WO2014007329A1 - ノズルタッチ機構および射出成形機 - Google Patents

Abstract

ノズルタッチ機構（５０）は、ベースフレーム（６）と、固定プラテン（４）と、金型（５）と、射出機構（１）とを備えている。射出機構（１）は、ボールねじ軸（１１）によって固定プラテン（４）方向に移動される。ボールねじ軸（１１）の一端（１１ａ）に、ノズル（３）から金型（５）に対して押圧力を与えるモータ部（１４）が連結され、ボールねじ軸（１１）の他端（１１ｂ）に連結されるとともに、ノズル（３）の中心より上方に位置する支持点で固定プラテン（４）に連結された連結機構（７）が設けられている。 ばね（１８）は、モータ部（１４）によってノズル（３）から金型（５）に対して押圧力が印加されていないとき、ベースフレーム（６）に対して連結機構（７）を固定プラテン（４）から離れる方向に押圧することを可能にする。

Description

ノズルタッチ機構および射出成形機

　本発明は、ノズルタッチ機構および射出成形機に関する。

　射出成形機において、型締機構の一部である固定プラテンに取り付けられた金型内に溶融した材料を射出する際には、一般的に射出機構を型締機構の方へ移動させ、射出機構の先端に取り付けられた加熱シリンダのノズルを型締機構の一部である固定プラテンに取り付けられた金型に接触（ノズルタッチともいう）させ、押圧（ノズルタッチ力ともいう）を加えながら、金型内に溶融した材料を射出する。

　そのため、射出成形機はノズルタッチ力で固定プラテンに対して押圧するためのノズルタッチ機構を有している。

　従来のノズルタッチ機構を有する射出成形機では、射出機構を載置し、移動可能にする摺動部と該摺動部に沿って射出機構を移動させる駆動部から構成されたノズルタッチ機構を備えており、一端を固定プラテンに支持し、他端を前記のノズルタッチ機構の駆動部に支持する連結機構を設け、連結機構の固定プラテンへの支持点を２点以上にし、かつ該支持点をノズルの中心軸に対して対称位置に配置し、以って、ノズルタッチ力が前記連結機構を介して前記ノズルタッチ機構に伝達されるように構成することで、ノズルタッチ力により固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防止している。（例えば、特開２００１－３８７６４号公報参照）。

　しかしながら、特開２００１－３８７６４号公報に記載の射出成形機では、固定プラテンに金型が取り付けられた状態を前提にしており、その上でノズルタッチ力により固定プラテン及び固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防止している。そのため、特開２００１－３８７６４号公報に記載の射出成形機においては、金型を固定プラテンに取り付ける際に発生する固定プラテンの傾きまでは考慮されておらず、固定プラテン及び固定プラテンに取り付けられた金型が傾いたまま、型開閉動作や射出動作や保圧動作や冷却動作を行ってしまっている場合がある。

　そこで、本発明者らは、ノズルタッチ力を印加している間、固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防ぐことができる射出成形機を開発した（特開２０１２－１１７６７号公報参照）。この射出成形機においては、金型を固定プラテンに取り付けた時に発生する固定プラテンの傾き（曲げモーメント）についても考慮し、ノズルタッチ力を印加している間は、固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防ぐようにしている。

特開２００１－３８７６４号公報 特開２０１２－１１７６７号公報

　しかしながら、特開２０１２－１１７６７号公報に記載の射出成形機では、ノズルタッチ力を印加している間は、固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防ぐことができるが、ノズルタッチ力を印加していない間については考慮されておらず、ノズルタッチ力を印加していない間では固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防ぐことができないおそれがある。

　すなわち、ノズルタッチ力を印加していない間については、金型が固定プラテンに取り付けた時に発生する固定プラテンの傾き（曲げモーメント）により固定プラテンが傾いたままである。そのため、このノズルタッチ力が印加されていない間、金型を固定プラテンに取り付けた時に発生する固定プラテンの傾き（曲げモーメント）により、固定プラテンが負荷を受け続け、経年劣化（ノズルタッチ力を印加されていない状態において金型が固定プラテンに取り付けられている間に発生する、固定プラテンの傾き（曲げモーメント）による経年の負荷）により固定プラテンが変形してしまう虞がある。また、固定プラテンが傾いたまま、型閉を行うと、金型も傾いているので、ガイドピンなどが他方の金型に接触し、カジリや破損が生じてしまう虞がある。

　本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ノズルタッチ力を印加している間のみならず、ノズルタッチ力を印加していない間においても、固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防止することが可能な、ノズルタッチ機構および射出成形機を提供することを目的とする。

　ただし、ここで言うノズルタッチ力を印加している間とは、図２１に示すような一般的な射出成形サイクルＳ１００において、型締工程Ｓ１０１での型閉動作または型締動作の終了後から、射出工程Ｓ１０２、保圧工程Ｓ１０３、冷却工程Ｓ１０４、型開き工程Ｓ１０５の開始前でのノズルタッチ力の印加を終了させるまでの間のことを言う。

　ここで、型締工程Ｓ１０１は、通常型締動作を行う工程であるが、型を閉める動作を電動駆動等、油圧以外の駆動装置で行い、型を締め上げる動作を油圧駆動で行う射出成形機では、型締工程Ｓ１０１の中で、型を閉じる動作（型閉動作）と型を締め上げる動作（型締動作）とを分けて行わせる場合がある。

