(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明に係る射出成形機の型締装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【0016】
〔実施の形態1〕
[射出成形機の構成]
図1は射出成形機10の概略的な外観構成を示す図である。射出成形機10は、ベースフレーム12と、ベースフレーム12上に設置された型締装置14及び射出装置16とを備えている。
【0017】
(型締装置の構成)
型締装置14は、固定プラテン18、リアプラテン20及び四本のタイバー22を有している。タイバー22は固定プラテン18とリアプラテン20とを連結している。タイバー22は互いに平行となるように配置されている。固定プラテン18とリアプラテン20との間に、可動プラテン24が設けられている。ベースフレーム12上には、
図2において左右方向に溝12aが切られている。溝12aはベースフレーム12の幅方向に離間して複数本(本実施の形態では二本)設けられている。固定プラテン18はベースフレーム12上に移動不能に固定されている。リアプラテン20はスライドプレート20aを介してベースフレーム12上に設置されている。スライドプレート20aはベースフレーム12の溝12aに係合している。リアプラテン20は溝12aに沿ってベースフレーム12上を移動可能である。可動プラテン24は、スライドプレート24aを介してベースフレーム12上に設置されている。スライドプレート24aはベースフレーム12の溝12aに係合している。可動プラテン24は溝12aに沿ってベースフレーム12上を移動可能である。固定プラテン18と可動プラテン24との間が型締空間となる。固定プラテン18の可動プラテン24側には固定金型26が取り付けられている。可動プラテン24の固定プラテン18側には可動金型28が取り付けられている。
【0018】
リアプラテン20と可動プラテン24との間には、トルグリンク(リンク)30が設けられている。トルグリンク30は、クロスリンク32を介してクロスヘッド34と接続している。クロスヘッド34にはボールねじナット36が連結されている。ボールねじナット36にはボールねじ軸38が螺合されている。ボールねじ軸38は、回転自在ではあるものの、軸方向の移動は規制された状態でリアプラテン20に支持されている。
【0019】
ボールねじ軸38のボールねじナット36と螺合する側とは反対の端部には、ボールねじ軸38を回転駆動する型開閉用モータ(駆動モータ)40の駆動軸40aが連結されている。ボールねじ軸38と駆動軸40aとはカップリング42を介して同軸上で直接連結されている。この構造を直結構造と称する。ボールねじ軸38と駆動軸40aとの間をプーリとベルトによって連結する構造に比べて、直結構造はイナーシャが小さい。そのため、比較的小さなトルクの型開閉用モータ40を用いても、高速で回転させた後にすぐに停止させ、また、停止状態からすぐに高速で回転させることが可能となる。
【0020】
型開閉用モータ40が駆動することにより、ボールねじ軸38が回転(正転又は逆転)する。ボールねじ軸38の回転により、ボールねじナット36に連結されたクロスヘッド34がボールねじ軸38上を前方又は後方(
図1において右方又は左方)に移動する。クロスヘッド34の移動により、クロスリンク32及びトルグリンク30を介して、可動プラテン24はタイバー22に沿って前方又は後方(
図1において右方又は左方)に移動する。
【0021】
可動プラテン24が前方に移動すると、固定金型26に対して可動金型28が当接し金型が閉じる。可動プラテン24が後方に移動すると、固定金型26に対して可動金型28が離れ金型が開く。
【0022】
型締装置14は、エジェクタ機構44を有している。エジェクタ機構44は、可動金型28から成形品を取り出すための機構である。エジェクタ機構44は、エジェクタ用モータ46、ドライブプーリ48、ベルト50、ドリブンプーリ52、ボールねじナット54、ボールねじ軸56、エジェクタピン58を有している。
【0023】
エジェクタ用モータ46の駆動軸46aには、駆動軸46aとともに一体に回転するドライブプーリ48が設けられている。ドライブプーリ48とドリブンプーリ52との間にはベルト50が巻回されている。ドリブンプーリ52の内周側には、ドリブンプーリ52と一体に回転するボールねじナット54が設けられている。ボールねじナット54は、ボールねじ軸56と螺合している。ボールねじ軸56の先端にはエジェクタピン58が連結されている。エジェクタピン58は先端側の一部が可動金型28内に挿入されている。
【0024】
エジェクタ用モータ46が駆動することにより、ドライブプーリ48、ベルト50、ドリブンプーリ52を介してボールねじナット54が回転(正転又は逆転)する。ボールねじナット54の回転によりボールねじ軸56が前方又は後方(
