けられている。電動モータ（進退駆動部）２８の回転軸２８ａには、第４のプーリ３２が設けられている。図４に例示するように、第３のプーリ３１の第３の直径は、第４のプーリ３２の第４の直径よりも大きい。そして、ボールねじ（進退機構部）２７（図５参照）と電動モータ（進退駆動部）２８とは、これら第３のプーリ３１及び第４のプーリ３２に巻き掛けられたタイミングベルト３３によって連結されている。

かかる本実施形態の射出装置１０では、進退駆動部（電動モータ）２８を駆動して、進退機構部２７を構成するボールねじ軸２９を所定方向に回転（例えば、正転又は逆転）させることで、中間部材１９が前方プレート１６と後方プレート１７との間で移動（前進又後退）し、それに伴いスクリュー１１が加熱シリンダ１２内を移動（前進又は後退）するようになっている。また回転装置（電動モータ）１４を駆動することで、スクリュー１１が加熱シリンダ１２内で所定方向に回転（正転又は逆転）するようになっている。
射出装置１０の動作について説明する。まず、型締めされた金型の樹脂導入口（スプルー、ゲート）に、加熱シリンダ１２の先端のノズル部を当接させる。このとき、原料投入口（ホッパ）６０（図２参照）に固体プラスチック材料（ペレット）を満たした状態にする。次に、回転装置１４を作動させ、スクリュー１１を加熱シリンダ1２内で回転させる。また、進退装置１３を作動させ、スクリュー１１を加熱シリンダ１２内で後退させる。原料投入口６０から加熱シリンダ１２内に導入された固体プラスチック材料は、加熱シリンダ１２内をスクリュー１１の回転により搬送される間に溶融、混練される。これにより、加熱シリンダ１２の先端に所定量の溶融樹脂が計量される。次に、回転装置１４を静止させた状態で進退装置１３を作動させ、加熱シリンダ１２内でスクリュー１１を前進させる。これにより、溶融樹脂が金型に射出される。

ところで、このような射出装置１０においては、計量時の圧力（背圧）や射出時の圧力（射出圧）によって固定フレーム１５を構成する前方プレート１６及び後方プレート１７に撓み変形が生じることがあり、それに伴い一対の側方支持プレート１８にも撓み変形が生じてしまう虞がある。特に、各側方支持プレート１８には、固定フレーム１５の内側を凸とする撓み変形が生じ易い。各側方支持プレート１８に撓み変形が生ずると、中間部材１９とガイドレール（案内部材）２２との間の摺動抵抗が大きくなり、中間部材１９の移動が不安定になる虞がある。この結果、計量時や射出時の圧力が精度よく検出できず、安定した射出成形が実施できなくなる虞がある。

そこで本開示では、各側方支持プレート１８に撓み緩衝部４０を設けることで、このような側方支持プレート１８の撓み変形を抑制している。以下、この撓み緩衝部４０を備えた側方支持プレート１８の構成について詳しく説明する。なお各側方支持プレート１８Ａ，１８Ｂの構成は同様であるため、以下では、側方支持プレート１８Ａを例示して説明する。

固定フレーム１５を構成する一対の側方支持プレート１８（１８Ａ）は、図６〜図８に例示するように、鉛直方向にて所定幅ｗ１を有する本体部１８ａと、本体部１８ａの長さ方向の両端部に設けられて本体部１８ａよりも幅広の幅広部１８ｂと、を備えている。各側方支持プレート１８の本体部１８ａの上面には、上述したように中間部材１９のスライド移動を案内するガイドレール（案内部材）２２が設けられている。

そして、側方支持プレート１８の前後方向（長さ方向）の端部近傍には、側方支持プレート１８の長さ方向の中央部よりも撓み変形し易い撓み緩衝部４０が設けられている。本実施形態では、図７および図８に例示するように、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の本体部１８ａの前方側の端部近傍に設けられている。具体的には、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８のガイドレール２２が設けられた部分よりも外側の領域（第１の領域Ｓ１）に設けられている。