　また、射出成形サイクルＳ１００を連続で行う場合、即ち射出成形動作を連続で行う場合には、射出成形サイクルＳ１００の短時間化を図るため、サイクルごとにノズルタッチ力を印加するのではなく、一度ノズルタッチ力を印加したら、射出成形サイクルＳ１００の連続動作が終了するまでの間、ノズルタッチ力を印加し続けることもある。

　本発明は、ノズルタッチ機構であって、ベースフレームと、前記ベースフレームに固定され、金型が取り付けられる固定プラテンと、前記固定プラテンに対して接離する方向に移動可能な射出機構と、前記射出機構に取り付けられたノズルと、前記射出機構を前記固定プラテンに対して接離する方向に移動させる移動機構と、前記移動機構の一端に連結され、前記射出機構を前記固定プラテン方向に移動させることにより前記ノズルから前記金型に対して押圧力を与える駆動機構と、前記移動機構に連結されるとともに、前記ノズルの中心より上方に位置する支持点で前記固定プラテンに直接的または間接的に連結された連結機構と、前記駆動機構によって前記ノズルから前記金型に対して押圧力が印加されていないとき、前記ベースフレームに対して前記連結機構を前記固定プラテンから離れる方向に押圧することを可能にする弾性体とを備えたことを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、前記移動機構に対して相対的に移動可能なナット部を更に備え、前記弾性体は、一端がロッドを介して前記連結機構に連結されるとともに、他端が前記ナット部に取り付けられていることを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、前記移動機構に対して相対的に移動可能なナット部を更に備え、前記弾性体は、一端がロッドおよび前記ナット部を介して前記連結機構に連結されるとともに、他端が前記移動機構に取り付けられていることを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、前記弾性体は、一端が前記ベースフレームに取り付けられるとともに、他端が前記連結機構に取り付けられていることを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、前記連結機構および前記固定プラテンのうちの少なくとも一方に昇降装置を設け、前記昇降装置によって前記支持点の高さ方向の位置を調整可能にすることを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、前記弾性体のプリロードを調整するプリロード調整機構が設けられていることを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、前記弾性体のプリロードを増強する倍力機構が設けられていることを特徴とするノズルタッチ機構である。

　本発明は、ノズルタッチ機構を備えたことを特徴とする射出成形機である。

　本発明によれば、連結機構は、ノズルの中心より上方に位置する支持点で固定プラテンに連結されている。また、駆動機構によってノズルから金型に対して押圧力が印加されていないとき、ベースフレームに対して連結機構を固定プラテンから離れる方向に押圧することを可能にする弾性体が設けられている。これにより、ノズルタッチ力を印加している間のみならず、ノズルタッチ力を印加していない間においても、固定プラテン及び該固定プラテンに取り付けられた金型が傾くことを防止することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるノズルタッチ機構の概略図（ノズルタッチ力を印加していない状態）。 図２は、本発明による第１の実施の形態におけるノズルタッチ機構の概略図（ノズルタッチ力を印加した状態）。 図３は、連結機構の構成を示す図であって、図１のIII方向矢視図。 図４は、ノズルタッチ機構を示す拡大平面図であって、図１のIV方向矢視図。 図５は、ノズルタッチ機構の変形例を示す概略図（ノズルタッチ力を印加していない状態）。 図６は、ノズルタッチ力を印加していない状態で、固定プラテンに加わるモーメントを示す図。 図７は、ノズルタッチ力を印加した状態で、固定プラテンに加わるモーメントを示す図。 図８は、支持点の高さ方向位置を調整する昇降装置を示す拡大図。 図９は、図８に示す昇降装置を用いてブロックを上昇させた場合を示す拡大図。 図１０は、昇降装置の変形例を示す拡大図。 図１１は、昇降装置の他の変形例を示す拡大図。 図１２は、昇降装置の他の変形例を示す拡大図。 図１３は、ノズルタッチ機構の変形例を示す拡大図。 図１４は、本発明の第２の実施の形態におけるノズルタッチ機構の概略図（ノズルタッチ力を印加していない状態）。 図１５は、本発明による第２の実施の形態におけるノズルタッチ機構の概略図（ノズルタッチ力を印加した状態）。 図１６は、ノズルタッチ機構を示す拡大平面図であって、図１４のXVI方向矢視図。 図１７は、プリロード調整機構を示す拡大平面図。 図１８は、倍力機構を示す拡大平面図。 図１９は、本発明の第３の実施の形態におけるノズルタッチ機構を示す概略図（ノズルタッチ力を印加していない状態）。 図２０は、本発明の第３の実施の形態におけるノズルタッチ機構を示す概略図（ノズルタッチ力を印加した状態）。 図２１は、一般的な射出成形サイクルの説明図。

　（第１の実施の形態）
　以下に本発明による第１の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

　まず、図１乃至図７を用いて本発明による第１の実施の形態での射出成形機のノズルタッチ機構の構成について説明する。

　図１および図２は、本発明による第１の実施の形態に係る射出成形機のノズルタッチ機構の概要図である。このうち図１は、ノズルから金型に対してノズルタッチ力を印加していない状態を示しており、図２は、ノズルから金型に対してノズルタッチ力を印加した状態を示している。また、図３は、連結機構の構成を示す図であって、図１のIII方向矢視図であり、図４は、連結機構および弾性体の周囲の構成を示す概略平面図であって、図１のIV方向矢視図である。

　図１乃至図４に示すように、ノズルタッチ機構５０は、ベースフレーム６と、ベースフレーム６上に固定された固定プラテン４とを備えている。固定プラテン４には、金型５が取り付けられている。