図1において右方又は左方)に移動する。ボールねじ軸56の移動に伴ってエジェクタピン58が前方又は後方に移動する。エジェクタピン58が前方(
図1において右方)に移動すると、可動金型28から成形品が押し出され、可動金型28から成形品が取り出される。
【0025】
型締装置14は、型厚調整機構60を有している。型厚調整機構60は、固定金型26及び可動金型28の厚さに応じてリアプラテン20を前後方向(
図1において左右方向)に移動させるための機構である。型厚調整機構60は、型厚調整用モータ62、駆動ギア64、ナットギア66、リングギア68を有している。
【0026】
型厚調整用モータ62の駆動軸62aには、駆動軸62aとともに一体に回転する駆動ギア64が設けられている。駆動ギア64はナットギア66と噛合している。ナットギア66は、タイバー22の先端に形成されたねじ部22aに螺合している。またナットギア66は、リングギア68と噛合している。リングギア68は、四本のタイバー22により囲まれる領域内に配置され、それぞれのタイバー22のねじ部22aと螺合するナットギア66と噛合している。
【0027】
型厚調整用モータ62を駆動することにより、駆動ギア64を介してナットギア66が回転(正転又は逆転)する。各タイバー22に設けられたナットギア66はリングギア68と噛合していため、各ナットギア66は同期して回転する。ナットギア66の回転に伴ってリアプラテン20が前方又は後方(
図1において右方又は左方)に移動する。リアプラテン20の移動に伴って可動プラテン24が移動し、固定金型26及び可動金型28の厚さに応じて可動プラテン24と固定プラテン18との距離を調整することができる。
【0028】
(射出装置の構成)
射出装置16は、ノズル70、シリンダ72、スクリュ74、ホッパ76、ヒータ78を有する。ノズル70はシリンダ72の先端に設けられている。シリンダ72は中空の部材であって、シリンダ72内にスクリュ74が挿通されている。シリンダ72にはホッパ76が接続されている。ホッパ76から樹脂材料が投入され、投入された樹脂材料はシリンダ72内に供給される。シリンダ72の外周にはヒータ78が設けられている。ホッパ76から投入された樹脂材料がペレット状であるときには、ヒータ78によって樹脂材料は溶融される。なお、ホッパ76から投入される樹脂材料は溶融した樹脂であってもよい。
【0029】
射出装置16は、スクリュ駆動機構80を有している。スクリュ駆動機構80は、プッシュプレート92に設けられている。プッシュプレート92は、エクストルーダベース90に前後方向(
図1において左右方向)に移動可能に設けられている。スクリュ駆動機構80は、スクリュ74を回転駆動させるための機構である。スクリュ駆動機構80は、スクリュ駆動用モータ82、ドライブプーリ84、ベルト86、ドリブンプーリ88を有している。
【0030】
スクリュ駆動用モータ82の駆動軸82aには、駆動軸82aとともに一体に回転するドライブプーリ84が設けられている。ドライブプーリ84とドリブンプーリ88との間にはベルト86が巻回されている。ドリブンプーリ88は、スクリュ74と一体に回転する。
【0031】
スクリュ駆動用モータ82が駆動することにより、ドライブプーリ84、ベルト86、ドリブンプーリ88を介してスクリュ74が回転する。スクリュ74の回転により、ホッパ76から投入された樹脂材料がノズル70側に送られる。
【0032】
射出装置16は射出機構94を有している。射出機構94はエクストルーダベース90に設けられている。射出機構94はノズル70から樹脂材料を射出するための機構である。射出機構94は、射出用モータ96、ドライブプーリ98、ベルト100、ドリブンプーリ102、ボールねじ軸104、ボールねじナット106を有している。
【0033】
射出用モータ96の駆動軸96aには、駆動軸96aとともに一体に回転するドライブプーリ98が設けられている。ドライブプーリ98とドリブンプーリ102との間にはベルト100が巻回されている。ドリブンプーリ102は、ボールねじ軸104と一体に回転する。ボールねじナット106は、プッシュプレート92に連結している。ボールねじナット106には、ボールねじ軸104が螺合されている。
【0034】
射出用モータ96が駆動することにより、ドライブプーリ98、ベルト100、ドリブンプーリ102を介してボールねじ軸104が回転する。ボールねじ軸104の回転により、ボールねじナット106に連結されたプッシュプレート92がボールねじ軸104上を前方又は後方(
図1において左方又は右方)に移動する。プッシュプレート92の移動により、スクリュ74はシリンダ72内を前方又は後方(