したがって、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８のガイドレール２２が設けられている領域（第２の領域Ｓ２）よりも撓み変形し易くなっている。言い換えれば、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の第２の領域Ｓ２よりも相対的に剛性が低くなっている。なお、第１の領域Ｓ１は側方支持プレート１８における中間部材１９の可動範囲を含まない領域、第２の領域Ｓ２は側方支持プレート１８における中間部材１９の可動範囲を含む領域、とも言える。

ここで、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８のガイドレール２２が設けられた部分よりも外側の領域（第１の領域Ｓ１）に設けられていればよいが、本体部１８ａに形成されていることが好ましい。すなわち撓み緩衝部４０は、本体部１８ａのうちの第１の領域Ｓ１に相当する部分に設けられていることが好ましい。さらに撓み緩衝部４０は、本体部１８ａの第１の領域Ｓ１内でも、特に、幅広部１８ｂとの境界近傍に設けられていることが好ましい。

図８に例示するように、この撓み緩衝部４０は、本実施形態では、水平方向のその厚みｄ１が、本体部１８ａの第２の領域Ｓ２の厚さよりも薄くなっている。つまり、撓み緩衝部４０の水平方向の厚みｄ１は、第２の領域Ｓ２における本体部１８ａの水平方向の厚みｄ２よりも薄い。具体的には、側方支持プレート１８のガイドレール２２が無い領域の側面に凹部５０を設けることで、厚さｄ１（＜ｄ２）の撓み緩衝部４０が形成されている。なお、撓み緩衝部４０を構成する側方支持プレート１８の厚さｄ１、凹部５０の深さは、特に限定されず、側方支持プレート１８の撓み変形の程度に応じて適宜設定されればよい。

また凹部５０は、側方支持プレート１８の幅方向（鉛直方向、図７中の上下方向）に亘って連続的に設けられている。ただし、この凹部５０は、側方支持プレート１８の幅方向で断続的に設けられていてもよい。撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の第２の領域Ｓ２よりも撓み変形し易くなっていれば、その構成は特に限定されるものではなく、撓み緩衝部４０の全体としての剛性が、側方支持プレート１８の第２の領域Ｓ２よりも低くなっていればよい。

本実施形態では、水平方向における、側方支持プレート１８の外方の側面（中間部材１９とは反対側の側面）に凹部５０を設けることで撓み緩衝部４０を形成するようにしたが、凹部５０は側方支持プレート１８の内方の側面（中間部材１９側の側面）あるいは両側面に設けられていてもよい。つまり、凹部５０は、側方支持プレート１８の側面の少なくとも一方に設けられていればよい。

このような撓み緩衝部４０が側方支持プレート１８に設けられていることで、射出圧に起因する側方支持プレート１８の撓み変形を抑制することができる。すなわち、撓み緩衝部４０が撓み変形することで、側方支持プレート１８の他の部分（特に、ガイドレール２２が設けられている本体部１８ａの第２の領域Ｓ２）の撓み変形を抑制することができる。

さらに、側方支持プレート１８の外面に凹部５０が設けられることによって、撓み緩衝部４０が形成されているので、撓み緩衝部４０は、固定フレーム１５の内側への撓み変形を許容し易くなる。

これにより、一対の側方支持プレート１８の間隔の変動を抑制または規制し、中間部材１９が移動する際の摺動抵抗を低減させることができる。したがって、側方支持プレート１８上にスライド可能に支持されている中間部材１９の直進性や平行度を確保し易くなり、中間部材１９の移動の安定性を向上することができる。また、計量工程時の溶融樹脂の圧力（背圧）の検出精度も向上するため、樹脂計量の安定性も確保できる。

なお本実施形態では、撓み緩衝部４０を側方支持プレート１８の前方側にのみ設けた構成を例示したが、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の後方側にのみ設けるようにしてもよく、側方支持プレート１８の前方側及び後方側のそれぞれに設けられていることが好ましい。すなわち、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の第２の領域Ｓ２の両外側の第１の領域Ｓ１にそれぞれ設けられていることが好ましい。これにより、射出圧に起因する側方支持プレート１８の撓み変形をさらに抑制することができる。