　また、固定プラテン４には、該固定プラテン４に取り付けられた金型５のスプールにノズル３を接触させて、押圧させるためのノズル挿入用孔２３が設けられている。

　さらに、固定プラテン４は、ボルト（連結具）１９により直接的に、またはブロック（物体）３６（図５参照）を介して間接的に連結機構７に連結されている。この場合、固定プラテン４と連結機構７とが連結される支持点（ボルト１９またはブロック３６の位置）は、ノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して水平な軸Ｘ（あるいはノズル３の中心）よりも上方に位置している。

　一方、連結機構７にはロッド４１の一端が連結固定され、このロッド４１の他端には後述する取付板４０およびばね１８を介してナット部１２が連結されている。ナット部１２は、ベースフレーム６に対して係止位置（図４参照）から固定プラテン４側に移動しないように取付板４０及びロッド４１に支持されており、かつナット部１２は、ボールねじ軸１１（移動機構）に回転不可に螺合されている。このナット部１２は、ボールねじ軸１１に螺合され、ボールねじ軸１１に対してボールねじ軸１１の長手方向に沿って相対的に移動自在となっている。

　また、ボールねじ軸１１の一端１１ａは、モータ部１４（駆動機構）に連結されている。

　ボールねじ軸１１の他端１１ｂには軸受けユニット１０が連結されている。なお、軸受けユニット１０は、ボールねじ軸１１を回転方向には移動自在で軸方向には移動不能に支持している。この軸受けユニット１０は、基台１３の前面に固定されており、基台１３とともにボールねじ軸１１の長手方向に往復移動可能となっている。そのため、軸受けユニット１０がボールねじ軸１１の長手方向に往復移動をすると、ボールねじ軸１１もまたボールねじ軸１１の長手方向に往復移動をする。

　また、連結機構７は、ベースフレーム６上に設けられたガイドレール２７（案内機構）に沿って、ボールねじ軸１１の長手方向に往復移動することができるようにベースフレーム６に支持されている。

　これにより、連結機構７がベースフレーム６に対して浮き上がることを防止している。また、ボールねじ軸１１が曲げられることも抑止している。

　基台１３は、ベースフレーム６上に設けられたガイドレール２０に沿って、軸受けユニット１０と一体となって、ボールねじ軸１１の長手方向に往復移動することができるように構成されている。

　また、射出機構１は基台１３上に載置されており、射出機構１と基台１３とは、旋回軸となるピン２１で連結されている。射出機構１は、ベースフレーム６上で固定プラテン４に対して接離する方向に移動可能に設けられている。

　モータ部１４は、基台１３に取り付けられており、この基台１３を介して射出機構１を移動させることにより、ノズル３から金型５に対して押圧力（ノズルタッチ力）を与えるものである。モータ部１４は、ガイドレール２０上に移動可能、または基台１３に固定して設けられ、ベースフレーム６に対して水平移動可能となっている。

　射出機構１は、モータ部１４が駆動することにより、基台１３とともに固定プラテン４の方向に往復移動する。また射出機構１は、ピン２１を中心に基台１３上を旋回できるようになっている。

　また、射出機構１には、固定プラテン４に向かって加熱シリンダ２が取り付けられている。また、加熱シリンダ２の先端には、ノズル３が設けられている。

　本実施の形態において、図４に示すように、連結機構７とボールねじ軸１１とは、ロッド４１、取付板４０、ばね（弾性体）１８およびナット部１２を介して互いに連結されている。

　また、ボールねじ軸１１の他端１１ｂには軸受けユニット１０が図示しないベアリングを介して支持されている。この軸受けユニット１０には、ロッド４１が通過する貫通孔１０ａが形成されており、ロッド４１の他端には取付板４０が連結されている。また、取付板４０は、ベースフレーム６に支持されている。また、取付板４０には、ボールねじ軸１１が通過する貫通孔４０ａと、ばね用ロッド４５が通過する貫通孔４０ｂとが形成されている。

　この場合、ばね１８は、ばね用ロッド４５の周囲であって、取付板４０とナット部１２との間に配置されている。また、ベースフレーム６の上面には、保持部材４４が突設されている。そしてノズル３から金型５に対して押圧力（ノズルタッチ力）が印加されていない場合（図１および図４参照）、ナット部１２が保持部材４４に当接し、係止保持されるようになっている。

　この場合、ノズル３から金型５に対して押圧力（ノズルタッチ力）が印加されていないとき、ナット部１２が保持部材４４に係止保持され、ばね１８にプリロードが付加されることによって、取付板４０およびロッド４１が固定プラテン４に対して金型５の反対側に引っ張られる。

　ばね１８は、モータ部１４によってノズル３から金型５に対して押圧力（ノズルタッチ力）が印加されていないとき（図１）、ベースフレーム６に対して連結機構７を固定プラテン４から離れる方向（図１の右方向）に押圧することを可能にする役割を果たす。

　ばね１８には予めプリロードが付加されており、金型５に対してノズルタッチ力が印加されていないとき（図１）、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントをばね１８のプリロード（スプリング力）の反力により相殺し、金型５を取り付けた状態で固定プラテン４をベースフレーム６に対して垂直に保つようにする。なお、保持部材４４をボールねじ軸１１の長手方向に沿って移動可能とすることにより、保持部材４４と取付板４０との距離を変化させ、プリロードの値を調整できるようにしても良い。