図1において左方又は右方)に移動する。スクリュ74がシリンダ72内を前方に移動することにより、シリンダ72の先端部分に貯留された樹脂材料がノズル70から射出される。
【0035】
射出装置16は、ノズルタッチ機構108を有している。ノズルタッチ機構108は、射出装置16全体をベースフレーム12に対して前方又は後方(
図1において左方又は右方)に移動させる機構である。
【0036】
ノズルタッチ機構108は、エクストルーダベース90、図示しないノズルタッチ用モータ、ボールねじ軸110を有している。エクストルーダベース90は、ベースフレーム12に前方又は後方(
図1において左方又は右方)に移動可能に設けられている。ノズルタッチ用モータの駆動軸にはボールねじ軸110が連結されている。ノズルタッチ用モータが駆動することにより、ボールねじ軸110が回転(正転又は逆転)する。ボールねじ軸110の回転により、エクストルーダベース90が前方又は後方(
図1において左方又は右方)に移動する。エクストルーダベース90が前方(
図1において左方)に移動すると、ノズル70の先端を固定金型26に押し付ける。
【0037】
[モータ固定部材及び支持部材の構成]
図2は型締装置14のリアプラテン20付近を示す拡大図である。
図3はリアプラテン20を型開閉用モータ40側(型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向)から見た図である。
図3では、ナットギア66、リングギア68はカバーに覆われているため見えていない。
図2では型厚調整用モータ62の記載は省略している。
図1では型厚調整用モータ62の位置を模式的に示していたため、
図1と
図3とでは型厚調整用モータ62の位置が異なっている。
【0038】
型開閉用モータ40は、モータ固定部材(固定部材)112を介してリアプラテン20に固定されている。モータ固定部材112は、有底カップ状に形成されている。モータ固定部材112はリアプラテン20に固定されている。モータ固定部材112の底部112aには型開閉用モータ40がボルト114により固定されている。底部112aには貫通孔112bが形成されている。型開閉用モータ40の駆動軸40aは貫通孔112bに挿入され、駆動軸40aの先端はモータ固定部材112内に侵入されている。駆動軸40aはモータ固定部材112内でカップリング42に連結されている。
【0039】
モータ固定部材112の下壁112cには、支持部材116がボルト118により固定されている。支持部材116はスライドプレート(可動支持部材)116aを介してベースフレーム12上に設置されている。スライドプレート116aはベースフレーム12の溝12aに係合している。支持部材116は溝12aに沿ってベースフレーム12上を前方又は後方(
図1において右方又は左方)に移動可能である。
【0040】
支持部材116を型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向から見たときに、支持部材116は略台形状に形成されている(
図3参照)。つまり、支持部材116のモータ固定部材112と連結する側(以下、上部116b)からベースフレーム12側(以下、下部116c)に向かうにしたがって、支持部材116は幅(
図3において左右方向長さ)が外側に広がるように形成されている。支持部材116の上部116bと下部116cの間の中間部116dは、幅方向に隣り合うタイバー22、22の軸よりも内側に配置されている。中間部116dの幅方向の両方の辺は、上部116bから下部116cにかけて略直線状に形成されている。支持部材116の下部116cの幅は、幅方向に隣り合うタイバー22、22の軸間距離よりも長くなるように形成されている。スライドプレート116aは支持部材116の幅方向に二か所設けられている。スライドプレート116aは、幅方向に隣り合うタイバー22、22の軸よりも外側に配置されている。
【0041】
[作用効果]
図4はリアプラテン20を型開閉用モータ40側(型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向)から見た図である。実施の形態1と異なり、
図4に示す図では支持部材116が設けられていない。
【0042】
型開閉用モータ40は、モータ固定部材112を介してリアプラテン20に固定されている。型開閉用モータ40が駆動すると、型開閉用モータ40の反力はモータ固定部材112で受けることとなる。そのため、モータ固定部材112が型開閉用モータ40の回転方向に変形し、モータ固定部材112が型開閉用モータ40の回転方向に振動するおそれがある。モータ固定部材112には型開閉用モータ40が固定されているため、モータ固定部材112の振動により型開閉用モータ40全体も振動する。この振動は、ボールねじ軸38にも回転方向の振動として伝達する。ボールねじ軸38の回転方向の振動は、ボールねじナット36において前後方向の振動に変換され、クロスヘッド34、クロスリンク32及びトルグリンク30を介して、可動プラテン24及び可動金型28を前後方向に振動させる。