また本実施形態では、側方支持プレート１８の長さ方向の両端部に本体部１８ａよりも幅広の幅広部１８ｂが設けられ、この幅広部１８ｂによって前方プレート１６及び後方プレート１７に固定されている。このため、側方支持プレート１８が前方プレート１６及び後方プレート１７に当接する面積を比較的大きく確保することができ、側方支持プレート１８と前方プレート１６及び後方プレート１７とを強固に接続することができる。

なお、側方支持プレート１８と前方プレート１６及び後方プレート１７との接続強度を確保することができれば、幅広部１８ｂは必ずしも設けられていなくてもよい。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではない。本開示は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の第１の領域Ｓ１の一部に設けられているが、第１の領域Ｓ１の全体に設けられていてもよい。また撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の第１の領域Ｓ１に設けられていればよく、必ずしも本体部１８ａに設けられていなくてもよく、幅広部１８ｂに設けられていてもよい。

さらに上述の実施形態では、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の本体部１８ａの長さ方向の一方（前方プレート１６側）の端部近傍に設けるようにしたが、本体部１８ａの長さ方向の他方（後方プレート１７側）の端部近傍に設けられていてもよい。勿論、撓み緩衝部４０は、側方支持プレート１８の本体部１８ａの長さ方向の両端部近傍にそれぞれ設けられていてもよい。

また上述の実施形態では、固定フレーム１５として、側方支持プレート１８が前方プレート１６及び後方プレート１７に対してボルト２１によって固定された構造を例示したが、固定フレーム１５は、この構造に限定されるものではない。固定フレーム１５は、前方プレート１６、後方プレート１７及び側方支持プレート１８が一体的に形成されたものであってもよい。

なお、この構成とした場合には、撓み緩衝部４０は、できるだけ側方支持プレート１８と前方プレート１６又は後方プレート１７との境界近傍に設けることが好ましい。これにより、射出圧に起因する側方支持プレート１８の変形量をより確実に抑制することができる。

本出願は、２０１８年１２月２７日出願の日本国特許出願（特願２０１８−２４５９４７号）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

加熱シリンダとスクリューとを備える射出装置であって、
前記加熱シリンダが固定される前方プレートと、前記スクリューを軸方向で進退させる進退機構が設けられる後方プレートと、前記前方プレートと前記後方プレートとを左右の端部でそれぞれ接続する一対の側方支持プレートと、該側方支持プレート上にスライド可能に搭載され前記スクリューの後端部が軸支される中間部材と、を備え、
前記側方支持プレートの上面には、前記中間部材をスライド移動させるように案内する案内部材が設けられ、前記側方支持プレートにおける前記案内部材が設けられた部分よりも外側の第１の領域には、前記案内部材が設けられている第２の領域よりも撓み変形し易い撓み緩衝部が設けられている、射出装置。
請求項１に記載の射出装置であって、
前記撓み緩衝部は、前記第２の領域よりも厚さが薄くなっている、射出装置。
請求項２に記載の射出装置であって、
前記側方支持プレートの少なくとも外面に凹部が形成されて、前記撓み緩衝部の厚さが前記第２の領域よりも薄くなっている、射出装置。
請求項３に記載の射出装置であって、
前記凹部が、前記側方支持プレートの幅方向に亘って連続的に設けられている、射出装置。
請求項１に記載の射出装置であって、
前記撓み緩衝部は、前記第２の領域の両外側の前記第１の領域にそれぞれ設けられている、射出装置。
請求項１に記載の射出装置であって、
前記側方支持プレートは、所定幅の本体部と、該本体部の長さ方向の端部に設けられて前記本体部よりも幅の広い幅広部と、を備えており、
前記撓み緩衝部は、前記本体部の前記幅広部との境界近傍に設けられている、射出装置。