　このようなノズルタッチ機構５０と、図示しない型締め機構等とにより、射出成形機６０が構成される。本実施の形態において、このような射出成形機６０も提供する。

　次に、本実施の形態での射出成形機の作用について説明する。

　まず、金型５が取り付けられていない状態で、固定プラテン４をベースフレーム６に対して垂直となるようにしておく。

　次に、固定プラテン４に金型５を取り付ける。

　次に、ボルト１９により固定プラテン４に連結機構７を直接またはブロック３６（図５参照）を介して取り付ける。固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との取り付け位置（支持点）は、予め決められた位置とされている（後述）。

　このように、金型５を固定プラテン４に取り付けた状態では、金型５の重量により固定プラテン４はベースフレーム６に対して金型５の方（図１の左方向）へ傾くモーメントが働く。

　これに対して本実施の形態においては、ベースフレーム６に対して連結機構７を固定プラテン４から離れる方向に押圧することを可能にするばね１８が設けられている。

　このばね１８は、プリロードを付加することにより、取付板４０およびロッド４１を射出機構１側に押圧するとともに、連結機構７を固定プラテン４から離れる方向に引っ張る作用を与える。

　つまり、ばね１８のプリロードの反力により、取付板４０およびロッド４１が連結機構７およびボルト１９などを介して固定プラテン４を射出機構１側に引っ張るモーメントを発生させる。この取付板４０およびロッド４１が連結機構７およびボルト１９などを介して固定プラテン４を射出機構１側に引っ張るモーメントにより、ノズルタッチ力が印加されていない状態で、金型５の重量によって固定プラテン４に働くモーメントを相殺し、固定プラテン４をベースフレーム６に対して垂直に保つことができる。

　本実施の形態においては、さらに、型締工程Ｓ１０１時、あるいは型締工程Ｓ１０１の終了時（図２１参照）にノズル３から金型５に対してノズルタッチ力を印加した場合にも、固定プラテン４がベースフレーム６に対して垂直となる（図２）。

　具体的には、型締工程Ｓ１０１時、あるいは型締工程Ｓ１０１の終了時に、まず、射出機構１が前進するようにモータ部１４を駆動させる。

　ただし、射出機構１の前進とは、射出機構１が固定プラテン４に接近する方向に移動することである。

　これによりボールねじ軸１１が回転する。また、ナット部１２が取付板４０を介してベースフレーム６に支持されていることより、ボールねじ軸１１が回転すると、ボールねじ軸１１およびモータ部１４は、固定プラテン４に接近する方向に移動する。

　これにより、射出機構１は、軸受けユニット１０および基台１３とともに固定プラテン４に向かって前進する。

　そして、射出機構１に取り付けられた加熱シリンダ２の先端にあるノズル３が、金型５に接触し、さらに金型５を押圧することによりノズルタッチ力が発生する。

　このノズルタッチ力の反力により、ボールねじ軸１１は、ナット部１２をモータ部１４側に移動させ、（ばね１８を縮めるから）取付板４０を押圧し、ロッド４１を固定プラテン４から離れる方向に引っ張る。このときナット部１２は保持部材４４から離間する。

　これにより、連結機構７は、ノズルタッチ力によって射出機構１の方に引っ張られる。

　また、固定プラテン４は、連結機構７に直接またはブロック３６を介して支持されているため、固定プラテン４もまた上記のノズルタッチ力により射出機構１の方へ引っ張られる。従って、固定プラテン４には上記のノズルタッチ力により射出機構１の方へ引っ張られるモーメントが働く。

　また、この時の固定プラテン４を射出機構１の方へ引っ張るモーメントの力点位置は、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点の位置によって決まる。

　また一方で、金型５が固定プラテン４に取り付けられていることから、固定プラテン４には、金型５に加わるノズルタッチ力によりノズル挿入用孔２３の中心軸位置を力点位置とする、金型５の方へ引っ張るモーメントが発生している。

　ここで、固定プラテン４に加わるモーメントの支点位置は、固定プラテン４の底面である。

　そのため、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点がノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して水平な軸Ｘよりも上方にあることから、ボールねじ軸１１が連結機構７を引っ張る力によって発生するノズルタッチ力によるモーメントの方が、金型５に加わるノズルタッチ力によるモーメントよりも、ノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して水平な軸Ｘよりも上方にある分大きなものになる。

　しかしながら、後述するように、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点位置は、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントと等しくなるように決められている。

　そのため、このボールねじ軸１１が連結機構７を引っ張る力によって発生するノズルタッチ力によるモーメントと、金型５に加わるノズルタッチ力によるモーメントとの差は、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントと等しいことになる。

　つまり、ボールねじ軸１１が連結機構７を引っ張る力によって発生するノズルタッチ力によるモーメントと、金型５に加わるノズルタッチ力によるモーメントとの差によってもたらされる、固定プラテン４を射出機構１側に引っ張るモーメントは、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントによって相殺される。

　即ち、固定プラテン４を金型５の方へ傾かせるモーメントと固定プラテン４を射出機構１の方へ傾かせるモーメントとが等しくなる。

　よって、固定プラテン４はベースフレーム６に対して垂直状態を維持する。

　従って、固定プラテン４はノズルタッチ力を印加している時もベースフレーム６に対して垂直となり、該固定プラテン４に取り付けられている金型５もまたベースフレーム６に対して垂直となる。

　そして、固定プラテン４及び該固定プラテン４に取り付けられている金型５は、型締工程Ｓ１０１（図２１参照）での型閉動作または型締動作の終了後から、射出工程Ｓ１０２、保圧工程Ｓ１０３、冷却工程Ｓ１０４、型開き工程Ｓ１０５の開始前でのノズルタッチ力の印加を終了させるまでの間、ノズルタッチ力によりベースフレーム６に対して垂直状態を維持する。