【0043】
モータ固定部材112の振動を抑制するために、モータ固定部材112の剛性を高くすることが考えられる。モータ固定部材112内にはカップリング42が設けられている。モータ固定部材112をリアプラテン20に固定した後に、カップリング42を締結する。そのためモータ固定部材112には、カップリング42を締結する作業を行うための孔等を設ける必要がある。そのため、モータ固定部材112の剛性を高くすることが困難であった。
【0044】
仮にモータ固定部材112の剛性を高くした場合、リアプラテン20に伝達される型開閉用モータ40の反力が大きくなる。そのため、リアプラテン20が回転し、リアプラテン20とタイバー22を介して連結している可動プラテン24も回転するおそれがある。これにより可動金型28と固定金型26との間で金型のずれが生じるおそれがある。
【0045】
図5はリアプラテン20を型開閉用モータ40側(型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向)から見た図である。実施の形態1と異なり、
図5に示す図では支持部材116と異なる形状の支持部材120が設けられている。
【0046】
モータ固定部材112の振動を抑制する方法として、次に、モータ固定部材112に作用する型開閉用モータ40の反力を受ける支持部材120を設けることが考えられる。支持部材120は、実施の形態1の支持部材116と同様に、スライドプレート120aを介してベースフレーム12に設置されている。支持部材120はベースフレーム12上を前方又は後方(
図1において右方又は左方)に移動可能である。支持部材120を型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向から見たときに、支持部材120は、型開閉用モータ40の駆動軸40aの真下において、スライドプレート120aを介してベースフレーム12に支持されている。ここで、モータ固定部材112に
図5において反時計回りに型開閉用モータ40の反力が作用したと想定する。このとき、支持部材120のスライドプレート120aには
図5において右方向に力が作用する。
【0047】
支持部材120はリアプラテン20とともに前後方向(
図2において手前及び奥に向かう方向)に移動する必要がある。そのため、スライドプレート120aをベースフレーム12に固定することができない。したがって、スライドプレート120aは横方向(
図2において左右方向)の力を十分には受けることができない。型開閉用モータ40の反力を十分にスライドプレート120aからベースフレーム12側に伝達することができず、モータ固定部材112の振動を抑制することができない。
【0048】
そこで実施の形態1では、支持部材116を型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向から見たときに、支持部材116の上部116bから下部116cに向かうにしたがって、支持部材116を幅が外側に広がるように形成する。また、スライドプレート116aを支持部材116の下部116cの幅方向両端部に設ける。
【0049】
ここで、モータ固定部材112に
図3において反時計回りに型開閉用モータ40の反力が作用したと想定する。このとき、
図3において左側のスライドプレート116aには右下方向に力Faが作用する。この力Faは、重力方向成分の力Fbと水平方向成分の力Fcとに分解することができる。スライドプレート116aは、重力方向成分の力Fbを受けることができ、力Fbをベースフレーム12に伝達することができる。
図5に示すように、型開閉用モータ40の駆動軸40aの真下においてスライドプレート120aが支持部材120を支持した場合に比べて、水平方向成分の力Fcを小さくすることができ、型開閉用モータ40が駆動しているときのモータ固定部材112の振動を抑制することができる。
【0050】
また、実施の形態1では、
図5に示すようにスライドプレート120aを型開閉用モータ40の駆動軸40aの真下に配置した場合に比べて、モータ固定部材112と支持部材116との連結部とスライドプレート116aとの距離を長くすることができる。よって、スライドプレート116aにおける型開閉用モータ40の反力の大きさ(力Fa)を小さくすることができる。力Faを小さくすることにより、水平方向成分の力Fcも小さくすることができるため、型開閉用モータ40が駆動しているときのモータ固定部材112の振動を抑制することができる。