　また、射出成形サイクルＳ１００を連続で行う場合、即ち射出成形動作を連続で行う場合には、固定プラテン４及び該固定プラテン４に取り付けられている金型５は、連続での射出成形サイクルＳ１００の動作を行う最初の型締工程Ｓ１０１での型閉動作または型締動作の終了後から、射出成形サイクルＳ１００の連続動作が終了するまで、即ち射出成形サイクルＳ１００の連続動作が終了する時の型開き工程Ｓ１０５の開始前でのノズルタッチ力の印加を終了させるまでの間、ノズルタッチ力によりベースフレーム６に対して垂直状態を維持し続けることもある。

　次に、図６および図７により、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点の高さ位置を求める方法について説明する。

　まず、金型５に対してノズルタッチ力が印加されていないとき、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントは、ばね１８のプリロード（スプリング力）の反力により相殺され、これにより固定プラテン４はベースフレーム６に対して垂直に保たれる。

　このように、固定プラテン４に働くモーメントが相殺される条件は、以下のとおりである（図６参照）。

　Ｆ_ｐＬ_２＝Ｍ_ｍ・・・式（１）
　ここで、Ｆ_ｐはばね１８のプリロード（スプリング力）の大きさであり、Ｌ_２はベースフレーム６の上面から固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点までの距離であり、Ｍ_ｍは金型５の重量によって発生するモーメントである。

　一方、金型５に対してノズルタッチ力が印加されているとき、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントは、ノズルタッチ力により相殺される。具体的には、金型５に対してノズルタッチ力が印加されているとき、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントは、ボールねじ軸１１が連結機構７を引っ張る力によって発生するノズルタッチ力によるモーメントと金型５に加わるノズルタッチ力によるモーメントとの差により相殺される。これにより固定プラテン４はベースフレーム６に対して垂直に保たれる。

　このように、固定プラテン４に働くモーメントが相殺される条件は、以下のとおりである（図７参照）。

　Ｆ_ｎＬ_１＋Ｍ_ｍ＝Ｆ_ｎＬ_２・・・式（２）
　ここで、Ｆ_ｎはノズルタッチ力の大きさであり、Ｌ_１はベースフレーム６の上面からノズル３の中心までの距離である。

　上記式（１）および式（２）より、
　Ｌ_２＝Ｌ_１×Ｆ_ｎ／（Ｆ_ｎ－Ｆ_ｐ）・・・式（３）
　となる。

　ここで、Ｌ_１は上記のようにベースフレーム６の上面からノズル３の中心までの距離であるため、予め算出することができ、既知である。また、Ｆ_ｎは射出機構１の仕様値としても用いられるため、予め算出されることができ、既知とすることができる。さらに、Ｆ_ｐはばね１８等の構造から理論的に予め算出することができるため、既知である。したがって、上記式（３）により、Ｌ_２を算出することが可能である。このようにして、ベースフレーム６の上面から固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点までの距離が定められる。

　次に、本実施の形態による射出成形機のノズルタッチ機構の効果について説明する。

　本実施の形態によるノズルタッチ機構５０によれば、連結機構７は、ノズル３の中心より上方に位置する支持点において固定プラテン４に連結されている。また、モータ部１４によってノズル３から金型５に対してノズルタッチ力が印加されていないとき、ベースフレーム６に対して連結機構７を固定プラテン４から離れる方向に押圧することを可能にするばね１８が設けられている。

　これにより、ノズル３から金型５にノズルタッチ力を印加している間のみならず、ノズルタッチ力を印加していない間においても、固定プラテン４及び該固定プラテン４に取り付けられた金型５が傾くことを防止することができる。

　このようにノズルタッチ力が印加されていない間、固定プラテン４の傾き（曲げモーメント）を防止することにより、固定プラテン４が負荷を受け続けることを防止し、経年劣化により固定プラテン４が変形することを防止することができる。また、ノズルタッチ力が印加されていない状態（間）でも、金型５の破損もなく、型開閉可能である。

　また、ノズルタッチ力を印加している間、固定プラテン４及び該固定プラテン４に取り付けられた金型５が傾くことを防ぐことにより、型開閉時に固定プラテン４がベースフレーム６に対して垂直状態を維持しているため、金型５や金型５のガイドピンなどの破損を防ぐことができる。

　以下、図８乃至図１３を参照して、本実施の形態の各種変形例について説明する。図８乃至図１３において、図１乃至図７に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

　図８乃至図１２は、昇降装置等によって支持点の高さ方向の位置を調整可能とした構成を示している。すなわち、図１乃至図７に示す実施の形態において、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６とは、高さ方向に対して一定の位置に連結されている。しかしながら、これに限られるものではなく、図８乃至図１２に示すように、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点をＺ軸方向つまりベースフレーム６に対して垂直な方向に調整可能としても良い。このようにすれば、金型交換により金型５の重量が変わったとしても、都度金型重量に合った固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点をより容易に求められ、より容易に固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との支持点位置の調整をすることができるようになる。

　例えば、図８および図９に示すように、連結機構７または固定プラテン４にジャッキ部３０（ねじ式）などの昇降装置を取り付け、該昇降装置を動作させることで、固定プラテン４と連結機構７またはブロック３６との取り付け位置（支持点）を調整するようにしても良い。

　具体的には、連結機構７または固定プラテン４に昇降装置の一例であるジャッキ部３０を取り付け、該ジャッキ部３０の構成部品である調整ブラケット３３とブロック３６とをボルト３５で連結させている。また、符号３１、３２はそれぞれねじおよびナットを示している。

　そして、ジャッキ部３０をジャッキアップ等の動作により、ブロック３６をＺ軸方向、つまりベースフレーム６に対して垂直な方向に移動し、ブロック３６の取り付け位置を調節する。また、ブロック３６には、上述したボルト１９が挿通されており、ボルト１９は、連結機構７の長穴３８に沿って連結機構７に対してＺ軸方向（上下方向）に移動可能となっている。さらに、固定プラテン４には、上下方向（Ｚ軸方向）に沿って複数の取付孔２８が形成され、ボルト１９の先端部は取付孔２８に螺着されている。

　この時のジャッキ部３０の動作については、ねじ式ジャッキの従来技術を用いることとし、詳しい説明を省略する。

　なお、昇降装置としては、図８および図９に示すものに代えて、図１０に示すものを用いても良い。図１０において、図８および図９に示す調整ブラケット３３およびブロック３６を一体にした構成からなるブロック３４を用いている。このブロック３４を、ジャッキ部３０などの昇降装置の動作により、Ｚ軸方向つまりベースフレーム６に対して垂直な方向に移動させ、ブロック３４の取り付け位置を調節するようにしてもよい。

　あるいは、昇降装置としては図１１に示すものを用いても良い。図１１において、固定プラテン４とブロック３６との間に、もう一つの連結機構（第２の連結機構）９２を設けている。この第２の連結機構９２は、ボルト９４によって固定プラテン４に連結されている。この場合、第２の連結機構９２とブロック３６との接触位置及びブロック３６と連結機構７との接触位置がノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して平行な軸Ｘよりも上方に位置するならば、第２の連結機構９２と固定プラテン４との連結位置は、ノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して平行な軸Ｘよりも下方に位置していても良い。

　第２の連結機構９２は断面略Ｌ字形状を有しており、その垂直部分には、連結機構（第１の連結機構）７と同様に、長穴９３が形成されている。この第２の連結機構９２の長穴９３には、固定プラテン４側からボルト９１が挿入され、このボルト９１は、ブロック３６の固定プラテン４側の面に螺着されている。一方、連結機構７の長穴３８には、射出機構１側からボルト１９が挿入され、このボルト１９は、ブロック３６の連結機構７側の面に螺着されている。

　図１１において、ジャッキ部３０をジャッキアップ等の動作により、ブロック３６、ボルト１９およびボルト９１を一体として上下方向に移動し、これにより支持点の位置を調節することができる。

　また、図８乃至図１１において、ジャッキ部３０（ねじ式）としては、ねじ式ジャッキの動作方法として、従来より普通形ねじジャッキ、ラチェット式ねじジャッキ、軸受付ねじジャッキといういくつかの方法が知られているが、本発明ではどの動作方法を用いてもよい。

　また、図８乃至図１１では、ジャッキ部３０の動作手段としてねじ式を用いているが、本発明においては、それに限るものではない。例えば、ジャッキ部３０の動作手段として、油圧式や空気式やラック駆動式など任意の動作手段を採用することができる。

　即ち、ジャッキ部３０を用いて、ブロック３６やブロック３４を、Ｚ軸方向、つまりベースフレーム６に対して垂直な方向に移動させる方法は、特に限定されない。

　また、図８乃至図１１では昇降装置としてジャッキを用いたが、昇降装置は、ジャッキに限るものではなく、特に限定されない。即ち、昇降装置は、連結機構７または固定プラテン４に備え付けることができ、ブロック３６やブロック３４をＺ軸方向つまりベースフレーム６に対して垂直な方向に移動させることができるものであれば何でもよい。

　あるいは、図１２に示すように、連結機構７に複数個のボルト１９用のねじ穴２６を設けても良い。複数個のねじ穴２６は、ノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して水平な軸Ｘ（ノズル３の中心）よりも上方の位置に、Ｚ軸方向つまりベースフレーム６に対して垂直な方向に所定間隔で配置されている。また、固定プラテン４には、連結機構７の各ねじ穴２６に対応する位置に取付孔２８が形成されている。さらに、固定プラテン４と連結機構７との間には、ブロック３６が介在されている。このような構成により、所定のねじ穴２６および取付孔２８を選択することによりボルト１９またはブロック３６の取り付け位置（支持点）を調整することができる。

　なお、複数個のねじ穴２６および取付孔２８は、図１２に示すように一定間隔ごとにする必要はなく、ねじ穴２６同士および取付孔２８同士の間隔は、一定であっても一定でなくてもよい。

　さらに、上記において、連結機構７と固定プラテン４との支持点は、連結機構７から見て固定プラテン４側に位置しているが、これに限られるものではない。例えば、図１３に示すように、連結機構７と固定プラテン４との支持点は、連結機構７から見て射出機構１側に位置していても良い。

　すなわち図１３において、固定プラテン４に、ボルト９により連結管８を介して連結部品１７が連結されている。連結管８は、連結機構７を貫通して配置されている。また、連結部品１７はブロック１５（物体）を介して連結機構７に支持されている。この場合、連結部品１７とブロック１５との接触位置及びブロック１５と連結機構７との接触位置がノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して平行な軸Ｘよりも上方に位置するならば、連結管８と固定プラテン４との連結位置は、ノズル挿入用孔２３の中心を通るベースフレーム６に対して平行な軸Ｘよりも下方に位置していても良い。