【0051】
また支持部材116の上部116bの幅は下部116cの幅よりも狭い。そのため、支持部材116の型開閉用モータ40の反力に対する強度を確保しつつ、支持部材116を設けたことによる型締装置14の重量増加を抑制することができる。
【0052】
また実施の形態1では、支持部材116を型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向から見たときに、支持部材116の下部116cの幅は、幅方向に隣り合うタイバー22、22の軸間距離よりも長く形成される。さらに、スライドプレート116aは幅方向に隣り合うタイバー22、22の軸間よりも外側に設けられる。スライドプレート116aの位置が型開閉用モータ40の駆動軸40aの真下の位置から幅方向(
図3において左右方向)に離れるほど、スライドプレート116aの位置における型開閉用モータ40の反力の重力方向成分は大きくなる。リアプラテン20の幅方向の範囲内で、スライドプレート116aの幅方向の位置をできるだけ外側に設けることにより、スライドプレート116aにより受ける型開閉用モータ40の反力を大きくすることができる。よって、型開閉用モータ40が駆動しているときのモータ固定部材112の振動を抑制することができる。
【0053】
〔実施の形態2〕
実施の形態2の型締装置14について説明する。
図6は型締装置14のリアプラテン20付近を示す拡大図である。実施の形態1の型締装置14では、支持部材116はボルト118によりモータ固定部材112に固定されていた。実施の形態2の型締装置14では、支持部材116とモータ固定部材112とを高さ調整機構(連結部材)122により連結するようにした。以下、実施の形態1と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0054】
高さ調整機構122は、ジャッキアップボルト124、固定ボルト126を有する。ジャッキアップボルト124は円筒状の部材であって、外周面に雄ねじが切られている。固定ボルト126は頭付ボルトである。
【0055】
ジャッキアップボルト124はモータ固定部材112の下壁112cに螺合している。ジャッキアップボルト124の先端は、支持部材116の上面に突き当てられている。ジャッキアップボルト124の下壁112cに対するねじ込み量を調整することによって、支持部材116に対するモータ固定部材112の高さを調整することができる。
【0056】
ジャッキアップボルト124による高さ調整後、ジャッキアップボルト124の軸方向の貫通孔に固定ボルト126を挿入し、固定ボルト126を支持部材116に螺合させる。固定ボルト126により、モータ固定部材112に作用する型開閉用モータ40の反力が支持部材116に伝達される。
【0057】
[作用効果]
型開閉用モータ40の駆動軸40aとボールねじ軸38との高さが合わないことがある。この原因の一つは、リアプラテン20の重量と型開閉用モータ40の重量との差が大きいため、リアプラテン20を支持するベースフレーム12の部分と、型開閉用モータ40を支持するベースフレーム12の部分との間に沈み量の差が生じることである。また別の原因として、各部材の加工精度誤差の蓄積が挙げられる。
【0058】
そこで実施の形態2の型締装置14では、モータ固定部材112と支持部材116との間に高さ調整機構122を設ける。高さ調整機構122のジャッキアップボルト124により、支持部材116に対するモータ固定部材112の高さを調整することが可能となる。型開閉用モータ40はモータ固定部材112に固定されているため、モータ固定部材112とともに型開閉用モータ40の支持部材116に対する高さも調整することができる。したがって、型開閉用モータ40の駆動軸40aとボールねじ軸38との高さを合わせることができる。
【0059】
〔他の実施の形態〕
以上、本発明を実施の形態1及び実施の形態2に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施の形態1及び実施の形態2に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【0060】
実施の形態1及び実施の形態2では、支持部材116をベースフレーム12に対して移動可能に支持する部材としてスライドプレート116aが用いられている。この構成を、リニアガイドやローラに変更してもよい。
【0061】
実施の形態1及び実施の形態2では、支持部材116を型開閉用モータ40の駆動軸40aの方向から見たときに、支持部材116は略台形状に形成されている。支持部材116の形状は、上部116bから下部116cに向かうにしたがって支持部材116の幅が外側に広がるようになっていれば、特にその形状は限定しない。