　さらに、連結機構７にジャッキ部３０（ねじ式）などの昇降装置を取り付け、該昇降装置を動作させることで、ブロック１５の取り付け位置を調整している。具体的には、連結機構７にジャッキ部３０を取り付け、該ジャッキ部３０の構成部品である調整ブラケット３３とブロック１５とをボルト３５で連結させている。なお、ジャッキ部３０の構成は、図８乃至図１２に示す構成と略同様であるため、詳細な説明は省略する。

　この場合、連結機構７と固定プラテン４との支持点は、ブロック１５の位置によって定まり、すなわち連結機構７から見て射出機構１側に位置している。

　（第２の実施の形態）
　次に、図１４乃至図１６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４乃至図１６は本発明の第２の実施の形態を示す図である。このうち図１４は、ノズルから金型に対してノズルタッチ力を印加していない状態を示しており、図１５は、ノズルから金型に対してノズルタッチ力を印加した状態を示しており、図１６は、連結機構の構成を示す概略平面図であって、図１４のXVI方向矢視図である。

　図１４乃至図１６に示す第２の実施の形態は、ばね１８の取り付け位置や、ボールねじ軸１１周囲の構成等が異なるものであり、他の構成は上述した第１の実施の形態と略同一である。図１４乃至図１６において、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

　図１４乃至図１６に示すノズルタッチ機構５０において、連結機構７には、ばね１８およびロッド４１を介してナット部１２が連結されている。ナット部１２は、ボールねじ軸１１に螺合され、ロッド４１に支持されている。ナット部１２は、ベースフレーム６に支持され、又はベースフレーム６の上方でベースフレーム６から離間した状態で移動自在に配置されている。

　ボールねじ軸１１の他端１１ｂには軸受けユニット１０が連結されており、軸受けユニット１０は、基台１３の前面に固定されており、基台１３とともにボールねじ軸１１の長手方向に往復移動可能となっている。

　本実施の形態において、連結機構７とボールねじ軸１１とは、ばね（弾性体）１８、取付板４２、ロッド４１およびナット部１２を介して連結されている。このばね１８は、その一端が連結機構７に取り付けられるとともに、他端が取付板４２、ロッド４１およびナット部１２を介してボールねじ軸１１に取り付けられている。

　また、軸受けユニット１０には、ロッド４１が通過する貫通孔１０ａが形成されており（図１６参照）、ロッド４１の他端には取付板４２が連結されている。また、連結機構７は、ノズル３の移動方向に対して直交する方向に延びる連結板７ａを有している。この連結板７ａにはロッド４１が通過する貫通孔７ｂが形成されている。

　この場合、ばね１８は、ロッド４１の周囲であって、取付板４２と連結板７ａとの間に配置されている。すなわち、ばね１８は、その一端が連結機構７の連結板７ａに取り付けられるとともに、他端が取付板４２およびロッド４１を介してボールねじ軸１１に取り付けられている。

　このように、連結機構７は、ばね１８、取付板４２、ロッド４１およびナット部１２を順次介してボールねじ軸１１に連結されている。

　また、ロッド４１の途中には係止板４３が固定されている。さらに、ベースフレーム６の上面には、保持部材４４が突設されている。

　この場合、ノズル３から金型５に対して押圧力（ノズルタッチ力）が印加されていないとき、ばね１８によってロッド４１、ナット部１２およびボールねじ軸１１が固定プラテン４側に引っ張られる。

　このとき、係止板４３が保持部材４４に当接するため、ボールねじ軸１１がナット部１２、ロッド４１および係止板４３を介して保持部材４４に係止保持されるようになっている。このようにして、ばね１８にプリロードが付加される。

　ばね１８は、モータ部１４によってノズル３から金型５に対して押圧力（ノズルタッチ力）が印加されていないとき（図１４）、ベースフレーム６に対して連結機構７を固定プラテン４から離れる方向（図１４の右方向）に押圧することを可能にする役割を果たす。

　このばね１８には予めプリロードが付加されており、金型５に対してノズルタッチ力が印加されていないとき（図１４）、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントをばね１８のプリロード（スプリング力）の反力により相殺し、金型５を取り付けた状態で固定プラテン４をベースフレーム６に対して垂直に保つようにする。

　一方、ノズル３から金型５に対してノズルタッチ力が印加された場合（図１５）、ノズルタッチ力によりばね１８の力に抗して、ボールねじ軸１１は固定プラテン４から離れる方向に引っ張る。この場合においても、図１乃至図７に示す実施の形態と同様、ノズル３から金型５に対して加えられるノズルタッチ力により、固定プラテン４がベースフレーム６に対して垂直に保たれる。

　図１７は、図１４乃至図１６に示す構成において、ばね１８のプリロードを調整するプリロード調整機構を設けた構成を示している。

　すなわち図１７において、係止板４３にプリロード調整ねじ（プリロード調整機構）４５が設けられている。この場合、プリロード調整ねじ４５を適宜回転させることにより、係止板４３と保持部材４４との間の距離を変化させる。これにより、取付板４２を連結板７ａに対して接離させ、ばね１８に加わるプリロードの値を調整することができる。

　なお、プリロード調整機構としては図１７に示すものに限られない。プリロード調整機構は、例えばベースフレーム６に対する保持部材４４の位置を調整する機構であっても良い。あるいは、ロッド４１に対する係止板４３の取り付け位置を調整する機構であっても良い。あるいは、これらの機構を組合せたものであっても良い。

　図１８は、図１乃至図７、あるいは図１４乃至図１７に示す構成において、ばね１８のプリロード（スプリング力）を増強する倍力機構を設けた構成を示している。

　すなわち図１８において、ベースフレーム６の上面に、ばね１８単体によって生じるプリロードを増強して連結機構７に伝達する略Ｔ字状の回動部材（倍力機構）５３が設けられている。この場合、回動部材５３は、ベースフレーム６に対して垂直に延びる回転ピン（回転軸）５４を中心に、ベースフレーム６に対して回動自在となっている。

　また、ロッド４１には押圧板５５が固定されており、ばね１８は、取付板４２と押圧板５５との間に保持されている。

　さらに回動部材５３は、押圧板５５に当接する第１当接部５３ａと、連結機構７の連結板７ａに当接する第２当接部５３ｂとを有している。

　この場合、回転ピン５４から第１当接部５３ａまでの距離Ｌ_ａは、回転ピン５４から第２当接部５３ｂまでの距離Ｌ_ｂより長い（Ｌ_ａ＞Ｌ_ｂ）。したがって、ばね１８単体でのプリロードをＦ_２とし、回動部材５３から連結板７ａに加えられる力をＦ_１としたとき、Ｆ_１＝Ｆ_２×Ｌ_ａ／Ｌ_ｂとなり、連結板７ａに加えられる力を増強することができる。

　（第３の実施の形態）
　次に、図１９および図２０を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。図１９および図２０は本発明の第３の実施の形態を示す図である。このうち図１９は、ノズルから金型に対してノズルタッチ力を印加していない状態を示しており、図２０は、ノズルから金型に対してノズルタッチ力を印加した状態を示している。

　図１９および図２０に示す第３の実施の形態は、ばね１８の取り付け位置や、ボールねじ軸１１周囲の構成等が異なるものであり、他の構成は上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態と略同一である。図１９および図２０において、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

　図１９および図２０に示すノズルタッチ機構５０において、ばね１８は、その一端がベースフレーム６に取り付けられるとともに、他端が連結機構７に取り付けられている。

　図１９および図２０において、ナット部１２は、基台１３の内部に取り付けられており、基台１３は、ベースフレーム６上に設けられたガイドレール２０に沿って、モータ部１４とは独立してボールねじ軸１１の長手方向に往復移動することができるように構成されている。

　また、連結機構７には軸受けユニット１０が直接固定され、軸受けユニット１０にはボールねじ軸（移動機構）１１が連結されている。また、ばね（弾性体）１８は、その一端がベースフレーム６に取り付けられるとともに、他端が連結機構７に取り付けられている。

　この場合、ばね１８にはプリロードが付加されており、このばね１８の反力によって連結機構７は固定プラテン４から離れる方向（図１９の右方向）に押圧されている。このため、固定プラテン４には、ベースフレーム６に対して金型５と反対の方（図１９の右方向）へ傾くモーメントが働く。

　これにより、金型５の重量によって発生する固定プラテン４に働くモーメントをばね１８のプリロード（スプリング力）の反力を利用して相殺し、ノズルタッチ力が印加されていない状態で、固定プラテン４をベースフレーム６に対して垂直に保つことができる。

　一方、ノズル３から金型５に対してノズルタッチ力が印加された場合、ノズルタッチ力によりばね１８の力に抗して、ボールねじ軸１１は固定プラテン４から離れる方向に引っ張る。この場合においても、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様、ノズル３から金型５に対して加えられるノズルタッチ力により、固定プラテン４がベースフレーム６に対して垂直に保たれる。

　なお、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組み合わせることも可能である。あるいは、上記実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

Claims (8)

1. 　ノズルタッチ機構であって、
   　ベースフレームと、
   　前記ベースフレームに固定され、金型が取り付けられる固定プラテンと、
   　前記固定プラテンに対して接離する方向に移動可能な射出機構と、
   　前記射出機構に取り付けられたノズルと、
   　前記射出機構を前記固定プラテンに対して接離する方向に移動させる移動機構と、
   　前記移動機構の一端に連結され、前記射出機構を前記固定プラテン方向に移動させることにより前記ノズルから前記金型に対して押圧力を与える駆動機構と、
   　前記移動機構に連結されるとともに、前記ノズルの中心より上方に位置する支持点で前記固定プラテンに直接的または間接的に連結された連結機構と、
   　前記駆動機構によって前記ノズルから前記金型に対して押圧力が印加されていないとき、前記ベースフレームに対して前記連結機構を前記固定プラテンから離れる方向に押圧することを可能にする弾性体とを備えたことを特徴とするノズルタッチ機構。
2. 　前記移動機構に対して相対的に移動可能なナット部を更に備え、前記弾性体は、一端がロッドを介して前記連結機構に連結されるとともに、他端が前記ナット部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のノズルタッチ機構。
3. 　前記移動機構に対して相対的に移動可能なナット部を更に備え、前記弾性体は、一端がロッドおよび前記ナット部を介して前記連結機構に連結されるとともに、他端が前記移動機構に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のノズルタッチ機構。
4. 　前記弾性体は、一端が前記ベースフレームに取り付けられるとともに、他端が前記連結機構に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のノズルタッチ機構。
5. 　前記連結機構および前記固定プラテンのうちの少なくとも一方に昇降装置を設け、前記昇降装置によって前記支持点の高さ方向の位置を調整可能にすることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のノズルタッチ機構。
6. 　前記弾性体のプリロードを調整するプリロード調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のノズルタッチ機構。
7. 　前記弾性体のプリロードを増強する倍力機構が設けられていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のノズルタッチ機構。
8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のノズルタッチ機構を備えた射出成形機。

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